JP2010048356A - 手動変速機の変速操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下方向に長いコントロールシャフトを配設しても、変速ギヤ列との干渉を防止でき、大型化を防止できる手動変速機を提供する。
【解決手段】チェンジレバーのセレクト操作及びシフト操作の動きに連動して軸方向及び回転方向にスライドし、その動きをシフトフォーク機構に伝達して所望の変速段を達成するコントロールシャフト５０を、変速機ケース２の中に上下方向に配設する。コントロールシャフトは出力軸２０に支持された２個の変速ギヤ２４，２５の間を通り、かつコントロールシャフト５０の一部が２個の変速ギヤ２４，２５の外周端より軸側に位置するように配設されている。
【選択図】 図９

Description

本発明は手動変速機の変速操作装置、特にチェンジレバーのセレクト操作及びシフト操作の動きをシフトフォーク機構に伝達するためのコントロールシャフトの配置に関するものである。

従来、手動変速機において、チェンジレバーのセレクト操作及びシフト操作の動きをシフトフォーク機構に伝達する方式として、ロッド式とケーブル式とがある。ロッド式の場合、一般にコントロールロッドが変速機の下部に接続され、シフトフォークやシフトフォークシャフト等のシフトフォーク機構が入力軸及び出力軸の下方に配置されている。一方、ケーブル式の場合には、コントロールケーブルが変速機の上部に接続され、シフトフォーク機構も入力軸及び出力軸の上方に配置されている。このような２種類の変速機を独自に設計するのはコスト上昇を招くため、できるだけ設計変更を少なくしながら兼用できる構造が望まれる。

特許文献１には、シフトフォーク機構が変速機の下部に位置するロッド式変速機を殆ど改造せずに、ケーブル式でも使えるように、コントロールケーブルの動きをシフトフォーク機構に伝達するためのコントロールシャフトを、変速機の上部から下部に亘って上下方向に配設したものが提案されている。

しかしながら、コントロールシャフトを上下方向に配設するといっても、変速ギヤ列との干渉を避ける必要があるため、配設位置が問題である。例えば、変速ギヤ列よりギヤの半径方向外側に距離をおいて設置する方法や、コントロールシャフトの軸長を短縮する方法などがある。前者の場合、コントロールシャフトと変速ギヤ列との半径方向距離が長くなるので、その分だけ変速機が大型になる欠点がある。後者の場合には、コントロールシャフトの支持スパンが短くなるので、摺動抵抗が増えると共に、コントロールシャフトの軸長が短いため、コントロールシャフトからシフトフォーク機構へ動きを伝達するための伝達機構が大型になる欠点がある。
特開２００２−２２００８号公報

そこで、本発明の目的は、上下方向に長いコントロールシャフトを配設しても、変速ギヤ列との干渉を防止でき、大型化を防止できる手動変速機の変速操作装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、エンジンから動力が入力される第１軸と、車軸へ動力を出力する第２軸と、前記第１軸及び第２軸の下方に配置され、前記第１軸から第２軸へ伝達される動力の伝達経路中に設けられた複数の変速ギヤ列の１つを選択するためのシフトフォーク機構と、チェンジレバーのセレクト操作及びシフト操作の動きに連動して軸方向及び回転方向にスライドし、その動きを前記シフトフォーク機構に伝達して所望の変速段を達成するコントロールシャフトと、を備えた手動変速機において、前記コントロールシャフトは前記変速ギヤ列を構成する変速ギヤのうち、同一軸に支持された２個の変速ギヤの間を通るように上下方向に配置され、かつ前記コントロールシャフトの一部が前記２個の変速ギヤの外周端より前記変速ギヤを支持する軸側に位置するように配設されていることを特徴とする手動変速機の変速操作装置を提供する。

本発明では、変速ギヤ列を構成する変速ギヤ同士の軸方向の間を通るように、コントロールシャフトを上下方向に配置している。しかも、コントロールシャフトの一部が変速ギヤの外周端より軸側に位置するように配設してあるため、コントロールシャフトと変速ギヤ列との干渉を確実に防止しながら、コントロールシャフトが外部へ突出せず、変速機の大型化を防止することができる。

本発明のコントロールシャフトがその間を通る変速ギヤ対としては、種々の変速ギヤ対が考えられるが、同期装置が設けられていない隣接した２個の変速ギヤの間を通るように配設するのが望ましい。手動変速機の場合、第１軸又は第２軸の片方に同期装置を有する変速ギヤを設け、他方には同期装置を有しない変速ギヤを設け、両軸の変速ギヤ同士をかみ合わせる。同期装置は外周側に張り出すので、コントロールシャフトと干渉しやすい。そこで、コントロールシャフトを同期装置を有しない変速ギヤの間に通すことにより、同期装置とコントロールシャフトとの干渉を防止でき、コントロールシャフトを軸により近接させることができ、変速機を小型化できる。なお、同期装置を有しない変速ギヤ対としては、例えば前進４速ないし５速の手動変速機の場合、第２軸に設けられる３速ギヤと４速ギヤがある。

以上のように、本発明によれば、コントロールシャフトを２個の変速ギヤの間を通るように上下方向に配置したので、軸の側部に近接して配置でき、長いコントロールシャフトを使用しながら、変速ギヤ列との干渉を防止し、かつ変速機の大型化を防止できる。そのため、ロッド式変速機を殆ど変更せずにケーブル式に簡単に改造できる。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１〜図８は、本発明の一実施形態に係る手動変速機を示し、図１は変速機の全体断面図、図２はフロントカバーを取り外した変速機ケースを後方側から見た図、図３はフロントカバーとリアカバーとを取り外した変速機ケースを後方側から見た図、図４は図２のIV−IV線断面図、図５は変速機ケースの平面図、図６はコントロールシャフトの全体を示す縦断面図、図７はコントロールシャフトの下端部を示す図、図８はセレクトケーブルの接続部を示す図、図９は図３のIX−IX線断面図である。

本変速機は前進５速，後進１速の変速段を有するＦＦ用横置き式の手動変速機の例であり、ロッド式変速機をケーブル式変速機に適用したものである。図１に示すように、変速機のハウジングはフロントカバー（クラッチハウジング）１と変速機ケース２とリヤカバー３とで構成され、フロントカバー１内にはエンジン出力軸４から入力軸６への動力伝達を断続する乾式単板クラッチ５が配置されている。ケース２には、入力軸６と出力軸２０とが平行に支持されている。入力軸６の前端側（エンジン側）には、第１速ギヤ７、第２速ギヤ８、後進ギヤ９が一体に固定され、後端側には第３速ギヤ１０と第４速ギヤ１１とが回転自在に支持されている。第３速ギヤ１０と第４速ギヤ１１との間には３−４速切換用同期装置１２が設けられ、ギヤ１０，１１はこの同期装置１２によって選択的に入力軸６に連結される。入力軸６の後端には第５速ギヤ１３が回転自在に支持され、この第５速ギヤ１３は５速切換用同期装置１４によって選択的に入力軸６に連結される。

出力軸２０の前端側には第１速ギヤ２１と第２速ギヤ２２とが回転自在に支持され、これらギヤ２１，２２は入力軸６上の第１速ギヤ７、第２速ギヤ８とそれぞれ噛み合っている。第１速ギヤ２１と第２速ギヤ２２の間には１−２速切換用同期装置２３が設けられ、この同期装置２３のスリーブには後進ギヤ２３ａが設けられている。後進ギヤ２３ａは、アイドラ軸１５上にスライド自在に支持された後進アイドラギヤ１６を介して入力軸６の後進ギヤ９と噛み合っている。また、出力軸２０の後端側には、第３速ギヤ２４と第４速ギヤ２５とが固定され、これらギヤ２４，２５は入力軸６の第３速ギヤ１０，第４速ギヤ１１とそれぞれ噛み合っている。さらに、出力軸２０の後端には第５速ギヤ２６が固定され、このギヤ２６は入力軸６の第５速ギヤ１３と噛み合っている。入力軸６の第５速ギヤ１３と出力軸２０の第５速ギヤ２６はケース２の外側に配置され、リヤカバー３によって覆われている。

出力軸２０の前端には出力ギヤ２７が一体に形成され、このギヤ２７はデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１と噛み合っている。デファレンシャル装置３０からデフ軸３２，３３が両側に突出しており、これらデフ軸３２，３３はそれぞれ車軸と連結されている。デファレンシャル装置３０には車速検出用ギヤ３４が取り付けられ、このギヤ３４に車速センサ３５のギヤ３６が直交方向に噛み合っている（図３参照）。

チェンジレバー（図示せず）は運転者によって操作され、チェンジレバーのセレクト方向およびシフト方向の動きは、図５に示すように、セレクトケーブル４０及びシフトケーブル４１を介してケース２の上側に配置されたセレクトアウタレバー４２及びシフトアウタレバー４６にそれぞれ連結されている。ケース２には、デファレンシャル装置３０の一側部を覆うデフカバー部２ａと、入力軸６及び出力軸２０を含む変速機構を収容する胴部２ｂと、デフカバー部２ａと胴部２ｂとの間を連結するアーチ状又は傾斜状の補強部２ｃとが一体に形成されている（図２，図３，図５参照）。補強部２ｃは、デフカバー部２ａの撓みを抑制し補強するものであり、複数の補強リブで構成されている。補強部２ｃは、胴部２ｂの外周面から水平方向に延び、デフカバー部２ａの外側面、特にデフカバー部２ａの上縁部より下方の外側面に直交方向に結合されている。本実施例の補強部２ｃは、図２に示すように、デフ軸３３を取り囲むように周回状に形成されている。補強部２ｃの上面には水平な平面部２ｄが形成されており、平面部２ｄはデフカバー部２ａの上縁部より高さＨ（図２参照）だけ下方に位置している。コントロールシャフト５０は平面部２ｄに形成された軸穴２ｅを貫通してケース２内に挿入されている。なお、コントロールシャフト５０と軸穴２ｅとの間にはゴムシール５０１が介装され、かつ軸穴２ｅへのゴミ侵入を防止するための蛇腹状のゴムブーツ５０２が装着されている。

平面部２ｄ上には、セレクトアウタレバー支持用ブラケット４４がボルト４５によって固定されており、このブラケット４４によってセレクトアウタレバー４２は水平軸４２１を支点として揺動自在に支持されている。つまり、平面部２ｄはブラケット４４の取付座面となっている。セレクトアウタレバー４２は、図８に示すように、二股状の部品であり、その一端部にはピン４３が固定され、このピン４３にセレクトケーブル４０が連結されている。平面部２ｄから突出したコントロールシャフト５０の上端部にはセレクトガイド５１が固定され、セレクトガイド５１の溝にセレクトアウタレバー４２の他端部に取り付けた樹脂ブッシュ４２２が係合している。そのため、チェンジレバーをセレクト操作すると、セレクトアウタレバー４２を介してコントロールシャフト５０を軸方向にスライドさせることができる。前記のように、軸穴２ｅが形成された補強部２ｃの上面（平面部）２ｄ上にブラケット４４が固定されているため、ブラケット４４をデフカバー部２ａの上端面より下方に位置させることができ、セレクトアウタレバー４２の位置も低くできる。そのため、セレクトアウタレバー４２の変速機ケース２からの突出高さを低くできる。

シフトアウタレバー４６は、図５，図６に示すように、平面部２ｄから突出したコントロールシャフト５０の最上端部に固定されており、シフトアウタレバー４６の中間部に固定されたピン４７にシフトケーブル４１が連結されている。そのため、チェンジレバーをシフト操作すると、コントロールシャフト５０をその軸心回りに回転させることができる。なお、シフトアウタレバー４６の先端部には操作フィーリングを改善するためのウエイト４８が固定されている。

コントロールシャフト５０は、図６〜図８に示すように、ケース２に対して上下方向に配設されており、その上部が平面部２ｄの軸穴２ｅによって回転かつスライド自在にガイドされ、下部はケース２の内部に突設された軸受部２ｆの軸穴２ｇに挿通されて回転かつスライド自在にガイドされている。これら軸穴２ｅ，２ｇの内側に摺動性を向上させるためのブッシュを適宜介装してもよい。特に、上部の軸穴２ｅは、ケース２の補強部２ｃそのものに形成されているため、剛性が高く、しかもコントロールシャフト５０の上下部が軸穴２ｅと軸受部２ｆとによって長いスパーンをあけてガイドされているので、コントロールシャフト５０は回転方向及び軸方向に安定して動作できる。そのため、シフト操作及びセレクト操作によりコントロールシャフト５０に倒れ方向のモーメントが作用しても、その傾きやガタを確実に抑制でき、シフトフィーリングと信頼性に優れたシフト機構を実現できる。

図６，図９に示すように、コントロールシャフト５０は、出力軸２０の第３速ギヤ２４と第４速ギヤ２５と間を通るように、かつ出力軸２０に対して直交方向に、その側部に近接して配置されている。特に、コントロールシャフト５０は、その少なくとも一部が２個の変速ギヤ２４，２５の外周端を通る軸方向ラインＬ１，Ｌ２より出力軸２０側に位置するように配設されている。つまり、出力軸２０の軸方向からみて、両方の変速ギヤ２４，２５とコントロールシャフト５０とが一部で重なるように配置されている（図６参照）。第３速ギヤ２４と第４速ギヤ２５との間には小径なスペーサ２８が介装されており、コントロールシャフト５０はこのスペーサ２８に接近した位置に挿通されている。なお、このスペーサ２８は省略可能である。このように、コントロールシャフト５０は変速ギヤ２４，２５の間でかつ出力軸２０の側部に近接した位置に挿通されているため、コントロールシャフト５０の外側を覆うケース２が外部へ大きく突出せずに済み、ケース２を小型化できる。

ケース２に下部に挿入されたコントロールシャフト５０の下端部は、ベルクランク５４を介してシフトフォーク機構６０と連結されている。シフトフォーク機構６０は入力軸６及び出力軸２０より下部に配設されている。コントロールシャフト５０の下端部には、図７に示すようにインナレバー５２がボルト５３によって固定されている。インナレバー５２と対応するケース２の部位には、外部からボルト５３を締付するための工具挿入窓２ｈが形成されている。この工具挿入窓２ｈはリヤカバー３によって閉じられる（図４参照）。インナレバー５２の先端部に形成された凹部５２ａにはベルクランク５４の一方のアーム部５４ａが揺動可能に嵌合している。ベルクランク５４はサポートブラケット５５に両端部が支持された支軸５６にスライド自在に挿通され、一対のスプリング５７，５７によって中立位置に保持されている。コントロールシャフト５０のセレクト方向（軸方向）の動きはベルクランク５４の軸方向の動きに変換され、コントロールシャフト５０のシフト方向（回転方向）の動きはベルクランク５４の回転方向の動きに変換される。

サポートブラケット５５には、図３に示すようにリバースレストリクトカム５８も支持されている。すなわち、５速から直接リバース（Ｒ）へシフトしようとすると、ベルクランク５４の爪部５４ｃがリバースレストリクトカム５８の爪部５８ａに当たり、カム５８もサポートブラケット５５に設けた穴５５ａの端面に当たるまでしか回転できないため、ベルクランク５４もそれ以上の回転が規制される。その結果、リバースへの直接のミスシフトを防止することができる。

シフトフォーク機構６０は、図３に示すように、互いに平行に配置された１速−２速用シフトフォークシャフト６１、３速−４速用シフトフォークシャフト６２、及び５速−Ｒ用シフトフォークシャフト６３を備えており、これらシフトフォークシャフト６１〜６３の両端部がケース２によって摺動自在に支持されている。ベルクランク５４の他方のアーム部５４ｂは、セレクト操作によりシフトフォークシャフト６１〜６３に固定されたフォークヘッド６１ａ〜６３ａのいずれかと選択的に係合する。そして、シフト操作により、選択されたシフトフォークシャフト６１〜６３を軸方向に操作することで、シフトフォーク（図示せず）が同期装置１２，１４，２３を作動させ、所望の変速段を達成することができる。

前記実施例では、図９に示すように、コントロールシャフト５０が隣接する２個の変速ギヤ（第３速ギヤ２４と第４速ギヤ２５）の間を通り、かつコントロールシャフト５０の一部だけが両変速ギヤ２４，２５の外周端を通るラインＬ１，Ｌ２より出力軸２０側に近接するように配置したが、これに限るものではない。例えば、図１０の（ａ）に示すように、隣接する２個の変速ギヤ７０，７１の間であって、変速ギヤ７０，７１のラインＬ１，Ｌ２より軸７２側に完全に入り込むように、コントロールシャフト７３を配置してもよい。また、図１０の（ｂ）のように、隣接する２個の変速ギヤの間ではなく、２個の小径なギヤ８０，８１を間にしてその両側に大径なギヤ８２，８３が配置されている場合、大径なギヤ８２，８３の間を通り、ギヤ８２，８３のラインＬ１，Ｌ２より軸８４側に近接するようにコントロールシャフト８５を配置してもよい。この場合には、コントロールシャフト８５は小径なギヤ８０，８１の間でかつ外周側に位置している。図１０の（ｃ）のように、１個の小径なギヤ９０を間にしてその両側に大径なギヤ９１，９２が配置されている場合、大径なギヤ９１，９２の間を通り、ギヤ９１，９２のラインＬ１，Ｌ２より軸９３側に近接するようにコントロールシャフト９４を配置してもよい。この場合には、コントロールシャフト９４は小径なギヤ９０の外周側に位置している。

前記実施例では、出力軸に設けられた第３速ギヤと第４速ギヤとの間にコントロールシャフトを挿通した例を示したが、入力軸に設けられた変速ギヤの間にコントロールシャフトを挿通してもよい。
また、本発明はＦＦ式手動変速機に限らず、ＦＲ式手動変速機にも同様に適用できる。この場合、第１軸は入力軸であるが、第２軸はカウンタ軸となる。

本発明に係る手動変速機の全体断面図である。 フロントカバーを取り外した変速機ケースを後方側から見た側面図である。 フロントカバーとリアカバーとを取り外した変速機ケースを後方側から見た側面図である。 図２のIV−IV線断面図である。 変速ケースの平面図である。 コントロールシャフトの全体を示す縦断面図である。 コントロールシャフトの下端部を示す縦断面図である。 セレクトケーブルとコントロールシャフトとの接続部を示す側面図である。 図３のIX−IX線断面図である。 本発明に係るコントロールシャフトの他の配置例の概略図である。

符号の説明

１ フロントカバー
２ 変速機ケース
２ａ デフカバー部
２ｂ 胴部
２ｃ 補強部
２ｄ 平面部
２ｅ 軸穴
２ｆ 軸受部
２ｇ 軸穴
３ リヤカバー
６ 入力軸
７ 第１速ギヤ
８ 第２速ギヤ
９ 後進ギヤ
１０ 第３速ギヤ
１１ 第４速ギヤ
１２ ３−４速切換用同期装置
１３ 第５速ギヤ
１４ ５速切換用同期装置
１５ アイドラ軸
１６ 後進アイドラギヤ
２０ 出力軸
２１ 第１速ギヤ
２２ 第２速ギヤ
２３ １−２速切換用同期装置
２３ａ 後進ギヤ
２４ 第３速ギヤ
２５ 第４速ギヤ
２６ 第５速ギヤ
２７ 出力ギヤ
３０ デファレンシャル装置
３２，３３ デフ軸
４０ セレクトケーブル
４１ シフトケーブル
４２ セレクトアウタレバー
４６ シフトアウタレバー
５０ コントロールシャフト
５１ セレクトガイド
５２ インナレバー
５４ ベルクランク
６０ シフトフォーク機構
６１ １速−２速用シフトフォークシャフト
６２ ３速−４速用シフトフォークシャフト
６３ ５速−Ｒ用シフトフォークシャフト

Claims (2)

1. エンジンから動力が入力される第１軸と、車軸へ動力を出力する第２軸と、前記第１軸及び第２軸の下方に配置され、前記第１軸から第２軸へ伝達される動力の伝達経路中に設けられた複数の変速ギヤ列の１つを選択するためのシフトフォーク機構と、チェンジレバーのセレクト操作及びシフト操作の動きに連動して軸方向及び回転方向にスライドし、その動きを前記シフトフォーク機構に伝達して所望の変速段を達成するコントロールシャフトと、を備えた手動変速機において、
   前記コントロールシャフトは前記変速ギヤ列を構成する変速ギヤのうち、同一軸に支持された２個の変速ギヤの間を通るように上下方向に配置され、かつ前記コントロールシャフトの一部が前記２個の変速ギヤの外周端より前記変速ギヤを支持する軸側に位置するように配設されていることを特徴とする手動変速機の変速操作装置。
2. 前記コントロールシャフトは、同期装置を有しない隣接した２個の変速ギヤの間を通るように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の手動変速機の変速操作装置。

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