JP5605851B2 - 変速機操作器 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダを含み、シリンダが速段対を切換えるように構成され、ピストン棒が変速機の速段対切換え棒に連結されている、変速機操作器に関する。

シリンダハウジング内で動きかつシリンダハウジングに対するその位置を検出されるピストンは例えばドイツ連邦共和国実用新案第２０２００５００５５０８号明細書から公知である。ピストンには、磁石環に対して補足的な複数の部分磁石が設けられ、その磁界が磁界センサにより検出される。このピストンの欠点はその高い製造費である。

ドイツ連邦共和国実用新案第２０２００７００１０２０号明細書から、ピストン位置用位置検出装置を持つ流体シリンダが公知である。これにも、シリンダの製造に費用がかかり、保守が困難であるという欠点がある。

本発明の基礎になっている課題は、容易に製造され、更に簡単に保守されかつ周りのセンサに僅かな影響しか与えないシリンダを持つ変速機操作器を提示することである。

本発明は、請求項１の特徴によって、問題を解決する。

その利点は、変速機操作器のシリンダが簡単に製造可能なことである。即ち標準シリンダが使用可能であり、これに特別な位置センサを取付ければよい。別の利点は、位置センサが周方向に余分な構造空間を必要としないので、シリンダが周方向に小幅に構成される。

別の利点は、小さい磁石を使用でき、それにより製造費が低下することである。同時に漂遊磁界が著しく減少され、それにより周囲のセンサがあまり影響を受けない。

本発明の範囲内で、ピストン棒とは、特にピストンの操作方向に関してピストンに固定的に結合されている構造部分を意味する。即ちピストン棒は、推力に対して安定であるか又は継手により互いに取付けられている複数の部分ピストン棒を含んでいてもよい、１つの物体が他の物体に関して相対回転しないように設けられているという特徴は特に、１つの自由な回転例えばほぼ複数の回転が不可能なことを意味する。しかしそれは、小さい角度範囲だけ例えば２０°以下の揺動が可能であることを排除しない。

好ましい実施形態によれば、センサ磁石がピストン棒のピストン棒周囲角の一部分にわたってのみ延びている。センサ磁石はシリンダハウジングに関して相対回転しないように案内されているので、センサ磁石が常にセンサ素子の方を向いていることだけが必要である。センサ素子から遠い方にあるピストン棒の側には、磁気素子は必要でなく、たぶん有害である。なぜならば、周囲にあるセンサが影響を受ける可能性があるからである。これに関する利点は、磁気素子が小さく、従って安価に製造可能なことである。別の利点は、センサ磁石を包囲する磁石がセンサ素子のすぐ近くのみに存在することである。それにより、近くに設けられる他のセンサを妨害することがある外乱磁界が回避される。更に小さいセンサ磁石が外部磁界によりあまり影響を受けず、それにより測定精度が高められる、という利点がある。

センサ磁石がピストン棒のピストン棒周囲角の３分の１特に５分の１より小さい角にわたって延びていると、十分かつ有利であることがわかった。しかもセンサ磁石が７０°以下又は４５°以下のピストン棒周囲角にわたって延びていることが可能である。

センサ磁石が円の切片状であると、特に簡単に製造されるセンサ磁石が得られる。与えられた磁界の強さにおいてこのようなセンサ磁石が半径方向に小さく構成されていると、特に有利である。

センサ磁石がアダプタに取付けられ、アダプタがセンサ素子から遠い方の側に磁化される材料がなくかつピストン棒の縦方向に関して少なくとも１つの方向においてピストン棒に移動しないように取付けられていると、構造的に特に簡単なピストンが得られる。アダプタがセンサ素子に近い方の側に磁化される材料がないことによって、空間的に広がって周りに位置する磁界センサを妨害する磁界が回避される。磁化される材料がないことによって、シリンダを更に特に簡単に安価に製造することができる。アダプタがピストン棒の縦方向に関して少なくとも１つの方向においてピストン棒に移動可能に取付けられているという特徴は特に、少なくとも１つの方向におけるピストンの運動が常にアダプタの同じ方向への運動を生じることを意味する。換言すれば、アダプタは少なくとも１つの方向にピストン棒により連行される。

アダプタがピストン棒縦軸線の周りに回転しないように案内スリーブ内に案内されていると、有利である。これは特に、案内スリーブがシリンダハウジングに対して静止しているので、アダプタがシリンダハウジングに対して回転運動することができない。しかし数度だけの揺動運動は可能である。そのためにシリンダハウジングと案内スリーブを直接互いに結合する必要はない。例えばシリンダハウジングと案内スリーブを一緒に第３の物体に取付けることが可能である。

アダプタが、案内スリーブの案内突起がはまる案内溝を持っていると、特に簡単で故障の少ない構造が得られる。その代わりに又はそれに加えて、アダプタが案内スリーブの凹所へはまる案内突起を持っていることも当然可能である。

ピストン棒がアダプタ用のストッパを持ち、ピストンが、シリンダハウジングに対して回転しないように取付けられたばね特に渦巻きばねを持ち、このばねがアダプタにストッパの方へ向く予荷重をかけるのがよい。その際アダプタが回転しないようにばねに取付けられ、従ってアダプタがシリンダハウジングに対して回転しない。例えば渦巻きばねがピストン棒を包囲して、アダプタに取付けられ、例えばクリップ止めされている。アダプタとは反対側で渦巻きばねが、シリンダハウジングに対して回転しないように支持されている。こうしてアダプタはピストン棒縦軸線の周りに小さい揺動運動を行うことができるが、ばねにより常に不動作位置へ押戻される。この構造は、特に簡単に製造できかつ保守できるという利点を持っている。

自動又は半自動変速機用の変速機操作器に上述したピストンを使用するのが特に有利である。その際シリンダはなるべく変速機の速段対の切換えに使用することができる。このような変速機操作器では、速段対の切換えに用いられる速段対切換棒もそれを操作するシリンダも相対回転しないように構成する必要がない。従って公知の変速機操作器では、センサ素子と共同作用する環状磁石が設けられている。しかしこの環状磁石が周りにあるセンサに影響を及ぼし、例えば変速機の速段位置を求める速度センサ又は変速機のスプリット段の切換え位置を求めるスプリットセンサに影響を及ぼすことがわかった。空気圧シリンダ又は液圧シリンダであってもよい本発明によるシリンダにより、この問題を回避することができる。

位置センサは、変速機の速段対切換え棒の位置を検出する速段対センサとして構成されている。この場合センサ磁石は速段対センサ磁石であり、センサ素子は速段対センサ素子である。センサ素子はなるべく磁気誘導センサ素子、特にＰＬＣＤ（永久磁石無接触直線変位）センサ磁石である。

本発明の実施例が添付図面により以下に説明される。

本発明による変速機操作器において使用されるシリンダの断面図を示す。 図１によるシリンダの分解図を示す。 シリンダの第２実施例の構成要素の側面図を示す。 本発明による変速機操作器の一部であるシリンダの別の実施例を示す。 図４によるシリンダの詳細断面図を示す。

図１は、シリンダハウジング１２内で動くピストン１４を持つシリンダ１０を示し、ピストン１４はピストン棒１６に取付けられ、かつピストン棒縦軸線Ｌの周りに回転可能に取付けられている。

シリンダ１０は更に、センサ磁石２０及びセンサ磁石２０と共同作用するセンサ素子２２を持つ位置センサ１８を含んでいる。位置センサ１８は、ピストン棒縦軸線Ｌにおいて高さにあるピストン１４の位置を測定するように構成されている。

ピストン１４は、シリンダハウジング１２に対して縦軸線Ｌの周りに回転角φだけ回転可能である。センサ磁石２０は、シリンダハウジング１２に関して相対回転しないように設けられていることによって、シリンダハウジング１２に関して常にセンサ素子２２に対向して設けられている。そのためにセンサ磁石２０はアダプタ２４に取付けられている。例えばセンサ磁石２０はアダプタ２４内に注型されるか、接着されるか又はクリップ止めされている。ピストン１４及びピストン棒１６はアダプタ２４に対して回転可能である。アダプタ２４は、ピストン棒縦軸線Ｌに沿って第１の方向Ｒ１に移動可能に、ピストン棒１６に支持されている。そのためにアダプタ２４は、ピストン棒１６を環状に包囲して、ピストン棒１６と共に隙間ばめ２６を形成している。

第１の方向Ｒ_１とは逆向きの第２の方向Ｒ_２に関して、アダプタ２４はピストン１４に対して相対移動可能ではない。なぜならば、アダプタ２４は、ピストン１４の１つの面により形成されるストッパ２８に当たるからである。

アダプタ２４は非磁性で磁化不可能なプラスチック射出成形部品なので、センサ磁石２０の周囲にのみ永久磁石磁界が存在する。センサ素子２２は、ピストン棒縦軸線Ｌに沿ってこの磁界を場所を分解して測定し、それからピストン１４の位置を求めるように構成されている。アダプタ２４には渦巻きばね３０が取付けられ、例えばクリップ止めされている。それにより渦巻きばね３０がアダプタ２４に固定されている。渦巻きばね３０は、そのアダプタ２４から遠い方の端部を、シリンダハウジング１４にある受け入れ溝３２に相対回転しないように取付けられている。それにより僅かな角度の範囲で、センサ磁石２０はピストン棒縦軸線Ｌの周りに揺動できるけれども、渦巻きばね３０により常に所定の回転角位置へ戻される。

図２はシリンダハウジング１２内に設けられる構成要素の分解図を示し、ピストン１４の密封ゴム３４も認められる。これからわかるように、センサ磁石２０はピストン棒１６の周囲角の小部分にわたってしか伸びていない。換言すれば、ピストン棒１６がセンサ磁石２０により半径方向に完全に包囲されるまで、多数のセンサ磁石２０を周方向に順次設けることができる。ピストン棒周囲角の決定は、図に関して更に後述される。

図３はシリンダの第２実施例の構成要素を示す。この実施例では、ピストン棒１６は、図の実施例とは異なり、アダプタ２４にも渦巻きばね３０も貫通していない。両方の実施例即ち図２及び図３において、センサ磁石２０を持つアダプタ２４及び渦巻きばね３０は、シリンダハウジング１２内に設けられている。しかしその代わりに、アダプタ２４及び渦巻きばね３０をシリンダハウジング１２外に設けることも可能である。

図４はシリンダの別の実施例を示し、見易くするためシリンダハウジングは除かれている。ピストン棒１６は、円環状センサ磁石２０を保持するアダプタ２４を貫通している。そのためにアダプタ２４はセンサ磁石受入れ部３６及び締付け突起３８を持っている。センサ磁石２０はセンサ磁石受入れ部３６に収容され、締付け突起３８により固定されている。

アダプタ２４は、再びピストン棒１６の縦軸線Ｌの周りに、回転角φだけ自由に揺動可能である。センサ磁石２０は更に、図示されているように決定されるピストン棒周囲角αにわたって延びている。そのために、ピストン棒縦軸線Ｌが延びている側面Ｅが張られる。ピストン棒周囲角αは、センサ磁石２９の外側がちょうど接触する２つの測定面Ｅの間に存在する角である。ピストン棒周囲角αが小さいほど、周りにある複数のセンサが漂遊磁界により不良な影響を受けることはそれだけ少ない。図４においてαは約９０°である。

図４による実施例では、アダプタ２４は案内溝４０を持ち、この案内溝４０へ案内スリーブ４４の案内突起４２（図５参照）がはまっている。

図４に示すように、アダプタ２４はねじ４６を介して、従ってピストン１４に対して動かないように、ピストン１４に固定的に結合されている。ピストン１４はピストン棒１６に対して回転可能なので、アダプタ２４もシリンダ軸線に関して回転可能である。換言すれば、ピストン棒１６は、アダプタ２４に関して、従ってセンサ磁石２０に関して回転可能である。

図５は、内部の構成要素を図４に示されているシリンダ１０の断面図を示す。これからわかるように、案内スリーブ４４がシリンダハウジング１２の一端に取付けられ、これに対してＯリング４８により密封されている。図５において、密封ゴム３４は直接ピストン１４に設けられている。しかし密封ゴム３４をアダプタ２４に設けることも考えられる。更に最初に説明した実施例におけるように、アダプタ２４がピストン１４に対して回転可能であり、従ってピストン１４がシリンダハウジング１２内で回転でき、センサ磁石２０がセンサ素子２２に対向するその位置から離れないようにすることも、可能である。更にアダプタ２４がピストン１４の一体な構成部分であることも可能である。

案内突起４２がアダプタ２４の案内溝４０へはまることにより、ピストン棒１６はシリンダハウジング１２に関して自由に回転できるが、センサ磁石２０はシリンダハウジング１２に関して相対回転しないように案内されている。

Claims (8)

1. シリンダ（１０）を含み、シリンダ（１０）が速段対を切換えるように構成され、ピストン棒（１６）が変速機の速段対切換え棒に連結されている、変速機操作器において、
   シリンダ（１０）が、
   （ａ）シリンダハウジング（１２）内で動くピストン（１４）を持ち、
   （ｉ）ピストン（１４）がピストン棒（１６）に取付けられかつ
   （ｉｉ）ピストン棒縦軸線（Ｌ）の周りに回転可能であり、
   （ｂ）位置センサ（１８）を持ち、
   （ｉ）位置センサ（１８）がセンサ磁石（２０）及び
   （ｉｉ）センサ磁石（２０）と共同作用するセンサ素子（２２）を持ち、かつ
   （ｉｉｉ）シリンダハウジング（１２）に対するピストン棒位置を検出するように構成され、
   （ｃ）センサ磁石（２０）が、
   （ｉ）ピストン棒（１６）に関して回転可能にピストン棒に取付けられかつ
   （ｉｉ）シリンダハウジング（１２）に関して相対回転しないように案内されている
   こと、
   センサ磁石（２０）が、ピストン棒（１６）と共に隙間ばめ（２６）を形成するアダプタ（２４）に取付けられ、このアダプタが、回転可能にかつピストン棒の縦方向に関して少なくとも１つの方向において移動しないように、ピストン棒（１６）に取付けられ、アダプタ（２４）が、ピストン棒の縦方向においてピストン（１４）に当接し、シリンダハウジング（１２）に対して回転しないこと、
   を特徴とする、変速機操作器。
2. センサ磁石（２０）がピストン棒（１６）のピストン棒周囲角（α）の一部分にわたってのみ延びていることを特徴とする、請求項１に記載の変速機操作器。
3. センサ磁石（２０）がピストン棒（１６）のピストン棒周囲角（α）の３分の１より小さい角にわたって延びていることを特徴とする、請求項２に記載の変速機操作器。
4. センサ磁石（２０）が円の切片状であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の変速機操作器。
5. アダプタ（２４）は、センサ素子（２２）から遠い方の側に磁化される材料がないことを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の変速機操作器。
6. アダプタ（２４）がピストン棒縦軸線（Ｌ）の周りに回転しないように案内スリーブ（４４）内に案内されていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の変速機操作器。
7. アダプタ（２４）が、案内スリーブ（４４）の案内突起（４２）がはまる案内溝（４０）を持っていることを特徴とする、請求項６に記載の変速機操作器。
8. （ｉ）ピストン棒（１６）がアダプタ（２４）用のストッパ（２８）を持ち、
   （ｉｉ）ピストン（１４）が、シリンダハウジング（１２）に対して回転しないように取付けられたばね（３０）を持ち、このばねがアダプタ（２４）にストッパ（２８）の方へ向く予荷重をかけ、
   （ｉｉｉ）アダプタ（２４）が回転しないようにばね（３０）に取付けられ、従ってアダプタ（２４）がシリンダハウジング（１２）に対して回転しない
   ことを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の変速機操作器。

Images