JP2012127471A

JP2012127471A - トランスミッション

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Publication number: JP2012127471A
Application number: JP2010281737A
Authority: JP
Inventors: Shinji Iketani; 池谷信二
Original assignee: Ikeya Formula Co Ltd
Current assignee: Ikeya Formula Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: JP5707119B2

Abstract

【課題】駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、重量軽減を図ることを可能とする。
【解決手段】複数段の変速ギヤ１９，２１の上段への変速を複数の噛合いクラッチ４７，４９を変更して行なうように複数段の変速ギヤ１９，２１を配列したトランスミッション１であって、変速操作部９３及び噛合いクラッチ４７，４９に、変速操作部９３の動作により下段及び上段の噛合いクラッチ４７，４９が同時噛合いした時に上段の変速回転により下段に働くコースティング方向トルクにより下段の噛合いクラッチ４７をニュートラル方向へ移動させて噛合いを抜くガイド部Ｇを各段毎に設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、建機、農業車両等の変速を行わせるトランスミッションに関する。

一般に、シングル・クラッチを使用した車両用のトランスミッションは、変速時に駆動力が途切れ、変速ショックや加速遅れ等が避けられなかった。また大きな走行抵抗を有し速度エネルギ小さい、建機、農機等にあっては変速時、駆動力が途切れると即停止してしまい変速が困難な場合も生じる。

これに対し、ツイン・クラッチのトランスミッションは、駆動力が途切れず、変速ショックや加速遅れを抑制できるものとして知られている。

しかし、ツイン・クラッチのトランスミッションは、構造が複雑で重量が大きいという問題がある。

一方、シームレスシフト・トランスミッションは、重量増を抑制できるものとして注目されている。

図２２は、シームレスシフト・トランスミッションの動作説明図である。図２２では、説明を簡単にするため、1速、２速間の変速を説明する。

このシームレスシフト・トランスミッションでは、１速ギヤ１０１、２速ギヤ１０３間に入力軸に係合した３個の第1ビュレット１０５、３個の第２ビュレット１０７を備え、シフト操作に応じて移動する構成となっている。１速ギヤ１０１及び２速ギヤ１０３には、噛合い歯１０１ａ，１０３ａが形成され、第1ビュレット１０５及び第２ビュレット１０７の両端部には、回転方向前後で異なった複雑なフェースが形成されている。

第1ビュレット１０５及び第２ビュレット１０７は、セレクトフォークの動作に対しスプリングを介して１速ギヤ１０１又は２速ギヤ１０３側へ移動する構成である。

このような構成により、例えば１速ギヤ１０１への変速時は、３個の第1ビュレット１０５が１速ギヤ１０１の噛合い歯１０１ａに噛み合ってから残りの３個の第２ビュレット１０７が噛合い歯１０１ａに噛み合う。

２速への変速時は、３個の第２ビュレット１０７が２速ギヤ１０３の噛合い歯１０３ａに噛み合ってから残りの３個の第１ビュレット１０５が噛合い歯１０３ａに噛み合う。

このような複雑なフェースを備えた第1ビュレット１０５及び第２ビュレット１０７とスプリングを介したセレクト動作とにより、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、且つ重量軽減を図ることができる。

しかし、第1ビュレット１０５及び第２ビュレット１０７等を備えた構造が複雑であり、部品点数も増大するという問題がある。

June 2005 Racecar Engineering(www. racecar・engineering.com)

解決しようとする問題点は、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、且つ重量軽減を図ることはできるが、構造が複雑であった点である。

本発明は、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、重量軽減を図ることができ、且つ構造を簡単にすることを可能とするため、駆動力伝達軸に固定または相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤと、前記変速ギヤを前記駆動力伝達軸に結合して変速出力するたに複数備えられ両サイドに２速以上はなれた変速歯車と噛み合う噛合い部を有するクラッチ・リングと、このクラッチ・リングを選択的に操作する変速操作部とを備えたトランスミッションであって、前記変速操作部の動作により下段及び上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に前記下段と上段とに噛合い方向又は噛合い解除方向の異なる方向の軸力が各別に生じるガイド部を、前記クラッチ・リングと駆動力伝達軸との間の各段毎に設けたことを特徴とする。

本発明は、上記手段としたため、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、且つ重量軽減を図ることができ、且つ構造を簡単にすることができる。

トランスミッションをフロント・デファレンシャル装置と共に示す概略断面図である。（実施例１）トランスミッションの要部拡大断面図である。（実施例１）カム溝及びカム突起を示す展開図である。（実施例１）カム溝及びカム突起を示す展開図である。（実施例１）クラッチ・カム・リング及びクラッチ・リングの関係を示す斜視図である。（実施例１）クラッチ・カム・リング及びクラッチ・リングの関係を示す斜視図である（実施例１）クラッチ・カム・リングを示す斜視図である。（実施例１）クラッチ・リングを示す斜視図である。（実施例１）シフト・フォーク、チェック部、及び噛み合いクラッチとの関係を示す概略図である。（実施例１）シフト・フォーク、チェック部、及び噛み合いクラッチとの関係を示す概略図である。（実施例１）クラッチ・リングの要部展開図である。（実施例１）ドグ・クラッチの噛み合いを示し、（ａ）は、コースト噛み合い位置、（ｂ）は、待機噛み合い位置を示す要部展開図である。（実施例１）シフト・アップ時トランスミッションの４速ギヤ噛み合いを示す概略図である。（実施例１）シフト・アップ時トランスミッションの４速クラッチ・リングの離脱待機の位置を示す概略図である。（実施例１）５速に変速終了時の概略図である。シフト・ダウン時、4速5速がニュトラルであることを示す概略図である。（実施例１）シフト・アップ、シフト・ダウンのときのドラム溝の作動説明である。（従来例）

駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、重量軽減を図ることができ、且つ構造を簡単にするという目的を、上段及び下段の同時噛合い時に下段に働くコースティング方向トルクにより下段の噛合いクラッチをニュートラル方向へ移動させて噛合いを抜くガイド部により実現した。

変速操作部の動作により下段及び上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に前記下段と上段とに噛合い方向又は噛合い解除方向の異なる方向の軸力が各別に生じるガイド部を、前記クラッチ・リングと駆動力伝達軸との間の各段毎に設けた

図１は、本発明実施例１のトランスミッションをフロント・デファレンシャル装置と共に示す概略断面図、図２は、トランスミッションの要部拡大断面図である。

図１、図２のように、トランスミッション１は、駆動力伝達軸としてメイン・シャフト３及びカウンター・シャフト５、アイドラー・シャフト７を備えている。これらメーン・メイン・シャフト３及びカウンター・シャフト５は、軸受９，１１，１３，１５等によりミッションケース１７に回転自在に支持されている。アイドラー・シャフト７は、ミッションケース１７側に固定されている。

メーン・メイン・シャフト３とカウンター・シャフト５とには、複数段の変速ギヤとして１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９が固定または相対回転自在に支持されている。

カウンター・シャフト５上の１速ギヤ１９、３速ギヤ２３は、メーン・メイン・シャフト３の出力ギヤ３１，３３に噛合い、メーン・メイン・シャフト３上の２速ギヤ２１、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９は、カウンター・シャフト５の入力ギヤ３５，３７，３９，４１にそれぞれ噛合っている。

アイドラー・シャフト７上のリバース・アイドラー４３は、軸方向移動によりメーン・メイン・シャフト３上の出力ギヤ４４及びカウンター・シャフト５上の入力ギヤ４５に噛合い可能に配置されている。

１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９は、複数の第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１によりメーン・メイン・シャフト３又はカウンター・シャフト５に結合されてメーン・メイン・シャフト３からカウンター・シャフト５へ変速出力可能となっている。

第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１は、複数段の変速ギヤの上段への変速を、複数の第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１を変更して行なうようになっている。

すなわち、複数段の変速ギヤである１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９は、第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１を変更して変速を行うように配列されている。

例えば１速ギヤ１９から２速ギヤ２１への変速は、複数の第１、第２の噛合いクラッチ４７，４９を変更して行なう。

第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１は、基本的には同一構造であり、クラッチ・カム・リング５３，５５，５７、クラッチ・リング５９，６１，６３、クラッチ・リング５９，６１，６３及び１速ギヤ１９〜６速ギヤ２９の各対向面に形成されたクラッチ歯４７ａ，４７ｂ，４９ａ，４９ｂ，５１ａ，５１ｂ、１９ａ，２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａを備えている。

したがって、クラッチ・リング５９，６１，６３は、メーン・メイン・シャフト３、カウンター・シャフト５の軸方向へ噛合い移動してクラッチ歯４７ａ，４７ｂ，４９ａ，４９ｂ，５１ａ，５１ｂ、１９ａ，２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａの選択的な噛合いにより変速出力のための結合を行わせる。

第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１のクラッチ・カム・リング５３，５５，５７には、への字状のカム溝６５，６７，６９が形成されている。第１の噛合いクラッチ４７のクラッチ・カム・リング５３は、カウンター・シャフト５に結合され、一体回転可能となっている。第２，第３の噛合いクラッチ４９，５１のクラッチ・カム・リング５５，５７は、メーン・メイン・シャフト３に結合され、一体回転可能となっている。

第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１のクラッチ・リング５９，６１，６３は、クラッチ・カム・リング５３，５５，５７の外周に嵌合配置され、軸方向へ移動可能となっている。クラッチ・リング５９，６１，６３の内周には、カム突起７１，７３，７５が形成され、カム溝６５，６７，６９に嵌合しガイドされるようになっている。

クラッチ・リング５９及びリバース・アイドラ４３には、後述するシフト・フォーク７７，７９が嵌合する周凹条８１，８３が形成されている。クラッチ・リング５９の外周には、さらに前記入力ギヤ４５が形成されている。クラッチ・リング６１，６３には、後述するシフト・フォーク８５，８７が嵌合する周凸条８９，９１が形成されている。

第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１は、変速操作部９３により選択的に操作されるようになっている。リバース・アイドラ４３も、変速操作部９３により操作されるようになっている。

変速操作部９３は、ミッションケース１７内に備えられ、複数のシフト・フォーク７７，７９，８５，８７と複数のシフト・ロッド１０３，１０５，１０７，１０９とシフト・アーム１１１，１１３，１１５，１１７とシフト・ドラム１１９とを備えている。

シフト・フォーク７７，７９，８５，８７は、第１〜第３の各噛合いクラッチ４７，４９，５１毎及びリバース・アイドラ４３に備えられ、各噛合いクラッチ４７，４９，５１、リバース・アイドラ４３を連動させるものである。

シフト・ロッド１０３，１０５，１０７，１０９は、各シフト・フォーク７７，７９，８５，８７を支持している。

シフト・アーム１１１，１１３，１１５，１１７は、各シフト・ロッド１０３，１０５，１０７，１０９に結合されている。

シフト・ドラム１１９は、シフト溝１２０，１２１，１２３，１２５を備え、このシフト溝１２０，１２１，１２３，１２５に各シフト・アーム１１１，１１３，１１５，１１７の先端突部を係合させている。

シフト・フォーク８５，８７側とミッションケース１７側との間には、凹凸部１２７，１２９及びチェック部１３１，１３３が設けられている。シフト・フォーク９９側とミッションケース１７側との間にも、同一構造の、凹凸部及びチェック部が設けられているが、図示は省略する。

凹凸部１２７，１２９は、シフト・フォーク９５，９７に形成され、山形の位置決め凹部１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ、１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃを備えている。位置決め凹部１２７ａ，１２９ａは、ニュートラル位置に対応し、位置決め凹部１２７ｂ，１２７ｃ、１２９ｂ，１２９ｃは、コースト噛み合い位置に対応している。

チェック部１３１，１３３は、ミッションケース１７側に支持され、チェック・ボール１３１ａ，１３３ａをチェック・スプリング１３１ｂ，１３３ｂにより付勢し、凹凸部１２７，１２９に弾性力を持って係合させている。この係合により第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１をニュートラル位置とコースト噛合い位置とへ位置決めることができる。

トランスミッション１の出力は、カウンター・シャフト５の出力ギヤ１３５に噛合うフロント・デファレンシャル装置１３７から行う。

すなわち、シフト・レバーのマニュアル操作信号に基づき、或いはアクセル・ペダルの操作によるアクセル開度及び車速信号等に基づき、シフト・モータ（図示せず）によりシフト・ドラム１１９が回転駆動されると、シフト溝１２０，１２１，１２３，１２５のガイドにより何れかのシフト・アーム１１１，１１３，１１５，１１７を介してシフト・ロッド１０３，１０５，１０７，１０９が軸方向へ選択駆動される。

このシフト・ロッド１０３，１０５，１０７，１０９の選択駆動によりシフト・フォーク７７，７９，８５，８７の何れかを介して第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１、或いはリバース・アイドラ４３が選択操作される。この選択操作により、１速ギヤ１９〜６速ギヤ２９、リバース・アイドラ４３が選択的に動作し、シフト・アップ、シフト・ダウン、リバースのチェンジを行わせることができる。
［ガイド部］
前記変速操作部９３及び第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１に、前記変速操作部９３の動作により下段と上段の噛合いクラッチが２重噛合いした時、エンジンの出力トルクに係らず、機構上必然的に発生する内部循環トルクにより上段はドライブ方向のトルクが働きより深く噛み合う方向へ、下段はコースティング・トルクによりクラッチをニュートラル方向へ移動させて噛合いを解除する作用を有するガイド部Ｇを各段毎に設けている。

ガイド部Ｇは、前記のようにカム溝６５，６７，６９及びカム突起７１，７３，７５を第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１に備えている。カム溝６５，６７，６９及びカム突起７１，７３，７５により、第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１のコースト噛合い位置で駆動トルク及びコースティング・トルクを前記１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９に伝達し、コースト噛合い位置よりも噛合い離脱側へ移動した離脱待機の位置でのみコースティング方向トルクにより前記噛合いをニュートラル方向へガイドすることができる。

また、ガイド部Ｇは、移動力伝達機構Ｍを変速操作部９３に備え、後述する駆動斜面Fを第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１の正の駆動トルク伝達側のみに備えている。

駆動斜面Fは、ドライブ・トルクにより第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１のクラッチ・リング５９，６１，６３を離脱待機の位置へ移動させる移動力を発生させることができる。尚斜面Fは歯車側のクラッチ歯に設けても良く同様の機能を得ることが出来る。

図３、図４は、カム溝及びカム突起を示す展開図、図５、図６は、クラッチ・カム・リング及びクラッチ・リングの関係を示す斜視図、図７は、クラッチ・カム・リングを示す斜視図、図８は、クラッチ・リングを示す斜視図である。

図３〜図７のように、カム溝６５，６７，６９は、クラッチ・カム・リング５３，５５，５７の外周面に周方向等間隔で複数形成されている。このカム溝６５，６７，６９は、ニュートラルに対応する部分を含めて軸方向の中央部にV形状部６５ａ，６７ａ，６９ａが形成され、その両側に平坦部６５ｂ，６７ｂ，６９ｂが形成されたものである。

このため、噛み合いクラッチ４７，４９，５１が非待機位置に位置する場合、該平坦部６５ｂ，６７ｂ，６９ｂにカム突起７１，７３，７５が位置するため、コースティング・トルクが作用しても、ニュートラル方向へのスラストは生ぜず、噛み合いを保つ。

カム突起７１，７３，７５は、クラッチ・リング５９，６１，６３の内周に周方向一定間隔で径方向に突設され、前記カム溝６５，６７，６９にそれぞれ嵌入し、ガイドされるようになっている。

したがって、第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１のコースト噛合い位置では、カム突起７１，７３，７５が平坦部６５ｂ，６７ｂ，６９ｂに位置して駆動トルク及びコースティング・トルクを前記１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９に伝達することができる。

第１〜第３の噛合いクラッチ４７，４９，５１の離脱待機の位置では、カム突起７１，７３，７５がV形状部６５ａ，６７ａ，６９ａに位置するから、図４のようにコースティング方向トルクにより噛合いをニュートラル方向へガイドすることができる。

図９、図１０は、シフト・フォーク、チェック部、及び噛合いクラッチとの関係を示す概略図、図１１は、クラッチ・リングの要部展開図、図１２は、ドグ・クラッチの噛合いを示し、（ａ）は、コースト噛合い位置、（ｂ）は、待機噛合い位置を示す要部展開図である。図９〜図１２は、第２の噛合いクラッチについて説明する。第１、第３の噛合いクラッチについても同様であり、重複説明は省略する。

図９〜図１２のように、第２の噛合いクラッチ４９は、クラッチ・リング６１のクラッチ歯４９ａ，４９ｂと２速ギヤ２１、４速ギヤ２７のクラッチ歯２１ａ，２７ａとが、周方向の配置において、歯幅よりも大きな相互間隔を有している。各クラッチ歯４９ａ，４９ｂ、２１ａ，２７ａの周方向噛合い面は、歯の根元が若干細くなるように傾斜形成されている。

クラッチ・リング６１のクラッチ歯４９ａ，４９ｂの根元には、駆動トルクを受ける噛合い面に前記駆動斜面Ｆがそれぞれ形成されている。

したがって、第２の噛合いクラッチ４９を、例えば４速ギヤ２７に噛合い結合させ、駆動トルクが働くと、図１０、図１２（ｂ）のように駆動斜面Ｆによってクラッチ・リング６１が移動する。このとき図１０に示す、シフト・フォーク８５に設けられた凹部１２７ｂがボール１３１ａを押しのけ、スプリング１３１ｂは加圧されエネルギーを蓄える。この移動を許すのは図１３の4速シフト・アーム１１７とシフト溝１２５の間に遊びが設けてあるからである。この移動によりクラッチ・リング６１は、図９、図１２（ａ）のコースト噛合い位置よりも噛合い離脱側へ移動した離脱待機の位置となる。次に駆動トルクがコースト方向に変化すると、歯は反対側に押し付けられ、図12に示す斜面Fから離脱する。このため上記スプリング１３１ｂのエネルギーにより凹部１２７ｂ、ボール131ａの作用で図１２（ａ）に示す深い噛み合い状態となる。この状態においては、図２に示すカム突起７５はカム溝６９の平坦部６９ｂに位置するため、クラッチ・リング６３にスラストは発生しない。

一方上段への変速が開始された場合、図１３に示すシフト・ドラム１１９が回転し下段のシフト溝１２５の形状によりシフト・アーム１１７との上記遊びをなくしコースト・トルクが作用しも離脱位置を保持する。このとき突起７５はカム溝６９の平坦部６９ｂから斜面部へ移動しているため上段ギヤの噛合いにより、下段歯車にコースティング・トルクが負荷されると、カム溝６９の斜面によりニュートラル方向へ移動するスラスト分力を得ることができる。具体的な変速アクションについては後記する。
［シフト・アップ］
ここでは、説明を簡単にするため、４速（下段）から５速（上段）へのシフト・アップのみ説明する。他の段のシフト・アップも同様である。

（４速→５速）
図１３から-図１６にシフト・アップ時の動きを示す。図１３の４速のクラッチ歯２５aにはドライブ・トルクが付加されているため前記したようにクラッチ・リング６３は斜面Fの作用により、図１４に示すように離脱位置となる。つまり４速位置にあるクラッチ・リング６３の突起７５はカム溝６９の斜面に位置することとなる。このときシフト・ドラム１１９の回転により５速へのシフト・アップ操作が行われると、シフト溝１２３が働き、シフト・アーム１１５、シフト・ロッド１０７、シフト・フォーク８５を介してクラッチ・リング６１が操作される。この操作により図１５に示すようにクラッチ・リング６１が５速ギヤ２７に噛み合い、4速ギヤ２５及び5速ギヤ２７が同時噛合いとなる。

このときエンジン出力トルクの如何に係らず同時噛み合いによる機構的必然による内部循環トルクにより４速側にはコースティング・トルク、５速側にはドライブ・トルクが発生する。このトルクがカム溝６９，６７の斜面の作用で４速位置にあるクラッチ・リング６３には図右側ニュートラル方向、５速位置のクラッチ・リング６１には図右側噛み合いを深める方向のスラストが発生し、それぞれのクラッチ・リング６３，６１を所定の位置に移動し、図１５に示すように5速へのシフト・アップを終了させる。

本発明の特徴は、クラッチ・リング５３，５５，５７が軸方向へ移動するとき、カム溝６５，６７，６９の斜面の作用で、メイン・シャフト３またはカウンター・シャフト５と同回転するカム・リング５９，６１，６３に対して相対的に下段側クラッチ・リングは遅く、上段側は早く回転する。この作用が、異なる速さで回転する下段と上段との歯車のクラッチ歯１９ａ，２１ａ，２３ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａとの相対速度をなくしダブル噛み合いを許容すると共に、シンクロ作用を発生し変速ショックを緩和する。
［エンジンブレーキが働いているときのシフト・アップ］
エンジンブレーキが作用しているときシフト・アップすると、４速位置にあるクラッチ・リング６３は待機位置に位置しない状態で変速が行われる。このときシフト・アップ操作により５速クラッチ・リング６１が噛み合い、４速に更なるコースティング・トルクが働くが、４速位置のクラッチ・リング６３は離脱待機位置に無いため、ニュートラル方向へのスラスト分力は発生しない。

しかし、（１）エンジンブレーキ時のコースティング・トルクは加速時のトルクに比べ絶対値が小さく、噛み合いクラッチに働く摩擦力は小さい。（２）５速位置のクラッチ・リング６１はカム溝６７の斜面作用で強力なスラスト分力が発生する。このスラストが５速位置のシフト・フォーク８５、シフト・ロッド１０７、シフト・ドラム１１９を経て、４速位置のシフト・ロッド１０９、シフト・フォーク８７へと伝達され、４速位置のクラッチ・リング６３を図右側のニュートラル方向へ駆動する。従って、このような場合でもシフト・アップへの支障は生じない。

またドライブ・トルクが働いている場合であっても、斜面Fがない場合、クラッチ・リング６３は離脱待機位置に位置しない。しかし、この場合であっても、上記５速位置のシフト機構からの力の伝達により、強制的にニュートラル方向へクラッチ・リング６３を移動できる。

このため斜面Fは本発明に必須のものではなく、変速をよりスムースにするためのものである。

また、本実施例はシフト・ドラム１１９のシフト溝１２０，１２１，１２３，１２５（円筒カム）によりシフト操作するが、平面カム、または各シフト・ロッドを制御された油圧や電動モーター空気圧等で駆動しても本発明は成立する。
［シフト・ダウン 5速→４速］
減速時は加速時のような、シームレスシフトの必要性は無い。減速は主にブレーキにより受け持たれ、エンジンからの出力は基本的に関係しないから、エンジンからの駆動トルクやエンジンブレーキトルクが途切れても問題ないためである。このため通常のマニアルトランスミッションと同じように、まず上段の５速を図1４に示すニュートラルに移動させ動力を遮断、次に４速をかみ合わせることでシフト・ダウンする。

以上で、図13の噛み合い状態となる。このように本実施例はシフト・アップとシフト・ダウンで、噛み合い移行の形態が異なることを特徴とする。これは、上段と下段のシフト・リング６１，６３が独立しているため、と円筒カム119のシフト溝１２５、１２３の連携形状による。

以下このようにシフト・アップとシフト・ダウンとで変速形態を異ならせる機構について図１７により説明する。
［シフト・アップ４速→５速］
図１３に示す４速時、４速位置のシフト・アーム１１７および５速位置のシフト・アーム１１５は、図１７に示す位置１１５aおよび位置１１７aにある。シフト・ドラム１１９がシフト・アップのため図手前側へ回転すると、シフト溝１２３の斜面１２３aによりシフト・アーム１１５が位置１１５b１から、１１５b２、１１５ｃへと移動する。このときダブル噛み合いが生じシフト・アーム１１７は、位置１１７b１位置からカム・リング５７のカム溝６９の斜面の働きで、位置１１７b２に自動的に移動しニュートラルとなる。更にシフト・ドラム１１９の回転で位置１１７C に移行する。以上で4速から5速へのシフト・アップは終了する。
［シフト・ダウン５速⇒４速］
5速でクラッチが噛み合っているとき、４速位置のシフト・フォーク１１７は図9に示すチェック機構により図１に示すようにニュートラル位置に保持されている。シフト・ドラム１１９が図１７のCからBの回転位置に移動し、シフト溝１２５がシフト・アーム１１７に対し、位置１１７ｂ２で遊びがあっても、上記チェック機構によりシフト・アーム１１７は位置１１７ｂ２のニュートラルに保持される。

一方シフト・アーム１１５は位置１１５ｃの位置から、位置１１５ｂ1に移行し４速、５速とも図16に示すようにニュートラルとなる。

更にシフト・ドラム１１９が回転し回転位置Aに達するとシフト・フォーク１１７は、位置１１７ｂ2から位置１１７aに移行しクラッチ・リング６３が４速ギヤ２５のドグ・クラッチ２５ａと噛み合い、図１３のようにシフト・ダウンが完了する。

トランスミッションは上記した変速原理と同一であるが、ガイド部Ｇのカム溝の斜面の向き及び斜面Fの位置を、クラッチ歯に対し逆位置とし、上段と下段が同時噛み合いしたとき、ガイド部Gの作用により、下段側はクラッチ・リングがより深く噛み合う方向に、上段側はニュートラル方向へガイドされるようにすることもできる。

これは、建機、農機、大型トラック等が低速時の、泥濘地走行または坂道登坂等、速度エネルギー小さく走行抵抗が大きい場合、より大きな駆動力を得るため、シフト・ダウンが必要となる。このような場面で、通常の噛み合い変速機によりシフト・ダウンする場合、駆動力が短時間であっても途切れると、車両は停止してしまい、登坂が困難となる等の問題が発生する。当発明によれば、駆動力が途切れず変速可能となるため、容易にシフト・ダウンが可能で走行を維持できる。

１トランスミッション
３メイン・シャフト（駆動力伝達軸）
５カウンター・シャフト（駆動力伝達軸）
１９１速ギヤ（変速ギヤ）
２１２速ギヤ（変速ギヤ）
２３３速ギヤ（変速ギヤ）
２５４速ギヤ（変速ギヤ）
２７５速ギヤ（変速ギヤ）
２９６速ギヤ（変速ギヤ）
６５，６７，６９カム溝
７１，７３，７５カム突起
７７，７９，８５，８７シフト・フォーク
１０３，１０５，１０７，１０９シフト・ロッド
１１１，１１３，１１５，１１７シフト・アーム
１１９シフト・ドラム
１２０，１２１，１２３，１２５シフト溝
１３１，１３３チェック部
４７第１の噛合いクラッチ
４９第２の噛合いクラッチ
５１第３の噛合いクラッチ
５９，６１，６３クラッチ・リング
９３変速操作部
Ｆ駆動斜面
Ｇガイド部
Ｍ移動力伝達機構
Ｔ伝達面

以下に、シームレスシフト・トランスミッションの動作を説明する。ここでは、説明を簡単にするため、1速、２速間の変速を説明する。

このシームレスシフト・トランスミッションでは、１速ギヤ、２速ギヤ間に入力軸に係合した３個の第1ビュレット、３個の第２ビュレットを備え、シフト操作に応じて移動する構成となっている。１速ギヤ及び２速ギヤには、噛合い歯が形成され、第1ビュレット及び第２ビュレットの両端部には、回転方向前後で異なった複雑なフェースが形成されている。

第1ビュレット及び第２ビュレットは、セレクトフォークの動作に対しスプリングを介して１速ギヤ又は２速ギヤ側へ移動する構成である。

このような構成により、例えば１速ギヤへの変速時は、３個の第1ビュレットが１速ギヤの噛合い歯に噛み合ってから残りの３個の第２ビュレットが噛合い歯に噛み合う。

２速への変速時は、３個の第２ビュレットが２速ギヤの噛合い歯に噛み合ってから残りの３個の第１ビュレットが噛合い歯に噛み合う。

このような複雑なフェースを備えた第1ビュレット及び第２ビュレットとスプリングを介したセレクト動作とにより、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制し、且つ重量軽減を図ることができる。

しかし、第1ビュレット及び第２ビュレット等を備えた構造が複雑であり、部品点数も増大するという問題がある。

トランスミッションをフロント・デファレンシャル装置と共に示す概略断面図である。（実施例１）トランスミッションの要部拡大断面図である。（実施例１）カム溝及びカム突起を示す展開図である。（実施例１）カム溝及びカム突起を示す展開図である。（実施例１）クラッチ・カム・リング及びクラッチ・リングの関係を示す斜視図である。（実施例１）クラッチ・カム・リング及びクラッチ・リングの関係を示す斜視図である（実施例１）クラッチ・カム・リングを示す斜視図である。（実施例１）クラッチ・リングを示す斜視図である。（実施例１）シフト・フォーク、チェック部、及び噛み合いクラッチとの関係を示す概略図である。（実施例１）シフト・フォーク、チェック部、及び噛み合いクラッチとの関係を示す概略図である。（実施例１）クラッチ・リングの要部展開図である。（実施例１）ドグ・クラッチの噛み合いを示し、（ａ）は、コースト噛み合い位置、（ｂ）は、待機噛み合い位置を示す要部展開図である。（実施例１）シフト・アップ時トランスミッションの４速ギヤ噛み合いを示す概略図である。（実施例１）シフト・アップ時トランスミッションの４速クラッチ・リングの離脱待機の位置を示す概略図である。（実施例１）５速に変速終了時の概略図である。（実施例１）シフト・ダウン時、4速5速がニュトラルであることを示す概略図である。（実施例１）シフト・アップ、シフト・ダウンのときのドラム溝の作動説明である。（実施例１）

Claims

駆動力伝達軸に固定または相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤと、
前記変速ギヤを前記駆動力伝達軸に結合して変速出力するたに複数備えられ両サイドに２速以上はなれた変速歯車と噛み合う噛合い部を有するクラッチ・リングと、このクラッチ・リングを選択的に操作する変速操作部とを備えたトランスミッションであって、
前記変速操作部の動作により下段及び上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に前記下段と上段とに噛合い方向又は噛合い解除方向の異なる方向の軸力が各別に生じるガイド部を、前記クラッチ・リングと駆動力伝達軸の間の各段毎に設けた、
ことを特徴とするトランスミッション。
駆動力伝達軸に固定または相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤと、
前記変速ギヤを前記駆動力伝達軸に結合して変速出力するたに複数備えられ両サイドに２速以上はなれた変速歯車と噛み合う噛合い部を有するクラッチ・リングと、このクラッチ・リングを選択的に操作する変速操作部とを備えたトランスミッションであって、
前記変速操作部のシフト・アップ動作により下段及び上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に上段はより深い噛み合い方向に下段には噛み合い解除方向への軸力が生じるガイド部を、前記クラッチ・リングと駆動力伝達軸の間の各段毎に設けた、
ことを特徴とするトランスミッション。
駆動力伝達軸に固定または相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤと、
前記変速ギヤを前記駆動力伝達軸に結合して変速出力するたに複数備えられ両サイドに２速以上はなれた変速歯車と噛み合う噛合い部を有するクラッチ・リングと、このクラッチ・リングを選択的に操作する変速操作部とを備えたトランスミッションであって、
前記変速操作部のシフト・ダウン動作により下段及び上段の噛合いクラッチが同時噛合いした時に下段はより深い噛み合い方向に上段には噛み合い解除方向への軸力が生じるガイド部を、前記クラッチ・リングと駆動力伝達軸の間の各段毎に設けた、
ことを特徴とするトランスミッション。
請求項1〜３の何れかに記載のトランスミッションであって、
前記ガイド部は、ガイド端部でクラッチ・リングがトルク伝達を行うとき、軸方向のスラストは発生せず、端部から所定距離離れた部分でトルク伝達を行うとき、ドライブ・トルクによりより深く噛み合う方向のスラスト、コースティング・トルクにより、噛み合い離脱方向のスラストが発生するような、端部で平坦中央部がへの字状の溝または突起とそれに噛み合いトルクを伝達し、軸方向へスライド可能な部材から構成される、
ことを特徴とするトランスミッション。
請求項１〜４の何れかに記載のトランスミッションであって、
１つのクラッチ・リングのスラスト力が変速操作部材を経由し関連する他のクラッチ・リングに必要なときのみ伝達される機構を有する、
ことを特徴とするトランスミッション。
請求項１〜５の何れかに記載のトランスミッションであって、
前記ガイド部は、クラッチ・リングの噛み合い深さが、ドライブ・トルク伝達時浅く、コースティング・トルク伝達時深くなる機構を有する、
ことを特徴とするトランスミッション。
請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
請求項シフト・アップ時下段側と上段側のダブル噛み合い状態を有し、シフト・ダウン時、ダブル噛み合い状態としない、
ことを特徴とするトランスミッション。
請求項１又は３記載のトランスミッションであって、
請求項シフト・ダウン時に下段側と上段側のダブル噛み合い状態を有し、シフト・アップ時にダブル噛み合い状態としない、
ことを特徴とするトランスミッション。