JP2008304025A - 変速装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一体となってシフト方向及びセレクト方向に移動可能な複数のコントロールフィンガ51a、51bと、シフト方向に間隔をおいて一対の爪部41を有しセレクト方向に複数個配列されたシフトラグ40と、シフトラグ40とシフトレール30を介して連結され変速段のシフト作動を行うシフトフォークとを備え、アクチュエータによりコントロールフィンガ51a、51bを移動させて爪部41をシフト方向に押すことでシフトラグ40を選択的にシフト方向に移動させ、シフトレール30を介してシフトフォークをシフト作動させる変速装置において、複数のコントロールフィンガ51a、51bを、互いにシフト方向にオフセットして配置する。
【選択図】図3
Description
図9に示すように、特許文献1のような機械式の自動変速装置ではコントロールシャフト70の回転によりシフト部材71を揺動してシフトラグ72の爪部73をシフト方向に押す構造となっている。このような構造では、一対の爪部73の間隔L1が大きくなるとシフト部材71がシフト方向に大きく傾いた状態で爪部73を押すこととなる。このときのコントロールシャフト70の回転トルクTによる爪部73に作用する力を接線力F、シフト部材71と爪部73との接触点aからコントロールシャフト70の軸心Cまでの距離を距離L2、接触点aと軸心Cとを結ぶ線のシフト方向への傾き角を角度αとすると、接線力Fのシフト方向の分力、即ち爪部72をシフト方向に移動させる力である分力P1は以下の式(1)により求められる。
上記式(1)では、距離L2が角度αに拘わらず略一定とすれば、角度αが0〜90度の範囲内で増加すると分力P1が低下することが判明される。したがって、特許文献1のように一対の爪部73の間隔L1を大きくすると、爪部73をシフト方向に押す力が低下し、シフトラグ72を効率よくシフト方向に移動させることが困難となってしまう。
また、請求項3の発明は、請求項1または2において、一対の爪部は、互いにセレクト方向にオフセットして配置されたことを特徴とする。
また、本発明の請求項3の変速装置によれば、爪部のオフセット方向をシフトレールの配置に応じて適宜設定することで、変速時においてシフト部材をスライド方向とシフト方向とに少なくとも1回ずつ移動すれば、シフト部材により爪部を押してシフトラグをシフト方向に移動させることができる。したがって、変速時のシフト部材の移動を更に簡素化することができる。
図1は、本発明を適用した前進6段後進1段のデュアルクラッチ式変速装置の変速機部1の模式図である。
図1に示すように、変速機部1は、2個のクラッチ2、3と、同軸上に配置された2個の主軸4、5と、2個の副軸6、7とを備えている。第1の主軸4は第1のクラッチ2を介して、エンジン8の出力軸9から動力が伝達される一方、第2の主軸5は第2のクラッチ3を介して出力軸9から動力が伝達されるよう構成されている。
図2は、シフトフォーク20〜23の作動機構の構造を示す斜視図である。
図2に示すように、シフトフォーク20〜23は前後方向(シフト方向)に移動可能に配置された4個のシフトレール30に夫々固定されており、更にシフトレール30には夫々シフトラグ40が設けられている。シフトラグ40は、U字状に形成された板材であり、上方を向いて開口するとともにその上端部の爪部41が前後方向に並ぶように配置されている。各シフトラグ40は、非接続(ニュートラル)状態にて、その開口部の前後方向中心線が同軸上に配置されている。
図3に示すように、本実施形態におけるシフトシャフト50は、2個のコントロールフィンガ51a、51bの取付回転位置が異なっている。右コントロールフィンガ51aがシフト位置にあるシフトラグ40の一対の爪部41の間に位置する場合に、左コントロールフィンガ51bが反対側のシフト位置にある他のシフトラグの爪部41より上方である退避位置に位置するように、2個のコントロールフィンガ51a、51bが互いシフト方向にオフセットして配置されている。
図中上下方向がシフト方向、左右方向がセレクト方向に該当する。図中上下方向の中心位置にシフトラグが位置したときにニュートラル状態であることを示す。各一対の爪部41は図中の1目盛上下方向に移動可能になっており、図中上下方向外方に移動することで、シフトラグ40がシフト位置に移動し、夫々に該当する変速段にシフト(接続)される。また、シフト位置の爪部41より更に図中上下方向外方の位置は、コントロールフィンガ51が爪部41より上方となる退避位置に位置することを示す。また、コントロールフィンガ51は、シフトシャフト50の揺動によって図中上下方向中心から1目盛上下方向に移動可能となっている。
スタンバイ状態)本状態は、4速シフトが完了した状態である。スタンバイ状態では、右コントロールフィンガ51aが4速用爪部41fの内側を押して外方に移動させた状態となっており、4速にシフトされている。このとき、3速用爪部41cも外方に移動した状態となっているとともに、左コントロールフィンガ51bは、3速用爪部41cより上方の退避位置に位置している。
ステップ2)左コントロールフィンガ51bがシフト状態の3速用爪部41cと1速用爪部との間のシフト方向位置に位置するまで、コントロールフィンガ51a、51bを図中下方に移動させる。
ステップ4)コントロールフィンガ51a、51bを図中下方にニュートラル位置まで移動する。これにより、左コントロールフィンガ51bが1速用爪部41dの内側を押して下方に移動させる。したがって3速用爪部41cがニュートラル位置まで移動し、3速シフトが解除される(前段シフト抜き完了)。このとき、右コントロールフィンガ51aは、シフト状態の4速用爪部41fより上方の退避位置(図中下方)に位置する。
ステップ6)コントロールフィンガ51a、51bを図中上方向にニュートラル位置まで移動させる。
ステップ8)コントロールフィンガ51a、51bを図中上方向に移動させ、5速用爪部41gの内側面を押して、5速用爪部41gをシフト位置まで移動させる。これにより、5速シフトが完了する。
次に比較例として、従来技術の変速機部でのコントロールフィンガ51の移動ステップを説明する。
図5は、従来技術における変速時でのコントロールフィンガ51の移動状態を示す説明図であり、4速シフト完了時からその前段の3段のシフトを解除し、5速シフト完了までのコントロールフィンガ51の移動ステップを示している。
スタンバイ状態)本実施形態と同様に、右コントロールフィンガ51a´が4速用爪部41fの内側を押して外方に移動させた状態となっており、4速にシフトされている。このとき、3速用爪部41cも外方に移動した状態となっている。
ステップ2)コントロールフィンガ51a´、51b´を図中上方のシフト位置まで移動させる。
ステップ3)コントロールフィンガ51a´、51b´を図中左方向に移動させ、左コントロールフィンガ51b´を1速用爪部41dと同じ左右位置まで移動する。
ステップ5)コントロールフィンガ51a´、51b´を図中右方向に移動させ、右コントロールフィンガ51a´をリバース用爪部41eの左側面に当接させる。
ステップ7)コントロールフィンガ51a´、51b´を図中右方向に移動させ、パーキング用爪部41hの左側面に当接させる。
ステップ8)コントロールフィンガ51a´、51b´を図中上方にニュートラル位置まで移動させる。
ステップ10)コントロールフィンガ51a´、51b´を図中上方向に移動させ、5速用爪部41gの内側面を押して、5速用爪部41gをシフト位置まで移動させる。これにより、5速シフトが完了する。
第1の実施形態では、コントロールフィンガ51a、51bの回転取付位置が異なっており、一方のコントロールフィンガ51がシフトラグ40の一対の爪部41の間に位置している状態からセレクト方向に移動しても、他方のコントロールフィンガ51が他のシフトラグ40の一対の爪部41より上方の退避位置に位置し干渉しない。したがって、コントロールフィンガ51を爪部41を回避するように迂回させる必要がなくなり、例えば、一方のコントロールフィンガ51がシフトラグ40の一対の爪部41の間に位置している状態から、他方のコントロールフィンガ51が1つのシフトラグ40の一対の爪部41を通り越して隣のシフトラグ40の一対の爪部41の間のすぐ横まで移動する際に、従来例では4つのステップを必要とするのに対し(ステップ4からステップ8)、第1の実施形態では2つのステップで完了する(ステップ4からステップ6)。
また、第1の実施形態では、特許文献1に記載された従来技術のようにシフトラグ40の一対の爪部41の間隔をコントロールフィンガ51に対して大きく広げる必要がないので、コントロールフィンガ51のシフト移動によりすぐに爪部41に当接させることができ、迅速な変速を可能にすることができる。
本実施形態では、一対の爪部41の間隔L3を比較的小さく設定できるので、コントロールフィンガ51aがシフト方向に殆ど傾かない状態で爪部41を押すことが可能となる。このときのコントロールシャフト50の回転トルクTによる爪部41に作用する力を接線力F、コントロールフィンガ51aと爪部41との接触点aからコントロールシャフト50の軸心Cまでの距離を距離L4、接触点aとコントロールシャフト50の軸心Cとを結ぶ線のシフト方向への傾き角を角度βとすると、接線力Fのシフト方向の分力、即ち爪部41をシフト方向に移動させる力である分力P2は以下の式(2)により求められる。
したがって、本実施形態では、一対の爪部41の間隔L3が比較的小さく角度βが抑えられることから、上記式(2)に示すように、分力P2は接線力Fに対して大きく低下することがない。そして、更に距離L4は角度βに拘わらず略一定であるので、コントロールシャフト50の回転トルクTがシフト方向に爪部41を押す力として効率よく伝達され、シフトラグ40を効率よくシフト方向に移動させることができる。
図8に示すように、第1のコントロールフィンガ51cと第2のコントロールフィンガ51d、第3のコントロールフィンガ51eと第4のコントロールフィンガ51fとは、夫々、第1の実施形態における右コントロールフィンガ51a及び左コントロールフィンガ51bのようにシフトシャフト50に対する取付回転位置が異なっている。また、第1のコントロールフィンガ51c及び第3のコントロールフィンガ51e、第2のコントロールフィンガ51d及び第4のコントロールフィンガ51fは、夫々、シフトシャフト50に対する取付回転位置が同一(図中上下位置が同一)である。
ステップ1)コントロールフィンガ51を図中右方向に移動させ、第3のコントロールフィンガ51eを1速用爪部41d´と同じ左右位置まで移動させる。
ステップ3)コントロールフィンガ51を図中左方向に移動させ、第1のコントロールフィンガ51c´を5速用爪部41g´と同じ左右位置まで移動させる。
以上のように、第2の実施形態では、4速シフト完了から5速シフト完了まで4ステップで完了することができ、コントロールフィンガ51の移動ステップを大幅に減少させることができる。
30 シフトレール
40 シフトラグ
41 爪部
50 シフトシャフト
51 コントロールフィンガ
また、請求項3の発明は、請求項1または2において、シフト部材が所定のシフトラグをシフト方向一方向に押したあとで該所定のシフトラグをシフト位置に保持したままシフト方向一方向とは逆方向へ移動可能にすべく、一対の爪部は、互いにセレクト方向にシフト部材の幅より大きくオフセットして配置されたことを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかにおいて、シフト部材のシフト方向移動幅の中点は、シフトラグのニュートラル位置における一対の爪部の間隔の中点から一対の爪部の延在方向に延長した略直線上に配置されることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかにおいて、シフト部材のシフト方向の幅と一対の爪部のシフト方向の間隔とは略同一であることを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかにおいて、複数のシフトラグのうち所定のシフトラグをシフト位置に保持したまま、その他のシフトラグのシフト作動をするデュアルクラッチ式の変速機構を備えることを特徴する。
また、本発明の請求項3の変速装置によれば、爪部のオフセット方向をシフトレールの配置に応じて適宜設定することで、変速時においてシフト部材をスライド方向とシフト方向とに少なくとも1回ずつ移動すれば、シフト部材により爪部を押してシフトラグをシフト方向に移動させることができる。したがって、変速時のシフト部材の移動を更に簡素化することができる。
また、本発明の請求項4の変速装置によれば、シフト部材が爪部を押す際に爪部をシフト方向に移動させる分力の低下が抑えられ、シフトラグを効率よくシフト方向に移動させることができる。
また、本発明の請求項5の変速装置によれば、一対の爪部の間に位置するシフト部材をシフト方向に移動することですぐに爪部に当接することができ、迅速にシフトラグを移動させることができる。
また、本発明の請求項6の変速装置によれば、デュアルクラッチ式の変速機構において、迅速な変速を可能にすることができる。
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2において、シフト部材が所定のシフトラグをシフト方向一方向に押したあとで該所定のシフトラグをシフト位置に保持したままシフト方向一方向とは逆方向へ移動可能にすべく、一対の爪部は、互いにセレクト方向にシフト部材の幅より大きくオフセットして配置されたことを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかにおいて、シフト部材のシフト方向移動幅の中点は、シフトラグのニュートラル位置における一対の爪部の間隔の中点から一対の爪部の延在方向に延長した略直線上に配置されることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかにおいて、シフト部材のシフト方向の幅と一対の爪部のシフト方向の間隔とは略同一であることを特徴とする。
また、本発明の請求項3の変速装置によれば、シフト部材がセレクト方向に間隔をおいてシャフトに複数個配置されるので、変速段が多くシフトレールを多数必要とするような場合であっても、各シフト部材で複数のシフトレールを分担してシフト作動させるように設定することができ、シフト部材のセレクト方向の移動を低減させることができる。したがって、シフト部材の移動機構をセレクト方向にコンパクト化することができる。
また、本発明の請求項4の変速装置によれば、シフト部材が爪部を押す際に爪部をシフト方向に移動させる分力の低下が抑えられ、シフトラグを効率よくシフト方向に移動させることができる。
また、本発明の請求項5の変速装置によれば、一対の爪部の間に位置するシフト部材をシフト方向に移動することですぐに爪部に当接することができ、迅速にシフトラグを移動させることができる。
Claims (3)
- 一体となってシフト方向及びセレクト方向に移動可能な複数のシフト部材と、
前記シフト方向に間隔をおいて一対の爪部を有し前記セレクト方向に複数個配列されたシフトラグと、
前記シフトラグとシフトレールを介して連結され変速段のシフト作動を行うシフトフォークとを備え、
アクチュエータにより前記シフト部材を移動させて前記爪部を前記シフト方向に押すことで前記シフトラグを選択的に前記シフト方向に移動させ、前記シフトレールを介して前記シフトフォークをシフト作動させる変速装置において、
前記複数のシフト部材は、互いに前記シフト方向にオフセットして配置されたことを特徴とする変速装置。 - 軸線が前記セレクト方向に延びて配置され、前記アクチュエータにより前記セレクト方向へ移動及び回転動されるシャフトを更に備え、
前記シフト部材は、前記シャフトの外周から突出して爪状に形成されることを特徴とする請求項1に記載の変速装置。 - 前記一対の爪部は、互いに前記セレクト方向にオフセットして配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の変速装置。
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