JP2001349425A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクチュエータにより回転ドラムを回転させ
ることでシフトフォークを操作する変速装置において、
コンパクトな変速装置を提供する。 【解決手段】 筒状の回転ドラム４内に回転モータ５を
収納し、その出力軸５２に設けた太陽ギヤ５４及び遊星
ギヤ５５からなる減速機構を介して回転ドラム４の内周
面あるいは端面周縁に係合する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転ドラムの回転
によりシンクロメッシュ機構を作動させて変速を行う変
速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−１８４９０７号公報には、
ケーシングの内部に配設されシンクロメッシュ式変速機
構を動作させるための回転ドラムと、この回転ドラムを
所定角度ずつ回転動作させる油圧シリンダと、シフト操
作レバーのシフト操作に応じて油圧シリンダを動作させ
る制御装置とを具備した変速装置が開示されている。

【０００３】上記公報に開示されている変速装置の回転
ドラムは、外周面の周方向に複数のカム溝が形成されて
いる。複数のカム溝は、前進５段、後進１段の変速装置
の場合、１−２速用カム溝、３−４速用カム溝、５−Ｒ
用カム溝を少なくとももつ。各カム溝には、各変速シャ
フト（ガイドシャフト）に支持されたフォークから延び
るカムピンがそれぞれ係合されている。フォークはシン
クロメッシュ機構のスリーブを把持しているものであ
る。

【０００４】また、回転ドラムの一端面には、ドラムセ
ンターが該回転ドラムと同軸状に延びており、該ドラム
センターの外周には、変速段の数の凹部をもつストッパ
用カムが周方向に形成されている。そして、ストッパ用
カムの凹部にはばね力によって凹部に嵌合するラチェッ
トの先端部が嵌合して、各変速段での回転ドラムの回転
角度を保持するようにしている。

【０００５】さらに、回転ドラムの一端面には、ピニオ
ンが延設されていて、該ピニオンと噛合したラックを前
記油圧シリンダにより移動することにより、回転ドラム
を回転動作させる。油圧シリンダのストローク動は、シ
フト操作レバーへの操作に基づいて作動する制御装置
（ＥＣＵ）によって制御される。シフト操作レバーは、
一般的なＨ式あるいはボタン式の操作で電気スイッチを
ＯＮ−ＯＦＦするものである。

【０００６】上記公報に記載された回転ドラムを用いた
変速装置は、シフト操作レバーがＮ位置に設定された状
態より１速の操作を行うと、その電気スイッチの状態を
解読した制御装置は、油圧シリンダを突出方向に直動さ
せる指令を行う。具体的には、制御装置は油圧シリンダ
を制御する油圧制御機構の電磁バルブ等を制御する。

【０００７】油圧シリンダが直動運動を所定ストローク
量行うと、回転ドラムが所定角度だけ回転し、１−２速
用カム溝の移動に規制されるカムピンにより１−２速用
シフトフォークが変速シャフト上を所定方向に移動す
る。これにより、１−２速用のシンクロメッシュ機構が
１速ギヤを変速装置の動力伝達経路に介在させ、１速段
の選択がなされる。

【０００８】２速段、３速段、４速段等への切替えは、
油圧シリンダの更なる突出量の段階的な増加により、シ
ンクロメッシュ機構の同様の動作により行われる。ま
た、ダウンシフトは、油圧シリンダの収縮方向への運動
による回転ドラムの逆転により行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
変速装置では、回転ドラムを回転駆動するための機構が
直動式の油圧シリンダ（アクチュエータ）と、該油圧シ
リンダのピストンから延びたラックと、回転ドラムから
同軸状に延びたピニオンとからなるドラム駆動機構で構
成されているため、これらの機構は変速装置のケーシン
グ内あるいはケーシング外へ配設しなければならない。
したがって、変速装置が大型化してしまうという欠点が
ある。

【００１０】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたものであり、ドラム駆動機構を用いたコンパクトな
自動変速装置を提供することを解決すべき課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく従
来デッドスペースであった回転ドラムの内部にアクチュ
エータ及び伝達駆動機構の全体あるいは一部を内蔵する
構成とすることで、本発明を完成した。

【００１２】すなわち、本発明の変速装置は、ケーシン
グ内に平行に配置された二以上の回転シャフトと、該各
シャフトの外周に配設された複数の変速用のギヤと、該
各シャフトのうち少なくとも一方のシャフトの隣接した
所定の該ギヤ間に配設されるシンクロメッシュ機構とを
もつ変速機構部と、該ケーシングに回転自在に支承され
外周に変速用のカム溝が形成された回転ドラムと、該回
転ドラムの各前記カム溝に係合したカムピンをもち前記
シンクロメッシュ機構に係合したシフトフォークと、該
シンクロメッシュ機構の駆動方向に該シフトフォークを
ガイドするように該シフトフォークを支持した変速シャ
フトとをもつ変速操作部とから構成される変速装置にお
いて、該操作機構部に、該回転ドラム内に回転式あるい
は直動式のアクチュエータ及び該アクチュエータの出力
運動を該回転ドラムの内周面あるいは端面周縁に沿った
運動に変換あるいは減速して該回転ドラムに伝達する伝
達駆動機構の全体あるいは一部を内蔵することを特徴と
する。

【００１３】なお、回転ドラム内に内蔵されるのは、ア
クチュエータ、伝達駆動機構のいずれかでもよい。

【００１４】

【作用】本発明の変速装置においては、操作機構部をコ
ンパクトにすることができ、車両搭載性に優れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の変速装置において、直動
式のアクチュエータは、電気リニアモータ、油圧シリン
ダ、エアシリンダ等を用いることができる。

【００１６】本発明の変速装置において、回転式のアク
チュエータは、電気回転モータ、油圧モータ等を用いる
ことができる。

【００１７】特に油圧シリンダ、油圧モータ、エアシリ
ンダ等の直動式のアクチュエータを用いる場合は、その
油圧制御機構（油圧回路）、エア回路等を回転ドラム内
へ収納することもできる。

【００１８】また、直動式のアクチュエータを用いても
そのアクチュエータを回転ドラム内に収納することがで
きる。例えば、回転ドラムの内周面にカム溝を形成する
ともに、直動式アクチュエータで駆動される可動部材を
該回転ドラムの内周面に摺接する円柱としてその外周面
に該カム溝に係合するカムピンを設ければよい。

【００１９】アクチュエータとして回転式のものを用い
る場合の構成は、次の実施例で詳細に説明する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の変速装置を具体的に図面を参
照して説明する。

【００２１】実施例の変速装置を図１〜図３に示す。変
速装置３０は、図１に示すように、変速機構部１と、操
作機構部２とから構成されている。変速機後部１は、代
表的にその一部の構成を示す。

【００２２】図１に示すように、変速機構部１は、それ
ぞれケーシング３に回転自在に支承された回転シャフト
１１及びカウンタシャフト１２が各平行に配置されてい
る。回転シャフト１１には、該回転シャフト１１と相対
回転自在な遊転ギヤ１３、１４が装着され、カウンタシ
ャフト１２には、前記遊転ギヤ１３に噛合したカウンタ
ギヤ１５、前記遊転ギヤ１４に噛合したカウンタギヤ１
６が相対回転不能に装着されている。また、回転シャフ
ト１１上において、前記遊転ギヤ１３、１４の間には、
シンクロメッシュ機構が配設される。シンクロメッシュ
機構は、外周にスプラインをもち回転シャフト１１に相
対回転不能なクラッチハブ１７と、該クラッチハブ１７
の外周には相対回転不能に設けられたスリーブ１８とを
主要素として構成され、スリーブ１８の軸方向の移動に
より遊転ギヤ１３とスリーブ１８の内歯が噛合する状態
の変速段と、遊転ギヤ１４とスリーブ１８の内歯が噛合
する状態の変速段とに切替えられる。

【００２３】操作機構部２は、ケーシング３に両端が保
持された変速シャフト２１と、該変速シャフト２１にガ
イドされるように保持され所定の前記スリーブ１８の外
周にそれぞれ係合したシフトフォーク６１〜６３と、該
シフトフォーク６１〜６３を介してスリーブ（１８とそ
の他のスリーブ）を軸方向に移動させる回転ドラム４と
を主要素として構成されている。

【００２４】ここで、実施例の変速装置３０は、前進５
段、後進１段の構成のものとして説明する。このため、
回転ドラム４の外周には、１−２速用のカム溝４１と、
３−４速用のカム溝４２と、５−Ｒ段用のカム溝４３と
が形成されている。そして、カム溝４１にはシフトフォ
ーク６１のカムピン６１ａが係合し、カム溝４２にはシ
フトフォーク６２のカムピン６２ａが係合し、カム溝４
３にはシフトフォーク６３のカムピン６３ａが係合して
いる。

【００２５】しかして、回転ドラム４は、図１及び図３
に示すように、円筒状でその内部に収納された電気式の
回転モータ５によって駆動されるようになっている。す
なわち、回転モータ５はケーシング３にボルト５１によ
って固定され、その出力軸５２は、反対側のケーシング
３に延びた先端部分が軸受５９に回転自在に支持されて
いる。出力軸５２の中間部分には、伝達駆動機構５０が
構成されている。伝達駆動機構５０は、出力軸５２と同
軸状に装着された太陽ギヤ５４と、該太陽ギヤ５４に図
３に示すように、噛合した３個の遊星ギヤ５５と、各遊
星ギヤ５５を連結する三つ又の支持板５６と、各遊星ギ
ヤ５５に噛合し回転ドラム４の内周面に形成されたイン
ナーギヤ４４とから構成されている。

【００２６】また、図１に示すように、回転ドラム４の
一端側内周面は、回転モータ５の外周ハウジング面との
間に軸受５８が介装されるとともに、回転ドラム４の他
端側内周面は、軸受５３を介して回転モータ５の出力軸
５２に相対回転可能に支持されている。軸受５３は、そ
の外輪がケーシング３からの突起部４８に係合して回り
止めされている。

【００２７】また、軸受５３の外輪と回転ドラム４の他
端側内周面との間には、各変速段ごとの回転ドラム４の
回転角度を規制するロック手段が設けられている。この
ロック手段は、軸受５３の外輪の外周面に複数形成され
た凹部４９と、回転ドラム４の半径方向に穿孔された通
孔に嵌挿され前記凹部４９に嵌合するロックボール４５
と、該ロックボール４５を凹部４９側に押圧するばね部
材４６と、前記通孔を塞ぎ前記ばね部材４６を圧縮する
ボルト４７とから構成されている。

【００２８】上記変速装置は、図２に大略的に示すよう
に、ＥＣＵ７が回転モータ５を制御することにより変速
段が設定される。ＥＣＵ７は、電気式のシフトレバー８
への操作によって発生する電気信号を受けて自動シフト
あるいはマニュアルシフトの制御を行うことができる。

【００２９】すなわち、ＥＣＵ７は、回転ドラム４の角
度位置あるいは出力軸５２の回転数を検出する図示しな
いセンサの出力を入力しており、シフトレバー８のシフ
ト操作に応じて所定角度分だけ回転ドラム４を回転させ
る指令を回転モータ５に送出する。

【００３０】今、ニュートラル状態（いずれのシンクロ
メッシュ機構のスリーブ１８も軸方向の中間位置に保持
されている状態）より、１速への操作がシフトレバー８
に与えられたとすると、ＥＣＵ７は、カム溝４１の１速
位置にカムピン６１ａが係合する角度に回転ドラム４を
回転すべく回転モータ５を駆動する。回転モータ５が回
転すると、太陽ギヤ５４も同回転し、遊星ギヤ５５が回
転されて、インナーギヤ４４を介して回転モータ５の回
転が減速されて回転ドラム４に伝達される。

【００３１】カム溝４１の１速位置がカムピン６１ａの
位置に近づくと、カムピン６１ａとカム溝４１との係合
によって図１のＢ方向にシフトフォーク６１が移動され
る。これにより、スリーブ１８がＢ方向に移動される。

【００３２】ＥＣＵ７は、前記センサによりカム溝４１
の１速位置を認識すると、回転モータ５の駆動を停止す
る。また、このとき同時にロックボール４５と軸受外輪
の凹部４９との位相が合致して、回転ドラム４がその角
度位置にロックされる。このとき、スリーブ１８は遊転
ギヤ１４と軸方向に完全噛合して、１速段への変速が完
了する。

【００３３】また、２速への操作がシフトレバー８に与
えられたとすると、ＥＣＵ７は、カム溝４１の２速位置
にカムピン６１ａが係合する角度に回転ドラム４を回転
すべく回転モータ５を駆動する。この駆動方向は、ニュ
ートラル状態から１速段への変速のときと同じである。

【００３４】さらに、３速への操作の場合は、ＥＣＵ７
は、カム溝４１の中立位置にカムピン６１ａが係合する
角度に回転ドラム４を回転させ、さらに、カム溝４２の
３速位置にカムピン６２ａが係合する角度に回転ドラム
４を回転すべく回転モータ５を駆動する。カム溝４１の
２速位置と、カム溝４２の３速位置とは回転ドラム４の
周方向に所定角度ずれており、ＥＣＵ７は、１速から２
速への変速と同じ方向に回転ドラム４を所定角度だけ回
転させる。３速から４速へ変速する場合は、カム溝４２
の４速位置をカムピン６２ａに合わせ、４速から５速へ
変速する場合は、カム溝４２の中立位置にカムピン６２
ａが係合する角度に回転ドラム４を回転させさらに、カ
ム溝４３の５速位置をカムピン６３ａに合わせる。

【００３５】また、減速する場合は、加速時と反対方向
に回転ドラム４を回転させればよい。、飛び変速する場
合は、２段あるいは３段分の回転角度だけ加速または減
速方向に回転ドラム４を回転させる。

【００３６】このように本実施例の変速装置では、回転
モータ５とその伝達駆動機構５０を回転ドラム４の内部
に配設できるので、変速操作部２をコンパクト、軽量に
できる。

【００３７】さらに、回転モータ５の回転角によって変
速段を設定可能であり、ＥＣＵ７の制御が簡潔になる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、変速
装置の操作機構部をコンパクト化し得る変速装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】 本発明の変速装置のシステムを示す概念図で
ある。

【図３】 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１…変速機構部 ２…操作機構部 ４…回転ドラム ５…回転モータ
（アクチュエータ） ４１〜４３…カム溝 ４４…インナギ
ヤ ５０…伝達駆動機構 ５２…出力軸 ５４…太陽ギヤ ５５…遊星ギヤ ５６…支持板 ６１〜６３…フ
ォークシャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に平行に配置された二以上
   の回転シャフトと、該各シャフトの外周に配設された複
   数の変速用のギヤと、該各シャフトのうち少なくとも一
   方のシャフトの隣接した所定の該ギヤ間に配設されるシ
   ンクロメッシュ機構とをもつ変速機構部と、 前記ケーシングに回転自在に支承され外周に変速用のカ
   ム溝が形成された筒状の回転ドラムと、該回転ドラムの
   各前記カム溝に係合したカムピンをもち前記シンクロメ
   ッシュ機構に係合したシフトフォークと、該シンクロメ
   ッシュ機構の駆動方向に該シフトフォークをガイドする
   ように該シフトフォークを支持した変速シャフトとをも
   つ変速操作部とから構成される変速装置において、 前記操作機構部は、 前記回転ドラム内に、回転式あるいは直動式のアクチュ
   エータ及び該アクチュエータの出力運動を該回転ドラム
   の内周面あるいは端面周縁に沿った運動に変換あるいは
   減速して該回転ドラムに伝達する伝達駆動機構の全体あ
   るいは一部を内蔵することを特徴とする変速装置。