(57)【要約】車両用の手動歯車変速機において、アイドルラトル、走行ラトル、シフト操作力などの面で改善すべき課題が残っている。この変速機１Ａは、入力軸３、副軸４、出力軸５、後退用ギヤ列９、１速〜４速用ギヤ列１１〜１４、６速用ギヤ列１６、出力用ギヤ列１０、１速駆動ギヤ１１ａと後退駆動ギヤ９ａを固定したスリーブ軸２０、１速従動ギヤ１１ｂと２速従動ギヤ１２ｂを固定したスリーブ軸３０、４つのシンクロナイザー機構２１〜２４などを有する。低速側の複数の特定変速段として後退と１速と２速とが予め設定され、これら特定変速段のギヤ列９，１１，１２の各ギヤとスリーブ２０，３０は遊転可能に設けられ、ニュートラル状態と３速〜６速で走行中のときに、これらギヤ列９，１１，１２の全部のギヤとスリーブ２０，３０とが浮動状態に保持される。
2005028919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸、入力軸から回転力が伝達される副軸、副軸から回転力が伝達される出力軸と、複数のギヤ列と、複数のシンクロナイザー機構とを備えた車両用手動歯車変速機において、
１速と後退の変速段を含む予め設定した低速側の複数の特定変速段の為の複数のギヤ列の複数の駆動ギヤであって、入力軸に遊転可能に設けられた複数の駆動ギヤと、
前記複数の駆動ギヤに夫々噛み合った複数の従動ギヤであって、副軸に遊転可能に設けられた複数の従動ギヤと、
１速駆動ギヤと後退駆動ギヤとが固定され且つ入力軸に遊転可能に外嵌された第１のギヤ付きスリーブ軸と、
前記入力軸に装備され且つ１速と後退において入力軸を第１のギヤ付きスリーブ軸に連結可能な第１のシンクロナイザー機構と、
前記副軸に装備され且つ前記複数の特定変速段用の従動ギヤの回転力を副軸に伝達可能な第２のシンクロナイザー機構と、
を備えたことを特徴とする車両用手動歯車変速機。
【請求項２】
前記複数の特定変速段が１速と後退であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項３】
前記複数の特定変速段が１速と２速と後退であり、
１速従動ギヤと２速従動ギヤとが固定され且つ副軸に遊転可能に外嵌された第２のギヤ付きスリーブ軸を備え、
前記第１のシンクロナイザー機構により２速駆動ギヤが入力軸に連結可能に構成され、前記第２のシンクロナイザー機構により第２のギヤ付きスリーブ軸が副軸に連結可能に構成されたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項４】
前記複数の特定変速段が１速と２速と３速と４速と後退であり、１速従動ギヤと２速従動ギヤと３速従動ギヤと４速従動ギヤが固定され且つ副軸に遊転可能に外嵌された第３のギヤ付きスリーブ軸を備え、
前記第１のシンクロナイザー機構により２速駆動ギヤが入力軸に連結可能に構成され、前記第２のシンクロナイザー機構により第３のギヤ付きスリーブ軸が副軸に連結可能可能に構成され、３速駆動ギヤと４速駆動ギヤを択一的に入力軸に連結可能な第３のシンクロナイザー機構を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項５】
前記シンクロナイザー機構は、ハブと、スリーブと、シンクロリングとを含む同期噛合機構であることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項の何れか１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項６】
前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、計７つのギヤ列と計４つのシンクロナイザー機構を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項の何れか１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項７】
前記第２シンクロナイザー機構は、特定変速段の選択の過程において、第１シンクロナイザー機構の作動前に作動するように構成されたことを特徴とする請求の範囲第２項〜第４項の何れか１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項８】
前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、ニュートラル状態と、２速〜６速の変速段においては、第１のギヤ付きスリーブ軸と、１速従動ギヤと、後退従動ギヤとが浮動状態になるように構成されたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項９】
前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、ニュートラル状態と、３速〜６速においては、第１，第２のギヤ付きスリーブ軸と、後退従動ギヤとが浮動状態になることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項１０】
前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、ニュートラル状態と、５速と、６速においては、第１，第３のギヤ付きスリーブ軸と、後退従動ギヤとが浮動状態になることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の車両用手動歯車変速機。
【請求項１１】
５速のときに、入力軸と出力軸とがシンクロナイザー機構を介して直結されることを特徴とする請求の範囲第８項〜第１０項の何れか１項に記載の車両用手動歯車変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、車両用手動歯車変速機に関し、特にアイドルラトルと走行ラトルの著しい低減とシフト操作力の著しい軽減などを可能にしたものに関連する。
【背景技術】  車両用の手動歯車変速機としては、メインドライブギヤ入力方式の変速機が広く実用に供され、最近の手動歯車変速機は、前進６速と後退１速の変速段を有するものが多く、この変速機の場合、７つのギヤ列と、４つのシンクロナイザー機構が装備されている。この種の変速機は、クラッチを介してエンジンの出力軸に連結される入力軸、この入力軸から回転力が入力される副軸、この副軸と平行に配置された出力軸、副軸と出力軸に設けられた複数のギヤ列、複数のシンクロナイザー機構などを有する。各ギヤ列は１対のギヤを有し、この１対のギヤのうちの一方のギヤは副軸又は出力軸に遊転可能に装着され、他方のギヤは出力軸又は副軸に固定的に装着されている。
一般的なシンクロナイザー機構は、ハブとシンクロキーとスリーブとシンクロリングなどを有し、遊転状態のギヤを副軸又は出力軸に連結する。
例えば、図１４は、メインドライブギヤ入力方式の一般的な手動歯車変速機１００を示す。この変速機１００は、クラッチディスク１０２に連結された入力軸１０３、副軸１０４、出力軸１０５、１速〜４速用ギヤ列１１１〜１１４、メインドライブギヤ列１１０、６速用ギヤ列１１６、後退用ギヤ列１０９、１速／２速用シンクロナイザー機構１２０、３速／４速用シンクロナイザー機構１２１、５速／後退用シンクロナイザー機構１２２、６速用シンクロナイザー機構１２３などを有する。メインドライブギヤ列以外の各ギヤ列のギヤのうち副軸１０４に装備されたギヤが駆動ギヤであり、出力軸１０５に装備されたギヤが従動ギヤである。１速従動ギヤ１１１ｂ、２速従動ギヤ１１２ｂ、３速駆動ギヤ１１３ａ、４速駆動ギヤ１１４ａ、６速駆動ギヤ１１６ａ、後退従動ギヤ１０９ｂが遊転可能に設けられている。図１４は、ニュートラル状態のときの変速機を示し、エンジンがアイドル状態のとき変速機はニュートラル状態であり、副軸１０４に設けた駆動ギヤ１１３ａ，１１４ａ，１１６ａが浮動状態であり、１速用ギヤ列１１１、２速用ギヤ列１１２、６速用ギヤ列１１６、後退用ギヤ列１０９は回転する。５速／後退用シンクロナイザー機構１２２により、メインドライブギヤ列１１０のメインドライブギヤ１１０ａを出力軸１０５に直接連結し、変速機１００を５速に切換えた状態においては、副軸は勿論のこと、全部のギヤと全部のシンクロナイザー機構が回転する。このことは、１速〜４速、６速の変速段においても同様である。
他方、出力減速方式の手動歯車変速機として、図１５に示す変速機２００も実用に供されている。この変速機２００においては、入力軸２０１が後方へ延長され、この入力軸２０１と平行な副軸２０２が設けられ、副軸２０２の後端部が出力用減速ギヤ列２１０を介して出力軸２０３に連結されている。入力軸２０１と副軸２０２とに１速用ギヤ列２１１、２速用ギヤ列２１２、３速用ギヤ列２１３、４速用ギヤ列２１４、５速用ギヤ列２１５、６速用ギヤ列２１６、後退用ギヤ列２０９が設けられている。１速〜６速用のギヤ列２１１〜２１６において、駆動ギヤ２１１ａ〜２１６ａが入力軸に設けられ、従動ギヤ２１１ｂ〜２１６ｂが副軸２０２に設けられている。後退用ギヤ列２０９は、駆動ギヤ２０９ａ、中間軸に支持された中間ギヤ２０９ｃ、中間ギヤ２０９ｃに噛み合った従動ギヤ２０９ｂを有する。駆動ギヤ２１３ａ〜２１６ａは入力軸２０１にベアリングを介して回転自在に支持されている。中間ギヤ２０９ｃは中間軸に回転自在に支持されている。副軸２０２には後退用シンクロナイザー機構２０４と１速／２速切換え用シンクロナイザー機構２０５が設けられ、入力軸２０１には３速／４速切換え用シンクロナイザー機構２０６と、５速／６速切換え用シンクロナイザー機構２０７が設けられている。
前記変速機１００，２００も含めて、従来の手動歯車変速機においては、アイドルラトル、走行ラトル、シフト操作力、動力伝達系の抵抗、などの面で解決すべき多くの課題が残っている。アイドル状態において、１速用ギヤ列、２速用ギヤ列、後退用ギヤ列などの低速段用ギヤ列が回転するため、それらのギヤ列からギヤの歯打ち音（アイドルラトル）が発生する。特に、低速段ギヤ列では、歯車の直径も大きく、慣性モーメントも大きいため歯打ち音も強くなる。走行状態においては全部のギヤやシンクロナイザー機構が回転するため、回転駆動力の伝達に使用されないギヤ列から歯打ち音（走行ラトル）が発生する。この走行ラトルの大部分も低速段ギヤ列から発生すると推定されている。
これら、アイドルラトルや走行ラトルを改善するために、エンジンにデュアルマスフライホイールを採用したり、変速機のギヤにシザーズギヤ或いはフリクションダンパーを採用する技術も公知であるが、費用対効果の面で不利であり実用性に欠ける。
他方、手動歯車変速機においては、クラッチを分断しアップシフトする場合には、出力軸の回転数とギヤ比に応じて入力軸の回転数を低下させればよいので、ダウンウフトする場合ほど大きな操作力は必要ないが、変速段とエンジン回転数に応じた操作力は必要である。ダウンシフトする場合には、微小時間の間に出力軸の回転数とギヤ比に応じて入力軸の回転数を著しく増加させなければならないから、大きな操作力が必要となる。特に、冬季などの気温が低いときは、変速機内のオイルの粘度が高いために、非常に大きな操作力が必要となる。
特に、ギヤ列の慣性モーメントを入力軸上の慣性モーメントに換算する際にはギヤ比の２乗に比例する慣性モーメントとなるが、１速や後退のような低速段用ギヤ列ではギヤ比が大きいため慣性モーメントが大きく、入力軸の回転数が変化しにくいので、シフトダウンの際に低速段用ギヤ列の回転数変化のために大きな操作力が必要となる。
更に、歯車変速機のケース内にはオイルが貯留され、副軸に装備された複数のギヤによりオイルを攪拌し、ギヤ列やシンクロナイザー機構を潤滑するようになっているが、アイドル状態においても、少なくとも、１速用ギヤ列と２速用ギヤ列と後退用ギヤ列などの低速段ギヤ列が回転するため、また、走行状態においても全てのギヤ列と全てのシンクロナイザー機構が回転するため、オイル攪拌による駆動力の損失が生じ、オイルの劣化も進行する。
【発明の開示】
本発明の車両用手動歯車変速機は、入力軸、入力軸から回転力が伝達される副軸、副軸から回転力が伝達される出力軸と、複数のギヤ列と、複数のシンクロナイザー機構とを備えた車両用手動歯車変速機に関するものである。
この変速機は、１速と後退の変速段を含む予め設定した低速側の複数の特定変速段の為の複数のギヤ列の複数の駆動ギヤであって、入力軸に遊転可能に設けられた複数の駆動ギヤと、前記複数の駆動ギヤに夫々噛み合った複数の従動ギヤであって、副軸に遊転可能に設けられた複数の従動ギヤと、１速駆動ギヤと後退駆動ギヤとが固定され且つ入力軸に遊転可能に外嵌された第１のギヤ付きスリーブ軸と、前記入力軸に装備され且つ１速と後退において入力軸を第１のギヤ付きスリーブ軸に連結可能な第１のシンクロナイザー機構と、前記副軸に装備され且つ前記複数の特定変速段用の従動ギヤの回転力を副軸に伝達可能な第２のシンクロナイザー機構とを備えたことを特徴とするものである。
例えば、低速側の複数の特定変速段が１速と後退である場合、１速用ギヤ列の駆動ギヤと後退用ギヤ列の駆動ギヤは入力軸に遊転可能であり、１速用ギヤ列の従動ギヤと後退用ギヤ列の従動ギヤは副軸に遊転可能である。変速機がニュートラル状態のとき、第１，第２のシンクロナイザー機構を連結解除位置に保持すれば、１速用ギヤ列の駆動ギヤと従動ギヤ、後退用ギヤ列の駆動ギヤと従動ギヤが浮動状態に維持されるから、アイドルラトルが著しく改善される。特定変速段以外の変速段（２速〜６速）で走行中にも、上記と同様の状態に保持できるから、走行ラトルも著しく改善される。
２速〜６速では、大きな慣性モーメントの１速用ギヤ列、後退用ギヤ列を浮動させておくことができるため、シフト操作時の操作力を格段に低減することができる。また、ニュートラル状態のとき、２速〜６速のときには、１速用ギヤ列と後退用ギヤ列でオイルを攪拌することもないから、オイル攪拌抵抗も低減でき、回転駆動力の伝達効率を高めることができる。
１速で走行する際には、第１のシンクロナイザー機構を連結位置に保持して第１ギヤ付きスリーブ軸を回転させ、第２のシンクロナイザー機構を１速連結位置に保持することより、走行可能である。後退する場合には、第１のシンクロナイザー機構を連結位置に保持して第１ギヤ付きスリーブ軸を回転させ、第２のシンクロナイザー機構を後退連結位置に保持することより、後退可能である。
なお、後述のように、低速側の複数の特定変速段は、１速と後退、又は１，２速と後退のように種々設定可能である。
この変速機を次のような態様に構成してもよい。
１番目の態様においては、前記複数の特定変速段が１速と後退である。
２番目の態様においては、前記複数の特定変速段が１速と２速と後退であり、１速従動ギヤと２速従動ギヤとが固定され且つ副軸に遊転可能に外嵌された第２のギヤ付きスリーブ軸が設けられ、前記第１のシンクロナイザー機構により２速駆動ギヤが入力軸に連結可能に構成され、前記第２のシンクロナイザー機構により第２のギヤ付きスリーブ軸が副軸に連結可能に構成されている。
この変速機においては、ニュートラル状態のとき、１速用ギヤ列、２速用ギヤ列、後退用ギヤ列の全部のギヤを浮動状態に保持することができ、また、３速〜６速で走行中にも、１速用ギヤ列、２速用ギヤ列、後退用ギヤ列の全部のギヤを浮動状態に保持することができる。そのため、アイドルラトルと走行ラトルを一層低減でき、３速〜６速で走行中のシフト操作力を一層軽減できる。
３番目の態様においては、前記複数の特定変速段が１速と２速と３速と４速と後退であり、１速従動ギヤと２速従動ギヤと３速従動ギヤと４速従動ギヤが固定され且つ副軸に遊転可能に外嵌された第３のギヤ付きスリーブ軸を備え、前記第１のシンクロナイザー機構により２速駆動ギヤが入力軸に連結可能に構成され、前記第２のシンクロナイザー機構により第３のギヤ付きスリーブ軸が副軸に連結可能可能に構成され、３速駆動ギヤと４速駆動ギヤを択一的に入力軸に連結可能な第３のシンクロナイザー機構が設けられている。
４番目の態様においては、前記シンクロナイザー機構は、ハブ  と、スリーブと、シンクロリングとを含む同期噛合機構である。
５番目の態様においては、前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、計７つのギヤ列と計４つのシンクロナイザー機構を有する。
６番目の態様においては、前記第２シンクロナイザー機構は、特定変速段の選択の過程において、第１シンクロナイザー機構の作動前に作動するように構成されている。
７番目の態様においては、１番目の態様の変速機において、前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、ニュートラル状態と、２速〜６速においては、第１のギヤ付きスリーブ軸と、１速従動ギヤと、後退従動ギヤとが浮動状態になるように構成されている。
８番目の態様においては、２番目の態様の変速機において、前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、ニュートラル状態と、３速〜６速においては、第１，第２のギヤ付きスリーブ軸と、後退従動ギヤとが浮動状態になる。
９番目の態様においては、３番目の態様の変速機において、前進６速と後退１速の変速段を実現可能であり、ニュートラル状態と５速と６速においては、第１，第３のギヤ付きスリーブ軸と、後退従動ギヤとが浮動状態になるように構成されている。
１０番目の態様においては、５速のときに入力軸と出力軸とがシンクロナイザー機構を介して直結される。
【図面の簡単な説明】  図１は本発明の実施形態に係る車両用手動歯車変速機（ニュートラル状態）の断面図であり、図２は第３シンクロナイザー機構とその両側のギヤの断面図であり、図３は第１シンクロナイザー機構と第１ギヤ付きスリーブ軸の要部断面図であり、図４はシフト操作レバーを操作する操作経路の説明図であり、図５は変速テーブルを示す図表である。
図６は変更形態１の変速機（ニュートラル状態）の断面図であり、図７は図６の変速機のシフト操作レバーを操作する操作経路の説明図であり、図８は変速テーブルを示す図表である。
図９は変更形態２の変速機（ニュートラル状態）の断面図であり、図１０は図９の変速機のシフト操作レバーを操作する操作経路の説明図であり、図１１は変速テーブルを示す図表である。
図１２は変更形態２の変速機（ニュートラル状態）の断面図である。
図１３は変更形態３の変速機（ニュートラル状態）の断面図である。
図１４は従来の一般的な手動歯車変速機（ニュートラル状態）の断面図であり、図１５は従来の特殊な手動歯車変速機（ニュートラル状態）の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  最初に、本発明に係る出力軸減速方式の車両用手動歯車変速機について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示すように、この車両用手動歯車変速機１は、エンジンの出力軸に連結されるクラッチ機構のクラッチディスク２、このクラッチディスク２に連結されて後方へ延びた入力軸３、この入力軸３に平行に並べて配置され入力軸３から回転力が伝達される副軸４、入力軸３と同軸に配置され副軸４から回転力が伝達される出力軸５、入力軸３と副軸４に設けられた６つのギヤ列９，１１〜１４，１６と、副軸４と出力軸５に設けられ副軸４の回転力を減速して出力軸５に出力する出力用減速ギヤ列１０と、４つのシンクロナイザー機構２１〜２４、入力軸３を支持するベアリング１７、副軸４を支持する３組のベアリング１８、出力軸５を支持するベアリング１９、これらを収容するケース２５、ケース２５内の下部に貯留されたオイルなどを有する。６つのギヤ列は、１速用ギヤ列１１、２速用ギヤ列１２、３速用ギヤ列１３、４速用ギヤ列１４、６速用ギヤ列１６、後退用ギヤ列９である。各ギヤ列９，１１〜１４，１６において入力軸３に装備されたギヤを駆動ギヤ、副軸４に装備されたギヤを従動ギヤとする。
１速用ギヤ列１１は１速駆動ギヤ１１ａと１速従動ギヤ１１ｂとからなり、１速駆動ギヤ１１ａは入力軸３に遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ１１ｂが副軸４に遊転可能に設けられている。２速用ギヤ列１２は２速駆動ギヤ１２ａと２速従動ギヤ１２ｂとからなり、２速駆動ギヤ１２ａが入力軸３に遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ１２ｂが副軸４に固定されている。３速用ギヤ列１３は３速駆動ギヤ１３ａと３速従動ギヤ１３ｂからなり、３速駆動ギヤ１３ａが入力軸３に遊転可能に設けられ、３速従動ギヤ１３ｂが副軸４に固定されている。４速用ギヤ列１４は４速駆動ギヤ１４ａと４速従動ギヤ１４ｂとからなり、４速駆動ギヤ１４ａは入力軸３に遊転可能に設けられ、４速従動ギヤ１４ｂが副軸４に固定されている。６速用ギヤ列１６は６速駆動ギヤ１６ａと６速従動ギヤ１６ｂとからなり、６速駆動ギヤ１６ａは入力軸３に遊転可能に設けられ、６速従動ギヤ１６ｂが副軸４に固定されている。後退用ギヤ列９は、後退用駆動ギヤ９ａと、図示外の中間軸に枢支された中間ギヤ９ｃと、副軸４に装着された後退用従動ギヤ９ｂとを有する。後退駆動ギヤ９ａは入力軸３に遊転可能に設けられ、後退用従動ギヤ９ｂは副軸３に遊転可能に設けられている。尚、遊転可能なギヤ９ａ，１１ａ〜１４ａ，１６ａ，９ｂ，１１ｂは、ベアリングを介して入力軸３又は副軸４に支持されている。出力用減速ギヤ列１０は、副軸４に固定された駆動ギヤ１０ａと出力軸５に固定された従動ギヤ１０ｂとを有する。
この変速機１の場合、低速側の複数の特定変速段として予め１速と後退とが設定されている。第１ギア付きスリーブ軸２０がベアリングを介して入力軸３に遊転可能に外嵌され、このスリーブ軸２０の一端部と他端部に、１速駆動ギヤ１１ａと後退駆動ギヤ９ａが夫々固定的に設けられている。複数の特定変速段の為のギヤ列９，１１において、全部の駆動ギヤ９ａ，１１ａが入力軸３に遊転可能に設けられ、全部の従動ギヤ９ｂ，１１ｂが副軸４に遊転可能に設けられている。第１シンクロナイザー機構２１は、スリーブ軸２０と２速駆動ギヤ１２ａの間において入力軸３に設けられ、１速と後退が選択された場合に、第１シンクロナイザー機構２１により入力軸３がスリーブ軸２０に連結され、２速が選択された場合には第１シンクロナイザー機構２１により入力軸３が２速駆動ギヤ１２ａに連結される。
第２シンクロナイザー機構２２は、１速従動ギヤ１１ｂと後退従動ギヤ９ｂの間において副軸４に設けられ、１速が選択された場合には第２シンクロナイザー機構２２により１速従動ギヤ１１ｂが副軸４に連結され、後退が選択された場合には第２シンクロナイザー機構２２により後退速従動ギヤ９ｂが副軸４に連結される。第３シンクロナイザー機構２３は、３速駆動ギヤ１３ａと４速駆動ギヤ１４ａの間において入力軸３に設けられ、３速が選択された場合には第３シンクロナイザー機構２３により入力軸３が３速駆動ギヤ１３ａに連結され、４速が選択された場合には第３シンクロナイザー機構２３により入力軸３が４速駆動ギヤ１４ａに連結される。第４シンクロナイザー機構２４は、入力軸３の後端部に設けられ、５速が選択された場合に第４シンクロナイザー機構２４が入力軸３を出力ギヤ列１０の出力ギヤ１０ｂに連結する。この変速機１では入力軸３と出力軸５を直接連結した場合に５速の変速段になる。６速が選択されたば第４シンクロナイザー機構２４が入力軸３を６速用ギヤ列１６の駆動ギヤ１６ａに連結する。
第１〜第４シンクロナイザー機構２１〜２４は、同構造の同期噛合機構であるので、第３シンクロナイザー機構２３を例として図２に基づいて簡単に説明する。このシンクロナイザー機構２３は、ハブ３０と、シイクロキー３１と、キースプリング３２と、スリーブ３３と、１対のシンクロリング３４とを有し、スリーブ３３の外周溝３３ａには、シフト操作レバーにより操作されるシフトロッドの先端のフォークが係合し、シフト操作レバーによりスリーブ３３が図２の左方又は右方へ操作される。３速に切換える場合には、スリーブ３３を右方へ移動させ、スリーブ３３を３速駆動ギヤ１３ａの連結ギヤ部１３ｃに係合させることにより、入力軸３と３速駆動ギヤ１３ａを連結する。４速に切換える場合にはスリーブ３３を左方へ移動させ、スリーブ３３を４速駆動ギヤ１４ａの連結ギヤ部１４ｃに係合させることにより、入力軸３と４速駆動ギヤ１４ａを連結する。
このように、第１〜第４シンクロナイザー機構２１〜２４は周知のものであるので、図１には簡単に図示した。尚、図１において、理解し易くなるように、各ギヤには、変速段を示す１〜６の数字が記載されている。各シンクロナイザー機構２１〜２４には、それを連結する際の変速段を示す１，２，Ｒの数字や文字が記載されている。尚、図３に示すように、スリーブ軸２０の端部には、第１シンクロナイザー機構２１に連結可能な連結ギヤ部１１ｃが形成されている。シフト操作レバーにより変速段を切換える際の操作経路は、例えば図４に示すとおりである。１速又は後退に切換える際に、第２シンクロナイザー機構２２は第１シンクロナイザー機構２１よりも早いタイミングで連結作動し、その後に第１シンクロナイザー機構２１が連結作動するように構成されている。このような動作タイミングを早めることを示す「ｓ」の文字も図４に記載されている。図５は、この変速機１におけるシフト操作レバーのシフト位置と変速段の関係を示す変速テーブルを示すものである。
シフト操作レバーとシフトロッド等の構造については、図示していないが、第１〜第４シンクロナイザー機構２１〜２４をシフト操作レバーとシフトロッドにより操作するように構成してもよい。但し、第１シンクロナイザー機構２１及び／又は第２シンクロナイザー機構２２を夫々独立の電動アクチュエータにより操作するように構成し、その電動アクチュエータをシフト操作レバーの操作に連携動作させるように構成してもよい。
次に、以上説明した変速機１の作用について説明する。
図１に示すニュートラル状態のとき、第１〜第４シンクロナイザー機構２１〜２４は連結解除状態であるので、１速駆動ギヤ１１ａと後退駆動ギヤ９ａが設けられたスリーブ軸２０は浮動状態を維持する。同様に、１速従動ギヤ１１ｂと後退従動ギヤ９ｂも浮動状態を維持する。４つの駆動ギヤ１２ａ〜１４ａ，１６ａも浮動状態を維持する。このニュートラル状態のとき、入力軸３と、この入力軸３に設けられたシンクロナイザー機構２１，２３，２４のみが回転する。このように、副軸４も、ギヤ列９〜１６も回転しないので、アイドルラトルが全く発生しなくなる。ギヤ列９〜１６もオイルを攪拌しないため、オイルの攪拌も全く無くなり、オイルの発熱や劣化も抑制される。
図１の状態から１速に切換える場合は、第１シンクロナイザー機構２１の作動に先行して第２シンクロナイザー機構２２により、１速従動ギヤ１１ｂを副軸４に連結し、その後に第１シンクロナイザー機構２１により入力軸３をスリーブ軸２０に連結する。図１の状態から後退に切換える場合は、第１シンクロナイザー機構２１の作動に先行して、第２シンクロナイザー機構２２により後退従動ギヤ９ｂを副軸４に連結し、その後に第１シンクロナイザー機構２１により入力軸３をスリーブ軸２０に連結する。１速から２速に切換える際には、第２シンクロナイザー機構２２を連結解除状態に切換え、第１シンクロナイザー機構２１により入力軸３を２速駆動ギヤ１２ａに連結する。尚、１速から２速に切換える際には、第２シンクロナイザー機構２２の連結状態を保持したまま、第１シンクロナイザー機構２１により入力軸３を２速駆動ギヤ１２ａに連結してもよい。３速〜６速については、一般的な変速機と同様であるので説明を省略する。
第４シンクロナイザー機構２４により、入力軸３と出力軸５を直接連結した５速の変速段で走行する場合、第１，第２シンクロナイザー機構２１，２２は連結解除状態であるから、ギヤ列９，１１の全部のギヤが浮動状態を維持する。そのため、１速用ギヤ列１１と後退用ギヤ列９から歯打ち音が発生しないため、走行ラトルが著しく低減する。しかも、大きな慣性モーメントを有する１速用ギヤ列１１と後退用ギヤ列９が浮動状態であるので、５速から変速操作する際のシフト操作力が著しく軽減される。１速用ギヤ列１１と後退用ギヤ列９が浮動状態である分だけ、オイルの攪拌も少なく、オイルの発熱も少なくなる。以上は５速の場合を例として説明したが、以上のことは、２速〜４速、６速の変速段で走行中にも同様である。
変更形態１（図６〜図８参照）
次に、前記変速機１を部分的に変更した変更形態に係る変速機１Ａについて説明する。但し、変速機１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、変更された構造についてのみ説明する。図６はニュートラル状態の変速機１Ａを示し、図７はシフトレバーの操作経路を示し、図８は変速テーブルを示す。この変速機１Ａにおいては、低速側の複数の特定変速段として、１速と２速と後退とが予め設定され、２速従動ギヤ１２ｂも副軸４に遊転可能に設けられている。１速従動ギヤ１１ｂと２速従動ギヤ１２ｂを一体的に回転させる為に、第２ギヤ付きスリーブ軸３０が副軸４に遊転可能に外嵌され、このスリーブ軸３０の一端部と他端部に、２速従動ギヤ１２ｂと１速従動ギヤ１１ｂが一体的に形成され固定的に設けられている。
第１シンクロナイザー機構２１の機能については変速機１と同様である。第２シンクロナイザー機構２２に関して、１速に切換える際にも２速に切換える際にも、第１シンクロナイザー機構２１の作動に先行して、第２シンクロナイザー機構２２によりスリーブ軸３０が副軸４に連結される。後退に切換える際の作動については変速機１と同様である。
ここで、この第２シンクロナイザー機構２２をシフト操作レバーとシフトロッドにより操作するように構成してもよい。その場合のシフト操作レバーの操作経路は図７に示すとおりである。但し、前記変速機１と同様に、第１シンクロナイザー機構２１及び／又は第２シンクロナイザー機構２２を夫々独立の電動アクチュエータにより操作するように構成してもよい。
この変速機１Ａを図６に示すニュートラル状態にしてアイドリングする際に、変速機１と同様にギヤ列９〜１４，１６は全く回転せず、入力軸３とシンクロナイザー機構２１，２３，２４のみが回転するので、前記変速機１と同様にアイドルラトルが全く発生しなくなり、ギヤ列によるオイル攪拌も無くなり、オイルの発熱も防止できる。
第４シンクロナイザー機構２４により、入力軸３と出力軸５を直接連結した５速の変速段で走行する場合、１速用ギヤ列１１と後退用ギヤ列９が浮動状態になるだけでなく、２速用ギヤ列１２も浮動状態になるため、走行中に発生するギヤ類の歯打ち音（走行ラトル）は変速機１よりも改善される。変速段を切換える際のシフト操作力も、変速機１よりも一段と軽減される。以上のことは、５速に限らず、３速，４速、６速の変速段で走行する場合も同様である。
変更形態２（図９〜図１１参照）
次に、前記変速機１を部分的に変更した変更形態に係る変速機１Ｂについて説明する。但し、変速機１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、変更された構造についてのみ説明する。図９はニュートラル状態の変速機１Ｂを示し、図１０はシフトレバーの操作経路を示し、図１１は変速テーブルを示す。この変速機１Ｂにおいては、低速側の複数の特定変速段として、１速〜４速と後退とが予め設定され、２速〜４速の従動ギヤ１２ｂ〜１４ｂも副軸４に遊転可能に設けられている。これら４つの従動ギヤ１２ｂ〜１４ｂを一体的に回転さぜる為に、第３ギヤ付きスリーブ軸３１が副軸４に遊転可能に外嵌され、このスリーブ軸３１の一端部と他端部に、４速従動ギヤ１４ｂと１速従動ギヤ１１ｂが一体的に固定的に設けられ、スリーブ軸３１の途中部に３速従動ギヤ１３ｂと２速従動ギヤ１２ｂが一体的に固定的に設けられている。
第１シンクロナイザー機構２１の機能については変速機１と同様である。第２シンクロナイザー機構２２に関して、１速〜４速の各変速段に切換える際には、第１、第３シンクロナイザー機構２１，２３の作動に先行して、第２シンクロナイザー機構２２によりスリーブ軸３１が副軸４に連結される。後退に切換える際の作動については変速機１と同様である。
ここで、この第２シンクロナイザー機構２２をシフト操作レバーとシフトロッドにより操作するように構成することも可能ではある。その場合のシフト操作レバーの操作経路は図１０に示すとおりである。但し、前記変速機１と同様に、第１シンクロナイザー機構２１及び／又は第２シンクロナイザー機構２２を夫々独立の電動アクチュエータにより操作するように構成してもよい。
この変速機１Ｂにおいては、図９に示すニュートラル状態にして、アイドリングする際に回転するギヤ類は変速機１と同様であるので、変速機１と同様にアイドルラトルを低減でき、オイル攪拌を減少でき、オイルの発熱を低減できる。
第４シンクロナイザー機構２４により、入力軸３を従動ギヤ１０ｂを介して出力軸５に直接連結した５速の変速段で走行する場合、１速用ギヤ列１１と後退用ギヤ列９が浮動状態になるだけでなく、２速〜４速用ギヤ列１２〜１４も浮動状態になるため、走行中に発生するギヤ類の歯打ち音（走行ラトル）は前記変速機１，１Ａよりも改善される。変速段を切換える際のシフト操作力も、前記変速機１，１Ａよりも一層と軽減される。以上のことは、５速に限らず６速の場合も同様である。
変更形態３（図１２参照）
次に、前記変速機１を部分的に変更した変更形態に係る変速機１Ｃについて説明する。但し、前記変速機１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構造についてのみ説明する。図１２はニュートラル状態の変速機１Ｃを示す。
この変速機１Ｃにおいては、低速側の複数の特定変速段として、１速と後退とが予め設定され、この変速機１Ｃにおいては、第３シンクロナイザー機構２３の両側に対応するように第３速用ギヤ列１３と従動ギヤ１０ｂが配置され、第４シンクロナイザー機構２４の両側に対応するように５速駆動ギヤ１５ａと６速駆動ギヤ１６ａが配置され、４速のとき第３シンクロナイザー機構２３により入力軸３が従動ギヤ１０ｂに連結され、入力軸３と出力軸５とが直接連結される。
５速駆動ギヤ１５ａと６速駆動ギヤ１６ａが入力軸３に遊転可能に設けられ、３速駆動ギヤ１３ａが入力軸３に遊転可能に設けられている。
この変速機１Ｃにおいては、ニュートラル状態の場合と、２速〜６速で走行する走行状態の場合には、ギヤ列９，１１の全部のギヤが浮動状態を維持するため、前記変速機１と同様に、アイドルラトルや走行ラトルが改善され、オイル攪拌も少なくなる。
変更形態４（図１３参照）
次に、前記変速機１を部分的に変更した変更形態に係る変速機１Ｄについて説明する。但し、前記変速機１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構造についてのみ説明する。図１３はニュートラル状態の変速機１Ｄを示す。この変速機１Ｄにおいては、低速側の複数の特定変速段として、１速と２速と後退とが予め設定されている。この変速機１Ｄにおいては、１速用ギヤ列１１、後退用ギヤ列９、第１ギヤ付きスリーブ軸２０、２速用ギヤ列１２、第２ギヤ付きスリーブ軸３０については、前記変速機１Ａと同様である。出力用ギヤ列１０、３速用ギヤ列１３、５速用ギヤ列１５、６速用ギヤ列１６、第３，第４シンクロナイザー機構２３，２４については前記変速機１Ｃと同様である。この変速機１Ｄにおいては、ニュートラル状態の場合と、３速〜６速で走行状態の場合には、ギヤ列９，１１，１２の全部のギヤが浮動状態を維持するため、前記変速機１，１Ａと同様に、アイドルラトルや走行ラトルが改善され、オイル攪拌も少なくなる。
以上は、本発明の実施の形態に係る変速機１，１Ａ〜１Ｄについての説明であるが、当業者であれば、ギヤ列の配置を変更したり、ギヤ列を８列にしたり、シンクロナイザー機構の数を増加又は減少させたり、入力軸３と出力軸５を直接連結する場合の変速段を５速や４速以外の変速段にしたりするなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において前記の実施の形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はこれら実施形態の構造のみに限定されるものではない。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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