JP2008019894A - Automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車その他車両に動力伝達装置として装備する変速装置に関する。本発明は、変速装置のギヤ転換機構を駆動するための動力として、電動モータおよび空気圧アクチュエータを併用する変速装置に関する。とくに電動モータ筐体内の空気圧を大気に連通させるための構造に関する。 The present invention relates to a transmission that is installed in a vehicle or other vehicle as a power transmission device. The present invention relates to a transmission that uses both an electric motor and a pneumatic actuator as power for driving a gear change mechanism of the transmission. In particular, the present invention relates to a structure for communicating air pressure in an electric motor casing to the atmosphere.
本願発明者らは、大型車両用の自動変速装置を設計するために、変速装置のシフト方向および(または)セレクト方向の駆動力として、電動モータまたは電動モータと空気圧アクチュエータとを併用する形態の装置を試作し検討した。電動モータは変速装置の内部で被駆動体となる機械要素をほぼ一定速度で変位させるために有利である。空気圧アクチュエータは、その被駆動体に一時的に大きい抗力が生じるときに、その抗力に対抗して被駆動体を変位させるときに有利である。しかし空気圧アクチュエータは、その抗力に対応して変位速度が大きく変化する性質があるから、一定の速度で変位するように制御することが困難である。 In order to design an automatic transmission for a large vehicle, the inventors of the present application use an electric motor or a combination of an electric motor and a pneumatic actuator as a driving force in the shift direction and / or select direction of the transmission. And made a prototype. The electric motor is advantageous for displacing a mechanical element as a driven body inside the transmission at an approximately constant speed. The pneumatic actuator is advantageous when the driven body is displaced against the drag when a large drag is temporarily generated in the driven body. However, since the displacement speed of the pneumatic actuator changes greatly according to the drag force, it is difficult to control the pneumatic actuator to be displaced at a constant speed.
大型の変速装置の設計にさいして、機械要素の変位駆動動力として電動モータのみを利用すると、変速動作の行程で一時的に発生する大きい抗力に対応する大型の電動モータを利用しなければならない。しかし電動モータに空気圧アクチュエータを併用する設計を採用することにより、電動モータの出力が不足するタイミングで空気圧アクチュエータが補助的に作用するように設計することができるから、装置全体の形状を小型にかつ合理的に設計することができる。 In designing a large transmission, if only an electric motor is used as displacement driving power for a mechanical element, a large electric motor corresponding to a large drag force temporarily generated during a shift operation process must be used. However, by adopting a design that uses a pneumatic actuator in combination with the electric motor, it is possible to design the pneumatic actuator to act supplementarily at a timing when the output of the electric motor is insufficient. It can be rationally designed.
本願発明者らは大型車両に利用する自動変速装置として、電動モータに加えて空気圧による倍力装置を併用する形態の駆動装置を採用することとして、これを設計し試作し試験した。変速装置が配置される位置は路面からの水や汚泥のはね上げなどがあり、機械装置の使用環境としてはかなり劣悪である。このため電動モータにはその内部に水、油、塵などの異物が侵入しないように、機械的な密閉構造の形態で設計することが必要である。しかし恒久的な密閉構造は設計不可能ではないもののきわめて高価になる。すなわち、車両の駐車中から運行中に至る温度環境は、セッシ・マイナス数十度からプラス数十度の範囲で変動があるから、この温度変動に対応して密閉構造内部空間の空気圧が大きく変動する。そしてこの空気圧変動に対して、その車両の全寿命期間にわたり漏れのない密閉構造を設計製作することは、高価に過ぎることになる。 The inventors of the present invention designed, prototyped, and tested the automatic transmission used for a large vehicle by adopting a driving device that uses a pneumatic booster in addition to an electric motor. The position where the transmission is arranged includes the splashing of water and sludge from the road surface, and the use environment of the mechanical device is considerably inferior. For this reason, it is necessary to design the electric motor in the form of a mechanical sealing structure so that foreign matter such as water, oil and dust does not enter the electric motor. However, a permanent sealed structure is very expensive, although not impossible to design. In other words, the temperature environment from when the vehicle is parked to when it is in operation fluctuates in the range of sushi minus tens of degrees to plus tens of degrees, so the air pressure in the internal space of the sealed structure varies greatly in response to this temperature fluctuation. To do. And it is too expensive to design and manufacture a leak-tight sealed structure over the entire life of the vehicle against this air pressure variation.
一方、電動モータの内部雰囲気を密閉構造とすることなく、その周囲の外部雰囲気に連通させる通気孔を設ける構造は従来から利用されている。この構造では、装置温度の変化に対応して、通気孔を介して湿気や異物が入り込むから、その通気孔にはフィルタを設けることが必要である。しかもそのフィルタは細かい塵を排除するためにかなり高度な装置を必要とするとともに、フィルタをひんぱんに交換しなければならない欠点がある。 On the other hand, a structure in which a vent hole communicating with the surrounding external atmosphere is provided without using an internal atmosphere of the electric motor as a sealed structure. In this structure, moisture and foreign matter enter through the vent in response to changes in the apparatus temperature, so it is necessary to provide a filter in the vent. Moreover, the filter requires a considerably advanced device to eliminate fine dust, and has a drawback that the filter has to be changed frequently.
本発明はこれを改良するものであって、電動モータおよび空気圧による倍力装置を併用する自動変速装置について、電動モータの内部雰囲気を外部雰囲気に連通させる構造を改良して、装置を単純にかつ経済的に構成することを目的とする。本発明は、自動変速装置の部品交換などの保守作業の周期を長くすることを目的とする。さらに望ましくは、自動変速装置を定期的なフィルタ部品やシール部品の交換を行う必要がない装置として提供することを目的とする。本発明は電動モータおよび空気圧による倍力装置を併用する自動変速装置について、電動モータを恒久的な密閉構造に設計しなくとも、その内部に水、油、塵などの異物が侵入することのない自動変速装置を提供することを目的とする。本発明は、しかも車両の寿命期間にわたりその電動モータの内部に異物が混入して、それが故障原因となることがない装置を提供することを目的とする。本発明は、総じて自動変速装置を安価に提供するとともに、その部品の保守交換をほとんど必要としない形態で提供することを目的とする。 The present invention is to improve this, and for an automatic transmission that uses both an electric motor and a pneumatic booster, the structure for communicating the internal atmosphere of the electric motor with the external atmosphere is improved, and the apparatus is simply and The purpose is to construct economically. It is an object of the present invention to lengthen the period of maintenance work such as replacement of parts of an automatic transmission. It is further desirable to provide an automatic transmission as a device that does not require periodic replacement of filter parts and seal parts. The present invention relates to an automatic transmission that uses both an electric motor and a pneumatic booster. Even if the electric motor is not designed to have a permanent sealing structure, foreign matter such as water, oil, and dust does not enter the interior of the automatic transmission. An object is to provide an automatic transmission. Another object of the present invention is to provide an apparatus in which foreign matter is not mixed into the electric motor over the lifetime of the vehicle and causes failure. It is an object of the present invention to provide an automatic transmission at a low cost as a whole and to provide a form that requires almost no maintenance and replacement of its parts.
本発明はこの具体的な解決手段を提供するものであって、その第一の特徴は電動モータを外部雰囲気に対して密閉構造に形成するとともに、その密閉構造に小さい呼吸通路を設ける従来技術を踏襲するが、その密閉構造の内部雰囲気を直接に外気と連通させるのではなく、空気圧アクチュエータ内の雰囲気と連通させることにある。すなわち空気圧アクチュエータの内部雰囲気は、車両に搭載された空気圧タンクから供給される空気であり、これはその取り入れ口が路面からのはね上げを避けることができる位置に配置されるとともに、一つまたは複数のフィルタを通過させて水分および異物を取り除いた清浄空気であり、さらに大気圧より気圧が高く設定されている。これを直接に外気と連通させる構造と比べると、装置内部に外気の水分やゴミが入りにくい利点がある。 The present invention provides this specific solution. The first feature of the present invention is that the electric motor is formed in a sealed structure with respect to the external atmosphere, and the prior art in which a small respiratory passage is provided in the sealed structure. Although it follows, it is not making the internal atmosphere of the sealed structure communicate with the outside air directly, but communicating with the atmosphere in the pneumatic actuator. That is, the internal atmosphere of the pneumatic actuator is air supplied from a pneumatic tank mounted on the vehicle, and this is arranged at a position where the intake port can avoid splashing from the road surface, and one or more It is clean air from which moisture and foreign matter have been removed by passing through a filter, and the atmospheric pressure is set higher than atmospheric pressure. Compared with a structure in which this is directly communicated with the outside air, there is an advantage that moisture and dust from outside air do not easily enter the apparatus.
さらに本発明の第二の特徴は、その空気圧アクチュエータ内の空気と連通させる空気通路に、ラビリンス構造(迷路)を設けることにある。この構造により、かりに電動モータ内部に供給される空気に小さい異物が混入している場合にも、このラビリンス構造により空気通路を通過する際に除去することができる。 A second feature of the present invention is that a labyrinth structure (maze) is provided in an air passage communicating with air in the pneumatic actuator. With this structure, even when a small foreign matter is mixed in the air supplied into the electric motor, it can be removed by the labyrinth structure when passing through the air passage.
さらに本発明の第三の特徴は、そのラビリンス構造を電動モータの軸まわりの空間を利用して設けることにある。かりに電動モータに電流を供給するために、その軸受けの近傍に一対の電気端子を設けるとしても、電動モータの出力軸まわりには、そのほぼ一周に達する空間を形成することが可能であり、ここにラビリンス構造を多室構造の形態にして設けることは、電動モータの形状を実質的に大きくすることにならない。 Furthermore, the third feature of the present invention is that the labyrinth structure is provided by utilizing the space around the axis of the electric motor. Even if a pair of electrical terminals is provided in the vicinity of the bearing in order to supply current to the electric motor, it is possible to form a space that reaches almost one turn around the output shaft of the electric motor. Providing the labyrinth structure in the form of a multi-chamber structure does not substantially increase the shape of the electric motor.
すなわち本発明は、駆動動力として電動モータおよび空気圧アクチュエータを備えた自動変速装置において、前記電動モータの筐体と空気圧アクチュエータの筐体との間にラビリンス構造(迷路)を設けることを特徴とする。また、本発明は、電動モータの内部気圧と前記空気圧アクチュエータの筐体内部気圧とを連通する空気通路を設けたことを特徴とする。なおラビリンス構造は、前記電動モータの筐体内側の回転軸まわりの空間に流通気流が半周以上一周未満にわたり周回する多室構造として形成することがよい。 That is, the present invention is characterized in that a labyrinth structure (maze) is provided between a housing of the electric motor and a housing of the pneumatic actuator in an automatic transmission device including an electric motor and a pneumatic actuator as driving power. Further, the present invention is characterized in that an air passage is provided for communicating the internal air pressure of the electric motor and the internal air pressure of the housing of the pneumatic actuator. The labyrinth structure is preferably formed as a multi-chamber structure in which the circulating airflow circulates in a space around the rotation axis inside the casing of the electric motor for not less than a half turn and less than one turn.
(1)上記第一の特徴により、電動モータの内部に大気から直接に異物が混入することがなくなり、
(2)上記第二の特徴により、電動モータ内部の空気圧と大気圧との差分が生じてこれが変動するとしても、その空気通路をいずれの方向にも異物が通過しにくくなり、
(3)上記第三の特徴により、ラビリンス構造を設ける別の空間を必要としない
ことになるから、装置を全体として小型に設計することができる。
(1) Due to the first feature, foreign matter is not directly mixed into the electric motor from the atmosphere,
(2) According to the second feature, even if a difference between the air pressure inside the electric motor and the atmospheric pressure is generated and fluctuates, it is difficult for foreign matter to pass through the air passage in any direction,
(3) Since the third feature does not require a separate space for providing the labyrinth structure, the apparatus can be designed to be small as a whole.
(実施例)
図1は、本発明実施例装置の一部破断構造図である。この装置は変速装置のシフト方向に設けて、シフト動作の駆動動力を発生する駆動装置である。図の右端に見える出力ロッド1は変速装置のシフト・ユニットの変速ギヤ位置の駆動端に機械的に連結される。変速動作にしたがって紙面に平行な方向に矢印で示す範囲に変位することにより、有効なギヤの組み合わせを変更するための駆動出力を発生する。この駆動動力は、電動モータ2の回転動力に加えて、空気圧アクチュエータ3のピストン変位動力により発生する。すなわち電動モータ2に電流が供給され、その出力軸が回転し、吸気ポート11に空気圧が供給されると、電動モータ2の回転方向にしたがって第一のエア室12aまたは第二のエア室12bのいずれか一方に空気圧が導入され、ピストン13が電動モータ2の駆動力を補助して図の右方または左方に変位する。このとき空気圧が導入されていない側のエア室の空気圧は排気ポート14から外部に排出される構造になっている。この形態の変速装置の基本的な構造はよく知られた構造であるからさらに詳しい説明は省略する。
(Example)
FIG. 1 is a partially broken structural view of an apparatus according to an embodiment of the present invention. This device is a drive device that is provided in the shift direction of the transmission to generate drive power for the shift operation. The
ここで図2は本発明実施例装置の一部破断構造図である。図2を参照して、本発明の特徴とするところの第一は、電動モータ2の内部雰囲気を空気圧アクチュエータ3の内部雰囲気に連結する空気通路4を設けたところにある。すなわち従来例構造では図6(従来例参考図)に示すように、この電動モータ2の内部雰囲気を管路10を設けて、図外の別構造フィルタなどに連結していた。空気圧アクチュエータ3に供給される空気は、図外の空気圧タンクから供給される空気であり、すでにフィルタその他を経由して浄化されている空気であるとともに大気圧より高い気圧に設定されている。したがって空気通路4から供給される空気は相応に清浄な空気であって、あらためて別構造の空気フィルタを必要としないことになるとともに、電動モータ2の内部空気圧は大気圧より高くなっているから、外気から空気とともに異物が侵入することがない。
FIG. 2 is a partially broken structural view of the apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 2, the first feature of the present invention is that an
本発明の特徴の第二は、図3および図4に示されるように、空気圧アクチュエータ3の内部雰囲気に連結する空気通路4にラビリンス構造(迷路)を設けたところにある。そして本発明の特徴の第三は、このラビリンス構造は電動モータ2の軸まわり空間に、ほとんどその軸を一周するように設けたところにある。図3は図4に太い線分で示すA−A断面(矢視方向)を示す。図5は同じく図4に太い線分で示すB−B断面(矢視方向)を示す。図4にはラビリンス・プレート8の形態、および強度リブ9の形態が理解できるようにこれらを図示する。
The second feature of the present invention resides in that a labyrinth structure (maze) is provided in the
図3、図4および図5の白ヌキ矢印は空気の流れを示す。すなわち図3に示すように空気通路4から供給される空気圧アクチュエータ3の内部空気は、図4および図5に示すようにラビリンス構造の空間を一つ一つ経由しながら、電動モータ2の軸まわりを約4分の3周して、電動モータ2の内部に達する。この構造により、空気圧アクチュエータ3の内部空気にわずかな異物が混入している場合があっても、これはこのラビリンス構造を経由する間に除去脱落されて、異物が電動モータ2の内部に達することはほとんどなくなる。
The white arrows in FIGS. 3, 4 and 5 indicate the flow of air. That is, as shown in FIG. 3, the internal air of the
本発明は、シフト方向およびセレクト方向の動力として、電動機が発生する回転動力あるいは電動機が発生する回転動力と空気圧シリンダとが発生する直線方向の動力を併せて利用する変速装置に広範囲に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is widely used in a transmission that uses, as power in the shift direction and select direction, rotational power generated by an electric motor or rotational power generated by an electric motor and linear power generated by a pneumatic cylinder. Can do.
1 出力ロッド
2 電動モータ
3 空気圧アクチュエータ
4 空気通路
7 フィルタ
8 ラビリンス・プレート
9 強度リブ
10 管路
11 吸気ポート
12a 第一のエア室
12b 第二のエア室
13 ピストン
14 排気ポート
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電動モータの筐体と前記空気圧アクチュエータ筐体との間にラビリンス構造(迷路)を設けた
ことを特徴とする自動変速装置。 In an automatic transmission device including an electric motor and a pneumatic actuator as drive power for the shift unit,
An automatic transmission comprising a labyrinth structure (maze) between a housing of the electric motor and the pneumatic actuator housing.
前記電動モータの筐体内部気圧と前記空気圧アクチュエータの筐体内部気圧とを連通する空気通路が設けられた
ことを特徴とする自動変速装置。 In an automatic transmission device including an electric motor and a pneumatic actuator as drive power for the shift unit,
An automatic transmission comprising an air passage that communicates the air pressure inside the housing of the electric motor and the air pressure inside the housing of the pneumatic actuator.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006190129A JP2008019894A (en) | 2006-07-11 | 2006-07-11 | Automatic transmission |
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