歯車噛合式変速機の操作装置
【課題】シフトアンドセレクトシャフトの動作を規制するガイドプレートを有さない変速機構成において、斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上した歯車噛合式変速機の操作装置を提供する。
【解決手段】シフトアンドセレクトシャフト２と３軸以上のフォークシャフト４、５、６とインナーレバー３とを備え、各シフトヘッド４１、５１、６１の並び順にしたがうとともに軸方向の一側を低速シフト側とし他側を高速シフト側とするように各変速段を割り当て、シフトアンドセレクトシャフトをフォークシャフトに対して傾斜配置し（傾斜角度θ）、シフトヘッドのニュートラル位置を結んだ線を中心線ＣＬとし、インナーレバーの移動軌跡を動作線Ｍ１としたときに、低速段を割り当てられたシフトヘッド４１では動作線が中心線よりも低速シフト側に偏移するとともに、高速段を割り当てられたシフトヘッド６１では動作線が中心線よりも高速シフト側に偏移するようにした。
【解決手段】シフトアンドセレクトシャフト２と３軸以上のフォークシャフト４、５、６とインナーレバー３とを備え、各シフトヘッド４１、５１、６１の並び順にしたがうとともに軸方向の一側を低速シフト側とし他側を高速シフト側とするように各変速段を割り当て、シフトアンドセレクトシャフトをフォークシャフトに対して傾斜配置し（傾斜角度θ）、シフトヘッドのニュートラル位置を結んだ線を中心線ＣＬとし、インナーレバーの移動軌跡を動作線Ｍ１としたときに、低速段を割り当てられたシフトヘッド４１では動作線が中心線よりも低速シフト側に偏移するとともに、高速段を割り当てられたシフトヘッド６１では動作線が中心線よりも高速シフト側に偏移するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレクト操作及びシフト操作によって変速段を切り替え操作する歯車噛合式変速機の操作装置に関し、より詳細には、次段変速段に順次変速操作するときの斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上した歯車噛合式変速機の操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機の一方式として、平行する２つの回転軸の間に遊転する複数の変速歯車組を備え、同期装置により一つの変速歯車組を選択的に噛合結合させて所定変速比の変速段を実現する噛合歯車式変速機がある。この変速機では、２つの変速段に対して１つの同期装置を設けてフォークシャフトで操作する構造が採用され、前進５速以上の構成では同期装置及びフォークシャフトは３組以上設けられている。そして、フォークシャフトを選択するセレクト操作、ならびに選択したフォークシャフトを駆動するシフト操作を行うために、シフトアンドセレクトシャフトが用いられる。
【０００３】
より詳細には、各フォークシャフトにシフトヘッドが設けられ、シフトアンドセレクトシャフトにインナーレバーが設けられる。インナーレバーは、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動および軸周りの回動のうちの一方の動作に伴い1つのシフトヘッドに係合してセレクト操作し、他方の動作に伴いセレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作する。シフトアンドセレクトシャフトは、手動変速機ではドライバーによるシフトレバーの直交２方向の操作によって駆動され、自動変速機では２つのアクチュエータにより駆動されるのが一般的である。ここで、シフトレバーは、必ずしも厳密に直交２方向のみに操作されず、斜めの方向に操作される場合が生じ得る。このような斜めシフト操作を許容しつつ、安定した変速操作を行えるようにした技術の例が特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された変速機シフトノブの誤操作防止構造では、シフトレバーはシフト方向に円弧部を有するとともにセレクト方向に第２及び第４の傾斜平面を有し、ガイドプレートのシフトストローク溝には第１および第２の傾斜面が形成されている。これにより、傾斜平面と傾斜面とが対向して斜めセレクト可能範囲が大きくなり、ラフな変速操作でもシフトが可能になる、とされている。
【０００５】
また、特許文献２に開示された変速機のミスシフト防止機構は、ゲート溝を有するガイドプレートと、ゲート溝に挿入されるガイドピンとを備え、さらにゲート溝の開口幅の広狭を変更する案内溝可変部材が設けられたことを特徴としている。ガイドプレート及びガイドピンは、特許文献１のガイドプレート及びシフトレバーと類似の構成で同様の機能を果たすようになっている。また、ガイドプレート及びガイドピンは、変速機内に設けてもよいとされ、実施形態には、シフトアンドセレクトシャフトに一体的に設けられたガイドプレート及びケースから内向きに突出したガイドピンが例示されている。そして、案内溝可変部材を設けたことにより、斜めシフトの操作性を良好に維持しながらも意図しない前進変速段への防止できる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−９３９５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１及び２では、ガイドプレートに設けたシフトストローク溝またはゲート溝により、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動範囲および軸周りの回動範囲を規制している。そして、斜めシフト操作時に、シフトレバーまたはガイドピンが溝の途中で引っ掛かることを低減するために、溝形状を工夫している。しかしながら、斜めシフト操作の操作性は、必ずしも十分に改善されているとは言えない。また、ガイドプレートによる規制は必須ではなく、コストダウンの観点からガイドプレート無くした構造も採用されている。
【０００８】
ガイドプレートを無くした変速機構成において、シフトアンドセレクトシャフトの移動範囲及び回動範囲は、インナーレバーがシフトヘッドに係合して操作するときの相対位置関係及び寸法裕度によって規制される。セレクト操作及びシフト操作を安定して行うために或る程度の寸法裕度は必要であるが、これが大き過ぎるとガタツキなどが生じて逆効果となる。このため、インナーレバー及びシフトヘッドに面取り加工を施して部分的に寸法裕度を拡げ、両者の引っ掛かりを抑制しているが、斜めシフト操作に対する改善効果は必ずしも十分でない。
【０００９】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、シフトアンドセレクトシャフトの動作範囲を規制するガイドプレートを有さない変速機構成において、次段変速段に順次変速操作するときの斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上した歯車噛合式変速機の操作装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の歯車噛合式変速機の操作装置は、軸方向の移動および軸周りの回動が可能なシフトアンドセレクトシャフトと、軸方向に操作されるシフトヘッドをそれぞれ有して互いに平行配置され、軸方向に移動することにより各変速段を構成する複数組の変速歯車組のうちの一組を選択して噛合結合させる３軸以上のフォークシャフトと、前記シフトアンドセレクトシャフトに一体的に結合され、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記軸方向の移動および前記軸周りの回動のうちの一方の動作に伴い前記３軸以上のフォークシャフトのいずれか1軸のシフトヘッドをセレクト操作し、他方の動作に伴いセレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作するインナーレバーと、を備える歯車噛合式変速機の操作装置であって、前記３軸以上のフォークシャフトの各シフトヘッドの並び順にしたがって低速段から高速段までを順番に並べ、さらに各シフトヘッドの軸方向の一側を低速シフト側とし軸方向の他側を高速シフト側とするように前記各変速段を割り当て、前記シフトアンドセレクトシャフトを前記３軸以上のフォークシャフトに対して傾斜配置し、各シフトヘッドの軸方向にシフト操作されていないニュートラル位置を結んだ線を中心線とし、前記インナーレバーが前記セレクト操作するときに移動する軌跡を動作線としたときに、前記低速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記低速シフト側に偏移するとともに、前記高速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記高速シフト側に偏移するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記３軸以上のフォークシャフトに対する傾斜角度は、前記セレクト操作及び前記シフト操作を順番に実施して全ての変速段を実現できる範囲内であることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記シフトアンドセレクトシャフトは、操作者が操作するシフトレバーによって直接駆動され、あるいは前記シフトレバーから操作ケーブルを介して間接駆動されてもよい。
【００１３】
あるいは、前記シフトアンドセレクトシャフトは、アクチュエータによって駆動されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の歯車噛合式変速機の操作装置では、シフトアンドセレクトシャフトを３軸以上のフォークシャフトに対して傾斜配置しているので、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動および軸周りの回動がフォークシャフトに対して傾斜角度分だけ傾く。かつ、この傾斜角度は、フォークシャフトを変更セレクト操作しながらシフト操作する斜めシフト操作の斜行許容角度を拡げるように作用する。したがって、斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上できる。
【００１５】
さらに、シフトアンドセレクトシャフトの傾斜角度を、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施して全ての変速段を実現できる範囲内とした態様では、斜めシフト操作を行わない場合の通常の変速操作を従来と変わりなく行える。したがって、斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上でき、かつ斜めシフト操作を行わない場合の操作性は従来と同等になる。
【００１６】
さらに、シフトアンドセレクトシャフトがシフトレバーによって直接あるいは間接駆動される態様では、本発明を手動変速機で実施できる。これにより、操作者が斜めシフト操作するときの操作性を従来よりも向上できる。
【００１７】
あるいは、シフトアンドセレクトシャフトがアクチュエータによって駆動される態様では、本発明を自動動変速機で実施できる。これにより、アクチュエータによる駆動の自由度が拡がる。例えば、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動および軸周りの回動をそれぞれモータで駆動する構成では、２つのモータを同時に動作させて変速所要時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の歯車噛合式変速機の操作装置を示す斜視図である。
【図２】従来技術の操作装置を示す斜視図である。
【図３】図１の実施形態の操作装置の矢印Ｙ方向から見たインナーレバーの嵌入ヘッド及び３つのシフトヘッドの位置関係を模式的に示す図である。
【図４】図２の従来技術の操作装置の矢印Ｙ方向から見たインナーレバーの嵌入ヘッド及び３つのシフトヘッドの位置関係を模式的に示す図である。
【図５】実施形態において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図である。
【図６】従来技術において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図である。
【図７】シフトアンドセレクトシャフトの傾斜角度を変更した場合のインナーレバーの嵌入ヘッドの動作範囲及び軌跡を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を、図面を参考にして説明する。図１は車両に搭載される本発明の実施形態の歯車噛合式変速機の操作装置１を示す斜視図であり、図２は従来技術の操作装置９を示す斜視図である。実施形態の操作装置１は、従来技術と同じ部材を用いて構成され、シフトアンドセレクトシャフト２が第１〜第３フォークシャフト４、５、６（図中に一部のみ示す）に対して従来技術の直交配置でなく傾斜配置されている点が異なる。実施形態及び従来技術の操作装置１、９はそれぞれ、シフトアンドセレクトシャフト２、第１〜第３フォークシャフト４、５、６、及びインナーレバー３を備えており、まず共通する部材２〜６の構造について説明する。
【００２０】
図１及び図２で、シフトアンドセレクトシャフト２は、軸線ＡＸ１、ＡＸ２が変速機内で略上下方向に延在するように設けられている。シフトアンドセレクトシャフト２は、上下２つのメタルブッシュ２８、２９により図略のケースに軸周りの回動可能に軸承され、図略の軸支ばねにより軸線ＡＸ１、ＡＸ２の方向（上下方向）に移動可能に保持されている。シフトアンドセレクトシャフト２の上端２１から半径方向にアウターシフトレバー２２が延設されている。アウターシフトレバー２２の先端寄りにはシフト操作ケーブル取付ピン２３が立設されている。
【００２１】
また、シフトアンドセレクトシャフト２の上方寄りの縮径部２４には、アウターセレクトレバー２５が嵌合されている。アウターセレクトレバー２５は、軸部２５１、アーム部２５２、及びレバー部２５４が一体となって構成されている。軸部２５１は、シフトアンドセレクトシャフト２から離れて直交するように水平方向に配置され、回動自在に軸承されている。軸部２５１の一端（図中の右奥側の端）から半径方向にアーム部２５２が延設されており、アーム部２５２の先端２５３はシフトアンドセレクトシャフト２の縮径部２４に嵌入している。軸部２５１の他端（図中の左前側の端）から半径方向にレバー部２５４が延設されており、レバー部２５４の先端寄りにはセレクト操作ケーブル取付ピン２６が立設されている。
【００２２】
シフト操作ケーブル取付ピン２３及びセレクト操作ケーブル取付ピン２６は、操作者であるドライバーが操作するシフトレバー（図略）に操作ケーブルを介して接続されており、シフトレバー操作時の操作力を伝達してシフトアンドセレクトシャフト２を間接駆動するようになっている。シフトレバーは、直交するセレクト方向及びシフト方向に操作可能とされ、斜め方向の斜めシフト操作も許容されている。
【００２３】
シフトレバーがセレクト方向に操作されると、セレクト操作ケーブル取付ピン２６によって操作力が伝達され、アウターセレクトレバー２５が軸部２５１を中心にして回転揺動する。これにより、アーム部２５２の先端２５３が上下方向に首振り揺動してシフトアンドセレクトシャフト２を軸線ＡＸ１、ＡＸ２の方向（上下方向）に移動させる。シフトレバーがシフト方向に操作されると、シフト操作ケーブル取付ピン２３によって操作力が伝達され、アウターシフトレバー２２が軸線ＡＸ１、ＡＸ２を中心にして首振り揺動する。これにより、シフトアンドセレクトシャフト２は軸周りに回動する。また、シフトレバーがセレクト方向及びシフト方向の操作成分を含む斜め方向に斜めシフト操作されると、セレクト操作ケーブル取付ピン２６及びシフト操作ケーブル取付ピン２３により、斜め方向に応じた操作力が伝達される。これにより、シフトアンドセレクトシャフト２の軸方向の移動と軸周りの回動とが同時に発生する。
【００２４】
なお、実施形態においてシフトレバーと変速機の間に隔たりがあるので、操作ケーブル取付ピン２３、２６を用いた間接駆動を採用している。これに限定されず、例えば、ＦＦ車でシフトレバーの直下に変速機が配置される構成では、シフトレバーでシフトアンドセレクトシャフト２を直接駆動するようにしてもよい。シフトレバーからシフトアンドセレクトシャフト２まで操作力を伝達する構成には、公知の各種技術を適宜用いることができる。
【００２５】
第１〜第３フォークシャフト４、５、６は、シフトアンドセレクトシャフト２から離れて水平方向に延在し互いに平行配置され、それぞれの軸方向に移動できるようにケースに保持されている。第１〜第３フォークシャフト４、５、６はそれぞれ、第１〜第３シフトヘッド４１、５１、６１を有し、第１〜第３シフトヘッド４１、５１、６１によって軸方向に操作される。各シフトヘッド４１、５１、６１の一端４２、５２、６２は、フォークシャフト４、５、６を取り巻くようにして固定されている。各シフトヘッド４１、５１、６１の他端は、シフトアンドセレクトシャフト２に接近するように延設され、水平方向に並ぶ一対の突起部とその中間の第１〜第３凹部４３、５３、６３とからなる第１〜第３係合ヘッド部４４、５４、６４が形成されている。
【００２６】
第１〜第３係合ヘッド部４４、５４、６４は同一形状であり、相互に離隔しつつこの順番で上から下に並んでいる。図１及び図２において、各シフトヘッド４１、５１、６１は軸方向にシフト操作されていないニュートラル位置にあり、このときの各凹部４３、５３、６３の中心を結んだ線が本発明の中心線ＣＬとなる。
【００２７】
また、第１〜第３フォークシャフト４、５、６の各シフトヘッド４１、５１、６１の並び順にしたがって低速段から高速段までが順番に並んで配置されている。さらに、各シフトヘッド４１、５１，６１の軸方向の一側が低速シフト側で軸方向の他側が高速シフト側となるように各変速段が割り当てられている。具体的には、上側の第１フォークシャフト４には第１速（低速段、１ｓｔ）及び第２速（２ｎｄ）が並び、中間の第２フォークシャフト５には第３速（３ｒｄ）及び第４速（４ｔｈ）が並び、下側の第３フォークシャフト６には第５速（５ｔｈ）及び第６速（高速段、６ｔｈ）が配置されている。さらに、各フォークシャフト４、５、６の軸方向の一側(図中の左前側)には低速シフト側となる第１速、第３速、及び第５速が割り当てられ、軸方向の他側(図中の右奥側)には高速シフト側となる第２速、第４速、及び第６速が割り当てられている。
【００２８】
上述した変速段の割り当て方法は一例であって、上下関係を逆にして割り当て、あるいは軸方向の一側と他側とを全て入れ替えて割り当てるようにしてもよい。また、第６速に代えて後進変速段を割り当てることもできる。さらには、４軸以上のフォークシャフトを備えて、７速以上の変速段を割り当てることもできる。ただし、各シフトヘッドの並び順にしたがって低速段から高速段までを順番に並べ、さらに各シフトヘッドの軸方向の一側を低速シフト側とし軸方向の他側を高速シフト側とすることは、本発明を実施する前提条件である。
【００２９】
インナーレバー３は、シフトアンドセレクトシャフト２の軸方向の下方寄りに結合されており、シフトアンドセレクトシャフト２と一体的に移動及び回動するようになっている。図１及び図２に示されるように、インナーレバー３は、各係合ヘッド部４４、５４、６４と対向する向きに突出した嵌入ヘッド３１を有している。嵌入ヘッド３１は、図中に矢印Ｚで示されるように、各係合ヘッド４４、５４、６４部の凹部４３、５３、６３に択一的に嵌入して係合する。
【００３０】
したがって、シフトアンドセレクトシャフト２が軸線ＡＸ１、ＡＸ２方向に移動すると、嵌入ヘッド３１は上下方向に移動して、いずれか1軸のシフトヘッドをセレクト操作する。このときに、嵌入ヘッド３１の中心Ｏが移動する軌跡が本発明の動作線Ｍ１、Ｍ２となる。また、シフトアンドセレクトシャフト２が軸周りに回動すると、嵌入ヘッド３１は水平方向に首振り揺動して、セレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作する。
【００３１】
なお、図１及び図２には省略したが、シフトアンドセレクトシャフト２は、セレクト操作しなかったシフトヘッドがシフト動作することを防止する公知のインターロック機構を備えている。シフトアンドセレクトシャフト２は、他に公知のロックボール機構やディテント機構などを備えていてもよい。
【００３２】
ここで、図２に示される従来技術では、第１〜第３フォークシャフト４、５、６に対して、シフトアンドセレクトシャフト２が離隔して正確に直交配置されている。したがって、凹部４３、５３、６３の中心を結んだ中心線ＣＬと、シフトアンドセレクトシャフト２の軸線ＡＸ２とは平行関係になり、嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作線Ｍ２は中心線ＣＬに重なる。これに対し、図１に示される実施形態では、図２と比較してシフトアンドセレクトシャフト２の上部が傾斜角度θだけ低速シフト側（図中の左前側方向）に傾斜配置されている。したがって、中心線ＣＬと軸線ＡＸ１とは平行関係にならず、嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作線Ｍ１は中心線ＣＬに対して傾斜角度θだけ傾斜する。以下詳述する。
【００３３】
図３は、図１の実施形態の操作装置１の矢印Ｙ方向から見たインナーレバー３の嵌入ヘッド３１及び第１〜第３シフトヘッド４１、５１、６１の位置関係を模式的に示す図である。また、図４は、図２の従来技術の操作装置９の矢印Ｙ方向から見たインナーレバー３の嵌入ヘッド３１及び３つのシフトヘッド４１、５１、６１の位置関係を模式的に示す図である。図３及び図４において、（１）は第２シフトヘッド５１へのセレクト操作が行われた状況を示し、（２）は第３速へのシフト操作が行われた状況を示し、（３）は嵌入ヘッド３１の動作範囲及び軌跡を模式的に示している。また、図中の中心線ＣＬは、前述したニュートラル位置における凹部４３、５３、６３の中心を結んだ線である。
【００３４】
従来技術を示す図４の（１）において、インナーレバー３の嵌入ヘッド３１の幅寸法Ｗ１は、各シフトヘッド４１、５１、６１の凹部４３、５３、６３の軸方向の間隙寸法Ｇ１よりも小さく、水平方向の寸法裕度２×ｄ１（＝Ｇ１−Ｗ１）がある。また、嵌入ヘッド４１の厚さ寸法Ｗ２は、第１シフトヘッド４１と第３シフトヘッド６１との間隙寸法Ｇ２よりも小さく、上下方向の寸法裕度２×ｄ２（＝Ｇ２−Ｗ２）がある。上下方向の寸法裕度２×ｄ２は、各シフトヘッド４１、５１、６１に対して概ね等しく設定されている。また、図４の（２）に例示されるように、嵌入ヘッド４１が中心線ＣＬから水平方向に所定距離Ｄだけ移動すると、第２フォークシャフト５が第３速歯車組を噛合結合するようになっている。所定距離Ｄは、第１速〜第６速の各変速段で概ね等しく設定されている。
【００３５】
したがって、嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作範囲Ｒは、各シフトヘッド４１、５１、６１のニュートラル位置の配置を基準として、図４の（３）に細い実線で囲まれた範囲となる。つまり、動作範囲Ｒは、嵌入ヘッド３１が上下方向にセレクト操作するときに水平方向の寸法裕度２×ｄ１を有し、水平方向にシフト操作するときに上下方向の寸法裕度２×ｄ２を有している。また、太い実線は、まずセレクト操作を行い次にシフト操作を行うときに、嵌入ヘッド４１の中心Ｏが移動する軌跡Ｋ２を示している。軌跡Ｋ２のうちセレクト操作するときの上下方向の動作線Ｍ２は、中心線ＣＬに重なっている。
【００３６】
一方、実施形態を示す図３の（１）では、シフトアンドセレクトシャフト２の傾斜配置に起因して、嵌入ヘッド３１が各シフトヘッド４１、５１、６１に対して傾斜角度θだけ傾斜して配置される。それでも、傾斜角度θが過大でなければ、水平方向及び上下方向の寸法裕度２×ｄ１、２×ｄ２は著変しない。そして、シフトアンドセレクトシャフト２と一体的に動作する嵌入ヘッド３１は、セレクト操作時に上下方向から傾斜角度θだけ傾斜した角度で移動し、また図３の（２）に示されるように、シフト操作時に水平方向から傾斜角度θだけ傾斜した角度で移動する。
【００３７】
実施形態を示す図３の（３）において、各シフトヘッド４１、５１、６１の配置によって定まる嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作範囲Ｒは、細い実線で示されて従来技術に一致する。そして、まずセレクト操作を行い次にシフト操作を行うときに、嵌入ヘッド３１の中心Ｏが移動する軌跡Ｋ１は、太い実線で示されるように、動作範囲Ｒに対して傾斜角度θだけ傾斜する。また、軌跡Ｋ１のうちセレクト操作するときの上下方向の動作線Ｍ１は、中心線ＣＬに重ならずに偏移する。すなわち、第１速（低速段）を割り当てられた第１シフトヘッド４１では動作線Ｍ１が中心線ＣＬよりも第１速側（低速シフト側）に偏移するとともに、第６速（高速段）を割り当てられた第３シフトヘッド６１では動作線Ｍ１が中心線ＣＬよりも第６速側（高速シフト側）に偏移する。
【００３８】
さらに、図３の（３）において、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときの軌跡Ｋ１は、各変速段で中心線ＣＬから水平方向に所定距離Ｄだけ移動したときにちょうど動作範囲Ｒの境界線上（例えば図中の点ｋ１）に達している。つまり、斜めシフト操作でなくセレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときに、全ての変速段を実現できる範囲の限界となっている。図３の（３）に示される傾斜角度θは、良好な変速操作を行える好ましい角度範囲の最大値を示している。
【００３９】
次に、実施形態の歯車噛合式変速機の操作装置１の作用及び効果について、従来技術と比較しながら説明する。図５は実施形態において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図であり、図６は従来技術において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図である。図１の実施形態及び図２の従来技術において、ドライバーがシフトレバーを斜めシフト操作すると、インナーレバー３は、図３の（３）の軌跡Ｋ１及び図４の（３）の軌跡Ｋ２から外れて動作する。
【００４０】
例えば、図５の実施形態で、第２速から第３速にシフトアップ変速操作するときに、図中の矢印Ｐの軌跡を描いての斜めシフト操作が可能である。矢印Ｐの軌跡は、第１速と第２速の間のシフト操作軌跡上の一点ｐ１と、第３速と第４速の間のシフト操作軌跡上の一点ｐ２とを動作範囲Ｒから逸脱しない範囲内で結び、かつ動作線Ｍ１と交わる斜行許容角度αが最も大きくなる線分によって求めたものである。矢印Ｐの斜めシフト操作より、第１シフトヘッド４１から第２シフトヘッド５１への切り替えセレクト操作と、第１シフトヘッド４１の第２速からニュートラル位置までの戻しシフト操作及び第２シフトヘッド５１のニュートラル位置から第３速までの入りシフト操作と、を同時に並行して行える。
【００４１】
一方、図６の従来技術でも、第２速から第３速にシフトアップ変速操作するときに、図中の矢印Ｑ軌跡を描いての斜めシフト操作が可能である。矢印Ｑの軌跡は、第１速と第２速の間のシフト操作軌跡上の一点ｑ１と、第３速と第４速の間のシフト操作軌跡上の一点ｑ２とを動作範囲Ｒから逸脱しない範囲内で結び、かつ動作線Ｍ２と交わる斜行許容角度βが最も大きくなる線分によって求めたものである。
【００４２】
ここで、従来技術における斜めシフト操作の斜行許容角度βとしたとき、実施形態における斜めシフト操作の斜行許容角度α≒β＋θで求められる。これは、動作線Ｍ１の傾斜角度θ分だけ斜行許容角度αが改善されたことを示している。この改善は、シフトアンドセレクトシャフト２を傾斜角度θだけ傾斜配置したことから発生している。
【００４３】
また、斜行許容角度αの改善効果は、第３速から第２速へのシフトダウン変速操作、第４速から第５速へのシフトアップ変速操作、及び第５速から第４速へのシフトダウン変速操作でも同様に発生する。逆に、第１速と第４速との間，及び第３速と第６速との間の飛び越し変速操作では、斜めシフト操作時の斜行許容角度は減少するが、このような変速操作は稀有であり弊害にならない。
【００４４】
次に、シフトアンドセレクトシャフト２の傾斜角度θを変更した場合について説明する。図７は、シフトアンドセレクトシャフト２の傾斜角度θを変更した場合のインナーレバー３の嵌入ヘッド３１の動作範囲Ｒ及び軌跡Ｋ３、Ｋ４を模式的に示した図である。図７において、（１）は傾斜角度θ２が好ましい最大角度よりも小さい場合、（２）は傾斜角度θ３が好ましい最大角度よりも大きい場合を示している。
【００４５】
図７の（１）において、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときの嵌入ヘッド３１の軌跡Ｋ３は、各変速段で水平方向に所定距離Ｄだけ移動したときに動作範囲Ｒの境界線上まで達していない（例えば図中の点ｋ３）。したがって、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときに、全ての変速段を実現できる範囲に対して余裕がある。つまり、図７の（１）に示される傾斜角度θ２は好ましい角度範囲内にある。ただし、斜めシフト操作時の斜行許容角度の改善効果は、図５の（３）と比較して減少する。
【００４６】
また、図７の（２）において、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときの嵌入ヘッド３１の軌跡Ｋ４は、各変速段で水平方向に所定距離Ｄだけ移動する以前に動作範囲Ｒの境界線に達してしまう（例えば図中の点ｋ４）。したがって、水平方向に嵌入ヘッド３１が所定距離Ｄだけ移動するために、シフト操作の途中からセレクト方向の操作成分が必要になって円滑な変速操作が難しくなる。つまり、図７の（２）に示される傾斜角度θ３は過大であり好ましくない。
【００４７】
なお、本発明は、嵌入ヘッド３１及び第１〜第３係合ヘッド部４４、５４、６４を面取りして丸みをつける従来技術と併用することにより、斜行許容角度の改善効果が一層顕著になる。
【００４８】
また、本発明は、シフトアンドセレクトシャフト２をアクチュエータによって駆動する歯車噛合式の自動変速機の操作装置で実施することもできる。このとき、斜めシフト操作を行って変速所要時間を短縮する効果が生じる。さらには、シフトアンドセレクトシャフト２の軸周りの回動でセレクト操作し、軸方向の移動でシフト操作する方式の操作装置で実施することもできる。本発明は、その他さまざまな変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１：歯車噛合式変速機の操作装置
２：シフトアンドセレクトシャフト
２１：上端 ２２：アウターシフトレバー
２３：シフト操作ケーブル取付ピン ２４：縮径部
２５：アウターセレクトレバー ２６：セレクト操作ケーブル取付ピン
２８、２９：メタルブッシュ
３：インナーレバー ３１：嵌入ヘッド
４、５、６：第１〜第３フォークシャフト
４１、５１、６１：第１〜第３シフトヘッド
４３、５３、６３：第１〜第３凹部
４４、５４、６４：第１〜第３係合ヘッド部
ＡＸ１、ＡＸ２：軸線 ＣＬ：中心線 Ｄ：所定距離
Ｒ：嵌入ヘッドの動作範囲 Ｋ１〜Ｋ４：軌跡 Ｍ１、Ｍ２：動作線
θ、θ２、θ３：傾斜角度 α、β：斜行許容角度
Ｐ、Ｑ：斜めシフト操作の軌跡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレクト操作及びシフト操作によって変速段を切り替え操作する歯車噛合式変速機の操作装置に関し、より詳細には、次段変速段に順次変速操作するときの斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上した歯車噛合式変速機の操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機の一方式として、平行する２つの回転軸の間に遊転する複数の変速歯車組を備え、同期装置により一つの変速歯車組を選択的に噛合結合させて所定変速比の変速段を実現する噛合歯車式変速機がある。この変速機では、２つの変速段に対して１つの同期装置を設けてフォークシャフトで操作する構造が採用され、前進５速以上の構成では同期装置及びフォークシャフトは３組以上設けられている。そして、フォークシャフトを選択するセレクト操作、ならびに選択したフォークシャフトを駆動するシフト操作を行うために、シフトアンドセレクトシャフトが用いられる。
【０００３】
より詳細には、各フォークシャフトにシフトヘッドが設けられ、シフトアンドセレクトシャフトにインナーレバーが設けられる。インナーレバーは、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動および軸周りの回動のうちの一方の動作に伴い1つのシフトヘッドに係合してセレクト操作し、他方の動作に伴いセレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作する。シフトアンドセレクトシャフトは、手動変速機ではドライバーによるシフトレバーの直交２方向の操作によって駆動され、自動変速機では２つのアクチュエータにより駆動されるのが一般的である。ここで、シフトレバーは、必ずしも厳密に直交２方向のみに操作されず、斜めの方向に操作される場合が生じ得る。このような斜めシフト操作を許容しつつ、安定した変速操作を行えるようにした技術の例が特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された変速機シフトノブの誤操作防止構造では、シフトレバーはシフト方向に円弧部を有するとともにセレクト方向に第２及び第４の傾斜平面を有し、ガイドプレートのシフトストローク溝には第１および第２の傾斜面が形成されている。これにより、傾斜平面と傾斜面とが対向して斜めセレクト可能範囲が大きくなり、ラフな変速操作でもシフトが可能になる、とされている。
【０００５】
また、特許文献２に開示された変速機のミスシフト防止機構は、ゲート溝を有するガイドプレートと、ゲート溝に挿入されるガイドピンとを備え、さらにゲート溝の開口幅の広狭を変更する案内溝可変部材が設けられたことを特徴としている。ガイドプレート及びガイドピンは、特許文献１のガイドプレート及びシフトレバーと類似の構成で同様の機能を果たすようになっている。また、ガイドプレート及びガイドピンは、変速機内に設けてもよいとされ、実施形態には、シフトアンドセレクトシャフトに一体的に設けられたガイドプレート及びケースから内向きに突出したガイドピンが例示されている。そして、案内溝可変部材を設けたことにより、斜めシフトの操作性を良好に維持しながらも意図しない前進変速段への防止できる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−９３９５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１及び２では、ガイドプレートに設けたシフトストローク溝またはゲート溝により、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動範囲および軸周りの回動範囲を規制している。そして、斜めシフト操作時に、シフトレバーまたはガイドピンが溝の途中で引っ掛かることを低減するために、溝形状を工夫している。しかしながら、斜めシフト操作の操作性は、必ずしも十分に改善されているとは言えない。また、ガイドプレートによる規制は必須ではなく、コストダウンの観点からガイドプレート無くした構造も採用されている。
【０００８】
ガイドプレートを無くした変速機構成において、シフトアンドセレクトシャフトの移動範囲及び回動範囲は、インナーレバーがシフトヘッドに係合して操作するときの相対位置関係及び寸法裕度によって規制される。セレクト操作及びシフト操作を安定して行うために或る程度の寸法裕度は必要であるが、これが大き過ぎるとガタツキなどが生じて逆効果となる。このため、インナーレバー及びシフトヘッドに面取り加工を施して部分的に寸法裕度を拡げ、両者の引っ掛かりを抑制しているが、斜めシフト操作に対する改善効果は必ずしも十分でない。
【０００９】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、シフトアンドセレクトシャフトの動作範囲を規制するガイドプレートを有さない変速機構成において、次段変速段に順次変速操作するときの斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上した歯車噛合式変速機の操作装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の歯車噛合式変速機の操作装置は、軸方向の移動および軸周りの回動が可能なシフトアンドセレクトシャフトと、軸方向に操作されるシフトヘッドをそれぞれ有して互いに平行配置され、軸方向に移動することにより各変速段を構成する複数組の変速歯車組のうちの一組を選択して噛合結合させる３軸以上のフォークシャフトと、前記シフトアンドセレクトシャフトに一体的に結合され、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記軸方向の移動および前記軸周りの回動のうちの一方の動作に伴い前記３軸以上のフォークシャフトのいずれか1軸のシフトヘッドをセレクト操作し、他方の動作に伴いセレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作するインナーレバーと、を備える歯車噛合式変速機の操作装置であって、前記３軸以上のフォークシャフトの各シフトヘッドの並び順にしたがって低速段から高速段までを順番に並べ、さらに各シフトヘッドの軸方向の一側を低速シフト側とし軸方向の他側を高速シフト側とするように前記各変速段を割り当て、前記シフトアンドセレクトシャフトを前記３軸以上のフォークシャフトに対して傾斜配置し、各シフトヘッドの軸方向にシフト操作されていないニュートラル位置を結んだ線を中心線とし、前記インナーレバーが前記セレクト操作するときに移動する軌跡を動作線としたときに、前記低速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記低速シフト側に偏移するとともに、前記高速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記高速シフト側に偏移するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記３軸以上のフォークシャフトに対する傾斜角度は、前記セレクト操作及び前記シフト操作を順番に実施して全ての変速段を実現できる範囲内であることが好ましい。
【００１２】
さらに、前記シフトアンドセレクトシャフトは、操作者が操作するシフトレバーによって直接駆動され、あるいは前記シフトレバーから操作ケーブルを介して間接駆動されてもよい。
【００１３】
あるいは、前記シフトアンドセレクトシャフトは、アクチュエータによって駆動されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の歯車噛合式変速機の操作装置では、シフトアンドセレクトシャフトを３軸以上のフォークシャフトに対して傾斜配置しているので、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動および軸周りの回動がフォークシャフトに対して傾斜角度分だけ傾く。かつ、この傾斜角度は、フォークシャフトを変更セレクト操作しながらシフト操作する斜めシフト操作の斜行許容角度を拡げるように作用する。したがって、斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上できる。
【００１５】
さらに、シフトアンドセレクトシャフトの傾斜角度を、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施して全ての変速段を実現できる範囲内とした態様では、斜めシフト操作を行わない場合の通常の変速操作を従来と変わりなく行える。したがって、斜めシフト操作の操作性を従来よりも向上でき、かつ斜めシフト操作を行わない場合の操作性は従来と同等になる。
【００１６】
さらに、シフトアンドセレクトシャフトがシフトレバーによって直接あるいは間接駆動される態様では、本発明を手動変速機で実施できる。これにより、操作者が斜めシフト操作するときの操作性を従来よりも向上できる。
【００１７】
あるいは、シフトアンドセレクトシャフトがアクチュエータによって駆動される態様では、本発明を自動動変速機で実施できる。これにより、アクチュエータによる駆動の自由度が拡がる。例えば、シフトアンドセレクトシャフトの軸方向の移動および軸周りの回動をそれぞれモータで駆動する構成では、２つのモータを同時に動作させて変速所要時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の歯車噛合式変速機の操作装置を示す斜視図である。
【図２】従来技術の操作装置を示す斜視図である。
【図３】図１の実施形態の操作装置の矢印Ｙ方向から見たインナーレバーの嵌入ヘッド及び３つのシフトヘッドの位置関係を模式的に示す図である。
【図４】図２の従来技術の操作装置の矢印Ｙ方向から見たインナーレバーの嵌入ヘッド及び３つのシフトヘッドの位置関係を模式的に示す図である。
【図５】実施形態において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図である。
【図６】従来技術において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図である。
【図７】シフトアンドセレクトシャフトの傾斜角度を変更した場合のインナーレバーの嵌入ヘッドの動作範囲及び軌跡を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を、図面を参考にして説明する。図１は車両に搭載される本発明の実施形態の歯車噛合式変速機の操作装置１を示す斜視図であり、図２は従来技術の操作装置９を示す斜視図である。実施形態の操作装置１は、従来技術と同じ部材を用いて構成され、シフトアンドセレクトシャフト２が第１〜第３フォークシャフト４、５、６（図中に一部のみ示す）に対して従来技術の直交配置でなく傾斜配置されている点が異なる。実施形態及び従来技術の操作装置１、９はそれぞれ、シフトアンドセレクトシャフト２、第１〜第３フォークシャフト４、５、６、及びインナーレバー３を備えており、まず共通する部材２〜６の構造について説明する。
【００２０】
図１及び図２で、シフトアンドセレクトシャフト２は、軸線ＡＸ１、ＡＸ２が変速機内で略上下方向に延在するように設けられている。シフトアンドセレクトシャフト２は、上下２つのメタルブッシュ２８、２９により図略のケースに軸周りの回動可能に軸承され、図略の軸支ばねにより軸線ＡＸ１、ＡＸ２の方向（上下方向）に移動可能に保持されている。シフトアンドセレクトシャフト２の上端２１から半径方向にアウターシフトレバー２２が延設されている。アウターシフトレバー２２の先端寄りにはシフト操作ケーブル取付ピン２３が立設されている。
【００２１】
また、シフトアンドセレクトシャフト２の上方寄りの縮径部２４には、アウターセレクトレバー２５が嵌合されている。アウターセレクトレバー２５は、軸部２５１、アーム部２５２、及びレバー部２５４が一体となって構成されている。軸部２５１は、シフトアンドセレクトシャフト２から離れて直交するように水平方向に配置され、回動自在に軸承されている。軸部２５１の一端（図中の右奥側の端）から半径方向にアーム部２５２が延設されており、アーム部２５２の先端２５３はシフトアンドセレクトシャフト２の縮径部２４に嵌入している。軸部２５１の他端（図中の左前側の端）から半径方向にレバー部２５４が延設されており、レバー部２５４の先端寄りにはセレクト操作ケーブル取付ピン２６が立設されている。
【００２２】
シフト操作ケーブル取付ピン２３及びセレクト操作ケーブル取付ピン２６は、操作者であるドライバーが操作するシフトレバー（図略）に操作ケーブルを介して接続されており、シフトレバー操作時の操作力を伝達してシフトアンドセレクトシャフト２を間接駆動するようになっている。シフトレバーは、直交するセレクト方向及びシフト方向に操作可能とされ、斜め方向の斜めシフト操作も許容されている。
【００２３】
シフトレバーがセレクト方向に操作されると、セレクト操作ケーブル取付ピン２６によって操作力が伝達され、アウターセレクトレバー２５が軸部２５１を中心にして回転揺動する。これにより、アーム部２５２の先端２５３が上下方向に首振り揺動してシフトアンドセレクトシャフト２を軸線ＡＸ１、ＡＸ２の方向（上下方向）に移動させる。シフトレバーがシフト方向に操作されると、シフト操作ケーブル取付ピン２３によって操作力が伝達され、アウターシフトレバー２２が軸線ＡＸ１、ＡＸ２を中心にして首振り揺動する。これにより、シフトアンドセレクトシャフト２は軸周りに回動する。また、シフトレバーがセレクト方向及びシフト方向の操作成分を含む斜め方向に斜めシフト操作されると、セレクト操作ケーブル取付ピン２６及びシフト操作ケーブル取付ピン２３により、斜め方向に応じた操作力が伝達される。これにより、シフトアンドセレクトシャフト２の軸方向の移動と軸周りの回動とが同時に発生する。
【００２４】
なお、実施形態においてシフトレバーと変速機の間に隔たりがあるので、操作ケーブル取付ピン２３、２６を用いた間接駆動を採用している。これに限定されず、例えば、ＦＦ車でシフトレバーの直下に変速機が配置される構成では、シフトレバーでシフトアンドセレクトシャフト２を直接駆動するようにしてもよい。シフトレバーからシフトアンドセレクトシャフト２まで操作力を伝達する構成には、公知の各種技術を適宜用いることができる。
【００２５】
第１〜第３フォークシャフト４、５、６は、シフトアンドセレクトシャフト２から離れて水平方向に延在し互いに平行配置され、それぞれの軸方向に移動できるようにケースに保持されている。第１〜第３フォークシャフト４、５、６はそれぞれ、第１〜第３シフトヘッド４１、５１、６１を有し、第１〜第３シフトヘッド４１、５１、６１によって軸方向に操作される。各シフトヘッド４１、５１、６１の一端４２、５２、６２は、フォークシャフト４、５、６を取り巻くようにして固定されている。各シフトヘッド４１、５１、６１の他端は、シフトアンドセレクトシャフト２に接近するように延設され、水平方向に並ぶ一対の突起部とその中間の第１〜第３凹部４３、５３、６３とからなる第１〜第３係合ヘッド部４４、５４、６４が形成されている。
【００２６】
第１〜第３係合ヘッド部４４、５４、６４は同一形状であり、相互に離隔しつつこの順番で上から下に並んでいる。図１及び図２において、各シフトヘッド４１、５１、６１は軸方向にシフト操作されていないニュートラル位置にあり、このときの各凹部４３、５３、６３の中心を結んだ線が本発明の中心線ＣＬとなる。
【００２７】
また、第１〜第３フォークシャフト４、５、６の各シフトヘッド４１、５１、６１の並び順にしたがって低速段から高速段までが順番に並んで配置されている。さらに、各シフトヘッド４１、５１，６１の軸方向の一側が低速シフト側で軸方向の他側が高速シフト側となるように各変速段が割り当てられている。具体的には、上側の第１フォークシャフト４には第１速（低速段、１ｓｔ）及び第２速（２ｎｄ）が並び、中間の第２フォークシャフト５には第３速（３ｒｄ）及び第４速（４ｔｈ）が並び、下側の第３フォークシャフト６には第５速（５ｔｈ）及び第６速（高速段、６ｔｈ）が配置されている。さらに、各フォークシャフト４、５、６の軸方向の一側(図中の左前側)には低速シフト側となる第１速、第３速、及び第５速が割り当てられ、軸方向の他側(図中の右奥側)には高速シフト側となる第２速、第４速、及び第６速が割り当てられている。
【００２８】
上述した変速段の割り当て方法は一例であって、上下関係を逆にして割り当て、あるいは軸方向の一側と他側とを全て入れ替えて割り当てるようにしてもよい。また、第６速に代えて後進変速段を割り当てることもできる。さらには、４軸以上のフォークシャフトを備えて、７速以上の変速段を割り当てることもできる。ただし、各シフトヘッドの並び順にしたがって低速段から高速段までを順番に並べ、さらに各シフトヘッドの軸方向の一側を低速シフト側とし軸方向の他側を高速シフト側とすることは、本発明を実施する前提条件である。
【００２９】
インナーレバー３は、シフトアンドセレクトシャフト２の軸方向の下方寄りに結合されており、シフトアンドセレクトシャフト２と一体的に移動及び回動するようになっている。図１及び図２に示されるように、インナーレバー３は、各係合ヘッド部４４、５４、６４と対向する向きに突出した嵌入ヘッド３１を有している。嵌入ヘッド３１は、図中に矢印Ｚで示されるように、各係合ヘッド４４、５４、６４部の凹部４３、５３、６３に択一的に嵌入して係合する。
【００３０】
したがって、シフトアンドセレクトシャフト２が軸線ＡＸ１、ＡＸ２方向に移動すると、嵌入ヘッド３１は上下方向に移動して、いずれか1軸のシフトヘッドをセレクト操作する。このときに、嵌入ヘッド３１の中心Ｏが移動する軌跡が本発明の動作線Ｍ１、Ｍ２となる。また、シフトアンドセレクトシャフト２が軸周りに回動すると、嵌入ヘッド３１は水平方向に首振り揺動して、セレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作する。
【００３１】
なお、図１及び図２には省略したが、シフトアンドセレクトシャフト２は、セレクト操作しなかったシフトヘッドがシフト動作することを防止する公知のインターロック機構を備えている。シフトアンドセレクトシャフト２は、他に公知のロックボール機構やディテント機構などを備えていてもよい。
【００３２】
ここで、図２に示される従来技術では、第１〜第３フォークシャフト４、５、６に対して、シフトアンドセレクトシャフト２が離隔して正確に直交配置されている。したがって、凹部４３、５３、６３の中心を結んだ中心線ＣＬと、シフトアンドセレクトシャフト２の軸線ＡＸ２とは平行関係になり、嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作線Ｍ２は中心線ＣＬに重なる。これに対し、図１に示される実施形態では、図２と比較してシフトアンドセレクトシャフト２の上部が傾斜角度θだけ低速シフト側（図中の左前側方向）に傾斜配置されている。したがって、中心線ＣＬと軸線ＡＸ１とは平行関係にならず、嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作線Ｍ１は中心線ＣＬに対して傾斜角度θだけ傾斜する。以下詳述する。
【００３３】
図３は、図１の実施形態の操作装置１の矢印Ｙ方向から見たインナーレバー３の嵌入ヘッド３１及び第１〜第３シフトヘッド４１、５１、６１の位置関係を模式的に示す図である。また、図４は、図２の従来技術の操作装置９の矢印Ｙ方向から見たインナーレバー３の嵌入ヘッド３１及び３つのシフトヘッド４１、５１、６１の位置関係を模式的に示す図である。図３及び図４において、（１）は第２シフトヘッド５１へのセレクト操作が行われた状況を示し、（２）は第３速へのシフト操作が行われた状況を示し、（３）は嵌入ヘッド３１の動作範囲及び軌跡を模式的に示している。また、図中の中心線ＣＬは、前述したニュートラル位置における凹部４３、５３、６３の中心を結んだ線である。
【００３４】
従来技術を示す図４の（１）において、インナーレバー３の嵌入ヘッド３１の幅寸法Ｗ１は、各シフトヘッド４１、５１、６１の凹部４３、５３、６３の軸方向の間隙寸法Ｇ１よりも小さく、水平方向の寸法裕度２×ｄ１（＝Ｇ１−Ｗ１）がある。また、嵌入ヘッド４１の厚さ寸法Ｗ２は、第１シフトヘッド４１と第３シフトヘッド６１との間隙寸法Ｇ２よりも小さく、上下方向の寸法裕度２×ｄ２（＝Ｇ２−Ｗ２）がある。上下方向の寸法裕度２×ｄ２は、各シフトヘッド４１、５１、６１に対して概ね等しく設定されている。また、図４の（２）に例示されるように、嵌入ヘッド４１が中心線ＣＬから水平方向に所定距離Ｄだけ移動すると、第２フォークシャフト５が第３速歯車組を噛合結合するようになっている。所定距離Ｄは、第１速〜第６速の各変速段で概ね等しく設定されている。
【００３５】
したがって、嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作範囲Ｒは、各シフトヘッド４１、５１、６１のニュートラル位置の配置を基準として、図４の（３）に細い実線で囲まれた範囲となる。つまり、動作範囲Ｒは、嵌入ヘッド３１が上下方向にセレクト操作するときに水平方向の寸法裕度２×ｄ１を有し、水平方向にシフト操作するときに上下方向の寸法裕度２×ｄ２を有している。また、太い実線は、まずセレクト操作を行い次にシフト操作を行うときに、嵌入ヘッド４１の中心Ｏが移動する軌跡Ｋ２を示している。軌跡Ｋ２のうちセレクト操作するときの上下方向の動作線Ｍ２は、中心線ＣＬに重なっている。
【００３６】
一方、実施形態を示す図３の（１）では、シフトアンドセレクトシャフト２の傾斜配置に起因して、嵌入ヘッド３１が各シフトヘッド４１、５１、６１に対して傾斜角度θだけ傾斜して配置される。それでも、傾斜角度θが過大でなければ、水平方向及び上下方向の寸法裕度２×ｄ１、２×ｄ２は著変しない。そして、シフトアンドセレクトシャフト２と一体的に動作する嵌入ヘッド３１は、セレクト操作時に上下方向から傾斜角度θだけ傾斜した角度で移動し、また図３の（２）に示されるように、シフト操作時に水平方向から傾斜角度θだけ傾斜した角度で移動する。
【００３７】
実施形態を示す図３の（３）において、各シフトヘッド４１、５１、６１の配置によって定まる嵌入ヘッド３１の中心Ｏの動作範囲Ｒは、細い実線で示されて従来技術に一致する。そして、まずセレクト操作を行い次にシフト操作を行うときに、嵌入ヘッド３１の中心Ｏが移動する軌跡Ｋ１は、太い実線で示されるように、動作範囲Ｒに対して傾斜角度θだけ傾斜する。また、軌跡Ｋ１のうちセレクト操作するときの上下方向の動作線Ｍ１は、中心線ＣＬに重ならずに偏移する。すなわち、第１速（低速段）を割り当てられた第１シフトヘッド４１では動作線Ｍ１が中心線ＣＬよりも第１速側（低速シフト側）に偏移するとともに、第６速（高速段）を割り当てられた第３シフトヘッド６１では動作線Ｍ１が中心線ＣＬよりも第６速側（高速シフト側）に偏移する。
【００３８】
さらに、図３の（３）において、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときの軌跡Ｋ１は、各変速段で中心線ＣＬから水平方向に所定距離Ｄだけ移動したときにちょうど動作範囲Ｒの境界線上（例えば図中の点ｋ１）に達している。つまり、斜めシフト操作でなくセレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときに、全ての変速段を実現できる範囲の限界となっている。図３の（３）に示される傾斜角度θは、良好な変速操作を行える好ましい角度範囲の最大値を示している。
【００３９】
次に、実施形態の歯車噛合式変速機の操作装置１の作用及び効果について、従来技術と比較しながら説明する。図５は実施形態において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図であり、図６は従来技術において斜めシフト操作の許容範囲を説明する図である。図１の実施形態及び図２の従来技術において、ドライバーがシフトレバーを斜めシフト操作すると、インナーレバー３は、図３の（３）の軌跡Ｋ１及び図４の（３）の軌跡Ｋ２から外れて動作する。
【００４０】
例えば、図５の実施形態で、第２速から第３速にシフトアップ変速操作するときに、図中の矢印Ｐの軌跡を描いての斜めシフト操作が可能である。矢印Ｐの軌跡は、第１速と第２速の間のシフト操作軌跡上の一点ｐ１と、第３速と第４速の間のシフト操作軌跡上の一点ｐ２とを動作範囲Ｒから逸脱しない範囲内で結び、かつ動作線Ｍ１と交わる斜行許容角度αが最も大きくなる線分によって求めたものである。矢印Ｐの斜めシフト操作より、第１シフトヘッド４１から第２シフトヘッド５１への切り替えセレクト操作と、第１シフトヘッド４１の第２速からニュートラル位置までの戻しシフト操作及び第２シフトヘッド５１のニュートラル位置から第３速までの入りシフト操作と、を同時に並行して行える。
【００４１】
一方、図６の従来技術でも、第２速から第３速にシフトアップ変速操作するときに、図中の矢印Ｑ軌跡を描いての斜めシフト操作が可能である。矢印Ｑの軌跡は、第１速と第２速の間のシフト操作軌跡上の一点ｑ１と、第３速と第４速の間のシフト操作軌跡上の一点ｑ２とを動作範囲Ｒから逸脱しない範囲内で結び、かつ動作線Ｍ２と交わる斜行許容角度βが最も大きくなる線分によって求めたものである。
【００４２】
ここで、従来技術における斜めシフト操作の斜行許容角度βとしたとき、実施形態における斜めシフト操作の斜行許容角度α≒β＋θで求められる。これは、動作線Ｍ１の傾斜角度θ分だけ斜行許容角度αが改善されたことを示している。この改善は、シフトアンドセレクトシャフト２を傾斜角度θだけ傾斜配置したことから発生している。
【００４３】
また、斜行許容角度αの改善効果は、第３速から第２速へのシフトダウン変速操作、第４速から第５速へのシフトアップ変速操作、及び第５速から第４速へのシフトダウン変速操作でも同様に発生する。逆に、第１速と第４速との間，及び第３速と第６速との間の飛び越し変速操作では、斜めシフト操作時の斜行許容角度は減少するが、このような変速操作は稀有であり弊害にならない。
【００４４】
次に、シフトアンドセレクトシャフト２の傾斜角度θを変更した場合について説明する。図７は、シフトアンドセレクトシャフト２の傾斜角度θを変更した場合のインナーレバー３の嵌入ヘッド３１の動作範囲Ｒ及び軌跡Ｋ３、Ｋ４を模式的に示した図である。図７において、（１）は傾斜角度θ２が好ましい最大角度よりも小さい場合、（２）は傾斜角度θ３が好ましい最大角度よりも大きい場合を示している。
【００４５】
図７の（１）において、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときの嵌入ヘッド３１の軌跡Ｋ３は、各変速段で水平方向に所定距離Ｄだけ移動したときに動作範囲Ｒの境界線上まで達していない（例えば図中の点ｋ３）。したがって、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときに、全ての変速段を実現できる範囲に対して余裕がある。つまり、図７の（１）に示される傾斜角度θ２は好ましい角度範囲内にある。ただし、斜めシフト操作時の斜行許容角度の改善効果は、図５の（３）と比較して減少する。
【００４６】
また、図７の（２）において、セレクト操作及びシフト操作を順番に実施したときの嵌入ヘッド３１の軌跡Ｋ４は、各変速段で水平方向に所定距離Ｄだけ移動する以前に動作範囲Ｒの境界線に達してしまう（例えば図中の点ｋ４）。したがって、水平方向に嵌入ヘッド３１が所定距離Ｄだけ移動するために、シフト操作の途中からセレクト方向の操作成分が必要になって円滑な変速操作が難しくなる。つまり、図７の（２）に示される傾斜角度θ３は過大であり好ましくない。
【００４７】
なお、本発明は、嵌入ヘッド３１及び第１〜第３係合ヘッド部４４、５４、６４を面取りして丸みをつける従来技術と併用することにより、斜行許容角度の改善効果が一層顕著になる。
【００４８】
また、本発明は、シフトアンドセレクトシャフト２をアクチュエータによって駆動する歯車噛合式の自動変速機の操作装置で実施することもできる。このとき、斜めシフト操作を行って変速所要時間を短縮する効果が生じる。さらには、シフトアンドセレクトシャフト２の軸周りの回動でセレクト操作し、軸方向の移動でシフト操作する方式の操作装置で実施することもできる。本発明は、その他さまざまな変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１：歯車噛合式変速機の操作装置
２：シフトアンドセレクトシャフト
２１：上端 ２２：アウターシフトレバー
２３：シフト操作ケーブル取付ピン ２４：縮径部
２５：アウターセレクトレバー ２６：セレクト操作ケーブル取付ピン
２８、２９：メタルブッシュ
３：インナーレバー ３１：嵌入ヘッド
４、５、６：第１〜第３フォークシャフト
４１、５１、６１：第１〜第３シフトヘッド
４３、５３、６３：第１〜第３凹部
４４、５４、６４：第１〜第３係合ヘッド部
ＡＸ１、ＡＸ２：軸線 ＣＬ：中心線 Ｄ：所定距離
Ｒ：嵌入ヘッドの動作範囲 Ｋ１〜Ｋ４：軌跡 Ｍ１、Ｍ２：動作線
θ、θ２、θ３：傾斜角度 α、β：斜行許容角度
Ｐ、Ｑ：斜めシフト操作の軌跡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の移動および軸周りの回動が可能なシフトアンドセレクトシャフトと、
軸方向に操作されるシフトヘッドをそれぞれ有して互いに平行配置され、軸方向に移動することにより各変速段を構成する複数組の変速歯車組のうちの一組を選択して噛合結合させる３軸以上のフォークシャフトと、
前記シフトアンドセレクトシャフトに一体的に結合され、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記軸方向の移動および前記軸周りの回動のうちの一方の動作に伴い前記３軸以上のフォークシャフトのいずれか1軸のシフトヘッドをセレクト操作し、他方の動作に伴いセレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作するインナーレバーと、を備える歯車噛合式変速機の操作装置であって、
前記３軸以上のフォークシャフトの各シフトヘッドの並び順にしたがって低速段から高速段までを順番に並べ、さらに各シフトヘッドの軸方向の一側を低速シフト側とし軸方向の他側を高速シフト側とするように前記各変速段を割り当て、
前記シフトアンドセレクトシャフトを前記３軸以上のフォークシャフトに対して傾斜配置し、
各シフトヘッドの軸方向にシフト操作されていないニュートラル位置を結んだ線を中心線とし、前記インナーレバーが前記セレクト操作するときに移動する軌跡を動作線としたときに、前記低速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記低速シフト側に偏移するとともに、前記高速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記高速シフト側に偏移するようにしたことを特徴とする歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記３軸以上のフォークシャフトに対する傾斜角度は、前記セレクト操作及び前記シフト操作を順番に実施して全ての変速段を実現できる範囲内である歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記シフトアンドセレクトシャフトは、操作者が操作するシフトレバーによって直接駆動され、あるいは前記シフトレバーから操作ケーブルを介して間接駆動される歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項４】
請求項１または２において、前記シフトアンドセレクトシャフトは、アクチュエータによって駆動される歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項１】
軸方向の移動および軸周りの回動が可能なシフトアンドセレクトシャフトと、
軸方向に操作されるシフトヘッドをそれぞれ有して互いに平行配置され、軸方向に移動することにより各変速段を構成する複数組の変速歯車組のうちの一組を選択して噛合結合させる３軸以上のフォークシャフトと、
前記シフトアンドセレクトシャフトに一体的に結合され、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記軸方向の移動および前記軸周りの回動のうちの一方の動作に伴い前記３軸以上のフォークシャフトのいずれか1軸のシフトヘッドをセレクト操作し、他方の動作に伴いセレクト操作したシフトヘッドを軸方向にシフト操作するインナーレバーと、を備える歯車噛合式変速機の操作装置であって、
前記３軸以上のフォークシャフトの各シフトヘッドの並び順にしたがって低速段から高速段までを順番に並べ、さらに各シフトヘッドの軸方向の一側を低速シフト側とし軸方向の他側を高速シフト側とするように前記各変速段を割り当て、
前記シフトアンドセレクトシャフトを前記３軸以上のフォークシャフトに対して傾斜配置し、
各シフトヘッドの軸方向にシフト操作されていないニュートラル位置を結んだ線を中心線とし、前記インナーレバーが前記セレクト操作するときに移動する軌跡を動作線としたときに、前記低速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記低速シフト側に偏移するとともに、前記高速段を割り当てられたシフトヘッドでは前記動作線が前記中心線よりも前記高速シフト側に偏移するようにしたことを特徴とする歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シフトアンドセレクトシャフトの前記３軸以上のフォークシャフトに対する傾斜角度は、前記セレクト操作及び前記シフト操作を順番に実施して全ての変速段を実現できる範囲内である歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記シフトアンドセレクトシャフトは、操作者が操作するシフトレバーによって直接駆動され、あるいは前記シフトレバーから操作ケーブルを介して間接駆動される歯車噛合式変速機の操作装置。
【請求項４】
請求項１または２において、前記シフトアンドセレクトシャフトは、アクチュエータによって駆動される歯車噛合式変速機の操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０４５３１（Ｐ２０１３−１０４５３１Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５０７１１（Ｐ２０１１−２５０７１１）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
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