JP6768785B2

JP6768785B2 - シフト装置

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Publication number: JP6768785B2
Application number: JP2018503537A
Authority: JP
Inventors: トンプソン，ロバート・ウィリアム
Original assignee: キネテイツク・リミテツド
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: US10408345B2; HK1252906A1; CN107850210B; WO2017016869A1; CN107850210A; EP3325854A1; JP2018522180A; GB201513095D0; EP3325854B1; US20180195608A1

Description

本発明は、たとえばギヤボックス内のギヤ比の変更を行うために、駆動部材を選択的に係合させるためのシフト装置に関する。

国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットは、いったんこの種のギヤボックスを有する自動車が動いていれば、クラッチを切り離すことなく異なるギヤ比が選択され得るという意味でクラッチレスのギヤボックスを説明している。国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの第１２頁、第１７行と第１５頁、第３２行との間の一節は、この種のギヤボックスにおけるギヤ比の変更を行うためのシフト機構を説明している。実際には、予想よりも大きなトルクがギヤ比の変更を行うためにシフトシャフトを回転させるのに必要とされることが分かっている。シフトバレル内の傾斜路の急な角度が使用されるいくつかの場合においては、機構が動かなくなり、したがって機構が正しく機能するのを妨げる場合もある。本明細書における図８（国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの図８の複写）を参照すると、これは、主としてピン２１と、それらがそれを通って延びるシフトシャフト９内のスロット２２の縁部との間の摩擦に起因している。

より詳細には、図８において符号１１で示される種類のセレクタドラムが、シフトシャフト９の長さに沿って付勢される場合がある。これは、たとえば、国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの１６頁、３１行と１７頁、１行との間、およびまた１８頁、２５行から３２行の間に述べられる状況で生じる。第１の状況においては、たとえばギヤ比のシフトアップを行うために、トルクと軸線方向力が共に下方のギヤと関連するセレクタドラム１１ｂに加えられ、それによって、より高いギヤが係合されるまでこれはシフトシャフト９に沿って移動することになる。セレクタドラム１１ｂがシフトシャフト９に沿って押し付けられている際に、前述のピン２１は、シフトシャフト９のスロット２２の縁部に接して引っ張られる。したがって、セレクタドラム１１ｂがギヤ比のシフトアップ中にその長さに沿って押し込まれることになるように、滑り摩擦により、期待されるより大きいトルクがシフトシャフト９に加えられることが必要になる。摩擦に関する同様の問題が、正の駆動トルクが存在している間のシフトダウン中に生じる。

国際公開第２０１４／０４９３１７号

本発明の態様は、上述に対処するために考えられたものである。

本発明の一態様によれば、軸線に沿って延在するシャフトと少なくとも１つのシフト機構とを備えるシフト装置であって、各前記シフト機構が、
シャフトに沿って延在するそれぞれのスロットを通って延びる互いに対して回転するように配置される第１および第２の部分を有するマルチパートピンと、
シャフトの周りに配置され、その長さに沿って延在するチャネルを有するドラムであって、シャフトが回転されるとトルクがドラムに伝達できるようになるようにマルチパートピンの第１および第２の部分がそれぞれ受け入れられ、ドラムがまたその外面の周りに少なくとも部分的にトラックを画定する、ドラムと、
ドラムをシャフトの長さに沿って休止位置に向かって付勢するための付勢機構と、
前記トラックに対して動作関係に設けられる駆動部材セレクタ部材であって、シャフトを回転させることによって使用時にトルクをそれに伝達するために、駆動部材に選択的に係合するように制御され得る、駆動部材セレクタ部材と、
を備える、シフト装置が提供される。

装置は、トルクがシャフトからドラムに伝達され、軸線方向力が付勢機構に打ち勝つドラムに加えられると、ドラムがマルチパートピンに乗ることによってシャフトに沿って移動するように構成され得る。

装置は、トルクがシャフトからドラムに伝達されると、マルチパートピンの第１および第２の部分の各々が、それぞれの部分がそれを通って延びるスロットの縁部とそれぞれの部分がその中に延在するチャネルの表面との間に挟まれるように構成され得る。

装置は、ドラムがシャフトに沿って移動するにつれて、マルチパートピンの第１および第２の部分の各々が、それぞれの部分がそれを通って延びるスロットの縁部およびそれぞれの部分がその中に延在するチャネルの表面と共に剪断力中にあるように構成され得る。

装置は、ドラムがシャフトに沿って移動するにつれて、マルチパートピンの第１および第２の部分が反対の方向に回転するように構成される。

装置は、トルクがドラムに伝達されるようになることなく、シャフトがドラムに対して所定の量だけ回転され得るように構成され得る。

マルチパートピンの第１および第２の部分がそれぞれそれを通って延びるスロットの側面とそれぞれの部分がその中に延在するチャネルの側面との間に、クリアランスが存在し得る。

マルチパートピンの第１および第２の部分のうちの一方は、他方の部分の内側に受け入れられ得る。

マルチパートピンの第１および第２の部分は、少なくとも１つの追加のマルチパートピン機構によって連結され得る。

マルチパートピンは、第１および第２の部品がその周りで回転し得る第３の部分を含んでもよい。

付勢機構がドラムの両側の凹部の中に付勢された２つのピンを備え、シャフトが回転される場合にこの種のピンによってトルクがドラムに伝達されないように構成され得る。

ピンの各々は、ピンの周りに部分的に延在するそれぞれの弾性的に付勢された部材によって付勢され得る。

ドラムが休止位置に配置される場合に、それぞれのピンの周りに延在する弾性的に付勢された部材は、シャフトの長さに沿って延びる軸線と実質的に垂直なマルチパートピンを維持し得る。

ピンは、マルチパートピンに対して実質的に９０度に配置され得る。

任意のこれまで述べた構成によるシフト装置を備えるギヤボックス。

次に、本発明の実施形態が、添付の図面を参照して非限定的な例として説明されることになる。

完全係合解除状態における本開示の一態様による構成の主要構成部品のアセンブリを示す図である。図１の構成の主要構成部品の分解図である。ドッグハブ３ｂ上のドッグ機構と、ギヤ２上の対応するドッグ機構の詳細図である。半係合状態における図１の構成の主要構成部品のアセンブリを示す図である。完全係合状態における図１の構成の主要構成部品のアセンブリを示す図である。従来技術のシフト機構を含む４比ギヤボックスの全体図である。参照のために１つのドッグバブを分解図で示した、図６のシフト機構のいくつかの構成部品を示す図である。シフトシャフトとセレクタドラムとの間のばね接続を示す、シフトシャフト９の軸線を通る断面図である。１つの比率を完全に係合した状態で示される従来技術のシフト機構を含む４比ギヤボックスの平面図である。３速から４速へのシフトアップを行う過程で示される従来技術のシフト機構を含む４比ギヤボックスの平面図である。正の駆動トルクが存在している間にシフトダウンを予め選択した状態で示される従来技術のシフト機構を含む４比ギヤボックスの平面図である。本発明の一実施形態による複数のシフト機構を含むシフトシャフトを通る断面図である。図１２の構成の部分分解図である。さまざまな角度からのセレクタドラム１０４を示す図である。シフトシャフト１００の長さに沿って見た図１２の構成の断面図である。図１２の構成のもう１つの部分分解図である。

本発明の実施形態は、国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットに説明されているギヤボックスの改良である。本説明を完全にするために、この知られているギヤボックスの概要が提供され、その後ギヤ比シフトを行うための改良されたシフト機構が説明される。

図１は、完全係合解除状態における本開示の一態様の主要構成部品のアセンブリを示している。シャフト１は、本明細書においては「ドッグハブ」３ａと呼ばれる第１のセレクタ部材、ギヤ２の形の駆動部材、および第２のドッグハブ３ｂを通過する。ギヤ２は、この構成においては、プレーンスラストワッシャおよび針状ころ軸受の組み合わせである、低摩擦軸受（不可視である）によってシャフトに取り付けられ、したがって、これは、シャフト１に軸線方向および半径方向に配置されるが、シャフト１に対して自由に回転することができる。

この構成においては、駆動部材はギヤ２であるが、他の構成においては、駆動部材は、シャフトに選択的に回転係合されることが要求される駆動機構の任意の部品、たとえばローラチェーンスプロケットまたはベルト駆動プーリーであってもよい。

特に図１から図３を参照して分かるように、ドッグハブ３は、２つの面を有する実質的に環状であり、シャフト１と係合するための手段、この例においては歯付きの内輪６ａ、６ｂである。また、それらは、その各面に配置される複数の（この例においては３つの）突出部分または係合「ドッグ」機構７ａ、７ｂ、７ｆ、７ｅを備える。また、ギヤ２は環状であり、歯付き外面と２つの対向する面とを備える。ギヤは、複数（この例においては各面に３つ）の係合「ドッグ」機構７ｃ、７ｄをさらに備える。ハブ３ｂのドッグ機構７は、以下でより詳細に説明されるように、ギヤ２のドッグ機構７に係合するように形成される。

図１の係合解除状態においては、２つのドッグハブ３ａおよび３ｂは、ギヤ２から離れるように軸線方向に変位され、したがって、ハブのドッグ機構７ａおよび７ｂは、ギヤ２の対応するドッグ機構７ｃおよび７ｄから係合解除される。２つのドッグハブ３ａ、３ｂの第２の面（図示のように、外面）のドッグ機構７ｅ、および７ｆは、図１から図５に示されるギヤ２と係合しないが、主軸に取り付けられ得る他のギヤとの係合を可能にするように設けられる（図６以後を参照）ことに留意されたい。

図２は、本開示の一態様の主要構成部品の「分解図」であり、図の下半分は、図の上半分と同じ構成部品を示しているが、ギヤ２の第２の側のドッグ機構７を明らかにするように異なる視野角で示している。図２の上半分においては、ドッグハブ３ａのドッグ機構７ａと、ギヤ２の一方の側の対応するドッグ機構７ｄとが見える。図２の下半分においては、ドッグハブ３ｂのドッグ機構７ｂと、ギヤ２の他方の側の対応するドッグ機構７ｃとが見える。

添付の図解に示されるこの構成においては、各ドッグハブ３の各面および各ギヤ２の各面は、シャフトの軸線の周りに実質的に均等に配置されるドッグ機構７によって提供される３つのこの種の突出部分を有する。しかしながら、片面当りいくつもの類似のドッグ機構７を使用することが可能である。たとえば、より高い負荷容量が必要とされる場合には、より多くのドッグ機構７が使用されることもでき、または簡単にするために、またはより高い速度差による係合を達成するために、より少ないドッグ機構７が使用されることもできる。しかしながら、片面当り３つのドッグ機構７を設けることは、ドッグ機構７間の実質的に均等な負荷分担を提供し、ドッグ機構７がトルクを伝達しているときに自己センタリング作用を与える。３つより多くのドッグ機構７が使用される場合、３つより多くのドッグ機構７にわたる負荷分担が実現されるべきである場合、ドッグ機構位置におけるいかなる誤差も負荷によるドッグ機構７の撓みより小さいことを確実にするために、高い製造精度が必要とされる。また、片面当り３つのドッグ機構７の使用は、ドッグハブ３とギヤ２との間の高い相対速度に対して確実な係合を可能にするために機構の間に大きな角度隙間を提供する。

シャフト１は、複数の雄スプライン歯部６ｃ、６ｄ（アセンブリ内のドッグハブ３の数に対応する数）を備え、ドッグハブ３の内輪は、対応する雌スプライン歯６ａ、６ｂを担持する。これらの嵌合スプライン６ｃ、６ｄおよび６ａ、６ｂは、隙間嵌めで係合するように公差付けされる。雄スプライン歯は、雌スプライン歯よりも幅広であり（すなわち、シャフト１に沿って軸線方向にさらに延在する）、それによって、いったんシャフト１に配置されると、ドッグハブ３ａ、３ｂは、雄スプライン歯６ｃ、６ｄと整列されるとシャフト１に対して半径方向に回転接続されるが、シャフト１へのこの接続を維持しながら軸線方向に自由に移動することができる。これにより、ドッグハブ３ａ、３ｂのドッグ機構７ａ、７ｂは、シャフト１によってやはり駆動されている間に、ギヤ２のドッグ機構７ｃ、７ｄと係合および係合解除するように移動することができる。

図３は、ドッグハブ３のドッグ機構７ａ、７ｂと、ギヤ２の対応するドッグ機構７ｃ、７ｄの詳細図を示している。ドッグ機構７ａから７ｄの各々は、ギヤ２またはドッグハブ３の側面の上に突出するランプ状のブロックからなる。各ドッグ機構７ａから７ｄは、ドッグハブ３の面と同一平面内にあるベース４ｅから立ち上がり、一方が他方を回転駆動するとハブ３の機構とギヤ２の機構との間の確実な係合または物理的な連動を行うように、シャフト１の軸線から離れるように斜行している傾斜面５ｂ、５ｃと「合わせ」面または接触面４ｃ、４ｂとを備える。

そのうえ、単一のハブの例を挙げると、ドッグハブ３ｂがシフト機構（本明細書において後述する）の作用によってギヤ２に向かって移動されると、ドッグハブ３ｂのドッグ機構７ｂの前縁４ｂは、ギヤ２のドッグ機構７ｃの前縁４ｃと係合され、２つの構成部品の間にトルクを伝達する手段を提供することになる。トルクの伝達に起因するあわせ面４ｂ、４ｃの間の接触力は、ドッグハブ３ｂをギヤ２に向かって引っ張る傾向があり（面４ｂ、４ｃの角度のために）、したがって、トルクを伝達する際に機構が係合から外れる傾向がないことが確保される。

ドッグ機構７ｂ、７ｃの傾斜面５ｂ、５ｃは、比較的浅い角度で傾斜する後縁を提供する。他方の意味において、ドッグハブ３ｂとギヤ２との間に相対回転がある場合は、浅い傾斜面５ｂ、５ｃは、互いに容易に乗り上げ、したがってドッグハブ３ｂをギヤ２から離れるように強制し、したがって２つの構成部品の間のいかなる接続も係合解除する。したがって、ドッグ機構７ａから７ｆのこの「傾斜のついた」形態は、相対回転という１つの意味においてトルクの確実な係合および伝達を提供し、相対回転という他の意味においてドッグ機構７ａから７ｆの係合解除、およびトルクの非伝達を提供する。

図２の上半分に目に見えるように、ギヤ２の一方の側のドッグ機構７、およびドッグハブ３ａの対応するドッグ機構７は、相対回転という１つの意味においてドッグハブ３ａとギヤ２との間に確実な係合および駆動接続を与えるのに適応しており、ギヤ２の他の側のドッグ機構７、およびドッグハブ３ｂの対応するドッグ機構７は、相対回転という他方の意味において確実な係合および駆動接続を与えるのに適応していることに留意されたい。したがって、（後述する）シフト機構の作用によって両方のドッグハブ３がギヤ２に向かって移動されると、ギヤ２とドッグハブ３ａ、３ｂとの間の相対回転という両方の意味において、および両方のドッグハブ３ａ、３ｂがスプラインによってシャフトに、シャフト１に接続されるので、確実な駆動係合が存在する。

図４は、半係合状態における本開示のこれまでに説明された態様の主要構成部品のアセンブリを示している。ドッグハブ３ａは、ギヤ２と接触しており、ドッグ機構７のあわせ面４ａ、４ｄは、互いに接触している。ドッグハブ３ｂは、ドッグ機構の突出部分の先端部の間にクリアランスがあるように、ギヤ２から離れるように軸線方向に変位されている。したがって、この状態においては、ギヤ２は、１つの意味においては相対回転（たとえば、正のトルク／前進駆動）のためにシャフト１に回転接続されるが、他の意味においてシャフト１に回転接続されない（たとえば、負のトルク／逆駆動）。

図５は、完全係合状態における本開示のこれまで説明された態様の主要構成部品のアセンブリを示している。両方のドッグハブ３ａ、３ｂは、ギヤ２と接触している。ドッグハブ３のドッグ機構７ａ、７ｂの前縁は、ギヤ２のドッグ機構７ｃ、７ｄの対応する前縁と係合している。したがって、この状態においては、ギヤ２は、両方の意味において相対回転および駆動のためにシャフト１に回転接続される。シャフト１へのドッグハブ３ａ、３ｂのアセンブリは、この完全な係合の状態においては、ドッグ機構７の前縁の間に小さな接線方向クリアランスしか存在しないように選択されることに留意されたい。この小さな接線方向クリアランスは、この完全に係合した状態においてギヤ２とシャフト１との間に少量のバックラッシュしか存在しないことを確実にする。道路車両、特に乗用車の場合は、たとえば運転者がアクセルペダルを離した場合に、トルク反転が発生するたびに動力伝達系路の捩り衝撃を最小限にするように、低バックラッシュが乗客の快適性のために望ましい。確実な係合を行うために（この構成に示されるように）傾斜させた前縁を有するドッグ機構７ａから７ｆの係合を可能にするように、および製造公差を可能にするようにドッグの間に最小量のクリアランスが設けられる。

図６は、シフト機構を含む４比ギヤボックスの全体図である。主軸１ａは、それぞれレイギヤ８と噛み合う直径が変化する４つのギヤ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを担持し、レイギヤ８は、その長さに沿って形成される４つの噛み合いギヤ２を有する。この構成においては、主軸１ａが入力であり、レイギヤ８が出力である。ドッグハブ３を用いて主軸にこれを回転接続することによってギヤ２ａから２ｄのうちの１つが選択されると、入力軸１ａとレイギヤ８との間に駆動接続があり、レイギヤ８に対する入力軸１ａの相対速度は、選択されたギヤ２とレイギヤ８の噛み合いギヤの歯の数の比である。ギヤの各々の直径および歯数は、隣接するギヤ対の間の実質的に同様の比率差を実現するように選択され、したがってシフトが行われると入力速度の同様のステップ状変化を提供する。

シフト機構は、いくつかのシフト機構１０を含むシフトシャフト９を備える。この４速の例示的な実施形態においては、５つのこの種のシフト機構があり、各々のものはドッグハブ３を含む。主軸１ａのギヤ２の各々のもの間のドッグハブ３は、隣接するギヤ２のいずれかと係合するように、図１に示されるように両側に形成されたドッグ機構７を有する。この例示に示される主軸１ａの各端部のドッグハブ３は、隣接するギヤ２と係合するように片面のみにドッグ機構７を有する。しかしながら、便宜のため、所与のギヤボックスに使用される異なる構成部品の数を最小限に抑えるために、および不正確な組立てを防止するために、ギヤ２の間に使用される同じ「両面」ドッグハブ３が、主軸１ａの端部に使用されることもでき、その外側のドッグ機構７は冗長である。

主軸１ａ、レイギヤ８、およびシフトシャフト９は、適切な軸受、各シャフトの各端部に１つの軸受でケーシング内に支持される。ケーシングおよび軸受は、この例示には示されていないが、適切な軸受は、当業者によく知られているであろう。

図７は、分解図で示されるシフト機構のいくつかの構成部品を示している。セレクタドラム１１が、シフトシャフト９に取り付けられている。シフトアーム１２ａ、１２ｂ、各セレクタドラム１１の上方に取り付けられるもの、および下方に取り付けられるものが設けられ、ピボットピン１３によってギヤボックスケース（図示せず）内に配置される。ピボットピン１３は、ケースに対して動かないようにギヤボックスケースの穴に配置される。各ピボットアーム１２ａ、１２ｂの１つの端部にピン１５があり、これはセレクタドラム１１の外径に切削されたトラック１６と係合する（トラック１６の図については図９も参照されたい）。図９に示される組み立てられたシフト機構においてよりよく理解され得るように、トラック１６の軸線方向位置は、ドラム１１の円周の周りで変化する。ドラム１１がシフトシャフト９と共に回転されると、その結果、ピン１５は、軸線方向に移動され、シフトアーム１２ａ、１２ｂは、ピボットピン１３の周りで旋回する。シフトアーム１２ａ、１２ｂの他の端部には、シフトスラストリング１４が取り付けられる。シフトスラストリング１４の外側に形成されるピン１７は、シフトスラストリング１４がアーム１２ａ、１２ｂの端部で旋回し得るように、シフトアーム１２ａ、１２ｂの端部の穴を通して嵌合する。シフトスラストリング１４は、ドッグハブ３の外径に形成される隆起部１９の上方に嵌合するその内径の周りに溝１８を有するように形成される。シフトスラストリング１４がドッグハブ３の上方に嵌合されると、ドッグハブ３はリング１４の内側で自由に回転し得るがリング１４が軸線方向に変位されるならばドッグハブ３もまた軸線方向に変位されるように、溝１８の内側と隆起部１９の輪郭との間に小さな軸線方向クリアランスが存在する。詳細には、シフトアーム１２ａ、１２ｂがセレクタドラム１１の作用によって旋回すると、シフトスラストリング１４は、したがって軸線方向に変位され、これと共にドッグハブ３が軸線方向に変位される。

図示の構成においては、ギヤボックスは、ギヤおよび軸受の冷却および潤滑のために、油で部分的に満たされると推定される。その結果、この油は、溝１８の内側と隆起部１９との間に潤滑を提供することになり、したがって、ギヤボックスが高速で回転しているとき、ギヤ選択のためにドッグハブ３を変位させることができるスラスト軸受を形成する。当業者によく知られているように、溝１８の内面のいくつかは、溝１８と隆起部１９との間の接触面積を減少させるように隆起スラストパッドを残すように削減されて、摩擦を低減し潤滑を助ける。

他の構成においては、シフトスラストリング１４とドッグハブ３との間のスラスト軸受は、スラスト軸受の任意の他の適切な形式、たとえばスラスト針状ころ軸受、玉軸受または球面ころ軸受であってもよい。当業者によく知られているように、任意のこの種の軸受は、ドッグハブ３の軸線方向変位を生じることができる。

図８は、シフトシャフト９の軸線を通る断面図であって、シフトシャフト９とセレクタドラム１１との間のばね接続を明らかにしている。シフトシャフト９は、チューブ壁を通して切削される一連のスロット２２（図９も参照されたい）を持つチューブを備える。各セレクタドラム１１のそれぞれの側のピン２１は、スロット２２を通してはめ込まれ、セレクタドラム１１の各側の切抜きトラック２５と係合する。ばね２４は、各ばね２４の各端部のばねカップ２３を持つ各セレクタドラム１１の間のシフトシャフト９の内側にはめ込まれ、ばねカップ２３は、ピン２１に載っている。ばね２４は、それらが組立時に部分的に圧縮され、したがってピン２１に規定された予荷重を提供するように、各ばねカップ２３間の隙間よりも長いように選択される。ばねカップ２３が載っている各ピン２１の中間部分はより小さい直径であり、したがって、たとえピン２１がセレクタドラム１１の軸線方向変位によって現れてもピン２１をシフトシャフト９の所定の位置に保持するように、ばねカップ２３のそれぞれの側には段がある。シフトシャフト９のスロット２２の端部の間の隙間、およびセレクタドラム１１の切抜きトラック２５の間の材料の軸線方向厚さは、実質的に同じであり、したがって、ばね２４からのピン２１に対する予荷重は、ピン２１をスロット２２の端部に接触させて保持し、セレクタドラム１１は、シフトシャフト９の軸線に沿ってピン２１の間に確実に配置されることに留意されたい。スロット２２を通過しおよびセレクタドラム１１の切抜き２５の中に進むピン２１は、シフトシャフト９とドラム１１との間の回転接続を提供するが、スロット２２の長さの範囲内での軸線方向変位を可能にする。力が扇形ドラム１１をシフトシャフト９に沿って押すように働き、これがばね２４の予荷重を超える場合、ピン２１は、スロット２２に沿って移動し、ばね２４をさらに圧縮して、回転接続を維持しながらセレクタドラム１１の軸線方向変位を可能にする。その結果、セレクタドラム１１は、シフトシャフト９の長さに沿って確実に配置され、したがってシフトアームに対する確実な制御およびドッグハブ３のシャフト１に沿った移動を提供することができるが、ばね２４の予荷重によって規定される荷重が超過する場合、セレクタドラム１１は、シフトシャフト９に沿って軸線方向に変位され得る。

この例においては、各セレクタドラム１１は軸線方向変位を可能にするように隙間嵌めでシフトシャフト９の上に嵌合され、さらにセレクタドラム１１の内部ボア２８は、シャフト９に対するドラム１１の多少の心ずれを可能にするように両円錐形状からなることに留意されたい。さらに、例示的な構成における２つのシフトアーム１２ａおよび１２ｂは、互いに独立して旋回することができることに留意されたい。これは、製造公差等に起因する各構成部品の幾何学的形状の変化を可能にするように機構におけるかなりの量の柔軟性を提供する。次に、ドッグハブ３は、シフト機構によって過度に拘束されることなく、ギヤ２に接触することができる。また、一方が他方に直接対向する、そのトラックに係合している２つのピン１５を持つセレクタドラム１１の使用は、セレクタドラム１１に対するシフトアーム１２からの結果として生じる力がばね２４上のシャフト９の中心線に実質的に作用することを確実にすることが留意され得る。したがって、この構成は、ギヤ２のドッグ機構７と係合するドッグハブ３のドッグ機構７の作用によって軸線方向に変位されるとき、ドラム１１がシフトシャフト９に結合するいかなる傾向にも抵抗する。

この例においては、使用される異なる構成部品の数を最小限に抑え、不正確な組立てを防止することによって費用効果の高い製造を行うために、シフトシャフト９に取り付けられるセレクタドラム１１の各々はそれぞれ同一の構成部品であること、およびそれらの角度位置および軸線方向位置はシフトシャフト９を通して切削されるさまざまなスロット２２の位置によって決定されることが留意され得る。また、セレクタドラム１１は対称であるように設計され、したがって、それらは、正しく機能するためにいかなる特定の向きにも取り付けられる必要はない。しかしながら、これは、すべての例においてそうである必要はない。

図７は、シフトシャフト９に嵌合するセレクタドラム１１を示している。ドラム１１に隣接してゲート２６がある。ゲート２６は、ギヤボックス（図示せず）のケースに固定され、各セレクタドラム１１の縁部を通過する一連のスロットを有する。通常の動作においてはドラム１１がゲート２６に接触することなく自由に回転するように、ドラム１１とゲート２６のスロットとの間にはクリアランスが存在する。各ドラム１１の端面においては、ゲート２６のスロットに隣接する切抜き２７がある。特定の角度位置において、ドラム１１の切抜き２７は、ゲート２６と整列し、したがって、セレクタドラム１１がシフトシャフト９に沿って軸線方向に変位されると、この場合、切抜き２７は、ゲート２６と係合し、ドラム１１およびシフトシャフト９全体の回転は、切抜きの角度範囲に制限される。これは、次に説明されるように、普通ならギヤボックスを損傷することもあるドッグハブ３の移動の特定の組み合わせをブロックする機構を提供する。他の角度位置においては、切抜き２７は、ゲート２６と整列せず、したがって、ドラム１１の軸線方向移動は、ゲート２６によって制限される。

シフトアーム１２のピン１５がピンの軸線方向変位を生じるトラック１６の部分にある場合は、セレクタドラム１１の切抜き２７はゲート２６と整列し、したがって、シフトアーム１２を移動させ、ドッグハブ３を移動させてギヤ２と係合することに留意されたい。セレクタドラム１１のトラック１６の残る部分はいかなる軸線方向変位も与えず、その結果、ピン１５がトラックのこの部分にある場合は、ドッグハブ３は、ギヤ２の間の中間位置に実質的に保持され、したがって、ギヤ２と係合しておらず、切抜き２７は、ゲート２６と整列せず、したがって、ドラム１１の軸線方向変位は、ドラム縁部とゲート２６との間のクリアランスに制限される。

また、このシフト機構は、他の駆動部材選択アセンブリに使用されることもできる。

図９は、１つのギヤ２を完全に係合した状態で示されるこれまで説明したシフト機構を含む４比ギヤボックスの平面図である。詳細には、ドッグハブ３ａ、３ｂは、ギヤ２ａに係合される。シフトシャフト９は、セレクタドラム１１ａ、１１ｂのトラック１６ａ、１６ｂのピン１５ａ、１５ｂがギヤ２ａから離れるように軸線方向に変位され、したがって、シフトアーム１２ａおよび１２ｃがドッグハブ３をギヤ２ａとの噛み合い状態に保持するようにピボットピン１３ａ、１３ｂの周りに旋回する、角度位置にある。

図示されるように好ましい例示的な構成は、従来のエンジン駆動車両に使用するように構成される。この用途の場合は、ギヤボックスは、シフトアップが実質的に正のトルク伝達で行われ（すなわち、入力軸におけるトルクの方向が回転の方向と同じである場合）、シフトダウンが実質的に負のトルクで行われる（入力軸におけるトルクの方向が回転の方向と逆である場合）ように組み立てられる。シフトアップは、一定の出力シャフト速度に対する入力軸速度の低下をもたらし、通常、車両が加速するにつれて連続して行われる、あるギヤ比から別のギヤ比への移行である。ダウンシフトは、一定の出力シャフト速度に対する入力軸速度の増加をもたらし、通常、車両が減速するにつれて連続して行われる、あるギヤ比から別のギヤ比への移行である。

図９においては、各ギヤ２の右側面のドッグ機構７、およびドッグハブ３の噛み合うドッグ機構７はギヤ２とシャフトとの間に正の駆動トルク接続を提供し、各ギヤ２の左側面のドッグ機構７はギヤ２とシャフトとの間に負の駆動トルク接続を提供することに留意されたい。ギヤボックスが正のトルクを伝達しており、したがって、図９に示されるように、ギヤ２ａの右側面のドッグハブ３ｂが入力軸からギヤ２にトルクを伝達しているときは、この場合レイギヤと噛み合うギヤ２が出力側を駆動する。トルクを伝達する場合、ドッグ機構７の傾斜面およびドッグハブ３とシャフト１との間のスプライン結合の摩擦が原因で、ドッグハブ３は、ギヤ２をシャフトから切り離するようにギヤ２から離れて容易に移動され得ないことに留意されたい。シフトシャフト９のばね２４の予荷重は、係合解除が比較的低いトルクレベルでしか生じ得ないことを確実にするように制限される。

しかしながら、図に示されるように、ドッグハブ３ａは、正のトルクが伝達されている場合には負荷されず、したがって、シフト機構によってそのように付勢されるときギヤ２ａから離れて自由に移動することができる。

図１０は、３速から４速へのシフトアップを行う過程で示されるこれまで説明したシフト機構を含む４比ギヤボックスの平面図である。シフトシャフト９は、第４のギヤ位置まで完全に回転されている。ドッグハブ３ｂは、入力軸からギヤ２ａにトルクを伝達しており、したがって係合して保持される。関連するセレクタドラム１１ｂは、シフトシャフト９に沿って変位される。もう１つのドッグハブ３ｃは、シフトシャフト９内のばね２４の作用によってギヤ２ｂに向かって移動されている。第３のギヤ２ａはまだ係合されているので、ギヤ２ｂは、シャフト１ａおよびドッグハブ３よりも遅く回転しており、したがって、ドッグ機構７の傾斜面は、互いに乗り上げて、係合させずにドッグハブ３ｃをギヤ２ｂから離れるように押し動かす。ドッグハブ３ｃは、シフトシャフト９の内側でばね２４を圧縮することによって、ギヤ２ｂから離れて移動することができる。さらなるドッグハブ３ａは、シフトシャフト９の内側のばね２４の作用によって第４のギヤ２ｂの方へ移動されている。第４のギヤ２ｂとドッグハブ３ａとの間のドッグ機構７は、正の駆動であり、主軸が第４のギヤよりも速く回転し、したがって、ドッグハブ３ａがギヤに向かって軸線方向に移動されると、各ドッグ機構７の先端面が接触し、正の駆動がシャフトとギヤ２ｂとの間で達成される。ドッグハブ３ａによって駆動がピックアップされると、ドッグハブ３ｂの負荷が緩和され、ギヤ２ａは、この場合主軸１よりも速く回転している。次に、ドッグ機構７の斜面により、ドッグハブ３ｂがギヤ２ａから離れるように押されることになり、また、シフトシャフト９内のばね２４は、セレクタドラム１１ｂを中立位置に戻す。

いったんドッグハブ３ａがギヤ２ｂと噛み合うと、主軸がギヤ２ｂと同じ速度で回転し、したがって、ドッグハブ３ｃは、完全に移動してギヤ２ｂと係合することができる。次いで、第４ギヤが完全に係合され、シフト過程が完了する。

シフトは、係合されるかまたは係合解除される２つのギヤ２の間にある中間のドッグハブ３の軸線方向移動によって達成されることに留意されたい。このドッグハブ３は、係合解除されているギヤ２のための負の駆動構成部品であるので、シフトを開始するように自由に移動することができ、これは、係合されることになるギヤ２のための正の駆動構成部品であるので係合を行う。いったん係合が中間ドッグハブ３によって行われると、より早く選択されたギヤ２からの正の駆動ドッグハブ３が解放され、係合されているギヤ２の負の駆動ドッグハブ３が完全に移動して係合することができるように、同期が実現される。

より一般的に表現すると、正の駆動セレクタ部材がより高いギヤの駆動部材に向かって移動されると、異なるギヤ比のために、それぞれの突出部分の前縁が互いに向かって移動している。各前縁が接触する場合は、駆動はより高いギヤ駆動部材によってピックアップされ、より低いギヤ駆動部材のためのセレクタは自然に係合解除される。より低いギヤからの駆動は駆動がより高いギヤによってピックアップされた後にのみ係合解除されるので、トルク伝達の中断は生じず、シフトは実質的に瞬間的であり得る。

シフトダウンは、負のトルクが伝達されている間に中間ギヤ２の移動の同じ運動機構によって完了し、従来のエンジン駆動車両の場合は、これは運転者がアクセルペダルを離しているときになるであろう。

たとえば車両が斜面を登っており車速が低下しているとき正の駆動トルクが要求される場合にシフトダウンが要求されるならば、異なるシフト過程が用いられる。ギヤボックスが正のトルクを伝達している間に、シフトシャフト９を次のより低いギヤ位置に回転させることによって、単一のシフトダウンが予め選択され得る。中間ドッグハブ３は、ギヤ２と入力軸との間の正の駆動係合であるので、自由に移動することはできない。したがって、中間ギヤ２のためのセレクタドラム１１は、シフトシャフト９に沿って軸線方向に変位され、シフトシャフト９の内側のばね２４は、さらに圧縮される。係合されるべきより低いギヤのための負の駆動ドッグハブ３は、ギヤ２に接触されるが、これはギヤ２よりも遅く回転しており、したがってこれは係合しない。シフトを完了するために、この例においては、運転者は、中間ドッグハブ３を解放するように駆動トルクを一瞬低減または逆転させる。これは、アクセルペダルを持ち上げることによって、または代替的に、クラッチペダルが設けられている場合それを下げることによって最も容易に達成される。中間ドッグハブ３を通して伝達されるトルクが緩和されるとすぐに、シフトシャフト９内の圧縮されたばね２４は、ドッグハブ３を移動させて下方のギヤと係合させ、負の駆動ドッグが係合し、ギヤ２およびシャフト１が同期され、前方駆動ドッグが係合して、シフトダウンを完了する。

トルクを低減することによってシフトを完了することができずに、２回以上のシフトダウンが試みられる場合にドッグハブ３を係合させておく正の駆動トルクが存在するならば、それを防止するステップがとられない場合には、他のギヤの正の駆動ドッグが依然として係合される間はより低いギヤのための負の駆動ドッグハブが係合されることもあるという可能性があるであろう。これは、アセンブリに重大な損傷を引き起こす可能性のあるロックアップ状態をもたらすことになるが、以下に述べるように対処され得る。

図１１は、正の駆動トルクが存在している間にシフトダウンを予め選択した状態で示されるこれまで説明したシフト機構を含む４比ギヤボックスの平面図である。ドッグハブ３ｂは、ギヤ２ａに係合して保持される。ドッグハブ３ｄはギヤ２ｃに向かって移動されるが、依然として係合されているギヤ２ａのためにギヤ２ｃが主軸よりも速く回転しているので、逆転駆動ドッグ３ｄは係合しない。この状態においては、シフトシャフト９は、完全に係合しているより低いギヤに対応する位置に回転されている。ドッグハブ３ｂはギヤ２ａと係合して保持されるので、セレクタドラム１１ｂは、シフトシャフト９に沿って変位され、切抜き２７は、ゲート２６と係合される。したがって、シフトシャフト９は、第２のシフトダウンを予め選択するようにさらに回転されることができず、ロックアップ状態が防止される。同様の切抜きが各セレクタドラム１１の両側に存在し、ゲート２６が各セレクタドラム１１のそれぞれの側に隣接しており、したがって、負のトルクが伝達されている間の２回以上のシフトアップの事前選択が同様に防止される。したがって、切抜き２７は、１つのギヤ２の負の駆動ドッグハブ３およびより高いギヤ２の正の駆動ドッグハブ３により同時係合を防止し、また、１つのギヤ２の正の駆動ドッグハブ３およびより低いギヤ２の負の駆動ドッグ３の同時選択を防止する。

この例においては、シフトシャフト９は、各シフトに対して所定の角度だけ回転されなければならない。手動操作の場合、これは、当業者によく知られている任意の形式の割り出し機構、たとえばモーターサイクルギヤボックス内のセレクタドラムを割り出すために使用されるラチェット機構を用いて、最も容易に達成される。あるいは、任意の形式のロータリーアクチュエータ、たとえば電気サーボモータ、油圧サーボモータ、または空気圧サーボモータが使用されることもできる。

電子式または他の形式の制御システムが、シフトを行うときを決定し、したがってこれまで説明したタイプの機械式シフト機構を用いてシフトを自動化する、手段の形を単にとることもできるギヤ機構を操作するように使用され得る。

これまで述べたシフト構成部品および機構は、たとえば任意の数の異なる選択可能なギヤを使用するか、または選択可能なギヤを２つ以上のシャフトに取り付けて、任意の目的のためにギヤボックスまたはトランスミッションの多くの異なる構成に使用され得ることが当業者には明らかであろう。

そのうえ、これまで説明したギヤボックスまたは構成部品のいずれかは、シャフトへの構成部品の選択的連結を必要とする任意の機構に使用され得ることに留意されたい。また、上で説明したギヤボックスまたは構成部品のいずれかは、たとえば車両の車輪に電気モータを連結するトランスミッションにおいて任意の回転動力源および回転負荷と共に使用され得ることに留意されたい。使用されることもできる回転動力源の他の例には、油圧モータ、空気圧モータ、内燃機関、およびガスタービン機関があるが、それに限定されるものではない。

改良されたシフト機構
本発明の実施形態は、のちに説明され、またギヤ比シフトを行うための改良されたシフト機構に関する。この種の実施形態は、図８と関連して説明される方法に比べてセレクタドラム１１をシフトシャフト９に連結する異なる方法を含んでいる。

図１２は、複数のシフト機構を備えたシフトシャフト１００の断面図を示しており、次にそのうちの１つが詳細に説明されることになる。

符号１０２で示されるシフト機構は、マルチパートピン１０６によってシフトシャフト１００に回転連結されるセレクタドラム１０４を含む。マルチパートピン１０６は、第１および第２の部分１０８，１１０を有する。それによって、第１の部分１０８は、２つの部分が互いに対して回転され得るように第２の部分１１０によって画定される凹部の内側に受け入れられる。図１３からより明らかなように、マルチパートピン１０６は、シフトシャフト１００によって画定される軸線１１４に平行な方向に沿って延在する対向するスロット１１２を通して突出する。より詳細には、組み立てられると、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０の各々は、それぞれの同軸スロット１１２を通して突出し、したがって、シフトシャフト１０２の両側から離れるように延在する。後ほどより詳細に説明されるように、マルチパートピンの第１部分と第２部分１０８，１１０の各々とそれらがそれを通って延びているそれぞれのスロット１１２との間に図１３に符号Ａで示される方向に沿って僅かなクリアランスが存在する。しかしながら、符号Ｂで示される方向に沿ったクリアランスは、マルチパートピン１０６がスロット１１２に沿って移動できるように非常に大きい。

図１２を振り返って見ると、セレクタドラム１０４は、シャフト１０２の周りに配置されている。この種のセレクタドラム１０４は、図１４ａから図１４ｇにおいて異なる角度によって示されている。これは、セレクタドラム１０４がその上に取り付けられる場合にシフトシャフト１００がそれを通って延びるボア１１８を画定する。これはまた、詳細にはシフトアーム装置を介してドッグハブの移動をもたらすように、またはより一般的に表現すれば、前記トラックに対して動作関係に設けられる駆動部材セレクタ部材がシフトシャフト１００を回転させることによって駆動部材との駆動係合におよびこの駆動係合の解除に付勢されるように、これまで説明した図７のトラック１６と同じ方法で使用するように構成されるその外面の周りに少なくとも部分的に延在するトラック１１７を画定する。

そのうえ、セレクタドラム１０４は、ボア１１８と同じ方向に沿ってセレクタドラム１０４を完全に通って延びる対向するチャネル１２０を画定する。この種のチャネル１２０によって画定される空間は、ボア１１８によって画定される空間と接続する。セレクタドラム１０４がシフトシャフト１００に取り付けられると、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０は、これらのチャネル１２０の中にそれぞれ延在する。したがって、シフトシャフト１００が回転されると、マルチパートピンの第１および第２部分１０８，１１０が各チャネル１２０の側面と係合するお蔭で、トルクが、セレクタドラム１０４に伝達され、それによって、この種のチャネル１２０はキー溝として機能する。後ほどより詳細に説明されるであろうように、組み立てられると、マルチパートピンの第１部分および第２部分１０８，１１０とそれらが延在するそれぞれのチャネル１２０との間に、図１３に符号Ｃで示される方向に沿って僅かなクリアランスが存在し、これはまた、図１４ａに再び示されている。

図１５は、使用中のシフト機構１０２を通る断面図を示している。前述したように、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０は、シフトシャフト１００の対向する同軸スロット１１２を通して突出し、セレクタドラム１０４によって画定される対向する同軸チャネル１２０に受け入れられる。チャネル１２０とそれらの中に延在するマルチパートピン１０６の部分との間に存在する隙間に加えて、スロット１１２の側面とそれらを通って延びるマルチパートピン部分との間に隙間が存在する。結果として、シフトシャフト１００は、いくらかの回転自由度を有し、トルクがセレクタドラム１０４に伝達されるようになることなく、セレクタドラム１０４に対して所定の量だけ回転されることができ、次に、この理由が説明されることになる。

図１５のチャネル１２０のそれぞれの側面が符号ａから符号ｄで示され、スロット１１２のそれぞれの側面が符号ｅから符号ｈで示される。本質において、シフトシャフト１００が回転されると、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０が係合するようにさせられるスロット１１２およびチャネル１２０の縁部は、シフトシャフト１００が回転される方向に応じて異なる。たとえば、シフトシャフト１００が図１５の場合のように反時計回りに回転されると、符号ｇおよび符号で示されるシフトシャフト１００の縁部は、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０に対してそれぞれ移動されるが、符号ｈおよび符号ｅで示されるシフトシャフト１００の縁部は、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０から離れるように移動される。

スロット１１２の前述の側面ｇおよびｆによってマルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０に力が加えられると、マルチパートピンのそれぞれの部分は、符号ｃおよび符号ａで示されるチャネル１２０の側面と係合状態に付勢されるが、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０は、符号ｄおよび符号ｂで示されるチャネル１２０の側面から離れるように移動される。

換言すれば、トルクがシフトシャフト１００からセレクタドラム１０４に伝達されると、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０の各々は、それぞれの部分がそれを通って延びるスロット１１２の縁部とそれぞれの部分がその中に延在するチャネル１２０の表面との間に挟まれる。

上述のことを考慮すると、シフトシャフト１００が図１５に示される方向とは反対の時計回り方向に回転されると、符号ｈおよび符号ｅで示されるシフトシャフトの側面は、その結果これらの部品を移動させて符号ｄおよび符号ｂで示されるチャネル１２０の側面と係合することになるそれぞれマルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０に対して押し付けられることになる。

上述のことにより、本明細書の「図１０は、３速から４速への・・・シフトシャフト９に沿って変位される。」に説明されるシフトアップ動作中に、およびまた本明細書の「図１１は、正の駆動トルクが・・・ゲート２６と係合される。」に説明されるように正の駆動トルクが存在する間にシフトダウンを通じてドラム１１ｂに起こっていることと同様に、トルクがその上に加えられる間にセレクタドラム１０４がシフトシャフト１００の長さに沿って移動するようにさせられる場合には、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０が反対の方向に回転できるようになる。

特に、図１５を再度見ると、セレクタドラム１０４がシフトシャフト１００に沿ってページの外の方向に移動するようにさせられると、マルチパートピンの第１の部分１０８は符号Ａで示される方向に回転することになるが、マルチパートピンの第２の部分１１０は、符号Ｂで示される反対の方向に回転することになる。これは、マルチパートピンのそれぞれの部分１０８，１１０が、スロット１１２の縁部およびチャネル１２０の表面と共に剪断力中にあるためである。

セレクタドラム１０４がシフトシャフト１００の長さに沿って移動するようにさせられると同時にトルクがその上に加えられると、セレクタドラム１０４は、この場合マルチパートピン１０６がセレクタドラム１０４のすぐ下に転動する際にシフトシャフト１００に沿ってマルチパートピン１０６に乗ることができる。これは、図８に示される従来の配置とは異なり、それによって同様の状況においては、ピン２１がシフトシャフト９のスロット２２の縁部に沿って引っ張られることになり、それによって、シャフト９に沿ったドラム１１の摺動運動が妨げられる。

説明したようにマルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０の回転は、シフトシャフト１００の長さに沿ったセレクタドラム１０４の動きに抵抗する摩擦力の大きさを著しく減少させる。これにより、ギヤ比シフトを行うためにあまりトルクがシフトシャフト１００に加えられることが求められないので、ギヤ比シフトを行うことがより容易になり、このトルクの一部によりセレクタドラム１０４がシフトシャフト１００に沿って付勢されることになることを覚えておく。注意喚起として、いくつかの例においては、これは、セレクタドラム１０４が回転するようにさせられると、トラック１１７と協働するシフトアームは本質的に適所にロックされ、したがって、セレクタドラム１０４が回転するにつれてトラック１１７の傾斜した部分に乗り上げるためである。本明細書の「図１０は、３速から４速への・・・シフトシャフト９に沿って変位される。」に説明されるシフトアップ動作を通じて、およびまた本明細書の「図１１は、正の駆動トルクが・・・ゲート２６と係合される。」に説明されるように正の駆動トルクが存在する間にシフトダウンを通じてドラム１１ｂに起こっていることと同様に、この種のシフトアームのトラック１１７に対する反力は、セレクタドラム１０４をシフトシャフト１００に沿って押し進める。

換言すれば、ギヤ比シフトを行うためにシフトシャフト１００に加えられるトルクは、シフトシャフト１００に沿ったセレクタドラム１０４の並進運動を引き起こす。この種の並進運動を妨げる摩擦があまりない場合は、ギヤ比シフトを行うためにシフトシャフト１００に加えられるべきトルクはあまり必要とされない。摩擦の低減はまた、機構妨害の、したがって正しく機能しない可能性を低減する。

図１２において符号１０２で示されるシフト機構のいくつかの追加の態様が次に説明されることになる。再び、図８の構成と同様に、シフト機構１０２は、シフトシャフト１００の長さに沿って休止位置に向けてセレクタドラム１０４を付勢するための付勢機構を含む。特に、セレクタドラム１０４のそれぞれの側に、ばね１２２などの弾性的に付勢された機構が設けられる。この種の各ばね１２２は、ばねカップ１２４をピン１２６に押し付け、それによって、ピン１２６は、セレクタドラム１０４の側面に延在する一対の対向する凹部１２８の内側に受け入れられる。組み立てられると、付勢機構のピン１２６は、マルチパートピン１０６に対して実質的に９０度に配置される。図１６は、シフトシャフト１００がない場合の付勢機構を備える機構の構成を示しており、この種の機構がどのように機能するかが次により詳細に説明されることになる。

図１３を振り返って見ると、ピン１２６は、シフトシャフト１００の長さに沿って延在する追加のスロットを通して突出している。特に、図１３の左側のピン１２６は、シフトシャフト１００の一方の側の第１の軸線方向に延在するスロット１３０と、シフトシャフト１００の反対側の対向する軸線方向に延在するスロットとを通って延びる。さらに、図１３の右側のピン１２６はまた、シフトシャフト１００の一方の側の第１の軸線方向に延在するスロット１３０と、シフトシャフト１００の反対側の対向する軸線方向に延在するスロットとを通って延びる。図１３の左側のピン１２６がそれを通って延びる第１の対を備えるスロット１３０は、他方のピン１２６がそれを通って延びる第２の対を備えるスロット１３０と同軸である。

ピン１２６は、それらがそれを通って延びるそれぞれのスロット１３０の長さに沿って移動することができる。ピン１２６の各々と、図１３および図１４ａに符号Ｄで示される方向に沿った凹部１２８の側面との間のクリアランスに関しては、このクリアランスは、マルチパートピンの第１および第２の部分１０８，１１０とそれらが受け入れられるチャネル１２０の側面ａ、ｂ、ｃ、ｄとの間に存在する今まで説明したクリアランスよりも大きいことが望ましい。換言すれば、ピン１２６と凹部１２８との間の図１４ａの方向Ｄに沿ったクリアランスは、マルチパートピン１０６とチャネル１２０との間の方向Ｃに沿ったクリアランスよりも大きい。

いくつかの構成においては、ピン１２６の幅は、およそ３ｍｍであり、方向Ｄに沿った凹部１２８の幅は、およそ５ｍｍである。

マルチパートピン１０６の第１の部分および第２の部分の直径と、図１３において符号Ｃで示される方向に沿ったチャネル１２０の幅とは、名目上同じであり、その結果、組立てを可能にし、マルチパートピン１０６がチャネル１２０内で転動することができるようになるが、シフトシャフト１００に対するセレクタドラム１０４の角度合わせを維持するクリアランスを作り出すように僅かな違いのみが生じる。

いくつかの構成においては、チャネル１２０に受け入れられるマルチパートピン１０６の第１および第２の部分の幅は、図１３に符号Ｃで示される方向に沿ったチャネル１２０の幅よりも０．１ｍｍ小さい。

上述のことは、マルチパートピン１０６のみによってを除いて、シフトシャフト１００が回転される場合に付勢機構のピン１２６によってセレクタドラム１０４にトルクが伝達されないことをもたらす。

バイアス機構のピン１２６が受け入れられるセレクタドラム１０４の側面に延在する凹部１２８の性質が、次に説明されることになる。図１４に示されるように、セレクタドラム１０４のそれぞれの側は、ボア１１８と同じ方向に沿ってセレクタドラム１０４内に同様の距離だけ延在する一対の対向する凹部１２８を含む。セレクタドラム１０４のそれぞれの側の対向する凹部１２８は各々、付勢機構のピン１２６が押し付けられ得る面を画定するレッジ１３１で終端する。さらに、セレクタドラム１０４の反対側に延在する凹部１２８は、互いに同軸である。結果として、隣接するレッジ１３１間の距離（図１４ｆで符号Ａで示される）は、その前述の第１および第２の対（図１３において符号Ｅで示される）を備えるスロット１３０の隣接する端部の間の距離に実質的に同様である。したがって、付勢機構のピン１２６が、図１３の場合のようにスロット１３０の隣接する端部に押し付けられると、それらは、凹部１２８の内側のレッジ１３１によって画定されるそれぞれの面に押し付けられ、セレクタドラム１０４をいわゆる休止位置に保持することになる。

振り返って図１２を参照すると、セレクタドラム１０４がたとえばシフトシャフト１００に沿って左の方向に移動するようにさせられると、セレクタドラム１０４の左側のピン１２６は、それがそれを通って延びるスロット１３０に沿って摺動し、ばね１２２を圧縮することになる。したがって、シフトシャフト１００に沿ってセレクタドラム１０４を左側に付勢する軸線方向力が除去されると、ばね１２２はピン１２６を押し戻してスロット１３０の端部と係合し、それによってセレクタドラム１０４をその休止位置に戻す。セレクタドラム１０４がシフトシャフト１００に沿って右の方向に押し付けられる場合は、同様の事例が生じる。

ばね１２２と付勢機構のピン１２６との間に配置される前述のばねカップ１２４は各々、それらがそれぞれ係合しているピン１２６およびばね１２２の周りに部分的に延在する。より詳細には、ばねカップ１２４は各々、（図１２および図１６に示されるように）ピン１２６を受け入れるためのそれらの端面にスロット１３２を画定する。この種のスロット１３２によって分離される端面の第１および第２の部分１３３，１３４は、セレクタドラム１０４が前述の休止位置にある場合にマルチパートピン１０６に係合し、そのことは図１２に示される場合である。これは、マルチパートピン１０６が、セレクタドラム１０４のほぼ中央に、およびセレクタドラム１０４が休止位置にある場合にはシフトシャフト１００に対してほぼ垂直に保持されることを示す。

セレクタドラム１０４がマルチパートピン１０６の上に乗ることができるため、そのシフト機構においてはセレクタドラムが本発明の実施形態による方法でシフトシャフトに取り付けられるように変更される、国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットに説明されるタイプのギヤボックスにおけるギヤ比シフトを行うことがより容易になるということがここで再び述べられる。この種の変更されたギヤボックスを含む車両の場合は、エンジンがアイドリングしている間にクラッチを下げた状態でニュートラルにシフトダウンすることがより容易になるであろう。

そのうえ、セレクタドラム１０４の端面の凹部１３９（図１４ｇを参照されたい）は、図７と関連して説明された切抜き２７に対応しており、したがって使用中の図７に示されるタイプのゲート２６と相互に作用するように構成される。

本発明のさまざまな態様および実施形態がこれまで説明されているが、本発明の範囲は、本明細書において述べられた実施形態に限定されるものではなく、その代わりに、添付の特許請求の範囲の精神および範囲に属する、それに対するすべての構成および変更および改変を包含するまでに広がることが理解されよう。

たとえば、マルチパートピン１０６は、３つ以上の部分を備えることができる。互いに対して回転され得るマルチパートピン１０６の第１および第２の部分は、少なくとも１つの追加のマルチパートピン機構によって連結されることもできる。例として、マルチパートピン１０６は、その第１および第２の部分がその周りで回転することもできる中央構成部品を備えることもできる。この種の３部分のピンは、位置決め機構を提供するように小さな直径のピンを両者間に挿入した、２つの同一の穴あけされたピン部分を備えることもできる。しかしながら、マルチパートピンのさまざまな適切なバージョンが、本開示を読むと当業者には明らかになるであろうことが理解されよう。

付勢機構のピン１２６は、マルチパートピン１０６に対して実質的に９０度であるとして説明されているが、これは必ずしも必須ではない。いくつかの実施形態においては、これらのピン１２６の一方または両方は、マルチパートピンに対して別の角度に配置されてもよく、その場合、セレクタドラム１０４の凹部１２８およびピン１２６がそれを通って延びるスロット１３０は、これまで説明したマルチパートピンと異なる構成を有することになる。そのうえ、付勢機構のピン１２６は、必ずしも一直線になって配置される必要はなく、互いに対して異なる角度に配置されてもよい。

Claims

軸線に沿って延在するシャフトと少なくとも１つのシフト機構とを備えるシフト装置であって、各前記シフト機構が、
シャフトに沿って延在するそれぞれのスロットを通って延びる互いに対して回転するように配置される第１および第２の部分を有するマルチパートピンと、
シャフトの周りに配置され、その長さに沿って延在するチャネルを有するドラムであって、シャフトが回転されるとトルクがドラムに伝達できるようになるようにマルチパートピンの第１および第２の部分がそれぞれ受け入れられ、ドラムがまたその外面の周りに少なくとも部分的にトラックを画定する、ドラムと、
ドラムをシャフトの長さに沿って休止位置に向かって付勢するための付勢機構と、
前記トラックに対して動作関係に設けられる駆動部材セレクタ部材であって、シャフトを回転させることによって使用時にトルクをそれに伝達するために、駆動部材に選択的に係合するように制御され得る、駆動部材セレクタ部材と、
を備える、シフト装置。
トルクがシャフトからドラムに伝達され、軸線方向力が付勢機構に打ち勝つドラムに加えられると、ドラムがマルチパートピンに乗ることによってシャフトに沿って移動するように構成される、請求項１に記載の装置。
トルクがシャフトからドラムに伝達されると、マルチパートピンの第１および第２の部分の各々が、それぞれの部分がそれを通って延びるスロットの縁部とそれぞれの部分がその中に延在するチャネルの表面との間に挟まれるように構成される、請求項２に記載の装置。
ドラムがシャフトに沿って移動するにつれて、マルチパートピンの第１および第２の部分の各々が、それぞれの部分がそれを通って延びるスロットの縁部およびそれぞれの部分がその中に延在するチャネルの表面と共に剪断力中にあるように構成される、請求項２または３に記載の装置。
ドラムがシャフトに沿って移動するにつれて、マルチパートピンの第１および第２の部分が反対の方向に回転するように構成される、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
トルクがドラムに伝達されるようになることなく、シャフトがドラムに対して所定の量だけ回転され得るように構成される、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
マルチパートピンの第１および第２の部分がそれぞれそれを通って延びるスロットの側面とその中に延在するチャネルの側面との間にクリアランスが存在する
、請求項６に記載の装置。
マルチパートピンの第１および第２の部分のうちの一方が、他方の部分の内側に受け入れられる、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
マルチパートピンの第１および第２の部分が、少なくとも１つの追加のマルチパートピン機構によって連結される、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
マルチパートピンが、第１および第２の部品がその周りで回転し得る第３の部分を含む、請求項９に記載の装置。
付勢機構がドラムの両側の凹部の中に付勢された２つのピンを備え、シャフトが回転される場合にこの種のピンによってトルクがドラムに伝達されないように構成される、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
ピンの各々が、ピンの周りに部分的に延在するそれぞれの弾性的に付勢された部材によって付勢される、請求項１１に記載の装置。
ドラムが休止位置に配置される場合に、それぞれのピンの周りに延在する弾性的に付勢された部材が、シャフトの長さに沿って延びる軸線と実質的に垂直なマルチパートピンを維持する、請求項１２に記載の装置。
ピンが、マルチパートピンに対して実質的に９０度に配置される、請求項１１から１３のいずれかに記載の装置。
請求項１から１４のいずれかに記載のシフト装置を備えるギヤボックス。