(57)【要約】【課題】ピストンのストローク終端付近でシフト推力を効果的に低減させる。【解決手段】筒体５２及び、筒体５２の両端開口を閉塞する一対の蓋体５３，５４を有しており、蓋体５４に貫通孔５５が形成されたシリンダ５１と、シリンダ５１内に筒軸方向に摺動移動可能に収容されると共に、シリンダ５１内を第１圧力室６０と第２圧力室６１とに区画するピストン５７と、一端をピストン５７に接続されると共に、他端側を貫通孔５５に進退自在に挿通させたロッド５９と、筒体５２の筒軸方向端部のうち、少なくとも一方の端部の内筒面５２Ａから筒径方向外側に窪むと共に、ピストン５７の外周面との間にクリアランスを確保可能な拡径部６５，６６とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体及び、該筒体の両端開口を閉塞する一対の蓋体を有しており、該一対の蓋体の何れか一方に貫通孔が形成されたシリンダと、
前記シリンダ内に筒軸方向に摺動移動可能に収容されると共に、前記シリンダ内を第１圧力室と第２圧力室とに区画するピストンと、
一端を前記ピストンに接続されると共に、他端側を前記貫通孔に進退自在に挿通させたロッドと、
前記筒体の筒軸方向端部のうち、少なくとも一方の端部の内筒面から筒径方向外側に窪むと共に、前記ピストンの外周面との間にクリアランスを確保可能な拡径部と、を備える
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記拡径部の軸方向長さが、前記ピストンの軸方向長さよりも長く形成されている
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記拡径部が、前記筒体の端部に向かうに従い拡径するテーパ状に形成されている
請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記拡径部が、前記筒体の端部に周方向の全周に亘って形成されている
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のアクチュエータを備える同期装置であって、
前記第１及び前記第２圧力室に流体圧を供給又は、前記第１及び前記第２圧力室から流体圧を排出可能な流体回路と、
前記ロッドの他端側に固定されたシフトフォークと、
前記シフトフォークと係合するスリーブと、
シャフトに一体回転可能に設けられると共に、前記スリーブの内周歯と噛合する外周歯を有するハブと、
前記シャフトに相対回転可能な変速ギヤに一体回転可能に設けられるドグギヤと、
前記ハブと前記ドグギヤとの間に設けられると共に、前記スリーブのシフト移動に伴い前記ドグギヤとの間に同期荷重を生じさせるシンクロナイザリングと、を備える
ことを特徴とする同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アクチュエータ及び、アクチュエータを備える同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の同期装置の一例として、例えば、特許文献１には、シフトアクチュエータによりスリーブにシフト推力を付与し、スリーブをドグギヤと噛合させることにより、変速ギヤをシャフトと同期結合させる構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的なシフトアクチュエータは、油圧回路から油圧室に供給される作動油圧によりピストンをシフトロッドと一体にシフト方向にストロークさせることで、スリーブにシフト推力を付与している。このため、スリーブがドグギヤと完全噛合するディテント位置付近（ピストンのストローク終端付近）まで、スリーブに大きなシフト推力を継続的に付与すると、スリーブがストッパリングや変速ギヤの側部等の周辺部品に強く当接することで、異音等を発生させる要因となる。
【０００５】
このような異音の発生を抑止するには、作動油圧をスリーブのストローク量に応じて適宜に制御すればよいが、センサ類や制御等が必須となり、装置全体の複雑化やコストの上昇等を招くといった課題がある。
【０００６】
本開示の技術は、簡素な構造で、ピストンのストローク終端付近でシフト推力を効果的に低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のアクチュエータは、筒体及び、該筒体の両端開口を閉塞する一対の蓋体を有しており、該一対の蓋体の何れか一方に貫通孔が形成されたシリンダと、前記シリンダ内に筒軸方向に摺動移動可能に収容されると共に、前記シリンダ内を第１圧力室と第２圧力室とに区画するピストンと、一端を前記ピストンに接続されると共に、他端側を前記貫通孔に進退自在に挿通させたロッドと、前記筒体の筒軸方向端部のうち、少なくとも一方の端部の内筒面から筒径方向外側に窪むと共に、前記ピストンの外周面との間にクリアランスを確保可能な拡径部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記拡径部の軸方向長さが、前記ピストンの軸方向長さよりも長く形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記拡径部が、前記筒体の端部に向かうに従い拡径するテーパ状に形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記拡径部が、前記筒体の端部に周方向の全周に亘って形成されていることが好ましい。
【００１１】
本開示の同期装置は、前記アクチュエータを備える同期装置であって、前記第１及び前記第２圧力室に流体圧を供給又は、前記第１及び前記第２圧力室から流体圧を排出可能な流体回路と、前記ロッドの他端側に固定されたシフトフォークと、前記シフトフォークと係合するスリーブと、シャフトに一体回転可能に設けられると共に、前記スリーブの内周歯と噛合する外周歯を有するハブと、前記シャフトに相対回転可能な変速ギヤに一体回転可能に設けられるドグギヤと、前記ハブと前記ドグギヤとの間に設けられると共に、前記スリーブのシフト移動に伴い前記ドグギヤとの間に同期荷重を生じさせるシンクロナイザリングと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、簡素な構造で、ピストンのストローク終端付近でシフト推力を効果的に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る変速機の一部を示す模式図である。
【図２】第１変速ギヤをシャフトに同期結合させる際の動作を説明する図である。
【図３】第２変速ギヤをシャフトに同期結合させる際の動作を説明する図である。
【図４】他の実施形態に係るアクチュエータを示す模式図である。
【図５】他の実施形態に係るアクチュエータを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るアクチュエータ及び、アクチュエータを備える同期装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る変速機１の一部を示す模式図である。同図に示すように、変速機１のシャフト２には、第１変速ギヤ３及び第２変速ギヤ４がニードルベアリング等を介して相対回転可能に軸支されている。シャフト２の第１変速ギヤ３と第２変速ギヤ４との間には、同期装置１０が設けられている。
【００１６】
同期装置１０は、シャフト２に一体回転可能に設けられたハブ１１と、ハブ１１の外周歯と噛合する内周歯を有するスリーブ１２と、第１変速ギヤ３のハブ１１と対向する側部に一体回転可能に設けられた第１ドグギヤ１３と、第２変速ギヤ４のハブ１１と対向する側部に一体回転可能に設けられた第２ドグギヤ１４と、ハブ１１と第１ドグギヤ１３との間に設けられた第１シンクロナイザリング１５と、ハブ１１と第２ドグギヤ１４との間に設けられた第２シンクロナイザリング１６と、スリーブ１２に一体移動可能に係合するシフトフォーク１７と、を備えている。
【００１７】
シフトフォーク１７は、後述するシフトアクチュエータ５０のシフトロッド５９に固定されている。また、第１変速ギヤ３と第１ドグギヤ１３との間には、スリーブ１２のシフト移動を規制するストッパリングＳＲが介装されている。
【００１８】
同期装置１０は、シフト操作装置５のギヤイン操作に応じてシフトアクチュエータ５０が作動すると、シフトロッド５９を介してシフトフォーク１７にシフト推力が付与される。シフトフォーク１７がスリーブ１２と一体にシフト移動すると、シンクロナイザリング１５，１６がスリーブ１２に押圧されることにより、シンクロナイザリング１５，１６とドグギヤ１３，１４との間に同期荷重を生じさせる。スリーブ１２とドグギヤ１５，１６との回転が同期すると、スリーブ１２がさらにシフト移動してドグギヤ１３，１４と完全噛合（ディテント）することにより、各変速ギヤ３，４をシャフト２と同期結合させるように構成されている。
【００１９】
本実施形態において、同期装置１０は、さらに、油圧回路２０（流体回路の一例）と、シフトアクチュエータ５０と、コントロールユニット１００とを備えている。
【００２０】
油圧回路２０は、不図示の駆動力源（例えば、エンジン）の動力で駆動するポンプ２１を備えている。ポンプ２１の吸入ポートには、オイルパン２３から作動油を吸い上げる吸引配管２２が接続され、ポンプ２１の吐出ポートには、作動油を供給する供給配管２４が接続されている。供給配管２４の下流側は、第１供給配管２５と第２供給配管２６とに分岐形成されている。
【００２１】
第１供給配管２５は、第１電磁バルブ３０に接続されている。第１電磁バルブ３０は、第１給排配管３１を介してシフトアクチュエータ５０に接続されている。また、第１電磁バルブ３０には、オイルパン２３に作動油を戻す第１リターン配管３２が接続されている。
【００２２】
第２供給配管２６は、第２電磁バルブ４０に接続されている。第２電磁バルブ４０は、第２給排配管４１を介してシフトアクチュエータ５０に接続されている。また、第２電磁バルブ４０には、オイルパン２３に作動油を戻す第２リターン配管４２が接続されている。
【００２３】
第１電磁バルブ３０及び、第２電磁バルブ４０は、シフト操作装置５の操作に応じてコントロールユニット１００から指示信号が入力されることによりＯＮ／ＯＦＦされる。具体的には、シフト操作装置５がニュートラル位置から第１変速ギヤ３のギヤイン選択位置に操作されると、第１電磁バルブ３０はＯＦＦとされ、第２電磁バルブ４０はＯＮとされる。一方、シフト操作装置５がニュートラル位置から第２変速ギヤ４のギヤイン選択位置に操作されると、第１電磁バルブ３０はＯＮとされ、第２電磁バルブ４０はＯＦＦとされる。シフト操作装置５の操作位置は、例えば、シフトポジションセンサ９０により取得すればよい。
【００２４】
シフトアクチュエータ５０は、主として、シリンダ本体５１と、ピストン５７と、シフトロッド５９とを備えている。
【００２５】
シリンダ本体５１は、略円筒状の筒体部５２と、筒体部５２の一端開口を閉塞する第１蓋部材５３と、筒体部５２の他端開口を閉塞する第２蓋部材５４とを有する。第２蓋部材５４の略中心部には、シフトロッド５９を進退自在に挿通させる貫通孔５５が形成されている。貫通孔５５の内周面には、シフトロッド５９の外周面との隙間を封止するリング状の第１シール部材Ｓ１が設けられている。
【００２６】
ピストン５７は、筒体部５２の筒内径と略同径の外径を有する略円柱状に形成されており、筒体部５２の筒内に摺動移動可能に収容されている。ピストン５７の外周面には、筒体部５２の内筒面との隙間を封止するリング状の第２シール部材Ｓ２が設けられている。
【００２７】
シリンダ本体５１内には、第１圧力室６０及び、第２圧力室６１が設けられている。第１圧力室６０は、筒体部５２の内筒面と、第１蓋部材５３の内側面と、ピストン５７の第１蓋部材５３と対向する側面とにより区画形成されている。第２圧力室６１は、筒体部５２の内筒面と、第２蓋部材５４の内側面と、ピストン５７の第２蓋部材５４と対向する側面とにより区画形成されている。
【００２８】
筒体部５２の筒軸方向一端部には、筒体部５２を径方向に貫通して第１圧力室６０と連通する第１給排ポート６２が設けられている。第１給排ポート６２には、第１給排配管３１が接続されている。筒体部５２の筒軸方向他端部には、筒体部５２を径方向に貫通して第２圧力室６１と連通する第２給排ポート６３が設けられている。第２給排ポート６３には、第２給排配管４１が接続されている。なお、第１給排ポート６２は、第１蓋部材５３に設けられてもよく、第２給排ポート６３は、第２蓋部材５４に設けられてもよい。
【００２９】
以上のように構成されたシフトアクチュエータ５０によると、第１変速ギヤ３をシャフト２と同期結合させる際は、第１電磁バルブ３０をＯＦＦ、第２電磁バルブ４０をＯＮにする。すると、第２圧力室６１内に作動油が供給されると共に、第１作動圧６０内から作動油が排出されることで、ピストン５７にスリーブ１２を第１ドグギヤ１３側（図中左方向）に向けてシフト移動させるシフト推力が付与される。
【００３０】
一方、第２変速ギヤ４をシャフト２と同期結合させる際は、第１電磁バルブ３０をＯＮ、第２電磁バルブ４０をＯＦＦにする。すると、第１圧力室６０内に作動油が供給されると共に、第２作動圧６１内から作動油が排出されることで、ピストン５７にスリーブ１２を第２ドグギヤ１４側（図中右方向）に向けてシフト移動させるシフト推力が付与される。
【００３１】
本実施形態において、筒体部５２の筒軸方向の一端部には、その内筒面５２Ａから筒径方向外側に窪む第１拡径部６５が周方向の全周に亘って設けられている。また、筒体部５２の筒軸方向の他端部には、その内筒面５２Ａから筒径方向外側に窪む第２拡径部６６が周方向の全周に亘って設けられている。
【００３２】
第１拡径部６５は、筒体部５２の筒軸方向一端に向かうに従い拡径するテーパ状に形成されている。第１拡径部６５の筒軸方向の長さＬ１は、ピストン５７の筒軸方向の長さＬ３よりも長く形成されている。すなわち、ピストン５７が筒体部５２内を第１蓋部材５３と近接するストローク終端付近まで移動すると、第１拡径部６５のテーパ面６５Ａとピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）との間にクリアランスが確保されるように構成されている。
【００３３】
第２拡径部６６は、筒体部５２の筒軸方向他端に向かうに従い拡径するテーパ状に形成されている。第２拡径部６６の筒軸方向の長さＬ２は、ピストン５７の筒軸方向の長さＬ３よりも長く形成されている。すなわち、ピストン５７が筒体部５２内を第２蓋部材５４と近接するストローク終端付近まで移動すると、第２拡径部６６のテーパ面６６Ａとピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）との間にクリアランスが確保されるように構成されている。
【００３４】
以上のように構成されたシフトアクチュエータ５０及び同期装置１０の動作を図２，３に基づいて説明する。図２は、第１変速ギヤ３をシャフト２に同期結合させる際の動作を説明する図であり、図３は、第２変速ギヤ４をシャフト２に同期結合させる際の動作を説明する図である。
【００３５】
図２（Ａ）は、スリーブ１２が第１シンクロナイザリング１５を押圧する同期開始時の状態を示している。同図に示すように、同期開始時において、ピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）は筒体部５２の内筒面５２Ａと接触しており、第１油圧室６０及び第２油圧室６１は隔離されている。すなわち、同期開始時には、ピストン５７に第２油圧室６１から大きなシフト推力が付与されており、第１シンクロナイザリング１５と第１ドグギヤ１３のテーパコーン部１３Ａとの間に同期荷重が効果的に生じるようになっている。
【００３６】
図２（Ｂ）は、スリーブ１２が第１ドグギヤ１３と噛合し始めた後、これらが完全噛合するよりも前の状態、言い換えれば、ピストン５７がストローク終端付近まで移動した状態を示している。同図に示すように、ピストン５７がストローク終端付近に達すると、第１拡径部６５のテーパ面６５Ａとピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）との間にクリアランスが確保される。すなわち、当該クリアランスを介して第１圧力室６０と第２圧力室６１とが連通するようになる。
【００３７】
第１圧力室６０と第２圧力室６１とが連通すると、第２圧力室６１内の作動油が第１圧力室６０内に流れ出ることにより、ピストン５７のシフト推力はストローク終端付近にて効果的に低減される。本実施形態では、第１拡径部６５がテーパ状に形成されているので、第２圧力室６１内から第１圧力室６０内に流れ出す作動油量は、ピストン５７がストローク終端に近づくに従い徐々に増加し、これに伴いピストン５７のシフト推力は徐々に低減されるようになる。
【００３８】
このように、ピストン５７がストローク終端付近に達した際に、ピストン５７のシフト推力を徐々に低減させることで、スリーブ１２がストッパリングＳＲに勢いよく当接することを効果的に抑止することが可能になる。また、スリーブ１２とストッパリングＳＲとの接触が抑止されることで、異音の発生も効果的に防止することができる。
【００３９】
図３（Ａ）は、スリーブ１２が第２シンクロナイザリング１６を押圧する同期開始時の状態を示している。同図に示すように、同期開始時において、ピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）は筒体部５２の内筒面５２Ａと接触しており、第１油圧室６０及び第２油圧室６１は隔離されている。すなわち、同期開始時には、ピストン５７に第１油圧室６０から大きなシフト推力が付与されており、第２シンクロナイザリング１６と第２ドグギヤ１４のテーパコーン部１４Ａとの間に同期荷重が効果的に生じるようになっている。
【００４０】
図３（Ｂ）は、スリーブ１２が第２ドグギヤ１４と噛合し始めた後、これらが完全噛合するよりも前の状態、言い換えれば、ピストン５７がストローク終端付近まで移動した状態を示している。同図に示すように、ピストン５７がストローク終端付近に達すると、第２拡径部６６のテーパ面６６Ａとピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）との間にクリアランスが確保される。すなわち、当該クリアランスを介して第１圧力室６０と第２圧力室６１とが連通するようになる。
【００４１】
第１圧力室６０と第２圧力室６１とが連通すると、第１圧力室６０内の作動油が第２圧力室６１内に流れ出ることにより、ピストン５７のシフト推力はストローク終端付近にて効果的に低減される。本実施形態では、第２拡径部６６がテーパ状に形成されているので、第１圧力室６０内から第２圧力室６１内に流れ出す作動油量は、ピストン５７がストローク終端に近づくに従い徐々に増加し、これに伴いピストン５７のシフト推力は徐々に低減されるようになる。
【００４２】
このように、ピストン５７がストローク終端付近に達した際に、ピストン５７のシフト推力を徐々に低減させることで、スリーブ１２が第２変速ギヤ４の側部に勢いよく当接することを効果的に抑止することが可能になる。また、スリーブ１２と第２変速ギヤ４との接触が抑止されることで、異音の発生も効果的に防止することができる。
【００４３】
以上詳述した本実施形態によれば、ピストン５７がストローク終端付近まで移動すると、拡径部６５，６６のテーパ面６５Ａ，６６Ａとピストン５７の外周面との間にクリアランスが確保されることにより、第１圧力室６０と第２圧力室６１とが連通するようになる。すなわち、ピストン５７がストローク終端付近に達すると、一方の圧力室６０，６１から他方の圧力室６０，６１に作動油が流れ出ることで、ピストン５７のシフト推力が効果的に低減されるように構成されている。
【００４４】
これにより、スリーブ１２がストッパリングＳＲや第２変速ギヤ４の側部等に当接することを効果的に防止することが可能となり、これらの当接を起因とした異音の発生や劣化を効果的に抑止することができる。
【００４５】
また、シフトアクチュエータ５０の筒体部５２に拡径部６５，６６を設ける簡素な構成でシフト推力を調整可能としたことで、ストロークセンサや流量制御バルブ等が不要となり、装置全体の簡素化を図りつつ、コストの上昇を効果的に抑えることができる。
【００４６】
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態において、拡径部６５，６６は、周方向の全周に亘って形成されるものとして説明したが、図４に示すように、拡径部６５，６６を周方向に１個、或は、複数個を周方向に所定のピッチで設けて構成してもよい。この場合は、ピストン５７がストローク終端付近に達した際に、ピストン５７の外周面（第２シールリングＳ２を含む）を筒体部５２の内筒面５２Ａによって部分的に支持することができる。
【００４８】
また、拡径部６５，６６はテーパ状に形成されるものとして説明したが、図５に示すように、拡径部６５，６６をピストン５７の軸方向よりも長い凹溝として形成してもよい。
【００４９】
また、油圧回路２０は、シフトアクチュエータ５０に作動油を供給するものとして説明したが、作動油以外の流体（例えば、気体）を供給する回路であてもよい。
【００５０】
また、本実施形態の適用範囲は、変速機に限定されず、トランスファ装置等の他の装置にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  変速機
２  シャフト
３  第１変速ギヤ
４  第２変速ギヤ
１０  同期装置
１１  ハブ
１２  スリーブ
１３  第１ドグギヤ
１４  第２ドグギヤ
１５  第１シンクロナイザリング
１６  第２シンクロナイザリング
１７  シフトフォーク
２０  油圧回路
３０  第１電磁バルブ
４０  第２電磁バルブ
５０  シフトアクチュエータ
５１  シリンダ本体
５２  筒体部
５３  第１蓋部材
５４  第２蓋部材
５５  貫通孔
５７  ピストン
５９  シフトロッド
６０  第１圧力室
６１  第２圧力室
６５  第１拡径部
６６  第２拡径部
１００  コントロールユニット
【図１】
2020026802.tif 000003
【図２】
2020026802.tif 000004
【図３】
2020026802.tif 000005
【図４】
2020026802.tif 000006
【図５】
2020026802.tif 000007