JP3582646B2 - 非常コントロール機構付き変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シフトレバー及びセレクトレバーを駆動する電動モータが故障したときに用いられるコントロール機構を有する変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の変速装置として、セレクトアクチュエータ（エアシリンダ）によりセレクトされたシフトフォークシャフトがシフトアクチュエータ（エアシリンダ）によりシフトされて変速されるように構成され、上記セレクトアクチュエータ及びシフトアクチュエータが制御装置からの指令にて開閉制御される電磁弁によりエアが給排されて作動するように構成された変速機の変速操作装置が開示されている（実開平２−２１３６６号）。この変速操作装置では、上記セレクトアクチュエータ及びシフトアクチュエータの非常時作動用エア回路が設けられ、このエア回路が非常時用電磁弁を介して通常時用電磁弁の排気ポートに接続され、更に非常時用電磁弁の開閉制御を行う非常時制御装置が設けられる。
【０００３】
このように構成された変速機の変速操作装置では、電磁弁又は制御装置が故障すると、非常時制御装置により非常時用電磁弁が開閉制御され、これによりセレクトアクチュエータ及びシフトアクチュエータが作動する。この結果、セレクトアクチュエータによりセレクトされたシフトフォークシャフトがシフトアクチュエータにより作動して変速ギヤがシフトされるので、車両を自走できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の実開平２−２１３６６号公報に示された変速機の変速操作装置では、比較的高価な制御装置に加えて、これと同一又は同等の非常時制御装置を搭載しなければならず、製造コストを押上げる不具合があった。
また、上記従来の変速機の変速操作装置では、エアシリンダからなるシフトアクチュエータにてシフトフォークシャフトを作動させるため、このシャフトのシフトスピードをコントロールすることが難しい問題点もあった。
【０００５】
本発明の目的は、比較的廉価な非常時セレクト用モータ及び非常時シフトモータの追加で、セレクト用電動モータ又はシフト用電動モータのいずれか一方又は双方が故障しても変速できる、非常コントロール機構付き変速装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、シフト用電動モータ又は非常時シフト用モータにてシフトレバーのシフトスピードを微妙にコントロールすることにより、変速ギヤの破損を防止できる、非常コントロール機構付き変速装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、パワーシフト手段がシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力を支援することにより、シフト用電動モータ及び非常時シフト用モータを小型化できる、非常コントロール機構付き変速装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１〜図３に示すように、変速ギヤの複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合可能であって上記係合したフォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動可能なシフトレバー１６と、シフトレバー１６を複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー１７と、セレクトレバー１７に連結されたセレクト用減速機２１のセレクト用ウォームホイール２１ｃと、セレクト用ウォームホイール２１ｃに噛合するセレクト用ウォーム２１ａにセレクト用クラッチ２２を介して切離し可能に接続されたセレクト用電動モータ２３と、セレクト用ウォーム２１ａに非常時セレクト用クラッチ４６を介して接続可能に切離された非常時セレクト用モータ４７と、シフトレバー１６に連結されたシフト用減速機２６のシフト用ウォームホイール２６ｃと、シフト用ウォームホイール２６ｃに噛合するシフト用ウォーム２６ａにシフト用クラッチ２７を介して切離し可能に接続されたシフト用電動モータ２８と、シフト用ウォーム２６ａに非常時シフト用クラッチ４８を介して接続可能に切離された非常時シフト用モータ４９と、運転者が操作することによりセレクト用クラッチ２２を切離しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を接続するか或いはセレクト用クラッチ２２を接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を切離すセレクト用切換手段５１と、運転者が操作することによりシフト用クラッチ２７を切離しかつ非常時シフト用クラッチ４８を接続するか或いはシフト用クラッチ２７を接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８を切離すシフト用切換手段５２と、運転者が操作するチェンジレバー５６の操作位置を検出する操作検出スイッチ５７と、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６の断続を検出するセレクト用クラッチセンサ５３と、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８の断続を検出するシフト用クラッチセンサ５４と、操作検出スイッチ５７、セレクト用クラッチセンサ５３及びシフト用クラッチセンサ５４の各検出出力に基づいてセレクト用電動モータ２３、シフト用電動モータ２８、非常時セレクト用モータ４７及び非常時シフト用モータ４９をそれぞれ制御するコントローラ６３とを備えた非常コントロール機構付き変速装置であって、セレクト用切換手段５１が、セレクト用従動クラッチ２２に係合するセレクト用第１リンク５１ａと非常時セレクト用従動クラッチ４８に係合するセレクト用第２リンク５１ｂとを連結するセレクト用第３リンク５１ｃと、このセレクト用第３リンク５１ｃに連結され運転者が操作するセレクト用非常レバー５１ｅとを有し、シフト用切換手段５２が、シフト用従動クラッチ２７に係合するシフト用第１リンク５２ａと非常時シフト用従動クラッチ４８に係合するシフト用第２リンク５２ｂとを連結するシフト用第３リンク５２ｃと、このシフト用第３リンク５２ｃに連結され運転者が操作するシフト用非常レバー５２ｅとを有する。
【０００７】
この請求項１に記載された非常コントロール機構付き変速装置では、セレクト用電動モータ２３及びシフト用電動モータ２８が正常であるときには、運転者がチェンジレバー５６を操作すると、コントローラ６３は操作検出スイッチ５７の検出出力に基づいてセレクト用電動モータ２３及びシフト用電動モータ２８を制御する。即ち、コントローラ６３は先ずセレクト用電動モータ２３を制御してセレクトレバー１７を駆動し、シフトレバー１６を所定のフォークシャフト１２〜１５に係合させる。次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８を制御してシフトレバー１６を駆動し、フォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。
【０００８】
一方、セレクト用電動モータ２３又はシフト用電動モータ２８のいずれか一方又は双方が故障すると、運転者はセレクト用切換手段５１又はシフト用切換手段５２のいずれか一方又は双方を切換えて、セレクト用減速機２１の非常時セレクト用モータ４７への接続、又はシフト用減速機２６の非常時シフト用モータ４９への接続のいずれか一方又は双方を行う。その後、運転者がチェンジレバー５６を操作すると、コントローラ６３は操作検出スイッチ５７、セレクト用クラッチセンサ５３及びシフト用クラッチセンサ５４の各検出出力に基づいてセレクト用電動モータ２３又は非常時セレクト用モータ４７と、シフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９を制御する。即ち、コントローラ６３は先ずセレクト用電動モータ２３又は非常時セレクト用モータ４７を制御してセレクトレバー２６を駆動し、シフトレバー１６を所定のフォークシャフト１２〜１５に係合させる。次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９を制御してシフトレバー１６を駆動し、フォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１及び図２に示すように、シフトレバー１６とシフト用減速機２６との間に設けられシフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９によるシフトレバー１６の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段４１を更に備えたことを特徴とする。
この請求項２に記載された非常コントロール機構付き変速装置では、パワーシフト手段４１がシフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９によるシフトレバー１６の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ２８及び非常時シフト用モータ４９として比較的小出力のモータを用いることができ、シフト用電動モータ２８及び非常時シフト用モータ４９を小型化できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５に示すように、車両の変速装置１１は変速ギヤの複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合可能なシフトレバー１６と、このシフトレバー１６を複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー１７と、このセレクトレバー１７に連結されたセレクト用減速機２１と、このセレクト用減速機２１にセレクト用クラッチ２２を介して切離し可能に接続されたセレクト用電動モータ２３と、シフトレバー１６に連結されたシフト用減速機２６と、このシフト用減速機２６にシフト用クラッチ２７を介して切離し可能に接続されたシフト用電動モータ２８とを備える。
【００１１】
複数のフォークシャフト１２〜１５はこの実施の形態では４本であり、これらのフォークシャフト１２〜１５は所定の間隔をあけて互いに平行にかつ軸方向に摺動可能に設けられる（図２及び図５）。これらのフォークシャフト１２〜１５にはスリーブ（図示せず）に係合するシフタフォーク３１（図５）がそれぞれ固着され、シフタフォーク３１は上記フォークシャフト１２〜１５及び変速ギヤ（図示せず）とともにギヤケース３２に収容される。フォークシャフト１２〜１５の上方には平面視で上記フォークシャフト１２〜１５に直交するように保持軸３３が設けられ、シフトレバー１６はこの保持軸３３にスプライン嵌合される（図２及び図５）。保持軸３３はその軸線を中心に回動可能にギヤケース３２に挿入され、シフトレバー１６は保持軸３３の軸線に沿って摺動可能にかつ保持軸３３に対して回動不能にギヤケース３２に収容される。
【００１２】
シフトレバー１６は上記保持軸３３にスプライン嵌合されたボス部１６ａと、このボス部１６ａの下端に突設されたシフト用突起１６ｂとを有する（図２及び図５）。４本のフォークシャフト１２〜１５には上記シフト用突起１６ｂを挟持可能な一対の挟持片１２ａ〜１５ａがそれぞれ保持軸３３の長手方向に並んで突設され、シフト用突起１６ｂがこれらの挟持片１２ａ〜１５ａに選択的に挟持されることによりシフトレバー１６がフォークシャフト１２〜１５に選択的に係合可能に構成される。またシフトレバー１６のボス部１６ａ外周面には円周方向に延びる凹溝１６ｃが形成される。なお、フォークシャフトは４本ではなく、２本、３本又は５本以上でもよい。一方、セレクトレバー１７はギヤケース３２に収容され、その中央はギヤケース３２に枢着される（図２及び図５）。またセレクトレバー１７の先端には上記凹溝１６ｃに遊挿される球状のセレクト用突起１７ａが突設され、セレクトレバー１７の基端にはこのレバー１７の長手方向に延びるセレクト用長孔１７ｂ（図２）が形成される。
【００１３】
セレクト用減速機２１はギヤケース３２の上面に取付けられる（図１）。このセレクト用減速機２１は図３及び図４に示すように、セレクト用電動モータ２３の出力軸２３ａにセレクト用クラッチ２２を介して接続されたセレクト用ウォーム２１ａと、このウォーム２１ａに噛合しかつセレクト用ホイール軸２１ｂに嵌着されたセレクト用ウォームホイール２１ｃと、これらを収容するセレクト用ハウジング２１ｄとを有する。セレクト用ホイール軸２１ｂはセレクト用ハウジング２１ｄから下方に突設され、このセレクト用ホイール軸２１ｂの下端にはセレクト用アーム３６の基端が固着される（図２）。セレクト用アーム３６の先端にはセレクト用ピン３７が下方に向って突設され、このセレクト用ピン３７の下端は上記セレクトレバー１７のセレクト用長孔１７ｂに遊挿される。またセレクト用クラッチ２２はセレクト用電動モータ２３の出力軸２３ａに嵌着されたセレクト用駆動クラッチ板２２ａと、セレクト用ウォーム２１ａの一端から上記出力軸２３ａに向って突設されたセレクト用ウォーム軸２１ｅにスプライン嵌合されたセレクト用従動クラッチ板２２ｂとを有する（図３及び図４）。このセレクト用クラッチ２２はセレクト用駆動クラッチ板２２ａ及びセレクト用従動クラッチ板２２ｂにそれぞれ形成された爪２２ｃ，２２ｄを噛合させることにより、セレクト用電動モータ２３の出力軸２３ａの回転力がセレクト用ウォーム２１ａに伝達されるように構成される。
【００１４】
一方、シフト用減速機２６はギヤケース３２の側面に取付けられる（図１）。このシフト用減速機２６はセレクト用減速機２１と同一に構成され（図３及び図４）、シフト用電動モータ２８の出力軸２８ａにシフト用クラッチ２７を介して接続されたシフト用ウォーム２６ａと、このウォーム２６ａに噛合しかつシフト用ホイール軸２６ｂに嵌着されたシフト用ウォームホイール２６ｃと、これらを収容するシフト用ハウジング２６ｄとを有する。シフト用ホイール軸２６ｂはシフト用ハウジング２６ｄから下方に突設され、このシフト用ホイール軸２６ｂの下端にはシフト用アーム３８の基端が固着され、更にこのシフト用アーム３８の先端にはシフト用ピン３９が下方に向って突設される（図２）。またシフト用クラッチ２７はシフト用電動モータ２８の出力軸２８ａに嵌着されたシフト用駆動クラッチ板２７ａと、シフト用ウォーム２６ａの一端から上記出力軸２８ａに向って突設されたシフト用ウォーム軸２６ｅにスプライン嵌合されたシフト用従動クラッチ板２７ｂとを有する（図３及び図４）。このシフト用クラッチ２７はシフト用駆動クラッチ板２７ａ及びシフト用従動クラッチ板２７ｂにそれぞれ形成された爪２７ｃ，２７ｄを噛合させることにより、シフト用電動モータ２８の出力軸２８ａの回転力がシフト用ウォーム２６ａに伝達されるように構成される。
【００１５】
またギヤケース３２の側面にはパワーシフト手段４１が取付けられる（図１）。このパワーシフト手段４１は図６に詳しく示すように、入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部（図示せず）と、この圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部４１ａと、パワーシリンダ部４１ａで発生した出力をストライカ４１ｂに伝達するシフタロッド４１ｃとを有する。ストライカ４１ｂは略Ｌ字状のシフト用ブラケット４２を介して保持軸３３に連結され、シフタロッド４１ｃの先端にはシフト用ステー４３の基端が嵌着される。シフト用ステー４３の先端にはギヤケース３２の幅方向に延びるシフト用長孔４３ａが形成され、このシフト用長孔４３ａに上記シフト用ピン３９の下端が遊挿される。上述のパワーシフト手段４１はシフト用電動モータ２８によるシフトレバー１６の駆動力を圧縮エアを用いて支援するように構成される。なお、図１の符号４４は上記パワーシフト手段４１に接続されたエアタンクであり、このエアタンク４４には上記パワーシフト手段４１に供給される圧縮エアが貯留される。
【００１６】
セレクト用減速機２１には非常時セレクト用クラッチ４６を介して非常時セレクト用モータ４７が接続可能に切離して設けられる（図３及び図４）。この非常時セレクト用クラッチ４６は非常時セレクト用モータ４７の出力軸４７ａに嵌着された非常時セレクト用駆動クラッチ板４６ａと、セレクト用ウォーム２１ａの他端から上記出力軸４７ａに向って突設された非常時セレクト用ウォーム軸２１ｆにスプライン嵌合された非常時セレクト用従動クラッチ板４６ｂとを有する。この非常時セレクト用クラッチ４６は非常時セレクト用駆動クラッチ板４６ａ及び非常時セレクト用従動クラッチ板４６ｂにそれぞれ形成された爪４６ｃ，４６ｄを噛合させることにより、非常時セレクト用モータ４７の出力軸４７ａの回転力がセレクト用ウォーム２１ａに伝達されるように構成される。
【００１７】
シフト用減速機２６には非常時シフト用クラッチ４８を介して非常時シフト用モータ４９が接続可能に切離して設けられる（図３及び図４）。この非常時シフト用クラッチ４８は非常時シフト用モータ４９の出力軸４９ａに嵌着された非常時シフト用駆動クラッチ板４８ａと、シフト用ウォーム２６ａの他端から上記出力軸４９ａに向って突設された非常時シフト用ウォーム軸２６ｆにスプライン嵌合された非常時シフト用従動クラッチ板４８ｂとを有する（図３及び図４）。この非常時シフト用クラッチ４８は非常時シフト用駆動クラッチ板４８ａ及び非常時シフト用従動クラッチ板４８ｂにそれぞれ形成された爪４８ｃ，４８ｄを噛合させることにより、非常時シフト用モータ４９の出力軸４９ａの回転力がシフト用ウォーム２６ａに伝達されるように構成される。なお、上記セレクト用電動モータ２３、シフト用電動モータ２８、非常時セレクト用モータ４７及び非常時シフト用モータ４９としては、回転速度の制御及び回転角度の制御が容易なサーボモータを用いることが好ましい。
【００１８】
また車両には、運転者が操作することによりセレクト用クラッチ２２を切離しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を接続する（図４，セレクト用非常位置）か或いはセレクト用クラッチ２２を接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を切離す（図３，セレクト用通常位置）セレクト用切換手段５１と、運転者が操作することによりシフト用クラッチ２７を切離しかつ非常時シフト用クラッチ４８を接続する（図４，シフト用非常位置）か或いはシフト用クラッチ２７を接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８を切離す（図３，シフト用通常位置）シフト用切換手段５２とが設けられる。
【００１９】
セレクト用切換手段５１は中央がセレクト用ハウジング２１ｄに枢着され一端がセレクト用従動クラッチ板２２ｂに係合するセレクト用第１リンク５１ａと、中央がセレクト用ハウジング２１ｄに枢着され一端が非常時セレクト用従動クラッチ板４８ｂに係合するセレクト用第２リンク５１ｂと、セレクト用ハウジング２１ｄから突出したセレクト用第１リンク５１ａの他端とセレクト用第２リンク５１ｂの他端とを連結するセレクト用第３リンク５１ｃと、このセレクト用第３リンク５１ｃの一端にセレクト用ワイヤケーブル５１ｄを介して連結されたセレクト用非常レバー５１ｅとを有する。セレクト用ハウジング２１ｄの外側面には支持具５１ｆが固着され、この支持具５１ｆの先端とセレクト用第３リンク５１ｃの他端との間にはセレクト用引張りコイルばね５１ｇが介装される。この引張りコイルばね５１ｇはセレクト用第３リンク５１ｃを介してセレクト用クラッチ２２を接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を切離す方向に付勢する（図３）。またセレクト用非常レバー５１ｅの近傍にはこのレバー５１ｅの位置を検出することにより、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６の断続を検出するセレクト用クラッチセンサ５３が設けられる。なお、図３及び図４中の符号５１ｈはセレクト用非常レバー５１ｅを保持することにより、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６をセレクト用通常位置に一時的に固定するセレクト用通常ホルダであり（図３）、符号５１ｉはセレクト用非常レバー５１ｅを保持することにより、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６をセレクト用非常位置に一時的に固定するセレクト用非常ホルダである（図４）。
【００２０】
シフト用切換手段５２はセレクト用切換手段５１と同一に構成され（図３及び図４）、中央がシフト用ハウジング２６ｄに枢着され一端がシフト用従動クラッチ板２７ｂに係合するシフト用第１リンク５２ａと、中央がシフト用ハウジング２６ｄに枢着され一端が非常時シフト用従動クラッチ板４８ｂに係合するシフト用第２リンク５２ｂと、シフト用ハウジング２６でから突出したシフト用第１リンク５２ａの他端とシフト用第２リンク５２ｂの他端とを連結するシフト用第３リンク５２ｃと、このシフト用第３リンク５２ｃの一端にシフト用ワイヤケーブル５２ｄを介して連結されたシフト用非常レバー５２ｅとを有する。シフト用ハウジング２６ｄの外側面には支持具５２ｆが固着され、この支持具５２ｆの先端とシフト用第３リンク５２ｃの他端との間には引張りコイルばね５２ｇが介装される。この引張りコイルばね５２ｇはシフト用第３リンク５２ｃを介してシフト用クラッチ２７を接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８を切離す方向に付勢する（図３）。またシフト用非常レバー５２ｅの近傍にはこのレバー５２ｅの位置を検出することにより、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８の断続を検出するシフト用クラッチセンサ５４が設けられる。なお、図３及び図４中の符号５２ｈはシフト用非常レバー５２ｅを保持することにより、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８をシフト用通常位置に一時的に固定するシフト用通常ホルダであり（図３）、符号５２ｉはシフト用非常レバー５２ｅを保持することにより、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８をシフト用非常位置に一時的に固定するシフト用非常ホルダである（図４）。
【００２１】
図１に戻って、運転席には運転者が操作するチェンジレバー５６が設けられ、このチェンジレバー５６近傍にはこのレバー５６の操作位置を検出する操作検出スイッチ５７が設けられる。また車両には車速を検出する車速センサ５８と、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ５９と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサ６１とが設けられる。更にギヤケース３２には変速位置を検出する変速位置センサ６２が設けられる。セレクト用クラッチセンサ５３、シフト用クラッチセンサ５４、操作検出スイッチ５７、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、エンジン回転センサ６１及び変速位置センサ６２の各検出出力はコントローラ６３の制御入力に接続され、コントローラ６３の制御出力はセレクト用電動モータ２３、シフト用電動モータ２８、非常時セレクト用モータ４７及び非常時シフト用モータ４９にそれぞれ接続される。
【００２２】
このように構成された変速装置１１の動作を説明する。
セレクト用電動モータ２３及びシフト用電動モータ２８が正常であるときには、第３セレクト用リンク５１ｃ及び第３シフト用リンク５２ｃがセレクト用引張りコイルばね５１ｇ及びシフト用引張りコイルばね５２ｇの弾性力にそれぞれ付勢され、セレクト用クラッチ２２が接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６が切離された状態に保たれ、シフト用クラッチ２７が接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８が切離された状態に保たれる（図３）。これによりセレクト用クラッチセンサ５３はセレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６がセレクト用通常位置にあることを検出し、シフト用クラッチセンサ５４はシフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８がシフト用通常位置にあることを検出する。
【００２３】
この状態で運転者が車両の運転中にチェンジレバー５６を操作すると、操作検出スイッチ５７がこのレバー５６の操作を検出するので、コントローラ６３はセレクト用クラッチセンサ５３、シフト用クラッチセンサ５４、操作検出スイッチ５７、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、エンジン回転センサ６１及び変速位置センサ６２の各検出出力に基づいて、先ずセレクト用電動モータ２３を作動させる。セレクト用電動モータ２３が作動すると、このモータ２３の出力軸２３ａの回転力はセレクト用クラッチ２２、セレクト用減速機２１、セレクト用ホイール軸２１ｂ、セレクト用アーム３６及びセレクト用ピン３７を介してセレクトレバー１７に伝達され、セレクトレバー１７はシフトレバー１６を保持軸３３に沿って摺動させ、所定のフォークシャフト１２〜１５、例えばフォークシャフト１４の一対の挟持片１４ａ，１４ａに係合させる。
【００２４】
次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８を作動させる。シフト用電動モータ２８が作動すると、シフト用電動モータ２８の出力軸２８ａの回転運動はシフト用クラッチ２７、シフト用減速機２６、シフト用ホイール軸２６ｂ、シフト用アーム３８、シフト用ピン３９及びシフト用ステー４３を介してパワーシフト手段４１のシフタロッド４１ｃの直線運動に変換され、シフタロッド４１ｃはパワーシフト手段４１による支援を受け、ストライカ４１ｂ、シフト用ブラケット４２及び保持軸３３を介してシフトレバー１６を所定の方向に回転させる。この結果、シフト用突起１６ｂの係合したフォークシャフト１４がその軸方向に摺動するので、変速ギヤがシフトされる。このように回転速度の制御を容易に行えるシフト用電動モータ２８を用いることにより、シフトレバー１６のシフトスピードを微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段４１がシフト用電動モータ２８によるシフトレバー１６の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ２８として比較的小出力のモータを用いることができ、これによりシフト用電動モータ２８を小型化できる。
【００２５】
一方、セレクト用電動モータ２３又はシフト用電動モータ２８のいずれか一方又は双方が故障すると、例えばセレクト用電動モータ２８が故障すると、運転者はセレクト用非常レバー５１ｅをセレクト用引張りコイルばね５１ｇの弾性力に抗して操作し、セレクト用クラッチ２２を切離しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を接続するので（図４）、セレクト用クラッチセンサ５３はセレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６がセレクト用非常位置に切換えられたことを検出する。この状態で運転者が車両の運転中にチェンジレバー５６を操作すると、操作検出スイッチ５７がこのレバー５６の操作を検出するので、コントローラ６３はセレクト用クラッチセンサ５３、シフト用クラッチセンサ５４、操作検出スイッチ５７、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、エンジン回転センサ６１及び変速位置センサ６２の各検出出力に基づいて、先ず非常時セレクト用モータ４７を作動させる。非常時セレクト用モータ４７が作動すると、このモータ４７の出力軸４７ａの回転力は非常時セレクト用クラッチ４６、セレクト用減速機２１、セレクト用ホイール軸２１ｂ、セレクト用アーム３６及びセレクト用ピン３７を介してセレクトレバー１７に伝達され、セレクトレバー１７はシフトレバー１６を保持軸３３に沿って摺動させ、所定のフォークシャフト１２〜１５、例えばフォークシャフト１４の一対の挟持片１４ａ，１４ａに係合させる。
【００２６】
次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８を作動させる。シフト用電動モータ２８が作動すると、このモータ２８の出力軸２８ａの回転運動はシフト用クラッチ２７、シフト用減速機２６、シフト用ホイール軸２６ｂ、シフト用アーム３８、シフト用ピン３９及びシフト用ステー４３を介してパワーシフト手段４１のシフタロッド４１ｃの直線運動に変換され、シフタロッド４１ｃはパワーシフト手段４１による支援を受け、ストライカ４１ｂ、シフト用ブラケット４２及び保持軸３３を介してシフトレバー１６を所定の方向に回転させる。この結果、シフト用突起１６ｂの係合したフォークシャフト１４がその軸方向に摺動するので、変速ギヤがシフトされる。このようにセレクト用電動モータ２３が故障しても、セレクト用非常レバー５１ｅを操作することにより、通常と同様に変速できる。なお、シフト用電動モータ２８が故障した場合には、運転者はシフト用非常レバー５２ｅをシフト用引張りコイルばね５２ｇの弾性力に抗して操作し、シフト用クラッチ２７を切離しかつ非常時シフト用クラッチ４８を接続する（図４）。これによりコントローラ６３はシフト用電動モータ２８ではなく、非常時シフト用モータ４９を作動させるので、通常と同様に変速できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セレクトレバーに接続されたセレクト用減速機にセレクト用クラッチを介してセレクト用電動モータを切離し可能に接続すとともに非常時セレクト用クラッチを介して非常時セレクト用モータを接続可能に切離し、シフトレバーに接続されたシフト用減速機にシフト用クラッチを介してシフト用電動モータを切離し可能に接続するとともに非常時シフト用クラッチを介して非常時シフト用モータを接続可能に切離し、更にコントローラが操作検出スイッチ、セレクト用クラッチセンサ及びシフト用クラッチセンサの各検出出力に基づいて上記各モータをそれぞれ制御するので、セレクト用電動モータ又はシフト用電動モータのいずれか一方又は双方が故障しても、通常と同様に変速できる。
【００２８】
また比較的高価な制御装置に加えて、これと同一の非常時制御装置を搭載するため、製造コストを押上げる従来の変速機の変速操作装置と比較して、本発明では比較的廉価な非常時セレクト用モータ及び非常時シフトモータの追加で済むので、製造コストの押上げを抑制できる。
またシフト用電動モータ又は非常時シフト用モータにてシフトレバーのシフトスピードを微妙にコントロールすることができるので、変速ギヤの破損を防止できる。
更にシフトレバーとシフト用減速機との間にパワーシフト手段を設け、このパワーシフト手段がシフト用電動モータ又は非常時シフト用モータによるシフトレバーの駆動力を圧縮エアを用いて支援するように構成すれば、パワーシフト手段がシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力を支援することにより、シフト用電動モータ及び非常時シフト用モータを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の非常コントロール機構付き変速装置を示す平面構成図。
【図２】その変速装置のフォークシャフト、セレクトレバー及びシフトレバーを含む要部斜視図。
【図３】セレクト用減速機及びシフト用減速機を、セレクト用電動モータ及びシフト用電動モータに接続しかつ非常時セレクト用モータ及び非常時シフト用モータから切離した状態を示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】セレクト用減速機及びシフト用減速機を、非常時セレクト用モータ及び非常時シフト用モータに接続しかつセレクト用電動モータ及びシフト用電動モータから切離した状態を示す図３に対応する断面図。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
１１ 変速装置
１２〜１４ フォークシャフト
１６ シフトレバー
１７ セレクトレバー
２１ セレクト用減速機
２１ａ セレクト用ウォーム
２１ｃ セレクト用ウォームホイール
２２ セレクト用クラッチ
２３ セレクト用電動モータ
２６ シフト用減速機
２６ａ シフト用ウォーム
２６ｃ シフト用ウォームホイール
２７ シフト用クラッチ
２８ シフト用電動モータ
４１ パワーシフト手段
４６ 非常時セレクト用クラッチ
４７ 非常時セレクト用モータ
４８ 非常時シフト用クラッチ
４９ 非常時シフト用モータ
５１ セレクト用切換手段
５１ａ セレクト用第１リンク
５１ｂ セレクト用第２リンク
５１ｃ セレクト用第３リンク
５１ｅ セレクト用非常レバー
５２ シフト用切換手段
５２ａ シフト用第１リンク
５２ｂ シフト用第２リンク
５２ｃ シフト用第３リンク
５２ｅ シフト用非常レバー
５３ セレクト用クラッチセンサ
５４ シフト用クラッチセンサ
５６ チェンジレバー
５７ 操作検出スイッチ
６３ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、シフトレバー及びセレクトレバーを駆動する電動モータが故障したときに用いられるコントロール機構を有する変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の変速装置として、セレクトアクチュエータ（エアシリンダ）によりセレクトされたシフトフォークシャフトがシフトアクチュエータ（エアシリンダ）によりシフトされて変速されるように構成され、上記セレクトアクチュエータ及びシフトアクチュエータが制御装置からの指令にて開閉制御される電磁弁によりエアが給排されて作動するように構成された変速機の変速操作装置が開示されている（実開平２−２１３６６号）。この変速操作装置では、上記セレクトアクチュエータ及びシフトアクチュエータの非常時作動用エア回路が設けられ、このエア回路が非常時用電磁弁を介して通常時用電磁弁の排気ポートに接続され、更に非常時用電磁弁の開閉制御を行う非常時制御装置が設けられる。
【０００３】
このように構成された変速機の変速操作装置では、電磁弁又は制御装置が故障すると、非常時制御装置により非常時用電磁弁が開閉制御され、これによりセレクトアクチュエータ及びシフトアクチュエータが作動する。この結果、セレクトアクチュエータによりセレクトされたシフトフォークシャフトがシフトアクチュエータにより作動して変速ギヤがシフトされるので、車両を自走できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の実開平２−２１３６６号公報に示された変速機の変速操作装置では、比較的高価な制御装置に加えて、これと同一又は同等の非常時制御装置を搭載しなければならず、製造コストを押上げる不具合があった。
また、上記従来の変速機の変速操作装置では、エアシリンダからなるシフトアクチュエータにてシフトフォークシャフトを作動させるため、このシャフトのシフトスピードをコントロールすることが難しい問題点もあった。
【０００５】
本発明の目的は、比較的廉価な非常時セレクト用モータ及び非常時シフトモータの追加で、セレクト用電動モータ又はシフト用電動モータのいずれか一方又は双方が故障しても変速できる、非常コントロール機構付き変速装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、シフト用電動モータ又は非常時シフト用モータにてシフトレバーのシフトスピードを微妙にコントロールすることにより、変速ギヤの破損を防止できる、非常コントロール機構付き変速装置を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、パワーシフト手段がシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力を支援することにより、シフト用電動モータ及び非常時シフト用モータを小型化できる、非常コントロール機構付き変速装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１〜図３に示すように、変速ギヤの複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合可能であって上記係合したフォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動可能なシフトレバー１６と、シフトレバー１６を複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー１７と、セレクトレバー１７に連結されたセレクト用減速機２１のセレクト用ウォームホイール２１ｃと、セレクト用ウォームホイール２１ｃに噛合するセレクト用ウォーム２１ａにセレクト用クラッチ２２を介して切離し可能に接続されたセレクト用電動モータ２３と、セレクト用ウォーム２１ａに非常時セレクト用クラッチ４６を介して接続可能に切離された非常時セレクト用モータ４７と、シフトレバー１６に連結されたシフト用減速機２６のシフト用ウォームホイール２６ｃと、シフト用ウォームホイール２６ｃに噛合するシフト用ウォーム２６ａにシフト用クラッチ２７を介して切離し可能に接続されたシフト用電動モータ２８と、シフト用ウォーム２６ａに非常時シフト用クラッチ４８を介して接続可能に切離された非常時シフト用モータ４９と、運転者が操作することによりセレクト用クラッチ２２を切離しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を接続するか或いはセレクト用クラッチ２２を接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を切離すセレクト用切換手段５１と、運転者が操作することによりシフト用クラッチ２７を切離しかつ非常時シフト用クラッチ４８を接続するか或いはシフト用クラッチ２７を接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８を切離すシフト用切換手段５２と、運転者が操作するチェンジレバー５６の操作位置を検出する操作検出スイッチ５７と、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６の断続を検出するセレクト用クラッチセンサ５３と、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８の断続を検出するシフト用クラッチセンサ５４と、操作検出スイッチ５７、セレクト用クラッチセンサ５３及びシフト用クラッチセンサ５４の各検出出力に基づいてセレクト用電動モータ２３、シフト用電動モータ２８、非常時セレクト用モータ４７及び非常時シフト用モータ４９をそれぞれ制御するコントローラ６３とを備えた非常コントロール機構付き変速装置であって、セレクト用切換手段５１が、セレクト用従動クラッチ２２に係合するセレクト用第１リンク５１ａと非常時セレクト用従動クラッチ４８に係合するセレクト用第２リンク５１ｂとを連結するセレクト用第３リンク５１ｃと、このセレクト用第３リンク５１ｃに連結され運転者が操作するセレクト用非常レバー５１ｅとを有し、シフト用切換手段５２が、シフト用従動クラッチ２７に係合するシフト用第１リンク５２ａと非常時シフト用従動クラッチ４８に係合するシフト用第２リンク５２ｂとを連結するシフト用第３リンク５２ｃと、このシフト用第３リンク５２ｃに連結され運転者が操作するシフト用非常レバー５２ｅとを有する。
【０００７】
この請求項１に記載された非常コントロール機構付き変速装置では、セレクト用電動モータ２３及びシフト用電動モータ２８が正常であるときには、運転者がチェンジレバー５６を操作すると、コントローラ６３は操作検出スイッチ５７の検出出力に基づいてセレクト用電動モータ２３及びシフト用電動モータ２８を制御する。即ち、コントローラ６３は先ずセレクト用電動モータ２３を制御してセレクトレバー１７を駆動し、シフトレバー１６を所定のフォークシャフト１２〜１５に係合させる。次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８を制御してシフトレバー１６を駆動し、フォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。
【０００８】
一方、セレクト用電動モータ２３又はシフト用電動モータ２８のいずれか一方又は双方が故障すると、運転者はセレクト用切換手段５１又はシフト用切換手段５２のいずれか一方又は双方を切換えて、セレクト用減速機２１の非常時セレクト用モータ４７への接続、又はシフト用減速機２６の非常時シフト用モータ４９への接続のいずれか一方又は双方を行う。その後、運転者がチェンジレバー５６を操作すると、コントローラ６３は操作検出スイッチ５７、セレクト用クラッチセンサ５３及びシフト用クラッチセンサ５４の各検出出力に基づいてセレクト用電動モータ２３又は非常時セレクト用モータ４７と、シフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９を制御する。即ち、コントローラ６３は先ずセレクト用電動モータ２３又は非常時セレクト用モータ４７を制御してセレクトレバー２６を駆動し、シフトレバー１６を所定のフォークシャフト１２〜１５に係合させる。次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９を制御してシフトレバー１６を駆動し、フォークシャフト１２〜１５をその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１及び図２に示すように、シフトレバー１６とシフト用減速機２６との間に設けられシフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９によるシフトレバー１６の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段４１を更に備えたことを特徴とする。
この請求項２に記載された非常コントロール機構付き変速装置では、パワーシフト手段４１がシフト用電動モータ２８又は非常時シフト用モータ４９によるシフトレバー１６の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ２８及び非常時シフト用モータ４９として比較的小出力のモータを用いることができ、シフト用電動モータ２８及び非常時シフト用モータ４９を小型化できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５に示すように、車両の変速装置１１は変速ギヤの複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合可能なシフトレバー１６と、このシフトレバー１６を複数のフォークシャフト１２〜１５のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー１７と、このセレクトレバー１７に連結されたセレクト用減速機２１と、このセレクト用減速機２１にセレクト用クラッチ２２を介して切離し可能に接続されたセレクト用電動モータ２３と、シフトレバー１６に連結されたシフト用減速機２６と、このシフト用減速機２６にシフト用クラッチ２７を介して切離し可能に接続されたシフト用電動モータ２８とを備える。
【００１１】
複数のフォークシャフト１２〜１５はこの実施の形態では４本であり、これらのフォークシャフト１２〜１５は所定の間隔をあけて互いに平行にかつ軸方向に摺動可能に設けられる（図２及び図５）。これらのフォークシャフト１２〜１５にはスリーブ（図示せず）に係合するシフタフォーク３１（図５）がそれぞれ固着され、シフタフォーク３１は上記フォークシャフト１２〜１５及び変速ギヤ（図示せず）とともにギヤケース３２に収容される。フォークシャフト１２〜１５の上方には平面視で上記フォークシャフト１２〜１５に直交するように保持軸３３が設けられ、シフトレバー１６はこの保持軸３３にスプライン嵌合される（図２及び図５）。保持軸３３はその軸線を中心に回動可能にギヤケース３２に挿入され、シフトレバー１６は保持軸３３の軸線に沿って摺動可能にかつ保持軸３３に対して回動不能にギヤケース３２に収容される。
【００１２】
シフトレバー１６は上記保持軸３３にスプライン嵌合されたボス部１６ａと、このボス部１６ａの下端に突設されたシフト用突起１６ｂとを有する（図２及び図５）。４本のフォークシャフト１２〜１５には上記シフト用突起１６ｂを挟持可能な一対の挟持片１２ａ〜１５ａがそれぞれ保持軸３３の長手方向に並んで突設され、シフト用突起１６ｂがこれらの挟持片１２ａ〜１５ａに選択的に挟持されることによりシフトレバー１６がフォークシャフト１２〜１５に選択的に係合可能に構成される。またシフトレバー１６のボス部１６ａ外周面には円周方向に延びる凹溝１６ｃが形成される。なお、フォークシャフトは４本ではなく、２本、３本又は５本以上でもよい。一方、セレクトレバー１７はギヤケース３２に収容され、その中央はギヤケース３２に枢着される（図２及び図５）。またセレクトレバー１７の先端には上記凹溝１６ｃに遊挿される球状のセレクト用突起１７ａが突設され、セレクトレバー１７の基端にはこのレバー１７の長手方向に延びるセレクト用長孔１７ｂ（図２）が形成される。
【００１３】
セレクト用減速機２１はギヤケース３２の上面に取付けられる（図１）。このセレクト用減速機２１は図３及び図４に示すように、セレクト用電動モータ２３の出力軸２３ａにセレクト用クラッチ２２を介して接続されたセレクト用ウォーム２１ａと、このウォーム２１ａに噛合しかつセレクト用ホイール軸２１ｂに嵌着されたセレクト用ウォームホイール２１ｃと、これらを収容するセレクト用ハウジング２１ｄとを有する。セレクト用ホイール軸２１ｂはセレクト用ハウジング２１ｄから下方に突設され、このセレクト用ホイール軸２１ｂの下端にはセレクト用アーム３６の基端が固着される（図２）。セレクト用アーム３６の先端にはセレクト用ピン３７が下方に向って突設され、このセレクト用ピン３７の下端は上記セレクトレバー１７のセレクト用長孔１７ｂに遊挿される。またセレクト用クラッチ２２はセレクト用電動モータ２３の出力軸２３ａに嵌着されたセレクト用駆動クラッチ板２２ａと、セレクト用ウォーム２１ａの一端から上記出力軸２３ａに向って突設されたセレクト用ウォーム軸２１ｅにスプライン嵌合されたセレクト用従動クラッチ板２２ｂとを有する（図３及び図４）。このセレクト用クラッチ２２はセレクト用駆動クラッチ板２２ａ及びセレクト用従動クラッチ板２２ｂにそれぞれ形成された爪２２ｃ，２２ｄを噛合させることにより、セレクト用電動モータ２３の出力軸２３ａの回転力がセレクト用ウォーム２１ａに伝達されるように構成される。
【００１４】
一方、シフト用減速機２６はギヤケース３２の側面に取付けられる（図１）。このシフト用減速機２６はセレクト用減速機２１と同一に構成され（図３及び図４）、シフト用電動モータ２８の出力軸２８ａにシフト用クラッチ２７を介して接続されたシフト用ウォーム２６ａと、このウォーム２６ａに噛合しかつシフト用ホイール軸２６ｂに嵌着されたシフト用ウォームホイール２６ｃと、これらを収容するシフト用ハウジング２６ｄとを有する。シフト用ホイール軸２６ｂはシフト用ハウジング２６ｄから下方に突設され、このシフト用ホイール軸２６ｂの下端にはシフト用アーム３８の基端が固着され、更にこのシフト用アーム３８の先端にはシフト用ピン３９が下方に向って突設される（図２）。またシフト用クラッチ２７はシフト用電動モータ２８の出力軸２８ａに嵌着されたシフト用駆動クラッチ板２７ａと、シフト用ウォーム２６ａの一端から上記出力軸２８ａに向って突設されたシフト用ウォーム軸２６ｅにスプライン嵌合されたシフト用従動クラッチ板２７ｂとを有する（図３及び図４）。このシフト用クラッチ２７はシフト用駆動クラッチ板２７ａ及びシフト用従動クラッチ板２７ｂにそれぞれ形成された爪２７ｃ，２７ｄを噛合させることにより、シフト用電動モータ２８の出力軸２８ａの回転力がシフト用ウォーム２６ａに伝達されるように構成される。
【００１５】
またギヤケース３２の側面にはパワーシフト手段４１が取付けられる（図１）。このパワーシフト手段４１は図６に詳しく示すように、入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部（図示せず）と、この圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部４１ａと、パワーシリンダ部４１ａで発生した出力をストライカ４１ｂに伝達するシフタロッド４１ｃとを有する。ストライカ４１ｂは略Ｌ字状のシフト用ブラケット４２を介して保持軸３３に連結され、シフタロッド４１ｃの先端にはシフト用ステー４３の基端が嵌着される。シフト用ステー４３の先端にはギヤケース３２の幅方向に延びるシフト用長孔４３ａが形成され、このシフト用長孔４３ａに上記シフト用ピン３９の下端が遊挿される。上述のパワーシフト手段４１はシフト用電動モータ２８によるシフトレバー１６の駆動力を圧縮エアを用いて支援するように構成される。なお、図１の符号４４は上記パワーシフト手段４１に接続されたエアタンクであり、このエアタンク４４には上記パワーシフト手段４１に供給される圧縮エアが貯留される。
【００１６】
セレクト用減速機２１には非常時セレクト用クラッチ４６を介して非常時セレクト用モータ４７が接続可能に切離して設けられる（図３及び図４）。この非常時セレクト用クラッチ４６は非常時セレクト用モータ４７の出力軸４７ａに嵌着された非常時セレクト用駆動クラッチ板４６ａと、セレクト用ウォーム２１ａの他端から上記出力軸４７ａに向って突設された非常時セレクト用ウォーム軸２１ｆにスプライン嵌合された非常時セレクト用従動クラッチ板４６ｂとを有する。この非常時セレクト用クラッチ４６は非常時セレクト用駆動クラッチ板４６ａ及び非常時セレクト用従動クラッチ板４６ｂにそれぞれ形成された爪４６ｃ，４６ｄを噛合させることにより、非常時セレクト用モータ４７の出力軸４７ａの回転力がセレクト用ウォーム２１ａに伝達されるように構成される。
【００１７】
シフト用減速機２６には非常時シフト用クラッチ４８を介して非常時シフト用モータ４９が接続可能に切離して設けられる（図３及び図４）。この非常時シフト用クラッチ４８は非常時シフト用モータ４９の出力軸４９ａに嵌着された非常時シフト用駆動クラッチ板４８ａと、シフト用ウォーム２６ａの他端から上記出力軸４９ａに向って突設された非常時シフト用ウォーム軸２６ｆにスプライン嵌合された非常時シフト用従動クラッチ板４８ｂとを有する（図３及び図４）。この非常時シフト用クラッチ４８は非常時シフト用駆動クラッチ板４８ａ及び非常時シフト用従動クラッチ板４８ｂにそれぞれ形成された爪４８ｃ，４８ｄを噛合させることにより、非常時シフト用モータ４９の出力軸４９ａの回転力がシフト用ウォーム２６ａに伝達されるように構成される。なお、上記セレクト用電動モータ２３、シフト用電動モータ２８、非常時セレクト用モータ４７及び非常時シフト用モータ４９としては、回転速度の制御及び回転角度の制御が容易なサーボモータを用いることが好ましい。
【００１８】
また車両には、運転者が操作することによりセレクト用クラッチ２２を切離しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を接続する（図４，セレクト用非常位置）か或いはセレクト用クラッチ２２を接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を切離す（図３，セレクト用通常位置）セレクト用切換手段５１と、運転者が操作することによりシフト用クラッチ２７を切離しかつ非常時シフト用クラッチ４８を接続する（図４，シフト用非常位置）か或いはシフト用クラッチ２７を接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８を切離す（図３，シフト用通常位置）シフト用切換手段５２とが設けられる。
【００１９】
セレクト用切換手段５１は中央がセレクト用ハウジング２１ｄに枢着され一端がセレクト用従動クラッチ板２２ｂに係合するセレクト用第１リンク５１ａと、中央がセレクト用ハウジング２１ｄに枢着され一端が非常時セレクト用従動クラッチ板４８ｂに係合するセレクト用第２リンク５１ｂと、セレクト用ハウジング２１ｄから突出したセレクト用第１リンク５１ａの他端とセレクト用第２リンク５１ｂの他端とを連結するセレクト用第３リンク５１ｃと、このセレクト用第３リンク５１ｃの一端にセレクト用ワイヤケーブル５１ｄを介して連結されたセレクト用非常レバー５１ｅとを有する。セレクト用ハウジング２１ｄの外側面には支持具５１ｆが固着され、この支持具５１ｆの先端とセレクト用第３リンク５１ｃの他端との間にはセレクト用引張りコイルばね５１ｇが介装される。この引張りコイルばね５１ｇはセレクト用第３リンク５１ｃを介してセレクト用クラッチ２２を接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を切離す方向に付勢する（図３）。またセレクト用非常レバー５１ｅの近傍にはこのレバー５１ｅの位置を検出することにより、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６の断続を検出するセレクト用クラッチセンサ５３が設けられる。なお、図３及び図４中の符号５１ｈはセレクト用非常レバー５１ｅを保持することにより、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６をセレクト用通常位置に一時的に固定するセレクト用通常ホルダであり（図３）、符号５１ｉはセレクト用非常レバー５１ｅを保持することにより、セレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６をセレクト用非常位置に一時的に固定するセレクト用非常ホルダである（図４）。
【００２０】
シフト用切換手段５２はセレクト用切換手段５１と同一に構成され（図３及び図４）、中央がシフト用ハウジング２６ｄに枢着され一端がシフト用従動クラッチ板２７ｂに係合するシフト用第１リンク５２ａと、中央がシフト用ハウジング２６ｄに枢着され一端が非常時シフト用従動クラッチ板４８ｂに係合するシフト用第２リンク５２ｂと、シフト用ハウジング２６でから突出したシフト用第１リンク５２ａの他端とシフト用第２リンク５２ｂの他端とを連結するシフト用第３リンク５２ｃと、このシフト用第３リンク５２ｃの一端にシフト用ワイヤケーブル５２ｄを介して連結されたシフト用非常レバー５２ｅとを有する。シフト用ハウジング２６ｄの外側面には支持具５２ｆが固着され、この支持具５２ｆの先端とシフト用第３リンク５２ｃの他端との間には引張りコイルばね５２ｇが介装される。この引張りコイルばね５２ｇはシフト用第３リンク５２ｃを介してシフト用クラッチ２７を接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８を切離す方向に付勢する（図３）。またシフト用非常レバー５２ｅの近傍にはこのレバー５２ｅの位置を検出することにより、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８の断続を検出するシフト用クラッチセンサ５４が設けられる。なお、図３及び図４中の符号５２ｈはシフト用非常レバー５２ｅを保持することにより、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８をシフト用通常位置に一時的に固定するシフト用通常ホルダであり（図３）、符号５２ｉはシフト用非常レバー５２ｅを保持することにより、シフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８をシフト用非常位置に一時的に固定するシフト用非常ホルダである（図４）。
【００２１】
図１に戻って、運転席には運転者が操作するチェンジレバー５６が設けられ、このチェンジレバー５６近傍にはこのレバー５６の操作位置を検出する操作検出スイッチ５７が設けられる。また車両には車速を検出する車速センサ５８と、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ５９と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサ６１とが設けられる。更にギヤケース３２には変速位置を検出する変速位置センサ６２が設けられる。セレクト用クラッチセンサ５３、シフト用クラッチセンサ５４、操作検出スイッチ５７、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、エンジン回転センサ６１及び変速位置センサ６２の各検出出力はコントローラ６３の制御入力に接続され、コントローラ６３の制御出力はセレクト用電動モータ２３、シフト用電動モータ２８、非常時セレクト用モータ４７及び非常時シフト用モータ４９にそれぞれ接続される。
【００２２】
このように構成された変速装置１１の動作を説明する。
セレクト用電動モータ２３及びシフト用電動モータ２８が正常であるときには、第３セレクト用リンク５１ｃ及び第３シフト用リンク５２ｃがセレクト用引張りコイルばね５１ｇ及びシフト用引張りコイルばね５２ｇの弾性力にそれぞれ付勢され、セレクト用クラッチ２２が接続しかつ非常時セレクト用クラッチ４６が切離された状態に保たれ、シフト用クラッチ２７が接続しかつ非常時シフト用クラッチ４８が切離された状態に保たれる（図３）。これによりセレクト用クラッチセンサ５３はセレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６がセレクト用通常位置にあることを検出し、シフト用クラッチセンサ５４はシフト用クラッチ２７及び非常時シフト用クラッチ４８がシフト用通常位置にあることを検出する。
【００２３】
この状態で運転者が車両の運転中にチェンジレバー５６を操作すると、操作検出スイッチ５７がこのレバー５６の操作を検出するので、コントローラ６３はセレクト用クラッチセンサ５３、シフト用クラッチセンサ５４、操作検出スイッチ５７、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、エンジン回転センサ６１及び変速位置センサ６２の各検出出力に基づいて、先ずセレクト用電動モータ２３を作動させる。セレクト用電動モータ２３が作動すると、このモータ２３の出力軸２３ａの回転力はセレクト用クラッチ２２、セレクト用減速機２１、セレクト用ホイール軸２１ｂ、セレクト用アーム３６及びセレクト用ピン３７を介してセレクトレバー１７に伝達され、セレクトレバー１７はシフトレバー１６を保持軸３３に沿って摺動させ、所定のフォークシャフト１２〜１５、例えばフォークシャフト１４の一対の挟持片１４ａ，１４ａに係合させる。
【００２４】
次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８を作動させる。シフト用電動モータ２８が作動すると、シフト用電動モータ２８の出力軸２８ａの回転運動はシフト用クラッチ２７、シフト用減速機２６、シフト用ホイール軸２６ｂ、シフト用アーム３８、シフト用ピン３９及びシフト用ステー４３を介してパワーシフト手段４１のシフタロッド４１ｃの直線運動に変換され、シフタロッド４１ｃはパワーシフト手段４１による支援を受け、ストライカ４１ｂ、シフト用ブラケット４２及び保持軸３３を介してシフトレバー１６を所定の方向に回転させる。この結果、シフト用突起１６ｂの係合したフォークシャフト１４がその軸方向に摺動するので、変速ギヤがシフトされる。このように回転速度の制御を容易に行えるシフト用電動モータ２８を用いることにより、シフトレバー１６のシフトスピードを微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段４１がシフト用電動モータ２８によるシフトレバー１６の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ２８として比較的小出力のモータを用いることができ、これによりシフト用電動モータ２８を小型化できる。
【００２５】
一方、セレクト用電動モータ２３又はシフト用電動モータ２８のいずれか一方又は双方が故障すると、例えばセレクト用電動モータ２８が故障すると、運転者はセレクト用非常レバー５１ｅをセレクト用引張りコイルばね５１ｇの弾性力に抗して操作し、セレクト用クラッチ２２を切離しかつ非常時セレクト用クラッチ４６を接続するので（図４）、セレクト用クラッチセンサ５３はセレクト用クラッチ２２及び非常時セレクト用クラッチ４６がセレクト用非常位置に切換えられたことを検出する。この状態で運転者が車両の運転中にチェンジレバー５６を操作すると、操作検出スイッチ５７がこのレバー５６の操作を検出するので、コントローラ６３はセレクト用クラッチセンサ５３、シフト用クラッチセンサ５４、操作検出スイッチ５７、車速センサ５８、アクセルセンサ５９、エンジン回転センサ６１及び変速位置センサ６２の各検出出力に基づいて、先ず非常時セレクト用モータ４７を作動させる。非常時セレクト用モータ４７が作動すると、このモータ４７の出力軸４７ａの回転力は非常時セレクト用クラッチ４６、セレクト用減速機２１、セレクト用ホイール軸２１ｂ、セレクト用アーム３６及びセレクト用ピン３７を介してセレクトレバー１７に伝達され、セレクトレバー１７はシフトレバー１６を保持軸３３に沿って摺動させ、所定のフォークシャフト１２〜１５、例えばフォークシャフト１４の一対の挟持片１４ａ，１４ａに係合させる。
【００２６】
次にコントローラ６３はシフト用電動モータ２８を作動させる。シフト用電動モータ２８が作動すると、このモータ２８の出力軸２８ａの回転運動はシフト用クラッチ２７、シフト用減速機２６、シフト用ホイール軸２６ｂ、シフト用アーム３８、シフト用ピン３９及びシフト用ステー４３を介してパワーシフト手段４１のシフタロッド４１ｃの直線運動に変換され、シフタロッド４１ｃはパワーシフト手段４１による支援を受け、ストライカ４１ｂ、シフト用ブラケット４２及び保持軸３３を介してシフトレバー１６を所定の方向に回転させる。この結果、シフト用突起１６ｂの係合したフォークシャフト１４がその軸方向に摺動するので、変速ギヤがシフトされる。このようにセレクト用電動モータ２３が故障しても、セレクト用非常レバー５１ｅを操作することにより、通常と同様に変速できる。なお、シフト用電動モータ２８が故障した場合には、運転者はシフト用非常レバー５２ｅをシフト用引張りコイルばね５２ｇの弾性力に抗して操作し、シフト用クラッチ２７を切離しかつ非常時シフト用クラッチ４８を接続する（図４）。これによりコントローラ６３はシフト用電動モータ２８ではなく、非常時シフト用モータ４９を作動させるので、通常と同様に変速できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セレクトレバーに接続されたセレクト用減速機にセレクト用クラッチを介してセレクト用電動モータを切離し可能に接続すとともに非常時セレクト用クラッチを介して非常時セレクト用モータを接続可能に切離し、シフトレバーに接続されたシフト用減速機にシフト用クラッチを介してシフト用電動モータを切離し可能に接続するとともに非常時シフト用クラッチを介して非常時シフト用モータを接続可能に切離し、更にコントローラが操作検出スイッチ、セレクト用クラッチセンサ及びシフト用クラッチセンサの各検出出力に基づいて上記各モータをそれぞれ制御するので、セレクト用電動モータ又はシフト用電動モータのいずれか一方又は双方が故障しても、通常と同様に変速できる。
【００２８】
また比較的高価な制御装置に加えて、これと同一の非常時制御装置を搭載するため、製造コストを押上げる従来の変速機の変速操作装置と比較して、本発明では比較的廉価な非常時セレクト用モータ及び非常時シフトモータの追加で済むので、製造コストの押上げを抑制できる。
またシフト用電動モータ又は非常時シフト用モータにてシフトレバーのシフトスピードを微妙にコントロールすることができるので、変速ギヤの破損を防止できる。
更にシフトレバーとシフト用減速機との間にパワーシフト手段を設け、このパワーシフト手段がシフト用電動モータ又は非常時シフト用モータによるシフトレバーの駆動力を圧縮エアを用いて支援するように構成すれば、パワーシフト手段がシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力を支援することにより、シフト用電動モータ及び非常時シフト用モータを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の非常コントロール機構付き変速装置を示す平面構成図。
【図２】その変速装置のフォークシャフト、セレクトレバー及びシフトレバーを含む要部斜視図。
【図３】セレクト用減速機及びシフト用減速機を、セレクト用電動モータ及びシフト用電動モータに接続しかつ非常時セレクト用モータ及び非常時シフト用モータから切離した状態を示す図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】セレクト用減速機及びシフト用減速機を、非常時セレクト用モータ及び非常時シフト用モータに接続しかつセレクト用電動モータ及びシフト用電動モータから切離した状態を示す図３に対応する断面図。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
１１ 変速装置
１２〜１４ フォークシャフト
１６ シフトレバー
１７ セレクトレバー
２１ セレクト用減速機
２１ａ セレクト用ウォーム
２１ｃ セレクト用ウォームホイール
２２ セレクト用クラッチ
２３ セレクト用電動モータ
２６ シフト用減速機
２６ａ シフト用ウォーム
２６ｃ シフト用ウォームホイール
２７ シフト用クラッチ
２８ シフト用電動モータ
４１ パワーシフト手段
４６ 非常時セレクト用クラッチ
４７ 非常時セレクト用モータ
４８ 非常時シフト用クラッチ
４９ 非常時シフト用モータ
５１ セレクト用切換手段
５１ａ セレクト用第１リンク
５１ｂ セレクト用第２リンク
５１ｃ セレクト用第３リンク
５１ｅ セレクト用非常レバー
５２ シフト用切換手段
５２ａ シフト用第１リンク
５２ｂ シフト用第２リンク
５２ｃ シフト用第３リンク
５２ｅ シフト用非常レバー
５３ セレクト用クラッチセンサ
５４ シフト用クラッチセンサ
５６ チェンジレバー
５７ 操作検出スイッチ
６３ コントローラ
Claims (2)
- 変速ギヤの複数のフォークシャフト(12〜15)のいずれかに選択的に係合可能であって前記係合したフォークシャフト(12〜15)をその軸方向に摺動可能なシフトレバー(16)と、
前記シフトレバー(16)を前記複数のフォークシャフト(12〜15)のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー(17)と、
前記セレクトレバー(17)に連結されたセレクト用減速機(21)のセレクト用ウォームホイール (21c)と、
前記セレクト用ウォームホイール (21c) に噛合するセレクト用ウォーム (21a)にセレクト用クラッチ(22)を介して切離し可能に接続されたセレクト用電動モータ(23)と、
前記セレクト用ウォーム (21a)に非常時セレクト用クラッチ(46)を介して接続可能に切離された非常時セレクト用モータ(47)と、
前記シフトレバー(16)に連結されたシフト用減速機(26)のシフト用ウォームホイール (26b)と、
前記シフト用ウォームホイール (26b) に噛合するシフト用ウォーム (26a)にシフト用クラッチ(27)を介して切離し可能に接続されたシフト用電動モータ(28)と、
前記シフト用ウォーム (26a)に非常時シフト用クラッチ(48)を介して接続可能に切離された非常時シフト用モータ(49)と、
前記運転者が操作することにより前記セレクト用クラッチ(22)を切離しかつ前記非常時セレクト用クラッチ(46)を接続するか或いは前記セレクト用クラッチ(22)を接続しかつ前記非常時セレクト用クラッチ(46)を切離すセレクト用切換手段(51)と、
前記運転者が操作することにより前記シフト用クラッチ(27)を切離しかつ前記非常時シフト用クラッチ(48)を接続するか或いは前記シフト用クラッチ(27)を接続しかつ前記非常時シフト用クラッチ(48)を切離すシフト用切換手段(52)と、
運転者が操作するチェンジレバー(56)の操作位置を検出する操作検出スイッチ(57)と、
前記セレクト用クラッチ(22)及び非常時セレクト用クラッチ(46)の断続を検出するセレクト用クラッチセンサ(53)と、
前記シフト用クラッチ(27)及び非常時シフト用クラッチ(48)の断続を検出するシフト用クラッチセンサ(54)と、
前記操作検出スイッチ(57)、前記セレクト用クラッチセンサ(53)及び前記シフト用クラッチセンサ(54)の各検出出力に基づいて前記セレクト用電動モータ(23)、前記シフト用電動モータ(28)、前記非常時セレクト用モータ(47)及び前記非常時シフト用モータ(49)をそれぞれ制御するコントローラ(63)と
を備えた非常コントロール機構付き変速装置であって、
前記セレクト用切換手段(51)が、前記セレクト用従動クラッチ(22)に係合するセレクト用第１リンク(51a)と前記非常時セレクト用従動クラッチ(48)に係合するセレクト用第２リンク(51b)とを連結するセレクト用第３リンク(51c)と、このセレクト用第３リンク(51c)に連結され前記運転者が操作するセレクト用非常レバー(51e)とを有し、
前記シフト用切換手段(52)が、前記シフト用従動クラッチ(27)に係合するシフト用第１リンク(52a)と前記非常時シフト用従動クラッチ(48)に係合するシフト用第２リンク(52b)とを連結するシフト用第３リンク(52c)と、このシフト用第３リンク(52c)に連結され前記運転者が操作するシフト用非常レバー(52e)とを有する
ことを特徴とする非常コントロール機構付き変速装置。 - シフトレバー(16)とシフト用減速機(26)との間に設けられシフト用電動モータ(28)又は非常時シフト用モータ(49)によるシフトレバー(16)の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段(41)を更に備えた請求項１記載の非常コントロール機構付き変速装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000224990A JP3582646B2 (ja) | 2000-07-26 | 2000-07-26 | 非常コントロール機構付き変速装置 |
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