JP2002349697A - 車両用変速機のギア変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで力の制御が容易な変速機のギア
変速装置を提供する。 【解決手段】 ギア変速装置１４は、シャフト１１と、
シフトヨーク１２と、ギアセレクト機構と、ギアシフト
機構１４とを備える。シフトヨーク１２は、シャフト１
１に、シャフト１１の長手方向に移動可能・相対回転不
能に装着されている。ギアシフト機構１４は、遊星キャ
リア４１と、遊星ギア４２と、第１・第２リングギア４
３，４４と、ハウジング４５と、連結部４６と、サンギ
ア４７と、モータ４８とを有している。第１リングギア
４３の歯数と第２リングギア４４との歯数は、互いに異
なっている。ハウジング４５は、第１リングギア４３を
固定している。連結部４６は、第２リングギア４４をシ
ャフト１１に連結する。モータ４８は、サンギア４７を
回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用変速機のギ
ア変速装置、特に、モータによってギアシフト機構を作
動させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バスやトラック等の大型車両では、現在
でも主として手動変速機が採用されている。手動変速機
では、運転席の変速レバーと変速機とがコントロールロ
ッド等のリンク機構によって機械的に連結されている。
そして、ギア変速時には、運転手がレバー操作をするこ
とで、ギア機構が物理的に駆動される。このため、頻繁
に変速を要求される場合には、ある程度の力を必要とす
るレバー操作は運転者にとって大きな負担になる。

【０００３】この問題を解決するために、モータにより
作動するギア変速装置を手動変速機に設けるとともに、
そのギア変速装置を電気信号によって制御するためのト
ランスミッションＥＣＵを設けた遠隔操作式の手動変速
機が開発されている。この変速機では、モータがギア機
構の駆動を行うため、単に変速レバーを操作するだけの
小さな力で変速を行えるようになり、変速のレバー操作
に関する運転者の負担が軽減される。

【０００４】一般に、手動変速機では、複数のスプール
がセレクト方向に並んで設けられている。そして、手動
変速機に設けられるギア変速装置は、ギアセレクト機構
により選択したスプールをシフト方向に駆動すること
で、ギアの断接を行う。ギア変速装置は、通常、一端が
各スプールに係合可能なシフトヨーク、シフトヨークが
回転不能にスプライン係合するシャフト、シャフト上の
シフトヨークをセレクト方向に移動させるギアセレクト
機構、シフトヨークを揺動させてスプールをシフト方向
に移動させるギアシフト機構などを備えている。ギアセ
レクト機構やギアシフト機構には、例えば電動ボールネ
ジ機構が採用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】また、手動変速機に
は、通常、コーンクラッチと噛み合い機構とから成るシ
ンクロ装置が付いている。シンクロ装置では、スプール
に固定されたスプールフォークによって一定範囲内の荷
重（個々の変速機によって異なる）をかけてコーンクラ
ッチを押し、回転を同期させた後に噛み合わせる方法で
変速を行う。スプールは、シャフトとスプライン係合し
ているシフトヨークの１０度前後の角度の揺動運動によ
って、直線的に押される。したがって、シャフト（シフ
トヨーク）の回転（揺動）に対して、シンクロ荷重相応
の回転力制御が必要となる。

【０００６】しかし、従来の電動のギアシフト機構で
は、電動モータの回転をネジ送り機構を用いて直線運動
に変換してシャフトと連結しているレバーをリンケージ
で揺動させるか、あるいは高減速比のウオームギア機構
を用いて電動モータの回転を揺動に変換させる構造が採
られている。これらのネジ送り機構やウオームギア機構
は、シフトヨークを保持するシャフトと直角に配する必
要があるため、大きなスペースが必要になるとともに、
力の伝達において効率が落ちることになる。また、シン
クロ荷重に対するシャフトの回転力を電動モータの電流
制御によって制御することが難しいこと、回転力以外の
曲げ力がシャフトに作用することなど、不具合が存在す
る。

【０００７】本発明の課題は、モータを使ってギアシフ
トを行う変速機のギア変速装置であって、コンパクトで
力の制御が容易となる装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の車両用
変速機のギア変速装置は、シャフトと、シフトヨーク
と、ギアセレクト機構と、ギアシフト機構とを備えてい
る。シフトヨークは、シャフトに装着されており、シャ
フトの長手方向に移動可能である。また、シフトヨーク
は、シャフトとの相対回転が不能となるようにシャフト
に装着されている。ギアセレクト機構は、シフトヨーク
をシャフトの長手方向に移動させ、シフトヨークを任意
のスプールに選択的に対応させる機構である。ギアシフ
ト機構は、シャフトを揺動させることでシフトヨークか
らスプールに力を作用させ、スプールの動きによって変
速用ギアの断接を行わせる機構である。このギアシフト
機構は、遊星キャリアと、遊星ギアと、第１リングギア
と、第２リングギアと、ハウジングと、連結部と、サン
ギアと、モータとを有している。遊星ギアは、遊星キャ
リアに軸支されている。第１リングギア及び第２リング
ギアは、それぞれ、遊星ギアに噛み合う。また、第１リ
ングギアの歯数と第２リングギアとの歯数は、互いに異
なっている。ハウジングは、第１リングギアを固定して
いる。連結部は、第２リングギアをシャフトに連結す
る。サンギアは、遊星ギアと噛み合う。モータは、サン
ギアを回転させる。このような構成により、ギアシフト
機構は、モータの回転をシャフトの揺動運動に変換す
る。

【０００９】この請求項１に係る装置では、モータによ
るサンギアの回転を、固定されている第１リングギアに
より遊星ギアの旋回・回転運動に変換し、その遊星ギア
に噛み合う第２リングギア（第１リングギアと歯数が異
なるもの）から減速された回転をシャフトに伝達してい
る。このような構成の減速構造を用いているため、本装
置のギアシフト機構は、高減速比を保持しつつコンパク
トとなり、従来のネジ送り機構やウオームギア機構によ
うにシャフトと直角に配するのではなく、シャフトと同
軸に配することができるようになる。

【００１０】また、ギアシフト機構をシャフトと同軸に
配し、モータの回転力を減速してそのままシャフトに伝
えることで、力の伝達効率が従来よりも向上し、シャフ
トの回転力をモータの電流制御によって制御することも
容易となる。さらに、シャフトに回転力以外の曲げ力が
作用することも回避できる。

【００１１】請求項２に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、シャフトと、シフトヨークと、ギアセレクト機
構と、ギアシフト機構とを備えている。シフトヨーク
は、シャフトに装着されており、シャフトの長手方向に
移動可能である。また、シフトヨークは、シャフトとの
相対回転が不能となるようにシャフトに装着されてい
る。ギアセレクト機構は、シフトヨークをシャフトの長
手方向に移動させ、シフトヨークを任意のスプールに選
択的に対応させる機構である。ギアシフト機構は、シャ
フトを揺動させることでシフトヨークからスプールに力
を作用させ、スプールの動きによって変速用ギアの断接
を行わせる機構である。このギアシフト機構は、遊星キ
ャリアと、遊星ギアと、第１リングギアと、第２リング
ギアと、ハウジングと、連結部と、モータとを有してい
る。遊星ギアは、遊星キャリアに軸支されている。第１
リングギア及び第２リングギアは、それぞれ、遊星ギア
に噛み合う。また、第１リングギアの歯数と第２リング
ギアとの歯数は、互いに異なっている。ハウジングは、
第１リングギアを固定している。連結部は、第２リング
ギアをシャフトに連結する。モータは、遊星キャリアを
回転させる。このような構成により、ギアシフト機構
は、モータの回転をシャフトの揺動運動に変換する。

【００１２】この請求項２に係る装置では、モータによ
る遊星キャリアの回転（遊星ギアの旋回）を、固定され
ている第１リングギアにより遊星ギアの回転運動に変換
し、その遊星ギアに噛み合う第２リングギア（第１リン
グギアと歯数が異なるもの）から減速された回転をシャ
フトに伝達している。このような構成の減速構造を用い
ているため、本装置のギアシフト機構は、高減速比を保
持しつつコンパクトとなり、従来のネジ送り機構やウオ
ームギア機構にようにシャフトと直角に配するのではな
く、シャフトと同軸に配することができるようになる。

【００１３】また、ギアシフト機構をシャフトと同軸に
配し、モータの回転力を減速してそのままシャフトに伝
えることで、力の伝達効率が従来よりも向上し、シャフ
トの回転力をモータの電流制御によって制御することも
容易となる。さらに、シャフトに回転力以外の曲げ力が
作用することも回避できる。

【００１４】請求項３に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、請求項１又は２に記載の装置であって、遊星ギ
アは、第１及び第２リングギアのそれぞれと噛み合う単
一の歯数を持つ。

【００１５】請求項４に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、請求項１又は２に記載の装置であって、遊星ギ
アは、第１ギア部及び第２ギア部を含んでいる。第１ギ
ア部は、第１リングギアと噛み合う。第２ギア部は、第
２リングギアと噛み合う部分であり、第１ギア部とは歯
数が異なる。

【００１６】ここでは、第１ギア部と第２ギア部との歯
数を異ならせているため、より高い減速比を得ることが
できる。請求項５に記載の車両用変速機のギア変速装置
は、請求項１から４のいずれかに記載の装置であって、
第１リングギアは、回転方向にダンパーを介してハウジ
ングに固定されている。

【００１７】ここでは、ハウジングによる第１リングギ
アの固定部分に対してダンパーを挿入しているため、第
１リングギアが回転方向に衝撃を吸収する役割を果たす
ことができるようになる。これにより、変速時に生じる
恐れのあるモータやギアシフト機構の回転イナーシャに
よるショックが緩和される。

【００１８】請求項６に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、シャフトと、シフトヨークと、ギアセレクト機
構と、ギアシフト機構とを備えている。シフトヨーク
は、シャフトに装着されており、シャフトの長手方向に
移動可能である。また、シフトヨークは、シャフトとの
相対回転が不能となるようにシャフトに装着されてい
る。ギアセレクト機構は、シフトヨークをシャフトの長
手方向に移動させ、シフトヨークを任意のスプールに選
択的に対応させる機構である。ギアシフト機構は、シャ
フトを揺動させることでシフトヨークからスプールに力
を作用させ、スプールの動きによって変速用ギアの断接
を行わせる機構である。このギアシフト機構は、遊星キ
ャリアと、遊星ギアと、第１サンギアと、第２サンギア
と、ハウジングと、連結部と、リングギアと、モータと
を有している。遊星ギアは、遊星キャリアに軸支されて
いる。第１サンギア及び第２サンギアは、それぞれ遊星
ギアに噛み合っている。また、第１サンギアの歯数は、
第２サンギアの歯数と異なった歯数である。ハウジング
は、第１サンギアを固定している。連結部は、第２サン
ギアをシャフトに連結する。リングギアは、遊星ギアと
噛み合う。モータは、リングギアを回転させる。このよ
うな構成により、ギアシフト機構は、モータの回転をシ
ャフトの揺動運動に変換する。

【００１９】この請求項６に係る装置では、モータによ
るリングギアの回転を、固定されている第１サンギアに
より遊星ギアの旋回・回転運動に変換し、その遊星ギア
に噛み合う第２サンギア（第１サンギアと歯数が異なる
もの）から減速された回転をシャフトに伝達している。
このような構成の減速構造を用いているため、本装置の
ギアシフト機構は、高減速比を保持しつつコンパクトと
なり、従来のネジ送り機構やウオームギア機構にように
シャフトと直角に配するのではなく、シャフトと同軸に
配することができるようになる。

【００２０】また、ギアシフト機構をシャフトと同軸に
配し、モータの回転力を減速してそのままシャフトに伝
えることで、力の伝達効率が従来よりも向上し、シャフ
トの回転力をモータの電流制御によって制御することも
容易となる。さらに、シャフトに回転力以外の曲げ力が
作用することも回避できる。

【００２１】請求項７に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、シャフトと、シフトヨークと、ギアセレクト機
構と、ギアシフト機構とを備えている。シフトヨーク
は、シャフトに装着されており、シャフトの長手方向に
移動可能である。また、シフトヨークは、シャフトとの
相対回転が不能となるようにシャフトに装着されてい
る。ギアセレクト機構は、シフトヨークをシャフトの長
手方向に移動させ、シフトヨークを任意のスプールに選
択的に対応させる機構である。ギアシフト機構は、シャ
フトを揺動させることでシフトヨークからスプールに力
を作用させ、スプールの動きによって変速用ギアの断接
を行わせる機構である。このギアシフト機構は、遊星キ
ャリアと、遊星ギアと、第１サンギアと、第２サンギア
と、ハウジングと、連結部と、モータとを有している。
遊星ギアは、遊星キャリアに軸支されている。第１サン
ギア及び第２サンギアは、それぞれ、遊星ギアに噛み合
っている。また、第１サンギアの歯数は、第２サンギア
の歯数とは異なった歯数である。ハウジングは、第１サ
ンギアを固定している。連結部は、第２サンギアをシャ
フトに連結する。モータは、遊星キャリアを回転させ
る。このような構成により、ギアシフト機構は、モータ
の回転をシャフトの揺動運動に変換する。

【００２２】この請求項７に係る装置では、モータによ
る遊星キャリアの回転を、固定されている第１サンギア
により遊星ギアの回転運動に変換し、その遊星ギアに噛
み合う第２サンギア（第１サンギアと歯数が異なるも
の）から減速された回転をシャフトに伝達している。こ
のような構成の減速構造を用いているため、本装置のギ
アシフト機構は、高減速比を保持しつつコンパクトとな
り、従来のネジ送り機構やウオームギア機構にようにシ
ャフトと直角に配するのではなく、シャフトと同軸に配
することができるようになる。

【００２３】また、ギアシフト機構をシャフトと同軸に
配し、モータの回転力を減速してそのままシャフトに伝
えることで、力の伝達効率が従来よりも向上し、シャフ
トの回転力をモータの電流制御によって制御することも
容易となる。さらに、シャフトに回転力以外の曲げ力が
作用することも回避できる。

【００２４】請求項８に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、請求項６又は７に記載の装置であって、遊星ギ
アは、第１及び第２サンギアのそれぞれと噛み合う単一
の歯数を持つ。

【００２５】請求項９に記載の車両用変速機のギア変速
装置は、請求項６又は７に記載の装置であって、遊星ギ
アは、第１ギア部及び第２ギア部を含んでいる。第１ギ
ア部は、第１サンギアと噛み合う。第２ギア部は、第２
サンギアと噛み合う部分であり、第１ギア部とは歯数が
異なる。

【００２６】ここでは、第１ギア部と第２ギア部との歯
数を異ならせているため、より高い減速比を得ることが
できる。請求項１０に記載の車両用変速機のギア変速装
置は、請求項５から９のいずれかに記載の装置であっ
て、第１サンギアは、回転方向にダンパーを介してハウ
ジングに固定されている。

【００２７】ここでは、ハウジングによる第１サンギア
の固定部分に対してダンパーを挿入しているため、第１
サンギアが回転方向に衝撃を吸収する役割を果たすこと
ができるようになる。これにより、変速時に生じる恐れ
のあるモータやギアシフト機構の回転イナーシャによる
ショックが緩和される。

【００２８】

【発明の実施の形態】＜マニュアルトランスミッション
自動変速システムの概要＞図１に、本発明の一実施形態
に係るトランスミッション（車両用変速機）を含むマニ
ュアルトランスミッション自動変速システムを示す。

【００２９】図１において、エンジン１とトランスミッ
ション２との間には、乾式単板クラッチディスクを含む
クラッチ３が配置されている。トランスミッション２を
駆動するアクチュエータとしては、ギア変速装置４が設
けられている。クラッチ３を駆動するアクチュエータと
しては、クラッチアクチュエータ５が設けられている。
クラッチアクチュエータ５は、クラッチ３の近傍に設け
られたスレーブシリンダ６に油圧回路を介して接続され
たマスタシリンダを有している。

【００３０】このシステムには、エンジンＥＣＵ５１と
トランスミッションＥＣＵ５２とが設けられており、互
いに通信可能となっている。例えば、両者は、エンジン
回転情報やアクセル開度情報をやりとりすることができ
る。

【００３１】エンジンＥＣＵ５１は、エンジン１の制御
を行っており、アクセルペダル５４からのアクセル開度
信号が入力されるようになっている。トランスミッショ
ンＥＣＵ５２は、主にクラッチ制御と変速制御を行うた
めのものであり、クラッチアクチュエータ５にクラッチ
制御信号を、ギア変速装置４に変速制御信号を出力する
ようになっている。これら制御信号は、各種モータを駆
動するための信号である。

【００３２】また、トランスミッションＥＣＵ５２に
は、各種センサからの信号が入力される。具体的には、
アクセルペダル５４からアイドル信号、シフトレバー５
５からシフトポジション信号、クラッチペダル５６から
クラッチストローク信号、クラッチアクチュエータ５か
らのクラッチストローク信号及び液圧信号、クラッチ３
からクラッチ回転信号、トランスミッション２から車速
信号、ギア変速装置４からシフト・セレクトストローク
信号が、トランスミッションＥＣＵ５２に入力される。

【００３３】以上に述べたシステムでは、トランスミッ
ションＥＣＵ５２によってクラッチ操作とギア変速操作
が自動的に制御される。また、シフトレバー５５の操作
によってギア変速操作を行う手動操作を選択的に用いる
こともできる。

【００３４】クラッチペダル５６に連動する第２マスタ
シリンダ５７は、油路を介してスレーブシリンダ６に接
続されている。したがって、運転者がクラッチペダル５
６を操作すると、第２マスタシリンダ５７からスレーブ
シリンダ６に油圧が供給され、クラッチ断接動作が行わ
れる。なお、この実施形態では、クラッチペダル５６は
クラッチアクチュエータ５等の電気関係に不具合が生じ
たときのみに使用する緊急用であり、通常走行時には折
り畳まれている。

【００３５】＜ギア変速装置＞図２〜図４を用いて、ギ
ア変速装置４について詳細に説明する。 （概要）ギア変速装置４は、トランスミッションＥＣＵ
５２からの変速制御信号に基づいて、トランスミッショ
ン２の変速用ギアの断接を行う装置である。図２及び図
３に示すように、それぞれシフトレール９によって直線
移動するように保持されているトランスミッション２の
スプール１０は、セレクト方向Ｄｓ（図２参照）に並ん
でいる。ギア変速装置４は、これらのスプール１０の１
つを選択して押すことで、そのスプール１０をシフトレ
ール９に沿って移動させる。具体的には、ギア変速装置
４のシフトヨーク１２の爪１２ｂ（後述）が、スプール
１０のスプールヨーク１０ａの切欠き部１０ｂに入り、
シャフト１１の揺動運動によりスプール１０が移動す
る。そして、スプール１０の直線移動により、図示しな
いコーンクラッチを含むシンクロ機構を介して変速用ギ
アの断接が行われる。

【００３６】ギア変速装置４は、主として、シャフト１
１と、シフトヨーク１２と、ギアセレクト機構１３と、
ギアシフト機構１４とを備えている。 （シャフト）シャフト１１は、両端近傍がベアリングを
介してハウジング４５に軸支されている。また、シャフ
ト１１の中央部分の外周面には、スプライン１１ａが形
成されている。

【００３７】（シフトヨーク）シフトヨーク１２は、内
周のスプライン１２ａがシャフト１１のスプライン１１
ａに係合している。したがって、シフトヨーク１２は、
シャフト１１の長手方向に移動可能であるが、シャフト
１１に対して回転が拘束されている。また、シフトヨー
ク１２は、揺動によって各スプール１０の切欠き部１０
ｂに入り得る爪１２ｂを有している。

【００３８】（ギアセレクト機構）ギアセレクト機構１
３は、シフトヨーク１２をシャフト１１の長手方向（セ
レクト方向Ｄｓ）に移動させ、シフトヨーク１２を任意
のスプール１０に選択的に対応させる機構である。ここ
では、電動ボールネジ機構（図示せず）を使ってギアセ
レクト機構１３を構成している。

【００３９】（ギアシフト機構）ギアシフト機構１４
は、シャフト１１を揺動させることでシフトヨーク１２
からスプール１０に力を作用させ、スプール１０を移動
させて変速用ギアの断接を行わせる機構である。このギ
アシフト機構１４は、主として、遊星キャリアプレート
４１と、遊星ギア４２と、第１リングギア４３と、第２
リングギア４４と、ハウジング４５と、連結部４６と、
サンギア４７と、電動モータ４８とを有している。

【００４０】遊星キャリアプレート４１には、３本の軸
支ピン４０が圧入されている。そして、３つの遊星ギア
４２は、ブッシュを介して軸支ピン４０に回転自在に装
着されている。すなわち、３つの遊星ギア４２は、軸支
ピン４０を介して遊星キャリアプレート４１に軸支され
ている。

【００４１】第１リングギア４３及び第２リングギア４
４は、それぞれ、遊星ギア４２に噛み合っている。ま
た、第１リングギア４３の歯数Ｚr1と第２リングギア４
４との歯数Ｚr2は、転移により互いに異なっている。

【００４２】ハウジング４５は、固定部材４５ａによっ
て第１リングギア４３を固定している。但し、図３及び
図４に示すように、スプリングシート４９ａ及びスプリ
ング４９ｂから成るダンパー機構４９が、ハウジング４
５の固定部材４５ａと第１リングギア４３との間に挿入
されている。具体的には、第１リングギア４３の外周部
に３箇所の切欠きが設けられており、それらの切欠きに
ダンパー機構４９が挿入されている。また、固定部材４
５ａには、第１リングギア４３の揺動を許容する内部ス
リットが形成されている。すなわち、第１リングギア４
３は、回転方向に作用するダンパー機構４９を介して、
ハウジング４５に固定されている。このため、第１リン
グギア４３は、所定角度だけハウジング４５に対して回
転（揺動）が許容される。

【００４３】連結部４６は、第２リングギア４４をシャ
フト１１の端部に連結する役割を果たす。この連結部４
６は、第２リングギア４４と一体に成形されている。連
結部４６は、圧入あるいは溶着によってシャフト１１に
連結される。

【００４４】サンギア４７は、遊星ギア４２と噛み合う
ものであり、電動モータ４８の作動によって回転する。
また、サンギア４７は、歯数Ｚs1を有している。なお、
遊星キャリアプレート４１に軸支される長めの遊星ギア
４２に対して、転移により歯数の異なる第１リングギア
４３（歯数Ｚr1）及び第２リングギア４４（歯数Ｚr2）
とサンギア４７（歯数Ｚs1）とが噛み合っているが、こ
れらのギア４３，４４，４７が遊星ギア４２に噛み合う
歯数の条件は、遊星ギア４２の等分配置をｎ個とすると
以下のようになる。 噛み合い条件（１）：（Ｚr1−Ｚr2）がｎの倍数である
こと 噛み合い条件（２）：（Ｚr1＋Ｚs1）がｎの倍数である
こと また、シャフト１１への出力回転数Ｎoutは、電動モー
タ４８の入力回転数をＮinとすると、 Ｎout＝（１−Ｚr1／Ｚr2）×｛１／（１＋Ｚr1／Ｚs
1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア４２の等分配置が３個
（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、 Ｚr1＝７２、Ｚr2＝７５、Ｚs1＝１５、 とすれば、 Ｎout＝０．００６８９７×Ｎin：減速比１４５ となる。

【００４５】（特徴）本実施形態のギアシフト機構１４
では、電動モータ４８によるサンギア４７の回転を、固
定されている第１リングギア４３により遊星ギア４２の
回転運動に変換し、その遊星ギア４２に噛み合う第２リ
ングギア４４から減速された回転をシャフト１１に伝達
している。このような構成の高減速構造を用いているた
め、ギアシフト機構１４は、高減速比を保持しつつ軽量
コンパクトとなり、従来のネジ送り機構やウオームギア
機構にようにシャフトと直角に配するのではなく、図３
に示すようにシャフト１１と同軸に配することができて
いる。

【００４６】また、ギアシフト機構１４をシャフト１１
と同軸に配し、電動モータ４８の回転力を減速してその
ままシャフト１１に回転を伝えているため、力の伝達効
率が従来よりも向上し、シャフト１１の回転力を電動モ
ータ４８の電流制御によって制御することも容易となっ
ている。さらに、シャフト１１に回転力以外の曲げ力が
作用することも回避できており、シャフト１１のコスト
ダウンも図ることができる。

【００４７】また、図示しないシンクロ装置のコーンク
ラッチが接触してコーンクラッチの回転が同期するまで
の間は電動モータ４８の回転が０となるが、コーンクラ
ッチが接触して電動モータ４８の回転が０となる瞬間に
は、電動モータ４８や各ギアの回転イナーシャでショッ
クが発生してコーンクラッチにダメージを与える恐れが
ある。しかし、上記のギアシフト機構１４ではダンパー
機構４９を第１リングギア４３の固定部分に設けている
ため、ショックが緩和されてコーンクラッチへのダメー
ジが抑えられる。

【００４８】また、上記のギアシフト機構１４において
は、電動モータ４８の電流制御によってシンクロ荷重の
制御が可能であるが、ダンパー機構４９を用いたシンク
ロ荷重の制御も可能である。

【００４９】［他の実施形態］ギア変速装置において
は、通常、最大回転速度が２０００〜７０００［ｒｐ
ｍ］で、トルクが０．５〜５．０［Ｎ・ｍ］の小型直流
式モータが用いられる。一方、シャフトに要求されるト
ルクは５０〜１００［Ｎ・ｍ］であるため、ギアシフト
機構に求められる減速比は１０〜２００程度となる。

【００５０】これに対して、上記実施形態では減速比１
４５のギアシフト機構１４となっているが、必要に応じ
て以下に示すような他の構造及び減速比を選択すること
もできる。

【００５１】（他の実施形態Ａ）図２等に示す上記ギア
シフト機構１４が遊星ギア４２に噛み合うサンギア４７
を電動モータ４８で回転させているのに対し、図５に示
すギアシフト機構１４ａでは、サンギアを省き電動モー
タ４８で遊星キャリアプレートを直接回転させることで
遊星ギア４２を旋回・回転させている。

【００５２】この場合には、 Ｎout＝（１−Ｚr1／Ｚr2）×Ｎin となる。したがって、 Ｚr1＝７２、Ｚr2＝７５、 とすれば、 Ｎout＝０．０４×Ｎin：減速比２５ となる。

【００５３】（他の実施形態Ｂ）図２等に示す上記ギア
シフト機構１４が単一の歯数を持つ遊星ギア４２を採用
しているのに対し、図６に示すギアシフト機構１４ｂで
は、歯数の異なる第１ギア部４２ｂ１及び第２ギア部４
２ｂ２が形成された遊星ギア４２ｂを採用している。第
１ギア部４２ｂ１は、第１リングギア４３と噛み合う部
分であり、歯数Ｚｐ１を有する。第２ギア部４２ｂ２
は、第２リングギア４４と噛み合う部分であり、歯数Ｚ
ｐ２を有する。

【００５４】この場合には、各ギア４３，４４，４７が
遊星ギア４２ｂに噛み合う歯数の条件は、遊星ギア４２
ｂの等分配置をｎ個とすると以下のようになる。噛み合
い条件（１）：（Ｚr1＋Ｚs1）がｎの倍数であること 噛み合い条件（２）：（Ｚr1−Ｚp1）＝（Ｚr2−Ｚp2） そして、出力回転数Ｎoutは、 Ｎout＝｛１−（Ｚp2／Ｚp1）（Ｚr1／Ｚr2）｝×｛１
／（１＋Ｚr1／Ｚs1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア４２ｂの等分配置が３個
（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、 Ｚr1＝７５、Ｚr2＝７４、Ｚp1＝３０、Ｚp2＝２９、Ｚ
s1＝１５、 とすれば、 Ｎout＝０．００３３８×Ｎin：減速比２９６ となる。

【００５５】このように、ここでは第１ギア部４２ｂ１
と第２ギア部４２ｂ２とで歯数が異なるような遊星ギア
４２ｂを用いているため、図２のギアシフト機構１４
（減速比１４５）よりも高い減速比を得ることができて
いる。

【００５６】（他の実施形態Ｃ）上記の実施形態Ｂのギ
アシフト機構１４ｂが遊星ギア４２ｂに噛み合うサンギ
ア４７を電動モータ４８で回転させているのに対し、図
７に示すギアシフト機構１４ｃでは、サンギアを省き電
動モータ４８で遊星キャリアプレートを直接回転させる
ことで遊星ギア４２ｂを旋回・回転させている。

【００５７】この場合には、 Ｎout＝｛１−（Ｚp2／Ｚp1）（Ｚr1／Ｚr2）｝×Ｎin となる。したがって、 Ｚr1＝７５、Ｚr2＝７４、Ｚp1＝３０、Ｚp2＝２９、 とすれば、 Ｎout＝０．０２０２×Ｎin：減速比４９ となる。

【００５８】（他の実施形態Ｄ）図２等に示す上記ギア
シフト機構１４に代えて、図８に示す以下のようなギア
シフト機構１４ｄを採用する。

【００５９】ギアシフト機構１４ｄは、主として、遊星
キャリアプレート１４１と、遊星ギア１４２と、第１サ
ンギア１４３と、第２サンギア１４４と、ハウジング１
４５と、連結部１４６と、リングギア１４７と、電動モ
ータ４８とを有している。

【００６０】遊星ギア１４２は、軸支ピンを介して遊星
キャリアプレート４１に軸支されている。第１サンギア
１４３及び第２サンギア１４４は、それぞれ、遊星ギア
１４２に噛み合っている。また、第１サンギア１４３の
歯数Ｚs1と第２サンギア１４４との歯数Ｚs2は、転移に
より互いに異なっている。

【００６１】ハウジング１４５は、第１サンギア１４３
を、回転方向に作用するダンパー機構を介して固定して
いる。このため、第１サンギア１４３は、所定角度だけ
ハウジング１４５に対して回転（揺動）が許容される。

【００６２】連結部１４６は、第２サンギア１４４をシ
ャフト１１の端部に連結する役割を果たす。この連結部
１４６は、第２サンギア１４４と一体に成形されてい
る。リングギア１４７は、遊星ギア１４２と噛み合うも
のであり、電動モータ４８の作動によって回転する。ま
た、サンギア１４７は、歯数Ｚr1を有している。

【００６３】なお、遊星キャリアプレート１４１に軸支
される長めの遊星ギア１４２に対して、転移により歯数
の異なる第１サンギア１４３（歯数Ｚs1）及び第２サン
ギア１４４（歯数Ｚs2）とリングギア１４７（歯数Ｚr
1）とが噛み合っているが、これらのギア１４３，１４
４，１４７が遊星ギア１４２に噛み合う歯数の条件は、
遊星ギア１４２の等分配置をｎ個とすると以下のように
なる。 噛み合い条件（１）：（Ｚs1−Ｚs2）がｎの倍数である
こと 噛み合い条件（２）：（Ｚr1＋Ｚs1）がｎの倍数である
こと また、シャフト１１への出力回転数Ｎoutは、電動モー
タ４８の入力回転数をＮinとすると、 Ｎout＝（１−Ｚs1／Ｚs2）×｛１／（１＋Ｚs1／Ｚr
1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア４２の等分配置が３個
（ｎ＝３）で、 Ｚr1＝４８、Ｚr2＝５１、Ｚs1＝８４、 とすれば、 Ｎout＝０．０３７４３×Ｎin：減速比２７ となる。

【００６４】（他の実施形態Ｅ）上記の実施形態Ｄのギ
アシフト機構１４ｄが遊星ギア１４２に噛み合うリング
ギア１４７を電動モータ４８で回転させているのに対
し、図９に示すギアシフト機構１４ｅでは、リングギア
を省き電動モータ４８で遊星キャリアプレート１４１を
直接回転させることで遊星ギア１４２を旋回・回転させ
ている。

【００６５】この場合には、 Ｎout＝（１−Ｚs1／Ｚs2）×Ｎin となる。したがって、 Ｚs1＝４８、Ｚs2＝５１、 とすれば、 Ｎout＝０．０５８８×Ｎin：減速比１７ となる。

【００６６】（他の実施形態Ｆ）上記の実施形態Ｄのギ
アシフト機構１４ｄが単一の歯数を持つ遊星ギア１４２
を採用しているのに対し、図１０に示すギアシフト機構
１４ｆでは、歯数の異なる第１ギア部１４２ｆ１及び第
２ギア部１４２ｆ２が形成された遊星ギア１４２ｆを採
用している。第１ギア部１４２ｆ１は、第１サンギア１
４３と噛み合う部分であり、歯数Ｚｐ１を有する。第２
ギア部１４２ｆ２は、第２サンギア１４４と噛み合う部
分であり、歯数Ｚｐ２を有する。

【００６７】この場合には、各ギア１４３，１４４，１
４７が遊星ギア１４２ｆに噛み合う歯数の条件は、遊星
ギア１４２ｆの等分配置をｎ個とすると以下のようにな
る。 噛み合い条件（１）：（Ｚr1＋Ｚs1）がｎの倍数である
こと 噛み合い条件（２）：（Ｚs1＋Ｚp1）＝（Ｚs2＋Ｚp2） そして、出力回転数Ｎoutは、 Ｎout＝｛１−（Ｚp2／Ｚp1）（Ｚs1／Ｚs2）｝×｛１
／（１＋Ｚs1／Ｚr1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア１４２ｆの等分配置が３
個（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、 Ｚs1＝４８、Ｚs2＝４９、Ｚp1＝１８、Ｚp2＝１７、Ｚ
r1＝８４、 とすれば、 Ｎout＝０．０４７６×Ｎin：減速比２１ となる。

【００６８】（他の実施形態Ｇ）上記の実施形態Ｆのギ
アシフト機構１４ｆが遊星ギア１４２ｆに噛み合うリン
グギア１４７を電動モータ４８で回転させているのに対
し、図１１に示すギアシフト機構１４ｇでは、リングギ
アを省き電動モータ４８で遊星キャリアプレート１４１
を直接回転させることで遊星ギア１４２ｆを旋回・回転
させている。

【００６９】この場合には、 Ｎout＝｛１−（Ｚp2／Ｚp1）（Ｚs1／Ｚs2）｝×Ｎin となる。したがって、 Ｚs1＝４８、Ｚs2＝４９、Ｚp1＝１８、Ｚp2＝１７、 とすれば、 Ｎout＝０．０７４８×Ｎin：減速比１３ となる。

【００７０】

【発明の効果】本発明に係るギア変速装置を用いれば、
高減速比を保持しつつギアシフト機構がコンパクトとな
り、従来のネジ送り機構やウオームギア機構にようにギ
アシフト機構をシャフトと直角に配するのではなく、シ
ャフトと同軸に配することができるようになる。また、
ギアシフト機構をシャフトと同軸に配し、モータの回転
力を減速してそのままシャフトに伝えることで、力の伝
達効率が従来よりも向上し、シャフトの回転力をモータ
の電流制御によって制御することも容易となる。さら
に、シャフトに回転力以外の曲げ力が作用することも回
避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るトランスミッション
（車両用変速機）を含むマニュアルトランスミッション
自動変速システム図。

【図２】ギア変速装置の模式図。

【図３】ギアシフト機構の断面図。

【図４】図３のIV-IV矢視断面図。

【図５】他の実施形態Ａに係るギアシフト機構の模式
図。

【図６】他の実施形態Ｂに係るギアシフト機構の模式
図。

【図７】他の実施形態Ｃに係るギアシフト機構の模式
図。

【図８】他の実施形態Ｄに係るギアシフト機構の模式
図。

【図９】他の実施形態Ｅに係るギアシフト機構の模式
図。

【図１０】他の実施形態Ｆに係るギアシフト機構の模式
図。

【図１１】他の実施形態Ｇに係るギアシフト機構の模式
図。

【符号の説明】

２ トランスミッション １０ スプール １１ シャフト １２ シフトヨーク １３ ギアセレクト機構 １４ ギアシフト機構 ４１，１４１ 遊星キャリアプレート ４２，４２ｂ，１４２，１４２ｆ ４２ｂ１，１４２ｆ１ ４２ｂ２，１４２ｆ２ ４３ 第１リングギア ４４ 第２リングギア ４５，１４５ ハウジング ４６，１４６ 連結部 ４７ サンギア ４８ 電動モータ １４３ 第１サンギア １４４ 第２サンギア １４７ リングギア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 懸樋 亨 大阪府寝屋川市木田元宮１丁目１番１号 株式会社エクセディ内 Ｆターム(参考） 3J067 AA01 AA21 AB23 AC01 BA52 BA58 BB14 CA02 CA09 CA23 DA43 DB32 EA31 FB83 GA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャフトと、 前記シャフトの長手方向に移動可能であり且つ前記シャ
   フトに相対回転不能であるように前記シャフトに装着さ
   れたシフトヨークと、 前記シフトヨークを前記シャフトの長手方向に移動さ
   せ、前記シフトヨークを任意のスプールに選択的に対応
   させるギアセレクト機構と、 前記シャフトを揺動させることで前記シフトヨークから
   前記スプールに力を作用させ、前記スプールの動きによ
   って変速用ギアの断接を行わせるギアシフト機構と、を
   備え、 前記ギアシフト機構は、遊星キャリアと、前記遊星キャ
   リアに軸支された遊星ギアと、前記遊星ギアに噛み合う
   互いに歯数の異なる第１及び第２リングギアと、前記第
   １リングギアを固定するハウジングと、前記第２リング
   ギアを前記シャフトに連結する連結部と、前記遊星ギア
   と噛み合うサンギアと、前記サンギアを回転させるモー
   タとを有し、前記モータの回転を前記シャフトの揺動運
   動に変換する、車両用変速機のギア変速装置。
2. 【請求項２】シャフトと、 前記シャフトの長手方向に移動可能であり且つ前記シャ
   フトに相対回転不能であるように前記シャフトに装着さ
   れたシフトヨークと、 前記シフトヨークを前記シャフトの長手方向に移動さ
   せ、前記シフトヨークを任意のスプールに選択的に対応
   させるギアセレクト機構と、 前記シャフトを揺動させることで前記シフトヨークから
   前記スプールに力を作用させ、前記スプールの動きによ
   って変速用ギアの断接を行わせるギアシフト機構と、を
   備え、 前記ギアシフト機構は、遊星キャリアと、前記遊星キャ
   リアに軸支された遊星ギアと、前記遊星ギアに噛み合う
   互いに歯数の異なる第１及び第２リングギアと、前記第
   １リングギアを固定するハウジングと、前記第２リング
   ギアを前記シャフトに連結する連結部と、前記遊星キャ
   リアを回転させるモータとを有し、前記モータの回転を
   前記シャフトの揺動運動に変換する、車両用変速機のギ
   ア変速装置。
3. 【請求項３】前記遊星ギアは、前記第１及び第２リング
   ギアのそれぞれと噛み合う単一の歯数を持つ、請求項１
   又は２に記載の車両用変速機のギア変速装置。
4. 【請求項４】前記遊星ギアは、前記第１リングギアと噛
   み合う第１ギア部と、前記第２リングギアと噛み合い前
   記第１ギア部とは歯数が異なる第２ギア部とを含んでい
   る、請求項１又は２に記載の車両用変速機のギア変速装
   置。
5. 【請求項５】前記第１リングギアは、回転方向にダンパ
   ーを介して前記ハウジングに固定されている、請求項１
   から４のいずれかに記載の車両用変速機のギア変速装
   置。
6. 【請求項６】シャフトと、 前記シャフトの長手方向に移動可能であり且つ前記シャ
   フトに相対回転不能であるように前記シャフトに装着さ
   れたシフトヨークと、 前記シフトヨークを前記シャフトの長手方向に移動さ
   せ、前記シフトヨークを任意のスプールに選択的に対応
   させるギアセレクト機構と、 前記シャフトを揺動させることで前記シフトヨークから
   前記スプールに力を作用させ、前記スプールの動きによ
   って変速用ギアの断接を行わせるギアシフト機構と、を
   備え、 前記ギアシフト機構は、遊星キャリアと、前記遊星キャ
   リアに軸支された遊星ギアと、前記遊星ギアに噛み合う
   互いに歯数の異なる第１及び第２サンギアと、前記第１
   サンギアを固定するハウジングと、前記第２サンギアを
   前記シャフトに連結する連結部と、前記遊星ギアと噛み
   合うリングギアと、前記リングギアを回転させるモータ
   とを有し、前記モータの回転を前記シャフトの揺動運動
   に変換する、車両用変速機のギア変速装置。
7. 【請求項７】シャフトと、前記シャフトの長手方向に移
   動可能であり且つ前記シャフトに相対回転不能であるよ
   うに前記シャフトに装着されたシフトヨークと、 前記シフトヨークを前記シャフトの長手方向に移動さ
   せ、前記シフトヨークを任意のスプールに選択的に対応
   させるギアセレクト機構と、 前記シャフトを揺動させることで前記シフトヨークから
   前記スプールに力を作用させ、前記スプールの動きによ
   って変速用ギアの断接を行わせるギアシフト機構と、を
   備え、 前記ギアシフト機構は、遊星キャリアと、前記遊星キャ
   リアに軸支された遊星ギアと、前記遊星ギアに噛み合う
   互いに歯数の異なる第１及び第２サンギアと、前記第１
   サンギアを固定するハウジングと、前記第２サンギアを
   前記シャフトに連結する連結部と、前記遊星キャリアを
   回転させるモータとを有し、前記モータの回転を前記シ
   ャフトの揺動運動に変換する、車両用変速機のギア変速
   装置。
8. 【請求項８】前記遊星ギアは、前記第１及び第２サンギ
   アのそれぞれと噛み合う単一の歯数を持つ、請求項６又
   は７に記載の車両用変速機のギア変速装置。
9. 【請求項９】前記遊星ギアは、前記第１サンギアと噛み
   合う第１ギア部と、前記第２サンギアと噛み合い前記第
   １ギア部とは歯数が異なる第２ギア部とを含んでいる、
   請求項６又は７に記載の車両用変速機のギア変速装置。
10. 【請求項１０】前記第１サンギアは、回転方向にダンパ
    ーを介して前記ハウジングに固定されている、請求項５
    から９のいずれかに記載の車両用変速機のギア変速装
    置。