JP2006138345A - 変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 シフト方向のオーバーストロークを効果的に抑制できるコンパクトな変速機を実現すること。
【解決手段】 カム200は、コントロールロッド140の回動に応じて回動する。カム200の長径部200aは、ニュートラル位置200a−1と、R、1速、3速または5速の位置200a−2と、2速、4速、6速の位置200a−3との3つの位置を移動する。カム200の長径部200aが、2速、4速、6速の位置200a−3に移動した際、変速機ケース2に設けられた当接面2aに突き当たり、オーバーストロークを抑制する。ニュートラルスイッチ210は、その先端にばねでカム側に付勢された球状の当接部材210aを備えており、コントロールロッド140の回動に応じて、カム200の長径部200aが、当接部材210aを、ニュートラルスイッチ210の内部に押し込むことにより、ニュートラルスイッチ210のスイッチングが行なわれる。
【選択図】 図4

Description

本発明は、変速機に関し、特に、ニュートラル検出スイッチを有する変速機に関する。
従来から、チェンジレバーによる手動操作に応じた変速動作を行なう変速機では、チェンジレバーがニュートラル位置に存在することを検出するため、ニュートラル検出スイッチが設けられている(特許文献1)。
一方、特許文献1にも記載されているように、変速操作に対して適度の節度感を付与するための機構としては、コントロールロッドに固定されたスリーブの周面に所定形状の凹凸を設けるとともに、コントロールロッドの動作に伴ってその凹凸上を相対移動するようにボール部材を配設し、このボール部材を凹凸に対し押圧付勢して、それが凸部を乗り越える際の抵抗力を、すなわちチェンジレバーに対して荷重(ディテント荷重)として伝達するディテント機構が採用されている。
特公昭64−10706号公報
しかしながら、従来の変速機では、特許文献1に開示されている通り、ニュートラル検出スイッチを配置するため、専用の機構を設けていた。また、シフト方向の変速終了後のシフトフォークのオーバーストロークを抑制するためのストッパ機能は、シフトフォークで駆動される同期装置のシフトスリーブと変速ギヤの端面が当接することで行なわれていた。これは、チェンジレバーから伝達機構上離れた位置であるため、部品公差の累積によって、オーバーストロークの抑制とストッパ剛性感付与を十分に実現できない場合があった。
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、シフト方向のオーバーストロークを効果的に抑制し、十分なストッパ剛性感を付与することができるコンパクトな変速機を実現することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る変速機にあっては、
略円柱状に形成され、チェンジレバーのセレクト操作に連動してその軸方向に移動するとともに、チェンジレバーのシフト操作に連動してその周方向に回動するコントロールロッドと、
前記コントロールロッドに固定されたカム状部材と、
前記カム状部材に対向する位置に設けられたニュートラル検出スイッチと、
を有する変速機であって、
前記カム状部材が前記コントロールロッドとともに回動することにより、前記ニュートラル検出スイッチをオンまたはオフし、
かつ、前記コントロールロッドとともに回動する前記カム状部材が、所定位置において、変速機ケースに設けられた当接面に当接することにより、シフト方向のオーバーストロークを抑制することを特徴とする。
上記構成によれば、ニュートラル検出スイッチのオン・オフと、シフト方向のオーバーストロークの抑制とを、1つのカム状部材で行なうことにより、部品点数少なく、コンパクトな構成で、シフト方向の変速終了後のオーバーストロークを効果的に抑制することができる。
また、前記コントロールロッドは、前記変速機ケースに対して、上下方向に延設されており、前記コントロールロッドの下部は、前記変速機内のオイルレベル下に浸漬され、前記カム状部材は、前記オイルレベルより上方において前記コントロールロッドに固定されていることを特徴とする。また、前記ニュートラル検出スイッチは、前記変速機ケースの外部から取り付けられていることを特徴とする。このような構成によれば、ニュートラル検出スイッチを、オイルを抜くことなく容易に交換することができ、変速機のメンテナンスが容易になる。
更に、エンジン主軸と同軸のプライマリ軸と、
該プライマリ軸と平行に設けられ、プライマリ軸から変速歯車を介して回転を伝達されるセカンダリ軸と、
前記セカンダリ軸から、ファイナルギアを介して回転を伝達されるデフ軸と、
を更に備え、
前記コントロールロッドは、前記セカンダリ軸と、前記デフ軸との間に配置され、前記カム状部材を、前記セカンダリ軸と前記デフ軸とで形成される面よりも上方に取り付けたことを特徴とする。
また、前記コントロールロッドは、上部が前記変速機ケースの外部に突出しており、前記カム状部材は、前記変速機ケースに設けられた前記コントロールロッドを挿貫するための開口部に近接する位置に取り付けることを特徴とする。
このような構成によれば、変速機のメンテナンスが容易になることに加え、カム状部材のレイアウトを集約化できるので、コンパクトなレイアウトを実現することができる。
本発明によれば、シフト方向のオーバーストロークを効果的に抑制できるコンパクトな変速機を実現することができる。
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1は本発明の実施形態に係る変速機を適用した車両100のエンジンルーム内を、上方から見た場合の概略構成図である。本実施形態では、横置きエンジンを採用した、マニュアル6段ミッションのFF車について例示的に説明する。
図のように車両100のエンジンルーム内には、エンジン101が設けられており、エンジン101に対してクラッチ102を介して変速機103が設けられている。また、変速機103の出力軸の回転は、ディファレンシャルギア104に伝えられ、左右のドライブシャフト105、106を介して駆動輪107、108に伝えられる。
車両100の車室内には、チェンジレバー110が設けられており、チェンジレバー110の操作は、シフトケーブル121及びセレクトケーブル122を介して、変速機103の一部としてのケーブル式チェンジ装置に伝えられる。
詳しくは、チェンジレバー110のシフト方向の操作は、シフトケーブル121を介して、変速機ケースの上方に設けられたシフトアウタレバー130に伝えられ、更にコントロールロッド140の上端に伝えられる。シフトアウタレバー130は、チェンジレバー110が2速、4速、6速にシフトされた場合に、コントロールロッド140の軸心を中心として図中時計方向に回動し、チェンジレバー110が1速、3速、5速、またはR(後退)にシフトされた場合に、図中反時計方向に回動する。シフトアウタレバー130はコントロールロッド140の上端に固定されているので、アウタレバー130が回動すると、コントロールロッド140も同じ方向に同じ角度だけ回動する。そして、変速機ケースの中においては、コントロールロッド140の回動に応じて、シフト方向の変速ギアの選択が行なわれる。
一方、チェンジレバー110のセレクト方向の操作は、セレクトケーブル122を介してセレクトアウタレバー135に伝えられ、更にコントロールロッド140の上端に伝えられる。セレクトアウタレバー135は、縦方向に略L字状となっており、その隅部は、変速機ケースに対し、垂直方向に回動可能となるように軸支されている。これにより、チェンジレバー110が1速または2速を選択可能な位置に操作されると、セレクトアウタレバー135の上部が、図中左上方向に倒れて、底部が下方に押し込まれて、コントロールロッド140は下方向に移動する。一方、チェンジレバー110が5速または6速を選択可能な位置に操作されると、セレクトアウタレバー135の上部は引っ張られて、底部が上方に付勢され、コントロールロッド140は上方向に移動する。このようなコントロールロッド140の上下移動に応じて、変速機ケースの中において、セレクト方向の変速ギアの選択が行なわれる。
(変速機の構成)
図2は、本発明の実施形態に係る変速機103の内部構成を示す側断面図である。変速機103は、上述したように、変速ギヤ列を含む変速機構を有しており、自動車のエンジンからの回転出力を駆動輪に伝達するとともに、その伝達の際に、チェンジレバー110に対するドライバの変速操作に応じた変速比で回転数を変更する。
変速機ケース2は、エンジンの出力に応じて回転するプライマリシャフト3を、軸受を介して回転自在に支持している。そして、プライマリシャフト3に並行に配置され、軸受を介して回転自在に支持されたセカンダリシャフト4に対し、このプライマリシャフト3の回転を伝達する。更に、セカンダリシャフト4の回転を、デファレンシャルギア104を介して車軸(デフ軸)105、106に伝達する。
プライマリシャフト3及びセカンダリシャフト4上には、それぞれ7個のギヤが配置され、1〜6速及び後退の7組のギヤ列を構成している。いずれかのギヤ列が伝動状態となることで、変速機103が1〜6速及び後退の各変速段に切り替えられる。
変速機103は、ドライバによるチェンジレバー110のセレクト操作及びシフト操作を、ギア列の選択動作に変換するための変速操作機構を備えている。
<シフト操作による動き>
まず、図1でも説明したように、チェンジレバー110にその一端を接続されたシフトケーブル121は、その他端をシフトアウタレバー130に接続されている(本図ではシフトアウタレバー130に設けられているカウンタウェイト150は省略されている)。シフトアウタレバー130は、変速機ケース2の外側において、コントロールロッド140の先端に固定されている。コントロールロッド140は、変速機ケース2に対して、軸受けを介して回動自在に取り付けられている。そのため、シフトアウタレバー130が、シフトケーブル121によって引っ張られ、コントロールロッド140の軸心を中心に回動する(B1←→B1’)と、コントロールロッド140自体も、その軸心を中心に回動する(B2←→B2’)。
コントロールロッド140は、変速機ケース2内部において、その下方部分に、筒状のスリーブ31が固定されている。また、変速機ケース2の底面には、コントロールロッド140と平行であって、長さの短い小径のコントロールロッド40が垂直に固定されている。このコントロールロッド40には、スリーブ42が回動可能に取り付けられており、スリーブ42と、スリーブ31とは、垂直方向の軸によって連結している。そのため、スリーブ31が回動すると、それに連動して、スリーブ42が逆方向に回動する(B3←→B3’)。
一方、コントロールロッド40に対して、ねじれの位置にコントロールロッド50が固定されている。コントロールロッド50にも、その周囲に筒状のスリーブ52が固定されている。そして、スリーブ42から、スリーブ52側に突きだした有底円筒形状の係合部42a内に、スリーブ52からスリーブ42側に突きだした球状の係合部52aが嵌り込むことにより、スリーブ42とスリーブ52とが連動する機構となっている。従って、スリーブ42が、コントロールロッド140の回動に連動して回動すると、スリーブ52が、コントロールロッド50ごと、図中、奥から手前へ、或いは手前から奥へと移動する。
<セレクト操作による動き>
図1でも説明したように、チェンジレバー110にその一端を接続されたセレクトケーブル122は、その他端をセレクトアウタレバー135に接続されている。セレクトアウタレバー135は、変速機ケース2の外側において、コントロールロッド140の先端に係合している。コントロールロッド140は、変速機ケース2に対して、軸受けを介して軸方向に往復動可能に取り付けられている。そのため、セレクトアウタレバー135の上端が、セレクトケーブル122によって引っ張られ、軸135aを中心に回動すると(A1←→A1’)、コントロールロッド140の上部を引っ張り上げる動きとなり、コントロールロッド140は上方に移動する(A2←→A2’)。逆に、セレクトケーブル122が送り出されると、コントロールロッド140は下方に移動する。
これにより、筒状のスリーブ31も、コントロールロッド140と一体に上下動する。スリーブ31から延びたレバーの先端は二股になっており、スリーブ42から延びたレバーを上下から挟み込む構成となっているため、スリーブ31の上下動に同期して、スリーブ42がコントロールロッド40上を摺動(上下動)する(A3←→A3’)。
スリーブ42が、コントロールロッド140の上下動に連動して上下動すると、スリーブ52が、コントロールロッド50の軸心を中心に回動する。コントロールロッド50は、スリーブ52に固定されているので、同時にコントロールロッド50自体も回動する(A4←→A4’)。
<ニュートラルスイッチの配置>
一方、コントロールロッド140の変速機ケース2内の上方に位置する箇所には、カム(カム状部材)200が固定され、カム200の長径部分は、変速機ケース2に固定されたニュートラルスイッチ210に対向している。
コントロールロッド140は、変速機ケース2に対して、上下方向に延設されており、コントロールロッド140の下部は、変速機内のオイルレベル下に浸漬される。そしてはカム200は、オイルレベルより上方においてコントロールロッド140に固定されている。一方、ニュートラル検出スイッチ210は、変速機ケース2の外部から取り付けられている。
エンジン主軸と同軸のプライマリ軸3と、プライマリ軸3と平行に設けられ、プライマリ軸から変速歯車を介して回転を伝達されるセカンダリ軸4と、セカンダリ軸4から、ファイナルギアを介して回転を伝達されるデフ軸105、106と、が配置された変速機内部において、コントロールロッド140は、セカンダリ軸4と、デフ軸5との間に配置されている。そして、カム200を、セカンダリ軸とデフ軸とで形成される面よりも上方に取り付けた。また、コントロールロッド140は、上部が変速機ケース2の外部に突出しており、カム200は、変速機ケース2に設けられたコントロールロッド140を挿貫するための開口部に近接する位置に取り付けられている。
ニュートラルスイッチ210は、その先端にばねでカム側に付勢された球状の当接部材を備えている。コントロールロッド140の回動に応じて、カム200の長径部200aが、当接部材に当接したり離れたりすることにより、ニュートラルスイッチ210のスイッチングが行なわれる。具体的には、チェンジレバー110を2速、4速、または6速に入れると、カム200の長径部200aは、図中手前側に回動して、ニュートラルスイッチ210から離間し(スイッチはOFF)、変速機ケース2に設けられた突き当て壁に当接する。また、チェンジレバー110を1速、3速、5速またはR(後退)に入れると、カム200の長径部200aは、図中奥側に回動して、やはり、ニュートラルスイッチ210から離間する(スイッチはOFF)。チェンジレバー110が、何れの変速位置にもなく、ニュートラルの位置にある場合には、カム200の長径部200aがニュートラルスイッチ210の球状の当接部材に当接し、当接部材を、ニュートラルスイッチ210に押し込んで、ニュートラルスイッチ210はONとなる。
<変速機構>
図3は、図2のI−I断面図である。図2でも説明したとおり、コントロールロッド140に下方部分に取り付けられたスリーブ31のレバーはコントロールロッド40に向かって延び、その先端が二股状になっている。レバー31aの先端は、スリーブ42から、コントロールロッド140側に向かって延びたレバー42bと、ピン33で回動自在に係合している。このことにより、スリーブ31が回動または移動する場合には、その動きに応じてスリーブ42も回動または移動する。
コントロールロッド50は、変速機ケース2の開口面IIIに直交するように、プライマリシャフト3やセカンダリシャフト4と平行に配置されている。そして、シフトフォーク70を介してプライマリシャフト3やセカンダリシャフト4上のギヤの同期装置を選択的に作動させ、これにより、各変速段に切り替える。
スリーブ42の凹状係合部42aは、上述したように、コントロールロッド50に固定されたスリーブ52の球状係合部52aに摺動可能に係合している。これにより、コントロールロッド140が回動する(B2−B2'方向)と、コントロールロッド50がその軸方向にスライドし(B4−B4'方向)、コントロールロッド140が上下動する(A2−A2'方向)と、コントロールロッド50がその軸心を中心として回動する(A4−A4'方向)。
コントロールロッド50には、外周に爪部を有する円筒状の爪部材102が外挿されて、ピン101により固定されている。爪部材102は、1−2速、3−4速、5−6速及び後退速にそれぞれ対応して設けられている4本のシフトフォーク(図3には1−2速用シフトフォーク70のみを示す)のいずれか一つに選択的に係合して軸方向に移動させるためのものである。そして、4本のシフトフォークがそれぞれ対応する各変速段のギヤを伝動状態にすることで、変速機103が各変速段に切り替えられる。
例として1−2速用シフトフォーク70について説明すると、チェンジレバー110の1−2速側へのセレクト操作によってコントロールロッド50をその軸心まわり(A4−A4'方向)に回動させると、爪部材102は1−2速用シフトフォーク70に係合する。その後、チェンジレバー110の1速または2速へのシフト操作によるコントロールロッド50の軸方向(B4−B4'方向)への移動によって、1−2速用シフトフォーク70は、コントロールロッド50に沿って上方または下方へ移動する。すると、1−2速用シフトフォーク70は1−2速用同期装置を作動させて1速または2速のどちらか一方の変速ギヤを伝動状態にする。
3−4速用シフトフォークも、1−2速用シフトフォーク70と同様、爪部材102の近傍に設けられ、ニュートラル位置で、3−4速用シフトフォークがコントロールロッド50の爪部材102と係合して、その軸方向(B4−B4'方向)へ移動されることにより、3速または4速のどちらか一方の変速ギヤを伝動状態にすることができる。
また、5−6速用シフトフォークは、コントロールロッド50に平行に設けられた5−6速用シフトロッド80(図2にのみ図示)の一端に嵌合されている。そして、5−6速用シフトロッド80と一体でその軸方向(B4−B4'方向)に移動する。そして、1−2速用及び3−4速用シフトフォークの場合と同様、チェンジレバー110のセレクト操作により5−6速用シフトフォークと爪部材102とが係合し、シフト操作によりコントロールロッド50とともに5−6速用シフトフォークを軸方向へ移動(B4−B4'方向)させることで、5速または6速のどちらかに変速することができる。
さらに、後退速用シフトフォークは、5−6速用シフトロッド80上を相対移動可能に嵌合されている。そして、他のシフトフォークと同様に、R位置へのセレクト操作によって爪部材102が後退速用シフトフォークと係合し、R位置へのシフト操作によってコントロールロッド50の軸方向へ後退速用シフトフォークを移動させて、後退速のギヤを伝動状態にすることができる。
このようにして、チェンジレバー110の操作に応じて、1〜6速または後退速のいずれかのギヤが非伝動状態から伝動状態に移行することになる。
<シフト方向のオーバーストロークの抑制機構>
図4は、図2のII−II断面を示す図である。図2でも説明した通り、カム200は、コントロールロッド140に固定されており、コントロールロッドの回動に応じて回動する。そのため、カム200の長径部200aは、ニュートラル位置200a−1と、R、1速、3速または5速の位置200a−2と、2速、4速、6速の位置200a−3との3つの位置を移動する。そして、カム200の長径部200aが、2速、4速、6速の位置200a−3に移動した際、変速機ケース2に設けられた当接面2aに突き当たり、オーバーストロークを抑制する。
なお上述したとおり、ニュートラルスイッチ210は、その先端にばねでカム側に付勢された球状の当接部材210aを備えており、コントロールロッド140の回動に応じて、カム200の長径部200aが、当接部材210aを、ニュートラルスイッチ210の内部に押し込むことにより、ニュートラルスイッチ210のスイッチングが行なわれる。 以上説明した実施形態によれば、ニュートラル検出スイッチのオン・オフと、シフト方向のオーバーストロークの抑制とを、1つのカム状部材で行なうことにより、部品点数少なく、コンパクトな構成で、シフト方向の変速終了後のオーバーストロークを効果的に抑制することができる。また、カム状部材を、オイルレベルより上方においてコントロールロッドに固定し、ニュートラル検出スイッチは、変速機ケースの外部から取り付けられているので、ニュートラル検出スイッチを、オイルを抜くことなく容易に交換することができ、変速機のメンテナンスが容易になる。
更に、エンジン主軸と同軸のプライマリ軸と、プライマリ軸と平行に設けられ、プライマリ軸から変速歯車を介して回転を伝達されるセカンダリ軸と、セカンダリ軸から、ファイナルギアを介して回転を伝達されるデフ軸とを備え、コントロールロッドは、セカンダリ軸と、デフ軸との間に配置され、カム状部材を、セカンダリ軸とデフ軸とで形成される面よりも上方に取り付けたので、コンパクトなレイアウトを実現することができる。
さらに、コントロールロッドは、上部が変速機ケースの外部に突出しており、カム状部材を、変速機ケースに設けられたコントロールロッドを挿貫するための開口部に近接する位置に取り付けたので、コンパクトなレイアウトを実現することができる。
(他の実施形態)
尚、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、凹凸部52bを設けたスリーブ52をコントロールロッド50とは別部材としているが、これに限らず、スリーブ52とコントロールロッド50とを一体にしてもよい。
また、上記実施形態では、変速操作のシフトパターンにおいて後退速を1速の隣りに配置しているが、これに限らず、2速、5速または6速のいずれか一つの隣りに後退速を配置してもよい。
なお、上記実施形態では、横置きエンジンを採用し、マニュアル5段ミッションのFF車について例示的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、縦置きエンジンや、6段ミッションや、RR車にも対応可能である。
本発明の実施形態に係る変速機を適用した車両を、上方から見た場合の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る変速機の変速操作機構部分の構造図である。 図2のI−I断面図である。 図2のII−II断面図である。
符号の説明
100 車両
101 エンジン
102 クラッチ
103 変速機
104 ディファレンシャルギア
105、106 ドライブシャフト
107、108 駆動輪
109 フレーム
110 チェンジレバー
121、122 ケーブル
130 シフトアウタレバー
135 セレクトアウタレバー
140 コントロールロッド
52 スリーブ
53 ガイドプレート
54 ディテント部材

Claims (5)

  1. 略円柱状に形成され、チェンジレバーのセレクト操作に連動してその軸方向に移動するとともに、チェンジレバーのシフト操作に連動してその周方向に回動するコントロールロッドと、
    前記コントロールロッドに固定されたカム状部材と、
    前記カム状部材に対向する位置に設けられたニュートラル検出スイッチと、
    を有する変速機であって、
    前記カム状部材が前記コントロールロッドとともに回動することにより、前記ニュートラル検出スイッチをオンまたはオフし、
    かつ、前記コントロールロッドとともに回動する前記カム状部材が、所定位置において、変速機ケースに設けられた当接面に当接することにより、シフト方向のオーバーストロークを抑制することを特徴とする変速機。
  2. 前記コントロールロッドは、前記変速機ケースに対して、上下方向に延設されており、前記コントロールロッドの下部は、前記変速機内のオイルレベル下に浸漬され、前記カム状部材は、前記オイルレベルより上方において前記コントロールロッドに固定されていることを特徴とする請求項1に記載の変速機。
  3. 前記ニュートラル検出スイッチは、前記変速機ケースの外部から取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の変速機。
  4. 更に、エンジン主軸と同軸のプライマリ軸と、
    該プライマリ軸と平行に設けられ、プライマリ軸から変速歯車を介して回転を伝達されるセカンダリ軸と、
    前記セカンダリ軸から、ファイナルギアを介して回転を伝達されるデフ軸と、
    を更に備え、
    前記コントロールロッドは、前記セカンダリ軸と、前記デフ軸との間に配置され、前記カム状部材を、前記セカンダリ軸と前記デフ軸とで形成される面よりも上方に取り付けたことを特徴とする請求項1に記載の変速機。
  5. 前記コントロールロッドは、上部が前記変速機ケースの外部に突出しており、前記カム状部材は、前記変速機ケースに設けられた前記コントロールロッドを挿貫するための開口部に近接する位置に取り付けることを特徴とする請求項1に記載の変速機。
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