(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Pレンジ機構及び前進レンジ機構を含む変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーであって、
駆動機構と、切換機構と、をさらに含み、
前記駆動機構の動力出力端には伝動軸が接続されており、前記切換機構は、いずれも前記伝動軸に設けられたPレンジカムとシフトカムを含み、
前記Pレンジカムの輪郭曲面は、前記伝動軸の周方向に沿って分布する第一のPレンジ曲面セグメント及び第二のPレンジ曲面セグメントを含み、
前記シフトカムの輪郭曲面は、前記伝動軸の周方向に沿って分布する第一のシフト曲面セグメント及び第二のシフト曲面セグメントを含み、
前記第一のシフト曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していないと共に、且つその延在範囲が前記シフトカムの作動旋回角度に対応しており、前記第一のPレンジ曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していると共に、その延在範囲が前記Pレンジカムの非作動旋回角度に対応しており、且つ
前記シフトカムのストロークが前記第一のシフト曲面セグメントにある期間に、前記Pレンジカムのストロークは前記第一のPレンジ曲面セグメントにあり、
前記第二のシフト曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していると共に、その延在範囲が前記シフトカムの非作動旋回角度に対応しており、前記第二のPレンジ曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していないと共に、その延在範囲が前記Pレンジカムの作動旋回角度に対応しており、且つ
前記Pレンジカムのストロークが前記第二のPレンジ曲面セグメントにある期間に、前記シフトカムのストロークは前記第二のシフト曲面セグメントにあると共に、最低シフトレンジの位置に対応し続けており、
前記駆動機構の動力出力端は減速歯車を介して前記伝動軸に接続されており、前記Pレンジカムは、前記減速歯車の従動輪であるホイールディスクの中央部に設けられると共に、前記従動輪とストローク溝を形成し、
Pレンジカムと前記減速歯車の従動輪とは一体式の構造であることを特徴とする変速機のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項２】
前記シフトカムの作動旋回角度範囲は0°〜180°であり、前記Pレンジカムの作動旋回角度範囲は0°〜-180°であることを特徴とする請求項１に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項３】
前記前進レンジ機構はシフトフォークと前進レンジユニットを備え、
そのうち、前記シフトカムのストロークが前記第一のシフト曲面セグメントにある期間に、前記前進レンジユニットが前記シフトフォークの摺動に伴って異なる前進レンジに位置され得るように、前記シフトフォークの一端は前記シフトカムのカム溝内に摺動可能に設けられており、前記シフトフォークの他端は前記前進レンジユニットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項４】
前記Pレンジ機構はPレンジリンク及びPレンジユニットを含み、前記Pレンジカムのストロークが前記第一のPレンジ曲面セグメントまたは前記第二のPレンジ曲面セグメントにある期間に、前記Pレンジユニットを前記Pレンジリンクの揺動に伴って自動車のPレンジディスクと離脱状態または接合状態となり得るように、前記Pレンジリンクの一端は前記ストローク溝に摺動可能に設けられており、前記Pレンジリンクの他端は前記Pレンジユニットに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項５】
前記シフトカムは前記伝動軸の軸方向に沿って所定の範囲内で移動可能に前記伝動軸に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項６】
前記シフトカムの両側に弾性ユニットがそれぞれ設けられており、前記弾性ユニットは前記伝動軸に固定されると共に、
前記シフトカムを、前記伝動軸の軸方向に沿って所定範囲内で任意の位置まで移動させるときであっても、前記伝動軸に固定されているように、前記弾性ユニットは前記伝動軸の軸方向に沿って所定の付勢力を有していることを特徴とする請求項５に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項７】
前記弾性ユニットは、スプリング受け及び前記スプリング受けに取り付けられたスプリングを含み、前記スプリング受けの内側が前記シフトカムのカム軸に当接し、前記スプリング受けの外側が止め輪を介して前記伝動軸に固定され、前記スプリングが、前記伝動軸の軸方向に沿って所定の付勢力を有していることを特徴とする請求項６に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のシフトレンジ切換アッセンブリーを含むことを特徴とする変速機。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のシフトレンジ切換アッセンブリー、または、
請求項８に記載の変速機を含むことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の分野に関し、具体的に変速機のシフトレンジ切換アッセンブリー、変速機及び自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車工業の発展に伴い、自動変速機はますます自動車伝動システムに応用されるようになってきており、自動車の動力伝達には、重要な部品として、変速機における各前進レンジとPレンジとの間のシフトレンジ切換機構の構造も複雑化になってくる傾向にあった。
【０００３】
例えば、従来の案の一つとしては、油圧システムを介してそれぞれの前進レンジとPレンジとの間の切換を実現するものがある。このような方案によれば、変速機に高圧オイルポンプと、アクチュエータピストンなどの部品と、複雑な油路システムが設けなければ、シフトレンジ切換が実現できなくなってしまう。従って、この方案によれば、1）構造が複雑で、部品が多かったため、製造コストが高くなり、2）高圧オイルポンプの設置に起因して、油漏れのリスクが増加してしまい、さらに変速機の故障リスクが増加したり、自動車全体の信頼性が低下したりするだけでなく、余分な動力損失が増加してしまったため、必然的に後期のメンテナンス費用が増加してしまったという欠点が含まれている。例えば、現在のもう一つの方案としては、モータ制御によるものがあるが、独立したモータでそれぞれ制御することで前進レンジとPレンジ駐車の機能を実現するため、構造が複雑で占用スペースが広いという欠点があり、それに、モータ制御の接合方式は油圧制御方式のように良好な平滑性を達成することができなかった。
【０００４】
対応して、本分野では、上記の課題を解決するために、新しい変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーが求められている。
【発明の概要】
【０００５】
従来技術における上記の課題を解決するために、即ち、シフトレンジ切換アッセンブリーにおける、構造が複雑であるなどの方面の課題を解決するためには、本発明の第一方面は、Pレンジ機構及び前進レンジ機構を含む変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーであって、駆動機構と、前記Pレンジ機構又は前記前進レンジ機構を作動状態にするように、前記駆動機構を切換可能に設けられている切換機構とをさらに含んでいる変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーを提供している。
【０００６】
Pレンジ機構及び前進レンジ機構を切換機構にそれぞれ接続して、共通している駆動機構により切換機構を駆動さえすれば、Pレンジ機構及び前進レンジ機構を互いに関連した形態で動かせることができ、且つ、当該互いに関連した形態での動きにおいては、Pレンジ機構及び前進レンジ機構の１つしか作動状態にあるのを許容しない。つまり、共通している駆動機構を採用することで、前進レンジのシフトレンジ切換及びPレンジ駐車機能を干渉することなく実現することができ、部品が節約し、シフトレンジ切換アッセンブリーの構造がさらにコンパクト化にしたようになった。そして、このように、駆動機構はシフトする時のみにエネルギーを消費するので、作動エネルギー消費が低くて済み、使用効率が向上されて、例えば、駆動機構は電力の小さい駆動モータであってもよい。
【０００７】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記駆動機構の動力出力端には伝動軸が接続されており、前記切換機構は、いずれも前記伝動軸に設けられたPレンジカムとシフトカムを含み、かつ前記Pレンジカムと前記シフトカムの輪郭曲面は、前記シフトカムが各前進レンジを切り換える過程において駐車状態への切換が許容されない条件を満たすという案は、好ましい。
【０００８】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記Pレンジカムの輪郭曲面は、前記伝動軸の周方向に沿って分布する第一のPレンジ曲面セグメント及び第二のPレンジ曲面セグメントを含み、前記シフトカムの輪郭曲面は、前記伝動軸の周方向に沿って分布する第一のシフト曲面セグメント及び第二のシフト曲面セグメントを含み、前記第一のPレンジ曲面セグメントと、前記第二のPレンジ曲面セグメントと、前記第一のシフト曲面セグメント及び前記第二のシフト曲面セグメントでは、前記伝動軸の周方向に沿った位置関係は、前記シフトカムが各前進レンジを切り換える過程において駐車状態への切換が許容されないように設けられていることは、好ましい。
【０００９】
第一のPレンジ曲面セグメントと、第二のPレンジ曲面セグメントと、第一のシフト曲面セグメントと第二のシフト曲面セグメントとについては、前記伝動軸の周方向に沿った位置関係を合理的に設計することによって、前進レンジのシフトとPレンジ駐車機能を干渉することなく実現することができるようになった。シフトカムが各前進レンジを切り換える過程において駐車状態への切換が許容されないため、ロック力を低減し、駐車の信頼性を高めることができる。
【００１０】
上記の2種の機能を干渉することなく実現することを満たしている場合には、当業者は実際の必要に応じて、各曲面セグメントの間の具体的な形態を柔軟に設置することができ、例えば（第一の、第二の）Pレンジ曲面セグメントは伝動軸の周方向に沿って等分または不等分されてもよく、（第一の、第二の）Pレンジ曲面セグメントは、伝動軸の軸方向における幅及び径方向における深さが、同一でもよく、同一でなくてもよいことを理解することができる。
【００１１】
例えば、駐車する過程において、カム溝の対応するのは曲率変化のない円弧溝であり、例えばシフトカムに巻かれた円環構造の一部でもよく、かつシフトフォークの一端がこの円弧溝内を摺動する過程において、シフトフォーククの他端が前進レンジユニットに接合し、かつ常に最低シフトレンジ（1シフトレンジ）にある状態となっている。前進レンジにおけるシフトレンジ切換の過程において、カム溝の対応するのは曲率変化のある円弧溝であって、例えば、シフトカムに巻かれた螺旋溝であり、かつシフトフォーククの一端がこの螺旋溝内を摺動する過程において、シフトフォーククの他端が前進レンジユニットにおいての異なる位置と接合することで、車全体を異なる前進レンジのシフトレンジに位置させるようになる。
【００１２】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記第一のシフト曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していないと共に、その延在範囲が前記シフトカムの作動旋回角度とに対応しており、前記第一のPレンジ曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していると共に、その延在範囲が前記Pレンジカムの非作動旋回角度に対応しており、且つ前記シフトカムのストロークが前記第一のシフト曲面セグメントにある期間に、前記Pレンジカムのストロークは前記第一のPレンジ曲面セグメントにあるということは、好ましい。
【００１３】
前進レンジの切換機能を満たすことができることを前提として、当業者は実際の情況に応じて、実験データ、経験、分析及び具体的な前進レンジ機構の構造形態などを考慮して、第一のシフト曲面セグメントの曲率の具体的な変化形態を柔軟に設けることができる。
【００１４】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記シフトカムの作動旋回角度範囲は0°〜180°であり、前記Pレンジカムの作動旋回角度範囲は0°〜-180°であるということは、好ましい。
【００１５】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記前進レンジ機構はシフトフォークと前進レンジユニットを含み、そのうち、前記シフトカムのストロークが前記第一のシフト曲面セグメントにある期間に、前記前進レンジユニットが前記シフトフォークの摺動に伴って異なる前進レンジに位置され得るように、前記シフトフォークの一端は前記シフトカムのカム溝内に摺動可能に設けられており、前記シフトフォークの他端は前記前進レンジユニットに接続されているということは、好ましい。
【００１６】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記Pレンジカムと前記シフトカムの輪郭曲面は、前記シフトカムが最低シフトレンジにある場合に駐車状態への切換が許容されるという条件を満たすということは、好ましい。
【００１７】
Pレンジカムと前記シフトカムの輪郭曲面を合理的に設計することで、前進レンジにおける各シフトレンジの切換及び駐車を確実に干渉することなく実現することができる。それに、駐車する前に先立って、前進レンジを低シフトレンジに切り入れる必要があり、このように、シフトレンジ切換アッセンブリーのロック力が低減されることによって、Pレンジ駐車の信頼性が向上された。
【００１８】
例えば、前進レンジのシフトの過程において、ストローク溝が曲率変化のない円弧溝に対応し、かつ、Pレンジリンクの一端がこの円弧溝内を摺動する過程において、Pレンジユニットは常に離脱状態にあり、即ち、Pレンジリンクの他端に関連付けられるシフト爪がPレンジディスクから離脱した状態のままにしてもよい。一方、駐車している過程において、ストローク溝が曲率変化のある円弧溝に対応し、かつ、Pレンジリンクの一端がこのセグメントの円弧溝内を摺動する過程において、Pレンジユニットは常にPレンジディスクとの接合状態にあり、即ち、Pレンジリンクの他端に関連付けられるシフト爪がPレンジディスクとロック状態を維持している。
【００１９】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記第二のシフト曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していると共に、その延在範囲が前記シフトカムの非作動旋回角度に対応しており、前記第二のPレンジ曲面セグメントは、前記伝動軸の周方向に沿った曲率が一致していないと共に、その延在範囲が前記Pレンジカムの作動旋回角度に対応しており、且つ前記Pレンジカムのストロークが前記第二のPレンジ曲面セグメントにある期間に、前記シフトカムのストロークは前記第二のシフト曲面セグメントにあると共に、最低シフトレンジの位置に対応し続けている。
【００２０】
上記の第一のシフト曲面セグメントと類似しているが、駐車機能を満たすことができる前提で、当業者は実際の情況に応じて、実験データ、経験、分析及び具体的なPレンジ機構の構造形態などを考慮して、第二のPレンジ曲面セグメント期間の曲率の具体的な変化形態を柔軟に設けることができる。
【００２１】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記駆動機構の動力出力端は減速歯車を介して前記伝動軸に接続されており、前記Pレンジカムは、前記減速歯車の従動輪であるホイールディスクの中央部に設けられるとともに、前記従動輪とストローク溝を形成し、前記Pレンジ機構はPレンジリンク及びPレンジユニットを含み、、前記Pレンジカムのストロークが前記第一のPレンジ曲面セグメントまたは前記第二のPレンジ曲面セグメントにある期間に、前記Pレンジユニットは前記Pレンジリンクの揺動に伴って自動車のPレンジディスクと離脱状態または接合状態となり得るように、前記Pレンジリンクの一端は前記ストローク溝に摺動可能に設けられており、前記Pレンジリンクの他端は前記Pレンジユニットに接続されているということは、好ましい。
【００２２】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記Pレンジカムと前記減速歯車の従動輪とは一体式の構造であるということは、好ましい。
【００２３】
例えば、従来の変速機の従動輪を改善して、即ち、Pレンジカムと従動輪との組合せ構造は、実際に、外側に歯車歯が設けられたカム溝構造のカムに相当してもよい。勿論、両者を別体に加工してから固定的に接続してもよい。
【００２４】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記シフトカムは前記伝動軸の軸方向に沿って所定の範囲内で移動可能に前記伝動軸に設けられているということは、好ましい。
【００２５】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記シフトカムの両側に弾性ユニットがそれぞれ設けられており、前記弾性ユニットは前記伝動軸に固定されるとともに、シフトカムが前記伝動軸の軸方向に沿って所定の範囲内で任意の位置まで移動するときであっても、前記伝動軸に固定されていうように、前記弾性ユニットは前記伝動軸の軸方向に沿って所定の付勢力を有するということは、好ましい。
【００２６】
上記のシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、前記弾性ユニットは、スプリング受け及び前記スプリング受けに取り付けられたスプリングを含み、前記スプリング受けの内側が前記シフトカムのカム軸に当接し、前記スプリング受けの外側が止め輪を介して前記伝動軸に固定され、前記スプリングが、前記伝動軸の軸方向に沿って所定の付勢力を有しているということは、好ましい。
【００２７】
このような設置により、機構が摩損した場合、例えばクラッチ板やシフトフォークなどが摩損した場合、シフトカムの軸方向の変位によってアッセンブリーの使用寿命サイクルが増加されたという軸方向補償機能を果たしたり、製造公差が大きい場合、シフトカムの軸方向変位によって製造工程が改善されるという、軸方向変位自動調節作用を果たしたりすることができる。一対の弾性ユニットの付勢力が伝動軸の軸方向に沿ってシフトカムを確実に係止するため、動力伝達の信頼性が確保される。また、駆動モータが回動すると、弾性ユニットの設置は一定の緩衝作用を果たした。具体的には、シフトレンジ切換過程中の衝撃を効果的に低減し、シフトレンジ切換過程の平滑性を確保し、さらにモータの過負荷状態になる可能性を効果的に低減したため、定格電力の比較的小さい駆動モータを使用することが可能となる。上記のスプリング受けとスプリングは弾性ユニットの1種の例示的な記載に過ぎず、上記の軸方向補償機能を実現可能ないかなる構造も本発明における弾性ユニットとして使用することができ、当業者が実際の要求に応じて柔軟に選択できることが理解できる。
【００２８】
本発明の好ましい技術方案では、同軸に設けられたPレンジカムとシフトカムを追加することで、１つの共通している駆動機構だけで前進レンジ間の切換と駐車機能を実現することができ、部品の節約、構造のコンパクト化、省スペース化を実現できることが分かった。具体的には、Pレンジカムとシフトカムの輪郭曲面間の関係を合理的に設置することで、前進レンジの各シフトレンジ切換過程において、Pレンジリンクのストロークは変化することない一方、駐車機能が実現される過程において、シフトカムの輪郭曲面上でシフトフォークの対応しているのは低シフトレンジの位置であり、即ち、駐車の前に先立って、低シフトレンジに切り入れなければならないので、シフト機構に必要なロック力を低減し、駐車の信頼性が向上した。また、シフトカムの両端にそれぞれ弾性ユニットを設けることで、前進レンジに対して一定の緩衝と補償作用を果たすことができ、工程性能を改善し、シフトレンジ切換アッセンブリーの使用寿命サイクルも増加された。
【００２９】
本発明の第二方面は、前記いずれかの方案に記載のシフトレンジ切換アッセンブリーを含む変速機をさらに提供している。
【００３０】
本発明の第三方面は、前記いずれかの方案に記載のシフトレンジ切換アッセンブリーを含む自動車、又は、前記いずれかの方案に記載の変速機を含む自動車をさらに提供している。
【００３１】
なお、上記の変速機と自動車は、前記変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーが有する技術効果をすべて持っているので、ここでは説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
以下、図面を参照しながら前進レンジが1シフトレンジと２シフトレンジという2つのシフトレンジのみを含むことを踏まえて、本発明に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーを説明する。図面において、
【００３３】
【図１Ａ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーの組立模式図一である。
【００３４】
【図１Ｂ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーの組立模式図二である。
【００３５】
【図２】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーの弾性ユニットとシフトカムの分解立体図を示す。
【００３６】
【図３Ａ】シフトクラッチの接合特徴の模式図である。
【００３７】
【図３Ｂ】シフトカムの荷重特徴の模式図である。
【００３８】
【図４Ａ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのPレンジカムが駐車状態にある際の状態を示している模式図である。
【００３９】
【図４Ｂ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのPレンジカムが非駐車状態にある際の状態を示している模式図である。
【００４０】
【図５Ａ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのシフトカムが駐車状態にある際の状態を示している模式図である。
【００４１】
【図５Ｂ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのシフトカムが１シフトレンジにある際の状態を示している模式図である。
【００４２】
【図５Ｃ】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのシフトカムが2シフトレンジにある際の状態を示している模式図である。
【００４３】
【図６】本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのPレンジカムとシフトカムとの間の輪郭曲面間の関係を示している図であり、異なる状態にある、Pレンジカムとシフトカムとの間の旋回角度を示している。
【符号の説明】
【００４４】
1、駆動モータ、21、一段減速歯車、22、二段減速歯車、3、第一の伝動軸、31、Pレンジカム、311、ストローク溝、312、第一のキー溝、313、第一の平行キー、314、第一の止め輪、32、シフトカム、321、カム溝、322、第二のキー溝、323、第二の平行キー、33、弾性ユニット、331、スプリング受け、332、スプリング、333、第二の止め輪、 4、第二の伝動軸；41、Pレンジディスク、5、第一の取付軸、51、Pレンジリンク、52、Pレンジトップレバー、521、圧縮スプリング、53、支持座；54、ローラ、55、シフト爪、56、リターンスプリング、57、シフトフォーク、58、軸受、6、第二の取付軸。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を説明する。当業者であれば、これらの実施の形態は本発明の技術的原理を説明するためのものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を規制することが意図されていないことを理解すべきである。例えば、図面の前進レンジは1シフトレンジと2シフトレンジのみを含んでおり、減速歯車は一段減速歯車と二段減速歯車を含んでいるが、これは例示として説明したものに過ぎず、当業者は具体的な応用場面に適応するように必要に応じて調整することができる。例えば、前進レンジは、3つまたは5つのシフトレンジなどを含んでもく、および/または減速歯車は、三段減速歯車などを含んでもよい。
【００４６】
なお、本発明の記載において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」など、方向や位置関係を示す用語は、図面に示された方向や位置関係に基づくものであり、これは記載の便宜上のためのものであり、装置や部材が特定の方位を有し、特定の方位で構成されたり、操作されたりしなければならないことを指示または暗示するものではないため、本発明に対する制限と理解してはいけない。さらに、「第一の」、「第二の」、「第三の」という用語は、目的先を説明するのみに用いられ、相対的な重要性を指示または暗示すると理解してはいけない。
【００４７】
また、本発明の記載では、特に明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」という用語は広く理解すべきであり、例えば、固定的な接続でもよく、着脱可能な接続でもよく、あるいは、一体的な接続でもよく；機械的な接続でもよく、電気的な接続でもよく；直接的な接続でもよく、中間媒体を介して間接的な接続でもよく、二つの部材内部の連通でもよい。当業者にとって、具体的な情況に応じて本発明における上記の用語の具体的な意味を理解することができる。
【００４８】
さらに、本発明をより良く説明するために、後述の具体的な実施の形態では多くの具体的な詳細が列挙される。当業者であれば、ある具体的な詳細がなくても、本発明を同様に実施することができることを理解すべきである。いくつかの実例では、本発明の趣旨を目立たせるために、当業者によく知られている方法、手段、部材、および回路について、詳細に記載されていない。
【００４９】
Pレンジ機構は駐車時にのみ使用され、前進レンジシフト機構は走行過程にのみ使用されるため、両者の使用されるタイミングが異なるため、同一の駆動モータを共通する設計が可能となる。そこで、本発明はシングルモータ駆動の方案を採用し、変速機の前進レンジシフト機能とPレンジ駐車機能とを統合して、一つの機能ユニットに合成した。
【００５０】
先ず、図1Aと図１Bを参照し、図1Aは本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーの組立模式図一を示し、図1Bは本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーの組立模式図二を示す。図1Aと図１Bに示すように、共通している駆動モータ1は、減速歯車群を介して第一の伝動軸3を回動駆動させており、Pレンジカム31とシフトカム32は何れも第一の伝動軸3と同期して回動可能に第一の伝動軸3に設置されている。例示としては、減速歯車群は、駆動歯車である一段減速歯車21と、従動歯車である二段減速歯車22とを含み、Pレンジカム31は、二段減速歯車22のホイールディスクの中央部に設けられるとともに、二段減速歯車22とストローク溝311を形成している。そのうち、Pレンジカム31は第一の伝動軸3の軸方向に沿って摺動不可であるが、シフトカム32は第一の伝動軸3の軸方向に沿って所定の範囲内で摺動可能となっている。車輪に動力を出力可能な第二の伝動軸4には、Pレンジディスク41とシフトフォーク57が設けられており、シフトフォーク57の端部がシフトカム32に設けられたカム溝321内を動くことで、シフトフォーク57を第二の伝動軸4の軸方向に沿って摺動させることによって、1シフトレンジと2シフトレンジとの切換を実現することができ、Pレンジリンク51の端部がストローク溝311内を動くことで、シフト爪55とPレンジディスク41とを接合または脱離させることによって、Pレンジ駐車または駐車解除を実現することができる。
【００５１】
次に、図２を参照し、図２は、本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーの弾性ユニットとシフトカムの分解立体図を示す。図２に示すように、Pレンジカム31とシフトカム32は、それぞれ第一の平行キー313と第一のキー溝312との嵌合と、第二の平行キー323と第二のキー溝322との嵌合により、第一の伝動軸3に接続され、第一の伝動軸3は両端の軸受58で自動車への組立を完成する。Pレンジカム31は、第一の止め輪314と第一の伝動軸におけるキーグ溝嵌合で、第一の伝動軸3上に接続されている。シフトカム32の内壁における、第二の平行キー323と嵌合する第二のキー溝322が軸方向に沿った貫通溝であるため、シフトカム32は第一の伝動軸3の軸方向に沿った摺動は許容される。上記第二の平行キーと第二のキー溝とによる嵌合は、ただ「シフトカムの第一の伝動軸の軸方向に沿った摺動を許容する」機能の1種の例示的な実現方式だけであり、任意の他の合理的な接続方式は、いずれもこの機能を実現する接続方式としてもよいことが理解できる。好ましくは、シフトカム32の両側に弾性ユニット33がそれぞれ取り付けられており、弾性ユニットは第一の伝動軸3に固定されるとともに一定の付勢力をもっており、シフトカム32を予め圧縮しておくことによって、シフトカム32の第一の伝動軸3での摺動を所定の範囲内に制限するとともに、一対の弾性ユニットの作用により、シフトカム32が任意の位置まで摺動するときであっても第一の伝動軸3に安定して係止できるようにする。
【００５２】
依然に図2を参照し、例示としては、弾性ユニット33は、スプリング受け331と、スプリング受け331に取り付けられたスプリング332とを含み、スプリング受け331の内側がシフトカム32のカム軸に当接し、スプリング受け331の外側が第二の止め輪３３３を介して第一の伝動軸3に固定されている。例えば、第一の伝動軸3に第二の止め輪333とマッチングするリング溝が設けられ、スプリング受けの外側に係止される第二の止め輪をリング溝に係止するだけで、第一の伝動軸3にスプリング受けが動かないように固定されるのを確保することができる。
【００５３】
シフトカムの両側に設けられる弾性ユニットの作用は、1）駆動モータの回動時に緩衝作用を果たし、シフト過程においての衝撃によるモータの過負荷の現象を効果的に防止できるため、パワーの比較的に小さい駆動モータを使用することができるということと、 2）例えば、クラッチ板の摩損、シフトフォークの摩損などの機構摩損が生じた場合に、軸方向の補償作用を果たすということと、3）製造公差が大きい場合に、軸方向の変位を自動的に調節する作用を果たすことによって、異なる機構の間の干渉によって部品が破損される現象を効果的に防止し、製造工程性を改善したことと、を含む。
【００５４】
以下、図３Aと図３Bを参照しながら、一対の弾性ユニットはクラッチの摩損及びシフトカムの回転角誤差が生じた際の作用を説明する。図３Aは、シフトクラッチの接合特徴の模式図を示し、図３Bはシフトカムの荷重特徴の模式図を示す。図３Aに示すように、シフトクラッチが接合していないとき、即ち、シフトフォークの第二の伝動軸に対するストロークが0-X1の間のときに、シフトフォークの端部が受ける押圧荷重は小さく、かつ、X1での荷重はF1であり、ストロークX1-X2はクラッチが徐々に接合している段階であり、ストロークはX2であるとき、クラッチが完全に接合するようになる。この過程においてシフトフォークの端部が受ける押圧荷重は徐々に大きくなり、X2での荷重はF2である。その後、クラッチは既に完全に接合しているので、たとえシフト歯車の回動によって、カム溝からシフトフォークの端部にさらに大きな押圧荷重を加えたとしても、シフォークもそれ以上変位することはない。図3Bにおける実線で示すように、クラッチが完全に接合している場合に、シフトカムの両側に押圧される弾性ユニットがシフトフォークに作用する力がF2（図3B中のF4）よりも大きければ、クラッチがスリップすることなくロックされることができる。シフトカムに回転角度誤差があった場合には、クラッチが完全に接合した後、例えば、シフトフォークがカム溝内で第二の伝動軸に対するストロークがX3になるまで移動し続けるので、止めたときには、シフトカムの両側に押圧される弾性ユニットの設置によって、シフトカムは一対の弾性ユニットの作用で第一の伝動軸において一定の摺動量が発生して、力のバランスが保たれ、例えばシフトカムへF4よりも大きな作用力であるF3を提供することができるため、この場合であっても、依然としてクラッチがスリップすることなくロックされることができる。図3Bにおける破線で示すように、クラッチが摩損し、且つシフトカムに回転角度誤差があった場合には、一方クラッチの接合変位が変化したため、クラッチの未接合-徐々に接合-完全に接合のストロークが何れも対応して延ばしが発生し、すなわち図3Bにおける破線部分が実線部分よりも横軸における座標が全部右に一定の量で移動した。この場合には、シフトカムに回転角度誤差があったとしたら、弾性ユニットはシフトカムにF4よりも大きな作用力であるF3’を提供することができるため、この場合であってもクラッチがスリップすることなくロックされることができる。
【００５５】
次に、図（４A、４B）及び図（５A、５Bと５C）を参照しながら本発明におけるシフト切換アッセンブリーの作動原理について、簡単に説明する。
【００５６】
先ず、図4Aと４Bを参照しながら、続けて図１Bを参照しながら、図4Aは本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのPレンジカムが駐車状態にある際の状態を示している模式図であり、図4Bは、本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのPレンジカムが非駐車状態にある際の状態を示している模式図である。図4Aと4Bに示すように、自動車のPレンジ駐車機能は、Pレンジカム31の回転によってPレンジリンク51が揺動することで、Pレンジユニットが動くことによって実現される。そのうち、Pレンジユニットは、Pレンジリンク51に接続され、且つ圧縮スプリング521が配置されたPレンジトップレバー52と、Pレンジトップレバー52に接続された、軌道付きの支持座53と、支持座53内に設置された一対のローラ54と、リタンスプリング56付きのシフト爪55と、シフト爪55に噛合可能なPレンジディスク41とを、主に含み、ローラ54のうちの１つは、Pレンジトップレバー52による付勢で支持座53内の軌道に沿って転動することができ、もう１つは、シフト爪55を付勢してPレンジディスク41に噛合させることができる。 具体的には、図4Aを参照しながら図4Aの方位に従って、Pレンジカム31は曲率変化のある円弧溝のセグメントで回動し→Pレンジリンク51の左側が上に揺動し→Pレンジトップレバー52の上端が上へ移動し→左側のローラ54が支持座53内の左側の軌道内を下から鉛直の上向きおよび斜めの上向きの組み合わせ運動で上へ転動し→右側のローラ54がリターンスプリング56の弾性力を克服し、シフト爪55とPレンジディスク41とを噛合させPレンジディスク41のロックを実現するまでシフト爪55を押圧することによって、Pレンジ駐車機能を実現する。図4Bを参照して図4Bの方位に従って、Pレンジカム31は曲率変化のない円弧溝のセグメントで回動し→シフト爪55はリターンスプリング56の弾性力の作用で時計回りに回転し、シフト爪55がPレンジディスク41から離脱し、Pレンジ駐車機能が解除され→右側のローラ54が4支持座53内の左側の軌道内を下から斜めの下向き及び垂直の下向きの組み合わせ運動で下へ転動するように左側のローラ54を付勢する。解除された後、Pレンジリンク51はPレンジカムの回動に伴ってほとんど揺動せず、Pレンジトップレバー52もPレンジカムが曲率変化のある円弧溝に回動するまで、そのままとどまり、再びPレンジロック駐車に切り入れる。Pレンジトップレバー52における圧縮スプリング521の作用は、主にシフト爪とPレンジディスクによりロックを確実に実現することができるのを確保するものである。具体的には、駐車を実現する過程において、即ち、シフト爪とPレンジディスクにより正確的なロックが実現されていないときに予付勢作用を発揮できることによって、右側のローラでシフト爪をPレンジディスクとロックされる位置まで押圧することができる一方、自動車がスリップしてPレンジディスクを旋回させるように連動する場合、Pレンジディスクはシフト爪でローラに下向きに移動する傾向が生じるが、この場合、圧縮スプリングによる上向きの弾性力によりこの傾向を解消することによって、Pレンジディスクとシフト爪を確実にロックすることができる。
【００５７】
上記のPレンジリンクとPレンジユニットは、Pレンジ機構に対しての1種の例示的な記載に過ぎず、Pレンジカムがその作動旋回角度にある期間に駐車機能を実現することができるのを確保する前提で、当業者は必要に応じてPレンジリンクとPレンジユニットの具体的な形態を柔軟に設置してもよく、Pレンジ機構を他の構成形態に設置してもよいことを理解することができる。
【００５８】
次に、図５A、５Bと５Cを参照して、図5Aは本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのシフトカムが駐車状態にある際の状態を示している模式図であり、図5Bは本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのシフトカムが１シフトレンジにある際の状態を示している模式図であり、図5Cは本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのシフトカムが2シフトレンジにある際の状態を示している模式図である。前進レンジのシフトレンジ切換機能については、Pレンジカムの回動によるシフトカムの回動で、シフトカムの回動によってシフトフォークを異なる歯車と噛合する位置に移動させることによってシフトレンジの切換を実現するものである。図5Aに示すように、自動車は、駐車で過程において、Pレンジリンク51の端部がPレンジカム31のストローク溝311の曲率が変化した円弧溝内を摺動し、このとき、シフトフォーク57の端部は、常にシフトカム32のカム溝321の曲率変化のない円弧溝に位置する。図5Bに示すように、自動車が1シフトレンジで前進している過程において、Pレンジリンク51の端部はPレンジカム31のストローク溝311の曲率変化のない円弧溝内を摺動し、即ち、Pレンジディスクとシフト爪とが離脱した状態にあり、このとき、シフトフォーク57の端部は、常にシフトカム32のカム溝321の曲率変化のない円弧溝に位置する。図5Cに示すように、自動車が1シフトレンジから2シフトレンジに切り換えて前進する必要がある場合には、Pレンジリンク51の端部は、依然としてPレンジカム31のストローク溝311の曲率変化のない円弧溝内を摺動していて、即ち、Pレンジディスクとシフト爪とが離脱した状態にあり、このとき、シフトフォーク57の端部はシフトカム32のカム溝321の曲率変化のある螺旋溝に沿って摺動することによって、シフトレンジの切換を実現することができる。
【００５９】
言い換えれば、前進レンジ切換機能を実現するには、減速歯車の回動でPレンジカムを回動させて、さらにシフトカムを連係して回動させ、シフトカムの回動に伴ってシフトフォークが伝動軸の軸方向に沿って移動することによって、前進レンジユニットにおける各歯車が車輪に動力を伝達する際に異なる変速比を示すようにしたことによって、異なる前進レンジのシフトレンジ間の切換を実現でき、この期間にシフト爪とPレンジディスクとが常に離脱した状態にある。
【００６０】
好ましくは、本発明に係るシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、Pレンジ駐車期間に、ロック力を低減し、駐車の信頼性を高める目的を達成できるためには、シフトカムに対応する前進レンジが常に1シフトレンジに位置され、即ち、前進レンジが例えば最低シフトレンジである低シフトレンジに位置された場合にPレンジ駐車を行うい。最後に、図4A、図5C、図6を参照して、本発明で低シフトレンジ駐車を実現する原理を説明する。図4A、図5C、図6を参照して、図6は本発明における一実施例に係る変速機のシフトレンジ切換アッセンブリーのPレンジカムとシフトカムとの間の輪郭曲面間の関係図を示し、図中、異なる状態にある、Pレンジカムとシフトカムとの間の旋回角度を示す。Pレンジカムの輪郭曲面は、伝動軸の周方向に沿って分布する第一のPレンジ曲面セグメント及び第二のPレンジ曲面セグメントを含み、そのうち、第一のPレンジ曲面セグメントは、伝動軸の周方向に沿った曲率が一致し、且つ、その延在範囲がPレンジカムの非作動旋回角度に対応し、Pレンジカムが非作動旋回角度にある期間に駐車機能を実現不可能なものであり、第二のPレンジ曲面セグメントは、伝動軸の周方向に沿った曲率が一致せず、且つ、その延在範囲がPレンジカムの作動旋回角度に対応し、Pレンジカムが作動旋回角度にある期間に駐車機能を実現可能なものである。シフトカムの輪郭曲面は、伝動軸の周方向に沿って分布する第一のシフト曲面セグメント及び第二のシフト曲面セグメントを含み、そのうち、第一のシフト曲面セグメントは、伝動軸の周方向に沿った曲率が一致せず、且つ、その延在範囲がシフトカムの作動旋回角度に対応し、シフトカムが作動旋回角度にある期間に前進レンジのシフトレンジ切換機能を実現可能であり、第二のシフト曲面セグメントは、伝動軸の周方向に沿った曲率が一致し、且つ、その延在範囲がシフトカムの非作動旋回角度に対応し、シフトカムが非作動旋回角度にある期間に前進レンジのシフトレンジ切換機能を実現不可能である。前進レンジのシフトと駐車機能を干渉することなく実現するために、シフトカムのストロークが第一のシフト曲面セグメントにある期間に、Pレンジカムのストロークは第一のPレンジ曲面セグメントにあるべきであり、及び、シフトカムのストロークが第二のシフト曲面セグメントにある期間にこそ、Pレンジカムのストロークは第二のPレンジ曲面セグメントにあり得る。低シフトレンジ駐車を実現するために、Pレンジカムのストロークが第二のPレンジ曲面セグメントにある期間に、第二のシフト曲面セグメントに対応する前進レンジの位置は低シフトレンジの位置でなければならない。
【００６１】
図4Aを参照しながら図4Aの方位に従って、1種の具体的な例示としては、第一のPレンジ曲面セグメントはPレンジカムのストローク溝の右側の曲率変化のない円弧セグメントであり、第二のPレンジ曲面セグメントはPレンジカムのストローク溝の左側の曲率が変化したセグメントである。図5Cを参照しながら図5Cの方位に従って、1種の具体的な例示としては、第一のシフト曲面セグメントは、シフトカムのカム溝の内側の曲率が変化したセグメントであり、第二のシフト曲面セグメントは、シフトカムのカム溝の外側の曲率変化のない円弧セグメントである。
【００６２】
図6を参照して、自動車が走行する過程において、伝動軸の旋回角度範囲は、シフトカムの作動旋回角度範囲に対応し、具体的には0°〜180°であり、即ち、シフトカムが0°〜180°の範囲内で回動している期間に、シフトカムの回動によって、カム溝にシフトフォークを移動させることによって各前進レンジのシフトレンジ切換を実現することができる。期間にPレンジカムが非作動旋回角度にあり、即ち、Pレンジリンクは、Pレンジカムの回動に伴ってを揺動してストロークを変化させることはない。このように、自動車がシフトカムの回動によって各前進レンジを切り換える過程において、Pレンジカムが同時に回動することによる駐車の現象が発生することはない。つまり、自動車が走行する過程において各前進レンジを切り換えるとき、Pレンジリンクの右端（図4A）は、常にPレンジカムのストローク溝の曲率変化のない円弧セグメントを移動するため、自動車は走行する過程においてシフト爪とPレンジディスクとは常に離脱した状態にある。
【００６３】
続けて図6を参照して、自動車が駐車する過程において、伝動軸の旋回角度範囲はPレンジカムの作動旋回角度範囲に対応し、具体的には0°〜180°であり、即ち、Pレンジカムが0°から-180°まで回転する過程において、シフト爪とPレンジディスクとのロックを徐々に実現することによって駐車を実現する。期間に、シフトカムは非作動旋回角度にあり、即ち、シフトカムの回動によって、シフトフォークを連携して移動させてストロークの変化を生じさせることはない。このように、自動車がPレンジカムの回動によって駐車を実現している過程において、シフトフォークの端部は、常にシフトカムのカム溝の曲率変化のない円弧セグメントを移動するため、シフトカムが同時に回動することによって前進レンジが切り換わる現象が発生することはなく、且つ、駐車過程においてシフトフォークが常に1シフトレンジ歯車に噛合する状態にある。図6から見えるように、ほぼ-30°ではシフト爪がPレンジディスクとロックし始め、ほぼ-150°では基本的にはロックされる。期間に、シフトカムが非作動旋回角度にあるため、シフトカムの回動によって、前進レンジのシフトレンジ切換が行われることなく、且つ、ほぼ-180°〜30°のとき、シフトカムの回動に対応する前進レンジのシフトレンジは常に1シフトレンジにあり、即ち、Pレンジ駐車期間に前進レンジのシフトレンジは常に1シフトレンジ位置にある。
【００６４】
本発明に係るシフトレンジ切換アッセンブリーにおいて、自動車が起動して前進レンジに切り換わると、Pレンジが自動的に離脱され、走行する過程において、シフトカムの回動によって前進レンジの各シフトレンジの切換が実現される。一方、駐車が必要な場合に、Pレンジに切り入れる前に、まず前進レンジのシフトレンジを1シフトレンジに切り戻した後に、Pレンジカムの回転によってPレンジ駐車を実現する必要がある。
【００６５】
依然に図1を参照しながら、図1における方位に従って、シフトフォーク57は、第一の取付軸5と第二の取付軸6とによって自動車変速機ケースへの組立が実現され、Pレンジリンク51の中央部のスリーブ部分が第一の取付軸5に装着されている。即ち、Pレンジリンクと前進レンジシフト機構の上部とは１つの取付軸を共通して、部品数を減らして、部品数の減少により、構造を簡素化して、重量を軽減し、製造コストを下げて、アッセンブリー全体の車内での占有スペースを減少した。Pレンジ駐車と前進レンジ切換機能とが統合された上で、本発明では部品数の減少について、1）Pレンジ駐車機能と前進レンジ切換機能の実現には1つの駆動モータのみが必要であり、2）Pレンジカムと減速歯車群の従動輪である第二の減速歯車とは一体式の構造に設計されており、及び3）Pレンジカムとシフトカムは第一の伝動軸3を共通するという3つの方面から具現化されるようになる。
【００６６】
本発明の好ましい方案では、共通している駆動モータによって、Pレンジ駐車機能と前進レンジ切換機能の統合が実現されていることが分かるようになる。シフトカムに一対の弾性ユニットを配置することで、シフト時に緩衝作用が発揮され、機構が摩損された場合に軸方向補償作用が発揮され、及び製造公差が大きい場合に軸方向変位を自動的に調節する作用が発揮される。Pレンジカムとシフトカムの輪郭曲面を合理的に設計することで、変速機は、従来の油圧制御システムを採用した自動変速機の平滑性を達成した。
【００６７】
ここまで、既に図面に示す好ましい実施の形態に基づいて、本発明の技術方案を説明したが、本発明の特許請求の範囲はこれらの具体的な実施の形態に限定されないことは当然であることは、当業者には容易に理解できる。本発明の原理を逸脱しない前提で、当業者は関連する技術的特徴に対して均等の変更または置換を行うことができ、これらの変更または置換後の技術方案は全部本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【図１Ａ】
0006810809.tif 000002
【図１Ｂ】
0006810809.tif 000003
【図２】
0006810809.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006810809.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
0006810809.tif 000009
【図５Ｂ】
0006810809.tif 000010
【図５Ｃ】
0006810809.tif 000011
【図６】
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