DE60225629T2

DE60225629T2 - Getriebeschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE60225629T2
Application number: DE60225629T
Authority: DE
Inventors: Michinobu Fujisawa-shi Suzuki
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: US20020189388A1; JP4211244B2; EP1271011A2; US6810762B2; EP1271011A3; EP1271011B1; DE60225629D1; JP2002372147A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltgetriebevorrichtung zum Schalten eines Getriebes, das an einem Fahrzeug montiert ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Schaltgetriebevorrichtung zum Schalten eines Getriebes umfasst einen Wählaktor zum Betätigen eines Schalthebels eines Drehzahländerungsmechanismus in Wählrichtung und einen Schaltaktor zum Betätigen des Schalthebels in Schaltrichtung.
Als Wählaktor und Schaltaktor werden gewöhnlich Fluiddruckzylinder, die einen Fluiddruck verwenden, wie etwa ein pneumatischer Druck oder ein hydraulischer Druck, als Betätigungsquelle verwendet. Der Wählaktor und der Schaltaktor, die die Hydraulikzylinder verwenden, benötigen Leitungen zum Verbinden der Quelle des Fluiddrucks mit jedem Aktor, elektromagnetische Schaltventile zum Ändern des Strömungsdurchgangs des Betriebsfluids sowie Raum zum Anordnen der oben genannten Komponenten, was eine Gewichtsvergrößerung der Vorrichtung als Ganzes zur Folge hat.
In den letzten Jahren sind ein Wählaktor und ein Schaltaktor, die durch Elektromotoren gebildet sind, als Schaltgetriebevorrichtung für ein Getriebe, das an einem Fahrzeug montiert ist, vorgeschlagen worden, das weder mit einer Quelle für mit Druck beaufschlagte Luft noch mit einer Quelle für hydraulischen Druck versehen ist. Der Wählaktor und der Schaltaktor, die durch Elektromotoren gebildet sind, können insgesamt in einer kompakten Größe und mit reduzier tem Gewicht gebildet werden, da sie im Unterschied zu den Aktoren, die Hydraulikzylinder verwenden, weder Rohrleitungen für eine Verbindung zur Quelle des hydraulischen Drucks noch das elektromagnetische Schaltventil benötigen.
Die Aktoren, die Elektromotoren verwenden, benötigen einen Drehzahlverringerungsmechanismus, um eine vorgegebene Betätigungskraft zu erhalten. Als Drehzahlverringerungsmechanismus sind ein Mechanismus unter Verwendung eines Kugelumlaufmechanismus und ein Mechanismus unter Verwendung eines Zahnradmechanismus vorgeschlagen worden. Die Aktoren, die den Kugelumlaufmechanismus und den Zahnradmechanismus verwenden, sind jedoch nicht ausreichend zufrieden stellend in Bezug auf die Lebensdauer des Kugelumlaufmechanismus und des Zahnradmechanismus sowie in Bezug auf die Lebensdauer und die Betriebsdrehzahl der Elektromotoren. Außerdem muss der Wählaktor den Schalthebel zuverlässig in eine vorgegebene Wählposition bringen.
Das Dokument US 5.979.261 A betrifft eine allgemeine Positionierungsvorrichtung zum Schalten von Schaltstufen in einem Getriebe, das eine Abtriebskomponente besitzt, die zwei Typen von Bewegungen ausführen kann, und die in der Lage sein sollte, eine Abtriebskomponente durch zwei unterschiedliche Typen von Bewegungen zu bewegen, wobei sie kompakt sein sollte sowie verschleißarme Teile enthalten und eine Betriebsfähigkeit über eine lange Verwendungsdauer sicherstellen sollte. Um diese Aufgaben zu lösen, wird vorgeschlagen, einen Linearantrieb mit einem Drehantrieb zu kombinieren.
Das Dokument EP 1 085 532 A1 bezieht sich auf einen elektromagnetischen Aktor insbesondere für eine Auslösevorrichtung einer elektrischen Schaltgetriebevorrichtung, die mit zwei Rückstellfedern ausgestattet ist. Bei dieser vorgeschlagenen Anordnung soll eine unfreiwillige Rückkehr in die Ruheposition, insbesondere in Reaktion auf einen mechanischen Schlag auf den Stab oder eine starke Schwingung der beweglichen Baueinheit, vermieden werden.
Das Dokument US 2.895.090 A bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung des Magnettyps, die mit einem Element in jede von drei Positionen bewegt werden kann. Dabei ist die Verwendung wenigstens eines beweglichen Rings, der auf einer Welle in Bezug auf ein Gehäuse gleiten und an seinen beiden Seiten an Federorganen in Kontakt gelangen kann, nicht offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltgetriebevorrichtung zu schaffen, mit der ein Schalthebel innerhalb eines vergrößerten Schaltbereichs mit größerer Zuverlässigkeit in eine vorgegebene Position gebracht werden kann.
Um die oben erwähnte Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird eine Schaltgetriebevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 geschaffen.
Der Schalthebel-Unterstützungsmechanismus umfasst eine Steuerwelle, an der der Schalthebel montiert ist, und/oder eine Drehwelle, die mit der Steuerwelle durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist, derart, dass sie in axialer Richtung gleitet und durch das Gehäuse drehbar unterstützt ist.
Es ist erwünscht, dass der Wählaktor so aufgebaut ist, dass der Schalthebel in eine Wählposition der ersten Schaltstufe in einem Zustand gebracht wird, in dem den elektromagnetischen Spulen des Elektromagneten kein elektrischer Strom zugeführt worden ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform einer Schaltgetriebevorrichtung veranschaulicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
2 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von 1;
3 ist eine Schnittansicht längs der Linie B-B von 1; und
4 ist eine Ansicht, die den Betrieb eines Wählaktors veranschaulicht, der die in 1 gezeigte Schaltgetriebevorrichtung bildet.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Schaltgetriebevorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
1 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform der Schaltgetriebevorrichtung veranschaulicht, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A von 1 und 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie B-B von 1.
Die Schaltgetriebevorrichtung 2 gemäß der dargestellten Ausführungsform ist durch einen Wählaktor 3 und einen Schaltaktor 6 gebildet. Der Wählaktor 3 in der dargestellten Ausführungsform besitzt drei Gehäuse 31a, 31b und 31c, die mit einer zylindrischen Form gebildet und miteinander gekoppelt sind. Das Gehäuse 31a auf der linken Seite ist an seinen beiden Enden offen und weist eine Öffnung 311a auf, die in seinem mittigen unteren Abschnitt ausgebildet ist. Das zentrale Gehäuse 31b ist an seinen beiden Enden offen und weist eine Öffnung 311b auf, die in den 1 und 2 in dem unteren Abschnitt an seinem rechten Ende ausgebildet ist. Das zentrale Gehäuse 31b besitzt einen Schaltaktor-Montageabschnitt 312b, der nach unten vorstehend gebildet ist. In dem Schaltaktor-Montageabschnitt 312b ist eine Öffnung 313b, die mit der Öffnung 311b in Verbindung steht, unter einem rechten Winkel zur axialen Richtung des Gehäuses gebildet. Das Gehäuse 31c, das sich in den 1 und 2 auf der rechten Seite befindet, ist an seinem linken Ende offen und weist eine Stirnwand 311c auf, die sich in den 1 und 2 am rechten Ende befindet.
Eine Steuerwelle 32 ist in den drei Gehäusen 31a, 31b und 31c, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut sind, angeordnet. Die Steuerwelle 32 ist mit einem Passabschnitt 321 versehen, der eine innere Keilnut aufweist, die sich in den 1 und 2 auf der rechten Seite befindet. Eine äußere Keilnut 331, die an dem linken Ende einer Drehwelle 33 gebildet ist, ist mit dem Passabschnitt 321 durch eine Keilnutverbindung gekoppelt, derart, dass sie in der axialen Richtung gleitet. In den 1 und 2 ist die Drehwelle 33 an ihrem rechten Seitenabschnitt durch ein Lager 34, das an dem rechten Ende des der rechten Seite befindlichen Gehäuses 31c montiert ist, drehbar unterstützt. Die auf diese Weise unterstützte Drehwelle 33 wird durch einen Schaltaktor 6, der später beschrieben wird, in der Schaltrichtung gedreht.
Die Steuerwelle 32, die auf diese Weise mit der Drehwelle 33 durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist, ist in den Gehäusen 3la, 3lb und 31c so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung gleitet und sich drehen kann. Ein Schalthebel 35 ist an der Steuerwelle 32 montiert. Der Schalthebel 35 umfasst einen zylindrischen Montageabschnitt 351 und einen Hebelabschnitt 352, der von dem Montageabschnitt 351 in radialer Richtung vorsteht, wobei der Montageabschnitt 351 mit der Steuerwelle 32 durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist. Der Montageabschnitt 351 des Steuerhebels 35, der auf diese Weise mit der Steuerwelle 32 durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist, ist durch einen Federring 36, der an der Steuerwelle 32 montiert ist, in seiner Bewegung in axialer Richtung beschränkt. Deswegen wirkt der Schalthebel 35 als eine Einheit gemeinsam mit der Steuerwelle 32. Demzufolge bilden die Steuerwelle 32, an der der Steuerhebel 35 montiert ist, und die Drehwelle 33 einen Schalthebel-Unterstützungsmechanismus, der den Schalthebel unterstützt, derart, dass er in der axialen Richtung gleitet und sich drehen kann. Wie in 2 gezeigt ist, ist der Hebelabschnitt 352 des Schalthebels 35 so angeordnet, dass er durch die Öffnung 311a, die in dem unteren Abschnitt des linken Gehäuses 31a gebildet ist, eingesetzt ist. Ein Ende eines Hebelabschnitts 352, das den Schalthebel 35 bildet, gelangt an den Schaltblöcken 301, 302, 303 und 304, die an der ersten Wählposition SP1, an der zweiten Wählposition SP2, an der dritten Wählposition SP3 und an der vierten Wählposition SP4 angeordnet sind und einen Schaltmechanismus eines nicht gezeigten Getriebes bilden, in einen geeigneten Eingriff. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Wählposition SP1 an einer Wählposition Rückwärtsgang/erster Gang eingestellt, die zweite Wählposition SP2 ist an der Wählposition zweiter Gang/dritter Gang eingestellt, die dritte Wählposition SP3 ist an der Wählposition vierter Gang/fünfter Gang eingestellt und die vierte Wählposition SP4 ist an der Wählposition sechster Gang eingestellt.
In den 1 und 2 ist ein Elektromagnet 4, der koaxial zur Steuerwelle 32 angeordnet ist, am linken Ende des Gehäuses 23a montiert. Der Elektromagnet 4 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 41, eine elektromagnetische Spule 42, die in dem Gehäuse 41 angeordnet ist, einen festen Eisenkern 43, der in der elektromagnetischen Spule 42 angeordnet ist, einen beweglichen Eisenkern 44, der koaxial zum festen Eisenkern 43 angeordnet ist, der einer Stirnfläche (die linke Stirnfläche in 1) des festen Eisenkerns 43 gegenüberliegt, einen Betätigungsstab 45, der an dem beweglichen Eisenkern 44 montiert ist, und eine Abdeckung 46, die am linken Ende (das linke Ende in den 1 und 2) des zylindrischen Gehäuses 41 montiert ist.
Das zylindrische Gehäuse 41 besitzt an einem Ende hiervon (in den 1 und 2 das linke Ende) eine Stirnwand 411, die an ihrem zentralen Abschnitt ein Loch 412 aufweist, und ist an seinem anderen Ende (in den 1 und 2 das rechte Ende) offen. Die elektromagnetische Spule 42 ist auf einen ringförmigen Spulenkörper 47 gewickelt, der aus einem nicht magnetischen Werkstoff, wie etwa Kunstharz oder dergleichen, hergestellt und längs des inneren Umfangs des Gehäuses 41 angeordnet ist. Der feste Eisenkern 43 ist aus einem magnetischen Werkstoff gebildet, weist einen Flanschabschnitt 431 an seinem anderen Ende auf (in den 1 und 2 das rechte Ende) und ist über den Flanschabschnitt 431 an dem anderen Ende des Gehäuses 41 (in den 1 und 2 am rechten Ende) montiert. Der bewegliche Eisenkern 44 ist aus einem magnetischen Werkstoff gebildet und ist so aufgebaut, dass er in der axialen Richtung mit dem festen Eisenkern 43 in Kontakt gelangt und von diesem getrennt wird. Der Betätigungsstab 45 ist aus einem nicht magnetischen Werkstoff, wie etwa ein Edelstahl oder dergleichen, gebildet und weist an einem Ende hiervon (in den 1 und 2 das linke Ende) einen Abschnitt 451 mit kleinem Durchmesser auf. Der Abschnitt 451 mit kleinem Durchmesser des auf diese Weise aufgebauten Betätigungsstabs 45 ist in das Loch 441 eingesetzt, das in dem zentralen Abschnitt des beweglichen Eisenkerns 44 ausgebildet ist, und ist an seinem einem Ende verstemmt, um den Betätigungsstab 45 an dem beweglichen Eisenkern 44 zu montieren. Das andere Ende des Betätigungsstabs 45, der auf diese Weise an dem beweglichen Eisenkern 44 montiert ist, ist so angeordnet, dass es das Loch 432 durchdringt, das im zentralen Abschnitt des festen Eisenkerns 43 ausgebildet ist, um in der axialen Richtung zu gleiten, und seine andere Stirnfläche (in den 1 und 2 die rechte Stirnfläche) ist so gebildet, dass sie mit der linken Stirnfläche der Steuerwelle 32 in Kontakt gelangt. Die Abdeckung 46 ist an ein Ende des Gehäuses 41 unter Verwendung von Schrauben montiert, um ein Ende des Gehäuses 41 und ein Ende des beweglichen Eisenkerns 44 abzudecken.
Der Elektromagnet 4 gemäß der dargestellten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise aufgebaut. Wenn ein elektrischer Strom zu der elektromagnetischen Spule 42 geleitet wird, wird der feste Eisenkern 43 magnetisiert und der bewegliche Eisenkern 44 wird durch den festen Eisenkern 43 angezogen, wodurch der bewegliche Eisenkern 44 einen Schub erzeugt, d. h. der Betätigungsstab 45 erzeugt einen Schub in den 1 und 2 nach rechts. Die Größe des Schubs, der durch den beweglichen Eisenkern 44 erzeugt wird, d. h. durch den Betätigungsstab 45 erzeugt wird, ist durch den Betrag der elektrischen Leistung, die der elektromagnetischen Spule 42 zugeführt wird, festgelegt.
Der Wählaktor 3 der dargestellten Ausführungsform besitzt einen Wählposition-Begrenzungsmechanismus 5 zum Begrenzen der Position des Wählhebels 35 auf die erste Wählposition SP1, auf die zweite Wählposition SP2, auf die dritte Wählposition SP3 oder auf die vierte Wählposition SP4 in Zusammenwirkung mit der Größe des Schubs, der durch den beweglichen Eisenkern 44, d. h. durch den Betätigungsstab 45 erzeugt wird, der sich in Reaktion auf den Betrag der elektrischen Leistung, die der elektromagnetischen Spule 42 des Elektromagneten 4 zugeführt wird, ändert. Der Wählposition-Begrenzungsmechanismus 5 enthält das linke Gehäuse 31a und das zentrale Gehäuse 31b, der ersten beweglichen Ring 51, den zweiten beweglichen Ring 52 und den dritten beweglichen Ring 53, die in der Weise angeordnet sind, dass sie entlang der Steuerwelle 32 und der Drehwelle 33 gleiten. Der erste bewegliche Ring 51 ist durch einen Federring 58, der auf der inneren Umfangsfläche des linken Gehäuses 31 montiert ist, in seiner Bewegung in den 1 und 2 nach links beschränkt. Die erste Druckschraubenfeder 54 ist zwischen dem ersten beweglichen Ring 51 und dem zweiten beweglichen Ring 52 angeordnet und die zweite Druckschraubenfeder 55 ist zwischen dem zweiten beweglichen Ring 52 und einem Anschlag 59 angeord net, der gleitfähig auf die Drehwelle 33 gesetzt ist und an einem stufenförmigen Abschnitt 314b positioniert ist, der an dem inneren Umfang des mittigen Gehäuses 31b ausgebildet ist. Ferner ist die dritte Druckschraubenfeder 56 zwischen dem zweiten beweglichen Ring 52 und dem dritten beweglichen Ring 53 angeordnet und die vierte Druckschraubenfeder 57 ist zwischen dem dritten beweglichen Ring und dem Anschlag 59 angeordnet. Die Federkraft der zweiten Druckschraubenfeder 55 ist so gewählt, dass sie größer als die Federkraft der ersten Druckschraubenfeder 54 ist, und die Federkraft der vierten Druckschraubenfeder 57 ist so gewählt, dass sie größer als die Federkraft der dritten Druckschraubenfeder 53 ist. Infolge der Federkräfte der ersten Druckschraubenfeder 54 und der zweiten Schraubenfeder 55 wird der erste bewegliche Ring 51 in den 1 und 2 nach links verschoben, um mit dem Federring 58 in Kontakt zu gelangen. In den 1 und 2 wird der erste bewegliche Ring 51 an seinem linken Ende an einem Eingriffabschnitt 322, der am äußeren Umfang der Steuerwelle 32 vorgesehen ist, in Eingriff gebracht.
Der Wählaktor 3 der dargestellten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise aufgebaut. Die Funktionsweise wird im Folgenden beschrieben.
Wenn der elektromagnetischen Spule 42 des Elektromagneten 4, der den Wählaktor 3 bildet, keine elektrische Leistung (kein elektrischer Strom) zugeführt wird, sind der erste bewegliche Ring 51, der zweite bewegliche Ring 52 und der dritte bewegliche Ring 53, die den Wählposition-Begrenzungsmechanismus 5 bilden, in Zuständen positioniert, die in den 1 und 2 gezeigt sind, wobei die Federkräfte zwischen der ersten Druckschraubenfeder 54, der zweiten Druckschraubenfeder 55, der dritten Druckschraubenfeder 56 und der vierten Druckschraubenfeder 57 ausgeglichen sind. In diesem Moment werden der bewegliche Eisenkern 44 und der Betätigungsstab 45, die den Elektromagneten 4 bilden, zu Positionen gebracht, die in den 1 und 2 gezeigt sind, so dass die rechte Stirnfläche des Betätigungsstabs 45 an der linken Stirnfläche der Steuerwelle 32 in Kontakt gelangt. Die Steuerwelle 32 wird in die erste Wählposition (SP1) gebracht, in der ein Eingriffabschnitt 322, der am äußeren Umfang des Steuerwelle 32 vorgesehen ist, mit dem ersten beweglichen Ring 51 in Kontakt gelangt. In dieser Ausführungsform ist die erste Wählposition (SP1) auf die Wählposition Rückwärtsgang/erster Gang eingestellt, wie oben beschrieben wurde. Falls der Elektromagnet 4 ausfällt, bringt der Wählaktor 3 den Schalthebel 35 in die Wählposition Rückwärtsgang/erster Gang. Das heißt, falls der Elektromagnet 4 defekt ist, kann das Getriebe in den ersten Gang, mit dem das Fahrzeug anfahren kann, oder in den Rückwärtsgang geschaltet werden und das Fahrzeug kann zu einem vorgegebenen Ort, wie etwa eine Reparaturwerkstatt, gefahren werden.
Wenn eine Spannung von beispielsweise 2 V an die elektromagnetische Spule 42, die den Elektromagneten 4 bildet, in einem Zustand, der in den 1 und 2 gezeigt ist, angelegt wird, wird der bewegliche Eisenkern 44 durch den festen Eisenkern 43 angezogen, wodurch der bewegliche Eisenkern 44 und der Betätigungsstab 45 einen Schub in der Zeichnung nach rechts erzeugen. Wie in 4(a) gezeigt ist, bewegen sich der bewegliche Eisenkern 44, der Betätigungsstab 45, die Steuerwelle 32 und der erste bewegliche Ring 51 folglich in der Zeichnung nach rechts, wobei sie die Federkraft der ersten Druckschraubenfeder 54 überwinden. Dabei wird der zweite bewegliche Ring 51 nicht verlagert, da die Federkraft der zweiten Druckschraubenfeder 55 größer als die Federkraft der ersten Druckschraubenfe der 54 ist. Der bewegliche Eisenkern 44, der Betätigungsstab 45, die Steuerwelle 32 und der erste bewegliche Ring 51 kommen an einer Position zum Stillstand, an der der erste bewegliche Ring 51 in einen Kontakt mit dem zweiten beweglichen Ring 52 gelangt. Daher wird der Schalthebel 35, der an der Steuerwelle 32 montiert ist, in die zweite Wählposition (SP2) gebracht, die in 4(A) gezeigt ist.
Wenn anschließend eine Spannung von beispielsweise 4 V an die elektromagnetische Spule 42, die den Elektromagneten 4 bildet, angelegt wird, erzeugen der bewegliche Eisenkern 44 und der Betätigungsstab 45 einen größeren Schub nach rechts. Wie in 4(b) gezeigt ist, bewegen sich der bewegliche Eisenkern 44, der Betätigungsstab 45 und die Steuerwelle 32 folglich in der Zeichnung nach rechts in einen Zustand, bei dem der erste bewegliche Ring 51 mit dem zweiten beweglichen Ring 52 in Kontakt ist, wobei die Federkraft der zweiten Druckschraubenfeder 55 überwunden wird. Der bewegliche Eisenkern 44, der Betätigungsstab 45, die Steuerwelle 32 und der erste bewegliche Ring 51 kommen in einer Position zum Stillstand, in der der zweite bewegliche Ring 52 mit dem dritten beweglichen Ring 53 in Kontakt gelangt. Daher wird der Schalthebel 35, der an der Steuerwelle 32 montiert ist, in die dritte Wählposition (SP3) gebracht, die in 4(B) gezeigt ist.
Wenn anschließend eine Spannung von beispielsweise 8 V an die elektromagnetische Spule 42, die den Elektromagneten 4 bildet, angelegt wird, erzeugen der bewegliche Eisenkern 44 und der Betätigungsstab 45 einen noch größeren Schub nach rechts. Wie in 4(c) gezeigt ist, bewegen sich der bewegliche Eisenkern 44, der Betätigungsstab 45 und die Steuerwelle 32 folglich in der Zeichnung nach rechts in einen Zustand, bei dem der zweite bewegliche Ring 52 mit dem dritten beweglichen Ring 53 in Kontakt ist, wobei die Federkräfte der zweiten Druckschraubenfeder 55 und der vierten Druckschraubenfeder 57 überwunden werden. Der bewegliche Eisenkern 44, der Betätigungsstab 45, die Steuerwelle 32 und der erste bewegliche Ring 51 kommen in einer Position zum Stillstand, in der der dritte bewegliche Ring 53 mit dem Anschlag 59 in Kontakt gelangt. Daher wird der Schalthebel 35, der an der Steuerwelle 32 montiert ist, in die vierte Wählposition (SP4) gebracht, die in 4(c) gezeigt ist.
Wie oben beschrieben wurde, betätigt der Wählaktor 3, der die Schaltgetriebevorrichtung 2 bildet, unter Verwendung des Elektromagneten 4 die Steuerwelle 32, an der der Schalthebel 35 einteilig montiert ist, und weist eine verbesserte Lebensdauer auf, da er keinen Drehmechanismus aufweist. Im Unterschied zu dem Aktor, der einen Elektromotor verwendet, erfordert der Wählaktor 3 des Weiteren keinen Drehzahlverringerungsmechanismus, der durch einen Kugelumlaufmechanismus oder einen Zahnradmechanismus gebildet ist, und kann mit einer kompakten Größe aufgebaut und schneller betätigt werden. Außerdem besitzt der dargestellte Wählaktor 3 einen Wählposition-Begrenzungsmechanismus und ist so aufgebaut, dass die Steuerwelle 32 gemäß dem durch den Betätigungsstab 45 erzeugten Schub, der sich in Reaktion auf den Betrag der der elektromagnetischen Spule 42 zugeführten elektrischen Leistung ändert, in eine von mehreren Wählpositionen gebracht wird. Dadurch kann eine der mehreren Wählpositionen unter Verwendung eines einzigen Elektromagneten ausgewählt werden, wodurch es möglich ist, die Schaltgetriebevorrichtung in einer kompakten Größe und bei geringen Kosten zu konstruieren.
Anschließend wird der Schaltaktor 6 hauptsächlich unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Der dargestellte Schaltaktor 6 besitzt den ersten Elektromagneten 7 und den zweiten Elektromagneten 8 zum Betätigen eines Betätigungshebels 60, der an der Drehwelle 33 des Wählaktors 3 montiert ist. Der Betätigungshebel 60 weist ein Loch 601 auf, in welches die Drehwelle 33 in ihrem Basisabschnitt einzusetzen ist, und ist so aufgebaut, dass er einteilig mit der Drehwelle 33 gedreht wird, indem ein Passkeil 603 in eine Keilnut 602, die in der inneren Umfangsfläche des Lochs 601 ausgebildet ist, und eine Keilnut 332, die in der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 33 ausgebildet ist, eingepasst wird. Der Betätigungshebel 60 ist so beschaffen, dass er durch die Öffnung 311b, die in dem unteren Abschnitt des zentralen Gehäuses 31b gebildet ist, eingesetzt wird, wobei sein Ende (unteres Ende) den zentralen Abschnitt der Öffnung 313b erreicht, die in dem Schaltaktor-Montageabschnitt 312b gebildet ist.
Anschließend wird der Elektromagnet 7 beschrieben.
Der erste Elektromagnet 7 ist in der gleichen Weise aufgebaut wie der oben beschriebene Elektromagnet 4 und umfasst ein zylindrisches Gehäuse 71, eine elektromagnetische Spule 72, die auf einen ringförmigen Spulenkörper 77 gewickelt ist, der im Gehäuse 71 angeordnet und aus einem nicht magnetischen Werkstoff, wie etwa ein Kunstharz oder dergleichen, hergestellt ist, einen festen Eisenkern 73, der in der elektromagnetischen Spule 72 angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff gebildet ist, eine beweglichen Eisenkern 74, der aus einem magnetischen Werkstoff gebildet und koaxial angeordnet ist, wobei der feste Eisenkern 73 einer Stirnfläche des festen Eisenkerns 73 gegenüberliegt, einen Betätigungsstab 75, der aus einem nicht magnetischen Werkstoff, wie etwa ein Edelstahl oder dergleichen, gebildet und so angeordnet ist, dass er in der axialen Richtung gleitet, wobei ein Ende hiervon an dem beweglichen Eisenkern 74 montiert ist und sein anderes Ende durch ein Loch 731 verläuft, das in dem zentralen Abschnitt des festen Eisenkerns 73 gebildet ist, und eine Abdeckung 76, die mit Schrauben 78 an einem Ende des zylindrischen Gehäuses 71 montiert ist. Bei dem auf diese Weise aufgebauten Elektromagneten 7 ist das Gehäuse 71 durch Bolzen 79 an einer Seitenfläche des Wählaktor-Montageabschnitts 312b, der in dem zentralen Gehäuse 31b vorgesehen ist, montiert und das Ende des Betätigungsstabs 75 wird an dem Endabschnitt (unterer Endabschnitt) des Betätigungshebels 60 in Eingriff gebracht. Wenn ein elektrischer Strom zu der elektromagnetischen Spule 72 des ersten Elektromagneten 7 geleitet wird, der an einer Seite des Wählaktor-Montageabschnitts 312b montiert ist, wird der bewegliche Eisenkern 74 durch den festen Eisenkern 73 angezogen. Folglich bewegt sich der Betätigungsstab 75, der an dem beweglichen Eisenkern 74 montiert ist, in 3 nach rechts und sein Ende wirkt als Betätigungshebel 60, wodurch bewirkt wird, dass er an der Drehwelle 33 in 3 in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird. Dadurch dreht sich die Steuerwelle 32, die mit der Drehwelle 33 durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist, und der Schalthebel 35, der an der Steuerwelle 32 montiert ist, wird in der ersten Richtung verschoben.
Im Folgenden wird der zweite Elektromagnet 8 beschrieben.
Der zweite Elektromagnet 8 ist so angeordnet, dass er dem ersten Elektromagnet 7 gegenüberliegt, und ist an der anderen Seitenfläche des Wählaktor-Montageabschnitts 312b montiert. Wie der erste Elek tromagnet 7 enthält der zweite Elektromagnet 8 ebenfalls ein zylindrisches Gehäuse 81, eine elektromagnetische Spule 82, die auf einen ringförmigen Spulenkörper 87 gewickelt ist, der in dem Gehäuse 81 angeordnet und aus einem nicht magnetischen Werkstoff, wie etwa ein Kunstharz oder dergleichen, hergestellt ist, einen festen Eisenkern 83, der in der elektromagnetischen Spule 82 angeordnet und aus einem magnetischen Werkstoff gebildet ist, einen beweglichen Eisenkern 84, der aus einem magnetischen Werkstoff gebildet und koaxial angeordnet ist, wobei der feste Eisenkern 83 einer Stirnfläche des festen Eisenkerns 83 gegenüberliegt, einen Betätigungsstab 85, der aus einem nicht magnetischen Werkstoff, wie etwa ein Edelstahl oder dergleichen, gebildet und so angeordnet ist, dass er in der axialen Richtung gleitet, wobei ein Ende hiervon an dem beweglichen Eisenkern 84 montiert ist und sein anderes Ende durch ein Loch 831 verläuft, das in dem zentralen Abschnitt des festen Eisenkerns 83 gebildet ist, und eine Abdeckung 86, die mit Schrauben 88 an einem Ende des zylindrischen Gehäuses 81 montiert ist. Bei dem auf diese Weise aufgebauten zweiten Elektromagnet 8 ist das Gehäuse 81 durch Bolzen 89 an der anderen Seitenfläche des Wählaktor-Montageabschnitts 312b montiert und das Ende des Betätigungsstabs 85 wird an einem Endabschnitt (unterer Endabschnitt) des Betätigungshebels 60 in Eingriff gebracht. Wenn ein elektrischer Strom zu der elektromagnetischen Spule 82 des zweiten Elektromagneten 8 geleitet wird, der auf diese Weise an der anderen Seitenfläche des Wählaktor-Montageabschnitts 312b montiert ist, wird der bewegliche Eisenkern 84 durch den festen Eisenkern 83 angezogen. Der Betätigungsstab 85, der an dem beweglichen Eisenkern 84 montiert ist, bewegt sich folglich in 3 nach links und sein Ende wirkt auf den Betätigungshebel 60, wodurch bewirkt wird, dass er in 3 an der Drehwelle 33 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird. Dadurch dreht sich die Steuerwelle 32, die mit der Drehwelle 33 durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist, und der Schalthebel 35, der an der Steuerwelle 32 montiert ist, wird in der zweiten Richtung verschoben.
Die Schaltgetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, realisiert die im Folgenden beschriebenen Aktionen und Wirkungen.
Das heißt, gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Wählaktor, der die Schaltgetriebevorrichtung bildet, durch ein zylindrisches Gehäuse, einen Schalthebel-Unterstützungsmechanismus, der in dem Gehäuse angeordnet ist, um den Schalthebel zu unterstützen, derart, dass er in der axialen Richtung gleitet und sich drehen kann, und/oder einen Elektromagneten zum Betätigen des Schalthebels in der axialen Richtung, die die Wählrichtung ist, aufgebaut und besitzt eine verbesserte Lebensdauer, da er keinen Drehmechanismus aufweist. Im Unterschied zu dem Aktor, der einen Elektromotor verwendet, benötigt der Wählaktor keinen Drehzahlverringerungsmechanismus, wie etwa einen Kugelumlaufmechanismus oder einen Zahnradmechanismus, und kann mit einer kompakten Größe gebildet werden und schneller betätigt werden. Außerdem weist der Wählaktor einen Wählposition-Begrenzungsmechanismus auf und ist so aufgebaut, dass die Steuerwelle gemäß dem Schub, der durch den Betätigungsstab erzeugt wird, der sich in Reaktion auf den Betrag der der elektromagnetischen Spule zugeführten elektrischen Leistung ändert, in eine von mehreren Wählpositionen gebracht wird. Dadurch wird eine der mehreren Wählpositionen unter Verwendung eines einzigen Elektromagneten ausgewählt, wodurch der Wählaktor mit einer kompakten Größe und bei geringen Kosten konstruiert werden kann.

Claims

Schaltgetriebevorrichtung (2), die umfasst: einen Wählaktor (3) zum Betätigen eines Schalthebels (35) in Richtung einer Auswahl, wobei der Wählaktor (3) versehen ist mit einem zylindrischen Gehäuse (41, 31a, 31b, 31c), einem in dem Gehäuse (41, 31a, 31b, 31c) angeordneten Schalthebel-Unterstützungsmechanismus zum Unterstützen des Schalthebels (35) in der Weise, dass er in axialer Richtung gleiten kann und drehbar ist, einem Elektromagneten (4) zum Betreiben des Schalthebels (35) in der axialen Richtung, die die Auswahlrichtung ist, und einem Wählposition-Begrenzungsmechanismus (5) zum Begrenzen der Betriebsposition des Wählhebels (35) entsprechend einem Schub, der in Reaktion auf den Betrag der elektrischen Leistung, die der elektromagnetischen Spule (42) des Elektromagneten zugeführt wird, erzeugt wird; und einen Schaltaktor (6) zum Betätigen des Schalthebels (35) in Schaltrichtung, wobei der Schaltaktor (6) den Schalthebel-Unterstützungsmechanismus in Schaltrichtung dreht, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählposition-Begrenzungsmechanismus (5) mehrere Federorgane (54, 55, 56, 57) besitzt, die in dem Gehäuse (41, 31a, 31b, 31c) in Reihe angeordnet sind, wobei die Federorgane (54, 55, 56, 57) auf den Schalthebel (35) in einer Richtung, die zu der Richtung des durch den Elektromagneten (4) erzeugten Schubs entgegengesetzt ist, eine Federkraft ausüben, und ferner wenigstens einen beweglichen Ring (52, 53) besitzt, der mit seinen beiden Seiten mit den Federorganen (54, 55, 56, 57) in Kontakt ist, wobei der wenigstens eine bewegliche Ring (52, 53) an einer Welle (33) des Schalthebel- Unterstützungsmechanismus in Bezug auf das Gehäuse (41, 31a, 31b, 31c) gleiten kann, derart, dass der Schalthebel (35) in wenigstens drei Betriebspositionen angeordnet werden kann.
Schaltgetriebevorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel-Unterstützungsmechanismus versehen ist mit einer Steuerwelle (32), an der der Schalthebel (35) montiert ist, und mit einer Drehwelle (33), die mit der Steuerwelle (32) durch eine Keilnutverbindung gekoppelt ist, derart, dass sie in axialer Richtung gleitet und durch das Gehäuse (41, 31a, 31b, 31c) drehbar unterstützt ist.
Schaltgetriebevorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wählaktor (6) so beschaffen ist, dass der Schalthebel (35) in eine Wählposition der ersten Schaltstufe in einem Zustand gebracht wird, in dem den elektromagnetischen Spulen (42) des Elektromagneten kein elektrischer Strom zugeführt worden ist.