JP2001349417A - 複合型歯車変速機用の制御システム - Google Patents
複合型歯車変速機用の制御システムInfo
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- JP2001349417A JP2001349417A JP2001109982A JP2001109982A JP2001349417A JP 2001349417 A JP2001349417 A JP 2001349417A JP 2001109982 A JP2001109982 A JP 2001109982A JP 2001109982 A JP2001109982 A JP 2001109982A JP 2001349417 A JP2001349417 A JP 2001349417A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
- F16H63/44—Signals to the control unit of auxiliary gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/70—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements
- F16H61/705—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements using hydraulic and mechanical control means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
- F16H2059/6823—Sensing neutral state of the transmission
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19167—In series plural interchangeably locked nonplanetary units
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複合型歯車変速機の補助区間の変速を気圧式
に行う制御システムを提供する。 【解決手段】レンジ形式の複合型歯車変速機用の気圧制
御システムである。自動車の運転手が高速域での変速操
作をする際に、レンジ用第１シリンダチャンバ114を気
圧源104まで選択的に連結する第１アクチュエータ弁102
を含む。さらに、主歯車変速機のギアを入れた際に、レ
ンジ用第２シリンダチャンバ116を気圧源104まで選択的
に連結する第２弁150を含む。尚、主歯車変速機がニュ
ートラル状態にある場合には、第２チャンバ116は排気
される。
に行う制御システムを提供する。 【解決手段】レンジ形式の複合型歯車変速機用の気圧制
御システムである。自動車の運転手が高速域での変速操
作をする際に、レンジ用第１シリンダチャンバ114を気
圧源104まで選択的に連結する第１アクチュエータ弁102
を含む。さらに、主歯車変速機のギアを入れた際に、レ
ンジ用第２シリンダチャンバ116を気圧源104まで選択的
に連結する第２弁150を含む。尚、主歯車変速機がニュ
ートラル状態にある場合には、第２チャンバ116は排気
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合型歯車変速機
（compound transmission）の補助区間の変速に用いら
れる制御システムを、気圧式、具体的には、加圧空気に
よって行うシステムに関するものである。より具体的に
は、本発明は、レンジ形式（range type）の複合型歯車
変速機に用いられる改良型気圧制御及びインタロックシ
ステムに関するものである。
（compound transmission）の補助区間の変速に用いら
れる制御システムを、気圧式、具体的には、加圧空気に
よって行うシステムに関するものである。より具体的に
は、本発明は、レンジ形式（range type）の複合型歯車
変速機に用いられる改良型気圧制御及びインタロックシ
ステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術上、レンジ形式、またはレンジ
及びスプリッタ結合形式（combined range/splitter ty
pe）の複合型歯車変速機は広知である。このような形式
の歯車変速機では、通常、レンジ形式の補助区間を直列
に付加するようにして、多段変速型（multiple speed）
の主変速区間を構成している。尚、レンジ区間の減速比
は、主変速区間の全減速比よりも大きいものとする。
及びスプリッタ結合形式（combined range/splitter ty
pe）の複合型歯車変速機は広知である。このような形式
の歯車変速機では、通常、レンジ形式の補助区間を直列
に付加するようにして、多段変速型（multiple speed）
の主変速区間を構成している。尚、レンジ区間の減速比
は、主変速区間の全減速比よりも大きいものとする。
【０００３】このような歯車変速機では、典型的にシフ
トバーハウジングアセンブリを用いて、手動操作型シフ
トレバーまたは同等物により、主変速区間を変速してい
る。反対に、補助用のレンジ区間は、ボタンまたはスイ
ッチを用いて、通常手動操作により遠隔の従属弁／アク
チュエータ機構を制御して変速している。通常、弁／ア
クチュエータ機構はレンジ選択用シリンダの操作を制御
している。レンジ選択用シリンダはシリンダを低レンジ
域と高レンジ域用チャンバに分ける流体作動型ピストン
を含む。このピストンは、一方のチャンバを選択的に加
圧すると同時に他方のチャンバを排気するように、移動
自在に構成されている。通常、レンジ区間では同期型ジ
ョークラッチを使用しているため、主変速区間がニュー
トラルにある状態でレンジの変速を開始しかつ終了しな
ければならない。これは、変速を正しく行い、かつ同期
型ジョークラッチに対する磨耗や損傷を防ぐためであ
る。
トバーハウジングアセンブリを用いて、手動操作型シフ
トレバーまたは同等物により、主変速区間を変速してい
る。反対に、補助用のレンジ区間は、ボタンまたはスイ
ッチを用いて、通常手動操作により遠隔の従属弁／アク
チュエータ機構を制御して変速している。通常、弁／ア
クチュエータ機構はレンジ選択用シリンダの操作を制御
している。レンジ選択用シリンダはシリンダを低レンジ
域と高レンジ域用チャンバに分ける流体作動型ピストン
を含む。このピストンは、一方のチャンバを選択的に加
圧すると同時に他方のチャンバを排気するように、移動
自在に構成されている。通常、レンジ区間では同期型ジ
ョークラッチを使用しているため、主変速区間がニュー
トラルにある状態でレンジの変速を開始しかつ終了しな
ければならない。これは、変速を正しく行い、かつ同期
型ジョークラッチに対する磨耗や損傷を防ぐためであ
る。
【０００４】先行技術に係るレンジ形式の歯車変速機
は、通常制御システムを備えている。通常、この制御シ
ステムはインタロック装置を装備する加圧式制御システ
ムであり、主制御弁で選択ボタンまたはスイッチを操作
することにより、レンジ操作をあらかじめ選択できるよ
うにしている。ジョークラッチに対する損傷を未然に防
ぐために、主変速区間がニュートラルまで変速される
か、あるいは少なくともニュートラルに向うまで、制御
システムは変速の開始を防止している。変速の開始を防
止するために用いられる１つの方法として、レンジ区間
のアクチュエータ機械式リンケージで、機械式インタロ
ック装置を使用して、主変速区間がニュートラルに変速
されるまでレンジ区間のシフトフォークの移動を物理的
に防ぐ方法を挙げることが出来る。２番目に、変速の開
始防止用に広く用いられている方法として、論理制御さ
れたインタロック装置を用いる方法を挙げることができ
る。この際、加圧流体をレンジ区間用シリンダまで供給
する弁は、主変速区間がニュートラルまで変速されるの
を感知するまで使用停止にされるか、または提供されな
い。逆に、主変速区間がニュートラルまで変速され、か
つこの状態を保つ期間内で、上記弁は初めて作動し、そ
して加圧流体を提供する。このような歯車変速機及び制
御システムの具体例として、米国特許第２、６５４、２
６８号、第３、１３８、９６５号、第４、０６０、００
５号及び第４、９７４、４７４号の開示例を挙げること
ができる。本発明は、これら開示例を参照上抱合してい
る。
は、通常制御システムを備えている。通常、この制御シ
ステムはインタロック装置を装備する加圧式制御システ
ムであり、主制御弁で選択ボタンまたはスイッチを操作
することにより、レンジ操作をあらかじめ選択できるよ
うにしている。ジョークラッチに対する損傷を未然に防
ぐために、主変速区間がニュートラルまで変速される
か、あるいは少なくともニュートラルに向うまで、制御
システムは変速の開始を防止している。変速の開始を防
止するために用いられる１つの方法として、レンジ区間
のアクチュエータ機械式リンケージで、機械式インタロ
ック装置を使用して、主変速区間がニュートラルに変速
されるまでレンジ区間のシフトフォークの移動を物理的
に防ぐ方法を挙げることが出来る。２番目に、変速の開
始防止用に広く用いられている方法として、論理制御さ
れたインタロック装置を用いる方法を挙げることができ
る。この際、加圧流体をレンジ区間用シリンダまで供給
する弁は、主変速区間がニュートラルまで変速されるの
を感知するまで使用停止にされるか、または提供されな
い。逆に、主変速区間がニュートラルまで変速され、か
つこの状態を保つ期間内で、上記弁は初めて作動し、そ
して加圧流体を提供する。このような歯車変速機及び制
御システムの具体例として、米国特許第２、６５４、２
６８号、第３、１３８、９６５号、第４、０６０、００
５号及び第４、９７４、４７４号の開示例を挙げること
ができる。本発明は、これら開示例を参照上抱合してい
る。
【０００５】一般的に、従来技術に係る気圧制御システ
ムでは、高レンジ域変速を必要とするまで、レンジ区間
用ピストンを低レンジ域位置で偏向させることにより、
自動車の運転手が高レンジ域内で誤って始動することを
未然に防いでいる。このため、高レンジ域変速が必要と
されると、レンジ区間用ピストンは高レンジ域区間の位
置まで偏向する。高レンジ域に向けて偏向すると、レン
ジ区間用ピストンの高レンジ域チャンバは典型的にほぼ
６０〜８０ｐｓｉまで圧縮された空気により加圧される
と同時に、低レンジ域チャンバは排気される。主変速区
間がニュートラルに変速されるまでレンジ区間用ピスト
ンに加圧流体が供給されないシステムでは、自動車の運
転手が主変速区間の変速を完了する際に問題が生じる場
合がある。この中には、レンジ区間用シリンダの高レン
ジ域チャンバが加圧可能になり、かつレンジ区間の変速
が低レンジ域から高レンジ域まで終了する前に、主変速
区間のニュートラル状態を横切る場合が含まれる。この
状況では、レンジ操作が完了していないにも係らず、レ
ンジ区間用ピストンの高レンジ域チャンバは加圧された
ままになり、機械式インタロックに対して高負荷を及ぼ
すと共に、シンクロナイザ及びクラッチジョーに対して
高負荷を及ぼす。これら過度の負荷は、逆作用をもたら
すことが知られている。具体例を挙げると、レンジ区間
内での過酷な変速、レンジ区間の変速の完了に先立つ主
歯車変速機の再連結、（特にシフトアップ中での）レン
ジ区間用シンクロナイザへの損傷、あるいは非連結状態
におけるレンジ区間の座礁を挙げることができる。さら
に、レンジ区間が最終的に高レンジ域に変速された場合
には、先行技術に係る論理制御システムでは低レンジ域
チャンバを排気する間、レンジ用シリンダの高レンジ域
チャンバのみを加圧し続けている。このためレンジ区間
用ピストンは、高レンジ域への変速が完了しかつ主歯車
変速機が歯車と噛合した後でさえ、継続して変速作用を
及ぼしている。このような継続力は自動車の寿命に占め
る、レンジ区間の歯車変速機の信頼性に対して影響を及
ぼす場合がある。
ムでは、高レンジ域変速を必要とするまで、レンジ区間
用ピストンを低レンジ域位置で偏向させることにより、
自動車の運転手が高レンジ域内で誤って始動することを
未然に防いでいる。このため、高レンジ域変速が必要と
されると、レンジ区間用ピストンは高レンジ域区間の位
置まで偏向する。高レンジ域に向けて偏向すると、レン
ジ区間用ピストンの高レンジ域チャンバは典型的にほぼ
６０〜８０ｐｓｉまで圧縮された空気により加圧される
と同時に、低レンジ域チャンバは排気される。主変速区
間がニュートラルに変速されるまでレンジ区間用ピスト
ンに加圧流体が供給されないシステムでは、自動車の運
転手が主変速区間の変速を完了する際に問題が生じる場
合がある。この中には、レンジ区間用シリンダの高レン
ジ域チャンバが加圧可能になり、かつレンジ区間の変速
が低レンジ域から高レンジ域まで終了する前に、主変速
区間のニュートラル状態を横切る場合が含まれる。この
状況では、レンジ操作が完了していないにも係らず、レ
ンジ区間用ピストンの高レンジ域チャンバは加圧された
ままになり、機械式インタロックに対して高負荷を及ぼ
すと共に、シンクロナイザ及びクラッチジョーに対して
高負荷を及ぼす。これら過度の負荷は、逆作用をもたら
すことが知られている。具体例を挙げると、レンジ区間
内での過酷な変速、レンジ区間の変速の完了に先立つ主
歯車変速機の再連結、（特にシフトアップ中での）レン
ジ区間用シンクロナイザへの損傷、あるいは非連結状態
におけるレンジ区間の座礁を挙げることができる。さら
に、レンジ区間が最終的に高レンジ域に変速された場合
には、先行技術に係る論理制御システムでは低レンジ域
チャンバを排気する間、レンジ用シリンダの高レンジ域
チャンバのみを加圧し続けている。このためレンジ区間
用ピストンは、高レンジ域への変速が完了しかつ主歯車
変速機が歯車と噛合した後でさえ、継続して変速作用を
及ぼしている。このような継続力は自動車の寿命に占め
る、レンジ区間の歯車変速機の信頼性に対して影響を及
ぼす場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、自動車の運転
手が高レンジ域で変速操作をする際に、レンジ区間用ピ
ストンによって及ぼされる負荷を減少させる新しい論理
制御システムが必要とされている。しかしながら、高レ
ンジ域で変速が完了し、かつ新しい歯車変速区間のギア
が入る際に、主変速区間のギアが入るために問題を生じ
ていた。
手が高レンジ域で変速操作をする際に、レンジ区間用ピ
ストンによって及ぼされる負荷を減少させる新しい論理
制御システムが必要とされている。しかしながら、高レ
ンジ域で変速が完了し、かつ新しい歯車変速区間のギア
が入る際に、主変速区間のギアが入るために問題を生じ
ていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点に鑑
みてなされたものであり、上述した問題を、気圧制御シ
ステムを使用することにより、最小化し、または克服す
ることを目的とする。このシステムは第１アクチュエー
タ弁を備えて、自動車の運転手が高レンジ域の変速を必
要とするときに、レンジ用第１シリンダチャンバを気圧
源まで選択式に連結させる。さらに、このシステムは第
２弁を備えて、主歯車変速機がギアに入るときにレンジ
用第２シリンダチャンバを気圧源まで選択式に連結する
と共に、主歯車変速機がニュートラルにある場合には第
２チャンバを排気させる。好適には、これら第１及び第
２弁の両者を同一の弁胴内に収納する。
みてなされたものであり、上述した問題を、気圧制御シ
ステムを使用することにより、最小化し、または克服す
ることを目的とする。このシステムは第１アクチュエー
タ弁を備えて、自動車の運転手が高レンジ域の変速を必
要とするときに、レンジ用第１シリンダチャンバを気圧
源まで選択式に連結させる。さらに、このシステムは第
２弁を備えて、主歯車変速機がギアに入るときにレンジ
用第２シリンダチャンバを気圧源まで選択式に連結する
と共に、主歯車変速機がニュートラルにある場合には第
２チャンバを排気させる。好適には、これら第１及び第
２弁の両者を同一の弁胴内に収納する。
【０００８】本発明で使用される第２弁は、スプリング
状に撓むプランジャを用いて移動可能な２部分からなる
２位置切換弁（two part, twp-position valve）であ
る。主歯車変速機をギアが入っている、あるいはニュー
トラルの状態まで変速することに対応して移動するピン
と相互作用するように、上記プランジャを歯車変速機内
に配置している。好適な実施形態では、プランジャは、
係合位置と非係合位置の間で第２弁に対してピン上に負
荷を及ぼすニュートラル指示装置と相互作用する。係合
位置では、第２弁はレンジ用第２シリンダチャンバを気
圧源まで連結する。非係合位置では、第２弁はレンジ用
第２シリンダチャンバを排気する。係合位置と非係合位
置の間で移動を行うために、ピンは円周状のノッチを備
えて主変速区間のニュートラル位置を表示する。プラン
ジャ上のデテントがノッチを感受すると、スプリング状
に撓むプランジャがノッチ内に入り込み、このため第２
弁は係合位置から非係合位置まで移動する。しかしなが
ら、デテントがノッチ内にないときには、第２弁は係合
位置に向って押込まれる。
状に撓むプランジャを用いて移動可能な２部分からなる
２位置切換弁（two part, twp-position valve）であ
る。主歯車変速機をギアが入っている、あるいはニュー
トラルの状態まで変速することに対応して移動するピン
と相互作用するように、上記プランジャを歯車変速機内
に配置している。好適な実施形態では、プランジャは、
係合位置と非係合位置の間で第２弁に対してピン上に負
荷を及ぼすニュートラル指示装置と相互作用する。係合
位置では、第２弁はレンジ用第２シリンダチャンバを気
圧源まで連結する。非係合位置では、第２弁はレンジ用
第２シリンダチャンバを排気する。係合位置と非係合位
置の間で移動を行うために、ピンは円周状のノッチを備
えて主変速区間のニュートラル位置を表示する。プラン
ジャ上のデテントがノッチを感受すると、スプリング状
に撓むプランジャがノッチ内に入り込み、このため第２
弁は係合位置から非係合位置まで移動する。しかしなが
ら、デテントがノッチ内にないときには、第２弁は係合
位置に向って押込まれる。
【０００９】従って、主変速区間がギアの入っている位
置からニュートラル位置まで移動するのを感受すると、
第１チャンバが加圧され続ける間に、第２チャンバは排
気される。このため、レンジ用アクチュエータピストン
は所定の位置まで移動することができる。しかしなが
ら、一度ギアの入っている位置に行くと、制御システム
は２つのチャンバ間での圧力を均等化する。
置からニュートラル位置まで移動するのを感受すると、
第１チャンバが加圧され続ける間に、第２チャンバは排
気される。このため、レンジ用アクチュエータピストン
は所定の位置まで移動することができる。しかしなが
ら、一度ギアの入っている位置に行くと、制御システム
は２つのチャンバ間での圧力を均等化する。
【００１０】従って、主変速区間がギアの入っている位
置にあるが、しかし補助変速区間がレンジ操作を完了し
ていない状態では、レンジ用アクチュエータピストンに
よって及ぼされる負荷は、主歯車変速機がニュートラル
に再度変速されるまで実質的に減少する。また、圧縮空
気は既にアクチュエータピストンの背後にあるため（つ
まり、第１チャンバは加圧されている）、主変速区間が
ニュートラルまで移行するとき、一度第２チャンバが排
気されると、レンジ変化が非常に早く行われる。しか
も、第２チャンバを加圧することによって、第２チャン
バを排気することにより生じる、レンジ区間用のシンク
ロナイザの機能不良をもたらす過酷な変速が生じること
を未然に防いでいる。
置にあるが、しかし補助変速区間がレンジ操作を完了し
ていない状態では、レンジ用アクチュエータピストンに
よって及ぼされる負荷は、主歯車変速機がニュートラル
に再度変速されるまで実質的に減少する。また、圧縮空
気は既にアクチュエータピストンの背後にあるため（つ
まり、第１チャンバは加圧されている）、主変速区間が
ニュートラルまで移行するとき、一度第２チャンバが排
気されると、レンジ変化が非常に早く行われる。しか
も、第２チャンバを加圧することによって、第２チャン
バを排気することにより生じる、レンジ区間用のシンク
ロナイザの機能不良をもたらす過酷な変速が生じること
を未然に防いでいる。
【００１１】さらに、一度レンジ用アクチュエータピス
トンが所定の位置に達し、そして主歯車変速機が再度ギ
アの入る位置にまで移行すると、第２弁は第２シリンダ
チャンバを加圧する。従って、ギアが入りかつ高レンジ
域内の位置にあるとき、第２弁はレンジ用アクチュエー
タピストンにより作用されて、継続して負荷を減少す
る。このため、信頼性を向上すると共に、自動車の寿命
に影響を及ぼす磨耗を減少させる。
トンが所定の位置に達し、そして主歯車変速機が再度ギ
アの入る位置にまで移行すると、第２弁は第２シリンダ
チャンバを加圧する。従って、ギアが入りかつ高レンジ
域内の位置にあるとき、第２弁はレンジ用アクチュエー
タピストンにより作用されて、継続して負荷を減少す
る。このため、信頼性を向上すると共に、自動車の寿命
に影響を及ぼす磨耗を減少させる。
【００１２】本発明に係る特徴並びに発明上の要点は、
後述する詳細な説明と、上述した請求項、並びに添付し
た図面を参照することによって、より明瞭になるであろ
う。
後述する詳細な説明と、上述した請求項、並びに添付し
た図面を参照することによって、より明瞭になるであろ
う。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
レンジ形式の複合型歯車変速機１０を添付した図１、図
２及び図３を用いて説明する。複合型歯車変速機１０は
多段変速型の主変速区間１２と、該主変速区間１２に対
して直列に付加するレンジ形式の補助区間１４を有す
る。本発明に係る歯車変速機１０はハウジングＨ内に収
められ、そしてディーゼルエンジンＥ等の主原動機によ
って駆動されるインプットシャフト１６を備える。ディ
ーゼルエンジンＥとインプットシャフト１６間の連結操
作は選択的に行われるが、通常、この操作は摩擦式マス
タークラッチＣを用いて行われる。クラッチＣは、エン
ジンクランクシャフト２０と連結する入力用の駆動部１
８と、回転結合して変速用インプットシャフト１６と連
結する被駆動部２２を有する。
レンジ形式の複合型歯車変速機１０を添付した図１、図
２及び図３を用いて説明する。複合型歯車変速機１０は
多段変速型の主変速区間１２と、該主変速区間１２に対
して直列に付加するレンジ形式の補助区間１４を有す
る。本発明に係る歯車変速機１０はハウジングＨ内に収
められ、そしてディーゼルエンジンＥ等の主原動機によ
って駆動されるインプットシャフト１６を備える。ディ
ーゼルエンジンＥとインプットシャフト１６間の連結操
作は選択的に行われるが、通常、この操作は摩擦式マス
タークラッチＣを用いて行われる。クラッチＣは、エン
ジンクランクシャフト２０と連結する入力用の駆動部１
８と、回転結合して変速用インプットシャフト１６と連
結する被駆動部２２を有する。
【００１４】主変速区間１２は、インプットシャフト１
６上に入力用歯車２４を備えることにより、複数の実質
的に同一なカウンタシャフトアセンブリ２６及び２６Ａ
を実質的に均等な回転速度で同時に駆動する。また、２
つの実質的に同一なカウンタシャフトアセンブリを、イ
ンプットシャフト１６とほぼ同軸上に並ぶメーンシャフ
ト２８の両側に備える。各々のカウンタシャフトアセン
ブリはハウジングＨ内でベアリング３２及び３４によっ
て支持されるカウンタシャフト３０を備えるが、図面上
では、概略的に示すことにとどめている。各々のカウン
タシャフトは、カウンタシャフト上に歯車３８、４０、
４２、４４、４６及び４８の同一のグループを回転自在
に固定して備える。複数のメーンシャフト用歯車５０、
５２、５４、５６及び５８をメーンシャフト２８上に備
え、そして従来技術において公知なように、クラッチカ
ラー６０、６２及び６４をスライドさせて回転用にメー
ンシャフト２８に向けて一度に、選択的にクラッチ操作
可能なように構成する。クラッチカラー６０は、インプ
ットシャフト１６とメーンシャフト２８の間に直接的な
駆動関係を提供するために、入力用歯車２４をメーンシ
ャフト２８までクラッチすることもできる。
６上に入力用歯車２４を備えることにより、複数の実質
的に同一なカウンタシャフトアセンブリ２６及び２６Ａ
を実質的に均等な回転速度で同時に駆動する。また、２
つの実質的に同一なカウンタシャフトアセンブリを、イ
ンプットシャフト１６とほぼ同軸上に並ぶメーンシャフ
ト２８の両側に備える。各々のカウンタシャフトアセン
ブリはハウジングＨ内でベアリング３２及び３４によっ
て支持されるカウンタシャフト３０を備えるが、図面上
では、概略的に示すことにとどめている。各々のカウン
タシャフトは、カウンタシャフト上に歯車３８、４０、
４２、４４、４６及び４８の同一のグループを回転自在
に固定して備える。複数のメーンシャフト用歯車５０、
５２、５４、５６及び５８をメーンシャフト２８上に備
え、そして従来技術において公知なように、クラッチカ
ラー６０、６２及び６４をスライドさせて回転用にメー
ンシャフト２８に向けて一度に、選択的にクラッチ操作
可能なように構成する。クラッチカラー６０は、インプ
ットシャフト１６とメーンシャフト２８の間に直接的な
駆動関係を提供するために、入力用歯車２４をメーンシ
ャフト２８までクラッチすることもできる。
【００１５】通常、シフトフォーク６０Ａ，６２Ａ及び
６４Ａ（図２参照）を用いて、対応するクラッチカラー
６０、６２及び６４（図１参照）を軸方向に配置する。
尚、従来技術において公知なように、これらシフトフォ
ークはシフトハウジングアセンブリ７０と連結する。当
該技術分野において公知なように、これらクラッチカラ
ー６０、６２及び６４は同期型または非同期型の複動式
のジョークラッチ形式でもよい。
６４Ａ（図２参照）を用いて、対応するクラッチカラー
６０、６２及び６４（図１参照）を軸方向に配置する。
尚、従来技術において公知なように、これらシフトフォ
ークはシフトハウジングアセンブリ７０と連結する。当
該技術分野において公知なように、これらクラッチカラ
ー６０、６２及び６４は同期型または非同期型の複動式
のジョークラッチ形式でもよい。
【００１６】メーンシャフト上の歯車５８はリバースギ
アである。この歯車は便宜上、間に遊び歯車（図示略）
を介してカウンタシャフト上の歯車４８と継続的に噛合
する。主変速区間１２は５段型の前進用変速比を選択自
在に備える。この内、最も低速の前進用の変速比は、メ
ーンシャフト上の歯車５６をメーンシャフトまで駆動自
在に連結する変速比である。この変速比用の歯車は、普
通減速比が大きいため低速用歯車、あるいは“登坂用ロ
ー（creeper）”ギアと呼ばれている。このローギアは
過酷な条件の下で自動車を発進させる場合にのみ用いら
れ、通常、高速の変速領域内で使用されることはない。
このため、主変速区間１２は現実に５段式の変速領域を
提供しているにもかかわらず、普通この主変速区間は
“４＋１段式”と呼ばれている。また、主変速区間内の
４段のみを補助レンジ区間１４と複合して使用してい
る。
アである。この歯車は便宜上、間に遊び歯車（図示略）
を介してカウンタシャフト上の歯車４８と継続的に噛合
する。主変速区間１２は５段型の前進用変速比を選択自
在に備える。この内、最も低速の前進用の変速比は、メ
ーンシャフト上の歯車５６をメーンシャフトまで駆動自
在に連結する変速比である。この変速比用の歯車は、普
通減速比が大きいため低速用歯車、あるいは“登坂用ロ
ー（creeper）”ギアと呼ばれている。このローギアは
過酷な条件の下で自動車を発進させる場合にのみ用いら
れ、通常、高速の変速領域内で使用されることはない。
このため、主変速区間１２は現実に５段式の変速領域を
提供しているにもかかわらず、普通この主変速区間は
“４＋１段式”と呼ばれている。また、主変速区間内の
４段のみを補助レンジ区間１４と複合して使用してい
る。
【００１７】クラッチカラー６０、６２及び６４は３つ
の配置を切換自在なクラッチであり、各々図示されるよ
うに、中央で非係合状態に配置されてもよく、あるいは
シフトレバー７２（図２参照）を用いて右側に完全に係
合するように配置されてもよく、または左側に完全に係
合するように配置されてもよい。従来技術で公知なよう
に、クラッチカラー６０、６２及び６４の内１つだけが
操作されて係合する。また、他のクラッチをニュートラ
ル状態で固定するために、主変速区間内にインタロック
（図示略）を備える。
の配置を切換自在なクラッチであり、各々図示されるよ
うに、中央で非係合状態に配置されてもよく、あるいは
シフトレバー７２（図２参照）を用いて右側に完全に係
合するように配置されてもよく、または左側に完全に係
合するように配置されてもよい。従来技術で公知なよう
に、クラッチカラー６０、６２及び６４の内１つだけが
操作されて係合する。また、他のクラッチをニュートラ
ル状態で固定するために、主変速区間内にインタロック
（図示略）を備える。
【００１８】補助レンジ区間１４は、２つの実質的に同
一な補助カウンタシャフトアセンブリ７４と７４Ａを有
する。各々のカウンタシャフトアセンブリは、ベアリン
グ７８及び８０によって支持される補助カウンタシャフ
ト７６をハウジングＨ内に備え、２対の補助区間カウン
タシャフト用の歯車８２及び８４を軸上で回転自在式に
備える。補助区間のカウンタシャフト上の歯車８４が歯
車変速機のアウトプットシャフト９０に固定される出力
用歯車８８と継続して噛合する間、補助カウンタシャフ
ト上のギア８２はレンジ用の出力用歯車８６を支持する
ように継続して噛合する。
一な補助カウンタシャフトアセンブリ７４と７４Ａを有
する。各々のカウンタシャフトアセンブリは、ベアリン
グ７８及び８０によって支持される補助カウンタシャフ
ト７６をハウジングＨ内に備え、２対の補助区間カウン
タシャフト用の歯車８２及び８４を軸上で回転自在式に
備える。補助区間のカウンタシャフト上の歯車８４が歯
車変速機のアウトプットシャフト９０に固定される出力
用歯車８８と継続して噛合する間、補助カウンタシャフ
ト上のギア８２はレンジ用の出力用歯車８６を支持する
ように継続して噛合する。
【００１９】クラッチ操作用に、シフトフォーク９４
（図２参照）を用いて軸方向上に配置される、２位置同
期型ジョークラッチアセンブリ９２と、及びレンジ区間
での変速用のアクチュエータアセンブリ９６を備える。
この複合型歯車変速機１０のクラッチ操作では、歯車８
６をメーンシャフト２８にクラッチすることにより低レ
ンジ域操作を行い、また歯車８８をメーンシャフト２８
にクラッチすることにより高レンジ域操作を行う。ま
た、図３に、本発明に係るレンジ形式の複合型歯車変速
機１０用のシフトパターンを概略的に示す。これら歯車
変速機１０の低レンジ域または高レンジ域操作の選択
は、通常シフトレバー７２（図２参照）上に配置される
スイッチまたはボタン９８を運転手が操作することによ
り行う。尚、上述された低レンジ域及び高レンジ域は、
図２に記される符号ＬＯ及びＨＩに各々対応する。
（図２参照）を用いて軸方向上に配置される、２位置同
期型ジョークラッチアセンブリ９２と、及びレンジ区間
での変速用のアクチュエータアセンブリ９６を備える。
この複合型歯車変速機１０のクラッチ操作では、歯車８
６をメーンシャフト２８にクラッチすることにより低レ
ンジ域操作を行い、また歯車８８をメーンシャフト２８
にクラッチすることにより高レンジ域操作を行う。ま
た、図３に、本発明に係るレンジ形式の複合型歯車変速
機１０用のシフトパターンを概略的に示す。これら歯車
変速機１０の低レンジ域または高レンジ域操作の選択
は、通常シフトレバー７２（図２参照）上に配置される
スイッチまたはボタン９８を運転手が操作することによ
り行う。尚、上述された低レンジ域及び高レンジ域は、
図２に記される符号ＬＯ及びＨＩに各々対応する。
【００２０】図面上、レンジ形式の補助区間１４を、平
歯車またははすば歯車を用いる２対の変速区間として示
している。しかしながら、本発明は３対あるいはそれ以
上の対からなる選択自在式のレンジ形式用の変速比を備
えてもよい。さらにまた、本発明は遊星歯車を使用する
スプリッタ及びレンジ形式の複合形式の補助区間を用い
る、レンジ形式の歯車変速機に応用されてもよい。ま
た、上述したように、クラッチ６０、６２、または６４
の内のいずれか１つあるいはそれ以上を同期型ジョーク
ラッチ形式として構成してもよく、そして変速区間１２
及び／または１４を単一のカウンターシフト形式として
構成してもよい。
歯車またははすば歯車を用いる２対の変速区間として示
している。しかしながら、本発明は３対あるいはそれ以
上の対からなる選択自在式のレンジ形式用の変速比を備
えてもよい。さらにまた、本発明は遊星歯車を使用する
スプリッタ及びレンジ形式の複合形式の補助区間を用い
る、レンジ形式の歯車変速機に応用されてもよい。ま
た、上述したように、クラッチ６０、６２、または６４
の内のいずれか１つあるいはそれ以上を同期型ジョーク
ラッチ形式として構成してもよく、そして変速区間１２
及び／または１４を単一のカウンターシフト形式として
構成してもよい。
【００２１】従来の技術の説明の中で記載したように、
運転手が補助区間内で高レンジ域まで変速操作を行う必
要がある。しかし、補助歯車変速機の高レンジ域までの
変速操作の終了前に主歯車変速機の変速を終了させたい
場合がある。このような状況では、レンジ用ピストンは
機械式インタロックに対して高負荷を及ぼす場合があ
り、さらにシンクロナイザやクラッチジョーに対しても
高負荷を及ぼす場合がある。ここで、図４及び５を参照
して、上述した歯車変速機１０のような、高レンジ域で
のレンジ形式の複合型歯車変速機用の空圧制御システム
に係る、先行技術上の問題点を説明する。
運転手が補助区間内で高レンジ域まで変速操作を行う必
要がある。しかし、補助歯車変速機の高レンジ域までの
変速操作の終了前に主歯車変速機の変速を終了させたい
場合がある。このような状況では、レンジ用ピストンは
機械式インタロックに対して高負荷を及ぼす場合があ
り、さらにシンクロナイザやクラッチジョーに対しても
高負荷を及ぼす場合がある。ここで、図４及び５を参照
して、上述した歯車変速機１０のような、高レンジ域で
のレンジ形式の複合型歯車変速機用の空圧制御システム
に係る、先行技術上の問題点を説明する。
【００２２】図４は、特に運転手が高レンジ域まで変速
をする際のニュートラル状態での、先行技術に係る気圧
制御システムを示している。通常、レンジ操作用の選択
用スイッチ９８を運転席内に配置している。好適には、
このスイッチ９８を歯車変速機用のシフトレバー７２
（図２参照）の取っ手に配置する。また、同様にしてシ
フトレバー７２の取っ手で、２方向式で、２位置切換式
の主弁１００を通常操作している。主制御弁１００は、
比較的大きな空気流を取り扱う従属型または使用者操作
型のアクチュエータ制御弁１０２を制御する。図４に示
すように、自動車の運転手が選択用スイッチ９８を作動
させて主弁を上向きの位置に配置すると、この操作によ
り、空圧は給気（気圧源）１０４からフィルタ／レギュ
レータ１０５を介して細い導管１０６内を通って弁１０
２内の高レンジ域用の内部経路１０８にまで供給され
る。本発明は、補助歯車変速機の高レンジ域用の設定に
のみ使用されるため、導管１０６を通る空気流は高レン
ジ域用の内部経路１０８内を流れる。
をする際のニュートラル状態での、先行技術に係る気圧
制御システムを示している。通常、レンジ操作用の選択
用スイッチ９８を運転席内に配置している。好適には、
このスイッチ９８を歯車変速機用のシフトレバー７２
（図２参照）の取っ手に配置する。また、同様にしてシ
フトレバー７２の取っ手で、２方向式で、２位置切換式
の主弁１００を通常操作している。主制御弁１００は、
比較的大きな空気流を取り扱う従属型または使用者操作
型のアクチュエータ制御弁１０２を制御する。図４に示
すように、自動車の運転手が選択用スイッチ９８を作動
させて主弁を上向きの位置に配置すると、この操作によ
り、空圧は給気（気圧源）１０４からフィルタ／レギュ
レータ１０５を介して細い導管１０６内を通って弁１０
２内の高レンジ域用の内部経路１０８にまで供給され
る。本発明は、補助歯車変速機の高レンジ域用の設定に
のみ使用されるため、導管１０６を通る空気流は高レン
ジ域用の内部経路１０８内を流れる。
【００２３】図４から理解されるように、レンジ用ピス
トンシリンダ１１２はレンジ用ピストン１１８によって
分離される右側の高レンジ域側（第１シリンダチャン
バ）１１４と左側の低レンジ域側（第２シリンダチャン
バ）１１６を密封式かつスライド自在式にシリンダ内に
備える。空気は高レンジ域用の内部経路１０８を通った
後、比較的大きな直径を有し抵抗の小さな流路１１０内
を流れてレンジ用ピストンシリンダ１１２の高レンジ域
側１１４と流通する。同時に、低レンジ域側１１６が比
較的大きな直径を有し抵抗の小さな流路１２０内を流れ
て、弁１０２内の流路１２２まで戻り、さらに排気管Ｅ
と流通する。このため、一度選択用スイッチ９８を高レ
ンジ域側に設定すると、シリンダ１１２の高レンジ域側
１１４は加圧されると共に低レンジ域側１１６は排気さ
れる。従って、ピストン１１８は左方向に移動し、ピス
トン１１８と、ピストン１１８に連結するレンジ用アク
チュエータシャフト１２６に対して負荷Ｆを矢印１２４
の方向に及ぼす（尚、自明ではあるが、説明中使用され
る“左方向”という語は、添付した図面に従って用いら
れており、実際の自動車内での方向を定めるものではな
い）。ピストン１１８が移動するに従い、アクチュエー
タシャフト１２６は高レンジ域側まで左方向に強制移動
され、補助歯車変速機内で変速を行う。さらに、ピスト
ン１１８が補助歯車変速機を高レンジ域側まで変速する
のに十分なだけ移動した後でさえ負荷Ｆは及ぼされ続
け、これは主歯車変速機がギアに入っている場合でも同
様である。
トンシリンダ１１２はレンジ用ピストン１１８によって
分離される右側の高レンジ域側（第１シリンダチャン
バ）１１４と左側の低レンジ域側（第２シリンダチャン
バ）１１６を密封式かつスライド自在式にシリンダ内に
備える。空気は高レンジ域用の内部経路１０８を通った
後、比較的大きな直径を有し抵抗の小さな流路１１０内
を流れてレンジ用ピストンシリンダ１１２の高レンジ域
側１１４と流通する。同時に、低レンジ域側１１６が比
較的大きな直径を有し抵抗の小さな流路１２０内を流れ
て、弁１０２内の流路１２２まで戻り、さらに排気管Ｅ
と流通する。このため、一度選択用スイッチ９８を高レ
ンジ域側に設定すると、シリンダ１１２の高レンジ域側
１１４は加圧されると共に低レンジ域側１１６は排気さ
れる。従って、ピストン１１８は左方向に移動し、ピス
トン１１８と、ピストン１１８に連結するレンジ用アク
チュエータシャフト１２６に対して負荷Ｆを矢印１２４
の方向に及ぼす（尚、自明ではあるが、説明中使用され
る“左方向”という語は、添付した図面に従って用いら
れており、実際の自動車内での方向を定めるものではな
い）。ピストン１１８が移動するに従い、アクチュエー
タシャフト１２６は高レンジ域側まで左方向に強制移動
され、補助歯車変速機内で変速を行う。さらに、ピスト
ン１１８が補助歯車変速機を高レンジ域側まで変速する
のに十分なだけ移動した後でさえ負荷Ｆは及ぼされ続
け、これは主歯車変速機がギアに入っている場合でも同
様である。
【００２４】また従属弁１０２は、ばね１３２を使用し
て撓むピン１３０を介して“クリスマスツリー”１２８
と相互作用する。特に、ツリー１２８とピン１３０の前
後移動はシフトレール（図示略）の前後移動と対応して
いる。従って、図４〜７におけるツリー１２８の位置
は、主歯車変速機の状態（ギアが入っているまたはニュ
ートラル）を表している。
て撓むピン１３０を介して“クリスマスツリー”１２８
と相互作用する。特に、ツリー１２８とピン１３０の前
後移動はシフトレール（図示略）の前後移動と対応して
いる。従って、図４〜７におけるツリー１２８の位置
は、主歯車変速機の状態（ギアが入っているまたはニュ
ートラル）を表している。
【００２５】図４及び図５の比較結果から推測可能なよ
うに、先行技術に係る制御システムでは、主歯車変速機
の状態がギアを入れているまたはニュートラルにあるか
を問わず、シリンダ１１２を高レンジ域側で同様に作動
させている。図５に示すように、ツリー１２８が左側に
移動してギアを入れる場合でさえ、気圧制御システムは
変化しない。従って、主歯車変速機がギアを入れる状態
にあるにも係らず、シリンダ１１２の高レンジ域側１１
４は加圧されると同時に低レンジ域側１１６は排気さ
れ、矢印１２４の方向に負荷Ｆを及ぼし続ける。ピスト
ン１１８がレンジ用の変速を完了可能になる前に、使用
者が主歯車変速機の変速を完了する場合では、シリンダ
１１２から及ぼされる負荷Ｆはシンクロナイザ及びクラ
ッチジョーに対して、他の機械式インタロックに対する
のと同様の逆作用を及ぼす。同様にして、主歯車変速機
がギアを入れる状態では、レンジ区間がレンジの変速を
完了する場合でも、負荷Ｆは減少せず、このため歯車変
速機の耐用期間を逆に減少させる危険性を生じさせてい
る。
うに、先行技術に係る制御システムでは、主歯車変速機
の状態がギアを入れているまたはニュートラルにあるか
を問わず、シリンダ１１２を高レンジ域側で同様に作動
させている。図５に示すように、ツリー１２８が左側に
移動してギアを入れる場合でさえ、気圧制御システムは
変化しない。従って、主歯車変速機がギアを入れる状態
にあるにも係らず、シリンダ１１２の高レンジ域側１１
４は加圧されると同時に低レンジ域側１１６は排気さ
れ、矢印１２４の方向に負荷Ｆを及ぼし続ける。ピスト
ン１１８がレンジ用の変速を完了可能になる前に、使用
者が主歯車変速機の変速を完了する場合では、シリンダ
１１２から及ぼされる負荷Ｆはシンクロナイザ及びクラ
ッチジョーに対して、他の機械式インタロックに対する
のと同様の逆作用を及ぼす。同様にして、主歯車変速機
がギアを入れる状態では、レンジ区間がレンジの変速を
完了する場合でも、負荷Ｆは減少せず、このため歯車変
速機の耐用期間を逆に減少させる危険性を生じさせてい
る。
【００２６】図６に示すように、主歯車変速機のギアを
入れる時またはレンジ操作の完了時に負荷Ｆを減少させ
るために、本発明では、導管１２０を取除いて代わりに
導管１０６の接続部を延長させると共にシリンダの低レ
ンジ域側１１６と排気管との間に第２の２位置切換従属
弁１５０を配置する。本発明に係る実施形態の１つで
は、同一の弁胴内に弁１５０と弁１０２を一体に収納し
てもよい。しかしながら、理解の容易化を図るために、
弁１０２と１５０は各々異なる弁として図面上に示すと
共に明細書中でも記載する。弁１５０は、主歯車変速機
がギアを入れる状態（即ち、非ニュートラル状態）にあ
ることを感知する場所に対応する係合位置から、主歯車
変速機がニュートラルにあることを感知する場所に対応
する非係合位置まで移行することに対応して移動するこ
とができる。好適には、弁１５０上に取付けるプランジ
ャ１３５を用いてピン１３０とツリー１２８を相互作用
させることにより、弁１５０は主歯車変速機の状態（即
ち、ニュートラルまたは非ニュートラル状態）を感知す
る。プランジャ１３５は外側の自由端部上に止め具１３
６を備える。該止め具１３６と弁１５０の間でプランジ
ャ１３５に対してばね１３８を配置することにより、止
め具１３６をピン１３０に向けて撓ませる。さらに、ク
リスマスツリー１２８上のピン１３０は止め具１３６を
挿入するのに適した大きさの方向指示用のスロット１３
４を備える。図６に示すように、主歯車変速機がギアを
入れる状態にある場合では、ピン１３０は左方向に移動
し、このためスロット１３４はプランジャ１３５上の止
め具１３６と係合せず、従ってばね１３８を圧縮して弁
１５０を係合位置に配置する。歯車変速機がニュートラ
ルにある場合では、ツリー１２８は右方向に移動し、こ
のためスロット１３４内に止め具１３６を係合させ、弁
１５０を非係合位置（図７参照）まで移動する。図面上
では、止め具１３６を球形状に示すと共にスロット１３
４断面を三角形状に示している。しかしながら、プラン
ジャ１３５の移動を適切に行うためにスロット１３４と
止め具１３６の形状を適当に変更してもよい。さらに、
ピン１３２の全周囲に渡ってスロット１３４を形成する
のが好ましい。
入れる時またはレンジ操作の完了時に負荷Ｆを減少させ
るために、本発明では、導管１２０を取除いて代わりに
導管１０６の接続部を延長させると共にシリンダの低レ
ンジ域側１１６と排気管との間に第２の２位置切換従属
弁１５０を配置する。本発明に係る実施形態の１つで
は、同一の弁胴内に弁１５０と弁１０２を一体に収納し
てもよい。しかしながら、理解の容易化を図るために、
弁１０２と１５０は各々異なる弁として図面上に示すと
共に明細書中でも記載する。弁１５０は、主歯車変速機
がギアを入れる状態（即ち、非ニュートラル状態）にあ
ることを感知する場所に対応する係合位置から、主歯車
変速機がニュートラルにあることを感知する場所に対応
する非係合位置まで移行することに対応して移動するこ
とができる。好適には、弁１５０上に取付けるプランジ
ャ１３５を用いてピン１３０とツリー１２８を相互作用
させることにより、弁１５０は主歯車変速機の状態（即
ち、ニュートラルまたは非ニュートラル状態）を感知す
る。プランジャ１３５は外側の自由端部上に止め具１３
６を備える。該止め具１３６と弁１５０の間でプランジ
ャ１３５に対してばね１３８を配置することにより、止
め具１３６をピン１３０に向けて撓ませる。さらに、ク
リスマスツリー１２８上のピン１３０は止め具１３６を
挿入するのに適した大きさの方向指示用のスロット１３
４を備える。図６に示すように、主歯車変速機がギアを
入れる状態にある場合では、ピン１３０は左方向に移動
し、このためスロット１３４はプランジャ１３５上の止
め具１３６と係合せず、従ってばね１３８を圧縮して弁
１５０を係合位置に配置する。歯車変速機がニュートラ
ルにある場合では、ツリー１２８は右方向に移動し、こ
のためスロット１３４内に止め具１３６を係合させ、弁
１５０を非係合位置（図７参照）まで移動する。図面上
では、止め具１３６を球形状に示すと共にスロット１３
４断面を三角形状に示している。しかしながら、プラン
ジャ１３５の移動を適切に行うためにスロット１３４と
止め具１３６の形状を適当に変更してもよい。さらに、
ピン１３２の全周囲に渡ってスロット１３４を形成する
のが好ましい。
【００２７】図６は、高レンジ域状態でかつギアを入れ
た状態での、本発明に係る新規の制御システムを示して
いる。尚、弁１５０を係合位置まで移動させて、ギアを
入れる状態にしている。この実施の形態では、スイッチ
９８を作動させて主弁１００を上向きに配置させて（こ
のため、高レンジ域変速を必要とする）、給気１０４か
ら供給される空気圧を、導管１０６内を通って弁１０２
内にある高レンジ域用の内部経路１０８まで送ってい
る。空気は経路１０８から直径の大きく抵抗の小さい流
路１１０内を通ってシリンダ１１２の高レンジ域側１１
４まで流れる。さらに、空気は導管１５２の延長部から
供給されて弁１５０内の係合位置にある内部経路１５４
を流れて、シリンダ１１２の低レンジ域側１１６と流通
する直径の大きく抵抗の小さい流路１５６に流れる。従
って、ギアを入れる状態にありかつ高レンジ域状態で
は、弁１０２と１５０はシリンダ１１２の左右１１４と
１１６の両側に対して流体圧力を及ぼす。このため、本
発明では実質的に矢印１２４の方向の負荷Ｆを減少させ
ることを可能にする。
た状態での、本発明に係る新規の制御システムを示して
いる。尚、弁１５０を係合位置まで移動させて、ギアを
入れる状態にしている。この実施の形態では、スイッチ
９８を作動させて主弁１００を上向きに配置させて（こ
のため、高レンジ域変速を必要とする）、給気１０４か
ら供給される空気圧を、導管１０６内を通って弁１０２
内にある高レンジ域用の内部経路１０８まで送ってい
る。空気は経路１０８から直径の大きく抵抗の小さい流
路１１０内を通ってシリンダ１１２の高レンジ域側１１
４まで流れる。さらに、空気は導管１５２の延長部から
供給されて弁１５０内の係合位置にある内部経路１５４
を流れて、シリンダ１１２の低レンジ域側１１６と流通
する直径の大きく抵抗の小さい流路１５６に流れる。従
って、ギアを入れる状態にありかつ高レンジ域状態で
は、弁１０２と１５０はシリンダ１１２の左右１１４と
１１６の両側に対して流体圧力を及ぼす。このため、本
発明では実質的に矢印１２４の方向の負荷Ｆを減少させ
ることを可能にする。
【００２８】しかしながら、主歯車変速機がニュートラ
ルにある場合にレンジ操作の完了を確保すると共に補助
歯車変速機を高レンジ域状態に保つために負荷Ｆを依然
として作用させる必要がある。図７に示すように、主歯
車変速機がニュートラル状態に移行すると、ツリー１２
８は右方向に移動してピン１３０を移動させる。このた
め、スロット１３４は止め具１３６と係合してプランジ
ャ１３５を上向きに移動させ、弁１５０を非係合位置、
即ち“ニュートラル”位置まで移動させる。このため、
導管延長部１５２は弁１５０内でツリー１２８に対する
結合を遮断する。反対に、導管１５６は内部経路１６０
を介して直径の大きく抵抗の小さい流路１６２と連結す
るようにして流通し、さらに従属弁１０２内にある排気
流路１２２と流通する。この結果、ツリー１２８のニュ
ートラル状態までの移行に対応して弁１５０が非係合位
置まで移動する際、シリンダ１１２の左側１１６は排気
されると同時に右側１１４は高い空気圧を受け続ける。
従って、主歯車変速機がニュートラル状態に向けて変速
されるときは常に、負荷Ｆは矢印方向１２４に向って最
大化される。尚、弁１５０内の流路１５４の構成は、シ
ャフト１２６により及ぼされる負荷Ｆの影響を調整可能
であることを理解されたい。さらに、本発明に係る制御
システムを、スイッチ９８に対応するピストン１１８の
移動量を調節するために、修正することは可能である。
このため、本発明をレンジ／スプリッタ型歯車変速機及
び２つ以上の補助歯車を有する歯車変速機での使用にお
いて調整することが可能になる。
ルにある場合にレンジ操作の完了を確保すると共に補助
歯車変速機を高レンジ域状態に保つために負荷Ｆを依然
として作用させる必要がある。図７に示すように、主歯
車変速機がニュートラル状態に移行すると、ツリー１２
８は右方向に移動してピン１３０を移動させる。このた
め、スロット１３４は止め具１３６と係合してプランジ
ャ１３５を上向きに移動させ、弁１５０を非係合位置、
即ち“ニュートラル”位置まで移動させる。このため、
導管延長部１５２は弁１５０内でツリー１２８に対する
結合を遮断する。反対に、導管１５６は内部経路１６０
を介して直径の大きく抵抗の小さい流路１６２と連結す
るようにして流通し、さらに従属弁１０２内にある排気
流路１２２と流通する。この結果、ツリー１２８のニュ
ートラル状態までの移行に対応して弁１５０が非係合位
置まで移動する際、シリンダ１１２の左側１１６は排気
されると同時に右側１１４は高い空気圧を受け続ける。
従って、主歯車変速機がニュートラル状態に向けて変速
されるときは常に、負荷Ｆは矢印方向１２４に向って最
大化される。尚、弁１５０内の流路１５４の構成は、シ
ャフト１２６により及ぼされる負荷Ｆの影響を調整可能
であることを理解されたい。さらに、本発明に係る制御
システムを、スイッチ９８に対応するピストン１１８の
移動量を調節するために、修正することは可能である。
このため、本発明をレンジ／スプリッタ型歯車変速機及
び２つ以上の補助歯車を有する歯車変速機での使用にお
いて調整することが可能になる。
【００２９】従って本発明は、主歯車変速機がギアを入
れる状態にありかつ高レンジ域状態にある場合に、機械
式インタロック、シンクロナイザ及びクラッチジョーに
対して作用する負荷Ｆを直接最小にすることを可能にす
る。２位置切換弁１５０は歯車変速機がギアを入れてい
る状態にあるとき、高圧流体と共にシリンダ１１２の低
レンジ域側１１６に向って流通し、主歯車変速機がニュ
ートラル状態まで変速したときは左側に排気する。従っ
て、低レンジ域から高レンジ域までのレンジ操作を必要
とするが、しかし本発明に係る制御システムは、主歯車
変速機をレンジ操作の完了前に変速する必要のある状況
で長所を有する。この場合、主歯車変速機がギアを入れ
ている状態でレンジ操作を完了するために要する力は大
幅に最小化されるが、しかし主歯車変速機がニュートラ
ル状態に移行する場合にはすぐに再度回復する。このた
め、自動車の運転手にとっては不快であり、そしてレン
ジ区間用シンクロナイザ機構の損傷あるいは他の好まし
くない結果に至る可能性を有する比較的危険なレンジ区
間の変速を未然に防ぐことが可能になる。同様にして、
一度高レンジ域側までの変速が完了し、かつ主歯車変速
機を再度ギアが入る状態に戻すと負荷Ｆは最小化され
る。これは、シリンダ１１２の両側間の圧力が均等化さ
れるためである。従って、歯車変速機の構成要素の寿命
を延長することが可能になる。
れる状態にありかつ高レンジ域状態にある場合に、機械
式インタロック、シンクロナイザ及びクラッチジョーに
対して作用する負荷Ｆを直接最小にすることを可能にす
る。２位置切換弁１５０は歯車変速機がギアを入れてい
る状態にあるとき、高圧流体と共にシリンダ１１２の低
レンジ域側１１６に向って流通し、主歯車変速機がニュ
ートラル状態まで変速したときは左側に排気する。従っ
て、低レンジ域から高レンジ域までのレンジ操作を必要
とするが、しかし本発明に係る制御システムは、主歯車
変速機をレンジ操作の完了前に変速する必要のある状況
で長所を有する。この場合、主歯車変速機がギアを入れ
ている状態でレンジ操作を完了するために要する力は大
幅に最小化されるが、しかし主歯車変速機がニュートラ
ル状態に移行する場合にはすぐに再度回復する。このた
め、自動車の運転手にとっては不快であり、そしてレン
ジ区間用シンクロナイザ機構の損傷あるいは他の好まし
くない結果に至る可能性を有する比較的危険なレンジ区
間の変速を未然に防ぐことが可能になる。同様にして、
一度高レンジ域側までの変速が完了し、かつ主歯車変速
機を再度ギアが入る状態に戻すと負荷Ｆは最小化され
る。これは、シリンダ１１２の両側間の圧力が均等化さ
れるためである。従って、歯車変速機の構成要素の寿命
を延長することが可能になる。
【００３０】以上、本発明に係る好適な実施形態を説明
した。しかしながら、当該技術分野における通常の知識
を有する者であるならば、本発明に修正並びに変更を加
えることは可能であることを認識するであろう。従っ
て、本発明に係る正確な請求の範囲と内容を理解するた
めに、添付した請求項を理解する必要がある。
した。しかしながら、当該技術分野における通常の知識
を有する者であるならば、本発明に修正並びに変更を加
えることは可能であることを認識するであろう。従っ
て、本発明に係る正確な請求の範囲と内容を理解するた
めに、添付した請求項を理解する必要がある。
【図１】 図１は、本発明に係る、レンジ形式の補助変
速区間を備えかつ気圧制御システムを有する複合型歯車
変速機を示す概略図である。
速区間を備えかつ気圧制御システムを有する複合型歯車
変速機を示す概略図である。
【図２】 図２は、図１の歯車変速機に使用するシフト
機構を示す概略図である。
機構を示す概略図である。
【図３】 図３は、図１の歯車変速機に使用するシフト
パターンを示す概略図である。
パターンを示す概略図である。
【図４】 図４は、主変速区間をニュートラル状態にす
ると共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、先
行技術に係る気圧制御システムを示す概略図である。
ると共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、先
行技術に係る気圧制御システムを示す概略図である。
【図５】 図５は、主変速区間をギアが入る状態にする
と共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、先行
技術に係る気圧制御システムを示す概略図である
と共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、先行
技術に係る気圧制御システムを示す概略図である
【図６】 図６は、主変速区間をギアが入る状態にする
と共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、本発
明に係る気圧制御システムを示す概略図である。
と共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、本発
明に係る気圧制御システムを示す概略図である。
【図７】 図７は、主変速区間をニュートラル状態にす
ると共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、本
発明に係る気圧制御システムを示す概略図である。
ると共に補助変速区間を高レンジ域状態にする際の、本
発明に係る気圧制御システムを示す概略図である。
１０ 歯車変速機 １２ 主変速区間 １４ 補助区間 １６ インプットシャフト ２８ メーンシャフト ６０、６２、６４ クラッチカラー ６０Ａ、６２Ａ、６４Ａ シフトフォーク １００ 主弁 １０２、１５０ 従属弁 １０４ 給気（気圧源） １１２ ピストンシリンダ １１４ 第１シリンダチャンバ １１６ 第２シリンダチャンバ １２８ クリスマスツリー １３０ ピン １３４ スロット １３６ 止め具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 パトリック ルイス ブラウン アメリカ合衆国 ミシガン 49017 バト ル クリーク、スイフト ロード 8261 Ｆターム(参考） 3J552 MA04 MA13 MA21 NA01 NB01 PA61 QA06B QA32B QB01 RA19 RA27
Claims (22)
- 【請求項１】 加圧流体を用いて操作を行う複合型歯車
変速機用の制御システムであり、多段変速型の主変速区
間と、前記主変速区間に直列に付加される多段変速型の
補助変速区間と、前記主変速区間の複数の変速比または
ニュートラル状態を選択可能でかつ前記補助変速区間の
変速比をあらかじめ決定可能な使用者操作型選択装置
と、第１及び第２シリンダチャンバを有するアクチュエ
ータシリンダ内にスライド自在式かつ密着式に挿入され
る流体作動型のアクチュエータピストンを有する補助変
速用機構部を含み、補助区間の変速比の一方を補助区間
の変速比の他方に変速するときに、シリンダチャンバ内
の一方を加圧すると同時にシリンダチャンバ内の他方を
排気することを必要とする制御システムであって、さら
にこの制御システムはアクチュエータ制御弁と第２弁を
含み：前記アクチュエータ制御弁は使用者操作型選択装
置によって制御され、かつ該選択装置に対応して第１シ
リンダチャンバを加圧流体源まで連結し；前記第２弁は
主変速区間が選択的に主変速区間の複数の変速比に移行
するときに、第２シリンダチャンバを加圧流体源にまで
連結することを特徴とする制御システム。 - 【請求項２】 前記第２弁は、主変速区間が選択的にニ
ュートラル位置まで移行したとき、さらに前記シリンダ
チャンバ内の選択された一方を排気管まで連結すること
を特徴とする請求項１に記載の制御システム。 - 【請求項３】 前記アクチュエータ制御弁と前記第２弁
を単一の弁胴内に収納することを特徴とする請求項１に
記載の制御システム。 - 【請求項４】 前記第２弁は２部分からなる２位置切換
弁であり、ニュートラル指示装置と相互作用するプラン
ジャによって操作可能であり、使用者操作型選択装置の
移動に対応して前記第２弁を係合位置と非係合位置の間
で移動するために軸方向に移動自在であることを特徴と
する請求項１に記載の制御システム。 - 【請求項５】 前記ニュートラル指示装置は、円周状の
ノッチを備える、軸方向に移動自在のピンを有し、該ノ
ッチを選択的に配置することで主変速区間のニュートラ
ル位置を指示することを特徴とする請求項４に記載の制
御システム。 - 【請求項６】 前記プランジャは、前記ノッチと相互作
用することにより、前記２位置切換弁を前記非係合位置
まで移動することを特徴とする請求項５に記載の制御シ
ステム。 - 【請求項７】 前記補助変速区間はレンジ形式の補助変
速区間であることを特徴とする請求項１に記載の制御シ
ステム。 - 【請求項８】 前記レンジ形式の補助変速区間は、同期
型ジョークラッチ装置を用いて係合されることを特徴と
する請求項７に記載の制御システム。 - 【請求項９】 前記加圧された流体は、加圧された空気
であることを特徴とする請求項１に記載の制御システ
ム。 - 【請求項１０】 加圧流体を用いて操作を行う複合型歯
車変速機用の制御システムであり、多段変速型の主変速
区間と、前記主変速区間に直列に付加される多段変速型
の補助変速区間と、前記主変速区間の複数の変速比また
はニュートラル状態を選択可能でかつ前記補助変速区間
の変速比をあらかじめ決定可能な使用者操作型選択装置
と、第１及び第２シリンダチャンバを有するアクチュエ
ータシリンダ内にスライド自在式かつ密着式に挿入され
る流体作動型のアクチュエータピストンを有する補助変
速用機構部を含み、補助区間の変速比の一方を補助区間
の変速比の他方に変速するときに、シリンダチャンバ内
の一方を加圧すると同時にシリンダチャンバ内の他方を
排気することを必要とする制御システムであって、さら
にこの制御システムはアクチュエータ制御弁と２位置切
換弁を含み：前記アクチュエータ制御弁は使用者操作型
選択装置によって制御され、前記弁は該選択装置に対応
して第１シリンダチャンバを加圧流体源まで連結し；前
記２位置切換弁は前記制御弁と直列に付加され、前記２
位置切換弁は係合位置と非係合位置の間で移動自在であ
り、前記２位置切換弁は前記係合位置にある場合、第２
チャンバを加圧空気源まで連結することを特徴とする制
御システム。 - 【請求項１１】 前記２位置切換弁は前記非係合位置に
ある場合、さらに前記シリンダチャンバ内の選択された
一方を排気管まで連結することを特徴とする請求項１０
に記載の制御システム。 - 【請求項１２】 前記２位置切換弁は主歯車変速機を非
ニュートラル位置まで変速することに対応して前記係合
位置まで移動することを特徴とする請求項１０に記載の
制御システム。 - 【請求項１３】 前記２位置切換弁は主歯車変速機をニ
ュートラルまであるいはニュートラルに向って変速する
ことに対応して前記非係合位置まで移動することを特徴
とする請求項１２に記載の制御システム。 - 【請求項１４】 前記アクチュエータ制御弁及び前記２
位置切換弁を単一の弁胴内に収納することを特徴とする
請求項１３に記載の制御システム。 - 【請求項１５】 前記２位置切換弁はニュートラル指示
装置と相互作用するプランジャによって操作され、かつ
使用者操作型選択装置の移動に対応して軸方向に移動自
在であることを特徴とする請求項１３に記載の制御シス
テム。 - 【請求項１６】 前記ニュートラル指示装置は、円周状
のノッチを備える、軸方向に移動自在のピンを有し、該
ノッチを選択的に配置することで主変速区間のニュート
ラル位置を指示し、前記プランジャは前記ノッチとの相
互作用に対応して、前記２位置切換弁を前記非係合位置
まで移動することを特徴とする請求項１５に記載の制御
システム。 - 【請求項１７】 多段変速型の主変速区間と、使用者操
作型選択装置と、補助変速用機構部と及び第２弁を含む
複合型歯車変速機であり：前記多段変速型の主変速区間
は、多段変速型の補助変速区間と直列に付加され、前記
主変速区間及び前記補助変速区間の両方を複合式に変速
することが可能であり；前記使用者操作型選択装置は、
主変速区間の複数の変速比または主変速区間のニュート
ラル状態を選択しかつ補助変速区間の変速比をあらかじ
め決定可能であり；前記補助変速用機構部は、第１及び
第２シリンダチャンバを有するアクチュエータシリンダ
内にスライド自在式かつ密着式に挿入される流体作動型
アクチュエータピストンを有し、前記補助変速区間の変
速はアクチュエータ制御弁によって制御される気圧源に
より駆動され、該アクチュエータ制御弁は前記第１シリ
ンダチャンバを前記気圧源まで効率的に連結し；前記第
２弁は、前記主歯車変速機が選択的に主変速区間の変速
比の内の１つに移行する際に、前記第２シリンダチャン
バを前記気圧源まで効率的に連結することを特徴とする
歯車変速機。 - 【請求項１８】 前記主変速区間を選択的にニュートラ
ル位置まで移動したときに、さらに前記第２弁は前記第
２チャンバを排気管まで効率的に連結することを特徴と
する請求項１７に記載の歯車変速機。 - 【請求項１９】 前記アクチュエータ制御弁及び前記第
２弁を単一の弁胴内に収納することを特徴とする請求項
１８に記載の歯車変速機。 - 【請求項２０】 前記第２弁は２部分からなる２位置切
換弁であり、ニュートラル指示装置と相互作用するプラ
ンジャによって操作可能であり、使用者操作型選択装置
の移動に対応して前記第２弁を係合位置と非係合位置の
間で移動するために軸方向に移動自在であることを特徴
とする請求項１９に記載の歯車変速機。 - 【請求項２１】 前記ニュートラル指示装置は、円周状
のノッチを備えかつ軸方向に移動自在のピンを有し、該
ノッチを選択的に配置することで主変速区間のニュート
ラル位置を指示することを特徴とする請求項２０に記載
の歯車変速機。 - 【請求項２２】 前記プランジャは、前記ノッチと相互
作用することにより、前記２位置切換弁を前記非係合位
置まで移動することを特徴とする請求項２１に記載の歯
車変速機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/546,447 US6339973B1 (en) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | Slave valve with integral syncho-saver logic |
| US546447 | 2000-04-10 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001349417A true JP2001349417A (ja) | 2001-12-21 |
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ID=24180457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6339973B1 (ja) |
| EP (1) | EP1146260A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001349417A (ja) |
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| US8635925B2 (en) * | 2004-11-22 | 2014-01-28 | Eaton Corporation | Transmission auxiliary unit shift inhibitor |
| DE102005030987A1 (de) * | 2005-07-02 | 2007-01-18 | Daimlerchrysler Ag | Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs |
| DE102006034947A1 (de) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Schaltvorrichtung für ein Gruppengetriebe und Verfahren zur Steuerung einer Schaltvorrichtung für ein Gruppengetriebe |
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| CN103104694B (zh) * | 2011-11-10 | 2016-08-03 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 汽车自动变速器和电动车 |
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| CN104747706B (zh) * | 2015-03-24 | 2017-07-28 | 陕西法士特汽车传动集团有限责任公司 | 一种带取力器的变速器副箱同步器保护系统 |
| DE102016206582A1 (de) * | 2016-04-19 | 2017-10-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Pneumatische Steuerung |
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| CN112555408B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-05-13 | 西安法士特汽车传动有限公司 | 集成副箱锁挡保护和后取力功能的变速器及其气路系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5172604A (en) * | 1992-01-23 | 1992-12-22 | Eaton Corporation | Range section preexhaust |
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| US5899121A (en) * | 1997-12-29 | 1999-05-04 | Eaton Corporation | Fluid biased transmission range valve |
-
2000
- 2000-04-10 US US09/546,447 patent/US6339973B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-30 EP EP01108107A patent/EP1146260A3/en not_active Withdrawn
- 2001-04-09 JP JP2001109982A patent/JP2001349417A/ja active Pending
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Also Published As
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