JP2016098927A - 自動車用変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｈ型のシフト機構とＩ型のシフト機構を組み合わせて自動車用変速機を構成する場合にて、レストリクト機構をシンプルで安価に構成する。
【解決手段】Ｈ型のシフト機構１０とＩ型のシフト機構２０を備えた自動車用変速機にて、ケースに組付けられて作動位置ではシフト機構２０のフォークシャフト２１に設けた係合部２１ａと係合してフォークシャフト２１の中立位置から許容シフト位置（１速）へのシフト動作を許容すると共に規制シフト位置（Ｒｅｖ）へのシフト動作を規制し、退避位置では前記係合部との係合を解除されて前記両シフト動作を許容するレストリクト部材４１と、レストリクト部材４１を退避位置から作動位置に向けて付勢するスプリング４２と、シフト機構１０のシフトアンドセレクト軸１１に設けられていて、レストリクト部材４１をスプリング４２に抗して退避位置に移動可能なアーム１１ｂによってレストリクト機構４０が構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車用変速機に関し、例えば、前進走行中に誤って後進段に切り換えられることを防止するレストリクト構造を備えた自動車用変速機に関する。

自動車用変速機には、Ｈ型のゲートを用いたシフト機構と、Ｉ型のゲートを用いたシフト機構がある。Ｈ型のゲートを用いたシフト機構は、一般に、軸方向に移動可能な複数のフォークシャフトと、軸方向に移動可能かつ軸周りに回動可能な単一のシフトアンドセレクト軸と、このシフトアンドセレクト軸をセレクト方向（例えば、回動方向）に移動させることが可能なセレクトアクチュエータと、前記シフトアンドセレクト軸をシフト方向（例えば、軸方向）に移動させることが可能なシフトアクチュエータを備えている。また、Ｉ型のゲートを用いたシフト機構は、単一のフォークシャフトと、このフォークシャフトをシフト方向（例えば、軸方向）に移動させることが可能な(第２の)シフトアクチュエータを備えている。

ところで、発明者等は、自動車用変速機（例えば、ＡＭＴ、すなわち、アクチュエータによって変速可能に構成されたマニュアルトランスミッション）を構成するに際して、Ｈ型のゲートを用いたシフト機構（以下、単にＨ型のシフト機構という）と、Ｉ型のゲートを用いたシフト機構（以下、単にＩ型のシフト機構という）を組み合わせることを発案した。この場合、Ｉ型のシフト機構にて、例えば、前進段の一つのシフト位置（許容シフト位置）と後進段のシフト位置（規制シフト位置）が中立位置を挟んで対向配置されることがある。この場合には、許容シフト位置から中立位置を超えて規制シフト位置に誤ってシフト作動しないようにレストリクト機構を設ける必要がある。

本発明は、上記した要求に応えるべくなされたものであり、軸方向に移動可能な複数のフォークシャフトと、軸方向に移動可能かつ軸周りに回動可能な単一のシフトアンドセレクト軸と、このシフトアンドセレクト軸をセレクト方向に移動させることが可能なセレクトアクチュエータと、前記シフトアンドセレクト軸をシフト方向に移動させることが可能なシフトアクチュエータを備えているＨ型のシフト機構と、許容シフト位置と規制シフト位置が中立位置を挟んで対向配置されている単一のフォークシャフトと、このフォークシャフトをシフト方向に移動させることが可能な第２のシフトアクチュエータを備えているＩ型のシフト機構を備えた自動車用変速機において、ケースに対して作動位置と退避位置間を移動可能に組付けられて作動位置に保持されている状態では前記Ｉ型のシフト機構の前記フォークシャフトに設けられている係合部と係合して前記フォークシャフトの中立位置から許容シフト位置へのシフト動作を許容するとともに前記フォークシャフトの中立位置から規制シフト位置へのシフト動作を規制し、退避位置に保持されている状態では前記係合部との係合を解除されて前記両シフト動作を許容するレストリクト部材と、このレストリクト部材を退避位置から作動位置に向けて付勢するスプリングと、前記Ｈ型のシフト機構の前記シフトアンドセレクト軸に設けられていて、前記シフトアンドセレクト軸が前記各フォークシャフトと係合する位置にあるときには、前記レストリクト部材から離れており、前記シフトアンドセレクト軸が前記各フォークシャフトから非係合となる位置に操作されるときには、前記レストリクト部材を前記スプリングの付勢力に抗して前記退避位置に移動させるアームによって、レストリクト機構を構成したことに特徴がある。

本発明による自動車用変速機のレストリクト機構は、上記したレストリクト部材とスプリングとアーム等によって構成できるため、Ｈ型のシフト機構とＩ型のシフト機構を組み合わせて自動車用変速機（例えば、ＡＭＴ）を構成する場合において、シンプルで安価に構成することが可能である。

また、本発明による自動車用変速機のレストリクト機構においては、作動状態である場合、誤操作に伴う第２のシフトアクチュエータの誤動作（Ｉ型のシフト機構におけるフォークシャフトを中立位置から規制シフト位置へシフト動作させようとする誤動作）が生じたときは勿論のこと、誤操作に起因しない第２のシフトアクチュエータの誤動作が生じたときにも、Ｉ型のシフト機構におけるフォークシャフトの中立位置から規制シフト位置へのシフト動作を規制することが可能であり、レストリクト機能を向上させることが可能である。

本発明に係る自動車用変速機におけるＨ型のシフト機構の一実施形態を概略的に示す図である。 図１に示したシフトアンドセレクト軸と、Ｉ型のシフト機構におけるフォークシャフトと、レストリクト機構の関係を示す概略的な斜視図である。 図２に示した状態（レストリクト機構が作動状態）にあるときのシフトアンドセレクト軸の状態（セレクト位置）を○で示したシフトパターン図である。 本発明に係る自動車用変速機におけるポジションパターンの一例を示した図である。 図２に示したシフトアンドセレクト軸が矢印方向に回動されて、レストリクト機構が解除された状態の概略的な斜視図である。 図５に示した状態（レストリクト機構が解除状態）にあるときのシフトアンドセレクト軸の状態（セレクト位置）を○で示したシフトパターン図である。 本発明に係る自動車用変速機におけるポジションパターンの変形例を示した図である。 他の実施形態（許容シフト位置が２速シフト位置であり、規制シフト位置が１速シフト位置である実施形態）を示したシフトパターン図である。 その他の実施形態（許容シフト位置が５速シフト位置であり、規制シフト位置が６速シフト位置である実施形態）を示したシフトパターン図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る自動車用変速機（Ｈ型のシフト機構１０とＩ型のシフト機構２０を組み合わせて構成したＡＭＴ）におけるＨ型のシフト機構１０の一実施形態を概略的に示していて、このＨ型のシフト機構１０は、シフトアンドセレクト軸１１と、３本のフォークシャフト１２，１３，１４（図１では１本で示されている）と、セレクトアクチュエータ１５と、シフトアクチュエータ１６を備えている。

シフトアンドセレクト軸１１は、径方向に延びるインナーレバー１１ａを有していて、図１では省略のケースに対して軸方向に移動可能かつ軸周りに回動可能に組み付けられている。また、シフトアンドセレクト軸１１は、セレクトアクチュエータ１５によって軸周りに回動されるように構成されていて、複数のフォークシャフト１２，１３，１４の何れか一つと係合する複数のセレクト位置（図３のＡ１，Ａ２，Ａ３参照）の１つに移動可能に構成されている。

また、シフトアンドセレクト軸１１は、何れかのセレクト位置Ａ１，Ａ２またはＡ３で、シフトアクチュエータ１６によって軸方向に移動されるように構成されていて、各シフト位置（図３の２又は３のシフト位置，４又は５のシフト位置，６のシフト位置参照）に移動可能に構成されている。各フォークシャフト１２，１３，１４は、周知のように、並列的に設けられていて、ケースに対して軸方向に移動可能に組み付けられており、各シフトヘッド（１２ａ，１３ａ，１４ａ）と各シフトフォーク（１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ）を一体的に備えている。

上記したシフト機構１０では、周知のように、シフトアンドセレクト軸１１の軸方向の移動及び軸線周りの回動により複数のフォークシャフト１２，１３，１４の何れか一つを移動させることによって、歯車式変速機における変速スリーブ３１，３２，３３の何れか一つを移動させることができて、歯車式変速機が有する複数段（前進２速段から前進６速段）の変速ギヤー（図示省略）を切り換えることが可能に構成されている。

一方、Ｉ型のシフト機構２０は、図２に示したように、単一のフォークシャフト２１と、（第２の）シフトアクチュエータ２２を備えている。フォークシャフト２１は、各フォークシャフト１２，１３，１４に対して並列的に設けられていて、ケースに対して軸方向に移動可能に組み付けられており、１速―リバース用のシフトフォーク（図示省略）を一体的に備えている。このシフト機構２０では、フォークシャフト２１がシフトアクチュエータ２２によって軸方向に移動されるように構成されていて、各シフト位置（図３の１速シフト位置又はＲｅｖ（リバース）シフト位置参照）に移動可能である。これにより、このシフト機構２０では、歯車式変速機が有する前進１速段と後進段の変速ギヤー（図示省略）を切り換えることが可能に構成されている。

上記したシフト機構１０のセレクトアクチュエータ１５およびシフトアクチュエータ１６と、シフト機構２０のシフトアクチュエータ２２は、電気制御装置（図示省略）によって作動を制御されるように構成されている。電気制御装置（図示省略）は、シフトポジション、車速、アクセル開度等に応じて上記した各アクチュエータの作動を制御するように構成されている。なお、シフトポジションは、図４に示した周知のポジションパターンにて操作される操作レバーのポジション（操作位置）を検出するポジションセンサによって検出されるように構成されている。また、車速は、周知の車速センサによって検出され、アクセル開度は、周知のアクセル開度センサによって検出されるように構成されている。

ところで、この実施形態の自動車用変速機においては、レストリクト機構４０が、図２に示したように、レストリクト部材４１と、このレストリクト部材４１を作動位置（図２の位置）に向けて付勢するスプリング４２と、上記したＨ型のシフト機構１０のシフトアンドセレクト軸１１に一体的に設けられているアーム１１ｂによって構成されている。

レストリクト部材４１は、図２に仮想線にて示したケースに対して作動位置（図２の位置）と退避位置（図５の位置）間を移動可能に組付けられている段付きロッドであり、ケースから突出してロッド径方向に延びる突起４１ａを備えている。このレストリクト部材４１は、図２に示した作動位置に保持されている状態（作動状態）では、上記したＩ型のシフト機構２０のフォークシャフト２１に設けられている係合部（軸方向に長い長円形凹部）２１ａと係合して、フォークシャフト２１の中立位置（図２図示位置）から許容シフト位置（１速シフト位置）へのシフト動作（およびその復帰動作）を許容するとともに、フォークシャフト２１の中立位置から規制シフト位置（リバースシフト位置）へのシフト動作を規制するように構成されている。また、レストリクト部材４１は、図５に示した退避位置に保持されている状態（退避状態）では、前記係合部２１ａとの係合を解除されて、前記両シフト動作を許容するように構成されている。なお、レストリクト部材４１は、フォークシャフト２１に対して直交するように配置されている。

スプリング４２は、ケースに組付けたプラグ４３とレストリクト部材４１の大径軸部間に介装された圧縮コイルスプリングであり、レストリクト部材４１を退避位置から作動位置に向けて付勢している。この実施形態では、レストリクト部材４１のフォークシャフト２１に対する配置と、スプリング４２の付勢力によって、レストリクト部材４１が作動位置に保持されるように構成されている。

アーム１１ｂは、シフトアンドセレクト軸１１が各フォークシャフト１２，１３，１４と係合する位置（図３の各セレクト位置Ａ１，Ａ２，Ａ３）にあるときには、レストリクト部材４１の突起４１ａから離れており、シフトアンドセレクト軸１１が各フォークシャフト１２，１３，１４から非係合となる位置（図３のセレクト位置Ａ４）に移動（回動）されるときには、突起４１ａと係合してレストリクト部材４１をスプリング４２の付勢力に抗して作動位置（図２の位置）から退避位置（図５の位置）に移動させるように構成されている。なお、アーム１１ｂが図５の状態で保持されることにより、レストリクト部材４１が退避位置に保持されるように構成されている。

また、この実施形態では、操作レバーが車速ゼロの状態にてシフトポジションを例えば図４のＮまたはＰからＲに操作されたときにのみ、シフト機構１０のシフトアンドセレクト軸１１がセレクトアクチュエータ１５によって図２の状態（セレクト位置Ａ３）から図５の状態（セレクト位置Ａ４）に作動されるとともに、シフト機構２０のフォークシャフト２１がシフトアクチュエータ２２によって中立位置から規制シフト位置（リバースシフト位置）にシフトされるように構成されている。

このため、この実施形態では、車両の前進走行時において、操作レバーがシフトポジションをＤからＮを超えてＲに操作されるような誤操作時には、シフト機構１０のシフトアンドセレクト軸１１がセレクトアクチュエータ１５によって図２の状態（セレクト位置Ａ３）から図５の状態（セレクト位置Ａ４）に作動されることはない。したがって、上記した誤操作時にレストリクト機構４０が図５のように解除されることはない。このため、上記した誤操作に伴うシフトアクチュエータ２２の誤動作（シフト機構２０におけるフォークシャフト２１を中立位置から規制シフト位置Ｒｅｖへシフト動作させようとする誤動作）が生じたときは勿論のこと、上記した誤操作に起因しないシフトアクチュエータ２２の誤動作（例えば、シフトアクチュエータ２２自体の誤作動に起因する誤動作）が生じたときにも、レストリクト機構４０がシフト機構２０におけるフォークシャフト２１の中立位置から規制シフト位置（リバースシフト位置）へのシフト動作を規制することが可能であり、前進走行中に誤って後進段に切り換えられることを的確に防止することが可能である。

また、この実施形態のレストリクト機構４０は、上記したレストリクト部材４１とスプリング４２とアーム１１ｂ等によって構成できるため、Ｈ型のシフト機構１０とＩ型のシフト機構２０を組み合わせて自動車用変速機（例えば、ＡＭＴ）を構成する場合において、シンプルで安価に構成することが可能である。

上記実施形態では、Ｈ型のシフト機構１０とＩ型のシフト機構２０を組み合わせて自動車用変速機（例えば、ＡＭＴ）を構成する場合において、図４に示したポジションパターンが採用される場合について説明したが、本発明は、Ｈ型のシフト機構とＩ型のシフト機構を組み合わせて自動車用変速機（例えば、ＡＭＴ）を構成する場合において、図７に示したポジションパターンが採用される場合（操作レバーが図７の各シフトポジションに操作可能に構成される場合）においても、上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

また、上記実施形態では、Ｉ型のシフト機構２０にて許容シフト位置（１速のシフト位置）と規制シフト位置（Ｒｅｖのシフト位置）が中立位置を挟んで対向配置されている場合について説明したが、本発明は、Ｉ型のシフト機構２０にて許容シフト位置（２速のシフト位置）と規制シフト位置（１速のシフト位置）が中立位置を挟んで対向配置されている場合（図８参照）、または、Ｉ型のシフト機構２０にて許容シフト位置（５速のシフト位置）と規制シフト位置（６速のシフト位置）が中立位置を挟んで対向配置されている場合（図９参照）においても、上記実施形態と同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

なお、図８に示したシフトパターンは、１速での発進を規制するモード（スノーモード）が設定される場合のものであり、この場合には、スノーモードスイッチの解除によって、シフト機構１０のシフトアンドセレクト軸１１がセレクトアクチュエータ１５によって図２の状態（セレクト位置Ａ３）から図５の状態（セレクト位置Ａ４）に作動されるように構成されている。一方、図９に示したシフトパターンは、設定車速未満では６速へのシフトアップを規制するモードが設定される場合のものであり、この場合には、設定車速以上であることを車速センサが検出することによって、シフト機構１０のシフトアンドセレクト軸１１がセレクトアクチュエータ１５によって図２の状態（セレクト位置Ａ３）から図５の状態（セレクト位置Ａ４）に作動されるように構成されている。

また、上記した実施形態では、シフトアンドセレクト軸１１のセレクト動作（軸周りの回動）によってレストリクト機構４０が図５のように解除されるように構成して実施したが、シフトアンドセレクト軸１１のシフト動作（軸方向の移動）によってレストリクト機構４０が解除されるように構成して実施することも可能である。

また、上記した実施形態では、Ｈ型のシフト機構とＩ型のシフト機構を備えていて、前進用に６つの変速段、後進用に１つの変速段を備えた車両用歯車式変速機（自動車用変速機）に本発明を適用したが、本発明は、Ｈ型のシフト機構とＩ型のシフト機構を備えている種々な車両用歯車式変速機（自動車用変速機）、例えば、前進用に５つの変速段、後進用に１つの変速段を備えた歯車式変速機や、前進用に４つの変速段、後進用に１つの変速段を備えた歯車式変速機にも適用可能である。また、上記した実施形態では、操作レバーが図４または図７に示したポジションパターンにて操作されるように構成したが、操作レバーのポジションパターンは適宜変更が可能であり、上記したポジションパターンに限定されるものではない。

また、上記した実施形態では、シフトアンドセレクト軸１１がシフト作動時に軸方向に移動しセレクト作動時に軸線周りに回動するように構成されている自動車用変速機に本発明を実施したが、シフトアンドセレクト軸１１がシフト作動時に軸線周りに回動しセレクト作動時に軸方向に移動するように構成されている自動車用変速機にも本発明は実施可能である。

また、上記した実施形態では、レストリクト機構４０において、レストリクト部材４１の先端ロッド部と、フォークシャフト２１に設けた係合部（軸方向に長い長円形凹部）２１ａが解除可能に係合するように構成して実施したが、レストリクト部材４１とフォークシャフト２１の解除可能な係合構造は適宜変更が可能であり、上記した構成に限定されるものではない。

１０…Ｈ型のシフト機構、１１…シフトアンドセレクト軸、１１ｂ…アーム、１２，１３，１４…複数のフォークシャフト、１５…セレクトアクチュエータ、１６…シフトアクチュエータ、２０…Ｉ型のシフト機構、２１…単一のフォークシャフト、２１ａ…係合部（軸方向に長い長円形凹部）、２２…（第２の）シフトアクチュエータ、４０…レストリクト機構、４１…レストリクト部材、４２…スプリング

Claims (1)

1. 軸方向に移動可能な複数のフォークシャフトと、軸方向に移動可能かつ軸周りに回動可能な単一のシフトアンドセレクト軸と、このシフトアンドセレクト軸をセレクト方向に移動させることが可能なセレクトアクチュエータと、前記シフトアンドセレクト軸をシフト方向に移動させることが可能なシフトアクチュエータを備えているＨ型のシフト機構と、
   許容シフト位置と規制シフト位置が中立位置を挟んで対向配置されている単一のフォークシャフトと、このフォークシャフトをシフト方向に移動させることが可能な第２のシフトアクチュエータを備えているＩ型のシフト機構を備えた自動車用変速機において、
   ケースに対して作動位置と退避位置間を移動可能に組付けられて作動位置に保持されている状態では前記Ｉ型のシフト機構の前記フォークシャフトに設けられている係合部と係合して前記フォークシャフトの中立位置から許容シフト位置へのシフト動作を許容するとともに前記フォークシャフトの中立位置から規制シフト位置へのシフト動作を規制し、退避位置に保持されている状態では前記係合部との係合を解除されて前記両シフト動作を許容するレストリクト部材と、
   このレストリクト部材を退避位置から作動位置に向けて付勢するスプリングと、
   前記Ｈ型のシフト機構の前記シフトアンドセレクト軸に設けられていて、前記シフトアンドセレクト軸が前記各フォークシャフトと係合する位置にあるときには、前記レストリクト部材から離れており、前記シフトアンドセレクト軸が前記各フォークシャフトから非係合となる位置に操作されるときには、前記レストリクト部材を前記スプリングの付勢力に抗して前記退避位置に移動させるアームによってレストリクト機構が構成されている自動車用変速機。

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