JP2012026540A

JP2012026540A - 変速機の操作装置

Info

Publication number: JP2012026540A
Application number: JP2010167830A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ishihama; 謙一石濱
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】省スペース構造を採用しつつ、動作状態が安定しかつコストが低廉な変速機の操作装置を提供する。
【解決手段】１本のフォークシャフト２と、フォークシャフトの軸方向に移動可能に設けられるとともに、軸方向に駆動される係合部及び同期装置を操作するフォーク部を有する同期装置と同数のフォーク部材３１〜３３と、フォークシャフトに平行に配置されて軸方向に移動可能かつ回動可能であるとともに、軸方向に離隔しかつ互いに異なる回転位相に配設されてフォーク部材の係合部に選択的に係合するシフトピン４３〜４５を同期装置と同数有するシフトアンドセレクトシャフト４とを備え、シフトアンドセレクトシャフトが回動するとシフトピンのいずれかが選択的にフォーク部材の係合部と係合し、続いてシフトアンドセレクトシャフトが軸方向に移動するとシフトピンのいずれかが選択的に係合しているフォーク部材が軸方向に駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両などに用いられる変速機の操作装置に関する。

車両などに用いられる変速機の一方式に、回転する入力軸及び出力軸と、これらの軸に回転自在に支承されて所定の変速段を構成する複数組の変速ギヤ対と、いずれかの変速ギヤ対を選択して同期結合する同期装置と、同期装置を操作する操作装置と、を備える方式がある。この方式の変速機では、前進４〜６速程度の変速段を有し、一つの同期装置に２つの変速段を割り当てるのが一般的である。また、後進変速段には、同期装置を用いる場合と用いない場合の両方がある。したがって、変速機は３〜４組程度の同期装置を備え、操作装置はまず同期装置をセレクト操作し、次にいずれかの変速段にシフト操作するように構成されている。

この操作装置の具体的な構成は、同期装置のスリーブをそれぞれ操作する複数のフォークシャフトと、フォークシャフトをセレクト操作及びびシフト操作するシフトアンドセレクトシャフトとを備える場合が多い。シフトアンドセレクトシャフトは、運転者が操作するシフトレバ―またはモータなどのアクチュエータにより操作されるようになっている。そして、軸方向の移動及び回動のいずれか一方の動作でセレクト操作を行い、他方の動作でシフト操作を行うようになっている。

上述の従来の操作装置では、同期装置と同数のフォークシャフトが必要であり、変速機ケース内に大きな設置スペースが必要となって、変速機の内部構造が複雑に錯綜したりケース外形が大きくなったりしていた。この問題点を解決するために、各同期装置を操作する複数のフォーク部材を同一シャフト上に配置する操作装置が検討されており、本願出願人はその一例を特許文献１に開示している。特許文献１の手動変速機の操作機構は、軸方向移動及び回転するヘッドを有するシフトアンドセレクトシャフト、ヘッドと選択的に係合する４つのシフトフォーク（フォーク部材）、二重係合防止部材およびインターロック機構などを備えている。これにより、軽量かつコンパクトで、５段変速機と部品を共通化した６段変速機用操作機構を提供できる、とされている。

特開平７−９１５４１号（特願平５−２３６２９３号）公報

ところで、特許文献１の操作機構は、同一シャフト上の複数のシフトフォークからひとつを選択して個別に操作するために、シフトアンドセレクトシャフト上のヘッドや二重係合防止部材などの構造が複雑化していた。このため、安定した動作状態を成立させることが難しく、コストが上昇することもあって、従来の操作装置に置き換わるには至らなかった。

本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、省スペース構造を採用しつつ、動作状態が安定しかつコストが低廉な変速機の操作装置を提供することを課題とする。

本発明の変速機の操作装置は、変速機内の同期装置よりも少数で互いに平行に配置されるフォークシャフトと、前記フォークシャフト上の軸方向に配置された中立位置及びシフト位置を移動可能に設けられるとともに、軸方向に駆動される係合部、及び前記中立位置から前記シフト位置への移動により前記同期装置を中立状態から同期状態に操作するフォーク部を有する、前記同期装置と同数のフォーク部材と、前記フォークシャフトに平行に配置されて軸方向に移動可能かつ回動可能であるとともに、互いに異なる回転位相に配設されて各前記フォーク部材の前記係合部に選択的に係合するシフトピンを前記同期装置と同数有するシフトアンドセレクトシャフトと、を備え、前記シフトアンドセレクトシャフトが回動すると、前記シフトピンのいずれかが選択的に前記フォーク部材の前記係合部と係合し、続いて前記シフトアンドセレクトシャフトが軸方向に移動すると、前記シフトピンのいずれかが選択的に係合しているフォーク部材が前記フォークシャフトの前記中立位置から前記シフト位置へ駆動される、ことを特徴とする。

さらに、前記フォークシャフトは１本であることが好ましい。

さらに、前記シフトピンのいずれかが選択的に係合しているフォーク部材が前記フォークシャフトの前記中立位置から前記シフト位置へ駆動されるとき、他のフォーク部材が前記フォークシャフトの軸方向に移動することを規制するインターロック機構を備える、ことが好ましい。

さらに、前記インターロック機構は前記フォーク部材ごとに設けられており、前記インターロック機構は、前記フォークシャフトの前記中立位置を径方向に貫通するインターロック孔、及び前記インターロック孔の一端が拡径されたロック座、及び前記インターロック孔に収容されて孔内を移動可能なインターロックピンと、前記フォーク部材に形成された有底の収容穴、及び前記収容穴に収容されたロックボール、及び前記ロックボールを前記収容穴の底部から入口の方向に付勢する付勢部材と、を含んで構成され、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記シフトピンが前記中立位置にある前記フォーク部材の前記係合部に係合していないとき、前記ロックボールが前記付勢部材に付勢されて前記ロック座に嵌入し、前記インターロックピンが前記ロックボールに押動されて前記インターロック孔の他端から突出しさらに前記係合部に係合し、前記フォーク部材の軸方向の移動が規制され、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記シフトピンが前記中立位置にある前記フォーク部材の前記係合部に係合すると、前記インターロックピンが前記シフトピンに押動されて前記付勢部材に抗しつつ前記インターロック孔に入り込み、前記ロックボールが前記インターロックピンに押動されて前記ロック座から離脱し、前記フォーク部材の軸方向の移動が許容される、ことでもよい。

さらに、特定のフォーク部材を前記フォークシャフト上の中立位置から軸方向左右の各シフト位置へ駆動することにより特定の同期装置の前進変速段及び後進変速段への操作が可能であり、前記フォークシャフトは、前記特定の同期装置の前記前進変速段から前記後進変速段への直接的な操作を規制するリバースレストリクト機構を備え、前記シフトアンドセレクトシャフトは、前記フォークシャフトの前記リバースレストリクト機構を操作するリバースレストリクト操作部材を有する、ことが好ましい。

本発明の変速機の操作装置では、同期装置よりも少数のフォークシャフト上に同期装置と同数のフォーク部材を軸方向に移動可能に設ける一方で、フォークシャフトに平行に配置されて軸方向に移動可能かつ回動可能であるシフトアンドセレクトシャフトに同期装置と同数のシフトピンを互いに異なる回転位相に配設している。そして、シフトアンドセレクトシャフトが回動すると、シフトピンのいずれかが選択的にフォーク部材と係合し、続いてシフトアンドセレクトシャフトが軸方向に移動すると、当該のフォーク部材が中立位置からシフト位置へ駆動されるようになっている。本発明では、フォークシャフトの本数を同期装置よりも少数とし、フォーク部材を同期装置と同数としているので、フォークシャフトのいずれかに複数のフォーク部材が設けられる。したがって、本発明の操作装置は、同期装置と同数のフォークシャフトを必要とする従来の操作装置と比較して、フォークシャフトの本数を減らすことができ、省スペース構造を実現できる。

また、シフトピンを互いに異なる回転位相に配設することでセレクト機能を実現したので、複数のフォーク部材の係合部を同一形状にして構成部材を共通化し、操作装置のコストを低廉にできる。

さらに、フォークシャフトを１本にした態様では、操作装置を１本のフォークシャフトとシフトアンドセレクトシャフトの合計２本で構成できる。したがって、従来の操作装置と比較して、シャフト数を大幅に減らすことができ、格段の省スペース構造を実現できる。

さらに、いずれかのフォーク部材が中立位置からシフト位置へ駆動されるときに他のフォーク部材の移動を規制するインターロック機構を備える態様では、操作装置としての動作状態が安定する。

さらに、インターロック機構がフォーク部材ごとに設けられる態様では、複数のインターロック機構を同一形状にして構成部材を共通化できる。また、インターロック機構を、フォークシャフトのインターロック孔、ロック座、及びインターロックピンと、フォーク部材の収容穴、ロックボール、及び付勢部材と、を含んで構成することができる。これらの部位及び部材は単純な形状であり、製作費用は低廉である。これに対して、従来の操作装置では、複数のフォークシャフトの各操作ヘッド部を１箇所に集約してインターロック機構を設けるため、各操作ヘッド部及び各インターロック機構の形状が異なり、かつ複雑であった。したがって、本態様により操作装置のコストを低廉にできる。

さらに、フォークシャフトにリバースレストリクト機構を備える態様では、シフトアンドセレクトシャフトにリバースレストリクト操作部材を設けることができる。したがって、リバースレストリクト機構を備えても操作装置が大形化せず、格段の省スペース構造を実現できる。

本発明の実施形態の変速機の操作装置を説明する斜視図である。図１のＡ平面で切った１速−２速用フォーク部材の軸直交断面図である。第１フォーク部材のインターロック機構を説明する軸方向断面図であり、ロック機能が作用しない状態を例示している。第１フォーク部材の軸直交断面図であり、第１シフトピンの非係合状態を示している。第１フォーク部材のインターロック機構を説明する軸方向断面図であり、ロック機能が作用している状態を例示している。実施形態の操作装置を手動変速機で実施した場合のシフトレバーの操作パターンを示す図である。図６の操作パターンでシフトレバーが第１中立位置Ｓ１に操作されたときの操作装置の状態を示す図である。図６の操作パターンでシフトレバーが１速に操作されたときの操作装置の状態を示す図である。第１フォーク部材が１速シフト位置まで駆動された状態を説明する軸方向断面図である。本発明の別の実施形態の変速機の操作装置を説明する軸直交断面図である。

本発明を実施するための実施形態を、図１〜図９を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の変速機の操作装置１を説明する斜視図である。実施形態の操作装置１は、前進５速及び後進１速の変速段を有する歯車噛合変速機を同期変速操作するものである。操作装置１は、１本のフォークシャフト２、３個のフォーク部材３１〜３３、シフトアンドセレクトシャフト４、２個のガイド５１、５２、各フォーク部材３１〜３３のインターロック機構６、リバースレストリクト機構７などで構成されている。

２個のガイド５１、５２は同一形状であり、フォークシャフト２を固定支持する固定孔５３と、シフトアンドセレクトシャフト４を軸方向移動可能及び回動可能に支持する軸孔５４とを有している。２個のガイド５１、５２は、所定の間隔を有して離隔配置され、固定孔５３同士及び軸孔５４同士が軸線を共通としている。

フォークシャフト２は、その一端２８及び他端２９が変速機ケース（図７及び図８の変速機ケース９）に固定されている。また、フォークシャフト２の一端２８に近い一端支持部２１及び他端２９に近い他端支持部２２に、各ガイド５１、５２の固定孔５３が固定されている。フォークシャフト２の一端支持部２１と他端支持部２２との間に概ね等間隔で、第１〜第３フォーク部材３１〜３３が軸方向に移動可能に設けられている。第１フォーク部材３１は１速−２速用同期装置を操作し、図１の左手前方向への移動で１速への変速操作、右奥方向への移動で２速への変速操作を行う。同様に、第２フォーク部材３２は３速−４速用同期装置を操作し、第３フォーク部材３３は５速−後進用同期装置を操作する。

各フォーク部材３１、３２、３３はそれぞれ、フォークシャフト２を挿通する軸孔３１１、３２１、３３１が形成されたヘッド部３１２、３２２、３３２を有し、フォークシャフト２の軸方向左右に移動可能となっている。移動範囲の略中央が中立位置であり、移動範囲の軸方向左右両側がシフト位置である。

シフトアンドセレクトシャフト４は、フォークシャフト２に平行に配置され、その一端部４１及び他端部４２が各ガイド５１、５２の軸孔５４に軸支されて、軸方向に移動可能及び回動可能となっている。シフトアンドセレクトシャフト４は、フォークシャフト２の各フォーク部材３１〜３３に対向する位置にそれぞれ、第１シフトピン４３、第２シフトピン４４、第３シフトピン４５を有している、シフトピン４３〜４５の個数３個は、フォーク部材３１、３２、３３の個数、及び同期装置の個数に一致している。各シフトピン４３〜４５は棒状で、径方向外向きに立設されており、概ね一定量の位相差ずつ異なる回転位相に配置されている。

シフトアンドセレクトシャフト４の他端部４２は、運転者が操作するシフトレバ―、あるいはモータなどのアクチュエータにより操作されるように構成されている。前者の場合手動変速機となり、後者の場合自動変速機となる。また、前者および後者のいずれでも、シフトアンドセレクトシャフト４の軸方向移動がシフト操作となり、回動がセレクト操作となる。

次に、３個のフォーク部材３１〜３３のうち、第１フォーク部材３１を代表として説明する。図２は、図１のＡ平面で切った第１フォーク部材３１の軸直交断面図である。第１フォーク部材３１は、軸孔３１１が形成されたヘッド部３１２、及び、ヘッド部３１２の下側から下方に向けて二股に円弧状に延在するフォーク部３１５から形成されている。ヘッド部３１２には、その上部を横断して軸孔３１１に達する係合溝３１３が形成されている。係合溝３１３には、シフトアンドセレクトシャフト４の第１シフトピン４３が係合可能であり、図２には係合状態が示されている。一方、フォーク部３１５は、１速−２速用同期装置のスリーブに結合され、同期操作を行うように構成されている。

なお、第２フォーク部材３２及び第３フォーク部材３３のヘッド部３２２、３３２は、第１フォーク部材３１のヘッド部３１２と同一形状にすることができる。これに対して、各フォーク部３１５、３２５、３３５の形状は、操作対象となる各同期装置のスリーブ形状に依存して適宜設計される。

次に、フォーク部材３１、３２、３３ごとに設けられるインターロック機構６について、第１フォーク部材３１を代表として説明する。図３は、第１フォーク部材３１のインターロック機構６を説明する軸方向断面図である。図３は、第１フォーク部材３１の係合溝３１３にシフトアンドセレクトシャフト４の第１シフトピン４３が係合し、ロック機能が作用しない状態を例示している。インターロック機構６は、フォークシャフト２側の部材と、第１フォーク部材３１側の部材との組み合わせによって構成されている。

詳述すると、フォークシャフト２上の第１フォーク部材３１の中立位置には、径方向上下に貫通するインターロック孔６１が穿設されている。インターロック孔６１の下方端は徐々に拡径されて、下方に開いた錐状のロック座６２が形成されている。インターロック孔６１には、孔６１内を上下に移動可能なインターロックピン６３が収容されている。インターロックピン６３の長さは、概ねフォークシャフト２の外径に等しくなっている。また、フォークシャフト２の下側には、後述のロックボール６６を案内するために、軸方向にガイド溝６４が刻設されている、
一方、第１フォーク部材３１のヘッド部３１２の下方でフォーク部３１５が二股に分かれる基部３１６には、上方に開口し下方が有底の収容穴６５が形成されている。収容穴６５の入口６５１は、軸孔３１１に開口してフォークシャフト２に臨んでいる。収容穴６５には、穴６５の内径よりもわずかに小さな外径のロックボール６６が収容されている。さらに、収容穴６５の底部６５２とロックボール６６との間に、付勢部材としてのコイルばね６７が配設されている。コイルばね６７は、ロックボール６６を収容穴６５の入口６５１の方向に付勢している。

図３のロック機能が作用しない状態で、シフトアンドセレクトシャフト４の第１シフトピン４３が中立位置にある第１フォーク部材３１のヘッド部３１２の係合溝３１３に係合している。これにより、図４に示されるように、インターロックピン６３が第１シフトピン４３に押動されてコイルばね６７に抗しつつインターロック孔６１に入り込んでいる。さらに、ロックボール６６がインターロックピン６３に押動されてロック座６２から離脱し、ガイド溝６４を軸方向に転動できるようになっている。したがって、第１フォーク部材３１の軸方向左右への移動を規制する部材はなく、第１シフトピン４３による駆動が許容される。

また、図２においてシフトアンドセレクトシャフト４が図中時計回りに回動すると、第１シフトピン４３が係合溝３１３を抜け出て図４に示される状態となる。図４は、第１フォーク部材３１の軸直交断面図であり、第１シフトピン４３の非係合状態を示している。また、図５は、第１フォーク部材３１のインターロック機構６を説明する軸方向断面図であり、ロック機能が作用している状態を例示している。

図４に示されるように、シフトアンドセレクトシャフト４の第１シフトピン４３が中立位置にある第１フォーク部材３１の係合溝３１３に係合していないとき、第１シフトピン４３はインターロックピン６３及びロックボール６６を押動しない。このため、図５に示されるように、コイルばね６７が伸長し、これに付勢されたロックボール６６がロック座６２に嵌入する。また、インターロックピン６３がロックボール６２に押動されてインターロック孔６１の上端から突出し、さらに第１フォーク部材３１のヘッド部３１２の係合溝３１３に係合する。したがって、ヘッド部３１２の軸方向左右への移動がインターロックピン６３により規制され、第１フォーク部材３１の軸方向の移動がロックされる。

上述のインターロック機構６は、各フォーク部材３１、３２、３３に設けられている。一方、シフトアンドセレクトシャフト４の第１〜第３シフトピン４３〜４５も各フォーク部材３１、３２、３３に対応して設けられているが、前述し図１に示されるように、配設されている回転位相が互いに異なる。このため、第１〜第３シフトピン４３〜４５のいずれか１つがフォーク部材の係合溝に係合するとき、残る２つのシフトピンは係合溝に係合し得ない。これにより、係合されていない２つのフォーク部材の軸方向の移動が規制されるようにインターロック機構が作用する。

図１に戻り、リバースレストリクト機構７は、フォークシャフト２の第３フォーク部材３３と他端支持部２２との間に配設されている。リバースレストリクト機構７は、フォークシャフト２に回動可能に設けられた筒体７１と、筒体７１を回動可能にかつ軸方向の移動を規制して保持するスプリング７５とにより構成されている。筒体７１は、径方向に立設されて軸方向に延びる板状のリバースレストリクトレバー７２を有している。リバースレストリクトレバー７２が配設される回転位相は、外力が作用しない常時はスプリング７５の作用により一定となっている。リバースレストリクトレバー７２の軸方向端面の一方（図中の左手前側の端面）は規制面７３、周方向端面の一方（図中の右手前側の端面）は押動面７４になっている。

一方、リバースレストリクトレバー７２に対向して、シフトアンドセレクトシャフト４の第３シフトピン４５と他端４２との間にリバースレストリクトピン４６が立設されている。リバースレストリクトピン４６は、リバースレストリクト機構７を操作するリバースレストリクト操作部材である。シフトアンドセレクトシャフト４が回動してリバースレストリクトピン４６がリバースレストリクトレバー７２の押動面７４に周方向から当接するとき、筒体７１及びリバースレストリクトレバー７２はスプリング７５に抗しつつ回動する。したがって、シフトアンドセレクトシャフト４の回動は規制されない。

これに対して、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動してリバースレストリクトピン４６がリバースレストリクトレバー７２の規制面７３に軸方向から当接するとき（図中の左手前側から右奥方向に当接するとき）、筒体７１及びリバースレストリクトレバー７２は軸方向には移動しない。これにより、シフトアンドセレクトシャフト４の軸方向の移動が規制される。リバースレストリクトピン４６が規制面７３に軸方向から当接する回転位相は、第３シフトピン４５が第３フォーク部材３３の係合溝３３３に係合する回転位相に一致している。リバースレストリクト機構７及びリバースレストリクトピン４６により、後で詳述するように、５速変速段から後進変速段への誤操作が防止される。

次に、上述のように構成された実施形態の変速機の操作装置１の操作方法について、手動変速機の場合を例にして説明する。図６は、実施形態の操作装置１を手動変速機で実施した場合のシフトレバーの操作パターンを示す図である。図中の左右方向がシフトアンドセレクトシャフト４の回動によるセレクト操作となり、上下方向がシフトアンドセレクトシャフト４の軸方向移動によるシフト操作となる。図６に示された操作パターンで、中央左から右に順番に第１〜第３中立位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が配置されている。また、第１中立位置Ｓ１を挟んで１速と２速が上下に対向し、第２中立位置Ｓ２を挟んで３速と４速が上下に対向し、第３中立位置Ｓ３を挟んで５速と後進が上下に対向している。操作パターン上の第１中立位置Ｓ１と第２中立位置Ｓ２との間にニュートラル位置Ｎが設けられている。

操作パターン上の第１〜第３中立位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、第１〜第３フォーク部材３１の各中立位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に対応している。例えば、シフトレバーが操作パターン上の第１中立位置Ｓ１に操作されたとき、シフトアンドセレクトシャフト４の第１シフトピン４３が第１中立位置Ｓ１にある第１フォーク部材３１の係合溝３１３に係合して、軸方向左右への駆動が可能となる。シフトレバーがニュートラル位置Ｎにあるとき、シフトアンドセレクトシャフト４の第１〜第３シフトピン４３、４４、４５はいずれも、フォーク部材３１、３２、３３の係合溝３１３、３２３、３３３に係合していない。

図７は、図６の操作パターンでシフトレバーが第１中立位置Ｓ１に操作されたときの操作装置１の状態を示す図である。また、図８は、図６の操作パターンでシフトレバーが１速に操作されたときの操作装置１の状態を示す図である。車両発進時にまずシフトレバーがニュートラル位置Ｎから第１中立位置Ｓ１へと操作されると、図７に矢印Ｘで示されるように、シフトアンドセレクトシャフト４が回動して、第１シフトピン４３が第１フォーク部材３１の係合溝３１３に入り込んで係合する。

次に、シフトレバーが第１中立位置Ｓ１から１速へと操作されると、図８に矢印Ｙで示されるようにシフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動する。これにより、第１シフトピン４３が第１フォーク部材３１を１速シフト位置Ｇ１まで駆動し、フォーク部３１５は１速−２速用同期装置を１速に同期操作する。図９は、第１フォーク部材３１が１速シフト位置Ｇ１まで駆動された状態を説明する軸方向断面図である。図示されるように、インターロック機構６のインターロックピン６３は第１シフトピン４３に押動されてインターロック孔６１に入り込んだ状態となり、ロックボール６６はロック座６２から離脱してガイド溝６４を軸方向に転動し、第１フォーク部材３１が１速シフト位置Ｇ１まで駆動される。

次に、シフトレバーが１速から第１中立位置Ｓ１を経由して２速へと操作されると、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向反対向きに移動する。これにより、第１シフトピン４３が第１フォーク部材３１を１速シフト位置Ｇ１から２速シフト位置Ｇ２まで駆動し、フォーク部３１５は１速−２速用同期装置を２速に同期操作する。なお、上述のニュートラル位置Ｎから１速を経て２速への変速操作の間、第２及び第３シフトピン４４、４５は、回転位相がずれているため係合溝３２３、３３３に係合せず、第２及び第３フォーク部材３２、３３は軸方向への移動を規制されている。

さらに、２速から３速への変速操作ではシフトレバーが２速から第１中立位置Ｓ１及び第２中立位置Ｓ２を経由して３速へと操作される。このとき、シフトレバーの２速から第１中立位置Ｓ１への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動して第１フォーク部材３１が第１中立位置Ｓ１まで戻る。次に、シフトレバーの第１中立位置Ｓ１から第２中立位置Ｓ２への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が回動して、第１シフトピン４３が係合溝３１３から抜け出て、第２シフトピン４４が第２フォーク部材の３２の係合溝３２３に入り込んで係合する。最後に、シフトレバーの第２中立位置Ｓ２から３速への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動し、第２シフトピン４４が第２フォーク部材３２を第２中立位置Ｓ２から３速シフト位置Ｇ３まで駆動する。この操作の間も、第３フォーク部材３３は軸方向への移動を規制されている。

この後の第２フォーク部材３２の４速シフト位置Ｇ４への変速操作、及び４速以下でのシフトダウン変速操作及び飛び越し変速操作は、上述と同様の操作方法となるので説明は省略する。

次に、４速から５速への変速操作について説明する。この変速操作では、シフトレバーが４速から第２中立位置Ｓ３及び第３中立位置Ｓ３を経由して５速へと操作される。このとき、シフトレバーの第２中立位置Ｓ２から第３中立位置Ｓ３への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が回動し、リバースレストリクトピン４６がリバースレストリクトレバー７２の押動面７４に周方向から当接して押動する。したがって、シフトアンドセレクトシャフト４の回動は規制されず、第３シフトピン４５が第３フォーク部材３３の係合溝３３３に入り込んで係合する。次に、シフトレバーの第３中立位置Ｓ３から５速への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動し、第３シフトピン４５が第３フォーク部材３３を第３中立位置Ｓ３から５速シフト位置Ｇ５まで駆動する。

ここで、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動するのに伴い、リバースレストリクトピン４６はリバースレストリクトレバー７２を周方向に押動しつつ軸方向に移動し、最終的にリバースレストリクトレバー７２の軸方向に外れる。これにより、リバースレストリクトレバー７２はスプリング７５の作用で元の回転位相に戻り、リバースレストリクトピン４６の軸方向に並ぶ。

次に、５速から４速への変速操作について説明する。この変速操作では、シフトレバーが５速から第３中立位置Ｓ３及び第２中立位置Ｓ２を経由して４速へと操作される。このとき、シフトレバーの５速から第３中立位置Ｓ３への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動し、リバースレストリクトピン４６がリバースレストリクトレバー７２の規制面７３に軸方向から当接する。これにより、シフトアンドセレクトシャフト４の軸方向の移動が規制される。したがって、第３フォーク部材３３は、５速シフト位置Ｇ５から第３中立位置Ｓ３まで駆動されるが、第３中立位置Ｓ３を超えて軸方向へ移動することが規制される。つまり、第３フォーク部材３３の後進シフト位置ＧＲへの誤操作が防止される。

続くシフトレバーの第３中立位置Ｓ３から第２中立位置Ｓ２への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が回動して、第３シフトピン４５が係合溝３３３から抜け出て、第２シフトピン４４が第２フォーク部材の３２の係合溝３２３に入り込んで係合する。最後に、シフトレバーの第２中立位置Ｓ２から４速への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動し、第２シフトピン４４が第２フォーク部材３２を第２中立位置Ｓ２から４速シフト位置Ｇ４まで駆動する。

次に、ニュートラル位置Ｎから後進への変速操作について説明する。この変速操作では、シフトレバーがニュートラル位置Ｎから第３中立位置Ｓ３を経由して後進へと操作される。このとき、シフトレバーの第３中立位置Ｓ３への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が回動し、リバースレストリクトピン４６がリバースレストリクトレバー７２の押動面７４に周方向から当接して押動する。したがって、シフトアンドセレクトシャフト４の回動は規制されず、第３シフトピン４５が第３フォーク部材３３の係合溝３３３に入り込んで係合する。次に、シフトレバーの第３中立位置Ｓ３から後進への操作により、シフトアンドセレクトシャフト４が軸方向に移動し、リバースレストリクトピン４６はリバースレストリクトレバー７２を周方向に押動しつつ軸方向に移動する。したがって、第３シフトピン４５が第３フォーク部材３３を第３中立位置Ｓ３から後進シフト位置ＧＲまで駆動し、フォーク部３３５は５速−後進用同期装置を後進に同期操作する。

つまり、リバースレストリクト機構７は、５速−後進用同期装置の５速から後進への直接的な操作を規制して誤操作を防止し、ニュートラル位置Ｎから後進への操作を許容する機能を有している。

実施形態の変速機の操作装置１は、１本のフォークシャフト２とシフトアンドセレクトシャフト４の２本のシャフトからなっている。これを、従来の技術で実施すると３本のフォークシャフトとシフトアンドセレクトシャフトで合計４シャフトが必要になる。したがって、実施形態によれば、シャフト数を４本から２本へと大幅に減らすことができる。また、フォークシャフト２にリバースレストリクト機構７を備えシフトアンドセレクトシャフト４にリバースレストリクトピン４６を設けて、大形化を抑制している。これらの総合的な効果により、操作装置１の格段の省スペース構造を実現できる。

さらに、第１〜第３シフトピ４３、４４、４５を互いに異なる回転位相に配設することでセレクト機能を実現したので、第１〜第３フォーク部材３１〜３３の各ヘッド部３１２、３２２、３３２は同一形状になっている。加えて、第１〜第３フォーク部材３１〜３３にそれぞれ設けるインターロック機構６も同一形状であり、構成部材を共通化できる。また、インターロック機構６は、インターロック孔６１、ロック座６２、インターロックピン６３、収容穴６５、ロックボール６６、及びコイルばね６７などの単純な形状で構成でき、部材製作費用は低廉である。したがって、構成部材の共通化および形状の単純化により、操作装置１のコストを低廉にできる。

また、インターロック機構６を備えたことにより、確実に１つのフォーク部材のみを選択的に駆動し、他のフォーク部材の移動を規制できるので、操作装置１としての動作状態が安定する。

次に、２本のフォークシャフト及び４個のフォーク部材を備える別の実施形態について、上述の操作装置１と異なる点を主に説明する。図１０は、本発明の別の実施形態の変速機の操作装置１０を説明する軸直交断面図である。別の実施形態では、平行配置された入力軸８Ａ及び出力軸８Ｂに、同期装置が２組ずつ配設されている。入力軸８Ａに近接して入力側フォークシャフト２Ａが平行に配置され、出力軸８Ｂに近接して出力側フォークシャフト２Ｂが平行に配置されている。さらに、入力側フォークシャフト２Ａ及び出力側フォークシャフト２Ｂに近接して、シフトアンドセレクトシャフト４０が平行に配置されている。

入力側フォークシャフト２Ａには入力側第１及び第２フォーク部材３７Ａ、３８Ａが軸方向に移動可能に設けられている。出力側フォークシャフト２Ｂには出力側第１及び第２フォーク部材３７Ｂ、３８Ｂが軸方向に移動可能に設けられている。各フォーク部材３７Ａ〜３８Ｂは、それぞれ同期装置を操作するように構成されている。図１０で、入力側第２フォーク部材３８Ａと出力側第２フォーク部材３８Ｂは、紙面奥側に隠れて見えない。各フォーク部材３７Ａ〜３８Ｂは、図２を用いて説明した形状を有し、図３に示されるインターロック機構６も同じ構成となっている。

一方、シフトアンドセレクトシャフト４０は、入力側第１及び第２シフトピン４７Ａ、４８Ａ、及び出力側第１及び第２シフトピン４７Ｂ、４８Ｂを有している、シフトピン４７Ａ〜４８Ｂの個数４個は、フォーク部材３７Ａ〜３８Ｂの個数４個、及び同期装置の個数４個に一致している。各シフトピン４７Ａ〜４８Ｂは棒状で、径方向外向きに立設されており、各フォーク部材３７Ａ〜３８Ｂに対向して異なる回転位相に配置されている。これにより、シフトピンのいずれか１つが選択的にフォーク部材の係合部と係合するようになっている。図１０には、入力側第１シフトピン４７Ａが入力側第１フォーク部材３７Ａに係合している状態が示されている。また、シフトアンドセレクトシャフト４０の軸方向移動がシフト操作となり、回動がセレクト操作となる点も同様である。

上述の別の実施形態の変速機の操作装置１０の操作方法及び効果は、操作装置１と概ね同じであり、説明は省略する。

なお、本発明は、上述の２つの実施形態に限定されない。例えば、入力軸または出力軸に４個以上の同期装置を備える変速機において、同期装置と同数のフォーク部材を１本のフォークシャフトに設け、同期装置と同数のシフトピンをシフトアンドセレクトシャフトの互いに異なる回転位相に配設するようにしてもよい。本発明は、その他さまざまな応用、変形が可能である。

１、１０：変速機の操作装置
２：フォークシャフト
２１：一端支持部２２：他端支持部２８：一端２９：他端
２Ａ：入力側フォークシャフト２Ｂ：出力側フォークシャフト
３１〜３３：第１〜第３フォーク部材
３１１：軸孔
３１２、３２２、３３２：ヘッド部
３１３、３２３、３３３：係合溝
３１５、３２５、３３５：フォーク部
３７Ａ〜３８Ｂ：入力側第１〜出力側第２フォーク部材
４、４０：シフトアンドセレクトシャフト
４１：一端部４２：他端部
４３：第１シフトピン４４：第２シフトピン４５：第３シフトピン
４６：リバースレストリクトピン（リバースレストリクト操作部材）
４７Ａ〜４８Ｂ：入力側第１〜出力側第２シフトピン
５１、５２：ガイド５３：固定孔５３５４：軸孔
６：インターロック機構
６１：インターロック孔６２：ロック座６３：インターロックピン
６４：ガイド溝６５：収容穴６６：ロックボール
６７コイルばね（付勢部材）
７：リバースレストリクト機構
７１：筒体７２：リバースレストリクトレバー７３：規制面
７４：押動面７５：スプリング
８Ａ：入力軸８Ｂ：出力軸
９：変速機ケース
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：第１〜第３中立位置Ｎ：ニュートラル位置
Ｇ１〜Ｇ５：１速〜５速シフト位置ＧＲ：後進シフト位置

Claims

変速機内の同期装置よりも少数で互いに平行に配置されるフォークシャフトと、
前記フォークシャフト上の軸方向に配置された中立位置及びシフト位置を移動可能に設けられるとともに、軸方向に駆動される係合部、及び前記中立位置から前記シフト位置への移動により前記同期装置を中立状態から同期状態に操作するフォーク部を有する、前記同期装置と同数のフォーク部材と、
前記フォークシャフトに平行に配置されて軸方向に移動可能かつ回動可能であるとともに、互いに異なる回転位相に配設されて各前記フォーク部材の前記係合部に選択的に係合するシフトピンを前記同期装置と同数有するシフトアンドセレクトシャフトと、を備え、
前記シフトアンドセレクトシャフトが回動すると、前記シフトピンのいずれかが選択的に前記フォーク部材の前記係合部と係合し、続いて前記シフトアンドセレクトシャフトが軸方向に移動すると、前記シフトピンのいずれかが選択的に係合しているフォーク部材が前記フォークシャフトの前記中立位置から前記シフト位置へ駆動される、ことを特徴とする変速機の操作装置。
前記フォークシャフトは１本である請求項１に記載の変速機の操作装置。
前記シフトピンのいずれかが選択的に係合しているフォーク部材が前記フォークシャフトの前記中立位置から前記シフト位置へ駆動されるとき、他のフォーク部材が前記フォークシャフトの軸方向に移動することを規制するインターロック機構を備える、請求項１または２に記載の変速機の操作装置。
前記インターロック機構は前記フォーク部材ごとに設けられており、
前記インターロック機構は、
前記フォークシャフトの前記中立位置を径方向に貫通するインターロック孔、及び前記インターロック孔の一端が拡径されたロック座、及び前記インターロック孔に収容されて孔内を移動可能なインターロックピンと、
前記フォーク部材に形成された有底の収容穴、及び前記収容穴に収容されたロックボール、及び前記ロックボールを前記収容穴の底部から入口の方向に付勢する付勢部材と、を含んで構成され、
前記シフトアンドセレクトシャフトの前記シフトピンが前記中立位置にある前記フォーク部材の前記係合部に係合していないとき、前記ロックボールが前記付勢部材に付勢されて前記ロック座に嵌入し、前記インターロックピンが前記ロックボールに押動されて前記インターロック孔の他端から突出しさらに前記係合部に係合し、前記フォーク部材の軸方向の移動が規制され、
前記シフトアンドセレクトシャフトの前記シフトピンが前記中立位置にある前記フォーク部材の前記係合部に係合すると、前記インターロックピンが前記シフトピンに押動されて前記付勢部材に抗しつつ前記インターロック孔に入り込み、前記ロックボールが前記インターロックピンに押動されて前記ロック座から離脱し、前記フォーク部材の軸方向の移動が許容される、請求項３に記載の変速機の操作装置。
特定のフォーク部材を前記フォークシャフト上の中立位置から軸方向左右の各シフト位置へ駆動することにより特定の同期装置の前進変速段及び後進変速段への操作が可能であり、
前記フォークシャフトは、前記特定の同期装置の前記前進変速段から前記後進変速段への直接的な操作を規制するリバースレストリクト機構を備え、
前記シフトアンドセレクトシャフトは、前記フォークシャフトの前記リバースレストリクト機構を操作するリバースレストリクト操作部材を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速機の操作装置。