JP4378775B2

JP4378775B2 - 歯車変速機

Info

Publication number: JP4378775B2
Application number: JP52153099A
Authority: JP
Inventors: 正池田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2018-12-07
Also published as: EP0959272B1; EP0959272A1; EP0959272A4; DE69841843D1; US6189402B1; WO1999030062A1

Description

技術分野
【０００１】
この発明は，自動車，建設機械及び作業用機械等に用いられる手動シフト機構を備えた歯車変速機に関する。
背景技術
【０００２】
一般に，手動式変速機においては，ギヤと一体になって回転するスプラインクラッチを有する低速側ギヤと，ギヤと一体になって回転するスプラインクラッチを有する高速側ギヤとの間に，出力軸と一体となって回転するクラッチハブが配置されている。クラッチハブ上には，スプラインと嵌合し且つ摺動自在なスプラインを有するスリーブが設けられている。実際の変速は，出力軸と一体となって回転するクラッチハブのスプラインと嵌合しているスリーブを，そのスプラインに沿って摺動させ，スリーブを低速側ギヤ又は高速側ギヤのスプラインクラッチとスプライン嵌合させることで，低速側と高速側との二つのギヤレシオ間における変速が選択され，その選択された変速比で動力伝達が行われる。
【０００３】
このような，手動式変速機の変速方式として，一つのスリーブに対して一つのシフトアームを設け，そのシフトアームを支持又は作動力を伝達するために一本のシフトロッドを使用した個別支持ロッド方式がある。それぞれのシフトアームとシフトロッドとは，ボルト，スプリングピン又は溶接等の適宜の固着手段によって互いに固定されている。したがって，一対の低速と高速のギヤ間の変速に対して，シフトアームとシフトロッドとが各一つ使用されており，前進５段後進１段の手動式変速機においては３本のシフトロッドが，また前進６段後進１段の手動式変速機においては４本のシフトロッドが用いられている。個別支持ロッド方式の一例が，実開昭６２−５７８１９号公報に開示されている。
【０００４】
手動式変速機の別の変速方式として，重量，スペース及び部品点数の削減等を目的として，必要とされているシフトアームすべてを１本のシフトロッド上に配置した集中支持ロッド方式も，少数ではあるが採用されている。この方式では，１箇所のシフトアームを除いた他のシフトアームは，すべて１本のシフトロッド上を摺動するように設けられている。
【０００５】
上記の個別支持ロッド方式のシフト機構の一例が，平面図である第３図に示されている。第３図に示すシフト機構６０は，一対の低高速ギヤ間の変速のために，それぞれ，変速機のケース全長に相当する長さを有する１本のシフトロッドを具備している。図示の前進６速後進１速の場合，第１速及び後進用シフトロッド６１，第２速及び第３速用シフトロッド６２，第４速及び第５速用シフトロッド６３，並びに第６速用シフトロッド６４の合計４本のシフトロッドが必要であり，各シフトロッドはケース７４の略全長にわたって延びている。第１速及び後進用シフトロッド６１には第１速及び後進用シフトアーム６５が固定されている。同様にして，第２速及び第３速用シフトロッド６２，第４速及び第５速用シフトロッド６３，並びに第６速用シフトロッド６４には，それぞれ，第２速及び第３速用シフトアーム６６，第４速及び第５速用シフトアーム６７，又は第６速用シフトアーム６８が固定されている。各シフトアーム６５〜６８に対応してシフトブロック６９〜７２が第２速及び第３速用シフトロッド６２上の位置に集合している。図示しない変速レバーの操作に応じて作動する係合手段（変速レバーの一方の端部が係合手段となるダイレクトコントロール方式，或いは，変速レバーからワイヤ系又はロッド系を経て係合手段と連係されるリモートコントロール方式がある）が選択的にいずれかのシフトブロック６９〜７２と係合し，係合手段のシフト方向に応じて，対応するシフトアーム６５〜６８がシフトし，第１速〜第６速又は後進のいずれかの変速段が選択される。したがって，個別支持ロッド方式は，本来の変速に必要なシフトアームの占めるスペース以上にシフトロッドの本数が多く，そうしたシフトロッドの本数の多さは，コスト，重量，及び部品点数に関してシフト機構に及ぼす影響が多大であるという問題点がある。
【０００６】
また，集中支持ロッド方式のシフト機構の一例が，側面図である第４図に示されている。第４図に示す集中支持ロッド方式のシフト機構８０の場合には，ケース７４に摺動可能に支持された１本のシフトロッド８１上にすべてのシフトアーム８２〜８４が支持されている。第１速及び第２速用シフトアーム８２と第３速及び第４速用シフトアーム８３とは，シフトロッド８１に対して摺動可能とされている。第５速用シフトアーム８４は，シフトロッド８１に固定されている。各シフトアーム８２〜８４を選択的にシフトさせるため，シフトブロック機構８５が一か所に集められている。集中支持ロッド方式では，各々のシフトアーム８２〜８４が占有できるスペースが非常に少なくなり，各シフトアーム８２〜８４は，その断面積が小さい細長構造とせざるを得ないため，剛性が低下する。シフトアーム８２〜８４とシフトロッド８１とを含めた実際のシフト機構８０の部品全体の占めるスペースは，個別支持ロッド方式の４シフト機構６０と比較して格段変わらない。更に，前進６段後進１段等の多段化が進むと，変速機内の１本のシフトロッドでは，すべてのシフトアーム類を収めるのが困難になる。
【０００７】
従来の個別支持ロッド方式のシフト機構では，上記のように多段化に応じてシフトロッドの数が増加するという問題点があると共に，シフトブロックを集合させるには，両側のシフトロッドに対応するシフトアームのシフトブロックを，中央寄りのシフトロッドの上部を越えて延びた延長部に形成する必要がある。そのため，必然的にシフト機構の高さが高くなり，変速機をコンパクトに構成することが困難である。更に，各シフトロッドには専用のシフトブロックが必要であり，シフトブロックに対応して変速操作に必要な部品もシフトブロック毎に専用のものが必要である。また，従来の集中支持ロッド方式によるシフト機構では，各シフトアームが細い構造となるので，剛性不足に陥らないためにシフトアームに用いる材料は鉄系プレス材又は鉄系鋳物等の比較的高強度の材料に限られ，且つ多段化が進むときに変速機内の１本のシフトロッドの周りにすべてのシフトブロックを収めきれない等の不都合がある。したがって，変速機をコンパクトにするレイアウトが可能であると共に，部品点数を抑え且つ安価な材料を使用可能として製造コストを低減するシフト機構が求められている。
【０００８】
この発明の目的は，上記問題を解決することであり，シフトロッドを２本に集約して，個別支持ロッド方式の場合に必要なシフトロッドの本数を半減すると共に，１本のシフトロッドに集約する場合と比較してシフトアームの剛性を高め且つシフトアーム及びシフトブロックのレイアウトに余裕を持たせてシフト機構の高さを低くすることが可能な歯車変速機を提供することである。
発明の開示
【０００９】
この発明は，ケースに収容され且つ変速比が異なる歯車の複数の組合せを備えた歯車変速機構，前記歯車変速機構に回転力を入力する入力軸，前記入力軸の回転が変速操作レバーのセレクト操作及びシフト操作に応じて選択された前記歯車の組合せを介して変速して出力される出力軸，前記出力軸に沿って互いに並列に配置された一対のシフトロッド，前記歯車の複数の組合せ数に対応して設けられて前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて選択され且つ前記変速操作レバーの前記シフト操作に応じて前記各シフトロッドにシフト方向に変位可能な複数のシフトブロック，及び前記複数のシフトブロックの各シフトブロックに対応して設けられ且つ選択された前記シフトブロックを介する前記変速操作レバーの前記シフト操作に基づいて前記シフト方向に変位されて前記入力軸からの回転を前記出力軸に伝達する前記歯車の組合せを定める複数のシフトアームを具備し，
前記各シフトブロックは前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて変位する係合手段が係合可能な係合部を備えており，前記各シフトブロックの前記係合部は前記一対のシフトロッド間のスペースにおいて集合した状態に配置されており，
前記複数のシフトアームの一つが前記一対のシフトロッドの一方に固定され，該固定されたシフトアームに対応した前記シフトブロックは，前記係合部と前記シフトロッドの軸線に直交するセレクト方向上で前記シフトロッドに固定され，前記シフトロッドを介して前記シフトアームに連結され，
残りのシフトアームのうち，前記シフトロッドの軸方向であるシフト方向において前記係合部に隣接されているシフトアームは，前記各シフトロッドに摺動可能に設けられ，前記シフトアーム各々に対応した前記シフトブロックと一体的に形成されていることから成る歯車変速機に関する。
【００１０】
この発明による歯車変速機は，上記のように構成されているので，次のように作動する。即ち，変速操作レバーのセレクト操作に基づいて，複数のシフトブロックのうち特定のシフトブロックが選択され，その後，変速操作レバーのシフト操作に基づいて，上記の選択されたシフトブロックがシフト力を受けてシフト方向にシフトされ，そのシフトブロックに対応して設けられているシフトアームがシフト方向に変位する。このように，選択された特定のシフトブロックがシフト方向に変位することによって，そのシフトブロックに対応するシフトアームが変速比の異なる歯車の組合せのうちの一つの組合せを定め，入力軸の回転を選択された変速比で変速して出力軸に出力する。一対のシフトロッドが出力軸に沿って互いに並列に配置されており，各シフトロッドには，それぞれ一つのシフトアームが固定又は嵌合する等の手段によって取り付けられており，且つそのシフトアームに対応するシフトブロックが取り付けられている。また，シフトロッドには残るシフトアームが摺動可能に設けられており，そのシフトアームには対応するシフトブロックが一体又は別体に設けられている。したがって，シフトロッドは２本に集約され，シフトロッドの本数を軽減すると共に，１本のシフトロッドに集約する場合と比較してシフトアームの剛性を高めることが可能となる。更に，いずれのシフトブロックもいずれかのシフトロッド上を越えて延びて集合されることはなく，シフトアーム及びシフトブロックのレイアウトに余裕を持たせることが可能となり，歯車変速機のシフト機構に要するスペースが少なくなる。一対のシフトロッド自体をシフト方向にシフトさせる操作で，各シフトロッドに取り付けられたシフトアームによる二つの変速比の歯車の組合せが選択される。シフトロッドに摺動可能に設けられるシフトアームの数は，必要な変速比の歯車の組合せに対して用意することができる。
【００１１】
また，前記各シフトブロックは前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて変位する係合手段が係合可能な係合部を備えており，前記各シフトブロックの前記係合部は前記一対のシフトロッド間のスペースにおいて集合した状態に配置されている。各シフトブロックの係合部が一対のシフトロッド間のスペースにおいて集合するので，歯車変速機のシフト機構をコンパクトに構成される。
【００１２】
また，前記各シフトブロックの前記係合部は，前記歯車変速機が中立状態にあるときに，前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて前記係合手段が前記両シフトロッドに直交するセレクト方向に変位するのを許容するため，前記セレクト方向に整列される。このように構成された歯車変速機においては，変速操作レバーのセレクト操作に応じて係合手段は両シフトロッドに直交するセレクト方向に整列した係合部に沿って変位して特定のシフトブロックの係合部と係合し，選択されたシフトブロックは，係合手段が係合部に係合した状態で，変速操作レバーのシフト操作に応じて，シフト方向にシフトする。
【００１３】
また，前記各シフトロッドに取り付けられた前記各シフトブロックは同一構造を有すると共に，前記各シフトロッドに摺動可能に設けられた前記各シフトアームの前記各シフトブロックは同一構造を有し，前記変速機が中立状態にあるときに，前記各シフトブロックは集合した中心位置の周りに点対称状態に配置されている。シフトブロックをこのような構造とすることにより，歯車変速機の部品としてのシフトブロックが共通化される。
【００１４】
また，前記シフトロッド，及び前記シフトロッドに摺動可能に設けられた前記シフトアームは，それぞれ，前記ケースに取り付けられたディテント機構によって，中立位置及び前記中立位置からシフトしたシフト位置において妄動不能に係合される。かかるディテント機構によって，シフトロッド及びシフトアームは，中立位置又はシフト位置で確実に安定して係合するので，シフト方向への無用な変位がないので変速作動が確実となり，変速操作のフィーリングが良好となる。
【００１５】
また，前記シフトロッド及び前記シフトロッドに摺動可能に設けられた前記シフトアームには，それぞれ，前記変速操作レバーの前記シフト操作に応じた前記中立位置及び前記シフト位置に対応した凹部が形成されており，前記各ディテント機構は，前記凹部に嵌まり込み可能な単一のボール，該ボールを前記凹部に向かって付勢する付勢手段，及び前記ボール及び前記付勢手段を収容したディテントケースから構成されている。
【００１６】
また，前記ディテント機構は，前記ケースに形成されたディテント装着孔に前記ディテントケースを取り付けることにより，前記ケースに取り付けられる。
【００１７】
更に，前記歯車変速機構は，前記出力軸に連結されたクラッチハブ，前記歯車の組合せを構成するため前記各クラッチハブの軸方向両側において前記出力軸に回転自在に設けられ且つ前記入力軸からの回転が予め決められた前記変速比で伝達される一対の被同期歯車，前記各クラッチハブにスプライン係合し且つ前記シフトアームの前記シフト方向への変位によって前記出力軸の軸方向にシフトするスリーブ，及び前記クラッチハブと一対の前記被同期歯車との間に配置されて前記各スリーブのシフトに応じて前記スリーブと前記被同期歯車とにクラッチ係合して前記クラッチハブと前記被同期歯車との回転を同期させるブロックリングから構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
第１図はこの発明による歯車変速機の一実施例を示す部分断面図，第２図は図１に示す歯車変速機の断面図，第３図は従来の個別支持ロッド方式によるシフト機構の一例を示す平面図，及び第４図は従来の集中支持ロッド方式によるシフト機構の一例を示す側面図である。
発明を実施するための最良の形態
【００１９】
以下，図面を参照して，この発明による歯車変速機の実施例について説明する。第１図に示す歯車変速機は，ＦＲ駆動方式による自動車の同期噛合い式変速機であり，変速機の変速位置はニュートラル（中立位置）にある。
同期噛合い式変速機１は，図に示すように，アルミニウム合金製のケース４に軸受５，６によってそれぞれ回転自在に支持された入力軸２と出力軸３を備えている。出力軸３には，大径の歯車１１から順に小径の歯車１４まで，それぞれ被同期歯車が軸受を介して回転自在に配設されている。入力軸２の先端には，被同期歯車の一つとしての歯車１５が形成されている。出力軸３の端部２３は，歯車１５の内側において軸受７によって回転自在に収容されている。歯車１１は，第１速用の被同期歯車であり，以下同様に，歯車１２〜歯車１５は，それぞれ第２〜５速用の被同期歯車である。これらの歯車１１〜１５は，出力軸３に対して並列に配置されたカウンタ軸（図示せず）に固定された歯車（図示せず）と常時噛み合っている。歯車１６は逆転用の被同期歯車であって，図示しないリバースアイドル歯車と噛み合っている。リバースアイドル歯車は，カウンタ軸（図示せず）に固定された歯車（図示せず）と常時噛み合っている。また，カウンタ軸は，歯車１５と噛み合って常時回転しているので，ニュートラル状態では，出力軸３に支持された歯車１１〜１６は，すべて出力軸３上を空転している。歯車１１と歯車１６との間，歯車１２と歯車１３との間，及び歯車１４と歯車１５との間には，それぞれ変速機構８〜１０が配設されている。図示しない変速操作レバーの操作によって，いずれかの変速機構８〜１０が選択して作動され，選択された一対の歯車のうち一方の歯車がシフト方向に応じてシフトされる。
【００２０】
各変速機構８〜１０は，歯車のサイズに応じて大きさが異なる以外は実質的に同じ構造を有しているので，同等の構成要素には同じ符号を付して，以下，変速機構９のみについて説明する。図示の歯車変速機の場合，変速機構９は，出力軸３に相対回転可能に設けられた低速側ギヤである歯車１２と高速側ギヤである歯車１３との間に設けられており，出力軸３と歯車１２又は歯車１３との回転を同期させる同期機構としての働きをする。変速機構９は，出力軸３とスプライン嵌合して出力軸３と一体に回転するように設けられたクラッチハブ１７，クラッチハブ１７の両側において歯車１２，１３と一体に設けられたドグ歯１８，１８，クラッチハブ１７とドグ歯１８，１８との間に配設されると共にクラッチハブ１７とドグ歯１８，１８の相対回転を同期させるブロックリング１９，１９，及び軸方向に摺動可能に設けられ且つクラッチハブ１７の外周面に形成されたスプラインと係合するスプライン歯２２が内周面に形成されたスリーブ２０を備えている。スリーブ２０の外周には，後述するシフトアームが嵌合する環状溝２１が形成されている。ニュートラル状態では，第１図に示すように，スリーブ２０のスプライン歯２２はクラッチハブ１７のスプラインに係合しているのみであり，ブロックリング１９の歯やドグ歯１８とは噛み合っていない。ブロックリング１９，１９は出力軸３の軸方向に移動可能である。ドグ歯１８，ブロックリング１９及びスリーブ２０は，同期機構におけるスプラインクラッチを構成している。
【００２１】
この変速機は，上記のように構成されており，次のように作動する。変速操作レバーによるシフト操作によってスリーブ２０を左右のいずれかの軸方向にシフトさせると，スリーブ２０のスプライン歯２２の先端がブロックリング１９と係合すると共に，ブロックリング１９をドグ歯１８の円錐面に対して押しつける。その結果，ブロックリング１９とドグ歯１８とは摩擦係合し，ブロックリング１９とドグ歯１８との相対回転が少なくなって同期状態になる。スリーブ２０を更にシフト方向に移動させると，スリーブ２０のスプライン歯２２がブロックリング１９の歯と完全に噛み合う。スリーブ２０とブロックリング１９との同期作用が得られると，スリーブ２０を更に同方向に移動させることで，スプライン歯２２とドグ歯１８との噛合いがスムーズに行える。スリーブ２０のシフトが完了した時点で，歯車１２又は１３からドグ歯１８，スリーブ２０，クラッチハブ１７，及び出力軸３に至る動力伝達径路が形成される。
【００２２】
上記の同期噛み合い変速機１に適用されるシフト機構について，第１図及び第２図を参照して説明する。第２図は，この発明による歯車変速機の一実施例を示す断面図である。シフト機構３０は，出力軸３に並列に配設された一対のシフトロッド３１，３２を有している。シフトロッド３１，３２は，ケース４の入力軸２から遠い側に形成された嵌合孔３３，３５と，ケース４の入力軸２側に形成された嵌合穴３４，３６にそれぞれシフトロッド３１，３２の軸方向に摺動可能に嵌合して案内されている。一方のシフトロッド３１には，第１速及び後進用シフトアーム３７が取り付けられており，第２速及び第３速用シフトアーム３８が摺動可能に係合している。第１速及び後進用シフトアーム３７と第２速及び第３速用シフトアーム３８とは，シフト動作で互いに干渉することのないように配置されている。他方のシフトロッド３２には，第４速及び第５速用シフトアーム３９が摺動可能に係合しており，また，第６速用シフトアームに相当するシフトレバー４０がシフトロッド３２のケース４から突出した端部４１に形成された溝４２に嵌合している。第４速及び第５速用シフトアーム３９も，シフトアーム３７，３８と干渉することのないように配置されている。
【００２３】
シフトアーム３７〜３９，シフトレバー４０は，シフトロッド３１又は３２に連結又は摺動するアーム本体部分と，アーム本体部分から延びて先端がスリーブ２０の外周に形成された環状溝２１に係合するフォーク部分と，アーム本体部分から延びるシフトブロック（後述する）とを有している。
【００２４】
第１速及び後進用シフトアーム３７は，ボルト４３等の適宜の固着手段によってシフトロッド３１に取り付けられている。また，シフトロッド３１には，シフトブロック４４がボルト４６等の適宜の固着手段によって取り付けられている。シフトブロック４４には，係合溝４５が形成されている。
第２速及び第３速用シフトアーム３８がシフトロッド３１に嵌合孔４７において摺動可能に係合している。シフトアーム３８に一体的に形成されてシフトブロック４４側に延びるシフトブロック４８には係合溝４９が形成されている。
他方のシフトロッド３２には，第４速及び第５速用シフトアーム３９が摺動可能に係合している。シフトロッド３２の端部４１はケース４から副変速部内に突出しており，第６速用のシフトアームに相当するシフトレバー４０が端部４１に形成された溝４２に嵌合している。シフトアーム３９は，シフトアーム３８と同一の構造を有しており，互いに対称に配置されている。即ち，シフトアーム３９のアーム本体部分には，シフトロッド３２が摺動する嵌合孔５０が形成されており，アーム本体部分から延びたフォーク部分がスリーブ２０の外周に形成された環状溝２１に係合している。アーム本体部分から延びるシフトブロック５１には，係合溝５２が形成されている。シフトブロック５１も，シフトブロック４８と同一の構造を有しており，互いに対称に配置されている。
第６速用のシフトアームに相当するシフトレバー４０は，ケース４に対して適宜回動自在に支持されている。シフトレバー４０をシフトさせるため，シフトロッド３２には，ボルト５４等の適宜の固着手段によってシフトブロック５３が取り付けられている。シフトブロック５３には，係合溝５５が形成されている。シフトブロック５３は，シフトブロック４４と同じ構造を有しており，互いに対称に配置されている。
【００２５】
シフトブロック４４，４８，５１，５３は，シフトブロック機構５６を構成している。シフトブロック機構５６がニュートラルの状態では，シフトブロック４４，４８，５１，５３のそれぞれの係合溝４５，４９，５２，５５は，シフトロッド３１及びシフトロッド３２の軸線に直交する方向，即ち，セレクト方向に整列した状態にあり，しかも，中心Ｃを通る紙面垂直な軸の周りにおいて，対称な配置関係にある。シフトブロック４４，４８，５１，５３の係合溝４５，４９，５２，５５は，この発明におけるシフトブロックの係合部を構成している。
【００２６】
シフトブロック４４に形成された係合溝４５，シフトブロック４８に形成された係合溝４９，シフトブロック５１に形成された係合溝５２，及びシフトブロック５３に形成された係合溝５５には，図示しない変速操作レバーに関連して設けられた係合手段５７が，変速操作レバーのセレクト操作に応じて係合可能である。第２図では，係合手段５７は後述する係合溝５２に係合した状態で示されている。係合手段５７を係合溝４５，４９，５２，５５の整列方向に変位させた状態では，変速操作レバーのセレクト操作により，係合手段５７はシフトブロック４４，４８，５１，５３に形成された係合溝４５，４９，５２，５５のいずれかと選択的に係合する。
【００２７】
係合溝４５，４９，５２，５５のいずれかと選択的に係合した変速操作レバーをシフトロッド３１，３２の軸方向，即ち，シフト方向にシフト操作すると，既に選択されているシフトアーム３７，３８，３９又はシフトレバー４０のいずれかを通じて，シフト方向の操作力は各変速機構８〜１０のスリーブ２０へと順次伝達され，スリーブ２０をシフトロッド３１，又は３２のシフト方向に移動させることができる。
例えば，変速操作レバーのセレクト操作に応答して，係合手段５７が係合溝４５に嵌入し，更に変速操作レバーのシフト操作に応答して，係合手段５７及び係合溝４５を介してシフト力をシフトブロック４４に与えると，シフトアーム３７をシフトロッド３１の軸方向にシフトさせることができる。即ち，第２図で右側にシフトすると後進が選択され，左側にシフトすると第１速が選択される。
【００２８】
上記のように，一対のシフトロッド３１，３２が出力軸３に沿って互いに並列に配置されており，シフトロッド３１にはシフトアーム３８が摺動可能に設けられ，シフトロッド３２にはシフトアーム３９が摺動可能に設けられている。シフトアーム３８，３９には，それぞれ対応するシフトブロック４８，５１が一体に形成されている。また，シフトロッド３１にはシフトアーム３７が取り付けられ，シフトロッド３２にはシフトレバー４０が嵌合することによって連結されており，シフトロッド３１，３２には，それぞれシフトアーム３７，シフトレバー４０に対応するシフトブロック４４，５３が固定されている。したがって，いずれのシフトブロック４４，４８，５１，５３もシフトロッド３１，３２上を越えて延びて集合されることはなく，変速機のシフト機構３０に要するスペースが少なくて済む。また，シフト機構３０を構成するシフトアーム３１，３２及びシフトブロック４４，４８，５１，５３は対称配置されており，部品の共通化が図られている。更に，シフトアーム３７〜３９の材料として，剛性の低いアルミニウム合金等の材料を使用することができる。
【００２９】
この発明による歯車変速機においては，シフトロッド３１，３２及びシフトアーム３８，３９を，それぞれ，ケース４に対して，ディテント機構８６〜８９によって妄動防止を図っている。ディテント機構８６〜８９は，それぞれ同じ構造を有しているので，以下，ディテント機構８６を例に採って説明する。シフトロッド３１に関連して，ケース４にはディテント装着孔９０が形成されている。ディテント装着孔９０の一部は雌ねじ部９１となっており，ディテントケース９２の一部外周に形成されている雄ねじ部９３と螺合することにより，ディテント機構８６をケース４に装着することができる。
ディテントケース９２の内部にはコイルばね９４が圧縮状態で収容されており，コイルばね９４は，ボール押さえ９５を介して，ディテントケース９２の先端に配置されたボール９５をシフトロッド３１に向かって付勢している。シフトロッド３１が中立位置にあるときに，ディテント機構８６のボール９５は，コイルばね９４に押されて，先端がシフトロッド３１に形成された中立係合凹部９７に嵌まり込んで係合する。
【００３０】
シフトロッド３１の中立係合凹部９７の軸方向両側には，それぞれシフト係合凹部９８，９９が形成されている。シフト係合凹部９８，９９の中立係合凹部９７からの距離は，シフトブロック４４の係含溝４５に係合した変速操作レバーのシフト操作によってシフトロッド３１が中立位置から軸線方向に変位する変位量に対応した距離に設定されている。係合手段５７がシフトブロック４４の係合溝４５に係合した状態で変速操作レバーがシフト操作されて，例えば，後進段が選択されたときには，中立凹部９７に嵌合しているボール９６は，シフトロッド３１の初期の変位段階においてコイルばね９４の付勢力に抗して押し戻され，更に変速シフトが完了したときにシフトロッド３１が占める位置においてシフト係合凹部９８に嵌まり込み，変速操作レバーが第１速にシフトされたときには，ボール９６がシフト係合凹部９９に嵌まり込んで係合する。したがって，シフトブロック４４を操作するとき，中立位置及びシフト位置のいずれの状態でもシフトロッド３１の妄動が防止され，変速操作レバーの操作が確実になり，操作者が感じる変速操作レバーの操作時のフィーリングが良好となる。
【００３１】
第２速又は第３速がセレクトされるときには，係合手段５７がシフトブロック４８の係合溝４９に係合した状態で変速操作レバーがシフト操作される。中立位置では，ディテント機構８７のボール９６が，シフトアーム３８に形成されている中立係合凹部１００に嵌まり込み，第２速にシフトされるときには，シフトアーム３８に形成されている第２速用のシフト係合凹部１０１に嵌まり込み，第３速にシフトされるときには，シフトアーム３８に形成されている第３速用のシフト係合凹部１０２に嵌まり込む。したがって，シフトブロック４４を操作するときには，中立位置，第２速，第３速のいずれの状態でもシフトロッド３１の妄動が防止される。
上記のシフト操作の場合と同様に，第４速又は第５速をセレクトするとき，ディテント機構８８のボール９６は，中立係合位置１０３，第４速のシフト位置に対応してシフト係合凹部１０４に，また，第５速のシフト位置に対応してシフト係合凹部１０５に嵌まり込み，シフトロッド３２の妄動を防止する。また，第６速をセレクトするとき，ディテント機構８９のボール９６は，中立係合位置１０６，第６速のシフト位置に対応したシフト係合凹部１０７に嵌まり込み，シフトロッド３２の妄動を防止する。
第１図及び第２図に示した例は，前進６段後進１段の変速機であるが，第６速用シフトアームに相当するシフトレバー４０が必要とされない場合には，シフトロッド３１，３２についても，同じ長さを有する同一部品とすることができ，部品の共通化を一層進めることができる。
産業上の利用可能性
【００３２】
この発明による歯車変速機は，上記のように構成されているので，変速操作に影響を与えることなく，シフトロッドとそれに関連する部品点数を削減し，歯車変速機のシフト機構の重量を軽減し，製作コストを低減することが可能となる。また，歯車変速機を構成するギヤ類やシフトロッドとの干渉を考慮してもシフト機構の高さを低くして歯車変速機をコンパクトに構成することができる。また，用いられるシフトロッドの数は２本のみであり，且つ一対のシフトロッドの中間位置を利用してシフトブロックを集合させることが可能となるので，シフト機構の高さを低くして歯車変速機をコンパクトに構成することができる。また，この発明の歯車変速機によれば，シフトアームに高強度の材料を使用することなく且つスペース効率の良いシフト機構を得ることができる。この２本のシフトロッドに分散してシフトブロックが集約されるので，歯車変速機は，シフトアームの剛性を確保し且つ多段化にも充分対処することができる。また，シフトアームのレイアウト及び形状に高い自由度が得られるので，アルミニウムのような軽量で且つ比較的低い強度を有する材料でも使用することができる。更に，シフトブロック機構を，歯車変速機が中立位置において集合する各シフトブロックの中央位置の軸周りに対称に配置したので，シフトアームやシフトブロック等の部品を共通して使用することができ，シフト機構に必要な部品点数の削減及びその製造コストの削減を図ることができる。

Claims

ケースに収容され且つ変速比が異なる歯車の複数の組合せを備えた歯車変速機構，前記歯車変速機構に回転力を入力する入力軸，前記入力軸の回転が変速操作レバーのセレクト操作及びシフト操作に応じて選択された前記歯車の組合せを介して変速して出力される出力軸，前記出力軸に沿って互いに並列に配置された一対のシフトロッド，前記歯車の複数の組合せ数に対応して設けられて前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて選択され且つ前記変速操作レバーの前記シフト操作に応じて前記各シフトロッドにシフト方向に変位可能な複数のシフトブロック，及び前記複数のシフトブロックの各シフトブロックに対応して設けられ且つ選択された前記シフトブロックを介する前記変速操作レバーの前記シフト操作に基づいて前記シフト方向に変位されて前記入力軸からの回転を前記出力軸に伝達する前記歯車の組合せを定める複数のシフトアームを具備し，
前記各シフトブロックは前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて変位する係合手段が係合可能な係合部を備えており，前記各シフトブロックの前記係合部は前記一対のシフトロッド間のスペースにおいて集合した状態に配置されており，
前記複数のシフトアームの一つが前記一対のシフトロッドの一方に固定され，該固定されたシフトアームに対応した前記シフトブロックは，前記係合部と前記シフトロッドの軸線に直交するセレクト方向上で前記シフトロッドに固定され，前記シフトロッドを介して前記シフトアームに連結され，
残りのシフトアームのうち，前記シフトロッドの軸方向であるシフト方向において前記係合部に隣接されているシフトアームは，前記各シフトロッドに摺動可能に設けられ，前記シフトアーム各々に対応した前記シフトブロックと一体的に形成されていることから成る歯車変速機。
前記各シフトブロックの前記係合部は，前記歯車変速機が中立状態にあるときに，前記変速操作レバーの前記セレクト操作に応じて前記係合手段が前記両シフトロッドに直交するセレクト方向に変位するのを許容するため，前記セレクト方向に整列されることから成る請求の範囲第１項に記載の歯車変速機。
前記各シフトロッドに取り付けられた前記各シフトブロックは同一構造を有すると共に，前記各シフトロッドに摺動可能に設けられた前記各シフトアームの前記各シフトブロックは同一構造を有し，前記変速機が中立状態にあるときに，前記各シフトブロックは集合した中心位置の周りに点対称状態に配置されていることから成る請求の範囲第２項に記載の歯車変速機。
前記シフトロッド及び前記シフトロッドに摺動可能に設けられた前記シフトアームは，それぞれ前記ケースに取り付けられたディテント機構によって，中立位置及び前記中立位置からシフトしたシフト位置において妄動不能に係合されることから成る請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の歯車変速機。
前記シフトロッド及び前記シフトロッドに摺動可能に設けられた前記シフトアームには，それぞれ，前記変速操作レバーの前記シフト操作に応じた前記中立位置及び前記シフト位置に対応した凹部が形成されており，前記各ディテント機構は，前記凹部に嵌まり込み可能な単一のボール，該ボールを前記凹部に向かって付勢する付勢手段，及び前記ボール及び前記付勢手段を収容したディテントケースから構成されていることから成る請求の範囲第４項に記載の歯車変速機。
前記ディテント機構は，前記ケースに形成されたディテント装着孔に前記ディテントケースを取り付けることにより，前記ケースに取り付けられることから成る請求の範囲第５項に記載の歯車変速機。
前記歯車変速機構は，前記出力軸に連結されたクラッチハブ，前記歯車の組合せを構成するため前記各クラッチハブの軸方向両側において前記出力軸に回転自在に設けられ且つ前記入力軸からの回転が予め決められた前記変速比で伝達される一対の被同期歯車，前記各クラッチハブにスプライン係合し且つ前記シフトアームの前記シフト方向への変位によって前記出力軸の軸方向にシフトするスリーブ，及び前記クラッチハブと一対の前記被同期歯車との間に配置されて前記各スリーブのシフトに応じて前記スリーブと前記被同期歯車とにクラッチ係合して前記クラッチハブと前記被同期歯車との回転を同期させるブロックリングから成る請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載の歯車変速機。