JP2018076907A - シフトピストン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性よく作動するとともに、大きな駆動力を発揮することが可能なシフトピストン装置を提供する。
【解決手段】シフトピストン装置１０は、シリンダ部２０と、小径部４１と大径部４２とを有するピストン４０と、ピストン４０に対し軸方向に相対移動可能に配置され、一端部がシフトフォーク７に当接するピン５０と、を備え、小径部４１の端面に面し、油圧源から作動油が供給される油室１１が形成されるとともに、大径部４２の端面に面して油室１２が形成され、ピストン４０には、油室１１と油室１２とを連通する貫通孔４５，４６が設けられ、ピン５０の端部に当接し、油室１１に作用する油圧力に応じて貫通孔４５を開閉するチェックボール６０をさらに備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、変速機用のシフト部材を駆動するシフトピストン装置に関する。

従来より、奇数変速段用および偶数変速段用の一対のクラッチを有する変速機において、クラッチ解放時の引きずりトルクを推定し、その引きずりトルクに基づいて算出されたシフト力で油圧シリンダのピストンを駆動することで、シフトフォークを駆動するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、油圧供給装置を介して油圧シリンダの油室に圧油を供給し、ピストンに作用する油圧力に応じてピストンを駆動する。

特開２０１４−１６３４６８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、引きずりトルクに基づいて算出された比較的大きな力でピストンが駆動されるようにピストン径が設定される。このため、ピストン径が大きくなり、大きな駆動力が必要ない場合に、ピストンを応答性よく駆動することが困難である。

本発明の一態様は、変速用のシフト部材を駆動するシフトピストン装置であって、シリンダと、シリンダの内部に軸方向に移動可能に配置され、小径部と大径部とを有するピストンと、ピストンに対し軸方向に相対移動可能に配置され、一端部がシフト部材に当接するピンと、を備え、ピストンの小径部の軸方向端面に面し、油圧源から作動油が供給される第１油室が形成されるとともに、ピストンの大径部の軸方向端面に面して第２油室が形成され、ピストンには、第１油室と第２油室とを連通する連通部が設けられ、ピンの他端部に当接し、第１油室に作用する油圧力に応じて連通部を開閉する弁体をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、ピストンの小径部の端面に面する第１油室とピストンの大径部の端面に面する第２油室とを連通部を介して連通させるとともに、第１油室に作用する油圧力に応じて弁体により連通部を開閉するようにしたので、大きな駆動力が必要ない場合のシフトピストン装置の作動の応答性を高めるとともに、必要に応じて大きな駆動力を発揮することが可能となる。

本発明の実施形態に係るシフトピストン装置が適用される変速機の概略構成を示すスケルトン図。 図１の同期機構の構成を示す図。 図２の同期機構の動作の一例を示す図。 本発明の実施形態に係るシフトピストン装置の構成を示す断面図。 図４の要部構成を拡大して示す図。 本発明の実施形態に係るシフトピストン装置の動作の一例を示す図。 図６Ａに続く動作の一例を示す図。 図６Ｂに続く動作の一例を示す図。 シフトフォークが中立位置からインギヤ位置まで移動するときのシフトストロークとフォーク反力との関係を図。 図５の変形例を示す図。

以下、図１〜図８を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシフトピストン装置が適用される変速機１００の概略構成を示すスケルトン図である。この変速機１００は、奇数変速段用および偶数変速段用の一対のクラッチを有するデュアルクラッチ変速機であり、車両に搭載される。まず、変速機１００の構成について説明する。

図１に示すように、エンジン１０１のトルクは、トルクコンバータ１０２を介して第１主入力軸１０４に入力される。第１主入力軸１０４と一体に設けられたギヤ１０５は、図示しないアイドル軸に一体に設けられたギヤを介して、第２主入力軸１０６と一体に設けられたギヤ１０７に噛合され、エンジン１０１のトルクは、トルクコンバータ１０２を介して第２主入力軸１０６にも入力される。第１主入力軸１０４の周囲には、略円筒形状の第１副入力軸１０８が第１主入力軸１０４と同軸かつ第１主入力軸１０４に対し相対回転可能に配置される。第２主入力軸１０６の周囲には、略円筒形状の第２副入力軸１０９が第２主入力軸１０６と同軸かつ第２主入力軸１０６に対し相対回転可能に配置される。

第１主入力軸１０４のトルクは、偶数変速段用の第１クラッチ１１０を介して第１副入力軸１０８に入力される。第１副入力軸１０８の外周面には、２速駆動ギヤ１１１と４速駆動ギヤ１１２と６速駆動ギヤ１１３と８速駆動ギヤ１１４とが、第１副入力軸１０８に対し相対回転可能に支持される。第２主入力軸１０６のトルクは、奇数変速段用の第２クラッチ１１５を介して第２副入力軸１０９に入力される。第２副入力軸１０９の外周面には、１速駆動ギヤ１１６と３速駆動ギヤ１１７と５速駆動ギヤ１１８と７速駆動ギヤ１１９とが、第２副入力軸１０９に対し相対回転可能に支持される。第１クラッチ１１０および第２クラッチ１１５は、それぞれ湿式クラッチにより構成される。

第１主入力軸１０４と第２主入力軸１０６と平行に、出力軸１２０が配置される。出力軸１２０には、１速駆動ギヤ１１６と２速駆動ギヤ１１１とに常時噛合する１−２速従動ギヤ１２１と、３速駆動ギヤ１１７と４速駆動ギヤ１１２とに常時噛合する３−４速従動ギヤ１２２と、５速駆動ギヤ１１８と６速駆動ギヤ１１３とに常時噛合する５−６速従動ギヤ１２３と、７速駆動ギヤ１１９と８速駆動ギヤ１１４とに常時噛合する７−８速従動ギヤ１２４とが、出力軸１２０と一体に設けられる。なお、駆動ギヤ１１１〜１１４，１１６〜１１９および従動ギヤ１２１〜１２４は例えばヘリカルギヤにより構成される。

１速駆動ギヤ１１６および３速駆動ギヤ１１７は、１−３速同期機構１３１を介して第２副入力軸１０９に選択的に結合される。５速駆動ギヤ１１８および７速駆動ギヤ１１９は、５−７速同期機構１３２を介して第２副入力軸１０９に選択的に結合される。これにより第２副入力軸１０９のトルクは、１−３速同期機構１３１または５−７速同期機構１３２を介して奇数段のいずれかの駆動ギヤ１１６〜１１９に伝達され、駆動ギヤ１１６〜１１９と従動ギヤ１２１〜１２４とのギヤ比に応じて出力軸１２０が回転される。

２速駆動ギヤ１１１および４速駆動ギヤ１１２は、２−４速同期機構１３３を介して第１副入力軸１０８に選択的に結合される。６速駆動ギヤ１１３および８速駆動ギヤ１１４は、６−８速同期機構１３４を介して第１副入力軸１０８に選択的に結合される。これにより第１副入力軸１０８のトルクは、２−４速同期機構１３３または６−８速同期機構１３４を介して偶数段のいずれかの駆動ギヤ１１１〜１１４に伝達され、駆動ギヤ１１１〜１１４と従動ギヤ１２１〜１２４とのギヤ比に応じて出力軸１２０が回転される。出力軸１２０の回転は、ギヤ１２５を介して走行軸１２６および駆動輪１２７に伝達され、これにより車両が走行する。

同期機構１３１〜１３４の構成について説明する。図２は、６−８速同期機構１３４の要部構成を示す図である。なお、同期機構１３１〜１３４の構成は実質的に互いに同一であり、ここでは他の同期機構１３１〜１３３の図示を省略する。図２では、出力軸１２０の従動ギヤ１２３，１２４に噛合する６速駆動ギヤ１１３および８速駆動ギヤ１１４の歯部の図示を省略する。

図２に示すように、６−８速同期機構１３４は、６速駆動ギヤ１１３と８速駆動ギヤ１１４との間に配置され、第１副入力軸１０８に固定されたハブ１と、ハブ１の周囲に配置された略円筒形状のスリーブ２とを有し、全体が対称（図２では左右対称）に構成される。ハブ１と６速駆動ギヤ１１３および８速駆動ギヤ１１４との間には、それぞれ断面が略Ｌ字形状で全体が略円環状のシンクロリング３，４が配置される。６速駆動ギヤ１１３の外周面とこれに対向するシンクロリング３の内周面とには、互いに平行にテーパコーン面１１３ｔ，３ｔがそれぞれ形成される。８速駆動ギヤ１１４の外周面とこれに対向するシンクロリング４の内周面とには、互いに平行にテーパコーン面１１４ｔ，４ｔがそれぞれ形成される。ハブ１と各シンクロリング３，４との間には、それぞれ径方向に拡縮可能な略円形状のシンクロスプリング５，６が配置される。

ハブ１の外周面およびスリーブ２の内周面にはそれぞれドグ歯（スプライン）１ａ，２ａが形成される。ドグ歯１ａ，２ａは互いに噛合し、スリーブ２は、ドグ歯１ａ，２ａを介しハブ１の外周面に沿って軸方向に移動可能である。６速駆動ギヤ１１３のハブ１側の端部および８速駆動ギヤ１１４のハブ１側の端部と、シンクロリング３，４の外周面とには、それぞれスリーブ２のドグ歯２ａに噛合可能なドグ歯（一部をチャンファとも呼ぶ）１１３ａ，１１４ａ，３ａ，４ａが形成される。

スリーブ２は、シフトフォーク７を介して、後述するシフトピストン装置に接続される。シフトフォーク７は、シフトフォーク７のボス部７ａを貫通して延在するシフトシャフト８に沿って軸方向に移動可能であり、これによりスリーブ２がシフトフォーク７とともに軸方向に移動する。すなわち、図２の中立位置から矢印Ａ方向の６速インギヤ位置または矢印Ｂ方向の８速インギヤ位置に移動する。

スリーブ２が６速インギヤ位置または８速インギヤ位置に移動された状態では、ハブ１（第１副入力軸１０８）と駆動ギヤ１１３または１１４とがスリーブ２を介して連結され、これによりハブ１と駆動ギヤ１１３または１１４とが一体に回転する。一方、スリーブ２が中立位置に移動すると、ハブ１から駆動ギヤ１１３，１１４へのトルク伝達経路が遮断され、駆動ギヤ１１３，１１４はハブ１に対し相対回転可能となる。

図３は、図２の６−８速同期機構１３４の動作の一例を示す図であり、特にスリーブ２が中立位置から８速インギヤ位置へ移動するときの動作を示す図である。なお、図示は省略するが、スリーブ２が中立位置から６速インギヤ位置へ移動する場合の動作も図３と同様である。

シフトフォーク７を介してスリーブ２が、図３（ａ）に示す中立位置から矢印Ｂ方向に移動すると、図３（ｂ）に示すように、スリーブ２の端部がシンクロスプリング６に接触する。これにより、シンクロリング４がシンクロスプリング６を介して８速駆動ギヤ１１４側に付勢される。スリーブ２がさらにＢ方向に移動すると、図３（ｃ）に示すように、スリーブ２のドグ歯２ａがシンクロリング４のドグ歯４ａに当接するとともに、シンクロリング４のテーパコーン面４ｔと８速駆動ギヤ１１４のテーパコーン面１１４ｔとが互いに当接し、摩擦力によるトルクが発生する（ボーク）。

スリーブ２がさらにＢ方向に移動すると、摩擦力によってスリーブ２と８速駆動ギヤ１１４との回転が同期し、図３（ｄ）に示すように、スリーブ２のドグ歯２ａがシンクロリング４のドグ歯４ａを掻き分けて進む。スリーブ２と８速駆動ギヤ１１４との回転が同期して発生トルクが消滅した状態で、スリーブ２がさらにＢ方向に移動すると、図３（ｅ）に示すように、スリーブ２が８速駆動ギヤ１１４のドグ歯１１４ａと接触し、その後、図３（ｆ）に示すように、スリーブ２のドグ歯２ａがドグ歯１１４ａを掻き分けて進む。スリーブ２が８速インギヤ位置まで移動すると、図３（ｇ）に示すように、スリーブ２のドグ歯２ａと８速駆動ギヤ１１４のドグ歯１１４ａとが係合し、両者は一体に結合される。

このような変速機１００の構成において、車両を奇数段（例えば１速段）で走行させる場合には、図１の第１クラッチ１１０を遮断（解放）するとともに、第２クラッチ１１５を接続（締結）する。さらに、１−３速同期機構１３１のスリーブ２を１速インギヤ位置へ移動し、スリーブ２を介して第２副入力軸１０９と１速駆動ギヤ１１６とを結合する。これによりエンジン１０１のトルクが第１主入力軸１０４、第２主入力軸１０６、第２クラッチ１１５、第２副入力軸１０９、１速駆動ギヤ１１６、出力軸１２０および走行軸１２６へと順次伝達され、車両が１速段で走行する。

車両を偶数段（例えば２速段）で走行させる場合には、第１クラッチ１１０を接続するとともに、第２クラッチ１１５を遮断する。さらに、２−４速同期機構１３３のスリーブ２を２速インギヤ位置へ移動し、スリーブ２を介して第１副入力軸１０８と２速駆動ギヤ１１１とを結合する。これによりエンジン１０１のトルクが第１主入力軸１０４、第１クラッチ１１０、第１副入力軸１０８、２速駆動ギヤ１１１、出力軸１２０および走行軸１２６へと順次伝達され、車両が２速段で走行する。

本実施形態の変速機１００は、奇数段および偶数段の一方の変速段が確立しているときに、車速やアクセルペダルの操作等により算出された要求駆動力に応じて他方の変速段を選択する、いわゆるプレシフトを実行する。例えば奇数変速段で走行しているとき、要求駆動力に応じた偶数変速段の駆動ギヤがインギヤされ、偶数変速段で走行しているとき、要求駆動力に応じた奇数変速段の駆動ギヤがインギヤされる。これにより迅速な変速動作を実現できる。

ところで、本実施形態の第１クラッチ１１０および第２クラッチ１１５は、湿式クラッチにより構成されるため、一方のクラッチ（例えば第１クラッチ１１０）が遮断（解放）された状態において、そのクラッチ１１０の主入力軸１０４の回転に、作動油を介して副入力軸１０８が連れ回り、引きずりトルクが発生する。この引きずりトルクは、作動油の温度が低いほど大きくなり、引きずりトルクが大きいほど、スリーブ２を移動させる際の抵抗が大きくなる。このため、例えば低油温時にプレシフトを行う場合、すなわち同期機構１３１〜１３４を作動してインギヤ状態とする場合には、スリーブ２を軸方向に移動するための比較的大きなシフト力が必要となる。

シフト力は、シフトフォーク７（図２）を介したシフトピストン装置（不図示）による軸方向の駆動力により得られる。この場合、シフトピストン装置のピストン径を大きくすれば、大きなシフト力が得られる。しかしながら、単にピストン径を大きくしたのでは、引きずりトルクが小さい場合等、大きなシフト力を必要としない場合に、ピストンの作動の応答性が低下するおそれがあり、大容量のピストンを作動させるために油圧が低下するおそれもある。

そこで、本実施形態では、大きなシフト力を必要としない場合のピストンの作動の応答性を高めるとともに、必要に応じて大きなシフト力を発生することが可能なようにシフトピストン装置を構成する。以下、本実施形態に係るシフトピストン装置の構成について説明する。

図４は、本発明の実施形態に係るシフトピストン装置１０の構成を示す断面図である。なお、このシフトピストン装置１０の構成は、各同期機構１３１〜１３４で共通である。図４に示すように、シフトピストン装置１０は、スリーブ２の移動方向と平行な軸線ＣＬを中心とした略円筒形状のシリンダ部２０と、シリンダ部２０の内部に配置された一対のピストン部３０とを有する。

シリンダ部２０は、両端部が開放された大径シリンダ２１と、一端部が開放され、他端部が閉塞された大径シリンダ２１よりも小径の一対の小径シリンダ２２とを有する。大径シリンダ２１の軸方向端部の内周面には、シール部材２３（例えばＯリング）を介して小径シリンダ２２の一端部が嵌合される。大径シリンダ２１には、軸方向に沿って切り欠き２４が設けられ、切り欠き２４を介してシフトフォーク７の先端部がシリンダ部２０内に挿入される。一対のピストン部３０は、シフトフォーク７を挟んで対称に配置される。すなわち、シフトピストン装置１０全体は、軸線ＣＬ１に垂直なシフトフォーク７の中心線ＣＬ２を中心として対称に構成される。

シフトフォーク７は、例えばシフトシャフト８が貫通するボス部７ａ（図２）に設けられた図示しないディテント機構により、その中心線ＣＬ２が位置Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２のいずれかに位置決めされる。図４は、スリーブ２が中立位置にある状態（図２）を示しており、このときシフトフォーク７の中心線ＣＬ２はＬ０に位置する。シフトフォーク７の中心線ＣＬ２がＬ１まで移動すると、スリーブ２が一方のインギヤ位置まで移動し、スリーブ２のドグ歯２ａとスリーブ側方の一方の駆動ギヤ（例えば６速駆動ギヤ１１３）のドグ歯とがインギヤする。シフトフォーク７の中心線ＣＬ２がＬ２まで移動すると、スリーブ２が他方のインギヤ位置まで移動し、スリーブ２のドグ歯２ａとスリーブ側方の他方の駆動ギヤ（例えば８速駆動ギヤ１１４）のドグ歯とがインギヤする。なお、以下では、シフトフォーク７の位置Ｌ０を中立位置、位置Ｌ１，Ｌ２をそれぞれインギヤ位置と呼ぶこともある。

図５は、図４の要部構成を拡大して示す図（中心線ＣＬ２よりも左側の拡大図）である。なお、図５では、中心線ＣＬ２よりも右側の図示を省略する。図５に示すように、ピストン部３０は、シリンダ部２０の内部に軸方向に移動可能に配置されたピストン４０と、ピストン４０に対し軸方向に相対移動可能に配置されたピン５０とを有する。

ピストン４０は、軸線ＣＬ１を中心とした円筒形状の外周面４１ａを有する小径部４１と、小径部４１よりも大径に構成され、軸線ＣＬ１を中心とした円筒形状の外周面４２ａを有する大径部４２とを有し、全体が段付き状に形成される。小径部４１の外周面４１ａは、シール部材３１を介して小径シリンダ２２の内周面に摺動可能に嵌合され、大径部４２の外周面４２ａは、シール部材３２を介して大径シリンダ２１の内周面に摺動可能に嵌合される。

小径シリンダ２２の内部には、ピストン４０の小径部４１の軸方向端面４１ｂに面して油室１１が形成され、大径シリンダ２１の内部には、ピストン４０の大径部４２の軸方向一端面４２ｂに面して油室１２が形成される。油室１１には、管路１３および図示しない制御弁を介して油圧源（油圧ポンプ等）が接続され、制御弁の切換に応じて油室１１に圧油を供給可能である。

ピストン４０の小径部４１には、軸方向端面４１ｂから軸線ＣＬ１に沿って所定深さの収容孔４３が穿設される。大径部４２には、軸方向他端面４２ｃから軸線ＣＬ１に沿って所定深さの収容孔４４が穿設される。収容孔４３の内側空間と収容孔４４の内側空間とは、軸線ＣＬ１に沿って穿設された貫通孔４５を介して連通する。小径部４１には、さらに大径部４２の近傍の外周面４１ａから、軸線ＣＬ１に向けて周方向複数の貫通孔４６が穿設される。貫通孔４６は貫通孔４５に連通し、油室１１と油室１２とは、収容孔４３および貫通孔４５，４６を介して連通する。

収容孔４３の底部には弁座４３ａが形成され、収容孔４３には、弁座４３ａに面して球状のチェックボール６０が配置される。さらに収容孔４３には、チェックボール６０に隣接してコイルばね６１が収容される。コイルばね６１の一端部はチェックボール６０に当接し、他端部は略リング形状のばね受け６２に当接する。ばね受け６２の軸方向の位置は、収容孔４３の周面に係止されたスナップリング６３により規制される。これによりチェックボール６０にコイルばね６１の付勢力が作用し、図示のようにチェックボール６０が弁座４３ａに当接して、貫通孔４５が閉塞される。

ピン５０は、軸線ＣＬ１に沿って延在する略円柱形状の大径部５１と、大径部５１の軸方向一端部および他端部からそれぞれ軸線ＣＬ１に沿って突出する大径部５１より小径の略円柱形状の突出部５２，５３とを有し、全体が段付き状に形成される。大径部５１は、ピストン４０の大径部４２の収容孔４４に収容される。突出部５２は、ピストン４０の中央の貫通孔４５に収容され、その先端部はチェックボール６０に当接する。突出部５３は、ピストン４０の側端面４２ｃから突出し、その先端部はシフトフォーク７に当接する。

ピン５０の大径部５１の外周面と突出部５２の外周面とは、大径部５１から突出部５２にかけて縮径するテーパ面５１ａにより接続される。ピストン４０の収容孔４４の端部には、テーパ面５１ａに対向し、テーパ面５１ａと略平行にシール面４４ａが形成される。図５に示すようにチェックボール６０が弁座４３ａに当接した状態では、ピン５０がシール面４４ａから離間し、テーパ面５１ａとシール面４４ａとの間に隙間１４が生じる。

なお、収容孔４４の周面には、シール面４４ａの途中から軸方向の端面４２ｃにかけて切り欠き溝４７が設けられる。このため、隙間１４が生じた状態では、油室１２は、貫通孔４６、隙間１４および切り欠き溝４７を介してピストン４０の端面４２ｃに面した空間１５に連通する。

ピン５０の大径部５１の外周面と突出部５３の外周面とは、軸線ＣＬ１に垂直な端面５１ｂを介して接続される。収容孔４４の周面にはスナップリング６４が係止され、ピストン４０に対するピン５０のシフトフォーク７側への移動は、端面５１ｂがスナップリング６４に当接することで制限される。

次に、本発明の実施形態に係るシフトピストン装置１０の主要な動作について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、それぞれシフトフォーク７が中立位置Ｌ０からインギヤ位置Ｌ２まで移動する状態を示す図であり、図７は、そのときのシフトフォーク７のストローク量（シフトストロークＳ）とシフトフォーク７に作用する反力（フォーク反力Ｆ）との関係を示す図である。なお、シフトストロークＳはスリーブ２の軸方向の移動量に相当し、フォーク反力Ｆはスリーブ２に作用する反力に相当する。中立位置Ｌ０におけるシフトストロークＳは０であり、インギヤ位置Ｌ２におけるシフトストロークＳはＳ２である。

図６Ａに示すように、シフトフォーク７が中立位置Ｌ０にあり、チェックボール６０がコイルばね６１の付勢力により弁座４３ａに当接して貫通孔４５が閉塞された状態において、管路１３を介して油室１１に圧油が供給されると、小径部４１の側端面４１ｂに油圧力が作用する。これにより、ピストン４０は、小径部４１の側端面４１ｂに作用する油圧力によりインギヤ位置Ｌ２に向けて移動し、ピン５０に、ボール６０およびコイルばね６１を介して押圧力が作用する。その結果、シフトフォーク７がピン５０を介して押動される。このとき、図７に示すように、シフトストロークＳが小さい初期状態においては、フォーク反力Ｆが小さい。このため、チェックボール６０を弁座４３ａに当接させたまま、シフトフォーク７を素早く、すなわち応答性よく移動させることができる。

シフトストロークＳが図７のＳ３まで増加し、図３（ｃ）に示すようにスリーブ２と駆動ギヤとの同期が開始されると、フォーク反力Ｆが増加する。このため、図６Ｂに示すように、油室１１の圧力が増加してピストン４０がチェックボール６０よりも押し込まれ、ピン５０のテーパ面５１ａがピストン４０の収容孔４４のシール面４４ａに当接するとともに、チェックボール６０が弁座４３ａから離間する。これにより収容孔４４の端部がシールされるとともに、油室１１の圧油がチェックボール６０と弁座４３ａとの隙間および貫通孔４５，４６を介して油室１２に導かれる。その結果、ピストン４０の大径部４２の側端面４２ｂに油圧力が作用し、ピストン４０の駆動力が増加するとともに、ピン５０には、コイルばね６１の付勢力に加え、シール面４４ａとテーパ面５１ａとの当接部から軸方向に押圧力が作用するようになる。このため、フォーク反力Ｆに抗してシフトフォーク７を容易にインギヤ位置Ｌ２にむけて移動させることができる。

その後、シフトストロークＳが図７のＳ４まで増加してスリーブ２と駆動ギヤとの同期が完了すると、フォーク反力Ｆが低下する。これにより、図６Ｃに示すように、チェックボール６０がコイルばね６１の付勢力により弁座４３ａに当接し、貫通孔４５が閉塞される。なお、チェックボール６０が弁座４３ａに当接した状態では、油室１２の圧油は、貫通孔４６，貫通孔４５，隙間１４および切り欠き溝４７を介してシリンダ部２０の外部の空間１５に排出される。以降、シフトストロークＳは図７のＳ２まで増加し、シフトフォーク７がインギヤ位置Ｌ２に移動する。シフトフォーク７がインギヤ位置Ｌ２に移動すると、制御弁の切換により油室１１への圧油の供給が停止される。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）シフトピストン装置１０は、変速用のシフトフォーク７を駆動するように構成され、シリンダ部２０と、シリンダ部２０の内部に軸方向に移動可能に配置され、小径部４１と大径部４２とを有するピストン４０と、ピストン４０に対し軸方向に相対移動可能に配置され、一端部がシフトフォーク７に当接するピン５０と、を備える（図５）。シフトピストン装置１０には、ピストン４０の小径部４１の軸方向端面４１ｂに面し、油圧源から作動油が供給される油室１１が形成されるとともに、ピストン４０の大径部４２の軸方向端面４２ｂに面して油室１２が形成され、ピストン４０には、油室１１と油室１２とを連通する収容孔４３および貫通孔４５，４６が設けられる（図５）。シフトピストン装置１０は、ピン５０の他端部に当接し、油室１１に作用する油圧力に応じて貫通孔４５を開閉するチェックボール６０をさらに備える（図５）。

この構成により、フォーク反力Ｆが小さい場合には、ピストン４０の小径部４１に作用する油圧力によりシフトフォーク７が駆動されるため、シフトフォーク７を中立位置Ｌ０からインギヤ位置Ｌ１，Ｌ２へ向けて移動開始させた直後の初期状態や、スリーブ２と駆動ギヤとの同期完了後等において、シフトフォーク７を応答性よく駆動することができる。また、フォーク反力Ｆが大きい場合には、チェックボール６０が貫通孔４５を開放し、貫通孔４５を介して供給された油圧力がピストン４０の大径部４２に作用するようになるため、ピン５０を介してシフトフォーク７を大きな力で駆動することができ、スリーブ２と駆動ギヤとの同期等のインギヤ動作が容易である。

（２）シフトピストン装置１０は、収容孔４３に設けられた弁座４３ａに向けてチェックボール６０を付勢するコイルばね６１をさらに備える（図５）。これによりコイルばね６１を介してピストン４０からピン５０に押圧力を付与しつつ、ピン５０に対するピストン４０の相対移動が可能となり、油室１１に作用する油圧力に応じてチェックボール６０を開閉可能となる。また、油室１１に圧油が供給されていない状態であっても、チェックボール６０を所定の押圧力で弁座４３ａに当接させることができ、シフトピストン装置１０の安定した動作を実現できる。

（３）ピストン４０は、貫通孔６５に連通し、ピン５０を移動可能に収容する収容孔４４と、ピストン４０に対するピン５０の相対移動によりチェックボール６０が押動されて貫通孔６５が開放されたときに、収容孔４４とピン５０との間の隙間１４をシールするシール面４４ａとを有する（図５）。これにより、ピストン４０の収容孔４４とピン５０との間の隙間１４を介して油が漏れることを防ぐことができ、貫通孔４５，４６を介して油室１１から油室１２に素早く圧油を供給することができる。また、シール面４４ａを介してピストン４０からピン５０に直接荷重を付加することができ、ピン５０に作用する押圧力を大幅に高めることができる。

図８は、図５の変形例を示す図である。図５では、ピン５０に大径部５１を設けたが、図８では、大径部５１の代わりにピン５０の外周面に沿って軸方向に相対移動可能にシール部材５５を設ける。図８に示すように、シール部材５５は、全体が略円筒形状を呈し、その一端面に収容孔４４のシール面４４ａと略平行にテーパ面５５ａが形成される。シール部材５５の内周面には凹部５５ｂが形成され、凹部５５ｂにコイルばね５６が収容される。コイルばね５６の一端部は、ピン５０の突出部５２と突出部５３とを接続する端面５４に当接し、他端部は凹部５５ｂの軸方向端部５５ｃに当接する。

これにより、シール部材５５がコイルばね５６によりシール面４４ａ側に付勢され、シール面４４ａとテーパ面５５ａとの間の隙間１４を塞ぐことができる。このため、隙間１４を介した油室１１または油室１２から空間１５への油の漏れを確実に防ぐことができる。なお、ピン５０の外周面にはストッパーリング５７が取り付けられ、シール部材５５の先端部がストッパーリング５７に当接することで、コイルばね５６の付勢力によるシール部材５５の最大移動が規制される。

なお、上記実施形態では、シフトピストン装置１０によりシフトフォーク７を駆動するようにしたが、中立位置とインギヤ位置との間で駆動する変速用のシフト部材の構成はこれに限らない。シリンダの内部に軸方向に移動可能に配置され、小径部と大径部とを有するのであれば、ピストン４０の構成は上述したものに限らない。ピストンに対し軸方向に相対移動可能に配置され、一端部がシフト部材に当接するのであれば、ピンの構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、ピストン４０の小径部４１の端面４１ｂに面して油室１１（第１油室）が形成されるとともに、大径部４２の端面４２ｂに面して油室１２（第２油室）が形成され、さらにピストン４０に油室１１と油室１２とを連通する収容孔４３および貫通孔４５，４６（連通部）が穿設されるようにしたが、第１油室、第２油室および連通部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、ピン５０の端部に当接するとともに、油室１１に作用する油圧力に応じて貫通孔４５を開閉するチェックボール６０を設けるようにしたが、弁体をボールではなく、例えば円錐状に構成してもよい。

上記実施形態では、コイルばね６１によりチェックボール６０を弁座４３ａに付勢するようにしたが、付勢部材の構成はこれに限らない。上記実施形態では、ピストン４０の収容孔４４（収容部）にピン５０を移動可能に収容するとともに、チェックボール６０が貫通孔４５を開放したときに、収容孔４４のシール面４４ａ（シール部）とピン５０のテーパ面５１ａとを当接させて隙間１４を塞ぐようにしたが、ピストンに設けられる収容部とシール部の構成は上述したものに限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。

７ シフトフォーク、１０ シフトピストン装置、１１，１２ 油室、４０ ピストン、４１ 小径部、４２ 大径部、４４ 収容孔、４４ａ シール面、４５，４６ 貫通孔、５０ ピン、６０ チェックボール、６１ コイルばね

Claims (3)

1. 変速用のシフト部材を駆動するシフトピストン装置であって、
   シリンダと、
   前記シリンダの内部に軸方向に移動可能に配置され、小径部と大径部とを有するピストンと、
   前記ピストンに対し軸方向に相対移動可能に配置され、一端部が前記シフト部材に当接するピンと、を備え、
   前記ピストンの前記小径部の軸方向端面に面し、油圧源から作動油が供給される第１油室が形成されるとともに、前記ピストンの前記大径部の軸方向端面に面して第２油室が形成され、
   前記ピストンには、前記第１油室と前記第２油室とを連通する連通部が設けられ、
   前記ピンの他端部に当接し、前記第１油室に作用する油圧力に応じて前記連通部を開閉する弁体をさらに備えることを特徴とするシフトピストン装置。
2. 請求項１に記載のシフトピストン装置において、
   前記連通部に設けられた弁座に向けて前記弁体を付勢する付勢部材をさらに備えることをシフトピストン装置。
3. 請求項１または２に記載のシフトピストン装置において、
   前記ピストンは、
   前記連通部に連通し、前記ピンを移動可能に収容する収容部と、
   前記ピストンに対する前記ピンの相対移動により前記弁体が押動されて前記連通部が開放されたときに、前記収容部と前記ピンとの間の隙間をシールするシール部と、を有することを特徴とするシフトピストン装置。

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