JP2001099312A - Vehicular transmission - Google Patents
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- F16H63/304—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
- F16H2063/3063—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using screw devices
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用変速機に
関し、特に、変速操作を行うための機構部分の改良に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission for an automobile, and more particularly to an improvement in a mechanism for performing a shift operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、手動式変速機においては、運転
者によるシフトレバー操作とアクセルの踏み込み加減に
よって自動車の走行具合を制御できるので、トルクコン
バータ付きの自動変速機を使用する場合よりも自動車を
自在に扱っているという満足感を運転者に与える。ま
た、手動式変速機は、自動変速機に比較して動力の伝達
効率が高く、構造も簡単であるので、耐久性や信頼性が
高いという利点があるものの、市街地等では頻繁にシフ
トレバーを動かして変速操作を繰り返さねばならず、変
速操作が繁雑になる。2. Description of the Related Art In general, in a manual transmission, the driving condition of the vehicle can be controlled by a driver's operation of a shift lever and depression of an accelerator, so that the vehicle can be controlled more efficiently than when an automatic transmission with a torque converter is used. Gives the driver the satisfaction of handling freely. Also, manual transmissions have higher power transmission efficiency and simpler structure than automatic transmissions, and thus have the advantage of high durability and reliability. The shift operation must be repeated by moving, and the shift operation becomes complicated.
【０００３】一方、自動変速機は前記の手動式変速機の
ようなクラッチやシフトレバーを使用した変速操作を行
う必要がないため、運転が容易になるという利点がある
ものの、手動式変速機に比較して、運転者に与える変速
操作の満足感という点で不十分であり、また、動力の伝
達効率が低いなどの問題がある。[0003] On the other hand, the automatic transmission does not require a shift operation using a clutch or a shift lever as in the manual transmission described above, and thus has the advantage of easy driving. On the other hand, there is a problem in that the driver is not satisfied with the satisfaction of the shift operation, and the power transmission efficiency is low.
【０００４】そこで、従来技術では、運転者に変速操作
の満足感を与えつつ、高い伝達効率を確保し、かつ、変
速操作を比較的容易に行えるようにするため、足踏み式
クラッチと手動式変速機を用いながら、マイクロコンピ
ュータ等で制御された油圧式アクチュエータによって発
進や変速を行えるようにした、いわゆるＮＡＶＩ(newad
vanced vehicle with intelligence)と称される変速機
が提供されている。Therefore, in the prior art, a foot-operated clutch and a manual transmission have been proposed in order to ensure a high transmission efficiency and to make the gear shifting operation relatively easy while giving the driver satisfaction of the gear shifting operation. So-called NAVI (newad), which can start and change gears using a hydraulic actuator controlled by a microcomputer etc.
Transmissions referred to as vanced vehicles with intelligence are provided.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな油圧式アクチュエータを使用した自動車用変速機
は、変速機全体の構造が大型化するとともに、部品点数
も多くなるため、大型車には適用できても、小型車には
適用し難いという問題がある。このような油圧式のもの
に代えて、電動式のもので変速操作を行うようにするこ
とも考えられるが、単純に油圧式のものを電動式に置き
換えるだけでは、依然として変速機全体の構造が大型化
するとともに、部品点数も多くなるという問題がある。
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたもの
で、運転者に変速操作の満足感を与えつつ、高い動力伝
達効率を確保し、かつ、変速操作も比較的容易に行え、
さらに、変速操作を行う機構部分の部品点数も少なくて
済み、軽量、コンパクトで、小型車にも十分に適用可能
な自動車用変速機を提供することを目的とする。However, a transmission for an automobile using such a hydraulic actuator has a large overall structure and a large number of parts, so that it can be applied to a large vehicle. However, there is a problem that it is difficult to apply to a small car. Instead of such a hydraulic type, it is conceivable to perform the shifting operation with an electric type, but simply replacing the hydraulic type with an electric type still results in a structure of the entire transmission. There is a problem that the number of parts increases as the size increases.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and while ensuring the driver's satisfaction of the shift operation, ensuring a high power transmission efficiency, and the shift operation can be performed relatively easily,
Further, it is another object of the present invention to provide an automobile transmission that requires a small number of parts in a mechanism portion for performing a shift operation, is lightweight, compact, and can be sufficiently applied to a small vehicle.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
め、本発明は、シフトフォークによって変速を行う自動
車用変速機において、スイッチ操作に基づいて駆動され
るモータと、前記モータの回転に基づいて回転駆動され
るシフトシャフトと、前記シフトシャフトの回転運動を
直線運動に変換してシフトフォークを駆動するボールね
じとを備えたものである（請求項１）。この構成におい
ては、シフトフォークを用いた従来の手動式の変速機を
基本としているため、高い伝達効率を確保できる。ま
た、変速操作はモータの動力を利用した電動式のものと
なるため、変速操作も比較的容易に行える。一方、ボー
ルねじは応答性に優れているとともに、シフトシャフト
の回転を効率よく直線運動に変換して十分な操作力をシ
フトフォークに付与する。このため、モータの小型化が
可能になる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a motor driven by a switch in a motor vehicle transmission that shifts by a shift fork, and a motor driven by a rotation of the motor. And a ball screw for converting the rotational motion of the shift shaft into a linear motion to drive the shift fork. This configuration is based on a conventional manual transmission using a shift fork, so that high transmission efficiency can be ensured. Further, since the speed change operation is performed by an electric type using the power of a motor, the speed change operation can be performed relatively easily. On the other hand, the ball screw has excellent responsiveness, and efficiently converts the rotation of the shift shaft into a linear motion to apply a sufficient operating force to the shift fork. For this reason, the size of the motor can be reduced.
【０００７】また、上記自動車用変速機（請求項１）に
おいて、モータの動力は、合成樹脂材或いは油含浸焼結
材からなる歯車を備える減速機構を介してシフトシャフ
トに伝達されるものであってもよい(請求項２)。この場
合、歯車にオイルやグリス等の潤滑剤が不要で、かつ、
低温時でも円滑な作動状態を確保することができる。In the above-mentioned transmission for an automobile (Claim 1), the power of the motor is transmitted to the shift shaft via a reduction mechanism having a gear made of a synthetic resin material or an oil-impregnated sintered material. (Claim 2). In this case, a lubricant such as oil or grease is not required for the gear, and
A smooth operation state can be ensured even at low temperatures.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図３は、手動４段変速のシフト配置を示す
図である。同図中、「１」〜「４」は、１速〜４速まで
の各々の変速位置を、また、「Ｎ」は中立位置を、
「Ｒ」は後退位置をそれぞれ示している。そして、図の
上下方向に相当する操作方向がシフト方向であり、図の
左右方向に相当する操作方向がセレクト方向である。当
該実施の形態では、このような手動操作に相当する変速
操作を、以下に述べる電動操作等によって行う。Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 3 is a diagram showing a shift arrangement of a manual four-speed shift. In the figure, “1” to “4” indicate the respective shift positions from the first gear to the fourth gear, “N” indicates the neutral position,
“R” indicates the retreat position, respectively. The operation direction corresponding to the vertical direction in the figure is the shift direction, and the operation direction corresponding to the horizontal direction in the figure is the select direction. In the present embodiment, a shift operation corresponding to such a manual operation is performed by an electric operation or the like described below.
【０００９】図１は、本発明の自動車用変速機の一実施
形態を示す要部断面図である。図において、モータ１１
は直流モータであり、出力軸１１ａに歯車１２が取り付
けられている。歯車１２は、シフトシャフト１４に取り
付けられた歯車１３と噛み合っている。シフトシャフト
１４はベアリング１５（左端側のみ図示）により回転自
在に支持されている。シフトシャフト１４の表面は、螺
旋状に溝が設けられており、ボールねじ１６がこれに係
合して、シフトシャフト１４の回転運動を、軸方向（図
の左右方向）への直線運動に変換する。ボールねじ１６
には、シフトフォーク１７が固定されており、ボールね
じ１６とともに、直線運動する。シフトフォーク１７の
下部には、円弧状に開脚した「フォーク」を形成するフ
ォーク部１７ａが設けられている。このフォーク部１７
ａは、変速機の同期装置のカップリングスリーブ１８に
設けられた周溝１８ａにまたがるようにして係合してい
る。シフトフォーク１７がシフトシャフト１４の軸方向
に直線運動することにより、カップリングスリーブ１８
が図の左右方向に移動し、これにより変速が行われる。
シフトフォーク１７の上端面には切欠部１７ｂが３箇所
設けられており、これに対向してセンサ（磁気センサ）
１９が配置されている。FIG. 1 is a sectional view of a main portion showing an embodiment of a vehicle transmission according to the present invention. In the figure, the motor 11
Denotes a DC motor, and a gear 12 is attached to the output shaft 11a. The gear 12 meshes with a gear 13 attached to a shift shaft 14. The shift shaft 14 is rotatably supported by bearings 15 (only the left end is shown). The surface of the shift shaft 14 is provided with a spiral groove, and the ball screw 16 is engaged with the groove to convert the rotational movement of the shift shaft 14 into a linear movement in the axial direction (the left-right direction in the figure). I do. Ball screw 16
, A shift fork 17 is fixed and moves linearly with the ball screw 16. At the lower part of the shift fork 17, a fork portion 17a forming a "fork" opened in an arc shape is provided. This fork part 17
a is engaged so as to straddle a circumferential groove 18a provided in the coupling sleeve 18 of the synchronous device of the transmission. When the shift fork 17 linearly moves in the axial direction of the shift shaft 14, the coupling sleeve 18
Moves in the left-right direction in the figure, whereby the speed change is performed.
At the upper end surface of the shift fork 17, three notches 17b are provided, and a sensor (magnetic sensor) is opposed to the notch 17b.
19 are arranged.
【００１０】上記のようにモータ１１によりシフトフォ
ーク１７を動作させるシフト機構は変速のシフト配置に
対応して複数組設けられ、本例では、図３における１速
−２速方向、３速−４速方向、及びＲ方向に対応して３
組設けられる。図２は上記の自動車用変速機における電
気系統の構成を示すブロック図である。図において、変
速段設定スイッチ２０は運転席に設けられ、図３のシフ
ト位置に対応したスイッチ構成を有している。制御回路
２１は、この変速段設定スイッチ２０からの設定信号、
及び、センサ１９からの検出信号に応じてモータ１１を
正転または逆転させる。As described above, a plurality of sets of shift mechanisms for operating the shift fork 17 by the motor 11 are provided corresponding to the shift arrangement of the shift. In this embodiment, the first to second speed directions in FIG. 3 corresponding to the speed direction and the R direction
A set is provided. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric system in the above-described vehicle transmission. In the figure, a gear position setting switch 20 is provided in the driver's seat and has a switch configuration corresponding to the shift position in FIG. The control circuit 21 outputs a setting signal from the speed setting switch 20,
Then, the motor 11 is rotated forward or backward according to the detection signal from the sensor 19.
【００１１】制御回路２１及びモータ１１には、車載バ
ッテリ２２から電圧が供給される。車載バッテリ２２の
配線経路は、この実施の形態の場合、通常運転時に必要
な電気系統と、変速操作時に前記の各モータ１１等に通
電する電気系統とが分離して設けられている。これは、
通常運転時の電気系統については、常時通電が必要であ
る一方、変速操作のための電気系統は、変速が必要とな
る場合にのみ制御回路２１からの制御信号によって各モ
ータ１１に間欠的に通電すればよく、使用形態が異なる
ためである。A voltage is supplied to the control circuit 21 and the motor 11 from a vehicle battery 22. In this embodiment, the wiring path of the vehicle-mounted battery 22 is provided separately from an electric system necessary for normal operation and an electric system for energizing the motors 11 and the like at the time of shifting operation. this is,
The electric system during normal operation needs to be energized at all times, while the electric system for shifting operation intermittently energizes each motor 11 by a control signal from the control circuit 21 only when shifting is necessary. This is because the usage form is different.
【００１２】次に、上記のように構成された自動車用変
速機の動作について説明する。例えば中立位置「Ｎ」か
ら１速への操作が変速段設定スイッチ２０において設定
されると、制御回路２１は、１速−２速のシフト方向に
対応するモータ１１を駆動する。モータ１１の回転は歯
車１２及び１３による減速機構により減速され、回転力
が増強される。この回転力を受けてシフトシャフト１４
が回転すると、ボールねじ１６により、回転運動が直線
運動に変換され、シフトフォーク１７が図１の左または
右方向へ移動する。これにより、カップリングスリーブ
１８が移動し、中立状態から１速への変速が行われる。
シフトフォーク１７が所定位置まで移動すると、切欠部
１７ｂがセンサ１９により検出され、制御回路２１はモ
ータ１１を停止させる。こうして、中立位置から１速へ
の変速が完了する。Next, the operation of the thus configured automobile transmission will be described. For example, when the operation from the neutral position "N" to the first speed is set by the gear position setting switch 20, the control circuit 21 drives the motor 11 corresponding to the first to second speed shift direction. The rotation of the motor 11 is reduced by a reduction mechanism constituted by the gears 12 and 13, and the rotational force is increased. The shift shaft 14 receives this rotational force.
Is rotated by the ball screw 16, the rotational motion is converted into a linear motion, and the shift fork 17 moves leftward or rightward in FIG. As a result, the coupling sleeve 18 moves, and the shift from the neutral state to the first speed is performed.
When the shift fork 17 moves to a predetermined position, the notch 17b is detected by the sensor 19, and the control circuit 21 stops the motor 11. Thus, the shift from the neutral position to the first speed is completed.
【００１３】また、１速から２速への操作が変速段設定
スイッチ２０において設定されると、モータ１１は上記
の場合と逆方向に回転し、シフトフォーク１７が逆方向
に移動する。これにより、カップリングスリーブ１８が
移動し、１速から中立状態を経て２速への変速が行われ
る。シフトフォーク１７が所定位置まで移動すると、切
欠部１７ｂがセンサ１９により検出され、制御回路２１
はモータ１１を停止させる。こうして、１速から２速へ
の変速が完了する。その他の変速動作についても同様で
ある。このようにして、電動操作による変速が可能にな
る。上記の構成は、シフトフォーク１７を用いた従来の
手動式の変速機を基本としているため、高い伝達効率を
確保できる。また、変速操作はモータ１１の動力を利用
した電動式のものとなるため、変速操作も比較的容易に
行える。一方、ボールねじ１６は応答性に優れていると
ともに、シフトシャフト１４の回転を効率よく直線運動
に変換して十分な操作力をシフトフォーク１７に付与す
るので、モータ１１の小型化が可能になる。従って、当
該自動車用変速機は、安価、軽量、かつコンパクトにな
り、小型車にも十分に適用可能となる。When the operation from the first speed to the second speed is set by the speed setting switch 20, the motor 11 rotates in the opposite direction to the above case, and the shift fork 17 moves in the opposite direction. As a result, the coupling sleeve 18 moves, and the shift from the first speed to the second speed via the neutral state is performed. When the shift fork 17 moves to a predetermined position, the notch 17b is detected by the sensor 19, and the control circuit 21
Stops the motor 11. Thus, the shift from the first gear to the second gear is completed. The same applies to other shift operations. In this way, a shift by electric operation is possible. Since the above configuration is based on a conventional manual transmission using the shift fork 17, high transmission efficiency can be secured. In addition, since the speed change operation is an electric operation using the power of the motor 11, the speed change operation can be performed relatively easily. On the other hand, the ball screw 16 has excellent responsiveness and efficiently converts the rotation of the shift shaft 14 into linear motion to apply a sufficient operation force to the shift fork 17, so that the motor 11 can be downsized. . Therefore, the vehicle transmission is inexpensive, lightweight, and compact, and can be sufficiently applied to small vehicles.
【００１４】なお、上記実施の形態では、歯車１２及び
１３として金属製のものを用いるが、合成樹脂製のもの
や、或いは油含浸焼結材を使用することも可能である。
このような材質のものを使用する場合には、オイルやグ
リスといった潤滑剤が不要であり、かつ、低温時でも円
滑な作動状態を確保することができるといった利点があ
る。In the above embodiment, the gears 12 and 13 are made of metal, but may be made of a synthetic resin or an oil impregnated sintered material.
When such a material is used, there is an advantage that a lubricant such as oil or grease is unnecessary, and a smooth operation state can be ensured even at a low temperature.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１に係る自動車用変速機によれ
ば、シフトフォークを用いた従来の手動式の変速機を基
本としているため、高い伝達効率を確保できる。また、
変速操作はモータの動力を利用した電動式のものとなる
ため、変速操作も比較的容易に行える。一方、ボールね
じは応答性に優れているとともに、シフトシャフトの回
転を効率よく直線運動に変換して十分な操作力をシフト
フォークに付与するので、モータの小型化が可能にな
る。従って、当該自動車用変速機は、安価、軽量、かつ
コンパクトになり、小型車にも十分に適用可能となる。The present invention configured as described above has the following effects. According to the vehicle transmission according to the first aspect, since a conventional manual transmission using a shift fork is basically used, high transmission efficiency can be secured. Also,
Since the speed change operation is an electric operation using the power of a motor, the speed change operation can be performed relatively easily. On the other hand, the ball screw has excellent responsiveness and efficiently converts the rotation of the shift shaft into linear motion to apply a sufficient operating force to the shift fork, so that the motor can be downsized. Therefore, the vehicle transmission is inexpensive, lightweight, and compact, and can be sufficiently applied to small vehicles.
【００１６】請求項２に係る自動車用変速機によれば、
歯車にオイルやグリス等の潤滑剤が不要で、かつ、低温
時でも円滑な作動状態を確保することができる。According to the vehicle transmission of the second aspect,
A lubricant such as oil or grease is not required for the gear, and a smooth operation state can be ensured even at a low temperature.
【図１】本発明の自動車用変速機の一実施形態を示す要
部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a main part of an embodiment of an automotive transmission according to the present invention.
【図２】上記自動車用変速機における電気系統の構成を
示すブロック図であるFIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric system in the vehicle transmission.
【図３】手動４段変速のシフト配置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a shift arrangement of a manual four-speed shift.
１１ モータ １２，１３ 歯車 １４ シフトシャフト １６ ボールねじ １７ シフトフォーク ２０ 変速段設定スイッチ Reference Signs List 11 motor 12, 13 gear 14 shift shaft 16 ball screw 17 shift fork 20 gear position setting switch
Claims (2)
用変速機において、 スイッチ操作に基づいて駆動されるモータと、 前記モータの回転に基づいて回転駆動されるシフトシャ
フトと、 前記シフトシャフトの回転運動を直線運動に変換してシ
フトフォークを駆動するボールねじとを備えたことを特
徴とする自動車用変速機。1. A vehicle transmission for shifting gears by a shift fork, a motor driven based on a switch operation, a shift shaft driven to rotate based on rotation of the motor, and a rotational movement of the shift shaft. A transmission for an automobile, comprising: a ball screw that drives a shift fork by converting the movement into linear motion.
含浸焼結材からなる歯車を備える減速機構を介して前記
シフトシャフトに伝達される請求項１記載の自動車用変
速機。2. The transmission according to claim 1, wherein the power of the motor is transmitted to the shift shaft via a reduction mechanism having a gear made of a synthetic resin material or an oil-impregnated sintered material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27652799A JP2001099312A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Vehicular transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27652799A JP2001099312A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Vehicular transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001099312A true JP2001099312A (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=17570728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27652799A Pending JP2001099312A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Vehicular transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2001099312A (en) |
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