JP2006125591A - 変速機のギアシフトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】部分的な組換えのみで自動変速機と手動変速機の両方に対応し得、部品の共通化を図って製造コストの削減を図り得る変速機のギアシフトユニットを提供する。
【解決手段】自動変速機本体１に一体成形したハウジング部２１内に、パワーシフト機構２５に対し駆動機構２９を装着したギアシフトユニット２を組み込めるようにする一方、前記パワーシフト機構２５から駆動機構２９を離脱させたギアシフトユニットを手動変速機に組み込めるよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速機のギアシフトユニットに関するものである。

一般に、自動車においては、運転者によるシフトレバーの操作に応じて自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）のシフトレンジを切り換えるギアシフトユニットが知られており、特に、自動変速機の変速操作におけるシフト操作力が大きい大型のトラックやバス等の大型車両に装備されるギアシフトユニットにおいては、その作動源として主に圧縮空気が用いられているが、近年においては、電動モータによるボールネジの回転運動を、該ボールネジに螺嵌されたナットの直線運動に変換しつつ、該ナットに入力ロッドを介して接続された出力ロッドを、パワーシフト機構により圧縮空気圧を補助的に利用してその出力を倍加した状態で、ハウジングから伸縮させ、ストライカを介してシフトアームを駆動するようにしたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００３−３１４６８７号公報

ところで、特に、商用車のように燃費の良さが重要視される自動車の場合、相変わらず手動変速機（ＭＴ：Manual Transmission）の需要も高いが、このような手動変速機と前述の如き自動変速機に設けられるギアシフトユニットはそれぞれ全く別物として開発されたものが使用されており、部品の共通化等は考慮されておらず、製造コスト等の面で改善の余地が残されていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、部分的な組換えのみで自動変速機と手動変速機の両方に対応し得、部品の共通化を図って製造コストの削減を図り得る変速機のギアシフトユニットを提供しようとするものである。

本発明は、電動モータによってボールネジを回転駆動し且つ該ボールネジに螺嵌されたナットをボールネジの軸線方向へ駆動可能な駆動機構と、該駆動機構のナットに入力ロッドが接続され且つ該入力ロッドの軸線方向への動きを出力が倍加されるよう出力ロッドに伝達して変速機本体のシフト操作を行うパワーシフト機構とを備えた変速機のギアシフトユニットにおいて、
パワーシフト機構に対し駆動機構を着脱可能とし、自動変速機と手動変速機の両方に使い分け可能となるよう構成したことを特徴とする変速機のギアシフトユニットにかかるものである。

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

前述の如く、パワーシフト機構に対し駆動機構を着脱可能とし、自動変速機と手動変速機の両方にギアシフトユニットを使い分け可能となるよう構成すると、パワーシフト機構に対し駆動機構を装着したギアシフトユニットは自動変速機に使用することが可能となる一方、パワーシフト機構から駆動機構を離脱させたギアシフトユニットは手動変速機に使用することが可能となるため、ギアシフトユニットをそれぞれ全く別物として開発しなくて済み、部品を共通化することが可能となり、製造コストの削減につながることとなる。

前記変速機のギアシフトユニットにおいては、変速機本体に、ギアシフトユニットのハウジング部を一体成形することが望ましく、このようにすると、変速機本体をも自動変速機と手動変速機で共通化することが可能となり、製造コストを更に削減可能となる。

本発明の変速機のギアシフトユニットによれば、部分的な組換えのみで自動変速機と手動変速機の両方に対応し得、部品の共通化を図って製造コストの削減を図り得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図６は本発明を実施する形態の一例であって、図１〜図３はパワーシフト機構に対し駆動機構を装着したギアシフトユニットを自動変速機に組み込む場合を示し、図４〜図６はパワーシフト機構から駆動機構を離脱させたギアシフトユニットを手動変速機に組み込む場合を示している。

先ず、パワーシフト機構に対し駆動機構を装着したギアシフトユニットを自動変速機に組み込む場合について、図１〜図３を参照しつつ説明する。

図１〜図３中、１は変速機本体としての自動変速機本体、２は自動変速機本体１のシフト操作を行うためのギアシフトユニットである。

前記ギアシフトユニット２は、図１に示す如く、自動変速機本体１に一体成形したハウジング部２１内における軸心部に、図２に示す如く、電動モータ７によって回転駆動されるボールネジ２２を、軸受２３を介して回転自在に配設すると共に、ハウジング部２１内に、前記ボールネジ２２に螺嵌されるナット２４を軸線方向へスライド自在に配設して駆動機構２９を形成し、該駆動機構２９のナット２４を保持するホルダ５０に、緩衝用ダンパ５１を介して、後述するパワーシフト機構２５の入力ロッド３４を連結し、該パワーシフト機構２５の入力ロッド３４に嵌合された出力倍加用の出力ロッド２６の先端部に、ストライカ２７を出力ロッド２６と直交する方向ヘ延びるよう突設してなる構成を有しており、該ストライカ２７に、図１に示す如く、自動変速機本体１のシフト操作用のシフトアーム２８を連結するようにしてある。

前記自動変速機本体１に一体成形したハウジング部２１の反シフトアーム２８側の端部には、前記駆動機構２９の電動モータ７が取り付けられ且つボールネジ２２の軸受２３を支承する軸受ブロック６０のフランジ部６０ａを、ボルト等の締結部材６１の締付けにより取り付けると共に、前記自動変速機本体１に一体成形したハウジング部２１のシフトアーム２８側の端部には、前記パワーシフト機構２５の出力ロッド２６をスライド自在に支持する支持ブロック６２のフランジ部６２ａを、ボルト等の締結部材６３の締付けにより取り付けるようにしてある。

そして、前記駆動機構２９のナット２４を保持するホルダ５０は、図３に示す如く、その連結部５０ａを前記入力ロッド３４の基端部に遊嵌してあり、又、前記緩衝用ダンパ５１は、前記入力ロッド３４に嵌着される筒状部５２ａ並びに該筒状部５２ａの一端側から半径方向へ張り出すフランジ部５２ｂを有するベースプレート５２と、該ベースプレート５２に一体に取り付けられ且つホルダ５０の連結部５０ａにおける軸線方向端面に当接するよう配置されるゴム等の環状の弾性部材５３とによって構成し、前記入力ロッド３４の基端部に遊嵌されるホルダ５０の連結部５０ａを挟持するよう配設してある。尚、前記緩衝用ダンパ５１は、入力ロッド３４に嵌着されるリング状の拘束部材５４により、前記弾性部材５３がホルダ５０の連結部５０ａにおける軸線方向端面に押し付けられるように保持されている。

一方、前記パワーシフト機構２５は、図３に示す如く、出力ロッド２６と一体に設けられた鼓形状のピストン３３と、該ピストン３３及び出力ロッド２６に対し軸線方向へ相対変位可能となるよう前記ナット２４のホルダ５０に連結された入力ロッド３４と、前記出力ロッド２６と入力ロッド３４との間に介装され且つ該入力ロッド３４の変位に応じて前記ピストン３３で仕切られる一対のエア室３５，３６への圧縮空気の給排を切り換え可能なバルブ機構３７とを備えてなる構成を有している。

又、前記バルブ機構３７は、出力ロッド２６の内周面側に嵌入された一対のバルブシート３８，３９と、該一対のバルブシート３８，３９を出力ロッド２６の軸線方向へ所定間隔をあけた状態に保持するカラー４０と、入力ロッド３４の外周面側に筒体４１に保持された状態でその軸線方向へ摺動可能に嵌装され且つバルブ用圧縮バネ４２の付勢力により前記バルブシート３８，３９のリング状突起部３８ａ，３９ａに押し付けられる一対の弁体４３，４４と、入力ロッド３４の外周面側にその軸線方向へ摺動可能に嵌装され且つ入力ロッド３４の動きと連動して弁体４３，４４をバルブシート３８，３９から離反させるための一対のリフタ４５，４６とを有し、該リフタ４５（又はリフタ４６）による前記一方の弁体４３（又は弁体４４）の開動作により、前記ハウジング部２１の圧縮空気導入口２１ａから導入される圧縮空気を、ピストン３３に形成された空気流通路３３ａ、カラー４０に形成された空気流通路４０ａ、バルブシート３８（又はバルブシート３９）と弁体４３（又は弁体４４）との間に生じた隙間、バルブシート３８（又はバルブシート３９）に形成された空気流通路３８ｂ（又は空気流通路３９ｂ）、及び出力ロッド２６に形成された空気流通路２６ａ（又は空気流通路２６ａ′）を経由させて、エア室３５（又はエア室３６）へ導くことにより、ピストン３３を駆動し、出力ロッド２６の出力を倍加させるようにしてある。

尚、前記バルブシート３８とリフタ４５との間には、該リフタ４５を弁体４３から離反させる方向へ付勢するリフタ用圧縮バネ４７を介装すると共に、前記バルブシート３９とリフタ４６との間には、該リフタ４６を弁体４４から離反させる方向へ付勢するリフタ用圧縮バネ４８を介装してある。

ここで、前記自動変速機本体１に一体成形したギアシフトユニット２のハウジング部２１内へ導入される圧縮空気の圧力をＰ、前記電動モータ７の駆動によりボールネジ２２とナット２４を介して入力ロッド３４に加えられる入力をｆ、前記リフタ用圧縮バネ４７，４８の付勢力をｆ１、前記バルブ用圧縮バネ４２の付勢力をｆ２、前記リフタ４５，４６の受圧面積をＳ１、前記ピストン３３の受圧面積をＳ２とすると、
ｆ＞ｆ１＋ｆ２＋（Ｐ×Ｓ１）
の条件が成立した場合に、前記弁体４３（又は弁体４４）が開き、前記出力ロッド２６の出力Ｆは、
Ｆ＝ｆ＋（Ｐ×Ｓ２）−｛ｆ１＋ｆ２＋（Ｐ×Ｓ１）｝
となり、又、
ｆ≦ｆ１＋ｆ２＋（Ｐ×Ｓ１）
の条件が成立した場合に、前記弁体４３（又は弁体４４）が閉じる形となる。

尚、前記出力ロッド２６の先端に一体に取り付けた非常コントロール用レバー３１には、図１に示す如く、非常コントロール用ケーブル３２が連結されている。

図１〜図３に示す自動変速機本体１のシフト操作は、図示していない運転席のシフトレバーの操作と連動させてギアシフトユニット２の電動モータ７を駆動し、該ギアシフトユニット２の電動モータ７によるボールネジ２２の回転運動を、該ボールネジ２２に螺嵌されたナット２４の直線運動に変換しつつ、該ナット２４にホルダ５０と緩衝用ダンパ５１を介して連結されたパワーシフト機構２５の入力ロッド３４を駆動し、該入力ロッド３４に嵌合した出力ロッド２６を、圧縮空気圧を補助的に利用してその出力を倍加した状態で、ハウジング部２１から伸縮させ、ストライカ２７を介してシフトアーム２８を駆動することにより行われる。

次に、パワーシフト機構から駆動機構を離脱させたギアシフトユニットを手動変速機に組み込む場合について、図４〜図６を参照しつつ説明する。

図４〜図６中、１′は変速機本体としての手動変速機本体、２′は手動変速機本体１′のシフト操作を行うためのギアシフトユニットである。

前記ギアシフトユニット２′は、図１〜図３における駆動機構２９のナット２４を保持するホルダ５０及び緩衝用ダンパ５１をパワーシフト機構２５の入力ロッド３４から切り離して、パワーシフト機構２５のみとした構成を有し、前記自動変速機本体１に一体成形したハウジング部２１の反シフトアーム２８側の端部に、盲フランジ６０′を、ボルト等の締結部材６１の締付けにより取り付けると共に、前記パワーシフト機構２５の出力ロッド２６の先端に、図１の非常コントロール用レバー３１の代りにコントロール用レバー３１′を一体に取り付け、該コントロール用レバー３１′に対し、図１の非常コントロール用ケーブル３２の代りにコントロール用ケーブル３２′を介して、図示していない運転席のシフトレバーを連結してある。

尚、前記コントロール用レバー３１′に対しコントロール用ケーブル３２′を介して運転席のシフトレバーを連結する代りに、該運転席のシフトレバーから延びるコントロール用ケーブルを盲フランジ６０′を貫通させて前記パワーシフト機構２５の入力ロッド３４に連結するようにしても良い。

又、図４〜図６におけるその他の構成に関しては、図１〜図３と同様で、図１〜図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１〜図３に示すものと同様であるため、説明は省略する。

図４〜図６に示す手動変速機本体１′のシフト操作は、図示していない運転席のシフトレバーの操作により、コントロール用ケーブル３２′を介して、パワーシフト機構２５の出力ロッド２６に一体に取り付けられたコントロール用レバー３１′を駆動しつつ、ストライカ２７を介してシフトアーム２８を駆動することにより行われる。

前述の如く、パワーシフト機構２５に対し駆動機構２９を着脱可能とし、自動変速機と手動変速機の両方にギアシフトユニット２，２′を使い分け可能となるよう構成すると、パワーシフト機構２５に対し駆動機構２９を装着したギアシフトユニット２は自動変速機に使用することが可能となる一方、パワーシフト機構２５から駆動機構２９を離脱させたギアシフトユニット２′は手動変速機に使用することが可能となるため、ギアシフトユニット２，２′をそれぞれ全く別物として開発しなくて済み、部品を共通化することが可能となり、製造コストの削減につながることとなる。

しかも、本図示例においては、変速機本体としての自動変速機本体１と手動変速機本体１′に、ギアシフトユニット２，２′のハウジング部２１を一体成形するようにしてあるため、変速機本体をも自動変速機と手動変速機で共通化することが可能となり、製造コストを更に削減可能となる。

こうして、部分的な組換えのみで自動変速機と手動変速機の両方に対応し得、部品の共通化を図って製造コストの削減を図り得る。

尚、本発明の変速機のギアシフトユニットは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例において、パワーシフト機構に対し駆動機構を装着したギアシフトユニットが組み込まれた自動変速機を示す斜視図である。 図１におけるギアシフトユニットを示す全体断面図である。 図１におけるギアシフトユニットの要部を示す断面図である。 本発明を実施する形態の一例において、パワーシフト機構から駆動機構を離脱させたギアシフトユニットが組み込まれた手動変速機を示す斜視図である。 図４におけるギアシフトユニットを示す全体断面図である。 図４におけるギアシフトユニットの要部を示す断面図である。

符号の説明

１ 自動変速機本体（変速機本体）
１′ 手動変速機本体（変速機本体）
２ ギアシフトユニット
２′ ギアシフトユニット
７ 電動モータ
２１ ハウジング部
２２ ボールネジ
２４ ナット
２５ パワーシフト機構
２６ 出力ロッド
２９ 駆動機構
３４ 入力ロッド

Claims (2)

1. 電動モータによってボールネジを回転駆動し且つ該ボールネジに螺嵌されたナットをボールネジの軸線方向へ駆動可能な駆動機構と、該駆動機構のナットに入力ロッドが接続され且つ該入力ロッドの軸線方向への動きを出力が倍加されるよう出力ロッドに伝達して変速機本体のシフト操作を行うパワーシフト機構とを備えた変速機のギアシフトユニットにおいて、
   パワーシフト機構に対し駆動機構を着脱可能とし、自動変速機と手動変速機の両方に使い分け可能となるよう構成したことを特徴とする変速機のギアシフトユニット。
2. 変速機本体に、ギアシフトユニットのハウジング部を一体成形した請求項１記載の変速機のギアシフトユニット。

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