JP2003269609A - 車両用変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噛合いクラッチを中立位置から変速位置に操
作するときと、変速位置から中立位置に操作するときと
でフォークロッドの操作力を異なるようにする。 【解決手段】 車両用変速機は、入力軸に設けられた複
数の駆動歯車と、出力軸に設けられた被駆動歯車とによ
り形成される複数の変速歯車列を有し、変速歯車列は噛
合いクラッチにより動力伝達状態と動力遮断状態とに切
り換えられる。噛合いクラッチは、トランスミッション
ケースに軸方向に往復動自在に装着されたフォークロッ
ド５１により変速位置と中立位置とに操作される。フォ
ークロッド５１には、中立位置用の凹溝６０と変速位置
用の凹溝６１，６２が形成され、それぞれの凹溝６０〜
６２には、ボール６３，６４が係合するようになってい
る。フォークロッド５１を変速位置から中立位置に操作
するときと、中立位置から変速位置に操作するときとで
フォークロッド５１の操作力が相違している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は常時噛合い式の複数
の変速歯車列のうち動力伝達を行う歯車列を噛合いクラ
ッチにより切り換えるようにした車両用変速機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の手動変速機は、複数の駆動歯
車が設けられた入力軸と、駆動歯車と噛合う複数の被駆
動歯車が設けられ、入力軸に平行となった出力軸とを有
しており、駆動歯車と被駆動歯車とにより複数の変速歯
車列が形成される。運転者がシフトレバーを操作して変
速操作が行われると、シンクロメッシュなどの噛合いク
ラッチによる切換動作によって複数の変速歯車列から動
力伝達を行う変速歯車列が選択される。このように、入
力軸と出力軸が相互に平行となった平行二軸式の手動変
速機をベースとして、噛合いクラッチの切換動作を油圧
アクチュエータによって自動的に行うようにすると、変
速機は自動変速機となり、走行状態に応じて動力伝達を
行う変速歯車列が自動的に選択される。このタイプの自
動変速機はＡＭＴ(Automated Manual Transmission)と
言われる。

【０００３】平行二軸式の変速機にあっては、手動変速
機および自動変速機のいずれにおいても、シンクロメッ
シュのシンクロスリーブを摺動させるためのシフターフ
ォークがフォークロッドに取り付けられており、フォー
クロッドはシンクロスリーブを変速歯車に噛合わせない
中立位置と、変速歯車に噛合わせて動力伝達状態に切り
換える変速位置とに移動する。

【０００４】フォークロッドが中立位置や変速位置に移
動したときに、フォークロッドをそれぞれの位置に位置
決めさせるために、それぞれの位置でフォークロッドに
所定の節度感つまりクリック感を加えるディテント機構
が変速機に設けられている。このディテント機構は、た
とえば、実用新案登録第2592643号公報に開示されるよ
うに、フォークロッドに形成された凹溝に係合するディ
テントボールを有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のディテント機構
においては、中立位置用の凹溝とその両側の変速位置用
の凹溝の両方に同一のボールを係合させるようにしてい
る。このため、フォークロッドが中立位置から変速位置
に操作されるとき、つまりシンクロメッシュを噛合わせ
てギヤ入れを行うときと、変速位置から中立位置に操作
されるギヤ抜きを行うときとでは、フォークロッドには
同じ操作力を加える必要がある。

【０００６】本発明の目的は、噛合いクラッチを中立位
置から変速位置に操作するときと、変速位置から中立位
置に操作するときとでフォークロッドの操作力を異なる
ようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用変速装置
は、複数の駆動歯車が設けられた入力軸と、前記駆動歯
車と噛合って変速歯車列を形成する複数の被駆動歯車が
設けられた出力軸と、前記変速歯車列を動力伝達状態の
変速位置と動力遮断状態の中立状態とに切り換える噛合
いクラッチとを有する車両用変速機であって、前記入力
軸、前記出力軸および前記噛合いクラッチを収容するト
ランスミッションケースに軸方向に往復動自在に装着さ
れ、前記噛合いクラッチを変速位置と中立位置に操作す
るフォークロッドと、前記フォークロッドに形成された
変速位置用の凹溝に係合し、ばね力が加えられる変速位
置決め用係合部材と、前記フォークロッドに形成された
中立位置用の凹溝に係合し、ばね力が加えられる中立位
置決め用係合部材とを有し、前記フォークロッドを変速
位置から中立位置に操作するときと、中立位置から変速
位置に操作するときとで前記フォークロッドの操作力が
相違することを特徴とする。

【０００８】本発明の車両用変速機は、前記フォークロ
ッドを前記変速位置から前記中立位置に操作するときよ
りも前記中立位置から前記変速位置に操作するときの操
作力を小さくしたことを特徴とする。

【０００９】本発明の車両用変速機においては、前記中
立位置決め用係合部材に加えられるばね力を前記変速位
置決め用係合部材に加えられるばね力より小さくしても
良く、前記中立位置用の凹溝を前記変速位置用の凹溝よ
りも浅くしても良い。

【００１０】本発明にあっては、フォークロッドを中立
位置から変速位置に操作するときと、変速位置から中立
位置に操作するときとでは、フォークロッドの操作力が
相違するので、噛合いクラッチのギヤ抜きを行うシフト
の抜き力と噛合いクラッチのギヤ入れを行うシフトの入
り力とを相違させることができる。また、本発明にあっ
ては、シフトの入り力をシフトの抜き力よりも小さくす
ることにより、シフトの入り時のフォークロッドに加え
る負荷を小さくすることができ、噛合いクラッチの噛合
い時におけるシフトの抜けを防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態である車両用変速機を示すスケルトン図であり、この
変速機は車両の走行状態に応じて変速比を自動的に切り
換えるようにした自動変速機(AMT)である。図１に示す
ように、エンジン１にはエンジントルクやエンジン回転
数を調整する電子制御スロットル２が設けられており、
通常は図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じた
電子制御装置からの出力信号により電子制御スロットル
２を開閉してエンジン制御を行うようになっている。ま
た、電子制御スロットル２は必要に応じてアクセルペダ
ルの踏み込み量に関係なく、検出された運転状態により
予め設定されたマップなどに基づき開閉してエンジン制
御が可能となっている。

【００１２】エンジン１により発生した動力を駆動輪に
伝達する車両用変速機は、トルクコンバータ３を介して
エンジン１のクランク軸４に連結される入力軸５と、こ
れに平行となり駆動輪に連結される出力軸６とを有し、
これらは車両の進行方向を向いてトランスミッションケ
ース７内に組み込まれている。

【００１３】入力軸５には、第１速と第２速の駆動歯車
１１，１２が一体に設けられ、第３速から第５速までの
駆動歯車１３〜１５が回転自在に設けられている。ま
た、出力軸６には、第１速と第２速の被駆動歯車２１，
２２が回転自在に設けられ、第３速から第５速までの被
駆動歯車２３〜２５が一体に設けられている。それぞれ
の駆動歯車１１〜１５は対応する被駆動歯車２１〜２５
に常時噛み合って変速歯車列となっており、複数の変速
歯車列の中から動力を伝達することになる変速歯車列を
切り換えることによって変速動作が行われる。入力軸５
にはさらに後退用の駆動歯車１６が一体に設けられてい
る。

【００１４】出力軸６には、第１速の被駆動歯車２１と
第２速の被駆動歯車２２との間に噛合いクラッチとして
の第１のシンクロメッシュ機構３１が設けられている。
入力軸５には第３速の駆動歯車１３と第４速の駆動歯車
１４との間に噛合いクラッチとしての第２のシンクロメ
ッシュ機構３２が設けられ、第５速の駆動歯車１５に隣
接させて噛合いクラッチとしての第３のシンクロメッシ
ュ機構３３が設けられている。

【００１５】シンクロメッシュ機構３１は出力軸６に固
定されたシンクロハブ３１ａとこれに常時噛み合うシン
クロスリーブ３１ｂとを有し、このシンクロスリーブ３
１ｂをシンクロハブ３１ａのみに噛合う中立位置から第
１速の被駆動歯車２１に一体形成されたスプライン２１
ａに噛み合わせる位置に移動させると変速比は第１速に
設定され、逆に第２速の被駆動歯車２２に一体形成され
たスプライン２２ａに噛み合わせる位置に移動させると
変速比は第２速に設定される。他のシンクロメッシュ機
構３２、３３も同様に、入力軸５に固定されたシンクロ
ハブ３２ａ、３３ａと、これらをそれぞれ常時噛み合う
シンクロスリーブ３２ｂ、３３ｂとを有し、これらにそ
れぞれ対応するスプライン１３ａ、１４ａおよび１５ａ
のいずれかに中立位置から噛み合わせる位置に移動させ
ることにより、変速比は第３速から第５速に設定され
る。

【００１６】また、第１のシンクロメッシュ機構３１の
シンクロスリーブ３１ｂには後退用の被駆動歯車２６が
取り付けられ、入力軸５と出力軸６とに平行となった図
示しないアイドラ軸には、後退用の駆動歯車１６と被駆
動歯車２６とに噛み合う位置と、噛み合いを離脱する位
置とに移動自在に図示しないアイドラ歯車が軸方向に摺
動自在に装着されている。したがって、シンクロスリー
ブ３１ｂが中立位置のもとで、アイドラ歯車を摺動させ
ると、アイドラ歯車は後退用の駆動歯車１６と被駆動歯
車２６とに噛み合い、入力軸５の回転を第１速から第５
速までの場合とは逆方向として出力軸６に伝達すること
になる。

【００１７】出力軸６は中空となっており、内部には前
輪出力軸３４が組み込まれ、出力軸６と前輪出力軸３４
はセンタディファレンシャル装置３５により連結されて
いる。前輪出力軸３４はフロントディファレンシャル装
置３６を介して図示しない前輪用のドライブシャフトに
連結され、このドライブシャフトにより図示しない前輪
が駆動される。また、センタディファレンシャル装置３
５は駆動歯車３７と被駆動歯車３８とを介して後輪出力
軸３９に連結されており、後輪出力軸３９は図示しない
リヤディファレンシャル装置を介して図示しない後輪用
のドライブシャフトに連結され、このドライブシャフト
により図示しない後輪が駆動される。

【００１８】入力軸５には駆動側のバイパス歯車１７が
回転自在に取り付けられ、出力軸６には被駆動側のバイ
パス歯車２７が一体に取り付けられ、これらの歯車１
７、２７は所定の歯車比で常時噛み合っている。図示す
る場合には、これらの歯車比は第３速相当に設定されて
いる。入力軸５には油圧式多板クラッチからなるバイパ
スクラッチ１８が設けられており、バイパスクラッチ１
８はバイパス歯車１７に固定されたクラッチドラム１９
と入力軸５に固定されたクラッチハブ２０とを有してい
る。クラッチドラム１９とクラッチハブ２０とにそれぞ
れ交互に複数の駆動側および従動側のクラッチプレート
が配置されており、油圧によりクラッチプレートを押圧
すると、入力軸５のトルクはバイパスクラッチ１８を介
して出力軸６に伝達される。

【００１９】トルクコンバータ３のタービン軸８と入力
軸５との間には、入力クラッチ４１が設けられており、
この入力クラッチ４１はタービン軸８に固定されるクラ
ッチドラム４２と、入力軸５に取り付けられるクラッチ
ハブ４３とを有している。クラッチドラム４２とクラッ
チハブ４３との間に装着されるクラッチプレートを係合
させることによりタービン軸８と入力軸５とが締結状態
となって、エンジン動力が入力軸５に伝達される。一
方、係合を離脱させると、タービン軸８と入力軸５は開
放された状態となり、エンジン動力の入力軸５に対する
動力伝達が遮断される。

【００２０】トランスミッションケース７内にはオイル
ポンプ４４が装着され、オイルポンプ４４のロータはト
ルクコンバータ３に連結され、クランク軸４により回転
駆動される。オイルポンプ４４から吐出する作動油は、
トルクコンバータ３、バイパスクラッチ１８、入力クラ
ッチ４１および後述するシフトアクチュエータ、セレク
トアクチュエータなどの油圧作動機器に供給されるとと
もに各潤滑部に供給される。なお、本実施の形態ではオ
イルポンプ４４をエンジンにより駆動するようにしてい
るが、これに限らず、電動モータにより駆動するように
してもよい。

【００２１】図２はシンクロメッシュ機構のシンクロス
リーブを駆動させるためのシフトフォークを示す斜視図
であり、図３は図２に示すフォークロッドの詳細を示す
断面図である。

【００２２】図２および図３に示すように、この自動変
速機のトランスミッションケース７にはフォークロッド
５１〜５３が装着されており、それぞれのフォークロッ
ド５１〜５３はトランスミッションケース７の隔壁７
ａ、７ｂに設けられた支持孔９ａ〜９ｃ、１０ａ〜１０
ｃに支持されて軸方向に往復動自在となっている。

【００２３】フォークロッド５１には第１のシンクロメ
ッシュ機構３１のシンクロスリーブ３１ｂを摺動させる
第１のシフターフォーク５１ａが固定されており、フォ
ークロッド５２には第２のシンクロメッシュ機構３２の
シンクロスリーブ３２ｂを摺動させる第２のシフターフ
ォーク５２ａが固定されている。さらに、フォークロッ
ド５３には第３のシンクロメッシュ機構３３のシンクロ
スリーブ３３ｂとアイドラ軸を切換動作させる図示しな
い後退用の切換機構とを摺動させる第３のシフターフォ
ーク５３ａが固定されている。

【００２４】それぞれのフォークロッド５１〜５３の一
端には係合部５１ｂ〜５３ｂが設けられており、これら
の係合部５１ｂ〜５３ｂにはシフターアーム５４が係合
されるようになっている。このシフターアーム５４が図
示しないシフトアクチュエータにより図中左右方向に駆
動されることによりフォークロッド５１〜５３が駆動さ
れることになる。また、３つのフォークロッド５１〜５
３のうちシフターアーム５４に駆動されることになるフ
ォークロッドは、図示しないセレクトアクチュエータに
よりいずれか一つに設定されるようになっている。シフ
トアクチュエータおよびセレクトアクチュエータはそれ
ぞれ油圧によりロッドを往復動する油圧アクチュエータ
である。

【００２５】図４は第１のシンクロメッシュ機構３１を
第１速と第２速のそれぞれの変速位置と中立位置との３
位置に操作するフォークロッド５１のディテント機構を
示す断面図であり、フォークロッド５１には中立位置用
の凹溝６０が形成されるとともに、これから離れた位置
に第１速の変速位置用の凹溝６１が形成され、さらにこ
の凹溝６１に隣り合って第２速の変速位置用の凹溝６２
が形成されている。トランスミッションケース７には凹
溝６０に係合する中立位置決め用係合部材としての鋼球
つまりボール６３が装着され、凹溝６１，６２に係合す
る変速位置決め用係合部材としてのボール６４が装着さ
れ、それぞれのボール６３，６４はフォークロッド５１
に対して径方向に移動自在となっている。

【００２６】中立位置決め用のボール６３はフォークロ
ッド５１が中立位置となると、図４（Ｂ）に示すように
凹溝６０に係合し、他の凹溝６１，６２からは外れてい
る。この位置からフォークロッド５１が軸方向に一方側
にストロークＳ移動すると、ボール６３は凹溝６０から
外れて、ボール６４が図４（Ａ）に示すように凹溝６１
に係合する。このときには、シンクロメッシュ機構３１
のシンクロスリーブ３１ｂはスプライン２１ａに噛合っ
て変速比は第１速に設定される。一方、フォークロッド
５１が中立位置から軸方向に他方側にストロークＳ移動
すると、ボール６３は凹溝６０から外れて、図４（Ｃ）
に示すように凹溝６２に係合する。このときには、シン
クロメッシュ機構３１のシンクロスリーブ３１ｂはスプ
ライン２２ａに噛合って変速比は第２速に設定される。

【００２７】トランスミッションケース７には、ボール
６３にばね力を加えるための圧縮コイルばね６３ａが設
けられ、ボール６４にばね力を加えるための圧縮コイル
ばね６４ａが設けられている。したがって、フォークロ
ッド５１を中立位置から第１速または第２速の変速位置
に操作する際、つまりシフト入り方向に操作する際に
は、凹溝６０の深さと圧縮コイルばね６３ａのばね力に
よってフォークロッドに加えられる操作力が設定され
る。また、フォークロッド５１を第１速または第２速の
変速位置から中立位置に操作する際、つまりシフト抜き
方向に操作する際には、凹溝６１，６２の深さと圧縮コ
イルばね６４ａのばね力によって操作力が設定される。

【００２８】図４に示す場合には、それぞれの凹溝６０
〜６２の深さは相互にほぼ同一に設定されており、中立
位置決め用のボール６３にばね力を加える圧縮コイルば
ね６３ａは、そのばね定数ｋ1が変速位置決め用のボー
ル６４にばね力を加える圧縮コイルばね６４ａのばね定
数ｋ2よりも小さく設定されている（ｋ1＜ｋ2）。した
がって、このようにボール６３に加えられる押し付け力
をボール６４に加えられる押し付け力よりも小さくする
と、フォークロッド５１によりシンクロスリーブを中立
位置から変速位置に移動させるシフト入りに際しては、
変速位置から中立位置に移動させるシフト抜きよりも小
さい力でフォークロッド５１を操作することができる。
これにより、フォークロッド５１を駆動するためのシフ
トアクチュエータの推力はシフト入り時に小さくするこ
とができ、シフト抜き力はシフト入りに対して大きくな
るために、シフト抜けの発生が防止される。

【００２９】図３に示されるように、第２のシンクロメ
ッシュ機構３２を第３速と第４速のそれぞれの変速位置
と中立位置との３位置に操作するフォークロッド５２に
は、中立位置用の凹溝６０ａが形成されるとともに、こ
れから離れた位置に第３速の変速位置用の凹溝６１ａが
形成され、さらにこの凹溝６１ａに隣り合って第４速の
変速位置用の凹溝６２ａが形成されている。第２のシン
クロメッシュ機構３３を第５の変速位置と中立位置との
２位置に操作するフォークロッド５３には、中立位置用
の凹溝６０ｂが形成されるとともに、これから離れた位
置に第５速の変速位置用の凹溝６１ｂが形成されてい
る。それぞれの中立位置用の凹溝と変速位置用の凹溝に
係合する図示しないボールがトランスミッションケース
７に設けられている。

【００３０】図示する場合には、ボール６３に加えられ
るばね力をボール６４に加えられるばね力よりも小さく
することによって、フォークロッド５１〜５３へのシフ
ト入り力をシフト抜き力よりも小さくしているが、中立
位置用の凹溝の深さを変速位置用の凹溝よりも浅くする
ことによって、ばね力を変化させることなく、シフト入
り力をシフト抜き力よりも小さくしても良く、ばね力と
凹溝の深さの両方を中立位置用と変速位置用の凹溝で相
違させるようにしても良い。

【００３１】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。たとえば、図示する実施の形態にあっては、フォ
ークロッド５１〜５３を変速位置から中立位置に操作す
るときよりも中立位置から変速位置に操作するときの操
作力を小さくしているが、逆に、変速位置から中立位置
に操作するときよりも中立位置から変速位置に操作する
ときの操作力を大きくするようにしても良い。また、図
示する変速機はそれぞれのシンクロメッシュ機構をアク
チュエータによって駆動するようにした自動変速機(AM
T)であるが、運転者により操作されるシフトレバーによ
ってシンクロメッシュ機構を駆動するようにした手動式
変速機(MT)に本発明を適用するようにしても良い。さら
に、噛合いクラッチとしてはシンクロメッシュ機構が使
用されているが、他のタイプの噛合いクラッチを使用す
るようにしても良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、変速機に設けられ噛合
いクラッチを中立位置から変速位置に操作するときと、
変速位置から中立位置に操作するときとでは、フォーク
ロッドに加える操作力が相違しているので、変速操作性
が向上する。

【００３３】噛合いクラッチを変速位置から中立位置に
操作するときよりも中立位置から変速位置に操作すると
きのフォークロッドの操作力を小さくすることにより、
油圧アクチュエータにより噛合いクラッチを駆動する場
合に、アクチュエータの負荷を小さくすることができ
る。手動式の変速機の部品と自動変速機の部品とを共用
することができるので、変速機の製造コストを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である自動変速機を示す
スケルトン図である。

【図２】シンクロスリーブを駆動させるためのシフトフ
ォークを示す斜視図である。

【図３】図２に示されたフォークロッドの詳細を示す断
面図である。

【図４】（Ａ）は第１速位置のフォークロッドを示す拡
大断面図であり、（Ｂ）は中立位置のフォークロッドを
示す拡大断面図であり、（Ｃ）は第２速位置のフォーク
ロッドを示す拡大断面図である。

【符号の説明】

５ 入力軸 ６ 出力軸 ７ トランスミッションケース １１〜１５ 駆動歯車 ２１〜２５ 被駆動歯車 ３１〜３３ シンクロメッシュ機構（噛合いクラッ
チ） ５１〜５３ フォークロッド ６０，６０ａ，６０ｂ 中立位置用の凹溝 ６１，６１ａ，６１ｂ 変速位置用の凹溝 ６２，６２ａ，６２ｂ 変速位置用の凹溝 ６３ 中立位置決め用係合部材（ボール） ６４ 変速位置決め用係合部材（ボール） ６３ａ，６４ａ 圧縮コイルばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の駆動歯車が設けられた入力軸と、
   前記駆動歯車と噛合って変速歯車列を形成する複数の被
   駆動歯車が設けられた出力軸と、前記変速歯車列を動力
   伝達状態の変速位置と動力遮断状態の中立状態とに切り
   換える噛合いクラッチとを有する車両用変速機であっ
   て、 前記入力軸、前記出力軸および前記噛合いクラッチを収
   容するトランスミッションケースに軸方向に往復動自在
   に装着され、前記噛合いクラッチを変速位置と中立位置
   に操作するフォークロッドと、 前記フォークロッドに形成された変速位置用の凹溝に係
   合し、ばね力が加えられる変速位置決め用係合部材と、 前記フォークロッドに形成された中立位置用の凹溝に係
   合し、ばね力が加えられる中立位置決め用係合部材とを
   有し、 前記フォークロッドを変速位置から中立位置に操作する
   ときと、中立位置から変速位置に操作するときとで前記
   フォークロッドの操作力が相違することを特徴とする車
   両用変速機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両用変速機において、
   前記フォークロッドを前記変速位置から前記中立位置に
   操作するときよりも前記中立位置から前記変速位置に操
   作するときの操作力を小さくしたことを特徴とする車両
   用変速機。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の車両用変速機に
   おいて、前記中立位置決め用係合部材に加えられるばね
   力を前記変速位置決め用係合部材に加えられるばね力よ
   り小さくしたことを特徴とする車両用変速機。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３のいずれか１項に
   記載の車両用変速機において、前記中立位置用の凹溝を
   前記変速位置用の凹溝よりも浅くしたことを特徴とする
   車両用変速機。