JP2004100957A - 車両、特に自動車のマニュアルトランスミッション用の操作装置、特に油圧式アクチュエータまたは空気圧式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品からなり、簡単に組み立てられ、そして再加工せずに互いに正しく配向されるように、操作装置を形成する。
【解決手段】本発明は、ケース５内に２個のピストン３，４が収容され、このピストンによって連結部材２が摺動可能であり、この連結部材がシフト部材、特にシフトフォークに連結可能であり、連結部材の少なくとも表面が耐摩耗性材料、特に鋼からなっている、車両、特に自動車のマニュアルトランスミッションのための操作装置、特に油圧式アクチュエータまたは空気圧式アクチュエータに関する。両ピストン３，４は連結部材２上に弛く装着されている。
【選択図】図１

Description

　本発明は、請求項１の前提部分に記載した、車両、特に自動車のマニュアルトランスミッションのための操作装置、特に油圧式アクチュエータまたは空気圧式アクチュエータに関する。

　この種の公知の操作装置はいろいろな変速機で使用される。この場合、変速機のシフトフォークは油圧式アクチュエータまたは空気圧式アクチュエータによって操作される。このアクチュエータのシリンダケースは変速機ケーシングに一体化され、アルミニウムからなっている。アクチュエータを操作するシフトフォークは変速機内で大きな力を伝達しなければならない。従って、力伝達にとって重要であるアクチュエータの接触個所または所属の部分は、硬質の耐摩耗性材料、特に鋼で作られている。漏れに対する要求と重量と温度状態とに基づいて、ピストンは、アクチュエータケースまたはシリンダケースと同じ材料、すなわちアルミニウムからなっている。シフトフォークへのピストンの力伝達の理由から、このピストンは鋼で作るべきである。公知のアクチュエータの場合、シリンダケースは変速機ケーシングに一体化されている。ピストンは複数の部材からなっている。ピストンの摺動面とシール面を有する部分はアルミニウムによって形成され、シフトフォークとの接触個所は鋼部品によって形成されている。ピストンが複数の部材からなっているという欠点がある。この場合、ピストンの摺動面はいろいろな部品に割り当てられている。ピストンの組み立て時に、鋼からなる接触部材が挿入される。続いて、アルミニウムからなる他のピストン部分がプレス、ねじ止めまたは溶接によって互いに連結される。この連結工程の後で、ピストンの摺動面はもはや互いに正確に配向されない恐れがある。従って、必要な幾何学的な要求を満たすめにはピストンをもう一度旋盤で再加工しなければならない。これは面倒でコストがかかる。

　本発明の根底をなす課題は、少ない部品からなり、簡単に組み立てられ、そして再加工せずに互いに正しく配向されるように、上記種類の操作装置を形成することである。

　この課題は冒頭に述べた種類の操作装置において、請求項１記載の特徴によって解決される。
　本発明による構造により、ピストンは連結部材上に弛く（ルーズに）装着されている。それによって、この部品は組み立て後互いに申し分のないように配向され、場合によって生じる不正確さを完全に取り除く。それによって、組み立て後ピストンを再加工する必要がない。更に、装置部品の製作時に、小さな公差に留意する必要がない。それによって、製作コストを低減することができる。アクチュエータの漏れを充分に回避するためには、ピストンの摺動面の直径を正確に加工するだけでよい。装置部品は例えば旋盤で全体を予め製作し、続いて任意に組み立て、そして組み込んでアクチュエータを形成することが可能である。

　本発明の他の特徴は他の請求項、次の記載および図面から明らかである。

　次に、図に示した複数の実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
　図１〜５に示した操作装置１は、自動車のマニュアルトランスミッションの（図示していない）ケーシングに統合された油圧式アクチュエータまたは空気圧式アクチュエータである。このようなトランスミッションは、シフトゲートの選択およびギヤのシフトのため例えばシフトシャフトを回転および摺動させるために、アクチュエータ１によって操作されるシフトフォークを備えている。図１，２の実施の形態の場合、（図示していない）シフトフォークはアクチュエータ１の中間部材２に連結されている。この中間部材は２個のピストン３，４によってシリンダケース５内で軸方向に摺動可能である。シリンダケース５は軽金属、好ましくはアルミニウムからなっているので、比較的に軽量である。ケース５の外周壁６には、公知のごとく、シフトフォークを通すための係合開口７が設けられている。ケース５はその一方の端面において、円板状に形成された蓋８によって閉鎖されている。この蓋はスナップリング９によってその組込み位置に保持されている。蓋８のエッジはケース５の内面１２に設けられた半径方向の環状肩部１０に載っている。スナップリング９はケース５の内面１２に設けられた環状溝１１内に保持されている。

　ピストン３，４は同一の形状のスリーブによって形成されている。ピストンは同様に、軽金属、好ましくはアルミニウムからなっている。ピストン３，４はシリンダケース５よりも壁が厚く形成され、中間部材２のピン状突出部分２４，２５上に装着されている。互いに同軸の突出部分は円筒状中央部分１９から突出している。この中央部分は中央に位置する環状溝２０を備えている。この環状溝にはシフトフォークが係合している。環状溝２０は軸方向においてそれぞれフランジ２２，２３によって画成されている。このフランジの外径はケース５の内径よりも少しだけ小さい。突出部分２４，２５はフランジ２２，２３の互いに反対側に向いた端面２２′，２３′の中央に接続している。

　中央部分１９は環状溝２０の代わりに、２つ以上の平らな面を備えていてもよい。
　中間部材２は一体に形成され、耐摩耗性材料、好ましくは鋼からなっている。突出部分２４，２５の直径はピストン３，４の内径よりも小さい。それによって、中間部材２の突出部分２４，２５はピストン３，４内で半径方向の遊びを有する。ピストン３，４および／または中間部材２を小さな公差で製作する必要がないので、アクチュエータ１を低コストで製作することができる。図１，２では、ピストン３，４の軸方向開口１３，１４は偏心している。それにもかかわらず、上記の半径方向遊びに基づいて、中間部材２はピストン３，４によって確実に動かされる。

　ピストン３，４の外径は、ピストン３，４がケース５内で案内されるように、ケース５の内径に適合している。
　突出部分２４，２５とピストン３，４が同じ長さであると有利である。中央部分１９はピストン３，４よりも短くなっているがしかし、アクチュエータ１の構造および／または用途に応じてピストン３，４と同じ長さでもよいし、ピストンよりも長くてもよい。

　図１は中央位置にある中間部材２を示している。この中央位置では、中央部分１９がケース５の係合開口７の高さに位置している。中央部分１９の軸方向長さは本実施の形態では係合開口７の軸方向幅に一致している。

　ピストン４と蓋８の間の範囲およびピストン３とケース５の反対側の底２６の間の範囲にはそれぞれ、圧力室４１，４２が設けられている。この圧力室には、圧力媒体、例えば油または圧縮空気を弁によって制御して供給することができる。圧力室４１，４２に開口する穴は図示していない。

　図１に示した中央位置において、両圧力室４１，４２内の圧力媒体は圧力下にある。圧力室４１，４２における、圧力媒体によって付勢されているピストン３，４と突出部分２４，２５の面積は等しい。ピストン３，４は圧力媒体の圧力を受けてフランジ２２，２３のリング状端面２２′，２３′に接触している。中間部材２が摺動させられると、然るべき圧力室４１または４２が圧力負荷解除されるので、中間部材２はピストン３または４と共に所望な方向に摺動し、そしてピストン３または４が底２６または蓋８に接触するかあるいはピストン３，４がその当接位置に達する前にマニュアルトランスミッション内で当接位置に達する。

　図２は、圧力室４２が圧力負荷解除され一方、圧力室４１内の圧力媒体が圧力下にある状態を示している。それによって、中間部材２と、それに係合しているシフトフォークが摺動する。中央部分１９はケース５の係合開口７に関して次のような位置を占めている。すなわち、中間部材２のこの摺動位置において、シフトフォークが係合開口７のエッジに衝突しないような位置を占めている。

　中間部材２の突出部分２４，２５とピストン３，４とケース５の寸法は、ピストンが中間部材２と相対的に最も大きく摺動したときに、突出部分２４，２５がそれぞれのピストンとの係合を解除しないように選定されている。図２において、ピストン３はケース５の底２６に接触している。ピストン３は係合開口７から軸方向に離れ一方、突出部分２４はピストン３に係合している。

　上記の構造により、アクチュエータ１は軽量である。というのは、シリンダケース５とピストン３，４が軽金属からなっているからである。好ましくは鋼からなる中間部材２はシフトフォークへの申し分のない力伝達を保証する。中間部材２の中央部分１９が硬くて耐摩耗性の表面を有するので、シフトフォークと中央部分１９の間の接触面が早く摩耗することなく、シフトフォークはトランスミッションに大きな力を伝達することができる。ピストン３，４を中間部材２上に弛く、すなわち遊びを有するように配置したことにより、装置部品は互いに正しく配向され、互いに最適な位置を占める。個々の部品は、製作時に小さな公差を守る必要がないので、低コストで製作可能である。装置１の漏れを少なくするために、ピストン３，４の外周面すなわち摺動面２７，２８をシリンダケース５の内壁１２に正確に適合させるだけでよい。装置部品は上記の構造により、旋盤で完全に製作可能であり、組み立ててアクチュエータケース５に挿入可能である。

　図３の実施の形態は、中間部材２ａの突出部分２４ａ，２５ａが突出部分２４，２５よりも短く形成され、ピストン３ａ，４ａが鉢形に形成されている。それによって、突出部分２４ａ，２５ａはピストン３ａ，４ａの袋穴３０ａ，３１ａに挿入されている。ピストン３ａ，４ａと突出部分２４ａ，２５ａの長さは、突出部分がピストンとの係合解除をできないように定められている。更に、アクチュエータ１ａのケース５ａは前述の実施の形態のケースと同一に形成されている。

　図４の実施の形態は、漏れを防止するためにシール３５，３６が設けられている点が図１，２の実施の形態と異なっている。このシールはＯリングとして形成され、それぞれピストン３，４の突出部分２４，２５の環状溝３７，３８内に設けられている。環状溝３７，３８は中間部材２の中央部分１９の隣接するフランジ２２，２３よりも、突出部分２４，２５の端面３９，４０から短い間隔をおいて設けられている。組込み位置で、環状シール３５，３６は弾性的に変形し、ピストン３，４の内壁３３，３４に密封接触している。環状溝はピストン３，４の内壁に設けてもよい。図４の実施の形態は、騒音を小さくし、漏れに対する要求が厳しいときに有利に使用される。

　図５の装置１ｂは、ピストン３ｂ，４ｂが比較的に狭いリングとして形成され、中間部材２ｂが短い突出部分２４ｂ，２５ｂと比較的に長い中央部分１９ｂを備えている点が前述の実施の形態と異なっている。突出部分２４ｂ，２５ｂは中央部分１９ｂの数分の１であり、ピストン３ｂ，４ｂから少しだけ突き出ている。この突き出た部分に、突出部分はそれぞれ、スナップリング１７，１８を収容するための環状溝１５，１６を備えている。このスナップリングによって、ピストン３ｂ，４ｂは軸方向において突出部分２４ｂ，２５ｂに保持されている。ピストン３ｂ，４ｂは中間部材２ｂのフランジ２２ｂ，２３ｂに接触している。スナップリング１７，１８により、突出部分２４ｂ，２５ｂはピストン３ｂ，４ｂとの係合を解除しない。

　中間部材１９ｂの環状溝２０ｂは、前述の実施の形態の場合とほぼ同じ大きさである。しかし、フランジ２２ｂ，２３ｂは前述の実施の形態の場合よりも幅がはるかに広い。それによって、環状溝２０ｂは軸方向においてフランジ２２ｂ，２３ｂよりも狭くなっている。シフトフォークのためのケース５ｂの係合開口７ｂが軸方向において前述の実施の形態よりも広いので、シフトフォークは、フランジ２２ｂ，２３ｂの幅が広いにもかかわらず、中間部材２ｂのあらゆる位置で妨害されないでケース５ｂの係合開口７ｂに挿入可能である。中間部材２ｂの長さは、ピストン３ｂ，４ｂが中間部材２ｂのすべての軸方向位置においてケース５ｂの内壁１２ｂに接触し、かつ係合開口７ｂの範囲に達しないように定められている。この実施の形態はその他については前述の実施の形態と同一に形成され、同じように作動する。

ピストンを備えた本発明に係る操作装置の軸方向断面図である。 ピストンが異なる位置にある、図１と同様な図である。 本発明に係る操作装置の他の実施の形態の、図１と同様な図である。 本発明に係る操作装置の他の実施の形態の、図１と同様な図である。 本発明に係る操作装置の他の実施の形態の、図１と同様な図である。

符号の説明

２，２ａ，２ｂ　　　　　連結部材（中間部材）
３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ　　　ピストン
５；５ａ；５ｂ　　　　　ケース
７；７ｂ　　　　　　　　開口
８　　　　　　　　　　　蓋
１７，１８　　　　　　　スナップリング
１９，１９ｂ　　　　　　係合部分（中央部分）
２０，２０ｂ　　　　　　溝
２２，２３；２２ｂ，２３ｂ　　　フランジ
２４，２５；２４ａ，２５ａ；２４ｂ，２５ｂ　　　突出部分
２６　　　　　　　　　　底
３５，３６　　　　　　　シール
３７，３８　　　　　　　環状溝
４１，４２　　　　　　　圧力室

Claims (29)

1. 　ケース内に２個のピストンが収容され、このピストンによって連結部材が摺動可能であり、この連結部材がシフト部材、特にシフトフォークに連結可能であり、連結部材の少なくとも表面が耐摩耗性材料、特に鋼からなっている、車両、特に自動車のマニュアルトランスミッションのための操作装置、特に油圧式アクチュエータまたは空気圧式アクチュエータにおいて、両ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が連結部材（２；２ａ；２ｂ）上に弛く装着されていることを特徴とする操作装置。
2. 　両ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が同一に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 　ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が半径方向遊びを有して連結部材（２；２ａ；２ｂ）上に装着されていることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
4. 　連結部材（２；２ａ；２ｂ）がシフト部材のための係合部分（１９，１９ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
5. 　係合部分（１９，１９ｂ）から軸方向に突出部分（２４，２５；２４ａ，２５ａ；２４ｂ，２５ｂ）が突出し、この突出部分上にピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が弛く装着されていることを特徴とする、請求項４記載の装置。
6. 　係合部分（１９，１９ａ）が連結部材（２；２ａ；２ｂ）の半分の長さのところに設けられていることを特徴とする、請求項４または５記載の装置。
7. 　突出部分（２４，２５；２４ａ，２５ａ；２４ｂ，２５ｂ）が互いに一直線上に設けられていることを特徴とする、請求項５または６記載の装置。
8. 　突出部分（２４，２５；２４ａ，２５ａ；２４ｂ，２５ｂ）が同じ長さであることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一つに記載の装置。
9. 　係合部分（１９，１９ａ）がシフト部材のための少なくとも１つの溝（２０；２０ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一つに記載の装置。
10. 　溝（２０；２０ｂ）が軸方向において２個のフランジ（２２，２３；２２ｂ，２３ｂ）によって画成されていることを特徴とする、請求項９記載の装置。
11. 　突出部分（２４，２５；２４ａ，２５ａ；２４ｂ，２５ｂ）がフランジ（２２，２３；２２ｂ，２３ｂ）から横方向に突出していることを特徴とする、請求項１０記載の装置。
12. 　フランジ（２２，２３；２２ｂ，２３ｂ）の外径がケース（５；５ａ；５ｂ）の内径よりも小さいことを特徴とする、請求項１０または１１記載の装置。
13. 　連結部材（２；２ａ；２ｂ）が一体に形成されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の装置。
14. 　連結部材（２；２ａ；２ｂ）が鋼からなっていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の装置。
15. 　ピストン（３，４；３ｂ，４ｂ）がスリーブ状または環状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の装置。
16. 　ピストン（３ａ，４ａ）が鉢形に形成されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の装置。
17. 　ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が連結部材（２；２ａ；２ｂ）の突出部分（２４，２５；２４ａ，２５ａ；２４ｂ，２５ｂ）とほぼ同じ長さを有することを特徴とする、請求項５〜１６のいずれか一つに記載の装置。
18. 　ピストン（３ｂ，４ｂ）が軸方向において各々１個のスナップリング（１７，１８）によって保持され、かつ連結部材（２ｂ）の突出部分（２４ｂ，２５ｂ）上に装着されていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一つまたは請求項１７に記載の装置。
19. 　ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が少なくとも圧力付勢状態で係合部分（１９；１９ｂ）のフランジ（２２，２３；２２ｂ，２３ｂ）に接触していることを特徴とする、請求項１０〜１８のいずれか一つに記載の装置。
20. 　ケース（５；５ａ；５ｂ）がシフトフォークを通すための開口（７；７ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一つに記載の装置。
21. 　ケース（５；５ａ；５ｂ）の開口（７；７ｂ）の軸方向幅が、連結部材（２；２ａ；２ｂ）の係合部分（１９；１９ｂ）の軸方向幅にほぼ一致していることを特徴とする、請求項２０記載の装置。
22. 　連結部材（２；２ａ）の最大ストロークが、ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）内での突出部分（２４，２５；２４ａ，２５ａ）の案内長さよりも短いことを特徴とする、請求項５〜２１のいずれか一つに記載の装置。
23. 　両ピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）が軽金属、特にアルミニウムからなっていることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか一つに記載の装置。
24. 　ケース（５；５ａ；５ｂ）が軽金属、特にアルミニウムからなっていることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれか一つに記載の装置。
25. 　ピストン（３，４）内において突出部分（２４，２５）上にそれぞれ１個のシール（３５，３６）が装着されていることを特徴とする、請求項５〜２４のいずれか一つに記載の装置。
26. 　シール（３５，３６）が円形シールによって形成されていることを特徴とする、請求項２５記載の装置。
27. 　シール（３５，３６）が突出部分（２４，２５）または、ピストン（３，４）の環状溝（３７，３８）内に配置されていることを特徴とする、請求項２５または２６記載の装置。
28. 　ケース（５；５ａ；５ｂ）の一端が底（２６）によって閉鎖され、他端が挿入された蓋（８）によって閉鎖されていることを特徴とする、請求項１〜２７のいずれか一つに記載の装置。
29. 　ケース（５；５ａ；５ｂ）の底（２６）と蓋（８）が、隣接する各々のピストン（３，４；３ａ，４ａ；３ｂ，４ｂ）と共に、圧力室（４１，４２）を画成していることを特徴とする、請求項２８記載の装置。

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