JP2004521298A - 一軸形シフト装置 - Google Patents

Abstract

発明は、１本のセレクタシャフト（６）を有し、変速機ハウジングの内部でセレクタシャフト（６）上に少なくとも１個のセレクタハブ（１８）が変位可能に配置された車両変速機用シフト装置（２）に関する。セレクタシャフト（６）は少なくとも１個のセレクタピン（３０）を具備し、セレクタピン（３０）はセレクタシャフト（６）とともに回転軸（１２）の周りに回転し、かつセレクタシャフト（６）ともに回転軸（１２）に沿って移動することができる。セレクタハブ（１８）はセレクタシャフト（６）によりセレクタピン（３０）とともに、セレクタシャフト（６）の回転に応じて移動させることができる。シフト操作の際に選択されたセレクタハブ（１８）を移動させるセレクタピン（３０）はセレクタハブ（１８）の外部に配置されており、セレクタハブ（１８）に結合され、かつこれから張り出す舌片（４６）に係合する。セレクタハブ（１８）は外面にスロット（３４）を具備し、その中にロッキング装置（３６、３８、４２）が摺動するように配置されている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は１本のセレクタシャフトを備えた、請求項１の上位概念に基づくシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両変速機のシフト操作のために様々な構成が知られている。米国特許第６，０２６，７０２号は後退段１段を含む６段に対して１本のセレクタシャフトしかないシフト装置を示す。個々のシフトフォークにばね付きピンが係合し、このピンによってシフトフォークを確定された位置で変速機ハウジングに対してロックすることができる。セレクタシャフト上に配置され、かつセレクタシャフトが貫通するシフトフォーク部分の内側に開口とスロットが設けられ、その中でピンが運動することができる。その場合各シフトフォークに１個のピンが配属され、セレクタシャフトの回転によってシフトフォークに係合することができ、こうしてセレクタシャフトの所定の回転位置でセレクタシャフトの軸方向運動とともにシフトフォークが連動させられる。また変速機ハウジングの中にあって、ロックピンとしてロッキング機能を遂行する別のピンが上記のピンによって、ばねの圧縮力に抗して変速機ハウジングに押し込まれ、シフトフォークを解放するから、シフトフォークは軸方向に移動することができる。ロックピンの貫通のためにシフトフォークに別の開口を設けなければならないから、シフトフォークの非接続状態でセレクタシャフトと結合されたピンを案内するための４個のスロットのほかに、さらにこのロックピンのための別の開口がシフトフォークに設けられる。シフトフォークのこの開口の区域は、さらにロックピンをばねによってシフトフォークのそれぞれのシフト状態に相当する３つの異なるくぼみに押し込むことができるように加工されている。高級な材料で製造されたシフトフォーク又は少なくともセレクタシャフト上のその案内を、製造段階で４個のスロット、ロックピンのための開口及びロックピンのためのくぼみを穿設するために加工しなければならない。このことは時間的及び財政的資源を必要とする高い製造技術的費用を意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明の根底にあるのは、製造が簡単であり、様々なシフトフォーク又はシフトロッカアームのために使用することができるシフト装置を提示するという課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１の特徴を有するシフト装置によって解決される。実施態様が従属請求項の主題である。
【０００５】
本発明に基づき、シフトされるすべての変速段に対して１本のセレクタシャフトを具備し、少なくとも１個のセレクタハブがその上に移動可能に配置された、変速機ハウジング内の車両変速機用シフト装置を提案する。セレクタシャフトはセレクタハブの中で回転することができ、少なくとも１個のセレクタピンを有する。セレクタピンはセレクタシャフトとともに回転軸の周りに回転することができる。またこのセレクタピンはセレクタシャフトとともに回転軸に沿って移動することもできる。セレクタシャフトの回転に応じて、セレクタシャフトはセレクタピンによりセレクタハブを移動することができる。その場合セレクタハブの外部に配置されたセレクタピンは、シフト操作の際に選択されたセレクタハブを移動する。こうしてセレクタハブの内側の穴はセレクタシャフト上でのセレクタハブの案内のためだけに加工されており、先行技術によるセレクタハブのように溝やスロットはまったくない。それによってセレクタハブの加工が大幅に簡素化され、あらゆる大きさのあらゆる種類のシフトフォーク又はシフトロッカアームに対して同様に設計することができる。そのためにシフトフォークをシフトロッカアームの適当に設計されたシフトフォークと結合しさえすればよい。そのためにセレクタハブはシフトフォーク又はシフトロッカアームと一体に形成することができるが、別個の部材として作製し、その上でシフトフォーク又はシフトロッカアームと適当な方法で結合し、例えば溶接又は螺着することができる。好ましい実施態様ではセレクタピンは、セレクタハブと結合されてセレクタハブから突出する舌片に係合する。舌片はくぼみを有し、各シフト位置で固定部材がこのくぼみに係合する。この固定部材はコイルばねを具備することが好ましい。コイルばねは変速機ハウジングに支えられ、その際プランジャを当該のくぼみに押し込む。舌片は少なくとも１個の結合部材、例えばねじ又は鋲によりセレクタハブに固定することが好ましい。一実施形態では舌片がセレクタハブに直接鋳造される。好ましい実施態様ではセレクタハブが外面にスロットを有し、その中にロッキング装置が摺動可能に配置されている。ロッキング装置はスライドレールと、スライドレールに配置され、セレクタハブに係合するロックピンと、スライドレールを挟んでロックピンに対設されたばね部材のためのソケットからなる。ばね部材は変速機ハウジングに支えられ、スライドレールに配置されたロックピンをセレクタハブの方向に押しやり、セレクタハブのスロットに形成されたくぼみに入れる。ばね部材のためのソケットはスリーブをなし、その中にばね部材としてコイルばねを配置することが好ましい。好ましい実施態様では、シフトしようとするセレクタハブに配属された、セレクタハブの外部にあるセレクタピンは、シフトしようとするセレクタハブのロッキング装置を操作する。特に好ましい構成ではすべてのセレクタハブ、すべてのロッキング装置及びセレクタハブから突出するすべての舌片が同様に形成されている。それによって変速機の多種多様な部品の費用が大幅に節減される。セレクタハブはシフトフォーク又はシフトロッカアームと結合され、もしくはこのようなシフトフォーク又はシフトロッカアームの一部であることが好ましい。特に有利な実施態様ではセレクタハブ及び場合によってはシフトフォーク又はシフトロッカアームがプラスチックからなり、一方、セレクタシャフトのセレクタピン、舌片及びロッキング装置は金属からなる。
【０００６】
このシフト装置の重要な利点はモジュール構造にある。それによってセレクタハブから突出する舌片、ロッキング装置、変速段リテーナ、セレクタピン、セレクタシャフトの軸受装置及び場合によってはセレクタハブがあらゆる種類の変速機に利用される。セレクタシャフトの長さ、セレクタシャフト上のセレクタピンの配置及びそれぞれのシフトフォーク又はシフトロッカアームを、セレクタシャフト上に配置された完結した部品として又はセレクタハブと結合された部分的部品として交換し、それぞれの必要に適応させればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面に基づき発明を詳述する。
図１は詳しく図示しない変速機ハウジング４の中のシフト装置２の側面図を示す。セレクタシャフト６はは回転軸１２の周りに回転され、かつ回転軸１２に沿って軸方向に移動させられるように、変速機ハウジング４の中の２個の軸受装置８及び１０に支承される。そのために十分に大きな開口部が変速機ハウジング４に設けられている。セレクタシャフト６は詳しく図示しないシフト機構１４によって回転され、移動させられる。シフト機構１４は図示しないハンドシフトレバー又は自動化されたアクチュエータと結合されている。セレクタシャフト上に３個のセレクタハブ１６、１８及び２０が配置されている。ここに示す例ではセレクタハブは３個のシフトフォーク２２、２４、２６と一体に形成されている。図８及び図２に詳しく示すように、３個のセレクタピン２８、３０及び３２がセレクタシャフトを貫通する。セレクタハブ２２，２４，２６の各々に１個のセレクタピン２８、３０、３２が配属され、その際各セレクタピンは当該のセレクタハブの内部に配置されるのではなく、当該のセレクタハブの外側でセレクタハブから若干の距離にある。セレクタハブ１６のスロット３４の中にスライドレール３６があり、セレクタハブ１６は軸１２に沿って軸方向に移動させられ、スライドレール３６はスリーブ３８により変速機ハウジングに軸方向不動に保持される。スリーブ３８の中に配置されたコイルばね４０（図２）はスライドレール３６をセレクタハブ１６の方向、即ち図１で図平面に垂直な方向に押圧する。スライドレール３６にロックピン４２が配置され、セレクタハブ１６のくぼみ４４に係合し、それによってセレクタハブ１６の軸方向運動を阻止することができる。図示した別のセレクタハブ１８及び２０は同様な装置を有し、セレクタハブ１６の図解がそれを代表する。
【０００８】
図２にすべてのセレクタハブの範例として、セレクタハブ１８に配置された、図５及び図６に詳しく示す舌片４６が示されている。舌片４６はセレクタハブ１８に固定されており、セレクタハブ１８と共に移動することができる。この固定は例えばセレクタハブの製造工程で直接に舌片４６をセレクタハブ１８とともに鋳造するか、又は舌片を固定部材例えばねじ５０でセレクタハブ１８に固定することによって行われる。その場合舌片４６は例えば焼結金属材料からなる。舌片４６は開口４８を有し、ここにセレクタピン３０が係合することができ、セレクタシャフト６の回転の際にセレクタピン３０をこの開口に通すことができる。舌片４６に３個のくぼみ５２、５４、５６が設けられ、固定装置のプランジャ５８がこのくぼみに選択的に係合することができる。図２に示す位置でプランジャ５８は、セレクタハブ１８の中間位置又は中立位置に相当するくぼみ５４に係合する。この位置でセレクタハブ１８によっていかなる変速段もシフトされない。かたわらのくぼみ５２及び５６はシフトレーンの２つの相対するシフト位置に相当する。セレクタハブ１８及びそれと結合されたシフトフォーク又はシフトロッカアームはプランジャ５８によってこれらの位置に保持される。そのためにプランジャ５８は変速機ハウジング４に支えられるコイルばね６０によって、当該のくぼみに押し込まれる。舌片４６及びセレクタハブ１８の軸方向運動のために、コイルばね６０のばね力に打ち勝たなければならない。セレクタシャフト６のある回転位置で、セレクタピン３０の先端部６２はちょうど舌片４６の開口４８の中にある。次にセレクタシャフト１６を軸１２に沿って移動すると、セレクタピン３０の先端部６２が舌片４６をセレクタシャフト６の運動方向に駆動する。舌片４６の軸方向運動とともにプランジャ５８がコイルばね６０のばね力に抗してくぼみの１つから押し出され、それとともに舌片４６を解放する。続いて舌片４６がくぼみの間隔で決まる軸方向距離だけ移動した後、プランジャ５８が隣接するくぼみにすべり込む。セレクタピン３０が舌片４６を軸方向に移動させることができるセレクタピンの回転位置で、セレクタピン３０の先端部６２の反対側に配置された他方の先端部６４は、スライドレール３６をコイルばね４０のばね力に抗して変速機ハウジング４の方向に押し戻す。それによってロックピン４２がくぼみ４４から押し出され、セレクタハブ１８を軸方向運動のために解放する。こうしてセレクタピン３０は同時に所望の変速段のシフト操作及びシフトすべきセレクタハブのロック解除のために利用される。
【０００９】
図３はシフトフォーク６６を示す。シフトフォーク６６はこの場合セレクタハブ１８と一体に形成されている。セレクタシャフト６は、図示の位置でセレクタハブ１８をセレクタシャフト６により図平面に対して垂直に変位させることができるように回転されている。水平のセレクタピン３０の先端部６２は舌片４６に係合し、セレクタピン３０の先端部６４はばね４０に抗してスライドレール３６とスリーブ３６を図平面で右へ押し込む。それによってロックピン４２はもはやセレクタハブ１８に係合しないで、スロット４４の中で自由である。セレクタピン３０の先端部６２が係合するセレクタハブ４６の開口４８は斜面６８を有するから、先端部６２を開口４８にたやすく通入することができる。またセレクタシャフト６を回転したときに先端部６４がスライドレール３６をたやすく押し戻すことができるように、スライドレール３６はセレクタピン３０の先端部６４の区域に斜面７０を有する。
【００１０】
図４はセレクタシャフト６を回転した図３の配列を示す。先端部６２はもはや開口４８の中になく、セレクタピン３０の先端部６４はもはやスライドレール３６を押圧しない。それによってロックピン４２がセレクタハブ１８を固定し、その軸方向運動の自由を阻止する。この位置でセレクタハブ１８はセレクタシャフト６により図平面に垂直に移動させることができず、変速機ハウジングに対してロックされている。
【００１１】
図５及び図６は舌片４６の一部拡大した図を示す。開口４８に斜面６８が設けられている。セレクタハブの固定のために、くぼみ５２、５４及び５６が設けられている。舌片４６をセレクタハブに固定するために、開口７２にねじ継手を通すことができる。
【００１２】
図７はスライドレール３６、ロックピン４２及びスリーブ３８を有するロッキング装置を示す。ここに図示しないコイルばねがスリーブ３８の中にある。スライドレール３６がセレクタピン３０の先端部６４によってたやすく押し戻されるように、スライドレール３６は２つの斜面７０を有する。
【００１３】
図８は舌片４６に係合する先端部６２及びスライドレール３６を押圧する先端部６４を有するセレクタピン３０を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シフト装置の側面図である。
【図２】シフト装置の図である。
【図３】シフトされたシフトフォークの断面図である。
【図４】シフトされないシフトフォークの断面図である。
【図５】舌片の図である。
【図６】舌片の側面図である。
【図７】ロッキング装置の図である。
【図８】セレクタピンの図である。
【符号の説明】
【００１５】
２ シフト装置
４ 変速機ハウジング
６ セレクタシャフト
８ 軸受装置
１０ 軸受装置
１２ 回転軸
１４ シフト機構
１６ セレクタハブ
１８ セレクタハブ
２０ セレクタハブ
２２ シフトフォーク
２４ シフトフォーク
２６ シフトフォーク
２８ セレクタピン
３０ セレクタピン
３２ セレクタピン
３４ スロット
３６ スライドレール
３８ スリーブ
４０ コイルばね
４２ ロックピン
４４ くぼみ
４８ 開口
５０ ねじ
５２ くぼみ
５４ くぼみ
５６ くぼみ
５８ プランジャ
６０ コイルばね
６２ 先端部
６４ 先端部
６６ シフトフォーク
６８ 面
７０ 面
７２ 開口

Claims (17)

1. １本のセレクタシャフト（６）を具備し、その上に少なくとも１個のセレクタハブ（１８）が移動可能に配置され、セレクタシャフト（６）が少なくとも１個のセレクタピン（３０）を有し、セレクタピン（３０）がセレクタシャフト（６）とともに回転軸（１２）の周りに回転可能であり、かつセレクタシャフト（６）とともに回転軸（１２）に沿って移動可能であり、その際セレクタシャフト（６）の回転に応じてセレクタハブ（１８）をセレクタシャフト（６）とともに移動する、変速機ハウジング（４）の中の車両変速機用シフト装置（２）において、シフト操作の際に選択されたセレクタハブ（１８）を移動するセレクタピン（３０）がセレクタハブ（１８）の外部に配置されていることを特徴とするシフト装置（２）。
2. セレクタピン（３０）が、セレクタハブ（１８）と結合されてセレクタハブ（１８）から突出する舌片（４６）に係合することを特徴とする請求項１に記載のシフト装置（２）。
3. セレクタハブ（１８）から突出する舌片（４６）がくぼみ（５２、５４、５６）を有し、各シフト位置でこのくぼみに固定部材（５８、６０）が係合することを特徴とする請求項２に記載のシフト装置（２）。
4. 固定部材がコイルばね（６０）を具備し、コイルばね（６０）が変速機ハウジング（４）に支えられ、プランジャ（５８）をそれぞれのくぼみ（５２、５４、５６）に押し込むことを特徴とする請求項３に記載のシフト装置（２）。
5. 舌片（４６）が少なくとも１個の結合部材（５０）によりセレクタハブ（１８）に固定されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
6. 舌片（４６）がセレクタハブ（１８）に直接鋳造されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
7. セレクタハブ（１８）が外面にスロット（３４）を有し、このスロットにロッキング装置（３６、３８、４２）が摺動可能に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
8. シフトしようとするシフトハブ（１８）に配属された、セレクタハブ（１８）の外部にあるセレクタピン（３０）が、シフトしようとするセレクタハブ（１８）のロッキング装置（３６、３８、４２）を操作することを特徴とする請求項７に記載のシフト装置（２）。
9. ロッキング装置がスライドレール（３６）と、スライドレール（３６）に配置され、セレクタハブ（１８）に係合するロックピン（４２）と、スライドレール（３６）を挟んでセレクタピン（３０）に対設されたばね部材（４０）のソケット（３８）とからなり、ばね部材（４０）が変速機ハウジング（４）に支えられ、スライドレール（３６）に配置されたロックピン（４２）をセレクタハブ（１８）の方向に押圧することを特徴とする請求項７又は８のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
10. ばね部材のソケットがスリーブ（３８）をなし、その中にコイルばね（４０）が配置されていることを特徴とする請求項９に記載のシフト装置。
11. セレクタハブ（１８）がプラスチックからなり、舌片（４６）、セレクタシャフト（６）のセレクタピン（３０）及びロッキング装置（３６、３８、４２）が金属からなることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
12. セレクタハブ（１８）がシフトフォーク（６６）と結合され又はシフトフォーク（６６）の一部であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
13. セレクタハブ（１８）がシフトロッカアームと結合され、又はシフトロッカアームの一部であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
14. すべてのセレクタハブ（１６、１８、２０）、すべてのロッキング装置（３６、３８、４２）及びすべての舌片（４６）がそれぞれ同一に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のシフト装置（２）。
15. シフトフォーク（６６）又はシフトロッカアームと結合されもしくはシフトフォーク（６６）又はシフトロッカアームによって一体に抱かれた１本のセレクタシャフト（６）を有する車両変速機用のセレクタハブ（１８）において、セレクタハブ（１８）から突出する舌片（４６）がセレクタハブ（１８）に設けられており、車両変速機のシフト操作のために舌片（４６）とセレクタシャフト（６０）のシフト部材（３０）をセレクタハブ（１８）の外部で結合することができることを特徴とするセレクタハブ。
16. セレクタハブ（１８）の表面にロッキング装置の部材（３４、４４）が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のセレクタハブ（１８）。
17. セレクタハブ（１８）から突出する舌片（４６）がくぼみ（５２、５４、５６）を有し、各シフト位置で固定部材（５８、６０）がこれらのくぼみに係合することを特徴とする請求項１５又は１６に記載のセレクタハブ（１８）。