JP2004036821A - 変速機の操作機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変速機の操作機構1は、インナレバー3aが設けられた一つのシフトアンドセレクトシャフト3と、同レバー3aと係合可能なシフトヘッド4a〜7aが設けられるとともに上記シャフト3と平行になる複数のフォークシャフト4〜7とを備える。そして、シフトアンドセレクトシャフト3の回転(セレクト操作)及び軸方向移動(シフト操作)によって、所望のフォークシャフト4〜7が軸方向に変位させられ、これにより変速機の変速操作が行われる。各フォークシャフト4〜7はシフトアンドセレクトシャフト3周りの円周上に配設されるため、操作機構1のシャフト径方向の大型化は抑制される。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に搭載される変速機の変速操作を行うための操作機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の操作機構としては、従来より、例えば特開平7−91541公報に示されるものが知られている。同公報に記載の操作機構は、シフトレバーに連結されたシフトアンドセレクトシャフトと、変速機の変速段を例えば1速〜6速及びリバースといった7段のうちのいずれかに設定するための複数のシフトフォークとを備えている。
【0003】
各シフトフォークには、シフトアンドセレクトシャフトと平行に延びる部分(以下、フォークシャフトという)が形成されている。また、上記シフトアンドセレクトシャフトにはインナレバーが設けられ、各フォークシャフトには上記インナレバーと係合可能なシフトヘッドが設けられている。
【0004】
そして、シフトレバーをシフトアンドセレクトシャフトの周方向に変位させ、同シャフトを回転させることで、インナレバーを任意のフォークシャフトのシフトヘッドに対応して位置させるセレクト操作が行われる。このセレクト操作後、シフトレバーをシフトアンドセレクトシャフトの軸線方向に変位させ、同シャフトを軸線方向に移動させることで、インナーレバーで上記シフトヘッドを押してフォークシャフトをシフトアンドセレクトシャフトの軸線方向に移動させるシフト操作が行われる。
【0005】
こうしたセレクト操作及びシフト操作により任意のシフトフォークがシフトアンドセレクトシャフトの軸線方向に移動させられ、これにより変速機が所定の変速段に切り換えられるようになる。
【0006】
また、近年はシフトレバーとシフトアンドセレクトシャフトを直接的に連結せず、シフトアンドセレクトシャフトのセレクト操作及びシフト操作をモータの駆動によって実現するようにした操作機構が実用化されている。こうした操作機構では、シフトレバーの操作位置に応じてモータが駆動制御され、シフトアンドセレクトシャフトの回転(セレクト操作)と軸線方向への移動(シフト操作)とが行われる。そして、このセレクト操作及びシフト操作により、変速機の変速操作が行われることとなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにモータの駆動によってセレクト操作及びシフト操作が行われる操作機構としては、上記公報に示される手動変速機用の操作機構をそのまま流用することがコストの面で有利である。
【0008】
ただし、この手動変速機用の操作機構では、シフトアンドセレクトシャフトがシフトレバーと連結されているため、セレクト操作の際に同シャフト(インナレバー)の回転可能な角度が、シフトレバーの同シャフトの周方向についての変位範囲に対応する角度に制限される。従って、各フォークシャフトは、そのシフトヘッドをインナレバーの回転可能な角度範囲内に集めることができるよう、例えばシフトアンドセレクトシャフトの径方向に一列に並べられた状態とされる。
【0009】
このように各フォークシャフトを一列に並べることで、各シフトヘッドをインナレバーの回転可能な角度範囲内に収めることはできるが、変速機の多段化(この場合は7段)に伴いフォークシャフトの数が多くなることによって、変速機の操作機構が各フォークシャフトを並べた方向について大型化する。また、操作機構の大型化に伴い、同機構の自動車への搭載位置の自由度が小さくなることも無視できない問題となる。
【0010】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シフトアンドセレクトシャフトのセレクト操作及びシフト操作がモータ等の駆動によって行われる操作機構として用いることができ、且つ大型化を抑制することのできる変速機の操作機構を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、インナレバーが設けられたシフトアンドセレクトシャフト、及び前記インナレバーと係合するシフトヘッドが設けられるとともに前記シフトアンドセレクトシャフトと平行になる複数のフォークシャフトを備え、前記シフトアンドセレクトシャフトの回転により、前記インナレバーを任意のフォークシャフトのシフトヘッドに対応して位置させるセレクト操作と、このセレクト操作後の前記シフトアンドセレクトシャフトの軸方向移動により、前記インナレバーで前記シフトヘッドを押して前記フォークシャフトを軸方向に移動させるシフト操作と、が行われる変速機の操作機構において、前記複数のフォークシャフトを前記シフトアンドセレクトシャフト周りの円周上に配設し、前記シフトアンドセレクトシャフトを周方向全周に亘って回転可能とした。
【0012】
上記構成によれば、変速機の多段化に伴いフォークシャフトの数が多くなったとしても、それらフォークシャフトをシフトアンドセレクトシャフト周りの円周上に周方向全周に亘って配設することが可能になる。従って、フォークシャフトの増加に伴い、変速機の操作機構がシフトアンドセレクトシャフトの径方向について大きくなるのを抑制することができる。
【0013】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記シフトアンドセレクトシャフトのセレクト操作及びシフト操作は、前記変速機の変速指示に応じて駆動制御されるモータの駆動によって行われるものとした。
【0014】
上記構成によれば、シフトアンドセレクトシャフトの回転、及び軸線方向への移動がモータによって行われることから、シフトレバーによって上記回転、及び軸線方向への移動が行われる場合のように、同シャフト3の回転可能な角度がシフトレバーによって制限されることはない。従って、シフトアンドセレクトシャフトについては周方向全周に亘って回転可能となり、各フォークシャフトをシフトアンドセレクトシャフトの周方向全周に亘って配設したとしても、同シャフトのセレクト操作を的確に行うことができる。
【0015】
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、前記シフトアンドセレクトシャフトは、正転方向と逆転方向との両方について周方向全周に亘って回転可能となっていることを要旨とした。
【0016】
上記構成によれば、セレクト操作によってインナレバーを目的のシフトヘッドに対応して位置させるに当たり、シフトアンドセレクトシャフトの回転方向として正転方向と逆転方向とのうち、インナレバーと目的のシャフトヘットとの周方向の距離が近い方を選択することができる。従って、変速機の変速段を切り換える際のセレクト操作に要する時間を短くすることができる。
【0017】
請求項4記載の発明では、請求項3記載の発明において、前記複数のフォークシャフトは、前記シフトアンドセレクトシャフトの周方向全周に亘って設けられていることを要旨とした。
【0018】
フォークシャフトをシフトアンドセレクトシャフトの周方向全周に亘って配設した場合、セレクト操作の際にシフトアンドセレクトシャフトの回転方向を上記のように選択することにより、セレクト操作の時間短縮という面で一層大きな効果が得られるようになる。
【0019】
請求項5記載の発明では、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記インナレバー及び前記シフトヘッドは、前記シフトアンドセレクトシャフトの軸線から離れるほど同シャフトの径方向に広がる扇状に形成されていることを要旨とした。
【0020】
上記構成によれば、セレクト操作時に何らかの理由によりシフトアンドセレクトシャフトの回転方向位置が適正位置から若干ずれたとしても、インナレバー及びシフトヘッドが扇状であるため、それらがシフト操作を行えなくなるほど互いに対応した位置から周方向にずれた状態になることはない。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用変速機の操作機構に具体化した一実施形態を図1及び図2に基づき説明する。
【0022】
図1に示される操作機構1は、自動車に搭載されて1速〜6速及びリバースといった複数(七つ)の変速段を有する変速機2の変速操作を行うものである。この操作機構1は、一つのシフトアンドセレクトシャフト3と、同シャフト3に対して平行となる複数(本実施形態では四つ)のフォークシャフト4〜7とを備えている。これらフォークシャフト4〜7は各々変速機2の変速機機構を操作するためのシフトフォーク(図示せず)に繋がっており、各フォークシャフト4〜7のいずれかを軸線方向に変位させると、シフトフォークによって上記変速機構が操作されて所定の変速段が選択されるようになる。
【0023】
なお、選択される変速段と、フォークシャフト4〜7の軸線方向への変位との関係は、例えば以下に示されるようなものとされる。
・1速:フォークシャフト4を軸線方向一方側(図中左側)に変位させる。
【0024】
・2速:フォークシャフト4を軸線方向他方側(図中右側)に変位させる。
・3速:フォークシャフト5を軸線方向一方側(図中左側)に変位させる。
・4速:フォークシャフト5を軸線方向他方側(図中右側)に変位させる。
【0025】
・5速:フォークシャフト6を軸線方向一方側(図中左側)に変位させる。
・6速:フォークシャフト6を軸線方向他方側(図中右側)に変位させる。
・リバース:フォークシャフト7を軸線方向一方側(図中左側)に変位させる。
【0026】
このように、変速機2が1速〜6速及びリバースといった7つの変速段を有する場合、それら変速段の選択を行うために少なくとも四つのフォークシャフト4〜7が必要になる。
【0027】
上記シフトアンドセレクトシャフト3は、各フォークシャフト4〜7のいずれかを軸線方向に押すためのものであって、自身の軸線を中心に正転方向と逆転方向との両方について回転可能に、且つ当該軸線方向について移動可能に設けられている。このシフトアンドセレクトシャフト3の外周面にはインナレバー3aが設けられ、各フォークシャフト4〜7には上記インナレバー3aを挿入可能な溝8を備えたシフトヘッド4a〜7a(図1にはシフトヘッド4a,6aのみ図示)がそれぞれ設けられている。
【0028】
変速機2の変速は、シフトアンドセレクトシャフト3のセレクト操作及びシフト操作によって実現される。
即ち、変速機2の変速を行うためには、まずセレクト操作として、変速しようとする変速段に対応したフォークシャフト4〜7のシフトヘッド4a〜7aに、インナレバー3aが対応して位置するようシフトアンドセレクトシャフト3が自身の軸線を中心に回転させられる。このセレクト操作によって、上記シフトヘッド4a〜7aの溝8内にインナレバー3aが挿入される。
【0029】
その後、シフト操作として、シフトアンドセレクトシャフト3が軸線方向に移動させられる。このシフト操作によって、インナレバー3aが溝8の内壁に接触(係合)してシフトヘッド4a〜7aを押し、フォークシャフト4〜7がその軸線方向に変位する。これにより、変速機2の変速機構がシフトフォークによって操作され、所望の変速段への変速が行われることとなる。
【0030】
変速機2を変速させるための上記セレクト操作及びシフト操作はそれぞれセレクト用モータ9及びシフト用モータ10の駆動によって行われる。即ち、セレクト用モータ9の駆動によりシフトアンドセレクトシャフト3がその軸線を中心に回転させられ、シフト用モータ10の駆動により同シャフト3がその軸線方向に変位させられるようになる。
【0031】
これらセレクト用モータ9及びシフト用モータ10は、自動車に搭載された電子制御装置11によって駆動制御される。この電子制御装置11には、シフトアンドセレクトシャフト3の周方向についての位置を検出するシャフト位置センサ12からの検出信号が入力される。そして、電子制御装置11は、自動車の運転状態や運転者からの指令に基づく変速指示に応じて、セレクト用モータ9及びシフト用モータ10を駆動して変速機2を変速させる。なお、上記セレクト操作の際のシフトアンドセレクトシャフト3の回転は、シャフト位置センサ12からの検出信号から求められる同シャフト3の回転位置に基づいて行われる。
【0032】
ここで、シフトアンドセレクトシャフト3に対する各フォークシャフト4〜7の配置について、またインナレバー3a及びシフトヘッド4a〜7aの形状について、図2を参照して詳しく説明する。なお、図2は、図1の操作機構1を矢印A−A方向から見た断面図である。
【0033】
図2に示されるシフトアンドセレクトシャフト3においては、その回転(セレクト操作)がセレクト用モータ9の駆動によって行われ、軸線方向への移動(シフト操作)がシフト用モータ10の駆動によって行われる。そのため、セレクト操作及びシフト操作をシフトレバーで行う場合のように、同シャフト3の回転可能な角度がシフトレーバによって制限されることはない。従って、シフトアンドセレクトシャフト3は、その周方向全周に亘って回転可能となる。
【0034】
また、各フォークシャフト4〜7は、シフトアンドセレクトシャフト3周りの円周上に、互いに所定間隔をおいて配設されている。そして、各フォークシャフト4〜7に取り付けられたシフトヘッド4a〜7aは、シフトアンドセレクトシャフト3の周方向について互いに等間隔をもって配置されるとともに、同シャフト3の軸線から離れるほど径方向に広がる扇状に形成されている。また、シフトアンドセレクトシャフト3のインナレバー3aも、上記シフトヘッド4a〜7aの形状に対応して、同シャフト3の軸線から離れるほど径方向に広がる扇状に形成されている。
【0035】
次に、変速機2が例えば1速からリバースに変速される場合の操作機構1の動作について説明する。
変速機2の変速段が1速のときには、フォークシャフト4のシフトヘッド4aが、シフトアンドセレクトシャフト3のインナレバー3aによって図1の左側に押された状態となる。この状態にあって、リバースへの変速指示がなされると、電子制御装置11によるシフト用モータ10の駆動を通じて、シフトアンドセレクトシャフト3がその軸線に沿って図中右側に変位させられ、操作機構1が図1に示されるようなニュートラル状態とされる。
【0036】
電子制御装置11は、変速機2が1速のときのシフトアンドセレクトシャフト3の位置に基づき、同シャフト3のインナレバー3aをリバース用のフォークシャフト7のシフトヘッド7aに対応して位置させるための同シャフト3の回転方向と回転角度とを求める。このとき、同シャフト3の回転方向としては、図2の左回転方向(正転方向)と右回転方向(逆転方向)とのうち、上記回転角度が小さくなる方向(この場合は逆転方向)が選択される。
【0037】
その後、電子制御装置11によるセレクト用モータ9の駆動を通じて、上記のように選択された回転方向に上記回転角度分だけシフトアンドセレクトシャフト3が回転させられる。これにより、シフトアンドセレクトシャフト3のインナレバー3aが、フォークシャフト4のシフトヘッド4aに対応して位置するとともに、同シフトヘッド4aの溝8内に挿入される。
【0038】
この状態で、電子制御装置11によるシフト用モータ10の駆動を通じて、シフトアンドセレクトシャフト3がその軸線に沿って図1の左側に変位させられる。これにより、インナレバー3aがシフトヘッド7aをフォークシャフト7と共に図中左側に押し、変速機2がリバースに変速される。
【0039】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)変速機2の変速段に対応した数のフォークシャフト4〜7は、シフトアンドセレクトシャフト3周りの円周上に配設される。そのため、変速機2の変速段が多段(本実施形態では七段)であっても、フォークシャフトをシフトアンドセレクトシャフト3の径方向に一列に並べる場合のように、操作機構1の同シャフト3の径方向についての幅が過度に大きくなるのを抑制することができる。
【0040】
(2)シフトアンドセレクトシャフト3においては、セレクト操作のための軸線を中心とする回転がセレクト用モータ9の駆動によって行われ、シフト操作のための軸線方向についての移動がシフト用モータ10の駆動によって行われる。そのため、シフトレバーで上記セレクト操作のためのシフトアンドセレクトシャフト3の回転、及びシフト操作のための同シャフト3の移動を行う場合のように、シフトレバーによって同シャフト3の回転可能な角度が制限されることはない。従って、シフトアンドセレクトシャフト3が全周に亘って回転可能となり、同シャフト3の周方向全周に亘って各フォークシャフト4〜7を配設したとしても、同シャフト3の全周に亘る回転によってセレクト操作を的確に行うことができるようになる。
【0041】
(3)また、シフトアンドセレクトシャフト3の全周に亘る回転は、正転方向と逆転方向との両方について可能となっている。従って、変速時にインナレバー3aを所定のシフトヘッド4a〜7aに対応する位置から他のシフトヘッド4a〜7aに対応する位置へと移動させる際、シフトアンドセレクトシャフト3の回転方向として正転方向と逆転方向とのうち、上記移動のための周方向距離が近い方を選択することができる。このように同シャフト3の回転方向を選択することにより、変速機2の変速段を切り換える際のセレクト操作に要する時間を短くすることができる。なお、こうした効果は、フォークシャフト4〜7(シフトヘッド4a〜7a)を、シフトアンドセレクトシャフト3の周方向全周に亘って配設した場合に特に顕著なものとなる。
【0042】
(4)セレクト操作時に何らかの理由によりシフトアンドセレクトシャフト3の回転方向位置が適正位置から若干ずれたとしても、インナレバー3a及びシフトヘッド4a〜7aが扇状であるため、それらがシフト操作を行えなくなるほど互いに対応した位置から周方向にずれた状態になることはない。
【0043】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・インナレバー3a及びシフトヘッド4a〜7aの形状を扇形以外の形状にしてもよい。
【0044】
・図3に示されるように、シフトアンドセレクトシャフト3周りの円周上に、周方向全周に亘ってシフトヘッド13aを備えた複数のフォークシャフト13を配設してもよい。この場合、同図に示されるように各フォークシャフト13を周方向に等間隔としてもよいし、図4に示されるように等間隔でなくてもよい。
【0045】
・変速機2の変速段を1速〜6速及びリバースの合計7段とし、それに応じてフォークシャフト4〜7を合計四つとしたが、これら変速段及びフォークシャフトの数を適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における変速機の操作機構を示す略図
【図2】図1の操作機構を矢印A−A方向から見た断面図。
【図3】操作機構の他の例を示す断面図。
【図4】操作機構の他の例を示す断面図。
【符号の説明】
1…操作機構、2…変速機、3…シフトアンドセレクトシャフト、3a…インナレバー、4〜7…フォークシャフト、4a〜7a…シフトヘッド、8…溝、9…セレクト用モータ、10…シフト用モータ、11…電子制御装置、12…シャフト位置センサ、13…フォークシャフト、13a…シフトヘッド。
Claims (5)
- インナレバーが設けられたシフトアンドセレクトシャフト、及び前記インナレバーと係合するシフトヘッドが設けられるとともに前記シフトアンドセレクトシャフトと平行になる複数のフォークシャフトを備え、
前記シフトアンドセレクトシャフトの回転により、前記インナレバーを任意のフォークシャフトのシフトヘッドに対応して位置させるセレクト操作と、
このセレクト操作後の前記シフトアンドセレクトシャフトの軸方向移動により、前記インナレバーで前記シフトヘッドを押して前記フォークシャフトを軸方向に移動させるシフト操作と、
が行われる変速機の操作機構において、
前記複数のフォークシャフトを前記シフトアンドセレクトシャフト周りの円周上に配設し、前記シフトアンドセレクトシャフトを周方向全周に亘って回転可能とした
ことを特徴とする変速機の操作機構。 - 前記シフトアンドセレクトシャフトのセレクト操作及びシフト操作は、前記変速機の変速指示に応じて駆動制御されるモータの駆動によって行われる
請求項1記載の変速機の操作機構。 - 前記シフトアンドセレクトシャフトは、正転方向と逆転方向との両方について周方向全周に亘って回転可能となっている
請求項1又は2記載の変速機の操作機構。 - 前記複数のフォークシャフトは、前記シフトアンドセレクトシャフトの周方向全周に亘って設けられている
請求項3記載の変速機の操作機構。 - 前記インナレバー及び前記シフトヘッドは、前記シフトアンドセレクトシャフトの軸線から離れるほど同シャフトの径方向に広がる扇状に形成されている
請求項1〜4のいずれかに記載の変速機の操作機構。
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