(57)【要約】【課題】  ギヤの二重噛み合いやギヤ抜けを防止するインターロック機能を備えたツインクラッチ式の歯車変速装置を提供する。【解決手段】  ツインクラッチ式の歯車変速装置の各変速段を選択する複数のシフトフォーク２５Ａ〜２５Ｄに連結される複数のフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄは、各先端部２１ａを重ね合わせるとともに切欠き２１ｃを形成し、この各切欠きの内側に沿って延びてそのシフト方向の移動を制限するとともに先端部の通過を許容するギャップ１７を形成したインターロック部材１５，１５Ａ，１５Ｂを備えている。フォークヘッドの先端部の外幅Ｈ1 と、切欠きの内幅Ｈ2 と、拘束部の外幅Ｐ1 及び内幅Ｐ2 と、シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂの先端部の幅Ｉと、フォークヘッドのシフトストロークＳの各寸法を、Ｈ2 −Ｐ1 ≧０、Ｐ2 −Ｈ1 ＋２Ｓ≧０、Ｈ2 −２Ｓ−Ｉ≧０となるように設定する。【選択図】    図１
2006002789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、出力軸と、ツインクラッチの第１及び第２クラッチを介して前記駆動軸に選択的に連結される第１及び第２入力軸と、前記第１入力軸と出力軸の間に設けられて複数の変速段を有する第１歯車変速機構と、前記第２入力軸と出力軸の間に設けられて第１歯車変速機構とは異なる複数の変速段を有する第２歯車変速機構と、前記両入力軸と平行方向に移動し各歯車を切り換えて前記各変速段を選択する複数のシフトフォークと、この各シフトフォークに連結されコ字状の切欠きが形成された先端部が前記両入力軸と直交方向に重ね合わされるように配置された複数のフォークヘッドと、先端部が前記各切欠き内を前記直交方向に移動して複数のフォークヘッドの一つを選択した状態で前記平行方向に移動することにより選択したフォークヘッドを移動して前記各歯車変速機構の変速段を選択するシフトアンドセレクト部材を備えてなり、一方の前記歯車変速機構の任意の変速段を選択した状態で他方の前記歯車変速機構の歯車の切り換えを行うようにしてなる歯車変速装置において、前記シフトアンドセレクト部材とともに前記直交方向に移動するように設けられ前記重ね合わされる各フォークヘッドが前記直交方向における中立位置にある状態ではその先端部の切欠きの両内側に沿ってそれぞれ前記直交方向に延びて同先端部の移動を拘束する拘束部を有するとともに同拘束部には前記シフトアンドセレクト部材の先端部と対応する前記直交方向の位置に前記フォークヘッドの先端部の通過を許容するギャップを形成したインターロック部材をさらに備えるとともに、前記フォークヘッドの先端部の外幅Ｈ1 と、前記切欠きの内幅Ｈ2 と、前記拘束部の外幅Ｐ1 及び内幅Ｐ2 と、前記シフトアンドセレクト部材の先端部の幅Ｉと、前記フォークヘッドのシフトストロークＳの各寸法を、
Ｈ2 −Ｐ1 ≧０
Ｐ2 −Ｈ1 ＋２Ｓ≧０
Ｈ2 −２Ｓ−Ｉ≧０
となるように設定したことを特徴とする歯車変速装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車変速装置において、前記Ｈ2 −Ｐ1 及びＰ2 −Ｈ1 ＋２Ｓの各値が何れも０またはそれより僅かに大となるように設定したことを特徴とする歯車変速装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の歯車変速装置において、前記直交方向に沿って回動及び軸線方向移動可能に設けられたシフトアンドセレクトシャフトをさらに備え、前記シフトアンドセレクト部材は前記シフトアンドセレクトシャフトに固定されて半径方向に突出するインナレバーを有し、前記シフトアンドセレクト部材の先端部は前記インナレバーの先端部とし、前記インターロック部材は前記インナレバーを間に挟む両側板を介して前記シフトアンドセレクトシャフトに回転自在かつ軸線方向移動不能となるように設けられたインターロックプレートとし、前記拘束部は前記両側板の両側部から前記中立位置にある複数のフォークヘッドの先端部の切欠きの両内側に沿って互いに近づく向きに延びる２対の細長いフィンガとしたことを特徴とする歯車変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤの二重噛み合いやギヤ抜けを防止するインターロック機能を備えたダブルクラッチ式の歯車変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両用の自動変速装置としては流体トルクコンバータを使用したものが一般的であるが、流体トルクコンバータは動力伝達に滑りを伴うので伝達効率が低下するという問題がある。このような問題を解決するために、歯車式手動変速装置をベースにした変速装置の自動化が提案されており、その１つとして特許文献１に示すようなダブルクラッチ式の歯車変速装置がある。図８〜図１１はその概要を示すものである。
【０００３】
先ず、このダブルクラッチ式の歯車変速装置の歯車変速機構を図８及び図９により説明する。この歯車変速機構では、エンジンの出力軸などの駆動軸３１からの入力は、ツインクラッチ（ダブルクラッチ）３２の第１クラッチ３２ａを介して第１入力軸３３に伝達され、また第２クラッチ３２ｂを介して第１クラッチ３２ａの外周に同軸的に設けられた筒状の第２入力軸３４に伝達される。ツインクラッチ３２の第１及び第２クラッチ３２ａ，３２ｂは、図９に示すように、一方の伝達トルクＡと他方の伝達トルクＢが互いに逆向きに増減し、通常は何れか一方が所定の値Ｔ0 となり他方が０となるように制御されるものである。この歯車変速機構は、両入力軸３３，３４と平行に設けられた第１及び第２中間軸３５，３６を有しており、第１入力軸３３と第１及び第２中間軸３５，３６の間には第１速、第３速、第５速及び第７速の４つの変速段を有する第１歯車変速機構３０Ａが設けられ、第２入力軸３４と第１及び第２中間軸３５，３６の間には第２速、第４速及び第６速の３つの変速段を有する第２歯車変速機構３０Ｂが設けられている。また第１入力軸３３と第２中間軸３６の間には後進歯車列４７が設けられている。第１及び第２中間軸３５，３６は、それぞれに設けた歯車４８ａ，４８ｂが出力軸３８に設けた歯車４８ｃに噛合されて、出力軸３８に連結されている。
【０００４】
第１歯車変速機構３０Ａの第１速歯車列４０は第１入力軸３３に固定した歯車４０ａと第１中間軸３５に回転自在に設けた歯車４０ｂよりなり、第３速歯車列４２は第１入力軸３３に固定した歯車４２ａと第１中間軸３５に回転自在に設けた歯車４２ｂよりなり、第１中間軸３５には歯車４０ｂ側と係合する第１速位置と歯車４２ｂ側と係合する第３速位置と何れにも係合しない中立位置とに切換可能な第１切換クラッチ５０が設けられている。また第１歯車変速機構３０Ａの第５速歯車列４６は第１入力軸３３に固定した歯車４２ａ（第３速歯車列４２と共用）と第２中間軸３６に回転自在に設けた歯車４６ｂよりなり、第７速歯車列４４は第１入力軸３３に固定した歯車４４ａと第２中間軸３６に回転自在に設けた歯車４４ｂよりなり、第２中間軸３６には歯車４６ｂ側と係合する第５速位置と歯車４４ｂ側と係合する第７速位置と何れにも係合しない中立位置とに切換可能な第３切換クラッチ５２が設けられている。
【０００５】
第２歯車変速機構３０Ｂの第２速歯車列４１は、第２入力軸３４に固定した歯車４１ａと第１中間軸３５に回転自在に設けた歯車４１ｂよりなり、第４速歯車列４３は第２入力軸３４に固定した歯車４３ａと第１中間軸３５に回転自在に設けた歯車４３ｂよりなり、第１中間軸３５には歯車４１ｂ側と係合する第２速位置と歯車４３ｂ側と係合する第４速位置と何れにも係合しない中立位置とに切換可能な第２切換クラッチ５１が設けられている。また第２歯車変速機構３０Ｂの第６速歯車列４５は、第２入力軸３４に固定した歯車４５ａと第２中間軸３６に回転自在に設けた歯車４５ｂよりなり、後進歯車列４７は第１入力軸３３に固定した歯車４０ａ（第１速歯車列４０と共用）と各軸３３〜３６と平行に設けたリバース軸３７に固定した歯車４７ａ，４７ｂと第２中間軸３６に回転自在に設けた歯車４７cよりなり、第２中間軸３６には歯車４５ｂ側と係合する第６速位置と歯車４７ｃ側と係合する後進位置と何れにも係合しない中立位置とに切換可能な第４切換クラッチ５３が設けられている。
【０００６】
第１及び第２クラッチ３２ａ，３２ｂ並びに第１〜第４シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄを介して切り換えられる第１〜第４切換クラッチ５０〜５３は、制御装置（図示省略）により自動的に切り換えられるものであり、制御装置は、センサにより検出されるアクセル開度や車速やエンジン回転数などの車両の作動状態に基づいて適切な変速段を演算し、演算された変速段が得られるように各クラッチ３２ａ，３２ｂ，５０〜５３を制御するものである。第１及び第２クラッチ３２ａ，３２ｂは、通常の作動状態では前述のようにそれぞれの伝達トルクが互いに逆向きに増減され、エンジンの停止状態及び停車状態では両方とも解除されるように制御される。
【０００７】
次にこの従来技術の第１及び第２歯車変速機構３０Ａ，３０Ｂの作動の説明をする。不作動状態ではツインクラッチ３２は第１及び第２クラッチ３２ａ，３２ｂがともに解除されており、各切換クラッチ５０〜５３は中立位置にある。停車状態において駆動軸３１に連結されるエンジンを起動させれば、制御装置は第１切換クラッチ５０を第１シフトフォーク６１Ａを介して第１速位置にシフトし、スロットル開度が増大してエンジンが所定の回転速度に達すれば、ツインクラッチ３２の第１クラッチ３２ａを係合させ、これにより駆動軸３１の駆動トルクは第１クラッチ３２ａから第１入力軸３３、第１歯車変速機構３０Ａの第１速歯車列４０、第１切換クラッチ５０、第１中間軸３５、歯車４８ａ，４８ｃを介して出力軸３８に伝達され、車両は第１速で走行し始める。制御装置は、この状態で第２速への切り換えに備えて第２歯車変速機構３０Ｂの第２切換クラッチ５１を第２シフトフォーク６１Ｂを介して第２速位置にシフトする。アクセル開度や車速やエンジン回転数などの車両の作動状態が第２速走行に適した状態となれば、制御装置はツインクラッチ３２の係合側を第２クラッチ３２ｂ側に切り換える。これにより駆動軸３１の駆動トルクは第２クラッチ３２ｂから第２入力軸３４、第２歯車変速機構３０Ｂの第２速歯車列４１、第２切換クラッチ５１、第１中間軸３５、歯車４８ａ，４８ｃを介して出力軸３８に伝達され、車両は第２速走行に切り換えられる。制御装置は、車両の走行状態が引き続き変速段上昇に適した状態であれば、第１切換クラッチ５０を第１シフトフォーク６１Ａを介して第１速位置から離脱させて第３速位置にシフトし、車両の走行状態が第３速走行に適した状態となれば、ツインクラッチ３２の係合側を第１クラッチ３２ａ側に切り換えて、第１歯車変速機構３０Ａによる第３速走行に切り換える。
【０００８】
以下同様に、車両の走行状態が引き続き変速段上昇に適した状態であれば、制御装置は所定の切換クラッチ５０〜５３をシフトして、その時に使用されている変速段の１つ下の変速段の歯車列を離脱するとともに１つ上の変速段の歯車列を係合し、この１つ上の変速段の走行に適した状態となればツインクラッチ３２を切り換え、これを繰り返して変速段を上昇させる。また、車両の走行状態が変速段の下降に適した状態であれば、制御装置は所定の切換クラッチ５０〜５３をシフトして、その時に使用されている変速段の１つ上の変速段の歯車列を離脱するとともに１つ下の変速段の歯車列を係合し、この１つ下の変速段の走行に適した状態となればツインクラッチ３２を切り換え、これを繰り返して変速段を下降させる。変速段がそのときの走行状態に適したものであれば、制御装置は切換クラッチ５０〜５３及びツインクラッチ３２の各クラッチ３２ａ，３２ｂの切り換えは行わず、そのときの状態を維持する。
【０００９】
停車状態において手動により後進操作をすれば、制御装置はそれを検出して必要ならば第１切換クラッチ５０を中立位置に戻すとともに第４切換クラッチ５３を後進位置にシフトし、スロットル開度が増大してエンジンが所定の回転速度に達すれば、ツインクラッチ３２の第１クラッチ３２ａを係合させ、これにより駆動軸３１の駆動トルクは第１クラッチ３２ａから第１入力軸３３、後進歯車列４７、第４切換クラッチ５３、第２中間軸３６、歯車４８ｂ，４８ｃを介して出力軸３８に伝達され、車両は後進し始める。
【００１０】
次に、図８に示す第１及び第２歯車変速機構３０Ａ，３０Ｂの切り換えを行う作動機構の説明をする。第１〜第４切換クラッチ５０〜５３の外周の円周溝に係合された第１〜第４シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄには、各軸３３〜３６と平行に延びる各フォークシャフト（何れも図示省略）を介してそれぞれ第１〜第４フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄが連結されており、このフォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄの各先端部は、図１０及び図１１に示すように、第１及び第２入力軸３３，３４と直交方向に重ね合わされるように配置されて、それぞれコ字状の切欠き６０ａが形成されている。第１〜第４フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄは、それぞれ両側のストッパＳ１，Ｓ２により移動が制限される範囲内で、両入力軸３３，３４と平行なシフト方向に移動することにより、フォークシャフトを介して第１〜第４シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄを作動させて、第１〜第４切換クラッチ５０〜５３をそれぞれ、その一側の歯車と係合する位置と他側の歯車と係合する位置と何れにも係合しない中立位置とに切り換えるものである。シフトアンドセレクト部材６２は、先端部が各切欠き６０ａ内を両入力軸３３，３４と直交するセレクト方向に移動して、複数のフォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄの１つをセレクトし、その状態で両入力軸３３，３４と平行なシフト方向に移動することによりセレクトしたフォークヘッドをシフト方向に移動させ、それと対応するシフトフォークをシフトさせて、それと対応する歯車を切り換えるものである。
【００１１】
図８に示す歯車変速機構は、前述のように、一方の歯車変速機構３０Ａ（または３０Ｂ）の切換クラッチ５０または５２（または５１または５３）により歯車を切り換えて１つの変速段を選択した状態で、次の変速に備えて、他方の歯車変速機構３０Ｂ（または３０Ａ）の切換クラッチ５０または５２（または５１または５３）により歯車を切り換えて次の変速段を選択するようにしている。従って、各切換クラッチ５０〜５３を作動させる各シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄに連結された各フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄがどの位置にあっても、中立位置にあるシフトアンドセレクト部材６２はセレクト方向に移動可能でなければならない。このために図１１(b) に示すように、切欠き６０ａは、各フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄがその中央と両側の３位置の何れの位置にあっても、中立位置にあるシフトアンドセレクト部材６２をセレクト方向に通すことができる寸法形状としている。すなわち図１０に示すように、中立位置（中央位置）にあるシフトアンドセレクト部材６２の両側と、中立位置（中央位置）にある各フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄの切欠き６０ａの両内側の間には、フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄの片側のシフトストロークと同じまたはそれより広い寸法の遊びＤを設けている。
【００１２】
図８〜図１１に示す従来技術によるツインクラッチ式の歯車変速装置と、その作動機構の構造は以上の通りである。
【特許文献１】特表２００３−５３２０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した従来技術では、各フォークヘッド６０Ａ〜６０Ｄ及び各シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄは、中立位置または各シフト位置では、各フォークシャフト（図示省略）などと変速機ケースの間に設けたスプリングにより付勢されたボールとこれと弾性的に係合する複数のノッチよりなるデテント装置等により、その位置に弾性的に保持されている。しかし各シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄを中立位置または各シフト位置に積極的に拘束する部材は設けられていないので、強い外力が各シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄ等に加わると、中立位置から何れかのシフト位置へ、あるいは各シフト位置から中立位置へ移動するおそれがあり、そのような事態が生じると本来形成されているべき変速段が形成されなくなるギヤ抜け、あるいは本来形成されていないはずの変速段が形成されることによるギヤの二重噛み合いという問題を生じる。本発明はこのような問題を防止するインターロック装置を備えたツインクラッチ式の歯車変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このために、請求項１の発明による歯車変速装置は、駆動軸と、出力軸と、ツインクラッチの第１及び第２クラッチを介して駆動軸に選択的に連結される第１及び第２入力軸と、第１入力軸と出力軸の間に設けられて複数の変速段を有する第１歯車変速機構と、第２入力軸と出力軸の間に設けられて第１歯車変速機構とは異なる複数の変速段を有する第２歯車変速機構と、両入力軸と平行方向に移動し各歯車を切り換えて各変速段を選択する複数のシフトフォークと、この各シフトフォークに連結されコ字状の切欠きが形成された先端部が両入力軸と直交方向に重ね合わされるように配置された複数のフォークヘッドと、先端部が各切欠き内を直交方向に移動して複数のフォークヘッドの一つを選択した状態で平行方向に移動することにより選択したフォークヘッドを移動して各歯車変速機構の変速段を選択するシフトアンドセレクト部材を備えてなり、一方の歯車変速機構の任意の変速段を選択した状態で他方の歯車変速機構の歯車の切り換えを行うようにしてなる歯車変速装置において、シフトアンドセレクト部材とともに直交方向に移動するように設けられ重ね合わされる各フォークヘッドが直交方向における中立位置にある状態ではその先端部の切欠きの両内側に沿ってそれぞれ直交方向に延びて同先端部の移動を拘束する拘束部を有するとともに同拘束部にはシフトアンドセレクト部材の先端部と対応する直交方向の位置にフォークヘッドの先端部の通過を許容するギャップを形成したインターロック部材をさらに備えるとともに、フォークヘッドの先端部の外幅Ｈ1 と、切欠きの内幅Ｈ2 と、拘束部の外幅Ｐ1 及び内幅Ｐ2 と、シフトアンドセレクト部材の先端部の幅Ｉと、フォークヘッドのシフトストロークＳの各寸法を、
Ｈ2 −Ｐ1 ≧０
Ｐ2 −Ｈ1 ＋２Ｓ≧０
Ｈ2 −２Ｓ−Ｉ≧０
となるように設定したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１に記載の歯車変速装置は、Ｈ2 −Ｐ1 及びＰ2 −Ｈ1 ＋２Ｓの各値が何れも０またはそれより僅かに大となるように設定することが好ましい。
【００１６】
請求項１または請求項２に記載の歯車変速装置は、直交方向に沿って回動及び軸線方向移動可能に設けられたシフトアンドセレクトシャフトをさらに備えたものとし、シフトアンドセレクト部材はシフトアンドセレクトシャフトに固定されて半径方向に突出するインナレバーを有するものとし、シフトアンドセレクト部材の先端部はインナレバーの先端部とし、インターロック部材はインナレバーを間に挟む両側板を介してシフトアンドセレクトシャフトに回転自在かつ軸線方向移動不能となるように設けられたインターロックプレートとし、拘束部は両側板の両側部から中立位置における複数のフォークヘッドの先端部の切欠きの両内側に沿って互いに近づく向きに延びる２対の細長いフィンガとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、ツインクラッチを備えた歯車変速装置において、
シフトアンドセレクト部材とともに直交方向に移動するように設けられ重ね合わされる各フォークヘッドが直交方向における中立位置にある状態ではその先端部の切欠きの両内側に沿ってそれぞれ直交方向に延びて同先端部の移動を拘束する拘束部を有するとともに同拘束部にはシフトアンドセレクト部材の先端部と対応する直交方向の位置にフォークヘッドの先端部の通過を許容するギャップを形成したインターロック部材をさらに備えたものとし、フォークヘッドの先端部の外幅Ｈ1 と、切欠きの内幅Ｈ2 と、拘束部の外幅Ｐ1 及び内幅Ｐ2 と、シフトアンドセレクト部材の先端部の幅Ｉと、フォークヘッドのシフトストロークＳの各寸法を、
Ｈ2 −Ｐ1 ≧０
Ｐ2 −Ｈ1 ＋２Ｓ≧０
Ｈ2 −２Ｓ−Ｉ≧０
となるように設定したので、シフトアンドセレクト部材は各フォークヘッドがどの位置にある状態でも切欠き内を両入力軸と直交方向に移動して所定のフォークヘッドを選択してそのフォークヘッドを中立位置からシフトしあるいは中立位置に戻すことができ、またシフトアンドセレクト部材により選択されている場合を除き、中立位置にある各フォークヘッドはその切欠きの各内側にインターロック部材の拘束部の各外側が当接されてシフト方向への移動が拘束され、また何れか一方のシフト位置にある各フォークヘッドはその一方の外端がインターロック部材の拘束部の内側に当接されて戻りが拘束される。従って、強い外力が各シフトフォーク等に加わっても、予想外の位置に移動することはないので、本来形成されているべき変速段が形成されず、あるいは本来形成されているべきでない変速段が形成されるという問題が生じることはない。
【００１８】
Ｈ2 −Ｐ1 及びＰ2 −Ｈ1 ＋２Ｓの各値が何れも０またはそれより僅かに大となるように設定した請求項２の発明によれば、中立位置及びシフト位置において拘束されている各フォークヘッドのシフト方向における動きは僅かとなるので、各切換クラッチの各位置は正確に保持され、各歯車は確実に切り換えられる。
【００１９】
直交方向に沿って回動及び軸線方向移動可能に設けられたシフトアンドセレクトシャフトをさらに備えたものとし、シフトアンドセレクト部材はシフトアンドセレクトシャフトに固定されて半径方向に突出するインナレバーを有するものとし、シフトアンドセレクト部材の先端部はインナレバーの先端部とし、インターロック部材はインナレバーを間に挟む両側板を介してシフトアンドセレクトシャフトに回転自在かつ軸線方向移動不能に設けられたインターロックプレートとし、拘束部は両側板の両側部から中立位置における複数のフォークヘッドの先端部の切欠きの両内側に沿って互いに近づく向きに延びる２対の細長いフィンガとした請求項３の発明によれば、歯車変速機構の作動機構の構造が簡略化され部品点数も少なくなるので、作動が確実で製造コストも低廉な歯車変速装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、図１〜図９により、本発明による歯車変速装置の実施形態の説明をする。図８及び図９に示すツインクラッチ式の歯車変速機構の説明図はこの実施形態の一部を構成するものであるが、その内容は前述した従来技術で説明したものと同一であるので詳細な説明は省略し、以下においては図１〜図７により、この歯車変速機構３０Ａ，３０Ｂを作動させるインターロック機能を有する作動機構及び全体的作動の説明を主として行う。
【００２１】
このインターロック機能を有する作動機構は、主として図１〜図３に示すように、シフトアンドセレクトシャフト１２と、このシフトアンドセレクトシャフト１２に取り付けられる各２個のシフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂ及びインターロック部材１５Ａ，１５Ｂと、第１〜第４フォークシャフト２０Ａ〜２０Ｄと、この各フォークシャフト２０Ａ〜２０Ｄにそれぞれ固定されるフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄ及びシフトフォーク２５Ａ〜２５Ｄよりなるものである。
【００２２】
図１及び図２に示すように、シフトアンドセレクトシャフト１２は、図８に示す歯車変速機構の各入力軸３３，３４及び各中間軸３５，３６と直交方向に延びて両端部がカラー１１及びブッシュ１１ａを介して変速機ケース１０に回動及び軸線方向移動自在に案内支持され、第１〜第４フォークシャフト２０Ａ〜２０Ｄは、各軸３３〜３６と平行に延びて両端部が変速機ケース１０に軸線方向移動自在に案内支持されている。
【００２３】
各フォークシャフト２０Ａ〜２０Ｄには、両歯車変速機構３０Ａ，３０Ｂの各切換クラッチ５０〜５３の外周の円周溝にそれぞれ係合される第１〜第４シフトフォーク２５Ａ〜２５Ｄがボス部２５ａを介して固定され、また各先端部２１ａがシフトアンドセレクトシャフト１２の一側に接近するように配置された第１〜第４フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄがボス部２１ｄを介して固定されている。各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの先端部２１ａには両側に１対の脚部２１ｂが突出されてそれらの間にコ字状の切欠き２１ｃが形成されている。また第１及び第２フォークヘッド２１Ａ，２１Ｂの各先端部２１ａは互いに接近するように重ね合わせて配置され、第３及び第４フォークヘッド２１Ｃ，２１Ｄの各先端部２１ａも同様に重ね合わせて配置されている。
【００２４】
シフトアンドセレクトシャフト１２には、第１及び第２フォークヘッド２１Ａ，２１Ｂの各先端部２１ａと、第３及び第４フォークヘッド２１Ｃ，２１Ｄの各先端部２１ａと接近する位置に、それぞれ第１及び第２シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂの円筒状のボス部１８ａが押しねじまたはノックピンなどにより固定され、このボス部１８ａの外側から半径方向外向きに突出するインナレバー１８ｂの先端部１８ｃは、対応するフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの各先端部２１ａの切欠き２１ｃ内に係合可能となっている。
【００２５】
図１〜図３に示すように、板材を折曲成形してなる第１及び第２インターロックプレート（インターロック部材）１５Ａ，１５Ｂは互いに同一形状で、互いに平行に折曲されて各シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂのボス部１８ａを隙間なく間に挟む１対の側板１５ａを有し、この両側板１５ａを介してシフトアンドセレクトシャフト１２に回転自在かつ軸線方向移動不能に支持されている。これにより各インターロック部材１５Ａ，１５Ｂは、各シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂとともに、シフトアンドセレクトシャフト１２の軸線方向に移動される。両側板１５ａの先端部両側には、シフトアンドセレクトシャフト１２と平行にかつ互いに近づく向きに延びる細長い各１対の第１フィンガ１６ａ及び第２フィンガ１６ｂが折曲形成され、長手方向に向かい合う第１フィンガ１６ａと第２フィンガ１６ｂの各先端部の間にはギャップ１７が形成されている。この各フィンガ１６ａ，１６ｂは、各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄがその移動方向の中立位置にある状態では、多少の隙間をおいて、それぞれ対をなして重ね合わされるフォークヘッド２１Ａ，２１Ｂ及びフォークヘッド２１Ｃ，２１Ｄの各先端部２１ａの切欠き２１ｃを通り抜け可能にその両内側に沿って延び、各ギャップ１７は、各シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂのインナレバー１８ｂと対応する位置に形成されて、各インナレバー１８ｂの各先端部１８ｃ及び各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの各先端部２１ａの通過を許容する寸法を有している。この各１対の第１及び第２フィンガ１６ａ，１６ｂとギャップ１７は、各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄがインナレバー１８ｂによりセレクト（選択）されてシフトされる場合を除き、その各先端部２１ａが各入力軸３３，３４及び各中間軸３５，３６と平行方向に移動することを拘束する拘束部１６を構成している。
【００２６】
図１に示すように、シフトアンドセレクトシャフト１２には、第１インターロックプレート１５Ａの一側となる位置にシフト用セクタギヤ１３が押しねじまたはノックピンなどにより固定され、また第２インターロック部材１５Ｂの一側に接する位置にラック部材１４がスナップリング１２ａを介して回動のみ自在に取り付けられ、ラック部材１４には長手方向に沿ってラック部１４ａが形成されている。この歯車変速装置は、車両の作動状態に基づいて適切な変速段を演算する制御装置（図示省略）により制御され、シフトアンドセレクトシャフト１２は、ラック部１４ａと噛合するピニオン１４ｂをこの制御装置により回動することにより軸線方向に移動され、これにより各シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂのインナレバー１８ｂの先端部１８ｃは各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの先端部２１の切欠き２１ｃ内を移動して、各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄを順次セレクトする。図１〜図３に示す実施形態では、先ず図１に示すように第１インターロック部材１５Ａのインナレバー１８ｂが第１フォークヘッド２１Ａをセレクトし、次いで第２フォークヘッド２１Ｂをセレクトし、これに引き続き第２インターロック部材１５Ｂのインナレバー１８ｂが第３フォークヘッド２１Ｃ及び第４フォークヘッド２１Ｄをセレクトするようになっている。またシフトアンドセレクトシャフト１２は、シフト用セクタギヤ１３と噛合するピニオン（図示省略）を制御装置により回動することにより回動され、これによりインナレバー１８ｂによりセレクトされたフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの切欠き２１ｃの内側面にインナレバー１８ｂの先端部１８ｃが当接して、そのフォークヘッドを図２の実線で示す中立位置から各入力軸３３，３４及び各中間軸３５，３６と平行な左右両方向にシフトし（図２の二点鎖線１８Ｘ，１８Ｙ及び二点鎖線２１Ｘ，２１Ｙ参照）、対応するシフトフォークを介して対応する切換クラッチをシフトして、その一側の歯車と係合する位置と他側の歯車と係合する位置と何れにも係合しない中立位置とに切り換えるようになっている。
【００２７】
次に図４及び図５により、ギヤの二重噛み合いやギヤ抜けを防止してこの歯車変速装置を作動させるために必要な、フォークヘッド２１の先端部２１ａの外幅Ｈ1 と、切欠き２１ｃの内幅Ｈ2 と、拘束部１６の外幅Ｐ1 及び内幅Ｐ2 と、インナレバー１８ｂの先端部１８ｃの幅Ｉと、各フォークヘッド２１Ａ〜２１ＤのシフトストロークＳの寸法関係の説明をする。なお、シフトストロークＳは、中立位置にある各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄがインナレバー１８ｂの先端部１８ｃによりシフトされてストッパに当接して停止されるまでの移動距離である。図５では各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄが両側のストッパＳ１，Ｓ２に直接当接して停止されるように図示したが、実際は各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄは、例えば図２に示すように、各フォークシャフト２０Ａ〜２０Ｄに固定されたボス部２１ｄ，２５ａあるいはスナップリング、段部などの部材が変速機ケース１０に当接して停止されるようになっている。また前述した従来技術の場合と同様な理由により、中立位置（中央位置）にあるインナレバー１８ｂの先端部１８ｃの両側と、中立位置（中央位置）にある各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの先端部２１ａの切欠き２１ｃの両内側の間には、相当広い遊びＣが設けられている。
【００２８】
上述のような作動機構において、ギヤの二重噛み合いやギヤ抜けを防止してこの歯車変速装置を作動させるためには、先ず図５(a) に示すように、任意のフォークヘッドが中立位置にある状態では、そのフォークヘッドはインナレバー１８ｂによりセレクトされている場合を除き拘束部１６によりシフト方向の移動が拘束され、また各インナレバー１８ｂが中立位置にある場合には、シフトアンドセレクト部材１８Ａ及びインターロック部材１５Ａはセレクト方向に移動可能である必要がある。このためには、図５(a) に記入した各寸法から明らかなように、Ｈ2 ≧Ｐ1 、すなわち
Ｈ2 −Ｐ1 ≧０
となるように設定すればよい。このようにすれば、第１シフトアンドセレクト部材１８Ａのインナレバー１８ｂによりセレクトされていない第１フォークヘッド２１Ａは、その切欠き２１ｃの各内側に第１インターロック部材１５Ａの各第１フィンガ１６ａの外側が当接されてシフト方向への移動が拘束される。またこの状態では図５(a) から明らかなように、シフトアンドセレクト部材１８Ａ及びインターロック部材１５Ａはセレクト方向に移動可能であるので、第１シフトアンドセレクト部材１８Ａ及び第１インターロック部材１５Ａをセレクト方向に移動させてインナレバー１８ｂにより第１フォークヘッド２１Ａをセレクトし、第２フォークヘッド２１Ｂのセレクトを解除すれば、第２フォークヘッド２１Ｂの切欠き２１ｃの各内側に第１インターロック部材１５Ａの各第２フィンガ１６ｂの外側が当接されてシフト方向への移動が拘束されるようになる。
【００２９】
また図５(b) に示すように、任意のフォークヘッドが何れか一方にシフトされストッパに当接して停止された状態では、そのフォークヘッドはインナレバー１８ｂによりセレクトされている場合を除き拘束部１６により中立位置への戻りが拘束され、また各インナレバー１８ｂが中立位置にある場合には、シフトアンドセレクト部材１８Ａ及びインターロック部材１５Ａはセレクト方向に移動可能である必要がある。このためには、図５(b) に記入した各寸法から明らかなように、先ずＨ1 ≦Ｓ＋（Ｈ1 ＋Ｐ2 ）／２、すなわち
Ｐ2 −Ｈ1 ＋２Ｓ≧０
となるように設定すればよい。このようにすれば、インナレバー１８ｂによりセレクトされていない第２フォークヘッド２１Ｂは、ストッパＳ２と反対側の外端が第１インターロック部材１５Ａの第２フィンガ１６ｂの一方の内側に当接されて戻りが拘束される。また中立位置にあるシフトアンドセレクト部材１８Ａ及びインターロック部材１５Ａがセレクト方向に移動可能であるためには、図５(b) に記入した各寸法から明らかなように、Ｉ≦（Ｈ1 ＋Ｈ2 ）／２−（Ｈ1 −Ｈ2 ）／２−２Ｓ、すなわち
Ｈ2 −２Ｓ−Ｉ≧０
となるように設定すればよい。このようにすれば、シフトアンドセレクト部材１８Ａは両フォークヘッド２１Ａ，２１Ｂの切欠き２１ｃ内を通ってセレクト方向に移動可能になり、これとともにインターロック部材１５Ａもセレクト方向に移動可能になる。そして、第１シフトアンドセレクト部材１８Ａ及び第１インターロック部材１５Ａをセレクト方向に移動させてインナレバー１８ｂにより第２フォークヘッド２１Ｂをセレクトし、第１フォークヘッド２１Ａのセレクトを解除すれば、第１フォークヘッド２１Ａは、ストッパＳ１と反対側の外端が第１インターロック部材１５Ａの第１フィンガ１６ａの一方の内側に当接されて戻りが拘束されるようになる。
【００３０】
以上は第１シフトアンドセレクト部材１８Ａ及びインターロック部材１５Ａの場合の作動につき説明したが、第２シフトアンドセレクト部材１８Ｂ及び第２インターロック部材１５Ｂの場合の作動も同様である。また上述した実施形態では、各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄのシフト方向における動きを少なくして各切換クラッチ５０〜５３の各位置を正確に保持するために、Ｈ2 −Ｐ1 及びＰ2 −Ｈ1 ＋２Ｓの値をなるべく０に近い値としている。なおこの値を０にしても、各部が弾性変形するので、各インターロック部材１５Ａ，１５Ｂ及び各シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂのセレクト方向の移動に支障が生じることはない。
【００３１】
次に図６により上述した実施形態による歯車変速装置を自動車に適用した場合の全体的作動を説明する。不作動状態では図６(a) に示すように、各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄは中立位置にあり、第１フォークヘッド２１Ａが第１シフトアンドセレクト部材１８Ａのインナレバー１８ｂによりセレクトされており、ツインクラッチ３２は第１及び第２クラッチ３２ａ，３２ｂがともに解除されている。駆動軸３１に連結されるエンジンを起動すれば、制御装置は図６(b) に示すように、第１シフトアンドセレクト部材１８Ａのインナレバー１８ｂを作動させて第１フォークヘッド２１Ａを第１速側にシフトし、第１歯車変速機構３０Ａの第１切換クラッチ５０を介して第１速歯車列４０による動力伝達を可能とする。この状態でスロットル開度が増大してエンジンが所定の回転速度に達すれば、ツインクラッチ３２の係合側を第１クラッチ３２ａ側に切り換え、これにより車両は第１歯車変速機構３０Ａによる第１速で走行し始める。
【００３２】
制御装置は、この状態で第２速への切り換えに備えてシフトアンドセレクトシャフト１２を作動させ、図６(c) に示すように、インナレバー１８ｂにより第２フォークヘッド２１Ｂをセレクトして第２速側にシフトし、第２歯車変速機構３０Ｂの第２切換クラッチ５１を介して第２速歯車列４１による動力伝達を可能とする。この状態で車両の作動状態が第２速走行に適した状態となれば、制御装置はツインクラッチ３２の係合側を第２クラッチ３２ｂ側に切り換え、これにより車両は第２歯車変速機構３０Ｂによる第２速走行に切り換えられる。
【００３３】
制御装置は、車両の走行状態が引き続き変速段上昇に適した状態であれば、図６(d) に示すようにシフトアンドセレクトシャフト１２を作動させ、インナレバー１８ｂにより第１フォークヘッド２１Ａをセレクトして第１速側から第３速側にシフトし、第１歯車変速機構３０Ａの第１切換クラッチ５０を介して第３速歯車列４２による動力伝達を可能とする。この状態で車両の作動状態が第３速走行に適した状態となれば、制御装置はツインクラッチ３２の係合側を第１クラッチ３２ａに切り換え、これにより車両は第１歯車変速機構３０Ａによる第３速走行に切り換えられる。
【００３４】
以下同様に、車両の走行状態が引き続き変速段上昇に適した状態であれば、制御装置は図６(e) 〜図６(h) に示すように、シフトアンドセレクト部材１８Ａまたは１８Ｂにより所定のフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄをセレクトしてシフトすることにより所定の切換クラッチ５０〜５３を作動させて、その時に使用されている変速段の１つ下の変速段の歯車列を離脱するとともに１つ上の変速段の歯車列を係合し、この１つ上の変速段の走行に適した状態となればツインクラッチ３２を切り換え、これを繰り返して変速段を上昇させる。なお各インナレバー１８ｂは、シフトアンドセレクト部材１８Ａまたは１８Ｂにより所定のフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄをセレクトしてシフトする前の適当な時期に、制御装置からの指令により中立位置に戻される。
【００３５】
変速段がそのときの走行状態に適したものであれば、制御装置はフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄのセレクト及びシフトによる切換クラッチ５０〜５３の作動及びツインクラッチ３２の各クラッチ３２ａ，３２ｂの切り換えは行わず、そのときの状態を維持する。また、車両の走行状態が変速段の下降に適した状態となれば、制御装置はシフトアンドセレクト部材１８Ａまたは１８Ｂにより所定のフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄをセレクトしてシフトすることにより所定の切換クラッチ５０〜５３を作動させて、その時に使用されている変速段の１つ上の変速段の歯車列を離脱するとともに１つ下の変速段の歯車列を係合し、この１つ下の変速段の走行に適した状態となればツインクラッチ３２を切り換え、これを繰り返して変速段を下降させる。
【００３６】
この実施形態によれば、上述したようにそのときの走行状態に応じた変速段が制御装置により自動的に選択される。また前述したように、各シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂのインナレバー１８ｂは各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの先端部２１ａが中立位置及びシフト位置の何れにある状態でも、それらの切欠き２１ｃ内を両入力軸３３，３４と直交方向に移動して所定のフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄをセレクトしてそのフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄを中立位置からシフトしあるいは中立位置に戻すことができる。また中立位置にある各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄは、シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂにより選択されている場合を除き、その切欠き２１ｃの各内側にインターロック部材１５Ａ，１５Ｂの各フィンガ１６ａ，１６ｂの各外側が当接されてシフト方向への移動が拘束される。また何れか一方のシフト位置にある各フォークヘッド２１も、シフトアンドセレクト部材１８Ａ，１８Ｂにより選択されている場合を除き、その一方の外端がインターロック部材１５Ａ，１５Ｂのフィンガ１６ａ，１６ｂの内側に当接されて戻りが拘束される。従って、強い外力が各シフトフォーク６１Ａ〜６１Ｄ等に加わっても、予想外の位置に移動することはないので、本来形成されているべき変速段が形成されず、あるいは本来形成されているべきでない変速段が形成されるという問題が生じることはない。
【００３７】
またこの実施形態では、Ｈ2 −Ｐ1 及びＰ2 −Ｈ1 ＋２Ｓの値をなるべく０に近い値としており、このようにすれば、中立位置及びシフト位置において拘束されている各フォークヘッド２１のシフト方向における動きは僅かとなるので、各切換クラッチ５０〜５３の各位置は正確に保持され、各歯車は確実に切り換えられる。
【００３８】
上述した実施形態では、第１及び第２フォークヘッド２１Ａ，２１Ｂの各先端部２１ａと、第３及び第４フォークヘッド２１Ｃ，２１Ｄの各先端部２１ａは別々に重ね合わせて配置して、シフト方向の移動を拘束するインターロック部材１５Ａ，１５Ｂはそれぞれに設けているが、本発明はこれに限られるものではなく、図７に示すように、４つのフォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄを全て重ね合わせて配置し、各フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄのシフト方向の移動を拘束するインターロック部材１５は１個として実施することも可能である。また上述した実施形態では、フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄが４個の場合につき説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、フォークヘッド２１Ａ〜２１Ｄの数は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による歯車変速装置の一実施形態の歯車変速機構を作動させる作動機構の側面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】図１の３−３断面図である。
【図４】図１に示す実施形態のインターロック機構部の寸法を示す図面である。
【図５】図１に示す実施形態のインターロック機構部の作動を説明する図面である。
【図６】図１に示す実施形態の全体的作動を説明する図面である。
【図７】本発明による歯車変速装置の作動機構の変形例の図３に相当する図面である。
【図８】図１に示す実施形態に使用する歯車変速機構の説明図である。
【図９】図８に示す歯車変速機構に使用するツインクラッチの作動を説明する図面である。
【図１０】従来技術による歯車変速装置の作動機構の一例の図４に相当する図面である。
【図１１】図１０に示す作動機構の一例の図５に相当する図面である。
【符号の説明】
【００４０】
１２…シフトアンドセレクトシャフト、１５，１５Ａ，１５Ｂ…インターロック部材（インターロックプレート）、１５ａ…側板、１６…拘束部、１６ａ，１６ｂ…フィンガ、１７…ギャップ、１８，１８Ａ，１８Ｂ…シフトアンドセレクト部材、１８ｂ…インナレバー、１８ｃ…先端部、２１Ａ〜２１Ｄ…フォークヘッド、２１ａ…先端部、２１ｃ…切欠き、２５Ａ〜２５Ｄ…シフトフォーク、３０Ａ…第１歯車変速機構、３０Ｂ…第２歯車変速機構、３１…駆動軸、３２…ツインクラッチ、３２ａ…第１クラッチ、３２ｂ…第２クラッチ、３３…第１入力軸、３４…第２入力軸、３８…出力軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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