JP4773166B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、変速機に関するものである。

従来、この種の変速機としては、例えば特許文献１に開示されているように、シリンダ内を摺動自在に配置されたピストンにボルト固定された作動棒を有するアクチュエータと、この作動棒にボルト固定されたシフトフォークとを備えるものが提案されている。
この変速機では、アクチュエータにシフトフォークを直結して、アクチュエータの動作をシフトフォークにダイレクトに伝達できるものとしている。
特開平１１−５１１８０号公報

しかしながら、こうした変速機では、シフトフォークは作動棒の一端に固定されているだけであるため、例えばシフト時にシフトフォークの倒れが発生して、シフト不良が発生する場合が生ずるという問題点があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、シフト操作を円滑に行なうことを目的の１つとする変速機を提供するものであり、その請求項１は、流体圧が動力源であり、流体圧を発生させる流体圧室としてのシリンダと、該シリンダ内を摺動するスプールとを有し、運転者のシフト要求に基づいて作動するシフトアクチュエータと、
同期装置のカップリングスリーブに係合するフォーク部と、前記シフトアクチュエータに嵌合する嵌合アーム部とを有し、前記シフトアクチュエータによって直接駆動されるよう構成されたシフトフォーク部材と、
該シフトフォーク部材の軸方向移動をガイドするガイド部材と、
を備える変速機であって、
前記シリンダは、第１のシリンダと、第２のシリンダとから形成されてなり、
前記スプールは、前記第１のシリンダ内を摺動する第１の摺動部と、前記第２のシリンダ内を摺動する第２の摺動部と、該第１の摺動部と該第２の摺動部とを連結する連結部とから形成されてなり、
前記嵌合アーム部は、両壁部の間に凹部を有する二股状に形成され、前記両壁部の前記凹部側とは反対側の両壁面に凹み状に段差部が形成されてなり、
該段差部の一方が前記第１の摺動部に対向するとともに前記段差部の他方が前記第２の摺動部に対向するよう前記凹部を前記連結部に嵌合することにより、前記シフトフォーク部材が前記シフトアクチュエータにより直接駆動されてなることである。

また、請求項２は、複数の変速段を有する請求項１に記載の変速機であって、
前記シフトフォーク部材は、前記複数の変速段に対応可能に複数設けられ、
前記ガイド部材は、変速機ケースに固定された固定軸と、該固定軸が挿通するよう複数の前記シフトフォーク部材に形成された挿入穴とからなることである。

また、請求項３は、前記シフトアクチュエータは、前記シフトフォーク部材の数だけ設けられてなることである。

本発明の変速機は、シフトフォーク部材の嵌合アーム部をシフトアクチュエータのスプールに嵌合して、シフトアクチュエータによりシフトフォーク部材を直接駆動する構造のものにおいて、シフトフォーク部材の嵌合アーム部におけるスプールに対向する面に凹み状の段差部を形成することにより、スプールによってシフトフォーク部材を移動する際に、スプールから嵌合アーム部に入力される曲げ荷重によって嵌合アーム部に曲げ変形が生じてもスプールと嵌合アーム部との干渉を防ぐことができ、これによりスプールの摺動を妨げるような入力が入らないため、円滑にシフト操作を行うことができる。

また、複数の変速段を有する請求項１に記載の変速機であって、
前記シフトフォーク部材は、前記複数の変速段に対応可能に複数設けられ、
前記ガイド部材は、変速機ケースに固定された固定軸と、該固定軸が挿通するよう複数の前記シフトフォーク部材に形成された挿入穴とからなることにより、１つのガイド部材で複数のシフトフォーク部材をガイドでき、簡易な構成でシフトフォーク部材をガイドすることができるものとなる。

また、前記シフトアクチュエータは、前記シフトフォーク部材の数だけ設けられてなることにより、複数のシフトフォーク部材をそれぞれ独立して作動することができるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例である変速機１の構成の概略を示す構成図である。
実施例の変速機１は、内燃機関の出力軸としてのクランク軸に連結された図示しないプロペラシャフトに接続された第１クラッチ，第２クラッチ（図示せず）と、第１クラッチを介してプロペラシャフトに接続された第１入力軸３と、第２クラッチを介してプロペラシャフトに接続されると共に第１入力軸３に同軸上に外嵌された第２入力軸４と、第１入力軸３および第２入力軸４に配置された駆動歯車Ｇと、駆動歯車Ｇと噛合する被駆動歯車Ｇ’が配置されると共に第１入力軸３に同軸上に設けた出力軸６に配置された出力歯車ＧＯと噛合する出力カウンタ歯車ＧＣが配置されたカウンタ軸５と、第１入力軸３およびカウンタ軸５に配置された駆動歯車Ｇおよび被駆動歯車Ｇ’のうち遊転歯車として構成された歯車間に配置された同期装置Ｓと、同期装置ＳのカップリングスリーブＳＬに係合されたシフトフォークＦと、シフトフォークＦを作動するシフトアクチュエータＡＣＴを備えるコントロールバルブＣＶとを備える。

第１入力軸３には、駆動歯車Ｇのうち奇数変速段を構成する１速駆動歯車Ｇ１と３速駆動歯車Ｇ３およびリバース駆動歯車ＧＲが、１速駆動歯車Ｇ１とリバース駆動歯車ＧＲとは固定的に、３速駆動歯車Ｇ３は回転可能に、第１クラッチ側から１速駆動歯車Ｇ１，リバース駆動歯車ＧＲ，３速駆動歯車Ｇ３の順で配置されている。また、第１入力軸３の後端部が出力軸６に内挿支持され、３速駆動歯車Ｇ３と出力歯車ＧＯとが隣接するよう構成されており、第１入力軸３上の３速駆動歯車Ｇ３と出力歯車ＧＯとの間には、３・５速同期装置Ｓ３が固定配置されている。

第２入力軸４には、駆動歯車Ｇのうち偶数変速段を構成する２速駆動歯車Ｇ２と４速駆動歯車Ｇ４および６速駆動歯車Ｇ６が、２速駆動歯車Ｇ２と４速駆動歯車Ｇ４と６速駆動歯車Ｇ６とが固定的に第２クラッチ側から６速駆動歯車Ｇ６，２速駆動歯車Ｇ２，４速駆動歯車Ｇ４の順で配置されている。

カウンタ軸５には、第１入力軸３および第２入力軸４上に配置された駆動歯車Ｇに対応して第１，第２クラッチ側から順に６速被駆動歯車Ｇ６’，２速被駆動歯車Ｇ２’，４速被駆動歯車Ｇ４’，１速被駆動歯車Ｇ１’，リバース被駆動歯車ＧＲ’，３速被駆動歯車Ｇ３’が配置されると共に、出力歯車ＧＯに対応して最後部に出力カウンタ歯車ＧＣが配置されている。
また、カウンタ軸５には、遊転歯車として構成された３速被駆動歯車Ｇ３’および出力カウンタ歯車ＧＣ以外の被駆動歯車Ｇ’（Ｇ１’，Ｇ２’，Ｇ４’，Ｇ６’，ＧＲ’）をカウンタ軸５に選択的に固定可能な同期装置Ｓとして、６速被駆動歯車Ｇ６’の第１，第２クラッチ側とは反対側の位置に６速同期装置Ｓ４が、２速被駆動歯車Ｇ２’と４速被駆動歯車Ｇ４’との間に２・４速同期装置Ｓ２が、１速被駆動歯車Ｇ１’とリバース被駆動歯車ＧＲ’との間に１・Ｒ同期装置Ｓ１がそれぞれ配置されており、第１入力軸３および第２入力軸４に入力された動力が同期装置Ｓによって選択された変速段の変速比に変速されてカウンタ軸５に伝達され、出力カウンタ歯車ＧＣおよび出力歯車ＧＯを介して出力軸６に出力される。なお、３・５速同期装置Ｓ３によって出力歯車ＧＯが選択されることで第１入力軸３と出力軸６とが直結状態となることにより５速段が確立される。

シフトフォークＦは、１速およびリバースへの変速のための１・ＲシフトフォークＦ１と、３速および５速への変速のための３・５速シフトフォークＦ３と、２速および４速への変速のための２・４速シフトフォークＦ２と、６速への変速のための６速シフトフォークＦ４とから構成されており、１・ＲシフトフォークＦ１，２・４速シフトフォークＦ２および６速シフトフォークＦ４は、それぞれのボス部Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｃ４に形成されたボス孔を介して、変速機ケース７に固定支持されたシフトフォークシャフトＦＳ１に摺動可能に配置され、３・５速シフトフォークＦ３は、変速機ケース７に摺動自在に支持されたシフトフォークシャフトＦＳ２にボス部Ｆｃ３を介して固定されている。

図２は、シフトフォークＦの配置状態を示す斜視図であり、図３は、シフトフォークＦとシフトアクチュエータＡＣＴとの接続関係を表した背面図である。
図示するように、１・ＲシフトフォークＦ１，２・４速シフトフォークＦ２および６速シフトフォークＦ４には、同期装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４のカップリングスリーブＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ４に係合されるフォーク部Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆａ４と、シフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ４に嵌合する嵌合アーム部Ｆｂ１，Ｆｂ２，Ｆｂ４とが一体形成されており、シフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ４によって１・ＲシフトフォークＦ１，２・４速シフトフォークＦ２および６速シフトフォークＦ４が直接駆動されるよう構成されている。
一方、３・５速シフトフォークＦ３には、同期装置Ｓ３のカップリングスリーブＳＬ３に係合されるフォーク部Ｆａ３が形成されているが、シフトアクチュエータＡＣＴ３に嵌合する嵌合アーム部Ｆｂ３は別体となっている。この嵌合アーム部Ｆｂ３は、３・５速シフトフォークＦ３に隣接してフォークシャフトＦＳ２上に固定配置されており、シフトアクチュエータＡＣＴ３によってフォークシャフトＦＳ２を介して３・５速シフトフォークＦ３を駆動するよう構成されている。

図４は、シフトフォークＦの嵌合アーム部Ｆｂを拡大した要部拡大図である。
図示するように、嵌合アーム部Ｆｂの先端には、二股状に凹部Ｆｂ’が形成されており、シフトフォークＦがフォークシャフトＦＳ１，ＦＳ２を介して変速機ケース７に組み付けられた状態において、凹部Ｆｂ’の開口部が変速機ケース外方を向くように構成されている。また、凹部Ｆｂ’を形成する両壁部Ｆｂ’’の軸方向両端面には、凹み状に段差部Ｆｂ’’’が形成されている。

図５は、図２とは別の角度から見たシフトフォークＦの配置状態を示す斜視図である。図示するように、各シフトフォークＦのボス部Ｆｃの外周面には、各変速段の位置およびニュートラルの位置に対応して切欠溝ｇが設けられており、この切欠溝ｇに変速機ケース７に固定配置されたチェック機構８のチェックボール８ａが係合することによってシフトフォークＦを各変速段およびニュートラルの位置に位置決めできるよう構成されている。

コントロールバルブＣＶは、内部に油圧回路が形成されており、図示しないオイルポンプから圧送される油圧を用いて第１，第２クラッチやシフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４等を油圧制御する周知の油圧制御機構として構成されている。

シフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４は、図３に示すように、コントロールバルブＣＶに形成されたシリンダ９１，９２，９３，９４とシリンダ９１，９２，９３，９４内を摺動するスプール１１，１２，１３，１４とから構成されている。スプール１１，１２，１３，１４は、それぞれ２つの摺動部１１’，１２’，１３’，１４’と、この２つの摺動部１１’，１２’，１３’，１４’を連結する連結部１１’’，１２’’，１３’’，１４’’とから形成され、２つの摺動部１１’，１２’，１３’，１４’の連結部１１’’，１２’’，１３’’，１４’’側端面間に嵌合アーム部Ｆｂ１，Ｆｂ２，Ｆｂ３，Ｆｂ４の壁部Ｆｂ１’’，Ｆｂ２’’，Ｆｂ３’’，Ｆｂ４’’を軸方向に挟み込みながら連結部１１’’，１２’’，１３’’，１４’’が嵌合アーム部Ｆｂ１，Ｆｂ２，Ｆｂ３，Ｆｂ４の凹部Ｆｂ１’，Ｆｂ２’，Ｆｂ３’，Ｆｂ４’に嵌合される。
ここで、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、変速機ケースに組み付けた状態で凹部Ｆｂ１’，Ｆｂ２’，Ｆｂ３’，Ｆｂ４’のそれぞれの開口部が変速機ケース７の外方に向くように構成されているから、この凹部Ｆｂ１’，Ｆｂ２’，Ｆｂ３’，Ｆｂ４’に連結部１１’’，１２’’，１３’’，１４’’が合うようにコントロールバルブＣＶを被せるだけで、コントロールバルブＣＶの組み付けを行なうことができる。この結果、組付け性が向上する。
また、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４がそれぞれ対応するシフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４に直結されているので、部品点数の削減を図ることができると共に、部品の積み上げ誤差を低減できるので、シフト精度の向上を図ることができる。
さらに、シフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４がシフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に対応して設けられているので、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４をそれぞれ独立して作動することができる。この結果、次変速段を予め選択しておく所謂プリシフト状態を容易に確立できる。

次に、こうして構成された実施例の変速機１の動作、特に、変速の際のシフトフォークＦの動作について説明する。
いま、運転者からの変速要求があった場合を考える。具体的に説明をするために発進要求、即ち、１速段への変速要求がなされた場合を考える。この場合、シリンダのうち１速用のシリンダ９１内にコントロールバルブＣＶから油圧が供給されて、スプール１１が１速方向（図１中左側方向）に移動する。このとき、１・ＲシフトフォークＦ１の嵌合アーム部Ｆｂ１がスプール１１の連結部１１’’に嵌合されているため、１・ＲシフトフォークＦ１も１速方向（図１中左側方向）に移動する。そして、シフトフォークＦ１がシフトフォークＦ１に係合されたカップリングスリーブＳＬ１を移動し、カップリングスリーブＳＬ１が１速被駆動歯車Ｇ１’を選択して１速段が確立される。このとき、シフトフォークＦ１は、ボス部Ｆｃ１を介してフォークシャフトＦＳ１上を摺動する、即ち、シフトフォークＦ１は、フォークシャフトＦＳ１によって軸方向移動がガイドされるから、シフトフォークＦ１の倒れの発生を良好に防止できて円滑にシフト動作を行なえる。また、スプール１１によりシフトフォークＦ１を移動する時に、スプール１１から嵌合アーム部Ｆｂ１に曲げ荷重が入力されて、嵌合アーム部Ｆｂ１に曲げ変形が生じるが、段差部Ｆｂ１’’’によりスプール１１と嵌合アーム部Ｆｂ１とが干渉することはない。

以上、１速段への変速の際の動作について述べたが、シフトフォークＦがフォークシャフトＦＳ１に摺動自在に配置された他の変速段、即ち、２速，４速，６速およびリバースへの変速の際の動作についても同様の動き、作用効果を奏することは勿論であるから、詳細な説明は省略する。もとより、３速，５速については、シフトフォークＦ３がフォークシャフトＦＳ２に固定配置されているため、シフトフォークＦ３の倒れが発生することはなく、シフト動作を円滑に行なえる。

以上説明した実施例の変速機１によれば、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ４がそれぞれ対応するシフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ４に直結されると共に、フォークシャフトＦＳ１に摺動自在に配置されるから、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ４の軸方向移動がフォークシャフトＦＳ１によってガイドされてシフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ４の倒れの発生を良好に防止できて円滑にシフトを行なうことができる。もとより、シフトフォークＦ３は、フォークシャフトＦＳ２に固定されてフォークシャフトＦＳ２と共に摺動するから、シフトフォークＦ３の倒れは発生しない。

また、部品点数の削減を図ることができると共に、部品の積み上げ誤差を低減できてシフト精度の向上を図ることができる。さらに、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に対応してシフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４が設けられているので、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４をそれぞれ独立して作動することができる。この結果、プリシフト状態を容易に確立できる。

また、シフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４とシフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４との連結が、ボルト等の締結手段を用いるのではなく、嵌合によるものとしたから、組み付けが容易なものとなり、組み付け性が向上する。

実施例の変速機１では、シフトアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２，ＡＣＴ３，ＡＣＴ４が油圧により作動するものとしたが、電気的に作動するものや空圧により作動するもの等、如何なるものであっても構わない。

実施例の変速機１では、第１クラッチに接続された第１入力軸３と第２クラッチに接続された第２入力軸４とを有する所謂ツインクラッチ式変速機の形態として説明したが、手動変速機構を自動変速させるものであればツインクラッチ式変速機以外の変速機、例えば、クラッチが１つである所謂シングルクラッチ式変速機やクラッチを２つ以上有する変速機であっても構わない。

実施例の変速機１では、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４をボス部Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｃ４に形成されたボス孔を介して、変速機ケース７に固定支持されたシフトフォークシャフトＦＳ１に摺動可能に配置することで、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の軸方向移動をガイドするものとしたが、例えば、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のフォーク部Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆａ３，Ｆａ４に長手方向の凸部を形成し、凸部に対応する変速機ケース７の位置に凹溝を形成して、凸部を凹溝内に摺動させることでシフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の軸方向移動をガイドするもの等、シフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の軸方向移動をガイドできるものであれば如何なる形態であっても構わない。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の一実施例である変速機１の構成の概略を示す構成図である。 シフトフォークＦの配置状態を示す斜視図である。 シフトフォークＦとシフトアクチュエータＡＣＴとの接続関係を表した背面図である。 シフトフォークＦの嵌合アーム部Ｆｂを拡大した要部拡大図である。 図２とは別の角度から見たシフトフォークＦの配置状態を示す斜視図である。

１ 変速機
３ 第１入力軸
４ 第２入力軸
５ カウンタ軸
６ 出力軸
７ 変速機ケース
８ チェック機構
８ａ チェックボール
１１，１２，１３，１４ スプール
１１’，１２’，１３’，１４’ 摺動部
１１’’，１２’’，１３’’，１４’’ 連結部
９１，９２，９３，９４ シリンダ
９１ １速用のシリンダ
Ｇ 変速駆動歯車
Ｇ１ １速駆動歯車
Ｇ２ ２速駆動歯車
Ｇ３ ３速駆動歯車
Ｇ４ ４速駆動歯車
Ｇ６ ６速駆動歯車
ＧＯ 出力歯車
ＧＲ リバース駆動歯車
ＧＣ 出力カウンタ歯車
Ｇ’ 被駆動歯車
Ｇ１’ １速被駆動歯車
Ｇ２’ ２速被駆動歯車
Ｇ３’ ３速被駆動歯車
Ｇ４’ ４速被駆動歯車
Ｇ６’ ６速被駆動歯車
ＧＲ’ リバース被駆動歯車
Ｓ 同期装置
Ｓ１ １・Ｒ同期装置
Ｓ２ ２・４速同期装置
Ｓ３ ３・５速同期装置
Ｓ４ ６速同期装置
ＳＬ カップリングスリーブ
ＳＬ１ １・Ｒカップリングスリーブ
ＳＬ２ ２・４速カップリングスリーブ
ＳＬ３ ３・５速カップリングスリーブ
ＳＬ４ ６速カップリングスリーブ
Ｆ シフトフォーク
Ｆ１ １・Ｒシフトフォーク
Ｆ２ ２・４速シフトフォーク
Ｆ３ ３・５速シフトフォーク
Ｆ４ ６速シフトフォーク
Ｆａ フォーク部
Ｆｂ 嵌合アーム部
Ｆｂ’ 凹部
Ｆｂ’’ 両壁部
Ｆｂ’’’ 段差部
Ｆｃ ボス部
ＡＣＴ シフトアクチュエータ
ＣＶ コントロールバルブ
ｇ 切欠溝

Claims (3)

1. 流体圧が動力源であり、流体圧を発生させる流体圧室としてのシリンダと、該シリンダ内を摺動するスプールとを有し、運転者のシフト要求に基づいて作動するシフトアクチュエータと、
   同期装置のカップリングスリーブに係合するフォーク部と、前記シフトアクチュエータに嵌合する嵌合アーム部とを有し、前記シフトアクチュエータによって直接駆動されるよう構成されたシフトフォーク部材と、
   該シフトフォーク部材の軸方向移動をガイドするガイド部材と、
   を備える変速機であって、
   前記シリンダは、第１のシリンダと、第２のシリンダとから形成されてなり、
   前記スプールは、前記第１のシリンダ内を摺動する第１の摺動部と、前記第２のシリンダ内を摺動する第２の摺動部と、該第１の摺動部と該第２の摺動部とを連結する連結部とから形成されてなり、
   前記嵌合アーム部は、両壁部の間に凹部を有する二股状に形成され、前記両壁部の前記凹部側とは反対側の両壁面に凹み状に段差部が形成されてなり、
   該段差部の一方が前記第１の摺動部に対向するとともに前記段差部の他方が前記第２の摺動部に対向するよう前記凹部を前記連結部に嵌合することにより、前記シフトフォーク部材が前記シフトアクチュエータにより直接駆動されてなる
   変速機。
2. 複数の変速段を有する請求項１に記載の変速機であって、
   前記シフトフォーク部材は、前記複数の変速段に対応可能に複数設けられ、
   前記ガイド部材は、変速機ケースに固定された固定軸と、該固定軸が挿通するよう複数の前記シフトフォーク部材に形成された挿入穴とからなる
   変速機。
3. 前記シフトアクチュエータは、前記シフトフォーク部材の数だけ設けられてなる請求項２に記載の変速機。

Images