JPS63158347A - 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

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段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繁雑で使用頻度が少ない
のか現状であり１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構付
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！？！（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す副変
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、シフトアンドセ
レクトレバーシャフトの軸上にシフトインナレバーが支
持され、このシフトインナレバーがシフトレバ−のシフ
ト操作によって回転することによって、これに連結され
たフォークシャフトをシフト方向に作動させる歯車式ト
ランスミッションのシフト機構において、前記シフトア
ンドセレクトレバーシャフトに他のシフト用シャフトが
並設され、このシフト用シャフトの一端が前記フォーク
シャフトに並設された他のフォークシャフトに連結され
、他端が制御部材によって作動制御されるアクチュエー
タに連結され、このアクチュエータによって作動されて
前記他のシフト用シャフトが前記シフトアンドセレクト
レバーシャフトから独立して前記他のフォークシャフト
を操作することを特徴としている。

（作　用） 上記この発明によるシフトアクチュエータは。

所定の変速段までのシフトは、従来と同様シフトレバ−
によるマニュアル操作によりシフトアンドセレクト１ツ
バ−シャフトおよびシフトインナレバーによってフォー
クシャフトが作動されてシフトが行われる。そして所定
の変速段へのシフト（例えば前進５段で第５速がオーバ
ドライブのトランスミッションの場合の第４速へのシフ
ト）は、制御部４イによってアクチュエータを作動させ
、他のシフト用シャフト（例えば４速−５速用のシャフ
ト）によって他のフォークシャフト（例えば４速−５速
用フオークシヤフト）をシフト方向（４速方向）に操作
して行う。そしてこのシフトからのアップシフトまたは
ダウンシフトは、制御部材によるアクチュエータの作動
によって、マニュアル操作のフォークシャフトとは独立
して。

他のシフト用シャフト及び他のフォークシャフトを操作
して自動的に行うことが出来る。

従ってこのシフトアクチュエータを前進５段のトランス
ミッションに使用すれば、４速までのシフトをマニュア
ルシフトによって、４速と５速（オーバドライブ）間の
シフトを制御部材によって自動的に行わせることが可能
になる。

（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、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９ている。さらにこのＣＰ
Ｕ６はシフトアクチュエータＩＯ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。

シフトアクチュエータＩＯは第２ないし４図に示すよう
な構造となっていて、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
芯まわ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と共に移動可能である。

シフトインナレバー１２は第２図の下方へ延びるアーム
１２ａ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連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の移動によって四部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１Ｏ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２１５ｅによって付勢されたボールノツチ２１５ｆ’
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速位置にスライ
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速反転レバー１４が
支持されている。この反転レバー１４はシャフトＩ３と
一体となってその軸芯まわりに回転可能であり、かつこ
のレバーＬ４は第２図において下方に延びるアーム１４
ａ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４図に示すように、レバー２０４が固着嵌合され
ており、このレバー２０４の先端部がシフトロッド２０
５のヘッド２０５ａに係合している。

上記のシフトアクチュエータにおいて、いまシフトイン
ナレバー１２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２０２
ａに係合しており、他方のアーム１２ｂはフリー状態に
ある（第３図参照）。

このセレクト状態で、シフトインナレバー１２が第２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２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２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、ｌ速
および後進のシフトは、シフトインナレバー１２が第３
図の矢印Ｅ方向にスライドされ（鎖線α）２速または３
速の場合と同様何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１１と共に第
３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
５ｆ’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速セレクトスイッチ２１
４がオンされることによって、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、
シフトロッド２０５がアクチュエータ２０６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。

第５図は第１図のシフトアクチュエータＩＯにおいて４
速と５速（オーバドライブ）間のシフトを行うこれ１体
新規なアクチュエータを示した図であり、第２ないし４
図のアクチュエータのレバー２０４に連結されて４速−
５速フオークシヤフト２０３の自動シフトを行う。

このアクチュエータは、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２０５ａ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２０
５の図面左側端部に設けられたアクチュエータ２０１３
　　（作動部祠）は、ボディ１０ａ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ｌｏａとカバーｆｏｂ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２０８＾（切替弁）
を介してまた圧力室２０６Ｂは５速ソレノイドバルブ２
０８Ｂ　（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ｌＯａ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１０ａ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ｌｏａ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１図面
左側に４速スイツチ２１２が図面右側に５速スイツチ２
１３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６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５図のシフトアクチュエータが構成要
素となっている。

この第６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ｌ０
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１ｏｌｂの前記アーム１０１ａの端部と枢
支部を挟んで反対側の端部はワイヤ１０３１）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［０１ａと１０１ｂとがスプリング１０２で一
体的に揺動し、スロットルの開閉が行われる。

アーム１０１ａ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、またこのプレートｌ０５ａ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１ｏｔａ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１０６ｂ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ｆ０７ｂ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２１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１（１９ａ、　ＬＯ９ｂ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２０８Ｃによって仕切られた圧力室
２０ＧＡと２０６Ｂを有するアクチュエータ　２０Ｇ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　２０Ｂ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２０６Ａ、　
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２０８
Ａ、　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　２１１
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　２０Ｇ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に信号を人力する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。

２１４は４速セレクトスイツチであってシフトレバ−２
０１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−２
０＋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、２Ｉ７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６図の自動シフト機構の作動を、第５図のシフト
アクチュエータの作動とともに、第７および８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−２０１が４速シフト位置にシフトされると
、４速レバースイツチ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２
０８Ａをオン（ａ）にしアクチュエータ　２０６の圧力
室２０６Ａ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．シャフト１３゜４−５速レ
バー１４および４−５速シフトヘツド２０３ａを介して
フォークシャフト　２０３が４速側に作動されて４速へ
のアップシフトが行われる。この４速へのアップシフト
は４速スイツチ２１２がシフトロット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０１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）　１０９ｂ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（ｄ）。

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１ＯＢｂ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、シフドロ１．ド２０
５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のトルクが下がつた時点でフォー
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（ｅ）、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がオンされていてオーバド
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（１）、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２０８Ａがオン、５速ソ
レノイド２０８Ｂ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（ｍ）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。

なお前記第１の実施例または第２の実施例においてスロ
ットルアクチュエータおよびシフトアクチュエータの作
動を空気圧制御によって行った場合の例を示したが、油
圧制御によって行うことも可能である。

また上記実施例においては前進５段のトランスミッショ
ンについて説明を行ったが、この発明によるスロットル
アクチュエータは他の変速段を有するオーバドライブ付
トランスミッションについても接続可能なことは言うま
でもない。

（発明の効果） 以にのようにこの発明におけるスロットルアクチュエー
タは、マニュアル操作によって所定の変速段までのシフ
トを行うシフトアンドセレクトレバーシャフトと、それ
よりも高い変速段のシフトをアクチュエータによって自
動的に行う他のシフト用シャフトとを別個独立に並設し
、任意の変速段のみを自動的にシフトすることを可能に
して。

従来の自動シフト機構のようにワンウェイクラッチを使
用しなかったので、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がないといった危険性が無く
、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断面図、第３図
は第２図の■−■線における断面図、第４図は第２図の
ＩＶ−ＩＶ線における断面図、第５図は同実施例のシフ
トアクチュエータに連結されるアクチュエータを示す側
断面図、第６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７図は同実施例のアッブ
シフト時の作動を示すフローチャート、第８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９
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１０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である。 ６・・・ＣＰＵ、　　　　８・・・トランスミッション
。 １０・・・シフトアクチュエータ。 １１・・・シフトアンドセレクトレバーシャフト。 １２・・・シフトインナレバー。 １３・・・シャフト、　　１４・・・４−５速レバー。 １４ａ・・・アーム。 ２０３・・・シフトロッド。 ２０３ａ・・・シフトヘッド。 ２０４・・・レバー、２０５・・・シフトロッド。 ２０５ａ・・・ヘッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シフトアンドセレクトレバーシャフトの軸上にシフトイ
   ンナレバーが支持され、このシフトインナレバーがシフ
   トレバーのシフト操作によって回転することによって、
   これに連結されたフォークシャフトをシフト方向に作動
   させる歯車式トランスミッションのシフト機構において
   、 前記シフトアンドセレクトレバーシャフトに他のシフト
   用シャフトが並設され、このシフト用シャフトの一端が
   前記フォークシャフトに並設された他のフォークシャフ
   トに連結され、他端が制御部材によって作動制御される
   アクチュエータに連結され、このアクチュエータによっ
   て作動されて前記他のシフト用シャフトが前記シフトア
   ンドセレクトレバーシャフトから独立して前記他のフォ
   ークシャフトを操作す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。