JPH07190193A - 変速機 - Google Patents

変速機

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JPH07190193A
JPH07190193A JP6308400A JP30840094A JPH07190193A JP H07190193 A JPH07190193 A JP H07190193A JP 6308400 A JP6308400 A JP 6308400A JP 30840094 A JP30840094 A JP 30840094A JP H07190193 A JPH07190193 A JP H07190193A
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JP
Japan
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shaft
gear
transmission
gear ratio
cam
Prior art date
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Application number
JP6308400A
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English (en)
Inventor
Urs Wenger
ウルス・ヴェンガー
Hans Rudolf Jenni
ハンス・ルドルフ・ジェニ
Andreas Wuethrich
アンドレアス・ヴェトリッヒ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swatch Group Management Services AG
Original Assignee
Swatch Group Management Services AG
SMH Management Services AG
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
    • F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オートバイの変速機の構成を特に自動車への
使用に適するように改良する。 【構成】 フォーク（２９、３１、３１）により変速比
シフトを行うセレクタ・シャフト（１０）は、フォーク
と一体をなすカウンター・カムを、セレクタ・シャフト
（１０）に設けられたそれぞれのカムから切り離す解除
シャフト（１１）により、フォークから解除される。こ
れにより、中間の変速比を全部シフトすることなく任意
の変速比シフトを選ぶことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として比較的高速
（例えば３、０００ｒｐｍ程度）で最大トルクが得られ
る内燃機関の出力に取り付けることを目的とした、変速
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関が比較的高速で最大トルクで作
動するように配慮されている場合、これに連結した変速
機もまた比較的高い変速比をもつことが望ましい。これ
は例えば、一般に変速比が６速であるオートバイの場合
に該当する。変速機をできるだけ軽量で単純にするため
には、変速機を同期装置なしに構成することも通常行わ
れている。
【０００３】さらに、オートバイの変速機は一般に変速
ペダルを介して足で制御されるものであり、この制御で
は変速機のギヤは昇順または降順に選べるだけで、バイ
クの運転者が、そのとき変速機がおかれているギヤから
直接所定のギヤを自由に選ぶことはできない。
【０００４】これらのオートバイ変速機に特有の性質の
ため、これを自動車に設置するのは不適当であるが、こ
れは原則上残念なことである。というのは、バイクの変
速機は軽量で構造が簡単であり、これは自動車、特に市
街地走行用の小型自動車に使用できれば望ましい特性だ
からである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の主たる
目的は、オートバイの変速機の原理に従って設計されて
いるが、自動車、特に駆動モータが比較的高速で最大ト
ルクを有する自動車用として適切な変速機を提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、動力供給源に
連結するための一次シャフトと、動力出力部に連結する
ための二次シャフトと、選択的に噛み合って前記動力供
給源と前記出力部の間に複数の変速比を確立する、前記
一次シャフトと二次シャフトに組み込まれた複数の歯車
組とを有し、前記歯車組は前記変速比のための複数の切
換歯車を有し、その切換歯車は前記シャフトに対して軸
方向に移動して、前記変速比を確立するように組み立て
られており、前記切換歯車に連結して、所望の変速比に
応じてこれらが適宜軸方向に移動しうるようにする選択
手段を有し、前記選択手段は、少なくとも可能な変速比
の数と同じ数の選択位置を表すことができるように回転
可能に設けられた変速比セレクタ・シャフトを有し、そ
のセレクタ・シャフトには、カウンター・カム形成手段
を介して前記切換歯車に連結したカム形成手段が設けら
れていて、各カム形成手段とそれに連携する各カウンタ
ー・カム形成手段との結合を選択的に不能にして、以前
にどんな変速比が選ばれたかにかかわりなく、前記セレ
クタ・シャフトを任意の変速比選択位置に自由に回転さ
せることができる解除手段を有することを特徴とする変
速機に関する。
【０００７】これらの特徴により、切換歯車を作動する
ことなしに、１つの変速比から別の変速比へと選択する
ことが可能になり、現在の変速比と新たに選ばれた変速
比の間にある複数の変速比を次々に続けて選ぶ必要がな
くなる。従って、可能な変速比の数が比較的高いにもか
かわらず、本発明による変速機は磨耗の割合が低く、変
速比切換速度が高い。このため比較的高速で最大トルク
がでるエンジン、また多数の変速比をもつ変速機を必要
とするエンジンなどに応用するには特に適している。そ
のようなエンジンは構造が軽量なので、本発明による変
速機と連結してそのようなエンジンを設けたエンジン・
アッセンブリは、特に市街地用の限られた大きさの車両
に搭載しうる点で優れている。
【０００８】本発明のもう１つの特徴によれば、変速機
は、セレクタ・シャフトの自動制御を確実に行う手段
と、このセレクタ・シャフトと一緒に使用するカム形成
手段とカウンター・カム形成手段の連結を解除しうる手
段を有する。セレクタ・シャフトと切換歯車との機械的
結合を遮断することができるという事実のため、本発明
による変速機は特に自動化に適していることが確認され
ている。この優れた特徴により、この変速機は、小型の
市街地用車両に対して価格や機械的に複雑な構成などの
点でマイナスに作用することなく、こうした車両に設置
するには極めて魅力ある装置となっている。
【０００９】優れた態様として、前記解除手段は前記セ
レクタ・シャフトに平行で、回転可能に設けられた解除
シャフトを有し、前記解除手段は、前記セレクタ・シャ
フトがもつカウンター・カム形成手段１つにつき少なく
とも１つのカム形成手段が設けられ、前記解除カムはそ
れぞれ、前記カウンター・カム形成手段が前記該当する
カム形成手段から解除されるように組み立てられる特に
この特性により、中間の変速比を数回飛び越すシフトも
含め、すべての変速比のシフトを自動的に行うことが可
能で、しかも変速機の構成を大幅に複雑化することもな
い。
【００１０】本発明のもう１つの特徴によれば、前記解
除シャフトは後進ギヤへのシフトを制御する手段を備
え、変速機はまた前記第１次と第２次のシャフト、およ
び前記後進ギヤ制御手段により制御しうる方法で組み立
てられる後進切換歯車といっしょに使用される後進歯車
を有する。
【００１１】本発明はまた、より正確には自動車に装備
することを目的とした動力装置に関わり、動力装置は駆
動モータ・アッセンブリ、前記モータに連結した上述の
ような変速機、およびスタータ・モータを装備したスタ
ータ機構を有し、この動力装置は、前記スタータ・モー
タが連結されて前記駆動モータが選択的に起動され、ま
た前記セレクタ・シャフトと前記連結手段に対する駆動
機関として用いられるようにしたことが特徴となってい
る。本発明のその他の特徴および長所は以下の説明を読
めば明らかであるが、この説明はもっぱら例示的に、添
付図面を参照して行うものである。
【００１２】
【実施例】先ず第一に、本発明による変速機の基本的な
要素を概略示す図１について説明する。本発明による自
動変速機を符号１で示す。変速機はケーシング２に収納
され、可変動力伝達比によって、四角３で表す駆動モー
タから発する回転運動を、出力はめ歯歯車５の軸Ｓ−Ｓ
で表す出力軸４に確実に伝達することを目的としたもの
である。駆動モータ３は例えば内燃機関とすることがで
きる。駆動モータ３と出力軸４の間に挿入された動力列
は、順に次の要素を含む。トルク・コンバーター６、ク
ラッチ７、一次シャフト８（軸Ｐ−Ｐ）、二次シャフト
（軸Ｑ−Ｑ）。
【００１３】変速機１はまた、変速比選択を制御するシ
ャフト１０すなわちセレクタ・シャフト（軸Ｘ−Ｘ）、
後進運動および変速比の自由選択を制御するシャフト１
１すなわち解除シャフト（軸Ｙ−Ｙ）、２つのシャフト
１０、１１の制御装置１２および制御モータ１３を有す
る。図２、３を検討すれば、各種変速機要素の各軸の空
間配列が明らかで、図１、２は図３の横断面線II−IIに
沿った断面を示している。これら図面に示す本発明変速
機の具体例の構成は、通常オートバイに使用される変速
機の構成より得られるものである。
【００１４】公知であるこの構成は、本発明による変速
機では実際のギヤシフト装置に関連して用いられてお
り、この装置は特に一次シャフト８、二次シャフト９、
またこれらのシャフトとともに用いられるはめ歯歯車、
ピニオン、セレクタ・ロッドより成るものである。セレ
クタ・シャフト１０についても同様である。オートバイ
では、このセレクタ・シャフトは従来、キャッチ機構を
介してバイクの乗り手が足で操作していた。これに対し
て本発明による変速機の構成は、以下の点で従来の構成
とかなり異なっている。すなわちこの変速機は自動的な
制御を可能にする手段を備えており、変速比はどんな順
序でも選択可能で、変速比シフト自動制御装置は独自の
構成をもっている点である。
【００１５】従って、特に４図を参照して、実際の変速
比シフトを行う変速機の従来通りの部分について簡単に
説明し、その後他の図面も参照して、本発明による変速
機を含む独自に特徴について詳しく説明することにす
る。ただし４図は、オートバイの変速機が通常もたない
トルク・コンバーター６や自動制御式油圧クラッチ７な
どを図示している点に注意すべきである。
【００１６】トルク・コンバーター６は一対のはめ歯歯
車１４、１５の連結され、はめ歯歯車１５はクラッチ７
のベル１６と一体の回転部品を形成している。図示の例
ではこのクラッチは、板１９とフェルール２０を介して
クラッチバネにより相互に押圧しうる多重摩擦リング１
７式のものである。摩擦リング１７は板１９と一体をな
すクラッチディスク２１によって緩めることができる。
このディスクは一次シャフト８に押し込まれるプッシャ
ー２２と接触しており、一次シャフトを横切っている。
プッシャー２２の反対側端部は、軸方向軸受けを形成
し、油圧制御ピストン２４に設けられたニードル・スト
ップに当接する。そのピストンは変速機１のケーシング
２に配置されたチャンバ２５内で滑ることができるよう
になっている。
【００１７】従って、一次シャフト８は、チャンバ２５
に油圧を加えることによりトルク・コンバーターから遮
断される一方、この両者の連結は前記チャンバの油圧を
開放することにより行われるもので、バネ１８はこの連
結を確実にするものである。上述の例で、変速機１は、
一次シャフト８に設けられたセレクタ・ロッド２６と二
次シャフト９に設けられた２つのセレクタ・ロッド２
７、２８を選択的に作動することにより得られる６速の
変速比を有する。これらのセレクタ・ロッドは、通常の
態様でそれぞれの支持シャフト上を摺動する一方、適当
なスプラインにより回転可能にシャフトに連結される。
これらは直歯クラッチ・ピニオン（符号なし）と協力し
て十分な噛合いにより、図４の二次シャフト９の上に丸
印をつけた、図１乃至６で示すような変速比を実現す
る。後進用にも、ＭＡで示す１組の歯車が設けられてお
り、以上記載した実施例は特に自動車への使用に適して
いる。むろん、後進を加えたこと自体も、公知のオート
バイの変速機に比べて本発明の特徴である。
【００１８】図２、３、５にさらに詳しく示すように、
セレクタ・ロッド２６、２７、２８は、ギヤ比選択制御
シャフト１０に回転可能に設けられたフォーク２９、３
０、３１と協動する。フォーク２９、３０、３１はまた
前記シャフト１０上で、中立位置の両側に位置する２つ
のギヤ比係合位置の間で並進運動を行うように設けられ
ている。前記フォーク２９、３０、３１は、それぞれ前
記セレクタ・ロッド（図４）に切り込まれた環状溝２６
ａ、２７ａ、２８ａを介して、それぞれのセレクタ・ロ
ッドと噛み合う。
【００１９】図８、９はギヤ比選択制御シャフト１０を
より詳しく示すものである。このシャフトは、軸受３
２、３３（図５）によりケーシング２に回転可能に取り
付けられた中空シリンダの形状をなす。前記シャフトの
うち直径の大きい円筒部３４はには、３つのカム溝３
５、３６、３７が切り込まれており、その断面形状は図
９に示している。図９はまた、シャフト１０に、それぞ
れ一点鎖線で表され、角度３０゜で互いに階段状をなす
１２の位置があることを示している。これらの位置は、
ギヤ比が選択されていない中立位置Ｎおよび、６段の変
速比１乃至６の１つに対応する。
【００２０】溝３５は、溝３６と３７の間に設けられ、
セレクタ・ロッド２６を１方向または他方向に軸方向に
変位させて第５または第６のギヤを係合させるためのも
のである。同様に溝３６はセレクタ・ロッド２７を変位
させて第２と第３のギヤの係合を可能にする。また溝３
７は第１と第３のギヤを係合させるものである。溝３
５、３６、３７の形状はそれぞれ、周方向で見て、それ
ぞれ３５ａ、３６ａ、３７ａで表す１つまたは複数の中
立部分と、それぞれ３５ｂ、３６ｂ、３７ｂという２つ
の制御部より成り立っている。
【００２１】各制御部は傾斜部３９、「高い」軸受４０
およびもう一つの傾斜部より形成されている。高い軸受
４０はそれぞれのセレクタ・ロッドを介したギヤの係合
に対応するが、中立部３５ａはその非作動位置に対応す
る軸受けを保持している。シャフト１０のカム溝３５、
３６、３７はそれぞれ、対応するフォーク２９、３０、
３１のアイ４５に半径方向に係入するカウンター・カム
４２、４３、４４と協動する。各フォークのアイを形成
する環には横方向の突起４６（図５Ａ）があり、カウン
ター・カム４２、４３、４４の直径に合わせた開口部４
７が貫通して、突起４６がこれと係合するようになって
いる。各突起４６の基部は環状の鉢形をなして、解除バ
ネ４８に対する支持部とされている。このバネは、フォ
ークのアイを形成する環４５に対して、対応するカウン
ター・カムを半径方向外側に引っ張る。
【００２２】実際に、本発明の基本的な特徴によれば、
カウンター・カム４２、４３、４４はシャフト１０に対
して軸Ｚ−Ｚに沿って半径方向に動くよう設置されてお
り、各カウンター・カムとそのカム溝との協動を一時的
に中止することができる。各カウンター・カム４２、４
３、４４は、軸Ｚ−Ｚに沿う軸方向案内部４９を有し
（図５Ｂ）、その部分の自由端はシャフト１０の溝に挿
入されている。バネ４８取付部５０、半径方向肩部５１
およびスナグ５２の機能は後で説明する。
【００２３】図１０より明らかな通り、図５に示した軸
受に取り付けられているシャフト１１は、以下に述べる
偏心部５４と後進制御部５５を有する。偏心部５４はカ
ウンター・カム４２、４３、４４と協動する３対のカム
５６、５７、５８を有する。各カウンター・カムの半径
方向肩部５１は、付属のバネ４８により各カムの外周面
５８に弾力的に当接している。その結果カウンター・カ
ム４２、４３、４４は、シャフト１１が所定の角度で回
転することにより、シャフト１０に設けられたそれぞれ
の溝を同時に離れることができる。
【００２４】本発明による変速機は、従来オートバイに
見られるような形式で、シャフト１０と１１を制御する
キャッチ機構とクランクなどの手動制御部材を内蔵して
もよいが、本発明は、これら２つのシャフトに電磁制御
装置を装備することにより、この制御を全自動化するこ
とを提案するものである。これらの電磁制御装置に、変
速機が適正に作動するための適切な信号を送るのに必要
な装置、例えば車両の運動に関わる制御変数を受信する
装置などは、当業者が容易に理解するところである。
【００２５】シャフト１０は、２つのピン６１を介して
駆動要素６０と回転可能に連結されるる（図７、１３、
１４）。この駆動要素は軸Ｘ−Ｘを中心としたほぼ円筒
状をなしている。駆動要素６０はこの軸と同心の経路６
２を有し、その一部を構成してシャフト１０と反対側に
位置する部分は、連結プッシャー６３に対する案内部を
形成する。半径方向孔部６４が経路６２に開口し、半径
方向移動可能で、その長さが孔６４よりも少し長いピン
６５を案内するのに用いられる。このピンは半球状の端
部をもっていて、孔６４の外側開口部をでる位置に導か
れる。
【００２６】連結プッシャー６３は、反対側に頂点をも
つ２つの円錐台形部６７ａ、６７ｂの間に大径の円柱状
部分６６のヘッドを持つロッド状をなしている。大径部
分６６の直径は経路６２の直径に合わせて調整される。
連結プッシャー６３の反対側端部は磁石６９のコア６８
内にねじ込まれている。コイル７１により保護された磁
石の電機子７０はケーシング２内に固定されている。バ
ネ７２が電機子７０に当接してコア６８内に配置されて
おり、連結プッシャー６３を駆動することにより、コア
６８を電機子７０から離す。磁石６９のコイルを励磁す
ると、コア６８は電機子７０内に戻り、同時にプッシャ
ー６３が変位する。このプッシャー６３の変位でヘッド
６６の円錐台形部６７ｂによって可動ピン６５を半径方
向に変位させ、半径方向孔部６４から突出させる。
【００２７】シャフト１０の反対側からは、駆動要素６
０は冠歯車７４を支持する半径方向フランジ７３（図１
３）を有する。冠歯車７４は駆動要素に自由移動可能に
取り付けられる一方、磁石６９の励磁によりこれと回転
可能に連結される。歯車７４はその内周に少なくとも１
つの切り欠き７５（特に図７で見られる）を有し、プッ
シャー６３の軸方向変位により、その切り欠きにピン６
５が選択的に進入することができる。冠歯車７４は軸方
向にサークリップ７６でクランプされている。
【００２８】駆動要素６０丸い形状の歯車７７を有し、
この要素、従ってシャフト１０の回転方向の位置決めを
行う。先に図９との関連で説明したように、シャフト１
０は１２の位置を備え、従って歯車７７は１２のはめ歯
をもつ。レバー７９の端部に自由運動可能に取り付けら
れ、ケーシング２から延びて、バネ（図示せず）により
押圧されている位置決めローラ７８が歯車７７に圧着さ
れている。
【００２９】冠歯車７４は２つのはめ歯歯車８０、８１
により成る減速歯車（図５）と噛み合い、その２つの一
方８０は変速機ロッド８２に固定取付され、もう一方８
１は電機駆動制御モータ１３の出力ロッドに固定されて
いる。その結果、モータに電力を送ると、回転運動がは
め歯歯車８０、８１により冠歯車７４に伝達され、冠歯
車は、磁石が励磁されていれば（図面の場合はその状態
である）駆動要素６０とシャフト１０を駆動することが
できる。
【００３０】駆動要素６０にはまた、軸方向に向いてい
て磁石６９の側に開口するめくら穴８３（図７）が設け
られている。この穴には接点ピン８４が挿入され、この
ピンはこれと穴８３の底部との間に配置されたバネ８５
により押圧されている。従ってピン８４は、ケース２に
設けた独立の絶縁板８７に固定された電気接点８６（数
は１２個）の環状ストリップに電気接触をしている。電
気接点８６は公知の態様で、電動モータ１３の電源供給
を制御する電気回路に挿入され、シャフト１０が所要の
変速比セレクトに応じて選ばれた任意の位置に位置しう
るようになっている。従ってこの位置は、中立位置もし
くは変速比に対応する位置の一つのいずれかとなる（図
９も参照）。
【００３１】シャフト１１は、シャフト１０のものとご
く似通った駆動アッセンブリとともに用いられている。
そこで、以下ではこの２つの駆動アッセンブリの違いだ
けを述べることにする。図面では（特に図７では）、同
様の構成要素は同じ符号で示すが、シャフト１０に用い
たものは添字をつけず、シャフト１１に用いたものには
添字「ａ」をつける。
【００３２】違いは以下の通りである。経路６２ａは要
素６０ａを通過せず、行き止まりとなっている。駆動要
素６０ａの安定した位置決めを行う歯車機構７７ａは、
はめ歯を３つしかもたない。シャフト１１は「０」と呼
ばれる位置からある角度で並んだ３つの位置を占めるだ
けだからである。この０位置は、シャフト１０が変速比
シフトを制御しうる位置である。これらの３つの位置は
図１１、１２に示されている。はめ歯７４ａは、恒久噛
合関係にあるはめ歯７４を介してのみ、その回転力を受
けることができる。シャフト１１は安定位置を３つしか
もたないので、絶縁板８７ａは電気接点８６ａを３つし
かもたない。
【００３３】次に、図４、５、１０を詳しく参照してシ
ャフト１１の部分５５を説明する。部分５５はほぼ円筒
状をなし、カム溝８８を有する。以下に述べるその断面
形状は図１１より明らかである。溝８８は、後進運動用
フォーク９２（図２７、２８も参照）のアイ９１の半径
方向孔９０に挿入されたボタン形のカウンター・カム８
９（図５）と協動する。
【００３４】フォーク９２の枝は後進セレクタ・ロッド
９３と係合し、このロッド９３は一次シャフト８の歯車
９４および二次シャフト９に固定した後進歯車と噛み合
う。セレクタ・ロッド９３はケーシング２に固定された
ピンに沿って軸方向に摺動しうる。カム溝８８の形状は
図１１に示されている。図１１は、図１２に描かれてい
るカム５６、５７、５８の形状と比較して、このカム溝
の形状の角度の変化を調べることができる。
【００３５】いちばん普通にある角度は、説明の目的で
図１１、１２で０゜で示す角度である。カム５６、５
７、５８（図１０）の高い部分ｈはカウンター・カム４
２、４３、４４に面しているので、カムはカウンター・
カムをシャフト１０の対応する溝３５、３６、３７に押
し入れる。溝８８は、シャフト１１の半径方向平面ｐで
この０゜の角度から出発する。これは、角度１２０゜の
位置までは部分８８ａに沿ってこの平面にとどまり、こ
の位置で半径方向平面ｑの方向に偏位する。この平面ｑ
は、セレクタ・ロッド９３とフォーク９１の横の行程に
対応する変形方向平面ｐから、距離ｄの位置にある。
【００３６】１２０゜の位置はシャフト１１の所定位置
の１つ、すなわちシャフト１０がカウンター・カム４
２、４２、４４の後退によって解除される位置に対応す
る。この位置で、カム５６、５７、５８の断面の下側ｂ
（図１２）は前記カウンター・カムに面する。１２０゜
の位置を越えると、直線部分８８ａは平面ｑに達するま
で、傾斜移行部８８ｂに移行する。この平面ｑで、溝は
角度２６０゜の位置で終わる。この角度は、後進ギヤの
係合を行うシャフト１１の第３の位置に相当する。この
位置で、カム５６、５７、５８の形状の下側はやはりカ
ウンター・カム４２、４３、４４に面しており、従って
これらのカウンター・カムはこの場合シャフト１０を解
除する。
【００３７】図１０、１７、２５に示す通り、対になっ
た各組のカム５６、５７、５８はそれぞれ、その先端に
切り欠き９６をもつ卵形をなしている。この切り欠きの
幅１（図１７）は、各カウンター・カム４２、４３、４
４の部分５２（図５Ｂ）の直径ｄｌに相当する。さら
に、シャフト１１の同じ対のカムの間の軸方向距離ｄ２
（図１０）はこの直径に等しい。従って、カム５６、５
７、５８がそれぞれカウンター・カム４２、４３、４４
にそれぞれ面している角度位置をシャフト１１がもつと
き、カウンター・カムはシャフト１０の溝３５、３６、
３７の断面の高い部分によって限定される範囲で、横方
向に移動することができる。この横方向変位により、対
応するフォーク２９、３０、または３１の変位、また対
応するセレクタ・ロッド２６、２７または２８の変位が
生じ、これによって必要な変速比が選択的に係合される
のである。
【００３８】シャフト１１の回転中、各カウンター・カ
ムの肩部５１は２つの対応するカムの表面に圧接された
ままだが、部分５２は、前記カムの間に設けられた空間
（距離ｄ２）内で旋回する。このため、２つのシャフト
の動きがどうであろうと、カウンター・カムは常に適切
に駆動される。
【００３９】次に図５、６を参照して、図１、２で四角
３に示した駆動モータのスタート機構を説明する。従来
のような態様で、コンバータ６は冠歯車９７を有し、こ
の歯車は、ケーシング２内で枢動するピン９９に設けら
れた起動ピニオン９８と噛み合うことができる。このピ
ン９９は、変速機ロッド８２に固定的に取り付けられた
ピニオン１０１と噛み合うはめ歯歯車１００を支持して
いる。ピン９９は、その軸受内で軸方向に摺動しうるよ
うに設けられ、非作動位置（図６に示す）と、磁石１０
２の励磁により得られる作動スタート位置を占めること
ができる。その位置でピニオン９８は冠歯車９７と噛み
合う。
【００４０】従って、本発明の優れた特徴によれば、モ
ータ１３はシャフト１０、１１の制御を行うだけでな
く、本発明により変速機に連結されるはずの内燃機関の
スターター・モータとしても用いられるものである。
【００４１】次に図１７乃至２５を参照して、本発明に
よる変速機のいくつかの動作段階について説明し、各事
例において特にシャフト１０、１１の相対位置を観察す
る。
【００４２】１． ５速中立ギヤへのシフト 変速機がちょうど４速を離れて５速にシフトすると想定
する。４速を離れるとき、変速機は４速と５速の間の中
立位置（中立４／５）に達していて、これは図１７、１
８に示す通りである。ギヤシフトには、変速機を動力源
すなわちエンジン３から切り離すクラッチ７の操作が必
要で、これは十分周知の操作であるから特に説明を要し
ない。
【００４３】セレクタ・ロッド２６が変位して、一次シ
ャフト８に自由に設けられ、二次シャフト９に固定され
たセレクタ・ロッド２７と噛み合っている歯車１０３
（図４）と噛み合うと（図４に示すセレクタ・ロッド２
６の左方への変位）、５速ギヤが係合する。この変位が
行われるには、フォーク２９が同じ方向に変位しなけれ
ばならないが、その動作は、溝３５の輪郭をたどるカウ
ンター・カム４２がやはり同じ方向に変位することによ
り達成される。図９は、カウンター・カム４２、４３、
４４が４速と５速の間の中立位置にある状態を示す。従
ってこれらは、シャフト１０の３０゜回転に相当する５
速にシフトする状態になるのである。
【００４４】図９で明らかな通り、この回転の間、カウ
ンター・カム４３、４４の軸方向位置は変わらないが、
カウンター・カム４２は溝３５の変化をたどるように制
約される。言い換えれば、５速にシフトできるために
は、モータ１３は磁石６９が励磁する短期間の間回転す
る必要があり、その結果シャフトは必要な３０゜の回転
を実現することができるのである。これらの動作を順次
行った結果が図１９、２０に示されている。なお、この
ギヤシフト中シャフト１１は静止したままで、カウンタ
ー・カム４２の部分５２は、カム対５７の左側のカムの
溝９６に嵌入している（図１０に図示）。これは図２０
より明らかである。
【００４５】シャフト１１は静止したままで、ギヤシフ
トは前進のみである。すなわちギヤをシフトダウン又は
シフトアップするには、間のギヤをすべて通過しなけれ
ばならないということである。図１７、１９に示す位置
からシャフト１１が回転すると、このシャフトと各フォ
ークとの機械的連結を遮断することが可能になる。言い
換えれば、シャフト１０はこのとき自由に回転可能で、
いかなる角度にも位置することができ、すなわち事前に
どの変速比が選ばれていようと、どんな変速比でも自由
に選択できるということである。
【００４６】２． ５速から２速へのシフト 図１７乃至２５の作動例に戻って、５速のギヤで一定期
間運転してから２速にシフトダウンすると想定する。シ
ャフト１１とこれと組み合わせた諸要素がないとすれ
ば、５速から２速へすべてのギヤを通過してシフトダウ
ンしなければならない。すなわち所望のギヤシフトのた
めにはまったく無益な作動を行うために、フォーク、セ
レクタ・ロッドを変位しなければならないのである。
【００４７】本発明によれば、シャフト１０を中立位置
に戻し（中立位置４／５である図１７に示す位置）、そ
れからシャフト１１を回転することでシャフト１０を解
除することにより、直接５速から２速へシフトすること
ができる（もしくはその他いかなるシフトでも行う）こ
とができるのである。
【００４８】最初の動作により、カウンター・カム４２
が２つのカム５６の間の溝に戻り、この結果、部分５２
がこの後前記カムの間に挿入されるので、シャフト１１
の回転が可能となる。２番目の動作により、シャフト１
１が１２０゜回転する。３つのカウンター・カム４２、
４３、４４は付属のカウンター・カム５６、５７、５８
の輪郭をたどるので、これらはそれぞれのバネ４８の作
動により、半径方向外側に変位する。同時にこれらはシ
ャフト１０のそれぞれの溝を離れ、これによって後者は
自由に回転可能となる。
【００４９】従って２つのシャフト１０、１１の回転は
その都度、モータ１３、これと組み合わせた歯車機構、
接点８６および磁石６９と６９ａにより行われる。これ
らの磁石は、２つのシャフトの適正な回転を実現するの
に必要な期間中、選択的に励磁されるものである。シャ
フト１０は次に、図９、２１に示す矢印ｆ３の方向に回
転させることにより、図２３に示す中立位置２／３に移
行する。
【００５０】図２３はカウンター・カム４３の軸Ｚ−Ｚ
の高さで切った断面図を示しており、従ってシャフト１
０の溝３６、フォーク３０、カウンター・カム４３およ
びシャフト１１のカム５７が見られる。この後、矢印ｆ
４（図１１、２３）の方向に回転させることにより、シ
ャフト１１は０゜の位置に戻る。この位置は図２４に示
され、ここでは切り欠き９６が再びカウンター・カム４
２、４３、４４の部分５２に面している。
【００５１】次にシャフト１０は矢印ｆ３の方向にさら
に３０゜回転し、左のカウンター・カム４３に移動し、
これによってフォーク３０とセレクタ・ロッド２７が同
じ方向に変位する。このとき２速ギヤが係入する。２つ
のシャフトは図２５に示すような相対位置にある。
【００５２】３． 後進ギヤへのシフト 図２６、２７、２８は後進ギヤの係合を図示している。
後進を選ぶと、変速機１はまず、先に説明したものと同
様の手順に従って中立位置１／６に位置する。次にシャ
フト１１は、図１１の矢印ｆ４の方向に、２６０゜の回
転角で駆動される。これらの作動は、図２６に示すよう
にシャフト１０、１１の相対位置により表される。この
図は対向カム４４の軸Ｚ−Ｚに沿った断面図である点に
注意が必要である。
【００５３】図２７は後進ギヤの係合に関わる要素のこ
の係合が行われる前の位置を示し、図２８は後進位置に
入った状態を示すので、この図は図２６に示す状況に対
応するものである。後進ギヤが入っていないときは、す
なわち対向カム８９がシャフト１１の溝８８の部分８８
ａで旋回している間、もしくはこの部分の端部で静止し
ている間は、後進フォーク９２とピニオン９３は図２と
５に示す軸方向位置を維持する。これはもちろん変速機
の中立位置１／６に該当するもので、これはシャフト１
１が図２７に示す位置にある場合であり、この位置でカ
ム５６、５７、５８の先端が対向カム４２、４３、４４
に面しているのである。
【００５４】従って後進にシフトするには、シャフト１
１が２６０゜回転してカウンター・カム８９が溝８８の
端部に達するように制御することが望ましい。こうした
状態で、カウンター・カム４２、４３、４４はシャフト
１０から遮断されるので、前進ギヤを選ぶことはできな
い。
【００５５】カウンター・カム８９は平面ｑに対応する
位置（図１１）、すなわち図面に示す左側に抑えられ、
フォーク９２は同じ方向に移動して、これに後進ピニオ
ンを伴うので、ピニオンはシャフト９の歯車９５とシャ
フトの後進ピニオンの間に挿入されることになる。前進
ギヤに戻すには、以上の動作を逆に行い、変速機を中立
位置１／６に戻せばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例の変速機の所望実施例の概
略図であって、前記変速機の基本的な要素の全体的配列
を示す図。
【図２】 上記実施例の変速機の断面図で、その基本的
な要素をより詳しく示し、図３の破断断面線II−IIに沿
って得た図。
【図３】 変速機の部分側面図。
【図４】 変速機の変速比シフト装置を図１〜３よりも
拡大して示す断面図。
【図５】 変速機の変速比シフト制御装置の図４と同じ
大きさの断面図と変速機の構成の細部を示す断面図
（Ａ）と変速比シフト制御装置で用いられるカウンター
・カムの拡大正面図（Ｂ）。
【図６】 変速機を連結しうる内燃機関の始動機構を示
す、図４、５よりも大きな拡大断面図。
【図７】 変速比シフト制御装置の一部を示す図６と同
じ大きさの断面図。
【図８】 変速比選択制御シャフトの外面図。
【図９】 図８に示す変速比選択制御シャフトのカム溝
形状を示す１つの平面に展開した図。
【図１０】 前進および後進変速比の自由な選択を可能
にする解除シャフトの外面図。
【図１１】 図１０の解除シャフトのカム溝で、変速機
の後進歯車選択を行うためのカム溝の形状を示す１つの
平面に展開した図。
【図１２】 図１０に示す解除シャフトに配列された３
対のカムの形状を１つの平面に展開して示す図。
【図１３】 図８に示す変速比選択制御シャフトととも
に使用する駆動要素を示す、図７と同じ大きさの断面
図。
【図１４】 図１３の駆動要素を示す端面図で、後者と
協動するカウンター・カムも示す図。
【図１５】 図１０に示す解除シャフトと後進歯車制御
装置と一緒に用いる駆動要素を示す、図１３と同じ大き
さの断面図。
【図１６】 図１５の駆動要素の端面図で、後者と協動
するカウンター・カムも示す図。
【図１７】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図１８】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図１９】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２０】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２１】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２２】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２３】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２４】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２５】 本発明による変速機の作動の基本的な数段
階における、変速比選択制御装置、解除シャフトおよび
後進歯車制御装置の相対位置を示す半径方向断面図。
【図２６】 後進ギヤを選択したときの変速機の作動を
示す図。
【図２７】 後進ギヤを選択したときの変速機の作動を
示す図。
【図２８】 後進ギヤを選択したときの変速機の作動を
示す図。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…ケーシング、３…駆動モータ、５
…出力はめ歯歯車、６…トルクコンバータ、７…クラッ
チ、８…一次シャフト、９…二次シャフト、１０…セレ
クタ・シャフト、１１…解除シャフト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス・ルドルフ・ジェニ スイス国 シイエイチ−4900 ランゲンサ ル・ショレンシュトラーセ・（番地なし) (72)発明者 アンドレアス・ヴェトリッヒ スイス国 シイエイチ−3145 ニーダーシ ェルリ・アム シュタルデン・23

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動力供給源（３、６）に連結するための一
    次シャフト（８）と、 動力出力部（４、５）に連結するための二次シャフト
    （９）と、 選択的に噛み合って前記動力供給源（３、６）と前記出
    力部（４、５）の間に複数の変速比を確立する、前記一
    次シャフト（８）と二次シャフト（９）に組み込まれた
    複数の歯車組とを有し、 前記歯車組は前記変速比のための複数の切換歯車（２
    ６、２７、２８）を有し、その切換歯車は前記シャフト
    （８、９）に対して軸方向に移動して、前記変速比を確
    立するように組み立てられており、 前記切換歯車（２６、２７、２８）に連結して、所望の
    変速比に応じてこれらが適宜軸方向に移動しうるように
    する選択手段（１０〜１３；２９、３０、３１；３５、
    ３６、３７；４２、４３、４４）を有し、 前記選択手段（１０、１２、１３）は、少なくとも可能
    な変速比の数と同じ数の選択位置を表すことができるよ
    うに回転可能に設けられた変速比セレクタ・シャフト
    （１０）を有し、そのセレクタ・シャフト（１０）に
    は、カウンター・カム形成手段（４２、４３、４４）を
    介して前記切換歯車（２６、２７、２８）に連結したカ
    ム形成手段（３５、３６、３７）が設けられていて、 各カム形成手段（３５、３６、３７）とそれに連携する
    各カウンター・カム形成手段（４２、４３、４４）との
    結合を選択的に不能にして、以前にどんな変速比が選ば
    れたかにかかわりなく、前記セレクタ・シャフト（１
    ０）を任意の変速比選択位置に自由に回転させることが
    できる解除手段（１１、１２、１３；５７、５７、５
    ８）を有することを特徴とする変速機。
  2. 【請求項２】 特に自動車に装備するための動力装置で
    あって、駆動モータ（３）と上記請求項による変速機を
    組み合わせとして有し、前記変速機（１）は前記駆動モ
    ータに連結され、前記動力装置はまた起動モータ（１
    ３）を備えた起動機構（１３、８７〜１０２）を有し、
    この動力装置は、前記起動モータ（１３）が前記駆動モ
    ータ（３）を選択的に起動しうるよう連結され、前記セ
    レクタ・シャフト（１０）および前記解除手段（１１、
    １２；５６、５７、５８）に対する駆動要素として使用
    されるよう連結されていることを特徴とする動力装置。
JP6308400A 1993-11-18 1994-11-18 変速機 Pending JPH07190193A (ja)

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FR9313768A FR2712654B1 (fr) 1993-11-18 1993-11-18 Boîte de vitesses.
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