(57)【要約】【課題】部品点数を増大せずに、シンクロ機構の摩耗を防止するとともに、副変速機がニュートラル位置に停止することを防止し、更にいわゆるオーバラン現象を防止する。【解決手段】レンジ式変速機は、主変速機と、この主変速機への入力又は主変速機からの出力の回転速度を少なくとも高速又は低速の２段階に変速して伝達する副変速機と、主変速機の変速ギヤの周囲に円周方向に間隔をあけて主変速機の主軸に平行に設けられ主シフトフォークがそれぞれ取付けられた複数のギヤシフト軸５１〜５３と、ギヤシフト軸に対して立体交差するセレクトシフト軸６６に取付けられセレクトシフト軸の軸方向に移動しかつ回転方向に回転するセレクトシフトレバー６７とを備える。セレクトシフトレバーのセレクトシフト軸の軸方向へのストロークのうち、主変速機及び副変速機の切換え時のストロークが、主変速機のみの切換え時のストロークより長くなるように構成される。【選択図】図１
2012013099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主変速機(11)と、前記主変速機(11)への入力又は前記主変速機(11)からの出力の回転速度を少なくとも高速又は低速の２段階に変速して伝達する副変速機(13)と、前記主変速機(11)の変速ギヤ(41〜46)の周囲に円周方向に間隔をあけて前記主変速機(11)の主軸(17)に平行に設けられ主シフトフォーク(61〜63)がそれぞれ取付けられた複数のギヤシフト軸(51〜53)と、前記ギヤシフト軸(51〜53)に対して立体交差するセレクトシフト軸(66)に取付けられ前記セレクトシフト軸(66)の軸方向に移動しかつ回転方向に回転するセレクトシフトレバー(67)とを備えたレンジ式多段変速機において、
前記セレクトシフトレバー(67)の前記セレクトシフト軸(66)の軸方向へのストロークのうち、前記主変速機(11)及び前記副変速機(13)の切換え時のストローク(S1)が、前記主変速機(11)のみの切換え時のストローク(S2)より長くなるように構成されたことを特徴とするレンジ式多段変速機。
【請求項２】
前記ギヤシフト軸(51〜53)にそれぞれ取付けられ前記セレクトシフトレバー(67)が前記セレクトシフト軸(66)の軸方向に移動して選択的に係合するように前記セレクトシフト軸(66)の軸方向に所定の間隔をあけて配設された複数の係合片(71〜76)を更に備え、
前記複数の係合片(71〜76)のうち前記主変速機(11)及び前記副変速機(13)を切換える前後で前記セレクトシフトレバー(67)が係合する係合片(73〜76)の厚さ(t1)が、他の係合片(71,72)の厚さ(t2)より厚く形成された請求項１記載のレンジ式多段変速機。
【請求項３】
前記主変速機(11)及び前記副変速機(13)を切換える前後で前記セレクトシフトレバー(76)が係合する係合片(72〜75)の厚さをｔ1とし、他の係合片(71,76)の厚さをｔ2とするとき、ｔ1＝（１．１５〜１．３０）×ｔ2の関係を満たすように各係合片(71〜76)の厚さが設定された請求項２記載のレンジ式変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主変速機の主軸の回転速度を副変速機により少なくとも高速又は低速の２段階に変速できるレンジ式の多段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シフトアンドセレクト操作によりシフトアンドセレクトシャフトがその軸方向に移動したり或いはその軸を中心に回転し、このシフトアンドセレクトシャフトとともに前進段用インナレバー及び後進段用インナレバーが一体的に動作し、シフトアンドセレクトシャフトによりセレクトされたシフトフォークヘッド以外のシフトフォークヘッドにインタロック部材が係合することにより非セレクト状態にあるシフトフォークヘッドのシフト動作が阻止され、更に後進段へのシフト操作時に仮係合機構が前進段用インナレバーにより１つの前進段用シフトフォークヘッドに対して同期分のシフト動作をさせる操作力を一時的に与えるように構成されたリバースギヤ鳴り防止変速機が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このリバースギヤ鳴り防止変速機では、インタロック部材移動規制手段がインタロック部材の移動のうちシフトフォークヘッドの配列方向への移動以外を規制し、インタロック部材に形成された余裕スペースが、後進段セレクト状態で１つの前進段用シフトフォークヘッドに配置されることにより、１つの前進段用シフトフォークヘッドの同期分のシフト動作を可能とするように構成される。また１つの前進段用シフトフォークヘッドのシフト動作に連動する副ヘッドは、後進段シフト状態でインタロック部材に当接することにより、１つの前進段用シフトフォークヘッドの同期分のシフト動作を阻止するとともに、後進段セレクト時の操作力がシフトアンドセレクトシャフトに負荷されているときに、インタロック部材と非当接状態となって１つの前進段用シフトフォークヘッドの同期分のシフト動作を許可するように構成される。
【０００３】
このように構成されたリバースギヤ鳴り防止変速機では、インタロック部材は、インターロック部材移動規制手段によりシフトフォークヘッドの配列方向への移動以外の移動が規制されているので、後進段セレクト状態であっても、インタロック部材自体は同期装置が機能する移動はできない。しかし、インタロック部材には余裕スペースが形成されており、この余裕スペースは、後進段セレクト状態では１つの前進段用シフトフォークヘッドに配置されるので、後進段セレクト状態で１つの前進段用シフトフォークヘッドについて同期分のシフト動作が可能である。これによりインタロック部材自体は、同期装置を機能させる移動は行わないものであっても、１つの前進段用シフトフォークヘッドについては仮係合機構により余裕スペース分のシフト動作を生じさせることが可能となっている。この結果、後進段シフト時に仮係合機構により同期分のシフト動作を１つの前進段用シフトフォークヘッドに対して実行でき、変速機の入力軸と出力軸とを同期させることができるので、リバースギヤ鳴りを防止できる。
【０００４】
但し、１つの前進段用シフトフォークヘッドのシフト動作に連動する副ヘッドが設けられているため、この副ヘッドは、インタロック部材が後進段シフト状態にある場合、インタロック部材に当接することにより、１つの前進段用シフトフォークヘッドが同期分のシフト動作することを阻止する。しかし、後進段セレクト時の操作力がシフトアンドセレクトシャフトに負荷されているときには、副ヘッドはインタロック部材とは非当接状態となることにより、後進段にシフト操作する際に副ヘッドは１つの前進段用シフトフォークヘッドが同期分のシフト動作をすることは阻止しない。従って、後進段セレクト時の操作力を負荷した状態で後進段へのシフト操作がなされることにより、副ヘッドに阻止されずに１つの前進段用シフトフォークヘッドは同期分のシフト動作を行うことになる。これにより後進段シフト操作時に変速機の入力軸と出力軸とを同期させることができる。そして後進段シフト操作の完了後に、後進段セレクト方向の操作力が消失すると、副ヘッドはインタロック部材に当接するようになり、１つの前進段用シフトフォークヘッドの同期分のシフト動作は阻止される。こうして後進段走行中においては前進段用シフトフォークヘッドの移動を防止できる。そして、このように後進段での走行中に前進段用同期装置が機能することがないことから、前進段用同期装置のシンクロコーンなどにおける摩耗防止効果が生じて、前進段用同期装置の耐久性の低下を防止できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２７５１３号公報（請求項１、段落［００１０］〜［００１５］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の特許文献１に示されたリバースギヤ鳴り防止変速機では、副ヘッドを必要とするため、部品点数が増大するとともに、副ヘッドの収容スペースを確保しなければならない不具合があった。
【０００７】
一方、主変速機の主軸の回転速度を副変速機により高速又は低速の２段階に変速できるレンジ式多段変速機では、図１０（ｂ）に示すように、セレクトシフトレバー６のセレクトシフト軸の軸方向へのストロークのうち、主変速機及び副変速機の切換え時のストロークＳ1が、主変速機のみの切換え時のストロークＳ2と同一になるように構成される。即ち、第１〜第３ギヤシフト軸５ａ〜５ｃにそれぞれ取付けられセレクトシフトレバー６がセレクトシフト軸の軸方向に移動して選択的に係合するようにセレクトシフト軸の軸方向に所定の間隔をあけて第１〜第６係合片７ａ〜７ｆが配設され、これらの係合片７ａ〜７ｆのうち主変速機及び副変速機を切換える前後でセレクトシフトレバー６が係合する第２〜第５係合片７ｂ〜７ｅの厚さｔ1が、他の係合片７ａ，７ｆの厚さｔ2と同一に形成される。これにより主変速機及び副変速機の切換え時に、運転者が操作レバーを素早く操作しようとすると、いわゆる斜め操作（図１０（ａ））をすることになるため、副変速機及び主変速機の同時切換えという現象が発生するおそれがあった。このため変速機のシンクロ機構が摩耗したり、副変速機が低速側及び高速側のいずれにも切換わらないニュートラル位置に停止したり、或いは副変速機が低速側から高速側に切換わるところが切換わらずシフトアップではなくシフトダウンしてしまういわゆるオーバラン現象が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明の目的は、部品点数を増大せずに、シンクロ機構の摩耗を防止できるとともに、副変速機がニュートラル位置に停止することを防止でき、更にいわゆるオーバラン現象を防止できる、レンジ式多段変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、図１、図４及び図９に示すように、主変速機１１と、この主変速機１１への入力又は主変速機１１からの出力の回転速度を少なくとも高速又は低速の２段階に変速して伝達する副変速機１３と、主変速機１１の変速ギヤ４１〜４６の周囲に円周方向に間隔をあけて主変速機１１の主軸１７に平行に設けられ主シフトフォーク６１〜６３がそれぞれ取付けられた複数のギヤシフト軸５１〜５３と、ギヤシフト軸５１〜５３に対して立体交差するセレクトシフト軸６６に取付けられセレクトシフト軸６６の軸方向に移動しかつ回転方向に回転するセレクトシフトレバー６７とを備えたレンジ式多段変速機において、セレクトシフトレバー６７のセレクトシフト軸６６の軸方向へのストロークのうち、主変速機１１及び副変速機１３の切換え時のストロークＳ1が、主変速機１１のみの切換え時のストロークＳ2より長くなるように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１、図４及び図９に示すように、ギヤシフト軸５１〜５３にそれぞれ取付けられセレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に移動して選択的に係合するようにセレクトシフト軸６６の軸方向に所定の間隔をあけて配設された複数の係合片７１〜７６を更に備え、複数の係合片７１〜７６のうち主変速機１１及び副変速機１３を切換える前後でセレクトシフトレバー６７が係合する係合片７２〜７５の厚さｔ1が、他の係合片７１，７６の厚さｔ2より厚く形成されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、更に図１及び図９に示すように、主変速機１１及び副変速機１３を切換える前後でセレクトシフトレバー６７が係合する係合片７２〜７５の厚さをｔ1とし、他の係合片７１，７６の厚さをｔ2とするとき、ｔ1＝（１．１５〜１．３０）×ｔ2の関係を満たすように各係合片７１〜７６の厚さが設定されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の観点のレンジ式多段変速機では、セレクトシフトレバーのセレクトシフト軸の軸方向へのストロークのうち、主変速機及び副変速機の切換え時のストロークを、主変速機のみの切換え時のストロークより長くなるように構成したので、主変速機及び副変速機の切換え操作の方が主変速機のみの切換え操作より時間を要する。この結果、主変速機及び副変速機の切換え時には、運転者が操作レバーを素早く操作しようとしても、いわゆる斜め操作をすることにはならずに、比較的時間の掛かるいわゆるクランク状操作をすることになる。従って、部品点数を増大させることなく、副変速機及び主変速機の同時切換えという現象が発生せず、副変速機の切換えが完了した後に主変速機の切換えが行われるので、変速機のシンクロ機構の摩耗を防止できるとともに、副変速機が低速側及び高速側のいずれにも切換わらないニュートラル位置に停止することを防止でき、更に副変速機が低速側から高速側に切換わるところが切換わらずシフトアップではなくシフトダウンしてしまういわゆるオーバラン現象を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は本発明実施形態のレンジ式多段変速機の変速ギヤを第１〜第９段速に順に切換えるときの操作レバーの動きを示す図であり、（ｂ）は変速ギヤを第５段速から第６段速に切換えるときのセレクトレバー及び係合への動きを示す構成図である。
【図２】第１又は第２セレクトシフトレバーを第１〜第４係合片に係合させて、変速ギヤを第１速段〜第４速段まで順にシフトする手順を示す模式図である。
【図３】第１又は第２セレクトシフトレバーを第５〜第９係合片に係合させて、変速ギヤを第５速段〜第９速段まで順にシフトする手順を示す模式図である。
【図４】ギヤシフト軸及びセレクトシフト軸の配列と、レンジロッドの駆動機構を示す要部斜視図である。
【図５】その変速機のレンジロッドが低速側から高速側に切換わるときのレンジセンサの動きを示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】その変速機のセレクトシフト軸を低速側から高速側に切換えるときのセレクトセンサの動きを示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】その変速機のレンジロッドが高速側から低速側に切換わるときのレンジセンサの動きを示す図５に対応する断面図である。
【図８】その変速機のセレクトシフト軸を高速側から低速側に切換えるときのセレクトセンサの動きを示す図６に対応する断面図である。
【図９】主変速機及び副変速機の縦断面構成図である。
【図１０】（ａ）は従来例のレンジ式多段変速機の変速ギヤを第１〜第９段速に順に切換えるときの操作レバーの動きを示す図であり、（ｂ）は変速ギヤを第５段速から第６段速に切換えるときのセレクトレバー及び係合への動きを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図９に示すように、トラックに搭載されたレンジ式変速機１０は、主変速機１１のクラッチ１２とは反対側の面に設けられた副変速機１３により、主変速機１１の変速段数の２倍の段数で変速可能に構成された多段変速装置である。主変速機１１は前進５速段と後進１速段とに変速可能に構成され、副変速機１３は高速又は低速の２速段に変速可能に構成される。これによりレンジ式変速機１０は前進９速段と後進１速段とに変速できるようになっている。クラッチケース１２ａには入力軸１４が第１軸受２１を介して回転可能に挿入され、主変速ケース１６には主軸１７が第２及び第３軸受２２，２３を介して回転可能に挿入され、更に副変速ケース１８には出力軸１９が第４及び第５軸受２４，２５を介して回転可能に挿入される。入力軸１４の前端は図示しないがクラッチを介してクランク軸に接続される。主軸１７の前端は入力軸１４の後端に遊挿されて第２軸受２２により保持され、出力軸１９の前端は主軸１７の後端に遊嵌されて第４軸受２４により保持される。これにより主軸１７は入力軸１４に対して、出力軸１９は主軸１７に対してそれぞれ相対回転可能に構成される。また主変速ケース１６には上記主軸１７に平行にカウンタ軸３３が第６及び第７軸受２６，２７を介して回転可能に挿入される。
【００１５】
一方、主変速機１１の第１〜第５変速ギヤ４１〜４５及びバック用変速ギヤ４６の上方には、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３が第１〜第５変速ギヤ４１〜４５及びバック用変速ギヤ４６の周囲に円周方向に間隔をあけかつ主軸１７に平行にそれぞれ設けられる（図４、図６、図８及び図９）。これらのギヤシフト軸５１〜５３は右側から第１ギヤシフト軸５１、第２ギヤシフト軸５２及び第３ギヤシフト軸５３の順に配設され（図４、図６及び図８）、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３には第１〜第３主シフトフォーク６１〜６３がそれぞれ嵌着される（図４及び図９）。また第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３の上方には、これらのギヤシフト軸５１〜５３に対して直角に立体交差するセレクトシフト軸６６が設けられ、このセレクトシフト軸６６にはセレクトシフトレバー６７が取付けられる（図４、図６及び図８）。セレクトシフトレバー６７はセレクトシフト軸６６に対して回動不能であって軸方向に相対移動可能に図示しないセレーション又はスプラインにより嵌合される。またセレクトシフトレバー６７は、セレクトシフト軸６６の所定の位置に嵌入された筒状の筒部６７ａと、この筒部６７ａから軸方向に間隔をあけて垂下された第１及び第２レバー部６７ｂ，６７ｃとを有する。これらのレバー部６７ｂ，６７ｃの先端部は第１ギヤシフト軸５１と第３ギヤシフト軸５３との間に進入するように構成される。更にセレクトシフト軸６６の端部にはパワーシフト手段（図示せず）が接続され、このパワーシフト手段はパワーシフト用電磁弁（図示せず）で圧縮エアの給排を切換えてパワーシフト用ピストン（図示せず）を駆動することにより、セレクトシフト軸６６及びセレクトシフトレバー６７の回動を支援するようになっている。なお、セレクトシフト軸はギヤシフト軸に対して立体交差すれば、直角でない角度で立体交差してもよい。
【００１６】
一方、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３には第１〜第５係合片７１〜７５及びバック用係合片７６がそれぞれ取付けられ、これらの係合片７１〜７６は全て第１ギヤシフト軸５１から第３ギヤシフト軸５３の間に配設される（図４、図６、図８及び図９）。即ち、第１〜第５係合片７１〜７５及びバック用係合片７６は、ギヤシフト軸５１〜５３の軸方向に間隔をあけて２列であって、セレクトシフト軸６６の軸方向に間隔をあけて３列に配設される。バック用係合片７６及び第１係合片７１は第１ギヤシフト軸５１に取付けられ、第２及び第３係合片７２，７３は第２ギヤシフト軸５２に取付けられ、第４及び第５係合片７４，７５は第３ギヤシフト軸５３に取付けられる。具体的には、バック用係合片７６及び第１係合片７１は、第１ギヤシフト軸５１に嵌着された第１ボス部８１に設けられ、第１ギヤシフト軸５１の軸方向に間隔をあけかつセレクトシフト軸６６に向ってそれぞれ突出するように構成される。また第２及び第３係合片７２，７３は、第２ギヤシフト軸５２に嵌着された第２ボス部８２に設けられ、第２ギヤシフト軸５２の軸方向に間隔をあけかつバック用係合片７６及び第１係合片７１から比較的広い間隔をあけて隣接しセレクトシフト軸６６に向ってそれぞれ突出するように構成される。また第４及び第５係合片７４，７５は第３ギヤシフト軸５３に嵌着された第３ボス部８３に設けられ、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に間隔をあけかつ第２及び第３係合片７２，７３から比較的狭い間隔をあけてそれぞれ隣接しセレクトシフト軸６６に向ってそれぞれ突出するように構成される。
【００１７】
即ち、バック用係合片７６と第２係合片７２と第４係合片７４がセレクトシフト軸６６の軸方向に並んで設けられ、第１係合片７１と第３係合片７３と第５係合片７５がセレクトシフト軸６６の軸方向に並んで設けられる（図２〜図４、図６及び図８）。またバック用係合片７６及び第１係合片７１の間隔と、第２及び第３係合片７２，７３の間隔と、第４及び第５係合片７４，７５の間隔は、セレクトシフトレバー６７の第１及び第２レバー部６７ｂ，６７ｃの先端部をそれぞれ遊挿できる間隔であり、セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に移動して第１及び第２レバー部６７ｂ，６７ｃの先端部が第１〜第５係合片７１〜７５及びバック用係合片７６に選択的に係合するように構成される。
【００１８】
この実施の形態の特徴ある構成は、セレクトシフトレバー６７のセレクトシフト軸６６の軸方向へのストロークのうち、主変速機１１及び副変速機１３の切換え時のストロークが、主変速機１１のみの切換え時のストロークより長くなるように構成されたところにある（図１、図４及び図９）。即ち、複数の係合片７１〜７６のうち主変速機１１及び副変速機１３を切換える前後でセレクトシフトレバー６７が係合する第２〜第５係合片７２〜７５の厚さが、他の係合片７１，７６の厚さより厚く形成される（図１（ｂ）及び図９）。具体的には、主変速機１１及び副変速機１３を切換える前後でセレクトシフトレバー６７が係合する第２〜第５係合片７２〜７５の厚さをｔ1とし、他の係合片７１，７６の厚さをｔ2とするとき、ｔ1＝（１．１５〜１．３０）×ｔ2の関係を満たすように各係合片７１〜７６の厚さが設定される。また主変速機１１及び副変速機１３の切換え時のストロークをＳ1とし、主変速機１１のみの切換え時のストロークをＳ2とするとき、Ｓ1＝（１．１０〜１．２０）×Ｓ2の関係を満たすように各ストロークが設定される。例えば、他の係合片７１，７６の厚さｔ2が８．０ｍｍに設定されるとき、第２〜第５係合片７２〜７５の厚さｔ1は９．７ｍｍに設定されることが好ましく、主変速機１１のみの切換え時のストロークＳ2が１０．４ｍｍに設定されるとき、主変速機１１及び副変速機１３の切換え時のストロークＳ1は１２．７ｍｍに設定されることが好ましい。
【００１９】
一方、副変速機１３は遊星歯車機構８４と副シンクロ機構８６とを備える（図９）。遊星歯車機構８４は、主軸１７の後端部に嵌着された太陽歯車８４ａと、出力軸１９に回転可能に嵌入された大径の略椀状の内部ケース８４ｂと、内部ケース８４ｂの大径部の内面に挿着された大径の内歯歯車８４ｃと、出力軸１９の前端部に設けられた略円板状の保持部８４ｄと、この保持部８４ｄに円周方向に間隔をあけて突設された複数のピン８４ｅにそれぞれ回転可能に嵌入された複数の遊星歯車８４ｆとを有する。また副シンクロ機構８６は、内部ケース８４ｂの小径部に嵌着され外周面に外スプラインが形成されたクラッチハブ８６ａと、出力軸１９に固着され外周面に上記ハブ８６ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された高速側クラッチギヤ８６ｂと、副変速ケース１８に固着され上記ハブ８６ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された低速側クラッチギヤ８６ｃと、上記ハブ８６ａの外スプラインに噛合する内スプラインが形成され上記ハブ８６ａに主軸１７の軸方向に移動可能にかつ上記ハブ８６ａに対して相対回転不能に遊嵌されたスリーブ８６ｄと、このスリーブ８６ｄを出力軸１９の軸方向に移動させて上記スリーブ８６ｄの内スプラインを低速側クラッチギヤ８６ｃ又は高速側クラッチギヤ８６ｂの外スプラインに噛合可能な副シフトフォーク８６ｅとを有する。
【００２０】
上記遊星歯車機構８４の周囲には出力軸１９に平行に単一のレンジロッド８７が設けられ、このレンジロッド８７に上記副シフトフォーク８６ｅが取付けられる。また副変速機１３は切換手段８８により高速側又は低速側に切換えられる（図４、図６及び図８）。この切換手段８８は、レンジロッド８７を副シフトフォーク８６ｅとともに軸方向に駆動するエアシリンダ８９と、このエアシリンダ８９への圧縮エアの給排を切換える低速側及び高速側切換弁９１，９２とを有する。エアシリンダ８９にはレンジロッド８７に接続されたピストン８９ａが摺動可能に収容され、このピストン８９ａによりエアシリンダ８９内が高速側圧入室８９ｂと低速側圧入室８９ｃに区画される。低速側及び高速側切換弁９１，９２は３ポート２位置切換えの電磁弁である。低速側切換弁９１は、オンするとエアタンク９０とエアシリンダ８９の低速側圧入室８９ｃとを連通し、オフすると低速側圧入室８９ｃを大気に連通するように構成され、高速側切換弁９２は、オンするとエアタンク９０とエアシリンダ８９の高速側圧入室８９ｃとを連通し、オフすると高速側圧入室８９ｃを大気に連通するように構成される。なお、この実施の形態では、レンジロッドを軸方向に駆動する駆動装置としてエアシリンダを挙げたが、油圧シリンダ又はその他の流体圧シリンダであってもよい。
【００２１】
一方、セレクトシフトレバー６７の筒部６７ａの上面の右側部分には略扇形のセレクト凸部６７ｄが突設される。またセレクトシフトレバー６７の筒部６７ａの上方には、この筒部６７ａの上面から所定の間隔をあけた上方であってセレクトシフトレバー６７の長手方向に所定の間隔をあけて並んで主変速ケース１６に固定された第１及び第２セレクト検出部９４ａ，９４ｂからなるセレクトセンサ９４が設けられる。第１及び第２セレクト検出部９４ａ，９４ｂは、第１及び第２セレクト用ケース９４ｃ，９４ｄと、これらのセレクト用ケース９４ｃ，９４ｄから筒部６７ａの上面に向って突設された第１及び第２セレクト用プランジャ９４ｅ，９４ｆとを有する。セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に各シフトフォークに対して相対移動することにより、セレクト用プランジャ９４ｅ，９４ｆがセレクト凸部６７ｄに対向したり或いは対向しないように構成される。セレクト用プランジャ９４ｅ，９４ｆがセレクト凸部６７ｄに対向しないとき、セレクト用プランジャ９４ｅ，９４ｆはセレクト用ケース９４ｃ，９４ｄから突出してセレクト検出部９４ａ，９４ｂはオフとなり、セレクト用プランジャ９４ｅ，９４ｆがセレクト凸部６７ｄに対向するとき、セレクト用プランジャ９４ｅ，９４ｆはセレクト凸部６７ｄで押されることによりセレクト用ケース９４ｃ，９４ｄ内に引込んでセレクト用検出部９４ａ，９４ｂはオンとなるように構成される。なお、この実施の形態では、セレクトシフトレバーにセレクト凸部を形成したが、セレクトセンサの動作に支障がなければセレクト凹部を形成してもよい。
【００２２】
セレクト凸部６７ｄの軸方向の位置及び長さと、第１及び第２セレクト検出部９４ａ，９４ｂの軸方向の位置と、第１及び第２セレクト検出部９４ａ，９４ｂの間隔は、次の低速レンジ位置とレンジ切換位置と高速レンジ位置がそれぞれ存在するように設定される。低速レンジ位置とは、セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に各シフトフォークに対して相対移動して、第２レバー部６７ｃが第１係合片７１及びバック用係合片７６間に位置する状態（図２（ａ）及び図２（ｂ））から第１レバー６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図２（ｅ）及び図３（ａ））まで、或いは第１レバー６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図２（ｅ）及び図３（ａ））から第２レバー部６７ｃが第１係合片７１及びバック用係合片７６間に位置する状態（図２（ａ）及び図２（ｂ））まで、第１セレクト検出部９４ａがオフしかつ第２セレクト検出部９４ｂがオンするように保たれる位置（図６（ａ）及び図８（ｃ））をいう。またレンジ切換位置とは、セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に各シフトフォークに対して相対移動して、第１レバー部６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図２（ｅ）及び図３（ａ））から第２レバー６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に位置する状態（図３（ｂ）及び図３（ｃ））までの間に、或いは第２レバー６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に位置する状態（図３（ｂ）及び図３（ｃ））から第１レバー部６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図２（ｅ）及び図３（ａ））までの間に、第１セレクト検出部９４ａがオンしかつ第２セレクト検出部９４ｂがオンする位置（図６（ｂ）及び図８（ｂ））をいう。更に高速レンジ位置とは、セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に各シフトフォークに対して相対移動して、第２レバー部６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に位置する状態（図３（ｂ）及び図３（ｃ））から第２レバー６７ｃが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図３（ｄ）及び図３（ｅ））まで、或いは第２レバー６７ｃが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図３（ｄ）及び図３（ｅ））から第２レバー部６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に位置する状態（図３（ｂ）及び図３（ｃ））まで、第１セレクト検出部９４ａがオンしかつ第２セレクト検出部９４ｂがオフするように保たれる位置（図６（ｃ）及び図８（ａ））をいう。
【００２３】
一方、図４、図５及び図７に詳しく示すように、レンジロッド８７とセレクトシフト軸６６は立体交差するように構成され、レンジロッド８７の長手方向中央の外周面にはレンジ凹部８７ａが形成される。またレンジロッド８７の上方には、このレンジロッド８７の上面から所定の間隔をあけた上方であってレンジロッド８７の長手方向に並んで副変速ケース１８に固定された第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂからなるレンジセンサ９３が設けられる。第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂは、第１及び第２レンジ用ケース９３ｃ，９３ｄと、これらのレンジ用ケース９３ｃ，９３ｄからレンジロッド８７の側面に向って突設された第１及び第２レンジ用プランジャ９３ｅ，９３ｆとを有する。レンジロッド８７が軸方向に移動することにより、レンジ用プランジャ９３ｅ，９３ｆがレンジ凹部８７ａに対向したり或いは対向しないように構成される。レンジ用プランジャ９３ｅ，９３ｆがレンジ凹部８７ａに対向しないとき、レンジ用プランジャ９３ｅ，９３ｆはレンジロッド８７外周面で押されることによりレンジ用ケース９３ｃ，９３ｄ内に引込んでレンジ検出部９３ａ，９３ｂはオンとなり、レンジ用プランジャ９３ｅ，９３ｆがレンジ凹部８７ａに対向するとき、レンジ用プランジャ９３ｅ，９３ｆはレンジ用ケース９３ｃ，９３ｄからレンジ凹部８７ａに突出してレンジ用検出部９３ａ，９３ｂはオフとなるように構成される。なお、この実施の形態では、レンジロッドにレンジ凹部を形成したが、レンジ凸部を形成してもよい。
【００２４】
トラックの運転席には、運転者が変速機１０を前進９速段位置又は後進位置に切換えるために操作する操作レバー（図示せず）が設けられ、この操作レバーには、このレバーがニュートラル位置に位置したときにオンするニュートラルスイッチ９６が設けられる。ニュートラルスイッチ９６、第１セレクト検出部９４ａ、第２セレクト検出部９４ｂ、第１レンジ検出部９３ａ及び第２レンジ検出部９３ｂの各検出出力はコントローラ９７に制御入力に接続され、コントローラ９７の制御出力は低速側切換弁９１、高速側切換弁９２及びパワーシフト用電磁弁に接続される。コントローラ９８は、副変速機１３が切換わる直前の変速段位置にセレクトシフトレバー６７が位置する状態から、副変速機１３の切換わった後の変速段位置方向にセレクトシフトレバー６７が移動したことをセレクトセンサ９４が検出した場合に、セレクトセンサ９４の検出したセレクトシフトレバー６７の変位に基づき駆動装置８９を駆動するように構成される。即ち、コントローラ９８は、セレクトセンサ９４の第１又は第２セレクト検出部９４ａ，９４ｂのいずれか一方がオンしかつ他方がオフしている状態から、第１及び第２セレクト検出部９４ａ，９４ｂの双方がオンとなったときに、副変速機１３の切換え時変位として認識するように構成される。なお、コントローラは、セレクトセンサの第１又は第２セレクト検出部のいずれか一方がオンしかつ他方がオフしている状態から、第１及び第２セレクト検出部の双方がオフとなったときに、副変速機の切換え時変位として認識するように構成してもよい。
【００２５】
運転者が操作レバーを低速側の第１速段位置から第５速段位置の間で又は後進位置に操作している場合、図５（ａ）、図７（ｃ）及び図９に示すように、副シンクロ機構８６のスリーブ８６ｄがクラッチハブ８６ａと低速側クラッチギヤ８６ｃとを接続した状態に保たれ、内部ケース８４ｂ及び内歯歯車８４ｃが副変速ケース１８に固定されているので、主軸１７の回転速度が所定の減速比（Ｚ1／（Ｚ1＋Ｚ2）、Ｚ1：太陽歯車８４ａの歯数、Ｚ2：内歯歯車８４ｃの歯数）で減速されて出力軸１９に伝達されるように構成される。また運転者が操作レバーを第６速段位置から第９速段位置の間で操作している場合、図５（ｃ）及び図７（ａ）に示すように、副シンクロ機構８６のスリーブ８６ｄがクラッチハブ８６ａと高速側クラッチギヤ８６ｂとを接続した状態に保たれ、内部ケース８４ｂ及び出力軸１９が互いに固定されて同一の回転速度で回転するので、主軸１７の回転速度が同一に保たれたまま出力軸１９に伝達されるように構成される。
【００２６】
図９に戻って、主変速機１１は主軸１７に回転可能に嵌入された第１〜第４変速ギヤ４１〜４４及びバック用変速ギヤ４６と、主軸１１の後端に固着された第５変速ギヤ４５と、カウンタ軸３３に固着された第１〜第５カウンタギヤ１０１〜１０５及びバック用カウンタギヤ１０６と、第１変速ギヤ４１及びバック用変速ギヤ４６間に設けられた第１シンクロ機構１１１と、第２変速ギヤ４２及び第３変速ギヤ４３間に設けられた第２シンクロ機構１１２と、第４変速ギヤ４４及び第５変速ギヤ４５間に設けられた第３シンクロ機構１１３とを有する。第１〜第４変速ギヤ４１〜４４は第８〜第１１軸受２８〜３１を介して、バック用変速ギヤ４６は第１２軸受３２を介してそれぞれ主軸１７に回転可能に嵌入される。第１〜第５変速ギヤ４１〜４５は第１〜第５カウンタギヤ１０１〜１０５にそれぞれ噛合し、バック用変速ギヤ４６とバック用カウンタギヤ１０６とはアイドル軸に固着されたアイドルギヤ（図示せず）を介して噛合するように構成される。また第１〜第３シンクロ機構１１１〜１１３は略同一に構成されるので、第１シンクロ機構１１１を代表して説明し、第２及び第３シンクロ機構１１２，１１３の説明は省略する。第１シンクロ機構１１１は、主軸１７の後部に嵌着され外周面に外スプラインが形成された第１クラッチハブ１１１ａと、第１変速ギヤ４１に固着され外周面に上記ハブ１１１ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された第１クラッチギヤ１１１ｂと、バック用変速ギヤ４６に固着され上記ハブ１１１ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成されたバック用クラッチギヤ１１１ｃと、上記ハブ１１１ａの外スプラインに噛合する内スプラインが形成され上記ハブ１１１ａに主軸１７の軸方向に移動可能にかつ上記ハブ１１１ａに対して相対回転不能に遊嵌された第１スリーブ１１１ｄと、この第１スリーブ１１１ｄを主軸１７の軸方向に移動させて上記第１スリーブ１１１ｄの内スプラインを第１クラッチギヤ１１１ｂ又はバック用クラッチギヤ１１１ｃの外スプラインに噛合可能な第１主シフトフォーク６１とを有する。第１クラッチハブ１１１ａと第１クラッチギヤ１１１ｂとの間や、第１クラッチハブ１１１ａとバック用クラッチギヤ１１１ｃとの間には、第１スリーブ１１１ｄと第１クラッチギヤ１１１ｂ又はバック用クラッチギヤ１１１ｃとの噛合をスムーズに行うための、公知のシンクロナイザリング（図示せず）がそれぞれ設けられる。
【００２７】
このように構成されたレンジ式変速機１０の動作を説明する。トラックが第１速段〜第５速段のいずれかで走行しているとき、ニュートラルスイッチ９６がオフし、第１セレクト検出部９４ａがオフし、第２セレクト検出部９４ｂがオンし、第１レンジ検出部９３ａがオフし、更に第２レンジ検出部９３ｂがオンしている（図５（ａ）及び図６（ａ））。また副変速機１３は、図５（ａ）及び図９に示すように、副シンクロ機構８６のスリーブ８６ｄがクラッチハブ８６ａと低速側クラッチギヤ８６ｃとを接続した状態に保たれ、内部ケース８４ｂ及び内歯歯車８４ｃが副変速ケース１８に固定されているので、主軸１７の回転速度が所定の減速比で減速されて出力軸１９に伝達されている。
【００２８】
この状態から高速側の第６速段〜第９速段、例えば第６速段にシフトアップするために操作レバーをニュートラル位置に操作すると、ニュートラルスイッチがオンする。そしてセレクトシフトレバーがレンジ切換位置を通過する。即ち、セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に各シフトフォークに対して相対移動して、第１レバー部６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図２（ｅ）及び図３（ａ））から第２レバー６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に位置する状態（図３１（ｂ）及び図３（ｃ））までの間に、第１セレクト検出部９４ａがオンしかつ第２セレクト検出部９４ｂがオンする位置（図６（ｂ））を通過する。このレンジ切換位置を通過すると、コントローラ９７は高速側切換弁９２をオンし、パワーシフト用電磁弁をオフにする。これによりエアシリンダ８９の高速側圧入室８９ｂにエアタンク９０内の圧縮エアが流入して、レンジロッド８７が図５（ａ）の実線矢印の方向に移動して図５（ｂ）の位置に至り、第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂがそれぞれオフし、更にレンジロッド８７が図５（ｂ）の実線矢印の方向に移動して図５（ｃ）の位置に至り、第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂがそれぞれオンする。この状態で副シンクロ機構８６のスリーブ８６ｄがクラッチハブ８６ａと高速側クラッチギヤ８６ｂとを接続し、内部ケース８４ｂ及び出力軸１９が互いに固定されて同一の回転速度で回転するので、主軸１７の回転速度が減速されずに同一の回転速度に保たれたまま出力軸１９に伝達される。
【００２９】
その後、セレクトシフトレバー６７の第２レバー部６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に達すると、セレクトセンサ９４の第２セレクト検出部９４ｂがオフする。これによりコントローラ９７は高速側切換弁９２をオフするとともに、パワーシフト用電磁弁をオンする。この結果、エアシリンダ８９の高速側圧入室８９ｂ内の圧縮エアが大気中に排出され、運転者の第６速段への操作がパワーシフト手段により支援されるので、運転者は操作レバーを小さな力で容易に操作できる。なお、この実施の形態では、第２セレクト検出部９４ｂがオフしたときに（図６（ｃ））コントローラ９７が副変速機１３の切換え完了を判断して、高速側切換弁９２をオフしているが、第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂの双方がオンしたときに（図５（ｃ））コントローラ９７が副変速機１３の切換え完了を判断して、高速側切換弁９１をオフしてもよい。
【００３０】
ここで、主変速機１１及び副変速機１３を切換える前後でセレクトシフトレバー６７が係合する第２〜第５係合片７２〜７５の厚さを、他の係合片７１，７６の厚さより厚く形成することにより、低速側の第５速段から高速側の第６速段にシフトアップするときのセレクトシフトレバー６７のストロークＳ1（主変速機１１及び副変速機１３の切換え時のセレクトシフトレバー６７のストロークＳ1）を、主変速機１１のみの切換え時のストロークＳ2より長くなるように構成したので、主変速機１１及び副変速機１３の切換え操作の方が主変速機１１のみの切換え操作より時間を要する。この結果、第５速段から第６速段へのシフトアップ時（主変速機１１及び副変速機１３の切換え時）には、運転者が操作レバーを素早く操作しようとしても、図１（ａ）に示すように、ストレート部が設けられるため、いわゆる斜め操作にはならずに、比較的時間の掛かるクランク状操作をすることになる。従って、副変速機１３及び主変速機１１の同時切換えという現象が発生せず、上述のように、副変速機１３の切換えが完了した後に主変速機１１の切換えが行われるので、変速機１０の第１〜第３シンクロ機構１１１〜１１３や副シンクロ機構８６の摩耗を防止できるとともに、副変速機１３が低速側及び高速側のいずれにも切換わらないニュートラル位置に停止することを防止でき、更に副変速機１３が低速側から高速側に切換わるところが切換わらずシフトアップではなくシフトダウンしてしまういわゆるオーバラン現象を防止できる。
【００３１】
一方、トラックが第６速段〜第９速段のいずれかで走行しているとき、ニュートラルスイッチがオフし、第１セレクト検出部９４ａがオンし、第２セレクト検出部９４ｂがオンし、第１レンジ検出部９３ａがオンし、更に第２レンジ検出部９３ｂがオフしている（図７（ａ）及び図８（ａ））。また副変速機１３は、図７（ａ）に示すように、副シンクロ機構８６のスリーブ８６ｄがクラッチハブ８６ａと高速側クラッチギヤ８６ｂとを接続した状態に保たれ、内部ケース８４ｂ及び出力軸１９が互いに固定されて同一の回転速度で回転しているので、主軸１７の回転速度が減速されずに同一の回転速度に保たれたまま出力軸１９に伝達されている。
【００３２】
この状態から低速側の第１速段〜第５速段、例えば第５速段にシフトダウンするために操作レバーをニュートラル位置に操作すると、ニュートラルスイッチ９６がオンする。そしてセレクトシフトレバー６７がレンジ切換位置を通過する。即ち、セレクトシフトレバー６７がセレクトシフト軸６６の軸方向に各シフトフォークに対して相対移動して、第２レバー６７ｃが第２係合片７２及び第３係合片７３間に位置する状態（図３（ｂ）及び図３（ｃ））から第１レバー部６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に位置する状態（図２（ｅ）及び図３（ａ））までの間に、第１セレクト検出部９４ａがオンしかつ第２セレクト検出部９４ｂがオンする位置（図８（ｂ））を通過する。このレンジ切換位置を通過すると、コントローラ９７は低速側切換弁９１をオンし、パワーシフト用電磁弁をオフにする。これによりエアシリンダ８９の低速側圧入室８９ｃにエアタンク９０内の圧縮エアが流入して、レンジロッド８７が図７（ａ）の実線矢印の方向に移動して図７（ｂ）の位置に至り、第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂがそれぞれオフし、更にレンジロッド８７が図７（ｂ）の実線矢印の方向に移動して図７（ｃ）の位置に至り、第１及び第２レンジ検出部９３ａ，９３ｂがそれぞれオンする。これにより副シンクロ機構８６のスリーブ８６ｄがクラッチハブ８６ａと低速側クラッチギヤ８６ｃとを接続し、内部ケース８４ｂ及び内歯歯車８４ｃが副変速ケース１８に固定されるので、主軸１７の回転速度が所定の減速比で減速されて出力軸１９に伝達される。
【００３３】
その後、セレクトシフトレバー６７の第１レバー部６７ｂが第４係合片７４及び第５係合片７５間に達すると、セレクトセンサ９４の第１セレクト検出部９４ａがオフする。これによりコントローラ９７は低速側切換弁９１をオフするとともに、パワーシフト用電磁弁をオンする。この結果、エアシリンダ８９の低速側圧入室８９ｃ内の圧縮エアが大気中に排出され、運転者の第５速段への操作がパワーシフト手段により支援されるので、運転者は操作レバーを小さな力で容易に操作できる。このように副変速機１３の切換えを伴う変速時に、操作レバーの操作に対応して副変速機１３が素早く切換えられるので、レンジ式変速機１０を速やかに変速できる。
【００３４】
ここで、主変速機１１及び副変速機１３を切換える前後でセレクトシフトレバー６７が係合する第２〜第５係合片７２〜７５の厚さを、他の係合片７１，７６の厚さより厚く形成することにより、高速側の第６速段から低速側の第５速段にシフトダウンするときのセレクトシフトレバー６７のストロークＳ1（主変速機１１及び副変速機１３の切換え時のセレクトシフトレバー６７のストロークＳ1）を、主変速機１１のみの切換え時のストロークＳ2より長くなるように構成したので、主変速機１１及び副変速機１３の切換え操作の方が主変速機１１のみの切換え操作より時間を要する。この結果、第６速段から第５速段へのシフトダウン時（主変速機１１及び副変速機１３の切換え時）には、運転者が操作レバーを素早く操作しようとしても、図１（ａ）に示すように、ストレート部が設けられるため、いわゆる斜め操作にはならずに、比較的時間の掛かるクランク状操作をすることになる。従って、副変速機１３及び主変速機１１の同時切換えという現象が発生せず、上述のように、副変速機１３の切換えが完了した後に主変速機１１の切換えが行われるので、変速機１０の第１〜第３シンクロ機構１１１〜１１３や副シンクロ機構８６の摩耗を防止できるとともに、副変速機１３が低速側及び高速側のいずれにも切換わらないニュートラル位置に停止することを防止でき、更に副変速機１３が低速側から高速側に切換わるところが切換わらずシフトアップではなくシフトダウンしてしまういわゆるオーバラン現象を防止できる。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、本発明のレンジ式変速機を搭載した車両としてトラックを挙げたが、バス又はその他の車両でもよい。また、上記実施の形態では、セレクトシフトレバーにレバー部を２つ設けたが、セレクトシフトレバーにレバー部を１つ設けてもよい。この場合、前進９段後進１段とすると、係合片を１０個（２列×５個）設ける必要がある。また、上記実施の形態では、流体圧シリンダとしてエアシリンダを挙げたが、油圧シリンダを用いてもよい。また、上記実施の形態では、副変速機を主変速機のクラッチ取付面とは反対側の面に設けたが、副変速機をクラッチと主変速機との間に設けてもよい。この場合、副変速機はエンジンのクランク軸の回転速度を高速又は低速の２段階に変速して主軸に伝達するように構成される。また、上記実施の形態では、副変速機を遊星歯車機構と副シンクロ機構とにより構成したが、カウンタ軸を後方に延びて設け、このカウンタ軸の後部と出力軸にそれぞれ歯車を取付けて所定の減速比を得る歯車機構と副シンクロ機構とにより構成してもよい。更に、上記実施の形態では、変速機を前進９速段及び後進１速段に変速可能に構成したが、変速機を前進１３速段及び後進１速段に変速可能に構成したり、変速機を前進８速段及び後進２速段に構成したり、或いは変速機を前進１２速段及び後進２速段に構成してもよく、更にギヤシフト軸を５本設けて変速機を前進１６速段及び後進２速段に構成したり、或いはギヤシフト軸を６本以上設けて変速機の段数を更に増やしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  レンジ式変速機
１１  主変速機
１３  副変速機
１７  主軸
１９  出力軸
４１〜４６  変速ギヤ
５１〜５３  ギヤシフト軸
６１〜６３  主シフトフォーク
６６  セレクトシフト軸
６７  セレクトシフトレバー
７１〜７６  係合片
【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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