JP2000291796A - 車両用変速機の自動シフト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シフトドラムの軸長さを短くして変速機
全体を小型化できる車両用変速機の自動シフト装置を提
供する。 【解決手段】 複数本のシフトフォークシャフト７，
８，９を電動モータ（駆動手段）２６を介して軸方向に
移動させるシフト動作を行うようにした車両用変速機の
自動シフト装置において、上記各シフトフォークシャフ
ト７〜９を円盤形状のシフトドラム２１の外周部を囲む
ように周方向に間隔をあけて配置するとともに、各シフ
トフォークシャフト７〜９に従動カム３０，３１，３２
を装着し、上記シフトドラム２１の外周面に、周方向に
直線状に延びるニュートラル溝部３３ａと、該ニュート
ラル溝部３３ａに対して軸方向にオフセットした第１，
第２シフト溝部３３ｂ，３３ｃとを有する１つの共通の
カム溝３３を形成し、該カム溝３３に上記各従動カム３
０〜３２を係合させ、上記電動モータ２６により上記シ
フトドラム２１を回転駆動することにより上記何れかの
シフトフォークシャフト７〜９を軸方向移動させるシフ
ト動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シフトフォークシ
ャフトのシフト動作を電動モータ等の駆動手段により行
うようにした車両用変速機の自動シフト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のマニュアル変速機では、運転者
のシフトレバー操作により油圧ピストン，電動モータ等
のアクチュエータを介してシフトフォークシャフトをシ
フト動作させ、これにより例えば前進５段，後退１段の
何れかに切り換える自動シフト装置を備える場合があ
る。

【０００３】この種の自動シフト装置として、従来、特
開昭６４−４６０４６号公報に記載されたものがある。
この自動シフト装置は、円筒カムの外周面に軸方向に間
をあけて３つのカム溝を形成し、３本のシフトシャフト
に結合された各シフトロッドをそれぞれ上記カム溝に係
合させ、電動モータにより上記円筒カムを回転駆動して
上記何れかのシフトシャフトを軸方向に移動させるシフ
ト動作を行うように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動シフト装置では、円筒カムに３つのカム溝をそ
れぞれ独立して形成する構造であることから、円筒カム
の軸長さが長くなる分だけ配置スペースが大きくなり、
ひいては変速機全体が大型化するという懸念がある。

【０００５】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、円筒カムの軸長さを短くして変速機の大型化を
回避できる車両用変速機の自動シフト装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
本のシフトフォークシャフトを駆動手段を介して軸方向
に移動させるシフト動作を行うようにした車両用変速機
の自動シフト装置において、上記各シフトフォークシャ
フトを円盤形状のシフトドラムの外周面を囲むように周
方向に間隔をあけて配置するとともに、各シフトフォー
クシャフトに従動カムを装着し、上記シフトドラムの外
周面に、周方向に直線状に延びるニュートラル溝部と、
該ニュートラル溝部に対して軸方向にオフセットしたシ
フト溝部とを有する１つの共通のカム溝を形成し、該カ
ム溝に上記各従動カムを係合させ、上記駆動手段により
上記シフトドラムを回転駆動することにより上記何れか
のシフトフォークシャフトを軸方向移動させるシフト動
作を行うことを特徴としている。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、上
記シフト溝部の溝幅はニュートラル溝部の溝幅より幅広
に形成されていることを特徴としている。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１において、変
速機のクラッチ機構をオフした際のインプットシャフト
の慣性回転を摩擦抵抗により制動する制動機構を設け、
上記シフトドラムに、１速−後退用シフトフォークシャ
フトを後退位置に軸方向移動させる際に上記制動機構に
係合して上記制動力を発生させる係合部が形成されてい
ることを特徴としている。

【０００９】

【発明の作用効果】本発明に係る自動シフト装置によれ
ば、シフトドラムの外周面に１つの共通のカム溝を形成
し、該カム溝に各シフトフォークシャフトの従動カムを
係合させたので、シフトドラムの軸長さを従来の３つの
カム溝を形成した円筒カムに比べて短くすることがで
き、それだけシフトドラムの配置スペースを小さくで
き、ひいては変速機全体を小型化できる。

【００１０】また本発明では、シフトドラムの外周部に
各シフトフォークシャフトを周方向に間隔をあけて配置
したので、１つの共通のカム溝により複数のシフトフォ
ークシャフトのそれぞれによる独立したシフト動作を実
現できる。ちなみに、３本のシフトフォークシャフトを
備えた場合、各シャフトを大略１２０°間隔でもって配
置するのが望ましい。

【００１１】請求項２の発明では、上記カム溝のシフト
溝部の溝幅をニュートラル溝部の溝幅より幅広に形成し
て、シフト溝部でのシフトフォークシャフトの軸方向移
動を許容したので、ギヤスプラインのコニカル角により
発生する力によってシフトフォークに過剰な力が作用す
るのを防止でき、もってシフトフォークが摩耗するのを
防止できる。

【００１２】請求項３の発明では、シフトドラムの回転
によって１速−後退用シフトフォークシャフトを軸方向
移動させる際に、該シフトドラムの係合部が制動機構に
係合してインプットシャフトの慣性回転を摩擦抵抗によ
り制動するので、１速，後退用ギヤに選択摺動式を採用
した場合の、ギヤの噛み合いをスムーズに行うことがで
き、ギヤ鳴きを防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図４は、本発明の
一実施形態による車両用変速機の自動シフト装置を説明
するための図であり、図１は自動シフト装置の全体構成
を示す概略図、図２は自動シフト装置の駆動機構の概略
図、図３は自動シフト装置の制動機構の概略図、図４は
変速機の展開状態の模式図である。

【００１４】図において、１は自動車用マニュアル変速
機であり、該変速機１は、変速ケース１ａ内に、クラン
ク軸２ａにクラッチ機構２を介して連結されたインプッ
トシャフト３ａを配置するとともに、該インプットシャ
フト３ａと平行にアウトプットシャフト３ｂを配設し、
該アウトプットシャフト３ｂにデフ装置３ｅを接続した
概略構造のものである。

【００１５】上記インプットシャフト３ａには１速〜５
速用変速ギヤ列３ｃ，リバースギヤ３ｆが配設され、ア
ウトプットシャフト３ｂには上記各変速ギヤ３ｃ及びリ
バースギヤ３ｆに噛合するカウンタギヤ３ｄ，リバース
ドライブギヤ３ｇが配設されている。また上記リバース
ギヤ３ｆにはリバースアイドラギヤ３ｈが噛合してお
り、該リバースアイドラギヤ３ｈはリバースシャフト３
ｉにベアリング３ｊを介して支持されている。

【００１６】上記アウトプットシャフト３ｂのリバース
ドライブギヤ３ｇと１速用カウンタギヤ３ｄ´との間に
はドグ式のスリーブ４ａが軸方向移動可能に装着され、
２速−３速用カウンタギヤ３ｄの間にはシンクロ式のス
リーブ４ｂが軸方向移動可能に装着されている。また上
記インプットシャフト３ａの４速−５速用変速ギヤ３
ｃ，３ｃの間にはシンクロ式のスリーブ４ｃが軸方向に
移動可能に装着されている。

【００１７】上記変速ケース１ａ内には１速−後退用第
１シフトフォークシャフト７，２速−３速用第２シフト
フォークシャフト８，及び４速−５速用第３シフトフォ
ークシャフト９がそれぞれインプットシャフト３ａと平
行に、かつ略等角度間隔毎に配設されている。この各第
１〜第３シフトフォークシャフト７〜９は上記変速ケー
ス１ａの軸受部１ｂにより軸方向に移動可能に支持され
ている。また上記各シフトフォークシャフト７〜９の端
部７ａ，８ａ，９ａは変速ケース１ａから外方に突出し
ている。

【００１８】上記各シフトフォークシャフト７〜９には
それぞれシフトフォーク１０ａ，１０ｂ，１０ｃが装着
され、ピンで固定されている。この各シフトフォーク１
０ａ〜１０ｃの先端部は上記スリーブ４ａ〜４ｃに嵌装
されており、何れかのシフトフォークシャフト７〜９を
軸方向に移動させることにより前進５段，後退１段の何
れかの変速段に切り換えるようになっている。

【００１９】上記インプットシャフト３ａは変速ケース
１ａから外方に突出しており、該突出部３ａ´には制動
機構１２が配設されている。この制動機構１２は、図３
に示すように、上記インプットシャフト３ａの突出端部
３ａ´に大略碗状の制動部材１３を固着し、該制動部材
１３内にスリーブ１４を挿入し、該スリーブ１４をカラ
ー１５を介在させて支持軸１６により軸方向に移動可能
に支持して構成されている。上記支持軸１６は後述する
シフトケース６のボス部６ａに圧入固定されている。

【００２０】上記スリーブ１４の端部にはゴム等からな
る弾性抵抗体１７が固着されており、該弾性抵抗体１７
は上記制動部材１３に半径方向に突出形成された突部１
３ａに摺動可能に対向している。また上記スリーブ１４
にはリンク部材１８がピン１９により連結されている。
このリンク部材１８の一端部１８ａはシフトケース６に
揺動可能に軸支されており、他端部１８ｂは後述するシ
フトドラム２１に係合可能に対向している。またリンク
部材１８は図３反時計方向に付勢されている。

【００２１】上記変速機１には自動シフト装置２０が配
設されている。この自動シフト装置２は、上記シフトケ
ース２内にシフトドラム２１及び駆動機構２２を配設す
るとともに、該駆動機構２２を駆動制御するＥＣＵ２３
を配設して構成されており、該シフトケース６は変速ケ
ース１ａの外側壁に接続固定されている。

【００２２】上記シフトドラム２１は、軸芯を上記各シ
フトフォークシャフト７〜９と平行に向けて配置されて
おり、円盤形状のドラム本体２１ａの中心に回転軸２４
を固着して構成されている。上記回転軸２４はシフトケ
ース６の軸受壁６ａに装着された軸受２５により回転自
在に支持されている。

【００２３】上記駆動機構２２はギヤボックス２２ａに
電動モータ２６を一体に接続したものであり、該ギヤボ
ックス２２ａ内にはウォームギヤ２７とこれに噛合する
ウォームホイール２８が収納されている。このウォーム
ギヤ２７は上記回転軸２４に結合されており、ウォーム
ホイール２８は電動モータ２６の出力軸２６ａに挿入固
定されている。なお、上記駆動機構２２はシフトケース
６に固定されている。

【００２４】上記シフトドラム２１の外周部には、各シ
フトフォークシャフト７〜９の端部７ａ〜９ａが周方向
に間隔をあけて配置されており、ドラム本体２１ａの上
方に第１シフトフォークシャフト７が、またドラム本体
２１ａの左, 右下方に第２，第３シフトフォークシャフ
ト８，９がそれぞれ位置している。また上記各シフトフ
ォークシャフト７，８，９の端部７ａ〜９ａにはそれぞ
れ従動カム３０，３１，３２が装着され、ピンで固定さ
れている。上記第１シフトフォークシャフト７の従動カ
ム３０は鉛直下方に延びており、第２，第３シフトフォ
ークシャフト８，９の各従動カム３１，３２はドラム本
体２１ａの大略接線方向に延びた後半径方向に屈曲して
いる。

【００２５】そして上記ドラム本体２１ａの外周面には
周方向に延びる上記３本のシフトフォークシャフト７〜
９に共通の１つのカム溝３３が形成されており、該カム
溝３３内に上記各従動カム３０〜３２が摺動可能に係合
している。このカム溝３３は、直線状に、つまり軸方向
位置が一定となるように延びるニュートラル溝部３３ａ
と、該ニュートラル部３３ａに対して軸方向にそれぞれ
オフセットさせて形成されたリバースＲ，２速，４速シ
フト用第１シフト溝部３３ｂと、１速，３速，５速シフ
ト用第２シフト溝部３３ｃとからなっている。なお、図
１において、第１，第２シフト溝部３３ｂ，３３ｃ及び
これの間に位置するニュートラル溝部３３ａ´を含む部
分はドラム本体２１ａの全外周面の１／３程度，略１２
０°程度を占めており、残りはニュートラル溝部３３ａ
となっている。

【００２６】上記第１，第２シフト溝部３３ｂ，３３ｃ
の溝幅ｗ１はニュートラル溝部３３ａの溝幅ｗ２より少
し幅広に形成されており、これによりシフト溝部３３
ｂ，３３ｃに従動カム３０〜３２が位置したときにはシ
フトフォークシャフト７〜９の軸方向移動が若干許容さ
れる。

【００２７】上記ドラム本体２１ａの外壁には上記制動
機構１２のリンク部材１８の他端部１８ｂと係合可能に
対向する係合部２１ｂが突出形成されている。この係合
部２１ｂは、第１シフトフォークシャフト７の従動カム
３０がニュートラル溝部３３ａからシフト溝部３３ｃに
係合する際に、上記リンク部材１８に係合するようにそ
の周方向長さ及び突出量が設定されている。上記係合部
２１ｂがリンク部材１８に係合すると、該リンク部材１
８は上端部１８ａを支点に図３時計方向に回動してスリ
ーブ１４を図３左側に移動させ、これにより弾性抵抗体
１７が制動部材１３に摩擦接触し、もってインプットシ
ャフト３ａの慣性回転が制動される。この制動力を発生
させるタイミングは、第１シフトフォークシャフト７が
ニュートラル溝部３３ａから第２シフト溝部３３ｃに移
動する略直前、つまりリバースに変速する直前に設定さ
れている。

【００２８】上記ＥＣＵ２３は、運転席近傍に配設され
たシフトレバー（不図示）に配置されたポジションセン
サからの１速〜５速，後退の何れかのポジション信号，
シフトドラム２１の回転角センサからの回転角信号が入
力され、これらの信号に基づいてシフト信号を出力し、
電動モータ２６を駆動制御するように構成されている。
この電動モータ２６によりシフトドラム２１が回転し、
何れかのシフトフォークシャフト７〜９を軸方向に移動
させ、これにより本変速機１は前進５段，後退１段の何
れかに切り変えられる。

【００２９】本実施形態の作用効果を説明する。本実施
形態によれば、シフトドラム２１の外周面に１つの共通
のカム溝３３を形成し、該カム溝３３に第１〜第３シフ
トフォークシャフト７〜９の各従動カム３０，３１，３
２を係合させたので、シフトドラム２１の軸長さは１つ
のカム溝３３分だけの長さでよく、従来の３つのカム溝
を形成する場合に比べて軸長さを略１／３程度と短くす
ることができ、それだけシフトドラムの配置スペースを
小さくでき、ひいては変速機全体を小型化できる。

【００３０】特に、クランク軸２ａを車幅方向に向けて
搭載する横置きエンジンの場合、該エンジンの車幅方向
側部に変速機が接続されることから、上記シフトドラム
２１の軸長さを短くできる分だけ変速機１の車幅寸法を
小さくでき、エンジンユニットの車体搭載スペースを確
保し易い。

【００３１】また本実施形態では、シフトドラム２１の
外周部に各シフトフォークシャフト７〜９を周方向に大
略等角度間隔をあけて配置したので、１つの共通のカム
溝３３により３本のシフトフォークシャフト７〜９のそ
れぞれによる独立したシフト動作を実現できたものであ
る。ちなみに、上記公報に記載されているように、３本
のシフトフォークシャフトをドラムの一側に並列に配置
した場合は１つのカム溝でのシフト動作は実現できな
い。

【００３２】本実施形態では、上記カム溝３３の第１，
第２シフト溝部３３ｂ，３３ｃの溝幅ｗ１をニュートラ
ル溝部３３ａの溝幅ｗ２より少し幅広に形成して、シフ
ト完了ポジションでのシフトフォークシャフト７〜９の
軸方向移動を許容したので、ギヤスプラインのコニカル
角により発生する力によってシフトフォークに過剰な力
が作用するのを防止でき、もってシフトフォークが摩耗
するのを防止できる。

【００３３】本実施形態によれば、シフトドラム２１の
回転によって１速−後退用第１シフトフォークシャフト
７をシフト動作させる際に、該シフトドラム２１の係合
部２１ｂが制動機構１２のリンク部材１８に係合するよ
うにしたので、該制動機構１２の弾性抵抗体１７がイン
プットシャフト３ａの制動部材１３に摩擦接触すること
となり、もってインプットシャフト３ａに制動力が作用
する。これにより１速，後退用ギヤにドグ式を採用した
場合の、後退変速時のギヤの噛み合いをスムーズに行う
ことができ、ギヤ鳴きを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による車両用変速機の自動
シフト装置の全体構成を示す概略図である。

【図２】上記自動シフト装置の駆動機構部分を示す概略
図である。

【図３】上記自動シフト装置の制動機構部分を示す概略
図である。

【図４】上記変速機の展開状態の模式図である。

【符号の説明】

７，８，９ シフトフォークシャフト ２０ 自動シフト装置 ２１ シフトドラム ２６ 電動モータ（駆動手段） ３０，３１，３２ 従動カム ３３ カム溝 ３３ａ ニュートラル溝部 ３３ｂ，３３ｃ シフト溝部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のシフトフォークシャフトを駆動
   手段を介して軸方向に移動させるシフト動作を行うよう
   にした車両用変速機の自動シフト装置において、上記各
   シフトフォークシャフトを円盤形状のシフトドラムの外
   周面を囲むように周方向に間隔をあけて配置するととも
   に、各シフトフォークシャフトに従動カムを装着し、上
   記シフトドラムの外周面に、周方向に直線状に延びるニ
   ュートラル溝部と、該ニュートラル溝部に対して軸方向
   にオフセットしたシフト溝部とを有する１つの共通のカ
   ム溝を形成し、該カム溝に上記各従動カムを係合させ、
   上記駆動手段により上記シフトドラムを回転駆動するこ
   とにより上記何れかのシフトフォークシャフトを軸方向
   移動させるシフト動作を行うことを特徴とする車両用変
   速機のシフト装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記シフト溝部の溝
   幅はニュートラル溝部の溝幅より幅広に形成されている
   ことを特徴とする車両用変速機の自動シフト装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、変速機のクラッチ機
   構をオフした際のインプットシャフトの慣性回転を摩擦
   抵抗により制動する制動機構を設け、上記シフトドラム
   に、１速−後退用シフトフォークシャフトを後退位置に
   軸方向移動させる際に上記制動機構に係合して上記制動
   力を発生させる係合部が形成されていることを特徴とす
   る車両用変速機の自動シフト装置。