(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、オイルの攪拌、シフト操作力などの面で改善すべき多くの課題がある。この変速機１Ａは、入力軸３、副軸４、出力軸５、メインドライブギヤ列１０、１速〜４速用ギヤ列１１〜１４、６速用ギヤ列１６、後退用ギヤ列９、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１速と２速と後退とが予め設定され、これら特定変速段のギヤ列１１，１２，９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、これらのギヤとスリーブ２０，３０とが浮動状態に保持される。
2005026578.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、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、副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、出力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副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、
前記副軸に装備され且つ１速と後退において副軸を第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、
前記出力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出力軸に伝達可能な第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出力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速駆動ギヤが副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出力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出力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速駆動ギヤが副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出力軸に連結可能に構成され、３速駆動ギヤと４速駆動ギヤを択一的に副軸に連結可能な第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のうち、メインドライブギヤ入力方式の変速機は、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為のものである。最近の手動歯車変速機は、前進６速と後進１速の変速段を有するものが広く採用されつつあるが、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。
例えば、図１４は、広く実用に供されている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、メインドライブギヤ列１１０、１速〜４速用ギヤ列１１１〜１１４、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、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。
次に、前記変速機１００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と全部の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、ダウンシ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が必要である。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、１速用ギヤ列と２速用ギヤ列と後退用ギヤ列とシンクロナイザー機構が回転するため、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多くなり、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、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み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副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出力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副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、前記副軸に装備され且つ１速と後退において副軸を第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、前記出力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出力軸に伝達可能な第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副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出力軸に遊転可能である。エンジンがアイドル状態で、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状態にし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、ニュートラル状態や、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、又は１速〜４速と後退、のように種々設定可能である。
ここで、この手動歯車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出力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速駆動ギヤが副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出力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出力軸に遊転可能に外嵌された第３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速駆動ギヤが副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出力軸に連結可能に構成され、３速駆動ギヤと４速駆動ギヤを択一的に副軸に連結可能な第３のシンクロナイザー機構が設けられている。
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〜４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、５速，６速で走行中にも、１速用ギヤ列〜４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。アイドルラトルと走行ラトルを一層低減でき、５速，６速で走行中のシフト操作力を一層軽減できる。
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。
１０番目の態様においては、７〜９番目の態様において、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はシンクロナイザー機構の断面図であり、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３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４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、本発明に係るメインドライブギヤ入力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に連結された入力軸３、この入力軸３から回転力が伝達される副軸４、副軸４と平行に配置され副軸４から回転力が伝達される出力軸５、メインドライブギヤ列１０、副軸４と出力軸５とに付設された６つのギヤ列９，１１〜１４，１６と、４つのシンクロナイザー機構２１〜２４、入力軸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２組のベアリング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。これらのギヤ列において副軸４に装備されたギヤを駆動ギヤ、出力軸５に装備されたギヤを従動ギヤとする。尚、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速になる。
メインドライブギヤ列１０は、入力軸３に固定されたメインドライブギヤ１０ａと、副軸４に固定された従動ギヤ１０ｂとで構成されている。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は副軸４に遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ１１ｂが出力軸５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が副軸４に遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ１２ｂが出力軸５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が副軸４に遊転可能に設けられ、３速従動ギヤ１３ｂが出力軸５に固定されていろ。
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は副軸４に遊転可能に設けられ、４速従動ギヤ１４ｂが出力軸５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が副軸４に固定され、６速従動ギヤ１６ｂは出力軸５に遊転可能に設けられている。後退用ギヤ列９は、後退用駆動ギヤ９ａと、図示してない中間軸に枢支された中間ギヤ９ｃ（仮想線で図示）と、出力軸５に装着された後退用従動ギヤ９ｂとを有する。後退用駆動ギヤ９ａは副軸４に遊転可能に設けられ、後退用従動ギヤ９ｂは出力軸５に遊転可能に設けられ、副軸４からの回転力は駆動ギヤ９ａ、中間ギヤ９ｃ、従動ギヤ９ｂの順に伝達される。尚、遊転可能なギヤ９ａ，１１ａ〜１４ａ，９ｂ，１１ｂ，１６ｂは、ベアリングを介して副軸又は出力軸に支持されている。
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副軸４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が夫々一体形成され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が副軸４に遊転可能に設けられ、全部の従動ギヤ９ｂ，１１ｂが出力軸５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の間において副軸４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により副軸４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により副軸４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、複数の特定変速段のうちの前進変速段のときには、その前進変速段用の従動ギヤを出力軸５に連結し、複数の特定変速段のうちの後退変速段のときには、後退用従動ギヤ９ｂを出力軸５に連結するものである。第２シンクロナイザー機構２２は、特定変速段のうちの前進変速段用の従動ギヤである１速従動ギヤ１１ｂと、特定変速段のうちの後退変速段用の従動ギヤ９ｂの間において出力軸５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が出力軸５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が出力軸５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の間において副軸４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により副軸４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により副軸４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、出力軸５の前端部に設けられ、５速が選択された場合に第４シンクロナイザー機構２４がメインドライブギヤ１０ａを出力軸５に連結し、６速が選択された場合に第４シンクロナイザー機構２４により６速用従動ギヤ１６ｂが出力軸５に連結される。
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、シンクロキー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、副軸４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、副軸４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、各ギヤには、変速段を示す１〜６の数字が記載されている。シンクロナイザー機構２１，２２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。
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。このように第２シンクロナイザー機構２２の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することも可能である。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に示すように、変速機１が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。３つの駆動ギヤ１２ａ〜１４ａも浮動状態を維持する。エンジンがアイドル状態で、変速機がニュートラル状態のとき、入力軸５と、メインドライブギヤ列１０と、副軸４と、６速用ギヤ列１６と、第１，第３シンクロナイザー機構２１，２３のみが回転する。このように、メインドライブギヤ列１０以外のギヤ列では、６速用ギヤ列１６のみが回転するだけであるので、アイドルラトルが殆ど発生しなくなる。駆動ギヤ１１ａ〜１４ａもオイルを攪拌しないため、オイルの攪拌も極く僅かになり、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を出力軸５に連結し、その後に第１シンクロナイザー機構２１により副軸４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を出力軸５に連結し、その後に第１シンクロナイザー機構２１により副軸４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により副軸４を２速駆動ギヤ１２ａに連結する。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を出力軸５に直接連結した５速のとき、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、スリーブ軸２０と１速従動ギヤ１１ｂと後退従動ギヤ９ｂ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から、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。
次に、以上説明した変速機１を部分的に変更した種々の変更形態について説明する。
変更形態１（図６〜図８参照）
この変更形態に係る変速機１Ａにおいて、前記変速機１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成要素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では、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も出力軸５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が出力軸５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が出力軸５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においては、アイドル状態において回転するギヤ類は変速機１と同様であるので、前記変速機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によりメインドライブギヤ１０ａを出力軸５に連結した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げでなく、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速の場合も同様である。尚、変速段を切換える際のシフト操作力は、前記変速機１の場合よりも一層軽減することができる。
変更形態２（図９〜図１１参照）
この変更形態に係る変速機１Ｂにおいて、前記変速機１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成要素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はシフト操作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も出力軸５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を一体的に回転させる為に、第３ギヤ付きスリーブ軸３１が出力軸５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が出力軸５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とメインドライブギヤ１０ａを出力軸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、この変更形態に係る変速機１Ｃにおいて、前記変速機１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成要素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を示し、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６速用ギヤ列１６と第５速用ギヤ列１５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ドライブギヤ列１０と３速用ギヤ列１３が配置され、変速段が４速の場合に第４シンクロナイザー機構２４により入力軸３とメインドライブギヤ１０ａが出力軸５に直接連結される。５速駆動ギヤ１５ａと６速駆動ギヤ１６ａが副軸４に遊転可能に設けられ、３速従動ギヤ１３ｂが出力軸５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、１速駆動ギヤ１１ａと後退駆動ギヤ９ａとが一体形成されたスリーブ軸２０と、１速従動ギヤ１１ｂと、後退従動ギヤ９ｂ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。シフト操作力についても変速機１と同様である。
変更形態４（図１３参照）
次に、この変更形態に係る変速機１Ｄにおいて、前記変速機１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成要素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を示し、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。メインドライブギヤ列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速で走行する走行状態の場合には、１速駆動ギヤ１１ａと後退駆動ギヤ９ａと一体形成されたスリーブ軸２０と，２速駆動ギヤと、１速従動ギヤ１１ｂと２速従動ギヤと一体形成された第２ギヤ付きスリーブ軸３０と、後退従動ギヤ９ｂ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。変速機１，１Ａと同様に、シフト操作力も軽減される。以上は、本発明の実施の形態に係る変速機１，１Ａ〜１Ｃ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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【国際調査報告】
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