JPH07139626A - 電気自動車の前後進切り換え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気自動車の手動変速機において、その変速
操作パターンを一直線として、操作性を向上させる。 【構成】 スリーブ８をＮ位置からＨ位置にすると、ス
プライン８_a がシンクロハブスプライン１_a に噛合した
まま、ボークリングスプライン７_a およびクラッチギヤ
スプライン５_a に噛合して、前進高速段が選択され、ス
リーブ８をＬ位置にすると、スプライン８_a はボークリ
ングスプライン６_a およびクラッチギヤスプライン４_a
に切り換え噛合して、前進低速段が選択される。スーブ
８をＬ位置からオーバーストロークさせてＲ位置にする
と、スリーブ８は、図示せざるリバースアイドラギヤを
シフトさせて後進変速段を選択させると同時に、シンク
ロハブ１のスプライン１_a から外れ、後進変速段の選択
を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の前後進を
切り換えるための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車の原動機であるモータは、本
来電気スイッチにより正逆転を切り換え可能であり、従
って電気自動車の前後進は当該電気スイッチにより切り
換える構成にすることができる。ところで、かように電
気スイッチにより前後進を切り換える構成にする場合、
これまでの内燃機関搭載車と操作が全く違うこともあっ
て、誤操作の多発が懸念される。従って、電気自動車に
おいても、変速機をモータとディファレンシャルギヤ装
置との間に介装し、この変速機に後進変速段を設定する
ことが考えられる。そして、変速機としては自動変速機
の代わりに手動変速機を用いるのがコスト的にも有利で
ある。また、電気自動車の原動機であるモータの特性
上、変速機の前進変速段はせいぜい２種の変速段で足
り、結局、電気自動車の手動変速機は前進２段、後進１
段に構成するだけでよい。この場合、手動変速機の変速
操作パターンは、内燃機関搭載車で用いられていると同
じ型式の手動変速機を用いた場合、２種の前進変速段選
択位置が同じセレクト位置にあり、後進変速段選択位置
が、このセレクト位置からオフセットした別のセレクト
位置にあるような、変速操作パターンとなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
変速段数の少ない電気自動車用手動変速機の変速操作パ
ターンはむしろ、自動変速機搭載車のマニュアルレバー
操作と同じ直線の操作パターンが望ましい。つまり、２
種の前進変速段、および後進変速段が全て、レバーの直
線操作により選択されるのが良い。この観点において、
今迄の手動変速機搭載車と同じ考え方に基づく前後進切
り換え装置を、そのまま電気自動車に当てはめて採用す
るしかなかった従来技術では、前後進切り換え操作が煩
雑となり、操作性の低下を免れなかった。本発明は、上
記した手動変速機の改良により、２種の前進変速段およ
び後進変速段の選択位置が全て一直線上に位置する変速
操作パターンを実現可能にして、上述の問題を解消する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的のため第１発明
による電気自動車の前後進切り換え装置は、一方向に回
転駆動されるモータからの動力を、２種の前進変速段と
後進変速段に投入可能な手動変速機を介して車輪に伝達
する電気自動車において、手動変速機は、前記２種の前
進変速段を、カップリングスリーブの両方向ストローク
により選択可能にすると共に、前記後進変速段を、該カ
ップリングスリーブの一方の前進変速段選択位置からの
オーバーストロークにより選択可能に構成したものであ
る。また、第２発明は、上記第１発明の構成において、
前記カップリングスリーブのオーバーストローク位置
で、該カップリングスリーブにより保持されていたイン
サートキーの抜け出しを防止する係合部を、該インサー
トキーおよびボークリングに設けたものである。

【０００５】

【作用】第１発明において、モータは一方向に駆動さ
れ、これからの動力は手動変速機を介して車輪に伝達さ
れ、電気自動車を走行させることができる。ところで、
手動変速機は以下の如くに変速段を決定される。つま
り、カップリングスリーブを一方向にストロークさせる
と、一方の前進変速段が選択され、他方向にストローク
させると、他方の前進変速段が選択される。そして、カ
ップリングスリーブを一方の前進変速段選択位置からオ
ーバーストロークさせると、後進変速段が選択される。
よって、カップリングスリーブの直線移動により２種の
前進変速段および後進変速段の全ての変速段が選択され
ることとなり、変速操作パターンを、これら変速段の選
択位置が全て一直線上に位置する変速操作パターンにし
て、変速操作性を向上させることができる。第２発明に
おいては、上記第１発明の作用に付加して以下の作用を
奏する。つまり、上記カップリングスリーブのオーバー
ストローク位置では、該カップリングスリーブがインサ
ートキーを径方向外方に抑止しきれない位置に達する
が、この際、該インサートキーおよびボークリングに設
けた係合部が、インサートキーの径方向外方への外脱を
防止して、当該不都合を回避することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は、本発明による前後進切り換え装置の
一実施例を示し、１は図示せざるメインシャフト（出力
軸）上にスプライン嵌合したシンクロハブで、２，３は
夫々、シンクロハブ１の両側に配置され、上記メインシ
ャフト上に回転自在に嵌合した低速ギヤおよび高速ギヤ
である。これらギヤ２，３は図示せざるカウンタシャフ
ト上の対応するギヤに噛合して、モータの駆動中回転さ
れ続け、ギヤ２を上記メインシャフトに駆動結合させる
とき、手動変速機が前進低速段に投入され、ギヤ３を上
記メインシャフトに駆動結合させるとき、手動変速機が
前進高速段に投入されるものとする。これらギヤ２，３
の選択的駆動結合は、シンクロハブ１と、ギヤ２，３と
の間に介装した、以下に概略説明する周知の同期噛合機
構により、これを行うこととする。両同期噛合機構はそ
れぞれ、シンクロハブ１を共有する他、その両側に配し
てクラッチギヤ４，５およびボークリング６，７を具
え、クラッチギヤ４，５を対応するギヤ２，３に一体回
転可能に結合させ、ボークリング６，７をクラッチギヤ
４，５の外周コーン面上に嵌合する。

【０００７】シンクロハブ１の外周、クラッチギヤ４，
５の外周、およびボークリング６，７の外周にそれぞ
れ、同仕様のスプラインを形成し、これらスプラインに
嵌合して軸線方向にストローク可能なカップリングスリ
ーブ８を設ける。そして、シンクロハブ１の外周スプラ
イン１_a 、クラッチギヤ４，５の外周スプライン４_a ，
５_a 、ボークリング６，７の外周スプライン６_a ，
７_a 、およびカップリングスリーブ８の内周スプライン
８_a は、軸線方向における配置および長さを、以下の作
用が得られるよう決定する。

【０００８】即ち、カップリングスリーブ８を実線で示
す中立（Ｎ）位置にする時、その内周スプライン８_a が
シンクロハブ１の外周スプライン１_a に噛合したままで
あるも、その他の何れのスプラインにも噛合せず、シン
クロハブ１からメインシャフトへの一切の動力伝達がな
されない中立状態が得られるものとする。また、カップ
リングスリーブ８を図中左行させて、高速（Ｈ）位置に
する時、その内周スプライン８_a がシンクロハブ１の外
周スプライン１_a に噛合したまま、ボークリング７のス
プライン７_a およびクラッチギヤ５のスプライン５_a に
順次噛合して、高速ギヤ３の回転をシンクロハブ１から
メインシャフトへ伝達する前進高速段選択状態が得られ
るものとする。更に、カップリングスリーブ８を図中右
行させて、低速（Ｌ）位置にする時、その内周スプライ
ン８_a がシンクロハブ１の外周スプライン１_a に噛合し
たまま、ボークリング６のスプライン６_a およびクラッ
チギヤ４のスプライン４_a に順次噛合して、低速ギヤ２
の回転をシンクロハブ１からメインシャフトへ伝達する
前進低速段選択状態が得られるものとする。

【０００９】なお、シンクロハブ１の外周には、円周方
向等間隔に配して、外周面に開口する切り欠き溝１_b を
形成し、これら切り欠き溝内にインサートキー９を配置
すると共に、各インサートキー９をスプレッドスプリン
グ１０によりカップリングスリーブ８の内周に押圧さ
せ、該インサートキー９によって、上記カップリングス
リーブ８のＮ位置からＨ位置またはＬ位置へのストロー
クによる変速時の回転同期をとるのは、言うまでもな
い。

【００１０】ところで本例においては、カップリングス
リーブ８の低速段選択位置から更にオーバーストローク
した位置に、後進（Ｒ）位置を設定し、この位置でカッ
プリングスリーブ８は、図示せざるリンク機構を介して
リバースアイドラギヤを、後進ギヤ列が形成されるよう
シフトさせ、手動変速機を後進変速段選択状態にするも
のとする。この後進変速段が選択されるようにするため
には、この位置で、前進変速段が確実に解除される必要
があり、従って本例においては、図２に明示するよう
に、カップリングスリーブ８の２点鎖線で示すＲ位置で
は、その内周スプライン８_a がシンクロハブ１のスプラ
イン１_a から隙間Ｌを持って外れるよう、これらスプラ
インの長さおよび配置を決定する。

【００１１】上記実施例の作用を次に説明する。電気自
動車を停車させたい時、運転者はカップリングスリーブ
８を図１に実線で示すＮ位置にする。この時カップリン
グスリーブ８の内周スプライン８_a はシンクロハブ１の
外周スプライン１_a に噛合したままであるが、その他の
何れのスプラインにも噛合せず、シンクロハブ１からメ
インシャフトへ一切の動力を伝達しない中立状態とな
る。よって、電気自動車を要求通りに停車させておくこ
とができる。電気自動車を高速で前進させたい時、運転
者はカップリングスリーブ８を図１において左行させ
て、Ｈ位置にする。この時、カップリングスリーブ８の
内周スプライン８_a はシンクロハブ１の外周スプライン
１_a に噛合したまま、インサートキー９による同期作用
の基、ボークリング７のスプライン７_a およびクラッチ
ギヤ５のスプライン５_a に順次噛合して、高速ギヤ３の
回転を、順次カップリングスリーブ８およびシンクロハ
ブ１を経てメインシャフトへ伝達する、前進高速段選択
状態を達成する。よって、電気自動車を要求通りに高速
前進走行させることができる。

【００１２】電気自動車を低速で前進走行させたい時、
運転者はカップリングスリーブ８を図１において右行さ
せて、Ｌ位置にする。この時、カップリングスリーブ８
の内周スプライン８_a はシンクロハブ１の外周スプライ
ン１_a に噛合したまま、インサートキー９による同期作
用の基、ボークリング６のスプライン６_a およびクラッ
チギヤ４のスプライン４_a に順次噛合して、低速ギヤ２
の回転を、順次カップリングスリーブ８およびシンクロ
ハブ１を経てメインシャフトへ伝達する、前進低速段選
択状態を達成する。よって、電気自動車を要求通りに低
速前進走行させることができる。電気自動車を後進走行
させたい時、運転者はカップリングスリーブ８を上記の
低速段選択位置（Ｌ）から更にオーバーストロークさせ
てＲ位置にする。この位置でカップリングスリーブ８
は、図示せざるリンク機構を介してリバースアイドラギ
ヤを、後進ギヤ列が形成されるようシフトさせ、手動変
速機を後進変速段選択状態にする。同時にこの位置で、
カップリングスリーブ８のスプライン８_a は図２に２点
鎖線で示すように、シンクロハブ１のスプライン１_a か
ら隙間Ｌを持って外れ、前進変速段が確実に解除される
ことから、上記後進変速段選択状態を保証することがで
きる。

【００１３】ところで、かかる変速操作を行う時の操作
パターンを考察するに、図１から明らかな如く、カップ
リングスリーブ８を一直線上においてストロークさせる
のみで全ての変速段を選択させ得る結果、変速操作パタ
ーンも、前進高速段選択位置と、中立位置と、前進低速
段選択位置と、後進変速段選択位置との、全ての変速段
の選択位置が一直線上に位置する、直線パターンとなり
変速操作性を向上させることができる。しかして、カッ
プリングスリーブ８の後進選択位置（Ｒ）においては、
これがオーバーストローク位置であるが故に、該カップ
リングスリーブ８によってインサートキー９を径方向外
方に確実に保持することができなくなり、インサートキ
ー９が同方向に外脱する懸念がある。

【００１４】この問題解決のために、本発明においては
図３乃至図５に示すような構成を採用するのが良い。つ
まり、図３および図４に示す如く、インサートキー９の
端部を侵入させるためボークリング６に形成した切り欠
き６_b の開口縁に、張出係合部６_C を設け、これら張出
係合部をシンクロハブ１の切り欠き１_C 内に受容する。
そして、インサートキー９の上記端部に、図５に示す如
く、張出係合部６_C と係合する切り欠き係合部９_a を設
ける。これら係合部６_C および９_a は、カップリングス
リーブ８の後進選択位置（Ｒ）において、これがインサ
ートキー９を径方向外方に確実に保持することができな
くなっても、インサートキー９が同方向に外脱するの
を、相互の係合により防止することができる。

【００１５】

【発明の効果】かくして第１発明の前後進切り換え装置
は、請求項１に記載の如く、一方向に回転駆動されるモ
ータからの動力を、２種の前進変速段と後進変速段に投
入可能な手動変速機を介して車輪に伝達する電気自動車
において、手動変速機は、前記２種の前進変速段を、カ
ップリングスリーブの両方向ストロークにより選択可能
にすると共に、前記後進変速段を、該カップリングスリ
ーブの一方の前進変速段選択位置からのオーバーストロ
ークにより選択可能に構成したから、カップリングスリ
ーブの直線移動により２種の前進変速段および後進変速
段の全ての変速段が選択されることとなり、変速操作パ
ターンを、これら変速段の選択位置が全て一直線上に位
置する変速操作パターンにして、変速操作性を向上させ
ることができる。

【００１６】また、第２発明は請求項２に記載の如く、
上記第１発明の構成において、前記カップリングスリー
ブのオーバーストローク位置で、該カップリングスリー
ブにより保持されていたインサートキーの抜け出しを防
止する係合部を、該インサートキーおよびボークリング
に設けたから、上記第１発明の作用効果に付加して、上
記カップリングスリーブのオーバーストローク位置で
も、インサートキーが径方向外方へ外脱されることがな
く、カップリングスリーブのオーバーストローク位置
で、インサートキーが径方向外方へ外脱するといった懸
念をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施の態様になる電気自動車の前後進
切り換え装置を示す、手動変速機の要部断面図である。

【図２】同例装置のＡ−Ａ線上における断面である。

【図３】本発明装置の他の例を示すインサートキー抜け
止め構造の横断面図である。

【図４】同例のボークリング構造を示す要部斜視図であ
る。

【図５】同例のインサートキーを示す要部斜視図でわ
る。

【符号の説明】

１ シンクロハブ ２ 低速ギヤ ３ 高速ギヤ ４ クラッチギヤ ５ クラッチギヤ ６ ボークリング ６_C 係合部 ７ ボークリング ８ カップリングスリーブ ９ インサートキー ９_a 係合部 10 スプレッドスプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沼 勇 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方向に回転駆動されるモータからの動
   力を、２種の前進変速段と後進変速段に投入可能な手動
   変速機を介して車輪に伝達する電気自動車において、 手動変速機は、前記２種の前進変速段を、カップリング
   スリーブの両方向ストロークにより選択可能にすると共
   に、前記後進変速段を、該カップリングスリーブの一方
   の前進変速段選択位置からのオーバーストロークにより
   選択可能に構成したことを特徴とする電気自動車の前後
   進切り換え装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記カップリングス
   リーブのオーバーストローク位置で、該カップリングス
   リーブにより保持されていたインサートキーの抜け出し
   を防止する係合部を、該インサートキーおよびボークリ
   ングに設けたことを特徴とする電気自動車の前後進切り
   換え装置。