JP4879282B2 - ギアボックス制御用の装置 - Google Patents

Description

本発明は、ギアボックスを操作するためのデバイスに関する。

車両における周知の手法は、車両のエンジンとその被駆動輪との間に位置するギアボックス内に、ギアボックスを操作するためのデバイスを配置することであり、この操作デバイスは、操作ロッドと、操作ロッドに固定接続されたシフト・フィンガとを有している。様々な特定のギア位置の間でシフト・フィンガを移動させることによって、ギアボックス内の様々なギアが係合および係合解除される。シフト・フィンガは通常、従来の方法でＨ形グリッドに沿って動かされる。Ｈ形グリッドにおいては、Ｈの横棒がギアボックスのニュートラル位置に対応し、Ｈのアームが様々な特定のギア位置に対応している。このＨは通常、その横棒に対して直角に延びる４〜６のアームを有している。車両は直列に接続された２以上のギアボックスを備えていてもよいため、１つのギアボックスが４〜６のギア位置しか有していないにもかかわらず、４〜６を超える数のギア位置を得ることが可能である。シフト・フィンガは、ギアボックスがニュートラル位置にあるときに操作ロッドおよび操作ロッドに接続されたシフト・フィンガを横棒の方向に移動させるように適合された第１のシリンダによって、Ｈ形グリッドに沿って動かされる。このシリンダは、空気ダクト・システムを介してシフト・フィンガの動作に作用する。すなわち、このシリンダはシフト・フィンガの横方向の動きを制御する。係合しようとする特定のギアに対応するアーム内にシフト・フィンガが位置付けられると、横棒に沿った直線移動が停止される。また第２のシリンダが、操作ロッドをその軸線のまわりに（通常は、シフト・フィンガがＨの面に直角に方向付けられた中央位置から約３０°だけ）回転させるように適合されており、それによってシフト・フィンガは、操作ロッドの方向に対して交差するようにアーム上の所定の位置へ動き、したがってシフト・フィンガは前記アームに沿って配置された軸を押し、所望のギアを係合させる。すなわち、このシリンダはシフト・フィンガの長手方向の動きを制御する。ギアボックス内のギアはこのように係合および係合解除される。この２つのシリンダは一般に、車両の通常の圧縮システムによって、空気圧的に動力を供給される。

既存の操作デバイスに伴う問題は、車両の通常の圧縮システムにおける空気圧が様々な状況で異なり、そのためシフト・フィンガの制御が毎回厳密に同じ圧力で実施されないことにある。さらに、シリンダのピストンが動く前に空気がシリンダに入ったときには空気が圧縮されるので空気圧システムの調節が難しくなり、これはシフト・フィンガの制御を困難にする。

したがってシフト・フィンガが存在する位置をモニタし、Ｈ形グリッドにおいて予想されるその位置と比較するためのシステムを提供することが必要である。

シリンダのピストンが動く前に空気がシリンダに入ったときには空気が圧縮されるので空気圧システムの調節が難しくなり、それによってシフト・フィンガの制御が困難になるという問題は、請求項１のギアボックスを操作するためのデバイスを提供することによって、本発明に従って解決される。

請求項１の特徴を有するギアボックスを操作するためのデバイスでは、電気モータに印加された電圧が特定のトルクを生じさせるので、きわめて厳密に制御することが可能な操作デバイスを提供するという利点が得られる。

以下、添付図面を参照して本発明をより詳しく説明するが、図中、類似の部品には同じ参照符号を用いている。

図１は、本発明によるギアボックス１を操作するためのデバイス装置の第１の実施例を概略的に示しており、この操作デバイス２は、操作ロッド４、操作ロッド４に接続されたシフト・フィンガ６、および操作ロッド４に作用する少なくとも２つ、また好ましくは２つの電気モータ８、１０を有している。電気モータ８、１０は操作ロッド４に沿って、より正確には操作ロッド４の周囲に配置される。第１の電気モータ８は、操作ロッド４を、操作ロッド４の軸線Ａに沿った操作ロッド４の軸線方向の直線移動によって移動させるように適合されており、したがってシフト・フィンガ６の横方向の動きを制御する。また第２の電気モータ１０は、操作ロッド４を、操作ロッド４の軸線Ａのまわりで回転させる回転運動を行うように適合されており、したがってシフト・フィンガ６の長手方向の動きを制御する。第１の電気モータ８は、永久磁化されたリニア・モータであることが好ましく、第２の電気モータ１０は、永久磁化されたＡＣモータまたは永久磁化されたＤＣモータであることが好ましい。あるいはモータは、ロータ巻線を備えたリニア・モータ（ＡＣまたはＤＣ）であってもよいが、永久磁化されたモータはロータ巻線が不要であり、また電圧が印加されていないときには定位置を有しているので好ましい。このことは、位置の決定を簡易化するという点で、位置決めのためにモータを使用する利点であり、したがって以下では永久磁化されたモータについて説明する。

図２は、図１のギアボックス１を操作するためのデバイスの部分切断図を概略的に示している。先に言及したように、第１の電気モータ８はリニア・モータである。このリニア・モータは、この実施例では交番極性（交互にＮ極およびＳ極、図２参照）を有する永久磁石１４、１６を備えたロータ１２を有している。ロータ１２は、この実施例では操作ロッド４であるロータ軸の上に、すなわち操作ロッド４の上に配置される。第１の電気モータ８は、ステータ・ハウジング２０内の界磁巻線１８をさらに有し、ステータ・ハウジング２０は、操作ロッド４に対して平軸受２２、２４によって支持することができる。すなわち、操作ロッド４は、界磁巻線１８のステータ・ハウジング２０を貫通し、したがって界磁巻線１８によって取り囲まれている。それゆえ界磁巻線１８への電圧印加によって、操作ロッド４したがってシフト・フィンガ６は、操作ロッド４の軸線Ａに沿って前後に、操作ロッド４の軸線方向における直線移動を行う。

先に言及したように、第２の電気モータ１０は、好ましくは永久磁化されたＡＣモータ、または好ましくは永久磁化されたＤＣモータである。第２の電気モータ１０は、この実施例では永久磁化された電気モータであり、したがってこの実施例では、単一極性（この実施例ではＮ極）を有する永久磁石２７を備えたロータ２６を有している。ロータ２６は、この実施例では操作ロッド４であるロータ軸の上に、すなわち操作ロッド４の上に配置される。第２の電気モータ１０は、ステータ・ハウジング３０内の界磁巻線２８をさらに有し、ステータ・ハウジング３０は、操作ロッド４に対して平軸受３２、３４によって支持される。すなわち、操作ロッド４は、界磁巻線２８のステータ・ハウジング３０を貫通し、したがって界磁巻線２８によって取り囲まれている。したがって界磁巻線２８の電圧印加により、操作ロッド４したがってシフト・フィンガ６は、操作ロッド４の軸Ａのまわりで回転移動を行う。

本発明によれば、したがって第１の電気モータ８および第２の電気モータ１０は、操作ロッド４が両方のモータのロータ軸を構成するように操作ロッド４に沿って、より正確には操作ロッド４の周囲に配置される。このように第１の電気モータ８と第２の電気モータ１０が互いに結合されたとき、すなわち同じ軸（すなわち操作ロッド４）が両方のモータのロータ軸として使用されたときの問題は、通常の電気モータによって作動するロータ軸はロータ軸のまわりを回転することしかできず、ロータ軸の軸線方向には移動できないことである。この理由は、そのような電気モータのロータおよびステータは、ロータがステータに対して軸線方向に移動できないように相互に組み立てられ、電気モータのハウジング内で互いに軸線方向に固定されているためである。本発明は、操作ロッド４を平軸受３２、３４によって、界磁巻線２８を含む第２の電気モータ１０のステータ・ハウジング３０に対して支持することで問題を解決し、それによってステータ・ハウジング３０は、ロータ軸すなわち操作ロッド４の軸線方向Ａに移動することが可能になる。その結果、操作ロッド４をその軸線方向Ａに移動させたとき、この場合は永久磁石２７を備えたロータ２６はステータ・ハウジング３０の外に、すなわち部分的に界磁巻線２８と接触しないように移動することになる。界磁巻線２８内にあるロータ２６の割合が小さくなるほど、第２の電気モータ１０の効率は低下するが、その効率は、第２の電気モータ１０による操作ロッド４のその軸線方向における移動させるには、したがってギアボックス１の操作を可能にするには十分なものである。操作ロッド４をその軸線方向Ａに移動させるとき、界磁巻線２８内にあるロータ巻線１２の割合が小さくなるほど、同様に第１の電気モータ８の効率は低下するが、この場合もやはり、その効率は、第１の電気モータ８による操作ロッド４のその回転方向における移動には、したがってギアボックス１の操作を可能にするには十分なものである。したがって第１の電気モータ８と第２の電気モータ１０はどちらも、それらのロータ軸として同一の軸を有することが可能であり、すなわち操作ロッド４は、第１の電気モータ８と第２の電気モータ１０の両方のロータ軸となり得る。第２の電気モータ１０は、ＡＣモータまたはＤＣモータであることが好ましい。

図３は、本発明に従ってギアボックスを操作するためのデバイスの他の実施例の部分切断図を概略的に示している。図２に示した実施例との違いは、より太いロータ２６が、ロータ２６より長いステータ・ハウジング３０の中に配置されていること、すなわちこの実施例によれば、ロータ２６はステータ・ハウジング３０の中でしか移動できないことである。その結果、ねじれ力が大きくなり、また操作ロッド４の軸線方向におけるステータ・ハウジング３０の可動性は制限されるが、操作ロッド４の直径を大きくする必要はない。

図４ａ〜４ｄは、シフト・フィンガ用のＨ形のギアチェンジ装置のグリッドについて、いくつかの実施例を概略的に示している。使用した符号は、ＶＲが後進ギアの位置、ＶＣがロー・ギアの位置、およびＶ１〜Ｖ４が前に進行するための通常のギア位置である。

したがって本発明は、ギアボックス１を操作するためのデバイスに関し、この操作デバイス２は、操作ロッド４、操作ロッド４に接続されたシフト・フィンガ６、および操作ロッド４に対して作用する少なくとも２つの電気モータ８、１０を有し、電気モータ８、１０のロータ１２、２６が操作ロッド４の上に配置され、それによって、それぞれの電気モータ８、１０に電圧が印加されたとき、第１の電気モータ８は、操作ロッド４を、操作ロッド４の軸線Ａに沿った操作ロッド４の軸線方向における直線移動により動かすように、したがってシフト・フィンガ６の横方向の動きを制御するように適合されており、また第２の電気モータ１０は、操作ロッド４を操作ロッド４の軸線Ａのまわりで回転させる回転運動を行うよう、したがってシフト・フィンガ６の長手方向の動きを制御するように適合されている。

本発明に従ってギアボックスを操作するためのデバイスの第１の実施例を概略的に示す図である。 図１のギアボックスを操作するためのデバイスの概略的な部分切断図である。 本発明に従ってギアボックスを操作するためのデバイスの第２の実施例の概略的な部分切断図である。 シフト・フィンガ用のＨ形ギアチェンジ装置のグリッドの実施例を概略的に示す図である。 シフト・フィンガ用のＨ形ギアチェンジ装置のグリッドの実施例を概略的に示す図である。 シフト・フィンガ用のＨ形ギアチェンジ装置のグリッドの実施例を概略的に示す図である。 シフト・フィンガ用のＨ形ギアチェンジ装置のグリッドの実施例を概略的に示す図である。

Claims (6)

1. 車両用のギアボックス（１）を操作するためのデバイスであって、操作ロッド（４）と、前記操作ロッド（４）に接続されたシフト・フィンガ（６）と、前記操作ロッド（４）に対して作用する少なくとも２つの電気モータ（８、１０）とを有する操作デバイス（２）において、
   前記電気モータ（８、１０）のそれぞれのロータ（１２、２６）が前記操作ロッド（４）上に配置されており、それによって、それぞれの前記電気モータ（８、１０）に電圧が印加されたとき、第１の電気モータ（８）は、前記操作ロッド（４）の軸線（Ａ）に沿った前記操作ロッド（４）の軸線方向の直線移動によって前記操作ロッド（４）を移動させ、したがって前記シフト・フィンガ（６）の横方向の動きを制御するように適合され、また第２の電気モータ（１０）は、前記操作ロッド（４）の前記軸線（Ａ）のまわりで前記操作ロッド（４）を回転させる回転運動を行い、したがって前記シフト・フィンガ（６）の長手方向の動きを制御するように適合されていること、
   前記操作ロッド（４）が、前記第１の電気モータ（８）のための第１のステータ・ハウジング（２０）に対して、少なくとも２つの第１の平軸受（２２、２４）によって支持されていること、および
   前記操作ロッド（４）が、前記第２の電気モータ（１０）のための第２のステータ・ハウジング（３０）に対して、少なくとも２つの第２の平軸受（３２、３４）によってさらに支持されていること
   を特徴とするデバイス。
2. 前記第１の電気モータ（８）が、永久磁化されたリニア・モータであり、前記第２の電気モータ（１０）が、永久磁化されたＡＣモータまたは永久磁化されたＤＣモータであることを特徴とする、請求項１に記載のギアボックス（１）を操作するためのデバイス。
3. 前記第１の電気モータ（８）が、交番極性の複数の永久磁石（１４、１６）を備えたロータ巻線（１２）を有することを特徴とする、請求項２に記載のギアボックス（１）を操作するためのデバイス。
4. 前記第１の電気モータ（８）が、前記第１のステータ・ハウジング（２０）内の界磁巻線（１８）をさらに有し、それによって前記操作ロッド（４）が、前記界磁巻線（１８）への電圧印加によって、前記操作ロッド（４）の前記軸線（Ａ）に沿って前後に、前記操作ロッド（４）の軸線方向の直線運動を行うようになることを特徴とする、請求項３に記載のギアボックス（１）を操作するためのデバイス。
5. 前記第２の電気モータ（１０）が、単一極性の複数の永久磁石（２７）を備えたロータ（２６）を有することを特徴とする、請求項２に記載のギアボックス（１）を操作するためのデバイス。
6. 前記第２の電気モータ（１０）が、前記第２のステータ・ハウジング（３０）内の界磁巻線（２８）をさらに有し、それによって前記操作ロッド（４）が、前記界磁巻線（２８）への電圧印加によって、前記操作ロッド（４）の前記軸線（Ａ）のまわりで回転運動を行うようになることを特徴とする、請求項５に記載のギアボックス（１）を操作するためのデバイス。

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