JP6000178B2 - 車両用変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源からの動力が伝達されるメインシャフトと、該メインシャフトに相対回転不能に設けられる複数の駆動ギヤと、前記メインシャフトと平行な軸線を有するとともに駆動輪に連動、連結されるカウンタシャフトと、複数の前記駆動ギヤに個別に噛合して前記カウンタシャフトに相対回転可能に支持される複数の従動ギヤと、複数の前記従動ギヤがそれぞれ有する係止部に選択的に係合する係合部を有して前記カウンタシャフト内に相対回転不能かつ軸方向移動可能に挿入されるスライドシャフトと、該スライドシャフトを軸方向に駆動するように回動し得るシフトドラムと、正逆回転可能な変速用動力源ならびに該変速用動力源の作動に応じて回動するシフトスピンドルを有するとともに該シフトスピンドルの往復回動に応じて前記シフトドラムを１変速段だけ回動駆動する変速用アクチュエータとを備え、複数の前記従動ギヤがそれぞれ有する前記係止部に前記スライドシャフトの前記係合部を択一的に係合させる複数の変速領域と、複数の前記係止部のいずれに対しても前記係合部を非係合状態とするようにして複数の前記変速領域相互間に設定される中立領域とが前記スライドシャフトの軸方向移動範囲に設定される車両用変速装置に関する。

複数の駆動ギヤに常時噛合している従動ギヤの１つに、カウンタシャフトとは相対回転が不能であるスライドシャフトを軸方向に駆動して係合することで、メインシャフトおよびカウンタシャフト間に設けられる複数変速段のギヤ列の１つを択一的に確立するようにした車両用変速装置が、特許文献１で知られている。

特開２００４−００１６１８号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、クランクシャフトおよびメインシャフト間にクラッチが設けられており、そのクラッチで動力伝達を遮断した状態でスライドシャフトを軸方向に移動させて複数の従動ギヤの１つにスライドシャフトを選択的に係合させるようにしているが、クラッチが必要である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、クラッチを不要としつつ自動変速を可能とした車両用変速装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、駆動源からの動力が伝達されるメインシャフトと、該メインシャフトに相対回転不能に設けられる複数の駆動ギヤと、前記メインシャフトと平行な軸線を有するとともに駆動輪に連動、連結されるカウンタシャフトと、複数の前記駆動ギヤに個別に噛合して前記カウンタシャフトに相対回転可能に支持される複数の従動ギヤと、複数の前記従動ギヤがそれぞれ有する係止部に選択的に係合する係合部を有して前記カウンタシャフト内に相対回転不能かつ軸方向移動可能に挿入されるスライドシャフトと、該スライドシャフトを軸方向に駆動するように回動し得るシフトドラムと、正逆回転可能な変速用動力源ならびに該変速用動力源の作動に応じて回動するシフトスピンドルを有するとともに該シフトスピンドルの往復回動に応じて前記シフトドラムを１変速段だけ回動駆動する変速用アクチュエータとを備え、複数の前記従動ギヤがそれぞれ有する前記係止部に前記スライドシャフトの前記係合部を択一的に係合させる複数の変速領域と、複数の前記係止部のいずれに対しても前記係合部を非係合状態とするようにして複数の前記変速領域相互間に配置される中立領域とが前記スライドシャフトの軸方向移動範囲に設定される車両用変速装置において、前記シフトスピンドルの回動位置を検出するシフトスピンドル回動位置検出手段と、前記シフトドラムの回動位置を検出するシフトドラム回動位置検出手段と、車速検出手段と、前記駆動源の回転数を検出する回転数検出手段と、アクセル操作量検出手段と、それらの検出手段の検出値に応じて前記変速用動力源の作動を制御する制御装置とを含み、自動変速時に前記制御装置は、変速比を自動変速するにあたって、前記駆動源の回転数が所定時間連続して設定回転数からずれるのに応じて前記シフトスピンドルを基準位置から回動させるべく前記変速用動力源の作動を開始するととともに前記駆動源の負荷をカットする第１のステップと、前記スライドシャフトが中立領域に入るまで前記シフトドラムが回動したことを確認するのに応じて前記回転数検出手段および前記アクセル操作量検出手段の検出値に基づいて定めた目標回転数に前記駆動源の回転数を制御する第２のステップと、前記スライドシャフトが中立領域にある状態で前記シフトスピンドルの回動量が設定回動量に達したことを確認するのに応じて前記スライドシャフトを中立領域に保持したまま前記シフトスピンドルを前記基準位置に戻すように前記変速用動力源を作動させる第３のステップと、前記シフトスピンドルが前記基準位置に戻ったことを確認した後に前記駆動源の回転数が目標回転数である状態を確認するのに応じて複数の前記変速領域のうち切換え対象となる変速領域側に前記スライドシャフトを駆動すべく前記変速用動力源を作動させる第４のステップとを、この順で実行することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記制御装置が、複数の前記係止部のうち切換え対象の係止部に前記係合部が当接する回動位置まで前記シフトドラムが回動したことを確認するのに応じて前記変速用動力源の作動速度を低下させて前記スライドシャフトの移動速度を低下させる第５のステップと、前記切換え対象の係止部に前記係合部が係合する回動位置まで前記シフトドラムが回動したことを確認するのに応じて前記駆動源の負荷を第１のステップを開始する前の負荷まで復帰させてその状態を保持する第６のステップとを、順次実行することを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記シフトスピンドルを基準位置に戻す側に付勢するばねを備えることを第３の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記制御装置は、その第１のステップで前記変速用動力源の作動の開始時から所定時間の間隔をあけて前記駆動源の負荷をカットすることを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、自動変速するにあたって、シフトスピンドルを基準位置から回動させるように変速用動力源の作動を開始するととともに駆動源の負荷をカットし、スライドシャフトが中立領域に移動するのに応じて目標回転数に駆動源の回転数を制御し、その後でスライドシャフトを中立領域に保持したままシフトスピンドルを基準位置に戻し、シフトスピンドルが基準位置に戻った状態で駆動源の回転数が目標回転数であるときに切換え対象の変速領域側にスライドシャフトを移動させるようにして、駆動源のトルク制御をしつつ中立領域でスライドシャフトを一旦停止させるようにして、駆動源およびメインシャフト間にクラッチが設けられていなくても滑らかな自動変速が可能となる。

また本発明の第２の特徴によれば、スライドシャフトが中立領域から移動するにあたっては切換え対象の係止部に係合部が当接する際にスライドシャフトの移動速度を低下させるようにして変速ショックを低減し、切換え対象の係止部に前記係合部が係合するのに応じて駆動源の負荷を復帰させるのでスムーズな自動切換えが可能となる。

本発明の第３の特徴によれば、シフトスピンドルは基準位置側に向けてばね付勢されるので、シフトスピンドルを基準位置に戻す際に、変速用動力源からの力に加えてばね付勢力もシフトスピンドルに作用し、シフトスピンドルを速やかに基準位置に戻すことができる。

さらに本発明の第４の特徴によれば、自動変速の開始時に変速用動力源の作動の開始時から所定時間の間隔をあけて駆動源の負荷をカットするので、車両の走行感を損なうことなく自動変速を行うことができる。

揺動式小型三輪車の側面図である。 図１の要部拡大図である。 図２の３ー３線断面図である。 図３の要部拡大図である。 図４の５ー５線断面図である。 図４の６矢示部拡大図である。 シフトドラムの外周の展開図である。 図４の８−８線断面図である。 変速用電動モータの作動を制御するための構成を示すブロック図である。 自動変速時の制御状態を示すタイミングチャートである。

本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお以下の説明で、前後、左右および上下は、揺動式小型三輪車に乗車した運転者から見た方向を言うものとする。

先ず図１において、揺動式小型三輪車が備える車体Ｂの中央部には、前面にウインドスクリーン１１を配置したルーフ付きのキャビン１２が、底面を低床式のフロア１３とするようにして形成されており、該キャビン１２の前壁に操向ハンドル１４が操向可能に支承され、車両運転者を座らせるための乗車用シート１５が前記キャビン１２内で操向ハンドル１４の後方に配置されるようにして前記車体Ｂに設けられる。また前記車体Ｂの前部には、前記操向ハンドル１４で操向される単一の前輪ＷＦが懸架され、前記車体Ｂの後部には荷台１６が設けられる。

左右一対である駆動輪としての左後輪ＷＲＬおよび右後輪ＷＲＲを駆動するパワーユニットＰは前記荷台１６の下方に配置されており、該パワーユニットＰは、前記車体Ｂに対して左右に揺動することを可能として揺動連結機構１７を介して前記車体Ｂに連結される。また前記パワーユニットＰは、左後輪ＷＲＬおよび右後輪ＷＲＲ間に配置されるものであり、前記車体Ｂの後部および前記パワーユニットＰ間に、左右一対のクッションユニット１８…が設けられる。

図２および図３を併せて参照して、前記パワーユニットＰは、正逆回転制御可能である駆動源としての電動モータ２０と、該駆動モータ２０の出力を変速する変速装置２１と、前記左後輪ＷＲＬおよび右後輪ＷＲＲにそれぞれ連なる左右車軸２３Ｌ，２３Ｒ間に設けられる差動歯車機構２２とを備える。

前記パワーユニットＰのケース２４は、相互間にモータ室２９を形成して相互に結合される左カバー部材２７および第１ケース部材２５と、第１ケース部材２５との間に動力伝達室３０を形成するようにして前記左カバー部材２７とは反対側から第１ケース部材２５に結合される第２ケース部材２６と、第２ケース部材２６との間に変速室３１を形成して第２ケース部材２６に右側方から結合される右カバー部材２８とで構成され、このケース２４の上部にはパワードライブユニット３２が配設される。

前記モータ室２９には、前記両車軸２３Ｌ，２３Ｒと平行なモータ軸３４を有する前記駆動モータ２０が収容されるものであり、この駆動モータ２０は、第１ケース部材２５に固定されたステータ３５内にロータ３６が配置されて成り、一端部が前記左カバー部材２７にボールベアリング３７を介して回転自在に支承された前記モータ軸３４が前記ロータ３６を貫通して該ロータ３６に固定され、第１ケース部材２５を回転自在に貫通するモータ軸３４の他端部は、第２ケース部材２６にボールベアリング３８を介して回転自在に支承される。また第１ケース部材２５および前記モータ軸３４間には、前記モータ室２９側から順に環状のシール部材３９およびボールベアリング４０が介装される。

図４を併せて参照して、前記変速装置２１は、前記モータ軸３４に連動、連結されるメインシャフト４１と、該メインシャフト４１に相対回転不能に設けられる複数の駆動ギヤ４３，４４，４５と、前記メインシャフト４１と平行な軸線を有して円筒状に形成されるカウンタシャフト４２と、複数の前記駆動ギヤ４３〜４５に個別に噛合するようにして前記カウンタシャフト４２に相対回転可能に支承される複数の被動ギヤ４６，４７，４８とを備える。この実施の形態では、第１速用駆動ギヤ４３、第２速用駆動ギヤ４４および第３速用駆動ギヤ４５が、前記メインシャフト４１に相対回転不能に設けられ、前記カウンタシャフト４２には、第１速用駆動ギヤ４３とともに第１速ギヤ列Ｇ１を構成するようにして第１速用駆動ギヤ４３に噛合する第１速用従動ギヤ４６と、第２速用駆動ギヤ４４とともに第２速ギヤ列Ｇ２を構成するようにして第２速用駆動ギヤ４４に噛合する第２速用従動ギヤ４７と、第３速用駆動ギヤ４５とともに第３速ギヤ列Ｇ３を構成するようにして第３速用駆動ギヤ４５に噛合する第３速用従動ギヤ４８とが相対回転可能に支承される。しかも第１〜第３速用駆動ギヤ４３〜４５および第１〜第３速用従動ギヤ４６〜４８は前記動力伝達室３０に収容される。

前記メインシャフト４１および前記カウンタシャフト４２の両端部は、第１および第２ケース部材２６にボールベアリング４９，５０；５１，５２を介して回転自在に支承されており、前記メインシャフト４１の第２ケース部材２６側の端部に固定される一次減速従動ギヤ５３に、前記モータ軸３４に一体に形成される一次減速駆動ギヤ５４が噛合され、前記モータ軸３４の回転動力は前記駆動ギヤ５４および前記従動ギヤ５３を介して前記メインシャフト４１に伝達される。

前記差動歯車機構２２は、前記変速室３１に収容されるものであり、差動キャリア５６と、左および右車軸２３Ｌ，２３Ｒに個別にかつ相対回転不能に連結されて前記差動キャリア５６に収容される一対のサイドギヤ５７，５７と、左車軸２３Ｌおよび右車軸２３Ｒの軸線と直交する軸線を有するとともに両端部が前記差動キャリア５６に支持されるピニオンシャフト５８と、前記両サイドギヤ５７，５７に噛合して前記ピニオンシャフト５８に固定されるとともに前記差動キャリア５６に収容される一対のピニオン５９，５９とを備える。

前記差動キャリア５６の左端部は、前記ケース２４における第１ケース部材２５に一体に設けられた軸受ハウジング２５ａにボールベアリング６０を介して回転自在に支承され、前記差動キャリア５６の右端部は、前記右カバー部材２８に設けられた筒状の車軸ケース２８ａの内端部にボールベアリング６１を介して回転自在に支承される。前記差動キャリア５６の左端部に内端部が相対回転自在に支承される前記左車軸２３Ｌは、第１ケース部材２５の前記軸受ハウジング２５ａならびに前記左カバー部材２７に設けられた軸受ハウジング２７ａを回転自在に貫通し、左後輪ＷＲＬのホイール６６Ｌに左車軸２３Ｌの外端部が連結され，前記軸受ハウジング２５ａおよび左車軸２３Ｌ間には環状のシール部材６２が介装され、前記軸受ハウジング２７ａおよび左車軸２３Ｌ間にはボールベアリング６３が介装される。

また前記差動キャリア５６の右端部に内端部が相対回転可能に支承される右車軸２３Ｒは、右カバー部材２８の車軸ケース２８ａを貫通するものであり、この右車軸２３Ｒの外端部に右後輪ＷＲＲのホイール６６Ｒが連結される。しかも前記右車軸２３Ｒおよび前記車軸ケース２８ａ間には、環状のシール部材６４およびボールベアリング６５が、前記差動キャリア５６の右端部および前記車軸ケース２４の内端部間に介装されるボールベアリング６１に外方から近接した位置に前記シール部材６４を配置するようにして介装される。

図３に注目して、前記左後輪ＷＲＬのホイール６６Ｌ内には、該左後輪ＷＲＬを制動するドラム式ブレーキＢＬが配置される。また前記右後輪ＷＲＲのホイール６６Ｒ内には、該右後輪ＷＲＲを制動する制動装置であるドラム式ブレーキＢＲが配置されており、そのドラム式ブレーキＢＲの一部を構成するブレーキパネル６７を支持するようにして前記右カバー部材２８には、前記車軸ケース２４の外方で前記右後輪ＷＲＲ側に突出する突出部２８ｂが一体に設けられ、この突出部２８ｂの先端部は、前記ブレーキパネル６７の外周に一体に連設される。

前記カウンタシャフト４２からの回転動力は、前記動力伝達室３０内で前記カウンタシャフト４２に一体に形成される伝動駆動ギヤ６８と、前記差動キャリア５６と同軸に配置されて前記伝動駆動ギヤ６８に噛合する伝動被動ギヤ６９と、該伝動被動ギヤ６９および前記差動キャリア５６間に介装されるダンパばね７０を介して前記差動歯車機構２２の前記差動キャリア５６に伝達される。

図５および図６を併せて参照して、円筒状の前記カウンタシャフト４２のうち、前記伝動駆動ギヤ６８と、前記カウンタシャフト４２の一端部および第１ケース部材２５間に介装されるボールベアリング５０との間に配置される部分は、第１〜第３速用従動ギヤ４６〜４８を相対回転可能に支持するギヤ支持部４２ａとなるものであり、このギヤ支持部４２ａの周方向に等間隔をあけた４箇所には軸方向に延びるスリット７１，７１…が設けられる。一方、前記ギヤ支持部４２ａ内には、前記カウンタシャフト４２と同軸のスライドシャフト７２が軸方向移動可能に挿入されており、ギヤ支持部４２ａ内で前記スライドシャフト７２の端部には、係合部である十字状のポール７３が、前記スリット７１，７１…に挿入されるようにして固定される。

一方、第１〜第３速用従動ギヤ４６〜４８の内周には、前記ポール７３に係合可能な４個の係止部４６ａ…，４７ａ…，４８ａ…が前記ポール７３を係合することを可能として周方向等間隔に設けられる。すなわち第１〜第３速用従動ギヤ４６〜４８に選択的に係合することを可能とした前記スライドシャフト７２が前記カウンタシャフト４２との相対回転を不能として前記ギヤ支持部４２ａ内に軸方向移動可能に挿入される。

ところで第１速用従動ギヤ４６の前記係止部４６ａ…は、第１および第２速用従動ギヤ４６，４７の摺接部から軸方向内方に間隔をあけた位置で第１速用従動ギヤ４６の内周に設けられ、第２速用従動ギヤ４７の前記係止部４７ａ…は、第１および第２速用従動ギヤ４６，４７の摺接部ならびに第２および第３速用従動ギヤ４７，４８の摺接部から軸方向内方に間隔をあけた位置で第２速用従動ギヤ４７の内周に設けられ、第３速用従動ギヤ４８の前記係止部４８ａ…は、第２および第３速用従動ギヤ４７，４８の摺接部から軸方向内方に間隔をあけた位置で第３速用従動ギヤ４８の内周に設けられ、前記ポール７３の軸方向幅は、前記係止部４６ａ…，４７ａ…，４８ａ…の軸方向幅に略対応している。したがって前記スライドシャフト７２の軸方向移動範囲には、前記係止部４６ａ…，４７ａ…，４８ａ…に前記係合部７３を択一的に係合させる第１、第２および第３変速領域Ａ１，Ａ２，Ａ３と、前記係止部４６ａ…，４７ａ…，４８ａ…のいずれに対しても前記係合部７３を非係合状態とするようにして第１、第２および第３変速領域Ａ１，Ａ２，Ａ３相互間に設定される第１および第２中立領域Ｎ１，Ｎ２とが設定されることになる。

再び図４において、前記スライドシャフト７２を駆動するシャフト駆動部材である円筒状のシフトドラム７５が、前記スライドシャフト７２を同軸に囲繞しつつ、前記動力伝達室３０および前記変速室３１に跨がって配置される。

前記シフトドラム７５の一端部は、前記カウンタシャフト４２内に挿入されるものであり、前記カウンタシャフト４２の内周に設けられた環状段部４２ｂに外輪を当接させることで前記ギア支持部４２ａ側への移動が阻止されるようにして前記カウンタシャフト４２内に嵌入されたボールベアリング７６の内輪に当接し、前記シフトドラム７５の他端部は、前記カウンタシャフト４２から前記変速室３１に突出する。また前記ボールベアリング７６の内輪内周は、前記スライドシャフト７２の軸方向移動を許容するようにして該スライドシャフト７２の外周に接触する。

前記シフトドラム７５の他端部に先端を摺接させる円筒状の規制突部２８ｃが前記突出部２８ｂに対応する部分で前記右カバー部材２８に一体に設けられる。また前記変速室３１側で前記シフトドラム７５の他端部から突出する前記スライドシャフト７２の端部は、前記規制突部２８ｃから前記突出部２８ｂの一部にかけて形成される有底の嵌合孔７７に摺動可能に嵌合されており、前記嵌合孔７７内で前記スライドシャフト７２に設けられて軸方向に延びる長孔７８に、前記規制突部２８ｃに挿通、固定されるピン７９が嵌入される。

前記スライドシャフト７２には、前記カウンタシャフト４２の軸線と直交する方向で前記スライドシャフト７２から突出するガイドピン８１が設けられており、前記シフトドラム７５は、該シフトドラム７５がその軸線まわりの回動するのに応じて前記スライドシャフト７２を軸方向に変位させるようにして前記ガイドピン８１の両端部を嵌合させるガイド孔８２，８２を有する。

図７において、前記シフトドラム７５には、前記ガイドピン８１の両端部を嵌合させる一対のガイド孔８２，８２が、前記シフトドラム７５の軸線に関して対称となるように形成される。

前記シフトドラム７５には、前記スライドシャフト７２のポール７３を第１変速領域Ａ１の中央に位置させて第１速用従動ギヤ４６の係止部４６ａ…に係合させる第１速位置と、前記スライドシャフト７２のポール７３を第２変速領域Ａ２の中央に位置させて第２速用従動ギヤ４７の係止部４７ａ…に係合させる第２速位置と、前記スライドシャフト７２のポール７３を第３変速領域Ａ３の中央に位置させて第３速用従動ギヤ４８の係止部４８ａ…に係合させる第３速位置と、第１および第２速位置間の第１中立位置と、第２および第３速位置間の第２中立位置とが、前記スライドシャフト７２のポール７３を第１および第２中立領域Ｎ１，Ｎ２の中央に位置させるようにして前記シフトドラム７５の軸方向に間隔をあけて設定される。

前記ガイド孔８２は、第１速位置で前記シフトドラム７５の周方向に延びる第１速ギヤ列確立部８２ａと、第２速位置で前記シフトドラム７５の周方向に延びる第２速ギヤ列確立部８２ｂと、第３速位置で前記シフトドラム７５の周方向に延びる第３速ギヤ列確立部８２ｃと、第１中立位置で前記シフトドラム７５の周方向に延びる第１中立部８２ｄと、第２中立位置で前記シフトドラム７５の周方向に延びる第２中立部８２ｅとを有する。

前記シフトドラム７５は、変速アクチュエータ８４で回動駆動されるものであり、この変速アクチュエータ８４は、変速用駆動モータであるシフトモータ８５と、該変速用駆動モータ８５の作動に応じて揺動するシフトアーム８６と、前記シフトモータ８５および前記シフトアーム８６間に設けられる減速ギヤ機構８７と、前記シフトアーム８６の揺動に応じて回動する変速駆動ギヤ８８と、該変速駆動ギヤ８８に噛合するようにして前記シフトドラム７５の前記他端部の外周に一体に設けられる変速従動ギヤ８９とを備える。

前記変速駆動ギヤ８８は、第２ケース部材２６および右カバー部材２８に両端部がボールベアリング９０，９１を介して回転自在に支承される回転軸９２に固定されており、この変速駆動ギヤ８８には、回動部材９３が固定される。また変速駆動ギヤ８８は、前記回転軸９２からの回転動力を増速して前記シフトドラム７５に伝達すべく、前記変速従動ギヤ８９よりも大径に形成される。

図８を併せて参照して、前記回動部材９３の外周には、前記シフトドラム７５で設定されている第１速位置〜第３速位置ならびに第１および第２中立位置に対応した位置決めノッチ９４，９４…が相互間にあけて設けられる。

前記ノッチ９４，９４…にはドラムストッパアーム９５が選択的に係合されるものであり、このドラムストッパアーム９５は、前記回転軸９２の軸線と平行な軸線を有して第２ケース部材２６に設けられる支軸９６で基端部が回動可能に軸支されるアーム９７と、前記各ノッチ９４，９４…の１つに係合するようにして前記アーム９７の先端に軸支されるローラ９８とから成る。前記アーム９８の基端部および第２ケース部材２６間にはねじりばね９９が設けられており、前記アーム９７は、ローラ９８を各ノッチ９４，９４…の１つに係合させるべく、前記ねじりばね９９が発揮するばね力により、前記回動部材９３の回動中心に向けて付勢される。

また第２ケース部材２６および右カバー部材２８には前記回転軸９２と平行な軸線を有するシフトスピンドル１００がボールベアリング１０１，１０２を介して回転自在に支承されており、このシフトスピンドル１００に、前記シフトアーム８６の基端部が固定されており、シフトスピンドル１００が回動するのに応じて前記シフトアーム８６が揺動する。

また前記シフトアーム８６の基端部には、前記シフトスピンドル１００の半径方向に延びるアーム１０３が一体に連設されており、このアーム１０３には、該アーム１０３の長手方向と直交する方向に長い長孔１０４が設けられ、該長孔１０４の周方向中心およびシフトスピンドル１００の軸線を結ぶ直線上に位置する突部１０５が前記アームの先端部に突設される。

一方、第２ケース部材２６および右カバー部材２８には、前記長孔１０４に挿通されるピン１０６の両端部が支持されており、前記突部１０５および前記ピン１０６を両側から挟む一対の挟み腕１０７ａ，１０７ａを両端に有する挟みばね１０７が、シフトスピンドル１００を囲繞するようにして前記シフトアーム８６およびアーム１０３と、第２ケース部材２６との間に配置される。これにより前記シフトアーム８６および前記アーム１０３は、前記長孔１０４の周方向中心およびシフトスピンドル１００の軸線を結ぶ直線上に前記突部１０５および前記ピン１０６が並ぶ基準位置に向けて付勢されることになる。

前記回動部材９３はカップ状に形成されており、この回動部材９３内に入り込むように配置されるとともに前記回転軸９２に回動可能に支承されるシフタ１０８に設けられる係合ピン１０９が、前記シフトアーム８６に設けられる長孔状の係合孔１１０に係合される。これによって前記シフトアーム８６の揺動によって前記シフタ１０８が前記回転軸９２の軸線まわりに回動する。

前記シフタ１０８および前記回動部材９３間には、前記シフトアーム８６の前記基準位置からの１回の往復揺動を前記回動部材１０３および前記変速駆動ギヤ８８の所定角度の回動に変換する従来周知のポールラチェット機構１１０が設けられる。

前記シフトモータ８５は、前記シフトスピンドル１００と平行な回転軸線を有して前記右カバー部材２８に取付けられる。

前記減速ギヤ機構８７は、前記シフトモータ８５のモータ軸８５ａに一体に設けられる駆動ギヤ１１２と、第２ケース部材２６および右カバー部材２８にボールベアリング１１３，１１４を介して回転自在に支承される第１中間軸１１５に一体に設けられて前記駆動ギヤ１１２に噛合する第１中間ギヤ１１６と、第１中間軸１５との間にトルクリミッタ１１７を介在させて第１中間軸１１６に相対回転可能に支承される第２中間ギヤ１１８と、第２ケース部材２６および右カバー部材２８にボールベアリング１１９，１２０を介して回転自在に支承される第２中間軸１２１に一体に設けられて第２中間ギヤ１１８に噛合するセクタギヤ状の第３中間ギヤ１２２と、第２中間軸１２１に一体に設けられる第４中間ギヤ１２３と、第４中間ギヤ１２３に噛合するようにして前記シフトスピンドル１００に固定される被動セクタギヤ１２４とを備える。

前記変速アクチュエータ８３は、上述のように前記モータ軸８５ａ、前記回転軸９２、前記支軸９６、前記シフトスピンドル１００、第１中間軸１１５および第２中間軸１２１を有するのであるが、そのような複数の軸８５ａ，９２，９６，１００，１１５，１２１と、前記メインシャフト４１とは、図２で明示するように、前記駆動モータ２０の軸線に沿う方向で該駆動モータ２０と重なる位置に配置される。

前記シフトアーム８６および前記シフトスピンドル１００の回動位置を検出するためのシフトスピンドル回動位置検出手段１２５が、前記シフトスピンドル１００に同軸に連結されるようにして前記右カバー部材２８に取付けられる。また前記シフトドラム７５の回動位置を検出するためのシフトドラム回動位置検出手段１２６も図３で示すように右カバー部材２８に取付けられ、このシフトドラム回動位置検出手段１２６の検出軸１２７に設けられたギヤ１２８は前記変速従動ギヤ８９に噛合される。

図９において、前記駆動モータ２０および前記シフトモータ８５の作動は、制御装置１３０で制御されるものであり、この制御装置１３０は、前記駆動モータ２０を制御する前記パワードライブユニット３２と、該パワードライブユニット３２との信号の授受を可能として前記シフトモータ８５の作動を制御するシフトモータ制御ユニット１３１を備えており、車速検出手段１３２と、前記駆動モータ２０の回転数を検出する回転数検出手段１３３と、アクセル操作量検出手段１３４と、自動・手動モード切換スイッチ１３５と、手動モードのときに運転者操作する変速指示手段１３６とが前記パワードライブユニット３２に接続され、前記シフトスピンドル回動位置検出手段１２５および前記シフトドラム回動位置検出手段１２６が、前記パワードライブユニット３２および前記シフトモータ制御ユニット１３１に接続される。

運転者が前記自動・手動モード切換スイッチ１３５で手動モードを選択したときには、前記変速指示手段１３６から入力される変速操作指令に応じるように前記シフトモータ制御ユニット１３１が前記シフトモータ８５の作動を制御し、それによってシフトアーム８６が揺動して第１〜第３速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３が択一的に確立されることになる。

また運転者が前記自動・手動モード切換スイッチ１３５で自動モードを選択したときに、前記制御装置１３０は、前記車速検出手段１３２、前記回転数検出手段１３３、前記アクセル操作量検出手段１３４、前記シフトスピンドル回動位置検出手段１２５および前記シフトドラム回動位置検出手段１２６の検出値に基づいて前記駆動モータ２０および前記シフトモータ８５の作動を第１〜第８のステップを実行するようにして制御するものであり、そのような自動変速時の作動制御について、駆動モータ２０の回転数、シフトモータ８５の通電電流、シフトスピンドル１００の回動位置、駆動モータ２０の要求トルク、シフトドラムの回動位置および変速位置の第１速から第２速への自動変速時の変化を示す図１０を参照しながら説明する。

自動変時に前記制御装置１３０は、その第１のステップにおいて、車速が所定速度Ｖ以上の条件下であって前記駆動モータ２０の回転数が所定時間Ｔ１連続して設定回転数ＮＳからずれる（シフトアップ時は超える）のに応じて時刻ｔ１で前記シフトスピンドル１００を基準位置から回動させるべく前記シフトモータ８５の作動を開始するととともに、そのシフトモータ８５の作動開始から所定時間Ｔ２の間隔をあけて前記駆動モータ２０の負荷をカットする。すなわち駆動モータ２０がマップに基づくマップ制御の状態からゼロトルク制御へと移行し、駆動モータ２０のトルクが低下することになる。

次の第２のステップでは、前記スライドシャフト７２が中立領域（第１速から第２速へのシフト時は第１中立領域Ｎ１）に入るまで前記シフトドラム７５が回動したことを該シフトドラム７６が設定角度Ｄα１を超えて回動したことを検出するのに基づいて確認した時刻ｔ２で、前記回転数検出手段１３３および前記アクセル操作量検出手段１３４の検出値に基づいて定めた目標回転数ＮＯに前記駆動モータ２０の回転数を合わせるように、ゼロトルク制御から回転数制御に移行する。

第３のステップでは、前記スライドシャフト７２が中立領域にある状態で前記シフトスピンドル１００の回動量が設定回動量Ｓαに達したことを確認した時刻ｔ３で、前記スライドシャフト７２を中立領域に保持したままシフトスピンドル１００を前記基準位置に戻すようにシフトモータ８５を作動させる。すなわち第１のステップで前記シフトスピンドル１００を基準位置から回動させるべく前記シフトモータ８５を正転させたときには、時刻ｔ３では前記シフトモータ８５を逆転させることになる。この際、前記シフトドラム１００およびシフトアーム８６は挟みばね１０７で基準位置側に付勢されているので、シフトモータ８５の回転と、前記挟みばね１０７の付勢力とでシフトスピンドル１００を速やかに基準位置に戻すことができる。

第４のステップでは、前記シフトスピンドル１００が前記基準位置に戻ったことを確認した後に前記駆動モータ２０の回転数が目標回転数である状態を確認するのに応じた時刻ｔ４で切換え対象となる変速領域（第１速から第２速へのシフト時は第２変速領域Ａ２）側に前記スライドシャフト７２を駆動すべく前記シフトモータ８５を作動させる。

第５のステップでは、複数の前記係止部４６ａ〜４８ａのうち切換え対象の係止部（第１速から第２速へのシフト時は係止部４７ａ…）に前記係合部７３が当接する回動位置まで前記シフトドラム７５が回動したことを、該シフトドラム７６が設定角度Ｄα２を超えて回動したことを検出するのに基づいて確認した時刻ｔ５で、前記シフトモータ８５の作動速度を低下させて前記スライドシャフト７２の移動速度を低下させる制御を開始する。この際、ブレーキおよびデューティ制御の少なくとも一方で前記シフトモータ８５の作動速度を低下させる。

第６のステップでは、前記切換え対象の係止部に前記係合部７３が係合する回動位置まで前記シフトドラム７５が回動したことを、該シフトドラム７６が設定角度Ｄα３を超えて回動したことを検出するのに基づいて確認した時刻ｔ６で、前記駆動モータ２０の負荷を第１のステップを開始する前の負荷まで復帰させてその状態を保持するトルク復帰制御に移行する。

第７のステップでは、前記シフトスピンドル１００の回動量が設定回動量Ｓαに達したことを確認した時刻ｔ７で、シフトスピンドル１００を前記基準位置に戻すようにシフトモータ８５を作動させる。

さらに第８のステップでは、前記時刻ｔ７から所定時間Ｔ３が経過した時刻ｔ８で駆動モータ２０のトルク制御をトルク復帰制御からマップ制御に移行させる。

このような自動変速制御は、第２速から第３速へのシフトアップ時ならびにシフトダウン時にも基本的には同様である。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、駆動モータ２０からの動力が伝達されるメインシャフト４１に相対回転不能に設けられる第１〜第３速駆動ギヤ４３，４４，４５と、カウンタシャフト４２が有する円筒状のギヤ支持部４２ａに相対回転可能に支持される第１〜第３速従動ギヤ４６，４７，４８とが個別に噛合されており、第１〜第３速従動ギヤ４６〜４８に選択的に係合することを可能としたスライドシャフト７２がカウンタシャフト４２との相対回転を不能としてギヤ支持部４２ａ内に軸方向移動可能に挿入されるのであるが、スライドシャフト７２を軸方向に駆動するシフトドラム７５が、前記スライドシャフト７２を同軸に囲繞して配置されるので、スライドシャフト７２の端部の側方にシャフト駆動部材を配置するスペースを確保する必要がなく、しかもスライドシャフト７２およびシフトドラム７５の組み付け方向が同一であるので、コンパクトかつ組み付けが容易な構造でスライドシャフト７２を駆動することができる。

またカウンタシャフト４２の軸線と直交する方向で前記スライドシャフト７２から突出するガイドピン８１が該スライドシャフト７２に設けられ、軸線まわりの回動に応じて前記スライドシャフト７２を軸方向に変位させるシフトドラム７５に前記ガイドピン８１を嵌合させるガイド孔８２が設けられるので、シフトドラム７５を配置するスペースをメインシャフト４１およびカウンタシャフト４２以外に確保する必要がなく、メインシャフト４１、カウンタシャフト４２およびシフトドラム７５をコンパクトに纏めて配置することができる。

また運転者の変速操作に応じて揺動するとともに自動変速時にも揺動するシフトアーム８６に応じて回動する変速駆動ギヤ８７が、シフトドラム７５の外周に設けられる変速従動ギヤ８８に噛合するので、シフトアーム８６の揺動を、相互に噛合した変速駆動ギヤ８７および変速従動ギヤ８８を介してシフトドラム７５に伝達するようにして従来と同様のシフトドラム駆動機構を用いてシフトドラム７５を回動することができる。

また前記駆動モータ２０が支持されるケース２４内に、第１〜第３速駆動ギヤ４３〜４５および第１〜第３速従動ギヤ４６〜４８を収容する動力伝達室３０と、シフトアーム８６、変速駆動ギヤ８７および変速従動ギヤ８８を収容する変速室３１とが形成され、シフトドラム７５が動力伝達室３０および変速室３１に跨がって配置されるので、動力伝達室３０および変速室３１を隔てつつケース２４全体をコンパクトに構成することができる。

またシフトスピンドル１００およびシフトアーム８６の回動位置をシフトスピンドル回動位置検出手段１２５で検出し、シフトドラム７５の回動位置をシフトドラム回動位置検出手段１２６で検出するようにしているので、変速作動および作動完了をシフトスピンドル回動位置検出手段１２５およびシフトドラム回動位置検出手段１２６でそれぞれ検出するようにして自動変速を行うことができる。

また駆動モータ２０が、前記ケース２４内で前記動力伝達室３０に隣接して形成されるモータ室２９に収容、固定され、メインシャフト４１と、前記シフトドラム７５を回動する変速アクチュエータ８４が備える複数の軸８５ａ，９２，９６，１００，１１５，１２１とが、前記駆動モータ２０の軸線に沿う方向から見て該駆動モータ２０に重なる位置に配置されるので、駆動モータ２０、メインシャフト４１および変速アクチュエータ８４をコンパクトに配置することができる。

またカウンタシャフト４２からの動力が伝達される右後輪ＷＲＲが変速室３１の右側の外側方に配置され、前記右後輪ＷＲＲを制動することを可能として右後輪ＷＲＲのホイール６６Ｒ内に配置されるドラムブレーキＢＲの一部であるブレーキパネル６７が、前記ケース２４の右側カバー部材２８から前記右後輪ＷＲＲ側に突出する突出部２８ｂの先端部に支持され、前記スライドシャフト７２の前記変速室３１側の端部を摺動可能に嵌合させる有底の嵌合孔７７が前記突出部２８ｂの一部に形成されるので、スライドシャフト７２の変速室３１側の端部を支持する部分を前記延出部２８ｂとは別に設けることを不要としてケース２４をコンパクトに構成することができる。

また第１〜第３従動ギヤ４６〜４８がそれぞれ有する係止部４６ａ〜４８ａに選択的に係合するポール７３がスライドシャフト７２に設けられており、スライドシャフト７２の軸方向移動範囲には、前記係止部４６ａ〜４８ａに前記ポール７３を択一的に係合させる第１〜第３変速領域Ａ１〜Ａ３と、前記係止部４６ａ〜４８ａのいずれに対しても前記ポール７３を非係合状態とするようにして第１〜第３変速領域Ａ１〜Ａ３相互間に配置される第１および第２中立領域Ｎ１，Ｎ２とが設定されており、前記駆動モータ２０および前記シフトモータ８５の作動を制御する制御装置１３０は、その自動変速での第１〜第４のステップではシフトスピンドル１００を基準位置から回動させるようにシフトモータ８５の作動を開始するととともに駆動モータ２０の負荷をカットし、スライドシャフト７２が中立領域に移動するのに応じて目標回転数に駆動モータ２０の回転数を制御し、その後でスライドシャフト７２を中立領域に保持したままシフトスピンドル１００を基準位置に戻し、シフトスピンドル１００が基準位置に戻った状態で駆動モータ２０の回転数が目標回転数であるときに切換え対象の変速領域側にスライドシャフト７２を移動させるようにしており、駆動モータ２０のトルク制御をしつつ中立領域でスライドシャフト７２を一旦停止させるようにして、駆動源である駆動モータ２０およびメインシャフト４１間にクラッチが設けられていなくても滑らかな自動変速が可能となる。

また前記制御装置１３０は、第４のステップに続く第５〜第６のステップで、スライドシャフト７２が中立領域から移動するにあたって、係止部４６ａ〜４８ａのうち切換え対象の係止部にポール７３が当接する際にスライドシャフト７２の移動速度を低下させるようにして変速ショックを低減し、切換え対象の係止部に前記ポール７３が係合するのに応じて駆動モータ２０の負荷を復帰させるのでスムーズな自動切換えが可能となる。

さらに第１のステップで前記シフトモータ８５の作動の開始時から所定時間Ｔ２の間隔をあけて前記駆動モータ２０の負荷をカットするようにしているので、車両の走行感を損なうことなく自動変速を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

２０・・・駆動源である駆動モータ
２１・・・変速装置
４１・・・メインシャフト
４２・・・カウンタシャフト
４２ａ・・・ギヤ支持部
４３，４４，４５・・・駆動ギヤ
４６ａ，４７ａ，４８ａ・・・係止部
７２・・・スライドシャフト
７３・・・係合部であるポール
７５・・・シフトドラム
８４・・・変速用アクチュエータ
８５・・・変速用動力源であるシフトモータ
１００・・・シフトスピンドル
１０７・・・挟みばね
１２５・・・シフトスピンドル回動位置検出手段
１２６・・・シフトドラム回動位置検出手段
１３０・・・制御装置
１３２・・・車速検出手段
１３３・・・回転数検出手段
１３４・・・アクセル操作量検出手段
ＷＲＬ・・・駆動輪である左後輪
ＷＲＲ・・・駆動輪である右後輪

Claims (4)

1. 駆動源（２０）からの動力が伝達されるメインシャフト（４１）と、該メインシャフト（４１）に相対回転不能に設けられる複数の駆動ギヤ（４３，４４，４５）と、前記メインシャフト（４１）と平行な軸線を有するとともに駆動輪（ＷＲＬ，ＷＲＲ）に連動、連結されるカウンタシャフト（４２）と、複数の前記駆動ギヤ（４３〜４５）に個別に噛合して前記カウンタシャフト（４２）に相対回転可能に支持される複数の従動ギヤ（４６，４７，４８）と、複数の前記従動ギヤ（４６〜４８）がそれぞれ有する係止部（４６ａ，４７ａ，４８ａ）に選択的に係合する係合部（７３）を有して前記カウンタシャフト（４２）内に相対回転不能かつ軸方向移動可能に挿入されるスライドシャフト（７２）と、該スライドシャフト（７２）を軸方向に駆動するように回動し得るシフトドラム（７５）と、正逆回転可能な変速用動力源（８５）ならびに該変速用動力源（８５）の作動に応じて回動するシフトスピンドル（１００）を有するとともに該シフトスピンドル（１００）の往復回動に応じて前記シフトドラム（７５）を１変速段だけ回動駆動する変速用アクチュエータ（８４）とを備え、複数の前記従動ギヤ（４６〜４８）がそれぞれ有する前記係止部（４６ａ〜４８ａ）に前記スライドシャフト（７２）の前記係合部（７３）を択一的に係合させる複数の変速領域と、複数の前記係止部（４６ａ〜４８ａ）のいずれに対しても前記係合部（７３）を非係合状態とするようにして複数の前記変速領域相互間に配置される中立領域とが前記スライドシャフト（７２）の軸方向移動範囲に設定される車両用変速装置において、前記シフトスピンドル（１００）の回動位置を検出するシフトスピンドル回動位置検出手段（１２５）と、前記シフトドラム（７５）の回動位置を検出するシフトドラム回動位置検出手段（１２６）と、車速検出手段（１３２）と、前記駆動源（２０）の回転数を検出する回転数検出手段（１３３）と、アクセル操作量検出手段（１３４）と、それらの検出手段（１２５，１２６，１３２，１３３，１３４）の検出値に応じて前記駆動源（２０）および前記変速用動力源（８５）の作動を制御する制御装置（１３０）とを含み、自動変速時に前記制御装置（１３０）は、前記駆動源（２０の回転数が所定時間連続して設定回転数からずれるのに応じて前記シフトスピンドル（１００）を基準位置から回動させるべく前記変速用動力源（８５）の作動を開始するととともに前記駆動源（２０）の負荷をカットする第１のステップと、前記スライドシャフト（７２）が中立領域に入るまで前記シフトドラム（７５）が回動したことを確認するのに応じて前記回転数検出手段および前記アクセル操作量検出手段の検出値に基づいて定めた目標回転数に前記駆動源（２０）の回転数を制御する第２のステップと、前記スライドシャフト（７２）が中立領域にある状態で前記シフトスピンドル（１００）の回動量が設定回動量に達したことを確認するのに応じて前記スライドシャフト（７２）を中立領域に保持したまま前記シフトスピンドル（１００）を前記基準位置に戻すように前記変速用動力源（８５）を作動させる第３のステップと、前記シフトスピンドル（１００）が前記基準位置に戻ったことを確認した後に前記駆動源（２０）の回転数が目標回転数である状態を確認するのに応じて複数の前記変速領域のうち切換え対象となる変速領域側に前記スライドシャフト（７２）を駆動すべく前記変速用動力源（８５）を作動させる第４のステップとを、この順で実行することを特徴とする車両用変速装置。
2. 前記制御装置（１３０）が、第４のステップを実行した後に、複数の前記係止部（４６ａ〜４８ａ）のうち切換え対象の係止部に前記係合部（７３）が当接する回動位置まで前記シフトドラム（７５）が回動したことを確認するのに応じて前記変速用動力源（８５）の作動速度を低下させて前記スライドシャフト（７２）の移動速度を低下させる第５のステップと、前記切換え対象の係止部に前記係合部（７３）が係合する回動位置まで前記シフトドラム（７５）が回動したことを確認するのに応じて前記駆動源（２０）の負荷を第１のステップを開始する前の負荷まで復帰させてその状態を保持する第６のステップとを、順次実行することを特徴とする請求項１記載の車両用変速装置。
3. 前記シフトスピンドル（１００）を基準位置に戻す側に付勢するばね（１０７）を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用変速装置。
4. 前記制御装置（１３０）は、その第１のステップで前記変速用動力源（８５）の作動の開始時から所定時間の間隔をあけて前記駆動源（２０）の負荷をカットすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用変速装置。

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