(57)【要約】  制御装置１０は、電動機１２と、減速ギヤ１４と、電動機１２によって減速ギヤ１４を介して動作するシャフト１６と、シャフト１６に取り付けられたドラム１８とを備えている。ドラム１８は、シャフト１６に、該シャフトとともに回転する一方、該シャフトに対して軸方向に自由に滑動することができる。ドラム１８は、その円柱形の外側面に第１溝部２０を有している。第１溝部２０内で第１スタッド２２が案内される。各第１スタッド２２は、並進移動するために、対応する切替フォーク２４に移動可能に接続されている。これにより、ドラム１８の回転運動が、第１スタッド２２ひいては切替フォーク２４の並進運動に変換され、ギヤが係合させられる。ドラム１８はまた、第２溝部４０を有し、この第２溝部４０に、軸方向に固定された第２スタッド４２が係合する。第２溝部４０は、少なくとも部分的に湾曲した展開形状を有している。
2011510236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム中心軸（１６）の伸びる方向に並進することができ、円柱形のドラム外側面に第１溝部（２０）を有する回転ドラム（１８）と、
上記第１溝部（２０）内を案内される複数の第１スタッド（２２）と、
それぞれ対応する１つの第１スタッド（２２）に、該第１スタッドと並進するように接続された移動可能な複数の切替フォーク（２４）とを備えていて、
上記第１溝部（２０）は、上記ドラム外側面の少なくとも一部分において湾曲経路に沿って伸び、
上記湾曲経路は、上記ドラム中心軸（１６）回りの上記回転ドラム（１８）の回転運動が上記第１スタッド（２２）ひいては上記切替フォーク（２４）の並進運動に変換され、予め設定された操作モードに従ってギヤの係合及び係合解除を制御することができる形状に形成されている、車両用変速機とくに自動車用変速機のためのギヤ切替制御装置（１０）であって、
第２溝部（４０）と、上記第２溝部（４０）と係合する第２スタッド（４２）とを備えていて、
上記第２溝部（４０）と上記第２スタッド（４２）のうちの一方のもの（４０）が上記回転ドラム（１８）とともに上記ドラム中心軸の伸びる方向に並進しかつ回転するように該回転ドラムに移動可能に接続される一方、他方のもの（４２）が固定され、
上記第２溝部（４０）は、上記第２スタッド（４２）と係合する結果として上記回転ドラム（１８）の付加の軸方向移動を生じさせることができる形状に形成された少なくとも部分的に湾曲した展開形状を有し、
上記付加の軸方向移動は、上記回転ドラム（１８）の回転の結果として上記第１溝部（２０）によって惹起される上記第１スタッド（２２）の軸方向移動と重複することを特徴とするギヤ切替制御装置。
【請求項２】
上記第２溝部（４０）が、上記回転ドラム（１８）の円柱形の上記ドラム外側面に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のギヤ切替制御装置。
【請求項３】
上記第２スタッド（４２）が、上記回転ドラム（１８）の円柱形の上記ドラム外側面に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のギヤ切替制御装置。
【請求項４】
上記第２溝部（４０）が、ギヤごとに異なる付加の軸方向移動を生じさせる形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のギヤ切替制御装置。
【請求項５】
上記第１溝部（２０）が、上記回転ドラム（１８）の円周の一部において毎回１つのギヤのみの係合を生じさせる長さを伸び、これにより毎回上記複数の第１スタッド（２２）のうちの１つのものだけが上記第１溝部（２０）内を案内され、その他のすべての第１スタッド（２２）が上記第１溝部（２０）との係合を解除されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のギヤ切替制御装置。
【請求項６】
上記第１溝部（２０）がその互いに背向する両端部にそれぞれ導入部（２０ａ）を有し、上記導入部が、毎回上記第１スタッド（２２）が上記溝部に挿入されて該溝部と係合するのを容易にするように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のギヤ切替制御装置。
【請求項７】
さらに、電動機（１２）と、減速ギヤ（１４）と、上記電動機（１２）によって上記減速ギヤ（１４）を介して作動される駆動シャフト（１６）とを備えていて、
上記回転ドラム（１８）は、上記駆動シャフト（１６）に取り付けられ、上記駆動シャフトとともに回転する一方上記駆動シャフトに対してドラム中心軸方向に自由に滑動するように上記駆動シャフトに接続されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載のギヤ切替制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立形式の請求項１の前書き部に記載されているような、回転するとともにその中心軸方向に遊動し（float）又は滑動する（slide）ドラムが設けられた、車両用変速機（vehicle gearbox）とくに自動車用変速機のためのギヤ切替制御装置（gear shift control device）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、現代の機械式変速機は、常時噛み合う複数のギヤ対を備えた型式の変速機、すなわち第１シャフトないしは入力シャフトによって担持された駆動ギヤが１つ又は複数の第２シャフトないしは出力シャフトによって担持された各被駆動ギヤと常時噛み合い、かつ、駆動ギヤが第１シャフトとともに回転するよう該第１シャフトに固定して接続される一方、被駆動ギヤが１つ又は複数の第２シャフトに空転するように取り付けられた型式の変速機である。それゆえ、所望のギヤの結合ないしは係合（engagement）は、係合させて回転させるギヤに対応するギヤ対の空転ギヤを、対応するシャフトと結合させることにより実現される。このため、切替操作が完了する前に、したがって当該空転ギヤを介してのトルクの伝達が開始される前に、係合させるべき空転ギヤの角速度と、対応する第２シャフトの角速度とを同期させる、すなわち等しくする機能を有する同期装置が、各空転ギヤ又は１対の隣り合う空転ギヤに結合される。
【０００３】
典型的には、同期装置は駆動部（driving part）を備えている。この駆動部は、その回転のために、スプライン結合により変速機の対応するシャフトに固定して接続され、かつ、円錐形の駆動係合面を形成している。この駆動係合面は、その回転のために駆動部と固定して結合されたスリーブと、係合噛み合っている空転ギヤの円錐形の空転係合面と係合し、ひいては変速機の対応するシャフトと結合ないしは係合するようになっている。スリーブは、対応する切替フォークにより軸方向に滑動可能となっている。同期装置のスリーブには、これと係合する各空転ギヤに対して、歯が設けられている。この歯は、スリーブの軸方向の移動の結果、空転ギヤの対応する歯と噛み合うようになっている。これにより、空転ギヤと同期装置との間で、ひいては空転ギヤと変速機の対応するシャフトとの間でトルクを伝達することができるようになっている。
【０００４】
それゆえ、ギヤ切替操作すなわち変速操作は、最初に行われる同期ステップ（synchronization step）を有している。この同期ステップでは、スリーブの円錐形の係合表面を、これに対応する係合させるべき空転ギヤの円錐形の係合表面と当接させる。また、このギヤ切替操作は、２番目に行われる噛合ステップ（meshing step）を有している。この噛合ステップでは、スリーブの歯を、これに対応する係合させるべき空転ギヤの歯と噛み合わせる。同期装置のスリーブの軸方向の行程（travel）は、これらの各ステップに対応する。
【０００５】
普通の手動の機械式変速機では、ギヤの切り替えは、運転者による手動式の操作レバー（control lever）の操作により行われる。操作レバーは、毎回、所望のギヤに対応するギヤ対の空転ギヤの同期装置と係合する切替フォークの軸方向の移動を生じさせることが可能である。
【０００６】
運転者が普通の機械式変速機を連続した態様で操作することを可能にするために、変速機のシャフトと平行に配設された回転ドラムを備えたギヤ切替制御装置も知られている。このギヤ切替制御装置では、回転ドラムは、その外側の周面に１つ又は複数の案内溝を有している。この案内溝内において、並進のためそれぞれ変速機の対応する切替フォークに固定的に接続された複数のスタッドが案内される。ドラムの回転は、運転者によって与えられる指令に基づいて、減速ギヤに結合された駆動ユニット、一般的には電動機によって行われる。ドラムの案内溝の形状は、毎回、任意のギヤの係合を生じさせるための予め設定された操作モードに従って、ドラムの回転の結果として、スタッドひいては切替フォークの選択的な移動を生じさせるように設定される。
【０００７】
特許文献１は、回転ドラムが設けられた車両用変速機のためのギヤ切替制御装置を開示している。この既知のギヤ切替制御装置によれば、ドラムは、電動機によって駆動される駆動シャフト上をその中心軸方向に遊動するように取り付けられている。ドラムの軸方向の背向する両端部に、１対のばねが配設されている。これらのばねは、ドラムが軸方向に関していずれかの方向に移動する結果、ドラムを基準位置ないしはニュートラル位置に復帰させる軸方向の付勢力を生じさせる。軸方向に遊動するドラムの使用は、ドラムの軸方向の移動により、変速機の製造の許容誤差（manufacturing tolerances）を吸収する（take up）ことを可能にする。実際、軸方向に遊動するドラムを用いることにより、切替フォークは、ドラムが当該ギヤの係合に対応する予め設定された角度位置に到達する前に、行程端部（end-of-travel）に到達すべきである。すなわち、ギヤ切替操作が完了すべきである。ドラムのさらなる回転は、ドラムが切替方向にフォークを押すのではなく、ドラムに軸方向にみて切替方向とは逆の方向の移動を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９５４３６４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記の先行技術文献（特許文献１）に開示されたギヤ切替制御装置は、ドラムが、それぞれ切替フォークと連係する複数の案内溝を有するといったことに起因して、その軸方向の寸法が大きくなるといった欠点を有する。
【００１０】
本発明は、軸方向の寸法が小さく、種々のギヤのための係合行程が異なる種々の変速機に応用することができる車両用変速機とくに自動車用変速機のためのギヤ切替制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の種々の目的は、本発明によれば、請求項１の特徴記載部分に規定された特徴を有する、車両用変速機のための、とくに自動車用変速機のためのギヤ切替制御装置により完全に達成される。
【００１２】
要するに、本発明は、回転するとともに軸方向に遊動するドラム（floating drum）を有するギヤ切替制御装置を用いるといった技術思想に基づいている。このギヤ切替制御装置においては、ドラムの円柱形のドラム外側面（lateral surface）に、メインカムとして機能する第１溝部と、補助カムとして機能する第２溝部とが設けられている。この第１溝部は、切替フィンガ（shift finger）に連結されたスタッド（stud）に所定の軸方向移動（displacement）を生じさせるように配設されている。また、第２溝部は、ドラムの軸方向移動、ひいては切替フィンガに連結されたスタッドの軸方向移動を生じさせるように配設されている。この第２溝部による軸方向移動は、メインカムによって惹起された移動に付加されるが、ギヤごとに異なるものであってもよい。このようにすれば、制御装置が搭載される特定の変速機により各ギヤに実際に必要とされる係合行程（engagement travel）に応じて、ドラムによって生成された係合行程を調節することが可能となる。第２溝部によって惹起されるドラムの付加の軸方向移動は、この第２溝部が固定されたさらなるスタッドと係合するといった構成により可能となる。
【００１３】
第１溝部により形成されるメインカムは、制御装置が搭載される（intended）変速機のすべてのギヤによって要求される係合行程の平均値（average）に対応する行程（throw）を生成するように形成ないしは作成される。他方、第２溝部によって形成される補助カムは、要求される係合行程（engagement travel）と、メインカムの行程（throw）によって決定される係合行程（engagement travel）との間の差を各ギヤについて吸収する可変行程（variable throw）を生成するように形成ないしは作成される。
【発明の効果】
【００１４】
補助カムとして機能する第２溝部を用いることにより奏する主な効果は、メインカムによって生成されなければならない行程を低減することができ、それゆえこれに相応してドラムの軸方向の寸法を低減することができるということである。
【００１５】
本発明のさらなる特徴及び作用効果は、添付の図面を参照しつつ説明する、純粋に非制限的な実施態様である以下の詳細な説明により明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る自動車用変速機のためのギヤ切替制御装置の斜視図である。
【図２】図１に示す制御装置の一部を形成する１対の切替フィンガ及びドラムを示す斜視図である。
【図３】図１に示す制御装置の一部を形成する１対の切替フィンガ及びドラムを示す斜視図である。
【図４】図１に示す制御装置のドラムの円筒状裾部の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書及び特許請求の範囲においては、「軸方向（axial）」及び「径方向（radial）」との語は、ギヤ切替制御装置が変速機に取り付けられた状態において、ドラムの状態が、ドラム自体の回転軸が変速機の入力シャフト及び出力シャフトと平行である状態における方向を意味することが意図されている。
【００１８】
まず図１を参照しつつ本発明を説明する。図１に示すように、本発明の第１の好ましい実施形態に係る自動車用変速機（図示せず）のためのギヤ切替制御装置には、包括的に参照番号１０が付されている。
【００１９】
制御装置１０は、基本的には、次の構成要素を備えている。
電動機１２又はこれと等価な（equivalent）その他の駆動装置（actuator device）。
減速ギヤ１４（reduction gear）。
減速ギヤ１４を介して、電動機１２によって回転させられる駆動シャフト１６。
駆動シャフト１６に該駆動シャフトとともに回転するように接続され、かつ駆動シャフトに対して軸方向に相対的に摺動ないしは滑動する（slide）ことが可能な回転ドラム１８。
【００２０】
ドラム１８の円筒形のスカートないしは裾部（skirt）の外側表面に案内溝部２０が形成されている。この案内溝部２０内で該案内溝部によって、複数のスタッド２２、典型的には４つのスタッド（図１には１つのスタッドのみが記載され、図２には２つのスタッドのみが記載されている）が案内される（guided）ようになっている。各スタッド２２は、これに対応する切替フォーク２４に該切替フォークとともに並進する（translate）ように移動可能に接続されている。各切替フォーク２４は、これに対応する滑動可能な支持棒２６（support rod）に固定して取り付けられている。この切替フォーク２４には、これに対応する変速機の各滑動可能な係合スリーブ（周知であるので図示していない）を作動させるために、対応する作動フィンガ２８（actuating finger）が設けられている。
【００２１】
ドラム１８は、電動機１２により減速ギヤ１４を介して駆動シャフト１６に付与される回転運動を、スタッド２２ひいては切替フォーク２４の軸方向の並進運動に変換し、これにより、予め設定された操作モードに従ってギヤの結合又は係合を制御する機能を有している。このため、溝部２０は、ドラム１８がいずれかの方向に所定の角度で回転する結果として、毎回（each time）、第１のスタッド２２の移動（displacement）を生じさせ、結合又は係合しているギヤの結合又は係合を解除するとともに、第２のスタッド２２（第１のスタッド自体であってもよい）の移動を生じさせて他のギヤを結合又は係合させるのに適した形状に形成されている。
【００２２】
前記のとおり、ドラム１８は、変速機ごとにギヤの結合又は係合の行程（engagement travel）を変化させる製造における許容誤差（manufacturing tolerances）を吸収する（take up）ために、駆動シャフト１６に滑動可能に取り付けられている。他方、ドラム１８が軸方向に滑動することができるという事実は、使用時に何らかの問題を生じさせるおそれがある。とくに、ドラム１８は、その軸方向の並進移動（translation）において、スタッドひいては切替フォークを該ドラムとともに引きずり（entrain）、あるいはニュートラル位置に残したままにするおそれがある。これは、変速機の同期装置に損傷を生じさせるおそれがある。このような不具合を防止するため、本発明に係るギヤ切替制御装置１０においては、溝部２０は、ドラム１８の周囲の全体にわたって伸びるのではなく、周囲（circumference）の一部分において十分な長さだけ伸びてギヤの係合の行程を生成する。これにより、毎回、複数のスタッド２２中の１つのスタッドだけが溝部２０内で案内される（guided）一方、その他のすべてのスタッド２２が自由な状態を維持する。
【００２３】
溝部２０はまた、その互いに背向する両端部に、毎回、溝部２０との結合又は係合をより容易にするために、スタッド２２の挿入（insertion）を行わせるための導入部２０ａ（lead-in portion）を有している（図４参照）。
【００２４】
さらに、溝部２０に係合せずにスタッド２２に接続され、したがってニュートラル位置にある切替フォーク２４の望ましくない移動を防止するために、各支持棒２６に対してばねの負荷がかかった反力装置（spring-loaded reaction device）が設けられている。この反力装置（図２参照）は、支持棒の溝部２２と係合するように形成された球体３０（ball）と、球体３０に弾性力（resilient force）を作用させて球体３０を溝部３２内に保持する傾向を有するばね３４とを備えている。
【００２５】
制御装置１０にはまた、ドラム１８の角度位置を示す信号を生成するとともに、ドラムの位置をフィードバック制御する変速機の電子制御ユニット（図示せず）にこの信号を送るための角度位置センサ３６も設けられている（図１）。
【００２６】
本発明によれば、ドラム１８の円柱形の外側表面（cylindrical lateral surface）に、第２の溝部４０が形成されている。そして、さらなる固定スタッド４２（図示していないが、例えば制御装置を覆うケーシングに取り付けられる）がこの第２の溝部４０と係合している。図４から明らかなとおり、溝部４０は、少なくとも部分的に湾曲した展開形状（development）を有している。この展開形状は、スタッド４２との係合により、ドラム１８のドラム軸まわりの回転の結果として、ドラム１８の軸方向の移動、ひいては溝部２０と係合しているスタッド２２の軸方向の移動を生じさせることができる形状に形成されている。
【００２７】
それゆえ、スタッド２２の軸方向の移動、ひいては切替フォーク２４の軸方向の移動は、２つの溝部２０、４０によって生成される軸方向の移動の和ないしは合計によって決定される。かくして、可変行程カムシステム（variable-throw cam system）が実現される。ここで、溝部２０は、スタッド２２の所定の軸方向の移動を生じさせるように配設されたメインカムとして機能する。他方、溝部４０は、付加の軸方向の移動を生じさせるように配設された補助カムとして機能する。ここで、付加の軸方向の移動はギヤごとに異なり、このため、ギヤ切替制御装置が搭載される特定の変速機により各ギヤにおいて実際に必要とされる係合の行程に依存して、ドラム１８によって生成される係合の行程を調節する（modulate）ことができる。
【００２８】
とくに、溝部２０によって形成されたメインカムは、制御装置１０が搭載される変速機のすべてのギヤにより要求される係合の行程の平均値に対応する行程（throw）を生成するように構成されている。他方、溝部４０によって形成された補助カムは、ギヤごとに、要求される係合の行程と、溝部２０によって形成されたメインカムの行程（throw）によって決定される係合の行程との間の相違（difference）を吸収する（take up）可変行程（variable throw）を生成するように構成されている。
【００２９】
第２の溝部４０の湾曲形状によって奏することができる主な効果は、第１の溝部２０により形成されたメインカムによって生成されなければならない行程を低減することができ、それゆえこれに対応するドラム１８の軸方向の寸法を低減することができるということである。
【００３０】
図４は、第２の溝部４０がドラムの周囲の全体にわたって伸びるとともに、第１の溝部２０と少なくとも部分的に重複する湾曲した長さ形状（length）を有している実施形態を示している。
【００３１】
前記の実施形態及び詳細な構造は、純粋に非制限的な実施例として記載され図示されたものであるので、これらは本発明の原理を変更しない限り幅広く変更することができるのはもちろんである。
【００３２】
例えば、本明細書及び図面は、補助カムとして機能する溝部がドラムの外側面（lateral surface）によって形成される一方、この溝部と係合するスタッドが固定部（例えば、制御装置を囲っているケーシング）の上に配設された実施形態を示している。しかしながら、補助カムとして機能する溝部が固定部（例えば、前記のケーシング）に形成されるとともに、この溝部と係合するスタッドがドラムの外側面に取り付けられ、ドラムとともに軸方向の並進運動及び回転運動を行えるようドラムに移動可能に接続された代替的な実施形態とすることも可能である。この場合も、実際には、スタッドと、補助カムとして機能する溝部との間の係合は、ドラムのその軸まわりの回転に起因して、ドラム自体の軸方向の並進移動を生じさせる。なお、図面中に示す実施形態に関してすでに説明したすべての事項は、前記の変形例にも当てはまることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  制御装置、１２  電動機、１４  減速歯車、１６  駆動シャフト、１８  ドラム、２０  案内溝部、２２  スタッド、２４  切替フォーク、２６  支持棒、２８  作動フィンガ、３０  球体、３２  溝部、３４  ばね、３６  角度位置センサ、４０  溝部、４２  固定スタッド。
【図１】
2011510236.tif 000003
【図２】
2011510236.tif 000004
【図３】
2011510236.tif 000005
【図４】
2011510236.tif 000006
【国際調査報告】
2011510236.tif 000007
2011510236.tif 000008