JPS63111346A - 車両用手動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、手動変速機にあっては、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へ伝達
し、カウンタドライブギアで各変速段に対応してカウン
タシャ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ャフトの各変速ギ
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ャフトの変速ギ
アに動力回転を伝達する手動変速機にあっては、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っても
、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った。

（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ードライブと
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っては、クラッチを
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
シャ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ャフトと動力回
転を外部に取出すメインシャ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−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ャフ
トをメインシャフトに直結し、シフトレバ−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ャ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−がニュートラル位置で且つクラ
ッチが接続状態にあるエンジンのアイドリンク時には、
メインシャフト及びメインドライブギアに対するメイン
ドライブシャ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、メインシャフトの出力
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、メインシャフトに相対回転自在にサンギアを
設けると共に、メインシャフトに固着したキャリアケー
スにサンギアに噛合うプラネタリギアを回転自在に設−
プ、更にプラネタリギアに外側から噛み合ってプロペラ
シャ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ュ
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ャ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同明噛合装置は、サンギアを
ケーシング側に固定し、メインシャ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。更にニュ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−を４速
くダイレクトドライブ）又は５速（オーバードライブ）
にシフトした高速走行時にあっては、入力側のメインド
ライブシャフトと出力側のメインシャフトとの分割部分
に設けた第１の同期噛合装置がリア側メインシャフトと
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
タドライブギア及びカウンタシャフトの各変速段のカウ
ンタギアと、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
っ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ッチ２を介して手動変速機のメ
インドライブシャフト３ａに伝達されており、このメイ
ンドライブシャフト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ャフト３ｂが相対回転自在に
同軸上にセンタースル一方式をもって設けられている。

メインドライブシャフト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ャフト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ャフト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
ンタシャフト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に噛み合って３速メインギア９及び
２速メインギア１０がメインシャフト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ャフト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
メインシャフト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。

メインシャツ１〜３ｂ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、例えばワーナーシンクロ
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
インドライブシャフト３ａとメインシャフト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
ブシャフト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
ッドスプリング、カッ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の両側にクラッチギア１
５．１６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ッチギア１５はメインドラ
イブシャフト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、他方のクラッチギア１６は
メインシャフト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。

ニュートラル位置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
イブシャフト３ａをメインシャフト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
シャフト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
にニュートラル位置Ｎにあっては、メインシャフト３ｂ
及びメインドライブギア４に対するメインドライブシャ
フト３ａからの動力回転が切離された状態となる。

更に、メインシャフト３ｂの出力側にはオーバードライ
ブ遊星歯車機４Ｒ１８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
インシャフト３ｂに相対回転自在に設けられ、キャリア
ケース２０がメインシャフト３ｂの軸端に固着され、キ
ャリアケース２Ｏに対し複数のプラネタリギア２１をサ
ンギア１９との噛み合いをもって・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はプロペラシャフト２３
側に連結されている。

このようなオーバードライブ′ｔ１星歯車ｌＨｆ４１Ｂ
の前段にはダイレクトドライブ（ＤＤ）、ニュートラル
（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２５はメイ
ンシャフト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
ッドスプリング、インサートキー、カップリングスリー
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ッチギア２７，２８のうち、
ダイレクトドライブ（ＤＤ＞側のクラッチギア２７はメ
インシャフト３ｂに固着され、オーバードライブ（ＯＤ
）側のクラッチギア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ャフ
ト３ａとメインシャフト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ック図である。

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−のニュートラル位置を検出して
Ｈレベル出力を生ずるニュートラル検出手段、３３は車
両停止時の車速ピロを検出して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はシフトアクチュエータ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＠Ａに切
換える。

またＤＤシフ１〜検出手段３０、ＯＤシフト検出手段３
１及びニュートラル検出手段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１〜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
となって駆動回路５．０に制御信号Ｓ２を与え、制御信
号Ｓ２を受けた駆動回路５０はシフトアクチュエータ６
０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。

更にニュートラル検出手段３２及び車速ゼロ検出手段３
３の出力はＡＮＤゲート４０に与えられ、ニュートラル
で且つ車速ゼロのときＡＮＤゲート４０は１−ルベル出
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＠Ｓ３を受りた駆動回路５０はシフトアクチュエ
ータ６０を駆動して第１の同期噛合装置１２をニュート
ラル位置Ｎに切換える。

第３図は第１図でオーバ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ック図である
。

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（トルベル
出力）を受けた駆動回路５２はシフトアクチュエータ６
２を駆動して第２の同期噛合装置２４をオーバドライブ
（ＯＤ＞位置に切換える。

またＯＤシフト検出手段３１及びニュートラル検出手段
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シャフトなく且つ
ニュートラルでない時、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１−ルベルとなり、このトルベル出力を受けて
駆動回路５２はシフ１〜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−がニュ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っては、ニュー
トラル検出手段３２及び車速ゼロ検出手段３３の出力が
トルベルとなり、他の検出手段の出力はトルベルとなっ
ている。したがってＡＮＤゲート４０の出力が［」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はシフトアクチュエータ６０を作動して第１図にお
ける第１の同期噛合装置１２をニュートラル位置Ｎに切
換保持するようになる。

その結果、クラッチ２を介してエンジン１から得られた
メインドライブシャフト３ａの動力回転はメインシャフ
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ッチ２が接続され、且
つシフトレバ−がニュ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
ことができる。

次に、シフトレバ−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１０との間に設け
ている同期噛合装置１１の切換部１１ａにおけるカップ
リングスリーブが２速メインギア１０側にシフ［・レバ
ーの動きによるシフトｌａ＠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ュートラル検出手段３
２の出力がトルベルからトルベルに立ち下がるため、Ａ
ＮＤゲート３８に対する入力が全て１ルベルとなり、Ａ
ＮＤゲート３８からトルベルとなる制御信号Ｓ２を受け
た駆動回路５０はシフトアクチュエータ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＠Ｂに切換
える。

更に第３図に示したシフト装置にあっては、ニュートラ
ル検出手段３２及びＯＤシフト検出手段３１のトルベル
出力でＡＮＤゲート４６の出力がＨレベルとなり、駆動
回路５２はシフトアクチュエータ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、メインドライブシャフト３ａ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に噛み合ったカ
ウンタドライブギア６の回転によりカウンタシャフト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
っている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を介してメインシャフト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）側のクラッチギア２７に切換
ねっており、このためサンギア１９がメインシャフト３
ｂに直結され、且つキャリアケース２０はメインシャフ
ト３ｂに予め固着されていることから、メインシャフト
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、メインシャフト３ｂの動力
回転をそのままプロペラシャフト２３に伝達するように
なる。

次に、シフトレバ−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はシフトアクチュエータ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、メインドライブシャフト３ａの動力回転が同
期噛合装置１２を介してメインシャフト３ｂに直結し、
このとき第２の同期噛合装置２４の切換部２６もクラッ
チギア２７側のダイレクトドライブ（ＤＤ＞位置に切換
ねっていることがら、オーバードライブ遊星歯車機構１
８のサンギア１９、プラネタリギア２１及びリングギア
２２がメインシャフト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
ャフト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−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の出力がトｌレベルとなり、ＯＲゲ
ート３４を介して駆動回路５゜に制御信号Ｓ１が与えら
れ、駆動回路５０はシフトアクチュエータ６０を作動し
てダイレクトドライブシフトと同様に、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
ブシャフト３ａの動力回転をメインシャフト３ｂに直結
している。

一方、第３図のシフト装置にあっては、オーバードライ
ブ（ＯＤ）位置へのシフトでＯＤシフ１〜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ュ
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）側のクラッチギア２
８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に対しメインシャ
フト３ｂに固着したキャリアケース２０によってプラネ
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。

このオーバドライブによる高速走行時にあっても第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、各カウンギア及び
変速メインギアは全て停止状態におり、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、ニュートラル位置にないこと及びＯＤ
シャフト外のシフトを検出してシフトアクチュエータに
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−によるコントロール機構によっ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
ルクラッチ操作で行なったとしても、第２図のシフトｖ
：を置は常に第２のシフト位置Ｂへの切換状態を保って
おり、ダブルクラッチ操作時にニュートラル位ｆｆ１Ｎ
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−
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ぎには、エンジン動力回転のリア
側ドライブシＶフトへの直結と同時にメインドライブギ
アに対覆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
した状態となっ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、ニュートラル時にあっては、入力側のメインドラ
イブシャフトと出力側のメインシャフトとの分割部分に
設けた第１の同期噛合装置がニュートラル位置に切換わ
るためにメインシャ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
ギア系統の回転が停止し、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っ
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ック図
、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ック図である。 １：エンジン ２：クラッチ ３ａ：メインドライブシャフト ３ｂ：メインシャフト ４：メインドライブギア ５：カウンタシャフト 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 １０：２速メインギア １１：同期噛合装置 １２：第１の同期噛合装置 １３．２５ニシンクロハブ １１ａ、１４，２６：切換部 １５．１６，２７．２８：クラッチギアゴ８ニオーバー
ドライブ遊星歯車機溝 １９：す°ンギア ２０：キャリアケース ２１：プラネタリギア ２２：リングギア ２３：プロペラシャフト 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：ニュートラル検出手段 ３３：車速ピロ検出手段 ３４：ＯＲゲート ３５．３６．３７．４２，４４　：インバータ３Ｂ、４
０．４６：ＡＮＤゲート ５０．５２：駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クラッチを介してエンジンからの動力回転を入力したメ
   インドライブシャフトと、該メインドライブシャフトに
   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
   シャフトと、前記メインドライブシャフトに相対回転自
   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ャフトか
   らの動力回転を前記メインシャフトに直結する第１のシ
   フト位置、前記メインドライブシャ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ャフトへの動力
   伝達を前記メインドライブシャフトから切離すニュート
   ラル位置の各切換位置を備えた第１の同期噛合装置と、
   前記メインシャフトの出力段側に配置され、メインシャ
   フトに相対回転自在に設けたサンギア、前記メインシャ
   フトに固着されたキャリアケースに前記サンギアとの噛
   み合いを持っ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ってプロペラシ
   ャ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
   シャ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
   ャ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ュートラル位置の各
   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
   シフトレバーがニュートラル位置で且つクラッチが接続
   されている時に前記同期噛合装置をニュートラル位置に
   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。