WO2013054878A1

WO2013054878A1 - 自動変速機のシフト装置

Info

Publication number: WO2013054878A1
Application number: PCT/JP2012/076426
Authority: WO
Inventors: 建深谷; 加藤　博之; 憲雄粥川
Original assignee: アイシン・エーアイ株式会社
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-04-18
Also published as: JP2013087779A

Abstract

　簡易な構成によって、短時間で組み付けが行える自動変速機のシフト装置を提供するため、ピニオンおよびラックの少なくとも一方にチャンファを形成する。これにより、ピニオン軸が、トランスミッションケースに設けられた軸受に挿入されるとチャンファがピニオン軸を誘導して、ピニオンとラックとを短時間で良好に噛合させる。

Description

自動変速機のシフト装置

　本発明は、車両用自動変速機のシフト装置に関する。

　従来、自動車などの車両用の自動変速機として、動力の伝達効率がよいとされている歯車式手動変速機をベースにした変速機の自動化がいくつか提案されている。例えば特許文献１に開示されるように、電動モータによってフォーク駆動機構（以降シフト装置と称す）を駆動し、シフト装置が有する、フォークに係合されたギヤシフトクラッチのスリーブを作動させギヤ段を切替えるものがある。

　具体的には、特許文献１に開示される技術では、シフト装置が、４つのギヤシフトクラッチ１０１～１０４にそれぞれ対応して４つ設けられている。そして電動モータ１３１が、電動モータ１３１の回転軸にそれぞれ設けられたウォームギヤ１３２を回転駆動させる。そして、ウォームギヤ１３２は、ウォームギヤ１３２に噛合するウォームホイール１３３をそれぞれ回転駆動させる。ウォームホイール１３３の回転軸は各電動モータ１３１の回転軸と直交して配置されている。ウォームホイール１３３の回転軸（ピニオン軸）の先端には、ピニオンギヤ１３４が、それぞれ形成され、当該ピニオンギヤ１３４は、ラック軸１３５（フォークシャフト）に形成された各ラック部と噛合している。これにより電動モータ１３１の駆動によって、ラック部に噛合するピニオンギヤ１３４が回転駆動されると、ラック軸１３５に固定されたフォーク１２１～１２４が軸方向に進退移動し、ギヤシフトクラッチ１０１～１０４のスリーブ３０２を作動させ、ギヤ段を切替える。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

特開２０１０－１９６７４５号公報

　上述の様に構成される特許文献１に記載の従来技術においては、ラック軸１３５（フォークシャフト）が自動変速機のケース内において、変速機の出力軸と平行に支承されている。そしてピニオン軸を含むシフト装置が、自動変速機のケースの外から組み付けられる。このときピニオン軸は、ピニオンギヤ１３４が形成された側からケースに貫通された支持穴に挿通され、ピニオンギヤ１３４がラック軸１３５に形成されたラック部の歯部と噛合するよう組み付けがされる。そしてピニオンギヤ１３４とラック部の歯部とが良好に噛合せず歯部同士が干渉する場合には、ピニオンギヤ１３４を少しずつ回転させ、良好に噛合できる位置を探りながら組み付けを行なう必要があり、組み付け工数が増大しコスト高になる虞がある。

　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成によって短時間で組み付けが行える自動変速機のシフト装置を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、請求項１に係る自動変速機のシフト装置の発明は、駆動源と、前記駆動源によって回転駆動されトランスミッションケースに設けられた軸受によって回転可能に支承されたピニオン軸と、前記ピニオン軸の先端に形成されるピニオンと、前記トランスミッションケースに軸線方向に移動可能に支持される変速軸部材と、前記変速軸部材に連結され該変速軸部材の作動によって変速機構を係脱させる変速部材と、前記変速軸部材の円筒外周部の一部に形成されるラックと、前記ラックの歯の前記軸受側の歯幅方向端部および前記ピニオンの歯の先端部の少なくとも一方に形成されるチャンファと、を備え、前記ピニオン軸が前記トランスミッションケースに設けられた軸受に軸線方向に挿入されると前記ピニオンおよび前記ラックの少なくとも一方に形成された前記チャンファに誘導され前記ピニオンと前記ラックとが噛合される。

　請求項２に係る自動変速機のシフト装置の発明は、請求項１において、前記変速軸部材は前記変速機構のスリーブに係合するフォークが固定され前記軸線方向への作動によって前記フォークを駆動し前記スリーブを作動させて前記変速機構を係脱するフォークシャフトである。

　請求項３に係る自動変速機のシフト装置の発明は、請求項１または２において、前記変速軸部材は前記軸線方向における所定の位置で移動が保持される位置保持装置を有し、前記ラックに形成された前記チャンファは、前記位置保持装置によって前記変速軸部材が前記所定の位置に保持された状態において、前記ピニオン軸を前記軸受にガイドさせながら挿入したときに前記ピニオンと噛合する前記ラックの複数の歯のみに設けられる。

　請求項４に係る自動変速機のシフト装置の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記ピニオン軸が前記トランスミッションケースに設けられた軸受に軸線方向に挿入されると前記ピニオンは前記ラックの前記軸受側の歯幅方向端部のチャンファに誘導されるとともに、前記ラックの歯底に連なる前記変速軸部材の円筒面にガイドされて前記ラックと噛合される。

　請求項１の発明によれば、変速軸部材のラックの歯において、ピニオン軸が挿入されてくる軸受側の端部、およびピニオンの歯の先端部の少なくとも一方にはチャンファが形成されている。このため、シフト装置の組み付け時にピニオン軸がトランスミッションケースに形成された軸受にガイドされながらラックに接近し当接すると、ピニオンの歯またはラックの歯は対向するピニオンの歯またはラックの歯に形成された隣り合うチャンファの先端間に容易に係合する。そして、ピニオン軸がさらに挿入されると、ラックは、自身の歯に形成されたチャンファのテーパ面が、ピニオンの歯、またはピニオンの歯に形成されたチャンファのテーパ面によって、または、チャンファを設けていないラックの歯が、ピニオンに形成されたチャンファのテーパ面によって、ラックの歯筋と平行に押しつけられる。こうすることにより変速軸部材は、押しつけられた力の大きさ、およびチャンファのテーパ角度に応じた変速軸部材の移動方向への分力を受けて軸線方向に移動し、やがてピニオンはラックに噛合する。これによりスペースが狭く組み付けが困難な自動変速機においてピニオン軸の回転方向のばらつきを吸収してピニオンをラックに短時間で良好に噛合させ、低コストに組み付けることができる。

　請求項２の発明によれば、変速軸部材はフォークシャフトである。つまり、シフト装置は複数ある変速軸部材（フォークシャフト）毎にピニオンが噛合するためのラックが形成され、ピニオンが回転駆動することによってフォークシャフトおよびシフトフォークを移動させ変速機構を係脱させてギヤ段を変更する。このようにシフト装置は変速軸部材の数だけ設けられており、シフト装置を組み付ける際に短縮される時間の効果はより大きなものとなる。

　請求項３の発明によれば、変速軸部材は位置保持装置によって軸線方向における所定の位置で移動が保持される。そして所定の位置に保持された状態において、組み付けのためピニオン軸を軸受にガイドさせながら挿入したときに、ピニオンと噛合するラックの複数の歯のみにチャンファが設けられる。このため、ラックの歯の強度を低減させるチャンファの形成を最小限に留めることができ信頼性が確保される。

　請求項４の発明によれば、ラックが円筒の変速軸部材に形成されるので、ピニオン軸がトランスミッションケースに設けられた軸受に軸線方向に挿入されると、ピニオンはラックの軸受側の歯幅方向端部に形成されたチャンファに誘導されるとともに、ラックの歯底に連なる変速軸部材の円筒面にガイドされてラックと噛合される。このようにピニオン軸の半径方向のばらつきを吸収し、ピニオンをラックに短時間で良好に噛合させ低コストに組み付けることができる。

第１の実施形態に係るケース１０のトランスミッションケース１１及びクラッチハウジング１２を側面からみた透視図である。図１における２－２断面図である。変速機の全体構造を示すスケルトン図である。第１の実施形態に係るシフト装置の側断面図である。図４のＡ視図（ａ）とＢ視図（ｂ）でありチャンファ形状を示す図である。第２の実施形態に係る自動変速機に搭載されるシフト装置の透視概要図である。第２の実施形態に係るシフト装置の組み付け説明図である。変速軸部材が保持位置に保持された状態を示す位置保持装置の概要図である。

　以下、本発明を具体化したシフト装置が適用される自動変速機の第１の実施形態について、図１～図５を参照し説明する。第１の実施形態である自動変速機１は、図１～図３に示すように、前進７速のデュアルクラッチ式自動変速機であり、ケース１０内の軸線方向に、第１入力軸２１、第２入力軸２２、第１副軸３１、及び第２副軸３２を備えている。またケース１０内には、図３に示すように、デュアルクラッチ４０、各変速段の駆動ギヤ５１～５７、最終減速駆動ギヤ５８、６８、各変速段の従動ギヤ６１～６７、後進ギヤ７０、及びリングギヤ８０を備えている。以降、第１入力軸２１、第２入力軸２２、第１副軸３１、及び第２副軸３２と同一軸方向を入力軸方向と称す。

　ケース１０は、図１に示すように、トランスミッションケース１１と、クラッチハウジング１２とを有する。図２に示すように、トランスミッションケース１１には第１副軸３１、及び第２副軸３２に対してそれぞれ設けられた第１～第４シフトクラッチ１０１～１０４（本発明の変速機構に該当する）を駆動し、各変速段を係脱して切替えるための本発明に係る各シフト装置９０が設けられている（図２、図４参照）。なお、図２においては代表として２つのシフト装置９０のみを示している。

　図１に示すように、クラッチハウジング１２は、トランスミッションケース１１の端面と対向する端面を有し、トランスミッションケース１１とボルト締結により固定されている。このクラッチハウジング１２は、複数の軸受により各軸を支承するとともに、内部にデュアルクラッチ４０を収容している。

　図１、図３に示すように、第１入力軸２１は、軸受によりトランスミッションケース１１、及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に支承されている。また、第１入力軸２１の外周面には、軸受を支持する部位と複数の外歯スプラインが形成されている。そして、第１入力軸２１には、１速駆動ギヤ５１及び３速駆動ギヤ５３が直接形成されている。５速駆動ギヤ５５及び７速駆動ギヤ５７は、第１入力軸２１の外周面に形成された外歯スプラインに、スプライン嵌合により圧入されている。また、第１入力軸２１の端部には、デュアルクラッチ４０の第１クラッチ４１に連結される連結部が形成されている。

　第２入力軸２２は、中空軸状に形成されており、第１入力軸２１の１部の外周に複数の軸受を介して回転可能に支承され、且つ、軸受によりトランスミッションケース１１、及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に支承されている。つまり、第２入力軸２２は、第１入力軸２１に対して同心に相対回転可能に配置されている。また、第２入力軸２２の外周面には、第１入力軸２１と同様に、軸受を支持する部位と複数の外歯歯車が形成されている。第２入力軸２２には、２速駆動ギヤ５２、４速駆動ギヤ５４及び６速駆動ギヤ５６が形成されている。また、第２入力軸２２の端部には、デュアルクラッチ４０の第２クラッチ４２に連結される連結部が形成されている。

　第１副軸３１は、軸受によりトランスミッションケース１１及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に支承され、トランスミッションケース１１内において、第１入力軸２１に平行に配置されている。また、第１副軸３１の外周面には、最終減速駆動ギヤ５８が形成されるとともに、軸受を支持する部位と複数の外歯スプラインが形成されている。第１副軸３１の外歯スプラインには、第１及び第３シフトクラッチ１０１、１０３の各クラッチハブ２０１がスプライン嵌合により圧入されている。

　図２に示すように、第１及び第３シフトクラッチ１０１、１０３部近傍のトランスミッションケース１１外周面には第１及び第３シフトクラッチ１０１、１０３を駆動する各シフト装置９０がそれぞれ固定されている。最終減速駆動ギヤ５８は、ディファレンシャル（差動機構）のリングギヤ８０に噛合している。リングギヤ８０は、トランスミッションケース１１内に配置されるギヤのなかで軸線方向において内燃機関Ｅ／Ｇ側に配置されている。
　さらに、第１副軸３１には、１速従動ギヤ６１、及び３速従動ギヤ６３、４速従動ギヤ６４、後進ギヤ７０を遊転可能に支持する支持部が形成されている。

　１速従動ギヤ６１は、第１入力軸２１に形成された１速駆動ギヤ５１と常時噛合されている。また、３速従動ギヤ６３は、第１入力軸２１に形成された３速駆動ギヤ５３と常時噛合されている。
　また、４速従動ギヤ６４は、第２入力軸２２に形成された４速駆動ギヤ５４と常時噛合されている。
　さらに、後進ギヤ７０は、第２出力軸３１に遊転可能に支持される２速従動ギヤ６２に一体的に形成された小径ギヤ６２ａに常時噛合されている。これにより、２速従動ギヤ６２と噛合される第２入力軸２２の２速駆動ギヤ５２が、第２入力軸２２によって回転されると後進ギヤ７０も同時に回転する。

　第２副軸３２は、軸受によりトランスミッションケース１１及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に軸承され、トランスミッションケース１１内において第１入力軸２１に平行に配置されている。また、第２副軸３２の外周面には、第１副軸３１と同様に、最終減速駆動ギヤ６８が形成されるとともに、軸受を支持する部位と複数の外歯スプラインが形成されている。第２副軸３２の外歯スプラインには、第２及び第４シフトクラッチ１０２、１０４の各クラッチハブ２０１がスプライン嵌合により圧入されている。第２、第４シフトクラッチ１０２、１０４部近傍のトランスミッションケース１１の外周面には第２、第４シフトクラッチ１０２、１０４を駆動する各シフト装置９０がそれぞれ設けられている。最終減速駆動ギヤ６８は、ディファレンシャルのリングギヤ８０に噛合している。さらに、第２副軸３２には、２速従動ギヤ６２、５速従動ギヤ６５、６速従動ギヤ６６および７速従動ギヤ６７を、遊転可能に支持する支持部が形成されている。

　２速従動ギヤ６２は、第２入力軸２２に形成された２速駆動ギヤ５２と常時噛合されている。また、５速従動ギヤ６５は、第１入力軸２１に形成された５速駆動ギヤ５５と常時噛合されている。また、６速従動ギヤ６６は、第２入力軸２２に形成された６速駆動ギヤ５６と常時噛合されている。さらに、７速従動ギヤ６７は、第２副軸３２に遊転可能に支持される７速駆動ギヤ５７に常時噛合されている。

　デュアルクラッチ４０は、図３に示すように、内燃機関Ｅ／Ｇの回転駆動力を第１入力軸２１に伝達する第１クラッチ４１と、内燃機関Ｅ／Ｇの駆動力を第２入力軸２２に伝達する第２クラッチ４２と、を有する。このデュアルクラッチ４０は、図１の右側においてクラッチハウジング１２に収容され、第１入力軸２１及び第２入力軸２２に対して同心に設けられている。第１クラッチ４１は、第１入力軸２１の連結部に連結され、第２クラッチ４２は、第２入力軸２２の連結部に連結されている。そして、車両の制御指令に基づき、第１、第２入力軸２１、２２に対し、第１、第２クラッチ４１、４２を順次作動させ、内燃機関Ｅ／Ｇとの連結を切り換えることにより、高速のシフト変更を可能としている。

　リングギヤ８０は、図３に示すように、最終減速駆動ギヤ５８及び最終減速駆動ギヤ６８に噛合されることで、第１副軸３１及び第２副軸３２に常時回転連結されている。このリングギヤ８０は、ケース１０に軸支される出力軸８０ａ及び差動機構（図示せず）を介して車両の駆動輪（図示せず）に連結されている。

　次に、第１～第４シフトクラッチ１０１～１０４（変速機構）について説明する。第１シフトクラッチ１０１は、第１副軸３１の軸方向において、１速従動ギヤ６１と３速従動ギヤ６３との間に配置されている。第２シフトクラッチ１０２は、第２副軸３２の軸方向において、２速従動ギヤ６２と、６速従動ギヤ６６と、の間に配置されている。また第３シフトクラッチ１０３は、第１副軸３１の軸方向において、４速従動ギヤ６４と、後進ギヤ７０と、の間に配置されている。さらに第４シフトクラッチ１０４は、第２副軸３２の軸方向において、５速従動ギヤ６５と、７速従動ギヤ６７と、の間に配置されている。

　第１シフトクラッチ１０１は、第１副軸３１にスプライン固定されたクラッチハブ２０１と、１速従動ギヤ６１に圧入固定された１速係合部材２０５と、３速従動ギヤ６３に圧入固定された３速係合部材２０５と、クラッチハブ２０１と左右の各係合部材２０５、２０５の間にそれぞれ介在されたシンクロナイザリング２０３と、クラッチハブ２０１の外周に軸線方向に移動自在にスプライン係合されたスリーブ２０２よりなる。第１シフトクラッチ１０１は、このような周知のシンクロメッシュ機構によって、各従動ギヤ６１、６３を、交互に第１副軸３１に離脱可能に接続する。

　第１シフトクラッチ１０１のスリーブ２０２は、中立位置では係合部材２０５、２０５の何れにも係合されていない。しかし、シフト装置９０の作動によって、フォークシャフト９５（本発明の変速軸部材に該当する）が、入力軸方向に駆動され、フォークシャフト９５に固定されたスリーブ２０２の外周の環状溝に係合されたシフトフォーク９１（本発明の変速部材に該当する）によりスリーブ２０２が１速従動ギヤ６１側にシフトすれば、スリーブ２０２は、１速従動ギヤ６１側のシンクロナイザリング２０３にスプライン係合する。そして第１副軸３１と、１速従動ギヤ６１と、の回転を同期させる。次にスリーブ２０２が１速係合部材２０５の外周の外歯スプラインと係合し、第１副軸３１と、１速従動ギヤ６１と、を一体的に連結して第１速段を形成する。またシフト装置９０により、シフトフォーク９１が、スリーブ２０２を、３速従動ギヤ６３側にシフトされれば、同様にして第１副軸３１と、３速従動ギヤ６３と、の回転を同期させた後に、この両者を一体的に連結して第３速段を形成する。

　第２～第４シフトクラッチ１０２～１０４は、第１シフトクラッチ１０１と実質的に同一構造で、取り付け位置が異なるのみである。第２シフトクラッチ１０２は、２速従動ギヤ６２及び６速従動ギヤ６６を第２副軸３２に選択的に連結して２速段及び６速段を形成する。第３シフトクラッチ１０３は、４速従動ギヤ６４及び後進ギヤ７０を第１副軸３１に選択的に連結して４速段及び後進段を形成する。さらに、第４シフトクラッチ１０４は、５速従動ギヤ６５及び７速従動ギヤ６７を第１副軸３１に選択的に連結して５速段及び７速段を形成する。

　次に第１～第４シフトクラッチ１０１～１０４を駆動するための本発明に係る各シフト装置９０について図２、図４に基づいて説明する。各シフト装置９０は、トランスミッションケース１１の外周面に図略のボルトによって固定されている。各シフト装置９０は、トランスミッションケース１１の外周面に着脱自在である。

　図４に示すように、各シフト装置９０は、駆動源であるモータ９２と、アクチュエータケース９８と、ピニオン軸９４と、ピニオン軸９４と同軸で一体的に形成されたウォームホイール９３と、ウォームホイール９３と噛合し、モータ９２の回転軸に形成されモータ９２によって回転駆動されるウォーム１００と、を有している。このような構成によりピニオン軸９４はモータ９２の回転により回転駆動される。

　また、各シフト装置９０は、ピニオン軸９４を軸承するオイルシール９９と、ピニオン軸９４の先端に形成されたピニオン９４ａと、ピニオン９４ａと噛合するラック９５ａを円筒外周部の一部に備えたフォークシャフト９５（変速軸部材）と、フォークシャフト９５に固定されたシフトフォーク９１（変速部材）と、を有している。

　アクチュエータケース９８は、本体９６と、蓋体９７と、を有している。本体９６は、略直方体形状を有し、図４における上方が開口している。また本体９６は、長方形形状を有した底壁９６ａと、底壁９６ａの４辺からそれぞれ立設される長辺の各側壁９６ｂ、９６ｂと、短辺の各側壁９６ｃ、９６ｃと、各側壁９６ｂ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｃの図４における下端から底壁９６ａと平行な面を有して立設されるボルト締結用の鍔部９６ｄと、を備えている。鍔部９６ｄの所定の位置には貫通孔（図略）が、４箇所設けられている。４箇所の貫通孔には、アクチュエータケース９８を、トランスミッションケース１１の外周面に固定する際に、ボルトが挿通される。また底壁９６ａには、ピニオン軸９４と同軸に円筒壁９６ｅが、アクチュエータケース９８内に突設されている。ピニオン軸９４と円筒壁９６ｅとの間には、シール部材としてのオイルシール９９が、液密に介在している。　これにより、外部の水、塵、および埃がシフト装置内部へ進入するのを防止している。また、トランスミッションケース１１の外周壁からは、ピニオン軸９４と同軸に、有底の円筒壁１１ａが、トランスミッションケース１１内に突設されている。ピニオン軸９４と円筒壁１１ａとの間には、シール部材としてのオイルシール１０６が、液密に介在している。これにより、トランスミッションケース１１内のオイルが、外部へ漏出することが防止されている。底壁９６ａおよび円筒壁１１ａの底面には、ピニオン軸９４と同軸に、貫通孔９６ｆおよび後述する軸受１０５が設けられており、ピニオン軸９４が挿通される。

　蓋体９７は、アクチュエータケース９８の内部に、水や異物が混入するのを防止するためのものであり、スクリュ等により、側壁９６ｂ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｃの上面に固定されている。蓋体９７には、ピニオン軸９４と同軸に、円筒壁９７ａがアクチュエータケース９８内に突設されており、ピニオン軸９４の端部の軸受を形成している。

　ピニオン軸９４のトランスミッションケース１１側の先端には、ピニオン９４ａが形成され、トランスミッションケース１１内に所定量突出して配置されている。またピニオン軸９４のもう一方の端部は、アクチュエータケース９８の蓋体９７に設けられた円筒壁９７ａに支持されている。

　ウォームホイール９３は、蓋体９７と底壁９６ａとの間で、ピニオン軸９４と同軸、かつ一体的に固定されている。そしてウォームホイール９３の底壁９６ａ側の平面は、底壁９６ａから突設された円筒壁９６ｅの、図４における上端面上に低μで摺動可能に支持されている。

　ウォーム１００は、モータ９２の回転軸９２ａの先端部に備えられている。ウォーム１００は、ウォームホイール９３に噛合し、モータ９２によって回転駆動されてウォームホイール９３を回転させる。そしてウォームホイール９３の回転軸（＝ピニオン軸９４）は、モータ９２の回転軸９２ａと直交して配置されている。モータ９２は、自動変速機１の小型化のため、ハウジング部９２ｂが外方に突出しないように、モータ９２の回転軸９２ａが、アクチュエータケース９８の底壁９６ａに沿って配置され、所定の方法により底壁９６ａに固定されている。

　また、ピニオン軸９４が、トランスミッションケース１１の円筒壁１１ａの底面と交差する位置には、前述したとおり、ピニオン軸９４を回転可能に軸承する、本発明に係る軸受１０５が、貫通している。軸受１０５は、ピニオン軸９４の軸線と直交する方向への振れを抑制する機能を有している。また、軸受１０５は、ピニオン軸９４をトランスミッションケース１１内に挿入し、ピニオン９４ａを後述する各フォークシャフト９５のラック９５ａに噛合させるときのガイド機能を有している。

　各フォークシャフト９５（変速軸部材）は、トランスミッションケース１１内に、第１副軸３１、第２副軸３２と平行に軸承され、軸方向に往復動可能に配設されている。各フォークシャフト９５を軸承するトランスミッションケース１１の軸受部は、所定の位置で移動が保持される位置保持装置２３を有している（図１参照）。位置保持装置２３は、どのような構造を有していてもよい。しかし、本実施形態においては、図８に示すように、軸受側に窪み２４を設け、窪み２４の中に軸受内径部内に突出部２６が若干突出する板ばね２５を設けている。そしてフォークシャフト９５の所定の位置に、板ばね２５の突出部２６を収容する凹部２７が、刻設されている。これにより、フォークシャフト９５は、凹部２７に突出部２６を係合させることにより所定の位置で軸線方向の移動が軽度に保持される。そして、モータ９２を駆動させ、フォークシャフト９５を軸線方向に移動させることにより、凹部２７のいずれかの軸線方向両端部、即ちフォークシャフト９５の外周面が、板ばね２５の突出部２６を、窪み２４の中に押し下げることによって、フォークシャフト９５の移動が自在となる。なお、位置保持装置２３は、これ以外にもどのような機構であってもよい。

　このような構成を有するので、各フォークシャフト９５を組み付けた初期状態においては、各フォークシャフト９５を位置保持装置２３によって、軸方向における所定の位置に保持させておく。このとき、フォークシャフト９５の所定の位置とは、フォークシャフト９５に固定されるシフトフォーク９１が係合する、第１～第４シフトクラッチ１０１～１０４の各スリーブ２０２を、いずれのギヤ段にも連結していない中立状態にする位置とする。ただし、この形態に限らず、どのような位置で保持してもよい。例えば、位置保持装置２３によって保持した所定の位置は、以降シフト装置９０を作動させたときには使用しない位置としてもよい。つまり、所定の位置で組み付けを終了させた後には、モータ９２を作動させて、フォークシャフト９５を所定の保持位置から、以降シフト装置９０を作動させたときには使用しない位置まで移動させる。そして、移動させた位置を作動の初期位置として設定すればよい。これにより、通常の作動時においては、フォークシャフト９５の凹部２７は位置保持装置２３の突出部２６を通過しないので、凹部２７に、突出部２６が係合される度に発生する作動のガタつき等が生じる虞はない。

　そして、前述のとおり、各フォークシャフト９５の円筒外周部の一部には、ラック９５ａが形成され、ラック９５ａとピニオン９４ａとが噛合している。なお、ラック９５ａの幅（歯の枚数）は、各フォークシャフト９５の必要作動量から決定すればよい。このとき、必要作動量とは、スリーブ２０２に係合するシフトフォーク９１が、フォークシャフト９５の軸方向に作動されてスリーブ２０２を作動させ、各シフトクラッチ１０１～１０４を係脱可能とする範囲に等しい。

　位置保持装置２３によって、所定の位置に保持されたフォークシャフト９５が備えるラック９５ａの一部の歯の軸受１０５側の歯幅方向端部には、チャンファ７６が形成されている。詳細には、ピニオン軸９４が、トランスミッションケース１１に設けられた軸受１０５に、軸線方向に挿入されたときに噛合するラック９５ａにのみチャンファ７６が形成されている。本実施形態においては、軸受１０５から挿入されるピニオン９４ａが接近したときに、ピニオン９４ａの近傍にある計４歯にチャンファ７６が設けられている（図５参照）。チャンファ７６は公知のものであり、先端Ｔ及びテーパ面ｔｐよりなる。先端Ｔは左右（図５において）のテーパ面ｔｐが交差して形成される稜線である。テーパｔｐの角度はピニオン９４ａがテーパｔｐに接触後、さらに、ラック９５ａの歯筋と平行に力を付与されたときに、ピニオン９４ａがテーパｔｐ上を摺動しながら良好にフォークシャフト９５の軸方向への分力を付与できる角度が好ましく、実験によって決定すればよい。各フォークシャフト９５には、シフトフォーク９１がそれぞれ固定されており、各シフトフォーク９１は、各シフトクラッチ１０１～１０４の各スリーブ２０２とそれぞれ係合している。

　次に、上述した第１の実施形態のシフト装置９０の組み付けに係る作用について説明する（図４参照）。前述したように、シフト装置９０を組み付ける際には、各シフトクラッチ１０１～１０４は、前述したように位置保持装置２３の作用によって中立位置にある。このような状態で、モータ９２、ウォーム１００、ウォームホイール９３、およびピニオン軸９４が組み付けられたアクチュエータケース９８を、トランスミッションケース１１の外周面に組み付ける。このため、まずピニオン軸９４を、ピニオン９４ａ側からトランスミッションケース１１を貫通する軸受１０５に挿入する。そしてピニオン軸９４を、軸受１０５にガイドさせながらトランスミッションケース１１内に押込み、ピニオン９４ａをラック９５ａに接近させていく。

　このとき、図５に示すようにフォークシャフト９５のラック９５ａの歯の軸受１０５側の歯幅方向端部には先端Ｔ及びテーパ面ｔｐよりなるチャンファ７６が４歯形成されている。このため、ピニオン軸９４のピニオン９４ａを、ラック９５ａの歯に接近させていくと、ピニオン９４ａの歯は容易に隣り合うチャンファ７６の先端Ｔ間に入り込むことができる（図５（ｂ）２点鎖線参照）。さらにピニオン軸９４を、ラック９５ａ側に押込んでいくと、ラック９５ａの歯の隣り合うチャンファ７６の先端Ｔ間に入り込んだピニオン９４ａの歯はチャンファ７６の先端Ｔから所定の角度で形成されるいずれかのテーパ面ｔｐをラック９５ａの歯筋と平行に押しつける。そしてフォークシャフト９５は、チャンファ７６のテーパ面ｔｐが押しつけられた力の大きさおよびテーパ面ｔｐの角度に応じたフォークシャフト９５の軸線方向への分力を受けて、軸線方向に移動する。このようにラック９５ａとピニオン９４ａの組み付け時にチャンファ７６を介することによって、チャンファ７６に誘導され、ピニオン９４ａをラック９５ａに短時間で良好に噛合させることができ、低コストに組み付けられる。

　なお、第１の実施形態においては、シフト装置９０を、デュアルクラッチ式自動変速機に適用させた。デュアルクラッチ式自動変速機では、副軸を２個以上備えるものが多く、各副軸に対してシフト装置をそれぞれ設ける必要がある。これにより副軸が１本の自動変速機に対し、必要なシフト装置９０の数が多くなり、シフト装置を短時間で組み付けたときのメリットは一層大きなものとなる。

　また、第１の実施形態においては、フォークシャフト９５を４本設け、それぞれのフォークシャフト９５に対して設けたシフト装置９０を作動させ、各シフトクラッチ１０１～１０４の切り替えを行なった。しかしこれに限らずフォークシャフト９５は、４本を越えて設けてもよく、設定本数は任意である。そして設けたフォークシャフトの本数に応じて、シフト装置９０をそれぞれ設けてやればよい。

　上述の説明から明らかな様に、第１の実施形態においては、フォークシャフト９５（変速軸部材）のラック９５ａの歯において、ピニオン軸９４が挿入されてくる側である、軸受１０５側の歯幅方向端部には、チャンファ７６が形成されている。このため、組み付け時に、ピニオン軸９４を、トランスミッションケース１１に形成された軸受１０５にガイドさせながらラック９５ａに接近させていくと、ピニオン９４ａの歯は対向するラック９５ａの歯に形成された隣り合うチャンファ７６の先端Ｔ間に容易に係合できる。そして、ピニオン軸９４をさらに挿入していくと、ラック９５ａは、自身に形成されたチャンファ７６のテーパ部が、ピニオン９４ａの歯によって、ラック９５ａの歯筋と平行に押しつけられる。こうすることにより、フォークシャフト９５（変速軸部材）は、押しつけられた力の大きさ、およびチャンファ７６のテーパ角度に応じた、フォークシャフト９５の移動方向への分力を受けて、軸線方向に移動し、やがてピニオン９４ａは、ラック９５ａに噛合する。このようにスペースが狭く、組み付けが困難な自動変速機において、チャンファ７６によって、ピニオン９４ａを誘導することにより、ピニオン９４ａの歯を、ラック９５ａに短時間で良好に噛合させ低コストに組み付けることができる。

　また、第１の実施形態においては、変速軸部材は、フォークシャフト９５である。つまり、シフト装置９０は、複数ある変速軸部材（フォークシャフト９５）毎にピニオン９４ａが噛合するためのラック９５ａが形成され、ピニオン９４ａが回転駆動することによって、フォークシャフト９５およびシフトフォーク９１を移動させ、変速機構を係脱させてギヤ段を変更する。このようにシフト装置９０は、フォークシャフト９５の数だけ設けられており、シフト装置９０を組み付ける際に短縮される時間の効果は大きなものとなる。

　また、第１の実施形態においては、変速軸部材（フォークシャフト９５）は、位置保持装置２３によって、軸線方向における所定の位置で移動が保持される。そして、所定の位置に保持された状態において、組み付けのため、ピニオン軸９４を、軸受１０５にガイドさせながら挿入したときに、ピニオン９４ａの先端と噛合するラック９５ａの複数の歯のみにチャンファ７６が設けられる。このため、ラック９５ａの歯の強度を低減させるチャンファ７６の追加を最小限に留めることができ信頼性が向上される。

　また、第１の実施形態においては、ラック９５ａが、円筒のフォークシャフト９５に形成されるので、ピニオン軸９４が、トランスミッションケース１１に設けられた軸受１０５に軸線方向に沿って挿入されると、ピニオン９４ａは、ラック９５ａの軸受１０５側の歯幅方向端部に形成されたチャンファ７６に誘導されるとともに、ラック９５ａの歯底に連なるフォークシャフト９５（変速軸部材）の円筒面にガイドされてラック９５ａと噛合される。このようにピニオン軸９４の半径方向のばらつきを吸収し、ピニオン９４ａをラック９５ａに短時間で良好に噛合させ低コストに組み付けることができる。

　次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のシフト装置１１０は、ギヤ段のゲートを選択する、即ち、いずれのフォークシャフトを移動させるかを選択するセレクト機構ＳＥと、フォークシャフトを軸線方向に移動させて各シフトクラッチ１０１～１０４の係脱を行なうシフト機構Ｓと、を有している。シフト装置１１０は、自動変速機２に１つだけ設けられる。そして、第２の実施形態においては、本発明に係るチャンファをセレクト機構ＳＥ部に設ける。

　第２の実施形態にかかる自動変速機２について説明する。自動変速機２においても、第１の実施形態で適用したデュアルクラッチ式自動変速機に本発明を適用するものとして説明する。このため、自動変速機２の構造および作用についての詳細な説明は省略し、主にシフト装置１１０のみについて図６、図７に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明する。

　シフト装置１１０は、上述したように、ギヤ段のゲートを選択するセレクト機構ＳＥと、フォークシャフトを移動させてギヤ段を切替えるシフト機構Ｓと、を有している。図６に示すようにシフト装置１１０は、セレクト機構Ｓとして、アクチュエータケース１０８と、セレクトモータ１１２（本発明の駆動源に該当する）と、モータ軸ピニオン１２４と、スライドシャフト１１３と、第１ラック１１３ａと、第２ラック１１３ｂと、セレクトシャフト１１４と、を有している。また、シフト装置１１０は、セレクトシャフト１１４の先端部近傍に形成されたセレクトシャフト１１４よりも大きな外径を有するセレクトシャフトピニオン１１４ａと、係合部１２５と、フォークシャフト１１５と、シフトフォーク１１１と、を有している。

　アクチュエータケース１０８は、図６に示すように形成され、セレクトモータ１１２が、外方からボルト等によって固定されている。そしてアクチュエータケース１０８は、トランスミッションケース１２１の外方からトランスミッションケース１２１にボルト等によって固定される。
　アクチュエータケース１０８内は、トランスミッションケース１２１内と連通しており、一体的に形成されている。モータ軸ピニオン１２４は、セレクトモータ１１２の回転軸１１２ａの先端に形成されている。

　スライドシャフト１１３（本発明の変速軸部材に該当する）は、トランスミッションケース１２１内と一体的に形成されているアクチュエータケース１０８内に一端を、またトランスミッションケース１２１内に形成された支持部に他端を、支持され、軸線方向に移動可能に構成されている。組み付け時においては、スライドシャフト１１３は、支持部に設けた第１の実施形態と同様の位置保持装置２３によって所定の位置に保持されている。スライドシャフト１１３の円筒外周部の一部には、モータ軸ピニオン１２４と噛合する第１ラック１１３ａが形成されている。

　また、後述するセレクトシャフト１１４のセレクトシャフトピニオン１１４ａと噛合するための本発明に係る第２ラック１１３ｂが、本実施形態においては第１ラック１１３ａの裏面に相当する位置で円筒外周部の一部に形成されている。

　さらに第２ラック１１３ｂの歯のうち、組み付け時に、セレクトシャフト１１４のピニオン１１４ａが接近してくる側（図６において右側）、つまり後述する軸受である一体支持部１３６側の歯幅方向端部には、チャンファ１２６が形成されている。このとき、チャンファ１２６を設ける歯の数は、第１実施形態の場合と同様に接近したピニオン１１４ａの近傍にある計４歯である（図５参照）。ただし、これは一例であるので、４歯に限定する必要はなく、いくつでもよい。チャンファ１２６は、第１の実施形態のチャンファ７６と、同様の形状を有している。

　前述したセレクトシャフト１１４（本発明のピニオン軸および変速部材に該当する）は、セレクトモータ１１２の作動によって、モータ軸ピニオン１２４、第１ラック１１３ａ、スライドシャフト１１３、第２ラック１１３ｂ、およびセレクトシャフトピニオン１１４ａを介して回転駆動される。このようにセレクトシャフト１１４と、スライドシャフト１１３と、は第２ラック１１３ｂと、ピニオン１１４ａと、が噛合することにより連結されている。

　前述したとおり、セレクトシャフトピニオン１１４ａは、セレクトシャフト１１４の先端部近傍に、セレクトシャフト１１４より大きな外径で形成される。このとき先端部とは、セレクトシャフト１１４を、第２ラック１１３ｂに噛合させるときに、第２ラック１１３ｂに接近させていく側の端部（図６において左方）をいう。

　そして、セレクトシャフト１１４は、一方の端部（図６において右方）を、クラッチハウジング１２２に設けられた支持部に支持され、セレクトシャフトピニオン１１４ａが形成された側の他方の端部を、トランスミッションケース１２１に設けられた支持部に支持される。このときセレクトシャフト１１４は、軸方向への移動が可能であるとともに回転可能であるよう支持されている。

　フォークシャフト１１５は、セレクトシャフト１１４の一方の端部が支持される支持部と同様に、クラッチハウジング１２２に設けられた支持部に支持されている。このとき、フォークシャフト１１５の支持部とセレクトシャフト１１４の支持部とは、一体で形成され、一体支持部１３６（軸受）を形成している。そして図７に示すように、クラッチハウジング１２２をトランスミッションケース１２１に組み付ける際に、セレクトシャフト１１４およびフォークシャフト１１５を、一体化された一体支持部１３６で片持ち支持しながら同時に組み付けるものである。なお、このとき、トランスミッションケース１２１は、トランスミッションケース１２１に設けられたガイド穴（本発明に係るトランスミッションケース１２１に設けられた軸受に該当する）が、クラッチハウジング１２２に挿入されたピン１３５に係合されることによって、セレクトシャフト１１４およびフォークシャフト１１５の軸線方向にガイドされながらクラッチハウジング１２２に接近して組み付けられる。

　シフトフォーク１１１は、フォークシャフト１１５に固定され、各シフトクラッチ１０１～１０４の各スリーブ２０２とそれぞれ係合している。係合部１２５（本発明の変速機構に該当する）は、セレクトシャフト１１４に設けられた突部１１４ｂと、該突部１１４ｂと係合する凹部１１５ａと、を有している。セレクトシャフト１１４の軸線回りの回動によって突部１１４ｂと凹部１１５ａとは係脱される。複数ある別のフォークシャフトも同様に、係合部１２５の凹部１１５ａを有している。このように、セレクトシャフト１１４の軸線回りの回動によって突部１１４ｂが、いずれかのフォークシャフトの凹部１１５ａと係合し、フォークシャフトを選択する。

　突部１１４ｂと凹部１１５ａとが係合されている状態において、セレクトシャフト１１４がシフト機構Ｓによって軸線方向に移動されることにより、フォークシャフト１１５およびシフトフォーク１１１が軸線方向に移動する。そしてシフトフォーク１１１が係合するスリーブ２０２を移動させ変速ギヤ段の切替えを行なう。

　シフト機構Ｓは、セレクト機構ＳＥとは別体で設けられている。シフト機構Ｓのシフトモータ１４２は、図６に示すようにアクチュエータケース１０９に固定されている。シフトモータ１４２の回転駆動力はアクチュエータケース１０９内に設けられた減速装置１４３（詳細は図示しない）を介してピニオン１４４に伝達される。そしてピニオン１４４はトランスミッションケース１２１内で、セレクトシャフト１１４の外周に形成された円周ラック１４５と噛合している。これにより、シフトモータ１４２が作動すると、ピニオン１４４が回転し、セレクトシャフト１１４を軸線方向に移動させる。これによって、シフトフォーク１１１が係合するスリーブ２０２を移動させ、ギヤ段の切替えを行なう。

　次に、第２の実施形態のシフト装置１１０の組み付けに係る作用について、図７に基づいて説明する。シフト装置１１０のセレクト機構ＳＥ部を組み付ける際には、まずセレクトモータ１１２、モータ軸ピニオン１２４、およびスライドシャフト１１３が組み付けられたアクチュエータケース１０８をトランスミッションケース１２１の外周面に組み付ける。このとき、トランスミッションケース１２１内には、スライドシャフト１１３が突出して挿入されていく。そして、スライドシャフト１１３の端部が、トランスミッションケース１２１内に形成された支持部によって、軸線方向に移動可能に支持される。このとき、スライドシャフト１１３は、支持部に設けた位置保持装置２３によって所定の位置に保持されている。

　このような状態において、図７に示すように、セレクトシャフト１１４とフォークシャフト１１５とが軸線を重力方向と一致させた状態で、クラッチハウジング１２２の一体支持部１３６に、下方の一端を支持され待機している。そして、上方からセレクト機構ＳＥ部が組み付けられたトランスミッションケース１２１が、入力軸軸線方向を重力方向と一致させた状態で下降してくる。これにより、セレクトシャフト１１４とフォークシャフト１１５とが下方からトランスミッションケース１２１内に挿入される。セレクトシャフト１１４とフォークシャフト１１５とが、さらにトランスミッションケース１２１内に挿入されると、クラッチハウジング１２２に挿入されたピン１３５と、トランスミッションケース１２１のクラッチハウジング１２２側の端面に形成されたガイド穴の内周面と、が係合する。そして、ピン１３５が、ガイド穴にガイドされながら、セレクトシャフト１１４の先端部近傍のセレクトシャフトピニオン１１４ａが、スライドシャフト１１３の第２ラック１１３ｂに接近する。

　このとき、セレクトシャフトピニオン１１４ａが噛合する第２ラック１１３ｂの歯の一体支持部１３６（軸受）側の歯幅方向端部には、先端Ｔ及びテーパ面ｔｐよりなるチャンファ１２６が形成されている。このため、セレクトシャフト１１４のセレクトシャフトピニオン１１４ａを第２ラック１１３ｂの歯に接近させていくと、セレクトシャフトピニオン１１４ａの歯は、容易に隣り合うチャンファ１２６の先端Ｔ間に入り込むことができる。さらに、セレクトシャフトピニオン１１４ａを、第２ラック１１３ｂ側に押込んでいくと、隣り合うチャンファ１２６の先端Ｔ間に入り込んだセレクトシャフトピニオン１１４ａの歯は、チャンファ１２６の先端Ｔから所定の角度で形成される、左右いずれかのテーパ面ｔｐを、第２ラック１１３ｂの歯筋と平行に押しつける。そして、スライドシャフト１１３は、チャンファ１２６のテーパ面ｔｐが押しつけられた力の大きさ、およびテーパ面ｔｐの角度に応じたスライドシャフト１１３の軸線方向への分力を受けて軸線方向に移動する。このように、第２ラック１１３ｂとセレクトシャフトピニオン１１４ａとの組み付け時に、チャンファ１２６を介することによって、セレクトシャフトピニオン１１４ａがチャンファ１２６に誘導される。これにより、セレクトシャフトピニオン１１４ａを第２ラック１１３ｂに短時間で良好に噛合させることができるとともに、低コストな組み付けとすることができ、第１の実施形態と同様の効果が期待できる。

　なお、第１および第２の実施形態においては、チャンファ７６、１２６を、ラック９５ａ、１１３ｂの歯の一部のみに形成していたが、これに限らず全ての歯に形成してもよい。これによっても効果は得られる。

　また、第１および第２の実施形態においては、位置保持装置２３を設けたが、なくてもよい。その場合には上記のように、全ての歯にチャンファを形成してもよいし、全ての歯に設けずとも本実施形態で形成したチャンファの数（４つ）よりも多くの歯にチャンファを形成し、確実にピニオンが、チャンファが形成されたラックの歯と噛合するようにすればよい。

　また、第１および第２の実施形態においては、ラック９５ａ、１１３ｂにチャンファ７６、１２６を設けたが、ラック９５ａ、１１３ｂには設けず、ピニオン９４ａ、セレクトシャフトピニオン１１４ａの各歯の先端にチャンファを設けてもよい。さらにラック９５ａ、１１３ｂおよびピニオン９４ａ、１１４ａの両方にチャンファを設けてもよく同様の効果が得られる。

　また、第１および第２の実施形態においては、デュアルクラッチ式自動変速機によって発明を具体化したが、これに限らず手動式変速機のクラッチを自動化したオートメーテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）に適用してもよい。

　また、第１および第２の実施形態においては、変速軸部材を、それぞれフォークシャフト９５およびスライドシャフト１１３としたが、これに限らず、ＡＭＴのＦＲ車のシフトレバーに連結されるロッドを変速軸部材とし、該ロッドにラック部を形成してもよい。これによっても本実施形態と同様の効果が得られる。

　さらに、シフト装置９０、１１０を、自動車用の自動変速機に適用するのではなく、自動二輪車等の他の自動変速機に適用してもよい。

　本発明に係る組み付けが容易なシフト装置は、車両が有する自動変速機に適用できる。

１、２・・・自動変速機、１０・・・ケース、１１、１２１・・・トランスミッションケース、１２、１２２・・・クラッチハウジング、７６、１２６・・・チャンファ、９０、１１０・・・シフト装置、９１・・・変速部材（シフトフォーク）、９２、１１２・・・駆動源（モータ、セレクトモータ）、９４・・・ピニオン軸、９４ａ・・・ピニオン、９５・・・変速軸部材（フォークシャフト）、９５ａ・・・ラック、１０５・・・軸受、１１３・・・変速軸部材（スライドシャフト）、１１３ｂ・・・ラック（第２ラック）、１１４・・・変速部材およびピニオン軸（セレクトシャフト）、１１４ａ・・・ピニオン（セレクトシャフトピニオン）、１３５・・・ピン、１３６・・・軸受（一体支持部）。

Claims

　駆動源と、
　前記駆動源によって回転駆動されトランスミッションケースに設けられた軸受によって回転可能に支承されたピニオン軸と、
　前記ピニオン軸の先端に形成されるピニオンと、
　前記トランスミッションケースに軸線方向に移動可能に支持される変速軸部材と、
　前記変速軸部材に連結され該変速軸部材の作動によって変速機構を係脱させる変速部材と、
　前記変速軸部材の円筒外周部の一部に形成されるラックと、
　前記ラックの歯の前記軸受側の歯幅方向端部および前記ピニオンの歯の先端部の少なくとも一方に形成されるチャンファと、
　を備え、
　前記ピニオン軸が前記トランスミッションケースに設けられた軸受に軸線方向に挿入されると前記ピニオンおよび前記ラックの少なくとも一方に形成された前記チャンファに誘導され前記ピニオンと前記ラックとが噛合される自動変速機のシフト装置。
　請求項１において、
　前記変速軸部材は前記変速機構のスリーブに係合するフォークが固定され前記軸線方向への作動によって前記フォークを駆動し前記スリーブを作動させて前記変速機構を係脱するフォークシャフトである自動変速機のシフト装置。
　請求項１または２において、
　前記変速軸部材は前記軸線方向における所定の位置で移動が保持される位置保持装置を有し、
　前記ラックに形成された前記チャンファは、前記位置保持装置によって前記変速軸部材が前記所定の位置に保持された状態において、前記ピニオン軸を前記軸受にガイドさせながら挿入したときに前記ピニオンと噛合する前記ラックの複数の歯のみに設けられる自動変速機のシフト装置。
　請求項１乃至３のいずれか１項において、
　前記ピニオン軸が前記トランスミッションケースに設けられた軸受に軸線方向に挿入されると前記ピニオンは前記ラックの前記軸受側の歯幅方向端部に形成されたチャンファに誘導されるとともに、前記ラックの歯底に連なる前記変速軸部材の円筒面にガイドされて前記ラックと噛合される自動変速機のシフト装置。