JPS601490B2 - 歯車変速機の同期噛合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は歯車変速機、特に自動車のトランスミッション
の同鰯噛合装置に関する。

この歯車変速機の第１遠ギャから第４速あるいは第５遠
ギャに至る各車遠ギャのうち、最低速の第１遠ギャに対
し、それより高速の第２遠走行状態から変速ギャチェン
ジをするとき、いわゆるシフトダウンをするときは大き
い同期容量を要する。

従来、この形式の歯車変速機の第１遠ギャに、同期用コ
ーン面及び同期リングからなる同期用の機構を主副二重
に付設して大同期容量を得るように構成した同期装置は
既に提供されている。

然しながらこの従来の同期装置では、上言己副の同期用
機構の有する同期リングをシフトさせるための手段を特
に付加的に第１遠ギャの片側に付設するを要するから、
全体の軸長を最大化して占有空間を大きくなし、限られ
た狭小な空間内に装着することを必要とする自動車用ト
ランスミッションの同期装置としては特に不利であるほ
か、全体の構造を複雑化するという欠点を有していた。
本発明は第１遠ギャの両側に主劉の同期機構を設け、副
同期機構の有する同期リングをシフトするのに隣懐の別
車途ギャ同期用のシフト手段を兼用して逆シフト作動さ
せて目的を達することもできるように構成したものであ
る。この逆シフトをなさせるために、第１遠用フオーク
シャフトに対して副フオークシャフトを付設し、この両
フオークシャフトを、第１遠への変速時のみ連動させる
レバー機構を付設したものである。他の変速ギャへのシ
フト手段を兼用することもできるから、それだけ全体の
長さの短縮に役立ち、構造簡単化に有利な利点を有する
ものである。特に前進５段の変速が可能なこの種の歯車
変速機では、第５遠用に大径のギャをカウンタシフヤト
上に備えるからそれだけ同期慣性を増すことになり、第
１遠変速の際大同期容量が望まれること及び、その第５
速、用変速ギャの同期リングシフト手段の遊休片側スト
ロークを上記の副同期リングシフト用に供し得ることな
どのため、有効に本発明を適用し得るものである。第１
図において、出力鞠１上には、左から、トランスミッシ
ョンの第２遠ギャ（セカンドギャ）２がベアリング２ａ
を介して遊転状態に支えられ、その右に隣接してハブ４
が出力軸１にスプラィン結合されてともに一体回転する
。

ハブ４の右に隣接する第１速ギャ５は、第２速ギャ２と
同様に出力軸１上にベアリング６によって遊転状態に支
えられている。このギャ５の右隣りのハブ７はハブ４と
同様に出力軸にスプラィン結合され、その右隣りの第５
速ギヤ８はプッシュ９を介して出力軸に遊転状態にえら
れている。なお第１遠ギャ５のベアリング６はスリーブ
１０を介して入力軸１上に支持されている。ハプ４には
環状のスリーブ１１がスプライン結合によってともに一
体回転するように結合されている。

スリーブ１１の内周にあるそのスプライン歯１２は、ハ
ブ４の外周スプラィンと摺敷可能に係合する一方、歯１
２の頭に接するように配した角棒状のシフティングキ−
１４と係合する。シフテングキー１４は図のように上方
に凸部ｔ５を有し、これに合致する凹部１６を歯１２が
有する。シフテイングキー１４の内周には２個の環状ば
ね・１７があって、これが常時シフティングキー１４を
外方に向って押し広げ、スリーブ１１の小軽部に当援さ
せるように働く。シフティングキー１４は普通３本を備
え、ハブ４の競緑に沿い等間隔に配して図のようにハブ
の外周スプラィンの歯間に出力軸１の軸心方向に沿い袴
動可能に保持される。環状ぱね１７は常に外周方向に拡
大する力をもって各シフテイングキー１４を図示のよう
にスリーブ１１の歯１２の歯頭に当接するように付勢す
る。セカンドギャ２は右側外周にコーン面１８を有し、
これに合致する内周コーン面１９を有する同期リング２
０を、図のようにコーン面１８上に糟勤可能にあるいは
これと摩擦クラッチ状に係合するように備える。

同期リング２０は外周に、スリーブ１１のスプライン歯
１２と同一ピッチの歯２１を有する。また歯２１の列に
並んで、同じピッチ、同じ蓬の歯２２をセカンドギャ２
に設けてある。シフティングキー１４の左端は、同期リ
ング２０の有する溝２３に糟勤可能にはまる。以上説明
の構造と対称的なスリーブ１１及びその右側の第１遠ギ
ャ５との間にも介在して設けてある。

即ち同期リング２４が第１速ギャ５のコーン面に係合し
、同期リング２４と並んでこれと同径同ピッチの歯２５
を第１速ギャ５の左側に設けてある。シフティングキー
１４はその右端も、左端同様に、同期リング２４の有す
る溝２６に糟勤可能に係合する。スリーブ１１は外周面
にシフトフオーク係合用の環状溝２７と、兼用後退ギャ
２８を有する。

環状溝２７に係合するフオーク（図示省略）によりスリ
ーブ１１が左右何れかに変位されると、後述するように
、セカンドギャ２もしくは第１遠ギャ５にスリーブ１１
が係合して、何れかのギヤが、出力軸１に連結されるこ
とになる。第１速ギャ５は第１図に示すように右側のポ
ス部外周にコーン面を有しこのコーン面上にこれと合致
する内周コーン面を有する周期リング３１を糟動可能ぜ
もあるし、また摩擦クラッチ状に係合し得るように配設
してある。

要するに第１速ギャ５はその両側に同期リング２４と３
１とを備えている。このように同期リングを第１遠ギャ
の両側に備えることが本発明の特徴であって後述するよ
うに、これが同期容量を増大することに役立ち、円滑な
シフトすることができるものである。なお、同期リング
３１はその溝３２にシフティングキー３３の左端を猪動
可能に係合し、シフティングキー３３はスリーブ３４の
内周歯の頭の面と、前述のシフティングキ−１４と全く
同様に係合する。シフティングキー３３はその右端でも
別の同期リング３５と係合する。その係合は左端が同期
リング３１と係合するのと全く同様な係合である。この
同期リング３５は右隣の第５遠ギャ８と、コーン面を介
して係合する。‐その係合のし方は同期リング２０が第
２速ギャ２のコーン面１８に係合するのと同機である。
第２図において、右方の出力軸１上には右から第５遠ギ
ャ８、第１速ギャ５、スリーブ兼後進ギャ１１、第２遠
ギャ２、第３遠ギャ３６の各変速用ギャが図のように支
持されている。これら各ギャのうち、スリーブ兼後進ギ
ヤ１１だけが出力軸１に固着され他のギヤ２，５，８，
３６は何れも出力軸１上に、前述のように遊転状態に支
持されている。第２図最左端の第４遠ギャ３７は入力軸
３上に固着されていて、常時、カウンタシャフト３０上
の左端のギャ３９と噛合している。カウンタシヤフト３
０上のギヤ４０は、アイドラギヤ４１が作動位置に位置
するときのみ、アィドラギャ４１を介してスＩＪーブ兼
用後進ギャ１ １と係合する。なお入力軸３は第４遠ギ
ャ３７の右隣りの箇所においてパイロットベアリング部
３８を介して出力軸１と同Ｄに連結されている。上記、
第２図について説明された構造は、従来から周知のトラ
ンスミッション歯車列の構造であるが、第１図及び第３
図の本発明装置の特徴を理解する便宜上、以上説明の構
造について一般的作動につき以下説明する。第１図の状
態では、スリーブ１１も、スリーブ３４もニュートラル
の位置にある。

そのため、各ギャ２，５，８等は出力軸１上に遊動状態
である。第２図に戻り、出力軸１上のサードギャ３６も
同じように出力軸１上に遊転状態であり従って第２図左
方の入力軸３と右の出力軸１とは遮断されたままである
。そこで面が第１図に戻り、この第１図の各ギャ中立遊
転状態の直前までは第１遠ギャ５が出力軸１にロックさ
れていて作動していたものと仮定し、第１図の状態から
スリーブ１１を図の左方にシフトして第２遠ギャ２を出
力軸１にロックするシフトアップをするものとする。操
縦席からのシフト操作によりスリーブ１１が第１図の位
置から左方に移動され始めると、シフティングキー４は
その凸部１５とスリーブ１１の凹部１６との係合により
スリーブ１１に随伴して左方に移動する。この移動によ
りシフティングキーＩ４の左端が、同期リング２０の溝
２３の側壁面に当接し、なお続くスリーブ１１の左方移
動により、同期リング２０が左方に押される。このとき
、両コーン面１８及び１９の係合により、ギャ２と同期
リング２０との間の回転差を消す同期作用が以上詳述す
るようにしてなされる。ギャチェンジのため第１図のス
リ−ブ１１が前述のように左方に動くことにより同期リ
ング２０と第２遠ギャ２の両コーン面１８，１９が係合
を始めると、両面の摩擦により周知の同期作用がなされ
る。

この段階で同期リング２０の歯２１はスリーブ１１の歯
１２と噛合している。同期が完了すると、凸部１５凹部
１６の作用により、シフティングキー１４を環状ばね１
７に抗して圧下しつつスリーブ１１は、さらに大きく左
方に移動し、ギャ２の歯２２とスリ−ブ１１のスプラィ
ン歯１２とが噛合し、ギャチェンジが完成する。上述の
ような第１遠（以下ロウともいう）から第２遠（以下セ
コンドと・もいう）へのギャチェンジの同期では、比較
的高速なコーン面１８が比較的低速なコーン面１９に同
期して減速する作用となる。

コーン面１８を含む入力側部分の方が、コーン面１９を
含む出力側より慣性質量が小であるからである。このよ
うに、両コーン面間において、入力側と出力側との慣性
エネルギーの差が消費あるいは吸収されて同期が終る。
この差が大き過ぎると同期が充分に行なわれず、ギャチ
ェンジ円滑になされない。特に、第１遠ギャ５に対して
ギャチェンジをなすときには、比較的この差が大きい場
合が多いので、ギャ５の同期能力、即ち同期容量は大き
く設定することが望まれる。本発明の同期装置は第１図
に示すように、第１遠即ちロウのギヤ５の両側に同期用
のコーン面を設けてこれに各同期リング２４及び３１を
配したものである。変速に当ってはこの両同期リング２
４，３１がギヤ５に対し両側から同期作用をなすから、
大きい同期作用をなす。即ち、第１図のスリーブ１１が
図の右方に動くときは、後述する機構によりにより他の
スリーブ３４も同時に左方に動き、両同期リング２４及
び３１がロウのギャ５の両コーン面にそれぞれ係合し同
期作をなす。以下両スリーブ１１及び３４を同時にギヤ
５に対しシフトさせるシフトコントロール機構を第３図
について説明する。第３図のシフトコントロール機構は
、前進５段と後進一段の歯車変速用シフトコントロール
機構であってそのシフトパターンは第４図のように、従
来普通のこの形式のものと同一である。第４図中の数字
、１〜５はそれぞれ第１速ないし第５遠のシフトレバー
位置を示し、Ｒは後進時のシフトレバーの位置を示す。
第３ズにおいて、フオークシャフト４１〜４５は変速機
ケースの壁４６に図の左右方向に往復動可能に支えられ
ている。フオークシャフト４１にはヘッド４７が固着さ
れており、フオークシャフト４２にはヘッド４８が固着
され、フオークシャフト４３及び４４には共有ヘッド４
９が後述するように係している。これらの各ヘッドは操
縦席のシフトレバーに連動するシフトアーム（図示省略
）が選択的に係合し、シフトレバーの操作をその選択さ
れた何れかのフオークシャフトに伝達しこれを図の左右
何れかに動かす。フオークシャフト４１はフオーク１１
ａを有し、フオーク１１ａは第１図のスリーブ１１に係
合している。

フオークシヤフト４２のベッド４８はフオークをも兼ね
、これが第２図の第３速ギャ３６の同期装置もしくは第
４速ギャ３７の同期装置の何れかを作動状態に切換える
スリーブ（図示省略）と係合している。フオークシャフ
ト４３はフオーク４１ａを有し、これが第２図のアイド
ラギャ４１に係合していて、フオークシヤフト４３が左
方に動くことによりアィドラギャ４１を第２図のカウン
タシャフトのギャ４０及び後進ギャ２８（第１図のスリ
ーブ１１と兼用）に係合させる。フオークシャフト４４
は長く右方に延びて以下説明する伝達用ピボツト機構５
川こ連動する。フオークシャフト４５は、このピボット
機構５０に連動する一方、フオーク３４ａを有しこれが
第１図のスリーブ３４に係合している。第５図に示すピ
ボット機構５０はピポット５１とこれを共通ピボツト藤
として枢動する３本のアーム５２なし・し５４を有する
。

アーム５２の先端はフオークシャフト４１の有する溝５
５に緩く競合する。他のアーム５３と５４の各先端も同
じようにフオークシャフト４５と４４の溝５６，５７に
それぞれ係合する。各アームのボス部分な第６図に示す
ように滑動何能に密着して重なって枢着されている。ア
ーム５２と５４はそれぞれ貫通孔を有し、その中に糟動
可能に各ボール５８及び５９を収容する。ピボット５１
のフランジ６０とケースカバー６１の内面には、これら
ボールの半分に適合し収容する凹部６２，６３を各アー
ムの各貫通孔と位置を図示のように合せて設けてある。
凹部６２のみは長い弧状凹部であり、凹部６３は半球面
凹部である。中間のアーム５３は上面と下面とに凹部６
３と同じような半球凹部６４，６５を同じく位置を合せ
て設けてある。第６図の状態０においてアーム５２をピ
ボット５１の困りに回動すると、ボール５８を介して上
方のアーム５３もともに回動する。アーム５２が小角度
回転するとボール５８はフランジの弧状凹部６２の外部
に外れるから両アーム５２，５３は互いにロックされ夕
てともに一体回転する状態に安定する。このとき、上方
のボール５９は半球凹部６３内に入っているから、アー
ム５４はアーム５３が回転しても、これに従動しない。
第６図と第３図とに示す状態では各アームが中立位置に
ある。従ってこの０中立位置からアーム５２が第３図に
おいて反時計方向に回転すると他のアーム５３もともに
同方向に回転する。アーム５２が時計方向回転する場合
は、後述する。フオークシヤフト４１は第３図に示すよ
うに右に動くとフオーク１１ａを介し、スタリープ１１
（第１図）を右に動かし第１遠ギャ５に対して同期リン
グ２４の同期がなされる。これと同時にアーム５２及び
５３の一体回転作動を介して他のフオークシャフト４５
は第３図の左方に動く。フオークシャフト４５が左に動
くとそのフ０オーク３４ａがスリーブ３４（第１図）を
左に動かして同期リング３１に上記の第１速ギャに対し
て右側から同期作用をなさせる。上記にようにフオーク
シャフト４１を第１遠方向にシフトするとピボット機構
５０を介して他のタフオークシャフト４５も第１遠方向
にシフトされて、同じ第１遠ギャ５の両側から、両同期
リング２４及び３１による大容量の同期がなされ、然る
後ギャチェソジ則ち歯車変速が完了する。

フオークシャフト４１をこの作動位置から第３図の中立
０位置に戻すと、ピボット機構のアーム５２，５３の一
体作動により他のフオークシャフト４５も図示の中立位
置に戻る。中立位置に戻ってからフオークシャフト４１
を第３図の左方の第２遠方向にシフトするときは、ピボ
ット機構のアーム５２はアーム５３と前述のような一体
回転関係にロックされない。第６図の凹部６２が、この
非ロックを許すように若干長さの弧状凹部であるからボ
ール５８が両アーム５２，５３を互いにロックしない。
その弧状の中心はピボット５１の軸心である。フオーク
シャフト４５は第３図に示す中立位置から右方に動くと
第５遠ギヤへの変速がなされる。このときアーム５３は
時計方向に回転するが、同じくピボット機構５０の弧状
凹部６２の作用によって他のアーム５２は静止に保たれ
る。このとき他のボール５９は、もちろん図示のように
凹部６３内に入りアーム５４は静止を保つ。ところがフ
オークシャフト４５を中立位置から右方の第５遠方向へ
動かすことは、隣りのフオークシホヤフト４４を介して
なされる。それがために、フオークシャフト４４に係合
するアーム５４は、図の中立位置から時計方向へ回転す
るときには、ボール５９が凹部６３を外れて両アーム５
４と５３を互いにロックする位置に止まる。従って両ア
ーム５４，５３は一体枢動して他のフオークシャフト４
３も右に動いてそのフオーク３４ａを介し、スリーブ３
４（第１図）を右に動かす。その結果同期リング３５を
右に押して第５速ギャ８に対する同期作用がなされる。
この状態から両フオークシャフト４４，４５を再び図の
中立位置に戻すときにも両アーム５４，５３のロックが
保持さる。なおフオークシャフト４４は図示中立位置よ
り左方には、以下説明する通り動き得ない。従ってピボ
ット機構の凹部６３は弧状凹部であることを要しない。
フオークシヤフト４４はシフトパターンの都合上隣りの
フオークシャフト４３と共通のヘッド４９により操作さ
れる。

一方においてこのフオークシャフト４４は図の中立位置
から右方への往復動のみをなす必要がある。この目的は
フオークシヤフト４４に付設されたスナップリング７０
とロック用のボール７１とによって達成される。ボール
７１はヘッド４９の有する孔内に糟動可能に収容され、
またこの孔と、中立時に位置的に一致する半球凹部を両
フオークシャフト４４，４３が有する。図示中立位置か
らフオークシャフト４４を右方に動かすには、ヘッド４
９がスナップリング７０１こ係合してこれを押すことに
よりなされるが、その右動の後左動して中立位置に戻る
ときは、ボール７１がヘッド４１とフォークシヤフト４
４とを互いにロックする。この往復動の間ボ−ル７１は
フオークシャフト４３の持つ半球凹部から外れて、上記
のロックを安定させる。フオークシヤフト４３は同じヘ
ッド４９により、図の中立位置から左方への往復動のみ
をなさせられる。

左方への動きはヘッド４９がフオークシャフト４３の持
つスナップリング７２に係合してこれを左に押してなさ
れる。この左方移動の間他のポール７１はフオ−クシヤ
フト４３の半球凹部内に沈んでいるからフオークシャフ
ト４４は静止を保つ。右方への戻りは、ボール７１のロ
ック作用により、ヘッド及びロックシャフト４３がとも
に右方に戻る。フオークシヤフト４３は図の位置から左
方に動くことにより、そのフオーク４１ａを介して第２
図のァィドラギャ４１にギャ４０と後進ギャ２８（スリ
ーブ１１と兼用）との運動をなさせる。フオークシャフ
ト４２は図示の中立位置から右に動いて第３遠、左に動
いて第４遠の変速作動をなす。

即ち右に動きヘッド兼用フオーク４８を介して第２図の
第３遠ギャ３６を出力軸にロックするか、あるいは左に
動いて入力軸３と出力軸１とをロックする。フオークシ
ヤフト４１なし、し４４間には、これらのうち何れか一
つが中立位置から他に動くとき、他のロックシャフトを
全部必ず中立位置にロックする機構がある。

３個のボール７３〜７５及び２個の摺動子７６，−７７
がこの機構を構成する。図示の状態では、フオークシャ
フト４２のみが左右何れにも動き得る状態にある。この
フオ−クシャフトが若干距離何れかの方向に変位すると
、他の全フオークシャフトは何れも、図示のように各ポ
ールによって図示の中立位置に保持される。この作動は
、第５図、第６図についてなした説明から類推理解でき
るから、これ以上の説明を省略する。以上説明したよう
に本発明の同期装置は最も同期容量の大きいことが望ま
れる第１遠ギャの両側に同期用コーン面及びこれに係合
する同期リングをそれぞれ二重に設けてその目的を達成
するものであるが、この同期リングを軸方向にシフトし
て両同期コーン面に係合させるのに、隣接する別速度ギ
ャの同期用シフト機構を兼用して第１側ギャの片方の同
期リングシフト用に利用するもである。

従って従来のこの形式の同期装置に比して、同期装置全
体の軸万向長さを著しく短縮し得て、占有空間の節約と
構造の簡単化に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明同期装置の縦断面図、第２図はこれを歯
車変速機に装備した場合を示す線図、第３図はこの同期
装置の制御装置、第４図はこ制御装置を操作するシフト
レバーのいわゆるシフトパターンを示す図、第５図と第
６図は第３図のＶ−Ｖ線との−の線にそれぞれ沿う断面
図、第７図は第６図の矢示肌方向の一部拡大平面図であ
る。 １・・・・・・出力軸、３・・・・・・入力軸、２・・
・・・・第２速ギャ、５……第１遠ギャ、８……第５遠
ギャ、３６……第３選ギャ、３７…・・・第４速ギャ、
２０，２４，３１，３５……同期リング、１１，３４…
…シフト用スリーブ、４，７……ハブ、４１〜４５……
フオークシヤフト、４７，４８，４９……ヘッド、５０
・・・・・・ピボット機構。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸、この入力軸と同一軸線上にある出力軸、こ
   の出力軸に平行であってかつ前記入力軸に常に連動しと
   もに回転するカウンタシヤフト、前記出力軸上で相対回
   転可能に支承された各変ギヤ、これら各変速ギヤのうち
   所要なものと前記出力軸とを必要に応じ選択的に連動す
   るように配設された同期装置、この各変速ギヤと噛合う
   ように前記カウンタシヤフト上に固定された各ギヤ、を
   備えてなる歯車変速機において、上記の各変速ギヤのう
   ち１個の変速ギヤは、その両側に配設された第１及び第
   ２の同期装置を介して出力軸と連動するように構成され
   この両同期装置を同時に作動せしめるシフトコントロー
   ル装置を備えたことを特徴とする歯車変速機の同期噛合
   装置。 ２ 入力軸、この入力軸と同一軸線上にある出力軸、こ
   の出力軸に平行であってかつ前記入力軸に常に連動しと
   もに回転するカウンタシヤフト、前記出力軸上で相対回
   転可能に支承された各変速ギヤ、これら各変速ギヤのう
   ち所要なものと前記出力軸とを必要に応じ選択的に連動
   するように配設された同期装置、この各変速ギヤと噛合
   うように前記カウンタシヤフト上に固定された各ギヤ、
   を備えてなる歯車変速機において、上記の各変速ギヤに
   うち１個の変速ギヤは、その両側に配設された第１及び
   第２の同期装置を介して出力軸と連動するように構成さ
   れており、前記第１同期装置を作動すべく連動するフオ
   ークを配する第１フオークシヤフトと、前記第２同期装
   置を作動すべく連動するフオークを有する第２フオーク
   シヤフトと、前記１個の変速ギヤを出力軸と連動あるい
   は、連動解除を行なう場合にのみ前記第１フオークシヤ
   フトと前記第２フオークシヤフトとを共動するシフトコ
   ントロール装置を有することを特徴とする歯車変速機の
   同期噛合装置。