JPH0949567A - 変速補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速歯車を潤滑する油ポンプの負荷を増減す
ることにより、変速歯車の回転数を出力軸の回転数に近
づけ、迅速かつ円滑な変速操作を得る。 【構成】 歯車変速機の中間軸１２にクラツチ１３を介
して油ポンプ１５を接続する。歯車箱１８の油を油ポン
プ１５により絞り弁１６を経て歯車箱１８の天壁部から
出力軸１０の変速歯車３８へ散布する。変速操作機構６
に変速レバー７の操作方向と同期装置３５の変速同期終
了を検出する変速センサ３３を備える。変速センサ３３
の信号に基づき絞り弁１６とクラツチ１３を制御する制
御装置２０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の平行歯車式変
速機、詳しくは迅速かつ円滑な変速操作を得る変速補助
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用変速機は中間軸に結合した中間歯
車と、出力軸に遊回転可能に支持した各変速段の変速歯
車とが常時噛み合され、公知の同期装置（同期クラツチ
機構）により変速歯車を選択的に出力軸に結合すること
により、所要の変速段の歯車の噛合いが達せられる。し
かし、大型車両になると駆動伝達系の慣性量が大きくな
り、変速操作中に車輪から受ける出力軸の回転数と、中
間軸と連動する変速歯車の回転数との差をなくすため
の、同期装置の操作にはかなりの時間と操作力が要求さ
れる。

【０００３】そこで、実開平２−１４１７５７号公報に
開示される変速補助装置のように、同期装置にアクチユ
エータを設けたものも提案されているが、これは構造が
複雑になり、コストが嵩むという難点がある。また、実
開平５−１２８０９号公報に開示される変速補助装置で
は、変速歯車に電磁制動力を加え、変速歯車の回転数を
出力軸の回転数に近づけるものがあるが、これはシフト
アツプ操作のみに有効であり、従来の歯車変速機に付加
すべき部品点数が多く、コスト低減が難しい。本出願人
の出願に係る特願平７−６６８８４号の変速補助装置で
は、シフトアツプする時に中間軸に負荷を加えることに
より、同期装置の同期動作を円滑にしているが、同期終
了後のスリーブとハブとの噛合いにはやや障害になる。
つまり、シフトアツプ操作時の同期終了後には、スリー
ブのスプラインの端部斜面がハブのスプラインの端部斜
面に当り、端部斜面での滑りによりハブが回転されるの
であるが、噛み合う時に中間軸を減速させる方向に働い
ていた負荷が、ハブとスリーブの噛合いにより、ハブが
回転させられる方向と逆に働く場合があり、スリーブの
円滑な噛合い動作を妨げるという不具合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、同期装置の同期終了後のスリーブとハブの
噛合いをより円滑にするために、同期終了後は迅速に中
間軸に作用する負荷を取り除くようにした変速補助装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は歯車変速機の中間軸にクラツチを介
して油ポンプを接続し、油ポンプにより歯車箱の油を絞
り弁を経て潤滑部、油冷却部、動力取出部などへ供給す
る歯車変速機において、変速操作機構に変速レバーの操
作方向を検出するとともに変速機の変速同期終了を検出
する変速センサを備え、該変速センサの信号に基づき前
記絞り弁と前記クラツチを制御する制御装置を備えたも
のである。

【０００６】

【発明の実施の形態】クラツチは通常は接続状態にあ
り、油ポンプは歯車箱の底部の油を吸い込み、通常は全
開になつている絞り弁を経て歯車箱の天壁部から、各変
速歯車および同期装置へ散布する。油ポンプは歯車箱の
油を絞り弁を経て変速機の潤滑部へ供給するものだけで
なく、油冷却部、動力取出部などへ供給するものでもよ
い。

【０００７】シフトアツプ操作時、中間軸の回転数はシ
フトアツプ操作前よりも低くする必要がある。そこで、
絞り弁を絞ることにより油ポンプの負荷を増大すれば、
中間軸の回転数が低くなり、変速歯車の回転数が出力軸
の回転数に近づき、迅速かつ円滑な変速操作が得られ
る。

【０００８】本発明では同期装置の同期終了後に絞り弁
を開くことにより、中間軸に作用する負荷を取り除く。
このため、同期終了をシフトセンサにより検出する。つ
まり、スリーブがボーク位置よりも前進した時に、噛合
いが終了したものと判定し、絞り弁を迅速に開く。これ
により、同期終了後のスリーブとハブの円滑な噛合いを
得る。

【０００９】一方、シフトダウン操作時は、中間軸の回
転数はシフトダウン操作前よりも高くする必要がある。
そこで、クラツチを遮断し、中間軸に作用する油ポンプ
の負荷をなくせば、中間軸の回転数がシフトダウン操作
中に低下する度合が少なくなり、迅速かつ円滑な変速操
作を助ける。

【００１０】

【実施例】図１は本発明に係る変速補助装置の概略構成
を示す側面断面図、図２は同変速補助装置の要部を示す
側面断面図である。図１に示すように、歯車変速機の歯
車箱１８の前端部にクラツチ箱５が結合され、変速操作
時、主クラツチ３は機関のクランク軸２と歯車変速機の
入力軸４の間を遮断するように構成される。歯車箱１８
には入力軸４と同軸に出力軸１０が支持され、さらに中
間軸１２が出力軸１０と平行に支持される。入力軸４の
入力歯車８は中間軸１２の中間歯車９と常時噛み合され
る。中間軸１２に結合した歯数の異なる中間歯車３９
は、出力軸１０に遊回転可能に支持した各変速段の変速
歯車３８と常時噛み合される。出力軸１０に配設した公
知の同期装置３５の軸方向移動により、所定の変速歯車
３８が選択的に出力軸１０へ回転結合されるようになつ
ている。

【００１１】歯車箱１８の上部に変速操作機構６が配設
される一方、天壁部に油供給管１７ａが配設される。油
供給管１７ａは油ポンプ１５からの油を入力歯車８と各
変速歯車３８と同期装置３５へ散布するようになつてい
る。上述した構成は従来の歯車変速機とほぼ同様であ
る。

【００１２】本発明によれば、中間軸１２の後端部にク
ラツチ（好しくは電磁クラツチ）１３を介して油ポンプ
１５が接続される。油ポンプ１５は歯車箱１８の底部の
油をストレーナ２９から入口通路１４へ吸い込み、出口
通路１７、絞り弁１６（好ましくは電磁絞り弁）を経て
油供給管１７ａへ供給する。

【００１３】変速レバー７のシフトアツプ操作またはシ
フトダウン操作を検出する変速センサ３３が変速操作機
構６に配設される。制御装置（好ましくは電子制御装
置）２０は、入力軸４（中間軸１２でもよい）に配設し
た回転数センサ７１と、セレクトセンサ３３ａとシフト
センサ３３ｂからなる変速センサ３３と、出力軸４に配
設した回転数センサ７２との各信号に基づき、絞り弁１
６を全開位置と絞り位置に切り換え、またクラツチ１３
を接続位置と遮断位置に切り換える。

【００１４】図２に示すように、クラツチ１３と油ポン
プ１５は歯車箱１８の後端部に結合した歯車箱１９に配
設される。すなわち、中間軸１２の端部は歯車箱１８の
端壁に軸受２１により支持され、かつ歯車箱１９の内部
へ突出される。歯車箱１９に固定した保持板２２に電磁
コイル２３が固定され、中間軸１２に電磁コイル２３に
対向する駆動板２２ａが固定支持される。駆動板２２ａ
と円錐形のクラツチ板２５との間にばね２４が介装され
る。クラツチ板２５はスプライン２５ａにより中間軸１
２に軸方向移動可能に嵌合され、かつばね２４の力によ
り油ポンプ１５の円錐孔２７ａへ係合される。

【００１５】油ポンプ１５は歯車箱１９の内周壁に回転
可能に組み込まれた内歯歯車１９ａと、内歯歯車１９ａ
と噛み合うピニオン２７とからなり、内歯歯車１９ａに
対し偏心するピニオン２７は、中間軸１２に軸受２６に
より遊回転可能に支持される。油ポンプ１５の吸込口は
入口通路１４、管１４ａを経て、歯車箱１８の底部に配
設したストレーナ２９へ接続される。一方、油ポンプ１
５の吐出口は出口通路１７、絞り弁１６を経て油供給管
１７ａへ接続される。

【００１６】図３に示すように、変速操作機構６は箱形
の基枠４４の前壁４４ａと後壁４４ｃとの間に、ボス４
７の前後端の軸部４７ａを回動可能に支持し、ボス４７
の中間部から上方へ突出する支板４７ｂに、変速レバー
７の下端部を横方向のピン４６により回動可能に支持し
て構成される。変速レバー７から下方へ突出する突片７
ａにケーブル４２の端部が連結される。ボス４７の後端
軸部４７ａに二股状のホーク４８が結合される。一方、
基枠４４に上下方向の支軸４５によりボス４９が回動可
能に支持され、ボス４９から前方へ突出する腕４９ｂが
ホーク４８の間へ突出される。ボス４９から側方へ突出
する腕４９ａにケーブル４１の端部が連結される。各ケ
ーブル４１，４２は検出器５０の箱５１の内部を貫通
し、さらにアウタチユーブ４１ａ，４２ａを経て、歯車
変速機のセレクトレバーとシフトレバーへそれぞれ連結
される。

【００１７】図４，５に示すように、検出器５０の箱５
１の内部で、ケーブル４１は案内部材５２に摺動可能に
支持され、かつ摺動板５６を結合される。摺動板５６は
断面Ｌ字形の支持部材５３の上壁５４に支持した３個の
受光器５４ａ，５４ｂ，５４ｃと下壁に支持した３個の
発光器５５との間へ突出され、かつ支持部材５３の案内
溝へ係合される。同様に、ケーブル４２は別の案内部材
５２に摺動可能に支持され、かつ摺動板６６を結合され
る。摺動板６６は断面Ｌ字形の支持部材５３の上壁６４
に支持した２個の受光器６４ａ，６４ｂと下壁に支持し
た２個の発光器６５との間へ突出され、かつ支持部材５
３の案内溝に係合される。

【００１８】図４に示すように、変速レバー７の例えば
４−５速段セレクト位置において、摺動板５６にはセレ
クトセンサ３３ａとしての３個の受光器５４ａ，５４
ｂ，５４ｃに対応する３個の正方形の孔５６ａ，５６
ｂ，５６ｃが設けられる。変速レバー７の中立位置にお
いて、摺動板６６にはシフトセンサ３３ｂとしての前後
１対の受光器６４ａ，６４ｂの間に長方形の孔６６ｂ
を、前後両端部に軸方向に延びる長方形の孔６６ａ，６
６ｃをそれぞれ設けられる。孔６６ｂと孔６６ａの間隔
および孔６６ｂと孔６６ａの間隔は、受光器６４ａと受
光器６４ｂの間隔よりも僅かに大きくなつている。

【００１９】図６に示すように、歯車変速機の同期装置
３５は、中間軸１２の歯車から常に回転力を受けている
変速歯車３８に一体的に形成したスプライン歯６１ａを
有するハブ６１と、変速歯車３８に一体的に形成した円
錐軸部と、スプライン歯６２ａと前記円錐軸部に外嵌す
る円錐孔と切欠６２ｂとを有する同期環６２と、出力軸
１０に軸方向移動可能にスプライン嵌合支持したスリー
ブとを備えている。

【００２０】スリーブは内周面にスプライン歯６３を形
成されるとともに、キー６３ａを軸方向相対移動可能に
弾性支持している。キー６３ａは同期環６２の切欠６２
ｂへ係合可能に構成される。同期装置３５の具体的な構
成は、実開平5-12809号公報などにより公知であり、本
発明の要旨には直接関係しないので、これ以上説明しな
い。

【００２１】変速レバー７のシフト操作時、同期装置３
５は図５の動作過程（ａ）〜（ｅ）を実行する。図５の
中立位置からスリーブのスプライン歯６３が上方（出力
軸１０の軸方向）へ移動すると、スリーブに弾性支持さ
れたキー６３ａが同期環６２の切欠６２ｂへ係合し、同
期環６２がキー６３ａに押されて変速歯車３８の円錐軸
部へ摩擦係合する。同期環６２が変速歯車３８の回転力
（図６の矢印ｚ方向の回転力）を受け、キー６３ａが切
欠６２ｂの左側壁に当る。このインデツクス状態が動作
過程（ａ）である。

【００２２】さらに、スリーブのスプライン歯６３が上
方へ移動すると、スプライン歯６３は同期環６２のスプ
ライン歯６２ａの端部斜面に面接触する。このボーク状
態が動作過程（ｂ）である。引続き、動作過程（ｂ）か
らスリーブのスプライン歯６３が上方へ移動すると、ス
リーブとキー６３ａの間に軸方向の相対移動が生じ、同
時にスリーブのスプライン歯６３が同期環６２のスプラ
イン歯６２ａの端部斜面に沿つて滑りながら、スプライ
ン歯６３がスプライン歯６２ａとスプライン歯６２ａの
間へ進む。この同期終了の状態が動作過程（ｃ）であ
る。

【００２３】引続き、スリーブのスプライン歯６３が上
方へ移動すると、スプライン歯６３がハブ６１のスプラ
イン歯６１ａの端部斜面に面接触し、スリーブとハブ６
１の噛合いが始まる。この噛合い開始の状態が動作過程
（ｄ）である。引続き、スリーブのスプライン歯６３が
上方へ移動すると、スプライン歯６３がスプライン歯６
１ａの端部斜面に沿つて滑り、スプライン歯６３がスプ
ライン歯６１ａとスプライン歯６１ａの間へ進み、噛合
いが終了する。この噛合い終了の状態が動作過程（ｅ）
である。

【００２４】本発明ではシフトアツプ操作時、同期装置
３５の同期終了後に絞り弁１６を開放することにより、
中間軸１２に作用する負荷を取り除く。このため、同期
終了を変速センサ３３により検出し、スリーブがボーク
位置よりも前進した時に噛合いが終了したものと判定
し、絞り弁１６を迅速に開く。これにより、同期終了後
のスリーブとハブ６１の円滑な噛合いを得る。つまり、
図６の動作過程（ｂ）で、中間軸１２に作用する油圧ポ
ンプ１５の負荷トルクを解放する。換言すれば、ハブ６
１に対する制動トルクを解放することにより、ハブ６１
と出力軸１０との回転差を少なくし、動作過程（ｄ）か
ら動作過程（ｅ）に至る噛合い動作を円滑にする。

【００２５】一方、シフトダウン操作時は、中間軸１２
の回転数はシフトダウン操作前よりも高くする必要があ
る。そこで、クラツチ１３を遮断し、中間軸１２に作用
する油ポンプ１３の負荷をなくせば、中間軸１２の回転
数がシフトダウン操作中に低下する度合が少なくなり、
迅速かつ円滑な変速操作を助ける。

【００２６】次に、本発明による変速補助装置の作動に
ついて説明する。７段歯車変速機の場合、セレクトセン
サ３３ａは例えば変速レバー７を最左方へ倒すと、摺動
板５６の孔５６ａが発光器５５と受光器５４ｃの間へ位
置し、受光器５４ｃだけが反応し、図７，８に示す変速
段判定表Ａ，Ｂから後進段または１速段へセレクトされ
たことが判る。次いで、変速レバー７を例えば後方へ倒
すと、図９に示すように、摺動板５６の孔６６ｂ，６６
ｃが発光器６５と受光器６４ａ，６４ｂへ順に移動し、
受光器６４ａ，６４ｂが反応する。図１０，１１に示す
シフト位置判定表Ｃ，Ｄからシフト動作の方向と位置が
判る。

【００２７】シフトアツプ操作時、中間軸１２ないし変
速歯車の回転数は、シフトアツプ操作前の出力軸１０の
回転数よりも相対的に高くなつている。変速センサ３３
の信号に基づく電子制御装置２０の出力により、クラツ
チ１３を接続状態とし、絞り弁１６を絞り、中間軸１２
により駆動される油ポンプ１５の負荷を増大する。この
時、中間軸１２は機関の回転力を受けないから、中間軸
１２の回転数が急に低くなり、中間歯車３９と噛み合う
変速歯車３８の回転数が、車輪の回転力を受ける出力軸
１０の回転数に近づく。こうして、同期装置３５の操作
負担が軽減され、迅速かつ円滑なシフトアツプ操作が得
られる。

【００２８】一方、シフトダウン操作時、中間軸１２な
いし変速歯車３８の回転数は、シフトダウン操作前の出
力軸１０の回転数よりも相対的に低くなつている。変速
センサ３３の信号に基づく電子制御装置２０の出力によ
り、クラツチ１３を遮断し、絞り弁１６を全開にする。
したがつて、油ポンプ１５の負荷が中間軸１２から除去
されることになり、中間歯車３９と噛み合う変速歯車３
８の回転数の低下の度合が抑えられる一方、慣性走行に
伴う車輪から回転力を受ける出力軸１０の回転数が変速
歯車３８の回転数に近づき、同期装置３５の操作負担が
軽減され、迅速かつ円滑なシフトダウン操作が得られ
る。

【００２９】本発明ではシフトアツプ操作時、同期装置
３５の同期終了後に絞り弁１６を開くことにより、中間
軸１２に作用する負荷を取り除く。このため、同期終了
をシフトセンサ３３ｂの受光器６４ａ，６４ｂにより検
出し、スリーブがボーク位置よりも前進した時に噛合い
が終了したものと判定し、絞り弁１６を迅速に開く。こ
れにより、同期終了後のスリーブとハブの噛合いが円滑
に達せられる。

【００３０】図１２，１３は上述の制御をマイクロコン
ピユータからなる電子制御装置２０により行うための制
御プログラムの流れ図である。図において、ｐ41〜ｐ6
1，ｐ11〜ｐ23は制御プログラムの各ステツプを表す。
本プログラムは所定時間ごとに繰返し実行する。ｐ41で
制御プログラムを開始し、ｐ42でシフト信号を読み込
む。ｐ43でシフト信号が中立か否かを判別する。シフト
信号が中立でない場合はｐ42へ戻り、シフト信号が中立
の場合はｐ44でシフト信号を読み込み、ｐ45でセレクト
信号を読み込む。

【００３１】ｐ46で受光器６４ｂが反応したか否かを判
別する。受光器６４ｂが反応した場合は、ｐ47で変速段
判定表Ｂから変速段を判定し、ｐ49へ進む。受光器６４
ａが反応してない場合は、ｐ48で受光器６４ｂが反応し
たか否かを判別する。受光器６４ｂが反応してない場合
はｐ44へ戻り、受光器６４ｂが反応した場合は、ｐ49で
変速段判定表Ａから変速段を判定し、かつシフト位置判
定表を選択し、ｐ50で判定した変速段と記憶している変
速段を比較する。

【００３２】ｐ51でシフトアツプ操作か否かを判別す
る。シフトアツプ操作の場合はｐ52でクラツチを遮断
し、ｐ57へ進む。シフトアツプ操作でない場合は、ｐ53
で絞り弁１６を絞り、ｐ54でシフト信号を読み込む。ｐ
55で選択したシフト位置判定表から、スリーブとハブの
噛合いが始まつたか否かを判別する。スリーブとハブの
噛合いが始まつていない場合はｐ54へ戻り、スリーブと
ハブの噛合いが始まつた場合は、ｐ56で絞り弁１６を開
く。クラツチ１３を遮断するようにしてもよい。ｐ57で
シフト信号を読み込む。ｐ58で選択したシフト位置判定
表から、変速が終了したか否かを判別する。変速が終了
してない場合は、ｐ57へ戻り、変速が終了した場合は、
ｐ59でクラツチを接続し、ｐ60でシフト終了後の変速段
を記憶し、ｐ61で終了する。

【００３３】なお、ｐ60で絞り弁１６を開くだけで、ク
ラツチ１３を遮断しない場合は、ｐ56へ進むようにして
もよい。

【００３４】図１４に示す変更実施例では、ｐ11で制御
プログラムを開始し、ｐ12でシフト開始信号を読み込
む。ｐ13でシフトアツプ操作か否かを判別する。シフト
アツプ操作の場合はｐ14でシフトダウン操作か否かを判
別する。シフトダウン操作でない場合はｐ12へ戻り、シ
フトダウン操作の場合は、ｐ15でクラツチ１３を遮断
し、ｐ20へ進む。

【００３５】ｐ13でシフトアツプ操作の場合は、ｐ16で
絞り弁１６を絞り、ｐ17で同期終了の信号を読み込む。
ｐ18で同期が終了したか否かを判別する。同期が終了し
てない場合はｐ17へ戻り、同期が終了した場合は、ｐ19
でクラツチ１３を遮断し、絞り弁１６を開く。ｐ20でシ
フト終了の信号を読み込む。ｐ21でシフトが終了したか
否かを判別する。シフトが終了してない場合はｐ20へ戻
り、シフトが終了した場合は、ｐ22でクラツチ１３を接
続し、ｐ23で終了する。

【００３６】本発明において、クラツチ１３は電磁クラ
ツチに限らず、油圧クラツチや空圧クラツチも含むもの
であり、この場合制御装置２０により油圧回路または空
圧回路の電磁切換弁を制御することにより全く同じ作用
効果を奏する。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上述のように、シフトアツプ操
作中は油ポンプの負荷を大きくして中間軸の回転数を低
くする一方、シフトダウン操作中はクラツチを遮断して
中間軸から油ポンプの負荷を解放するものであるから、
変速歯車と出力軸の各回転数を互いに近づけるように働
き、迅速かつ円滑な変速操作が得られ、構成が簡単であ
り、従来の変速機に組み付けられるので、製造経費を節
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変速補助装置を備えた歯車変速機
の側面断断面図である。

【図２】同変速補助装置の要部を示す側面断面図であ
る。

【図３】変速操作機構の斜視図である。

【図４】同変速操作機構の変速センサの平面断面図であ
る。

【図５】同変速操作機構の変速センサの正面断面図であ
る。

【図６】同期装置の動作を説明する平面図である。

【図７】セレクトセンサの信号から変速段を求める判定
表である。

【図８】セレクトセンサの信号から変速段を求める判定
表である。

【図９】シフトセンサの動作を説明する線図である。

【図１０】シフトセンサの信号からシフト位置を求める
判定表である。

【図１１】シフトセンサの信号からセレクト位置を求め
る判定表である。

【図１２】変速補助装置を制御する制御プログラムの流
れ図である。

【図１３】変速補助装置を制御する制御プログラムの流
れ図である。

【図１４】変速補助装置を制御する他の制御プログラム
の流れ図である。

【符号の説明】

６：変速操作機構 ７：変速レバー ９：中間歯車 １
０：出力軸 １２：中間軸 １３：クラツチ １５：油
ポンプ １６：絞り弁 １７ａ：油供給管 １８：歯車
箱 ２０：制御装置 ２３：電磁コイル ２５：クラツ
チ板 ２７：ピニオン ３３：変速センサ ３５：同期
装置 ３８：変速歯車 ３９：中間歯車 ４１，４２：ケーブル ５２：案内部材 ５３：支持部
材 ５４ａ〜５４ｃ：受光器 ５５：発光器 ５６：摺
動板 ５６ａ〜５６ｃ：孔 ６４ａ，６４ｂ：受光器
６５：発光器 ６６：摺動板７１，７２：回転数センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯車変速機の中間軸にクラツチを介して油
   ポンプを接続し、油ポンプにより歯車箱の油を絞り弁を
   経て潤滑部、油冷却部、動力取出部などへ供給する歯車
   変速機において、変速操作機構に変速レバーの操作方向
   を検出するとともに変速機の変速同期終了を検出する変
   速センサを備え、該変速センサの信号に基づき前記絞り
   弁と前記クラツチを制御する制御装置を備えたことを特
   徴とする変速補助装置。
2. 【請求項２】前記制御装置はシフトアツプのための変速
   同期終了までは前記絞り弁を絞り、変速同期終了後は前
   記絞り弁を開放する、請求項１に記載の変速補助装置。
3. 【請求項３】前記制御装置はシフトアツプ中は前記絞り
   弁を絞り、シフトアツプのための変速同期終了時前記ク
   ラツチを遮断し、変速終了時前記クラツチを接続する、
   請求項１に記載の変速補助装置。