(57)【要約】【課題】リバースアイドラギヤをスライドさせて後退段を確立する際に、シフト操作力とストローク量とを両立できる選択摺動式リバースギヤシフト装置を提供する。【解決手段】リバースアイドラギヤ１３の両側面に当接可能な二股状のアーム部を持つリバースシフトアーム２１において、リバースアイドラギヤをリバース方向に押すアーム部２１ｂに、揺動支軸２０からの距離の異なる第１当接部２２と第２当接部２３とを設け、大きなシフト操作力を必要とする噛み合い初期においてはレバー比の大きな第１当接部２２で押し、大きなストロークを必要とする噛み合い終期においてはレバー比の小さな第２当接部２３で押すことにより、シフト操作力の低減とストローク量の確保とを両立させることができる【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リバースシフト操作に応じてリバースシフトアームを支軸を中心として揺動させ、前記リバースシフトアームによってリバースアイドラギヤを軸方向にスライドさせることにより、前記リバースアイドラギヤをインプットギヤ及びアウトプットギヤに対して噛み合わせ、後退段を構成する選択摺動式リバースギヤシフト装置において、
前記リバースシフトアームに前記リバースアイドラギヤの両側面に当接可能な二股状のアーム部が設けられ、
前記アーム部のうち前記リバースアイドラギヤをリバース方向に押すアーム部に、前記リバースアイドラギヤが中立位置から前記インプットギヤ及びアウトプットギヤの一方のギヤと噛み合った後、他方のギヤとの位相合わせが完了するまでの間、前記リバースアイドラギヤを押す第１当接部と、当該第１当接部に比べて前記支軸から遠い位置に設けられ、前記インプットギヤ及びアウトプットギヤの他方との位相合わせが完了した後、リバース最終位置まで前記リバースアイドラギヤを押す第２当接部とが設けられていることを特徴とする選択摺動式リバースギヤシフト装置。
【請求項２】
前記リバースシフトアームの支軸の軸心から前記リバースアイドラギヤの軸心までの距離に対し、前記支軸の軸心から第１当接部までの距離は短く、前記第２当接部までの距離は長く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の選択摺動式リバースギヤシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシフトアームによってリバースギヤを軸方向にスライドさせることにより、後退段を確立する選択摺動式リバースギヤシフト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、手動変速機において、チェンジレバーをリバース位置へ操作すると、リバースアイドラギヤの両側面を支持しているリバースシフトアームが支軸を中心として揺動し、リバースアイドラギヤを軸方向にスライドさせることにより、リバースアイドラギヤがインプットギヤ及びアウトプットギヤに対して噛み合い、後退段を確立する選択摺動式リバースギヤシフト装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１は従来のＦＲ式の５速用手動変速機の例を示す。変速機ケースＨの内部には入力軸１と副軸２とが平行に配置されており、入力軸１はクラッチ３を介して図示しないエンジン出力軸と連結されている。入力軸１には第１速ギヤ４とリバース用インプットギヤ５と第２速ギヤ６とが一体形成されている。副軸２の前端部には、第１速ギヤ４と第２速ギヤ６にそれぞれ噛み合う変速ギヤ７，８が回転自在に支持されており、両変速ギヤ７，８を副軸２に対して選択的に連結する１−２速切換用同期装置９が設けられている。同期装置９のシフトスリーブ１０にはリバース用アウトプットギヤ１１が一体に形成されている。なお、入力軸１および副軸２上には、その他の変速段の変速ギヤや同期装置などが設けられているが、図示を省略してある。
【０００４】
変速機ケースＨには、入力軸１と平行にリバース軸１２が配置されており、このリバース軸１２上にリバースアイドラギヤ１３が摺動自在に支持されている。リバースアイドラギヤ１３を図１の右方向にシフトすることにより、リバース用インプットギヤ５及びリバース用アウトプットギヤ１１に噛み合い、後退段を確立するようになっている。なお、図１の場合にはリバース用インプットギヤ５の歯幅が広いので、リバースアイドラギヤ１３がリバース用インプットギヤ５に先に噛み合い、遅れてリバース用アウトプットギヤ１１に噛み合うようになっている。
【０００５】
図２，図３は図１の変速機におけるリバースギヤシフト装置を示す。シフトシャフト１４には５速用シフトフォーク１５とリバースシフトヘッド１６とが固定されており、リバースシフトヘッド１６の先端部に形成された係合溝１６ａに操作ピン１８が係合している。リバースシフトアーム１７は変速機ケースＨに固定されたブラケット１９に支軸２０を支点として揺動可能に取り付けられている。リバースシフトアーム１７は図示しないバネにより反リバース方向に揺動付勢されており、常時は図示しないストッパ面に当接して中立位置で停止している。操作ピン１８は、ブラケット１９の長穴１９ａとリバースシフトアーム１７の中間部に設けた長孔１７ｃとに挿通されており、操作ピン１８をリバース方向に作動させた時のみリバースシフトアーム１７が連動して揺動する、片動き機構を構成している。リバースシフトアーム１７には、リバースアイドラギヤ１３の両側面に当接する二股状のアーム部１７ａ，１７ｂが設けられており、リバース方向に操作した時、一方のアーム部１７ｂがリバースアイドラギヤ１３をリバース最終位置まで押すことができる。図３において、リバース位置が実線で示され、中立位置が二点鎖線で示されている。
【０００６】
図４はリバース操作時におけるリバースアイドラギヤ１３とリバース用アウトプットギヤ１１との噛み合いの様子を示し、（ａ）は噛み合い開始時、（ｂ）は位相合わせ時、（ｃ）は噛み合い完了時（リバース最終位置）である。リバースアイドラギヤ１３をリバース方向にシフトすると、（ａ）のようにリバースアイドラギヤ１３の先端のチャンファ１３ａがアウトプットギヤ１１のチャンファ１１ａに接触する。両方のギヤ１３，１１の間に位相差がある場合には、リバースアイドラギヤ１３を介して入力軸１を回転させて位相合わせを行うので、大きなイナーシャ負荷になり、リバースアイドラギヤ１３のシフト操作に大きな力を要する。つまり、（ａ）〜（ｂ）の間で大きなシフト操作力を要する。さらにリバースアイドラギヤ１３を歯幅分だけストロークさせると、（ｃ）のように噛み合いが完了するが、（ｂ）〜（ｃ）の間はシフト操作力は小さくてよい。
【０００７】
前記のように噛み合い開始から位相合わせが終了するまでの間、リバースアイドラギヤ１３に対して大きなシフト操作力を必要とするので、シフトフィーリングがよくない。シフト操作力を低減するには、リバースシフトアーム１７のレバー比を大きくすればよく、例えば操作ピン１８をアーム部に近い位置に設けたり、リバースシフトアーム１７の全長を短くするなどすればよい。しかしながら、この場合にはリバースアイドラギヤ１３の十分なストローク量を確保できず、後退段を確立できなくなるという欠点がある。そのため、従来ではアーム部１７ｂの当接部と支軸２０との距離Ｌ３（図３参照）を、シフト操作力とストローク量とを勘案した妥協的な設定とせざるを得なかった。
【特許文献１】特開平９−２２９１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、リバースアイドラギヤをスライドさせて後退段を確立する際に、シフト操作力を低減できるとともに、リバースアイドラギヤの十分なストローク量を確保できる選択摺動式リバースギヤシフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、リバースシフト操作に応じてリバースシフトアームを支軸を中心として揺動させ、前記リバースシフトアームによってリバースアイドラギヤを軸方向にスライドさせることにより、前記リバースアイドラギヤをインプットギヤ及びアウトプットギヤに対して噛み合わせ、後退段を構成する選択摺動式リバースギヤシフト装置において、前記リバースシフトアームに前記リバースアイドラギヤの両側面に当接可能な二股状のアーム部が設けられ、前記アーム部のうち前記リバースアイドラギヤをリバース方向に押すアーム部に、前記リバースアイドラギヤが中立位置から前記インプットギヤ及びアウトプットギヤの一方のギヤと噛み合った後、他方のギヤとの位相合わせが完了するまでの間、前記リバースアイドラギヤを押す第１当接部と、当該第１当接部に比べて前記支軸から遠い位置に設けられ、前記インプットギヤ及びアウトプットギヤの他方との位相合わせが完了した後、リバース最終位置まで前記リバースアイドラギヤを押す第２当接部とが設けられていることを特徴とする選択摺動式リバースギヤシフト装置を提供する。
【００１０】
本発明のリバースシフトアームには、リバースアイドラギヤの両側面に当接可能な二股状のアーム部が設けられ、このうちリバースアイドラギヤをリバース方向に押すアーム部には、支軸に対して近い位置にある第１当接部と、支軸に対して遠い位置にある第２当接部とが設けられている。リバースシフトアームをリバース方向に揺動させると、リバースシフトアームの第１当接部によって、まずリバースアイドラギヤを中立位置からインプットギヤ及びアウトプットギヤの一方のギヤと噛み合う位置まで押す。リバースアイドラギヤは回転自在であるから、インプットギヤ及びアウトプットギヤの一方のギヤとは抵抗なく噛み合うことができる。さらに第１当接部はリバースアイドラギヤを押し、インプットギヤ及びアウトプットギヤの他方のギヤとの噛み合いを開始する。その際、リバースアイドラギヤと他方のギヤとの間に位相差があると、互いのチャンファ同士が接触して相手のギヤを回す必要があるため、大きなシフト操作力を要する。しかし、第１当接部は支軸に近い位置にあるため、レバー比が大きく、比較的小さい操作力で位相合わせを行うことができる。位相合わせを完了した後、第２当接部が第１当接部に代わってリバースアイドラギヤを押し、リバース最終位置までシフトさせる。この時点では、既に位相合わせが完了しているので、リバースアイドラギヤのシフト操作力は小さくて済む。第２当接部は第１当接部より支軸から離れた位置にあるため、レバー比が小さくなり、リバースシフトアームを小さい角度揺動させるだけで、リバースアイドラギヤをリバース最終位置まで確実にストロークさせることができる。
【００１１】
第２当接部がリバースアイドラギヤに当接するタイミングは、位相合わせの完了と同時である必要はなく、例えば位相合わせを完了する前でもよいし、位相合わせが完了した後でもよい。つまり、位相合わせの完了の前後において第１当接部と第２当接部とが共にリバースアイドラギヤに当接した状態が発生してもよい。いずれの場合でも、第１当接部は少なくとも位相合わせを完了するまでの間継続してリバースアイドラギヤを押すように構成され、第２当接部が実際にリバースアイドラギヤを押すのは、位相合わせを完了した後である。
【００１２】
リバースシフトアームの支軸の軸心（揺動中心）からリバースアイドラギヤの軸心までの距離に対し、支軸の軸心から第１当接部までの距離は短く、第２当接部までの距離は長く設定されているのが好ましい。この場合には、支軸から第１当接部と第２当接部までの距離を広範囲に設定できるので、レバー比の自由度が拡大する。これにより、最大操作荷重の低減と必要なストロークの確保が容易になる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、リバースアイドラギヤをリバース方向に押圧するリバースシフトアームのアーム部に、第１当接部とこの第１当接部より支軸から離れた位置に第２当接部とを設け、大きなシフト操作力を必要とする噛み合い初期においては、レバー比の大きな第１当接部で押し、大きなストロークを必要とする噛み合い終期においては、レバー比の小さな第２当接部で押すようにしたので、シフト操作力の低減とストローク量の確保とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図５，図６は本発明にかかる選択摺動式リバースギヤシフト装置の一例を示す。このリバースギヤシフト装置のうち、リバースシフトアームを除く構成は図１〜図４と同様であるため、同図と同一部品には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１６】
本実施例のリバースシフトアーム２１は、変速機ケースＨに固定されたブラケット１９に支軸２０を支点として揺動可能に取り付けられている。リバースシフトヘッド１６によって操作される操作ピン１８は、ブラケット１９の長穴１９ａとリバースシフトアーム２１の中間部に設けた長孔２１ｃとに挿通され、操作ピン１８をリバース方向に作動させた時のみリバースシフトアーム２１が連動して揺動するようになっている。リバースシフトアーム２１には、リバースアイドラギヤ１３の両側面に当接する二股状のアーム部２１ａ，２１ｂが設けられており、リバース方向に操作した時、一方のアーム部２１ｂがリバースアイドラギヤ１３をリバース最終位置まで押すことができる。図６において、リバース位置が実線で示され、中立位置が二点鎖線で示されている。
【００１７】
リバースアイドラギヤ１３をリバース方向に押圧するリバースシフトアーム２１のアーム部２１ｂには、支軸２０に近い位置にある第１当接部２２と、支軸２０から遠い位置にある第２当接部２３とが設けられている。第１当接部２２は、中立位置から少なくともアウトプットギヤ１１との位相合わせを完了するまでリバースアイドラギヤ１３を押し、第２当接部２３は、アウトプットギヤ１１との位相合わせを完了した後リバース最終位置までリバースアイドラギヤ１３を押すよう、その角度および長さが設定されている。なお、反リバース方向に押すアーム部２１ａの形状は従来のアーム部１７ａと同じである。
【００１８】
本実施例の第１当接部２２は、リバースアイドラギヤ１３のボス部１３ａの外周とほぼ接するように延びており、リバースアイドラギヤ１３の軸心に近い位置に当接可能である。第２当接部２３は、第１当接部２２からさらに自由端方向（リバースアイドラギヤ１３の軸心に対して支軸２０と反対側）に延び、リバースアイドラギヤ１３の側面に沿うように略直角に折り曲げられたアーム部２１ｂの先端部に形成されている。そのため、第２当接部２３はリバースアイドラギヤ１３の側面のうち支軸２０から最も遠い位置に当接可能である。本実施例では、支軸２０の軸心からリバースアイドラギヤ１３の軸心までの距離に対し、支軸２０の軸心から第１当接部２２までの距離は短く、第２当接部２３までの距離は長く設定されている。すなわち、支軸２０からリバースアイドラギヤ１３の軸心までの距離をＬｒ、支軸２０から第１当接部２２までの距離をＬ１、支軸２０から第２当接部２３までの距離をＬ２とすると、
Ｌ１＜Ｌｒ＜Ｌ２
に設定されている。この場合には、レバー比の自由度が拡大し、最大操作荷重の低減と必要なストロークの確保とが容易になる。
【００１９】
支軸２０の軸心から操作ピン１８までの距離をＬ０とすると、
Ｌ１＜Ｌ２
であるから、第１当接部２２のレバー比は第２当接部２３のレバー比よりも大きい。すなわち、
Ｌ０／Ｌ１＞Ｌ０／Ｌ２
である。
【００２０】
本実施例では、Ｌ０≒３２ｍｍ、Ｌ１≒９２ｍｍ、Ｌ２≒１２６ｍｍ、Ｌｒ≒９９ｍｍに設定されている。なお、従来構造での支軸２０から操作ピン１８までの距離Ｌ０は本実施例と等しく、アーム部１７ｂと支軸２０との距離Ｌ３は、Ｌ３≒Ｌｒに設定されている。そのため、本実施例と従来例のレバー比は次の関係となっている。
Ｌ０／Ｌ１＞Ｌ０／Ｌ３＞Ｌ０／Ｌ２
【００２１】
ここで、上記構成よりなるリバースシフトアーム２１を用いたリバースギヤシフト装置の作動を、図７を参照して説明する。図７は、リバースシフトアーム２１の動きとその時のリバースアイドラギヤ１３及びアウトプットギヤ１１との関係を示している。
【００２２】
図７の（ａ１），（ａ２）はリバースアイドラギヤ１３が中立位置にある時であり、第１当接部２２がリバースアイドラギヤ１３の側面に当接しており、第２当接部２３はリバースアイドラギヤ１３から離れている。この状態から、リバースシフトアーム２１をリバース方向に揺動させると、第１当接部２２がリバースアイドラギヤ１３を押す。この時、レバー比はＬ０／Ｌ１であるから、操作ピン１８に作用する操作力をＦ０とすると、第１当接部２２からリバースアイドラギヤ１３へ伝えられる荷重Ｆ１は、
Ｆ１＝Ｆ０×（Ｌ０／Ｌ１）
となる。このようにレバー比が大きいので、比較的小さな操作力Ｆ０でリバースアイドラギヤ１３をシフトすることができる。シフトの途中で、リバースアイドラギヤ１３はインプットギヤ５に噛み合うが、リバースアイドラギヤ１３は自由に回転できるので、位相合わせに大きな荷重が必要なく、インプットギヤ５と抵抗なく噛み合うことができる。
【００２３】
図７の（ｂ１），（ｂ２）はリバースアイドラギヤ１３がアウトプットギヤ１１に対して噛み合いを開始し、位相合わせを行っている状態を示す。このとき、第２当接部２３もリバースアイドラギヤ１３にほぼ接触した状態となるが、依然として第１当接部２２がリバースアイドラギヤ１３に強く接触しているので、主たる操作力は第１当接部２２からリバースアイドラギヤ１３に伝えられる。リバースアイドラギヤ１３とアウトプットギヤ１１との間に位相差があると、両ギヤのチャンファ１３ａ，１１ａ同士が接触して相手のギヤを回す必要があるため、大きなシフト操作力を要する。しかし、上述のようにレバー比は大きいままであるため、従来に比べて小さな操作力Ｆ０で位相合わせを行うことができる。
【００２４】
図７の（ｃ１），（ｃ２）はリバースアイドラギヤ１３がアウトプットギヤ１１に対して位相合わせを完了し、リバース最終位置までシフトされた状態を示す。図７の（ｂ）〜（ｃ）の間で第１当接部２２がリバースアイドラギヤ１３から離れ、代わって第２当接部２３がリバースアイドラギヤ１３を押す。この時のレバー比はＬ０／Ｌ２であり、図７の（ａ）〜（ｂ）におけるレバー比（Ｌ０／Ｌ１）より小さくなるため、リバースアイドラギヤ１３に加わる操作力は小さくなるが、既に位相合わせが終了しているので、リバースアイドラギヤ１３はアウトプットギヤ１１に対してほぼ抵抗なく噛み合うことができる。また、レバー比が小さくなることによって、リバースシフトアーム２１の揺動角度に対するリバースアイドラギヤ１３のストローク量が大きくなり、リバースアイドラギヤ１３をリバース最終位置まで確実にストロークさせることができる。
【００２５】
図８は、リバースシフト時におけるギヤストロークとシフトレバーストロークとの関係、すなわちレバー比の変化を示す。図８のＳ１は、第１当接部２２から第２当接部２３へのリバースアイドラギヤ１３に対する押圧力の切り替わり点を示す。図８に示すように、Ｓ１以下の範囲ではレバー比は大きく、Ｓ１以上の範囲ではレバー比が小さくなることがわかる。
【００２６】
図９は、リバースシフト時におけるシフトレバーのストロークに対するシフト操作力の変化を示す。破線は従来のリバースギヤシフト装置の特性であり、実線は本発明に係るリバースギヤシフト装置の特性である。Ｐ０は中立位置、Ｐ１はリバースアイドラギヤ１３がアウトプットギヤ１１に対して噛み合いを開始した位置、Ｐ２は位相合わせが完了した位置である。
【００２７】
Ｐ０〜Ｐ１までの間は、従来及び本発明ともに低いシフト操作力でストロークさせることができる。本発明の操作力の方が従来に比べて低いのは、第１当接部２２のレバー比が従来に比べて大きいからである。噛み合い開始位置Ｐ１で、従来の場合にはシフト操作力が非常に大きくなり、位相合わせ完了Ｐ２まで最大シフト操作力が続くが、本発明では第１当接部２２が従来のアーム部よりもレバー長が短い（Ｌ１＜Ｌ３）ので、レバー比が大きく、Ｐ１〜Ｐ２の間でのシフト操作力を従来に比べて低くできる。一方、位相合わせ完了位置Ｐ２を過ぎると、従来ではシフト操作力が大きく減少するが、本発明では位相合わせ完了位置Ｐ２を過ぎた後のシフト操作力が従来より高くなる。その理由は、第２当接部２３が第１当接部２２に代わってリバースアイドラギヤ１３を押すため、レバー比が小さくなり、シフト操作力が相対的に大きくなるからである。このように、従来では噛み合い開始から位相合わせ完了までのストローク（Ｐ１〜Ｐ２）とそれ以後のストローク（Ｐ２〜）とでシフト操作力が大きく変化するため、シフトフィーリングが悪いという問題があったが、本発明では、噛み合い開始から位相合わせ完了までのストローク（Ｐ１〜Ｐ２）とそれ以後のストローク（Ｐ２〜）とのシフト操作力の変化が小さく、シフトフィーリングを改善することができる。
【００２８】
なお、図９に示すように、本発明の場合にはＰ２の後に一旦シフト操作力が低下し、その後のＰ３で上昇しているが、その理由は、第２当接部２３がリバースアイドラギヤ１３を実際に押圧開始する位置Ｐ３が、位相合わせ完了位置Ｐ２よりも若干遅れることがあるからである。もし、第２当接部２３のリバースアイドラギヤ押圧開始位置と位相合わせ完了位置とが一致しておれば、このようなシフト操作力が一旦低下する現象は発生しない。
【００２９】
前記実施例では、第１当接部２２をリバースシフトアーム２１のアーム部２１ｂの平面方向に延びる部分に設け、第２当接部２３をリバースシフトアーム２１のアーム部２１の平面方向に対して直交方向に折り曲げた部分に設けたが、これに限るものではなく、例えば第２当接部２３をアーム部２１ｂの平面方向に延びる部分に設けてもよいし、逆に第１当接部２２をアーム部２１ｂの平面方向に対して直交方向に折り曲げた部分に設けてもよい。
【００３０】
本発明の選択摺動式リバースギヤシフト装置は、図１に示すようにインプットギヤが入力軸に形成され、アウトプットギヤが１−２速切換用同期装置のシフトスリーブに形成された例に限られるものではなく、他の構造にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の前提となる手動変速機の一例の部分断面図である。
【図２】図１の変速機におけるリバースギヤシフト装置の例を示す平面図である。
【図３】図１の変速機におけるリバースギヤシフト装置の例を示す側面図である。
【図４】リバースシフト時におけるリバースアイドラギヤとアウトプットギヤとの噛合動作を示す図である。
【図５】本発明に係るリバースギヤシフト装置の一例のリバースアイドラギヤの軸方向から見た正面図である。
【図６】図５の右側面である。
【図７】本発明に係るリバースギヤシフト装置のリバースシフト時の動作を示す側面図である。
【図８】本発明のリバースシフト時におけるギヤストロークとシフトレバーストロークとの関係を示す図である。
【図９】本発明のリバースシフト時におけるシフトレバーストロークとシフト操作力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
５          インプットギヤ
１１        アウトプットギヤ
１３        リバースアイドラギヤ
１８        操作ピン
１９        ブラケット
２０        支軸
２１        リバースシフトアーム
２１ｂ      アーム部
２２        第１当接部
２３        第２当接部
【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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