JP2007024150A - 変速機のシフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機のシフト装置を軽量で構造も簡単なものにする。
【解決手段】 １対の変速ギヤ軸１１，１２に設けられて互いに噛合する複数対の変速ギヤを選択的に切り換えるシフト装置Ｓは、各変速ギヤ軸と平行に支持されて回動されるフォークシャフト２０に半径方向に突出して固定されて揺動される駆動ピン２１と、フォークシャフトに回動及び軸線方向摺動自在に支持されフォークシャフトを中心とする円弧状に湾曲された板状で円弧方向に沿ってカム溝２４，２５が設けられたカム部材２２ｃ，２３ｃが一体的に形成されたシフタ２２，２３を備え、カム溝に摺動自在に係合される駆動ピンの揺動によりシフタは移動されて、複数対の変速ギヤの選択的な切り換えを行う。１本のフォークシャフトに複数のシフタを支持し、半径が異なる複数のカム部材は半径方向に重ねられて１本の駆動ピンが各カム溝を貫通するのがよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車などに使用する選択歯車式変速機のギヤシフトを行う変速機のシフト装置に関する。

この種の変速機のシフト装置としては、セレクト及びシフトの２方向の移動（軸線方向移動及び回動）によりギヤシフトを行うものと、１方向の移動（回動）のみでギヤシフトを行うものがある。前者は、例えば特許文献１に示すように、シフトフォークを介してギヤシフトを行う複数のフォークシャフトを有し、シフトアンドセレクトシャフトの軸線方向移動により１つのフォークシャフトを選択してからシフトアンドセレクトシャフトの回動によりフォークシャフト及びシフトフォークを移動させてギヤシフトを行うものである。後者は、例えば特許文献２に示すように、フォーク軸に摺動自在に支持された複数のシフトフォークと外周面に複数のカム溝が形成された１個の円筒状のシフトドラムを有し、シフトドラムを回動させることにより各カム溝に係合された各シフトフォークを移動させてギヤシフトを行うものである。この両技術は、ギヤシフトを手動で行う場合と、自動車などの作動状態に応じた変速指令に基づいて制御されるモータなどのアクチュエータを用いて自動的に行う場合の何れにも適用することができる。
特開２００４−３０８６７８号公報（段落〔００３０〕〜〔００３１〕、図１、図２）。 特開平０７−１３９６２７号公報（段落〔００１９〕〜〔００２５〕、図１〜図４）。

特許文献１の技術では、シフトアンドセレクトシャフトの軸線方向移動及び回動によりギヤシフトを行うので、部品点数が増大して構造が複雑になるという問題があり、特にギヤシフトを自動的に行う場合には２個のアクチュエータを必要とするので、製造コストが増大する。これに対し特許文献２の技術では、シフトドラムを回動するだけであるので部品点数が比較的少なく構造も簡単で特許文献１の技術に比して製造コストが減少し、特にギヤシフトを自動的に行う場合にはアクチュエータは１個で足りるので、製造コストの減少は一層大きくなる。しかしながら特許文献２の技術では太くかつ長いシフトドラムを使用し、またシフトフォークを摺動自在に支持するために専用のフォーク軸を必要とするので重量が大となり、構造の簡略化も充分ではない。

本発明はこのような各問題を解決して、特許文献２の技術よりもさらに軽量で構造も簡単な変速機のシフト装置を提供することを目的とする。

このために、本発明による変速機のシフト装置は、ケーシング内に回転自在に支持された１対の変速ギヤ軸に設けられて互いに噛合する複数対の変速ギヤを、それらの何れか１対により各変速ギヤ軸の間の動力伝達がなされるように選択的に切り換える変速機のシフト装置において、各変速ギヤ軸と平行にケーシングに支持されて変速指令に応じて回動されるフォークシャフトと、このフォークシャフトに固定されて半径方向に突出し同フォークシャフトの回動とともに揺動される駆動ピンと、カム部材及びシフトフォークが一体的に形成されてフォークシャフトに回動及び軸線方向摺動自在に支持されかつケーシングに対する回動が拘束されたシフタを備え、カム部材はフォークシャフトの軸心を中心とする円弧状に湾曲された板状で円弧方向に沿ってカム溝が形成され、このカム溝に摺動自在に係合される駆動ピンの揺動によりシフタをフォークシャフトの軸線方向に沿って移動させて、シフトフォークにより複数対の変速ギヤの選択的な切り換えを行うことを特徴とするものである。

前項に記載の変速機のシフト装置は、１本のフォークシャフトに複数のシフタを支持させることが好ましい。

前項に記載の変速機のシフト装置において、駆動ピンは１本とし、複数のシフタの円弧状に湾曲された板状の各カム部材はフォークシャフトの軸心を中心とする半径が異なるものとし半径方向に重ねてそれらの各カム溝に１本の駆動ピンを貫通させることが好ましい。

前各項に記載の変速機のシフト装置において、フォークシャフトは変速指令に基づいて制御されるモータにより回動されることが好ましい。

前各項に記載の変速機のシフト装置は、駆動ピンにカム溝と転がり接触する環状部材を同軸的に設けることが好ましい。

上述のように、本発明によれば、シフタに一体的に形成されるカム部材は円弧状に湾曲された板状であるので軽量となり、またシフタはカム部材のカム溝に係合する駆動ピンを支持して揺動させるフォークシャフトにより支持されて専用の支持軸を必要としないので、重量及び部品点数が減少し構造が簡略化される。従って変速機のシフト装置の構造を特許文献２の技術よりさらに一層簡略化するとともに重量を減少させることができる。

１本のフォークシャフトに複数のシフタを支持させた変速機のシフト装置によれば、シフタの数を増やすだけで、変速機の変速段数を増やすことができるので、変速段数を増加してもそれほど構造が複雑化したり重量が増大することはない。

また駆動ピンは１本とし、複数のシフタの円弧状に湾曲された板状の各カム部材はフォークシャフトの軸心を中心とする半径が異なるものとし半径方向に重ねてそれらの各カム溝に１本の駆動ピンを貫通させた変速機のシフト装置によれば、各カム部材は半径方向に重ねて配置されるので複数のシフタは全体として長さが短くなり、しかも半径方向の寸法の増大はわずかであるので、変速機のシフト装置をコンパクトにまとめることができる。

フォークシャフトが変速指令に基づいて制御されるモータにより回動されるようにした変速機のシフト装置によれば、作動状態に応じて変速機を自動的に制御することができる。

また駆動ピンにカム溝と転がり接触する環状部材を同軸的に設けた変速機のシフト装置によれば、揺動する駆動ピンとカム溝の間の摩擦抵抗が減少するのでシフト装置の作動が軽くなり、またこれに伴い円弧状に湾曲された板状のカム部材の半径を小さくすることができるので、変速機のシフト装置を一層コンパクトにまとめることができる。

以下に、図１〜図６により、本発明による変速機のシフト装置を実施するための最良の形態の説明をする。この実施形態は本発明を自動車の変速機に適用したもので、図１に示す全体構造のように、ケーシング１０内に支持された１対の変速ギヤ軸１１，１２に設けられて互いに噛合する複数対の変速ギヤ１３ａ〜１６ａ，１３ｂ〜１６ｂを、それらの何れか１対により両変速ギヤ軸１１，１２の間の動力伝達がなされるように、シフト装置Ｓにより選択的に切り換えるものである。

図１に示すように、ケーシング１０の外壁１０ａと仕切壁１０ｂには、エンジンに連結されて回転駆動される入力軸１１と、駆動車輪に連結される主軸１２が、転がり軸受を介して互いに平行に回転自在に支持され、この入力軸１１と主軸１２が１対の変速ギヤ軸１１，１２を構成している。外壁１０ａと仕切壁１０ｂの間に形成される変速室内には、入力軸１１に回転自在に設けられた４個の駆動側変速ギヤ１３ａ〜１６ａと、主軸１２に一体的に回転するように設けられて変速ギヤ１３ａ〜１６ａと常時噛合される４個の従動側変速ギヤ１３ｂ〜１６ｂが位置している。互いに噛合する各１対の変速ギヤ１３ａ，１３ｂと、変速ギヤ１４ａ，１４ｂと、変速ギヤ１５ａ，１５ｂと、変速ギヤ１６ａ，１６ｂは、それぞれ第１速、第２速、第３速及び第４速の各歯車対を形成している。

入力軸１１には、変速ギヤ１３ａ，１４ａの間と変速ギヤ１５ａ，１６ａの間にそれぞれクラッチハブ１１ａと１１ｂが一体的に設けられ、各クラッチハブ１１ａ，１１の外周にはそれぞれ切換スリーブ１７と１８が軸線方向摺動自在にスプライン係合されている。また変速ギヤ１３ａ，１４ａと変速ギヤ１５ａ，１６ａには、クラッチハブ１１ａ，１１ｂ側にそれぞれ形成されたボス部に、切換スリーブ１７，１８と係合可能なスプラインが形成されている。切換スリーブ１７，１８の外周には、シフト装置Ｓのシフトフォーク２２ｄ，２３ｄを係合するための環状溝１７ａ，１８ａが形成されている。なお説明は省略したが、各切換スリーブ１７，１８と各変速ギヤ１３ａ〜１６ａの間には公知のシンクロメッシュ機構が設けられている。

図１は各切換スリーブ１７，１８がクラッチハブ１１ａ，１１ｂのみに係合されて両変速ギヤ軸１１，１２の間の動力伝達がなされていない変速機のニュートラル状態を示しており、後述するようにシフト装置Ｓにより各切換スリーブ１７，１８が往復動されれば、切換スリーブ１７，１８を介して各変速ギヤ１３ａ〜１６ａの何れか１つが入力軸１１に選択的に連結されて、第１速〜第４速の各変速段による動力伝達がなされる。

図１及び図２に示すように、この実施形態のシフト装置Ｓは、ケーシング１０の外壁１０ａと仕切壁１０ｂにより両変速ギヤ軸１１，１２と平行に回動自在に支持された１本のフォークシャフト２０と、このフォークシャフト２０に支持された第１及び第２シフタ２２，２３と、ラック２７及びギヤ２６を介してフォークシャフト２０を回動させるサーボモータ２８を備えている。フォークシャフト２０の一端に固定したギヤ２６には、サーボモータ２８の出力軸にねじ係合されたラック２７が噛合され、サーボモータ２８が作動されればラック２７が軸線方向に移動してフォークシャフト２０は回動される。サーボモータ２８は自動車などの作動状態に応じて制御装置（図示省略）から出力される変速指令に基づいて制御されるもので、フォークシャフト２０はこのサーボモータ２８により回動されて変速指令に応じた角度位置に停止される。フォークシャフト２０に根本部が固定されて半径方向に突出する駆動ピン２１はフォークシャフト２０の回動とともに揺動されて、両端側に位置する２つの中立位置Ｎとその間の第１速〜第４速の各位置１st〜４th（図３参照）で停止される。

第１及び第２シフタ２２，２３は、図１〜図５に示すように、駆動ピン２１の両側となるフォークシャフト２０にそれぞれ回動及び軸線方向摺動自在に支持されたボス部２２ａ，２３ｂと、このボス部２２ａ，２３ｂに一体形成され半径方向に突出するとともにフォークシャフト２０と平行になるようにＬ字状に折曲された帯板状のガイドプレート２２ｂ，２３ｂと、このガイドプレート２２ｂ，２３ｂの先端に一体形成されてフォークシャフト２０の軸心を中心とする円弧状に湾曲された帯板状で円弧方向に沿って第１及び第２カム溝２４，２５がそれぞれ形成されたカム部材２２ｃ，２３ｃを備えている。各シフタ２２，２３はさらにボス部２２ａ，２３ｂに一体形成されて半径方向に突出するシフトフォーク２２ｄ，２３ｄを備えている。各カム溝２４，２５は、駆動ピン２１がわずかの隙間をおいて挿通可能な幅を有している。

各シフタ２２，２３のカム部材２２ｃ，２３ｃは、第１シフタ２２のカム部材２２ｃが、多少の隙間をおいて第２シフタ２３のカム部材２３ｃの半径方向内側に位置するように、フォークシャフト２０の軸心を中心とする半径が異なり、これに伴いガイドプレート２２ｂ，２３ｂの半径方向突出量も異なっている。各シフタ２２，２３は、ボス部２２ａ，２３ｂがフォークシャフト２０に回動自在に支持されているが、二叉状の各シフトフォーク２２ｄ，２３ｄの先端部が入力軸１１に同軸的に設けられた各切換スリーブ１７，１８の外周に形成された環状溝１７ａ，１８ａの両側に係合されているので、ケーシング１０に対する回動は拘束されている。

図４は第１及び第２シフタ２２，２３の平面図を示す。図５は同じく両シフタ２２，２３の平面図であるが、カム部材２２ｃ，２３ｃ及びカム溝２４，２５を円周方向に沿って展開した状態で示す図であり、フォークシャフト２０の軸心を中心とする回動角に対する各カム溝２４，２５の形状が同様に表示されるように、各カム部材２２ｃ，２３ｃの外周面の半径を同一とした（この例ではカム部材２２ｃの半径を仮想的にカム部材２３ｃの半径に揃えた）状態で示した図である。

第１シフタ２２のカム部材２２ｃに円周方向に沿って形成された第１カム溝２４は、カム部材２２ｃの中心点２２ｏから第１速位置１st側となるシフト溝２４ａと、第４速位置４th側となるニュートラル溝２４ｂからなり、シフト溝２４ａは中心点２２ｏと第１速位置１stの先の中立位置Ｎを結ぶ１サイクルの波形部とそれより先端側に位置してニュートラル溝２４ｂと整列された短い直線部からなるスリットであり、ニュートラル溝２４ｂは中心点２２ｏと第４速位置４thの先の中立位置Ｎを結ぶフォークシャフト２０と直交する直線状のスリットである。シフト溝２４ａの波形部の（図の右側を下側とした状態における）山部と谷部はそれぞれ第２速位置２ndと第１速位置１stに位置している。また第２シフタ２３のカム部材２３ｃに円周方向に沿って形成された第２カム溝２５は、カム部材２３ｃの中心点２３ｏから第１速位置１st側となるニュートラル溝２５ａと、第４速位置４th側となるシフト溝２５ｂからなり、ニュートラル溝２５ａは中心点２３ｏと第１速位置１stの先の中立位置Ｎを結ぶフォークシャフト２０と直交する直線状のスリットであり、シフト溝２５ｂは中心点２３ｏと第４速位置４thの先の中立位置Ｎを結ぶ１サイクルの波形部とそれより先端側に位置してニュートラル溝２５ａと整列された短い直線部からなるスリットである。シフト溝２５ｂの波形部の谷部と山部は第３速位置３rdと第４速位置４thに位置している。

図１〜図３に示すように、両カム部材２２ｃ，２３ｃが多少の隙間をおいて半径方向に重ねて配置された状態では、シフト溝２４ａとニュートラル溝２５ａ及びニュートラル溝２４ｂとシフト溝２５ｂが全体として互いに重ねて配置される。フォークシャフト２０から半径方向に突出する１本の駆動ピン２１は、各カム部材２２ｃ，２３ｃに形成されたカム溝２４，２５を摺動自在に貫通するように係合されている。前述のようにフォークシャフト２０がサーボモータ２８により回動されて、駆動ピン２１が両端の中立位置Ｎの間の第１速〜第４速の各位置１st〜４thで順次停止されれば、第１及び第２シフタ２２，２３は駆動ピン２１の停止位置に応じてフォークシャフト２０に沿って移動されて、第１または第２シフトフォーク２２ｄ，２３ｄにより、互いに噛合する複数対の変速ギヤ１３ａ〜１６ａ，１３ｂ〜１６ｂの何れか１対による動力選択を選択して各変速ギヤ軸１１，１２の間の動力伝達が切り換えられる。

次に図６により、この作動の具体的説明をする。図６(a) に示すように、駆動ピン２１が第１速位置１stの先の中立位置Ｎにある状態では、両シフタ２２，２３のシフトフォーク２２ｄ，２３ｄは何れもフォーク中立位置にあり、各切換スリーブ１７，１８は、図１に示すようにクラッチハブ１１ａ，１１ｂのみに係合されている。この状態では各変速ギヤ１３ａ〜１６ａは何れも入力軸１１に対し回転自在であるので、変速機は両変速ギヤ軸１１，１２の間の動力伝達がなされないニュートラル状態にある。

このニュートラル状態からサーボモータ２８によりフォークシャフト２０を回動して、駆動ピン２１を第１速位置１stに揺動させて停止すれば（図６(b) 参照）、第１シフタ２２はシフト溝２４ａの谷部に駆動ピン２１が係合されて図において左向きに移動され、第１シフトフォーク２２ｄは第１フォーク中立位置から図６(b) の第１フォークシフト位置に移動されて、切換スリーブ１７が左向きに移動される。これにより変速ギヤ１３ａは切換スリーブ１７を介して入力軸１１に連結されるが、変速ギヤ１４ａは入力軸１１に対し回転自在のままである。一方、第２シフタ２３はニュートラル溝２５ａに駆動ピン２１が係合されているので移動されず、従って第２シフトフォーク２３ｄは第２フォーク中立位置から移動しないので、変速ギヤ１５ａ，１６ａは何れも入力軸１１に対し回転自在のままである。この状態では変速機は、第１速歯車対を形成する変速ギヤ１３ａ，１３ｂにより両変速ギヤ軸１１，１２の動力伝達がなされる第１速状態となる。

この第１速状態からサーボモータ２８によりフォークシャフト２０を回動して、駆動ピン２１を第２速位置２ndに揺動させて停止すれば（図６(c) 参照）、第１シフタ２２はシフト溝２４ａの山部に駆動ピン２１が係合されて図において右向きに移動され、第１シフトフォーク２２ｄは第１フォーク中立位置から図６(c) の第１フォークシフト位置に移動されて、切換スリーブ１７が右向きに移動される。これにより変速ギヤ１４ａは切換スリーブ１７を介して入力軸１１に連結され、変速ギヤ１３ａは入力軸１１に対し回転自在となる。一方、変速ギヤ１５ａ，１６ａは、第１速状態と同様、何れも入力軸１１に対し回転自在のままである。この状態では変速機は、第２速歯車対を形成する変速ギヤ１４ａ，１４ｂにより両変速ギヤ軸１１，１２の動力伝達がなされる第２速状態となる。

この第２速状態からフォークシャフト２０をさらに回動して、駆動ピン２１を第３速位置３rdに揺動させて停止すれば（図６(d) 参照）、駆動ピン２１はカム部材２３ｃのシフト溝２５ｂの谷部に係合されるともにカム部材２２ｃのニュートラル溝２４ｂに係合される。これにより第２シフトフォーク２３ｄは第２フォーク中立位置から左向きに移動されて、変速ギヤ１５ａが入力軸１１に連結されるとともに変速ギヤ１６ａは入力軸１１に対し回転自在となり、一方、第１シフトフォーク２２ｄは第１フォーク中立位置に位置して、変速ギヤ１３ａ，１４ａは、何れも入力軸１１に対し回転自在となる。この状態では第３速歯車対を形成する変速ギヤ１５ａ，１５ｂにより両変速ギヤ軸１１，１２の動力伝達がなされる第３速状態となる。

またこの第３速状態からフォークシャフト２０をさらに回動して、駆動ピン２１を第４速位置４thに揺動させて停止すれば（図６(e) 参照）、駆動ピン２１はカム部材２３ｃのシフト溝２５ｂの山部に係合されるともにカム部材２２ｃのニュートラル溝２４ｂに係合される。これにより第２シフトフォーク２３ｄは第２フォーク中立位置から右向きに移動されて、変速ギヤ１６ａが入力軸１１に連結されるとともに変速ギヤ１５ａは入力軸１１に対し回転自在となり、一方、変速ギヤ１３ａ，１４ａは、第３速状態と同様、何れも入力軸１１に対し回転自在である。この状態では第４速歯車対を形成する変速ギヤ１６ａ，１６ｂにより両変速ギヤ軸１１，１２の動力伝達がなされる第４速状態となる。

この第４速状態からフォークシャフト２０をさらに回動して、駆動ピン２１を第４速位置４thの先の中立位置Ｎまで揺動させて停止すれば（図６(f) 参照）、作動の最初に説明した状態と同様、両シフタ２２，２３のシフトフォーク２２ｄ，２３ｄは何れもフォーク中立位置となり、各切換スリーブ１７，１８はクラッチハブ１１ａ，１１ｂのみに係合されて、各変速ギヤ１３ａ〜１６ａは何れも入力軸１１に対し回転自在となるので、両変速ギヤ軸１１，１２の間の動力伝達がなされないニュートラル状態となる。

このニュートラル状態からサーボモータ２８によりフォークシャフト２０を逆向きに回動して、駆動ピン２１を第４速位置４thから第１速位置１stを経て最初の中立位置Ｎに戻せば、変速機は第４速状態から第１速状態を経てニュートラル状態に戻る。

上述した実施形態によれば、ガイドプレート２２ｂ，２３ｂを介してボス部２２ａ，２３ｂに一体的に形成されるシフタ２２，２３のカム部材２２ｃ，２３ｃは、フォークシャフト２０を中心とする円弧状に湾曲された板状であるのでシフタ２２，２３は前述した特許文献１の円筒状のシフトドラムよりも軽量となり、またシフタ２２，２３はカム部材２２ｃ，２３ｃのカム溝２４，２５に係合する駆動ピン２１を支持して揺動させるフォークシャフト２０により支持されて専用の支持軸を必要としないので、部品点数が減少し構造が簡略化される。従って変速機のシフト装置の構造を特許文献２の技術よりさらに一層簡略化するとともに重量を減少させて、製造コストを低減させることができる。

この種の変速機では１個のシフタにより２つの変速段が得られ、シフタの数を増やすことにより変速段数を増加させているが、シフタの数を増やせばそれに関連する部品の数も増大するのが普通である。しかし上述した実施形態では、１本のフォークシャフト２０に２個のシフタ２２，２３を支持させており、このようにすればシフタ２２，２３の数を増やすだけで変速機の変速段数を増やすことができ、その他の部品が増えることはないので、変速段数を増加してもそれほど構造が複雑化したり重量が増大することはなく、製造コストが増大することもない。なおシフタの数は２個の限らずそれ以上として実施することも可能である。しかしながら本発明はこれらに限られるものではなく、シフタが１個の場合にも適用可能であり、そのようにしても前項で述べた効果は得られる。

また上述した実施形態では、２個のシフタ２２，２３の円弧状に湾曲された板状の各カム部材２２ｃ，２３ｃはフォークシャフト２０の軸心を中心とする半径が異なるものとし、半径方向に重ねて１本の駆動ピン２１を各カム溝２４，２５に貫通させて各カム部材２２ｃ，２３ｃを駆動するようにしており、このように各カム部材２２ｃ，２３ｃを半径方向に重ねて配置することにより複数のシフタ２２，２３は全体として長さが短くなり、しかも半径方向の寸法の増大はカム部材２２ｃ，２３ｃの板厚とそれらの間の隙間の寸法分であってわずかであるので、２個のシフタ２２，２３を有する変速機のシフト装置をコンパクトにまとめることができる。この場合もシフタの数は２個に限らずそれ以上として、半径がそれぞれ異なる各カム部材を半径方向に重ねて配置して実施することも可能である。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、各カム部材の半径を同一とし、各カム部材ごとに各１本の駆動ピンをフォークシャフトに設けるようにして実施することも可能である。

上述した実施形態では、４つの変速段を第１速〜第４速とした場合について説明したが、後進及び第１速〜第３速の４つの変速段とすることも可能である。その場合は各歯車対を後進及び第１速〜第３速の順で並べ、カム部材２２ｃのシフト溝２４ａの形状を、先端部のニュートラル溝２４ｂと整列された短い直線部を波形部の山部と谷部の間に移動するように変更すればよい。そのようにすれば中立位置Ｎを含む各変速位置は、後進位置、中立位置Ｎ、第１速位置１st〜第３速位置３rdの順で配置される。

また上述した実施形態では、フォークシャフト２０は変速指令に基づいて制御されるモータ２８により回動されるようにしており、このようにすれば、自動車の作動状態に応じて変速機を自動的に制御することができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、手動変速機に適用することも可能である。

上述した実施形態では、カム溝２４，２５に係合される駆動ピン２１は単純な棒状のものとしたが、図７に示す変形例のように、駆動ピン２１は根本部がフォークシャフト２０に圧入などにより固定されて半径方向の突出する本体部２１ａと、本体部２１ａの先端部に同軸的に形成した小径部２１ｂにスペーサ２１ｄを間に挟んで回転自在に係合した２個のローラ（環状部材）２１ｃよりなるものとしてもよい。各ローラ２１ｃは本体部２１ａ及びスペーサ２１ｄより多少大径であり、ローラ２１ｃの先端にかしめ固定された座金２１ｅにより、スペーサ２１ｄとともに回転自在に抜け止めされている。この変形例の駆動ピン２１は、カム溝２４，２５に挿入した状態では、フォークシャフト２０に近い一方のローラ２１ｃの外周面が第１カム部材２２ｃの第１カム溝２４の内面に転がり接触され、他方のローラ２１ｃの外周面が第２カム部材２３ｃの第２カム溝２５の内面に転がり接触されるようになっている。

この変形例の駆動ピン２１では、各ローラ２１ｃがカム溝２４，２５と転がり接触することにより、揺動する駆動ピン２１とカム溝２４，２５の間の摩擦抵抗が減少するのでシフト装置Ｓの作動を軽くすることができる。前述したシフト装置Ｓのように単純な棒状の駆動ピン２１では、円弧状のカム部材２２ｃ，２３ｃの半径を小さくするとカム溝２４，２５のシフト溝２４ａ，２５ｂの傾斜が急になって、駆動ピン２１とカム溝２４，２５の間の摩擦により駆動ピン２１の揺動によるシフタ２２，２３のフォークシャフト２０に沿った方向の移動が不円滑になるおそれが生じるが、図７に示す変形例の駆動ピン２１によれば駆動ピン２１とカム溝２４，２５の間の摩擦抵抗が減少するので、シフト装置Ｓの作動が軽くなり、またシフト装置Ｓの作動が不円滑になるおそれなしに円弧状のカム部材２２ｃ，２３ｃの半径を小さくしてシフト装置Ｓを一層コンパクトにまとめることができる。

この変形例も、シフタの数を１個とした場合及び２個以上とした場合に適用することが可能である。なおローラ２１ｃの代わりにミニアチュアベアリング使用すれば駆動ピンとカム溝の間の摩擦抵抗は一層減少するので、シフト装置の作動を一層軽くでき、シフト装置を一層コンパクトにまとめることができる。ミニアチュアベアリング使用する場合は、その外輪がカム溝２４，２５と転がり接触する環状部材２１ｃとなる。

上述した実施形態では、２個の切換スリーブ１７，１８は何れも入力軸１１に設け、各シフタ２２，２３のシフトフォーク２２ｄ，２３ｄにより切換スリーブ１７，１８を移動させてその両側に設けた変速ギヤ１３ａ〜１６ａを選択的に入力軸１１に連結するようにしたが、入力軸１１と主軸１２にそれぞれ１個の切換スリーブを設け、各シフタ２２，２３のシフトフォークにより各切換スリーブを移動させてその両側に回転自在に設けた変速ギヤを選択的に入力軸１１または主軸１２に連結するようにしてもよい。またフォークシャフト２０はラック２７とギヤ２６を介してサーボモータ２８により回動しているが、ウオームとウオームホイールあるいは１対のピニオンなどの任意の連動機構を介してサーボモータにより回動するようにしてもよい。また変速歯車列は切換スリーブにより変速段の切り換えを行う常時噛合式のものとしたが、これに限られるものではなく、その他の形式の常時噛合式のものあるいは変速ギヤを移動して変速段の切り換えを行う摺動選択式のものなどとしてもよい。

また本発明は、変速ギヤ１３ａ〜１６ａ，１３ｂ〜１６ｂと並列に、変速ギヤ軸１１，１２の間に第５速以上の高速段及び後進段の変速ギヤよりなる第２の変速歯車列を設け、シフト装置Ｓと同様の１または２以上のシフタを設けたシフト装置によりこの変速ギヤを切り換えるようにして実施することも可能である。このような変速機の場合は、第１の変速歯車列を前述のようにニュートラル状態から第４速状態に順次切り換える間は第２の変速歯車列はニュートラル状態としておき、第１の変速歯車列を第４速位置４thの先の中立位置Ｎとした状態で、第２の変速歯車列をそのシフト装置により第５速以上の高速段及び後進段に切り換えて使用する。なおこのように第２の変速歯車列を及びそれを切り換えるシフト装置を設けない場合は、第４速位置４thの先の中立位置Ｎは不要である。また第１の変速歯車列を後進及び第１速〜第３速とした場合は、第２の変速歯車列は第５速以上の高速段だけにすればよい。

本発明による変速機のシフト装置の一実施形態の、変速機を含む全体構造を示す断面図である。 図１に示す実施形態のシフト装置の平面図である。 図１の３−３断面図である。 図１に示す実施形態の第１及び第２シフタを分離して示す平面図である。 図１に示す実施形態の第１及び第２シフタのカム部材及びカム溝を円周方向に沿って展開した状態で示す図４と同様の平面図であって、各カム部材の外周面の半径を同一とした状態で示す図である。 図１に示す実施形態の作動を説明する図である。 カム溝に挿通される駆動ピンの変形例を示す側面図である。

符号の説明

１０…ケーシング、１１，１２…変速ギヤ軸（入力軸，主軸）、１３ａ〜１６ａ…変速ギヤ、１３ｂ〜１６ｂ…変速ギヤ、２０…フォークシャフト、２１…駆動ピン、２１ｃ…環状部材、２２，２３…シフタ、２２ｃ，２３ｃ…カム部材、２２ｄ，２３ｄ…シフトフォーク、２４，２５…カム溝、２８…モータ（サーボモータ）、Ｓ…シフト装置。

Claims (5)

1. ケーシング内に回転自在に支持された１対の変速ギヤ軸に設けられて互いに噛合する複数対の変速ギヤを、それらの何れか１対により前記各変速ギヤ軸の間の動力伝達がなされるように選択的に切り換える変速機のシフト装置において、前記各変速ギヤ軸と平行に前記ケーシングに支持されて変速指令に応じて回動されるフォークシャフトと、このフォークシャフトに固定されて半径方向に突出し同フォークシャフトの回動とともに揺動される駆動ピンと、カム部材及びシフトフォークが一体的に形成されて前記フォークシャフトに回動及び軸線方向摺動自在に支持されかつ前記ケーシングに対する回動が拘束されたシフタを備え、前記カム部材は前記フォークシャフトの軸心を中心とする円弧状に湾曲された板状で円弧方向に沿ってカム溝が形成され、このカム溝に摺動自在に係合される前記駆動ピンの揺動により前記シフタを前記フォークシャフトの軸線方向に沿って移動させて、前記シフトフォークにより前記複数対の変速ギヤの選択的な切り換えを行うことを特徴とする変速機のシフト装置。
2. 請求項１に記載の変速機のシフト装置において、１本の前記フォークシャフトに複数の前記シフタを支持させたことを特徴とする変速機のシフト装置。
3. 請求項２に記載の変速機のシフト装置において、前記駆動ピンは１本とし、前記複数のシフタの円弧状に湾曲された板状の各カム部材は前記フォークシャフトの軸心を中心とする半径が異なるものとし半径方向に重ねてそれらの各カム溝に前記１本の駆動ピンを貫通させたことを特徴とする変速機のシフト装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の変速機のシフト装置において、前記フォークシャフトは変速指令に基づいて制御されるモータにより回動されることを特徴とする変速機のシフト装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の変速機のシフト装置において、前記駆動ピンに前記カム溝と転がり接触する環状部材を同軸的に設けたことを特徴とする変速機のシフト装置。

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