JPH09112688A - 電気式ギヤシフト機構 - Google Patents

電気式ギヤシフト機構

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JPH09112688A
JPH09112688A JP8197689A JP19768996A JPH09112688A JP H09112688 A JPH09112688 A JP H09112688A JP 8197689 A JP8197689 A JP 8197689A JP 19768996 A JP19768996 A JP 19768996A JP H09112688 A JPH09112688 A JP H09112688A
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screw spindle
gear shift
movement
electric
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JP8197689A
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Gerhard Schaller
シャーラー ゲルハルト
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Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電気モータで回転運動の場合にも直線運動の
場合にも、加えられる力の変化を制御することのできる
自動車のための電気式ギヤシフト機構を提供する。 【解決手段】 速度変更ギヤボックスのギヤシフト要素
と協動し、かつ２つのほぼ互いに交差する必要なシフト
運動ＲとＬをするギヤシフト部材であって、前記運動の
１つの回転運動Ｒが電磁石によって行われ、他の直線運
動Ｌがナット６を取り付けているねじスピンドルの制御
された回転運動をさせる電気モータによって行われ、該
ナットが直線ガイド装置によって、軸線に案内されかつ
回転しないように固く支持されている、そのギヤシフト
部材を具備し、前記１つの回転運動Ｒが又、クラッチ１
９、２０を介してねじスピンドル５とナット６の直線ガ
イド装置８との間の、一時的な、制御された非回転的な
結合を生じさせることによってねじスピンドル５からも
取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の速度変更ギ
ヤボックスに関する電気式ギヤシフト機構において、該
速度変更ギヤボックスのギヤシフト要素と協動し、かつ
２つのほぼ互いに交差する必要なシフト運動（ＲとＬ）
をするギヤシフト部材であって、前記運動の１つの回転
方向運動（Ｒ）が電磁石によって行われ、他の直線方向
運動（Ｌ）がナットを取り付けているねじスピンドルの
制御された回転運動をさせる電気モータによって行わ
れ、該ナットが、直線ガイド装置によって、軸方向に案
内されかつ回転しないように固く支持されている、その
ギヤシフト部材を具備することを特徴とする電気式ギヤ
シフト機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の速度変更ギヤボックスのための
この種の電気式ギヤシフト機構は独国特許第１，１３
９，７５８から知られている。この既知の電気式ギヤシ
フト機構においては、２つのほぼ互いに交差したシフト
運動（Ｒ；回転方向運動、Ｌ；直線方向運動）のため
に、２つの分離的な電気装置が必要であり、回転方向運
動（Ｒ）に対してはレバーアームと係合する電磁石が必
要であり、他の直線方向運動（Ｌ）に対しては、回転運
動に対して固く支持されかつ軸線に案内されるナットを
取り付けているねじスピンドルを有する電気（電動）モ
ータが必要である。
【０００３】このように、既知の電気式ギヤシフト機構
においては、予選択のために必要な回転方向運動は電磁
石によって行われ、係合のために必要な直線方向運動は
電気モータによって行われる。電磁石を介した予選択運
動によって３つのシフト位置の内の１つを選択すること
が可能となり、電気モータと、ねじスピンドルとナット
とを介する他の運動によって、電気モータの回転速度を
制御することにより制御的な係合運動が可能となる。従
って、２つの電気式ギヤシフト機構には、２つの分離的
な異なった制御装置が必要となる。
【０００４】速度変更ギヤボックスのための前記既知の
電気式ギヤシフト機構は、この速度変更ギヤボックスに
おいてシフト位置の予選択に対して回転方向運動が必要
であり、又ギヤの係合に対して直線方向運動が必要であ
るので、記載された形態が適している。
【０００５】速度変更ギヤボックスにおける予選択に対
して直線方向運動が必要であり、係合に対して回転方向
運動を提供しなければならない場合には、直ちに、異な
ったギヤを望み通りに制御して係合運動させることに関
して困難が発生する。このことは特に、自動速度変更ギ
ヤボックスにおいて同調装置が用いられる場合に、シフ
ト位置の上下を行っている間の係合運動にかけられる力
の変化を正確に制御することが非常に望ましい時のケー
スである。
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】本発明の目的は、説明
してきた種類の、自動車の速度変更ギヤボックスのため
の電気式ギヤシフト機構を改良することにあり、必要な
両方のシフト運動（Ｒ、Ｌ）がねじスピンドルの回転方
向運動から伝達され、従って、回転方向運動のケースに
おいても直線方向運動のケースにおいても、この運動を
行っている間に加えられる力の変化は、ねじスピンドル
を駆動する電気モータのための対応的な単一の制御装置
によって与えることができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、ここで
参考にしている種類の自動車モータのための電気式速度
変更ギヤボックスにおいて、クラッチを介してねじスピ
ンドルとそのナットの直線状ガイド装置との間において
一時的な、制御された非回転的な結合を作り出すことに
よって、１つの回転方向運動（Ｒ）がまたねじスピンド
ルから伝達されれば、この目的は達成される。
【０００８】この一時的な結合によって、対応的に電気
モータを制御することによって回転方向運動している間
に、加えられた力の変化を望み通りにすることが可能と
なる。
【０００９】ナットのための直線ガイド装置は、限られ
た軸線運動及び回転方向運動をするための、ねじスピン
ドルに取り付けられたスライドスリーブの形をしていて
もよく、又その端部において半径方向のクラッチ表面を
有しており、該スライドスリーブは、減速ギヤボックス
に設けられた前記半径方向クラッチ表面によって静止的
に保持されるか、あるいはねじスピンドルに対して非回
転的に結合されるクラッチフランジに設けられた半径方
向のクラッチ表面によって、ねじスピンドルに対して非
回転的に結合されるかのいずれかになる。
【００１０】本発明の１実施例においては、前記クラッ
チ表面は磁石コイルに直ぐ隣接して配置されている。
【００１１】本発明の第２の実施例においては、前記ス
ライドスリーブはその一端において環状の溝を有し、そ
の中へは電磁石の接極子によって直接的に作動すること
のできる選択用フォークが係合している。
【００１２】本発明の第３の実施例においては、前記ナ
ットのための直線ガイド装置はねじスピンドルに取り付
けられたスライドスリーブの形をしており、限られた直
線方向運動と回転方向運動とができるようになってお
り、又その端部においてクラッチ歯を有しており、該ク
ラッチ歯を介して前記スリーブは、減速ギヤボックスに
固定された突出スリーブに設けられたクラッチ歯によっ
て静止的に保持されるか、あるいは同調コーンの形をし
た、ねじスピンドルに非回転的に結合されたクラッチフ
ランジに設けられたクラッチ歯装置によって、ねじスピ
ンドルに非回転的に係合されるかのいずれかとなり、前
記スライドスリーブの一部分は電磁石の接極子を直接的
に形成している。
【００１３】図示した幾つかの実施例を参考にしなが
ら、本発明を例示的にもっと詳細に説明することにす
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】各種図面においては、同様な構成
要素には同一の番号がつけられており、同様な構成要素
であっても構造的に異なっている要素にはその番号にダ
ッシュ記号がつけられている。
【００１５】自動車の速度変更用ギヤボックスのための
電気式ギヤシフト機構は先ず第１に直流モータ１を有
し、これはそれに直接的にフランジ止めされた減速ギヤ
ボックス２と、出力シャフト３とを有している。
【００１６】前記減速ギヤボックス２に関して位置セン
サーあるいは角度センサー４が設けられており、これは
適当な電子制御装置と連結して、電気モータ１の制御を
監視している。
【００１７】出口シャフト３はある方法（図示せず）に
よってねじスピンドル５に連結されるか、あるいはそれ
と一体構造になっている。該ねじスピンドル５にはナッ
ト６が取り付けられており、該ナットは半径方向に突出
した選択つまみ７を有し、回転方向に対しては固定的に
保持されるが、軸線方向に対しては直線ガイド８の中で
移動自在となっている。該直線ガイド８は、ナット６を
内部で受け留めている管状のスライドスリーブ１０にお
ける細長いスリット９によって、特に簡単な方法によっ
て形成してもよい。
【００１８】減速ギヤボックス２内に取り付けられたね
じスピンドル５の端部の近くには、半径方向のクラッチ
表面１２を有した磁石コイル１１が取り付けられてお
り、これは前記スライドスリーブ１０の端面上において
同様に形成された対向クラッチ表面１３と協動すること
ができる。この２つのクラッチ表面１２、１３には半径
方向の平坦な歯が設けられており、これが、スライドス
リーブ１０の最小限のストロークに関しても、磁石コイ
ル１１と、従って固定的な減速ギヤボックス２と積極的
な結合状態を形成することになる。
【００１９】ねじスピンドルの反対側の自由端１４にお
いては、クラッチフランジ１５が、キィー１６とねじ１
７とによってねじスピンドル５に対して非回転的に連結
されている。該クラッチフランジ１５には別の磁石コイ
ル１８が非回転的に取り付けられ、これには半径方向の
クラッチ表面１９が設けられており、該クラッチ表面は
スライドスリーブ１０の反対側の端部において同様に形
成された半径方向クラッチ表面２０と協動することがで
きる。
【００２０】図１に示した実施例においては、一部分が
ねじスピンドル５の端部上で支持され、かつ他の部分が
ナット６の外周部で支持されたスライドスリーブ１０が
示されており、この場合は明確化のために、各チェンジ
オーバ段階において短時間しか占有することのない中央
位置に位置している。
【００２１】実施の機能においてはスライドスリーブ１
０は、磁石コイル１８に切り替えることにより、例えば
図１で見て右方へ変位した位置へ移動され、半径方向の
クラッチ表面１９と２０はクラッチフランジ１５を介し
てねじスピンドル５とスライドスリーブ１０との間で非
回転的に結合し、それによって縦方向の溝９によって選
択つまみ７が回転移動方向（Ｒ）に沿って動かされ、該
つまみは例えば速度変更ギヤボックスの幾つかの選択ゲ
ートの内の１つのゲートを予選択することになる。
【００２２】この予選択運動が完了するとただちに磁石
コイル１８が無励磁にされ、次に磁石コイル１１が励磁
され、それによってスライドスリーブ１０が図１で見て
左方へ移動され、半径方向クラッチ表面１２と１３とは
減速ギヤボックスの固定ハウジングと非回転的に結合さ
れる。もしねじスピンドル５が制御された方法で回転さ
れると、該スピンドルは、ナット６を介して、選択つま
み７を縦方向溝９の中で軸線方向（Ｌ）に直線運動さ
せ、この動きはギア速度と係合するために利用される。
【００２３】２つの磁石コイル１１と１８との間を適当
に切り替えることと、電気モータ１を適当に制御するこ
とにより、選択つまみ７の制御された角度運動（Ｒ）
と、それに対応する制御された直線運動（Ｌ）とが得ら
れることがよくわかる。現在一般的に使用可能な電気モ
ータのために電子制御装置を用いることによって、前記
運動が行われている間に加えられる力の変化を非常に正
確に制御、監視することができる。
【００２４】図２に示した実施例においては、同一の要
素には同一の番号がつけられているが、機能的には同一
であっても構造的に変更されている要素にはその番号に
ダッシュ記号がつけられている。
【００２５】この電気式ギヤシフト機構の設計は、スラ
イドスリーブ１０′の形状と、クラッチフランジ１５′
の形状と、磁石コイルの配置とにおいて、図１に示した
実施例と本質的に異なっている。
【００２６】この場合においては、スライドスリーブ１
０′には、減速ギヤボックス２に近接した方の端部にお
いて、シフトフォーク２２と係合する環状溝２１が設け
られている。該シフトフォーク２２はソレノイド２４の
接極子２３を受け留めており、該接極子はばね２５によ
ってコイルから外へ抜かれており、又コイルが励磁され
た時には図２の左方へ向かってソレノイド２４の中へ戻
される。
【００２７】この結果、ソレノイド２４が励磁されてい
ない時には、ばね２５がスライドスリーブ１０′をクラ
ッチフランジ１５′の方へ押しつけ、それによって半径
方向のクラッチ表面１９と２０とを介して非回転的な結
合が得られる。従って、ねじスピンドル５の回転によっ
て、再び回転運動（Ｒ）が行われる。
【００２８】ソレノイド２４が励磁されると、接極子２
３がコイルの中へ引き込まれ、シフトフォーク２２はス
ライドスリーブ１０′を図２で見て左方へ滑動させ、半
径方向のクラッチ表面１２、１３によって減速ギヤボッ
クス２の固定ハウジングと非回転的に結合する。
【００２９】従って、ねじスピンドル５が回転された場
合には、スライドスリーブ１０′は回転しないように拘
束されていて、ねじスピンドル５の回転運動はナット６
の直線運動に転換され、従って、選択つまみ７は望みの
直線運動（Ｌ）をして、例えばギヤ速度と係合するよう
になる。
【００３０】図３に示した実施例においては、同一の要
素には又同一の番号が付けられ、構造的な形態が変更さ
れた要素にはツーダッシュが付けられている。
【００３１】図３に示した実施例においては、突出スリ
ーブ２７を有したフランジ２６がねじスピンドル５の端
部３と同心的に配置され、該突出スリーブ２７が磁石コ
イル２８を取り付けている。
【００３２】スライドスリーブ１０″にはその左端にお
いて延長部２９が設けられ、これは突出スリーブ２７の
中へ延在している。該突出スリーブ２７の内側における
コイルばね３０がスライドスリーブ１０″を図３で見て
右方へ押しつけており、該スライドスリーブとクラッチ
フランジ１５″との間で再び非回転的結合が生じる。し
かしながら、この実施例においては、半径方向のクラッ
チ表面１９″、２０″には同調コーンクラッチにおける
歯と類似した歯が設けられている。
【００３３】スライドスリーブ１０″がばね３０によっ
て右方へ押されると、既に説明したように、ねじスピン
ドル５とスライドスリーブ１０″との間で再び非回転的
な結合が得られ、回転運動（Ｒ）が再び生じる。
【００３４】前記スライドスリーブ１０″にはその他端
においてスリーブ延長部２９が設けられ、該スリーブ延
長部２９に隣接してスライドスリーブ１０″の環状肩部
３１には同調コーンクラッチに類似したクラッチ歯装置
１３″が形成されている。同様にして突出スリーブ２７
にはクラッチ歯装置１２″が形成されている。
【００３５】磁石コイル２８が電流によって励磁される
と、スライドスリーブ１０″のスリーブ延長部２９はこ
のソレノイド装置の接極子として作用し、スライドスリ
ーブ１０″を図３で見て左方へ引きつけ、従って、減速
ギヤボックス２に固定されたフランジ２６と突出スリー
ブ２７とスライドスリーブ１０″との間に非回転的結合
が形成される。その結果、ねじスピンドル５が回転する
と、ナット６は直線運動され、従って選択つまみ７が直
線方向（Ｌ）へ移動される。
【００３６】図１から図３までに示した本発明による電
気式ギヤシフト機構の実施例は、有利な実施例の例から
しかなっていない。しかしながら、明らかに、ナットに
関する直線ガイド装置の形態や、半径方向クラッチ表面
の形態、及びそれらの積極係合的なクラッチ歯装置と
は、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り、当業界に
よって多くの適当な方法で変更することができる。
【００３７】また、図１から図３までに示した実施例に
おいては、速度変更ギヤボックスに関する予選択運動が
回転方向運動と、直線方向運動との係合運動とによって
説明されているが、速度変更ギヤボックスに関する該予
選択運動が直線方向運動によって行われ、速度変更ギヤ
ボックスとの係合運動が回転方向運動によって行われる
ということも本発明の精神と範囲の中に入るということ
を指摘するのも重要なことである。
【００３８】本発明の本質と特別な利点は、２つの運
動、即ち、回転方向運動と直線方向運動とを介して、単
一の電気モータによって駆動されるねじスピンドルから
力を伝達することによって、それらにかかる力の変化を
非常に正確に、かつ変動的に制御することができ、従っ
て速度変更ギヤボックスにおける、例えば同調装置の対
応的な運動が前記対応的に加えられた力によって行われ
るという点にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気式ギヤシフト機構の実施例の図。
【図２】本発明の電気式ギヤシフト機構の他の実施例の
図。
【図３】本発明の電気式ギヤシフト機構の第３の実施例
の図。
【符号の説明】
１ 電気モータ ２ 速度変更ギヤボックス ５ ねじスピンドル ６ ナット ８ 直線ガイド装置 １９、２０ クラッチ Ｒ 回転方向運動 Ｌ 直線方向運動

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車の速度変更ギヤボックスに関する
    電気式ギヤシフト機構において、該速度変更ギヤボック
    スのギヤシフト要素と協動し、かつ２つのほぼ互いに交
    差する必要なシフト運動（ＲとＬ）をするギヤシフト部
    材であって、前記運動の１つの回転方向運動（Ｒ）が電
    磁石によって行われ、他の直線方向運動（Ｌ）がナット
    （６）を取り付けているねじスピンドルの制御された回
    転運動をさせる電気モータによって行われ、該ナット
    が、直線ガイド装置によって、軸方向に案内されかつ回
    転しないように固く支持されている、そのギヤシフト部
    材を具備し、前記１つの回転方向運動（Ｒ）が又、クラ
    ッチ（１９，２０）を介して、ねじスピンドル（５）と
    そのナット（６）の直線ガイド装置（８）との間の、一
    時的な、制御された非回転的な結合を生じさせることに
    よって、ねじスピンドル（５）からも取り出されるよう
    に構成されていることを特徴とする電気式ギヤシフト機
    構。
JP8197689A 1995-07-29 1996-07-26 電気式ギヤシフト機構 Pending JPH09112688A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19527893A DE19527893C1 (de) 1995-07-29 1995-07-29 Elektrische Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen
DE195278933 1995-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09112688A true JPH09112688A (ja) 1997-05-02

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ID=7768189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8197689A Pending JPH09112688A (ja) 1995-07-29 1996-07-26 電気式ギヤシフト機構

Country Status (4)

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US (1) US5689997A (ja)
EP (1) EP0757193B1 (ja)
JP (1) JPH09112688A (ja)
DE (2) DE19527893C1 (ja)

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