JP4865401B2 - トランスミッションのギヤシフト装置 - Google Patents

Description

本発明はトランスミッションのギヤシフト装置に関する。

従来、トランスミッションのギヤシフト装置では、シフトシャフトを軸方向へ移動させる気体圧式シフトアクチュエータにエアシリンダを備えたものが知られている。
実開平６−５６５６２

しかしながら、このようなトランスミッションのギヤシフト装置では、変速機の噛み合うギヤをハイとローに切り換える場合に、ギヤシフト完了時にエアシリンダ内のピストン、あるいは、シフトフォークがシフト方向に面するシリンダ壁に突き当り、金属どうしの大きな衝突音（変速切り換え音）が発生するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、シフト操作時における金属どうしの衝突音を従来より大幅に低減することができるトランスミッションのギヤシフト装置を提供することを目的とする。

請求項１のトランスミッションのギヤシフト装置は、シフトフォークが固定されるシフトシャフトを、制御手段の指令でハイ側バルブの開およびロー側バルブの閉によりハイ側にシフト操作するとともに、ハイ側バルブの閉およびロー側バルブの開によりロー側にシフト操作する空気アクチュエータと、出力軸回転数を検出する出力軸回転数センサと、ハイギヤまたはローギヤのギヤ回転数を検出するギヤ回転数センサとを備えたトランスミッションのギヤシフト装置であって、前記シフト操作の終了直前に、前記出力軸回転数と前記ギヤ回転数との差の絶対値を、出力軸回転数とシフト操作の前のギヤ回転数との差の絶対値で除した値が０．２以下で０．１以上の範囲内の値になったとき、前記制御手段の指令で、前記空気アクチュエータが閉状態にある前記ロー側バルブまたはハイ側バルブを所定時間だけ開くことを特徴とする。

請求項２のトランスミッションのギヤシフト装置は、シフトフォークによりシンクロスリーブを移動し、前記シンクロスリーブをシンクロリングを介してシンクロコーンに噛み合わせて切換ギヤ側へのシンクロを行うトランスミッションのギヤシフト装置において、前記シンクロコーンの側面の前記切換ギヤ側に緩衝材を配置したことを特徴とする。

請求項１のトランスミッションのギヤシフト装置では、シフト操作の終了直前に、前記出力軸回転数と前記ギヤ回転数との差の絶対値を、出力軸回転数とシフト操作の前のギヤ回転数との差の絶対値で除した値が０．２以下で０．１以上の範囲内の所定値になったときに、前記制御手段の指令で、前記空気アクチュエータが閉状態にある前記ロー側バルブまたはハイ側バルブを所定時間だけ開くようにしたので、空気アクチュエータのピストンに背圧が作用し、これによりシフト操作時における金属どうしの衝突音を従来より大幅に低減することができる。
また、出力軸回転数と前記ギヤ回転数との差の絶対値を、出力軸回転数とシフト操作の前のギヤ回転数との差の絶対値で除した値が０．２以下で０．１以上の範囲内の所定値になったときに、ロー側バルブやハイ側バルブを所定時間だけ開くようにしたので、シンクロ動作への影響を確実に低減することができる。即ち、前記所定値に達する前に例えばハイ側バルブを開くと、タイミング的に早くなってシンクロ動作への影響が生じ、また、０．１未満になった時にハイ側バルブを開くと、タイミング的に遅くなって衝撃を緩和することが困難になってしまうからである。

請求項２のトランスミッションのギヤシフト装置では、シンクロコーンの側面の切換ギヤ側に緩衝材を配置したので、シンクロスリーブがシンクロリングあるいはシンクロコーンに衝突した時の衝撃を緩和することが可能になり、簡単な構成でシンクロ機構のギヤ切換音を有効に低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のギヤシフト装置の一実施形態が適用されるトランスミッションを示している。この実施形態では、噛み合うギヤをハイとローに切り換える副変速機に本発明が適用される。
図１において、トランスミッションケース１には、シフトアクチュエータとしてのエアシリンダ２が取り付けられている。エアシリンダ２内部には、２つのエア室２ａ，２ｂを画成するピストン３が収装されている。ピストン３には、シフトシャフト４が連結され、シフトシャフト４上にシフトフォーク５が固定されている。なお、シフトシャフト４はトランスミッションケース１に軸方向へ移動自在に支持されている。

主変速機のメインシャフト６後部には、サブハイギヤ７がスプライン嵌合され、サブカウンタシャフト８のハイギヤ９とかみ合いながらメインシャフト６と一体に回転する。サブメインシャフト１０先端は、サブハイギヤ７内部にパイロットベアリング１１で支持され、サブメインシャフト１０上を遊転するサブローギヤ１２がサブカウンタシャフト８のローギヤ１３と噛み合うようになっている。

サブメインシャフト１０には、シンクロハブ１４が一体加工され、シンクロハブ１４外周にシンクロスリーブ１５がスプライン嵌合されている。シンクロスリーブ１５は、シフトフォーク５先端に係合され、エアシリンダ２内のエア室２ａ，２ｂに選択的にエア圧を供給すると、ピストン３およびシフトシャフト４と共にサブハイギヤ７側またはサブローギヤ１２側へシフトフォーク５が移動する。これによりシンクロリング１６とサブハイギヤ７またはサブローギヤ１２側とのテーパ面に摩擦トルクを生じさせ、同期完了後にシンクロスリーブ１５の進行によりサブハイギヤ７またはサブローギヤ１２のスプラインと噛み合うことになる。

図２は、この実施形態の要部の詳細を示している。
図２において、符号１はトランスミッションケースを示している。トランスミッションケース１には、シフトアクチュエータとしてのエアシリンダ２が取り付けられている。エアシリンダ２の内部には、第１のエア室２ａと第２のエア室２ｂを画成するピストン３が収容されている。ピストン３には、シフトシャフト４が連結され、シフトシャフト４上にシフトフォーク５が固定されている。第１のエア室２ａに空気を供給することによりシフトフォーク５がロー側にシフトされ、第２のエア室２ｂに空気を供給することによりシフトフォーク５がハイ側にシフトされる。

第１および第２のエア室２ａ，２ｂには、エアリザーバタンク(不図示)からの配管１８，１９が接続されている。配管１８にはロー側バルブ２０が介装され、配管１９にはハイ側バルブ２１が介装されている。
図２において、符号２２はシフトコントロールユニットを示している。シフトコントロールユニット２２には、サブメインシャフト１０の回転数を検出する出力軸回転数センサ２３、ローギヤ１３の回転数を検出するローギヤ回転数センサ２４、およびカウンタシャフト１８の回転数を間接的に検出するメインギヤ回転数センサ２５からの信号が入力される。また、シフトフォーク５の位置を検出するシフトポジション検出スイッチ２６からの信号が入力される。シフトコントロールユニット２２は、これ等の信号を入力してハイ側バルブ２１およびロー側バルブ２０を制御する。

図３は、上述したトランスミッションのギヤシフト装置の動作を示すフローチャートである。なお、この実施形態では、シフトフォーク５をハイ側からロー側にシフト操作する例について説明する。
先ず、ステップＳ１において、ロー側バルブ２０を開に、ハイ側バルブ２１を閉にして、第１のエア室２ａに空気を供給する。なお、ハイ側バルブ２１およびロー側バルブ２０は、閉じた状態において第１または第２のエア室２ａ，２ｂ内の空気を排出可能とされている。

次に、ステップＳ２において、シフト操作中か否かを判断する。この判断はシフトフォーク５の位置を検出するシフトポジション検出スイッチ２６からの信号に基づいて行われ、シフトフォーク５が所定位置にない時には、シフト操作中であると判断する。
シフト操作中であると判断した時には、ステップＳ３において、｜Ｎ_O−Ｎ_L｜／ΔＮが０．２であるか否かを判断する。ここで、Ｎ_Oは、出力軸回転数センサ２３により検出されている出力軸回転数、Ｎ_Lは、ローギヤ回転数センサ２４により検出されているローギヤ１３の回転数(被同期側回転数)、ΔＮは、出力軸回転数センサ２３により検出されている出力軸回転数とシフト操作の前のローギヤ回転数との差の絶対値である。

すなわち、図４に示すように、シフトフォーク５がハイシフト位置にある時のローギヤ１３の回転数Ｎ_Lと出力軸回転数Ｎ_Oとの差は、ΔＮとなっている。そして、ローギヤ１３の回転数Ｎ_Lは、同期(シンクロ)により徐々に増大し、シフト操作の完了時に出力軸回転数Ｎ_Oと同じ回転数になる。そこで、この実施形態では、シフト操作が進行し、図４に二点鎖線ａで示す位置までローギヤ１３の回転数が増大した時、すなわち、ローギヤ１３の回転数Ｎ_Lが｜Ｎ_O−Ｎ_L｜／ΔＮ＝０．２に達したか否かを判断する。

０．２に達した場合には、ステップＳ４において、ハイ側バルブ２１を、例えば２０ｍｓｅｃの間だけ開き、ピストン３に背圧を作用させる。これによりシフト操作時においてピストン３またはシフトフォーク５が壁部に衝突する時の衝撃を緩和し、金属どうしの衝突音を従来より大幅に低減することができる。なお、０．２に達する前にハイ側バルブ２１を開くと、タイミング的に早くなりシンクロ動作への影響が生じる。また、０．１未満になった時にハイ側バルブ２１を開くと、タイミング的に遅くなり衝撃を緩和することが困難になる。

次に、ステップＳ５において、ローポジションか否かを判断する。この判断はシフトポジション検出スイッチ２６からの検出信号に基づいて行われる。
次に、ステップＳ６において、ロー側バルブ２０を閉め、第１のエア室２ａへのエアの供給を停止する。
なお、この実施形態では、シフトフォーク５をハイ側からロー側にシフト操作した例について説明したが、略同様にしてシフトフォーク５をロー側からハイ側にシフト操作することが可能になる。従って、詳細な説明を省略する。

上述したトランスミッションのギヤシフト装置では、シフト操作の終了直前に、閉状態にあるハイ側バルブ２１またはロー側バルブ２０を所定時間だけ開くようにしたので、シフト操作の終了直前にエアシリンダ２のピストン３に背圧が作用する。そして、この背圧によりピストン３の移動が規制されシフト操作時における金属どうしの衝突音を従来より大幅に低減することができる。

また、シフトコントロールユニット２２により、ローギヤ１３またはローギヤ１３の回転数から算出したハイギヤ９のギヤ回転数が出力軸回転数に対して所定の値になった時に閉状態にあるハイ側バルブ２１またはロー側バルブ２０を所定時間だけ開くようにしたので、シンクロ動作への影響を低減することができる。
さらに、出力軸回転数とギヤ回転数との差の絶対値を、出力軸回転数とシフト操作の前のギヤ回転数との差の絶対値で除した値が０．２の時に、閉状態にあるハイ側バルブ２１またはロー側バルブ２０を開くようにしたので、シンクロ動作への影響を確実に低減することができる。

図５は、図１のシンクロ機構の詳細を示している。
このシンクロ機構は、シンクロスリーブ１５、シンクロリング１６、シンクロコーン３１を有している。そして、図６に示すように、シンクロコーン３１のサブハイギヤ７側の側面に円環状の環状溝３１ａが形成され、この環状溝３１ａに緩衝材３２が配置されている。緩衝材３２は、ゴム，樹脂等の弾性部材からなる。

このシンクロ機構では、シンクロ開始時には、図７に示すように、シンクロスリーブ１５がシフトフォーク５(不図示)により移動され、シンクロリング１６と正対する。そして、図８に示すように、シンクロスリーブ１５がシンクロコーン３１に接触した後、シンクロコーン３１と噛み合いシンクロが終了する。
このシンクロ機構では、図６に示すように、シンクロコーン３１の側面のサブハイギヤ７側に緩衝材３２を配置したので、緩衝材３２により、シンクロスリーブ１５がシンクロリング１６あるいはシンクロコーン３１に衝突した時の衝撃を緩和することが可能になり、簡単な構成でシンクロ機構のギヤ切換音を有効に低減することができる。

本発明の一実施形態が適用されるトランスミッションを示す説明図である。 本発明のギヤシフト装置の要部を示す説明図である。 図２のギヤシフト装置の動作を示す説明図である。 出力軸回転数とローギヤ回転数との関係を示す説明図である。 図１のシンクロ機構の詳細を示す説明図である。 図５のシンクロコーンの詳細を示す説明図である。 図５のシンクロ機構のシンクロ開始時の状態を示す説明図である。 図５のシンクロ機構のシンクロ途中時の状態を示す説明図である。

符号の説明

２：エアシリンダ、３：ピストン、４：シフトシャフト、５：シフトフォーク、７：サブハイギヤ、９：ハイギヤ、１３：ローギヤ、１５：シンクロスリーブ、１６：シンクロリング、１８：カウンタシャフト、２０：ロー側バルブ、２１：ハイ側バルブ、２２：シフトコントロールユニット、３１：シンクロコーン。

Claims (2)

1. シフトフォークが固定されるシフトシャフトを、制御手段の指令でハイ側バルブの開およびロー側バルブの閉によりハイ側にシフト操作するとともに、ハイ側バルブの閉およびロー側バルブの開によりロー側にシフト操作する空気アクチュエータと、
   出力軸回転数を検出する出力軸回転数センサと、
   ハイギヤまたはローギヤのギヤ回転数を検出するギヤ回転数センサとを備えたトランスミッションのギヤシフト装置であって、
   前記シフト操作の終了直前に、前記出力軸回転数と前記ギヤ回転数との差の絶対値を、出力軸回転数とシフト操作の前のギヤ回転数との差の絶対値で除した値が０．２以下で０．１以上の範囲内の値になったとき、
   前記制御手段の指令で、前記空気アクチュエータが閉状態にある前記ロー側バルブまたはハイ側バルブを所定時間だけ開くことを特徴とするトランスミッションのギヤシフト装置。
2. シフトフォークによりシンクロスリーブを移動し、前記シンクロスリーブをシンクロリングを介してシンクロコーンに噛み合わせて切換ギヤ側へのシンクロを行うトランスミッションのギヤシフト装置において、
   前記シンクロコーンの側面の前記切換ギヤ側に緩衝材を配置してなることを特徴とするトランスミッションのギヤシフト装置。

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