JP2014137107A

JP2014137107A - 手動変速機

Info

Publication number: JP2014137107A
Application number: JP2013006043A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ikemoto; 孝之池本; Norihide Urabayashi; 教秀浦林; Tatsuya Hironaka; 達也弘中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-07-28
Anticipated expiration: 2033-01-17
Also published as: JP6115141B2

Abstract

【課題】横置き式で、コントロールロッドがプライマリシャフト等と平行に配置される型の手動変速機において、変速機ケース内におけるコントロールロッドの収納スペースを小さくして変速機の小型化を図り、ひいてはエンジンルーム内のレイアウト性の向上を図る。
【解決手段】手動変速機１は、車幅方向に延びるように配置されたシフトロッド１５１〜１５３と、該ロッドに平行に配置されたコントロールロッド１００と、該ロッド上に設けられ、いずれかのシフトロッドに選択的に係合するシフトフィンガ１３０とを有する。コントロールロッド１００は、軸方向の移動が規制された状態で変速機ケース２０内に収納され、かつ、チェンジレバーのセレクト操作によって回動する。シフトフィンガは、チェンジレバーのシフト操作によってコントロールロッド上を軸方向に移動して、係合したシフトロッドを軸方向に移動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載される手動変速機に関し、車両用動力伝達技術の分野に属する。

一般に、車両に搭載される手動変速機は、変速機構と、該変速機構を操作する変速操作機構と、これらを収納する変速機ケースとを備えている。前輪駆動の車両に搭載される横置き式の変速機の場合、前記変速機構は、断接装置を介してエンジンの出力軸に連結されたプライマリシャフトと、差動装置を介して駆動輪に連結されたセカンダリシャフトと、これらのシャフトの間に配置されたギヤ比の異なる複数のギヤ列とを備えている。そして、運転者のチェンジレバー操作により、前記変速操作機構を介して、複数のギヤ列のうちのいずれかが同期装置を介して動力伝達状態とされる。その際、チェンジレバー操作として、動力伝達状態とするギヤ列を選択するセレクト操作と、選択したギヤ列を動力伝達状態とするシフト操作とが行われる。

また、前記変速操作機構は、例えば前記セレクト操作により回動し、シフト操作により軸方向に移動するコントロールロッドと、該ロッドのセレクト操作時の動作により、コントロールロッドに選択的に連結される複数のシフトロッドとを備える。該シフトロッドは、プライマリシャフトやセカンダリシャフト等と平行に配置される。上記の選択的連結は、コントロールロッドに設けられたシフトフィンガとシフトロッドに設けられたシフトエンドとで構成されたゲート機構を介して行われる。そして、例えばシフトロッドの軸方向移動により、対応する同期装置が作動して該当するギヤ列が動力伝達状態となる。

ところで、組付性改善等の理由により、コントロールロッドをプライマリシャフト等と直交する方向に向け、前記ゲート機構の構成部材等と共にユニット化し、これを変速機ケースの側部にカセット式に組み付けた変速操作機構が存在する。該変速操作機構を備えた手動変速機の車両搭載状態における側面図を図７に示している。

図７に示すように、この手動変速機においては、いずれも車幅方向に延びるプライマリシャフト２１０、セカンダリシャフト２２０及び差動装置の出力軸である前輪車軸２３０が前方からこの順に配置されている。また、変速機ケース２４０の前部にコントロールロッド２５０が上下方向に配置され、該ロッド２５０にはシフトフィンガ２６０が取り付けられている。そして、シフトフォーク２７１〜２７３を介して同期装置を作動させる複数のシフトロッド２８１〜２８３に、それぞれシフトエンド（図７ではシフトエンド２９２のみ図示）が取り付けられ、前記シフトフィンガ２６０がいずれかのシフトエンドに係合可能となっている。

このような構成では、コントロールロッド２５０を収納するために変速機ケース２４０の前部（図７に符号Ａを付して示す部分）が膨らんでしまい、変速機の前方のスペースが制約されるという問題が生じる。また、変速機ケース２４０の前部にコントロールロッド２５０が配置されるため、最も後部に配置されたシフトロッド２８２を作動させるためのシフトエンド２９２が長くなる。それゆえ、変速機の重量が増加する、良好な操作性を確保するために加工寸法精度を高める必要がある、などの問題が生じる。

一方、例えば特許文献１には、コントロールロッドを、プライマリシャフトやセカンダリシャフトに平行、即ちシフトロッドに平行に配置した手動変速機の構成が開示されている。この手動変速機の構成によれば、上記の問題が軽減ないし解消することが期待できる。

特開２００９−０７９６０１号公報

ところで、特許文献１に記載された構成では、チェンジレバーのシフト操作により、コントロールロッドが軸方向に移動するようになっている。

しかし、この構成では、コントロールロッドの移動ストロークを考慮して、該ロッドを収納するためのスペースを変速機ケース内に確保することが必要となる。このとき、当該収納部分で変速機ケースが外方へ膨出する場合には、当該膨出部分が軸方向に長くなり、周辺のスペースが制約される。特に、軸方向が車幅方向に配置される横置き式の変速機の場合、軸方向の寸法は厳しく制約される。それゆえ、変速機近傍に存在する周辺部材、例えば車体前後方向に配置されたサイドフレームとの干渉を避けるためのエンジンルーム内でのレイアウトが困難になることがある。

そこで本発明は、横置き式で、コントロールロッドがプライマリシャフト等と平行に配置される型の手動変速機において、変速機ケース内におけるコントロールロッドの収納スペースを小さくして変速機の小型化を図り、ひいてはエンジンルーム内のレイアウト性の向上を図ることを主として目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る手動変速機は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明は、車幅方向に延びるように配置された複数のシフトロッドと、該シフトロッドに平行に配置されたコントロールロッドと、該コントロールロッド上に設けられ、前記複数のシフトロッドのいずれかに選択的に係合するシフトフィンガとを有する手動変速機であって、前記コントロールロッドは、軸方向の移動が規制された状態で変速機ケース内に収納され、かつ、チェンジレバーのセレクト操作によって回動するように設けられ、前記シフトフィンガは、前記コントロールロッドの回動によって回動して前記複数のシフトロッドのいずれかに係合すると共に、前記チェンジレバーのシフト操作によってコントロールロッド上を軸方向に移動して、係合したシフトロッドを軸方向に移動させるように設けられていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変速機ケースの後部には差動装置収納部が設けられ、前記コントロールロッドは、前記変速機ケースの差動装置収納部より前方で、該変速機ケースの軸方向の一端側におけるクラッチ収納部と、該変速機ケースの他端側に位置する車体構成部材との間に位置するように設けられていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記コントロールロッドは、前記変速機ケースの上部に配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記コントロールロッドには、前記シフトフィンガと選択的に係合したシフトロッド以外のシフトロッドが軸方向に移動することを阻止するインターロック阻止部材が設けられ、該インターロック阻止部材は、前記シフトフィンガの軸方向両側への移動をそれぞれ所定位置で規制するストッパ部を有することを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、コントロールロッドの軸方向の移動が規制されるため、該ロッドが軸方向に移動する場合に比べて、変速機ケース内でのコントロールロッドの収納スペースを小さくすることができる。これにより、コントロールロッドを収納するために変速機ケースを膨出させる部分の軸方向の寸法が短くなり、ひいては、変速機の小型化を図ることが可能となる。またこれにより、変速機近傍に存在する周辺部材との干渉を避けることができ、横置き式の変速機が備えられたエンジンルームのレイアウト性を向上させることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、コントロールロッドが、変速機ケースの差動装置収納部より前方で、該ケースの軸方向の一端側におけるクラッチ収納部と、変速機ケースの他端側に位置する車体構成部材との間に位置するように設けられていることにより、多数の電気ケーブルなどが配索される差動装置収納部の上方で変速機ケースが大型化することがない。

また、請求項３に記載の発明によれば、コントロールロッドが変速機ケースの上部に配置されたことにより、該ケースの下部に配置された場合よりも、変速機とチェンジレバーとをつなぐケーブルの配索が容易になる。

また、請求項４に記載の発明によれば、インターロック阻止部材が、シフトフィンガの軸方向両側への移動をそれぞれ所定位置で規制するストッパ部を有することにより、シフトフィンガの軸方向の移動の規制が可能となる。

本発明の実施の形態に係る手動変速機を示す側面図である。本発明の実施の形態に係る手動変速機を示す平面図である。図１、図２に示す手動変速機における変速操作機構の要部を、軸方向かつ反エンジン側から見た断面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。インターロック阻止部材の構造を示す斜視図である。従来の変速操作機構を備えた手動変速機の車両搭載状態における側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１、図２はそれぞれ、本発明の実施の形態に係る手動変速機を示す側面図、平面図である。手動変速機１は、前輪駆動の車両に搭載される横置き式の変速機であって、図示しない変速機構と、変速操作機構１０と、これらを収納する変速機ケース２０とを備えている。図１、図２に示すように、変速機ケース２０は、その前端面がクラッチ収納部３０の後面に合わされた状態でクラッチ収納部３０と結合している。

ここで、図示しない変速機構について簡単に説明する。手動変速機１には、前進６速、後退１速の変速機構が備えられている。該変速機構では、断接装置を介してエンジンの出力軸に連結されたプライマリシャフトと、差動装置を介して駆動輪に連結されたセカンダリシャフトとが平行に配置されている。この２つの平行なシャフト間には、１〜５速用ギヤ列がそれぞれ配置され、さらに後退用ギヤ列が配置されている。一方、後退用のギヤ列には、一般的な選択摺動式のギヤ列が採用されている。さらに、変速機構には、１−２速用、３−４速用及び５−６速用の同期装置が備えられている。なお、プライマリシャフト、セカンダリシャフト及び差動装置の出力軸である前輪車軸は、図７を参照して説明したように前方からこの順に配置されている。

図１に戻り、変速機ケース２０の上面からは、セレクトレバーシャフト１１０及びシフトレバーシャフト１２０が突出している。セレクトレバーシャフト１１０は、図示しないチェンジレバーのセレクト操作に連動して、該シャフト１１０に固定されたセレクトアウタレバー１１１と共に回動する。同様に、シフトレバーシャフト１２０は、チェンジレバーのシフト操作に連動して、該シャフト１２０に固定されたシフトアウタレバー１２１と共に回動する。セレクトアウタレバー１１１、シフトアウタレバー１２１の端部には、それぞれケーブルを介してチェンジレバーに接続されるピン１１２、ピン１２２が固定されている。

図２に示すように、変速機ケース２０の上面には、セレクトレバーシャフト１１０の位置に、後述するコントロールロッド１００を収納可能なように膨出部２１が形成されている。

また、手動変速機１は、マウント部材４０を介して、車体の前後方向に配置されたサイドフレーム２にマウントされている。該マウント部材４０は、弾性体を介して連結したケース２０側のブラケット４１とフレーム２側のブラケット４２とで構成される。なお、サイドフレーム２は、特許請求の範囲の「車体構成部材」の一例に相当する。

図３は、図１、図２に示す手動変速機における変速操作機構の要部を、軸方向かつ反エンジン側から見た断面図である。また、図４、図５はそれぞれ、図３のＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。図３から図５を用いて、前記変速機構を操作する変速操作機構１０について説明する。

変速操作機構１０は、車幅方向に延びるプライマリシャフトと平行に配置された複数のシフトロッド１５１〜１５３と、該シフトロッドに平行に配置されたコントロールロッド１００等を有する。コントロールロッド１００は、軸方向の移動が規制された状態で変速機ケース２０内に収納されている。ただし、図４（及び図２）に示すように、コントロールロッド１００の一端はクラッチ収納部３０側に突出しており、即ち該ロッド１００は、変速機ケース２０とクラッチ収納部３０とに支持されている。また、コントロールロッド１００は、チェンジレバーのセレクト操作によって回動するように設けられている。

このように、コントロールロッド１００の軸方向の移動が規制されることにより、例えば特許文献１（特開２００９−０７９６０１号公報）のように該ロッド１００が軸方向に移動する構成に比べて、コントロールロッド１００が収納される膨出部２１の軸方向の寸法（図２中の符号Ｘ）が短くなる。これにより、手動変速機１の小型化を図ることが可能となる。またこれにより、コントロールロッド１００とマウント部材４０との干渉、即ち変速機１と、該変速機１の近傍に存在するサイドフレーム２のような周辺部材との干渉を避けることができる。

また、図２を参照して説明したように、コントロールロッド１００が変速機ケース２０上部の膨出部２１に収納されることにより、該ケース２０の下部に配置された場合よりも、チェンジレバーと変速機１とを接続するケーブルの配索を好適に行うことができる。さらに、例えばコントロールロッド１００がプライマリシャフトよりも下方に配置された場合には、車両走行時に小石等が変速機ケース２０の外側のレバーやワイヤに衝突する可能性も考えられるところ、本実施形態のように前記ケース２０の上方に配置されることにより、このような問題を避けるという効果も予想される。

ここで、例えば特許文献１のように、コントロールロッドがプライマリシャフト等と平行に配置される型の手動変速機では、該ロッドの移動ストロークを考慮して、断接装置を避けた、例えば符号Ｄで示す差動装置収納部上方の符号Ｃの部分にコントロールロッドを配置することが考えられるが、該符号Ｃの部分は多数の電気ケーブル等を配索する部分であり、これは好ましくない。一方、本実施形態による手動変速機１では、コントロールロッド１００の移動ストロークを考慮する必要がないため、符号Ｄの部分よりも車両前方に該ロッド１００を配置することが可能となり、電気ケーブル等の配索に有利となる。

図３、図５に示すように、セレクトレバーシャフト１１０は、コントロールロッド１００に略直角な方向、例えば上下方向に延びるように、かつ、コントロールロッド１００の上方に配置されている。セレクトレバーシャフト１１０の下端部には、該シャフト１１０の回動により回動するセレクトレバー１１３が固定されている。

図３、図４に示すように、シフトレバーシャフト１２０は、セレクトレバーシャフト１１０に平行に延びるように、かつ、コントロールロッド１００の側方に配置されている。シフトレバーシャフト１２０の下端部には、周溝１２３が形成されている。この周溝１２３に、変速機ケース２０に外側からねじ込まれた係合ピン２２の先端部が係合することで、シフトレバーシャフト１２０が軸方向に位置決めされている。また、シフトレバーシャフト１２０には、該シャフト１２０の回動により回動するシフトレバー１２４が固定されている。

変速操作機構１０はまた、コントロールロッド１００上に設けられたシフトフィンガ１３０を有する。該シフトフィンガ１３０は、コントロールロッド１００と一体的に回動可能なように、かつ、該ロッド１００上を軸方向移動可能なように、コントロールロッド１００に嵌合している。シフトフィンガ１３０はまた、その周方向の一部から径方向外側に延びるフィンガ部１３１を有する。

また、シフトフィンガ１３０には、シフトレバー１２４の先端部が係合する係合凹部１３２が設けられている。図４に示すように、係合凹部１３２は、軸方向に間隔を空けて配置された一対の突片１３３，１３４により平面視略コ字形に形成されている。また、図３に示すように、各突片１３４（１３３）は、軸方向視で略扇形に形成されている。

さらに、図３に示すように、シフトフィンガ１３０には、径方向外側に突出したガイドピン１３５が設けられている。ガイドピン１３５は、支持プレート３１を介してクラッチ収納部３０に固定されたガイドプレート１３６の溝に係合するようになっている（図４参照）。この溝はシフトパターン状に形成されており、シフトフィンガ１３０は、該溝に係合することで軸方向移動及び回動が規制され、所定のシフトパターンに従って軸方向移動及び回動することになる。

図６は、コントロールロッド上に固設されたインターロック阻止部材の構造を示す斜視図である。インターロック阻止部材１４０は、コントロールロッド１００を包囲するスリーブ部１４１と、一端が該スリーブ部１４１に、他端がコントロールロッド１００に接合されたインターロック阻止部１４２とを有する。該インターロック阻止部１４２には、軸方向に延びる穴１４２ａが形成されており、シフトフィンガ１３０のフィンガ部１３１は、該穴１４２ａから突出している。

インターロック阻止部１４２は、セレクト操作で選択された変速段以外のシフトインを防止する機能を有する。具体的には、前記インターロック阻止部１４２には、後述するシフトエンド１６０〜１６３の先端部に沿うように屈曲片部１４２ｂが設けられており、セレクト操作時のコントロールロッド１００の回動によってシフトフィンガ１３０がいずれかのシフトロッド（シフトエンド）と選択的に係合すると、当該係合したシフトロッド以外のシフトロッドが軸方向に移動しないようになっている（図３、図４参照）。

また、図５に示すように、シフトフィンガ１３０が軸方向に移動すると、スリーブ部１４１又はインターロック阻止部１４２に当接するようになっており、これにより、シフトフィンガ１３０の軸方向両側への移動は、同図に符号Ｌを付した矢印の範囲内に規制される。このように、スリーブ部１４１及びインターロック阻止部１４２は、特許請求の範囲の「ストッパ部」としても機能する。

そして、コントロールロッド１００上に固設されたインターロック阻止部材１４０が該ロッド１００と一体となって回動すると、インターロック阻止部１４２がシフトフィンガ１３０と当接した状態で共に回動するようになっている。

なお、本実施形態では、シフトフィンガ１３０の軸方向への移動をスリーブ部１４１及びインターロック阻止部１４２によって規制したが、代替として、該インターロック阻止部１４２に形成された穴１４２ａの軸方向範囲を狭めることにより、シフトフィンガ１３０の軸方向への移動を規制しても構わない。この場合、シフトフィンガ１３０が軸方向へ移動すると、フィンガ部１３１が、穴１４２ａの端部でインターロック阻止部１４２と接触することになる。

また、インターロック阻止部材１４０の軸方向エンジン側の端部には、セレクトレバー１１３と係合するように形成された凹部１１４ａを有するセレクトプレート１１４が設けられている。

図３、図４に戻り、コントロールロッド１００の下方には、１−２速用シフトエンド１６１が固定された１−２速用シフトロッド１５１、３−４速用シフトエンド１６２が固定された３−４速用シフトロッド１５２、及び、５−６速用シフトエンド１６３が固定された５−６速用シフトロッド１５３が、それぞれコントロールロッド１００に平行に配置されている。各シフトロッド１５１〜１５３は、軸方向にスライド可能なように変速機ケース２０とクラッチ収納部３０とに支持されている。また、シフトロッド１５１，１５２，１５３には、それぞれシフトフォーク１７１，１７２，１７３が固定されている。該シフトフォーク１７１〜１７３は、対応する同期装置のスリーブに係合している。

また、本実施形態では、３−４速用シフトロッド１５２に後退用シフトエンド１６０がスプライン嵌合されている。これにより、３−４速用シフトロッド１５２を後退用シフトロッドとして兼用することができる。

各シフトエンド１６０〜１６３の先端部は、シフトフィンガ１３０の周囲に周方向に並んで配置されており、該シフトフィンガ１３０のフィンガ部１３１に選択的に係合するようになっている。また、前記の通り、フィンガ部１３１に係合したシフトエンド以外のシフトエンドには、インターロック阻止部材１４０のインターロック阻止部１４２が係合するようになっている。

以上の構成により、チェンジレバーがセレクト操作されると、これに連動して、セレクトレバーシャフト１１０と一体的にセレクトレバー１１３が軸周りに回動する。該レバー１１３の回動により、セレクトレバー１１３に係合したセレクトプレート１１４は、コントロールロッド１００と共に軸周りに回動する。これにより、シフトフィンガ１３０もコントロールロッド１００と共に軸周りに回動し、シフトフィンガ１３０のフィンガ部１３１は、シフトロッド１５１〜１５３上に固定されたシフトエンド１６０〜１６３のいずれかに選択的に係合する。このようにして、シフトフィンガ１３０は、チェンジレバーのセレクト位置に応じたシフトロッドに間接的に係合する。

また、チェンジレバーがシフト操作されると、これに連動して、シフトレバーシャフト１２０と一体的にシフトレバー１２４が軸周りに回動する。該シフトレバー１２４の回動により、いずれかのシフトロッドに間接的に係合したシフトフィンガ１０２は、コントロールロッド１００上を軸方向に移動する。これにより、当該係合したシフトロッドも軸方向に移動する。そして、シフト操作された変速段に対応する１つの同期装置のみが作動し、シフト操作された変速段のギヤ列のみが、選択的にプライマリシャフトとセカンダリシャフトとの間で動力伝達状態となる。

以上、本実施形態によれば、手動変速機１の小型化を図ることが可能となり、また、横置き式の変速機１が備えられたエンジンルームのレイアウト性を向上させることが可能となる。

１手動変速機
２サイドフレーム（車体構成部材）
１０変速操作機構
２０変速機ケース
３０クラッチ収納部
４０マウント部材
１００コントロールロッド
１１０セレクトレバーシャフト
１２０シフトレバーシャフト
１３０シフトフィンガ
１４０インターロック阻止部材
１４１スリーブ部
１４２インターロック阻止部
１５０シフトロッド

以上のように、本発明によれば、横置き式で、コントロールロッドがプライマリシャフト等と平行に配置される型の手動変速機において、変速機ケース内におけるコントロールロッドの収納スペースを小さくして変速機の小型化を図り、ひいてはエンジンルーム内のレイアウト性の向上を図ることが可能となるから、この種の手動変速機の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

Claims

車幅方向に延びるように配置された複数のシフトロッドと、
該シフトロッドに平行に配置されたコントロールロッドと、
該コントロールロッド上に設けられ、前記複数のシフトロッドのいずれかに選択的に係合するシフトフィンガとを有する手動変速機であって、
前記コントロールロッドは、軸方向の移動が規制された状態で変速機ケース内に収納され、かつ、チェンジレバーのセレクト操作によって回動するように設けられ、
前記シフトフィンガは、前記コントロールロッドの回動によって回動して前記複数のシフトロッドのいずれかに係合すると共に、前記チェンジレバーのシフト操作によってコントロールロッド上を軸方向に移動して、係合したシフトロッドを軸方向に移動させるように設けられていることを特徴とする手動変速機。
前記変速機ケースの後部には差動装置収納部が設けられ、
前記コントロールロッドは、前記変速機ケースの差動装置収納部より前方で、該変速機ケースの軸方向の一端側におけるクラッチ収納部と、該変速機ケースの他端側に位置する車体構成部材との間に位置するように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の手動変速機。
前記コントロールロッドは、前記変速機ケースの上部に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の手動変速機。
前記コントロールロッドには、前記シフトフィンガと選択的に係合したシフトロッド以外のシフトロッドが軸方向に移動することを阻止するインターロック阻止部材が設けられ、
該インターロック阻止部材は、前記シフトフィンガの軸方向両側への移動をそれぞれ所定位置で規制するストッパ部を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の手動変速機。