JP2922084B2 - 変速ギヤの同期装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速ギヤの同期装置に
係り、特に変速装置の側方に設けた増速用のクラッチ又
はカウンタシャフトに装着されたクラッチブレーキ装置
を適宜作動させることによって、メインギヤを加速又は
減速させて該メインギヤの回転速度をアウトプットシャ
フトの回転速度に同期させてから変速するようにして、
シンクロメッシュ機構を不要化すると共に変速操作を短
時間で滑らかに行うことができるようにした変速ギヤの
同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車輛の変速装置のギヤを変速する
際には、クラッチを操作してトランスミッションとエン
ジンとの接続を遮断した後、変速操作が行われるが、自
動変速式トランスミッションとしては、手動変速式トラ
ンスミッションを流体圧シリンダを採用したアクチュエ
ータにより自動変速化した自動変速式トランスミッショ
ン等が採用され、トルクコンバータを用いないことによ
り燃費の向上と出力のロスを低くしながら運転操作を飛
躍的に向上させたトランスミッションが実用化されてい
る。

【０００３】しかしこの種の自動変速式トランスミッシ
ョンにおいては、機械式クラッチを採用しているものが
主流であり、この形式のものでは、変速操作に当たって
はその都度該クラッチの断接を行わなければならない。

【０００４】そこで変速操作に先立ってクラッチを切っ
た場合、クラッチディスク以下の各回転部材はその慣性
により惰性回転するため、インプットシャフト、インプ
ットギヤ、カウンタギヤ、カウンタシャフト及び該カウ
ンタシャフトに固定された変速用のメインギヤは共に惰
性回転することになる。

【０００５】またクラッチが完全に切れない場合、いわ
ゆるクラッチの引きずりが生じるが、この場合にもカウ
ンタシャフト等は、運転者の意志に反してある程度の速
度で回転をし続けることになる。

【０００６】一方トランスミッションのギヤ入れ及びギ
ヤ抜きを円滑に行わせるためには、アウトプットシャフ
トとメインギヤとの回転速度を同期させた状態で変速操
作することが必要である。

【０００７】即ち、ギヤのシフトアップ時には、次に接
続されるメインギヤの回転速度はアウトプットシャフト
の回転速度よりも常に速いから、変速に先立ってメイン
ギヤの回転速度を減速させる必要があり、また逆にギヤ
のシフトダウン時には、次に接続されるメインギヤの回
転速度はアウトプットシャフトの回転速度よりも常に遅
いから、変速に先立ってメインギヤの回転速度を増速さ
せる必要がある。

【０００８】メインギヤの回転速度を減速又は増速させ
るために、従来はダブルクラッチ操作を行わせたり、シ
ンクロナイザリングの円錐形状内径をメインギヤの円錐
部に接触させて該円錐部の摩擦力によってメインギヤの
回転速度とアウトプットシャフトの回転速度とを同期さ
せた後、該ギヤの噛み合せを行わせる、いわゆるシンク
ロメッシュ機構を用いて変速操作を行わせていた。

【０００９】しかし該従来の同期方法や装置によると、
メインギヤの回転速度とアウトプットシャフトの回転速
度の同期に要する時間が長くかかり、運転者の意志と多
少ずれたタイミングでの変速となる等の不具合があり、
軽快な運転性能を確保する上で改良の余地があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記した従
来技術の不具合を除くためになされたものであって、そ
の目的とするところは、アウトプットシャフトに固定さ
れたシンクロギヤによって駆動されるアウトプットギヤ
とシンクロシャフトとを連結又は遮断するクラッチ及び
カウンタシャフトに配設された公知のクラッチブレーキ
装置とを備え、ギヤのシフトダウン時には該クラッチを
作動させてシンクロシャフトの回転速度を増速させ、該
シンクロシャフトにスプライン嵌合するカウンタギヤ及
びメインギヤを介してカウンタシャフトを増速させ、ま
たギヤのシフトアップ時にはクラッチブレーキ装置を作
動させて直接カウンタシャフトの回転速度を減速させる
ことにより、短時間でメインギヤとアウトプットシャフ
トとの回転速度を同期させることができるようにするこ
とであり、またこれによって運転者の意志通りに変速操
作を行うことができるようにして軽快な運転性能を確保
することである。

【００１１】また他の目的は、ギヤのシフトダウン時の
カウンタシャフトの増速には新設されたクラッチを用
い、またギヤのシフトアップ時のカウンタシャフトの減
速には既に配設されている公知のクラッチブレーキ装置
を用いることにより、高性能の変速ギヤの同期装置を低
コストで装着できるようにすることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】要するに本発明は、カウ
ンタシャフトに制動力を作用させるクラッチブレーキ装
置が装着されたコンスタントメッシュギヤ式自動変速装
置において、該コンスタントメッシュギヤ式自動変速装
置のアウトプットシャフトに固定され該アウトプットシ
ャフトと共に回転するシンクロギヤと、前記アウトプッ
トシャフトに回動自在に嵌合する複数のメインギヤの１
つのギヤに常時噛み合って回転するカウンタギヤとスプ
ラインによって嵌合し該カウンタギヤから回転動力が伝
達されるシンクロシャフトと、該シンクロシャフトに回
動自在に嵌合し前記シンクロギヤと常時噛み合って回転
するアウトプットギヤと、該アウトプットギヤと前記シ
ンクロシャフトとを連結又は遮断するクラッチとを備
え、前記自動変速装置の変速時に前記クラッチ又は前記
クラッチブレーキ装置を作動させて前記メインギヤの回
転数を前記アウトプットシャフトの回転数に同期させる
ように構成したことを特徴とするものである。

【００１３】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。図１及び図２において、本発明に係る変速ギヤの
同期装置１は、クラッチブレーキ装置６と、シンクロギ
ヤ２と、シンクロシャフト３と、アウトプットギヤ４
と、クラッチ５とを備えている。

【００１４】変速ギヤの同期装置１は、アウトプットシ
ャフト８の回転速度と該アウトプットシャフト８に回動
自在に嵌合する１速用メインギヤ９Ａ、後進用メインギ
ヤ９Ｂ、２速用メインギヤ９Ｃ、３速用メインギヤ９Ｄ
又は４速用メインギヤ９Ｅの回転速度を同期されるため
のものであって、コンスタントメッシュギヤ式変速装置
１０の側方に装着されている。

【００１５】エンジン（図示せず）のクランクシャフト
１２とインプットシャフト１３との間には、油圧圧着式
等のクラッチ１４が配設されており、クランクシャフト
１２とインプットシャフト１３とを断接するように構成
されている。

【００１６】インプットシャフト１３に固定されたイン
プットギヤ１５は、カウンタシャフト１６に固定されて
いるカウンタギヤ１８と噛合しており、インプットシャ
フト１３の回転をカウンタシャフト１６に伝達するよう
になっている。

【００１７】カウンタシャフト１６には、１速用カウン
タギヤ１９Ａ、後進用カウンタギヤ１９Ｂ、２速用カウ
ンタギヤ１９Ｃ、３速用カウンタギヤ１９Ｄ及び４速用
カウンタギヤ１９Ｅが夫々固定され、１速用メインギヤ
９Ａ、後進用メインギヤ９Ｂ、２速用メインギヤ９Ｃ、
３速用メインギヤ９Ｄ及び４速用メインギヤ９Ｅと夫々
噛み合わされている。

【００１８】アウトプットシャフト８の１速用メインギ
ヤ９Ａと後進用メインギヤ９Ｂとの間、２速用メインギ
ヤ９Ｃと３速用メインギヤ９Ｄとの間及び４速用メイン
ギヤ９Ｅとインプットギヤ１５との間には、夫々ギヤ変
速用のシフトフォーク２０Ａ，２０Ｂ及び２０Ｃが配設
されていて、変速レバー（図示せず）を手動操作するこ
とによるコンピュータ（図示せず）からの指令で、シフ
トセレクトユニット（図示せず）を作動させてシフトフ
ォーク２０Ａ，２０Ｂ又は２０Ｃを動かし、夫々のスリ
ーブ１７Ａ，１７Ｂ又は１７Ｃを介して１速用メインギ
ヤ９Ａ、後進用メインギヤ９Ｂ、２速用メインギヤ９
Ｃ、３速用メインギヤ９Ｄ及び４速用メインギヤ９Ｅの
任意のメインギヤとアウトプットシャフト８とを連結さ
せるように構成されている。

【００１９】クラッチブレーキ装置６は、カウンタシャ
フト１６に配設された公知の多板式のクラッチであり、
カウンタシャフト１６に多数のクラッチ板４０が、また
自動変速装置のケース２７に多数の固定クラッチ板４１
が交互に配列されてスプライン嵌合しており、シリンダ
（図示せず）を作動させてクラッチ板４０と固定クラッ
チ板４１とを押圧して密着させ、摩擦力によってカウン
タシャフト１６に制動力を作用させるように構成されて
いる。

【００２０】シンクロギヤ２は、アウトプットシャフト
８の回転をアウトプットギヤ４に伝達するためのもので
あって、アウトプットシャフト８に固定され、該アウト
プットシャフト８と共に回転するようになっている。

【００２１】シンクロシャフト３は、該シンクロシャフ
ト３の回転速度を制御することにより、これと連結され
ている１速用メインギヤ９Ａ、後進用メインギヤ９Ｂ、
２速用メインギヤ９Ｃ、３速用メインギヤ９Ｄ又は４速
用メインギヤ９Ｅの回転速度を増速させてアウトプット
シャフト８の回転速度と同期させるためのものであっ
て、自動変速装置のケース２７にボールベアリング２４
によって回動自在に支承されている。

【００２２】シンクロシャフト３の中間部には雄スプラ
イン３ａが形成されており、該雄スプライン３ａにカウ
ンタギヤ２５に形成された雌スプライン２５ａが摺動自
在に嵌合している。

【００２３】カウンタギヤ２５は、２速用メインギヤ９
Ｃと噛合しており、シンクロシャフト３の回転を２速用
メインギヤ９Ｃ及び２速用カウンタギヤ１９Ｃを介して
カウンタシャフト１６に伝達するように構成されてい
る。

【００２４】アウトプットギヤ４は、アウトプットシャ
フト８の回転を後述するクラッチ５に伝達するためのも
のであって、ニードルベアリング２６を介してカウンタ
ギヤ２５の軸部２５ｅに回動自在に嵌合すると共に、シ
ンクロギヤ２に噛合してアウトプットシャフト８により
回転するように構成されている。

【００２５】アウトプットギヤ４の側方にはリング状突
起部４ａが設けられ、クラッチ５のハウジングとして構
成されている。

【００２６】クラッチ５は、１速用メインギヤ９Ａ、後
進用メインギヤ９Ｂ、２速用メインギヤ９Ｃ、３速用メ
インギヤ９Ｄ又は４速用メインギヤ９Ｅの回転速度を増
速させるためのものであって、カウンタギヤ２５の雄ス
プライン２５ｂに内外径部に夫々雌スプライン２８ａ及
び雄スプライン２８ｂが形成された中間リング２８の雌
スプライン２８ａが摺動自在にかつ回転を伝達するよう
に嵌合している。

【００２７】また雄スプライン２８ｂには、複数の軸側
クラッチ板２９が該軸側クラッチ板２９に形成された雌
スプラインと摺動自在に嵌合している。

【００２８】クラッチ５のハウジングとして形成された
リング状突起部４ａの内径部には雌スプライン４ｂが形
成されており、ハウジング側クラッチ板３０に形成され
た雄スプラインと摺動自在に嵌合し、複数枚のハウジン
グ側クラッチ板３０と複数枚の軸側クラッチ板２９とが
交互に配列されている。

【００２９】軸側クラッチ板２９及びハウジング側クラ
ッチ板３０の側方に対向して自動変速装置のケース２７
にシリンダ室３１がボルト３２によって固定され、該シ
リンダ室３１内にはピストン３３が図２において左右方
向に摺動自在に嵌合している。

【００３０】ピストン３３とシリンダ室３１との内外径
嵌合部にはＯリング３４が装着されて気密が保持される
と共にシリンダ室３１に固定されたワッシャ３５とピス
トン３３との間には圧縮ばね３６が装着されており、ピ
ストン３３を軸側クラッチ板２９及びハウジング側クラ
ッチ板３０から離脱させる方向（図２において右方向）
に付勢している。

【００３１】そして自動変速装置のケース２７に設けら
れた圧縮流体供給口２７ａから圧縮流体を矢印Ａ方向に
供給してピストン３３を矢印Ｂ方向に移動させることに
より、押圧板３８を介して軸側クラッチ板２９とハウジ
ング側クラッチ板３０とを密着させ、摩擦力によってア
ウトプットギヤ４の回転力をシンクロシャフト３に伝達
するように構成されている。

【００３２】またシンクロシャフト３、アウトプットギ
ヤ４、カウンタギヤ２５及び中間リング２８には潤滑油
供給穴３ｂ，３ｃ，３ｄ，４ｃ，２５ｃ，２５ｄ，２８
ｃが夫々形成されており、潤滑油供給装置（図示せず）
から潤滑油を供給して各部を潤滑するように構成されて
いる。

【００３３】またアウトプットギヤ４とカウンタギヤ２
５との間には、ニードルスラストベアリング３７が、カ
ウンタギヤ２５と自動変速装置のケース２７との間に
は、スラストベアリング４２が装着されている。

【００３４】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。図１及び図２におい
て、車輛が１速で走行中の場合には、ギヤ変速用のシフ
トフォーク２０Ａによりスリーブ１７Ａが１速用メイン
ギヤ９Ａと係合し、エンジンのクランクシャフト１２の
回転力はクラッチ１４によってインプットシャフト１３
に伝達されている。

【００３５】更にインプットギヤ１５、カウンタギヤ１
８、カウンタシャフト１６、１速用カウンタギヤ１９
Ａ、１速用メインギヤ９Ａ、ギヤ変速用のシフトフォー
ク２０Ａによりスリーブ１７Ａを介してアウトプットシ
ャフト８に伝達されている。

【００３６】即ち、エンジン（図示せず）から矢印Ｃ方
向に入力された回転トルクは、アウトプットシャフト８
から矢印Ｄ方向に出力されて車輪（図示せず）を回転さ
せて車輛を走行させている。

【００３７】ここで１速から２速に変速するためにクラ
ッチペダル（図示せず）を操作してクラッチ１４によっ
てクランクシャフト１２とインプットシャフト１３との
連結を遮断し、更に変速レバー（図示せず）を手動操作
してギヤ抜き操作を行うと、該操作信号がコンピュータ
（図示せず）に伝達され、コンピュータからの指令によ
ってシフトセレクトユニット（図示せず）が作動してギ
ヤ抜きが行われる。

【００３８】具体的にはギヤ変速用のシフトフォーク２
０Ａがアウトプットシャフト８上で図１において左方向
に移動してスリーブ１７Ａも同方向に移動し、１速用メ
インギヤ９Ａとアウトプットシャフト８との係合を解除
する。

【００３９】この状態においては、インプットシャフト
１３、インプットギヤ１５、カウンタギヤ１８、カウン
タシャフト１６及びこれに固定されている１速用カウン
タギヤ１９Ａ、後進用カウンタギヤ１９Ｂ、２速用カウ
ンタギヤ１９Ｃ、３速用カウンタギヤ１９Ｄ、４速用カ
ウンタギヤ１９Ｅ、またこれらのギヤと夫々噛合する１
速用メインギヤ９Ａ、後進用メインギヤ９Ｂ、２速用メ
インギヤ９Ｃ、３速用メインギヤ９Ｄ及び４速用メイン
ギヤ９Ｅは惰性回転している。

【００４０】変速レバーにより２速への変速操作が行わ
れると、該操作信号がコンピュータに伝達され、シフト
セレクトユニットに該コンピュータから操作指令信号が
送出される。

【００４１】即ち、シフトアップ操作であることがコン
ピュータにより判断されてクラッチブレーキ装置６を作
動させて２速用メインギヤ９Ｂの回転速度を減速させる
べく、流体圧切換弁（図示せず）を作動させて圧縮流体
をシリンダ（図示せず）に供給して作動させ、クラッチ
板４０と固定クラッチ板４１とを密着させる。

【００４２】この操作によりカウンタシャフト１６と共
に回転しているクラッチ板４０には固定クラッチ板４１
との摩擦力による制動力が作用し、カウンタシャフト１
６の回転速度が減速する。

【００４３】カウンタシャフト１６の減速作用は、２速
用カウンタギヤ１９Ｃを介して２速用メインギヤ９Ｃに
伝達され、該２速用メインギヤ９Ｃの回転速度を減速さ
せる。

【００４４】アウトプットシャフト８の回転速度と同期
する回転速度まで２速用メインギヤ９Ｃの回転速度が減
速すると、これを回転速度検出装置（図示せず）が検出
してコンピュータに伝達し、該コンピュータは流体圧切
換弁を作動させてシリンダへの圧縮流体の供給を停止さ
せ、クラッチ板４０と固定クラッチ板４１とが離間して
クラッチブレーキ装置６が遮断状態となる。

【００４５】この状態において、コンピュータからの指
令に従ってギヤ変速用のドッグクラッチ２０Ｂが図１に
おいて右方向に移動して２速用メインギヤ９Ｃと係合す
ることによって２速用メインギヤ９Ｃとアウトプットシ
ャフト８とが連結され、２速への変速操作が終了する。

【００４６】２速から３速、３速から４速へのシフトア
ップ変速の場合も同様に、クラッチブレーキ装置６を作
動させて３速用メインギヤ９Ｄ又は４速用メインギヤ９
Ｅの回転速度をアウトプットシャフト８の回転速度と同
期する速度まで減速させてからギヤ変速用のフォーク２
０Ｂ又は２０Ｃを右又は左方向に移動させて変速操作す
るので変速を滑らかに行うことができる。

【００４７】またこの減速の減速度は、クラッチブレー
キ装置６に供給する圧縮流体の圧力をコンピュータで制
御して急減速を行う場合には高圧の圧縮流体を、わずか
の減速を行う場合には比較的低圧の圧縮流体を供給して
減速作用を行わせるので、所定の回転速度まで短時間で
減速させることができ、変速操作を迅速に行うことがで
きる。

【００４８】次に、例えば４速から３速にシフトダウン
する場合には、クラッチ１４を作動させて該クラッチを
切った後、変速レバーを操作することにより４速用メイ
ンギヤ９Ｅに係合していたスリーブ２０Ｃを、ギヤ変速
用のシフトフォーク２０Ｃを図１において左方向に移動
させて４速用メインギヤ９Ｅから離脱させ、アウトプッ
トシャフト８との係合を解除する。

【００４９】次いでクラッチ５を作動させて３速用メイ
ンギヤ９Ｄの回転速度を増速させるべく、流体圧切換弁
（図示せず）を作動させて圧縮流体を圧縮流体供給口２
７ａから矢印Ａ方向に供給してピストン３３を矢印Ｂ方
向に移動させて押圧板３８を介して軸側クラッチ板２９
とハウジング側クラッチ板３０とを密着させて摩擦力に
よってアウトプットギヤ４の回転力をシンクロシャフト
３に伝達して増速させる。

【００５０】増速したシンクロシャフト３の回転は、カ
ウンタギヤ２５、２速用メインギヤ９Ｃ、２速用カウン
タギヤ１９Ｃ、カウンタシャフト１６、３速用カウンタ
ギヤ１９Ｄを介して３速用メインギヤ９Ｄに伝達されて
これらのギヤを増速させる。

【００５１】３速用メインギヤ９Ｄの回転速度がアウト
プットシャフト８の回転速度と同期する速度まで増速す
ると、これを回転速度検出装置（図示せず）が検出して
コンピュータに伝達し、該コンピュータは流体圧切換弁
を作動させてシリンダ室３１への圧縮流体の供給を停止
させるので、ピストン３３は圧縮ばね３６の作用によっ
て右方向に移動し、クラッチ５は遮断状態となる。

【００５２】そしてギヤ変速用のドッグクラッチ２０Ｂ
が図１において左方向に移動して３速用メインギヤ９Ｄ
とアウトプットシャフト８とを連結させて３速への変速
操作が終了する。

【００５３】３速から２速、２速から１速へのシフトダ
ウン変速の場合も同様に、クラッチ５を作動させて２速
用メインギヤ９Ｃ又は１速用メインギヤ９Ａの回転速度
をアウトプットシャフト８の回転速度と同期する速度ま
で増速させてからギヤ変速用のドッグクラッチ２０Ｂ又
は２０Ａを右又は左方向に移動させて変速操作するので
変速を滑らかに行うことができる。

【００５４】なお、上記実施例においては、カウンタギ
ヤ２５は２速用メインギヤ９Ｃと噛合するものとして説
明したが、カウンタギヤ２５が噛合するギヤは２速用メ
インギヤ９Ｃに限定されるものではなく、１速用メイン
ギヤ９Ａ、後進用メインギヤ９Ｂ、３速用メインギヤ９
Ｄ又は４速用メインギヤ９Ｅのいずれのギヤであっても
よい。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、上記のようにアウトプットシ
ャフトに固定されたシンクロギヤによって駆動されるア
ウトプットギヤとシンクロシャフトとを連結又は遮断す
るクラッチ及びカウンタシャフトに配設された公知のク
ラッチブレーキ装置とを備え、ギヤのシフトダウン時に
は該クラッチを作動させてシンクロシャフトの回転速度
を増速させ、該シンクロシャフトにスプライン嵌合する
カウンタギヤ及びメインギヤを介してカウンタシャフト
を増速させ、またギヤのシフトアップ時にはクラッチブ
レーキ装置を作動させて直接カウンタシャフトの回転速
度を減速させるようにしたので、短時間でメインギヤと
アウトプットシャフトとの回転速度を同期させることが
できる効果があり、またこの結果運転者の意志通りに変
速操作を行うことができるようにして軽快な運転性能を
確保することのができる効果が得られる。

【００５６】またギヤのシフトダウン時のカウンタシャ
フトの増速には新設されたクラッチを用い、またギヤの
シフトアップ時のカウンタシャフトの減速には既に配設
されている公知のクラッチブレーキ装置を用いるように
したので、高性能の変速ギヤの同期装置を低コストで装
着できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】変速ギヤの同期装置の構成を示す概略図であ
る。

【図２】変速ギヤの同期装置の要部横断面図である。

【符号の説明】

１ 変速ギヤの同期装置 ２ シンクロギヤ ３ シンクロシャフト ４ アウトプットギヤ ５ クラッチ ６ クラッチブレーキ装置 ８ アウトプットシャフト ９Ｃ メインギヤの一例たる２速用メインギヤ １０ コンスタントメッシュギヤ式変速装置 １６ カウンタシャフト ２５ カウンタギヤ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カウンタシャフトに制動力を作用させる
   クラッチブレーキ装置が装着されたコンスタントメッシ
   ュギヤ式自動変速装置において、該コンスタントメッシ
   ュギヤ式自動変速装置のアウトプットシャフトに固定さ
   れ該アウトプットシャフトと共に回転するシンクロギヤ
   と、前記アウトプットシャフトに回動自在に嵌合する複
   数のメインギヤの１つのギヤに常時噛み合って回転する
   カウンタギヤとスプラインによって嵌合し該カウンタギ
   ヤから回転動力が伝達されるシンクロシャフトと、該シ
   ンクロシャフトに回動自在に嵌合し前記シンクロギヤと
   常時噛み合って回転するアウトプットギヤと、該アウト
   プットギヤと前記シンクロシャフトとを連結又は遮断す
   るクラッチとを備え、前記自動変速装置の変速時に前記
   クラッチ又は前記クラッチブレーキ装置を作動させて前
   記メインギヤの回転数を前記アウトプットシャフトの回
   転数に同期させるように構成したことを特徴とする変速
   ギヤの同期装置。