JP6582583B2 - 変速機のシフト操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機のシフト操作装置に関する。

従来、この種の装置として、操作レバーのセレクト／シフト操作に応じて電動アクチュエータを駆動させると共に、セレクトされたシフトレバーを回動させてシフトブロックをスリーブと一体にシフト移動させることで、所定の変速段に自動的にギヤインさせる変速機のシフト操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１０９３１０号公報

シフト操作装置においては、駆動系のギヤ鳴り時や、スリーブがシンクロナイザリングに当接する同期開始時等に、アクチュエータの出力軸やボールネジ等に通常の動力伝達経路とは逆向きに衝撃力が作用して、これらアクチュエータやボールネジの寿命を低下させる課題がある。

開示の装置は、負荷側からアクチュエータ側への衝撃力の伝達を効果的に抑止することで、寿命の低下を防止することを目的とする。

開示の装置は、アクチュエータが動力伝達機構を介してスリーブに接続されると共に、前記アクチュエータの動力で前記スリーブをシフト移動さることで、前記スリーブとドグギヤとを噛合させて所定の変速段にギヤインさせる変速機のシフト操作装置において、前記動力伝達機構の少なくとも一部に衝撃吸収機構を設けたものである。

前記動力伝達機構は、前記アクチュエータの動力で回動されて前記スリーブをシフト移動させるレバーを含み、前記レバーは一体回転するシャフトを有し、前記衝撃吸収機構は、前記シャフトの外周を回転自在に支持する内側環状部材と、変速機ケースに固定されて前記内側環状部材よりも大径に形成された外側環状部材と、前記内側環状部材と前記外側環状部材との間に介装された弾性部材と、を備えるものでもよい。

前記動力伝達機構は、前記アクチュエータの動力で回動されて前記スリーブをシフト移動させるレバーと、当該レバーの貫通穴に挿入されるシャフトとを含み、前記衝撃吸収機構は、前記貫通穴に挿入されて前記シャフトの外周を回転自在に支持する内側環状部材と、前記貫通穴に嵌合されて前記内側環状部材よりも大径に形成された外側環状部材と、前記内側環状部材と前記外側環状部材との間に介装された弾性部材と、を備えるものでもよい。

前記アクチュエータは、電動モータと、当該電動モータの回転軸に接続されたボールネジと、当該ボールネジと噛合するナット部材と、当該ナット部材を収容すると共に前記レバーの一端部と係合する筒体と、を含み、前記電動モータの駆動により前記ボールネジが回転されると、前記ナット部材及び前記筒体がシフト方向に移動して前記レバーを回動させるものでもよい。

開示の装置によれば、負荷側からアクチュエータ側への衝撃力の伝達を効果的に抑止することで、寿命の低下を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機のギヤ配列を示す図である。 本発明の一実施形態に係るシフト装置の一部を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係るシフト装置を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係るシフトアクチュエータを示す模式的な部分断面図である。 本発明の一実施形態に係るシフトレバーの支持構造を示す模式的な斜視図である。 （Ａ）は、本発明の一実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な横断面図、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る衝撃吸収機構の衝撃吸収特性を説明する図である。 他の実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な横断面図である。 他の実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な縦断面図である。 他の実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な縦断面図である。 他の実施形態に係る衝撃吸収機構の衝撃吸収特性を説明する図である。 他の実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な縦断面図である。 他の実施形態に係る衝撃吸収機構を示す模式的な縦断面図である。 他の実施形態に係るシフトレバーの支持構造を示す模式的な斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機のギヤ配列の一例を示す図である。機械式自動マニュアル変速機は、インプットシャフト１０と、インプットシャフト１０と同軸に配置されたアウトプットシャフト１１と、これらインプットシャフト１０及び、アウトプットシャフト１１と平行に配置されたカウンタシャフト１２とを備えている。なお、図１中において、符号９１はインプットシャフト１０の回転数を検出する入力回転数センサ、符号９２はアウトプットシャフト１１の回転数を検出する出力回転数センサをそれぞれ示している。

インプットシャフト１０には、インプットメインギヤ１３が一体回転可能に設けられている。アウトプットシャフト１１には、入力側から順に、４速メインギヤＭ４、３速メインギヤＭ３、２速メインギヤＭ２、１速メインギヤＭ１、リバースメインギヤＲＭ、６速メインギヤＭ６が設けられている。４速メインギヤＭ４、３速メインギヤＭ３、２速メインギヤＭ２、１速メインギヤＭ１及び、リバースメインギヤＭＲは、アウトプットシャフト１１に相対回転可能に設けられ、６速メインギヤＭ６はアウトプットシャフト１１に一体回転可能に設けられている。

カウンタシャフト１２には、入力側から順に、インプットメインギヤ１３と噛合するインプットカウンタギヤ１４、４速メインギヤＭ４と噛合する４速カウンタギヤＣ４、３速メインギヤＭ３と噛合する３速カウンタギヤＣ３、２速メインギヤＭ２と噛合する２速カウンタギヤＣ２、１速メインギヤＭ１と噛合する１速カウンタギヤＣ１、アイドラギヤ１５を介してリバースメインギヤＭＲと噛合するリバースカウンタギヤＣＲ、６速メインギヤＭ６と噛合する６速カウンタギヤＣ６が設けられている。インプットカウンタギヤ１４、４速カウンタギヤＣ４、３速カウンタギヤＣ３、２速カウンタギヤＣ２、１速カウンタギヤＣ１及び、リバースカウンタギヤＣＲは、カウンタシャフト１２に一体回転可能に設けられ、６速カウンタギヤＣ６はカウンシャフト１２に相対回転可能に設けられている。

第１シンクロ機構２０は、アウトプットシャフト１１に固定された第１ハブ２１と、インプットメインギヤ１３に固定されたインプットドグギヤ２２と、４速メインギヤＭ４に固定された４速ドグギヤ２３と、第１ハブ２１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第１スリーブ２４と、第１スリーブ２４と各ドグギヤ２２，２３との間にそれぞれ介装された一対のシンクロナイザリング（ブロックリング）ＳＲとを備えている。第１スリーブ２４の外周凹溝には、第１スリーブ２４を軸方向に移動させる第１シフトフォークＦ１が係合されている。

第１スリーブ２４が図中矢印Ａ方向に移動してインプットドグギヤ２２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットシャフト１０からアウトプットシャフト１１に直結となり、アウトプットシャフト１１は５速相当で回転する。第１スリーブ２４が図中矢印Ｂ方向に移動して４速ドグギヤ２４とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、４速カウンタギヤＣ４、４速メインギヤＭ４となり、アウトプットシャフト１１は４速相当で回転する。

第２シンクロ機構３０は、アウトプットシャフト１１に固定された第２ハブ３１と、３速メインギヤＭ３に固定された３速ドグギヤ３２と、２速メインギヤＭ２に固定された２速ドグギヤ３３と、第２ハブ３１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第２スリーブ３４と、第２スリーブ３４と各ドグギヤ３２，３３との間にそれぞれ介装された一対のシンクロナイザリングＳＲとを備えている。第２スリーブ３４の外周凹溝には、第２スリーブ３４を軸方向に移動させる第２シフトフォークＦ２が係合されている。

第２スリーブ３４が図中矢印Ａ方向に移動して３速ドグギヤ３２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、３速カウンタギヤＣ３、３速メインギヤＭ３となり、アウトプットシャフト１１は３速相当で回転する。第２スリーブ３４が図中矢印Ｂ方向に移動して２速ドグギヤ３４とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、２速カウンタギヤＣ２、２速メインギヤＭ２となり、アウトプットシャフト１１は２速相当で回転する。

第３シンクロ機構４０は、アウトプットシャフト１１に固定された第３ハブ４１と、１速メインギヤＭ１に固定された１速ドグギヤ４２と、リバースメインギヤＭＲに固定されたリバースドグギヤ４３と、第３ハブ４１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第３スリーブ４４と、第３スリーブ４４と各ドグギヤ４２，４３との間にそれぞれ介装された一対のシンクロナイザリングＳＲとを備えている。第３スリーブ４４の外周凹溝には、第３スリーブ４４を軸方向に移動させる第３シフトフォークＦ３が係合されている。

第３スリーブ４４が図中矢印Ａ方向に移動して１速ドグギヤ４２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、１速カウンタギヤＣ１、１速メインギヤＭ１となり、アウトプットシャフト１１は１速相当で回転する。第３スリーブ４４が図中矢印Ｂ方向に移動してリバースドグギヤ４４とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、リバースカウンタギヤＣＲ、アイドラギヤ１５、リバースメインギヤＭＲとなり、アウトプットシャフト１１は逆回転する。

第４シンクロ機構５０は、カウンタシャフト１２に固定された第４ハブ５１と、６速カウンタギヤＣ６に固定された６速ドグギヤ５２と、第４ハブ５１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第４スリーブ５４と、第４スリーブ５４と６速ドグギヤ５２との間に介装されたシンクロナイザリングＳＲとを備えている。第４スリーブ５４の外周凹溝には、第４スリーブ５４を軸方向に移動させる第４シフトフォークＦ４が係合されている。

第４スリーブ５４が図中矢印Ａ方向に移動して６速ドグギヤ５２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、６速カウンタギヤＣ６、６速メインギヤＭ６となり、アウトプットシャフト１１は６速相当で回転する。

次に、図２〜４に基づいて、本実施形態のシフト操作装置６０の詳細構成を説明する。

図２に示すように、シフト操作装置６０は、互いに平行に延びる第１シフトシャフト６１Ａと、第２シフトシャフト６１Ｂとを備えている。

第１シフトシャフト６１Ａの一端側には、変速段を１速又はリバースに選択的に切り替えるための第１シフトブロック６２が連結されている。また、第１シフトシャフト６１Ａの他端側には、第３シフトフォークＦ３が固定されている。第１シフトシャフト６１Ａの第１シフトブロック６２と第３シフトフォークＦ３との間には、第２シフトフォークＦ２が軸方向に移動可能に設けられている。この第２シフトフォークＦ２には、変速段を３速又は２速に選択的に切り替えるための第３シフトブロック６４が連結されている。

第２シフトシャフト６１Ｂの一端側には、第１シフトフォークＦ１が軸方向に移動可能に設けられている。この第１シフトフォークＦ１には、変速段を５速又は４速に選択的に切り替えるための第２シフトブロック６３が連結されている。また、第２シフトシャフト６１Ｂの後端側には、第４シフトフォークＦ４が固定されている。第２シフトシャフト６１Ｂの第１シフトフォークＦ１と第４シフトフォークＦ４との間には、変速段を６速に切り替えるための第４シフトブロック６５が連結されている。

図３に示すように、第１シフトレバー６６及び、第２シフトレバー６７は、略Ｌ字状に屈曲して形成されており、図示しない変速機ケースに支持シャフト７０を介して回転自在に軸支されている。第１シフトレバー６６の一端部は、第１シフトブロック６２の凹部に係合され、第２シフトレバー６７の一端部は、第２シフトブロック６３の凹部に係合されている。

第３シフトレバー６８及び、第４シフトレバー６９は、略Ｌ字状に屈曲して形成されており、図示しない変速機ケースに支持シャフト７１を介して回転自在に軸支されている。第３シフトレバー６８の一端部は、第３シフトブロック６４の凹部に係合され、第４シフトレバー６９の一端部は、第４シフトブロック６５の凹部に係合されている。

これら第１〜４シフトレバー６６〜６９は、運転室に設けられた操作レバー９０の操作に応じて、各アクチュエータ７２〜７５により支持シャフト７０，７１を中心に回動されることで、各シフトブロック６２〜６５をシフト移動させる。

第１及び第２シフトレバー６６，６７は、第１セレクトアクチュエータ７２によりセレクトされると共に、第１シフトアクチュエータ７３によりシフト回動される。第３及び第４シフトレバー６８，６９は、第２セレクトアクチュエータ７４によりセレクトされると共に、第２シフトアクチュエータ７５により回動される。

第１、第２セレクトアクチュエータ７２，７４は、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａと、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａのモータギヤ７２Ｂ，７４Ｂと噛合するセレクトギヤ７２Ｃ，７４Ｃが設けられた筒体７２Ｄ，７４Ｄとを備えている。筒体７２Ｄ，７４Ｄの外周面には、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａの駆動により筒体７２Ｄ，７４Ｄが回動されると、各シフトレバー６６〜６９の他端部と選択的に係合される一対の突起部７４Ｅ（筒体７２Ｄの突起部は図示を省略）が設けられている。

第１、第２シフトアクチュエータ７３，７５は、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａと、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの回転軸に連結されたボールネジ７３Ｂ，７５Ｂとを備えている。第１、第２シフトアクチュエータ７３，７５には、筒体７２Ｄ，７４Ｄのボールネジ７３Ｂ，７５Ｂに対する相対移動量（以下、シフトストローク量という）を検出するシフトストロークセンサ９３（図４にのみ示す）が設けられている。なお、ストローク量を検出する手段としては、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａに内蔵された図示しない回転角センサ等を用いてもよい。

各ボールネジ７３Ｂ，７５Ｂは、筒体７２Ｄ，７４Ｄに嵌挿されたナット部７３Ｃ（図４にのみ示す）と螺合すると共に、その両端部をインターロックプレート７３Ｄ，７５Ｄによって支持されている。インターロックプレート７３Ｄ，７５Ｄには、筒体７２Ｄ，７４Ｄの突起部７４Ｅをシフト方向にスライド移動可能に収容するガイド溝７５Ｅ（インターロックプレート７３Ｄのガイド溝は図示を省略）が設けられている。

シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの駆動によりボールネジ７３Ｂ，７５Ｂが回転すると、筒体７２Ｄ，７４Ｄが軸方向に移動して、シフトレバー６６〜６９を回動させる。これにより、シフトブロック６２〜６５がシフト方向に移動され、ニュートラル位置から所定段へのギヤイン動作又は、所定段からニュートラル位置へのギヤ抜き動作が行われるように構成されている。

次に、図５，６に基づいて、第１シフトレバー６６の支持構造の詳細を説明する。第２〜第４シフトレバー６７〜６９の支持構造も同様に構成されるため、これらの詳細な説明は省略する。

図５に示すように、第１シフトレバー６６と一体形成された支持シャフト７０は、その上端部を衝撃吸収機構１００によって回転自在に支持されている。衝撃吸収機構１００は、図６に示すように、支持シャフト７０の上端部を摺動自在に収容する円筒状のブッシュ（内側環状部材）１０１と、ブッシュ１０１の外周から間隔を隔てて配置されると共に、図示しない変速機ケースに固定された円筒状のカラー（外側環状部材）１０２と、これらブッシュ１０１とカラー１０２との間に介装された低剛性部材１０３Ａとを備えている。

低剛性部材１０３Ａは、好ましくは、ウレタンゴムやエンジニアリングプラスティック等の弾性部材で形成される。図６の一例では、低剛性部材１０３が、ブッシュ１０１とカラー１０２との隙間を全て埋めるように円筒状に形成されている。このような衝撃吸収部材１００によって、支持シャフト７０を支持することで、例えば、駆動系にギヤ鳴りが生じた場合や、各スリーブ２４，４４がシンクロナイザリングＳＲに接触する同期開始時等に、動力伝達経路を負荷側から逆向きに伝わる衝撃力を、低剛性部材１０３Ａの変形によって効果的に吸収することが可能となり、ボールネジ７３Ｂに与える影響を確実に低減することができる。低剛性部材１０３Ａを円筒状に形成して、ブッシュ１０１とカラー１０２との隙間を埋めた場合の衝撃吸収特性は、図７に示すようにリニアに変化する。

図８〜１０は、衝撃吸収機構１００の他の変形例を示すものである。これら変形例は、低剛性部材１０３Ｂ〜Ｄの外周面をカラー１０２の内周面と部分的に接触するように構成したものである。

より具体的には、図８の一例は、低剛性部材１０３Ｂの外周面を周方向に所定のピッチで湾曲する波形状に形成したものである。また、図９に示す一例は、低剛性部材１０３Ｃの外周面を軸方向に所定のピッチで湾曲する波形状に形成したものである。また、図１０に示す一例は、低剛性部材１０３Ｄの外周をその上端側と下端側とで縮径させると共に、中間の拡径部のみがカラーの内周面に接触するように形成したものである。このように、低剛性部材１０３Ｂ〜Ｄとカラー１０２との接触面積を減らすことで、図１１に示すように、その衝撃吸収特性は二次曲線状に増加され、衝撃力を初期段階から効果的に吸収することが可能になる。

図１２，１３は、衝撃吸収手段に板バネ１０３Ｅ，Ｆを適用したものである。図１２に示す一例は、板バネ１０３Ｅを、周方向に所定のピッチで波形状に湾曲させたものである。図１３に示す一例は、板バネ１０３Ｆを、軸方向に所定のピッチで波形状に湾曲させたものである。これら何れの場合も、図７に示すように、その衝撃吸収特性をリニアに変化させることができる。

図１４は、第１シフトレバー６６を支持シャフト７０と別体に形成した場合の衝撃吸収機構１００の適用例を示している。第１シフトレバー６６に貫通穴を形成すると共に、この貫通穴に衝撃吸収機構１００のカラー１０２を嵌挿させることで、第１シフトレバー６６が衝撃吸収機構１００を介して支持シャフト７０に回転自在に軸支されている。衝撃吸収手段としては上述の低剛性部材１０３Ａ〜Ｄや板バネ１０３Ｅ，Ｆの何れを適用してもよい。この場合も上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。例えば、衝撃吸収機構１００を設ける位置は、支持シャフト７０，７１やシフトレバー６６〜６９に限定されず、シフトブロック６２〜６５やシフトシャフト６１Ａ，Ｂ等の他の動力伝達経路に設けることもできる。

６０ シフト操作装置
６１Ａ 第１シフトシャフト
６１Ｂ 第２シフトシャフト
６２ 第１シフトブロック
６３ 第２シフトブロック
６４ 第３シフトブロック
６５ 第４シフトブロック
６６ 第１シフトレバー
６７ 第２シフトレバー
６８ 第３シフトレバー
６９ 第４シフトレバー
７０，７１ 支持シャフト
７２Ａ，７４Ａ セレクト用モータ
７２Ｄ，７４Ｄ 筒体
７３Ａ，７５Ａ シフト用モータ
７３Ｂ，７５Ｂ ボールネジ
１００ 衝撃吸収機構１００
１０１ ブッシュ（内側環状部材）
１０２ カラー（外側環状部材）
１０３Ａ〜Ｄ 低剛性部材
１０３Ｅ，Ｆ 板バネ

Claims (3)

1. アクチュエータが動力伝達機構を介してスリーブに接続されると共に、前記アクチュエータの動力で前記スリーブをシフト移動さることで、前記スリーブとドグギヤとを噛合させて所定の変速段にギヤインさせる変速機のシフト操作装置において、
   前記動力伝達機構の少なくとも一部に衝撃吸収機構を設け、
   前記動力伝達機構は、前記アクチュエータの動力で回動されて前記スリーブをシフト移動させるレバーを含み、前記レバーは一体回転するシャフトを有し、前記衝撃吸収機構は、前記シャフトの外周を回転自在に支持する内側環状部材と、変速機ケースに固定されて前記内側環状部材よりも大径に形成された外側環状部材と、前記内側環状部材と前記外側環状部材との間に介装された弾性部材と、を備える
   変速機のシフト操作装置。
2. アクチュエータが動力伝達機構を介してスリーブに接続されると共に、前記アクチュエータの動力で前記スリーブをシフト移動さることで、前記スリーブとドグギヤとを噛合させて所定の変速段にギヤインさせる変速機のシフト操作装置において、
   前記動力伝達機構の少なくとも一部に衝撃吸収機構を設け、
   前記動力伝達機構は、前記アクチュエータの動力で回動されて前記スリーブをシフト移動させるレバーと、当該レバーの貫通穴に挿入されるシャフトとを含み、前記衝撃吸収機構は、前記貫通穴に挿入されて前記シャフトの外周を回転自在に支持する内側環状部材と、前記貫通穴に嵌合されて前記内側環状部材よりも大径に形成された外側環状部材と、前記内側環状部材と前記外側環状部材との間に介装された弾性部材と、を備える
   変速機のシフト操作装置。
3. 前記アクチュエータは、電動モータと、当該電動モータの回転軸に接続されたボールネジと、当該ボールネジと噛合するナット部材と、当該ナット部材を収容すると共に、前記レバーの一端部と係合する筒体と、を含み、前記電動モータの駆動により前記ボールネジが回転されると、前記ナット部材及び前記筒体がシフト方向に移動して前記レバーを回動させる
   請求項１又は２に記載の変速機のシフト操作装置。

Images