(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速ギヤの複数のフォークシャフト(12〜15)のいずれかに選択的に係合可能であって前記係合したフォークシャフト(12〜15)をその軸方向に摺動可能なシフトレバー(16)と、
前記シフトレバー(16)を前記複数のフォークシャフト(12〜15)のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー(17)と、
前記セレクトレバー(17)を駆動するセレクト用電動モータ(18)と、
前記シフトレバー(16)を駆動するサーボモータからなるシフト用電動モータ(19)と、
前記シフト用電動モータ(19)による入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部及びこの圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部(29a)を有し前記シフトレバー(16)の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段(29)と、
運転席に設けられ運転者が操作するチェンジレバー(36)と、
前記チェンジレバー(36)の操作位置を検出する操作検出スイッチ(37)と、
前記操作検出スイッチ(37)の検出出力に基づいて前記セレクト用電動モータ(18)及び前記シフト用電動モータ(19)をそれぞれ制御するコントローラ(43)と
を備えた変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シフトレバー及びセレクトレバーのうち少なくともシフトレバーを電動モータにより駆動する変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の変速装置として、本出願人は、セレクト用シリンダとシフト用シリンダとによって自動的にセレクト・シフト作動する機械式自動トランスミッションのシフト用シリンダに電磁弁がエアを給排制御し、この電磁弁の排気流路側に上記シフト用シリンダのピストンと連動して作動する可変絞り手段が設けられたトランスミッション用シリンダ制御装置を特許出願した（特開平７−３３２４８５号）。この制御装置では、可変絞り手段がシフト用シリンダの反プッシュロッド側のシリンダ端面壁に設けられた排気流路を有し、この排気流路に電磁弁の排気通路が接続される。また上記シリンダ端面壁にはプッシュロッドと同軸線上に軸受スリーブが設けられ、この軸受スリーブ内にはプッシュロッドと結合したスプールが摺動可能に挿入される。更にこのスプールにはシフト用シリンダのピストンと連動して進退移動する第１小径部、大径部及び第２小径部が形成される。
【０００３】
このように構成されたトランスミッション用シリンダ制御装置では、シフト力が小さくかつ耐久性への影響が少ない時期、即ちシンクロの同期が始るまでと同期が終ってからはピストンが素早く動くので、シフト時間を短縮できる。一方、シンクロの同期が始ると、シフト力の発生が大きくかつ耐久性への影響が大きくなるけれども、可変絞り手段がシンクロの同期開始から終了までピストンの移動速度を遅速制御するので、ピストンの移動速度が遅くなる。この結果、変速ギヤの破損を防止するなど、シンクロ部品の耐久性を向上できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の特開平７−３３２４８５号公報に示されたトランスミッション用シリンダ制御装置では、シフト用シリンダに排気流路や軸受スリーブが設けられ、また軸受スリーブに第１小径部、大径部及び第２小径部を有するスプールが挿入され、シフト用シリンダの構造が複雑になり、装置の製造コストを押上げる不具合があった。
また、上記従来のトランスミッション用シリンダ制御装置では、車種によってストローク量及び操作力の異なるエアシリンダを、セレクト用シリンダ及びシフト用シリンダとして用いなければならず、汎用性がない問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、比較的簡単な構成でかつ汎用性を有し、またシフト用電動モータにてシフトレバーのシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールすることにより、変速ギヤの破損を防止できる、変速装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、変速ギヤの複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合可能であって上記係合したフォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動可能なシフトレバー１６と、シフトレバー１６を複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー１７と、セレクトレバー１７を駆動するセレクト用電動モータ１８と、シフトレバー１６を駆動するサーボモータからなるシフト用電動モータ１９と、シフト用電動モータ１９による入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部及びこの圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部２９ａを有しシフトレバー１６の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段２９と、運転席に設けられ運転者が操作するチェンジレバー３６と、チェンジレバー３６の操作位置を検出する操作検出スイッチ３７と、操作検出スイッチ３７の検出出力に基づいてセレクト用電動モータ１８及びシフト用電動モータ１９をそれぞれ制御するコントローラ４３とを備えた変速装置である。
【０００７】
この請求項１に記載された変速装置では、運転者がチェンジレバー３６を操作すると、コントローラ４３は操作検出スイッチ３７の検出出力に基づいてセレクト用電動モータ１８及びシフト用電動モータ１９を制御する。即ち、コントローラ４３は先ずセレクト用電動モータ１８を制御してセレクトレバー１７を駆動し、シフトレバー１６を所定のフォークシャフト１２〜１５に係合させる。次にコントローラ４３はシフト用電動モータ１９を制御してシフトレバー１６を駆動し、フォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。このとき回転速度及びトルクの制御を容易に行えるシフト用電動モータ１９を用いることにより、シフトレバー１６のシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段２９がシフト用電動モータ１９によるシフトレバー１６の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ１９として比較的小出力のモータを用いることができ、シフト用電動モータ１９を小型化できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、車両の変速装置１１は変速ギヤの複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合可能なシフトレバー１６と、このシフトレバー１６を複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー１７と、セレクトレバー１７を駆動するセレクト用電動モータ１８と、シフトレバー１６を駆動するシフト用電動モータ１９とを備える。複数のフォークシャフト１２〜１５はこの実施の形態では４本であり、これらのフォークシャフト１２〜１５は所定の間隔をあけて互いに平行にかつ軸方向に摺動可能に設けられる（図２及び図３）。これらのフォークシャフト１２〜１５にはスリーブ（図示せず）に係合するシフタフォーク２１（図３）がそれぞれ固着され、シフタフォーク２１は上記フォークシャフト１２〜１５及び変速ギヤ（図示せず）とともにギヤケース２２に収容される。フォークシャフト１２〜１５の上方には平面視で上記フォークシャフト１２〜１５に直交するように保持軸２３が設けられ、シフトレバー１６はこの保持軸２３にスプライン嵌合される（図２及び図３）。保持軸２３はその軸線を中心に回動可能にギヤケース２２に挿入され、シフトレバー１６は保持軸２３の軸線に沿って摺動可能にかつ保持軸２３に対して回動不能にギヤケース２２に収容される。
【０００９】
シフトレバー１６は上記保持軸２３にスプライン嵌合されたボス部１６ａと、このボス部１６ａの下端に突設されたシフト用突起１６ｂとを有する（図２及び図３）。４本のフォークシャフト１２〜１５には上記シフト用突起１６ｂを挟持可能な一対の挟持片１２ａ〜１５ａがそれぞれ保持軸２３の長手方向に並んで突設され、シフト用突起１６ｂがこれらの挟持片１２ａ〜１５ａに選択的に挟持されることによりシフトレバー１６がフォークシャフト１２〜１５に選択的に係合可能に構成される。またシフトレバー１６のボス部１６ａ外周面には円周方向に延びる凹溝１６ｃが形成される。なお、フォークシャフトは４本ではなく、２本、３本又は５本以上でもよい。
【００１０】
一方、セレクトレバー１７はギヤケース２２に収容され、その中央はギヤケース２２に枢着される（図２及び図３）。またセレクトレバー１７の先端には上記凹溝１６ｃに遊挿される球状のセレクト用突起１７ａが突設され、セレクトレバー１７の基端にはこのレバー１７の長手方向に延びるセレクト用長孔１７ｂ（図２）が形成される。セレクト用電動モータ１８はギヤケース２２の上面（外面）に取付けられ、その出力軸（図示せず）はセレクト用減速機２４を介してセレクトレバー１７に連結される（図１及び図２）。セレクト用減速機２４はセレクト用電動モータ１８の出力軸（図示せず）に嵌着されたウォーム（図示せず）と、このウォームに噛合しかつホイール軸２４ａに嵌着されたウォームホイール（図示せず）とを有する。ホイール軸２４ａはギヤケース２２に挿入され、その下端にはセレクト用アーム２６の基端が固着される（図２）。セレクト用アーム２６の先端にはセレクト用ピン２７が下方に向って突設され、このセレクト用ピン２７の下端は上記セレクトレバー１７のセレクト用長孔１７ｂに遊挿される。
【００１１】
シフト用電動モータ１９はギヤケース２２の側面（外面）に取付けられ、その出力軸（図示せず）はシフト用減速機２８及びパワーシフト手段２９を介してシフトレバー１６に連結される（図１〜図３）。シフト用減速機２８はシフト用電動モータ１９の出力軸（図示せず）に嵌着されたウォーム（図示せず）と、このウォームに噛合しかつホイール軸２８ａに嵌着されたウォームホイール（図示せず）とを有する（図２）。ホイール軸２８ａの下端にはシフト用アーム３１の基端が固着され、シフト用アーム３１の先端にはシフト用ピン３２が下方に向って突設される。なお、上記セレクト用電動モータ１８及びシフト用電動モータ１９は回転速度、回転角度及びトルクの制御が容易なサーボモータを用いることが好ましい。また、この実施の形態では、セレクト用減速機及びシフト用減速機としてウォームギヤを用いたが、ピニオン及びラックを組合わせた歯車機構や、ボールねじ機構等の減速機を用いたり、更に直線運動を回転運動に変換する機構とを組合せて構成してもよい。
【００１２】
またパワーシフト手段２９は図４に詳しく示すように、入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部（図示せず）と、この圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部２９ａと、パワーシリンダ部２９ａで発生した出力をストライカ２９ｂに伝達するシフタロッド２９ｃとを有する。ストライカ２９ｂは略Ｌ字状のシフト用ブラケット３３を介して保持軸２３に連結され、シフタロッド２９ｃの先端にはシフト用ステー３４の基端が嵌着される。シフト用ステー３４の先端にはギヤケース２２の幅方向に延びるシフト用長孔３４ａが形成され、このシフト用長孔３４ａに上記シフト用ピン３２の下端が遊挿される。上述のパワーシフト手段２９はシフト用電動モータ１９によるシフトレバー１６の駆動力を圧縮エアを用いて支援するように構成される。なお、図１の符号３５は上記パワーシフト手段２９に接続されたエアタンクであり、このエアタンク３５には上記パワーシフト手段２９に供給される圧縮エアが貯留される。
【００１３】
図１に戻って、運転席には運転者が操作するチェンジレバー３６が設けられ、このチェンジレバー３６近傍にはこのレバー３６の操作位置を検出する操作検出スイッチ３７が設けられる。また車両には車速を検出する車速センサ３８と、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ３９と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサ４１とが設けられる。更にギヤケース２２には変速位置を検出する変速位置センサ４２が設けられる。操作検出スイッチ３７、車速センサ３８、アクセルセンサ３９、エンジン回転センサ４１及び変速位置センサ４２の各検出出力はコントローラ４３の制御入力に接続され、コントローラ４３の制御出力はセレクト用電動モータ１８及びシフト用電動モータ１９にそれぞれ接続される。
【００１４】
このように構成された変速装置１１の動作を説明する。
運転者が車両の運転中にチェンジレバー３６を操作すると、操作検出スイッチ３７がこのレバー３６の操作を検出するので、コントローラ４３は操作検出スイッチ３７、車速センサ３８、アクセルセンサ３９、エンジン回転センサ４１及び変速位置センサ４２の各検出出力に基づいて、先ずセレクト用電動モータ１８を作動させる。セレクト用電動モータ１８が作動すると、このモータ１８の回転力はセレクト用減速機２４、ホイール軸２４ａ、セレクト用アーム２６及びセレクト用ピン２７を介してセレクトレバー１７に伝達され、セレクトレバー１７はシフトレバー１６を保持軸２３に沿って摺動させ、所定のフォークシャフト、例えばフォークシャフト１４の一対の挟持片１４ａに係合させる。次にコントローラ４３はシフト用電動モータ１９を作動させる。シフト用電動モータ１９が作動すると、シフト用電動モータ１９の回転運動はシフト用減速機２８、ホイール軸２８ａ、シフト用アーム３１、シフト用ピン３２及びシフト用ステー３４を介してパワーシフト手段２９のシフタロッド２９ｃの直線運動に変換され、シフタロッド２９ｃはパワーシフト手段２９による支援を受け、ストライカ２９ｂ、シフト用ブラケット３３及び保持軸２３を介してシフトレバー１６を所定の方向に回転させる。この結果、シフト用突起１６ｂの係合したフォークシャフト１４がその軸方向に摺動するので、変速ギヤがシフトされる。
【００１５】
上述のように回転速度、回転角度及びトルクの制御を容易に行えるシフト用電動モータ１９を用いることにより、シフトレバー１６のシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段２９がシフト用電動モータ１９によるシフトレバー１６の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ１９として比較的小出力のモータを用いることができ、これによりシフト用電動モータ１９を小型化できる。更に手動変速装置に用いられるセレクトレバー１７をセレクト用電動モータ１８によりセレクト用減速機２４を介して駆動し、手動変速装置に用いられるシフトレバー１６をシフト用電動モータ１９によりシフト用減速機２８と手動変速装置に用いられるパワーシフト手段２９とを介して駆動するので、多くの手動式変速装置用部品を流用でき、変速装置１１を安価に製造することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セレクトレバーがシフトレバーを複数のフォークシャフトのいずれかに選択的に係合させ、セレクトレバー及びシフトレバーを、セレクト用電動モータ及びシフト用電動モータがそれぞれ駆動し、更にサーボモータからなるシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力をパワーシフト手段が支援するように構成したので、チェンジレバーの操作位置を検出する操作検出スイッチの検出出力に基づいてコントローラはセレクト用電動モータを制御してセレクトレバーを駆動し、シフトレバーを所定のフォークシャフトに係合させた後に、シフト用電動モータを制御してシフトレバーを駆動し、フォークシャフトをその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。この結果、回転速度、回転角度及びトルクの制御を容易に行えるシフト用電動モータによりシフトレバーのシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段がシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力を支援するので、シフト用電動モータとして比較的小出力のモータを用いることができ、シフト用電動モータを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の変速装置を示す平面構成図。
【図２】その変速装置のフォークシャフト、セレクトレバー及びシフトレバーを含む要部斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１１  変速装置
１２〜１５  フォークシャフト
１６  シフトレバー
１７  セレクトレバー
１８  セレクト用電動モータ
１９  シフト用電動モータ
２２  ギヤケース
２４  セレクト用減速機
２８  シフト用減速機
２９  パワーシフト手段
３５  エアタンク（圧縮エア源）
３６  チェンジレバー
３７  操作検出スイッチ
４３  コントローラ
【図１】
0003591714.tif 000002
【図２】
0003591714.tif 000003
【図３】
0003591714.tif 000004
【図４】
0003591714.tif 000005