JPH0545817B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高速走行時のカウンタギア回転によ
る動力損失を最小限に抑えるようにした車両用手
動変速機に関する。

（従来技術） 従来、手動変速機にあつては、エンジンからの
動力回転をメインドライブギアからカウンタドラ
イブギアに伝達し、カウンタドライブギアで各変
速段に対応してカウンタシヤフトに固着形成した
複数段のカウンタギアを駆動し、カウンタギアを
経由したメインシヤフトの各変速ギアに対する噛
合伝達をシフト操作により選択するようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のカウンタギア
を経由してシフト操作により選択されたメインシ
ヤフトの変速ギアに動力回転を伝達する手動変速
機にあつては、４速や５速にシフトしてダイレク
トドライブ（DD）若しくはオーバードライブ
（OD）とした高速走行時にあつても、依然とし
てカウンタギアをアイドル回転させており、カウ
ンタギアをアイドル回転させている分だけ変速機
の動力損失が大きくなるという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ダイレクトドライブ若しくはオー
バドライブとなる高速走行時のギア回転による動
力損失を最小限に抑えるようにした車両用手動変
速機を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあつては、ク
ラツチを介してエンジンからの動力回転を受ける
メインドライブシヤフトにカウンタ駆動用のメイ
ンドライブギアを相対回転自在に設け、更にメイ
ンドライブシヤフトと動力回転を外部に取出すメ
インシヤフトの分割部分に第１の同期噛合装置を
設け、この第１の同期噛合装置の切換えにより、
シフトレバーがダイレクトドライブ及びオーバー
ドライブにシフトされたときにはメインドライブ
シヤフトをメインシヤフトに直結し、シフトレバ
ーがダイレクトドライブ又はオーバードライブ以
外の減速段にシフトされたときにはメインドライ
ブシヤフトの動力回転をカウンタドライブギアに
伝達するメインドライブギアを駆動し、更にシフ
トレバーがニユートラル位置で且つクラツチが接
続状態にあるエンジンのアイドリング時には、メ
インシヤフト及びメインドライブギアに対するメ
インドライブシヤフトからの動力回転の伝達を切
離すようにしたものである。

一方、オーバードライブ機構は、メインシヤフ
トの出力側にオーバードライブ遊星歯車機構を設
けることで実現しており、メインシヤフトに相対
回転自在にサンギアを設けると共に、メインシヤ
フトに固着したキヤリアケースにサンギアに噛合
うプラネタリギアを回転自在に設け、更にプラネ
タリギアに外側から噛み合つてプロペラシヤフト
側へ動力回転を伝達するリングギアを配置する。
このオーバードライブ遊星歯車機構は第２の同期
噛合装置によりダイレクトドライブ、オーバード
ライブ及びニユートラルの各シフト位置に切換え
られる。即ち、オーバードライブ以外の位置への
シフトで第２の同期噛合装置は、サンギアをメイ
ンシヤフトに連結してサンギア、プラネタリギア
及びリングギアを一体に回転し、オーバードライ
ブへのシフトで第２同期噛合装置は、サンギアを
ケーシング側に固定し、メインシヤフトの回転を
固定サンギアに噛み合うプラネタリギア、リング
ギアの回転で増速する。更にニユートラル位置へ
のシフトでサンギアをフリー回転としてリングギ
アへの動力伝達を切離すようになる。

（作用） このような本発明の構成によれば、シフトレバ
ーを４速（ダイレクトドライブ）又は５速（オー
バドライブ）にシフトした高速走行時にあつて
は、入力側のメインドライブシヤフトと出力側の
メインシヤフトとの分割部分に設けた第１の同期
噛合装置がリア側メインシヤフトとの直結位置に
切換わり、このときメインドライブギアへの動力
回転の伝達は切離された状態となるため、カウン
タドライブ及びカウンタシヤフトの各変速段のカ
ウントギアと、これに噛み合う各メインギアの回
転が停止し、カウンタギア及びメインギア系統の
ギア回転が全て停止することから変速機の動力損
失を最小限に抑えた高速走行を行なうことができ
る。

（実施例） 第１図は５速オーバードライブ付き手動変速機
を例にとつて本発明の一実施例を示したスケルト
ン図である。

まず構成を説明すると、１はエンジンであり、
エンジン１からの動力回転はクラツチ２を介して
手動変速機のメインドライブシヤフト３ａに伝達
されており、このメインドライブシヤフト３ａに
続いては、変速された動力回転を伝えるためのメ
インシヤフト３ｂが相対回転自在に同軸上にセン
タースルー方式をもつて設けられている。

メインドライブシヤフト３ａに対してはカウン
タギア側に動力回転を伝達するためのメインドラ
イブギア４が相対回転自在に設けられており、こ
のメインドライブギア４にはメインドライブシヤ
フト３ａに対し、所定の軸間距離を介して平行配
置されたカウンタシヤフト５に設けているカウン
タドライブギア６が噛み合わされる。カウンタシ
ヤフト５には３速カウンタギア７、２速カウンタ
ギア８、更に図示しない１速カウンタギア及びリ
バースカウンタギアが順次設けられている。また
３速及び２速カウンタギア７，８に噛み合つて３
速メインギア９及び２速メインギア１０がメイン
シヤフト３ｂに対し相対回転自在に設けられてい
る。

勿論、図示しないリバースカウンタギアについ
ては、間にリバースアイドラギアを介してメイン
シヤフト３ｂに相対回転自在に設けたリバースメ
インギアに噛み合わされ、また１速カウンタギア
はリバースギアの手前位置でメインシヤフト３ｂ
に相対回転自在に設けた１速メインギアに噛み合
わされる。

メインシヤフト３ｂに対し相対回転自在に設け
た３速メインギア９と２速メインギア１０との間
には、２速と３速を切換えるための同期噛合装置
１１が設けられ、この同期噛合装置１１として
は、例えばワーナシンクロタイプのものが用いら
れる。

一方、メインドライブギア４を相対回転自在に
設けたメインドライブシヤフト３ａとメインシヤ
フト３ｂとの分割部分には、第１の同期噛合装置
１２が設けられる。この同期噛合装置１２はシン
クロハブ１３をメインドライブシヤフト３ａに固
着し、シンクロハブ１３の外側には切換部１４と
して模式的に示すインサートキー、スプレツドス
プリング、カツプリングスリーブ及びボークリン
グが設けられ、この切換部１４の両側にクラツチ
ギア１５，１６が配置されるようになる。この第
１の同期噛合装置１２における一方のクラツチギ
ア１５はメインドライブシヤフト３ａに相対回転
自在に設けたメインドライブギア４と一体に形成
され、他方のクラツチギア１６はメインシヤフト
３ｂに固着される。

第１の同期噛合装置１２は第１のシフト位置
Ａ、ニユートラル位置Ｎ及び第２のシフト位置Ｂ
の各切換位置を有し、第１のシフト位置Ａに切換
えるとメインドライブシヤフト３ａをメインシヤ
フト３ｂに直結する。また、第２のシフト位置Ｂ
に切換えると、メインドライブシヤフト３ａにメ
インドライブギア４を連結してカウンタドライブ
ギア６に動力回転を伝達するようになる。更にニ
ユートラル位置Ｎにあつては、メインシヤフト３
ｂ及びメインドライブギア４に対するメインドラ
イブシヤフト３ａからの動力回転が切離された状
態となる。

更に、メインシヤフト３ｂの出力側にはオーバ
ードライブ遊星歯車機構１８が設けられる。この
オーバードライブ遊星歯車機構１８において、ま
ずサンギア１９はメインシヤフト３ｂに相対回転
自在に設けられ、キヤリアケース２０がメインシ
ヤフト３ｂの軸端に固着され、キヤリアケース２
０に対し複数のプラネタリギア２１をサンギア１
９との噛み合いをもつて回転自在に設けており、
更にプラネタリギア２１の外側にリングギア２２
が噛み合わされ、リングギア２２はプロペラシヤ
フト２３側に連結されている。

このようなオーバードライブ遊星歯車機構１８
の前段にはダイレクトドライブ（DD）、ニユー
トラル（Ｎ）及びオーバードライブ（OD）の各
位置に切換えるための第２の同期噛合装置２４が
設けられる。

この第２の同期噛合装置２４のシンクロハブ２
５はメインシヤフト３ｂに相対回転自在に設けた
サンギア１９の回転軸に固着され、シンクロハブ
２５の外側にはスプレツドスプリング、インサー
トキー、カツプリングスリーブ及びボークリング
で成る切換部２６が設けられ、切換部２６の両側
に設けたクラツチギア２７，２８のうち、ダイレ
クトドライブ（DD）側のクラツチギア２７はメ
インシヤフト３ｂに固着され、オーバードライブ
（OD）側のクラツチギア２８はケーシング２９
側に固着されている。

この第２の同期噛合装置２４における切換え
は、１速〜３速、リバース及びダイレクトドライ
ブ（４速）へのシフトでダイレクトドライブ
（DD）位置となり、一方、オーバードライブ
（５速）へのシフトでオーバードライブ（OD）
位置となる。

第２図は第１図の実施例におけるメインドライ
ブシヤフト３ａとメインシヤフト３ｂの分割部分
に設けた第１の同期噛合装置１２のシフト作動に
用いられるシフト装置の一実施例を示した回路ブ
ロツク図である。

第２図において、３０はダイレクトドライブ
（４速）へのシフト操作を検出してＨレベル出力
を生ずるDDシフト検出手段、３１はオーバード
ライブ（５速）のシフト操作を検出してＨレベル
出力を生ずるODシフト検出手段、３２はシフト
レバーのニユートラル位置を検出してＨレベル出
力を生ずるニユートラル検出手段、３３は車両停
止時の車速ゼロを検出してＨレベル出力を生ずる
車速ゼロ検出手段である。

DDシフト検出手段３０及びODシフト検出手
段３１の出力はORゲート３４を介して制御信号
Ｓ１として駆動回路５０に与えられ、この制御信
号Ｓ１により駆動回路５０はシフトアクチユエー
タ６０を駆動して第１図における第１の同期噛合
装置１２を第１のシフト位置Ａに切換える。

またDDシフト検出手段３０、ODシフト検出
手段３１及びニユートラル検出手段３２の出力は
それぞれインバータ３５，３６，３７で反転され
てANDゲート３８に入力され、インバータ３５，
３６及び３７の出力は１速、２速、３速又はリバ
ースへのシフト時に全てＨレベルとなることから
ANDゲート３８の出力もＨレベルとなつて駆動
回路５０に制御信号Ｓ２を与え、制御信号Ｓ２を
受けた駆動回路５０はシフトアクチユエータ６０
の駆動により第１の同期噛合装置１２を第２のシ
フト位置Ｂに切換える。

更にニユートラル検出手段３２及び車速ゼロ検
出手段３３の出力はANDゲート４０に与えられ、
ニユートラルで且つ車速ゼロのときANDゲート
４０はＨレベル出力を生じ、これを駆動回路に制
御信号Ｓ３として与え、制御信号Ｓ３を受けた駆
動回路５０はシフトアクチユエータ６０を駆動し
て第１の同期噛合装置１２をニユートラル位置Ｎ
に切換える。

第３図は第１図でオーバードライブ遊星歯車機
構１８側に設けた第２の同期噛合装置２４のシフ
ト作動に用いられるシフト装置の一実施例を示し
た回路ブロツク図である。

第３図において、ODシフト検出手段３１の出
力はそのまま駆動回路５２に与えられ、この検出
出力（Ｈレベル出力）を受けた駆動回路５２はシ
フトアクチユエータ６２を駆動して第２の同期噛
合装置２４をオーバードライブ（OD）位置に切
換える。

またODシフト検出手段３１及びニユートラル
検出手段３２の出力はそれぞれインバータ４２，
４４で反転されてANDゲート４６に与えられ、
ODシフトでなく且つニユートラルでない時、即
ち、１速、２速，３速、４速又はリバースいずれ
かへのシフト時にANDゲート４６の出力がＨレ
ベルとなり、このＨレベル出力を受けて駆動回路
５２はシフトアクチユエータ６２の駆動により第
２の同期噛合装置２４をダイレクトドライブ
（DD）位置に切換える。

次に、上記の実施例の作用を説明する。

まずシフトレバーがニユートラル位置にあり且
つ車両を停止しているエンジンアイドリング時の
動作を説明する。

このとき、まず第２図のシフト装置にあつて
は、ニユートラル検出手段３２及び車速ゼロ検出
手段３３の出力がＨレベルとなり、他の検出手段
の出力はＬレベルとなつている。したがつて
ANDゲート４０の出力がＨレベルとなり駆動回
路５０に制御信号Ｓ３を与え、駆動回路５０はシ
フトアクチユエータ６０を作動して第１図におけ
る第１の同期噛合装置１２をニユートラル位置Ｎ
に切換保持するようになる。

その結果、クラツチ２を介してエンジン１から
得られたメインドライブシヤフト３ａの動力回転
はメインシヤフト３ｂ、及びメインドライブギア
４のいずれに対しても伝達されず、第１の同期噛
合装置１２におけるシンクロハブ１３及び切換部
１４のみが回転することとなり、手動変速機にお
ける各カウンタギア及び変速メインギアのいずれ
も回転しないことからクラツチ２が接続され、且
つシフトレバーがニユートラル位置にあるエンジ
ンアイドリング状態でカウンタギアの回転による
ガラ音は勿論のこと、ギア噛合回転による駆動騒
音を略完全になくすることができる。

次に、シフトレバーを例えば２速にシフトした
とすると、３速メインギア９と２速メインギア１
０との間に設けている同期噛合装置１１の切換部
１１ａにおけるカツプリングスリーブが２速メイ
ンギア１０側にシフトレバーの動きによるシフト
機構により切換えられる。同時に第２図のシフト
装置におけるニユートラル検出手段３２の出力が
ＨレベルからＬレベルに立ち下がるため、AND
ゲート３８に対する入力が全てＨレベルとなり、
ANDゲート３８からＨレベルとなる制御信号Ｓ
２を受けた駆動回路５０はシフトアクチユエータ
６０の作動により第１の同期噛合装置１２を第２
のシフト位置Ｂに切換える。

更に第３図に示したシフト装置にあつては、ニ
ユートラル検出手段３２及びODシフト検出手段
３１のＬレベル出力でANDゲート４６の出力が
Ｈレベルとなり、駆動回路５２はシフトアクチユ
エータ６２の作動により第２の同期噛合装置２４
をダイレクトドライブ（DD）位置に切換える。

第１の同期噛合装置１２が第２のシフト位置Ｂ
側に切換えられると、メインドライブシヤフト３
ａの動力回転は第１の同期噛合装置１２を介して
メインドライブギア４のみに伝達され、メインド
ライブギア４に噛み合つたカウンタドライブギア
６の回転によりカウンタシヤフト５が回転し、３
速カウンタギア７，２速カウンタギア８，…が動
力回転を受け、２速カウンタギア８に噛み合つて
いる２速メインギア１０の減速回転が２速側に切
換えられた同期噛合装置１１を介してメインシヤ
フト３ｂに伝達されるようになる。このときオー
バードライブ遊星歯車機構１８の前段に設けてい
る第２の同期噛合装置２４における切換部２６は
２速へのシフトに連動してダイレクトドライブ
（DD）側のクラツチギア２７に切換わつており、
このためサンギア１９がメインシヤフト３ｂに直
結され、且つキヤリアケース２０はメインシヤフ
ト３ｂに予め固着されていることから、メインシ
ヤフト３ｂに対しサンギア１９、プラネタリギア
２１及びリングギア２２が一体に回転し、メイン
シヤフト３ｂの動力回転をそのままプロペラシヤ
フト２３に伝達するようになる。

次に、シフトレバーをダイレクトドライブ（４
速）位置にシフトしたとすると、第２図のシフト
装置において、DDシフト検出手段３０の出力が
Ｈレベルとなり、ORゲート３４を介して駆動回
路５０に制御信号Ｓ１が与えられ、駆動回路５０
はシフトアクチユエータ６０を作動して第１の同
期噛合装置１２を第１のシフト位置Ａに切換え
る。

その結果、メインドライブシヤフト３ａの動力
回転が同期噛合装置１２を介してメインシヤフト
３ｂに直結し、このとき第２の同期噛合装置２４
の切換部２６もクラツチギア２７側のダイレクト
ドライブ（DD）位置に切換わつていることか
ら、オーバードライブ遊星歯車機構１８のサンギ
ア１９、プラネタリギア２１及びリングギア２２
がメインシヤフト３ｂと一体に回転し、エンジン
１からの動力回転を減速することなくそのままプ
ロペラシヤフト２３に伝達するようになる。

また第１の同期噛合装置１２のシフト位置Ａへ
の切換でメインドライブギア４に対する動力回転
の伝達が切離された状態となり、各カウンタギア
及び変速メインギアは全て停止状態に置かれ、ダ
イレクトドライブによる高速走行時の変速機にお
ける動力損失を最小限に抑えることができる。

次に、シフトレバーをオーバードライブ（５
速）位置にシフトしたとすると、第２図のシフト
装置においてODシフト検出手段３１の出力がＨ
レベルとなり、ORゲート３４を介して駆動回路
５０に制御信号Ｓ１が与えられ、駆動回路５０は
シフトアクチユエータ６０を作動してダイレクト
ドライブと同様に、第１の同期噛合装置１２を第
１のシフト位置Ａに切換えてメインドライブシフ
トシヤフト３ａの動力回転をメインシヤフト３ｂ
に直結している。

一方、第３図のシフト装置にあつては、オーバ
ードライブ（OD）位置へのシフトでODシフト
検出手段３１のＨレベル出力を駆動回路５２が受
けてシフトアクチユエータ６２の作動により第２
の同期噛合装置２４の切換部２６をオーバードラ
イブ（OD）側のクラツチギア２８に切換え、オ
ーバードライブ遊星歯車機構１８のサンギア１９
を第２の同期噛合装置２４を介してケーシング固
定側に連結する。このためサンギア１９が固定と
なることで、固定状態にあるサンギア１９に対し
メインシヤフト３ｂに固着したキヤリアケース２
０によつてプラネタリギア２１が回転し、プラネ
タリギア２１の回転によりリングギア２２が増速
された動力回転を伝達するようになる。

このオーバードライブによる高速走行時にあつ
ても第１の同期噛合装置１２はメインドライブギ
ア４への動力回転を切離した状態に置かれること
から、各カウンタギア及び変速メインギアは全て
停止状態にあり、ダイレクトドライブと同様、変
速機の動力損失を最小限に抑えることができる。

尚、上記の実施例ではオーバードライブ遊星歯
車機構の前段に設けた第２の同期噛合装置２４を
第１の同期噛合装置１２と同様、ニユートラル位
置にないこと及びODシフト以外のシフトを検出
してシフトアクチユエータによりダイレクトドラ
イブ（DD）位置に切換え、オーバードライブへ
のシフトを検出したときにオーバードライブ
（OD）位置に切換えるようにしているが、シフ
トレバーによるコントロール機構によつて切換え
るようにしてもよい。

更に、上記の実施例において、１速から２速、
２速から１速、又は２速から３速、３速から２速
への変速をダブルクラツチ操作で行なつたとして
も、第２図のシフト装置は常に第２のシフト位置
Ｂへの切換状態を保つており、ダブルクラツチ操
作時にニユートラル位置Ｎと第２のシフト位置Ｂ
とのあいだでの無意味な切換が行なわれることを
防いでいる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、シフ
トレバーをダイレクトドライブ又はオーバードラ
イブとなる高速走行段にシフトしたときには、エ
ンジン動力回転のリア側ドライブシヤフトへの直
結と同時にメインドライブギアに対する動力回転
の伝達が切離された状態となり、このため各カウ
ンタ及び変速メインギアの回転は全て停止した状
態となつてカウンタギア系統のアイドル回転によ
る動力損失を無くし、高速走行時の変速機動力損
失を最小限とすることができる。

また、ニユートラル時にあつては、入力側のメ
インドライブシヤフトと出力側のメインシヤフト
との分割部分に設けた第１の同期噛合装置がニユ
ートラル位置に切換わるためにメインシヤフトに
設けている各変速メインギアやオーバードライブ
遊星歯車機構は勿論のこと、カウンタドライブギ
ア及びカウンタギアが装着されたカウンタシヤフ
トの回転が停止し、手動変速機に設けているいず
れのギアも回転しないことから、カウンタギアの
回転によるガラ音のみならず、ギア回転による駆
動騒音の発生を略完全になくすこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を５速手動変速機を
例にとつて示したスケルトン図、第２図は第１図
の第１の同期噛合装置のシフト切換装置の一実施
例を示したブロツク図、第３図は第１図の第２の
同期噛合装置のシフト装置の一実施例を示したブ
ロツク図である。 １：エンジン、２：クラツチ、３ａ：メインド
ライブシヤフト、３ｂ：メインシヤフト、４：メ
インドライブギア、５：カウンタシヤフト、６：
カウンタドライブギア、７：３速カウンタギア、
８：２速カウンタギア、９：３速メインギア、１
０：２速メインギア、１１：同期噛合装置、１
２：第１の同期噛合装置、１３，２５：シンクロ
ハブ、１１ａ，１４，２６：切換部、１５，１
６，２７，２８：クラツチギア、１８：オーバー
ドライブ遊星歯車機構、１９：サンギア、２０：
キヤリアケース、２１：プラネタリギア、２２：
リングギア、２３：プロペラシヤフト、２４：第
２の同期噛合装置、２９：ケーシング、３０：
DDシフト検出手段、３１：ODシフト検出手段、
３２：ニユートラル検出手段、３３：車速ゼロ検
出手段、３４：ORゲート、３５，３６，３７，
４２，４４：インバータ、３８，４０，４６：
ANDゲート、５０，５２：駆動回路、６０，６
２：シフトアクチユエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クラツチを介してエンジンからの動力回転を
   入力したメインドライブシヤフトと、該メインド
   ライブシヤフトに続いて同軸上に配置され外部に
   動力回転を取出すメインシヤフトと、前記メイン
   ドライブシヤフトに相対回転自在に設けられカウ
   ンタドライブギアの噛み合いを受けたメインドラ
   イブギアと、前記メインドライブシヤフトからの
   動力回転を前記メインシヤフトに直結する第１の
   シフト位置、前記メインドライブシヤフトからの
   動力回転を前記メインドライブギアに伝達する第
   ２のシフト位置及び前記メインドライブギアとメ
   インシヤフトへの動力伝達を前記メインドライブ
   シヤフトから切離すニユートラル位置の各切換位
   置を備えた第１の同期噛合装置と、前記メインシ
   ヤフトの出力段側に配置され、メインシヤフトに
   相対回転自在に設けたサンギア、前記メインシヤ
   フトに固着されたキヤリアケースに前記サンギア
   との噛み合いを持つて回転自在に装着されたプラ
   ネタリギア、及び該プラネタリギアに外側から噛
   み合つてプロペラシヤフト側に連結されたリング
   ギアでなるオーバードライブ遊星歯車機構と、該
   遊星歯車機構のサンギアとプラネタリギアの相対
   回転を規制してリングギアに前記メインシヤフト
   の動力回転を直結するダイレクトドライブ位置、
   前記サンギアをケーシング側に固定して前記メイ
   ンシヤフトの回転を固定サンギアに噛み合うプラ
   ネタリギア、リングギアの回転で増速するオーバ
   ードライブ位置、前記サンギアをフリー回転とす
   るニユートラル位置の各切換位置を有する第２の
   同期噛合装置と、シフトレバーのダイレクトドラ
   イブ及びオーバードライブの各位置へのシフト時
   に前記第１の同期噛合装置を第１のシフト位置に
   切換え、シフトレバーの減速段へのシフト時に前
   記第１の同期噛合装置を第２のシフト位置に切換
   え、更にシフトレバーがニユートラル位置で且つ
   クラツチが接続されている時に前記同期噛合装置
   をニユートラル位置に切換えるシフト機構を設け
   たことを特徴とする車両用手動変速機。