JPH1047478A - 単軸シフト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より容易な、より少ない費用で製造される単
軸シフト機構を提供することによって従来技術の欠点を
最小にし、克服する。 【解決手段】 主変速部及び補助変速部を備える機械式
歯車変速機をシフトする改良された単一軸シフト機構が
設けられる。シフト機構は、入力軸に対して軸方向に取
りつけられ、軸方向に選択的に移動するハウジング内で
回転運動をなし、及びあるいはハウジングに関してシフ
トフォ−クの選択あるいは非選択の状態をロックするシ
フト軸３０８を備え、それはインタ−ロックキ−３１２
を受けるためのキ−溝３１０を備える。容易にシフトす
るため、また信頼性のある及び経済的なアセンブリを提
供するために、シフト軸３０８には、孔３２２、３２
４、３２６から径方向に延びる複数の環状シフトピン３
１６、３１８、３２０のような、シフトのための突起物
が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３あるいはそれ以上の
選択し得る歯車比から選択された一つの歯車比が、歯車
あるいはジョ−クラッチ部材に噛み合う歯車の軸移動に
よって、連結及び／あるいは切り離される型の、歯車変
速機あるいは変速部のための単軸シフト機構に関するも
のである。特に、本発明は、上記タイプの単軸シフト機
構に関するものであり、径方向に延びるピンは、変速あ
るいはインタロックの機構の内の少なくとも一つを行う
ために用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】多段速度車両用機械式変速機の選択され
た歯車比を噛み合いあるいは離脱するための単軸シフト
機構は、例えば米国特許４，６２１，５３７号、同４，
９２０，８１５号、同５，２８５，６９４号、及び同
５，２９７，４５３号に参照されるように従来公知であ
り、それらの特許の開示内容は、参考として本説明に含
まれる。そのような変速機は、ある状況において米国特
許第４、４４５，３９３号、同４，２７５，６１２号、
同４，５８４，８９５号、及び同４，７２２，２３７号
に開示されるように、多重平行シフトレ−ル型装置に関
する改良であり、それらの開示は参考として本発明に含
まれる。それらは、より少ない部品を要求し、単軸移動
を使用し、改良された軸受を使用して、より経済的な実
行を達成し、より少ない空間を必要とし、補助変速機の
より容易な制御を可能とし、変速機のニュ−トラル及び
歯車の噛み合い状態の、より経済的な検知をさらに可能
とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の単軸シフト機
構、特に前記米国特許第４，９２０，８１５号に説明さ
れる型は、従来技術の改良であり、商業的にも成功して
いる。一方、それらはシフティング及びインタ−ロッキ
ング機能がシフトキ−及びインタ−ロックキ−の使用を
要求し、各キ−はシフト軸の表面に軸方向に延びる溝あ
るいはキ−溝に受けられるので、全体的に満足されるも
のではない。そのようなキ−及びキ−溝はシフト機構を
複雑化し、費用を生じる。キ−溝あるいは溝は、軸の長
さ方向に設けられ、軸は長さ方向の機械的操作される。
キ−溝及びその深さは、熱処理の後、軸の歪みを生じ、
キ−溝の角部に付加的な処理及び／あるいはストレスク
ラックが要求される。そのようなキーは面倒なことや、
またコストの上昇を促す傾向があり、しばしば熱処理後
の付加的な処理が要求された。スクエア−オフのシフト
パタ−ンの要求をさけるために、径方向に延びたシフト
キ−の角部は、丸みつけを要求される。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、より容
易な、より少ない費用で製造される単軸シフト機構を提
供することによって従来技術の欠点を最小にし、克服す
るものである。上述のものは、径方向に伸びるピン、好
ましくはスクエアド−オフ・シフトパタ−ンへの要求を
最小化するために通常、環状ピンを使用することにより
達成され、該ピンは軸内に径方向に伸びる孔内に受け入
れられ、シフトキ−、キ−溝あるいはインタ−ロックキ
−、及びキ−溝の一つあるいは双方を置き換えるシフト
ヨ−クハブ及びあるいはハウジングが使用される。した
がって、本発明の目的は改良された単軸シフト機構を提
供することである。この及び他の目的、さらに本発明の
利点は、以下の添付した図面と関連して採用された好ま
しい実施例を読めば明らかになるであろう。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下の説明において、便宜上一定
の用語を用いるが、それらは参考にすぎず、制限的なも
のではない。「情報」、「下方」、「右方向」、及び
「左方向」は参照している図面上での方向を示してい
る。「前方」及び「後方」は、それぞれ従来どおりに車
両に取りつけた時の変速機の前端部及び後端部を示して
おり、図１に示されている変速機のそれぞれ左側及び右
側である。「内方」及び「外方」は、装置またはその指
定部品の構造中心に対して、それぞれ向かう方向及び離
れる方向を示している。以上の定義は、上記用語及びそ
の派生語及び類似後に適用される。

【０００６】「複式変速機」の用語は、多段前進速度主
変速部と多段速度補助変速部とを直列に接続することに
よって、主変速部で選択された歯車減速比をさらに、補
助変速部で選択された歯車減速比と組み合わせることが
できるようにした変速機、すなわち歯車変速装置を表す
ために用いられる。「同期クラッチアッセンブリ」及び
同様な意味の言葉は、クラッチの部材がほぼ同期回転す
るまで、そのクラッチの連結が試みられない噛み合いク
ラッチによって、選択歯車を軸にそれと共転するように
連結するために用いられるクラッチアッセンブリを示し
ている。比較的大きい容量の摩擦手段がクラッチ部材と
共に用いられており、クラッチ連結の開始時において、
クラッチ部材及びそれと共転するすべての部材を、ほぼ
同期速度で回転させることができる。

【０００７】ここで使用する「変速機」の用語は、単式
変速機か、複式変速機の主変速部のいずれかを表す。

【０００８】図１、図２（ａ）、及び図２（ｂ）を参照
すると、本発明のシフト機構が好都合に使用される従来
のレンジタイプ複式変速機が図示されている。複式変速
機１０は、多段速度主変速部１２がレンジ型補助部１４
に直列に接続されて構成されている。変速機１０は、ハ
ウジングＨ内に収容されており、常時連結しているが選
択的に切り離される摩擦マスタ−クラッチＣを介して、
ディ−ゼルエンジンＥ等の原動機によって駆動される入
力軸１６を備えており、マスタ−クラッチＣの入力すな
わち駆動部１８は、エンジンクランク軸２０に駆動連結
され、従動部２２は変速機入力軸１６に固定されて、そ
れと共に回転するようになっている。

【０００９】主変速部１２では、入力軸１６に入力歯車
２４が取り付けられており、複数のほぼ同一の副軸アセ
ンブリ２６及び２６Ａを、ほぼ同一回転速度で同時に駆
動できるようになっている。二つのほぼ同一の副軸アセ
ンブリ２６及び２６Ａは、入力軸１６にほぼ同軸的に整
合している主軸２８の直径方向に向き合う両側に配置さ
れている。副軸アッセンブリ２６及び２６Ａの各々は、
一部分だけが概略的に図示されているハウジングＨ内に
軸受３２及び３４によって支持されている副軸３０を有
している。副軸３０の各々には、同一群の副軸歯車３
８、４０、４２、４４、４６及び４８がそれと共転でき
るように固定されている。複数の主軸歯車５０、５２、
５４、５６及び５８が、主軸２８を挿通させるように設
けられており、公知のように、摺動クラッチカラ−６
０、６２及び６４によって、一度に一つが主軸２８に選
択的にクラッチ連結されて、主軸２８と共転できるよう
になっている。クラッチカラ−６０はまた、入力歯車２
４を主軸２８にクラッチ連結して、入力軸１６と主軸２
８との間を直結するためにも使用できる。

【００１０】一般的に、クラッチカラ−６０、６２及び
６４は、公知技術のようにそれぞれシフトハウジングア
センブリ７０と関連するシフトフォ−ク（シフトヨ−ク
とも呼ばれる）６０Ａ、６２Ａ及び６４Ａによって、軸
方向に位置決めされる。クラッチカラ−６０、６２及び
６４は、公知の同期または非同期作動式の複動ジョ−ク
ラッチ形式にすることができる。

【００１１】主軸歯車５８は、後進歯車であって、従来
型の中間アイドラ歯車（図示せず）を介して副軸歯車４
８と常時噛み合っている。また、主変速部１２には５段
階の選択可能な前進速度比が与えられているが、最も低
い前進速度比、すなわち、主軸駆動歯車５６を主軸２８
に駆動連結することによって得られる速度比は、減速比
が非常に高いことが多いため、厳しい状態での車両の始
動だけに使用され、高変速レンジでは一般的に使用され
ないロ−または「クリ−パ（徐行）」歯車と見なす必要
があることに注意されたい。したがって、主変速部１２
には５段階の前進速度が与えられているが、前進速度の
４つだけが併用の補助レンジ変速部１４と組み合わされ
るので、一般的には「４＋１」主部と呼ばれている。

【００１２】ジョ−クラッチ６０、６２、及び６４は３
位置クラッチであって、それらは図示の中央非連結位
置、最外側連結位置または最左側連結位置に、シフトレ
バ−７２を介して位置決めできる。公知のように、クラ
ッチ６０、６２及び６４の一つだけが一度に連結可能で
あって、その他のクラッチをニュ−トラル状態にロック
するために主部インタ−ロック手段が設けられる。

【００１３】補助変速レンジ部１４は、二つのほぼ同一
の補助副軸アセンブリ７４及び７４Ａを備えており、そ
の各々は、ハウジングＨ内に軸受７８及び８０によって
支持されている補助副軸７６を有しており、それに二つ
の補助部副軸歯車８２及び８４がそれと共転可能に支持
されている。補助部副軸歯車８２は、レンジ／出力歯車
８６と常時噛み合ってそれを支持しているのに対して、
補助部副軸歯車８４は、変速機出力軸９０に固定されて
いる出力歯車８８と常時噛み合っている。

【００１４】シフトフォ−ク９４及びレンジ部シフトア
クチュエ−タアセンブリ９６によって、軸方向に位置決
めされる２位置同期ジョ−クラッチアセンブリが設けら
れており、複式変速機１０の低レンジ作動用に歯車８６
を主軸２８に、または、それの直結または高レンジ作動
用に歯車８８を主軸２８にクラッチ連結できるようにな
っている。レンジ型複式変速機１０用のシフトパタ−ン
が図２（ｂ）に概略示されている。変速機１０の低レン
ジまたは高レンジ作動の選択は、一般的にシフトレバ−
７２に設けられた運転者スイッチまたはボタンによって
行われる。あるいは、「ダブルＨ」型シフト装置を用い
てもよい。

【００１５】補助変速レンジ部１４は平歯車あるいはは
すば歯車を用いる２速度セクションとして図示されてい
るが、本発明は３あるいはそれ以上のレンジ比を選択可
能な、あるいは遊星歯車を有するスプリッタ／レンジ結
合型補助変速部に用いられるレンジ型変速機にも適用で
きるものである。また、上記に示したようにクラッチ６
０、６２あるいは６４の１つあるいはそれ以上のもの
が、同期ジョ−クラッチ型から構成されてもよく、及び
変速部１２及び／あるいは１４は、単一カウンタシャフ
ト型から構成されてもよい。

【００１６】この一般的なタイプの変速機は公知の技術
であり、より詳細には米国特許第４，７５４，６６５
号、同第５，１９３，４１０号、及び同第５，３９０，
５６１号を参照することによって理解される。それらの
開示は、参考として本発明に含まれる。

【００１７】図３及び図４は、１０速を提供する「（２
＋１）×（２）×（２）」の自動レンジシフト型の変速
機１１０を説明している。これは本発明のシフト機構を
有利に使用できる。この一般的タイプの変速機は公知の
技術であり、この発明の譲受人であるイ−トンコ−ポレ
−ションによって「ス−パ−１０」の商標で販売されて
おり、より詳細には、米国特許第５，０００，０６０号
に説明されている。そして、開示内容は、参考として本
発明に含まれる。

【００１８】変速機１１０は主変速部１１２及び補助変
速部１１４を備え、これら両者はハウジング１１６内に
組み込まれている。ハウジング１１６は、前端壁１１６
Ａ及び後端壁１１６Ｂを含んでいるが、中間壁は有して
いない。

【００１９】入力軸１１８は、入力ギア１２０をこれと
共転するように固定して支持しており、後端部が開口し
て出力軸１５８の縮径延長部１５８Ａを案内するポケッ
ト１１８Ａを形成している。ポケット１１８Ａすなわち
有底ボア内には、非摩擦ブッシュ１１８Ｂまたはこれと
同様なものが設けられている。入力軸１１８の前端は、
前端壁１１６Ａで軸受１１８Ｃによって支持されている
のに対して、出力軸の後端１５８Ｃは、後端壁１１６Ｂ
で軸受１５８Ｄによって支持されている。軸受１５８Ｄ
は、図に示すように、一対のテ−パベアリングまたは単
一のロ−ラもしくはボ−ルベアリングとすることができ
る。

【００２０】主軸１４６は、主軸クラッチ１４８、１５
０及び主軸スプリッタクラッチ１８０（複動スプリッタ
ジョ−クラッチ）を支持しており、外側スプラインが設
けられた外周面１４６Ｂおよび出力軸１５８を挿通させ
るための軸方向に延びる貫通ボア（孔）１４６Ｃを有す
る略管状体１４６Ａの形を取っている。シフトフォ−ク
１５２および１５４は、それぞれクラッチ１４８および
１５０をシフトするために設けられている。主軸１４６
は、入力軸１１８及び出力軸１５８に対して独立して回
転することができ、好ましくは、それらに対する制限さ
れた径方向の移動が許される。

【００２１】主変速部 112は、２つのほぼ同一の主部副
軸アセンブリ 122を含んでおり、これらのそれぞれが、
副軸ギヤ 130， 132， 134， 136および 138を固定して
支持した副軸 124を備えている。対になっている各ギヤ
130， 132， 134， 136および 138は、それぞれ入力ギ
ヤ 118、主軸ギヤ 140，142 および後退主軸ギヤに噛み
合うアイドラギヤ 157に常時噛み合わされている。

【００２２】主部副軸 124は、後方に補助変速部内へ延
ばされ、その後端124Aがハウジングの後端壁116Bに直接
的または間接的に支持されている。

【００２３】補助変速部 114は、２つのほぼ同一の補助
部副軸アセンブリ 160を含んでおり、これらのそれぞれ
が、補助部副軸ギヤ 168， 170および 172を共転するよ
うに支持した補助部副軸 162を含んでいる。対になって
いる各補助部副軸ギヤ 168，170および 172は、それぞ
れスプリッタギヤ 174、スプリッタ／レンジギヤ 176お
よびレンジギヤ 178に常時噛み合わされている。スプリ
ッタクラッチ 180が主軸 146に固定されて、ギヤ 174ま
たは 176のいずれかに選択的にクラッチ結合するのに対
して、同期レンジクラッチ 182は、出力軸 158に固定さ
れて、ギヤ 176または 178のいずれかに選択的にクラッ
チ結合する。

【００２４】補助部副軸 162は、主部副軸 124の後方延
長部を受入れる貫通ボア162Aを形成するように略管状の
形をとっている。軸受またはブッシュ162B，162Cは、主
部副軸 124上で補助部副軸 162を回転可能に支持してい
る。軸受162Dは、後端壁116Bで副軸 124， 162の後端部
を直接的または間接的に支持している。

【００２５】図３及び図４を参照すると、スプリッタク
ラッチ 180およびレンジクラッチ 182の両方をその軸方
向において前後に選択的に位置決めすることによって、
４つの異なる出力軸に対する入力軸の回転比を得ること
ができる。したがって、補助変速部 114は、入出力間
（主軸 146と出力軸 158との間）で、選択可能な４速す
なわち４つの駆動比を提供する３層のレンジ／スプリッ
タ結合型補助変速部である。主変速部 112は、後退およ
び潜在的に選択可能な前進３速を提供する。しかしなが
ら、選択可能な主変速部の前進ギヤ比の１つ、すなわ
ち、主軸ギヤ 142に関係する低速ギヤ比は、高レンジに
おいては利用されない。このため、変速機 110は、この
低速ギヤ比の分割の望ましさおよび実用性から、正確に
は選択可能な前進９速または10速を提供する「（２＋
１）×（２×２）」形式の変速機として表される。

【００２６】変速機 110のシフトパターンが図４に概略
的に示されている。Ｈパターンの３／４および５／６区
間からＨパターンの７／８および９／10区間への水平方
向の移動が変速機の低レンジから高レンジへのシフトを
意味しているのに対して、各ギヤレバー位置における垂
直方向の区分はスプリッタシフトを意味している。上記
のことから、図３に示されるように、レンジクラッチシ
フトの操作がシフトパターンの中央と最右方との間のギ
ヤシフトレバーの移動に自動的に応答するのに対して、
スプリッタシフトは、一般にシフトレバーのノブに配置
されるボタン、すなわち、車両運転者が操作するスプリ
ッタボタンのようなものによる通常の方法によって達成
される。この一般的な形式のレンジシフト装置は、従来
技術において知られており、また、米国特許第3,429,20
2 号、第4,455,883 号、第4,561,325 号および第4,663,
725 号に参照されており、これらの特許の開示内容は参
考として本説明に含まれる。

【００２７】より詳細には下記に述べられるように、変
速機１１０の自動レンジ型シフトパタ−ンによれば、２
つの独立した位置、すなわち低レンジ（３／４及び５／
６）のものと高レンジ（７／８及び９／１０）のもの
は、クラッチ１４８と関連する比で選択結合され、かつ
離脱されねばならない。

【００２８】図５、図６（ａ）、及び図６（ｂ）は、従
来技術の短軸シフト及びハブアセンブリ２００を説明す
るものである。アセンブリ２００は、軸方向にスライド
（滑動）し、ハウジングＨ内で回転可能なシフト軸２０
２を備え、また、シフトヨ−ク６０Ａ、６２Ａ、６４Ａ
のハブ６０Ｂ、６２Ｂ、６４Ｂは、それぞれシフトブロ
ック部材２０４、シフトあるいはセレクタキ−２０６、
インタ−ロックキ−２０８を備える。シフトブロック部
材２０４は、セットネジ２０５によって軸２０２に軸方
向に移動かつ回転可能に固定され、シフトレバ−（図
８）のようなシフトアクチュエ−タを受けるためのソケ
ット２１０を画定する。また、回り止め２１４と作用す
るスプリング回り止めサブアセンブリ２１２がインタロ
ックキ−２０８に備えられる。

【００２９】ハブの各々は、それぞれが軸２０２の外径
よりもわずかに大きい径２１６よりなる貫通孔６０Ｃ、
６２Ｃ、６４Ｃを備える。シフトキ−２０６は、軸２０
２と軸方向に移動するように軸２０２内にキ−溝２２０
が設けられている。シフトキ−は、ハウジングＨに関し
て軸２０２と軸方向に回転可能に移動可能であり、複数
の径方向外方に延びるシフトあるいはセレクタ歯２２
２、２２４、２２６、２２８及び２３０を定めている。
インタロックキ−２０８は、軸２０２に関して軸移動か
つ回転移動可能なように、軸２０２内の軸方向に延びる
キ−溝２３２に受ける。インタ−ロックキ−２０８の端
部は、軸方向でハウジングＨの部分につき当たる。イン
タロックキ−２０８は、シフトキ−２０８できめられた
シフト歯と同様に、複数の径方向外方に延びるインタ−
ロック歯２３４、２３６、２３８、２４０及び２４２を
定めている。

【００３０】単軸シフト機構２００の構造及び操作は、
前記した米国特許第４、９２０、８１５号を参照するこ
とによって、より詳しく理解されるだろう。変速機のニ
ュ−トラル状態では、ハブの各々は一組のシフトキ−歯
と一組のインタ−ロックキ−歯の間に位置している。シ
フトフォ−ク６０Ａ、６２Ａ、６４Ａのハブ部分６０
Ｂ、６２Ｂ、６４Ｂの各々は、それぞれ、内径孔表面か
ら径方向外方に延び、ハブ部分のそれぞれの軸全体に軸
方向に延びる複数の溝を備えている。溝の各々は、シフ
トキ−あるいはインタ−ロックキ−が円周方向に並んだ
とき、並んだキ−は溝内に受けられ、ハブと並んだ歯の
間で相対的な軸移動が許容されるような寸法からなるも
のである。

【００３１】図７及び図８に見られるように、シフトフ
ォ−ク６０Ｋのハブ部分６０Ｂは、溝６０Ｄ及び２倍幅
の溝６０Ｅ／Ｆを備える。シフトフォ−ク６２Ａのハブ
部分６２Ｂは、溝６２Ｄ、６２Ｅ、及び６２Ｆを備え
る。シフトフォ−ク６４Ａのハブ部分６４Ｂは、溝６４
Ｄ及び２倍幅の溝６４Ｅ／Ｆを備える。

【００３２】ハウジングＨに関して軸１０６の軸方向変
位及び回転は、ブロック部材２０４のソケットコネクタ
に作用する遠隔あるいは直接のシフトアクチュエ−タに
よって制御される。ブロック部材２０４は、軸２０２に
軸方向でかつ回転可能に固定されている。

【００３３】個々別々のシフトフォ−ク部材の種々のハ
ブ部分の溝は、シフト機構の３つの選択位置の各々に対
して、すべてのハブ部分の溝（軸方向に移動するハブ部
分を除いて）は、インタ−ロック歯と円周上で並ばず
（ミスアライメント）、一方、軸方向に移動されるシフ
トフォ−クのハブ部分内の溝の１つがインタ−ロック歯
と並ぶとき、ハウジングに関してシフトフォ−クが軸方
向に移動するのを許容するような配置とされる。さら
に、すべてのシフトフォ−クのハブ部分内の少なくとも
１つの溝（軸方向に移動するシフトフォ−クを除く）
が、シフト歯と並ぶと、それらシフトフォ−クに関して
軸２０２の軸方向移動を許容し、一方、軸方向に移動し
たシフトフォ−クのハブ部分上の溝のどれもがシフト歯
と並ばないと、それによってシフトフォ−クはシフト軸
１０６との軸移動のための両軸側のシフト歯によって軸
方向に噛み合うことになる。

【００３４】多くの歯と溝の相互作用は、図８を参照す
ることによって分かるであろう。図８はシフト機構のさ
まざまな操作条件に対するハブ部分のインタ−ロック
歯、シフト歯及び溝の相対的な位置を示す３×３マトリ
ックスを明らかにしている。右側のコラムは、シフト軸
の種々の回転位置に対するハブ部分６４Ｂを説明してい
る。中央のコラムはシフト軸の種々の回転位置に対する
ハブ部分６２Ｂを説明しており、そして左側のコラムは
シフト軸の種々の回転位置に対するハブ部分６０Ｂを説
明している。上段の列は後進ギア比または低速ギア比の
どちらかの噛み合い及び離脱のために選択された位置で
のシフト軸の位置を示す。中段の列は、第１速または第
２速のギア比の噛み合い及び離脱のためにシフト軸の位
置を説明している。後段の列は、第３速あるいは第４速
のギア比での噛み合い又は離脱のための、シフト軸位置
でのシフト軸の種々のハブ部分に関してシフト軸の位置
を説明している。図４（及び図１３、図２０及び図２
１）にみられる種々の一覧は、シフト機構あるいは変速
機の後ろ側からみた図である。

【００３５】例として、操作者が第１速あるいは第２速
のギア比のどちらかの噛み合わせ又は離脱の選択のため
に、軸２０２を回転させて位置決めされたと仮定する
と、軸２０２は第２のコラムに説明されるように回転し
た位置となる。この位置でインターロック歯２４０と２
４２は、ハブ部分６４Ｂの溝６４Ｄと１列に並ばない。
そして、シフトフォ−ク６４Ａは、ハウジングＨに関し
て軸方向にロックされる。同様に、インタ−ロック歯２
３４と２３６は溝６０Ｄと並ばない。また、シフトフォ
−ク６０Ａは、ハウジングＨに関してロック軸方向にロ
ックされる。インタ−ロック歯２３８及び２４０は、シ
フトフォ−ク６２Ａのハブ部分６０Ｂの溝６２Ｄと軸方
向に並び、シフトフォ−ク６２Ａ及びクラッチ部材６２
が、ギア５２あるいは５４の一方が主軸２８に対して噛
み合いあるいは離脱のために、ハウジングＨに関して軸
方向に動かされる。シフト歯２２８は、ハブ部分６４Ｂ
内で溝６４Ｅ／Ｆと並び、そしてシフト歯２２２および
２２４は、ハブ部分６０Ｂ内で溝６０Ｅ／Ｆと並び、イ
ンタ−ロック歯の作用によってハウジング歯に関して軸
方向に現に固定されているシフトフォ−ク６０Ａ及び６
４Ａに関して軸２０２を軸方向に動かす。シフト歯２２
４及び２２６は、シフトフォ−ク６２Ａのハブ部分６２
Ｂ内の溝６２Ｅあるいは６２Ｆのどちらかと並ばない。
それによって、シフトフォ−ク６２Ａの軸１０６との軸
方向移動を固定する。

【００３６】従来技術の単軸シフト機構は、前進５速、
後進１速、主変速部１２速と関連して説明されている
が、本発明の単軸シフト機構は、付加的フォ−ク、ハブ
アセンブリ及び各々のハブアセンブリ内に適当な位置付
けをされた溝を備えることによって、より大きな数の選
択可能なギア比を有する変速機を使用できる。下記に詳
細に説明されているように、そのような機構は又、自動
レンジシフトの特徴を有する変速機１１０のような変速
機に用いることができる。

【００３７】本発明（機能的には、実質的に図５に説明
されるアセンブリ２００と同一）の単軸シフト及びシフ
トヨ−クハブ機構３００の好ましい実施例は、図９、図
１０、図１１、図１２、図１３、及び図１８（ａ）に参
照される。

【００３８】シフト軸及びヨ−クアセンブリ３００は、
シフト軸アセンブリ３０１を備え、またそれぞれクラッ
チ６０、６２及び６４の軸位置を制御するためのシフト
ヨ−クハブ６０Ｂ、６２Ｂ及び６４Ｂに対応する３つの
シフトヨ−クハブ３０２、３０４および３０６を備え
る。

【００３９】シフト軸アセンブリ３０２は、上記したキ
−溝２３２及びインタ−ロックキ−２１４に構造上及び
機能上、実質的に等しいインタ−ロックキ−３１２を受
けるためのキ−溝３１０を備える軸３０８を有する。シ
フトブロック部材３１４（シフト部材２０４と構造的及
び機能的に実質的に等しい）は、軸３０８に固定され
る。

【００４０】軸アセンブリ３０２は、相当する実施例２
００のアセンブリとは異なる。実施例２００ではシフト
キ−２０６及びシフトキ−溝２２０は使用されておら
ず、軸３０８から径方向に延びて固定されたシフトピン
３１６、３１８及び３２０が、シフト選択機能を提供す
る。

【００４１】図９、図１０及び図１１の実施例で、
「Ｄ」あるいは「Ｈ」型であるシフトピン（図１２参
照）は、軸３０８の表面に設けられた径方向に延びる盲
孔３２２、３２４及び３２６内に押し込まれる。

【００４２】図１８（ａ）を参照すると、シフトヨ−ク
ハブ３０６はハブ６４Ｂとは異なることがわかる。ハブ
６４Ｂで横断方向に延びるスロット３３０は、シフトピ
ン３２０を受けるために設けられる。ピン３２０が溝６
４Ｅ／Ｆに相応して軸方向に延びる溝と一列に並ばない
とき、ピン３２０と軸３０８をハブ３０６に相対的に回
転させ、ピン３２０によって噛み合わせのために対向し
てぶつかる面３３２及び３３４を画定する。

【００４３】図１８（ｂ）は本発明のハブ及び軸アセン
ブリの他の実施例４００を説明するものである。この実
施例において、ハブ６４Ｂはスロット３３０に対応する
スロットがなく使用されている。しかし、軸４０６から
径方向に、またハブ６４Ｂを囲んで軸方向に延びる一対
のシフトピン４０２及び４０４は、シングルシフトピン
の代わりに要求される。実施例４００において、ピン４
０２及び４０４は、シフトキ−２０６の歯２２８及び２
３０に対応する。

【００４４】図１３は図８と同様にマトリックスであ
り、アセンブリ３００の各選択位置に対するシフトピ
ン、ハブ３０２、３０４及び３０６内のインタ−ロック
歯及び溝の相対的位置を説明するものである。

【００４５】図１４、図１５、図１６及び図１７は、図
１１及び図１２と同様なもので、それぞれ本発明の他の
実施例を説明するものである。実施例５００及び６００
は、軸５０２及び６０２で実施例３００と相違し、それ
ぞれ、相応するヘッドピン５１０、５１２及び５１４並
びに６１０、６１２及び６１４のそれぞれを受ける径方
向に延びる朝顔形に開く貫通孔６０４、６０６及び６０
８と、頭が埋められた貫通孔５０４、５０６及び５０８
とが使われている。両実施例において、インタロックキ
−５１６あるいは６１６は、それぞれ貫通孔内でピンを
保持するためにシフトピンの頭部を噛み合わせる。実施
例５００および６００は、他の点で実質的には構造的あ
るいは機能的に実施例３００と同一である。

【００４６】図１９は、本発明のシフト軸及びヨ−クア
センブリ７００の、さらに他の実施例を説明するもので
ある。アセンブリ７００はアセンブリ３００とは相違し
ており、インタロックキ−及び関連するキ−溝は除去さ
れており、ヨ−ク内の孔に受け入れられて滑ることがで
きるインタ−ロックピンをスライドさせ、そしてシフト
軸及びハウジング内に備えられたＶ字型の切り込みと作
用することによって置き換えられている。滑動するピン
インタ−ロックは、従来技術で知られており、米国特許
第４，６７６，１５５号、同第４，９７４，４７４号、
及び同第４，９４４，１９７号で参照され、その開示内
容は参考として本発明に含まれる。

【００４７】実施例７００の構造及び機能は、図１９及
び図２０を参照することによって理解されるが、それは
図８及び図１３と同様なマトリックスである。

【００４８】シフト軸７０２は、シフトヨ−ク７０４、
７０６及び７０８を支え、またシフトピン７１０、７１
２及び７１４を備え、それらはそれぞれシフトピン６１
０、６１２及び６１４に相応する。シフト−ヨ−ク７０
４、７０６及び７０８は、それぞれ溝７０４Ｅ／Ｆ、７
０６Ｅ及び７０６Ｆと７０８Ｅ／Ｆを画定しており、そ
れぞれ６４Ｅ／Ｆ、６２Ｅ及び６２Ｆと６０Ｅ／Ｆに相
応する。実施例３００、４００、５００、６００及び７
００のシフトピン及びシフト溝は、図８に説明される実
施例の従来のシフトキ−歯とシフト溝の機能と実質的に
同一である。

【００４９】ヨ−ク７０４、７０６、及び７０８の各々
は、インタ−ロックピン７２２、７２４及び７２６のレ
シ−トそれぞれをすべらせるために、一般的には径方向
に延びる孔７１６、７１８及び７２０を備えている。ハ
ウジングＨは、孔７１６、７１８及び７２０と一列に並
んだインタ−ロックノッチあるいはくぼみ７２８、７３
０および７３２を備えている。軸７０２は、またインタ
−ロックノッチ７３４、７３６及び７３８を備えてお
り、その１つだけが軸７０２の各回転位置に対して孔７
１６、７１８および７２０それぞれの１つと並ぶ。

【００５０】インタ−ロックピン７２２、７２４及び７
２６は、軸方向の長さであり、もしそれぞれ軸内のノッ
チ７３４、７３６あるいは７３８の１つに受けられない
と、ハウジングＨに関して関連するヨ−クの軸方向の動
きを防ぐために、軸の外径表面７４０がハウジングイン
タ−ロックノッチ７２８、７３０及び７３２それぞれに
入ることが強制的になされる。例として図１９を参照す
ると、そこでは３−４速シフトヨ−ク７０４が選択さ
れ、インタ−ロックピン７２２が軸ノッチ７３４に受け
られ、ヨ−ク７０４はハウジングＨに関して移動するこ
とを可能にする。一方、ピン７２４及び７２６は、軸７
０２の外径表面７４０がハウジングインタロックノッチ
７３０及び７３２に入るように強制され、１−２速シフ
トヨ−ク７０６及びＬ−Ｒシフトヨ−ク７０８をハウジ
ングにロックする。

【００５１】本発明のさらに他の実施例が図２１に参照
され、それはまた図２０と同様なマトリックスである。
図２１のシフト軸及びヨ−クアセンブリ８００は、実施
例７００と類似しているが、シフト軸及びヨ−クアセン
ブリ８００は、実施例７００と類似しているが、シフト
４溝及びインタ−ロックノッチが、図３及び図４の１０
速の「（２＋１）×（２）×（２）」自動レンジ変速機
１００を操作するための配置とされる点は相違してい
る。

【００５２】フォ−ク１４８の（３−４）／（１−２）
速シフトヨ−クのハブ１４８Ｂ及びＬ−Ｒシフトヨ−ク
１５０Ａのハブ１５０Ｂは、シフト軸８０２によって支
えられている。軸は２つのインタ−ロックノッチ８０４
及び８０６を備え、それらは２つの位置、選択された３
−４速（トップロ−）あるいは選択された１−２速（ミ
ドルロ−）でのハブ１４８Ｂによって支えられるインタ
−ロックピン８０８と並び、両位置においてハウジング
Ｈに関してシフトヨ−ク１４８Ａが移動することを可能
とする。したがって、ハブ１４８Ｂと結合するシフトピ
ン８１０は、溝８１２と並ばず、選択された（１−２）
速及び（３−４）速の双方の位置でハブにかみ合う。さ
もなければ、実施例８００の構造及び機能は、実施例７
００と実質的に同一である。

【００５３】したがって、キ−及びキ−溝を置き換える
孔内で受けられるピンの使用（好ましくは、実質的に軸
に対して環状の位置関係にあるピン及び孔）によって単
軸シフト機構がより経済的に製造され、組み立てられ及
び／あるいはサ−ビス（メインテナンス）され、よりユ
−ザフレンドリなシフトパタ−ンが得られる。

【００５４】本発明はある程度特定化して述べられた
が、好ましい実施例の記述は例としてのみのものであ
り、特許請求の範囲に示される本発明の技術的思想から
逸脱することなく、形状及び詳細についてさまざまな変
更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レンジ型補助変速部を有し、本発明の単軸シフ
ト機構を使用する複式変速機の概略図である。

【図２】図２ａは変速機のシフト機構を概略図であり、
図２ｂは図１の変速機のシフトパタ−ンの概略図であ
る。

【図３】本発明のシフト機構を用いる自動レンジシフト
型の複式変速機の概略図である。

【図４】図３の変速機のシフトパタ−ンの概略図と代表
的比を示す図である。

【図５】従来技術の単軸シフト軸とシフトヨ−クアセン
ブリの平面図である。

【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ図５の
従来技術のアセンブリで用いられるシフトキ−とインタ
−ロックキ−の平面図である。

【図７】従来技術の図５の従来技術のアセンブリで用い
られるシフトヨ−クハブ部分の前から見た図である。

【図８】各選択位置に対する図５の従来技術のアセンブ
リの軸及びキ−の位置を示すマトリックスである。

【図９】本発明の単軸シフト機構の好ましい実施例を示
す

【図１０】図９のシフト機構の側面図である。

【図１１】図９のシフト機構の正面図である。

【図１２】図９のシフト機構に用いられるシフトピンの
平面図である。

【図１３】図８と同様な、図９のアセンブリの各選択位
置を示す図である。

【図１４】本発明の他の実施例の正面図である。

【図１５】図１４のアセンブリに用いられるシフトピン
の平面図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施例の正面図である。

【図１７】図１６のアセンブリに用いられるシフトピン
の平面図である。

【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、図９ない
し図１６の好ましい実施例のための他のハブ構造を説明
する図である。

【図１９】ピンがインタ−ロックキ−及びシフトキ−に
置き換えられて用いられている本発明の他の実施例を説
明する図である。

【図２０】図１９の実施例の各選択位置に対して、軸、
シフトピン及びインタ−ロックキ−の、図６と同様なマ
トリックスである。

【図２１】図３及び図４の自動レンジシフト変速機に用
いられる図１９の実施例に対する、図２０と同様なマト
リックスである。

【符号の説明】

Ｈ ハウジング １０、１１０ 変速機 ３０２ 単軸シフト軸 ３２２、３２４、３２６ 孔 ３１６、３１８、３２０ 環状シフトピン ３０２、３０４、３０６ シフトフォ−ク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョセフ ダグラス レイノルズ アメリカ合衆国，ミシガン 49034，クラ イマックス，ウエスト メイプル 206 (72)発明者 ダニエル マルタン ア−モック アメリカ合衆国，ミシガン 49345，スパ −タ，12マイル ロ−ド 4760

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に位置する２あるいはそれ以上の選
   択された噛み合い部材のための、単軸シフト機構であっ
   て、ハウジングへの上記噛み合い部材の内の選択されな
   いものを軸方向に固定し、 上記機構は、ハウジング内で軸方向に回転可能に移動可
   能である外径表面を有する単軸シフト軸と、上記外表面
   から径方向に伸び、軸方向に回転可能に固定されたシフ
   ト手段と、上記軸に回転可能に固定された第１の部分
   と、上記ハウジングに軸方向に固定された第２の部分と
   を有するインタ−ロック手段とを有しており、 上記シフト手段及び上記インタ−ロック手段の少なくと
   も１つは、上記表面から径方向外方に延びている複数の
   個々のピンと、各噛み合い部材のための少なくとも１つ
   のピンとを含むことを特徴とする単軸シフト機構。
2. 【請求項２】上記噛み合い部材は、軸方向に移動可能な
   ジョ−クラッチ部材である請求項１記載の単軸シフト機
   構。
3. 【請求項３】上記ピンは、上記軸の外径表面に開口し、
   軸方向に延びる孔内に受け入れられ、保持される請求項
   １記載の単軸シフト機構。
4. 【請求項４】上記ピンは、上記軸の外径表面に開口し、
   軸方向に延びる孔内に受け入れられ、保持される請求項
   ２記載の単軸シフト機構。
5. 【請求項５】上記孔は盲孔であり、ピンは上記孔内にプ
   レスばめされる請求項４記載の単軸シフト機構。
6. 【請求項６】上記孔は孔の口が広がった貫通孔であり、
   上記ピンがヘッドピンである請求項４記載の単軸シフト
   機構。
7. 【請求項７】上記シフト手段は上記ピンによって画定さ
   れ、 上記インタ−ロック手段は上記外表面に備えられた軸方
   向に延びるキ−溝内に保持され、軸方向に滑ることがで
   きるインタ−ロックキ−から延びるインタ−ロック歯に
   よって画定され、 上記キ−溝は上記孔の開口に対して向う側の円周上に位
   置している請求項４記載の単軸シフト機構。
8. 【請求項８】上記シフト手段は上記ピンによって画定さ
   れ、 上記インタ−ロック手段は上記外表面に備えられた軸方
   向に延びるキ−溝内に保持され、軸方向に滑ることがで
   きるインタ−ロックキ−から延びるインタ−ロック歯に
   よって画定され、 上記キ−溝は上記孔の開口に対して向う側の円周上に位
   置している請求項５記載の単軸シフト機構。
9. 【請求項９】上記シフト手段は上記ピンによって画定さ
   れ、 上記インタ−ロック手段は上記外表面に備えられた軸方
   向に延びるキ−溝内に保持され、軸方向に滑ることがで
   きるインタ−ロックキ−から延びるインタ−ロック歯に
   よって画定され、 上記キ−溝は上記孔の開口に対して向う側の円周上に位
   置している請求項６記載の単軸シフト機構。
10. 【請求項１０】各クラッチ部材は、各軸を受け入れる軸
    方向に延びる貫通孔を備えたハブ部分を有するシフトヨ
    −クと結合し、 上記ハブの各々は、上記ピンの１つを受け入れ、かつ軸
    の噛み合いのための、向い合う側のつき当たる面を決め
    る横断スロットを有する請求項７記載の単軸シフト機
    構。
11. 【請求項１１】各クラッチ部材は、各軸を受け入れる軸
    方向に延びる貫通孔を備えたハブ部分を有するシフトヨ
    −クと結合し、 上記インタ−ロック手段は、上記ハブ部分内に備えられ
    たインタ−ロックピンの孔内に受け入れられる軸方向に
    滑ることができるインタ−ロックピンからなる請求項２
    記載の単軸シフト機構。
12. 【請求項１２】上記シフト手段は、上記軸の径方向に延
    びる孔内に受け入れられ、かつ保持されるシフトピンに
    よって画定され、 各クラッチ部材は、上記軸を受け入れる軸方向に延びる
    貫通孔を備えたハブ部分を有するシフトヨ−クと結合
    し、 上記インタ−ロック手段は、上記ハブ部分内に備えられ
    るインタ−ロックピン孔に受け入れられる軸方向に滑る
    インタ−ロックピンからなる請求項２記載の単軸シフト
    機構。
13. 【請求項１３】上記インタ−ロック手段の上記軸に固定
    された第１の部分は、上記インタ−ロックピンの一端を
    受け入れるための軸のくぼみからなり、 上記インタ−ロック手段の上記軸に固定された第２の部
    分は、上記インタ−ロックピンの他端を受け入れるため
    のハウジングのくぼみからなり、 上記インタ−ロックピンの軸方向の長さは、上記インタ
    −ロックピン孔の軸方向長さより大である請求項１１記
    載の単軸シフト機構。
14. 【請求項１４】上記インタ−ロック手段の上記軸に固定
    された第１の部分は、上記インタ−ロックピンの一端を
    受け入れるための軸のくぼみからなり、 上記インタ−ロック手段の上記軸に固定された第２の部
    分は、上記インタ−ロックピンの他端を受け入れるため
    のハウジングのくぼみからなり、 上記インタ−ロックピンの軸方向の長さは、上記インタ
    −ロックピン孔の軸方向長さより大である請求項１２記
    載の単軸シフト機構。
15. 【請求項１５】上記ピンと孔は、実質的に環状の位置関
    係にある請求項３記載の単軸シフト機構。
16. 【請求項１６】上記ピンと孔は、実質的に環状の位置関
    係にある請求項４記載の単軸シフト機構。
17. 【請求項１７】上記ピンと孔は、実質的に環状の位置関
    係にある請求項１１記載の単軸シフト機構。
18. 【請求項１８】上記ピンと孔は、実質的に環状の位置関
    係にある請求項１２記載の単軸シフト機構。
19. 【請求項１９】ハウジングを含む変速機構のギア比の選
    択と噛み合いのための単軸シフト機構であって、 上記ハウジング内の相対する軸方向及び回転移動のため
    に取りつけられるシフト軸を含み、かつ外表面を決めて
    いる上記機構と、 上記軸に結合される軸方向に回転可能であるシフトブロ
    ック部材と、 軸方向に延びる貫通孔を有するスリ−ブのようなハブ部
    分、及び上記軸に垂直に延びる一対の反対側のつき当た
    り面とを含む複数のシフトフォ−クと、 上記ハブ部分の各々は、上記シフト部材の異なった１つ
    と共動するような軸方向の空間の関係にあって、上記シ
    ャフトから径方向外方に突出する一組のシフト部材と、 上記軸に関して軸方向かつ円周方向に固定される上記シ
    フト部材と、 上記ハブ部分の各々は、１組のインタ−ロック歯の２つ
    の隣り合う歯の間に配置されているような軸方向の間隔
    を有する関係にある、上記軸から突出する１組のインタ
    −ロック歯と、 軸方向に移動可能であるが、上記軸に関して円周方向に
    固定され、かつ上記ハウジングに関して軸方向に固定さ
    れている上記１組のインタ−ロック歯と、 上記シフト部材及びインタ−ロック歯に相応するものと
    して受け入れるために形成される、少なくとも軸方向に
    延びる一対の溝とを有する上記各ハブ部分と、 上記ハブの１つの上記溝の１つが、上記インタ−ロック
    の組の歯に相応するものと並ぶとき、上記ハブの貫通孔
    に沿って所定の位置に配置されている上記溝と、 上記ハブ内にない溝は、上記シフト部材の１つと並び、
    上記ハブ部分以外の各ハブ部分の上記みぞの１つは上記
    シフト部材の対応するものと並び、そして上記１つのハ
    ブ部分以外にない上記ハブ部分の各々の溝が、上記組の
    インタ−ロック歯の１つと並ばない単軸シフト機構であ
    って、 上記シフト部材は、上記軸から径方向に延び、各ハブ部
    分に対する少なくとも１つの環状シフトピンからなり、
    上記インタ−ロック歯は上記軸に設けられた軸方向に延
    びるインタ−ロックキ−溝内で受けられる単一の滑動で
    きるインタ−ロックキ−によって画定される単軸シフト
    機構。
20. 【請求項２０】上記シフトピンは、上記外表面に開口し
    ている上記軸内で径方向に延びる孔内で受け入れられ、
    かつ保持される請求項１９記載の単軸シフト機構。
21. 【請求項２１】上記孔は盲孔であり、上記シフトピンは
    上記孔内にプレスばめされる請求項２０記載の単軸シフ
    ト機構。
22. 【請求項２２】上記孔は、口が広がった貫通孔であり、
    上記シフトピンはヘッドピンである請求項２０記載の単
    軸シフト機構。
23. 【請求項２３】各クラッチ部材は、各軸を受け入れる軸
    方向に延びる貫通孔を備えたハブ部分を有するシフトヨ
    −クと結合し、 上記ハブの各々は、上記ピンの１つを受け入れ、かつ軸
    の噛み合いのための、向い合う側のつき当たる面を決め
    る横断スロットを有する請求項１９記載の単軸シフト機
    構。