多段切換式変速機
【課題】比較的小さな追加スペースの増大で変速機全体の変速段数を増やすか、或いは変速機全体の変速段数を変えずに変速機全体の占める容積を低減する。
【解決手段】多段切換式変速機１０は、主変速機１１と、主変速機の主軸１６の回転速度を高速、低速又は中速の３段階に変速して出力軸１９に伝達する副変速機１３とを備える。副変速機がリングギヤ１０６を有する遊星歯車機構１０４により構成され、主変速機のカウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３が取付けられ、リングギヤに遊星用カウンタギヤに噛合可能な外歯歯車１０６ｂが設けられる。リングギヤが副変速機のケース１８に固定されたとき出力軸が低速状態となり、リングギヤが出力軸に固定されたときに出力軸が高速状態となり、リングギヤがケース及び出力軸に固定されていない状態で外歯歯車が遊星用カウンタギヤに噛合したときに出力軸が中速状態となるように構成される。
【解決手段】多段切換式変速機１０は、主変速機１１と、主変速機の主軸１６の回転速度を高速、低速又は中速の３段階に変速して出力軸１９に伝達する副変速機１３とを備える。副変速機がリングギヤ１０６を有する遊星歯車機構１０４により構成され、主変速機のカウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３が取付けられ、リングギヤに遊星用カウンタギヤに噛合可能な外歯歯車１０６ｂが設けられる。リングギヤが副変速機のケース１８に固定されたとき出力軸が低速状態となり、リングギヤが出力軸に固定されたときに出力軸が高速状態となり、リングギヤがケース及び出力軸に固定されていない状態で外歯歯車が遊星用カウンタギヤに噛合したときに出力軸が中速状態となるように構成される。
【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高速、中速又は低速の３段階に変速できる多段切換式の変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主変速機と、この主変速機のクラッチとは反対側の面に設けられた副変速機とを備えたレンジ式変速機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このレンジ式変速機では、主変速機が前進５速段と後進１速段とに変速可能に構成され、副変速機が高速又は低速の２速段に変速可能に構成される。主変速機は主軸に回転可能に嵌入された第１〜第４変速ギヤ及びバック用変速ギヤと、主軸の後端に固着された第５変速ギヤと、カウンタ軸に固着された第１〜第５カウンタギヤ及びバック用カウンタギヤと、第１変速ギヤ及びバック用変速ギヤ間に設けられた第１シンクロ機構と、第２変速ギヤ及び第３変速ギヤ間に設けられた第２シンクロ機構と、第４変速ギヤ及び第５変速ギヤ間に設けられた第３シンクロ機構とを有する。また副変速機は遊星歯車機構と副シンクロ機構とを有する。そして多段切換式変速機は、上記主変速機及び副変速機の切換えにより前進９速段と後進１速段とに変速できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０９４６号公報（段落［０００９］、段落［００１３］、段落［００１４］、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示されたレンジ式変速機では、主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤの増設により変速段数を増やす場合、主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を追加する必要があるため、比較的大きな追加スペースを確保しなければならない問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、比較的小さな追加スペースの増大で変速機全体の変速段数を増やすことができるか、或いは変速機全体の変速段数を変えずに変速機全体の占める容積を低減できる、多段切換式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】
【０００６】
本発明の第１の観点は、図１に示すように、主変速機１１と、この主変速機１１の主軸１６の回転速度を高速、低速又は中速の３段階に変速して出力軸１９に伝達できる副変速機１３とを備えた多段切換式変速機であって、副変速機１３がリングギヤ１０６を有する遊星歯車機構１０４により構成され、主変速機１１のカウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３が取付けられ、リングギヤ１０６に遊星用カウンタギヤ１１３に噛合可能な外歯歯車１０６ｂが設けられ、リングギヤ１０６が副変速機１３のケース１８に固定されたとき出力軸１９が低速状態となり、リングギヤ１０６が出力軸１９に固定されたときに出力軸１９が高速状態となり、リングギヤ１０６がケース１８及び出力軸１９に固定されていない状態で外歯歯車１０６ｂが遊星用カウンタギヤ１１３に噛合したときに出力軸１９が中速状態となるように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
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５に示すように、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置にアイドル軸１５１が設けられ、アイドル軸１５１に外歯歯車１０６ｂと噛合可能なアイドルギヤ１５２が取付けられたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図６に示すように、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置に釣合カウンタ軸１７１が設けられ、釣合カウンタ軸１７１に外歯歯車１０６ｂと噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤ１７３が取付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の観点の多段切換式変速機では、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤを設け、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車をリングギヤに設け、この外歯歯車を遊星用カウンタギヤに噛合させる機構を設けることにより、高速又は低速への２段切換え可能な副変速機を中速にも切換え可能とした。この結果、主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤの増設により変速段数を増やす場合、変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を追加しなければならず、比較的大きな追加スペースを確保する必要のある従来のレンジ式変速機と比較して、本発明では、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤという比較的大型の部品を取付ける必要があるけれども、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車を既設のリングギヤに設けるだけで済むため、比較的小さな追加スペースの増大で、副変速機を３段階に切換えることができ、変速機全体の変速段数を増設できる。また、本発明では、副変速機の切換え段数を従来の２段から３段に増やしたので、変速機全体の変速段数を変えない場合には、主変速機の変速段数を減らすことができる。この結果、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤという比較的大型の部品が追加になるけれども、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車を既設のリングギヤに設けるだけで済み、かつ主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を低減できるので、変速機全体の占める容積を低減できる。
【００１０】
本発明の第２の観点の多段切換式変速機では、主軸を中心とするカウンタ軸に対して対称の位置にアイドル軸を設け、このアイドル軸に外歯歯車と噛合可能なアイドルギヤを取付けたので、遊星用カウンタギヤが外歯歯車を介してリングギヤを駆動するときに、リングギヤに偏荷重が作用しようとするけれども、この偏荷重をアイドル軸がアイドルギヤを介して受ける。この結果、リングギヤに偏荷重が作用しないので、遊星歯車機構の耐久性を向上できる。
【００１１】
本発明の第３の観点の多段切換式変速機では、主軸を中心とするカウンタ軸に対して対称の位置に釣合カウンタ軸を設け、この釣合カウンタ軸に外歯歯車と噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤを取付けたので、遊星用カウンタギヤが外歯歯車を介してリングギヤを駆動するときに、リングギヤに偏荷重が作用しようとするけれども、遊星用釣合カウンタギヤも外歯歯車を介してリングギヤを駆動するため、リングギヤに偏荷重が作用しようとする。しかし、主軸を中心とする遊星用カウンタギヤに対して対称の位置に遊星用釣合カウンタギヤが設けられているので、リングギヤに作用しようとする上記２つの偏荷重が互いに打ち消し合って、リングギヤに偏荷重が作用しない。この結果、遊星歯車機構の耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明第１実施形態の多段切換式変速機を示す縦断面構成図である。
【図２】その多段切換式変速機を第４速段又は第５速段から第６速段又は第７速段に変速する過程を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】その多段切換式変速機を第８速段又は第９速段から第１０速段又は第１１速段に変速する過程を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明第２実施形態の多段切換式変速機を示す縦断面構成図である。
【図６】本発明第３実施形態の多段切換式変速機を示す縦断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、トラックに搭載された多段切換式変速機１０は、主変速機１１と、この主変速機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とを備える。この実施の形態では、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、中速又は低速の３速段に変速可能に構成される。そして多段切換式変速機１０は前進１３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、主変速機１１を収容する主変速ケース１７には主軸１６が第２及び第３軸受２２，２３を介して回転可能に挿入され、更に副変速機１３を収容する副変速ケース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の前端はクラッチ１２を介してクランク軸（図示せず）に接続される。主軸１６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１６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１６は入力軸１４に対して、出力軸１９は主軸１６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１７及び副変速ケース１８には上記主軸１６に平行にカウンタ軸２０が挿入され、このカウンタ軸２０は第６〜第８軸受２６〜２８により回転可能に保持される。
【００１４】
一方、主変速機１１の変速ギヤ４１〜４６の上方には、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３が変速ギヤ４１〜４６の周囲に円周方向に所定の間隔をあけかつ主軸１６に平行にそれぞれ設けられる（図１〜図４）。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３ギヤシフト軸５３及び第２ギヤシフト軸５２の順に配設され、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３には第１〜第３シフトフォーク６１〜６３（図１）がそれぞれ嵌着される。互いに隣り合う第１ギヤシフト軸５１と第３ギヤシフト軸５３との間隔は比較的広く形成され、互いに隣り合う第３ギヤシフト軸５３と第２ギヤシフト軸５２との間隔は比較的狭く形成される（図２〜図４）、即ち第２ギヤシフト軸５２は第３ギヤシフト軸５３の外側に第３ギヤシフト軸５３に近接して設けられる。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６４が設けられ、このセレクトシフト軸６４にはセレクトシフトレバー６６が取付けられる（図２及び図３）。セレクトシフトレバー６６は、セレクトシフト軸６４に嵌着されて、セレクトシフト軸６４とともにこの軸方向に移動しかつこの軸線を中心に回動するように構成される。またセレクトシフトレバー６６は、セレクトシフト軸６４の所定の位置に嵌着された嵌着部６６ａと、この嵌着部６６ａから垂下された単一の突起６６ｂとを有する。この突起６６ｂの先端部は第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３の間に進入するように構成される。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。
【００１５】
一方、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３には第１〜第１４係合片７１〜８４がそれぞれ取付けられ、これらの係合片７１〜８４は全て第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３の間に配設される（図２〜図４）。即ち、第１〜第１４係合片７１〜８４は、ギヤシフト軸５１〜５３の軸方向に第１の所定の間隔をあけて２列に、セレクトシフト軸６４の軸方向に第１の所定の間隔より狭い第２の所定の間隔をあけかつセレクトシフト軸６４の軸方向に並んで配設される。第１及び第１４係合片７１，８４は第１ギヤシフト軸５１に取付けられ、第２、第３、第６、第７、第１０及び第１１係合片７２，７３，７６，７７，８０，８１は第２ギヤシフト軸５２に取付けられ、第４、第５、第８、第９、第１２及び第１３係合片７４，７５，７８，７９，８２，８３は第３ギヤシフト軸５３に取付けられる。具体的には、第１及び第１４係合片７１，８４は、第１ギヤシフト軸５１に嵌着された第１ボス部５１ａに設けられ、第１ギヤシフト軸５１の軸方向に所定の間隔をあけかつ第３ギヤシフト軸５３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５２ａに一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂを介して設けられ、第２ギヤシフト軸５２の軸方向に所定の間隔をあけかつ第１４及び第１係合片８４，７１にそれぞれ隣接するように構成される。一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂは、第３ギヤシフト軸５３と主軸１６との間、即ち第３ギヤシフト軸５３と変速ギヤ４１〜４６の外周面との間を通るように構成され、第２及び第３係合片７２，７３は一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂの先端部から上方にそれぞれ突設される。
【００１６】
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５３ａに一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂを介して設けられ、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に所定の間隔をあけかつ第２及び第３係合片７２，７３にそれぞれ隣接するように構成される。一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂは第３ボス部５３ａの両端から第１及び第３ボス部５１ａ，５３ａ間に臨むようにそれぞれ屈曲して形成され、第４及び第５係合片７４，７５は一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂの先端部から上方にそれぞれ突設される。また第６及び第７係合片７６，７７は、一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂの長手方向中央の先端寄りから上方にそれぞれ突設され、かつ第４及び第５係合片７４，７５にそれぞれ隣接するように構成される。第８及び第９係合片７８，７９は、一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂの長手方向中央から互いに近づく方向に延びる一対の中間腕部５３ｃ，５３ｃ（図４）の先端部から上方にそれぞれ突設され、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に所定の間隔をあけかつ第６及び第７係合片７６，７７にそれぞれ隣接するように構成される。第１０及び第１１係合片８０，８１は、一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂの長手方向中央の基端寄りから上方にそれぞれ突設され、かつ第８及び第９係合片７８，７９にそれぞれ隣接するように構成される。更に第１２及び第１３係合片８２，８３は第３ボス部５３ａに設けられ、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に所定の間隔をあけかつ第１ギヤシフト軸５１に向ってそれぞれ突出するように構成される。
【００１７】
即ち、第１及び第１３係合片７１，８３は互いに対向するように第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３から横向きにそれぞれ突設され、第１及び第１３係合片７１，８３の間に、第３、第５、第７、第９及び第１１係合片７３，７５，７９，８１が右側からこの順にセレクトシフト軸６４の軸方向に並んで設けられる（図４）。また、第１４及び第１２係合片８４，８２は互いに対向するように第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３から横向きにそれぞれ突設され、第１４及び第１２係合片８４，８２の間に、第２、第４、第６、第８及び第１０係合片７２，７４，７６，７８，８０が右側からこの順にセレクトシフト軸６４の軸方向に並んで設けられる。更に第１４及び第１係合片８４，７１の間隔、第２及び第３係合片７２，７３の間隔、第４及び第５係合片７４，７５の間隔、第６及び第７係合片７６，７７の間隔、第８及び第９係合片７８，７９の間隔、第１０及び第１１係合片８０，８１の間隔、第１２及び第１３係合片８２，８３の間隔は、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂ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６６がセレクトシフト軸６４の軸方向に移動して突起６６ｂの先端部が第１〜第１４係合片７１〜８４に選択的に係合するように構成される。
【００１８】
図１に戻って、主変速機１１は、主軸１６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１６の後端に固着された第５変速ギヤ４５と、カウンタ軸２０に固着された第１〜第５カウンタギヤ９１〜９５及びバック用カウンタギヤ９６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１０１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１０２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１０３とを有する。第１〜第４変速ギヤ４１〜４４は第９〜第１２軸受２９〜３２を介して、バック用変速ギヤ４６は第１３軸受３３を介してそれぞれ主軸１６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９１〜９５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９６とは中間軸（図示せず）に固着された中間ギヤ（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１０１〜１０３は略同一に構成されるので、第１シンクロ機構１０１を代表して説明し、第２及び第３シンクロ機構１０２，１０３の説明は省略する。第１シンクロ機構１０１は、主軸１６の後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１０１ａと、第１変速ギヤ４１に固着され外周面に上記ハブ１０１ａ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１０１ｂと、バック用変速ギヤ４６に固着され上記ハブ１０１ａ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１０１ｃと、上記ハブ１０１ａ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１０１ａに主軸１６の軸方向に移動可能にかつ上記ハブ１０１ａに対して相対回転不能に遊嵌されたスリーブ１０１ｄと、このスリーブ１０１ｄを主軸１６の軸方向に移動させて上記スリーブ１０１ｄの内スプラインを第１クラッチギヤ１０１ｂ又はバック用クラッチギヤ１０１ｃの外スプラインに噛合可能な第１シフトフォーク６１とを有する。クラッチハブ１０１ａと第１クラッチギヤ１０１ｂとの間や、クラッチハブ１０１ａとバック用クラッチギヤ１０１ｃとの間には、スリーブ１０１ｄと第１クラッチギヤ１０１ｂ又はバック用クラッチギヤ１０１ｃ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。
【００１９】
一方、副変速機１３は遊星歯車機構１０４と第１副シンクロ機構１１１と第２副シンクロ機構１１２とを備える（図１）。遊星歯車機構１０４は、主軸１６の後端部に嵌着された太陽歯車１０５と、出力軸１９に第１４軸受３４を介して回転可能に嵌入された大径の略椀状のリングギヤ１０６と、リングギヤ１０６の大径部の内面に一体的に設けられた大径の内歯歯車１０６ａと、リングギヤ１０６の大径部の外面に一体的に設けられた大径の外歯歯車１０６ｂと、出力軸１９の前端部に設けられた略円板状の保持部１０７と、この保持部１０７に円周方向に所定の間隔をあけて突設された複数のピン１０８にそれぞれ回転可能に嵌入された複数の遊星歯車１０９とを有する。また第１副シンクロ機構１１１は、上記第１〜第３シンクロ機構１０１〜１０３と略同様に構成され、リングギヤ１０６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１１１ａと、出力軸１９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高速用クラッチギヤ１１１ｂと、副変速ケース１８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低速用クラッチギヤ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に出力軸１９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スリーブ１１１ｄと、このスリーブ１１１ｄを出力軸１９の軸方向に移動させて上記スリーブ１１１ｄの内スプラインを高速用クラッチギヤ１１１ｂ又は低速用クラッチギヤ１１１ｃの外スプラインに噛合可能な第１副シフトフォーク１１１ｅとを有する。
【００２０】
カウンタ軸２０のうち副変速ケース１８内に収容される部分には、リングギヤ１０６の外歯歯車１０６ｂに噛合する遊星用カウンタギヤ１１３が第１５軸受３５を介して回転可能に嵌入される。第２副シンクロ機構１１２は、カウンタ軸２０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１１２ａと、遊星用カウンタギヤ１１３に固着され外周面に上記ハブ１１２ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された中速用クラッチギヤ１１２ｂと、上記ハブ１１２ａ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１１２ａにカウンタ軸２０の軸方向に移動可能にかつ上記ハブ１１２ａに対して相対回転不能に遊嵌されたスリーブ１１２ｃと、このスリーブ１１２ｃをカウンタ軸２０の軸方向に移動させて上記スリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合可能な第２副シフトフォーク１１２ｄとを有する。
【００２１】
図２及び図３中の符号１１４は主軸１６の回転速度を高速、中速又は低速の３段階に変速して出力軸１９に伝達するために３つの位置に切換え可能な切換スイッチである。この切換スイッチ１１４は、スイッチ本体１１４ａと、このスイッチ本体１１４ａに出没可能に設けられたプランジャ１１４ｂとを有し、プランジャ１１４ｂのスイッチ本体１１４ａ内への押込み量によって第１〜第３の状態に変化し、その状態に応じた信号をコントローラ（図示せず）に送出するように構成される。プランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の嵌着部６６ａの上面に向って突設され、セレクトシフトレバー６６の嵌着部６６ａの上面には右側から段階的に高くなる第１〜第３突部６６ｃ，６６ｄ，６６ｅが設けられる。上記プランジャ１１４ｂは、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１係合片７１と第１４係合片８４との間の第１係合部１２１（図４）に位置するか、第２係合片７２と第３係合片７３との間の第２係合部１２２（図４）に位置するか、或いは第４係合片７４と第５係合片７５との間の第３係合部１２３（図４）に位置するときに第１突部６６ｃに当接してスイッチ本体１１４ａから最も突出し、第１の状態となる（図２（ａ））。またセレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第６係合片７６と第７係合片７７との間の第４係合部１２４（図４）に位置するか、或いは第８係合片７８と第９係合片７９との間の第５係合部１２５（図４）に位置するときに第２突部６６ｄに当接してスイッチ本体１１４ａに所定量だけ押込められ、第２の状態となる（図２（ｂ）及び図３（ａ））。更にセレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１０係合片８０と第１１係合片８１との間の第６係合部１２６（図４）に位置するか、或いは第１２係合片８２と第１３係合片８３との間の第７係合部１２７（図４）に位置するときに第３突部６６ｅに当接してスイッチ本体１１４ａに最も押込められ、第３の状態となる（図３（ｂ））。
【００２２】
上記切換スイッチ１１４が第１の状態になると、コントローラは第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態で、第１副シンクロ機構１１１のスリーブ１１１ｄによりクラッチハブ１１１ａと低速用クラッチギヤ１１１ｃとを接続する。これによりリングギヤ１０６及び内歯歯車１０６ａが副変速ケース１８に固定されるので、主軸１６の回転速度Ｎ1が大きな減速比で減速されて出力軸１９に伝達されるように構成される。即ち、出力軸１９の回転速度Ｎ2は［Ｎ1Ｚ1／（Ｚ1＋Ｚ2）］（Ｚ1：太陽歯車１０５の歯数、Ｚ2：内歯歯車１０６ａの歯数、Ｎ1：主軸１６の回転速度）となる。また切換スイッチ１１４が第２の状態になると、コントローラは第１副シンクロ機構１１１のスリーブ１１１ｄの内スプラインを高速用クラッチギヤ１１１ｂ及び低速用クラッチギヤ１１１ｃのいずれの外スプラインにも噛合させない状態で、第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃによりクラッチハブ１１２ａと中速用クラッチギヤ１１２ｂとを接続する。これによりリングギヤ１０６が副変速ケース１８及び出力軸１９に固定されていない状態で外歯歯車１０６ｂが遊星用カウンタギヤ１１３に噛合するので、主軸１６の回転速度Ｎ1が比較的小さな減速比で減速されて出力軸１９に伝達されるように構成される。即ち、出力軸１９の回転速度Ｎ2は［｛Ｎ1Ｚ1／（Ｚ1＋Ｚ2）｝＋｛Ｎ0Ｚ4Ｚ5／（Ｚ3Ｚ6）｝］（Ｚ1：太陽歯車１０５の歯数、Ｚ2：内歯歯車１０６ａの歯数、Ｚ3：外歯歯車１０６ｂの歯数、Ｚ4：遊星用カウンタギヤ１１３の歯数、Ｚ5：第５変速ギヤ４５の歯数、Ｚ6：第５カウンタギヤ９５の歯数、Ｎ0：入力軸１４の回転速度、Ｎ1：主軸１６の回転速度）となる。更に切換スイッチ１１４が第３の状態になると、コントローラは第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態で、第１副シンクロ機構１１１のスリーブ１１１ｄによりクラッチハブ１１１ａと高速用クラッチギヤ１１１ｂとを接続する。これによりリングギヤ１０６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１６の回転速度Ｎ1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。即ち、出力軸１９の回転速度Ｎ2は主軸１６の回転速度Ｎ1と同一となる。上述のことから、主変速機１１の変速段位置を固定した場合、切換スイッチ１１４を第１の状態に切換えると、出力軸１９が低速で回転し、切換スイッチ１１４を第２の状態に切換えると、出力軸１９が中速で回転し、切換スイッチ１１４を第３の状態に切換えると、出力軸１９が高速で回転するようになっている。なお、トラックの運転席には運転者が操作する操作レバー（図示せず）が設けられ、この操作レバーは前進１３速段位置又は後進１速段位置のいずれかに切換えられるようになっている。
【００２３】
このように構成された多段切換式変速機１０では、主変速機１１のカウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３を設け、この遊星用カウンタギヤ１１３に噛合する外歯歯車１０６ｂをリングギヤ１０６に設け、この外歯歯車１０６ｂを遊星用カウンタギヤ１１３に噛合させる第２シンクロ機構１１２を設けることにより、高速又は低速への２段切換え可能な副変速機１３を中速にも切換え可能となる。この結果、主変速機１１の変速ギヤ及びカウンタギヤを増やす場合より小さな追加スペースの増大で変速機１０全体の変速段数を増やすことができる。即ち、主変速機１１の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を追加して変速機１０全体の変速段数を増やすと、比較的大きな追加スペースを確保しなければならない。これに対し、本実施の形態では、カウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３という比較的大型の部品を取付ける必要があるけれども、この遊星用カウンタギヤ１１３に噛合する外歯歯車１０６ｂを既設のリングギヤ１０６に設けるだけで済むため、比較的小さい追加スペースの増大で変速機１０全体の変速段数を増やすことができる。
【００２４】
このように構成された多段切換式変速機１０の動作を説明する。先ず運転者は操作レバーをニュートラル位置に維持した状態でエンジンを始動する。次に運転者が操作レバーを第１速段位置に操作すると、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１及び第１４係合片７１，８４の間の第１係合部１２１（図４）に位置した後に、第１ギヤシフト軸５１をその軸方向に移動させる（図２及び図４）。このとき切換スイッチ１１４のプランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の第１突部６６ｃに当接し、切換スイッチ１１４は第１の状態になる（図２（ａ））。これによりコントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと低速用クラッチギヤ１１１ｃとを接続させた状態で、第１シフトフォーク６１が第１シンクロ機構１０１のクラッチハブ１０１ａと第１変速ギヤ４１とを接続する（図１）。この結果、入力軸１４の回転力は第５変速ギヤ４５及び第５カウンタギヤ９５により減速された後に、第１カウンタギヤ９１及び第１変速ギヤ４１により大きな減速比で減速されて主軸１６に伝達されるとともに、副変速機１３の遊星歯車機構１０４により大きな減速比で減速されて出力軸１９に伝達される。なお、運転者が操作レバーを第２〜第５速段位置のいずれかに操作すると、コントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと低速用クラッチギヤ１１１ｃとを接続させた状態で、第２或いは第３シフトフォーク６２，６３が第２或いは第３シンクロ機構１０２，１０３のクラッチハブ１０２ａ，１０３ａと第２又は第３変速ギヤ４２，４３或いは第４又は第５変速ギヤ４４，４５のいずれかとを接続する。この結果、操作レバーを第２〜第５速段位置まで順に操作すると、出力軸１９の回転速度は段階的に速くなる。
【００２５】
運転者が操作レバーを第６速段位置に操作すると、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第６及び第７係合片７６，７７の間の第４係合部１２４（図４）に位置した後に、第２ギヤシフト軸５２をその軸方向に移動させる（図２及び図４）。このとき切換スイッチ１１４のプランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の第２突部６６ｄに当接し、切換スイッチ１１４は第２の状態になる（図２（ｂ））。これによりコントローラが、副変速機１３の第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａを低速用クラッチギヤ１１１ｃ及び高速用クラッチギヤ１１１ｂのいずれにも接続させない状態であって、第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させた状態で、第２シフトフォーク６２が第２シンクロ機構１０２のクラッチハブ１０２ａと第２変速ギヤ４２とを接続する（図１）。この結果、入力軸１４の回転力は第５変速ギヤ４５及び第５カウンタギヤ９５により減速された後に、第２カウンタギヤ９２及び第２変速ギヤ４２により比較的小さい減速比で減速されて主軸１６に伝達されるとともに、副変速機１３の遊星歯車機構１０４により比較的小さい減速比で減速されて出力軸１９に伝達される。このときの出力軸１９の回転速度は操作レバーを第５速段位置に操作したときの出力軸１９の回転速度より１段階だけ速くなる。なお、運転者が操作レバーを第７〜第９速段位置のいずれかに操作すると、コントローラが、副変速機１３の第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａを低速用クラッチギヤ１１１ｃ及び高速用クラッチギヤ１１１ｂのいずれにも接続させない状態であって、第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させた状態で、第２或いは第３シフトフォーク６２，６３が第２或いは第３シンクロ機構１０２，１０３のクラッチハブ１０２ａ，１０３ａと第３変速ギヤ４３或いは第４又は第５変速ギヤ４４，４５のいずれかとを接続する。この結果、操作レバーを第７〜第９速段位置まで順に操作すると、出力軸１９の回転速度は段階的に速くなる。
【００２６】
運転者が操作レバーを第１０速段位置に操作すると、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１０及び第１１係合片８０，８１の間の第６係合部１２６（図４）に位置した後に、第２ギヤシフト軸５２をその軸方向に移動させる（図３及び図４）。このとき切換スイッチ１１４のプランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の第３突部６６ｅに当接し、切換スイッチ１１４は第３の状態になる（図３（ｂ））。これによりコントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと高速用クラッチギヤ１１１ｂとを接続させた状態で、第２シフトフォーク６２が第２シンクロ機構１０２のクラッチハブ１０２ａと第２変速ギヤ４２とを接続する（図１）。この結果、入力軸１４の回転力は第５変速ギヤ４５及び第５カウンタギヤ９５により減速された後に、第２カウンタギヤ９２及び第２変速ギヤ４２により比較的小さい減速比で減速されて主軸１６に伝達されるとともに、副変速機１３の遊星歯車機構１０４により減速も増速もされずに出力軸１９に伝達される。このときの出力軸１９の回転速度は操作レバーを第９速段位置に操作したときの出力軸１９の回転速度より１段階だけ速くなる。なお、運転者が操作レバーを第１１〜第１３速段位置のいずれかに操作すると、コントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと高速用クラッチギヤ１１１ｂとを接続させた状態で、第２或いは第３シフトフォーク６２，６３が第２或いは第３シンクロ機構１０２，１０３のクラッチハブ１０２ａ，１０３ａと第３変速ギヤ４３或いは第４又は第５変速ギヤ４４，４５のいずれかとを接続する。この結果、操作レバーを第１１〜第１３速段位置まで順に操作すると、出力軸１９の回転速度は段階的に速くなる。
【００２７】
＜第２の実施の形態＞
図５は本発明の第２の実施の形態を示す。図５において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置にアイドル軸１５１が設けられ、アイドル軸１５１にリングギヤ１０６の外歯歯車１０６ｂと噛合可能なアイドルギヤ１５２が取付けられる。アイドル軸１５１の両端は主変速ケース１７及び副変速ケース１８に軸受１５３，１５４を介して回転可能にそれぞれ取付けられ、アイドルギヤ１５２はアイドル軸１５１に軸受１５５を介して回転可能に嵌入される。またアイドルギヤ１５２は遊星用カウンタギヤ１１３と同一形状に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２８】
このように構成された多段切換式変速機１５０では、遊星用カウンタギヤ１１３が外歯歯車１０６ｂを介してリングギヤ１０６を駆動するときに、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しようとするけれども、この偏荷重をアイドル軸１５１がアイドルギヤ１５２を介して受ける。この結果、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しないので、遊星歯車機構１０４の耐久性を向上できる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２９】
＜第３の実施の形態＞
図６は本発明の第３の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置に釣合カウンタ軸１７１が設けられ、釣合カウンタ軸１７１にリングギヤ１０６の外歯歯車１０６ｂと噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤ１７３が取付けられる。釣合カウンタ軸１７１は主変速ケース１７及び副変速ケース１８に軸受１７４，１７５，１７６を介して回転可能にそれぞれ取付けられ、遊星用釣合カウンタギヤ１７３は釣合カウンタ軸１７１に軸受１７７を介して回転可能に嵌入される。また遊星用釣合カウンタギヤ１７３は遊星用カウンタギヤ１１３と同一形状に形成される。更に釣合カウンタ軸１７１には、第１〜第５変速ギヤ４１〜４５及びバック用変速ギヤ４６にそれぞれ噛合する第１〜第５釣合カウンタギヤ１８１〜１８５及びバック用釣合カウンタギヤ１８６が嵌着される。第１〜第５釣合カウンタギヤ１８１〜１８５及びバック用釣合カウンタギヤ１８６は第１〜第５カウンタギヤ９１〜９５及びバック用カウンタギヤ９６とそれぞれ同一形状に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３０】
このように構成された多段切換式変速機１７０では、遊星用カウンタギヤ１１３が外歯歯車１０６ｂを介してリングギヤ１０６を駆動するときに、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しようとするけれども、遊星用釣合カウンタギヤ１７３も外歯歯車１０６ｂを介してリングギヤ１０６を駆動するため、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しようとする。しかし、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置に釣合カウンタ軸１７１が設けられ、かつ主軸１６を中心とする遊星用カウンタギヤ１１３に対して対称の位置に遊星用釣合カウンタギヤ１７３が設けられているので、リングギヤ１０６に作用しようとする上記２つの偏荷重が互いに打ち消し合って、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しない。この結果、遊星歯車機構１０４の耐久性を向上できる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００３１】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、本発明の多段切換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、上記第１及び第２の実施の形態では、副変速機を主変速機のクラッチ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。更に、上記第１及び第２の実施の形態では、主変速機のギヤシフト軸を３本設けて変速機全体を前進１３速段及び後進１速段に変速可能に構成したが、主変速機のギヤシフト軸を３本設けて変速機全体を前進１２速段及び後進２速段に構成したり、主変速機のギヤシフト軸を２本設けて変速機全体を前進１１速段及び後進１速段、又は前進９速段及び後進１速段に構成したり、主変速機のギヤシフト軸を４本設けて変速機全体を前進１８速段及び後進２速段に構成したり、或いは主変速機のギヤシフト軸を５本以上設けて変速機全体の変速段数を更に増やしてもよい。ここで、主変速機のギヤシフト軸を３本から２本に減らして変速機全体を前進１１速段及び後進１速段、又は前進９速段及び後進１速段に構成し、変速機全体の変速段数を従来より僅かに増やすか又は変えない場合には、２段切換えの副変速機を有する従来の多段切換式変速機（レンジ式変速機）と比較して、本発明では、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤという比較的大型の部品が追加になるけれども、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車を既設のリングギヤに設けるだけで済み、かつ主変速機の２組の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を低減できるので、変速機全体の占める容積を低減できるという利点がある。
【符号の説明】
【００３２】
１０，１５０，１７０ 多段切換式変速機
１１ 主変速機
１３ 副変速機
１６ 主軸
１８ 副変速ケース
１９ 出力軸
２０ カウンタ軸
１０４ 遊星歯車機構
１０６ リングギヤ
１０６ｂ 外歯歯車
１１３ 遊星用カウンタギヤ
１５１ アイドル軸
１５２ アイドルギヤ
１７１ 釣合カウンタ軸
１７３ 遊星用釣合カウンタギヤ
【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高速、中速又は低速の３段階に変速できる多段切換式の変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主変速機と、この主変速機のクラッチとは反対側の面に設けられた副変速機とを備えたレンジ式変速機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このレンジ式変速機では、主変速機が前進５速段と後進１速段とに変速可能に構成され、副変速機が高速又は低速の２速段に変速可能に構成される。主変速機は主軸に回転可能に嵌入された第１〜第４変速ギヤ及びバック用変速ギヤと、主軸の後端に固着された第５変速ギヤと、カウンタ軸に固着された第１〜第５カウンタギヤ及びバック用カウンタギヤと、第１変速ギヤ及びバック用変速ギヤ間に設けられた第１シンクロ機構と、第２変速ギヤ及び第３変速ギヤ間に設けられた第２シンクロ機構と、第４変速ギヤ及び第５変速ギヤ間に設けられた第３シンクロ機構とを有する。また副変速機は遊星歯車機構と副シンクロ機構とを有する。そして多段切換式変速機は、上記主変速機及び副変速機の切換えにより前進９速段と後進１速段とに変速できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０９４６号公報（段落［０００９］、段落［００１３］、段落［００１４］、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示されたレンジ式変速機では、主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤの増設により変速段数を増やす場合、主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を追加する必要があるため、比較的大きな追加スペースを確保しなければならない問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、比較的小さな追加スペースの増大で変速機全体の変速段数を増やすことができるか、或いは変速機全体の変速段数を変えずに変速機全体の占める容積を低減できる、多段切換式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】
【０００６】
本発明の第１の観点は、図１に示すように、主変速機１１と、この主変速機１１の主軸１６の回転速度を高速、低速又は中速の３段階に変速して出力軸１９に伝達できる副変速機１３とを備えた多段切換式変速機であって、副変速機１３がリングギヤ１０６を有する遊星歯車機構１０４により構成され、主変速機１１のカウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３が取付けられ、リングギヤ１０６に遊星用カウンタギヤ１１３に噛合可能な外歯歯車１０６ｂが設けられ、リングギヤ１０６が副変速機１３のケース１８に固定されたとき出力軸１９が低速状態となり、リングギヤ１０６が出力軸１９に固定されたときに出力軸１９が高速状態となり、リングギヤ１０６がケース１８及び出力軸１９に固定されていない状態で外歯歯車１０６ｂが遊星用カウンタギヤ１１３に噛合したときに出力軸１９が中速状態となるように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
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５に示すように、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置にアイドル軸１５１が設けられ、アイドル軸１５１に外歯歯車１０６ｂと噛合可能なアイドルギヤ１５２が取付けられたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図６に示すように、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置に釣合カウンタ軸１７１が設けられ、釣合カウンタ軸１７１に外歯歯車１０６ｂと噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤ１７３が取付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の観点の多段切換式変速機では、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤを設け、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車をリングギヤに設け、この外歯歯車を遊星用カウンタギヤに噛合させる機構を設けることにより、高速又は低速への２段切換え可能な副変速機を中速にも切換え可能とした。この結果、主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤの増設により変速段数を増やす場合、変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を追加しなければならず、比較的大きな追加スペースを確保する必要のある従来のレンジ式変速機と比較して、本発明では、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤという比較的大型の部品を取付ける必要があるけれども、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車を既設のリングギヤに設けるだけで済むため、比較的小さな追加スペースの増大で、副変速機を３段階に切換えることができ、変速機全体の変速段数を増設できる。また、本発明では、副変速機の切換え段数を従来の２段から３段に増やしたので、変速機全体の変速段数を変えない場合には、主変速機の変速段数を減らすことができる。この結果、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤという比較的大型の部品が追加になるけれども、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車を既設のリングギヤに設けるだけで済み、かつ主変速機の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を低減できるので、変速機全体の占める容積を低減できる。
【００１０】
本発明の第２の観点の多段切換式変速機では、主軸を中心とするカウンタ軸に対して対称の位置にアイドル軸を設け、このアイドル軸に外歯歯車と噛合可能なアイドルギヤを取付けたので、遊星用カウンタギヤが外歯歯車を介してリングギヤを駆動するときに、リングギヤに偏荷重が作用しようとするけれども、この偏荷重をアイドル軸がアイドルギヤを介して受ける。この結果、リングギヤに偏荷重が作用しないので、遊星歯車機構の耐久性を向上できる。
【００１１】
本発明の第３の観点の多段切換式変速機では、主軸を中心とするカウンタ軸に対して対称の位置に釣合カウンタ軸を設け、この釣合カウンタ軸に外歯歯車と噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤを取付けたので、遊星用カウンタギヤが外歯歯車を介してリングギヤを駆動するときに、リングギヤに偏荷重が作用しようとするけれども、遊星用釣合カウンタギヤも外歯歯車を介してリングギヤを駆動するため、リングギヤに偏荷重が作用しようとする。しかし、主軸を中心とする遊星用カウンタギヤに対して対称の位置に遊星用釣合カウンタギヤが設けられているので、リングギヤに作用しようとする上記２つの偏荷重が互いに打ち消し合って、リングギヤに偏荷重が作用しない。この結果、遊星歯車機構の耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明第１実施形態の多段切換式変速機を示す縦断面構成図である。
【図２】その多段切換式変速機を第４速段又は第５速段から第６速段又は第７速段に変速する過程を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】その多段切換式変速機を第８速段又は第９速段から第１０速段又は第１１速段に変速する過程を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明第２実施形態の多段切換式変速機を示す縦断面構成図である。
【図６】本発明第３実施形態の多段切換式変速機を示す縦断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、トラックに搭載された多段切換式変速機１０は、主変速機１１と、この主変速機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とを備える。この実施の形態では、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、中速又は低速の３速段に変速可能に構成される。そして多段切換式変速機１０は前進１３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、主変速機１１を収容する主変速ケース１７には主軸１６が第２及び第３軸受２２，２３を介して回転可能に挿入され、更に副変速機１３を収容する副変速ケース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の前端はクラッチ１２を介してクランク軸（図示せず）に接続される。主軸１６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１６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１６は入力軸１４に対して、出力軸１９は主軸１６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１７及び副変速ケース１８には上記主軸１６に平行にカウンタ軸２０が挿入され、このカウンタ軸２０は第６〜第８軸受２６〜２８により回転可能に保持される。
【００１４】
一方、主変速機１１の変速ギヤ４１〜４６の上方には、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３が変速ギヤ４１〜４６の周囲に円周方向に所定の間隔をあけかつ主軸１６に平行にそれぞれ設けられる（図１〜図４）。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３ギヤシフト軸５３及び第２ギヤシフト軸５２の順に配設され、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３には第１〜第３シフトフォーク６１〜６３（図１）がそれぞれ嵌着される。互いに隣り合う第１ギヤシフト軸５１と第３ギヤシフト軸５３との間隔は比較的広く形成され、互いに隣り合う第３ギヤシフト軸５３と第２ギヤシフト軸５２との間隔は比較的狭く形成される（図２〜図４）、即ち第２ギヤシフト軸５２は第３ギヤシフト軸５３の外側に第３ギヤシフト軸５３に近接して設けられる。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６４が設けられ、このセレクトシフト軸６４にはセレクトシフトレバー６６が取付けられる（図２及び図３）。セレクトシフトレバー６６は、セレクトシフト軸６４に嵌着されて、セレクトシフト軸６４とともにこの軸方向に移動しかつこの軸線を中心に回動するように構成される。またセレクトシフトレバー６６は、セレクトシフト軸６４の所定の位置に嵌着された嵌着部６６ａと、この嵌着部６６ａから垂下された単一の突起６６ｂとを有する。この突起６６ｂの先端部は第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３の間に進入するように構成される。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。
【００１５】
一方、第１〜第３ギヤシフト軸５１〜５３には第１〜第１４係合片７１〜８４がそれぞれ取付けられ、これらの係合片７１〜８４は全て第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３の間に配設される（図２〜図４）。即ち、第１〜第１４係合片７１〜８４は、ギヤシフト軸５１〜５３の軸方向に第１の所定の間隔をあけて２列に、セレクトシフト軸６４の軸方向に第１の所定の間隔より狭い第２の所定の間隔をあけかつセレクトシフト軸６４の軸方向に並んで配設される。第１及び第１４係合片７１，８４は第１ギヤシフト軸５１に取付けられ、第２、第３、第６、第７、第１０及び第１１係合片７２，７３，７６，７７，８０，８１は第２ギヤシフト軸５２に取付けられ、第４、第５、第８、第９、第１２及び第１３係合片７４，７５，７８，７９，８２，８３は第３ギヤシフト軸５３に取付けられる。具体的には、第１及び第１４係合片７１，８４は、第１ギヤシフト軸５１に嵌着された第１ボス部５１ａに設けられ、第１ギヤシフト軸５１の軸方向に所定の間隔をあけかつ第３ギヤシフト軸５３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５２ａに一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂを介して設けられ、第２ギヤシフト軸５２の軸方向に所定の間隔をあけかつ第１４及び第１係合片８４，７１にそれぞれ隣接するように構成される。一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂは、第３ギヤシフト軸５３と主軸１６との間、即ち第３ギヤシフト軸５３と変速ギヤ４１〜４６の外周面との間を通るように構成され、第２及び第３係合片７２，７３は一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂの先端部から上方にそれぞれ突設される。
【００１６】
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５３ａに一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂを介して設けられ、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に所定の間隔をあけかつ第２及び第３係合片７２，７３にそれぞれ隣接するように構成される。一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂは第３ボス部５３ａの両端から第１及び第３ボス部５１ａ，５３ａ間に臨むようにそれぞれ屈曲して形成され、第４及び第５係合片７４，７５は一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂの先端部から上方にそれぞれ突設される。また第６及び第７係合片７６，７７は、一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂの長手方向中央の先端寄りから上方にそれぞれ突設され、かつ第４及び第５係合片７４，７５にそれぞれ隣接するように構成される。第８及び第９係合片７８，７９は、一対の屈曲腕部５３ｂ，５３ｂの長手方向中央から互いに近づく方向に延びる一対の中間腕部５３ｃ，５３ｃ（図４）の先端部から上方にそれぞれ突設され、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に所定の間隔をあけかつ第６及び第７係合片７６，７７にそれぞれ隣接するように構成される。第１０及び第１１係合片８０，８１は、一対の直線状腕部５２ｂ，５２ｂの長手方向中央の基端寄りから上方にそれぞれ突設され、かつ第８及び第９係合片７８，７９にそれぞれ隣接するように構成される。更に第１２及び第１３係合片８２，８３は第３ボス部５３ａに設けられ、第３ギヤシフト軸５３の軸方向に所定の間隔をあけかつ第１ギヤシフト軸５１に向ってそれぞれ突出するように構成される。
【００１７】
即ち、第１及び第１３係合片７１，８３は互いに対向するように第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３から横向きにそれぞれ突設され、第１及び第１３係合片７１，８３の間に、第３、第５、第７、第９及び第１１係合片７３，７５，７９，８１が右側からこの順にセレクトシフト軸６４の軸方向に並んで設けられる（図４）。また、第１４及び第１２係合片８４，８２は互いに対向するように第１及び第３ギヤシフト軸５１，５３から横向きにそれぞれ突設され、第１４及び第１２係合片８４，８２の間に、第２、第４、第６、第８及び第１０係合片７２，７４，７６，７８，８０が右側からこの順にセレクトシフト軸６４の軸方向に並んで設けられる。更に第１４及び第１係合片８４，７１の間隔、第２及び第３係合片７２，７３の間隔、第４及び第５係合片７４，７５の間隔、第６及び第７係合片７６，７７の間隔、第８及び第９係合片７８，７９の間隔、第１０及び第１１係合片８０，８１の間隔、第１２及び第１３係合片８２，８３の間隔は、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂ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６６がセレクトシフト軸６４の軸方向に移動して突起６６ｂの先端部が第１〜第１４係合片７１〜８４に選択的に係合するように構成される。
【００１８】
図１に戻って、主変速機１１は、主軸１６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１６の後端に固着された第５変速ギヤ４５と、カウンタ軸２０に固着された第１〜第５カウンタギヤ９１〜９５及びバック用カウンタギヤ９６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１０１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１０２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１０３とを有する。第１〜第４変速ギヤ４１〜４４は第９〜第１２軸受２９〜３２を介して、バック用変速ギヤ４６は第１３軸受３３を介してそれぞれ主軸１６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９１〜９５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９６とは中間軸（図示せず）に固着された中間ギヤ（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１０１〜１０３は略同一に構成されるので、第１シンクロ機構１０１を代表して説明し、第２及び第３シンクロ機構１０２，１０３の説明は省略する。第１シンクロ機構１０１は、主軸１６の後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１０１ａと、第１変速ギヤ４１に固着され外周面に上記ハブ１０１ａ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１０１ｂと、バック用変速ギヤ４６に固着され上記ハブ１０１ａ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１０１ｃと、上記ハブ１０１ａ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１０１ａに主軸１６の軸方向に移動可能にかつ上記ハブ１０１ａに対して相対回転不能に遊嵌されたスリーブ１０１ｄと、このスリーブ１０１ｄを主軸１６の軸方向に移動させて上記スリーブ１０１ｄの内スプラインを第１クラッチギヤ１０１ｂ又はバック用クラッチギヤ１０１ｃの外スプラインに噛合可能な第１シフトフォーク６１とを有する。クラッチハブ１０１ａと第１クラッチギヤ１０１ｂとの間や、クラッチハブ１０１ａとバック用クラッチギヤ１０１ｃとの間には、スリーブ１０１ｄと第１クラッチギヤ１０１ｂ又はバック用クラッチギヤ１０１ｃ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。
【００１９】
一方、副変速機１３は遊星歯車機構１０４と第１副シンクロ機構１１１と第２副シンクロ機構１１２とを備える（図１）。遊星歯車機構１０４は、主軸１６の後端部に嵌着された太陽歯車１０５と、出力軸１９に第１４軸受３４を介して回転可能に嵌入された大径の略椀状のリングギヤ１０６と、リングギヤ１０６の大径部の内面に一体的に設けられた大径の内歯歯車１０６ａと、リングギヤ１０６の大径部の外面に一体的に設けられた大径の外歯歯車１０６ｂと、出力軸１９の前端部に設けられた略円板状の保持部１０７と、この保持部１０７に円周方向に所定の間隔をあけて突設された複数のピン１０８にそれぞれ回転可能に嵌入された複数の遊星歯車１０９とを有する。また第１副シンクロ機構１１１は、上記第１〜第３シンクロ機構１０１〜１０３と略同様に構成され、リングギヤ１０６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１１１ａと、出力軸１９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高速用クラッチギヤ１１１ｂと、副変速ケース１８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低速用クラッチギヤ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に出力軸１９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スリーブ１１１ｄと、このスリーブ１１１ｄを出力軸１９の軸方向に移動させて上記スリーブ１１１ｄの内スプラインを高速用クラッチギヤ１１１ｂ又は低速用クラッチギヤ１１１ｃの外スプラインに噛合可能な第１副シフトフォーク１１１ｅとを有する。
【００２０】
カウンタ軸２０のうち副変速ケース１８内に収容される部分には、リングギヤ１０６の外歯歯車１０６ｂに噛合する遊星用カウンタギヤ１１３が第１５軸受３５を介して回転可能に嵌入される。第２副シンクロ機構１１２は、カウンタ軸２０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１１２ａと、遊星用カウンタギヤ１１３に固着され外周面に上記ハブ１１２ａの外スプラインと同一の外スプラインが形成された中速用クラッチギヤ１１２ｂと、上記ハブ１１２ａ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１１２ａにカウンタ軸２０の軸方向に移動可能にかつ上記ハブ１１２ａに対して相対回転不能に遊嵌されたスリーブ１１２ｃと、このスリーブ１１２ｃをカウンタ軸２０の軸方向に移動させて上記スリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合可能な第２副シフトフォーク１１２ｄとを有する。
【００２１】
図２及び図３中の符号１１４は主軸１６の回転速度を高速、中速又は低速の３段階に変速して出力軸１９に伝達するために３つの位置に切換え可能な切換スイッチである。この切換スイッチ１１４は、スイッチ本体１１４ａと、このスイッチ本体１１４ａに出没可能に設けられたプランジャ１１４ｂとを有し、プランジャ１１４ｂのスイッチ本体１１４ａ内への押込み量によって第１〜第３の状態に変化し、その状態に応じた信号をコントローラ（図示せず）に送出するように構成される。プランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の嵌着部６６ａの上面に向って突設され、セレクトシフトレバー６６の嵌着部６６ａの上面には右側から段階的に高くなる第１〜第３突部６６ｃ，６６ｄ，６６ｅが設けられる。上記プランジャ１１４ｂは、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１係合片７１と第１４係合片８４との間の第１係合部１２１（図４）に位置するか、第２係合片７２と第３係合片７３との間の第２係合部１２２（図４）に位置するか、或いは第４係合片７４と第５係合片７５との間の第３係合部１２３（図４）に位置するときに第１突部６６ｃに当接してスイッチ本体１１４ａから最も突出し、第１の状態となる（図２（ａ））。またセレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第６係合片７６と第７係合片７７との間の第４係合部１２４（図４）に位置するか、或いは第８係合片７８と第９係合片７９との間の第５係合部１２５（図４）に位置するときに第２突部６６ｄに当接してスイッチ本体１１４ａに所定量だけ押込められ、第２の状態となる（図２（ｂ）及び図３（ａ））。更にセレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１０係合片８０と第１１係合片８１との間の第６係合部１２６（図４）に位置するか、或いは第１２係合片８２と第１３係合片８３との間の第７係合部１２７（図４）に位置するときに第３突部６６ｅに当接してスイッチ本体１１４ａに最も押込められ、第３の状態となる（図３（ｂ））。
【００２２】
上記切換スイッチ１１４が第１の状態になると、コントローラは第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態で、第１副シンクロ機構１１１のスリーブ１１１ｄによりクラッチハブ１１１ａと低速用クラッチギヤ１１１ｃとを接続する。これによりリングギヤ１０６及び内歯歯車１０６ａが副変速ケース１８に固定されるので、主軸１６の回転速度Ｎ1が大きな減速比で減速されて出力軸１９に伝達されるように構成される。即ち、出力軸１９の回転速度Ｎ2は［Ｎ1Ｚ1／（Ｚ1＋Ｚ2）］（Ｚ1：太陽歯車１０５の歯数、Ｚ2：内歯歯車１０６ａの歯数、Ｎ1：主軸１６の回転速度）となる。また切換スイッチ１１４が第２の状態になると、コントローラは第１副シンクロ機構１１１のスリーブ１１１ｄの内スプラインを高速用クラッチギヤ１１１ｂ及び低速用クラッチギヤ１１１ｃのいずれの外スプラインにも噛合させない状態で、第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃによりクラッチハブ１１２ａと中速用クラッチギヤ１１２ｂとを接続する。これによりリングギヤ１０６が副変速ケース１８及び出力軸１９に固定されていない状態で外歯歯車１０６ｂが遊星用カウンタギヤ１１３に噛合するので、主軸１６の回転速度Ｎ1が比較的小さな減速比で減速されて出力軸１９に伝達されるように構成される。即ち、出力軸１９の回転速度Ｎ2は［｛Ｎ1Ｚ1／（Ｚ1＋Ｚ2）｝＋｛Ｎ0Ｚ4Ｚ5／（Ｚ3Ｚ6）｝］（Ｚ1：太陽歯車１０５の歯数、Ｚ2：内歯歯車１０６ａの歯数、Ｚ3：外歯歯車１０６ｂの歯数、Ｚ4：遊星用カウンタギヤ１１３の歯数、Ｚ5：第５変速ギヤ４５の歯数、Ｚ6：第５カウンタギヤ９５の歯数、Ｎ0：入力軸１４の回転速度、Ｎ1：主軸１６の回転速度）となる。更に切換スイッチ１１４が第３の状態になると、コントローラは第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態で、第１副シンクロ機構１１１のスリーブ１１１ｄによりクラッチハブ１１１ａと高速用クラッチギヤ１１１ｂとを接続する。これによりリングギヤ１０６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１６の回転速度Ｎ1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。即ち、出力軸１９の回転速度Ｎ2は主軸１６の回転速度Ｎ1と同一となる。上述のことから、主変速機１１の変速段位置を固定した場合、切換スイッチ１１４を第１の状態に切換えると、出力軸１９が低速で回転し、切換スイッチ１１４を第２の状態に切換えると、出力軸１９が中速で回転し、切換スイッチ１１４を第３の状態に切換えると、出力軸１９が高速で回転するようになっている。なお、トラックの運転席には運転者が操作する操作レバー（図示せず）が設けられ、この操作レバーは前進１３速段位置又は後進１速段位置のいずれかに切換えられるようになっている。
【００２３】
このように構成された多段切換式変速機１０では、主変速機１１のカウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３を設け、この遊星用カウンタギヤ１１３に噛合する外歯歯車１０６ｂをリングギヤ１０６に設け、この外歯歯車１０６ｂを遊星用カウンタギヤ１１３に噛合させる第２シンクロ機構１１２を設けることにより、高速又は低速への２段切換え可能な副変速機１３を中速にも切換え可能となる。この結果、主変速機１１の変速ギヤ及びカウンタギヤを増やす場合より小さな追加スペースの増大で変速機１０全体の変速段数を増やすことができる。即ち、主変速機１１の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を追加して変速機１０全体の変速段数を増やすと、比較的大きな追加スペースを確保しなければならない。これに対し、本実施の形態では、カウンタ軸２０に遊星用カウンタギヤ１１３という比較的大型の部品を取付ける必要があるけれども、この遊星用カウンタギヤ１１３に噛合する外歯歯車１０６ｂを既設のリングギヤ１０６に設けるだけで済むため、比較的小さい追加スペースの増大で変速機１０全体の変速段数を増やすことができる。
【００２４】
このように構成された多段切換式変速機１０の動作を説明する。先ず運転者は操作レバーをニュートラル位置に維持した状態でエンジンを始動する。次に運転者が操作レバーを第１速段位置に操作すると、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１及び第１４係合片７１，８４の間の第１係合部１２１（図４）に位置した後に、第１ギヤシフト軸５１をその軸方向に移動させる（図２及び図４）。このとき切換スイッチ１１４のプランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の第１突部６６ｃに当接し、切換スイッチ１１４は第１の状態になる（図２（ａ））。これによりコントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと低速用クラッチギヤ１１１ｃとを接続させた状態で、第１シフトフォーク６１が第１シンクロ機構１０１のクラッチハブ１０１ａと第１変速ギヤ４１とを接続する（図１）。この結果、入力軸１４の回転力は第５変速ギヤ４５及び第５カウンタギヤ９５により減速された後に、第１カウンタギヤ９１及び第１変速ギヤ４１により大きな減速比で減速されて主軸１６に伝達されるとともに、副変速機１３の遊星歯車機構１０４により大きな減速比で減速されて出力軸１９に伝達される。なお、運転者が操作レバーを第２〜第５速段位置のいずれかに操作すると、コントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと低速用クラッチギヤ１１１ｃとを接続させた状態で、第２或いは第３シフトフォーク６２，６３が第２或いは第３シンクロ機構１０２，１０３のクラッチハブ１０２ａ，１０３ａと第２又は第３変速ギヤ４２，４３或いは第４又は第５変速ギヤ４４，４５のいずれかとを接続する。この結果、操作レバーを第２〜第５速段位置まで順に操作すると、出力軸１９の回転速度は段階的に速くなる。
【００２５】
運転者が操作レバーを第６速段位置に操作すると、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第６及び第７係合片７６，７７の間の第４係合部１２４（図４）に位置した後に、第２ギヤシフト軸５２をその軸方向に移動させる（図２及び図４）。このとき切換スイッチ１１４のプランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の第２突部６６ｄに当接し、切換スイッチ１１４は第２の状態になる（図２（ｂ））。これによりコントローラが、副変速機１３の第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａを低速用クラッチギヤ１１１ｃ及び高速用クラッチギヤ１１１ｂのいずれにも接続させない状態であって、第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させた状態で、第２シフトフォーク６２が第２シンクロ機構１０２のクラッチハブ１０２ａと第２変速ギヤ４２とを接続する（図１）。この結果、入力軸１４の回転力は第５変速ギヤ４５及び第５カウンタギヤ９５により減速された後に、第２カウンタギヤ９２及び第２変速ギヤ４２により比較的小さい減速比で減速されて主軸１６に伝達されるとともに、副変速機１３の遊星歯車機構１０４により比較的小さい減速比で減速されて出力軸１９に伝達される。このときの出力軸１９の回転速度は操作レバーを第５速段位置に操作したときの出力軸１９の回転速度より１段階だけ速くなる。なお、運転者が操作レバーを第７〜第９速段位置のいずれかに操作すると、コントローラが、副変速機１３の第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａを低速用クラッチギヤ１１１ｃ及び高速用クラッチギヤ１１１ｂのいずれにも接続させない状態であって、第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させた状態で、第２或いは第３シフトフォーク６２，６３が第２或いは第３シンクロ機構１０２，１０３のクラッチハブ１０２ａ，１０３ａと第３変速ギヤ４３或いは第４又は第５変速ギヤ４４，４５のいずれかとを接続する。この結果、操作レバーを第７〜第９速段位置まで順に操作すると、出力軸１９の回転速度は段階的に速くなる。
【００２６】
運転者が操作レバーを第１０速段位置に操作すると、セレクトシフトレバー６６の突起６６ｂが第１０及び第１１係合片８０，８１の間の第６係合部１２６（図４）に位置した後に、第２ギヤシフト軸５２をその軸方向に移動させる（図３及び図４）。このとき切換スイッチ１１４のプランジャ１１４ｂはセレクトシフトレバー６６の第３突部６６ｅに当接し、切換スイッチ１１４は第３の状態になる（図３（ｂ））。これによりコントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと高速用クラッチギヤ１１１ｂとを接続させた状態で、第２シフトフォーク６２が第２シンクロ機構１０２のクラッチハブ１０２ａと第２変速ギヤ４２とを接続する（図１）。この結果、入力軸１４の回転力は第５変速ギヤ４５及び第５カウンタギヤ９５により減速された後に、第２カウンタギヤ９２及び第２変速ギヤ４２により比較的小さい減速比で減速されて主軸１６に伝達されるとともに、副変速機１３の遊星歯車機構１０４により減速も増速もされずに出力軸１９に伝達される。このときの出力軸１９の回転速度は操作レバーを第９速段位置に操作したときの出力軸１９の回転速度より１段階だけ速くなる。なお、運転者が操作レバーを第１１〜第１３速段位置のいずれかに操作すると、コントローラが、副変速機１３の第２副シンクロ機構１１２のスリーブ１１２ｃの内スプラインを中速用クラッチギヤ１１２ｂの外スプラインに噛合させない状態であって、第１副シンクロ機構１１１のクラッチハブ１１１ａと高速用クラッチギヤ１１１ｂとを接続させた状態で、第２或いは第３シフトフォーク６２，６３が第２或いは第３シンクロ機構１０２，１０３のクラッチハブ１０２ａ，１０３ａと第３変速ギヤ４３或いは第４又は第５変速ギヤ４４，４５のいずれかとを接続する。この結果、操作レバーを第１１〜第１３速段位置まで順に操作すると、出力軸１９の回転速度は段階的に速くなる。
【００２７】
＜第２の実施の形態＞
図５は本発明の第２の実施の形態を示す。図５において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置にアイドル軸１５１が設けられ、アイドル軸１５１にリングギヤ１０６の外歯歯車１０６ｂと噛合可能なアイドルギヤ１５２が取付けられる。アイドル軸１５１の両端は主変速ケース１７及び副変速ケース１８に軸受１５３，１５４を介して回転可能にそれぞれ取付けられ、アイドルギヤ１５２はアイドル軸１５１に軸受１５５を介して回転可能に嵌入される。またアイドルギヤ１５２は遊星用カウンタギヤ１１３と同一形状に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２８】
このように構成された多段切換式変速機１５０では、遊星用カウンタギヤ１１３が外歯歯車１０６ｂを介してリングギヤ１０６を駆動するときに、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しようとするけれども、この偏荷重をアイドル軸１５１がアイドルギヤ１５２を介して受ける。この結果、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しないので、遊星歯車機構１０４の耐久性を向上できる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００２９】
＜第３の実施の形態＞
図６は本発明の第３の実施の形態を示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置に釣合カウンタ軸１７１が設けられ、釣合カウンタ軸１７１にリングギヤ１０６の外歯歯車１０６ｂと噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤ１７３が取付けられる。釣合カウンタ軸１７１は主変速ケース１７及び副変速ケース１８に軸受１７４，１７５，１７６を介して回転可能にそれぞれ取付けられ、遊星用釣合カウンタギヤ１７３は釣合カウンタ軸１７１に軸受１７７を介して回転可能に嵌入される。また遊星用釣合カウンタギヤ１７３は遊星用カウンタギヤ１１３と同一形状に形成される。更に釣合カウンタ軸１７１には、第１〜第５変速ギヤ４１〜４５及びバック用変速ギヤ４６にそれぞれ噛合する第１〜第５釣合カウンタギヤ１８１〜１８５及びバック用釣合カウンタギヤ１８６が嵌着される。第１〜第５釣合カウンタギヤ１８１〜１８５及びバック用釣合カウンタギヤ１８６は第１〜第５カウンタギヤ９１〜９５及びバック用カウンタギヤ９６とそれぞれ同一形状に形成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３０】
このように構成された多段切換式変速機１７０では、遊星用カウンタギヤ１１３が外歯歯車１０６ｂを介してリングギヤ１０６を駆動するときに、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しようとするけれども、遊星用釣合カウンタギヤ１７３も外歯歯車１０６ｂを介してリングギヤ１０６を駆動するため、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しようとする。しかし、主軸１６を中心とするカウンタ軸２０に対して対称の位置に釣合カウンタ軸１７１が設けられ、かつ主軸１６を中心とする遊星用カウンタギヤ１１３に対して対称の位置に遊星用釣合カウンタギヤ１７３が設けられているので、リングギヤ１０６に作用しようとする上記２つの偏荷重が互いに打ち消し合って、リングギヤ１０６に偏荷重が作用しない。この結果、遊星歯車機構１０４の耐久性を向上できる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００３１】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、本発明の多段切換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、上記第１及び第２の実施の形態では、副変速機を主変速機のクラッチ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。更に、上記第１及び第２の実施の形態では、主変速機のギヤシフト軸を３本設けて変速機全体を前進１３速段及び後進１速段に変速可能に構成したが、主変速機のギヤシフト軸を３本設けて変速機全体を前進１２速段及び後進２速段に構成したり、主変速機のギヤシフト軸を２本設けて変速機全体を前進１１速段及び後進１速段、又は前進９速段及び後進１速段に構成したり、主変速機のギヤシフト軸を４本設けて変速機全体を前進１８速段及び後進２速段に構成したり、或いは主変速機のギヤシフト軸を５本以上設けて変速機全体の変速段数を更に増やしてもよい。ここで、主変速機のギヤシフト軸を３本から２本に減らして変速機全体を前進１１速段及び後進１速段、又は前進９速段及び後進１速段に構成し、変速機全体の変速段数を従来より僅かに増やすか又は変えない場合には、２段切換えの副変速機を有する従来の多段切換式変速機（レンジ式変速機）と比較して、本発明では、主変速機のカウンタ軸に遊星用カウンタギヤという比較的大型の部品が追加になるけれども、この遊星用カウンタギヤに噛合する外歯歯車を既設のリングギヤに設けるだけで済み、かつ主変速機の２組の変速ギヤ及びカウンタギヤという比較的大型の部品を低減できるので、変速機全体の占める容積を低減できるという利点がある。
【符号の説明】
【００３２】
１０，１５０，１７０ 多段切換式変速機
１１ 主変速機
１３ 副変速機
１６ 主軸
１８ 副変速ケース
１９ 出力軸
２０ カウンタ軸
１０４ 遊星歯車機構
１０６ リングギヤ
１０６ｂ 外歯歯車
１１３ 遊星用カウンタギヤ
１５１ アイドル軸
１５２ アイドルギヤ
１７１ 釣合カウンタ軸
１７３ 遊星用釣合カウンタギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主変速機(11)と、この主変速機(11)の主軸(16)の回転速度を高速、低速又は中速の３段階に変速して出力軸(19)に伝達できる副変速機(13)とを備えた多段切換式変速機であって、
前記副変速機(13)がリングギヤ(106)を有する遊星歯車機構(104)により構成され、
前記主変速機(11)のカウンタ軸(20)に遊星用カウンタギヤ(113)が取付けられ、
前記リングギヤ(106)に前記遊星用カウンタギヤ(113)に噛合可能な外歯歯車(106b)が設けられ、
前記リングギヤ(106)が前記副変速機(13)のケース(18)に固定されたとき前記出力軸(19)が低速状態となり、
前記リングギヤ(106)が前記出力軸(19)に固定されたときに前記出力軸(19)が高速状態となり、
前記リングギヤ(106)が前記ケース(18)及び前記出力軸(19)に固定されていない状態で前記外歯歯車(106b)が前記遊星用カウンタギヤ(113)に噛合したときに前記出力軸(19)が中速状態となるように構成された
ことを特徴とする多段切換式変速機。
【請求項２】
前記主軸(16)を中心とする前記カウンタ軸(20)に対して対称の位置にアイドル軸(151)が設けられ、前記アイドル軸(151)に前記外歯歯車(106b)と噛合可能なアイドルギヤ(152)が取付けられた請求項１記載の多段切換式変速機。
【請求項３】
前記主軸(16)を中心とする前記カウンタ軸(20)に対して対称の位置に釣合カウンタ軸(171)が設けられ、前記釣合カウンタ軸(171)に前記外歯歯車(106b)と噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤ(173)が取付けられた請求項１記載の多段切換式変速機。
【請求項１】
主変速機(11)と、この主変速機(11)の主軸(16)の回転速度を高速、低速又は中速の３段階に変速して出力軸(19)に伝達できる副変速機(13)とを備えた多段切換式変速機であって、
前記副変速機(13)がリングギヤ(106)を有する遊星歯車機構(104)により構成され、
前記主変速機(11)のカウンタ軸(20)に遊星用カウンタギヤ(113)が取付けられ、
前記リングギヤ(106)に前記遊星用カウンタギヤ(113)に噛合可能な外歯歯車(106b)が設けられ、
前記リングギヤ(106)が前記副変速機(13)のケース(18)に固定されたとき前記出力軸(19)が低速状態となり、
前記リングギヤ(106)が前記出力軸(19)に固定されたときに前記出力軸(19)が高速状態となり、
前記リングギヤ(106)が前記ケース(18)及び前記出力軸(19)に固定されていない状態で前記外歯歯車(106b)が前記遊星用カウンタギヤ(113)に噛合したときに前記出力軸(19)が中速状態となるように構成された
ことを特徴とする多段切換式変速機。
【請求項２】
前記主軸(16)を中心とする前記カウンタ軸(20)に対して対称の位置にアイドル軸(151)が設けられ、前記アイドル軸(151)に前記外歯歯車(106b)と噛合可能なアイドルギヤ(152)が取付けられた請求項１記載の多段切換式変速機。
【請求項３】
前記主軸(16)を中心とする前記カウンタ軸(20)に対して対称の位置に釣合カウンタ軸(171)が設けられ、前記釣合カウンタ軸(171)に前記外歯歯車(106b)と噛合可能な遊星用釣合カウンタギヤ(173)が取付けられた請求項１記載の多段切換式変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４４８５３（Ｐ２０１１−１４４８５３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９１４（Ｐ２０１０−４９１４）
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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