JP2016003661A - 歯車変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】後進用ギヤ列のインターロック構造の配置自由度に有利であり、かつ部品点数が少なくてコスト低廉な歯車変速機を提供する。
【解決手段】複数の前進用ギヤ列と後進用ギヤ列と変速段選択駆動機構とインターロック機構とを備えた歯車変速機であって、変速段選択駆動機構は、揺動して後進用ギヤ列の噛合を成立させる後進操作部材７Ａと、後進用ギヤ列が選択されたとき後進操作部材７Ａに係合して駆動する後進選択駆動部材８Ａとを含み、被操作部６１３と係止部６１２とを有する後進インターロック部材６Ａは、後進選択駆動部材８Ａが後進操作部材７Ａに係合していない間は係止部６１２が後進操作部材７Ａを係止したロック状態を維持し、後進選択駆動部材８Ａが後進操作部材７Ａに係合する動作に並行して被操作部６１３が操作され、係止部６１２が後進操作部材７Ａの係止を解除して解除状態に移行する。
【選択図】図２

Description

本発明は車両などに用いられる歯車変速機に関し、より詳細には、後進用ギヤ列のインターロック構造に関する。

車両に搭載される変速機として、平行配置された入力軸と出力軸との間に遊転する複数のギヤ列を備え、同期装置により一つのギヤ列を選択操作して動力を伝達させることで所定変速比の変速段を実現する歯車変速機が知られている。この歯車変速機は、前進４速〜６速程度のギヤ列を有し、一つの同期装置に二つのギヤ列を割り当てるのが一般的である。一方、後進用ギヤ列の選択動作および操作には、同期装置を用いる構成と用いない構成の両方がある。また、通常はインターロック機構が設けられ、複数のギヤ列で並行して動力を伝達することが防止されている。

この種の歯車変速機の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された車両用平行軸式変速機の変速操作機構は、シフトセレクトシャフトと、同期装置を操作する複数のフォークシャフトと、インターロック部材とを含んでいる。そして、インターロック部材は、周方向中立位置に位置するシフトセレクトシャフトに対して作用するインターロック部材の自重による軸心まわりの回転モーメントが所定値以下となるように設けられている。これによれば、回転モーメントが低減されてシフトセレクトシャフトの周方向の位置決めのばらつきを低減でき、セレクト操作量を精度よく検出できる、とされている。

ここで、後進用ギヤ列のインターロック構造に着目すると、２種類の構造が従来から用いられている。第１の構造は、特許文献１に例示されるフォークシャフトのシフトヘッドでのインターロックである。第１の構造では、シフトセレクトシャフトのヘッド選択部にインターロック部材を設け、複数のフォークシャフトの係合凹部（シフトヘッド）の１つを移動可能とし、残りを移動不能に拘束する。第２の構造は、フォークシャフトに形成された被係止部とロックピンとによるインターロックである。第２の構造では、選択されていないフォークシャフトの被係止部をロックピンで係止することにより、フォークシャフトの軸方向の移動を規制する。

特開２０１１−１２２６３７号公報

ところで、後進用ギヤ列のインターロック構造に関する従来技術では、配置自由度およびコストの２点で問題があった。例えば、車両搭載上の制約により大きさの限定される変速機ケース内で、後進用ギヤ列のシフトヘッドを前進用ギヤ列のシフトヘッドの近傍に配置できない場合がある。この場合には、前述した第１の構造を採用することが難しくなる。それにもかかわらず、離れて配置された複数のシフトヘッドに第１の構造を採用すると、インターロック部材が大型化および複雑化する。加えて、複雑な形状のインターロック部材は、安価なプレス成形工法では製造できず、高価な鋳造工法などで製造することになるため、コストが増加する。

また、前述した第２の構造は、フォークシャフトおよびロックピンの配置の制約に加え、ロックピンを保持および駆動する部品の構造や配置に制約がある。さらには、ロックピンを保持および駆動する部品の点数が増加するため、コストが増加する。

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、後進用ギヤ列のインターロック構造の配置自由度に有利であり、かつ部品点数が少なくてコスト低廉な歯車変速機を提供することを解決すべき課題とする。

本発明の歯車変速機は、複数の前進変速段をそれぞれ構成する複数の前進用ギヤ列と、後進変速段を構成する後進用ギヤ列と、前記複数の前進用ギヤ列および前記後進用ギヤ列のうちいずれかを選択操作して動力を伝達させる変速段選択駆動機構と、選択されていないギヤ列による動力の伝達を防止するインターロック機構とを備えた歯車変速機であって、前記変速段選択駆動機構は、支承ピンに支承され揺動して前記後進用ギヤ列の噛合を成立させる後進操作部材と、前記後進用ギヤ列が選択されたとき前記後進操作部材に係合して駆動する後進選択駆動部材と、を含み、前記インターロック機構は、前記後進選択駆動部材に操作される被操作部と、前記後進操作部材を係止する係止部と、を有する後進インターロック部材を含み、前記後進インターロック部材は、前記後進選択駆動部材が前記後進操作部材に係合していない間は前記係止部が前記後進操作部材を係止したロック状態を維持し、前記後進選択駆動部材が前記後進操作部材に係合する動作に並行して前記被操作部が操作され、前記係止部が前記後進操作部材の係止を解除して解除状態に移行する。

また、前記後進インターロック部材は、前記被操作部が操作されると弾性変形して前記ロック状態から前記解除状態に移行してもよい。

さらに、前記後進インターロック部材は、前記支承ピンによって保持される皿ばねまたは板ばね材を用いて構成されていることが好ましい。

また、前記後進インターロック部材は、前記被操作部が操作されると前記ロック状態に相当するロック位置から前記解除状態に相当する解除位置にスライド移動してもよい。

さらに、前記後進インターロック部材は、前記支承ピンが遊嵌してスライド移動可能に支承される長孔をもつことが好ましい。

また、前記後進インターロック部材は、前記被操作部が操作されると前記ロック状態に相当するロック角度位置から前記解除状態に相当する解除角度位置に揺動してもよい。

さらに、前記後進選択駆動部材は、軸周りの回動および軸方向の移動が可能な後進選択駆動軸と、前記後進選択駆動軸に設けられ、前記後進選択駆動軸の前記軸周りの回動および前記軸方向の移動の一方で前記後進操作部材に係合するとともに前記後進インターロック部材を前記ロック状態から前記解除状態に操作し、前記軸周りの回動および前記軸方向の移動の他方で前記後進操作部材の操作を駆動する後進インナーレバーと、を含むことが好ましい。

さらに、前記後進インターロック部材は、プレス成形工法によって製造されることが好ましい。

本発明の歯車変速機では、変速段選択駆動機構は後進操作部材と後進選択駆動部材とを含み、インターロック機構は後進インターロック部材を含む。これによれば、複数の前進用ギヤ列の選択操作を行う部材、例えばフォークシャフトやそのシフトヘッドの形状や配置に制約されずに、後進操作部材の周りに後進用ギヤ列のインターロック構造（以降では、「後進インターロック構造」と略記）を自由に配置できる。したがって、本発明の歯車変速機は、後進インターロック構造の配置自由度に有利である。また、フォークシャフトをロックピンで係止する従来技術のインターロック構造と比較して部品点数を少なくできるので、歯車変速機のコストは低廉になる。

また、後進インターロック部材が弾性変形してロック状態から解除状態に移行する態様では、皿ばねや板ばね材などを利用して後進インターロック部材を形成できる。加えて、皿ばねや板ばね材などは、後進操作部材を支承する支承ピンに保持されるように構成できる。これによれば、支承ピンは複数の部材を支承するので、少ない部品点数で簡易な構造の後進インターロック構造が実現される。したがって、歯車変速機のコストは低廉になる。

また、後進インターロック部材がロック位置から解除位置にスライド移動する態様では、スライド移動するプレート部材などを利用して後進インターロック部材を形成できる。加えて、プレート部材は、後進操作部材を支承する支承ピンが遊嵌する長孔をもつように構成できる。これによれば、支承ピンは複数の部材を支承するので、少ない部品点数で簡易な構造の後進インターロック構造が実現される。したがって、歯車変速機のコストは低廉になる。

また、後進インターロック部材がロック角度位置から解除角度位置に揺動する態様では、揺動するアーム部材などを利用して後進インターロック部材を形成できる。これによれば、簡易な構造の後進インターロック構造が実現され、歯車変速機のコストは低廉になる。

さらに、後進選択駆動部材が後進選択駆動軸および後進インナーレバーを含む態様では、後進選択駆動軸の軸周りの回動および軸方向の移動の一方で解除される後進インターロック構造を構成すればよい。したがって、前進用ギヤ列のインターロック構造に関係なく、後進インターロック構造を後進選択駆動軸または後進インナーレバーの近傍に自由に配置でき、配置自由度が大きい。

さらに、後進インターロック部材がプレス成形工法によって製造される態様では、鋳造工法などの他の製造方法と比較して安価な製造が可能になる。したがって、歯車変速機のコストはさらに一層低廉になる。

図１は、本発明の第１〜第３実施形態に共通な歯車変速機の全体構成を示す斜視図である。 第１実施形態の歯車変速機を説明する後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 第１実施形態で後進用ギヤ列が噛合する状況を説明する後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 図３に示されたインターロックの解除状態を軸長方向からみた図である。 第２実施形態の歯車変速機を説明する後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 図５に示されたロック位置の状態を軸長方向からみた図である。 第２実施形態で後進用ギヤ列が選択されたときのインターロックの解除状態を示す後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 第２実施形態で後進用ギヤ列が噛合する状況を説明する後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 第３実施形態の歯車変速機を説明する後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 図９に示されたロック位置の状態を軸長方向からみた図である。 第３実施形態で後進用ギヤ列が選択されたときのインターロックの解除状態を示す後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。 第３実施形態で後進用ギヤ列が噛合する状況を説明する後進段選択駆動機構の周りの斜視図である。

まず、本発明を実施する歯車変速機の全体構成の概要について説明する。図１は、本発明の第１〜第３実施形態に共通な歯車変速機１の全体構成を示す斜視図である。第１〜第３実施形態の歯車変速機１は、車両に搭載されており、手動操作方式および自動操作方式のどちらであってもよい。歯車変速機１は、ケース２１、入力軸２２、出力軸２４、複数の前進用ギヤ列３、後進用ギヤ列４、変速段選択駆動機構５、およびインターロック機構などを備えている。

図１に一部が示されたケース２１の内部に、入力軸２２および出力軸２４が平行配置されて回転自在に軸承されている。入力軸２２には、複数の前進駆動ギヤ２３が軸長方向に列設されている。出力軸２４には、複数の前進従動ギヤ２５が軸長方向に列設されている。前進駆動ギヤ２３および前進従動ギヤ２５は、同数配置され一対一で組になって噛合可能とされており、複数の前進用ギヤ列３が構成されている。

各前進用ギヤ列３の前進駆動ギヤ２３および前進従動ギヤ２５の一方は、軸（入力軸２２および出力軸２４の一方）に対して遊転可能に設けられる。前進駆動ギヤ２３および前進従動ギヤ２５の他方は、軸（入力軸２２および出力軸２４の他方）と一体的に回転する。遊転可能なギヤは、後述の同期装置により選択的に軸に結合されて軸と一体的に回転する。本発明において、前進用ギヤ列３を構成する複数の前進駆動ギヤ２３および前進従動ギヤ２５は、その組数および列設順序が限定されず、図１には破線の円筒で略示されている。

後進用ギヤ列４は、入力軸２２および出力軸２４のケース２１に近い一端寄りに構成されている。詳述すると、入力軸２２の一端寄りに後進駆動ギヤ４１が設けられ、出力軸２４の一端寄りに後進従動ギヤ４２が設けられている。さらに、入力軸２２および出力軸２４に平行して後進軸２６が設けられている。後進軸２６には、後進アイドラギヤ４３が回転自在に、かつ軸長方向に移動可能に設けられている。３個の後進用ギヤ４１〜４３からなる後進用ギヤ列４は、公知の選択摺動式の構成とすることができる。

変速段選択駆動機構５は、図略のシフトアンドセレクト軸、前進段選択駆動機構５１、および後進段選択駆動機構５２からなる。手動操作方式の構成において、ギヤ列の選択は、運転者のシフトレバーの操作によって行われる。シフトアンドセレクト軸は、シフトレバーに駆動されて軸周りに回動し、および軸方向に移動する。自動操作方式の構成において、ギヤ列の選択は、電子制御装置のソフトウェアによって決定され、アクチュエータの制御によって行われる。シフトアンドセレクト軸は、アクチュエータに駆動されて軸周りに回動し、および軸方向に移動する。手動操作方式および自動操作方式のいずれでも、シフトアンドセレクト軸は、インナーレバーおよび前進インターロック部材を有している。

前進段選択駆動機構５１は、３本のフォークシャフト５１１、５１２、５１３、および３個の同期装置を含んで構成される。なお、フォークシャフトの本数および同期装置の個数は、適宜変更することができる。３本のフォークシャフト５１１、５１２、５１３はそれぞれ、シフトアンドセレクト軸のインナーレバーに接近するように延在したシフトヘッド５１４、５１５、５１６を有している。シフトアンドセレクト軸は、軸周りの回動および軸方向の移動の一方で、インナーレバーを３個のシフトヘッド５１４、５１５、５１６のいずれかに係合させる。さらに、シフトアンドセレクト軸は、軸周りの回動および軸方向の移動の他方で、インナーレバーが係合したシフトヘッドを軸長方向に操作する。３本のフォークシャフト５１１、５１２、５１３のいずれかは、軸長方向に移動して特定の同期装置を操作する。これにより、複数の前進用ギヤ列３のいずれかが選択操作されて前進変速段が成立し、動力が伝達されるようになる。

後進段選択駆動機構５２は、後進操作部材７および後進選択駆動部材８を含んで構成される。後進選択駆動部材８は、後進用ギヤ列が選択されたときにシフトアンドセレクト軸によって操作され、後進操作部材７に係合して駆動する。後進操作部材７は、後進アイドラギヤ４３を後進軸２６の軸長方向（図１の上に向かう方向）に操作する。すると、後進アイドラギヤ４３は、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２の両方に噛合する。これにより、後進変速段が成立して動力が伝達されるようになる。後進段選択駆動機構５２については、第１〜第３実施形態でそれぞれ詳述する。

インターロック機構は、前進インターロック部材および後進インターロック部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃを含んで構成されている。前進インターロック部材は、前述したようにシフトアンドセレクト軸に設けられている。前進インターロック部材は、インナーレバーが係合しなかった残りのシフトヘッドの移動をロックする。前進インターロック部材の構造については、各種の公知技術を応用できるので、詳細な説明は省略する。後進インターロック部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃについては、第１〜第３実施形態でそれぞれ詳述する。

図２は、第１実施形態の歯車変速機を説明する後進段選択駆動機構５２Ａの周りの斜視図である。図２で、後進用ギヤ列４は選択されておらず、後進インターロック部材６Ａのロック状態が示されている。図３は、第１実施形態で後進用ギヤ列４が噛合する状況を説明する後進段選択駆動機構５２Ａの周りの斜視図である。図３には、後進インターロック部材６Ａの解除状態が示されている。また、図４は、図３に示されたインターロックの解除状態を軸長方向からみた図である。後進段選択駆動機構５２Ａは、後進操作部材７Ａおよび後進選択駆動部材８Ａを含んで構成されている。また、後進段選択駆動機構５２Ａには、後進インターロック部材６Ａが組み込まれている。

後進選択駆動部材８Ａは、後進選択駆動軸８１に後進インナーレバー８２が固設されて形成されている。後進選択駆動軸８１は、ケース２１に支承されている。後進選択駆動軸８１は、後進用ギヤ列が選択されたときにシフトアンドセレクト軸によって操作され、軸周りに回動し、および軸方向に移動する。

後進インナーレバー８２は、固定部８２１および２個の係合凸部８２２、８２３により形成されている。固定部８２１は、環状であり、後進選択駆動軸８１の外周を囲んで固定されている。したがって、後進インナーレバー８２は、後進選択駆動軸８１と一体的に動作する。２個の係合凸部８２２、８２３は、角棒状であり、固定部８２１から径方向外向きに立設されている。２個の係合凸部８２２、８２３は軸長方向に離れて並び立っており、間に係合溝部８２４が形成されている。図２の紙面奥側の係合凸部８２３の上部は、立設方向に対して傾斜した斜面および立設方向に直交した直交面からなる操作部８２５になっている。操作部８２５は、後述するインターロックプレート６１の被操作部６１３を押し上げ操作できるように形成されている。

後進操作部材７Ａは、後進アイドラギヤ４３を後進軸２６の軸長方向に操作する部材である。後進操作部材７Ａは、単一の長い部材で形成されており、揺動軸部７１、被係合部７２、および操作アーム部７３からなる。揺動軸部７１は、部材の途中に形成されている。揺動軸部７１の中央には軸孔が設けられている。

揺動軸部７１から後進インナーレバー８２に向かう方向に、被係合部７２が延在している。被係合部７２の先端は、係合溝部８２４に係入できるように形成されている。揺動軸部７１から被係合部７２と逆方向に、操作アーム部７３が延在している。操作アーム部７の先端部分は後進アイドラギヤ４３の側面に沿っている。操作アーム部７３は、後進アイドラギヤ４３の図２では隠れている側面を押動操作して、後進アイドラギヤ４３を紙面手前側に操作できるように形成されている。後進操作部材７Ａの揺動軸部７１は、後進ブラケット７９によって揺動可能に支承されている。そして、揺動軸部７１の一側の操作アーム部７３は、揺動軸部７１の他側の被係合部７２よりも長く形成されている。したがって、操作アーム部７３は、被係合部７２が駆動される方向と逆方向に揺動する。かつ、操作アーム部７３の先端の揺動距離は、被係合部７２の揺動距離を増幅したものとなる。

後進ブラケット７９は、２個の固定孔７９１、７９２を用いてケース２１の内壁に固定されている。後進ブラケット７９は、図２の上下二股に分かれて平行配置される挟持部７９３、７９４を有している。さらに上下の挟持部７９３、７９４を貫いて支承ピン７９５が貫設されている。挟持部７９３、７９４は、後進操作部材７の揺動軸部７１を上下に挟んで支持している。支承ピン７９５は、揺動軸部７１の軸孔に嵌入しており、後進操作部材７Ａを揺動可能に支承している。

後進インターロック部材６Ａは、インターロックプレート６１および皿ばね６２で構成されている。インターロックプレート６１は、型取りされた板状の部材に軸孔の孔穿け加工、および湾曲部６１１の曲げ加工がプレス成形工法により施されて形成されている。インターロックプレート６１は、後進操作部材７Ａの上側に配設されている。インターロックプレート６１に穿設された軸孔には、支承ピン７９５が嵌入している。

インターロックプレート６１の後進インナーレバー８２に近い端部寄りには、端部に向かうほど下方に湾曲した湾曲部６１１が形成されている。湾曲部６１１は、後進操作部材７の被係合部７２と後進ブラケット７９との間に挟まるように配置される。湾曲部６１１の図２の手前側の側面は、被係合部７２の奥側の側面に当接可能であり、後進操作部材７Ａを操作不能に係止する係止部６１２となっている。また、湾曲部６１１の下向きの先端は、後進インナーレバー５６の操作部５６５に押し上げ操作される被操作部６１３となっている。

皿ばね６２は、略環状であり、インターロックプレート６１と後進ブラケット７９の上側の挟持部７９３との間に弾性変形可能に配設されている。皿ばね６２の中央には、支承ピン７９５が嵌入している。皿ばね６２はインターロックプレート６１を下方に付勢しており、これによって湾曲部６１１が下降する。支承ピン７９５は、上から順番に上側の挟持部７９３、皿ばね６２、インターロックプレート６１、後進操作部材７Ａ、および下側の挟持部７９４を貫通している。換言すれば、支承ピン７９５は、後進操作部材７Ａを揺動可能に支承しつつ、後進インターロック部材６Ａを弾性変形可能に支承している。

次に、第１実施形態の歯車変速機の作用のうち主に後進用ギヤ列４の操作、および後進インターロック機能について説明する。後進用ギヤ列４が選択されていない状態で、インターロックプレート６１の湾曲部６１１は、図２に示されるように下降して、後進操作部材７Ａの被係合部７２の紙面奥側の側方に位置する。このため、被係合部７２は湾曲部６１１の係止部６１２に当接して紙面右奥方向に移動できず、後進操作部材７Ａは揺動できない。したがって、操作アーム部７３も移動できず、後進アイドラギヤ４３を紙面手前方向に操作できない。この状態がインターロックプレート６１のロック状態であり、後進ギヤ列４の噛合を防止するインターロック機能が働いている。

ここで、後進用ギヤ列４が選択されると、図３の矢印Ｍ１に示されるように、まず、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８２が図中の反時計回りに回動する。これにより、後進インナーレバー８２は、後進操作部材７の被係合部７２を係合溝部８２４に受け入れて係合する。

これと並行して、回動する係合凸部８２３の上部の操作部８２５は、インターロックプレート６１の被操作部６１３を押し上げ操作する。インターロックプレート６１は、被操作部６１３が操作部８２５の斜面により押し上げられて徐々に上昇し、同時に皿ばね６２を弾性変形させる。最終的に、インターロックプレート６１の被操作部６１３は、操作部８２５の直交面で押し上げられる。このとき、インターロックプレート６１の係止部６１２は、後進操作部材７の被係合部７２よりも高い位置まで上昇する。係止部６１２が上昇したときのインターロックプレート６１の状態が解除状態であり、図３および図４に示されている。解除状態において、被係合部７２は、係止部６１２に当接しておらず、図３の紙面右奥方向に移動可能となっている。

次に、図３の矢印Ｍ２に示されるように、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８２が図３の紙面右奥方向に移動する。このとき、後進インナーレバー８２は、係合凸部８２２で後進操作部材７Ａの被係合部７２を押動操作する。後進操作部材７Ａは揺動し、操作アーム部７３は、矢印Ｍ３に示されるように後進アイドラギヤ４３を紙面手前方向に押動操作する。これにより、後進アイドラギヤ４３は、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２の両方に噛合し、後進変速段が成立する。

後進用ギヤ列４の選択が解除されると、上述した操作と概ね逆の作用が発生する。すなわち、まず、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８２が図３の矢印Ｍ２の逆方向（紙面左手前方向）に移動する。これに伴い、後進操作部材７Ａの操作アーム部７３が矢印Ｍ３の逆方向（紙面右奥方向）に揺動する。後進アイドラギヤ４３は、図略の付勢部材に操作されて紙面右奥方向に戻り、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２との噛合が解消される。

次に、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８２が矢印Ｍ１の逆方向（時計回り）に回動する。これにより、後進操作部材７Ａの被係合部７２は、係合溝部８２４から抜け出て係合が解消される。また、回動して戻る係合凸部８２３の上部の操作部８２５は、インターロックプレート６１の被操作部６１３から離脱する。すると、弾性変形した皿ばね６２の付勢作用により、インターロックプレート６１の湾曲部６１１は下降して解除状態からロック状態に戻る。つまり、インターロック機能が復帰する。

第１実施形態の歯車変速機では、変速段選択駆動機構５は後進操作部材７Ａと後進選択駆動部材８Ａとを含み、インターロック機構は後進インターロック部材６Ａを含む。これによれば、複数の前進用ギヤ列３の選択操作を行うフォークシャフト５１１、５１２、５１３やそのシフトヘッド５１４、５１５、５１６の形状や配置に制約されずに、後進操作部材７Ａの周りに後進用ギヤ列４のインターロック構造を自由に配置できる。したがって、後進インターロック構造の配置自由度に有利である。また、フォークシャフトをロックピンで係止する従来技術のインターロック構造と比較して部品点数を少なくできるので、歯車変速機１のコストは低廉になる。

さらに、後進選択駆動部材８Ａは、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８２を含んでいる。したがって、前進用ギヤ列３のインターロックを行う前進インターロック部材に関係なく、後進インターロック構造を後進インナーレバー８２の近傍に自由に配置でき、配置自由度が大きい。

また、後進インターロック部材６Ａを構成する皿ばね６２が弾性変形してロック状態から解除状態に移行する。加えて、皿ばね６２は、後進操作部材７Ａを支承する支承ピン７９５によって保持されている。これによれば、少ない部品点数で簡易な構造の後進インターロック構造が実現され、歯車変速機１のコストは低廉になる。

さらに、後進インターロック部材６Ａを構成するインターロックプレート６１は、プレス成形工法によって製造されるので、鋳造工法などの他の製造方法と比較して安価な製造が可能になる。したがって、歯車変速機１のコストはさらに一層低廉になる。

第２実施形態の歯車変速機の説明に移る。図５は、第２実施形態の歯車変速機を説明する後進段選択駆動機構５２Ｂの周りの斜視図である。図５で、後進用ギヤ列４は選択されておらず、後進インターロック部材６Ｂはロック状態に相当するロック位置にある。また、図６は、図５に示されたロック位置の状態を軸長方向からみた図である。図７は、第２実施形態で後進用ギヤ列４が選択されたときのインターロックの解除状態を示す後進段選択駆動機構５２Ｂの周りの斜視図である。さらに、図８は、第２実施形態で後進用ギヤ列４が噛合する状況を説明する後進段選択駆動機構５２Ｂの周りの斜視図である。後進段選択駆動機構５２Ｂは、後進操作部材７Ｂおよび後進選択駆動部材８Ｂを含んで構成されている。また、後進段選択駆動機構５２Ｂには、後進インターロック部材６Ｂが組み込まれている。

後進選択駆動部材８Ｂは、後進選択駆動軸８１に後進インナーレバー８３が固設されて形成されている。後進選択駆動軸８１は、ケース２１に支承されている。後進選択駆動軸８１は、後進用ギヤ列が選択されたときにシフトアンドセレクト軸によって操作され、軸周りに回動し、および軸方向に移動する。

後進インナーレバー８３は、第1実施形態の後進インナーレバー８２に類似した形状であり、環状の固定部８３１および２個の角棒状の係合凸部８３２、８３３により形成されている。２個の係合凸部８３２、８３３は軸長方向に離れて並び立っており、間に係合溝部８３４が形成されている。図５の紙面奥側の係合凸部８３３の一側面（図５の左側の側面）は、操作部８３５になっている。操作部８３５は、後述するインターロックプレート６３の被操作部６３３を押し込み操作できるように形成されている。

後進操作部材７Ｂは、後進アイドラギヤ４３を後進軸２６の軸長方向に操作する部材である。後進操作部材７Ｂは、単一の長い部材で形成されており、揺動軸部７１、被係合部７２、操作アーム部７３、および被係止部７４からなる。揺動軸部７１は、部材の途中に形成されている。揺動軸部７１の中央には軸孔が設けられている。揺動軸部７１の側面のうち図５の左手前付近に、被係止部７４（図８参照）が形成されている。

揺動軸部７１から後進インナーレバー８２に向かう方向に、被係合部７２が延在している。被係合部７２の先端は、係合溝部８３４に係入できるように形成されている。揺動軸部７１から被係合部７２と逆方向に、操作アーム部７３が延在している。操作アーム部７３は途中で屈曲しており、屈曲した先の部分は後進アイドラギヤ４３の側面に沿っている。操作アーム部７３は、後進アイドラギヤ４３の図５では隠れている側面を押動操作して、後進アイドラギヤ４３を紙面手前側に操作できるように形成されている。後進操作部材７Ｂの揺動軸部７１は、後進ブラケット７９によって揺動可能に支承されている。後進ブラケット７９および支承ピン７９５の構成は、第１実施形態に類似するので、説明は省略する。

後進インターロック部材６Ｂは、インターロックプレート６３および図略の付勢ばねなどで構成されている。インターロックプレート６３は、型取りされた板状の部材に長孔６３１の孔穿け加工、および係止部６３２の曲げ加工がプレス成形工法により施されて形成されている。インターロックプレート６３は、後進操作部材７Ｂの上側に配設されている。インターロックプレート６３に穿設された長孔６３１は、長径方向が後進操作部材７Ｂの被係合部７２と操作アーム部７３とを結ぶ方向に概ね一致し、短径方向が後進選択駆動軸８１の軸長方向に概ね一致している。長孔６３１には、支承ピン７９５が遊嵌している。したがって、インターロックプレート６３は、長孔６３１の長径寸法から支承ピン７９５の径寸法を差し引いた分だけスライド移動可能となっている。

インターロックプレート６３の係止部６３２（図５の左前側に配置）は、下向きに屈曲して後進操作部材７Ｂの被係止部７４に臨んでいる。係止部６３２は、被係止部７４に当接して、後進操作部材７Ｂを操作不能に係止できるように形成されている。インターロックプレート６３の後進インナーレバー８３に向かう端面は、後進インナーレバー８３の操作部８３５に押し込み操作される被操作部６３３となっている。図略の付勢ばねは、インターロックプレート６３を後進インナーレバー８３の方向に付勢している。

次に、第２実施形態の歯車変速機の作用のうち主に後進用ギヤ列４の操作、および後進インターロック機能について説明する。後進用ギヤ列４が選択されていない状態で、インターロックプレート６３は、図５に示されるように付勢ばねにより後進インナーレバー８３に近い位置へと付勢されている。この位置が、ロック状態に相当するロック位置である。ロック位置にあるインターロックプレート６３の係止部６３２は、後進操作部材７Ｂの被係止部７４に当接する。このため、後進操作部材７Ｂは揺動できない。したがって、操作アーム部７３も移動できず、後進アイドラギヤ４３を紙面手前方向に操作できない。つまり、後進ギヤ列４の噛合を防止するインターロック機能が働いている。

ここで、後進用ギヤ列４が選択されると、図７の矢印Ｎ１に示されるように、まず後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８３が図中の反時計回りに回動する。これにより、後進インナーレバー８３は、後進操作部材７の被係合部７２を係合溝部８３４に受け入れて係合する。

これと並行して、回動する係合凸部８３３の一側面の操作部８３５は、インターロックプレート６３の被操作部６３３を押し込み操作する。これにより、インターロックプレート６３は、付勢ばねを弾性変形させながら、矢印Ｎ２に示されるように操作アーム部７３の方向に概ね長孔６３１の長径方向の遊嵌分だけスライド移動する。スライド移動した後のインターロックプレート６３の位置が、解除状態に相当する解除位置である。解除位置にあるインターロックプレート６３の係止部６３２は、後進操作部材７Ｂの被係止部７４から離れている。これにより、後進操作部材７Ｂは、揺動可能となる。

次に、図８の矢印Ｎ３に示されるように、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８３が紙面奥方向に移動する。このとき、後進インナーレバー８３は、係合凸部８３２で後進操作部材７Ｂの被係合部７２を押動操作する。後進操作部材７Ｂは揺動し、操作アーム部７３は、矢印Ｎ４に示されるように後進アイドラギヤ４３を紙面手前方向に押動操作する。これにより、後進アイドラギヤ４３は、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２の両方に噛合し、後進変速段が成立する。

後進用ギヤ列４の選択が解除されると、上述した操作と概ね逆の作用が発生する。すなわち、まず、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８３が図８の矢印Ｎ３の逆方向に移動する。これにより、操作アーム部７３が矢印Ｎ４の逆方向に揺動して、後進アイドラギヤ４３は紙面奥方向に戻り、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２との噛合が解消される。次に、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８３が矢印Ｎ１の逆方向に回動すると、後進操作部材７の被係合部７２は係合溝部８２４から抜け出て係合が解消される。また、係合凸部８２３の回動による後退に伴い、弾性変形した付勢ばねの付勢作用でインターロックプレート６３は解除位置からロック位置にスライド移動して戻る。つまり、インターロック機能が復帰する。

第２実施形態の歯車変速機でも、第１実施形態と同様に、後進操作部材７Ｂの周りに後進用ギヤ列４のインターロック構造を自由に配置できる。したがって、後進インターロック構造の配置自由度に有利である。また、フォークシャフトをロックピンで係止する従来技術のインターロック構造と比較して部品点数を少なくできるので、歯車変速機１のコストは低廉になる。

また、スライド移動するインターロックプレート６３を利用して後進インターロック部材６Ｂを形成できる。加えて、インターロックプレート６３は、後進操作部材７Ｂを支承する支承ピン７９５が遊嵌する長孔６３１をもつように構成できる。これによれば、支承ピン７９５は複数の部材を支承するので、少ない部品点数で簡易な構造の後進インターロック構造が実現される。さらに、インターロックプレート６３がプレス成形工法で製造される点は、第１実施形態と同様である。したがって、これらの総合な効果により、歯車変速機１のコストはさらに一層低廉になる。

第３実施形態の歯車変速機の説明に移る。図９は、第３実施形態の歯車変速機を説明する後進段選択駆動機構５２Ｃの周りの斜視図である。図９で、後進用ギヤ列４は選択されておらず、後進インターロック部材６Ｃを構成するインターロックアーム６４はロック状態に相当するロック角度位置に揺動している。また、図１０は、図９に示されたロック角度位置の状態を軸長方向からみた図である。図１１は、第３実施形態で後進用ギヤ列４が選択されたときのインターロックの解除状態を示す後進段選択駆動機構５２Ｃの周りの斜視図である。さらに、図１２は、第３実施形態で後進用ギヤ列４が噛合する状況を説明する後進段選択駆動機構５２Ｃの周りの斜視図である。後進段選択駆動機構５２Ｃは、後進操作部材７Ｃおよび後進選択駆動部材８Ｃを含んで構成されている。また、後進段選択駆動機構５２Ｃに近接して、後進インターロック部材６Ｃが配置されている。

後進選択駆動部材８Ｃは、後進選択駆動軸８１に後進インナーレバー８４が固設されて形成されている。後進選択駆動軸８１は、ケース２１に支承されている。後進選択駆動軸８１は、後進用ギヤ列が選択されたときにシフトアンドセレクト軸によって操作され、軸周りに回動および軸方向に移動する。

後進インナーレバー８４は、環状の固定部８４１が後進選択駆動軸８１の外周を囲んで固定されており、後進選択駆動軸８１と一体的に動作する。固定部８４１から径方向外向きに２個の角棒状の係合凸部８４２、８４３が立設されている。２個の係合凸部８４２、８４３は軸長方向に離れて並び立っており、間に係合溝部８４４が形成されている。図９の紙面奥側の係合凸部８６３の上端縁の一辺（図９の左側の上端縁）は、操作部８４５になっている。操作部８４５は、後述するインターロックアーム６４の被操作カム部６４４を押し上げて、インターロックアーム６４を揺動操作できるように形成されている。

後進操作部材７Ｃは、後進アイドラギヤ４３を後進軸２６の軸長方向に操作する部材である。後進操作部材７Ｃは、単一の長い部材で形成されており、揺動軸部７１、被係合部７２、操作アーム部７３、および被係止部７５からなる。揺動軸部７１は、部材の途中に形成されている。揺動軸部７１の中央には軸孔が設けられている。

揺動軸部７１から後進インナーレバー８２に向かう方向に、被係合部７２が延在している。被係合部７２の先端は、係合溝部８３４に係入できるように形成されている。被係合部７２の図９の紙面奥側の側面の途中に、被係止部７５が形成されている。揺動軸部７１から被係合部７２と逆方向に、操作アーム部７３が延在している。操作アーム部７３は途中で屈曲しており、屈曲した先の部分は後進アイドラギヤ４３の側面に沿っている。操作アーム部７３は、後進アイドラギヤ４３の図９では隠れている側面を押動操作して、後進アイドラギヤ４３を紙面手前側に操作できるように形成されている。後進操作部材７Ｃは、後進ブラケット７９によって揺動可能に支承されている。後進ブラケット７９および後進支承部に相当する支承ピン７９５の構成は、第１および第２実施形態に類似する。ただし、支承ピン７９５は、後進インターロック部材６Ｃを支承していない。

後進インターロック部材６Ｃは、インターロックアーム６４、アーム軸６５、および図略の付勢ばねなどで構成されている。アーム軸６５は、後進選択駆動軸８１に平行してケース２１に立設されている。インターロックアーム６４は、屈曲した棒状の部材である。インターロックアーム６４の基端６４１は、アーム軸６５に揺動可能に支承されている。インターロックアーム６４の先端６４２は、後進操作部材７Ｃの被係合部７２の方向に延びている。先端６４２の一側面（図９の紙面手前の側面）は、係止部６４３とされて被係合部７２の被係止部７５に臨んでいる。係止部６４３は、被係止部７５に当接して、後進操作部材７Ｃを操作不能に係止できるように形成されている。インターロックアーム６４の先端寄りの下面は、傾斜したカム面を有する被操作カム部６４４となっている。図略の付勢ばねは、インターロックアーム６４を図９の反時計回りに付勢している。

次に、第３実施形態の歯車変速機の作用のうち主に後進用ギヤ列４の操作、および後進インターロック機能について説明する。後進用ギヤ列４が選択されていない状態で、インターロックアーム６４は、図９に示されるように付勢ばねに付勢されて反時計回りに揺動しており、ロック状態に相当するロック角度位置にある。ロック角度位置にあるインターロックアーム６４の係止部６４３は、後進操作部材７Ｃの被係止部７５に当接している。このため、後進操作部材７Ｃは揺動できない。したがって、操作アーム部７３も移動できず、後進アイドラギヤ４３を紙面手前方向に操作できない。つまり、後進ギヤ列４の噛合を防止するインターロック機能が働いている。

ここで、後進用ギヤ列４が選択されると、図１１の矢印Ｐ１に示されるように、まず後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８４が図中の反時計回りに回動する。これにより、後進インナーレバー８４は、後進操作部材７の被係合部７２を係合溝部８４４に受け入れて係合する。

これと並行して、回動する係合凸部８４３の操作部８４５は、インターロックプレート６４の被操作カム部６４４を押し上げ操作する。これにより、インターロックアーム６４は、付勢ばねを弾性変形させながら、矢印Ｐ２に示される時計回りに揺動する。インターロックアーム６４の係止部６４２は、後進操作部材７Ｃの被係合部７２よりも高い位置まで上昇する。係止部６４２が上昇した後のインターロックアーム６４の位置が、解除状態に相当する解除角度位置である。インターロックアーム６４の解除角度位置において、被係止部７５は係止部６４２に当接しておらず、被係合部７２は図１１の紙面奥方向に移動可能となっている。

次に、図１２の矢印Ｐ３に示されるように、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８４が紙面奥方向に移動する。このとき、後進インナーレバー８４は、係合凸部８４２で後進操作部材７Ｃの被係合部７２を押動操作する。後進操作部材７Ｃは揺動し、操作アーム部７３は、矢印Ｐ４に示されるように後進アイドラギヤ４３を紙面手前方向に押動操作する。これにより、後進アイドラギヤ４３は、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２の両方に噛合して、後進変速段が成立する。

後進用ギヤ列４の選択が解除されると、上述した操作と概ね逆の作用が発生する。すなわち、まず、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８４が図１２の矢印Ｐ３の逆方向に移動する。これにより、操作アーム部７３が矢印Ｐ４の逆方向に揺動して、後進アイドラギヤ４３は紙面奥方向に戻り、後進駆動ギヤ４１および後進従動ギヤ４２との噛合が解消される。次に、後進選択駆動軸８１および後進インナーレバー８４が矢印Ｐ１の逆方向に回動すると、後進操作部材７Ｃの被係合部７２は係合溝部８２４から抜け出て係合が解消される。また、係合凸部８２３の回動による後退に伴い、弾性変形した付勢ばねの付勢作用でインターロックアーム６４は反時計回りに揺動して解除角度位置からロック角度位置に戻る。つまり、インターロック機能が復帰する。

第３実施形態の歯車変速機でも、第１実施形態と同様に、後進操作部材７Ｃの周りに後進用ギヤ列４のインターロック構造を自由に配置できる。したがって、後進インターロック構造の配置自由度に有利である。また、ロックピンなどを用いる従来技術のインターロック構造と比較して部品点数を少なくできるので、歯車変速機のコストは低廉になる。

なお、第１実施形態で、後進インターロック部材６Ａはインターロックプレート６１および皿ばね６２で構成されているが、これに限定されない。例えば、単一の板ばね材で後進インターロック部材を形成することも可能である。その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。

１：歯車変速機
２１：ケース ２２：入力軸 ２４：出力軸 ３：前進用ギヤ列
４：後進用ギヤ列
４１：後進駆動ギヤ ４２：後進従動ギヤ ４３：後進アイドラギヤ
５：変速段選択駆動機構 ５１：前進段選択駆動機構
５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ：後進段選択駆動機構
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ：後進インターロック部材
６１：インターロックプレート ６１２：係止部 ６１３：被操作部
６２：皿ばね ６３：インターロックプレート ６３１：長孔
６３２：係止部 ６３３：被操作部 ６４：インターロックアーム
６４３：係止部 ６４４：被操作カム部 ６５：アーム軸
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ：後進操作部材
７１：揺動軸部 ７２：被係合部 ７３：操作アーム部 ７４：被係止部
７５：被係止部 ７９：後進ブラケット ７９５：支承ピン
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ：後進選択駆動部材 ８１：後進選択駆動軸
８２：後進インナーレバー ８２４：係合溝部 ８２５：操作部
８３：後進インナーレバー ８３４：係合溝部 ８３５：操作部
８４：後進インナーレバー ８４４：係合溝部 ８４５：操作部

Claims (8)

1. 複数の前進変速段をそれぞれ構成する複数の前進用ギヤ列と、後進変速段を構成する後進用ギヤ列と、前記複数の前進用ギヤ列および前記後進用ギヤ列のうちいずれかを選択操作して動力を伝達させる変速段選択駆動機構と、選択されていないギヤ列による動力の伝達を防止するインターロック機構とを備えた歯車変速機であって、
   前記変速段選択駆動機構は、支承ピンに支承され揺動して前記後進用ギヤ列の噛合を成立させる後進操作部材と、前記後進用ギヤ列が選択されたとき前記後進操作部材に係合して駆動する後進選択駆動部材と、を含み、
   前記インターロック機構は、前記後進選択駆動部材に操作される被操作部と、前記後進操作部材を係止する係止部と、を有する後進インターロック部材を含み、
   前記後進インターロック部材は、前記後進選択駆動部材が前記後進操作部材に係合していない間は前記係止部が前記後進操作部材を係止したロック状態を維持し、前記後進選択駆動部材が前記後進操作部材に係合する動作に並行して前記被操作部が操作され、前記係止部が前記後進操作部材の係止を解除して解除状態に移行する歯車変速機。
2. 前記後進インターロック部材は、前記被操作部が操作されると弾性変形して前記ロック状態から前記解除状態に移行する請求項１に記載の歯車変速機。
3. 前記後進インターロック部材は、前記支承ピンによって保持される皿ばねまたは板ばね材を用いて構成されている請求項２に記載の歯車変速機。
4. 前記後進インターロック部材は、前記被操作部が操作されると前記ロック状態に相当するロック位置から前記解除状態に相当する解除位置にスライド移動する請求項１に記載の歯車変速機。
5. 前記後進インターロック部材は、前記支承ピンが遊嵌してスライド移動可能に支承される長孔をもつ請求項４に記載の歯車変速機。
6. 前記後進インターロック部材は、前記被操作部が操作されると前記ロック状態に相当するロック角度位置から前記解除状態に相当する解除角度位置に揺動する請求項１に記載の歯車変速機。
7. 前記後進選択駆動部材は、
   軸周りの回動および軸方向の移動が可能な後進選択駆動軸と、
   前記後進選択駆動軸に設けられ、前記後進選択駆動軸の前記軸周りの回動および前記軸方向の移動の一方で前記後進操作部材に係合するとともに前記後進インターロック部材を前記ロック状態から前記解除状態に操作し、前記軸周りの回動および前記軸方向の移動の他方で前記後進操作部材の操作を駆動する後進インナーレバーと、
   を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の歯車変速機。
8. 前記後進インターロック部材は、プレス成形工法によって製造される請求項１〜７のいずれか一項に記載の歯車変速機。

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