JP5344185B2 - 変速装置 - Google Patents

Description

本発明は機械式の自動変速装置に関するものである。

車両の変速装置として、トルクコンバータを使用しない機械式の自動変速装置が知られている。この機械式の自動変速装置では、手動変速装置における変速機の操作（セレクト及びシフト）及びクラッチの断接をアクチュエータにより作動させることで、トルクコンバータを不要とした自動変速を可能としている。上記変速装置は、例えばセレクト方向及びシフト方向にスライドや回転により移動可能なシフトシャフトと、セレクト方向に複数個配列されたシフトラグと、該シフトラグとシフトフォークとを夫々連結するシフトレールとを備えている。更に、シフトシャフトには外方に突出してシフトフィンガ（シフト部材）が設けられているとともに、各シフトラグには柱部が１つ設けられている。シフトフィンガは、２又状のアーム部によって構成されており、２個のアーム部で柱部をシフト方向に跨ぐように配置されている。そして、例えば電動モータによりシフトシャフトをセレクト方向及びシフト方向に移動させることで、シフトフィンガの一方のアーム部でシフトラグの柱部を選択的に押しシフト方向に移動させて、シフトフォークを選択的にシフト作動させるように構成されている（特許文献１）。

一方、手動変速装置では、複数のシフトラグをセレクト方向に近接して配置し、操作性の向上を図っている。そして、シフトフィンガにより隣り合うシフトラグを同時にシフト作動させないように、ギヤシフト作動させるもの以外のシフトラグの移動を規制するインタロック防止部材が設けられている。
また、シフトフィンガをセレクト方向及びシフト方向に移動させ、複数のシフトラグを選択的に移動させるシフト機構を備えた機械式の自動変速装置においても、所望のシフトラグ以外のシフトラグをシフト作動させないように、インタロック防止部材（インタロック防止用プレート）を備える技術が開発されている。（特許文献２）。

特許第４２８５５８０号公報 特開２００６−２７８９号公報

上記手動変速装置に採用されているインタロック防止部材は、シフト作動させようとするもの以外のシフトラグをニュートラル状態に保持する構造であるので、上記特許文献１のような変速中に２つのシフトラグを同時にシフトさせる機会のあるデュアルクラッチ式変速装置では採用不能である。
これに対し、特許文献２に開示されている変速装置は、デュアルクラッチ式変速装置に採用可能であるものの、シフトラグの先端がコの字状に形成されて、１つのシフトラグにシフト方向に並ぶ一対の柱部を有し、シフトフィンガがこの一対の柱部を内側から押して、シフトラグをシフト方向に移動させる構造となっている。

したがって、同じデュアルクラッチ式変速装置であっても、そのギヤシフト機構の構造が特許文献１と特許文献２とで異なるので、特許文献１のようにシフトフィンガが２又状のアーム部によって構成されているギヤシフト機構を備えた変速装置には、特許文献２に記載されているインタロック防止部材をそのまま使用することができず、このような構造の変速装置においてもインタロック防止部材が必要とされている。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ギヤシフト機構のシフト部材として２個のアーム部を備えた変速装置に採用可能であって、シフト部材により作動させるもの以外のシフトラグの誤作動を防止できる変速装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、セレクト方向及びシフト方向に移動可能なシフト部材と、柱状に形成されセレクト方向に複数個配列されたシフトラグと、シフトレールを介してシフトラグと連結され変速段のシフト作動を行うシフトフォークと、を備え、シフト部材をセレクト方向及びシフト方向に移動させて、シフトラグを選択的にシフト方向に押圧しニュートラル位置とシフト位置との間を移動させ、シフトレールを介してシフトフォークをシフト作動させる変速装置において、シフト部材は、セレクト方向に延びるシフトシャフトから径方向外方に突出する２個のアーム部から構成され、当該２個のアーム部はシフトラグをシフト方向に跨ぐように配置されるとともに、シフト部材とともにセレクト方向に移動して、アーム部のセレクト方向の位置を除いてニュートラル位置にあるシフトラグとシフト位置にあるシフトラグとの間に挿入され、シフトフィンガのセレクト方向の位置を除いてニュートラル位置にあるシフトラグのシフト位置への移動を規制するインタロック防止部材を備え、シフトラグは、先端にシフト部材が押圧する押圧部とシフト方向の厚さが異なる凸部を備え、インタロック防止部材は、凸部に当接してシフトラグのシフト方向の移動を規制することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１において、インタロック防止部材は、シフト位置にあるシフトラグのニュートラル位置への移動が規制されるように、シフト方向の厚さが設定されていることを特徴とする。

本発明の請求項１の変速装置によれば、インタロック防止部材が、シフト部材のセレクト方向の位置を除いて、シフト位置にあるシフトラグとニュートラル位置にあるシフトラグとの間に挿入されるので、シフト部材によって押圧されるシフトラグ以外のニュートラル位置にあるシフトラグのシフト位置への移動が規制される。よって、シフト部材によってシフト作動されるもの以外のシフトラグの誤作動を防止でき、変速装置の信頼性を向上させることができる。

更に、インタロック防止部材は、セレクト方向に移動して、シフト状態にあるシフトラグとニュートラル位置にあるシフトラグとの間に挿入されるので、１つのシフトラグをシフト状態にしたまま、シフト部材をセレクト方向及びシフト方向に移動させ、他のシフトラグをシフト作動させることができる。よって、デュアルクラッチ式変速装置にも適用することができる。
また、インタロック防止部材が当接する凸部は、シフト部材により押圧される押圧部とシフト方向の厚さが異なるように設定されるので、シフトラグのニュートラル位置とシフト位置との間のシフト方向の移動量が比較的少なくとも、シフト部材によるシフトラグの作動に影響することなくこれらの間にインタロック防止部材を挿入可能にすることができる。また、シフトラグの押圧部のシフト方向の厚さを、凸部の影響を受けることなく大きく設定することが可能となり、強度的にも有利となる。また、シフトラグに対してシフト部材が当接するシフト方向の位置とインタロック防止部材が当接するシフト方向の位置とが異なるので、シフト部材によるシフトラグの作動と、インタロック防止部材によるシフトラグの移動規制とが、夫々適切なタイミングで実行されるように設定することができ、インタロック防止部材やシフト部材の配置等の設計を容易にすることができる。

また、請求項２の発明では、インタロック防止部材が、シフト位置にあるシフトラグのニュートラル位置への移動を規制するので、シフト状態にあるシフトラグの抜けを防止することができる。

本発明の一実施形態としての前進７段後進１段のデュアルクラッチ式変速装置の変速機部の模式図である。 本発明の変速装置の一実施形態に係るギヤシフト機構の一部構成を示す斜視図である。 同ギヤシフト機構の一部構成を示す正面図である。 同ギヤシフト機構の一部構成を示す側面図である。 インタロック防止部材の詳細な構造を説明する説明図であって、Ａ）は上面図、Ｂ）は側面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態としてのデュアルクラッチ式変速装置の変速機部１の模式図である。
図１に示すように、変速機部１は、２個のクラッチ２、３と、同軸上に配置された２個の主軸４、５と、３個の副軸６、７、８とを備えている。第１の主軸４は第１のクラッチ２を介して、エンジンの出力軸９から動力が伝達される一方、第２の主軸５は第２のクラッチ３を介して出力軸９から動力が伝達されるよう構成されている。

第１の副軸６第２の副軸７及び第３の副軸８は、第１の主軸４及び第２の主軸５と軸線が平行になるように夫々離間して配置されているとともに、変速機部１の後段のデフ１０に動力を伝達可能に構成されている。第１の主軸４には、１速用固定ギヤ１１ａ、３速用固定ギヤ１３ａ、５速用固定ギヤ１５ａが第１の主軸４と一体回転するように固定されている。第２の主軸５には、２速およびリバース用固定ギヤ１２ａ、４速および６速用固定ギヤ１４ａが第２の主軸と一体回転するように固定されている。また、第１の副軸６には、１速用遊転ギヤ１１ｂ、２速用遊転ギヤ１２ｂ、４速用遊転速ギヤ１４ｂ、５速用遊転速ギヤ１５ｂが第１の副軸６に対して相対回転可能に枢支されている。第２の副軸７には、３速用遊転ギヤ１３ｂ、６速用遊転ギヤ１６ｂ、リバース用中間遊転ギヤ１８ｂが第２の副軸７に対して相対回転可能に枢支されている。第３の副軸８には、リバース用遊転ギヤ１８ｃが第３の副軸８に対して相対回転可能に枢支されている。

このようなギヤ配置により、１速用固定ギヤ１１ａと１速用遊転ギヤ１１ｂとで１速ギヤ１１を構成し、２速およびリバース用固定ギヤ１２ａと２速用遊転ギヤ１２ｂとで２速ギヤ１２を構成し、３速用固定ギヤ１３ａと３速用遊転ギヤ１３ｂとで３速ギヤ１３を構成し、４速および６速用固定ギヤ１４ａと４速用遊転ギヤ１４ｂとで４速ギヤ１４を構成し、５速用固定ギヤ１５ａと５速用遊転ギヤ１５ｂとで５速ギヤ１５を構成し、４速および６速用固定ギヤ１４ａと６速用遊転ギヤ１６ｂとで６速ギヤ１６を構成し、２速およびリバース用固定ギヤ１２ａとリバース用中間遊転ギヤ１８ｂとリバース用遊転ギヤ１８ｃとでリバースギヤ１８を構成する。

また、変速機部１には、シンクロスリーブ２０１、２１１、２２１、２３１、２４１とシフトフォーク２０〜２４が備えられており、シンクロスリーブ２０１、２１１、２２１、２３１、２４１は、シフトフォーク２０〜２４によってそれぞれの副軸の軸線に沿ってスライド移動させられる。このうち第１のシンクロスリーブ２０１及び第２のシンクロスリーブ２１１は、第１の副軸６の軸線に沿ってスライド移動可能に設置されて、シフトフォーク２０及びシフトフォーク２１によって、それぞれスライド移動させられる。第３のシンクロスリーブ２２１及び第４のシンクロスリーブ２３１は、第２の副軸７の軸線に沿ってスライド移動可能に設置されて、シフトフォーク２２及びシフトフォーク２３によって、それぞれスライド移動させられる。第５のシンクロスリーブ２４１は、第３の副軸８の軸線に沿ってスライド移動可能に設置されて、シフトフォーク２４によってスライド移動させられる。

これらのシンクロスリーブ２０１、２１１、２２１、２３１、２４１をスライド移動させることで、第１のシンクロスリーブ２０１により１速ギヤ１１及び５速ギヤ１５を、第２のシンクロスリーブ２１１により２速ギヤ１２及び４速ギヤ１４を、夫々選択的に副軸６に断接（シフト作動）可能となっているとともに、第３のシンクロスリーブ２２１により３速ギヤ１３を、第４のシンクロスリーブ２３１により６速ギヤ１６を、夫々選択的に副軸７に断接（シフト作動）可能となっている。更に、第５のシンクロスリーブ２４１によりリバースギヤ１８を選択的に副軸８に断接（シフト作動）可能となっている。

即ち、デュアルクラッチ式変速装置の変速機部１では、第１のクラッチ２を介して１速、３速及び５速に選択的に切り換え可能である一方、第２のクラッチ３を介して２速、４速、６速及びリバースに選択的に切り換え可能に構成されている。
次に、図２〜４を用いて、本発明の変速装置を適用した、上記デュアルクラッチ式変速装置のシフトフォーク２０〜２３を駆動させるギヤシフト機構について説明する。

図２は、本発明の変速装置の一実施形態に係るギヤシフト機構の構成を示す斜視図である。図３は同ギヤシフト機構の構成を示す正面図、図４は、同ギヤシフト機構の構成を示す側面図である。
シフトフォーク２０〜２３は、シフト方向に移動可能に設けられたシフトレール３０ａ〜３０ｄに固定されている。図２〜４に示すように、シフトレレール３０ａ〜３０ｄには、シフトラグ４０ａ〜４０ｄが設けられている。シフトラグ４０ａ〜４０ｄは、シフトレール３０ａ〜３０ｄから延びる柱状の部材である。

シフトラグ４０ａ〜４０ｄは、各変速段非接続（ニュートラル）状態にて、セレクト方向に延びる同一線上に間隔を持って配置されている。詳しくは、図３の左方から順番に、第１のシフトラグ４０ａ、第２のシフトラグ４０ｂ、第３のシフトラグ４０ｃ、第４のシフトラグ４０ｄが配置されている。
シフトラグ４０ａ〜４０の突出方向（図４における上方）には、ニュートラル位置においてシフトラグ４０ａ〜４０ｄが並ぶ方向に沿って、セレクト方向に延びるシフトシャフト５０が設けられている。

シフトシャフト５０は、ケーシング５１に固定されたセレクト方向に延びる中心軸５２と、円筒状のシフトスリーブ５３及びセレクトスリーブ５４とにより構成されている。シフトスリーブ５３は、中心軸５２が挿入されており、中心軸５２に対して軸方向に移動可能かつ回転可能に支持されている。シフトスリーブ５３にはシフトフィンガ５６（シフト部材）が固定されている。シフトフィンガ５６は、シフトスリーブ５３の外周壁から径方向外方に所定の挟み角を持って突出した２個のアーム部５６ａ、５６ｂから構成される。

セレクトスリーブ５４は、シフトスリーブ５３が挿入されており、シフトスリーブ５３に対して回転可能に支持されている。セレクトスリーブ５４には、シフトフィンガ５６が通過する開口部５７が設けられている。開口部５７は、セレクトスリーブ５４に対してシフトフィンガ５６が揺動可能なように、周方向に延びた形状となっている。開口部５７のセレクト方向の幅は、セレクトスリーブ５４に対してシフトフィンガ５６が回転可能でありかつセレクト方向の移動が規制されるように、シフトフィンガ５６のセレクト方向の幅に対して略隙間なく設定されている。セレクトスリーブ５４の上方側の外周壁には、セレクト方向に延びる長穴５９が設けられ、この長穴５９にはケーシング５１に固定された回転規制用ピン６０の先端が挿入されている。よって、セレクトスリーブ５４は、ケーシング５１に対して、セレクト方向への移動は許容されているものの、回転方向への移動が規制されている。また、セレクトスリーブ５４及びシフトスリーブ５３は、一体となって中心軸５２に対してセレクト方向に移動可能な構成となっている。

セレクトスリーブ５４は、例えばラック＆ピニオンの動力伝達機構を介して図示しないアクチュエータによりセレクト方向に移動される。また、シフトスリーブ５３は、例えばウォームホイールとウォームシャフトからなる動力伝達機構、または、平歯車、ベベルギヤなどの組み合わせによる動力伝達機構を介して図示しないアクチュエータにより回転駆動される。そして、これらのアクチュエータを作動制御することで、セレクトスリーブ５４とともにシフトスリーブ５３をセレクト方向に移動させ、シフトフィンガ５６を所望の変速段のシフトラグ４０ａ〜４０ｄとセレクト方向の位置を一致させた後、シフトスリーブ５３を回転させることによりシフトフィンガ５６を揺動させ、その先端でシフトラグ４０ａ〜４０ｄを選択的にシフト方向に押圧して移動させることで、変速を行う構成となっている。

更に、本実施形態では、シフトフィンガ５６によって押圧されるもの以外のシフトラグ４０ａ〜４０ｄが移動しないように、インタロック防止部材７０が設けられている。
インタロック防止部材７０は、セレクトスリーブ５４の外周壁からシフト方向に間隔をおいて下方に突出するように設けられた２枚の板状部材から構成されており、下端部がニュートラル位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの先端を挟むように配置されている。

インタロック防止部材７０には、シフトフィンガ５６の揺動を妨げないように切り欠き７１が設けられている。そしてインタロック防止部材７０は、シフトフィンガ５６が４つのシフトラグ４０ａ〜４０ｄのうちいずれかとセレクト方向が一致した状態で、他の全てのシフトラグ４０ａ〜４０ｄを挟むように、切り欠き７１を中心にセレクト方向に延びている。

図５は、インタロック防止部材７０の詳細な構造を説明する説明図であり、Ａ）は上方から見たギヤシフト機構の模式図、Ｂ）はギヤシフト機構の側面図である。なお、本図はシフトラグ４０ｂがシフト位置にある場合を示している。
図５に示すように、シフトラグ４０ａ〜４０ｄの先端には上方に突出する凸部７２ａ〜７２ｄが形成されている。凸部７２ａ〜７２ｄは、シフトラグ４０ａ〜４０ｄの基部７３ａ〜７３ｄ（押圧部）よりもシフト方向の幅が狭く設定されている。また、インタロック防止部材７０は、下端部が基部７３ａ〜７３ｄに当接せずに凸部７２ａ〜７２ｄに当接可能となるように、下方への突出長さが設定されている。一方、シフトフィンガ５６は、その先端がシフトラグ４０ａ〜４０ｄの基部７３ａ〜７３ｄを押すように、突出長さが設定されている。また、４つのシフトラグ４０ａ〜４０ｄの凸部７２ａ〜７２ｄは、ニュートラル状態でセレクト方向に一直線上に並ぶように設定され、更にシフト状態でも一直線上に並ぶように設定されている。

インタロック防止部材７０のシフト方向の厚さｃは、ニュートラル位置にあるシフトラグ（図５における４０ａ、４０ｃ、４０ｄ）の凸部（７２ａ、７２ｃ、７２ｄ）とシフト位置にあるシフトラグ（図５における４０ｂ）の凸部（７２ｂ）との間に挿入可能に設定されている。詳しくは、シフトラグ４０ａ〜４０ｄのニュートラル位置とシフト位置との間のシフト方向の距離ａ、凸部７２ａ〜７２ｄのシフト方向の厚さｂ、インタロック防止部材７０の厚さｃとすると、ニュートラル位置にある凸部７２ａ〜７２ｄとシフト位置にある凸部７２ａ〜７２ｄとの間にインタロック防止部材７０が挿入されたときの隙間ｅは、次式（１）が成り立つ範囲で極力少なく設定されている。

ｅ＝（ａ−ｂ）−ｃ＞０・・・（１）
インタロック防止部材７０は、ニュートラル位置にある凸部７２ａ〜７２ｄとシフト位置にある凸部７２ａ〜７２ｄとの間の中間に配置されている。詳しくは、インタロック防止部材７０のニュートラル位置からのシフト方向の距離ｄは、次式（２）のように設定されている。

ｄ＝ａ／２・・・（２）
即ち、インタロック防止部材７０は、ニュートラル位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄがシフト位置に移動しないように、かつシフト位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄがニュートラル位置に移動しないように、そのシフト方向の位置及び厚さが設定されている。

本実施形態では、ニュートラル位置またはシフト位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの凸部７２ａ〜７２ｄにインタロック防止部材７０が干渉することなく、セレクトスリーブ５４をセレクト方向に移動させることができる。そして、シフトフィンガ５６をシフト作動させるシフトラグ４０ａ〜４０ｄに相対させ、シフトスリーブ５３を回転させることで、シフトフィンガ５６により当該シフトラグ４０ａ〜４０ｄの基部７３ａ〜７３ｄを押圧してシフト方向に移動させる。このとき、他のシフトラグ４０ａ〜４０ｄはインタロック防止部材７０に凸部７２ａ〜７２ｄが当接することでシフト方向の移動が規制される。

以上のように、本実施形態では、インタロック防止部材７０がニュートラル位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの凸部７２ａ〜７２ｄとシフト位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの凸部７２ａ〜７２ｄとの間に入り込む構造であって、特に、ニュートラル位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの移動を規制させるインタロック防止機能だけでなく、シフト位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの移動をも規制するギヤ抜け防止機能を有する。更に、ニュートラル位置だけでなくシフト位置にあるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの凸部７２ａ〜７２ｄにもインタロック防止部材７０が干渉することなく、シフトフィンガ５６をセレクト方向に移動させることができるので、１つの変速段がシフトされている状態で他の変速段をシフトさせる必要のあるデュアルクラッチ変速装置に採用することができる。

また、シフトラグ４０ａ〜４０ｄの先端に、シフトフィンガ５６が押圧する基部７３ａ〜７３ｄとはシフト方向の厚さの異なる凸部７２ａ〜７２ｄを設け、この凸部７２ａ〜７２ｄにインタロック防止部材７０を当接させてシフトラグ４０ａ〜４０ｄの移動を規制するようにしたので、ニュートラル位置とシフト位置との間のシフト方向の距離ａが比較的短い場合でも、シフトラグ４０ａ〜４０ｄの厚さが薄くなり強度低下を招くことなくインタロック防止部材７０を通過させるスペースを確保することができる。また、この凸部７２ａ〜７２ｄにインタロック防止部材７０を当接させてシフトラグ４０ａ〜４０ｄの移動を規制することで、シフトフィンガ５６によるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの移動開始位置と、インタロック防止部材７０によるシフトラグ４０ａ〜４０ｄの移動規制位置とを個別に設定することができ、シフトフィンガ５６、シフトラグ４０ａ〜４０ｄ及びインタロック防止部材７０の形状、配置の設計を容易にすることができる。

なお、本実施形態では、シフトフィンガ５６が１つの変速装置に本発明を適用したが、
シフトフィンガ５６をセレクト方向に複数並べた変速装置についても適用可能である。
また、本実施形態では、デュアルクラッチを備えた機械式の自動変速装置に本発明を採用しているが、シングルクラッチの機械式の自動変速装置にも採用可能である。この場合においても、シフト作動させるもの以外のシフトラグの誤作動を防止することができる。

１ 変速機部
２０、２１、２２、２３、２４ シフトフォーク
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ シフトラグ
５６ シフトフィンガ
７０ インタロック防止部材
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ 凸部
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ 基部
２０１、２１１、２２１、２３１、２４１ シンクロスリーブ

Claims (2)

1. セレクト方向及びシフト方向に移動可能なシフト部材と、
   柱状に形成され前記セレクト方向に複数個配列されたシフトラグと、
   シフトレールを介して前記シフトラグと連結され変速段のシフト作動を行うシフトフォークと、を備え、
   前記シフト部材を前記セレクト方向及びシフト方向に移動させて、前記シフトラグを選択的に前記シフト方向に押圧しニュートラル位置とシフト位置との間を移動させ、前記シフトレールを介して前記シフトフォークをシフト作動させる変速装置において、
   前記シフト部材は、前記セレクト方向に延びるシフトシャフトから径方向外方に突出する２個のアーム部から構成され、当該２個のアーム部は前記シフトラグをシフト方向に跨ぐように配置されるとともに、
   前記シフト部材とともに前記セレクト方向に移動して、前記アーム部の前記セレクト方向の位置を除いて前記ニュートラル位置にあるシフトラグと前記シフト位置にあるシフトラグとの間に挿入され、前記ニュートラル位置にあるシフトラグの前記シフト位置への移動を規制するインタロック防止部材を備え、
   前記シフトラグは、先端に前記シフト部材が押圧する押圧部と前記シフト方向の厚さが異なる凸部を備え、
   前記インタロック防止部材は、前記凸部に当接して前記シフトラグのシフト方向の移動を規制することを特徴とする変速装置。
2. 前記インタロック防止部材は、前記シフト位置にあるシフトラグの前記ニュートラル位置への移動が規制されるように、前記シフト方向の厚さが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。

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