JPS59202523A - 変速機のシフト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、前進位置、後退位置、中立位置、パーキング
位置等の各変速位置を直線的配列で設定する自動車等車
両の変速機のシフト機構に関する。

最近、自動車等車両に適用する新規な無段変速機として
ベルト駆動タイプのものが開発されてきている。この無
段変速機は一般的に一方向の駆動回転における変速比を
無段階に変速するのみであるため、車両用として使用す
るためには、駆動回転を逆転させて後退駆動を得る必要
があり、この後退駆動と前進駆動の変速切り換え等を行
うために無段変速機に付属して副変速機が設けられる。

なお、この副変速機には前進駆動及び後退駆動の他、パ
ーキング機構が設けられることが多い。

このような副変速機を含むパワートレーンの一例を第１
図に示す。この第１図に示す副変速機は本発明にかかる
シフト機構が適用される変速機の一例としても示すもの
である。

第１図について説明すれば、１０は動力源、１１はクラ
ッチ、１２は主変速機、１３は副変速機、１４は終減速
機及び差動機であって、動力源１０は内燃機関で構成さ
れ、クラッチ１１は動力源１０からの動力伝達の断続を
行う。主変速機１２はベルト駆動型の無段変速機として
構成されており、副変速機１３は主変速機１２からの駆
動回転を前進回転と後退回転等に切り換えて終減速機及
び差動機１４に伝達する。

第２図は第１図にスケルトン図で示した副変速機１３の
具体的構造を示す。この図について説明すれば、入力軸
２２、出力軸２３、中間軸２４、パーキングシャフト２
５の四本の軸が平行に配置されている。入力軸２２は左
右の軸受２６．２７により変速機ケース２１に回転自在
に支承されており、この入力軸２２に前進用駆動歯車２
８と後退用駆動歯車２９とがスプライン結合等により一
体的に取付けられている。

出力軸２３も左右の軸受３０．３１により変速機ケース
２１に回転自在に支承されており、この出力軸２３には
入力軸２２に設けられた前進用駆動歯車２８と常時噛み
合う前進用従動歯車３２がニードルベアリング３３を介
して回転自在に取付けられている。また出力軸２３には
外周部にスプラインを刻設したハブ３４が一体的に取付
けられており、このハブ３４の外周部には後退用従動歯
車３５がスプライン嵌合されて軸方向に摺動可能に取付
けられている。上記前進用従動歯車３２には一体的にス
プライン歯３２ａが形成されており、後退用従動歯車３
５の図示左方向移動により後退用従動歯車３５の内歯ス
プラインが噛み合うようになっている。なお出力軸２３
の右端部に一体的に形成されている歯車１９は終減速機
１４の駆動用歯車を示す。

中間軸２４は変速機ケース２１に取付片３６により位置
決めされて取付けられており、この中間軸２４には後退
用中間歯車３７が回転自在かつ軸方向に移動可能に取付
けられている。この後退用中間歯車３７は図示左方移動
により後退用駆動歯車２９及び後退用従動歯車３５と噛
み合うようになっている。

パーキングシャフト２５は左右端部が変速機ケース２１
にスプライン嵌合等により一体的に取付けられており、
このパーキングシャフト２５にはパーキング用歯車４０
がスプライン嵌合されて回転方向には一体的となってい
るが軸方向には移動可能に取付けられている。このパー
キング用歯車４０は図示左方向移動により後退用従動歯
車３５と噛み合うようになっており、この後退用従動歯
車３５とパーキング用歯車４０の噛み合いにより出力軸
２３を変速機ケース２１へ固定した状態とする。

上記構成に基づく、副変速機１３の各作動状態を次に説
明する。

中立時（第１図及び第２図状！３） 後退用従動歯車３５がいずれの歯車とも噛み合っていな
い状態にあっては、前進用従動歯車３２は前進用駆動歯
車２８により回転させられてはいるが単に空転している
のみで、出力軸２３には動力伝達されなく、中立状態と
なっている。

前進時（第３図状態） 後退用従動歯車３５をハブ３４上を左方に移動させて、
後退用従動歯車３５の内歯スプラインを前進用従動歯車
３２のスプライン歯３２ａと噛み合わせることにより、
前進駆動の変速状態が達成される。これにより前進用従
動歯車３２とハブ３４とは後退用従動歯車３５を介して
動力連結され、出力軸に回転動力が伝達される。この前
進時における動力伝達経路は次のとおりである。

入力軸２２−前進用駆動歯車２８−前進用従動歯車３２
−スプライン歯３２ａ−後退用従動歯車３５−ハブ３４
−出力軸２３ なお、出力軸２３の回転はこの出力軸２３に一体的に取
付けられた歯車１９から終減速機及び差動ｔａ１４に動
力伝達される。

後退時（第４図状態） 前述の前進駆動の変速状態におけるスプライン歯３２ａ
と後退用従動歯車３５との噛み合いを後退用従動歯車３
５を図示右方向移動させることにより外した後、後退用
中間歯車３７を図示左方向移動させて、後退用中間歯車
３７を後退用駆動歯車２９及び後退用従動歯車３５と噛
み合わせることにより後退駆動の変速状態が達成される
。これにより入力軸２２の後退用駆動歯車２９と後退用
従動歯車３５とは後退用中間歯車３７を介して噛合伝達
関係にあり、入力軸２２の回転は出力軸２３に伝達され
る。この後退時における動力伝達経路は次のとおりであ
る。

入力軸２２−後退用駆動歯車２９−後退用中間歯車３７
−後退用従動歯車３５−ハブ３４−出力軸３ パーキング時（第５図状態） 前述の後退駆動の変速状態から後退用中間歯車３７を更
に図示左方向移動させて、後退用中間歯車３７を後退用
駆動歯車２９と後退用従動歯車３５の噛合から外すと共
に、同時にパーキング用歯車４０を図示左方向移動させ
てこのパーキング用歯車４０を後退用従動歯車３５と噛
合わせることによりパーキング状態が達成される。なお
、パーキング用歯車４０は後退駆動の変速における後退
用中間歯車３７の左方向移動時に一緒に左方向移動が行
われるようになっているが、後退駆動の変速状態では未
だパーキング用歯車４０は後退用従動歯車３５と噛み合
う位置まで移動しない状態に移動ストロークが設定され
ている。上記における後退用従動歯車３５とパーキング
用歯車４０との噛合いにより出力軸２３は変速機ケース
２１に固定された状態となり、パーキング状態を達成す
るが、このパーキング時における出力軸２３の変速機ケ
ース２１への固定伝達経路は次のとおりである。

出力軸２３−ハブ３４−後退用従動歯車３５−パーキン
グ用歯車４０−パーキングシャフト２５−変速機ケース
２１ 上述した副変速機■３は、後退用従動歯車３５、後退用
中間歯車３７、パーキング用歯車４０の三個の歯車の所
定方向の軸方向移動により、前述した中立（Ｎ）状態、
前進駆動（Ｄ）状態、後退駆動（Ｒ）状態、パーキング
（Ｐ）状態の各変速状態を達成するものであるが、この
各変速状態へのシフト操作の動きとしては、後退用従動
歯車３５のＤ状態への動きと、同時に移動する後退用中
間歯車３７とパーキング用歯車４０のＲ，Ｐ状態への動
きの二通りがある。そのため従来の通電のシフト機構の
構成方法によれば、このような場合にはシフト操作列を
二部設定して構成する必要があった。

しかし、このＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄの各変速状態へ変速操作す
るためのシフト機構は出来る限りコンパクトに構成する
ことが望まれている。シフト操作列を二部にすることは
それだけシフト機構が大型かつ複雑化するため、従来汎
用の自動変速機と同様にシフトレバ−における各変速位
置の設定は直線的配列にすることが望まれている。

なお、変速状態を切り換える後退用従動歯車３５、後退
用中間歯車３７、パーキング用歯車４０の軸方向移動操
作は、第２図に示すように、この各歯車３５．３７．４
０に一体的に設けられたシフトフォーク溝３５ａ、３７
ａ、４０ａに嵌合したシフトフォーク４１．４２．４３
によって行わ　　　　−れるようになっている。シフト
フォーク４２と４３は連結されており、一体的移動する
ように構成されている。

しかして、本発明は上述した要求を満たすためになされ
たものであって、シフトレバ−の操作により軸方向移動
する一シフトヘッドと、変速歯車の切り換え作用をなす
シフトフォークを連結したシフトロソドとを一定範囲の
み一体的移動をなすように取付けることにより、変速位
置を直線的に配列することを可能として、シフト機構を
コンパクトに構成することを目的とする。

かかる目的を達成する本発明の変速機のシフト機構は、
複数個の変速歯車の変速状態を切り換え操作するための
シフトフォークを連結した第１と第２のシフトロッドが
平行に配設されて、変速機ケースに軸方向に摺動移動可
能に嵌合して取付けられ、シフトレバ−の変速操作によ
り移動させられるシフトヘッドを前記第１と第２のシフ
トロッドに軸方向に摺動移動可能に嵌合して取付け、こ
のシフトヘッドには前記第１と第２のシフトロッドにの
おのおのに設けた凹溝と選択的に係合する第１のインク
ロックピンが設けられるとともに、このシフトヘッドの
両側部にはスナップリング等の係止部材が、いずれか−
側部においては前記第１と第２のシフトロッドのいずれ
か一方に取付けられ、他側部においては第１と第２のシ
フトロッドの他方に取付けられ、更に、変速機ケースに
は前記第１と第２のシフドロ・ノドにのおのおのＧこ設
けた別の凹溝と選択的に係合する第２のインクロックピ
ンが設けられており、シフトヘッドを一方向へシフト移
動するとき、第１のシフドロ・ノドに取付けられた係止
部材を介して第１のシフドロ・ノドが軸方向に移動させ
られるとともに、シフトヘッドに設けた第１のインクロ
ックピンが第１のシフトロッドに設けた凹溝と係合して
シフトヘッドと第１のシフトロッドとを一体的となし、
第２のシフトロッドは変速機ケースに設、けた第２のイ
ンクロックピンが第２のシフトロッドに謔けた別の凹溝
と係合して、変速機ケースに固定されるように構成し、
前進位置、後退位置、中立位置、パーキング位置等の各
変速位置を直線的配列でシフトレバ−に設定することを
特徴とする。

次に、本発明の上記構成に基づ〈実施例を図面に基づい
て説明する。

第６図は第２図の詳細構造を示した副変速機に適用され
るシフト機構の一実施例を示す。従ってこの第６図の説
明を第２図と関連させて説明する。

第６図において、５０は第１のシフドロ・ノド、５１は
第２のシフトロッド、５２はシフトへ・ノド、５３は前
進用ヘッド、５４は後退用ヘッドを示し、第１のシフト
ロッド５０と第２のシフドロ・ノド５１とは平行に配設
されて、その両端部がともに変速機ケース２１に軸方向
に摺動移動可能に嵌合されている。前進用ヘッド５３は
第１のシフドロ・ノド５０にピン５５により一体的に取
付けられ、後退用ヘッド５４は第２のシフドロ・ノド５
１にピン５６により一体的に取付けられている。なお、
前進用ヘッド５３は、第２図に示す後退用従動歯車３５
のシフトフォーク嵌合溝３５ａに嵌合したシフトフォー
ク４１と一体的に連結されているので、第１のシフトロ
ッド５０とシフトフォーク４１とも一体的に連結されて
いる。また、後退用へ・ノド５４は、後退用中間歯車３
７およびパーキング用歯車４０の各シフトフォーク嵌合
溝３７ａ、４０ａに嵌合したシフトフォーク４２．４３
と、図示しない反転機構を介してリンク連結されている
ので、第２のシフトロッド５１とシフトフォーク４２．
４３とも連結関係にある。そのため、第２のシフトロッ
ド５１とシフトフォーク４２．４３とは反対方向の移動
をなし、例えば、第２のシフトロッド５１の右方向移動
に際しては、シフトフォーク４２および４３は後退用中
間歯車３７およびパーキング用歯車４０を逆方向の左方
向に移動せしめる。

シフトへ・７ド５２は、第１のシフトロッド５０と第２
のシフトロッド５１の両者に軸方向に摺動移動可能に嵌
合して取付けられており、シフトへノド５２は運転室に
設置されるシフトレバ−７１と一般的には適宜リンク部
材を介してリンク連結されている。第６図においては便
宜的にシフトヘッド５２がシフトレバ−７１により直接
操作されるものとして示した。勿論可能であれば具体的
構成においても、シフトヘッド５２とシフトレバ−７１
とを直接連結させて構成してもよい。

シフトヘッド５２にはピン取付穴５７が設けられており
、このビン取付穴５７に第１のインクロックピン５９が
嵌挿されている。この第１のインタロツクピン５９は第
１のシフトロッド５０と第２のシフトロッド５１との間
にあり、中立状態のシフトヘッド５２の位置において、
第１のインクロックピン５９の両端部の第１のシフトロ
ッド５０と第２のシフトロッド５１の位置にはそれぞれ
凹溝６１．６２が設けられている。

同様に、第６図の左側に位置する変速機ケース２１にも
、ピン取付穴５８が設けられており、このビン取イ］穴
５８に第２のインクロックピン６０が嵌挿されている。

そして、第１のシフトロッド５０と第２のシフトロッド
５１には第２のインクロックピン６０が選択的に係合す
る別の凹溝６３．６４が設りられている。

なお、シフトヘッド５２の両側部には係止部材としての
スナップリング６５．６６が、第１のシフトロッド５０
と第２のシフトロッド５１のいずれか一方に取付りられ
ている。図示例では、スナ・ツブリング６５はシフトヘ
ッド５２の左側部にあって第１のシフトロッド５０に設
けられた取付溝６７に嵌め込まれて取付けられており、
スナップリング６６はシフトヘッド５２の右側部にあっ
て第２のシフトロッド５１に設けられた取付溝６８に嵌
め込まれて取付けられている。

また、第１のシフトロッド５０の右方部にもスナップリ
ング６９が取付けられており、右方に位置する変速機ケ
ース２１の壁面に中立状態で当接する位置状態に取付け
られている。同様に、第２のシフトロッド５１の左方部
にはスナップリング７０が取付けられており、左方に位
置する変速機ケース２１の壁面に中立状態で当接する位
置状態に取付けられている。なお、このスナップリング
６９．７０は第１と第２のシフトロッド５０．５１のあ
る変速位置状態から中立位置状態にシフトしたときのオ
ーバシフトを防止するためのものであり、必ずしも設け
る必要はない。

上記の構成から成るシフト機構の各変速位置における作
動を次に説明する。

中立位置（第６図状態） シフトレバ−７１の中立（Ｎ）位置状態にあっては、第
６図に示すようにシフトヘッド５２の第１のインクロッ
クピン５９、および変速機ケース２１の第２のインクロ
ックピン６０とも、第１のシフトロッド５０および第２
のシフトロッド５１に設けられたいずれの凹ｆｉ６１〜
６４とも結合しない状態にある。

前進位置（第７図状！３） シフトレバ−７１をＮ位置から前進駆動（Ｄ）位置に移
動させると、シフトヘッド５２は左方向に移動するが、
このとき、第１のシフトロッド５０に取イマ］りられた
スナップリング６５を介して第１のシフトロッド５０を
同様に左方向に移動させる。この際、第１のインクロッ
クピン５９は第１のシフトロッド５０に設けた凹溝６１
と係合してシフトヘッド５２と第１のシフトロッド５０
とを一体的とする。他方、第２のシフトロッド５１はこ
のときスナップリング７０が左側位置の変速機ケース２
１の壁面に当接して左方向移動が規制されるとともに、
前述の第１のシフトロッド５０の左方向移動に伴い、第
２のインクロックピン６０が第２のシフトロッド５１に
設けた別の凹溝６３と係合して、第２のシフトロッド５
１は変速機ケース２１に固定された状態となる。

これにより、シフトレバ−７１のＤ位置においては、第
１のシフトロッド５０のみが左方向に移動し、この第１
のシフトロッド５０の移動により前進用ヘッド５３およ
びシフトフォーク４１を介して後退用従動歯車３５を左
方向に移動させ、この後退用従動歯車３５が前進用従動
歯車３２のスプライン歯３２ａと噛合い、前進駆動の変
速状態を達成する。

なお、Ｄ位置からＮ位置に逆にシフトレバ−７１を操作
するときには、第１のシフトロッド５゜は第１のインク
ロックピン５９によりシフトヘッド５２と一体的とされ
ているため、第１のシフトロッド５０はシフトヘッド５
２と一体的となって右方向に移動する。このとき、第２
のシフトロッド５１は第２のインクロックピン６ｏによ
り変速機ケース２１と一体−的とされているため、その
ままの位置状態を保持する。

後退位置（第８図状態） シフトレバ−７１をＮ位置から後退（Ｒ）位置に移動さ
せるときの作動状態は、前述のＤ位置状態へのシフト操
作とちょうど逆の作動状態によって行われる。すなわち
、シフトへ・７ド５２の右方向移動により第２のシフト
ロッド５１はスナ・ノブリング６６を介して押動される
とともに、この第２のシフトロッド５１とシフトへ・ノ
ド５２とは第１のインクロックピン５９により一体化さ
れ、一体的移動する。逆に、第１のシフドロ・ノド５０
はスナップリング６９が右側位置の変速機ケース２１の
壁面に当接して右方向移動が規制されるとともに、第２
のインクロックピン６０により変速機ケース２１に固定
された状態となる。

これにより、シフトレバ−７１のＲ位置においては、第
２のシフトロッド５１のみが右方向に移動せしめられ、
この第２のシフドロ・ノド５１の移動により、後退用へ
・ノド５４、反転機構（図示せず）およびシフトフォー
ク４２を介して後退用中間歯車３７が左方向に移動し、
この後退用中間歯車３７が後退用駆動歯車２９および後
退用従動歯車３５と噛合い、後退駆動の変速状態を達成
する。

パーキング位置く第９図状態） シフトレバ−７１のパーキング（Ｐ）位置の作動状態は
前述のＲ位置状態の作動状態のままで、更にシフトヘッ
ド５２を右方向移動させて、第２のシフトロッド５１の
位置を右方向位置としたものであり、シフトロッド５０
．５１とシフトヘッド５２および変速機ケース２１の固
定関係は、Ｒ位置状態と同じである。

シフトレバ−７１のＰ位置においてはＲ位置より更に第
２のシフトロッド５１が右方向位置とされているため、
第２のシフトロッド５１と連結されたシフトフォーク４
２により後退用中間歯車３７は更に左方向移動され、後
退駆動の変速噛合状態が外される。しかし、このとき、
第２のシフトロッド５１とこれも連結されたシフトフォ
ーク４３によりパーキング用歯車４ｏが右方向に移動さ
れて、１ｋｊ１．用従動歯車３５と噛合い、パーキング
状態を達成する。

なお、ＰまたはＲ位置からＮ位置に逆にシフトレバ−７
１を操作するときは、前述したＤ位置からＮ位置ヘシフ
Ｈｉ作するときと同様の作動状態にて作動力債される。

以上詳述したように、本発明のシフト機構は、複数個の
変速歯車を操作するための二本のシフトロッド５０．５
１をシフトヘッド５２に嵌合させ、インクロックピン５
９．６０等によりこのシフトロッド５０．５１を異なる
一定の範囲のみシフトヘッド５２と一体的移動をなすよ
うに構成したことにより、シフトヘッド５２−個の軸方
向移動のみですべての変速位置を設定することが可能と
なり、これと連系するシフトレバ−７１にＰＸＲ。

Ｎ、Ｄ等の各変速位置を直線的配列で設定することがで
き、変速機として好ましいシフトパターンとすることが
できる。

また、本発明はシフトロッド５０．５１に嵌合したシフ
トヘッド５２に軸方向移動を付与するのみの簡単なリン
ク機構によってシフト機構を構成することができるため
、機構全体をコンパクトなものとすることができる。

また、シフトレバ−７１におけるシフトパターンは直線
的配列であるため、運転者の変速操作は極めて容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシフト機構が適用される副変速機の第
１の適用例を含むパワートレーンのスケルトン図、第２
図は第１図に示した副変速機の具体的構造を示す縦断面
正面図、第３図なム）シ第５図は副変速機の各作動状態
のスケルトン図を示し、第３図は前進時の状態を示す図
、第４図は後退時の状態を示す図、第５図はパーキング
時の状態を示す図、第６図は本発明にかかるシフト機構
の一実施例を示す横断面平面図、第７図ないし第９図は
、シフト機構の作動状態を示し、第７図は前進位置状態
を示す図、第８図は後退位置状態を示す図、第９図はパ
ーキング位置状態を示す図である。 符号の説明 ２１・−一一一一変速機ケース ３５−・−・後退用従動歯車（変速歯車）３７−−−−
−一後退用中間歯車（変速歯車）４０−−−パーキング
用歯車（変速歯車）４１．４２．４３−−−−−−シフ
トフォーク５０−−−−−一第１のシフトロンド ５１・−一−−−第２のシフトワンド ５２−−−−−−シフトヘツド ５９−−−−一第１のインクロックビン６０−−−−−
一第２のインクロックピン６０〜６４−−−−−一凹溝 ６５．６ローーーーーースナソブリング（係止部材）７
１−−−−−−シフトレバ− 出願人　トヨタ臼筋車材式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、複数個の変速歯車の変速状態を切り換え操作す
   るためのシフトフォークを連結した第１と第２のシフト
   ロッドが平行に配設されて、変速機ケースに軸方向に摺
   動移動可能に嵌合して取付けられ、シフトレバ−の変速
   操作により移動させられるシフトヘッドを前記第１と第
   ２のシフトロッドに軸方向に摺動移動可能に嵌合して取
   付け、このシフトヘッドには前記第１と第２のシフトロ
   ッドにのおのおのに設けた凹溝と選択的に係合する第１
   のインクロックピンが設けられるとともに、・このシフ
   トヘッドの両側部にはスナップリング等の係止部材が、
   いずれか−側部においては前記第１と第２のシフトロッ
   ドのいずれか一方に取付けられ、他側部においては第１
   と第２のシフトロッドの他方に取付けられ、更に、変速
   機ケースには前記第１と第２のシフトロッドのおのおの
   に設けた別の凹溝と選択的に係合する第２のインタロッ
   クピンが設けられており、シフトヘッドを一方向へシフ
   ト移動するとき、第１のシフトロッドに取付けられた係
   止部材を介して第１のシフトロッドが軸方向に移動させ
   られるとともに、シフトヘッドに設けた第１のインクロ
   ックピンが第１のシフトロッドに設けた凹溝と係合して
   シフ１−ヘッドと第１のシフトロッドとを一体的となし
   、第２のシフ１−ロンドは変速機ケースに設けた第２の
   インタロックピンが第２のシフトロッドに設けた別の凹
   溝と係合して、変速機ケースに固定されるように構成し
   、前進位置、後退位置、中立位置、パーキング位置等の
   各変速位置を直線的配列でシフトレバ−に設定すること
   を特徴とする変速機のシフト機構。