JP6549968B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、シンクロナイザリングを有する変速機に関する。

平行軸式の自動変速機や手動変速機は、複数の駆動歯車が設けられる入力軸と、複数の従動歯車が設けられる出力軸と、を有している。駆動歯車と従動歯車とは互いに噛み合って複数の変速歯車列を構成しており、変速歯車列はシンクロメッシュ機構によって動力伝達状態に切り替えられる。シンクロメッシュ機構のシンクロスリーブを、駆動歯車や従動歯車（以下、変速歯車と記載する）のドグ歯に向けて移動させることにより、所望の変速歯車列が動力伝達状態に切り替えられる。また、シンクロスリーブを移動させるため、自動変速機にはアクチュエータによって駆動されるシフターアームが設けられており、手動変速機にはシフトレバーに連結されるシフターアームが設けられている。そして、シフターアームの端部にはフォークロッドが接続されており、フォークロッドにはシンクロスリーブを保持するシフトフォークが設けられている（特許文献１および２参照）。

ところで、シンクロスリーブと変速歯車との回転を同期させるため、シンクロメッシュ機構は、変速歯車に押し付けられるシンクロナイザリングを有している。このシンクロナイザリングは、シンクロスリーブと共に変速歯車に向けて移動し、変速歯車のコーン部に接触して摩擦トルクを発生させる。このように摩擦トルクを発生させることにより、シンクロスリーブと変速歯車との間で摩擦トルクが伝達されるため、シンクロスリーブと変速歯車との回転を同期させることができる。そして、変速歯車の同期が終了すると摩擦トルクが消滅することから、シンクロスリーブはシンクロナイザリングを押し分けて更に移動し、シンクロスリーブは変速歯車のドグ歯に噛み合うことになる。

特開２０１１−６４３０８号公報 特開２００２−３９３７８号公報

しかしながら、同期終了に伴ってシンクロナイザリングの押し込みが解除されると、再びシンクロスリーブと変速歯車との回転速度が乖離し始めることから、シンクロスリーブが変速歯車のドグ歯に噛み合うまでに、シンクロスリーブと変速歯車との回転速度差が拡大する虞がある。このような回転速度差の拡大は、シンクロスリーブと変速歯車との噛合ショックを発生させる要因であった。また、噛合ショックはフォークロッドやシフターアーム等に伝達されることから、振動や騒音を発生させる要因つまり変速機の品質を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、変速機の品質を向上させることにある。

本発明の変速機は、シンクロハブが設けられる回転軸を備えた変速機であって、前記回転軸に回転自在に設けられ、ドグ歯を備える変速歯車と、前記シンクロハブに噛み合うスプライン歯を備え、前記スプライン歯を前記ドグ歯に噛み合わせる締結位置と、前記スプライン歯と前記ドグ歯との噛み合いを解除する解放位置と、に移動自在であるシンクロスリーブと、前記シンクロスリーブと前記変速歯車との間に設けられ、前記シンクロスリーブの移動によって前記スプライン歯に押し込まれる係合凸部を備えるシンクロナイザリングと、前記シンクロスリーブに組み付けられ、前記シンクロスリーブを締結位置に移動させる締結方向と、前記シンクロスリーブを解放位置に移動させる解放方向と、に移動自在であるフォークロッドと、前記フォークロッドに組み付けられ、前記シンクロスリーブを締結位置に移動させる締結方向と、前記シンクロスリーブを解放位置に移動させる解放方向と、に移動自在であるシフターアームと、前記シンクロスリーブの移動過程において、前記シフターアームを解放方向に付勢する第１付勢機構と、前記シンクロスリーブの移動過程において、前記フォークロッドを締結方向に付勢する第２付勢機構と、を有し、前記シンクロスリーブを解放位置から締結位置に切り替える場合に、前記第１付勢機構によって前記シフターアームが解放方向に付勢され、かつ前記第２付勢機構によって前記フォークロッドが締結方向に付勢された状態のもとで、前記スプライン歯による前記係合凸部の押し込みが解除される。

本発明によれば、シンクロスリーブを解放位置から締結位置に切り替える場合に、第１付勢機構によってシフターアームが解放方向に付勢され、かつ第２付勢機構によってフォークロッドが締結方向に付勢された状態のもとで、スプライン歯による係合凸部の押し込みが解除される。これにより、フォークロッドからシフターアームに対する衝撃力の伝達を抑制することができ、変速機の品質を向上させることができる。

本発明の一実施の形態である変速機を示すスケルトン図である。 （ａ）〜（ｃ）は、シンクロメッシュ機構の動作過程を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、シンクロメッシュ機構の動作過程を示す説明図である。 変速機の操作系を示す概略図である。 図４の矢印Ａ方向から操作系の一部を示す概略図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿って操作系の一部を示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、シンクロメッシュ機構および操作系を簡単に示した概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、シンクロメッシュ機構および操作系の動作過程を示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、シンクロメッシュ機構および操作系の動作過程を示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、シンクロメッシュ機構および操作系の動作過程を示す説明図である。 入力回転速度、出力回転速度、シフトストローク、およびシフト荷重の推移の一例を示す線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、変速機１０は、入力軸１１とこれに平行となる出力軸１２とを備えている。入力軸１１には入力クラッチ１３を介してエンジン１４が連結されており、出力軸１２にはデファレンシャル機構１５を介して図示しない駆動輪が連結されている。また、入力軸（回転軸）１１には、駆動歯車２１ａ，２２ａが固定されており、駆動歯車（変速歯車）２３ａ〜２６ａが回転自在に設けられている。さらに、出力軸（回転軸）１２には、従動歯車（変速歯車）２１ｂ，２２ｂが回転自在に設けられており、従動歯車２３ｂ〜２６ｂが固定されている。

入力軸の駆動歯車２１ａ〜２６ａと、出力軸１２の従動歯車２１ｂ〜２６ｂとは、互いに噛み合って複数の変速歯車列２１〜２６を形成している。つまり、駆動歯車２１ａと従動歯車２１ｂとによって第１速の変速歯車列２１が構成されており、駆動歯車２２ａと従動歯車２２ｂとによって第２速の変速歯車列２２が構成されている。また、駆動歯車２３ａと従動歯車２３ｂとによって第３速の変速歯車列２３が構成されており、駆動歯車２４ａと従動歯車２４ｂとによって第４速の変速歯車列２４が構成されている。さらに、駆動歯車２５ａと従動歯車２５ｂとによって第５速の変速歯車列２５が構成されており、駆動歯車２６ａと従動歯車２６ｂとによって第６速の変速歯車列２６が構成されている。

出力軸１２には１つのシンクロメッシュ機構３１が設けられており、入力軸には２つのシンクロメッシュ機構３２，３３が設けられている。シンクロメッシュ機構３１を用いることにより、第１速の変速歯車列２１を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えることができ、第２速の変速歯車列２２を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えることができる。また、シンクロメッシュ機構３２を用いることにより、第３速の変速歯車列２３を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えることができ、第４速の変速歯車列２４を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えることができる。さらに、シンクロメッシュ機構３３を用いることにより、第５速の変速歯車列２５を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えることができ、第６速の変速歯車列２６を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えることができる。

また、変速機１０には、入力軸１１および出力軸１２に平行となるアイドラ軸２８が設けられている。アイドラ軸２８には、後退用の伝達歯車２７ａ，２７ｂが回転自在に設けられている。一方の伝達歯車２７ａは、第１速の駆動歯車２１ａに噛み合っており、他方の伝達歯車２７ｂは、出力軸１２に固定される従動歯車２７ｃに噛み合っている。このように、変速機１０には、駆動歯車２１ａ、伝達歯車２７ａ，２７ｂ、従動歯車２７ｃからなる後退用の変速歯車列２７が設けられている。また、アイドラ軸２８には、後退用の変速歯車列２７を動力伝達状態と動力切断状態とに切り替えるシンクロメッシュ機構３４が設けられている。

［シンクロメッシュ機構の構造］
続いて、同期噛合機構であるシンクロメッシュ機構３１について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）および図３（ａ）〜（ｃ）は、シンクロメッシュ機構３１の動作過程を示す説明図である。図２および図３には、シンクロメッシュ機構３１によって切り替えられる従動歯車として、第２速の変速歯車列２２を構成する従動歯車２２ｂのみが示されており、第１速の変速歯車列２１を構成する従動歯車２１ｂについては省略されている。なお、シンクロメッシュ機構３１について説明するが、他のシンクロメッシュ機構３２〜３４については、シンクロメッシュ機構３１と同様の構造を有することから、その説明を省略する。

まず、図１に示すように、シンクロメッシュ機構３１は、出力軸１２に固定されるシンクロハブ４０と、これにスプライン歯４１ａを介して噛み合うシンクロスリーブ４１と、を有している。このように、シンクロハブ４０とシンクロスリーブ４１とはスプライン結合されており、シンクロスリーブ４１は出力軸１２の軸方向に移動自在となっている。また、従動歯車２１ｂの側部にはドグ歯２１ｃが設けられており、従動歯車２２ｂの側部にはドグ歯２２ｃが設けられている。そして、シンクロスリーブ４１を従動歯車２１ｂ側つまり第１速側の締結位置に移動させると、シンクロスリーブ４１とドグ歯２１ｃとが噛み合い、第１速の変速歯車列２１が動力伝達状態に切り替えられる。一方、シンクロスリーブ４１を従動歯車２２ｂ側つまり第２速側の締結位置に移動させると、シンクロスリーブ４１とドグ歯２２ｃとが噛み合い、第２速の変速歯車列２２が動力伝達状態に切り替えられる。また、シンクロスリーブ４１をいずれのドグ歯２１ｃ，２２ｃにも噛み合わない中立位置つまり解放位置に移動させると、第１速と第２速との変速歯車列２１，２２は動力切断状態に切り替えられる。

図２（ａ）に示すように、シンクロスリーブ４１と従動歯車２２ｂとの間には、シンクロナイザリング４２が設けられている。シンクロナイザリング４２の外周部には係合歯（係合凸部）４２ａが設けられており、シンクロナイザリング４２の内周部には従動歯車２２ｂのコーン部４３に対向する摩擦面４２ｂが設けられている。また、シンクロナイザリング４２にはキー溝４２ｃが形成されており、シンクロハブ４０には軸方向に移動自在にキー４４が組み付けられている。キー４４の端部はキー溝４２ｃに収容されており、キー溝４２ｃの幅はキー４４の幅よりも広く形成されている。これにより、シンクロスリーブ４１とシンクロナイザリング４２とは、キー４４とキー溝４２ｃとの隙間分だけ相対回転が許容されながら一体となって回転する。また、キー４４は図示しないスプリングのバネ力によってシンクロスリーブ４１の内周面に押し付けられている。これにより、キー４４に作用する負荷が所定値を超えるまで、キー４４はシンクロスリーブ４１に追従して移動することになる。なお、シンクロスリーブ４１の外周面には溝４５が形成されており、この溝４５には後述するフォークロッドのシフトフォークが組み付けられる。

［シンクロメッシュ機構の動作過程］
続いて、変速段を第１速から第２速に切り替える際のシンクロメッシュ機構３１の動作過程について説明する。なお、図２および図３には、第１速の変速歯車列２１が動力切断状態に切り替えられてから、第２速の変速歯車列２２が動力伝達状態に切り替えられる迄の過程が示されている。

図２（ａ）に示すように、図示しない第１速の変速歯車列２１を動力切断状態に切り替えるため、矢印αで示すように、シンクロスリーブ４１が解放位置に移動される。このとき、出力軸１２に連結されるシンクロスリーブ４１は、第１速相当の回転速度Ｖ１で回転するのに対し、第２速の変速歯車列２２を構成する従動歯車２２ｂは、回転速度Ｖ１よりも速い第２速相当の回転速度Ｖ２で回転する。また、前述したように、キー４４がキー溝４２ｃに収容されることから、シンクロスリーブ４１とシンクロナイザリング４２とは一体となって回転する。

図２（ｂ）に矢印αで示すように、シンクロスリーブ４１が従動歯車２２ｂ側の締結位置に向けて移動すると、キー４４はキー溝４２ｃに突き当てられてシンクロナイザリング４２を押し込み、シンクロナイザリング４２の摩擦面４２ｂを従動歯車２２ｂのコーン部４３に接触させる。このとき、シンクロナイザリング４２と従動歯車２２ｂとの間には回転速度差があるため、シンクロナイザリング４２はキー溝４２ｃの隙間分だけ回転し、スプライン歯４１ａのチャンファ面４６と係合歯４２ａのチャンファ面４７とを対向させる位置に位置決めされる。

図２（ｃ）に示すように、シンクロスリーブ４１が従動歯車２２ｂに向けて移動すると、スプライン歯４１ａのチャンファ面４６と係合歯４２ａのチャンファ面４７とが接触し、シンクロスリーブ４１によるシンクロナイザリング４２の押し込みが開始される。この押し込みにより、シンクロナイザリング４２の摩擦面４２ｂが従動歯車２２ｂのコーン部４３に押し付けられる。これにより、コーン部４３と摩擦面４２ｂとの間には摩擦トルクが発生し、従動歯車２２ｂの回転速度Ｖ２は、シンクロスリーブ４１の回転速度Ｖ１に向けて徐々に低下する。

そして、従動歯車２２ｂの回転速度Ｖ２がシンクロスリーブ４１の回転速度Ｖ１まで低下し、シンクロナイザリング４２と従動歯車２２ｂとの回転速度差が「０」になると、コーン部４３と摩擦面４２ｂとの間の摩擦トルクが消滅する。これにより、シンクロスリーブ４１とシンクロナイザリング４２との相対回転が許容されるため、図３（ａ）に示すように、スプライン歯４１ａは係合歯４２ａを掻き分けながら、シンクロスリーブ４１は従動歯車２２ｂに向けて更に移動する。そして、図３（ｂ）に示すように、スプライン歯４１ａと係合歯４２ａとの噛み合いが外れると、図３（ｃ）に示すように、シンクロスリーブ４１は係合歯４２ａを抜けて締結位置に移動する。これにより、スプライン歯４１ａがドグ歯２２ｃに噛み合い、第２速の変速歯車列２２が動力伝達状態に切り替えられる。

［シンクロメッシュ機構の操作系］
シンクロメッシュ機構３１〜３４を操作するため、シンクロメッシュ機構３１〜３４の各シンクロスリーブ４１にはシフトフォーク５１〜５４が組み付けられている。これらのシフトフォーク５１〜５４には、後述するシフターアーム５５およびリンク機構５６等を介してシフトレバー５７が連結されている。運転手がシフトレバー５７を操作することにより、シンクロメッシュ機構３１〜３４を選択して動作させることができ、所望の変速歯車列２１〜２７を動力伝達状態に切り替えることが可能となる。以下、シフトレバー５７の操作力をシンクロスリーブ４１に伝達する操作系５８について説明する。

図４は変速機１０の操作系５８を示す概略図である。また、図５は図４の矢印Ａ方向から操作系５８の一部を示す概略図である。図６は図４のＢ−Ｂ線に沿って操作系５８の一部を示す概略図である。なお、図５に示した操作系５８の一部には図４のＣ−Ｃ線に沿う断面が示されている。

図４に示すように、変速機１０は、ミッションケース５９に摺動自在に支持されるシフターアーム５５を有している。このシフターアーム５５は、シンクロスリーブ４１を締結位置に移動させる締結方向と、シンクロスリーブ４１を解放位置に移動させる解放方向と、に移動自在である。また、変速機１０は、運転手に操作されるシフトレバー５７と、シフトレバー５７にリンク機構５６を介して連結されるセレクト部材６０と、シフトレバー５７にリンク機構５６を介して連結されるシフト部材６１と、を有している。また、シフターアーム５５には、シフト部材６１の端部６１ａが係合するシフト溝５５ａが形成されている。さらに、シフターアーム５５には、セレクト部材６０の係合ピン６０ａが係合するセレクト溝６２ａを備えた連結部材６２が固定されている。このように、シフトレバー５７とシフターアーム５５とは、リンク機構５６等を介して互いに連結されている。なお、リンク機構５６は、図示しないロッド、ケーブル、プレート等によって構成されている。

図４〜図６に示すように、変速機１０には、４本のフォークロッド７１〜７４が設けられている。これらのフォークロッド７１〜７４は、シンクロスリーブ４１を締結位置に移動させる締結方向と、シンクロスリーブ４１を解放位置に移動させる解放方向と、に移動自在である。第１速および第２速用のフォークロッド７１には、シフトフォーク５１が設けられるとともに、収容溝７５ａを備えるゲート部７５が設けられている。第３速および第４速用のフォークロッド７２には、シフトフォーク５２が設けられるとともに、収容溝７６ａを備えるゲート部７６が設けられている。第５速および第６速用のフォークロッド７３には、シフトフォーク５３が設けられるとともに、収容溝７７ａを備えるゲート部７７が設けられている。また、後退用のフォークロッド７４には、シフトフォーク５４が設けられるとともに、収容溝７８ａを備えるゲート部７８が設けられている。各フォークロッド７１〜７４のゲート部７５〜７８は互いに隣接して配置されており、ゲート部７５〜７８の収容溝７５ａ〜７８ａにはシフターアーム５５の端部５５ｂが収容されている。

続いて、操作系５８の動作について説明する。図４のシフトパターンに示すように、シフトレバー５７が矢印Ｘａ１方向にセレクト操作されると、セレクト部材６０は矢印Ｘａ２方向に回動する一方、シフトレバー５７が矢印Ｘｂ１方向にセレクト操作されると、セレクト部材６０は矢印Ｘｂ２方向に回動する。そして、図５に示すように、セレクト部材６０が矢印Ｘａ２方向に回動された場合には、シフターアーム５５はセレクト方向である矢印Ｘａ３方向に揺動する一方、セレクト部材６０が矢印Ｘｂ２方向に回動された場合には、シフターアーム５５はセレクト方向である矢印Ｘｂ３方向に揺動する。すなわち、図６に示すように、シフトレバー５７が矢印Ｘａ１方向にセレクト操作された場合には、シフターアーム５５の端部５５ｂが矢印Ｘａ３方向つまりゲート部７５に向けて移動する。一方、シフトレバー５７が矢印Ｘｂ１方向にセレクト操作された場合には、シフターアーム５５の端部５５ｂが矢印Ｘｂ３方向つまりゲート部７８に向けて移動する。このように、シフトレバー５７のセレクト操作とは、シフターアーム５５が係合するゲート部７５〜７８つまりフォークロッド７１〜７４を選択する操作となっている。

また、図４のシフトパターンに示すように、シフトレバー５７が矢印Ｙａ１方向にシフト操作されると、シフト部材６１は矢印Ｙａ２方向に回動する一方、シフトレバー５７が矢印Ｙｂ１方向にシフト操作されると、シフト部材６１は矢印Ｙｂ２方向に回動する。そして、シフト部材６１が矢印Ｙａ２方向に回動された場合には、シフターアーム５５が矢印Ｙａ３方向に押し出される一方、シフト部材６１が矢印Ｙｂ２方向に回動された場合には、シフターアーム５５が矢印Ｙｂ３方向に引き込まれる。すなわち、図６に示すように、シフトレバー５７が矢印Ｙａ１方向にシフト操作された場合には、シフターアーム５５の端部５５ｂによってフォークロッド７１〜７４の何れかが矢印Ｙａ３方向の締結位置に押し出される。一方、シフトレバー５７が矢印Ｙｂ１方向にシフト操作された場合には、シフターアーム５５の端部５５ｂによってフォークロッド７１〜７４の何れかが矢印Ｙｂ３方向の締結位置に引き込まれる。このように、シフトレバー５７のシフト操作とは、フォークロッド７１〜７４つまりシフトフォーク５１〜５４の何れかを移動させる操作となっている。このシフト操作により、変速歯車列２１〜２７の何れかを動力伝達状態に切り替えることができる。

［操作系のディテント機構］
続いて、シンクロメッシュ機構の操作系５８に設けられるディテント機構について説明する。図７（ａ）および（ｂ）はシンクロメッシュ機構および操作系５８を簡単に示した概略図である。図７（ａ）には、シンクロスリーブ４１を解放位置に移動させたときの状態が示されており、図７（ｂ）には、シンクロスリーブ４１を締結位置に移動させたときの状態が示されている。

図７（ａ）に示すように、スプライン歯４１ａを備えるシンクロスリーブ４１には、シフトフォーク５１を介してフォークロッド７１が接続されている。また、フォークロッド７１のゲート部（凹部）７５にはシフターアーム５５の端部５５ｂが収容されており、フォークロッド７１とシフターアーム５５とは互いに組み付けられている。さらに、シフターアーム５５のシフト溝５５ａには、シフト部材６１の端部６１ａが収容されている。このような構造により、シフトレバー５７の操作力は、シフト部材６１、シフターアーム５５、フォークロッド７１およびシフトフォーク５１を介してシンクロスリーブ４１に伝達される。

また、シンクロスリーブ４１を締結位置と解放位置とに保持するため、シフト部材６１にはメインディテント機構（第１ディテント機構，第１付勢機構）８０が設けられている。メインディテント機構８０は、シフト部材６１に形成されるカム面８１と、スプリング８２によってカム面８１に押し付けられる鋼球８３と、を備えている。シフト部材６１のカム面８１は、シンクロスリーブ４１の解放位置に対応する解放保持溝８４と、シンクロスリーブ４１の第１速側の締結位置に対応する第１速側の締結面８５と、シンクロスリーブ４１の第２速側の締結位置に対応する第２速側の締結面８６と、を有している。解放保持溝８４は一対の解放面８７ａ，８７ｂによって形成されている。

図７（ａ）に示すように、シンクロスリーブ４１が解放位置で停止したときには、鋼球８３が解放保持溝８４に収容されることから、その時の停止位置にシフト部材６１およびシフターアーム５５が保持される。このように、メインディテント機構８０によってシフターアーム５５の停止位置を保持することにより、シンクロスリーブ４１を解放位置に保持することができる。一方、図７（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ４１が第２速側の締結位置で停止したときには、鋼球８３が第２速側の締結面８６に押し付けられることから、シフト部材６１およびシフターアーム５５が締結方向に付勢される。このように、メインディテント機構８０によってシフターアーム５５を締結方向に付勢することにより、シンクロスリーブ４１を第２速側の締結位置に保持することができる。なお、シンクロスリーブ４１を第１速側の締結位置に停止させた場合には、鋼球８３が第１速側の締結面８５に押し付けられるため、シンクロスリーブ４１は第１速側の締結位置に保持される。

また、シンクロスリーブ４１を締結位置と解放位置とに保持するため、フォークロッド７１にはサブディテント機構（第２ディテント機構，第２付勢機構）９０が設けられている。サブディテント機構９０は、フォークロッド７１に形成されるカム面９１と、スプリング９２によってカム面９１に押し付けられる鋼球９３と、を備えている。フォークロッド７１のカム面９１は、シンクロスリーブ４１の解放位置に対応する解放保持溝９４と、シンクロスリーブ４１の第１速側の締結位置に対応する第１速側の締結保持溝９５と、シンクロスリーブ４１の第２速側の締結位置に対応する第２速側の締結保持溝９６と、を有している。解放保持溝９４は一対の解放面９７ａ，９７ｂによって形成されており、第１速の締結保持溝９５は一対の締結面９８ａ，９８ｂによって形成されており、第２速側の締結保持溝９６は一対の締結面９９ａ，９９ｂによって形成されている。

図７（ａ）に示すように、シンクロスリーブ４１が解放位置で停止したときには、鋼球９３が解放保持溝９４に収容されることから、その時の停止位置にフォークロッド７１が保持される。このように、サブディテント機構９０によってフォークロッド７１の停止位置を保持することにより、シンクロスリーブ４１を解放位置に保持することができる。一方、図７（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ４１が第２速側の締結位置で停止したときには、鋼球９３が第２速側の締結保持溝９６に収容されることから、その時の停止位置にフォークロッド７１が保持される。このように、サブディテント機構９０によってフォークロッド７１の停止位置を保持することにより、シンクロスリーブ４１を第２速側の締結位置に保持することができる。なお、シンクロスリーブ４１を第１速側の締結位置に停止させた場合には、鋼球９３が第１速側の締結保持溝９５に収容されるため、シンクロスリーブ４１は第１速側の締結位置に保持される。

［シフト操作時の変速ショック抑制］
続いて、シフト操作に伴って発生する変速ショックの抑制状況について説明する。図８〜図１０はシンクロメッシュ機構３１および操作系５８の動作過程を示す説明図である。図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）、図１０（ｂ）の順に、シンクロスリーブ４１が解放位置から締結位置に移動する過程が示されている。

図８（ａ）に示すように、シンクロスリーブ４１が解放位置に位置する場合には、メインディテント機構８０の鋼球８３が解放保持溝８４に保持され、サブディテント機構９０の鋼球９３が解放保持溝９４に保持される。そして、図８（ｂ）に示すように、第２速の変速歯車列２２を動力伝達状態に切り替えるため、シフトレバー５７からシフト部材６１に操作力Ｆａが入力されると、シフターアーム５５はシフト部材６１に押されて締結方向Ｘ１に移動し、フォークロッド７１はシフターアーム５５に押されて締結方向Ｘ２に移動する。

このとき、メインディテント機構８０の鋼球８３は、解放面８７ｂに押し当てられている。このため、矢印Ｆｂで示すように、シフト部材６１およびこれに連結されるシフターアーム５５は、メインディテント機構８０によって解放方向に付勢された状態となる。このように、メインディテント機構８０は、締結位置に向かうシンクロスリーブ４１の移動過程において、シフターアーム５５を解放方向に付勢する機能を有している。また、サブディテント機構９０の鋼球９３は、解放保持溝９４から脱して締結面９９ａに押し当てられている。このため、矢印Ｆｃで示すように、フォークロッド７１は、サブディテント機構９０によって締結方向に付勢された状態となる。このように、サブディテント機構９０は、締結位置に向かうシンクロスリーブ４１の移動過程において、シフターアーム５５を締結方向に付勢する機能を有している。

また、図８（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ４１によってシンクロナイザリング４２が押し込まれる同期過程においては、係合歯４２ａからスプライン歯４１ａに反力Ｆｄが作用している。この反力Ｆｄによってフォークロッド７１の移動は抑えられるため、図８（ｂ）の拡大部分に示すように、シフターアーム５５の端部５５ｂはゲート部７５の壁面１００に突き当てられる。つまり、シフターアーム５５の端部５５ｂは、締結側の壁面１００に接触した状態となっている。このシフターアーム５５の端部５５ｂがゲート部７５の壁面１００に接触する状態とは、図９（ａ）に示すように、シンクロナイザリング４２による同期が完了するまで、つまりスプライン歯４１ａによる係合歯４２ａの押し込みが解除されるまで継続される。

そして、図９（ｂ）に示すように、スプライン歯４１ａによる係合歯４２ａの押し込みが解除されると、スプライン歯４１ａに作用していた反力Ｆｄが消滅することから、サブディテント機構９０の推力Ｆｃによってフォークロッド７１は勢い良く押し出される。これにより、図９（ｂ）の拡大部分に示すように、シフターアーム５５の端部５５ｂは締結側の壁面１００から離れ、シフターアーム５５とフォークロッド７１との組み付け箇所には、シフターアーム５５の締結側つまり締結方向に隙間Ｇが発生する。

すなわち、図９（ａ）に示すように、スプライン歯４１ａによる係合歯４２ａの押し込みが解除されるタイミングにおいては、メインディテント機構８０の鋼球８３が解放面８７ｂに押し当てられる。このため、矢印Ｆｂで示すように、シフト部材６１およびこれに連結されるシフターアーム５５は、メインディテント機構８０によって解放方向に付勢された状態である。また、サブディテント機構９０の鋼球９３は、解放保持溝９４から脱して締結面９９ａに押し当てられている。このため、矢印Ｆｃで示すように、フォークロッド７１は、サブディテント機構９０によって締結方向に付勢された状態である。このように、シフターアーム５５とフォークロッド７１とは、メインディテント機構８０およびサブディテント機構９０によって互いに逆向きに付勢されている。これにより、フォークロッド７１の移動を抑制する反力Ｆｄが消滅した場合には、シフターアーム５５に比べてフォークロッド７１が締結方向に速く移動し、シフターアーム５５の締結側つまり締結方向に隙間Ｇが発生する。つまり、シフターアーム５５の端部５５ｂと、フォークロッド７１の壁面１００との間に、隙間Ｇが発生することになる。

このように、シフターアーム５５の締結側に隙間Ｇが発生した状態のもとで、シンクロスリーブ４１が従動歯車２２ｂに向けて移動し、図１０（ａ）に符号Ｚで示すように、スプライン歯４１ａがドグ歯２２ｃに対して衝突する。このとき、ドグ歯２２ｃに衝突するスプライン歯４１ａから、フォークロッド７１に向けて衝撃力Ｆｅが伝達されるが、シフターアーム５５の締結側には隙間Ｇが設けられるため、フォークロッド７１からシフターアーム５５に対する衝撃力Ｆｅの伝達は軽減される。このように、シフターアーム５５に対する衝撃力Ｆｅの伝達が抑制されるため、シフトレバー５７に対する衝撃力Ｆｅの伝達を抑制することができ、シフトレバー５７の操作感を向上させることができる。また、シフターアーム５５に対する衝撃力Ｆｅの伝達が抑制されるため、シフターアーム５５やシフト部材６１等における音や振動の発生を抑制することができ、変速機１０の品質を向上させることができる。

そして、図１０（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ４１が第２速側の締結位置に移動すると、メインディテント機構８０の鋼球８３は第２速側の締結面８６に押し付けられ、サブディテント機構９０の鋼球９３は解放保持溝９４に収容される。これにより、メインディテント機構８０によってシフターアーム５５は締結方向に付勢され、サブディテント機構９０によってフォークロッド７１の停止位置は保持されるため、シンクロスリーブ４１は第２速側の締結位置に保持される。

［シフトレバーの衝撃荷重］
続いて、シフト操作時にシフトレバー５７に伝達される衝撃荷重について説明する。図１１は、入力回転速度、出力回転速度、シフトストローク、およびシフト荷重の推移の一例を示す線図である。なお、入力回転速度とは入力軸１１の回転速度であり、出力回転速度とは出力軸１２の回転速度である。また、図１１には、変速段を第１速から第２速に切り替えるアップシフト変速の状況が示されている。

図１１に示すように、シンクロナイザリング４２による同期が完了し、スプライン歯４１ａによる係合歯４２ａの押し込みが解除されると（符号ａ１）、シンクロナイザリング４２による従動歯車２２ｂの拘束が解除されるため、再び入力軸１１と出力軸１２との回転速度差が発生する（符号ａ２）。このように、入力軸１１と出力軸１２との回転速度差が発生した状態、つまりシンクロスリーブ４１と従動歯車２２ｂとに回転速度差が生じた状態のもとで、スプライン歯４１ａとドグ歯２２ｃとを噛み合わせると、拡大部分ａ３に破線で示すように、シフトレバー５７に作用するシフト荷重に衝撃荷重が加えられる虞がある。

しかしながら、本発明の一実施の形態である変速機１０においては、スプライン歯４１ａとドグ歯２２ｃとが接触する際に、フォークロッド７１との組み付け箇所においてシフターアーム５５の締結側に隙間Ｇを発生させている。これにより、フォークロッド７１からシフターアーム５５に対する衝撃荷重の伝達を抑制することができ、衝撃荷重の影響を受けることなくシフト荷重を滑らかに推移させることができる。これにより、シフトレバー５７の操作感を向上させることができ、シフト操作に伴う音や振動の発生を抑制することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、シフトレバー５７とシフターアーム５５とが機械的に連結される手動変速機に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、シフターアーム５５がアクチュエータによって操作される自動変速機に本発明を適用しても良い。この場合であっても、シフト操作に伴う音や振動の発生を抑制することができ、自動変速機の品質を向上させることができる。

前述の説明では、シフト部材６１を用いてシフターアーム５５を操作しているが、これに限られることはなく、シフトレバー５７等を用いてシフターアーム５５を直に操作しても良い。また、前述の説明では、シフト部材６１にメインディテント機構８０を設けているが、これに限られることはなく、シフターアーム５５にメインディテント機構８０を設けても良い。

図示する変速機１０は前進６段の変速機であるが、これに限られることはなく、他の変速段数を備える変速機に本発明を適用しても良い。前述の説明では、第１速から第２速へのアップシフト変速について説明したが、これに限られることはなく、他の変速段に対するアップシフト変速であっても、本発明を有効に適用することが可能である。また、アップシフト変速に限られることはなく、第２速から第１速等へのダウンシフト変速であっても、本発明を有効に適用することが可能である。また、第１速や第２速等の低速段にだけ本発明を適用しても良く、全ての変速段に本発明を適用しても良い。

１０ 変速機
１１ 入力軸（回転軸）
１２ 出力軸（回転軸）
２３ａ〜２６ａ 駆動歯車（変速歯車）
２１ｂ，２２ｂ 従動歯車（変速歯車）
２１ｃ ドグ歯
２２ｃ ドグ歯
４０ シンクロハブ
４１ シンクロスリーブ
４１ａ スプライン歯
４２ シンクロナイザリング
４２ａ 係合歯（係合凸部）
５５ シフターアーム
５５ｂ 端部
７１〜７４ フォークロッド
７５〜７８ ゲート部（凹部）
８０ メインディテント機構（第１ディテント機構，第１付勢機構）
９０ サブディテント機構（第２ディテント機構，第２付勢機構）
Ｇ 隙間

Claims (4)

1. シンクロハブが設けられる回転軸を備えた変速機であって、
   前記回転軸に回転自在に設けられ、ドグ歯を備える変速歯車と、
   前記シンクロハブに噛み合うスプライン歯を備え、前記スプライン歯を前記ドグ歯に噛み合わせる締結位置と、前記スプライン歯と前記ドグ歯との噛み合いを解除する解放位置と、に移動自在であるシンクロスリーブと、
   前記シンクロスリーブと前記変速歯車との間に設けられ、前記シンクロスリーブの移動によって前記スプライン歯に押し込まれる係合凸部を備えるシンクロナイザリングと、
   前記シンクロスリーブに組み付けられ、前記シンクロスリーブを締結位置に移動させる締結方向と、前記シンクロスリーブを解放位置に移動させる解放方向と、に移動自在であるフォークロッドと、
   前記フォークロッドに組み付けられ、前記シンクロスリーブを締結位置に移動させる締結方向と、前記シンクロスリーブを解放位置に移動させる解放方向と、に移動自在であるシフターアームと、
   前記シンクロスリーブの移動過程において、前記シフターアームを解放方向に付勢する第１付勢機構と、
   前記シンクロスリーブの移動過程において、前記フォークロッドを締結方向に付勢する第２付勢機構と、
   を有し、
   前記シンクロスリーブを解放位置から締結位置に切り替える場合に、前記第１付勢機構によって前記シフターアームが解放方向に付勢され、かつ前記第２付勢機構によって前記フォークロッドが締結方向に付勢された状態のもとで、前記スプライン歯による前記係合凸部の押し込みが解除される、変速機。
2. 請求項１記載の変速機において、
   前記スプライン歯による前記係合凸部の押し込みが解除された後に、前記シフターアームと前記フォークロッドとの組み付け箇所には前記シフターアームの締結方向に隙間が発生する、変速機。
3. 請求項１または２記載の変速機において、
   前記第１付勢機構は、前記シフターアームの停止位置を保持する第１ディテント機構であり、
   前記第２付勢機構は、前記フォークロッドの停止位置を保持する第２ディテント機構である、変速機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速機において、
   前記シフターアームの端部が前記フォークロッドの凹部に収容されることにより、前記シフターアームと前記フォークロッドとは互いに組み付けられる、変速機。

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