JP2005090710A - マニュアルトランスミッションの変速操作機構 - Google Patents

マニュアルトランスミッションの変速操作機構 Download PDF

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Abstract

【課題】省スペース化及び部品点数の削減を図ったマニュアルトランスミッションの変速操作機構を提供することである。
【解決手段】マニュアルトランスミッションの変速操作機構であって、変速操作部材のセレクト操作で回転し、該変速操作部材のシフト操作で軸線方向に移動可能に設けられたシフトセレクト軸と、シフトセレクト軸に相対回転可能且つ軸方向移動可能に取り付けられた前進変速段用の複数のシフトフォークを含んでいる。シフトセレクト軸には更に、変速操作部材のシフト操作に連動して動作して選択された前進変速段を確立するシフトピースが固定されており、変速操作部材のセレクト操作に連動して動作して選択されたセレクト位置を確立するインターロック部材が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
【選択図】図4

Description

本発明は、車両用のマニュアルトランスミッション(手動変速機)に適用される変速操作機構に関する。
従来、マニュアルトランスミッションでは、チェンジレバー等の変速操作部材のセレクト操作及びシフト操作に連動してセレクト動作及びシフト動作するシフトフォーク軸に回転可能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた複数のシフトフォークが設けられている。
例えば、特公平2−214725号公報では、同一のシフトフォーク軸上に各シフトフォークが回転可能且つ軸方向移動可能に取り付けられた変速操作機構が開示されている。この公告公報に開示された変速操作機構では、各シフトフォークを移動させるシフトピース及びインターロック部材からなる作動機構をシフトフォーク軸とは別のシャフト上に取り付けている。
変速操作部材のセレクト操作に応じてシフトフォークをシフトフォーク軸回りに回転させて所望のセレクト位置を確立した後、シフトピースにより選択されたシフトフォークを軸方向に移動させて所望の変速段を確立する。
特公平2−21472号公報
上述した公告公報に記載されたマニュアルトランスミッションの変速操作機構では、1本のシャフト上に複数のシフトフォークが設けられているが、各シフトフォークを動かすシフトピース及びインターロック部材を含んだ作動機構を別シャフト上に取り付けているため、その分スペースが必要であるという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、省スペース化及び部品点数の削減が可能なマニュアルトランスミッションの変速操作機構を提供することである。
本発明によると、マニュアルトランスミッションの変速操作機構であって、変速操作部材と、前記変速操作部材のセレクト操作で回転し、該変速操作部材のシフト操作で軸方向に移動可能に設けられたシフトセレクト軸と、前記シフトセレクト軸に相対回転可能且つ軸方向移動可能に取り付けられた前進変速段用の複数のシフトフォークと、前記シフトセレクト軸に固定され、前記変速操作部材のシフト操作に連動してシフト動作し、前記シフトフォークの一つに選択的に係合して該シフトフォークをニュートラル位置から軸方向に変位させて選択された前進変速段を確立するシフトピースと、前記シフトセレクト軸に回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられ、前記変速操作部材のセレクト操作に連動して前記シフトセレクト軸を回転させ、選択されたセレクト位置を確立するインターロック部材と、前記インターロック部材を軸方向移動不能に拘束する手段と、を具備したことを特徴とするマニュアルトランスミッションの変速操作機構が適用される。
好ましくは、インターロック部材はシフトピースを跨ぐようにしてシフトセレクト軸にスプライン嵌合された一対の側板と、シフトピースが挿入されるスリットと、シフトピースが非係合のシフトフォークに係合して、当該シフトフォークをニュートラル位置に拘束する一対のロック爪とを含んでいる。
本発明によれば、複数のシフトフォークが設置されているシャフト上に、シフトフォークを動かすシフトピース及びインターロック部材からなる作動機構を設けたことにより、別シャフト上に作動機構を設ける必要がないので、変速操作機構の省スペース化、部品点数の削減及び重量低減を実現できる。
図1を参照すると、本発明のマニュアルトランスミッション(手動変速機)の変速操作機構が適用されるのに適したマニュアルトランスミッションの縦断面図が示されている。このマニュアルトランスミッションは、トランスミッションケース2内に平行に配置されたメインシャフト(入力シャフト)4とカウンタシャフト(出力シャフト)6を含んでいる。
メインシャフト4はクラッチ8を介して図示しないエンジンに連結され、カウンタシャフト6は、車両の左右の駆動輪に動力を伝達する差動装置10にファイナルドライブギヤ12とファイナルドリブンギヤ14とを介して連結されている。クラッチ8は公知のものであるため、その詳細な説明は省略する。
メインシャフト4とカウンタシャフト6との間には、前進変速段として、クラッチ8側から順に、1速段G1、2速段G2、3速段G3、4速段G4及び5速段G5が配置されている。また、1速段G1と2速段G2との間には後進段GRが配置されており、前進5段後進1段の変速が行われる。
1速段G1は、メインシャフト4に固定的に取り付けられたドライブギヤ16とカウンタシャフト6に回転自在に取り付けられたドリブンギヤ18を含んでおり、ドライブギヤ16とドリブンギヤ18は互いに噛み合っている。
2速段G2は、メインシャフト4に固定的に取り付けられたドライブギヤ20と、カウンタシャフト6に回転自在に取り付けられたドリブンギヤ22を含んでおり、ドライブギヤ20とドリブンギヤ22は互いに噛み合っている。
3速段G3は、メインシャフト4に回転自在に取り付けられたドライブギヤ24と、カウンタシャフト6に固定的に取り付けられたドリブンギヤ26を含んでおり、ドライブギヤ24とドリブンギヤ26は互いに噛み合っている。
4速段G4は、メインシャフト4に回転自在に取り付けられたドライブギヤ28と、カウンタシャフト6に固定的に取り付けられたドリブンギヤ30を含んでおり、ドライブギヤ28とドリブンギヤ30は互いに噛み合っている。
5速段G5は、メインシャフト4に回転自在に取り付けられたドライブギヤ32と、カウンタシャフト6に固定的に取り付けられたドリブンギヤ34を含んでおり、ドライブギヤ32とドリブンギヤ34は互いに噛み合っている。
各変速段の切替は、3つのシンクロメッシュ機構36,38,40によって行われる。第1のシンクロメッシュ機構36は、1速ドリブンギヤ18と2速ドリブンギヤ22との間におけるカウンタシャフト6上に設けられている。
第2のシンクロメッシュ機構38は、3速ドライブギヤ24と4速ドライブギヤ28との間におけるメインシャフト4上に設けられている。第3のシンクロメッシュ機構40は、5速ドライブギヤ32に隣接したメインシャフト4上に設けられている。
シフトチェンジ時を除いて、メインシャフト4の動力はシンクロメッシュ機構36〜40の操作によって選択された変速段を介して、カウンタシャフト6へ伝達される。ファイナルドライブギヤ12とファイナルドリブンギヤ14の終減速比によって減速された後、差動装置10に伝達される。これによって、駆動輪が前進方向に回転する。
一方、後退時においては、まず、全てのシンクロメッシュ機構36〜40は中立状態に設定される。メインシャフト4に固定的に取り付けられた後退用ドライブギヤ42とシンクロメッシュ機構36のシフトスリーブ36aに一体的に形成された後退用ドリブンギヤ44とは直接噛み合っていないが一列に並んだ状態となっている。
この状態で、リバースシャフト46に回転自在且つスライド自在に取り付けられたリバースアイドラギヤ48がリバースフォーク60によりリバースシャフト46上を軸方向にスライドされて、後退用ドライブギヤ42及び後退用ドリブンギヤ44の双方と噛み合う。
これにより、メインシャフト4の動力は、後退用ドライブギヤ42、リバースアイドラギヤ48及び後退用ドリブンギヤ44を介してカウンタシャフト6に伝達される。後退時においては、リバースアイドラギヤ48を介してカウンタシャフト6に動力が伝達されるため、カウンタシャフト6の回転方向は前進時とは逆になり、駆動輪は後退方向に回転する。
なお、図1においては、リバースシャフト46及びリバースアイドラギヤ48の構造を明確にするため、これらを後退用ギヤ42,44の上方に図示しているが、実際には、リバースアイドラギヤ48が両ギヤ42,44の双方と噛み合い可能な位置に存在する点に留意されたい。
図2に示すように、メインシャフト4とカウンタシャフト6はほぼ横並びに配置され、リバースシャフト46はメインシャフト4のほぼ下方に配置されている。また、メインシャフト4とカウンタシャフト6の中間部上方には、変速操作部材たるチェンジレバー50(図3参照)に連動するシフトセレクト軸(シフトフォーク軸)52が配置されている。
図3を参照すると、チェンジレバー50の操作方向が示されている。即ち、チェンジレバー50はXで示す方向のセレクト操作と、セレクト操作方向と直交するYで示す方向のシフト操作を実行できるように配置されている。
セレクト操作方向には、1−2速用のセレクト位置P1、3−4速用のセレクト位置P2、5速用のセレクト位置P3及び後進用のセレクト位置P4が一列に並んでいる。そして、1−2速用のセレクト位置P1でのシフト操作により、1速段G1を確立する1速位置D1と2速段G2を確立する2速位置D2の何れかにチェンジレバー50を動かすことができる。
3―4速用のセレクト位置P2でのシフト操作により、3速段G3を確立する3速位置D3と4速段G4を確立する4速位置D4との何れかにチェンジレバー50を動かすことができ、5速用のセレクト位置P3でのシフト操作により、5速段G5を確立する5速位置D5にチェンジレバー50を動かすことができ、後進用のセレクト位置P4でのシフト操作により、後進段GRを確立する後進位置Rにチェンジレバー50を動かすことができる。
図2を再び参照すると、シフトセレクト軸52は、その軸線が各シフトフォーク54−1,54−2,54−3の変位方向たるメインシャフト4及びカウンタシャフト6の軸線方向と平行になるように配置されており、図示を省略した連動機構を介して、チェンジレバー50のセレクト操作に連動して回転して、チェンジレバー50のシフト操作に連動して軸線方向に移動する。
図4に示すように、シフトセレクト軸52には、1−2速シフトフォーク54−1と3−4速シフトフォーク54−2と5速シフトフォーク54−3が、各シフトフォークの基端のカラー部54aにおいてシフトセレクト軸52に対して回転自在且つ軸方向に移動自在に支持されている。
ここで、各シフトフォーク54−1,54−2,54−3は、各シフトスリーブ36a,38a,40aへの係合で回り止めされているが、シフトセレクト軸52に対して回転自在であるため、シフトセレクト軸52の回転が許容される。
シフトセレクト軸52には,1−2速シフトフォーク54−1と3−4速シフトフォーク54−2との間に位置して、各シフトフォーク54−1,54−2,54−3を軸線方向に選択的に変位させるシフトピース56がその基端のカラー部56aにおいて固定されている。
シフトピース56は、チェンジレバー50のセレクト操作に連動してシフトセレクト軸52の軸線回りに回転(セレクト操作)し、チェンジレバー50のシフト操作に連動してシフトセレクト軸52を軸線方向に移動(シフト動作)させる。
そして、シフトピース56は、セレクト動作によりチェンジレバー50の各セレクト位置に対応する1−2速用のセレクト位置P1、3−4速用のセレクト位置P2、5速用のセレクト位置P3及び後進用のセレクト位置P4に回転変位する。
更に、1−2速用のセレクト位置P1でのシフト動作で1速位置D1と2速位置D2のいずれかに軸方向を変位し、3−4速用のセレクト位置P2でのシフト動作で3速位置D3と4速位置D4とのいずれかに軸方向変位し、5速用のセレクト位置P3でのシフト動作で5速位置D5に軸方向変位し、後進用のセレクト位置P4でのシフト動作で後進位置Rに軸方向変位する。
各シフトフォーク54−1,54−2,54−3には、それぞれカラー部54aからシフトピース56の配置部に向けてのびるアーム部54bが固定されている。ここで、1−2速シフトフォーク54−1用のアーム部54bはシフトピース56の1−2速用のセレクト位置P1に対応する位置に配置されている。
同様に、3−4速シフトフォーク54−2のアーム部54bはシフトピース56の3−4速用のセレクト位置P2に対応する位置に配置され、5速シフトフォーク54−3のアーム部54bはシフトピース56の5速用のセレクト位置P3に対応する位置に配置されている。各アーム部54bには、シフトピース56が係合可能な係合溝54cが形成されている。
シフトピース56が1−2速用のセレクト位置P1にあるときには、1−2速シフトフォーク54−1用のアーム部54bの係合溝54cにシフトピース56が係合して、シフトピース56の1速位置D1または2速位置D2へのシフト動作により、1−2速シフトフォーク54−1が図示されたニュートラル位置から軸線方向に変位し、この変位による第1のシンクロメッシュ機構36のシフトスリーブ36aの変位で1速段G1または2速段G2が確立される。
同様に、シフトピース56が3−4速用のセレクト位置P2にあるときには、3−4速シフトフォーク54−2のアーム部54bの係合溝54cにシフトピース56が係合して、シフトピース56の3速位置D3または4速位置D4へのシフト動作により、3−4速シフトフォーク54−2が図示のニュートラル位置から軸線方向に変位し、この変位による第2のシンクロメッシュ機構38のシフトスリーブ38aの変位で3速段G3または4速段G4が確立される。
また、シフトピース56が5速用のセレクト位置P3にあるときには、5速シフトフォーク54−3用のアーム部54bの係合溝54cにシフトピース56が係合して、シフトピース56の5速位置D5へのシフト動作により、5速シフトフォーク54−3が図示のニュートラル位置から軸線方向に変位し、この変位による第3のシンクロメッシュ機構40のシフトスリーブ40aの変位で5速段G5が確立される。
なお、各シフトフォーク54−1,54−2,54−3のカラー部54aにはボールプランジャ54dが設けられている。ボールプランジャ54dはシフトセレクト軸52の外周面に形成した凹部(図示せず)と協働して、シフトアーム54−1,54−2,54−3をニュートラル位置と各変速段を確立するシフト位置とに弾性的に係止するデテント機能を発揮する。
シフトセレクト軸52には、シフトピース56を跨ぐようにして、インターロック部材(共噛み防止部材)58が設けられている。インターロック部材58は、シフトピース56の軸線方向両側にシフトピース56のシフト動作を許容する軸方向間隔を持って配置される一対の側板部58a,58bを含んでいる。
そして、両側板部58a,58bをシフトセレクト軸52にスプライン係合して、インターロック部材58をシフトピース56と一体に回転するようにシフトセレクト軸52に回り止めし、更に、シフトピース56のシフト動作に連れ動きしないように、インターロック部材58を後述するごとくシフトセレクト軸52の軸線方向に移動不能に拘束している。
なお、インターロック部材58はシフトセレクト軸52に対し軸線方向に相対移動可能であり、インターロック部材58が軸線方向に移動不能に拘束されても、シフトセレクト軸52は軸線方向に移動可能である。
インターロック部材58には、シフトピース56を挿通するスリット58cと、シフトピース56の各シフトフォークのアーム部54bに対する係合端を、セレクト動作方向両側から挟むようにして対峙する一対のロック爪58dが設けられている。
そして、シフトピース56に非係合のシフトフォークのアーム部54bの係合溝54cにロック爪58dが係合して、対応するシフトフォークがニュートラル位置に拘束されるようにしている。
即ち、シフトピース56が1−2速用のセレクト位置P1にあるときには、3−4速シフトフォーク54−2と5速シフトフォーク54−3のアーム部54bの係合溝54cにロック爪58dが係合して、3−4速シフトフォーク54−2と5速シフトフォーク54−3とがニュートラル位置に拘束される。
同様に、シフトピース56が3−4速用のセレクト位置P2にあるときは、1−2速シフトフォーク54−1と5速シフトフォーク54−3のアーム部54bの係合溝54cにロック爪58dが係合して、1−2速シフトフォーク54−1と5速シフトフォーク54−3とがニュートラル位置に拘束される。
また、シフトピース56が5速用のセレクト位置P3にあるときは、1−2速シフトフォーク56−1と3−4速シフトフォーク54−2の各アーム部54bの係合溝54cにロック爪58dが係合して、1−2速シフトフォーク54−1と3−4速シフトフォーク54−2とがニュートラル位置に拘束される。
更に、シフトピース56が後進用のセレクト位置P4にあるときは、1−2速シフトフォーク54−1、3−4速シフトフォーク54−2及び5速シフトフォーク54−3の各アーム部54bの係合溝にロック爪58dが係合して、1−2速シフトフォーク54−1、3−4速シフトフォーク54−2及び5速シフトフォーク54−3がニュートラル位置に拘束される。したがって、何れかの前進変速段の確立時に他の前進変速段が噛み合ったり、後進段GRの確立時に前進変速段が噛み合うといった共噛みの発生が防止される。
シフトピース56のカラー部56aとインターロック部材58の一方の側板部58aとには、それぞれチェンジレバー50に連結された連動機構用の連結部56b,58eが形成されている。
連結部56bにチェンジレバー50のシフト操作を連動機構を介して軸線方向の動きとして伝達することにより、シフトセレクト軸52がシフト操作に連動して軸線方向に移動され、連結部58eにチェンジレバー50のセレクト操作を連動機構を介して回転方向の動きとして伝達することにより、シフトセレクト軸52がセレクト操作に連動して回転される。
ところで、シフトセレクト軸52にシフトフォーク54−1,54−2,54−3と同様にリバースフォーク60を支持し、シフトピース56でリバースフォーク60を動作させることも考えられる。
しかし、図2に示されているように、リバースシャフト46はメインシャフト4を挟んでシフトセレクト軸52と反対側に配置されており、そのため、メインシャフト4に対する干渉を避ける上でリバースフォーク60をシフトセレクト軸52に支持させることはできない。
そこで、シフトセレクト軸52側からリバースシャフト46側にメインシャフト4を迂回してのびる、シフトセレクト軸52の軸線に直交する方向に平行なリバースフォーク軸60aを配置し、リバースフォーク軸60aのリバースシャフト46側の端部にリバースフォーク60を固定し、リバースフォーク軸60aのシフトセレクト軸52側の端部にリバースフォーク作動部材60bを固定している。
また、シフトセレクト軸52に、リバースフォーク作動部材60bに形成した凹部60cに係合可能なリバースピース62をその基端のカラー部62aにおいて固定して、リバースピース62がシフトピース56と一体にセレクト動作及びシフト動作されるようにしている。
シフトピース56が後進用セレクト位置P4で後進位置Rにシフト動作された時、リバースピース62によりリバースフォーク作動部材60bとリバースフォーク軸60aとを介してリバースフォーク60が図4に示すニュートラル位置から図5に示す位置に回転変位し、これによりリバースアイドラギヤ48がリバースドライブギヤ42及びリバースドリブンギヤ44に対する噛み合い位置に変位して、後進段GRが確立される。
ここで、リバースピース62が前進用のセレクト位置P1〜P3でもリバースフォーク作動部材60bに係合すると、これら各セレクト位置でのシフト動作で前進変速段を確立させる際に後進段GRも確立されてしまう。
そこで、リバースフォーク作動部材60bを、シフトピース56が後進用のセレクト位置P4にあるときのリバースピース62の回転変位面と同一面上に配置し、後進用のセレクト位置P4以外のセレクト位置では、図6に示すごとく、リバースピース62はリバースフォーク作動部材60bの外側面より外側にずれて、リバースフォーク作動部材60bには係合しないようにしている。
また、リバースフォーク軸60aは、トランスミッションケース2に取り付けられたブラケット64で軸支されている。ブラケット64のリバースフォーク作動部材60bの内側に隣接する側板部64aには、シフトセレクト軸52に沿う側縁部に位置させて、シフトセレクト軸52の軸線に直行する方向に凹んだ係合溝64bが形成されている。
インターロック部材58の一方の側板部58aに、係合溝64bに係合するリバース規制部58fが設けられている。そのため、インターロック部材58は、ブラケット64の側板部64aによりシフトセレクト軸52の軸線方向に移動不能に拘束される。
リバース規制部58fは、シフトピース56が後進用のセレクト位置P4にあるときは、ブラケット64の側板部64aの外側面から没入するが(係合溝64bには係合している)、前進用のセレクト位置P1〜P3にあるときは、係合溝64bを通してブラケット64の側板部64aの外側面に突出する。
また、リバースフォーク作動部材60bには、ブラケット64の側板部64aの外側面に接するようにして係合溝64bの形成箇所までのびるアーム部60dが形成されている。かくして、シフトピース56が前進用のセレクト位置P1〜P3にあるときは、図6に示すごとく、アーム部60dが側板部64aの外側面に突出するリバース規制部58fに当接し、リバースフォーク60が後進段GRの確立方向に回転変位することが阻止される。
したがって、前進変速段の確立時に振動等でリバースフォーク60が不作為に動いて後進段GRの共噛みを生ずることを防止できる。なお、シフトピース56が後進用のセレクト位置P4にあるときは、リバース規制部58fが側板部64aの外側面から没入するため、アーム部60dはリバース規制部58fに当接せず、後進段GRの確立方向へのリバースフォーク60の回転変位が許容される。
このように本実施形態によると、シフトセレクト軸52に前進変速段用の各シフトフォーク54−1,54−2,54−3、シフトピース56及びインターロック部材58を支持させているため、シフトフォーク用の支持軸及びシフトピース56、インターロック部材58用の支持軸を別途設ける必要がなく、部品点数を削減して、マニュアルトランスミッションの変速操作機構の軽量化とコストダウンを図ることができる。
本発明に係る変速操作機構を適用するのに適したマニュアルトランスミッションの縦断面図である。 図1に示したマニュアルトランスミッションの各軸と変速操作機構との位置関係を示す図である。 チェンジレバーの操作パターンを示す図である。 シフトピースが後進用のセレクト位置にあるときの変速操作機構の斜視図である。 シフトピースが後進位置にシフト動作されたときの変速操作機構の斜視図である。 シフトピースが後進用のセレクト位置にあるときのリバースピースとリバースフォーク作動部材とリバース規制部材の位置関係を示す図である。
符号の説明
4 メインシャフト
6 カウンタシャフト(出力シャフト)
8 クラッチ
G1〜G5 前進変速段
GR 後進段
46 リバースシャフト
50 チェンジレバー(変速操作部材)
52 シフトセレクト軸
54−1 1−2速シフトフォーク
54−2 3−4速シフトフォーク
54−3 5速シフトフォーク
56 シフトピース
58 インターロック部材
60 リバースフォーク
62 リバースピース
64 ブラケット

Claims (2)

  1. マニュアルトランスミッションの変速操作機構であって、
    変速操作部材と、
    前記変速操作部材のセレクト操作で回転し、該変速操作部材のシフト操作で軸方向に移動可能に設けられたシフトセレクト軸と、
    前記シフトセレクト軸に相対回転可能且つ軸方向移動可能に取り付けられた前進変速段用の複数のシフトフォークと、
    前記シフトセレクト軸に固定され、前記変速操作部材のシフト操作に連動してシフト動作し、前記シフトフォークの一つに選択的に係合して該シフトフォークをニュートラル位置から軸方向に変位させて選択された前進変速段を確立するシフトピースと、
    前記シフトセレクト軸に回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられ、前記変速操作部材のセレクト操作に連動して前記シフトセレクト軸を回転させ、選択されたセレクト位置を確立するインターロック部材と、
    前記インターロック部材を軸方向移動不能に拘束する手段と、
    を具備したことを特徴とするマニュアルトランスミッションの変速操作機構。
  2. 前記インターロック部材は前記シフトピースを跨ぐようにして前記シフトセレクト軸にスプライン嵌合された一対の側板と、前記シフトピースが挿入されるスリットと、前記シフトピースが非係合の前記シフトフォークに係合して、当該シフトフォークをニュートラル位置に拘束する一対のロック爪とを含んでいることを特徴とする請求項1記載のマニュアルトランスミッションの変速操作機構。
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