JP6379147B2 - 変速機のギヤ操作機構 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸とギヤとの回転を同期させるスリーブと、該スリーブを摺動させるシフトフォークとを備える変速機のギヤ操作機構に関する。

従来、例えば、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）のほか、ＡＭＴ（Automatic Manual Transmission）、デュアルクラッチトランスミッションなど各種の変速機は、複数段の変速ギヤ列を有しており、運転者によるシフトレバーの操作又はアクチュエータ機構の駆動によって変速段を切り換えて各段のギヤを噛合させる（例えば、特許文献１参照）。これにより、走行条件に応じてエンジンの動力を変換して出力することで、車輪を駆動するように構成されている。このような変速機においては、ギヤの噛み合い状態の切り換えを伴う変速の際に、シンクロ荷重を低減して変速操作を迅速且つ容易に行うための機構として、同期装置（シンクロメッシュ機構）を備えている。

上記のような同期装置は、回転軸に固設されているハブと、回転軸に相対回転自在に配置されているギヤと、回転軸の軸方向において摺動可能であり、ハブおよびギヤに係合することで回転軸とギヤとの回転を同期させるシンクロスリーブと、シンクロスリーブを軸方向に摺動させるためのシフトフォークと、シフトフォークが取り付けられたシフトフォークシャフトと備える。そして、シフトフォークシャフトの軸方向への移動に応じて、シフトフォークでシンクロスリーブを軸方向に摺動させることで、所定の変速段を形成するように構成されている。

上記シフトフォークを操作するには、シフトフォークを軸に沿って移動させるギヤ操作機構を用いる。例えば、特許文献２に示すギヤ操作機構は、シフトフォークを軸方向に移動自在になるように支持するシフトシャフトを、アクチュエータによって回転可能に及び軸方向に移動させる。そして、シフトシャフト上に設けられ積層配置された複数の係合片を軸方向に移動させることで、当該係合片と一体配置されるシフトフォークを軸方向に移動させる。

特許文献２に記載の技術では、所定のギヤに対応する所定のシフトフォークを操作しようとすると、所定のシフトフォークを動作させる所定の係合片は、インギヤ方向に移動させられる。これと同時に、他のギヤに対応する他のシフトフォークを動作させる他の係合片は、オフギヤ方向に移動させられる。各係合片の移動は、前記シフトシャフトに付帯された一つのインギヤ用係合カムと、複数のオフギヤ用係合カムにより行っている。このようなギヤ操作機構において、ギヤにおける伝達トルクが大きい場合であっても、インギヤ及びオフギヤの動作をより確実に行うことにより、ギヤ操作を確実に行う必要があった。

国際公開第２０１４／１２５７２２号公報 特開２０１５−１５４５１９号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ギヤ操作をより確実に行うギヤ操作機構を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる変速機のギヤ操作機構（１００）は、車両に搭載される変速機（５０）が具備する回転軸（内側メイン軸ＩＭＳ、セカンダリ軸ＳＳ、リバース軸ＲＶＳ）に付帯される同期機構（１速同期機構８１、２−６速同期機構８２、３−７速同期機構８３、４速同期機構８４、５速同期機構８５、リバース同期機構８９）を操作するためのフォーク部（１４１〜１４５）を操作する変速機のギヤ操作機構であって、動力源（アクチュエータ部１１０）と、前記動力源により駆動され回転方向及び軸方向に移動自在に支持された操作軸（シフトシャフト１２０）と、前記フォーク部に対応する***作部材（１３１〜１３５）と、前記操作軸に付帯され前記***作部材を基準位置と係合位置との間を移動させる操作用係合片（インギヤ用係合片１２１）と、前記操作軸に付帯され前記***作部材を前記係合位置から前記基準位置に戻す解除用係合片（オフギヤ用係合片１２２〜１２５）と、前記操作軸の動作を制御する制御部（１０５）と、を有し、前記制御部は、前記***作部材を前記係合位置から前記基準位置に戻す場合に、前記解除用係合片を用いる第１解除モードと、前記操作用係合片を用いる第２解除モードと、を有することを特徴とする。

このように、制御部が前記***作部材を前記係合位置から前記基準位置に戻す場合に、前記解除用係合片を用いる前記第１解除モードのみならず、前記基準位置と前記係合位置との間を移動させるための移動量の多い前記操作用係合片を用いる前記第２解除モードを用いることで、より確実に前記***作部材及びこれと一体的に構成される前記フォーク部を移動させることができ、例えば、締結されているギヤと前記同期機構との間の伝達動力が大きい場合であっても、前記フォーク部により移動される前記同期機構のギヤに対する係合を確実に外すことができる。これにより、ギヤ操作をより確実に行うことができる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、前記制御部は、前記回転軸と前記同期機構との間の伝達動力が所定未満の場合には、前記第１解除モードを用い、前記回転軸と前記同期機構との間の伝達動力が所定以上の場合には前記第２解除モードを用いることを特徴としてもよい。このように、伝達動力が所定以上の大きさとなる場合に、前記操作用係合片を用いて前記***作部材を確実に移動させることで、伝達動力が所定以上の大きさであっても、確実に解除動作を行うことができる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、前記操作用係合片の長さは、前記解除用係合片よりも長く形成されることとしてもよい。このように、前記操作用係合片を前記解除用係合片よりも長く形成することにより、前記***作部材の操作量が大きくなる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、前記***作部材は、二方向に移動可能であり、前記***作部材のうちいずれかの前記***作部材（１３１）は、一方に移動した場合に対応する前記同期機構（８１）を移動させ、他方へ移動した場合にいずれの前記同期機構をも移動させないように構成することを特徴としてもよい。このように、***作部材（１３１）を他方へ移動した場合にいずれの前記同期機構をも移動させないように構成すると、一方に移動して係合位置にある***作部材の係合を解除する際に、一旦係合位置から基準位置に戻した後、更に他方側に***作部材を移動した場合であっても、いかなるギヤもインギヤしない。これにより、変速時に、オフギヤを行う際、***作部材を前記他方側へ大きく移動することができる。すると、たとえ***作部材に大きな荷重がかかっていたとしても、確実にオフギヤを行うことができる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、前記***作部材は複数であり、前記制御部は、前記***作部材のうち、所定の***作部材（１速シフト部材１３１）には前記第２解除モードを用い、前記所定の***作部材以外の***作部材（４速−Ｒシフト部材１３２、３−７速シフト部材１３３、２−６速シフト部材１３４、５速−Ｐシフト部材１３５）には前記第１解除モードを用いることを特徴としてもよい。すなわち、前記複数の***作部材のうち、前記所定の***作部材に伝達動力が大きくかかることが予め分かっている場合に、前記所定の***作部材の係合解除を行う場合には、前記第２解除モードを用いることを決めておけば、制御の設定が簡単となる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、前記制御部は、前記第２解除モードを用いる場合、前記操作用係合片（１２１）を前記所定の***作部材（１３１）に隣接する位置で待機させた後、係合解除動作を行うこととしてもよい。このように、操作用係合片（１２１）が前記所定の***作部材に隣接する位置で予め待機しておくことにより、前記所定の***作部材の係合解除を迅速に行うことができ、ギヤ操作を確実に行うのみならず、応答性も良くなる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、前記制御部は、パーキング指示があった場合に前記第１解除モードを用いることを特徴としてもよい。パーキング指示があった場合に、前記解除用係合片（１２２）を用いた第１解除モードにより係合解除を行うことで、前記解除用係合片（１２２）によるオフギヤと前記操作用係合片による***作部材（１３５）のパーキング側へのインギヤ操作を同時に行うことができる。よって、ギヤ操作の応答性が良くなる。

また、上記変速機のギヤ操作機構において、勾配を判定する勾配判定部（１０６）をさらに有し、前記制御部は、車両の停止時に前記勾配判定部により勾配が所定値以上と判断された場合には、前記操作用係合片（１２１）を、パーキングギヤに対応する***作部材（１３５）に隣接する位置で待機させることを特徴としてもよい。このように、車両の停止時に所定値以上の勾配である場合に、パーキングギヤに対応する***作部材に隣接する位置で前記操作用係合片を予め待機しておくことにより、パーキングギヤに対応する前記***作部材のインギヤ操作を迅速に行うことができ、ギヤの応答性が良くなる。

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるギヤ操作機構によれば、ギヤ操作をより確実に行うことができる。

変速機の一例のスケルトン図である。 同期機構を示す断面図である。 ギヤ操作機構の一部を示す部分拡大斜視図である。 ギヤ操作機構の一部を示す側面図である。 ギヤ操作機構におけるシフト部材の係合動作及び解除動作（第１解除モード）を説明する図である。 ギヤ操作機構におけるシフト部材の解除動作（第２解除モード）を説明する図である。 第１解除モードのシフトシャフトの動作を説明する図である。 第２解除モードのシフトシャフトの動作を説明する図である。 本実施形態の制御のフローチャートである。 本実施形態の変形例の制御のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の本実施形態を詳細に説明する。ギヤ操作機構１００の詳細構成を理解するために、まず、ギヤ操作機構１００を有する変速機５０について概略説明し、その後、ギヤ操作機構１００に関連する説明を行う。

図１は、変速機５０の一例のスケルトン図である。図１に示す変速機５０は、前進７速、後進１速の平行軸式トランスミッションであり、乾式のデュアルクラッチ式変速機（ＤＣＴ）である。

変速機５０は、奇数段用の第一クラッチＣ１を介して断接可能にエンジン等の内燃機関２に結合する内側メイン軸ＩＭＳと、偶数段用の第二クラッチＣ２を介して断接可能に該内燃機関２に結合するセカンダリ軸ＳＳと、内側メイン軸ＩＭＳ及びセカンダリ軸ＳＳに設けられた変速ギヤ機構を介して結合し、選択された変速段に対応する回転出力を生じるカウンタ軸ＣＳと、内側メイン軸ＩＭＳの一端側に設けられたプラネタリギヤ機構５とを具備する。

内側メイン軸ＩＭＳの一端には電動機３が配置される。電動機３では、回転子であるロータ３ａが、電動機３の固定子であるステータ３ｂに対して一体回転するように固定される。変速機５０は、内燃機関２及び電動機３を駆動源とするハイブリッド車両の変速機である。カウンタ軸ＣＳは、図示しないディファレンシャル機構に結合され、車両の駆動輪を駆動する。内側メイン軸ＩＭＳの電動機３寄りの一端には、プラネタリギヤ機構５が配置される。

第二クラッチＣ２の出力側には、外側メイン軸ＯＭＳが接続されており、この外側メイン軸ＯＭＳは、内側メイン軸ＩＭＳの外筒をなすように、同心状に配置されている。外側メイン軸ＯＭＳは、アイドル軸ＩＤＳを介してリバース軸ＲＶＳおよびセカンダリ軸ＳＳに常時係合し、第二クラッチＣ２の回転出力がリバース軸ＲＶＳおよびセカンダリ軸ＳＳに伝達される。

内側メイン軸ＩＭＳ上には、３速駆動ギヤ７３、７速駆動ギヤ７７、５速駆動ギヤ７５がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。３速駆動ギヤ７３と７速駆動ギヤ７７との間に３−７速同期機構８３が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、５速駆動ギヤ７５に対応して５速同期機構８５が軸方向にスライド可能に設けられる。また、プラネタリギヤ機構５のキャリアと内側メイン軸ＩＭＳ上の３速駆動ギヤ７３との間には、１速同期機構８１が設けられる。１速同期機構８１を切り替えることにより、プラネタリギヤ機構５のピニオンギヤの回転駆動力をキャリアを介してカウンタ軸ＣＳに伝達する。内側メイン軸ＩＭＳに関連して設けられたこれらのギヤ及び切替機構によって、奇数段（１、３、５、７速）の変速段を実現するための第一変速機構ＧＲ１が構成される。

セカンダリ軸ＳＳ上には、２速駆動ギヤ７２、６速駆動ギヤ７６、４速駆動ギヤ７４がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。２速駆動ギヤ７２と６速駆動ギヤ７６との間に２−６速同期機構８２が軸方向にスライド可能に設けられ、かつ、４速駆動ギヤ７４に対応して４速同期機構８４が軸方向にスライド可能に設けられる。セカンダリ軸ＳＳに関連して設けられたこれらのギヤ及び切替機構によって、偶数段（２、４、６速）の変速段を実現するための第二変速機構ＧＲ２が構成される。

第一変速機構ＧＲ１及び第二変速機構ＧＲ２の各駆動ギヤは、カウンタ軸ＣＳ上に設けられる、第一従動ギヤ６１、第二従動ギヤ６２に、第三従動ギヤ６３の対応するギヤと噛み合う。このように噛み合うことにより、カウンタ軸ＣＳを回転駆動する。

リバース軸ＲＶＳ上には、リバース駆動ギヤ７９が相対回転可能に同心状に配置される。リバース駆動ギヤ７９に対応してリバース同期機構８９が軸方向にスライド可能に設けられる。また、リバース軸ＲＶＳには、外側メイン軸ＯＭＳ上のギヤに係合するアイドルギヤ７８が固定されている。これにより、第二クラッチＣ２の回転が外側メイン軸ＯＭＳ及びアイドルギヤ７８を介してリバース軸ＲＶＳに伝達され、リバース駆動ギヤ７９が回転する。リバース駆動ギヤ７９は、カウンタ軸ＣＳ上のリバース従動ギヤ６９に噛み合っている。

次に、変速機５０が備える各同期機構の構成について説明する。なお、以下の説明では、２−６速同期機構８２を例として説明するが、他の同期機構も同様の構成である。図２は、同期機構８２を示す断面図である。同図に示す同期機構８２は、変速機５０が備える２速段と６速段用の同期機構であって、軸方向の両側それぞれに配置された２速駆動ギヤ７２用の同期結合機構と６速駆動ギヤ７６用の同期結合機構とを備えている。

ここで、上記の２速駆動ギヤ７２用の同期結合機構と６速駆動ギヤ７６用の同期結合機構は、軸方向で対称なほぼ同一の構成であるため、以下では２速駆動ギヤ７２用の同期結合機構の構成及び動作を中心に説明する。また、以下の説明で軸方向、径方向というときは、セカンダリ軸ＳＳの軸方向及び径方向を指し、右、左というときは、図２に示す状態でのセカンダリ軸ＳＳの軸方向に沿った右方向、左方向を指すものとする。

同期機構８２は、セカンダリ軸ＳＳ上の２速駆動ギヤ７２をセカンダリ軸ＳＳに対して同期結合させるための機構である。２速駆動ギヤ７２は、ニードルベアリング９１を介してセカンダリ軸ＳＳの外周に相対回転自在に支持されている。軸方向における２速駆動ギヤ７２の一方の側部には、セカンダリ軸ＳＳにスプライン結合された環状のシンクロハブ９２が設置されており、シンクロハブ９２の外周側には、軸方向に沿って摺動自在にスプライン結合されたスリーブ１９０が設置されている。シンクロハブ９２の外周面には、スプライン歯９２ａが形成されており、スリーブ１９０の内周面には、シンクロハブ９２のスプライン歯９２ａに噛み合うスプライン歯１９０ａが形成されている。スリーブ１９０は、外周の凹部１９０ｂに係合するフォーク部２４によって、図２に示すニュートラル位置から左右それぞれに移動するようになっている。

シンクロハブ９２の一方の側面（２速駆動ギヤ７２側の側面）に形成された環状凹部９２ｂには、ブロッキングリング９３が設置されている。ブロッキングリング９３は、径方向の外側に配置されたアウターリング９３ａと、径方向の内側に配置されたインナーリング９３ｂと、径方向におけるアウターリング９３ａとインナーリング９３ｂとの間に挟まれたシンクロコーン９３ｃとで構成される。

２速駆動ギヤ７２におけるブロッキングリング９３側の端部には、２速駆動ギヤ７２と一体に形成されたギヤドグ９４が設けられており、ギヤドグ９４の外周には、ドグ歯９４ｂが形成されている。アウターリング９３ａの外周には、ドグ歯９３ｄが形成される。これらドグ歯９４ｂ及びドグ歯９３ｄは、軸方向で互いに隣接する位置に配列される。ブロッキングリング９３の外周には、環状のシンクロスプリング９５が設置される。

次に、上記構成の同期機構８２におけるギヤ操作時の同期結合動作について説明する。図２に示すように、スリーブ１９０がニュートラル位置にあるときは、ブロッキングリング９３には荷重が作用しない。したがって、アウターリング９３ａ及びインナーリング９３ｂとシンクロコーン９３ｃとの間には摩擦力が発生しておらず、シンクロコーン９３ｃは、アウターリング９３ａ及びインナーリング９３ｂに対して相対回転可能な状態にある。そのため、アウターリング９３ａ及びインナーリング９３ｂはシンクロハブ９２と一体的に回転し、シンクロコーン９３ｃは２速駆動ギヤ７２と一体的に回転する。したがって、スリーブ１９０と２速駆動ギヤ７２との間には、同期作用が発生しない。

この状態で、スリーブ１９０をシンクロハブ９２に対して左方向に移動させると、スリーブ１９０とアウターリング９３ａとがシンクロスプリング９５を介して摺動する。その後、スリーブ１９０のスプライン歯１９０ａの先端に設けたチャンファ（図示せず）がアウターリング９３ａのドグ歯９３ｄに設けたチャンファ（図示せず）に接触する。

これによって、アウターリング９３ａが軸方向に押されることで、シンクロコーン９３ｃとアウターリング９３ａ及びインナーリング９３ｂとの間に同期のための摩擦力が発生する。その結果、当該摩擦力でシンクロコーン９３ｃがスリーブ１９０と一体化し、シンクロコーン９３ｃに係合している２速駆動ギヤ７２の回転がスリーブ１９０の回転に同期する。

スリーブ１９０がさらに左方向に移動すると、スプライン歯１９０ａのチャンファとアウターリング９３ａのドグ歯９３ｄのチャンファとの係合が外れ、スプライン歯１９０ａとドグ歯９３ｄが完全に噛み合う。そして、スリーブ１９０がさらに左方向に移動すると、スプライン歯１９０ａのチャンファと２速駆動ギヤ７２側のドグ歯９４ｂのチャンファとが係合し、その楔作用でスリーブ１９０及び２速駆動ギヤ７２が僅かに相対回転することにより、スリーブ１９０のスプライン歯１９０ａが２速駆動ギヤ７２のドグ歯９４ｂ側に噛み合って２速段（２速インギヤ状態）が確立する。

次に、同期機構８１，８２，８３，８４，８５，８９を操作するためのギヤ操作機構１００について説明する。図３は、ギヤ操作機構１００の一部を示す部分拡大斜視図である。図４は、ギヤ操作機構１００の一部を示す側面図である。なお、図３では、後述するシフトシャフト１２０及びアクチュエータ部１１０の図示を省略している。また、図４では、後述するシフト部材１３１〜１３５は、その一部のみ（突片１３１ａ〜１３５ａのみ）を部分的に切断した状態での断面図で示している。なお、シフト部材１３１〜１３５とフォーク部１４１〜１４５の、各同期機構８１，８２，８３，８４，８５，８９に対する割り当ては、必ずしも、本実施形態の図３及び図４に示すものに限られない。

図３及び図４に示すように、ギヤ操作機構１００は、回転方向及び軸方向に移動自在に支持されたシフトシャフト１２０を有する。シフトシャフト１２０は、アクチュエータ部１１０により、回転方向の操作（シフト操作）及び軸方向の操作（セレクト操作）がされる。

シフトシャフト１２０の位置や姿勢の制御は、制御部１０５からの指令により駆動されるアクチュエータ部１１０を介して行われる。制御部１０５には、車両の駆動輪が接地している路面の勾配を判定する加速度センサ等の勾配判定部１０６から勾配情報が伝達される。また、制御部１０５には、車両の速度を判定する速度センサ等の速度判定部１０７から速度情報が伝達される。

シフトシャフト１２０には、１個のインギヤ用係合片１２１と、その上下に２つずつ、合計４個のオフギヤ用係合片１２２〜１２５が設けられる。また、インギヤ用係合片１２１及びオフギヤ用係合片１２２〜１２５に係合する位置には、図中水平方向に移動するシフト部材１３１〜１３５がそれぞれ配置される。

シフト部材１３１〜１３５には、各軸に配置されるスリーブ１９０に係合する爪状のフォーク部１４１〜１４５が一体的に配置される。また、シフト部材１３１〜１３５には、フォーク部１４１〜１４５を軸方向に移動可能にガイドする、フォークシャフト１５１〜１５５とを備える。

また、図示は省略するが、シフト部材１３１〜１３５がシフト方向（フォークシャフト１５１〜１５５の軸方向）に移動したときに、シフト部材１３１〜１３５をインギヤ位置で保持するためのディテント荷重を発生するディテント機構が設けられている。

複数のシフト部材１３１〜１３５を具体的に説明する。図３に示すように、シフト部材１３１〜１３５は、いずれもフォークシャフト１５１〜１５５の軸方向に沿って二方向に移動可能である。

１速シフト部材１３１は、内側メイン軸ＩＭＳ上の１速同期機構８１のスリーブを操作する。なお、１速シフト部材１３１は、一方に移動した場合１速インギヤが行われるが、他方は空のスロットとなっている。このため、他方に１速シフト部材１３１を移動させたとしても、いずれの同期機構のスリーブも操作されない。

４速−Ｒシフト部材１３２は、セカンダリ軸ＳＳ上の４速同期機構８４のスリーブ及びリバース軸ＲＶＳ上のリバース同期機構８９のスリーブを操作する。３−７速シフト部材１３３は、内側メイン軸ＩＭＳ上の３−７速同期機構８３のスリーブを操作する。２−６速シフト部材１３４は、セカンダリ軸ＳＳ上の２−６速同期機構８２のスリーブを操作する。５速−Ｐシフト部材１３５は、内側メイン軸ＩＭＳ上の５速同期機構８５のスリーブ及びパーキングギヤのスリーブ（不図示）を操作する。

図３に示すように、本実施形態においては、１速シフト部材１３１が一方に移動した場合にはフォーク部１４１を介して１速同期機構８１が１速ギヤ（Ｌｏｗギヤ）にインギヤ（係合）するようになっており、１速シフト部材１３１が他方に移動した場合にはどのギヤにも係合しない。

同様に、４速−Ｒシフト部材１３２が一方に移動した場合には不図示のフォーク部１４２を介して４速同期機構８４が４速ギヤにインギヤし、４速−Ｒシフト部材１３２が他方に移動した場合には不図示のフォーク部１４２を介してリバース同期機構８９がリバースギヤにインギヤする。３−７速シフト部材１３３が一方に移動した場合にはフォーク部１４３を介して３−７速同期機構８３が３速ギヤにインギヤし、３−７速シフト部材１３３が他方に移動した場合にはフォーク部１４３を介して３−７速同期機構８３が７速ギヤにインギヤする。

２−６速シフト部材１３４が一方に移動した場合には不図示のフォーク部１４４を介して２−６速同期機構８２が２速ギヤにインギヤし、２−６速シフト部材１３４が他方に移動した場合には不図示のフォーク部１４４を介して２−６速同期機構８２が６速ギヤにインギヤする。５速−Ｐシフト部材１３５が一方に移動した場合には不図示のフォーク部１４５を介して５速同期機構８５が５速ギヤにインギヤし、５速−Ｐシフト部材１３５が他方に移動した場合には不図示のフォーク部１４５を介してパーキングギヤにインギヤする。

各シフト部材１３１〜１３５には、シフトシャフト１２０を挿通させる切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂ（切欠溝）が形成される。また、シフト部材１３１〜１３５の外周は、略矩形の平板状の突片１３１ａ〜１３５ａとなっている。突片１３１ａ〜１３５ａ及び切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂは、シフトシャフト１２０の軸方向に沿って、互いが重なる位置に配置されている。

シフトシャフト１２０に設けた複数のオフギヤ用係合片１２２〜１２５は、インギヤ用係合片１２１に対して軸方向に位置をずらして設けられている。オフギヤ用係合片１２２〜１２５は、インギヤ用係合片１２１よりもその突出寸法が小さな寸法に形成され、互いに同形状に形成される。

図４に示すように、ギヤ操作機構１００では、アクチュエータ部１１０がシフトシャフト１２０を回転方向へ回動（シフト）し、且つ軸方向へ移動（セレクト）するように構成している。そして、インギヤ用係合片１２１が切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂのいずれかの内周縁に当接して押圧すると、シフト部材１３１〜１３５が移動する。すると、シフト部材１３１〜１３５を介して対応するシンクロスリーブ１９０が軸方向に移動し、対応するギヤとシャフトが連結する。

インギヤ用係合片１２１及びオフギヤ用係合片１２２〜１２５は、シフトシャフト１２０の軸方向において一つおきのシフト部材１３１〜１３５に対応する位置に設けられている。これにより、インギヤ用係合片１２１が第一変速機構ＧＲ１の同期機構８１，８３，８５（奇数変速段用の同期機構）のシフト部材１３１，１３３，１３５のいずれかに対応する位置にあるとき、オフギヤ用係合片１２２〜１２５のいずれかが、第一変速機構ＧＲ１の他の同期機構８１，８３，８５のシフト部材１３１，１３３，１３５に対応する位置に配置される。

同様に、インギヤ用係合片１２１が第二変速機構ＧＲ２の同期機構８２，８４（偶数変速段用の同期機構）のシフト部材１３２，１３４のいずれかに対応する位置にあるとき、オフギヤ用係合片１２２〜１２５のいずれかが、第二変速機構ＧＲ２の他の同期機構８２，８４のシフト部材１３２，１３４に対応する位置に配置される。なお、図４においては、インギヤ用係合片１２１が、２−６速シフト部材１３４に対応する位置に配置される場合を示している。この場合、オフギヤ用係合片１２３は、４速−Ｒシフト部材１３２に対応する位置に配置される。

この構成により、中立状態となるオフギヤ位置（基準位置）にあるいずれかのシフト部材１３１〜１３５の切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂ内にインギヤ用係合片１２１を位置させた状態でシフトシャフト１２０を回転させると、インギヤ用係合片１２１が切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂの内周縁に当接する。そして、インギヤ用係合片１２１が切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂの内周縁を押圧することで、シフト部材１３１〜１３５をインギヤ位置に移動させる。

一方、インギヤ位置にあるいずれかのシフト部材１３１〜１３５の切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂ内にオフギヤ用係合片１２２〜１２５を位置させた状態でシフトシャフト１２０を回転させると、オフギヤ用係合片１２２〜１２５が切欠孔１３１ｂ〜１３５ｂの内周縁に当接してこれを押圧する。これにより、シフト部材１３１〜１３５を基準位置に移動させる。

図５を用いて、インギヤ用係合片１２１及びオフギヤ用係合片１２２〜１２５を用いたシフト部材１３１〜１３５の動作を説明する。図５は、ギヤ操作機構１００におけるシフト部材１３１〜１３５の係合動作及び解除動作（第１解除モード）を説明する図である。同図では、動作するシフト部材１３１〜１３５のうち、係合操作（インギヤ操作）がなされる、５速−Ｐシフト部材１３５の突片１３５ａと、係合解除操作（オフギヤ操作）がなされる３−７速シフト部材１３３の突片１３３ａの位置を図示している。図５（ａ）に示す状態では、５速−Ｐシフト部材１３５が基準位置にあり、３−７速シフト部材１３３が７速インギヤ位置にある。

図５（ｂ）に示すように、シフトシャフト１２０が時計回りに回動すると、インギヤ用係合片１２１も同様に回動する。すると、インギヤ用係合片１２１は、５速−Ｐシフト部材１３５の切欠孔１３５ｂの内周縁に当接する。一方、シフトシャフト１２０が時計回りに回動すると、オフギヤ用係合片１２２も同様に回動する。オフギヤ用係合片１２２は、インギヤ位置にある３−７速シフト部材１３３の切欠孔１３３ｂの内周縁に当接し、図中左方に押圧される。

図５（ｃ）に示すように、さらにシフトシャフト１２０が回動すると、同軸に固定されているインギヤ用係合片１２１及びオフギヤ用係合片１２２が同様に回動する。これにより、５速−Ｐシフト部材１３５は、図中右方に押圧され、３−７速シフト部材１３３は、基準位置にとどまる。

図５（ｄ）に示すように、５速−Ｐシフト部材１３５が５速インギヤ位置になり、３−７速シフト部材１３３が基準位置になった場合、ギヤシフトは完了する。すると、制御部１０５は、シフトシャフト１２０を元の角度に戻す。

このように、ギヤ操作機構１００を用いることで、基準位置にある一のシフト部材をインギヤ用係合片１２１で押圧してインギヤ位置に移動させる。これと同時に、インギヤ位置にある他のシフト部材をオフギヤ用係合片１２２〜１２５のいずれかによって基準位置に戻すことができる。

なお、図５における解除動作では、３−７速シフト部材１３３をオフギヤ用係合片１２２を用いて基準位置に戻した。このように、オフギヤ用係合片１２２〜１２５を用いてオフギヤ（係合解除）を行い、シフト部材１３１〜１３５のいずれかを基準位置に戻すモードを、第１解除モードという。これに対して、インギヤ用係合片１２１を用いてオフギヤを行い、シフト部材１３１〜１３５のいずれかを基準位置に戻すモードを、第２解除モードという。制御部１０５は、第１解除モードと、次に示す第２解除モードを選択することができる。

図６を用いて第２解除モードを説明する。図６は、ギヤ操作機構１００におけるシフト部材１３１の解除動作（第２解除モード）を説明する図である。同図では、動作するシフト部材１３１〜１３５のうち、係合解除操作がなされる１速シフト部材１３１を図示している。図６（ａ）に示す状態では、１速シフト部材１３１が１速インギヤ位置にある。

図６（ｂ）に示すように、シフトシャフト１２０が時計回りに回動すると、インギヤ用係合片１２１も同様に回動する。すると、インギヤ用係合片１２１は、１速シフト部材１３１の切欠孔１３１ｂの内周縁に当接し、図中右方に押圧される。図６（ｃ）に示すように、１速シフト部材１３１が基準位置になった場合、制御部１０５は、シフトシャフト１２０を元の角度に戻す。

このように、通常、インギヤのために用いるインギヤ用係合片１２１を、第２解除モードでは、オフギヤのために用いることとなる。インギヤ用係合片１２１は、オフギヤ用係合片１２２〜１２５と比較して長く形成される。このため、１速シフト部材１３１の操作量（移動距離）が大きくなる。

なお、上述のように、本実施形態の１速シフト部材１３１は、一方に移動させると１速ギヤがインギヤするが、他方は空のスロットとなっている。このため、１速シフト部材１３１を空のスロット側に移動することができる。この場合、１速シフト部材１３１の空スロット側への移動を行ったとしても、変速機の他のギヤがインギヤすることがない。これにより、変速時に、インギヤ用係合片１２１を用いて１速オフギヤを行う際、１速シフト部材１３１を空スロット側まで大きく移動することができる。よって、たとえ１速シフト部材１３１に大きな荷重がかかっていたとしても、確実にオフギヤを行うことができる。

図７及び図８を用いて、第１解除モードと第２解除モードのシフトシャフト１２０の動作の違いを説明する。まず、第１解除モードのシフトシャフト１２０の動作を説明をする。図７は、第１解除モードのシフトシャフト１２０の動作を説明する図である。同図では、５速インギヤの状態から３速インギヤの状態に遷移する過程で、５速ギヤを第１解除モードにて解除する手順を示す。

図７（ａ）に示すように、５速インギヤの状態においては、５速−Ｐシフト部材１３５が５速側にシフトしている。一方、その他のシフト部材は基準位置になっている。

この状態で、制御部１０５が第１解除モードを用いる場合、制御部１０５は、インギヤ用係合片１２１の位置が３−７速シフト部材１３３に隣接するまで、シフトシャフト１２０を上方に移動させる（図７（ｂ）参照）。図７（ｂ）に示すように、インギヤ用係合片１２１が３−７速シフト部材１３３に隣接する位置になった場合でも、５速−Ｐシフト部材１３５は５速インギヤ位置のままである。

図７（ｃ）に示すように、３速インギヤ及び５速オフギヤの状態にする場合には、制御部１０５は、シフトシャフト１２０を回動させる。すると、図５で説明したように、インギヤ用係合片１２１が３−７速シフト部材１３３の切欠孔１３３ｂを押圧することで、３速側にシフトする。これと同時に、オフギヤ用係合片１２４が５速−Ｐシフト部材１３５の切欠孔１３５ｂを押圧することで、５速−Ｐシフト部材１３５を基準位置に戻す。

このように、第１解除モードにおいては、シフトシャフト１２０を回動すると、変速先の変速段にインギヤすると同時に、変速元の変速段がオフギヤされることとなる。これにより、短時間で変速をすることができ、ギヤ変速が迅速になされる。

図８は、第２解除モードのシフトシャフト１２０の動作を説明する図である。同図では、１速インギヤの状態から３速インギヤの状態に遷移する過程で、１速ギヤを第２解除モードにて解除する手順を示す。

図８（ａ）に示すように、１速インギヤの状態においては、１速シフト部材１３１が１速側にシフトしている。一方、その他のシフト部材は基準位置になっている。

この状態で、制御部１０５が第２解除モードを用いる場合、インギヤ用係合片１２１を一旦、１速オフギヤのために用いる。すなわち、制御部１０５は、インギヤ用係合片１２１の位置が１速シフト部材１３１に隣接するように、シフトシャフト１２０の位置を維持しつつ、シフトシャフト１２０を所定の位相（図６参照）だけ回動させる。すると、図８（ｂ）に示すように、インギヤ用係合片１２１が１速シフト部材１３１の切欠孔１３１ｂを押圧することで、１速シフト部材１３１が１速オフギヤ側にシフトする。これで、１速オフギヤは完了する。

この後、３速インギヤをするため、制御部１０５は、インギヤ用係合片１２１が３−７速シフト部材１３３に隣接するように、シフトシャフト１２０の位置を移動する（図８（ｃ）参照）。そして、シフトシャフト１２０を回動させることで、インギヤ用係合片１２１が３−７速シフト部材１３３の切欠孔１３３ｂを押圧し、３−７速シフト部材１３３が３速側にシフトする。

このように、第２解除モードにおいては、係合位置から基準位置に戻す場合に、インギヤ用係合片１２１を用いる。インギヤ用係合片１２１の長さは、オフギヤ用係合片１２２〜１２５よりも長く形成されるため、シフト部材をより大きく移動させることができる。これにより、確実にオフギヤを行うことができる。

図９を用いて、変速時に第１解除モードと第２解除モードのいずれを用いるかについて説明する。図９は、本実施形態の制御のフローチャートである。また、本実施形態では、１速インギヤの状態から、他の奇数段へ変速する場合又はパーキング状態へ移行する場合を例示して説明する。

本実施形態では、１速インギヤの場合に、内側メイン軸ＩＭＳと１速同期機構８１との間の伝達動力（伝達トルク）が所定以上となると判断しているため、１速ギヤを所定の変速段、そして１速ギヤに対応する１速シフト部材１３１を所定の***作部材としている。

まず、制御部１０５において、ギヤの変更の指令があった場合、インギヤしている変速段が所定の変速段か否かを判断する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、本実施形態においては、所定の変速段を１速ギヤとしているため、インギヤしている変速段が１速ギヤ以外であれば、第１解除モードでシフト部材１３２，１３３，１３４，１３５をオフギヤして（ステップＳ１１）、変速を行う。一方、ステップＳ１において、インギヤしている変速段が所定の変速段のギヤ（本実施形態においては１速ギヤ）の場合、１速ギヤからパーキングギヤへのギヤシフトか否かを判断する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において、パーキングギヤへのギヤシフトではなく、１速以外の奇数段（３速、５速、７速）への変速であった場合には、インギヤ用係合片１２１を用いた第２解除モードで１速シフト部材１３１をオフギヤして変速を行う（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ２において、パーキング指示があった場合など、パーキングギヤへのギヤシフトであった場合には、オフギヤ用係合片１２２を用いた第１解除モードで１速シフト部材１３１をオフギヤして変速を行う（ステップＳ１１）。

ここで、ステップＳ２において、制御部１０５が、ステップＳ１２の第２解除モードを用いると判断した場合、ステップＳ２からステップＳ１２に移行する過程で、シフトシャフト１２０を予め移動させ、インギヤ用係合片１２１が１速シフト部材１３１と隣接する位置にくるように、インギヤ用係合片１２１を待機させておく（ステップＳ５）。この後、制御部１０５の解除信号により、ステップＳ１２のオフギヤ操作を行う。このように、インギヤ用係合片１２１を、１速シフト部材１３１に隣接する位置で予め待機させておくことにより、１速ギヤの係合解除を迅速に行うことができ、変速時の応答時間が短縮される。

これに対して、インギヤに備えて、インギヤ用係合片１２１を、変速する先の変速段に対応するシフト部材など他のシフト部材の前で待機させるとすると、第２解除モードによる係合解除のために、一旦、１速シフト部材１３１に隣接する位置まで、シフトシャフト１２０を移動させなければならない。すると、変速時の応答時間が長くなってしまう。

第１解除モードと第２解除モードのいずれかを用いるかについての判断は、これに限るものではなく、次のように判断してもよい。図１０は、本実施形態の変形例の制御のフローチャートである。変形例においても、所定の変速段を１速ギヤとし、１速インギヤの状態から、他の奇数段へ変速する場合又はパーキング状態へ移行する場合を例示して説明する。

まず、制御部１０５において、ギヤの変更の指令があった場合、インギヤしている変速段が所定の変速段か否かを判断する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１において、インギヤしている変速段が１速ギヤ以外であれば、第１解除モードでシフト部材１３２，１３３，１３４，１３５をオフギヤして（ステップＳ３１）、変速を行う。一方、ステップＳ２１において、インギヤしている変速段が所定の変速段の場合、制御部１０５は、勾配判定部１０６からの勾配情報を得る。そして、車両の停止時であり且つ勾配が所定値以上であるかを判断する（ステップＳ２２）。なお、車両の停止時か否かは、例えば、速度判定部１０７からの速度情報により判断する。

ステップＳ２２において、車両の停止時で且つ勾配が所定値以上の場合は、勾配がある場所で停止していることが考えられる。車両の停止時の場合、１速ギヤにおける伝達動力は小さいことが多く、また、勾配が所定値以上である場合は、パーキングギヤへの応答性が高い方が好ましい。このため、この場合には、オフギヤ用係合片１２２を用いた第１解除モードで１速シフト部材１３１をオフギヤして変速を行う（ステップＳ３１）。

なお、ステップＳ２２において、制御部１０５が、ステップＳ３１の第１解除モードを用いることを判断した場合、ステップＳ２２からステップＳ３１に移行する過程で、シフトシャフト１２０を予め移動させ、インギヤ用係合片１２１がパーキングギヤに対応する５速−Ｐシフト部材１３５に隣接する位置にくるように、インギヤ用係合片１２１を待機させておく（ステップＳ２５）。この後、制御部１０５の解除信号により、オフギヤ用係合片１２２を用いて第１解除モードによるオフギヤ操作（ステップＳ３１）を行う。

ここで、インギヤ用係合片１２１とオフギヤ用係合片１２２とは同じシフトシャフト１２０を軸としている。このため、オフギヤ用係合片１２２を用いたオフギヤと同時に、５速−Ｐシフト部材１３５に隣接する位置で待機していたインギヤ用係合片１２１は、パーキングギヤをインギヤさせる方向に、５速−Ｐシフト部材１３５を移動させる。これにより、パーキングギヤに対応する５速−Ｐシフト部材１３５のインギヤ操作を迅速に行うことができ、ギヤの応答性が良くなる。

一方、ステップＳ２２において、勾配が所定値未満又は速度が所定値以上の場合には、インギヤ用係合片１２１を用いた第２解除モードで１速シフト部材１３１をオフギヤして変速を行う（ステップＳ３２）。これにより、伝達動力が所定以上であっても、確実なオフギヤを行うことができる。

以上のように、本実施形態の変速機５０のギヤ操作機構１００においては、制御部１０５が、第１解除モードと、第２解除モードとを選択可能である。そして、１速シフト部材１３１を係合位置から基準位置に戻す場合に、オフギヤ用係合片１２２〜１２５を用いる第１解除モードのみならず、基準位置と係合位置との間を移動させるための移動量の多いインギヤ用係合片１２１を用いる第２解除モードを用いることで、より確実に***作部材及びこれと一体的に構成されるフォーク部を移動させることができる。このため、例えば、締結されている１速ギヤと１速同期機構８１との間の伝達動力が大きい場合であっても、フォーク部１４１により移動される１速同期機構８１のギヤに対する係合を確実に外すことができる。これにより、ギヤ操作をより確実に行うことができる。

また、制御部１０５は、内側メイン軸ＩＭＳと１速同期機構８１との間の伝達動力が所定未満の場合には、第１解除モードを用い、内側メイン軸ＩＭＳと１速同期機構８１との間の伝達動力が所定以上の場合には第２解除モードを用いることとしてもよい。このように、伝達動力が所定以上の大きさとなる場合に、インギヤ用係合片１２１を用いて１速シフト部材１３１を確実に移動させることで、伝達動力が所定以上の大きさであっても、確実に解除動作を行うことができる。

また、インギヤ用係合片１２１の長さは、オフギヤ用係合片１２２〜１２５よりも長く形成されることとしてもよい。このように、インギヤ用係合片１２１をオフギヤ用係合片１２２〜１２５よりも長く形成することにより、インギヤ用係合片１２１による１速シフト部材１３１の操作量が大きくなる。

また、１速シフト部材１３１を他方へ移動した場合にいずれの同期機構をも移動させないように構成すると、一方に移動して係合位置にある１速シフト部材１３１の係合を解除する際に、一旦係合位置から基準位置に戻した後、更に他方側に１速シフト部材１３１を移動した場合であっても、いかなるギヤもインギヤしない。これにより、変速時に、オフギヤを行う際、１速シフト部材１３１を他方側へ大きく移動することができる。すると、たとえ１速シフト部材１３１に大きな荷重がかかっていたとしても、確実にオフギヤを行うことができる。

また、シフト部材１３１〜１３５は複数であり、所定のシフト部材（１速シフト部材１３１）には第２解除モードを用い、それ以外のシフト部材（４速−Ｒシフト部材１３２、３−７速シフト部材１３３、２−６速シフト部材１３４、５速−Ｐシフト部材１３５）には第１解除モードを用いることとしてもよい。すなわち、複数のシフト部材のうち、所定のシフト部材に伝達動力が大きくかかることが予め分かっている場合に、所定の***作部材の係合解除を行う場合には、第２解除モードを用いることを決めておけば、制御の設定が簡単となる。

ここで、第２解除モードを用いる場合、インギヤ用係合片１２１を１速シフト部材１３１に隣接する位置で予め待機させた後、係合解除動作を行うこととしてもよい。係合解除前の段階で、インギヤ用係合片１２１が１速シフト部材１３１に隣接する位置で予め待機しておくことにより、１速シフト部材１３１のオフギヤ動作を迅速に行うことができ、変速時の応答時間が短縮され、応答性もよくなる。

また、制御部１０５は、パーキング指示があった場合に第１解除モードを用いることを特徴としてもよい。パーキング指示があった場合に、オフギヤ用係合片１２２を用いた第１解除モードにより係合解除を行うことで、オフギヤ用係合片１２２によるオフギヤとインギヤ用係合片１２１による５速−Ｐシフト部材１３５のパーキング側へのインギヤ操作を同時に行うことができる。よって、ギヤ操作の応答性が良くなる。

また、勾配を判定する勾配判定部１０６をさらに有し、車両の停止時に勾配判定部１０６により勾配が所定値以上と判断された場合には、インギヤ用係合片１２１を、パーキングギヤに対応する５速−Ｐシフト部材１３５に隣接する位置で待機させることを特徴としてもよい。このように、車両の停止時に所定値以上の勾配である場合に、インギヤ用係合片１２１を、パーキングギヤに対応する５速−Ｐシフト部材１３５に隣接する位置で予め待機しておくことにより、パーキングギヤに対応する５速−Ｐシフト部材１３５のインギヤ操作を迅速に行うことができ、ギヤの応答性が良くなる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

ＩＤＳ…アイドル軸
ＩＭＳ…内側メイン軸
ＯＭＳ…外側メイン軸
ＲＶＳ…リバース軸
ＳＳ…セカンダリ軸
５０…変速機
８１…１速同期機構
８２…２−６速同期機構
８３…３−７速同期機構
８４…４速同期機構
８５…５速同期機構
８９…リバース同期機構
１００…ギヤ操作機構
１０５…制御部
１０６…勾配判定部
１０７…速度判定部
１１０…アクチュエータ部
１２０…シフトシャフト
１２１…インギヤ用係合片
１２２〜１２５…オフギヤ用係合片
１３１〜１３５…シフト部材
１３１ａ〜１３５ａ…突片
１３１ｂ〜１３５ｂ…切欠孔
１４１〜１４５…フォーク部
１９０…シンクロスリーブ

Claims (7)

1. 車両に搭載される変速機が具備する回転軸に付帯される同期機構を操作するためのフォーク部を操作する変速機のギヤ操作機構であって、
   動力源と、
   前記動力源により駆動され回転方向及び軸方向に移動自在に支持された操作軸と、
   前記フォーク部に対応する***作部材と、
   前記操作軸に付帯され前記***作部材を基準位置と係合位置との間を移動させる操作用係合片と、
   前記操作軸に付帯され前記***作部材を前記係合位置から前記基準位置に戻す解除用係合片と、
   前記操作軸の動作を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記***作部材を前記係合位置から前記基準位置に戻す場合に、前記解除用係合片を用いる第１解除モードと、前記操作用係合片を用いる第２解除モードと、を有し、
   前記回転軸と前記同期機構との間の伝達動力が所定未満の場合には、前記第１解除モードを用い、前記回転軸と前記同期機構との間の伝達動力が所定以上の場合には前記第２解除モードを用いる
   ことを特徴とする変速機のギヤ操作機構。
2. 前記操作用係合片の長さは、前記解除用係合片よりも長く形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機のギヤ操作機構。
3. 前記***作部材は、二方向に移動可能であり、
   前記***作部材のうちいずれかの前記***作部材は、一方に移動した場合に対応する前記同期機構を移動させ、他方へ移動した場合にいずれの前記同期機構をも移動させないように構成する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変速機のギヤ操作機構。
4. 前記***作部材は複数であり、
   前記制御部は、前記***作部材のうち、所定の***作部材には前記第２解除モードを用い、前記所定の***作部材以外の***作部材には前記第１解除モードを用いる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の変速機のギヤ操作機構。
5. 前記制御部は、前記第２解除モードを用いる場合、前記操作用係合片を前記所定の***作部材に隣接する位置で待機させた後、係合解除動作を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の変速機のギヤ操作機構。
6. 前記制御部は、パーキング指示があった場合には、前記第１解除モードを用いることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の変速機のギヤ操作機構。
7. 勾配を判定する勾配判定部をさらに有し、
   前記制御部は、前記車両の停止時に前記勾配判定部により勾配が所定値以上と判断された場合には、前記操作用係合片を、パーキングギヤに対応する***作部材に隣接する位置で待機させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の変速機のギヤ操作機構。

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