JPS63158346A - 歯車式トランスミツシヨンの自動シフト機構におけるシフトアクチユエ−タ - Google Patents

歯車式トランスミツシヨンの自動シフト機構におけるシフトアクチユエ−タ

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JPS63158346A
JPS63158346A JP61300157A JP30015786A JPS63158346A JP S63158346 A JPS63158346 A JP S63158346A JP 61300157 A JP61300157 A JP 61300157A JP 30015786 A JP30015786 A JP 30015786A JP S63158346 A JPS63158346 A JP S63158346A
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speed
actuator
gear
lever
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Shunichi Kawai
河合 俊一
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、オーバドライブへのシフトを自動的に行う
ことの出来る歯車式トランスミッションのシフト機構に
おけるシフトアクチュエータに関する。
(従来の技術) 歯車式マニュアルトランスミッションには、従来からオ
ーバドライブシフト機構を具えているものがあり1例え
ば前進5速のトランスミッションにおいては5速がオー
バドライブとなっていた。
このオーバドライブは、高速走行時に変速比を1以下に
することによって燃費の向上を図ることが出来るもので
ある。
しかしこのオーバドライブは、マニュアルトランスミッ
ションにおいてはシフト操作が煩雑で使用頻度が少ない
のか現状であり2例えば長距離トラック等においてオー
バドライブを使用すれば可成りの燃費を節約することが
出来るのであるが。
あまり利用されていなかった。このため、オーバドライ
ブシフトの利用を促進するために、これまで(1)米国
特許第2548761号に記載されているようなオーバ
ドライブへのシフトのみを自動化した歯車式トランスミ
ッションが開発されていた。
(発明が解決しようとする問題点) しかし上記従来のオーバドライブへの自動シフト機横付
トランスミッションは、トランスミッション本体に副変
速機(オーバドライブトランスミッション)を接続し、
トランスミッション本体では自動変速を行わず副変速機
においてオーバドライブへの自動変速を行うようになっ
ているものであり、またこの副変速機がワンウェイクラ
ッチを使用していたためエンジンブレーキ時(負の駆動
時)にトルク伝達が出来なくなり、エンジンブレーキが
働かないという欠点があった。
この発明は、上記のような従来の歯車式マニュアルトラ
ンスミッションにおけるオーバドライブ自動シフト機構
の有する問題点を解決するために為されたものであって
、オーバドライブの自動シフトの際エンジンブレーキが
常に働き、安全なオーバドライブシフトが可能な歯車式
トランスミッションの自動シフト機構を実現することの
出来るシフトアクチュエータを提供することを目的とす
る。
(問題点を解決するための手段) この発明は上記目的を達成するために、歯車式トランス
ミッションのシフト機構が、ケーシングに両方向にスラ
イド自在に取付けられフォークシャフトに連結されてい
て各々何れかの方向にスライドすることによってフォー
クシャフトを作動して変速シフトを行うシフト部材と、
このシフト部材に取付けられ切替弁によって切替えられ
る流体圧によってシフト部材を各々一方向に付勢する作
動部材と、切替弁の切替えを行う制御部材を具えている
ことを特徴としている。
(作用) 上記シフトアクチュエータは、切替弁が制御部材からの
シフト指令によって流体圧を切替えて作動部材に作用さ
せ、この作動部材をシフトする方向に付勢してスライド
させ、これに連結されたフォークシャフトを作動して変
速シフトを行うものである。
すなわち、制御部材からの指令がアップシフトの場合は
、切替弁の切替えによって流体圧を作動部材に作用させ
てシフト部材を一方向に付勢することによって、エンジ
ン回転数と同期したときシフト部材がアップシフトの方
向にスライドしてフォークシャフトをニュートラル位置
に抜き、さらにフォークシャフトをアップシフト方向に
付勢しておいてエンジン回転数と同期した際シフト部材
がアップシフ]・位置にスライドしてフォークシャフト
をアップシフト位置に入れる。
また制御部材からの指令がダウンシフトの場合は、切替
弁が切替えられて流体圧をアップシフトの場合と反対方
向に作用させてシフ!・部材を他方向に付勢することに
よって、エンジン回転数と同期したときシフト部材がダ
ウンシフトの方向にスライドしてフォークシャフトをニ
ュートラル位置に抜き、さらにフォークシャフトをダウ
ンシフト方向に付勢しておいてエンジン回転数と同期し
た際シフト部材がダウンシフト位置にスライドしてフォ
ークシャフトをダウンシフト位置に入れる。
(実施例) 以下この発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳細
に説明を行う。
第1図は、この発明によるシフトアクチュエータを構成
要素とする歯車式トランスミッションの自動シフト機構
の構成図であって、シフトアクチュエータ10はトラン
スミッション8に設けられており、またスロットルアク
チュエータ1はエンジン2とアクセルペダル3との間に
介在されており、ワイヤ4によってエンジン2のスロッ
トルとまたワイヤ5によってアクセルペダル3と各々連
結されている。またこのスロットルアクチュエータ1は
CPU6 (制御部材)に接続され、このCPU6はア
クセル開度センサ7およびトランスミッション8に取付
けられた車速センサ9からの検出信号に基づいてスロッ
トルアクチュエータ1の作動を制御するようになってい
る。さらにこのCPU6はシフトアクチュエータ10に
接続されていて、その作動の制御も行うようになってい
る。
第2図は第1図のシフトアクチュエータ10において4
速と5速(オーバドライブ)間のシフトを行うシフトア
クチュエータを示した図であり、4速−5速フオークシ
ヤフトに連結されたレバー204の先端部がシフトロッ
ド205(シフト部材)の中央部に固定されたヘッド2
05aに連結され、シフトロッド205の往復動に伴っ
てレバー204が回動するようになっている。シフトロ
ッド205の図面左側端部に設けられたアクチュエータ
20B(作動部材)は、ボディloaとカバー10bと
の間に形成された空所が、シフトロッド205の端部に
固定されたプレート205bとこのプレート205bに
内周部を固定され外周部がボディ10aとカバー10b
との間に挾持されたダイヤフラム206Cとによって圧
力室206Aと圧力室206Bとに区画されており、圧
力室206Aは4速ソレノイドバルブ208A (切替
弁)を介してまた圧力室206Bは5速ソレノイドバル
ブ208B(切替弁)を介してバキュームポンプ21に
接続されている。
またシフトロッド205の図面右端部には段部が形成さ
れており、この段部205cとロッド205の先端部に
螺着されたナツト205dとの間に二枚のプレート22
0.221がその中心を貫通されてロッド205に遊嵌
されている。この二枚のプレート220゜221間には
ニュートラルリターンスプリング207が嵌挿されてい
て、プレート220をシフトロッド205の段部205
aに、プレート221をナツト205dに各々押圧して
いる。さらに一方のプレート220はボディ10a内に
形成された段部10a’にまた他方のプレート221は
ボディloaに螺着されたプラグ222に各々スプリン
グ207によって押圧されている。シフトロッド205
はこのスプリング207によってニュートラル位置に保
持されている。
ボディ10.aには、シフトロッド205のスライド方
向に沿ってヘッド205aの両側に位置するように2図
面左側に4速スイツチ212が図面右側に5速スイツチ
213が取付けられており、各々シフトロッド205の
スライドに伴ってヘッド205aと接触してオン・オフ
するようになっている。
第3図は第1図の自動シフト機構をさらに詳しく示した
ものであって、第2図のシフトアクチュエータが構成要
素となっている。
二の第3図について説明すると、スロットルアクチュエ
ータ1は、中央部を互いに枢支された2枚のアーム10
1aと101bの間にスプリング102を介装しである
。そして一方のアーム101aの端部はワイヤ103a
によってアクセルペダル3と連結され。
他方のアーム101bの前記アームtotaの端部と枢
支部を挟んで反対側の端部はワイヤ103bによってエ
ンジン2のスロットルに連結されており1通常のアクセ
ル操作においては、アクセルペダル3の踏込みによって
アーム101aと1o1bとがスプリング+02で一体
的に揺動し、スロットルの開閉が行われる。
アームtotaのワイヤ103aと反対側端部にはケー
ス104a内にダイヤフラムによって移動自在に取付け
られたプレート105aがチェーン106aによって連
結されており、まγここのプレート105aおよびダイ
ヤフラムによってケース104a内が圧力室107aと
室107°aに仕切られている。
圧力室107a内においてプレート105aとケース内
壁との間にスプリング108aが介装されており、また
室107’aは大気に連通されている。
アーム101bのワイヤ103bと反対側端部にはアー
ム101aの場合と同様ケース104b内においてダイ
ヤフラムと共に圧力室107bと室107°bを仕切る
プレート105bがチェーン108bによって連結され
ており、圧力室107b内にスプリング108bが介装
されている。
圧力室107aと107bは各々ソレノイドバルブ10
9aまたは109bを介してバキュームポンプ21に接
続されており、ソレノイドバルブ109aおよび109
bは各々圧力室107aまたは107bをバキュームポ
ンプ2Iと大気とに切替えて連通ずるようになっており
CPU6によって作動制御されるようになっている。
なおソレノイドバルブ109a、 109bとバキュー
ムポンプ21との間には調圧弁110.逆止弁111お
よびバキュームタンク 112が接続されている。
200はマニュアルシフトアームであって、シフトレバ
−201の操作によってフォークシャフト202を作動
させ、後進および前進1速から3速までのシフトを行う
ようになっており、この構造については従来のものと同
様である。203は4速および5速用のフォークシャフ
トであり、中央部を枢支されたレバー204によってシ
フトロッド205に連結されており、レバー204の揺
動によって4速と5速間のシフトを行うようになってい
る。
シフトロッド205の一端側には、ロッド205に固定
されたダイヤフラム206Cによって仕切られた圧力室
206Aと206Bを存するアクチュエータ 20Bが
取付けられており、また他端側にはシフトロッド205
をニュートラル位置に保持するニュートラルリターンス
プリング207が取付けられている。
アクチュエータ 20Gの圧力室206Aおよび206
Bは4速ソレノイドバルブ208Aまたは5速ソレノイ
ドバルブ208Bを介して各々バキュームポンプ21に
接続されており、ソレノイドバルブ208A、 208
BはCPU6に作動制御されて各々圧力室20OA、 
208Bをバキュームポンプ21と大気とに切替えて・
接続するようになっている。なおソレノイドバルブ20
8A、 208Bとバキュームポンプ21の間には調圧
弁209、逆止弁210およびバキュームタンク 21
1が接続されている。
またシフトロッド205がアクチュエータ 206の作
動によって4速位置または5速位置にスライドされた際
、これを検知して各々CPU6に信号を入力する4速ス
イツチ212および5速スイツチ213がシフトロッド
205に付設されている。
なお214は4速セレクトスイツチであってシフトレバ
−201が4速位置にシフトされたときCPU6に4速
シフト信号を入力するものであり、215はシフトレバ
−201が4速位置にシフトされた際のフィーリング装
置である。また、217は5速表示ランプ、218は変
速チャイム、219はモードスイッチである。
次に第3図の自動シフト機構の作動を、第2図のシフト
アクチュエータの作動とともに、第4および5図に示す
フローチャートに基づいて説明する。
シフトレバ−2吋が4速シフト位置にシフトされると、
4速セレクトスイツチ 214がオンとなり、その信号
に基づいてCPU6は4速ソレノイドバルブ208^を
オン(a)にしアクチュエータ 20Bの圧力室206
Aをバキュームポンプ21に連通して負圧にする。これ
によってシフトロッド205が図面左方向にスライドさ
れ、レバー204を介してフォークシャフト 203が
4速側に作動されて4速ヘアツブジフトされる。このと
き、第6図に示すように、プレート221はナツト20
5dと係合してプラグ222を離れスプリング207を
圧縮する。そしてこの4速へのアップシフトは4速スイ
ツチ212がシフトロッド205の4速側へのスライド
を検知する(b)ことによってCPU6に検出される。
そして4速で走行中に加速して車速Vが所定車速71以
上となりかつアクセル開度θが所定開度θ1以下になる
(C)と、CPU6からの指令によってソレノイドバル
ブ(低スロツトルソレノイドバルブ) +09bがオン
、4速ソレノイド208Aがオフそして5速ソレノイド
208Bがオンされる(cl)。
ソレノイドバルブ109bがオンされることによって圧
力室107bがバキュームポンプ21に連通されて負圧
となり、チェーン106bが牽引されてアーム101b
を図面の矢示A方向に回動させ、これによってエンジン
2のスロットルが絞られる。
また5速ソレノイド208Bのオンによって、今度はア
クチュエータ 206の圧力室206Bがバキュームポ
ンプ21に連通されて負圧となり、シフトロッド205
が図面右方向に付勢される。そしてスロットルの絞込み
によってエンジン2のトルクが下がった時点でフォーク
シャフト 203が4速からニュートラルに抜け、シフ
トロッド205が図示のニュートラル位置までスライド
されそしてシンクロを5速ギアに押しつけた状態とする
。そしてエンジン回転数がさらに下がった時点で、シン
クロが5速に入り、シフトロッド205が図面右方向に
さらにスライドして5速位置に位置される。このとき。
第7図に示すように、プレート220はシフトロッド2
05の段部205cと係合してケーシングloaの段部
10a°から離れスプリング207を圧縮する。
このシフトが4速からニュートラルに抜けた状態および
ニュートラルから5速に入った状態は。
4速スイツチのオフ(c) 、  5速スイツチ213
のオン(f’)によってCPU6が検知し、その後ソレ
ノイドバルブ109bをオフ(g)にして5速(オーバ
ドライブ)への自動アップシフトを完了する・次に5速
ソレノイド208Bがオンしていてオーバドライブの走
行状態(h)から減速され、車速Vが所定車速v2以下
となりかつアクセル開度θが所定開度θ2よりも大きく
なったとき(i)、CPU6からの指令によってソレノ
イドバルブ109aおよび109bが共にオンされ、さ
らに4速ソレノイド208^がオン、5速ソレノイド2
08Bがオフ(j)される。
ソレノイドバルブ(低スロツトルソレノイドバルブ) 
109bのオンによってアップシフトの場合と同様アー
ム101bの回動によってスロットルが絞られ、エンジ
ントルクが下がった状態で、4速ソレノイド208Aが
オンして圧力室206Aが負圧となりシフトロッド20
5が図面左方向に付勢されていることによってシフトが
5速からニュートラルに抜はシンクロが4速ギアに押し
付けられる。
このシフトロッド205のスライドによって5速スイツ
チ 213がオフ(k)となり、これによってCPU6
はソレノイドバルブ109bをオフ(1)にしてスロッ
トルを開放する。そしてエンジン回転数が上がるとシン
クロが4速に入り、4速へのダウンシフトが行われる。
この4速へのシフトは。
4速スイツチ212のオン(a+)によって検知され。
CPU6はこの後にソレノイドバルブ(ハーフスロット
ルソレノイドバルブ) 109aをオフ(n)にしてダ
ウンシフトを完了する。
なお4速へのシフトダウンの過程において。
運転者がアクセルペダル3を離したような場合であって
も、ソレノイドバルブ(ハーフスロットルソレノイドバ
ルブ) 109aがオンしていることによって圧力室1
07aが負圧となり、アーム101aが図面矢示A方向
と逆方向に回動されているので、アクセル開度が4速シ
フトに必要な所定開度に維持され、4速へのシフトが不
能になることはない。
なお上記実施例においては、4速−5速シフトアクチユ
エータを空気圧によって作動させる場合について説明を
行ったが、油圧によって作動させてもよい。
第8ないし10図は、第2図の4速−5速シフトアクチ
ユエータに連結されるこれ自体新規なシフトアクチュエ
ータ10のシフト反転装置を示しており、シフトアンド
セレクトレバーシャフト11は。
シフトレバ−201のシフト操作により軸芯まゎりの回
転が与えられるように、ハウジングの内部に配設されて
いる。このシャフト11の軸に嵌合されたシフトインナ
レバー12は、スプライン嵌合などの手段によってシャ
フト11と共に回転し、かつ軸方向に関してはシャフト
11に沿って移動可能である。
シフトインナレバー12は第8図の下方へ延びるアーム
L2aと、これに対して約90’の変位角をもって左方
向へ延びるアーム12bとを備えている。下方へ延びる
アーム12aの先端は、後進・1速用フオークシヤフト
202°と2速・3速用フオークシヤフト202の各シ
フトヘッド202°a 、 202aに対して係合可能
に位置している。また、左方へ延びるアーム12bの先
端は、ハウジングにスライド自在に取付けられたフィー
リングレバー215aの凹部215bの前方に位置して
おり、シフトインナレバー12の移動によって凹部21
5bに嵌合するようになっている。
フィーリングレバー215aの側部には、第9図に示さ
れるように、二つの切欠部215c、 215dが形成
され、この切欠部215cまたは215dにスプリング
215cによって付勢されたボールノツチ215rが抑
圧嵌合されている。
シャフト11の先端位置には4速セレクトスイツチ21
4が配置されており、シャフト11が4速位11tにス
ライドされた際これと接触してオンするようになってい
る。
ハウジングの内部にはシフトアンドセレクトレバーシャ
フト11と平行にシャフト13が配設され。
このシャフト13の軸上には4−5速レバー14が支持
されている。このレバー14はシャフト13と一体とな
ってその軸芯まわりに回転可能であり、がっこのレバー
14は第8図において下方に延びるアーム14aを備え
ている。この下方へ延びるアーム14aの先端はシフト
を行う4速−5速フオークシヤフト203のシフトヘッ
ド203aに対して係合している。
シャフト13の4−5速レバーの取付側と反対側端部に
は、第10図に示すように、第2図で示したレバー20
4が固着嵌合されており、このレバー204の先端部が
前述したようにシフトロッド205のヘッド205aに
係合している。
上記のシフト機構において、いまシフトインナレバー1
2が2速・3速のためのセレクト位置にあるものとする
と、その一方のアーム12aの先端は2速・3速用のフ
ォークシャフト202のシフトヘッド202aに係合し
ており、他方のアーム12bはフリー状態にある(第9
図参照)。このセレクト状態で、シフトインナレバー1
2が第8図の矢印B方向へシフト操作されると、上記の
フォークシャフト202は第8図の右方向(2速へのシ
フト方向)へ移動し、またシフトインナレバー12が矢
印C方向へ操作されると、フォークシャフト202は第
8図の左方向(3速へのシフト方向)へ移動する。
このようにして2速または3速のシフトが得られ、1速
および後進のシフトは、シフトインナレバー12が第9
図の矢印E方向にスライドされ(鎖線α)2速または3
速の場合と同様向れか一方に回動されることによって得
られる。
またシフトレバ−201が4速シフト位置にシフトされ
る際、シフトインナレバー12がシャフトIIと共に第
9図の矢印り方向にスライドされ、アーム12aがシフ
トヘッド202aから外れ(鎖線β)代ってアーム12
bがフィーリングレバー215aの凹部215bに嵌合
される。そしてシフトインナレバー12がB方向に回動
され4速位置に位置されるとき、これに伴ってフィーリ
ングレバー215aがスライドされ、ボールノツチ21
51’が切欠部215cから215dに乗越える際のフ
ィーリングによって運転者は4速へのシフト感を得るこ
とが出来る。
そしてシャフト11によって4速セレクトスイツチ21
4がオンされることによって、前述したようにシフトロ
ッド205が4速方向にスライドし。
レバー204.シャフト13および4−5速レバー14
.4−5速シフトヘツド203aを介して4−5速フオ
ークシヤフト203を4速側にスライドさせ4速シフト
が行われる。また5速シフトは、前述したようにシフト
ロッド205がアクチュエータ2013によって4速シ
フトと反対方向にスライドされることによって自動的に
行われる。
(発明の効果) 以上のようにこの発明は1作動部材に制御部材からの指
令によって流体圧を切替弁によって切替えて作用させフ
ォークシャツ)・に連結されたシフト部材を目的とする
シフト方向に付勢する構成を基本とすることによって、
エンジン回転数と同期した際自動的にフォークシャフト
がニュートラル位置に抜かれ、さらに所望のシフト位置
に入れられ°ることか可能になっており、従来の自動シ
フト機(1カのようにワンウェイクラッチを使用してお
らず、このため負の駆動時にトルク伝達が出来なくなり
エンジンブレーキが働かないといった危険性が無<、シ
かもスムーズな自動シフトが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるシフトアクチュエータを構成要素
とする歯車式トランスミッションの自動シフト機構の構
成図、第2図は本発明の一実施例を示す側断面図、第3
図は同実施例のシフトアクチュエータを含む自動シフト
機構の構成図、第4図は同実施例のアップシフト時の作
動を示すフローチャート、第5図は同実施例のダウンシ
フト時の作動を示すフローチャート、第6図は同実施例
におけるシフトロッドの4速シフト時の作動を示す作動
図、第7図は同シフトロッドの5速シフト時の作動を示
す作動図、第8図は同実施例におけるシフトアクチュエ
ータに連結されるシフト機構の反転装置を示す断面図、
第9図は第8図のIX−IX線における断面図、第10
図は第8図のX−X線における断面図である。 6・・・CPU、    8・・・トランスミッション
。 IO・・・シフトアクチュエータ。 21・・・バキュームポンプ。 203・・・4速−5速フオークシヤフト。 204  ・・レバー、205・・・シフトロッド。 206・・・アクチュエータ。 20[iA、 206B・・・王力室。 208A、 208B・・・ソレノイドバルブ。 212・・・4速スイツチ。 213・・・5速スイツチ。 214・・・4速セレクトスイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 歯車式トランスミッションのシフト機構において、ケー
    シングに両方向にスライド自在に取付けられフォークシ
    ャフトに連結されていて各々何れかの方向にスライドす
    ることによってフォークシャフトを作動して変速シフト
    を行うシフト部材と、このシフト部材に取付けられ切替
    弁によって切替えられる流体圧によってシフト部材を各
    々一方向に付勢する作動部材と、切替弁の切替えを行う
    制御部材を具えていることを特徴とする歯車式トランス
    ミッションの自動シフト機構におけるシフトアクチュエ
    ータ。
JP61300157A 1986-12-18 1986-12-18 歯車式トランスミツシヨンの自動シフト機構におけるシフトアクチユエ−タ Pending JPS63158346A (ja)

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US07/134,192 US4821607A (en) 1986-12-18 1987-12-17 Shift acutator in automatic shift mechanism of geared transmissions

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