JP5386100B2 - 多段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、互いに平行な歯車軸にそれぞれ複数の駆動歯車と被動歯車が変速段毎に常時噛み合い状態で軸支された多段変速機に関する。

この常時噛合い式の多段変速機は、駆動歯車と被動歯車の一方が歯車軸に固定され、他方が歯車軸に回転自在に軸支され、係合手段により回転自在の歯車のうち回転軸に係合する歯車を切り換えることで変速を行う。
通常、被動歯車が被動歯車軸に回転自在に軸支され、被動歯車を被動歯車軸に係合する種々の係合手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特公昭４５−３５６８７号公報

同特許文献１に開示された常時噛合い式の多段変速機の係合手段は、軸方向に長尺の長溝とその中央箇所に周方向に拡開した拡開孔とが形成された筒体が、被動歯車軸に軸方向に移動自在に外装され、この筒体の周上に複数の被動歯車が回転自在に支持されている。
そして、被動歯車軸の各被動歯車に対応する部分に平坦に切り欠くように形成された切込溝にそれぞれ装入されたローラが筒体の長溝に拡開孔を除いて一列に遊嵌されている。

駆動歯車と常時噛み合って回転する被動歯車のうち、長溝内のローラは被動歯車の内周面と接することなく回転が伝達されず、拡開孔内のローラのみが被動歯車の内周面と接して係合し回転が伝達される。
すなわち、拡開孔が位置した被動歯車が被動歯車軸に回転を伝達するので、筒体を軸方向に移動することにより変速することができる。

ローラを被動歯車に係合させる拡開孔は、内側縁に傾斜面を形成して筒体の移動時にローラが傾斜面に沿って周方向に動き易くしているが、ローラは切込溝と被動歯車の内周面との間に緊密に抑えられて定着されるので、この係合を外すのは相当程度の力を要し、筒体を円滑に移動することが容易ではなく、場合によっては変速用のクラッチを必要とする。

そして、変速時に筒体を移動して拡開孔が被動歯車からローラの係合を外してから隣りのローラに至り同ローラが周方向に移動して隣りの被動歯車に係合するまでの切換えに要する時間のロスがある。
また、変速時、ローラの被動歯車との係合が外れたときに駆動力の抜けが生じ、隣りの被動歯車に係合するときに大きな変速ショックが発生するので、滑らかな変速が難しい。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、小さい力で円滑に作動し変速用のクラッチを要せず、変速時の切換え時間のロスがなく、駆動力の抜けがないとともに変速ショックが小さい多段変速機を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
互いに平行な歯車軸にそれぞれ複数の駆動歯車と被動歯車が変速段毎に常時噛み合い状態で軸支され、
前記駆動歯車と前記被動歯車の一方の複数の歯車が歯車軸に固定され、他方の複数の歯車と歯車軸との間に設けられ互いの係合を行う係合手段が変速駆動手段により切り換え駆動されて変速を行う多段変速機において、
第１の歯車と歯車軸を歯車の回転方向で当接して前記第１の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第１の係合手段と、
前記第１の歯車より減速比の１段小さい第２の歯車と歯車軸を歯車の回転方向で当接して前記第２の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第２の係合手段とを備え、
前記第１の係合手段と前記第２の係合手段は、
前記第１の歯車と前記第２の歯車の各内周面の周方向所要位置に突出して形成された係合凸部と、
前記歯車軸に中央を軸支され、一方の側にピン受部が延出し、他方の側に係合爪部が延出した揺動爪部材とを備え、
前記変速駆動手段によるピン部材の進退を前記ピン受部が受け前記揺動爪部材が揺動することで、前記係合爪部が前記係合凸部に係合および係合解除を行うものであって、
前記変速駆動手段が前記第１の歯車から前記第２の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトアップする際に、前記第１の係合手段により前記第１の歯車が歯車軸に係合している状態で、前記第２の係合手段により前記第２の歯車を同歯車軸に係合して変速する多段変速機とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の多段変速機において、前記第１の歯車と歯車軸を歯車の逆回転方向で当接して前記第１の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第３の係合手段と、前記第２の歯車と歯車軸を歯車の逆回転方向で当接して前記第２の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第４の係合手段とを備え、被駆動側からの駆動力を受けて前記変速駆動手段が前記第２の歯車から前記第１の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトダウンする際に、前記第４の係合手段により前記第２の歯車が歯車軸に係合している状態で、前記第３の係合手段により前記第１の歯車を同歯車軸に係合して変速することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の多段変速機において、前記第１の歯車が歯車軸に前記第１の係合手段により係合されているときには、前記第３の係合手段が前記第１の歯車との係合可能状態に保持され、前記第１の歯車から前記第２の歯車にシフトアップする際には、前記第２の係合手段により前記第２の歯車が係合される前に前記第３の係合手段により前記第１の歯車との係合可能状態が解除され、前記第２の歯車が歯車軸に前記第４の係合手段により係合されているときには、前記第２の係合手段が前記第２の歯車との係合可能状態に保持され、前記第２の歯車から前記第１の歯車にシフトダウンする際には、前記第３の係合手段により前記第１の歯車が係合される前に前記第２の係合手段により前記第２の歯車との係合可能状態が解除されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の多段変速機において、
前記係合手段は、
前記歯車軸の中空内周面に軸方向に移動自在に摺接され摺接面に複数のカム溝が軸方向所要箇所に形成された複数のカムロッドと、
前記歯車軸の所要箇所に径方向に貫通した貫通孔に嵌合し前記軸方向に移動するカムロッドの摺接面と前記カム溝に交互に接して進退する前記ピン部材とを備え、
前記変速駆動手段により前記カムロッドを移動して変速を行うことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の多段変速機において、駆動源回転減速手段を備え、駆動源から駆動力をうけてシフトダウンするときには、前記駆動源回転減速手段により減速後シフトダウン操作を行うことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の多段変速機において、前記駆動源回転減速手段として点火時期制御、燃料噴射量制御またはクラッチの切断による動力伝達制御のいずれかを用いることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の多段変速機において、被駆動側からの駆動力を受けているときに、前記変速駆動手段が前記第１の歯車から前記第２の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトアップすることを禁止することを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項４記載の多段変速機において、前記カムロッドの両端にロストモーション機構を備えることを特徴とする。

請求項１記載の多段変速機によれば、常時噛合い式の多段変速機において、変速駆動手段が第１の歯車から第２の歯車に係合手段の係合を切り換えてシフトアップする際に、第１の係合手段により第１の歯車が歯車軸に係合している状態で、第２の係合手段により第２の歯車を同歯車軸に係合して変速するので、その時互いの歯車の回転速度差により第２の係合手段による第２の歯車の歯車軸への係合で第１の係合手段による第１の歯車の歯車軸への係合が円滑に解除されるため、係合解除に力を要せず滑らかに作動して変速用のクラッチを必要とせず、かつシフトアップ時の切換え時間に全くロスがなく、駆動力の抜けがないとともに変速ショックも小さく、滑らかなシフトアップを行うことができる。

請求項２記載の多段変速機によれば、被駆動側からの駆動力を受けて変速駆動手段が第２の歯車から第１の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトダウンする際に、第４の係合手段により第２の歯車が歯車軸に係合している状態で、第３の係合手段により第１の歯車を同歯車軸に係合して変速するので、その時互いの歯車の回転速度差により第３の係合手段による第１の歯車の歯車軸への係合で第４の係合手段による第２の歯車の歯車軸への係合が円滑に解除されるため、係合解除に力を要せず滑らかに作動して変速用のクラッチを必要とせず、かつシフトダウン時も切換え時間に全くロスがなく、駆動力の抜けがないとともに変速ショックも小さく、滑らかなシフトダウンを行うことができる。

請求項３記載の多段変速機によれば、第１の歯車が歯車軸に第１の係合手段により係合されているときには、第３の係合手段が第１の歯車との係合可能状態に保持されるので、駆動力の方向が変化した時にも係合可能状態にあった第３の係合手段が第１の歯車と速やかに係合して歯車軸との係合が滑らかに引き継がれて維持され、さらに第１の歯車から第２の歯車にシフトアップする際には、第２の係合手段により第２の歯車が係合される前に第３の係合手段により第１の歯車との係合可能状態が解除されるので、第３の係合手段が妨げとなることなく円滑で確実な係合および係合解除が実行されてシフトアップができる。

また、第２の歯車が歯車軸に第４の係合手段により係合されているときには、第２の係合手段が第２の歯車との係合可能状態に保持されるので、駆動力の方向が変化した時にも係合可能状態にあった第２の係合手段が第２の歯車と速やかに係合して歯車軸との係合が滑らかに引き継がれて維持され、さらに第２の歯車から第１の歯車にシフトダウンする際には、第３の係合手段により第１の歯車が係合される前に第２の係合手段により第２の歯車との係合可能状態が解除されるので、第２の係合手段が妨げとなることなく円滑で確実な係合および係合解除が実行されてシフトダウンができる。

請求項４記載の多段変速機によれば、歯車軸の中空内周面に軸方向に移動自在に摺接され摺接面に複数のカム溝が軸方向所要箇所に形成されたカムロッドを軸方向に移動することで、歯車軸の所要箇所に嵌合したピン部材を進退して揺動爪部材を揺動し、歯車の係合凸部との係合および係合解除を行うので、カムロッドの小さい移動量で所要のピン部材を進退させて係合を切り換えて変速を行うことができ、歯車軸に軸支される隣り合う歯車間を近づけた構造が可能で、変速機の軸方向幅を小さくできる。

請求項５記載の多段変速機によれば、駆動源から駆動力をうけてシフトダウンするときに、駆動源回転減速手段により減速後シフトダウン作動を行うので、変速時に減速により第２の係合手段による第２の歯車との係合を解除することができ、第１の係合手段による第１の歯車との係合に容易に引き継ぐことができ、加速時にもシフトダウンを行うことができる。

請求項６記載の多段変速機によれば、駆動源回転減速手段として点火時期制御、燃料噴射量制御またはクラッチの切断による動力伝達制御のいずれかを用いることで、容易に加速時にもシフトダウンを行うことができる。

請求項７記載の多段変速機によれば、被駆動側からの駆動力を受けているときに、変速駆動手段が第１の歯車から第２の歯車に係合手段の係合を切り換えてシフトアップすることを禁止することで、シフトアップしたことにより加速したときに、第２の歯車が係合手段により係合するときに生じる変速ショックを未然に防止することができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図２４に基づいて説明する。
本実施の形態に係る多段変速機10は、自動二輪車に搭載される内燃機関に組み合わされて構成されている。
図１は、該多段変速機10の断面図であり、同図１に示すように、該多段変速機10は、内燃機関と共通の機関ケース１に設けられている。
左右割りの左機関ケース１Ｌと右機関ケース１Ｒが合体して構成された機関ケース１は、変速室２を形成しており、同変速室２にメイン歯車軸11とカウンタ歯車軸12が互いに平行に左右方向に指向して回転自在に軸支されている。

メイン歯車軸11は、左機関ケース１Ｌと右機関ケース１Ｒの各側壁にベアリング３Ｌ，３Ｒを介して回転自在に軸支され、右ベアリング３Ｒを貫通して変速室２から突出した右端部には多板式の摩擦クラッチ５が設けられている。
摩擦クラッチ５の左側には、図示されないクランク軸の回転が伝達されるプライマリ被動ギヤ４がメイン歯車軸11に回転自在に軸支されている。

摩擦クラッチ５は、そのクラッチインナ５ｉがメイン歯車軸11の右端部にスプライン嵌合してナット７で固定され、クラッチインナ５ｉと同クラッチインナ５ｉに組み合わされたプレッシャプレート５ｐを収容する椀状をした大径のクラッチアウタ５ｏがプライマリ被動ギヤ４に連結具６により連結される。
したがって、内燃機関のクランク軸の回転がプライマリ被動ギヤ４から係合状態の摩擦クラッチ５を介してメイン歯車軸11に伝達される。

他方、カウンタ歯車軸12も、左機関ケース１Ｌと右機関ケース１Ｒの各側壁にベアリング７Ｌ，７Ｒを介して回転自在に軸支され、左ベアリング７Ｌを貫通して変速室２から突出した左端部には出力スプロケット８がスプライン嵌合して固定されている。
出力スプロケット８に巻き掛けられた駆動チェーン９が後方の図示されない後輪を駆動するスプロケットに巻き掛けられ、カウンタ歯車軸12の回転動力が後輪に伝達され、車両が走行する。

メイン歯車軸11には、左右のベアリング３Ｌ，３Ｒの間に駆動変速歯車ｍ群がメイン歯車軸11と一体に回転可能に構成されている。
右ベアリング３Ｒに沿って第１駆動変速歯車ｍ１がメイン歯車軸11に一体に形成され、メイン歯車軸11の同第１駆動変速歯車ｍ１と左ベアリング３Ｌとの間に形成されたスプラインに右から左へ順に第３，第５，第４，第２駆動変速歯車ｍ３，ｍ５，ｍ４，ｍ２がスプライン嵌合されている。

他方、カウンタ歯車軸12には、左右のベアリング７Ｌ，７Ｒの間に被動変速歯車ｎ群が環状の軸受カラー部材13を介してメイン歯車軸11と相対回転自在に軸支されている。
カウンタ歯車軸12において、右ベアリング７Ｒの左に介装されたカラー部材14Ｒを介して外装された右端の軸受カラー部材13と、左ベアリング７Ｌの右に介装されたカラー部材14Ｌを介して外装された左端の軸受カラー部材13との間に、等間隔に４つの軸受カラー部材13が外装され、この全部で６つの軸受カラー部材13の隣り合う軸受カラー部材13，13間に跨るようにして右から左へ順に第１，第３，第５，第４，第２被動変速歯車ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ４，ｎ２が回転自在に軸支されている。

メイン歯車軸11と一体に回転する第１，第３，第５，第４，第２駆動変速歯車ｍ１，ｍ３，ｍ５，ｍ４，ｍ２は、カウンタ歯車軸12に回転自在に軸支される対応する第１，第３，第５，第４，第２被動変速歯車ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ４，ｎ２にそれぞれ常時噛み合っている。
第１駆動変速歯車ｍ１と第１被動変速歯車ｎ１の噛合が、最も減速比の大きい１速を構成し、第５駆動変速歯車ｍ５と第５被動変速歯車ｎ５の噛合が、最も減速比の小さい５速を構成し、その間順次減速比が小さくなって２速、３速、４速が構成される。

中空筒状をなすカウンタ歯車軸12は、各被動変速歯車ｎと係合可能な係合手段20が後記するように組み込まれ、後記するように係合手段20の１構成要素である４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22がカウンタ歯車軸12の中空内周面に嵌合して軸方向に移動自在に摺接される。
４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22は、概ね円筒を周方向に４分割された形状をなし、第１カムロッド21と第２カムロッド22の２種類に分けられ対称位置に同種のカムロッドが位置する。

第１，第２カムロッド21，22は、カウンタ歯車軸12の内周面との摺接面がカム面をなすカム部材であり、軸方向所要箇所５箇所に周方向に指向して円弧状をなすカム溝21ｖ，22ｖが形成されている（図１０参照）。

この第１，第２カムロッド21，22を駆動して変速する変速駆動手段50の１構成要素であるコントロールロッド51が、カウンタ歯車軸12の中空中心軸に上記４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22の内側に摺接して挿入されており、コントロールロッド51の軸方向の移動は、ロストモーション機構52，53を介して連動して第１，第２カムロッド21，21，22，22を軸方向に移動する。

このコントロールロッド51を軸方向に移動する機構が、左機関ケース１Ｌの左側に設けられている。
左機関ケース１Ｌの左側には出力スプロケット８を覆うように伝動ケース80が設けられ、さらに伝動ケース80の左側をケースカバー81が覆って、伝動ケース80とケースカバー81との間に変速駆動室82が形成されている。

前記カウンタ歯車軸12の左端は、伝動ケース80の開口にシール部材83を介して嵌合されて変速駆動室82に臨んでおり、カウンタ歯車軸12内のコントロールロッド51は、カウンタ歯車軸12の左端よりさらに左方へ変速駆動室82内に突出している。

伝動ケース80の上方には、変速駆動モータ60が駆動軸60ａを左方変速駆動室82内に突出させて固着されている。
伝動ケース80とケースカバー81とに架設されベアリング61，61を介してゼネバ原動歯車62が一体の回転軸62ａを回転自在に軸支され、その被動ギヤ歯62ｇが変速駆動モータ60の駆動軸60ａに形成された駆動ギヤ歯60ｇに噛合している。

ゼネバ原動歯車62は、その回転中心から所定距離偏心した位置に作動ピン62ｐが左方に突設されており、回転中心に関して作動ピン62ｐの反対側に所定径の円弧凸面62ｓが形成されている（図１，図２，図３参照）。

また、変速駆動室82内で、このゼネバ原動歯車62と前記コントロールロッド51の左端部との間には、伝動ケース80とケースカバー81とに架設されベアリング64，64を介してシフトドラム65が回転軸65ａを回転自在に軸支されている。
シフトドラム65は、ドラム本体の外周面に案内溝65ｖが形成されている。

図４は、該シフトドラム65の外周面の展開図であり、案内溝65ｖは左寄りのニュートラルＮ位置から周方向に60度回転した１速位置がさらに軸方向左に変位した位置にあり、１速位置からは60度回転するごとに順次軸方向右に変位して２速、３速、４速、５速位置が連続して形成されている。

このシフトドラム65の回転軸65ａにはゼネバ被動歯車63が前記ゼネバ原動歯車62に対応して嵌着されている。
ゼネバ被動歯車63は、周方向に60度間隔に６本放射状溝63ｐが放射方向に指向して形成されるとともに、隣り合う放射状溝63ｐ，63ｐとの間に円弧凹面63ｓが形成されている（図２，図３参照）。

ゼネバ原動歯車62とゼネバ被動歯車63により６分の１回転ゼネバ・ストップ機構が構成される。
すなわち、図２に示すように、ゼネバ原動歯車62の回転により旋回する作動ピン62ｐがゼネバ被動歯車63の１放射状溝63ｐに入って出るまでに、ゼネバ被動歯車63を６分の１回転し、作動ピン62ｐが放射状溝63ｐを出たところでゼネバ原動歯車62の円弧凸面62ｓがゼネバ被動歯車63の円弧凹面63ｓに係合して、図３に示すように、ゼネバ被動歯車63を鎖錠し固定する。
したがって、ゼネバ原動歯車62の１回転で、ゼネバ被動歯車63がシフトドラム65と一体に確実に６分の１回転する。

図１を参照して、前記コントロールロッド51の左端部には、２個のボールベアリング71，71がナット72によりインナレースが固着され、同ボールベアリング71，71のアウタレースにコントロールロッド操作子70が嵌着されている。

コントロールロッド操作子70に突設された係合ピン75が、伝動ケース80に左右方向に指向して形成された長溝80ｖに摺動自在に係合している。
また、コントロールロッド操作子70には別途案内ピン76が、シフトドラム65に向けて突設され、シフトドラム65の案内溝65ｖに摺動自在に係合している。

したがって、コントロールロッド操作子70は、係合ピン75と長溝80ｖの係合により自身回転を規制されてコントロールロッド51の左端部を回転自在に保持する。
そして、前記したようにシフトドラム65が間欠回転すると、コントロールロッド操作子70は、シフトドラム65の案内溝65ｖに係合した案内ピン76を介して左右軸方向に移動し、よってコントロールロッド操作子70の移動は、２個のボールベアリング71，71を介してコントロールロッド51を軸方向に所要量ずつ移動する。

コントロールロッド51の軸方向の移動は、ロストモーション機構52，53を介してカムロッド21，22を軸方向に連動し、このカムロッド21，22の移動がカウンタ歯車軸12に組み込まれた係合手段20により各被動変速歯車ｎを選択的にカウンタ歯車軸12と係合して変速を行う。

以下、この係合手段20の構造を、図５ないし図１５に基づき説明する。
まず、変速駆動手段50のコントロールロッド51について、図９を参照して説明する。
コントロールロッド51は、４本のカムロッド21，21，22，22の内側に摺接する外径の長尺の中央円柱部51ａが形成され、その左右両側が縮径部51bb，51ccを経て左側にスプライン歯51ssが形成されたスプライン部51ｓを経て左端円柱部51ｂが形成され、右側に軸方向に指向した係合溝51ｖを刻設した右端円柱部51ｃが形成されている。
スプライン部51ｓのスプライン歯51ssの最大径は、カウンタ歯車軸12の内径に略等しい。

このコントロールロッド51の中央円柱部51ａの回りに摺接される４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22は、図１０を参照して、前記したように概ね円筒を周方向に４分割された形状をなし、カウンタ歯車軸12の内周面との摺接面である外周面には、軸方向所要５箇所に周方向に指向して円弧状をなすカム溝21ｖ，22ｖが形成される。
カム溝21ｖ，22ｖは、溝底面の両側の側面が互いに外側が開くように適度に傾斜している。
なお、第１，第２カムロッド21，22の外周面の互いに接する両端縁は切欠かれて、互いに接すると断面がＶ字状の切欠きｖが構成される（図１１参照）。

そして、対称位置にある同種の２本の第１カムロッド21，21は、右端を若干延出させて係止爪21ｃ，21ｃを形成しており、他の２本の第２カムロッド22，22は、左端を若干延出させて係止爪22ｃ，22ｃを形成している。

右側のロストモーション機構52は、コントロールロッド51の右側の縮径部51cc辺りに摺動自在に嵌合される円筒状のスプリングホルダ52ｈの内周凹部と縮径部51cc間にスプリング52ｓが収納されたもので、スプリング52ｓは内周凹部と縮径部51ccの双方に嵌合する両側の割りコッタ52ｃ，52ｃに挟まれている（図５参照）。
このスプリングホルダ52ｈの左端面の２本の第１カムロッド21，21に対向する対称部分が突出して、第１カムロッド21，21の係止爪21ｃ，21ｃに互いに係止する係止爪52hc，52hcが形成されている。

同様に、左側のロストモーション機構53は、コントロールロッド51の左側の縮径部51bb辺りに摺動自在に嵌合される円筒状のスプリングホルダ53ｈの内周凹部と縮径部51bb間にスプリング53ｓが収納されたもので、スプリング53ｓは内周凹部と縮径部51bbの双方に嵌合する両側の割りコッタ53ｃとワッシャ53ｗに挟まれている（図５参照）。
このスプリングホルダ53ｈの右端面の２本の第２カムロッド22，22に対向する対称部分が突出して、第２カムロッド22，22の係止爪22ｃ，22ｃに互いに係止する係止爪53hc，53hcが形成されている。
なお、スプリングホルダ52ｈ，53ｈの外周面には、第１，第２カムロッド21，22の外周面の切欠きに対応して周方向に４本等間隔に断面Ｖ字状の切欠き溝52hv，53hvが形成されている（図１０，図１１参照）。

図１１に示すように、コントロールロッド51の左右の縮径部51bb，51ccにロストモーション機構53，52が装着され、スプリングホルダ52ｈ，53ｈ間の中央円柱部51ａの外周に４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22が摺接される。
このとき、同種のカムロッドが互いに対称位置になるように異種の第１，第２カムロッド21，22が交互に配置され、第１カムロッド21，21は右端の係止爪21ｃ，21ｃを右側のスプリングホルダ52ｈの係止爪52hc，52hcに係止させ、第２カムロッド22，22は左端の係止爪22ｃ，22ｃを左側のスプリングホルダ53ｈの係止爪53hc，53hcに係止させる。

こうしてコントロールロッド51の周囲にロストモーション機構52，53とともに４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22が組付けられた状態で、中空筒状をなすカウンタ歯車軸12の中空内に嵌挿される。

カウンタ歯車軸12の内周面は、第１，第２カムロッド21，21，22，22およびスプリングホルダ52ｈ，53ｈに対応する部分に軸方向に指向して僅かに突出した突条が周方向に４本等間隔に形成され、第１，第２カムロッド21，21，22，22、スプリングホルダ52ｈ，53ｈは、そのＶ字状の切欠きｖおよび切欠き溝52hv，53hvをカウンタ歯車軸12の内周面の突条に嵌合して周方向の位置決めがなされ相対的回転が規制されて軸方向に移動自在に摺接する。

また、カウンタ歯車軸12におけるコントロールロッド51のスプライン部51ｓに対応する内周面には、コントロールロッド51側のスプライン歯51ssに噛み合うスプライン歯12ssが形成されていて、コントロールロッド51はカウンタ歯車軸12に対して相対的回転が規制されて軸方向に移動自在に摺接する（図５，図６参照）。

なお、コントロールロッド51側のスプライン歯51ssは８本あるのに対してカウンタ歯車軸12側のスプライン歯12ssは４本しかなく、欠損したスプライン歯の部分は連通孔となり潤滑油通路51ｏとされる（図１，図５，図６参照）。

さらに、図５に示すように、カウンタ歯車軸12の右端開口に圧入された環状のカラー部材54がコントロールロッド51の右端円柱部51ｃを保持するとともに、カラー部材54から中心に向かって突設された係合ピン55が右端円柱部51ｃに軸方向に指向して刻設された係合溝51ｖに係合する。
したがって、コントロールロッド51は、上記回り止め機構によりカウンタ歯車軸12に対して回転方向において両端で互いに係合して相対回転を規制され、軸方向のみ移動可能に支持される。

このように、カウンタ歯車軸12の中空内にコントロールロッド51とロストモーション機構52，53と４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22が組み込まれると、これら全てが一緒に回転し、コントロールロッド51が軸方向に移動すると、ロストモーション機構52のスプリング52ｓを介して第１カムロッド21，21がカウンタ歯車軸12に対して軸方向に移動し、ロストモーション機構53のスプリング53ｓを介して第２カムロッド22，22がカウンタ歯車軸12に対して軸方向に移動する。

中空筒状をなすカウンタ歯車軸12は、図１２に斜視図で示すように、第１，第２カムロッド21，21，22，22に対応するとともに被動変速歯車ｎが軸支される中央円筒部12ａの左右両側に外径が縮径された左側円筒部12ｂと右側円筒部12ｃが形成されている。
左側円筒部12ｂにはワッシャ56を介してベアリング７Ｌが嵌合されるとともに、一部スプライン12bbが形成されて前記出力スプロケット８がスプライン嵌合される（図５参照）。
また、右側円筒部12ｃにはワッシャ57を介してベアリング７Ｒが嵌合される（図５参照）。

図１２に示すように、カウンタ歯車軸12の中央円筒部12ａは、外径が大きく肉厚に構成されており、この肉厚の外周部に周方向に一周する周方向溝12cvが軸方向に等間隔に５本形成されるとともに、軸方向に指向した軸方向溝12avが周方向に等間隔に４本形成されている。

さらに、カウンタ歯車軸12の中央円筒部12ａの外周部には、５本の周方向溝12cvと４本の軸方向溝12avで区画された複数の区画のうち所要区画に、略矩形状の凹部12ｄが形成されている。

周方向溝12cvで区画された各環状部分が、４本の軸方向溝12avで４つに区画されているが、そのうち対称な２区画に凹部12ｄが形成され、同凹部12ｄはその左側の周方向溝12cvと共通の空間を形成している。
図１２に示すように、軸方向に関して左側２つの凹部12ｄと右側３つの凹部12ｄが互いに周方向に90度ずれて一列に配列している。

周方向溝12cvの底部の所要４箇所にピン孔12ｈが径方向に穿孔されており、同ピン孔12ｈにピン部材23が進退自在に嵌挿される。
ピン孔12ｈはカウンタ歯車軸12の中空内周面と周方向溝12cvの底面とを径方向に貫通しており、同ピン孔12ｈに嵌挿されたピン部材23は、カウンタ歯車軸12の中空側に出没でき、周方向溝12cv側に突出して進退できる。

カウンタ歯車軸12の中空内周面には、第１，第２カムロッド21，22が摺接されるので、第１，第２カムロッド21，22の摺接面に形成されたカム溝21ｖ，22ｖがピン孔12ｈに対向した位置に移動すると、ピン部材23はカム溝21ｖ，22ｖに落ちて周方向溝12cv側への突出量は小さくなり、摺接面がピン孔12ｈに対向した位置になると、ピン部材23はカム溝21ｖ，22ｖから抜けて周方向溝12cv側への突出量は大きくなる。

以上のような構造のカウンタ歯車軸12の凹部12ｄと周方向溝12cvには、２種類の揺動爪部材24，25が埋設され、軸方向溝12avに揺動爪部材24，25を揺動自在に軸支する支軸ピン26が埋設される。

図１３には、最も右側の周方向溝12cvとその右側の凹部12ｄに埋設される４個の揺動爪部材24，24，25，25およびその各支軸ピン26と、最も左側の周方向溝12cvとその右側の凹部12ｄに埋設される４個の揺動爪部材24，24，25，25およびその各支軸ピン26の分解斜視図が示されている。

揺動爪部材24，25は、軸方向視で略円弧状をなし、中央に支軸ピン26が貫通する貫通孔の外周部が欠損して軸受凹部24ｄ，25ｄが形成されており、同軸受凹部24ｄ，25ｄの揺動中心に関して一方の側にピン受部24ｐ，25ｐが延出し、他方の側に係合爪部24ｃ，25ｃが延出している。

ピン受部24ｐ，25ｐは、周方向溝12cvに揺動自在に嵌合する狭い軸方向幅を有し、内周面にピン部材23，23を受けるピン受け凹部24pp，25ppが形成されており、他方の係合爪部24ｃ，25ｃは、凹部12ｄに揺動自在に嵌合する広い軸方向幅を有し、軸方向視で先細に形成されている。
幅広の係合爪部24ｃ，25ｃは、幅狭のピン部材23，23より重く、旋回において重錘として作用して遠心力により揺動爪部材24，25を揺動させる。
２種類の揺動爪部材24，25は、互いに面対称の形状をなす。

支軸ピン26は、軸受凹部24ｄ，25ｄに嵌合して揺動爪部材24，25を揺動自在に軸支する。
揺動爪部材24，25は、カウンタ歯車軸12の凹部12ｄと周方向溝12cvに埋設され、支軸ピン26は揺動爪部材24，25の軸受凹部24ｄ，25ｄに嵌合されるとともに軸方向溝12avに埋設される。
カウンタ歯車軸12の１つの凹部12ｄには、周方向に隣り合う揺動爪部材24，25の係合爪部24ｃ，25ｃが互いの先端を所定の間隔を存して対向させて埋設される。

図１３に一部のねじりコイルスプリング27が図示されるように、支軸ピン26にはねじりコイルスプリング27が巻回され、同ねじりコイルスプリング27の一端は揺動爪部材24，25の係合爪部24ｃ，25ｃ側に内側から係止され、他端は凹部12ｄの底面に接するようにして組み付けて揺動爪部材24，25を係合爪部24ｃ，25ｃが外側に揺動するように付勢する。

前記ピン部材23は揺動爪部材24，25の一方のピン受部24ｐ，25ｐを内側から押し上げて作用するので、ねじりコイルスプリング27による付勢力に抗して揺動爪部材24，25を揺動することになる。

以上の係合手段20をカウンタ歯車軸12に組み付ける手順について説明する。
まず、前記したように、コントロールロッド51の周囲にロストモーション機構52，53とともに４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22を組み付けて図１１に示す組付け状態として、カウンタ歯車軸12の中空内に嵌挿する。
その際、各第１，第２カムロッド21，21，22，22が、カウンタ歯車軸12の軸方向溝12avに対応する周方向位置になるように位置決めされ、ピン孔12ｈは各第１，第２カムロッド21，21，22，22の摺接面にそれぞれ対向する（図７，図８参照）。

４本の第１，第２カムロッド21，21，22，22のカウンタ歯車軸12に対する左右移動位置は、ニュートラル位置になるように設定しておく。
この状態で、カウンタ歯車軸12の周方向溝12cvに形成されたピン孔12ｈにピン部材23を嵌挿すると、全てのピン部材23は第１，第２カムロッド21，21，22，22の摺接面に当接して周方向溝12cvからの突出量が大きく設定されている。

そして、揺動爪部材24，25の軸受凹部24ｄ，25ｄに、ねじりコイルスプリング27を巻回した支軸ピン26を嵌合した状態で、カウンタ歯車軸12の外周に形成された凹部12ｄ，周方向溝12cv，軸方向溝12av等の凹部に埋設する。
揺動爪部材24，25は、大きく突出したピン部材23によりねじりコイルスプリング27の付勢力に抗して一方のピン受部24ｐ，25ｐが内側から押し上げられて他方の係合爪部24ｃ，25ｃを内側に引っ込めており、図１４に示すように、カウンタ歯車軸12の中央円筒部12ａの外周面より外側に突出するものはない。

なお、ピン部材23が第１，第２カムロッド21，22のカム溝21ｖ，22ｖに落ち込んでねじりコイルスプリング27の付勢力およびピン受部24ｐ，25ｐより重い係合爪部24ｃ，25ｃの遠心力により揺動爪部材24，25が支軸ピン26を中心に揺動すると、係合爪部24ｃ，25ｃがカウンタ歯車軸12の中央円筒部12ａの外周面より外側に突出する。

図１４に示すカウンタ歯車軸12に係合手段20を組み込み、中央円筒部12ａの外周面より外側に突出するものがない状態で、図１５に示すように、軸受カラー部材13を嵌め込んで外装していく。
軸受カラー部材13は、中央円筒部12ａの凹部12ｄ以外の軸方向位置に外装され、それは軸方向溝12avに一列に連続して埋設される支軸ピン26の隣り合う支軸ピン26，26に跨って配置され、支軸ピン26および揺動爪部材24，25の脱落を防止する。
カウンタ歯車軸12の中央円筒部12ａの軸方向溝12avに埋設される支軸ピン26は、中央円筒部12ａの外周面に接する深さに埋設されるので、軸受カラー部材13が外装されると、ガタなく固定される。

６個の軸受カラー部材13がカウンタ歯車軸12に等間隔に外装され、隣り合う軸受カラー部材13，13間に跨るようにして被動変速歯車ｎが回転自在に軸支される。
各被動変速歯車ｎは、左右内周縁部（内周面の左右周縁部）に切欠きが形成されて左右切欠きの間に薄肉環状の突条30が形成されており、この突条30を挟むように左右の軸受カラー部材13，13が切欠きに滑動自在に係合する（図５，図７，図８参照）。

この各被動変速歯車ｎの内周面の突条30に係合凸部31が周方向に等間隔に６箇所形成されている。
係合凸部31は、側面視（図７，図８に示す軸方向視）で薄肉円弧状をなし、その周方向の両端面が前記揺動爪部材24，25の係合爪部24ｃ，25ｃと係合する係合面をなす。

揺動爪部材24と揺動爪部材25は、互いに対向する側に係合爪部24ｃ，25ｃを延出しており、揺動爪部材24は被動変速歯車ｎ（およびカウンタ歯車軸12）の回転方向で係合凸部31に当接して係合し、揺動爪部材25は被動変速歯車ｎの逆の回転方向で、係合凸部31に当接して係合する。
なお、揺動爪部材24は被動変速歯車ｎの逆の回転方向では係合爪部24ｃが外側に突出していても係合せず、同様に、揺動爪部材25は被動変速歯車ｎの回転方向では係合爪部25ｃが外側に突出していても係合しない。

実際に、カウンタ歯車軸12に係合手段20等を組み込み、５個の被動変速歯車ｎを組み付ける場合は、以下のようにする。
まず、カウンタ歯車軸12に、図１１に示す状態に組み付けたコントロールロッド51、カムロッド21，22およびロストモーション機構52，53を前記したように挿入し、ピン部材23をピン孔12ｈに挿入しておき、左を上にして立てた状態にする。

そして、まず図１５に実線で示すように中央円筒部12ａの下端（右端）に右端の軸受カラー部材13を外装してから、第１被動変速歯車ｎ１用の係合手段20（揺動爪部材24，25、支軸ピン26、ねじりコイルスプリング27）を組み付け、次いで第１被動変速歯車ｎ１を上から嵌挿して軸受カラー部材13に第１被動変速歯車ｎ１の突条30を当接し切欠きを係合して組み付け、次に第２の軸受カラー部材13を上から嵌挿し第１被動変速歯車ｎ１の切欠きに係合してカウンタ歯車軸12の所定位置に外装して第１被動変速歯車ｎ１を軸方向に位置決めして取り付ける。
次に、第３被動変速歯車ｎ３用の係合手段20を組み付け、第３被動変速歯車ｎ３を取り付け、以後、この作業を繰り返して残りの第５，第４，第２被動変速歯車ｎ５，ｎ４，ｎ２が順次組み付けられ、最後に第６の軸受カラー部材13を外装する。

こうして５個の被動変速歯車ｎがカウンタ歯車軸12に組み付けられた状態で、図１に示すように、カウンタ歯車軸12が左機関ケース１Ｌと右機関ケース１Ｒの各側壁に嵌着される左右のベアリング７Ｌ，７Ｒにカラー部材14Ｌ，14Ｒを介して挟まれるようにして回転自在に軸支されると、５個の被動変速歯車ｎと６個の軸受カラー部材13が交互に組み合わされて左右から挟まれ、軸方向の位置決めがなされる。
軸受カラー部材13は、各被動変速歯車ｎの軸方向の力を支え、軸方向の位置決めとスラスト力を受けることができる。

このようにしてカウンタ歯車軸12に軸受カラー部材13を介して第１，第３，第５，第４，第２被動変速歯車ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ４，ｎ２が回転自在に軸支される。
第１，第２カムロッド21，22がニュートラル位置にあるので、全ての被動変速歯車ｎは、それぞれ対応する係合手段20の第１，第２カムロッド21，22の移動位置によりピン部材23が突出して揺動爪部材24，25のピン受部24ｐ，25ｐを内側から押し上げ係合爪部24ｃ，25ｃを内側に引っ込めた係合解除状態にあって、カウンタ歯車軸12に対して自由に回転する。

一方、係合手段20のカムロッド21，22のニュートラル位置以外の移動位置によりピン部材23がカム溝21ｖ，22ｖに入り揺動爪部材24，25が揺動して係合爪部24ｃ，25ｃを外側に突出した係合可能状態となれば、対応する被動変速歯車ｎの係合凸部31が係合爪部24ｃ，25ｃに当接して、該被動変速歯車ｎの回転がカウンタ歯車軸12に伝達されるか、またはカウンタ歯車軸12の回転が該被動変速歯車ｎに伝達される。

前記変速駆動手段50において、変速駆動モータ60が駆動され、ゼネバ原動歯車62が１回転すると、６分の１回転ゼネバ・ストップ機構によりシフトドラム65が60度回転し、シフトドラム65の案内溝65ｖに係合する案内ピン76が案内されて案内ピン76と一体のコントロールロッド操作子70を軸方向に所定量移動する。
コントロールロッド操作子70は、２個のボールベアリング71，71を介してコントロールロッド51を一緒に軸方向に所定量移動し、コントロールロッド51の軸方向の移動は、ロストモーション機構52，53のスプリング52ｓ，53ｓを介して第１，第２カムロッド21，22を連動して軸方向に移動する。

第１，第２カムロッド21，22が軸方向に移動することで、係合手段20の第１，第２カムロッド21，22に摺接するピン部材23がカム溝21ｖ，22ｖに入ったり抜けたりして進退し、揺動爪部材24，25を揺動して、被動変速歯車ｎとの係合を解除し、他の被動変速歯車ｎと係合してカウンタ歯車軸12と係合する被動変速歯車ｎを変えることで変速が行われる。

なお、変速駆動手段として、変速駆動モータ60を駆動して変速を行うようにしているが、運転者が変速操作レバー等を操作してケーブルを進退させ、ケーブルの進退によりゼネバ・ストップ機構等を介してシフトドラムを回転させるようにして変速を行うようにしてもよい。

以下、内燃機関の駆動による加速時に、１速状態から減速比が１段小さい２速状態にシフトアップする過程を、図１６ないし図２１に従って説明する。
図１６ないし図２１は、経時的変化を示しており、各図において、図（ａ）は、カウンタ歯車軸12およびその周りの構造を示す断面図であり、図（ｂ）は図（ａ）のｂ−ｂ線断面図（第２被動変速歯車ｎ２の断面図）、図（ｃ）は図（ａ）のｃ−ｃ線断面図（第１被動変速歯車ｎ１の断面図）である。

内燃機関の動力は、摩擦クラッチ５を介してメイン歯車軸11に伝達されて、第１，第３，第５，第４，第２駆動変速歯車ｍ１，ｍ３，ｍ５，ｍ４，ｍ２を一体に回転しており、これらにそれぞれ常時噛合する第１，第３，第５，第４，第２被動変速歯車ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ４，ｎ２をそれぞれの回転速度で回転させている。

図１６は、１速状態を示しており、図１６（ｂ）では第２被動変速歯車ｎ２が矢印方向に回転し、図１６（ｃ）では第１被動変速歯車ｎ１が矢印方向に回転しており、第１被動変速歯車ｎ１よりも第２被動変速歯車ｎ２が高速で回転している。

第１被動変速歯車ｎ１に対応する係合手段20のピン部材23のみが第１，第２カムロッド21，22のカム溝21ｖ，22ｖに入っており、したがって該係合手段20の揺動爪部材24，25が係合爪部24ｃ，25ｃを外側に突出して、回転する第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31が揺動爪部材25の係合爪部25ｃに係合して（図１６（ｃ）参照）、カウンタ歯車軸12を第１被動変速歯車ｎ１とともに第１被動変速歯車ｎ１と同じ回転速度で回転している。
なお、図１６ないし図２４において、有効に動力伝達している揺動爪部材24，25と係合凸部31には格子ハッチを施している。

この１速状態では、第２被動変速歯車ｎ２は、対応する係合手段20のピン部材23が第１，第２カムロッド21，22のカム溝21ｖ，22ｖから出て突出し、該係合手段20の揺動爪部材24，25が係合爪部24ｃ，25ｃを内側に引っ込めているので、空回りしている。
他の第３，第４，第５被動変速歯車ｎ３，ｎ４，ｎ５も同様で空回りしている（図１６（ｂ）参照）。

ここで、２速に変速すべく変速駆動モータ60が駆動され、コントロールロッド操作子70が軸方向右方に移動し始めると、ロストモーション機構52，53のスプリング52ｓ，53ｓを介して第１，第２カムロッド21，22を連動して軸方向右方に移動しようとする。

図１７を参照して、一方の第１カムロッド21はピン部材23を介して作動する揺動爪部材24が第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31と係合していないので、あまり抵抗なく移動してそのカム溝21ｖに入っていたピン部材23を抜け出させて突出し、揺動爪部材24を揺動してその係合爪部24ｃを内側に引っ込めていく（図１７（ｃ）参照）。

これに対して、他方の第２カムロッド22は、ピン部材23を介して作動する揺動爪部材25が第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31と係合して第１被動変速歯車ｎ１から動力を受けているので、揺動爪部材25を揺動して係合を解除するのに相当大きな摩擦抵抗があり、よってロストモーション機構53のスプリング53ｓの力により第２カムロッド22が移動してピン部材23をカム溝22ｖの傾斜した側面に沿って突出させようとしても揺動爪部材25を押し上げて揺動させることはできず、カム溝22ｖの傾斜した側面をピン部材23が上がりかけたところでカムロッド22は停止されて、係合を解除できないままとなる（図１７（ｃ）参照）。

図１７に示す状態では、第２被動変速歯車ｎ２においては、第１カムロッド21のカム溝21ｖにピン部材23は入っておらず、揺動爪部材25に変化がなく、揺動爪部材24も第２カムロッド22が停止しているので変化がない（図１７（ｂ）参照）。

第２カムロッド22が停止した状態で、さらにコントロールロッド操作子70が右方に移動すると、第１カムロッド21も右方に移動し、図１８を参照して、第１被動変速歯車ｎ１において第１カムロッド21のカム溝21ｖからピン部材23が抜け出て突出し、揺動爪部材24を揺動してその係合爪部24ｃを内側に完全に引っ込める（図１８（ｃ）参照）とともに、第２被動変速歯車ｎ２においては第１カムロッド21のカム溝21ｖにピン部材23が入り、揺動爪部材25がねじりコイルスプリング27の付勢力および係合爪部25ｃの遠心力により揺動して係合爪部25ｃを外側に突出する（図１８（ｂ）参照）。

すると、第１被動変速歯車ｎ１とともに回転するカウンタ歯車軸12より高速で回転する第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31が揺動爪部材25の外側に突出した係合爪部25ｃに追いつき当接する（図１９（ｂ）参照）。
この瞬間、図１９（ｂ）と図１９（ｃ）を参照して、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31と第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31がそれぞれの揺動爪部材25，25の係合爪部25ｃ，25ｃに同時に当接する瞬間がある。

したがって、この直後から、より高速で回転する第２被動変速歯車ｎ２によりカウンタ歯車軸12が第２被動変速歯車ｎ２と同じ回転速度で回転し始め（図２０（ｂ）参照）、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31から揺動爪部材25の係合爪部25ｃが離れて行き（図２０（ｃ）参照）、実際の１速から２速へのシフトアップが実行される。

コントロールロッド操作子70の移動はここで終了するが、変速作業の方は、まだ続き、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31から揺動爪部材25の係合爪部25ｃが離れることで、揺動爪部材25を固定する摩擦抵抗が無くなり、ロストモーション機構53のスプリング53ｓにより付勢されていた第２カムロッド22が右方に移動してカム溝22ｖに入っていたピン部材23が抜け出し、揺動爪部材25を揺動してその係合爪部25ｃを内側に引っ込めていく（図２０（ｃ）参照）。

そして、さらに第２カムロッド22が右方に移動することで、第１被動変速歯車ｎ１におけるピン部材23はカム溝22ｖから抜け、揺動爪部材25の係合爪部25ｃを内側に完全に引っ込める（図２１（ｃ）参照）とともに、第２被動変速歯車ｎ２においてカム溝22ｖにピン部材23が入り、揺動爪部材24がねじりコイルスプリング27の付勢力および係合爪部24ｃの遠心力により揺動して係合爪部24ｃを外側に突出する（図２１（ｂ）参照）。
この状態で１速から２速への変速作業は完了する。

以上のように、１速状態から減速比が１段小さい２速状態にシフトアップする際に、図１９に示すように、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31が揺動爪部材25の係合爪部25ｃに当接して係合しカウンタ歯車軸12を第１被動変速歯車ｎ１と同速度で回転させている状態で、より高速で回転する第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31が揺動爪部材25の係合爪部25ｃに追いつき当接してカウンタ歯車軸12を第２被動変速歯車ｎ２とともにより高速度で回転させて変速するので、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31から揺動爪部材25の係合爪部25ｃは自然と離れていき係合が円滑に解除されるため、係合解除に力を要せず滑らかに作動して滑らかなシフトアップを行うことができる。

２速から３速、３速から４速、４速から５速の各シフトアップも同様に、被動変速歯車ｎが揺動爪部材24に係合している状態で、減速比が１段小さい被動変速歯車ｎが揺動爪部材24に係合してシフトアップがなされるので、係合解除に力を要せず滑らかに作動して変速用のクラッチを必要とせず、かつシフトアップ時の切換え時間に全くロスがなく、駆動力の抜けがないとともに変速ショックも小さく、滑らかなシフトアップを行うことができる。

例えば、１速状態にあるとき、図１６（ｃ）に示すように、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31に揺動爪部材25が係合していると同時に、他方の揺動爪部材24の係合爪部24ｃが係合凸部31に間近で係合可能状態にある。
したがって、車速が減速されて後輪からカウンタ歯車軸12への駆動力が働き、駆動力の方向が変化した時には、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31が揺動爪部材25から揺動爪部材24に係合が速やかに切り換わり、係合が滑らかに引き継がれて維持されることができる。

そして、１速から２速にシフトアップする際には、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31が揺動爪部材25に係合する前に、第１被動変速歯車ｎ１における揺動爪部材24の係合爪部24ｃは係合可能状態から内側に引っ込んで揺動爪部材24が変速の妨げになることはなく（図１９（ｃ）参照）、円滑で確実な係合および係合解除が実行される。

次に、車速を減速している時に、２速状態から減速比が１段大きい１速状態にシフトダウンする過程を、図２２ないし図２４に従って説明する。
図２２は、変速段が２速状態で、減速した直後の状態を示している。
減速により後輪からカウンタ歯車軸12への駆動力が働き、図２２（ｂ）に示すように、回転速度が低下した第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31に、係合可能状態にあった揺動爪部材24の係合爪部24ｃが係合してカウンタ歯車軸12の回転動力を第２被動変速歯車ｎ２に伝達する所謂エンジンブレーキが働いている。

この状態で、１速にシフトダウンするために、変速駆動モータ60の駆動によりコントロールロッド操作子70が軸方向左方に移動すると、ロストモーション機構52，53のスプリング52ｓ，53ｓを介して第１，第２カムロッド21，22を連動して軸方向左方に移動しようとするが、第２カムロッド22は、ピン部材23を介して作動する揺動爪部材24が第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31と係合して第２被動変速歯車ｎ２から動力を受けているので、揺動爪部材24を揺動して係合を解除するのに相当大きな摩擦抵抗があり、カム溝22ｖの傾斜した側面をピン部材23が上がりかけたところで第２カムロッド22は停止されて、係合を解除できないままとなる。

他方、第１カムロッド21はピン部材23を介して作動する揺動爪部材25が第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31と係合していないので、あまり抵抗なく左方に移動してそのカム溝21ｖに入っていたピン部材23を抜けださせて突出し、揺動爪部材25を揺動してその係合爪部25ｃを内側に引っ込める（図２３（ｂ）参照）。

また、第１被動変速歯車ｎ１においては、第１カムロッド21の左方への移動により、第１カムロッド21のカム溝21ｖにピン部材23が入り、揺動爪部材24がねじりコイルスプリング27の付勢力および係合爪部24ｃの遠心力により揺動して係合爪部24ｃを外側に突出する（図２３（ｃ）参照）。
そして、カウンタ歯車軸12とともに揺動爪部材24が回転して第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31に追いつき当接すると、図２３（ｂ）と図２３（ｃ）に示すように、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31と第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31がそれぞれの揺動爪部材24，24の係合爪部24ｃ，24ｃに同時に当接する瞬間がある。
この直後から、より低速で回転する第１被動変速歯車ｎ１との係合が有効になり、第２被動変速歯車ｎ２との係合は解除され、２速から１速へのシフトダウンが実行される。

コントロールロッド操作子70の移動はここで終了するが、変速作業の方は、まだ続き、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31と揺動爪部材24との係合が解除されることで、揺動爪部材24を固定する摩擦抵抗が無くなり、ロストモーション機構53のスプリング53ｓにより付勢されていた第２カムロッド22が左方に移動して、第２被動変速歯車ｎ２においてカム溝22ｖに入っていたピン部材23が抜け出し、揺動爪部材24を揺動してその係合爪部24ｃを内側に引っ込め（図２４（ｂ）参照）、第１被動変速歯車ｎ１においてはカム溝22ｖにピン部材23が入り、揺動爪部材25がねじりコイルスプリング27の付勢力および係合爪部25ｃの遠心力により揺動して係合爪部25ｃを外側に突出する（図２４（ｃ）参照）。
この状態で２速から１速への変速作業は完了する。

以上のように、２速状態から減速比が１段大きい１速状態にシフトダウンする際に、図２３に示すように、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31に揺動爪部材24の係合爪部24ｃが当接して係合している状態で、より低速で回転する第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31に揺動爪部材24の係合爪部24ｃが追いつき当接して係合を切り換えるので、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31と揺動爪部材24の係合爪部24ｃとの係合が円滑に解除されるため、係合解除に力を要せず滑らかに作動して滑らかなシフトダウンを行うことができる。

５速から４速、４速から３速、３速から２速の各シフトダウンも同様に、被動変速歯車ｎが揺動爪部材24に係合している状態で、減速比が１段大きい被動変速歯車ｎに揺動爪部材24が係合してシフトダウンがなされるので、係合解除に力を要せず滑らかに作動して変速用のクラッチを必要とせず、かつシフトダウン時の切換え時間に全くロスがなく、駆動力の抜けがないとともに変速ショックも小さく、滑らかなシフトダウンを行うことができる。

例えば、２速状態にあるとき、図２２（ｂ）に示すように、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31に揺動爪部材24が係合していると同時に、他方の揺動爪部材25の係合爪部25ｃが係合凸部31に間近で係合可能状態にある。
したがって、車速が加速されて内燃機関から第２被動変速歯車ｎ２へ駆動力が働き、駆動力の方向が変化した時には、第２被動変速歯車ｎ２の係合凸部31が揺動爪部材24から揺動爪部材25に係合が速やかに切り換わり、係合が滑らかに引き継がれて維持されることができる。

そして、２速から１速にシフトダウンする際には、第１被動変速歯車ｎ１の係合凸部31に揺動爪部材24が係合する前に、第２被動変速歯車ｎ２における揺動爪部材25の係合爪部25ｃは係合可能状態から内側に引っ込んで揺動爪部材25が変速の妨げになることはなく（図２３（ｂ）参照）、円滑で確実な係合および係合解除が実行される。

カウンタ歯車軸12の中空内周面に軸方向に移動自在に摺接され摺接面に複数のカム溝21ｖ，22ｖが軸方向所要箇所に形成されたカムロッド21，22を軸方向に移動することで、カウンタ歯車軸12の所要箇所に嵌合したピン部材23を進退して揺動爪部材24，25を揺動し、被動変速歯車ｎの係合凸部31との係合および係合解除を行うので、カムロッド21，22の小さい移動量で所要のピン部材23を進退させて係合を切り換えて変速を行うことができ、図１に示すようにカウンタ歯車軸12に軸支される隣り合う被動変速歯車ｎ間を接近させた構造が可能で、多段変速機10の軸方向幅を小さくできる。

内燃機関の駆動による加速時は、シフトダウンしようとしてコントロールロッド51を軸方向左方に移動したとしても、そのままでは動力を伝達している被動変速歯車ｎと揺動爪部材25との係合状態を解除することができないので、加速時にシフトダウンするときは、変速操作をする前に摩擦クラッチ５を一時切断して減速させた状態で変速操作を行うことで１段減速比の大きい被動変速歯車ｎと揺動爪部材25の係合に円滑に切り換え、それから摩擦クラッチ５を係合して加速する。

なお、前記摩擦クラッチ５を採用していない場合は、別途点火時期制御や燃料噴射量制御などの駆動源回転減速手段により一時的に被動変速歯車ｎの回転速度を低下させることで、加速時でもシフトダウンを円滑に実行することができる。

車速を減速して後輪からカウンタ歯車軸12へ駆動力が働いているときに、シフトアップしようとしてコントロールロッド51を軸方向右方に移動すると、その後加速したときに、１段減速比の小さい被動変速歯車ｎが揺動爪部材25に係合するときに、変速ショックを生じるので、減速時のシフトアップ作業は禁止することで、変速ショックの生じるのを未然に防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る多段変速機の断面図である。 変速駆動手段のゼネバ・ストップ機構を示す図である。 別の状態のゼネバ・ストップ機構を示す図である。 シフトドラムの外周面の展開図である。 カウンタ歯車軸およびその周りの構造を示す断面図である。 図５のVI−VI線断面図である。 図５のVII−VII線断面図である。 図５のVIII−VIII線断面図である。 コントロールロッドの斜視図である。 カムロッドとロストモーション機構の分解斜視図である。 コントロールロッドにカムロッドとロストモーション機構を組み付けた状態を示す斜視図である。 カウンタ歯車軸とピン部材の分解斜視図である。 揺動爪部材と支軸ピンの分解斜視図である。 カウンタ歯車軸に揺動爪部材、支軸ピン、カムロッド、コントロールロッド等を組み付けた状態を示す斜視図である。 図１４に示す状態のカウンタ歯車軸に１軸受カラー部材を外装した状態を示す斜視図である。 シフトアップ開始時の１速状態を示す説明図である。 シフトアップ作業途中の１過程を示す説明図である。 次の過程を示す説明図である。 次の過程を示す説明図である。 次の過程を示す説明図である。 シフトアップ完了時の２速状態を示す説明図である。 シフトダウン開始時の２速状態を示す説明図である。 シフトダウン作業途中の１過程を示す説明図である。 シフトダウン完了時の１速状態を示す説明図である。

符号の説明

ｍ…駆動変速歯車、ｍ１〜ｍ５…第１〜第５駆動変速歯車、ｎ…被動変速歯車、ｎ１〜ｎ５…第１〜第５被動変速歯車、５…摩擦クラッチ、
10…多段変速機、11…メイン歯車軸、12…カウンタ歯車軸、20…係合手段、21…第１カムロッド，22…第２カムロッド、23…ピン部材、24，25…揺動爪部材、25ｃ…係合爪部、24ｐ，25ｐ…ピン受部、26…支軸ピン、27…ねじりコイルスプリング、31…係合凸部、50…変速駆動手段、51…コントロールロッド。

Claims (8)

1. 互いに平行な歯車軸にそれぞれ複数の駆動歯車と被動歯車が変速段毎に常時噛み合い状態で軸支され、
   前記駆動歯車と前記被動歯車の一方の複数の歯車が歯車軸に固定され、他方の複数の歯車と歯車軸との間に設けられ互いの係合を行う係合手段が変速駆動手段により切り換え駆動されて変速を行う多段変速機において、
   第１の歯車と歯車軸を歯車の回転方向で当接して前記第１の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第１の係合手段と、
   前記第１の歯車より減速比の１段小さい第２の歯車と歯車軸を歯車の回転方向で当接して前記第２の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第２の係合手段とを備え、
   前記第１の係合手段と前記第２の係合手段は、
   前記第１の歯車と前記第２の歯車の各内周面の周方向所要位置に突出して形成された係合凸部と、
   前記歯車軸に中央を軸支され、一方の側にピン受部が延出し、他方の側に係合爪部が延出した揺動爪部材とを備え、
   前記変速駆動手段によるピン部材の進退を前記ピン受部が受け前記揺動爪部材が揺動することで、前記係合爪部が前記係合凸部に係合および係合解除を行うものであって、
   前記変速駆動手段が前記第１の歯車から前記第２の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトアップする際に、前記第１の係合手段により前記第１の歯車が歯車軸に係合している状態で、前記第２の係合手段により前記第２の歯車を同歯車軸に係合して変速することを特徴とする多段変速機。
2. 前記第１の歯車と歯車軸を歯車の逆回転方向で当接して前記第１の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第３の係合手段と、
   前記第２の歯車と歯車軸を歯車の逆回転方向で当接して前記第２の歯車と歯車軸とが同期して回転するように係合する第４の係合手段とを備え、
   被駆動側からの駆動力を受けて前記変速駆動手段が前記第２の歯車から前記第１の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトダウンする際に、前記第４の係合手段により前記第２の歯車が歯車軸に係合している状態で、前記第３の係合手段により前記第１の歯車を同歯車軸に係合して変速することを特徴とする請求項１記載の多段変速機。
3. 前記第１の歯車が歯車軸に前記第１の係合手段により係合されているときには、前記第３の係合手段が前記第１の歯車との係合可能状態に保持され、前記第１の歯車から前記第２の歯車にシフトアップする際には、前記第２の係合手段により前記第２の歯車が係合される前に前記第３の係合手段により前記第１の歯車との係合可能状態が解除され、
   前記第２の歯車が歯車軸に前記第４の係合手段により係合されているときには、前記第２の係合手段が前記第２の歯車との係合可能状態に保持され、前記第２の歯車から前記第１の歯車にシフトダウンする際には、前記第３の係合手段により前記第１の歯車が係合される前に前記第２の係合手段により前記第２の歯車との係合可能状態が解除されることを特徴とする請求項２記載の多段変速機。
4. 前記係合手段は、
   前記歯車軸の中空内周面に軸方向に移動自在に摺接され摺接面に複数のカム溝が軸方向所要箇所に形成された複数のカムロッドと、
   前記歯車軸の所要箇所に径方向に貫通した貫通孔に嵌合し前記軸方向に移動するカムロッドの摺接面と前記カム溝に交互に接して進退する前記ピン部材とを備え、
   前記変速駆動手段により前記カムロッドを移動して変速を行うことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の多段変速機。
5. 駆動源回転減速手段を備え、
   駆動源から駆動力をうけてシフトダウンするときには、前記駆動源回転減速手段により減速後シフトダウン操作を行うことを特徴とする請求項２記載の多段変速機。
6. 前記駆動源回転減速手段として点火時期制御、燃料噴射量制御またはクラッチの切断による動力伝達制御のいずれかを用いることを特徴とする請求項５記載の多段変速機。
7. 被駆動側からの駆動力を受けているときに、前記変速駆動手段が前記第１の歯車から前記第２の歯車に前記係合手段の係合を切り換えてシフトアップすることを禁止することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の多段変速機。
8. 前記カムロッドの両端にロストモーション機構を備えることを特徴とする請求項４記載の多段変速機。

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