JP2919713B2

JP2919713B2 - 変速機同期装置

Info

Publication number: JP2919713B2
Application number: JP5178531A
Authority: JP
Inventors: 順一加藤
Original assignee: Hino Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JPH0712183A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等に用いられ、歯
車式変速機をベースにして構成された機械式変速機の同
期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械式変速機としてコンスタントメッシ
ュ式（常時噛み合い式）変速機が車両等に用いられてい
る（例えば、株式会社図書出版、１９８９年７月２５日
発行「新編・自動車工学ハンドブック」５−１２〜１３
頁参照）。従来の機械式変速機において、主軸（メイン
シャフト）上に空転する主軸歯車（ドリブンギヤ）があ
り、これと副軸（カウンタシャフト）の副軸歯車（ドラ
イブギヤ）とが常時かみあっており、主軸スプライン上
の複数の結合スリーブを摺動させて、主軸歯車と主軸と
をかみあわせて動力を伝える。こうすれば、歯車のかみ
あわせの際に起こりやすい歯の損傷がなく、歯車の摺動
距離が短く、変速てこ（シフトフォーク）のストローク
を小さくすることができる。

【０００３】従来のコンスタントメッシュ式変速機にお
いて、主軸歯車と主軸との噛み合わせを変えて変速させ
る場合には、変速後噛み合うべき主軸歯車と主軸との回
転速度を同期させ、その後に結合スリーブを摺動させて
その主軸歯車と主軸とを噛み合わせている。そして、変
速後噛み合うべき主軸歯車と主軸との回転速度を同期
（シンクロナイズ）させるには、相当の時間を要し、変
速が迅速には行われなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械式変速
機において、コンスタントメッシュ式変速機をベースと
し、エンジンとインプットシャフトとの間のクラッチを
切断して変速するときに、メインシャフト上の１速ドリ
ブンギヤを移動させて、カウンタシャフト（副軸）を加
速又は減速させ、ドリブンギヤとアウトプットシャフト
（主軸）との回転速度又はドライブギヤとカウンタシャ
フトとの回転速度を同期させ、変速に要する時間を短縮
することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】エンジンとインプットシ
ャフトとの間にクラッチが配設され、カウンタ・シャフ
トとアウトプット・シャフトとが平行に配設され、カウ
ンタ・シャフトの複数のドライブギヤとアウトプット・
シャフトの複数のドリブンギヤとが常時噛み合わされた
変速機同期装置において、１速ドリブン外側ギヤが軸方
向に移動可能に配設され、１速ドリブン外側ギヤの一端
側にシンクロギヤ側面の回転摩擦材が配設され、１速ド
リブン外側ギヤの他端側に静止摩擦材が配設され、１速
ドリブン外側ギヤが回転摩擦材に圧接されるとき、シン
クロギヤ、回転摩擦材を介してアウトプット・シャフト
と１速ドリブン外側ギヤとの間で回転力が伝達され、１
速ドリブン外側ギヤが静止摩擦材に圧接されるとき、１
速ドリブン外側ギヤが制動されるよう構成する。

【０００６】

【作用】エンジンとインプットシャフトとの間のクラッ
チを切断し、１速ドリブン外側ギヤがシンクロギヤの側
面の回転摩擦材に圧接されるとき、シンクロギヤ、回転
摩擦材を介してアウトプット・シャフトと１速ドリブン
外側ギヤとの間で回転力が伝達され、カウンタシャフト
の回転速度が上昇する。また、エンジンとインプットシ
ャフトとの間のクラッチを切断し、１速ドリブン外側ギ
ヤが静止摩擦材に圧接されるとき、１速ドリブン外側ギ
ヤが制動され、カウンタシャフトの回転速度が低下す
る。

【０００７】

【実施例】図１及び図２に基づいて本発明の実施例の説
明をする。ギヤケース16の一端側（図１では左端側）に
はクラッチハウジング17が連結され、ギヤケース16の他
端側（図１では右端側）にはリヤカバー18が連結されて
いる。インプット・シャフト19の入力側はクラッチ20の
出力側に連結され、インプット・シャフト19の出力側は
ギヤケース16のフロント・ベアリング21により軸支され
る。アウトプット・シャフト22の一端（図１で左端）は
インプット・シャフト19の出力端に配設された軸受23に
軸支され、アウトプット・シャフト22の他端（図１で右
端）は、ギヤケース16のリヤ・ベアリング24及びリヤカ
バー18の軸受25によりそれぞれ軸支される。アウトプッ
ト・シャフト22と平行に配設されたカウンタ・シャフト
26の一端は、ギヤケース16の軸受27に軸支され、カウン
タ・シャフト26の他端部はギヤケース16の軸受28に軸支
され、カウンタ・シャフト26の他端はリヤカバー18内に
突出している。

【０００８】カウンタ・シャフト26の一端部にはカウン
タ・シャフト・ギヤ39及び４速ドライブギヤ44の内周が
嵌合され、カウンタ・シャフト・ギヤ39及び４速ドライ
ブギヤ44はキー37及び38によってカウンタ・シャフト26
にそれぞれ連結される。カウンタ・シャフト26の４速ド
ライブギヤ44と軸受28との間の部分には、一体化した３
速ドライブギヤ43、リバース・ドライブギヤ40、２速ド
ライブギヤ42、１速ドライブギヤ41が順次形成され、イ
ンプット・シャフト19の出力端の５速ドリブンギヤ35
は、カウンタ・シャフト・ギヤ39と常時噛み合う。リヤ
カバー18内に突出したカウンタ・シャフト26の他端に
は、スペーサ及びニードルベアリングを介して６速ドラ
イブギヤ46が軸支され、６速ドライブギヤ46の側部には
ハブ60がカウンタ・シャフト26とスプライン結合され
る。ハブ60の外周にはスリーブ61がスプライン結合さ
れ、スリーブ61が６速ドライブギヤ46側に移動される
と、スリーブ61によりハブ60と６速ドライブギヤ46のス
プラインとが結合される。

【０００９】アウトプット・シャフト22には、ニードル
ベアリングをそれぞれ介して４速ドリブンギヤ34、リバ
ース・ドリブンギヤ30、１速ドリブン内側ギヤ29が軸支
され（リバース・ドリブンギヤ30はニードルベアリング
66を介して、また１速ドリブン内側ギヤ29はニードルベ
アリング65を介して軸支される。）、かつスペーサ及び
ニードルベアリングをそれぞれ介して３速ドリブンギヤ
33、２速ドリブンギヤ32が軸支される。アウトプット・
シャフト22の４速ドリブンギヤ34、３速ドリブンギヤ3
3、２速ドリブンギヤ32の歯車は、カウンタ・シャフト2
6の４速ドライブギヤ44、３速ドライブギヤ43、２速ド
ライブギヤ42と常時それぞれ噛み合い、リバース・ドリ
ブンギヤ30の歯車はアイドルギヤ（図示せず）を介して
リバース・ドライブギヤ40と常時かみあう。１速ドリブ
ン内側ギヤ29の外側には１速ドリブン外側ギヤ31がスプ
ライン結合され、１速ドリブン外側ギヤ31は１速ドリブ
ン内側ギヤ29とスプライン結合した状態で軸方向に移動
可能であり、１速ドリブン外側ギヤ31は１速ドライブギ
ヤ41と常時かみあう。アウトプット・シャフト22の一端
と４速ドリブンギヤ34との間では、ハブ49がアウトプッ
ト・シャフト22とスプライン結合され、アウトプット・
シャフト22の３速ドリブンギヤ33と２速ドリブンギヤ32
との間ではハブ50がアウトプット・シャフト22とスプラ
イン結合される。リヤ・ベアリング24と軸受25との間の
アウトプット・シャフト22には、６速ドリブンギヤ36が
スプライン結合され、６速ドリブンギヤ36は６速ドライ
ブギヤ46の歯車と常時かみあう。

【００１０】リバース・ドリブンギヤ30と１速ドリブン
外側ギヤ31との間にはシンクロギヤ64がアウトプット・
シャフト22と一体に形成され、シンクロギヤ64の外周に
は１速・後退シフトスリーブ69がスプライン結合され
る。１速・後退シフトスリーブ69の外周面の環状凹部に
は、１速・後退シフトフォーク51の先端が係合され、１
速・後退シフトスリーブ69は１速・後退シフトフォーク
51によって軸方向に移動される。１速ドリブン外側ギヤ
31のシンクロギヤ64側の端部外周にスプライン62が形成
され、リバース・ドリブンギヤ30のシンクロギヤ64側の
端部外周にスプライン63が形成される。１速・後退シフ
トスリーブ69は１速・後退シフトフォーク51によって移
動され、１速・後退シフトフォーク51がリバース・ドリ
ブンギヤ30側に移動されると、１速・後退シフトスリー
ブ69のスプラインは、シンクロギヤ64のスプライン及び
リバース・ドリブンギヤ30のスプラインに噛み合うこと
ができる。反対に１速・後退シフトフォーク51が１速ド
リブン外側ギヤ31側に移動されると、１速・後退シフト
スリーブ69のスプラインは、シンクロギヤ64のスプライ
ン及び１速ドリブン外側ギヤ31のスプラインに噛み合う
ことができる。１速ドリブン外側ギヤ31の反シンクロギ
ヤ64側（ギヤケース16の他端壁70の側）の端部外周に環
状凹部71が形成され、環状凹部71の上側にはパワーシン
クロ用のシフトフォーク58の二叉円弧状の先端が係合さ
れ、１速ドリブン外側ギヤ31はシフトフォーク58によっ
て軸方向に移動される。他端壁70の表面で１速ドリブン
外側ギヤ31の他端側の側面74と対向する位置に、環状凹
部72が形成され、環状凹部72に環状の静止摩擦材67が接
着剤等の適宜の手段により固定される。シンクロギヤ64
の他端側の側面で１速ドリブン外側ギヤ31の一端側の側
面75と対向する位置に、環状凹部73が形成され、環状凹
部73に環状の回転摩擦材68が接着剤等の適宜の手段によ
り固定される。１速ドリブン外側ギヤ31が他端壁70の方
向に移動されると、１速ドリブン外側ギヤ31の他端側
（図で右側）の環状の側面74が静止摩擦材67の表面に接
触し、１速ドリブン外側ギヤ31がシンクロギヤ64の方向
に移動されると、１速ドリブン外側ギヤ31の一端側（図
で左側）の環状の側面75が回転摩擦材68の表面に接触す
る。

【００１１】５速ドリブンギヤ35と４速ドリブンギヤ34
との間のハブ49の外周には、スリーブ54がスプライン結
合され、３速ドリブンギヤ33、２速ドリブンギヤ32との
間のハブ50の外周にはスリーブ55がスプライン結合され
る。スリーブ54及び55の外周面の環状凹部には、４速・
５速シフトフォーク52及び２速・３速シフトフォーク53
の先端がそれぞれ係合され、スリーブ54及び55はシフト
フォーク52及び53によってそれぞれ移動される。スリー
ブ54が５速ドリブンギヤ35側に移動すると、スリーブ54
のスプラインはハブ49のスプライン及び５速ドリブンギ
ヤ35のスプラインに結合し、スリーブ54が４速ドリブン
ギヤ34側に移動すると、スリーブ54のスプラインはハブ
49のスプライン及び４速ドリブンギヤ34のスプラインに
結合する。スリーブ55が３速ドリブンギヤ33側に移動す
ると、スリーブ55のスプラインはハブ50のスプライン及
び３速ドリブンギヤ33のスプラインに結合し、スリーブ
55が２速ドリブンギヤ32側に移動すると、スリーブ55の
スプラインはハブ50のスプライン及び２速ドリブンギヤ
32のスプラインに結合する。ギヤケース16内には、アウ
トプットシャフト22と平行に３本のシフトロッドが摺動
可能に配設され、シフトフォーク53はシフトロッド56に
固定され、シフトフォーク51及52は図示しない他のシフ
トロッドにそれぞれ固定される。シフトフォーク53上部
の凹部にはシフトアーム57の先端が係合され、シフトア
ーム57の揺動によりスリーブ55が移動される。ギヤケー
ス16の他端上部には、シンクロシリンダ１が配設され、
シンクロシリンダ１内をシンクロピストン３が摺動自在
に嵌合され、シンクロピストン３に連結された中空シリ
ンダシャフト４がギヤケース16内に伸びる。中空シリン
ダシャフト４の内部にシフトロッド56が摺動自在に挿通
され、中空シリンダシャフト４の先端（図１では左端）
にはシフトフォーク58の上部が連結される。

【００１２】次に本発明の実施例の作用について説明す
る。車両の走行中にシフトアップするとき、クラッチ20
を切断し、シンクロシリンダ１のロッド側（図１でシン
クロピストン３の左側）に流体を供給して、シフトフォ
ーク58を他端壁70の方向に移動させる。シフトフォーク
58の先端部は１速ドリブン外側ギヤ31の環状凹部71に係
合し、１速ドリブン外側ギヤ31と１速ドリブン内側ギヤ
29とはスプライン結合しているので、１速ドリブン外側
ギヤ31は他端壁70の静止摩擦材67の方向に移動し、１速
ドリブン外側ギヤ31の他端側の側面74が静止摩擦材67を
圧接する。この圧接により１速ドリブン外側ギヤ31に制
動力が作用し、１速ドリブン外側ギヤ31の回転速度が低
下する。１速ドリブン外側ギヤ31の回転速度の低下は、
１速ドライブギヤ41を介してカウンタギヤ26に伝動さ
れ、カウンタギヤ26の回転速度も低下する。カウンタギ
ヤ26の回転速度の低下により、アウトプットシャフト22
の回転速度と高速側のドリブンギヤの回転速度が一致
し、シフトが可能となる。

【００１３】例えば、２速走行から３速走行へシフトア
ップするときについて説明する。２速走行のとき、２速
ドリブンギヤ32側に移動されているスリーブ55は、ハブ
50のスプライン及び２速ドリブンギヤ32のスプラインに
結合されている。エンジンの回転力は、クラッチ20、イ
ンプットシャフト19、５速ドリブンギヤ35、カウンタ・
シャフト・ギヤ39、キー37、カウンタ・シャフト26、２
速ドライブギヤ42、２速ドリブンギヤ32の歯車、２速ド
リブンギヤ32のスプライン、スリーブ55、ハブ50、アウ
トプット・シャフト22を通って車輪に伝えられる。この
とき、３速ドリブンギヤ33の歯車は、３速ドライブギヤ
43と噛み合っていて、２速ドリブンギヤ32よりも高速度
で回転している。シフトアップのため、クラッチ20を切
断し、スリーブ55を図示の中立位置に戻し、次いでシン
クロシリンダ１を作動させてシフトフォーク58を他端壁
70の方向に移動させる。静止摩擦材67が１速ドリブン外
側ギヤ31の他端側の側面74に圧接され、１速ドリブン外
側ギヤ31に制動力が作用し、１速ドリブン外側ギヤ31の
回転速度が低下する。１速ドリブン外側ギヤ31の回転速
度の低下により、カウンタギヤ26の回転速度も低下す
る。カウンタ・シャフト26の回転速度の低下により、３
速ドリブンギヤ33の回転速度が低下し、３速ドリブンギ
ヤ33の回転速度がスリーブ55の回転速度と一致する（同
期する）に至る。３速ドリブンギヤ33とスリーブ55とが
同期したときに、シフトフォーク53によってスリーブ55
を３速ドリブンギヤ33側に移動させ、３速ドリブンギヤ
33のスプラインとハブ55のスプラインとをスリーブ54で
固定する。次いで、クラッチ20を接続すると、エンジン
からの回転力は、カウンタ・シャフト26から３速ドライ
ブギヤ43、３速ドリブンギヤ33の歯車、３速ドリブンギ
ヤ33のスプライン、スリーブ55、ハブ50等を介して車輪
に伝えられ、３速走行が実現する。なお、６速走行の場
合には、カウンタシャフト26上のスリーブ61を６速ドラ
イブギヤ46に向けて移動し、スリーブ61でハブ60のスプ
ラインと６速ドライブギヤ46のスプラインとを固定す
る。

【００１４】車両の走行中にシフトダウンするとき、ク
ラッチ23を切断し、シンクロシリンダ１のヘッド側（図
１でシンクロピストン３の右側）に流体を供給して、シ
フトフォーク58をシンクロギヤ64の方向に移動し、シン
クロギヤ64の他端側の側面上の回転摩擦材68を１速ドリ
ブン外側ギヤ31の一端側の側面75によって圧接する。ア
ウトプットシャフト22の回転力が、シンクロギヤ64、回
転摩擦材68、１速ドリブン外側ギヤ31、１速ドライブギ
ヤ41を介してカウンタギヤ26に伝わり、この正方向の回
転力によりカウンタギヤ26の回転速度が増加する。カウ
ンタギヤ26の回転速度の増加により、アウトプットシャ
フト22の回転速度と低速側のドリブンギヤの回転速度が
一致し、シフトが可能となる。

【００１５】例えば、３速走行から２速走行へシフトダ
ウンするときについて説明する。３速走行のとき、３速
ドリブンギヤ33側に移動されているスリーブ55は、ハブ
50のスプライン及び３速ドリブンギヤ33のスプラインに
結合されている。エンジンの回転力は、クラッチ20、イ
ンプットシャフト19、５速ドリブンギヤ35、カウンタ・
シャフト・ギヤ39、キー37、カウンタ・シャフト26、３
速ドライブギヤ43、３速ドリブンギヤ33の歯車、３速ド
リブンギヤ33のスプライン、スリーブ55、ハブ50、アウ
トプット・シャフト22を通って車輪に伝えられる。この
とき、２速ドリブンギヤ32の歯車は、２速ドライブギヤ
42と噛み合っていて、３速ドリブンギヤ33よりも低速度
で回転している。シフトダウンのため、クラッチ20を切
断し、スリーブ55を図示の中立位置に戻し、次いでシン
クロシリンダ１を作動させて、シフトフォーク58をシン
クロギヤ64の方向に移動する。シンクロギヤ64の他端側
の側面上の回転摩擦材68が１速ドリブン外側ギヤ31の一
端側の側面75によって圧接され、半クラッチ状態（ディ
スクが滑りながら回転力を伝える状態）となり、アウト
プット・シャフト22の回転力が１速ドリブン外側ギヤ31
に伝わる。１速ドリブン外側ギヤ31の回転方向は３速ド
リブンギヤ33の回転方向とは同一であり、１速ドリブン
外側ギヤ31の歯車と１速ドライブギヤ41の歯車との歯車
比は最大であるので、慣性の力の小さいカウンタ・シャ
フト26の回転速度が増加する。カウンタ・シャフト26の
回転速度の増加により、２速ドリブンギヤ32の回転速度
が増加し、２速ドリブンギヤ32の回転速度がスリーブ55
の回転速度と一致する（同期する）に至る。２速ドリブ
ンギヤ32とスリーブ55とが同期したときに、シフトフォ
ーク53によってスリーブ55を２速ドリブンギヤ32側に移
動させ、２速ドリブンギヤ32のスプラインとハブ55のス
プラインとをスリーブ54で固定する。次いで、クラッチ
20を接続すると、エンジンからの回転力は、カウンタ・
シャフト26から２速ドライブギヤ42、２速ドリブンギヤ
32の歯車、２速ドリブンギヤ32のスプライン、スリーブ
55、ハブ50等を介して車輪に伝えられ、２速走行が実現
する。

【００１６】車両停車時（アウトプット・シャフト22は
回転していない。）に車両発進のため、クラッチ20を切
断しギヤを入れる場合には、シフトフォーク58をシンク
ロギヤ64の方向に移動する。シンクロギヤ64の側面上の
回転摩擦材68への１速ドリブン外側ギヤ31の側面75の圧
接により、カウンタシャフト26の回転が停止する。１速
・後退シフトスリーブ69を１速ドリブン外側ギヤ31側に
移動し、１速・後退シフトスリーブ69でシンクロギヤ64
のスプラインと１速ドリブン外側ギヤ31のスプライン62
とを固定する。次いで、クラッチ20を接続すると、エン
ジンからの回転力は、クラッチ20、インプットシャフト
19、５速ドリブンギヤ35、カウンタ・シャフト・ギヤ3
9、キー37、カウンタ・シャフト26、１速ドライブギヤ4
1、１速ドリブン外側ギヤ31の歯車、１速ドリブン外側
ギヤ31のスプライン62、１速・後退シフトスリーブ69、
シンクロギヤ64のスプライン、アウトプット・シャフト
22を通って車輪に伝えられる。このようにして、車両の
発進が行われる。

【００１７】

【発明の効果】シフトアップしたいときには、エンジン
とインプットシャフトとの間のクラッチを切断し、１速
ドリブン外側ギヤを静止摩擦材に圧接すると、１速ドリ
ブン外側ギヤが制動され、カウンタシャフトの回転速度
が低下する。所望のドリブンギヤ又はドライブギヤの回
転速度がアウトプットシャフト又はカウンタシャフトの
回転速度と一致するに至るとシフトアップを行う。カウ
ンタシャフトの回転速度を低下させるので、シフトアッ
プに要する時間が短縮される。シフトダウンしたいとき
には、エンジンとインプットシャフトとの間のクラッチ
を切断し、１速ドリブン外側ギヤをシンクロギヤ側面の
回転摩擦材に圧接すると、シンクロギヤ、回転摩擦材を
介してアウトプット・シャフトと１速ドリブン外側ギヤ
との間で回転力が伝達され、カウンタシャフトの回転速
度が上昇する。所望のドリブンギヤの回転速度が、アウ
トプットシャフトの回転速度と一致するに至るとシフト
ダウンを行う。カウンタシャフトの回転速度を上昇させ
るので、シフトダウンに要する時間が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機械式自動変速機の縦断側面図であ
る。

【図２】図１の要部拡大図である。

【符号の説明】

19 インプットシャフト 20 クラッチ 22 アウトプット・シャフト 26 カウンタ・シャフト 30 リバース・ドリブンギヤ 31 １速ドリブン外側ギヤ 32 ２速ドリブンギヤ 33 ３速ドリブンギヤ 34 ４速ドリブンギヤ 35 ５速ドリブンギヤ 36 ６速ドリブンギヤ 40 リバース・ドライブギヤ 41 １速ドライブギヤ 42 ２速ドライブギヤ 43 ３速ドライブギヤ 44 ４速ドライブギヤ 45 ５速ドライブギヤ 46 ６速ドライブギヤ 64 シンクロギヤ 67 静止摩擦材 68 回転摩擦材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 3/00 - 3/42 F16D 23/06 F16H 61/34 F16H 63/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンとインプットシャフトとの間に
クラッチが配設され、カウンタ・シャフトとアウトプッ
ト・シャフトとが平行に配設され、カウンタ・シャフト
の複数のドライブギヤとアウトプット・シャフトの複数
のドリブンギヤとが常時噛み合わされた変速機におい
て、１速ドリブン外側ギヤが軸方向に移動可能に配設さ
れ、１速ドリブン外側ギヤの一端側にシンクロギヤの側
面の回転摩擦材が配設され、１速ドリブン外側ギヤの他
端側に静止摩擦材が配設され、１速ドリブン外側ギヤが
回転摩擦材に圧接されるとき、シンクロギヤ、回転摩擦
材を介してアウトプット・シャフトと１速ドリブン外側
ギヤとの間で回転力が伝達され、１速ドリブン外側ギヤ
が静止摩擦材に圧接されるとき、１速ドリブン外側ギヤ
が制動されるよう構成されたことを特徴とする変速機同
期装置。