JP2011127660A - 自動変速機のシフト操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で低コストながら、シフトフォークに効率的に力を伝達することができる自動変速機のシフト操作装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータケース９８と、アクチュエータケース９８の底壁と天井壁とに支持されたピニオン軸９４と、天井壁と底壁との間にピニオン軸９４に同軸で固定されたウォームホイール９３と、モータ９２によって回転駆動されるウォーム１００と、ピニオン軸９４に形成されたピニオン９４ｃと、ピニオン９４ｃと噛合する軸方向に移動可能に支承されたフォークシャフト９５と、シフトフォーク９１と、基端がアクチュエータケース９８の底壁に固定され、先端がトランスミッションケース内に突出された支持部材９７とを備え、支持部材９７は、ピニオン９４ｃとラック部９５ａとが噛合する位置に開口部９７ｇを備えるとともに、ピニオン軸９４の先端を支承する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用自動変速機のシフト操作装置に関する。

従来、自動車などの車両用の自動変速機として、動力の伝達効率がよいとされている歯車式手動変速機をベースにした変速機の自動化がいくつか提案されている。例えば特許文献１に示すように、モータによって歯車変速機構（以降シフト操作装置と称す）を駆動し、シフト操作装置に備えられたフォークシャフト及びフォークシャフトに連結されたシフトフォークを軸方向に往復動させることによってシフトフォークに係合されるシフトクラッチのスリーブを作動させギヤ段を切替えるものがある。特許文献１にはシフト操作装置の詳細については示されていないが、一般にシフト操作装置の小型化を合わせて図るため、図５に示す構造のものがある。

図５に示すものでは、モータが、トランスミッションケースの周壁の外に配置され、モータの回転軸がトランスミッションケースの外表面に沿って配置されている。このように、モータが外方に飛び出さないようにしてシフト操作装置の外形の小型化を図っている。そしてモータの回転軸に設けられたウォームと噛合するウォームホイールと同軸で形成されたピニオン軸がモータによってウォームホイールを介して回転されるよう構成されている。そしてピニオン軸の先端に形成されたピニオンと噛合するラック部を有するフォークシャフトが往復動され、フォークシャフトに固定されるシフトフォークがシフトクラッチのスリーブを移動させ各ギヤ段を適宜切替える。このときピニオンは一端がアクチュエータケースのカバーに回転支持され、中間部がトランスミッションケースの周壁に支持されている。そして先端がフォークシャフト及びシフトフォークが収納されているトランスミッションケース内に突出してフォークシャフトのラック部と噛合されている。このようにトランスミッションケース内に向ってピニオンを縦に配置することによりシフト操作装置の外形を小型化している。

特開２００７−３３１６５４号公報

しかしながら、上記の図５に示すものでは、ピニオンはトランスミッションケース内に突出し、片持ち状態でフォークシャフトのラック部と噛合している。これにより例えばピニオン部にフォークシャフトから大きな荷重が入力されると、ピニオン軸は支持点の一つであるトランスミッションケースの周壁部を支点として撓んでしまい、ピニオンとラックの歯面同士の噛合いが不完全になりフォークシャフトに対して十分力を伝達できない虞があるとともに、歯面同士の噛合いが不完全となるため、想定外の負荷が歯面にかかり強度に対し影響を与える虞がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小型で低コストながら、フォークシャフトに効率的に力を伝達することができる自動変速機のシフト操作装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、変速機を収納するトラン
スミッションケースと、前記トランスミッションケースの周壁の一部を底壁として前記トランスミッションケースの外部に形成されたアクチュエータケースと、前記底壁と該底壁と対向する前記アクチュエータケースの天井壁とに支持されたピニオン軸と、前記天井壁と前記底壁との間に前記ピニオン軸に同軸で固定されたウォームホイールと、前記ウォームホイールと噛合されモータによって回転駆動されるウォームと、前記ピニオン軸に前記トランスミッションケース内で形成されたピニオンと、前記ピニオンと噛合するラック部を有し前記トランスミッションケース内で軸方向に移動可能に支承されたフォークシャフトと、前記フォークシャフトに固定されたシフトフォークと、を備えた自動変速機のシフト操作装置において、基端が前記アクチュエータケースの前記底壁に固定され、先端が前記トランスミッションケース内に突出された支持部材を備え、前記支持部材は、前記ピニオンと前記フォークシャフトのラック部とが噛合する位置に開口部を備えるとともに、前記ピニオン軸の先端を支承していることである。

上記の課題を解決するために、請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記底壁には前記ピニオン軸と同軸に円環状突部が前記アクチュエータケース内に突設され、前記ウォームホイールの底壁側の側面に前記円環状突部が入り込む凹部が形成され、前記円環状突部の内周穴と前記ピニオン軸との間にシール部材が介在されていることである。

上記の課題を解決するために、請求項３に係る発明の特徴は、請求項２において、前記底壁には前記ピニオン軸と同軸に段付穴が形成され、前記支持部材は前記段付穴と嵌合して前記トランスミッションケース内に突出するとともに、前記基端部に形成された鍔部が前記内周穴と嵌合し前記鍔部を前記段付穴の段部との間で挟持するスナップリングを前記内周穴に係止することにより前記支持部材を前記底壁に固定したことである。

上記の課題を解決するために、請求項４に係る発明の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記変速機は、軸体が前記トランスミッションケースに同軸で回転可能に軸承され駆動側の複数のギヤが同軸に配置された第１入力軸及び第２入力軸と、前記トランスミッションケースに回転可能に軸承され従動側の複数のギヤが夫々回転可能に支持された第１出力軸及び第２出力軸と、原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチ及び前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチを有するデュアルクラッチと、を備えるデュアルクラッチ式自動変速機であることである。

請求項１に係る発明によれば、ピニオン軸がアクチュエータケースの天井壁と、アクチュエータケースの底壁に固定された支持部材とによって両端で支持されている。これによりピニオン軸は両持ち支持となり、ピニオン軸と直交する方向から荷重を受けても撓む虞が少ない。よってフォークシャフトに効率よく力が伝達され効率的にシフトフォークが移動されてギヤの切替えが行なえる。また、ピニオン軸は変形せずフォークシャフトに効率よく力が伝達されるので、歯面同士が片あたり等をして歯面の強度に影響を与える虞はない。さらに支持部材という別部材を用いピニオン軸の先端を支持するので、トランスミッションケースの形状を鋳物や加工等によって変更する必要がなく、低コストに対応できる。

請求項２に係る発明によれば、ウォームホイールの内部に空間である凹部が設けられシール部材が該空間部内に収容されるので、シール部材の厚み分だけピニオン軸の軸方向長さを短縮できる。これによりピニオン軸は一層撓みにくくなり、さらに効率的にフォークシャフトに力を伝達できるとともに小型、軽量化を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、支持部材は、鍔部がアクチュエータケース底壁に設けられた段付穴の段部とスナップリングとの間に挟持されて軸方向の移動が規制され固定され
ている。このように支持部材を簡易な方法により固定できるので低コストに対応できる。

請求項４に係る発明によれば、シフト操作装置をデュアルクラッチ式自動変速機に適用する。デュアルクラッチ式自動変速機では、出力軸を２本以上備えるものが多く、各出力軸に対してシフト操作装置をそれぞれ設ける必要がある。これにより出力軸が１本の自動変速機に対して必要なシフト操作装置の数が多くなりシフト操作装置を小型、低コスト化したときのメリットは一層大きなものとなる。

本実施形態に係るケース１０のトランスミッションケース１１及びクラッチハウジング１２を側面からみた透視図である。 図１における２−２断面図である。 変速機１の全体構造を示すスケルトン図である。 本発明に係るシフト操作装置９０の断面図である。 従来のシフト操作装置を示す断面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態に係る変速機１について、図１〜図３を参照し説明する。変速機１は、図１〜図３に示すように、前進７速のデュアルクラッチ式自動変速機であり、ケース１０内の軸線方向に、第１入力軸２１、第２入力軸２２、第１出力軸３１、及び第２出力軸３２を備えている。またケース１０内には、図３に示すように、デュアルクラッチ４０、各変速段の駆動ギヤ５１〜５７、最終減速駆動ギヤ５８、６８、各変速段の従動ギヤ６１〜６７、後進ギヤ７０、及びリングギヤ８０を備えている。

ケース１０は、図１に示すように、トランスミッションケース１１とクラッチハウジング１２とを有する。トランスミッションケース１１は、複数の軸受けにより各軸を支承するとともに、上記の複数のギヤなどを含む潤滑箇所を潤滑するための潤滑油（図示せず）を収容している。またトランスミッションケース１１には第１出力軸３１、及び第２出力軸３２にそれぞれ設けられた第１〜第４シフトクラッチ１０１〜１０４を駆動し各変速段を切替えるための本発明に係る各シフト操作装置９０がそれぞれ備えられている（図２参照）。クラッチハウジング１２は、トランスミッションケース１１の端面と対向する端面を有し、トランスミッションケース１１とボルト締結により固定されている。このクラッチハウジング１２は、複数の軸受けにより各軸を支承するとともに、内部にデュアルクラッチ４０を収容している。

第１入力軸２１は、中空軸状に形成されて、軸受によりトランスミッションケース１１、及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に支承されている。また、第１入力軸２１の外周面には、軸受けを支持する部位と複数の外歯スプラインが形成されている。そして、第１入力軸２１には、１速駆動ギヤ５１及び３速駆動ギヤ５３が直接形成されている。５速駆動ギヤ５５及び７速駆動ギヤ５７は、第１入力軸２１の外周面に形成された外歯スプラインにスプライン嵌合により圧入されている。また、第１入力軸２１は、デュアルクラッチ４０の第１クラッチ４１に連結される連結部が形成されている。

第２入力軸２２は、中空軸状に形成されており、第１入力軸２１の１部の外周に複数の軸受を介して回転可能に支承され、且つ、軸受によりトランスミッションケース１１、及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に支承されている。つまり、第２入力軸２２は、第１入力軸２１に対して同心に相対回転可能に配置されている。また、第２入力軸２２の外周面には、第１入力軸２１と同様に、軸受けを支持する部位と複数の外歯歯車が形成されている。第２入力軸２２には、２速駆動ギヤ５２、４速駆動ギヤ５４及び６速駆動ギヤ５６が形成されている。また、第２入力軸２２は、デュアルクラッチ４０の第２クラ
ッチ４２に連結される連結部が形成されている。

第１出力軸３１は、軸受によりトランスミッションケース１１及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に支承され、トランスミッションケース１１内において第１入力軸２１に平行に配置されている。また、第１出力軸３１の外周面には、最終減速駆動ギヤ５８が形成されるとともに、軸受けを支持する部位と複数の外歯スプラインが形成されている。第１出力軸３１の外歯スプラインには、第１及び第３シフトクラッチ１０１、１０３の各クラッチハブ２０１がスプライン嵌合により圧入されている。そして、図２に示すように第１及び第３シフトクラッチ１０１、１０３部近傍のトランスミッションケース１１の周壁には第１及び第３シフトクラッチ１０１、１０３を駆動する各シフト操作装置９０がそれぞれ設けられている。最終減速駆動ギヤ５８は、ディファレンシャル（差動機構）のリングギヤ８０に噛合している。リングギヤ８０はトランスミッションケース１１内に配置されるギヤのなかで軸線方向において内燃機関Ｅ／Ｇ側に配置されている。

さらに、第１出力軸３１には、１速従動ギヤ６１、及び３速従動ギヤ６３、４速従動ギヤ６４、後進ギヤ７０を遊転可能に支持する支持部が形成されている。

１速従動ギヤ６１は第１入力軸２１に形成された１速駆動ギヤ５１と噛合され、第１入力軸２１が回転するときは、常時回転している。また、第１入力軸２１が回転しないときには、１速従動ギヤ６１は走行中常時回転される最終減速駆動ギヤ５８とともに回転する第１出力軸３１の回転に、連れ回りされるよう第１出力軸３１に支持されている。つまり、１速従動ギヤ６１は、車両走行時に常に回転する。

また、３速従動ギヤ６３は、第１入力軸２１に形成された３速駆動ギヤ５３と噛合され、第１入力軸２１が回転するときは、常時回転される。第１入力軸２１が回転しないときには、３速従動ギヤ６３は、１速従動ギヤ６１と同様に走行中常時回転される最終減速駆動ギヤ５８とともに回転する第１出力軸３１の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転している。

また、４速従動ギヤ６４は、第２入力軸２２に形成された４速駆動ギヤ５４と噛合され、第２入力軸２２が回転するときは、常時回転される。そして第２入力軸２２が回転しないときには、４速従動ギヤ６４は、１速、３速従動ギヤ６１、６３と同様に、走行中常時回転する最終減速駆動ギヤ５８とともに回転される第１出力軸３１の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転している。

さらに、後進ギヤ７０は、第２出力軸３１に遊転可能に支持される２速従動ギヤ６２に一体的に形成された小径ギヤ６２ａに常に噛合している。これにより、２速従動ギヤ６２と噛合される第２入力軸２２の２速駆動ギヤ５２が第２入力軸２２によって回転されると後進ギヤ７０も同時に回転する。第２入力軸２２が回転しないときには、後進ギヤ７０は、１速、３速、４速従動ギヤ６１、６３、６４と同様に、走行中常時回転する最終減速駆動ギヤ５８とともに回転される第１出力軸３１の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転している。

第２出力軸３２は、軸受によりトランスミッションケース１１及びクラッチハウジング１２に対して回転可能に軸承され、トランスミッションケース１１内において第１入力軸２１に平行に配置されている。また、第２出力軸３２の外周面には、第１出力軸３１と同様に、最終減速駆動ギヤ６８が形成されるとともに、軸受けを支持する部位と複数の外歯スプラインが形成されている。第２出力軸３２の外歯スプラインには、第２及び第４シフトクラッチ１０２、１０４の各クラッチハブ２０１がスプライン嵌合により圧入されている。第２、第４シフトクラッチ１０２、１０４部近傍のトランスミッションケース１１の
周壁には第２、第４シフトクラッチ１０２、１０４を駆動する各シフト操作装置９０がそれぞれ設けられている。最終減速駆動ギヤ６８は、ディファレンシャルのリングギヤ８０に噛合している。さらに、第２出力軸３２には、２速従動ギヤ６２、５速従動ギヤ６５、６速従動ギヤ６６、７速従動ギヤ６７、を遊転可能に支持する支持部が形成されている。

２速従動ギヤ６２は第２入力軸２２に形成された２速駆動ギヤ５２と噛合され、第２入力軸２２が回転するときは、常時回転している。また、第２入力軸２２が回転しないときには、２速従動ギヤ６２は走行中常時回転される最終減速駆動ギヤ６８とともに回転する第２出力軸３２の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転する。

また、５速従動ギヤ６５は、第１入力軸２１に形成された５速駆動ギヤ５５と噛合され、第１入力軸２１が回転するときは、常時回転している。第１入力軸２１が回転しないときには、５速従動ギヤ６５は、２速従動ギヤ６２と同様に走行中常時回転される最終減速駆動ギヤ６８とともに回転する第２出力軸３２の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転している。

また、６速従動ギヤ６６は、第２入力軸２２に形成された６速駆動ギヤ５６と噛合され、第２入力軸２２が回転するときは、常時回転される。そして第２入力軸２２が回転しないときには、６速従動ギヤ６６は、２速、５速従動ギヤ６２、６５と同様に、走行中常時回転する最終減速駆動ギヤ６８とともに回転される第２出力軸３２の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転している。

さらに、７速従動ギヤ６７は、第２出力軸３２に遊転可能に支持される７速駆動ギヤ５７に常に噛合している。これにより、７速従動ギヤ６７と噛合される第１入力軸２１の７速駆動ギヤ５７が第１入力軸２１によって回転されると７速従動ギヤ６７も同時に回転する。第１入力軸２１が回転しないときには、７速従動ギヤ６７は走行中常時回転する最終減速駆動ギヤ６８とともに回転される第２出力軸３２の回転に連れ回りされ車両走行時に常に回転している。

デュアルクラッチ４０は、図３に示すように、内燃機関Ｅ／Ｇ（本発明の「原動機」に相当する）の回転駆動力を第１入力軸２１に伝達する第１クラッチ４１と、内燃機関Ｅ／Ｇの駆動力を第２入力軸２２に伝達する第２クラッチ４２とを有する。このデュアルクラッチ４０は、図１の右側においてクラッチハウジング１２に収容され、第１入力軸２１及び第２入力軸２２に対して同心に設けられている。第１クラッチ４１は、第１入力軸２１の連結軸部に連結され、第２クラッチ４２は、第２入力軸２２の連結軸部に連結されている。そして、車両の制御指令に基づき第１，第２入力軸２１，２２に対し、第１，第２クラッチ４１，４２を順次作動させ内燃機関Ｅ／Ｇとの連結を切り換えることにより、高速のシフト変更を可能としている。

リングギヤ８０は、図３に示すように、最終減速駆動ギヤ５８及び最終減速駆動ギヤ６８に噛合されることで、第１出力軸３１及び第２出力軸３２に常時回転連結されている。このリングギヤ８０は、ケース１０に軸支される回転軸８０ａ及び差動機構（図示せず）を介して駆動輪に連結されている。

次に、第１〜第４シフトクラッチ１０１〜１０４について説明する。第１シフトクラッチ１０１は、第１出力軸３１の軸方向において１速従動ギヤ６１と３速従動ギヤ６３との間に配置されている。第２シフトクラッチ１０２は、第２出力軸３２の軸方向において２速従動ギヤ６２と６速従動ギヤ６６との間に配置されている。また第３シフトクラッチ１０３は、第１出力軸３１の軸方向において４速従動ギヤ６４と後進ギヤ７０との間に配置されている。さらに第４シフトクラッチ１０４は、第１出力軸３１の軸方向において５速
従動ギヤ６４と７速従動ギヤとの間に配置されている。

まず第１シフトクラッチ１０１は、第１出力軸３１にスプライン固定されたクラッチハブ２０１と、１速従動ギヤ６１に圧入固定された１速係合部材２０５と、３速従動ギヤ６３に圧入固定された３速係合部材２０５と、クラッチハブ２０１と左右の各係合部材２０５、２０５の間にそれぞれ介在されたシンクロナイザリング２０３と、クラッチハブ２０１の外周に軸線方向移動自在にスプライン係合されたスリーブ２０２よりなり、各従動ギヤ６１、６３を交互に第１入力軸２１に離脱可能に接続する周知のシンクロメッシュ機構である。

第１シフトクラッチ１０１のスリーブ２０２は、中立位置では係合部材２０５、２０５の何れにも係合されていない。しかしシフト操作装置９０の作動によってフォークシャフトが軸方向に駆動され、フォークシャフトに固定されたスリーブ２０２の外周の環状溝に係合されたシフトフォーク９１によりスリーブ２０２が１速従動ギヤ６１側にシフトされれば、スリーブ２０２は１速従動ギヤ６１側のシンクロナイザリング２０３にスプライン係合する。そして第１出力軸３１と１速従動ギヤ６１の回転を同期させる。次にシンクロナイザリング２０３が１速係合部材２０５の外周の外歯スプラインと係合し、第１出力軸３１と１速従動ギヤ６１を一体的に連結して第１速段を形成する。またシフト操作装置９０によりシフトフォーク９１がスリーブ２０２を３速従動ギヤ６３側にシフトされれば、同様にして第１出力軸３１と３速従動ギヤ６３の回転を同期させた後にこの両者を一体的に連結して第３速段を形成する。

第２〜第４シフトクラッチ１０２〜１０４は、第１シフトクラッチ１０１と実質的に同一構造で取り付け位置が異なるのみである。第２シフトクラッチ１０２は２速従動ギヤ６２及び６速従動ギヤ６６を第２出力軸３２に選択的に連結して２速段及び６速段を形成し、第３シフトクラッチ１０３は４速従動ギヤ６４及び後進ギヤ７０を第１出力軸３１に選択的に連結して４速段及び後進段を形成し、第４シフトクラッチ１０４は５速従動ギヤ６５及び７速従動ギヤ６７を第１出力軸３１に選択的に連結して５速段及び７速段を形成する。

次に第１〜第４シフトクラッチ１０１〜１０４を駆動するための本発明に係る各シフト操作装置９０について図４に基づいて説明する。各シフト操作装置９０は、アクチュエータケース９８と、ピニオン軸９４と、ピニオン軸９４と同軸に形成されたウォームホイール９３と、ウォームホイール９３と噛合しモータ９２によって回転駆動されるウォーム１００と、を有している。また各シフト操作装置９０は、ピニオン軸９４に軸承されるシール部材としてのオイルシール９９と、ピニオン軸９４を支承する支持部材９７と、ピニオン軸９４に形成されたピニオン９４ｃと、ピニオン９４ｃと噛合するラック部９５ａを備えたフォークシャフト９５と、フォークシャフト９５に固定されたシフトフォーク９１と、を有している。

アクチュエータケース９８は、トランスミッションケース１１の周壁と一部を共用した長方形形状の底壁９８ｃと、底壁９８ｃの外周縁からトランスミッションケース１１の外方に向けて立設された側壁９８ｇと、側壁９８ｇの先端部に当接する底壁９８ｃと対向する天井壁としてのカバー９８ｂとによって構成されている。カバー９８ｂはアクチュエータケース９８の内部に水や異物が混入するのを防止するためのものであり、ボルト等により側壁９８ｇに固定されている。底壁９８ｃにはピニオン軸９４と同軸に円環状突部９８ｄがアクチュエータケース９８内に突設されている。円環状突部９８ｄ内の空間９８ｆは内周穴９８ｈと底壁９８ｃとによって構成されている。円環状突部９８ｄ内の底壁９８ｃにはピニオン軸９４と同軸に段付穴９８ｅが形成され、段付穴９８ｅによって空間９８ｆとトランスミッションケース１１内とが連通している。

ピニオン軸９４は、アクチュエータケース９８のカバー９８ｂに設けられた支持孔９８ａと、底壁９８ｃに固定された支持部材９７の先端部の支持孔９７ｅとによって両端を回転可能に支承されている。ピニオン軸９４の先端部にはピニオン９４ｃが形成され、支持部材９７の先端部とともにトランスミッションケース１１内に所定量突出して配置されている。

ウォームホイール９３は、天井壁としてのカバー９８ｂと底壁９８ｃとの間にピニオン軸９４に同軸で一体的に固定されている。ウォームホイール９３の底壁９８ｃ側の側面には、空間部である凹部９３ａが形成されている。そして凹部９３ａには円環状突部９８ｄが入り込んでいる。また凹部９３ａ内において、円環状突部９８ｄの内周穴９８ｈとピニオン軸９４との間にはシール部材としてのオイルシール９９が液密に介在している。これにより、トランスミッションケース１１内のオイルが外部へ漏出することが防止されている。そしてオイルシール９９がこのようにウォームホイール９３の凹部９３ａ位置に配置されるので、ピニオン軸９４の長さはオイルシール９９の取付長さ分だけ短縮することができる。

ウォームホイール９３にはモータ９２の回転軸９２ａに備えられモータ９２によって回転駆動されるウォーム１００が噛合している。そしてウォームホイール９３の回転軸９３ｂはモータ９２の回転軸９２ａと直交して配置されている。モータ９２は、変速機１の小型化のためコイル部９２ｂが外方に突出しないようにモータ９２の回転軸９２ａがアクチュエータケース９８の底壁９８ｃに沿って配置され、所定の方法により底壁９８ｃに固定されている。

支持部材９７は、ピニオン軸９４及びウォームホイール９３と同軸に配置され、支持部材９７内にはピニオン軸９４の先端側の一部が収納されている。支持部材９７は基端側に鍔部９７ｃを有し、先端にピニオン軸９４の先端９４ｂを回転可能に支承するための支持孔９７ｅを有している。支持部材９７は、段付穴９８ｅと嵌合してトランスミッションケース１１内に突出している。また支持部材９７の鍔部９７ｃ外周面は、底壁９８ｃに設けられた円環状突部９８ｄの内周穴９８ｈに嵌合され保持されている。このとき鍔部９７ｃの底壁９８ｃ側の平面は段付穴９８ｅの段部９８ｋと当接している。そして鍔部９７ｃを段部９８ｋとの間で挟持するようにスナップリング８１が内周穴９８ｈのスナップリング溝９８ｊに係止され、これによって支持部材９７の軸方向への移動を規制している。つまりスナップリング８１の一部が円環状突部９８ｄの空間９８ｆ内に飛び出し、飛び出た部分と鍔部９７ｃとが干渉して支持部材９７の軸方向への移動を規制している。また、このとき支持部材９７の軸周りの回転を規制するため、図略のノックピンが支持部材９７の鍔部９７ｃから段部９８ｋに亘って嵌入されている。

また支持部材９７は、ピニオン軸９４のピニオン９４ｃとフォークシャフト９５のラック部９５ａとが噛合する位置に開口部９７ｇを備えている。開口部９７ｇはピニオン９４ｃとラック部９５ａとの噛合が確実にでき、且つフォークシャフト９５の軸方向への移動が干渉無くスムーズに行なえるような形状、及び大きさで形成されていればどのような形状でもよい。例えば鍔部９７ｃに到達するような大きな開口でもよく、ピニオン軸９４の多くの部分がトランスミッションケース１１内に露出していてもよい。

なお、支持部材９７の回転を規制するためには、ノックピンを適用しなくとも、鍔部９７ｃや鍔部９７ｃ以外の円筒部形状を異形とすることによって規制してもよい。また軸方向への移動規制はスナップリングでなくてもよくボルト締め等によってもよい。

各フォークシャフト９５は、トランスミッションケース１１内に第一出力軸、第二出力
軸と平行に軸承され、ピニオン軸９４の回転に伴い軸方向に往復動可能に配設されている。前述のとおり、各フォークシャフト９５にはラック部９５ａが形成され、ラック部９５ａと、ピニオン軸９４のピニオン９４ｃとが支持部材９７の開口部９７ｇを介して噛合している。各フォークシャフト９５にはシフトフォーク９１がそれぞれ固定されており、各シフトフォーク９１は、各シフトクラッチ１０１〜１０４の各スリーブ２０２とそれぞれ係合している。

次に、上述の実施形態の構成における動作、作用について説明する。変速機１が始動されると、この実施形態の制御装置は、アクセル開度、エンジン回転速度、車速などの自動車の作動状態に応じて、デュアルクラッチ４０の第１及び第２クラッチ４１、４２並びに各シフトクラッチ１０１〜１０４を作動させギヤ段を適宜切替える。不作動状態ではデュアルクラッチ４０の第１及び第２クラッチ４１、４２はともに解除されており、各シフトクラッチ１０１〜１０４は中立位置にある。

停車状態において内燃機関Ｅ／Ｇを起動させて歯車変速装置のシフトレバー（図示省略）を前進位置とすれば、制御装置は、第１速段と第３速段との切替え用の第１シフトクラッチ１０１を駆動させるため、シフト操作装置９０のモータ９２を所定方向に回転作動させる。これによりモータ９２の回転軸９２ａに設けられたウォーム１００と、ウォーム１００と噛合するウォームホイール９３が順次回転される。そしてウォームホイール９３が所定の減速比で減速され回転軸周りに回転作動される。ウォームホイール９３が回転されると、ウォームホイール９３と同軸で一体的に形成されているピニオン軸９４が回転され、ピニオン軸９４の先端に形成されているピニオン９４ｃが回転して、ピニオン９４ｃと噛合するラック部９５ａが直線移動する。これによりラック部９５ａが形成されているフォークシャフト９５、及びフォークシャフト９５に固定されるシフトフォーク９１がフォークシャフト９５軸線方向に直線移動される。そしてシフトフォーク９１が係合する第１シフトクラッチ１０１のスリーブ２０２が１速従動ギヤ６１の方向にスライドされ、スライドされたスリーブ２０２は、１速従動ギヤ６１のシンクロギヤ２０３をスライドさせて、回転を同期させながら１速従動ギヤ６１に噛合させ第１速段を形成する。そして、このとき、その他の各シフトクラッチは中立位置となっている。

なお、このときピニオン軸９４は端部９４ａをアクチュエータケース９８のカバー９８ｂに設けられた支持孔９８ａに支持され、先端９４ｂを支持部材９７の先端側の支持孔９７ｅに支持されている。このようにピニオン軸９４は両端で支持されているので、ピニオン９４ｃとフォークシャフト９５のラック部９５ａとが噛合しラック部９５ａから荷重を受けても、ピニオン軸９４が撓んだり、噛合部から逃げたりすることはなく、効率的に力が伝達できる。

そしてアクセル開度が増大して内燃機関Ｅ／Ｇが所定の低回転速度を越えれば、制御装置はアクセル開度に合わせてデュアルクラッチ４０の第１クラッチ４１の係合力を徐々に増加させ、これにより駆動トルクは第１クラッチ４１から第１入力軸２１、第１速ギヤ列５１，６１、第１シフトクラッチ１０１、第１出力軸３１、最終減速駆動ギヤ５８を介してディファレンシャルのリングギヤ８０に伝達され、自動車は第１速で走行し始める。

アクセル開度が増大するなどして自動車の作動状態が第２速走行に適した状態となれば、制御装置は、上記の第１シフトクラッチ１０１のときと同様に、第２速段と第６速段との切替え用第２シフトクラッチ１０２を駆動させるためにシフト操作装置９０のモータ９２を回転作動させ第２シフトクラッチ１０２が有するスリーブ２０２をスライドさせる。これによりスリーブ２０２を従動ギヤ６２のシンクロナイザリング２０３に同期させながら噛合させ第２速段を形成してから、デュアルクラッチ４０を第２クラッチ４２側に切り換えて第２速走行に切り換える。そして次いで第１シフトクラッチ１０１のスリーブ２０
２をスライドさせ離脱させる。これにより駆動トルクは第２クラッチ４２から第２入力軸２２、第２速ギヤ列５２，６２、シフトクラッチ１０２、第２出力軸３２、最終減速駆動ギヤ６８を介してディファレンシャルのリングギヤ８０に伝達され、自動車は第２速で走行する。なお、このときも上記と同様にピニオン軸９４は両端で支持されているので、フォークシャフト９５のラック部９５ａと噛合し荷重を受けても、ピニオン軸９４が撓んだり、噛合部から逃げたりすることはなく、効率的に力を伝達できる。

そして、このとき第１入力軸２１に形成された１速駆動ギヤ５１と噛合する１速従動ギヤ６１は、第１入力軸２１の回転が停止されるとともに、シフト操作装置９０の作動によってシフトクラッチ１０１のスリーブ２０２をスライドさせ、中立状態としている。

同様にして制御装置は、第３速〜第７速では、各シフト操作装置９０の作動によって自動車の作動状態に応じた変速段を順次選択するとともに第１クラッチ４１と第２クラッチ４２を交互に選択して、その状態に適した変速段での走行が行われるようにする。

内燃機関Ｅ／Ｇを起動させた停車状態において歯車変速装置のシフトレバーを後進位置とすれば、制御装置はそれを検出する。そして制御装置は上記と同様に、第４速段と後進段との切替え用の第３シフトクラッチ１０３を駆動させるために第３シフトクラッチ１０３用のシフト操作装置９０のモータ９２を回転作動させる。そして第３シフトクラッチ１０３が有するスリーブ２０２を後進ギヤ７０方向にスライドさせ、後進ギヤ７０のシンクロナイザリング２０３に回転を同期させながら噛合させ、その他の各クラッチが中立位置となるようにして後進段を形成する。このとき後進ギヤ７０は、変速段の従動ギヤ６２と一体的に形成された小径ギヤ６２ａと常時噛合されている。これによって駆動トルクは第２クラッチ４２から第２入力軸２２、第２速ギヤ列５２、６２、６２ａ、後進ギヤ７０、第３シフトクラッチ１０３、第１出力軸３１、最終減速駆動ギヤ５８を介してディファレンシャルのリングギヤ８０に伝達され、自動車は後進を開始する。

上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、ピニオン軸９４がアクチュエータケース９８の天井壁としてのカバー９８ｂと、アクチュエータケース９８の底壁９８ｃに固定された支持部材９７とによって両端で支持されている。これによりピニオン軸９４は両持ち支持となり、ピニオン軸９４と直交する方向から荷重を受けても撓む虞が少ない。よってフォークシャフト９５に効率よく力が伝達され効率的にシフトフォーク９１が移動されてギヤ段の切替えが行なえる。また、ピニオン軸９４は変形せずフォークシャフト９５に効率よく確実に力が伝達されるので、歯面同士が片あたり等をして歯面の強度に影響を与える虞はない。さらに支持部材９７という別部材を用いピニオン軸９４の先端を支持するので、トランスミッションケース１１の形状を変更する必要がなく、低コストで対応できる。

また、本実施形態においては、ウォームホイール９３の内部に空間が設けられシール部材としてのオイルシール９９が該空間部内に収容されるので、オイルシール９９の厚み分だけピニオン軸９４の軸方向長さを短縮できる。これによりピニオン軸９４は一層撓みにくくなり、さらに効率的にフォークシャフト９５に力が伝達されるとともに、小型、軽量化を図ることができる。

また、本実施形態においては、支持部材９７は、鍔部９７ｃがアクチュエータケース底壁９８ｃに設けられた段付穴９８ｅの段部９８ｋとスナップリング８１との間に挟持されて、軸方向の移動が規制され固定されている。このように支持部材９７を簡易な方法により固定できるので低コストで対応できる。

さらに、本実施形態においては、シフト操作装置９０をデュアルクラッチ式自動変速機
に適用する。デュアルクラッチ式自動変速機では、出力軸を２本以上備えるものが多く、各出力軸に対してシフト操作装置９０をそれぞれ設ける必要がある。これにより出力軸が１本の自動変速機に対して必要なシフト操作装置９０の数が多くなりシフト操作装置９０を小型、低コスト化したときのメリットは一層大きなものとなる。

なお、上記実施形態においては、フォークシャフト９５を４本設け、それぞれのフォークシャフト９５に対して設けたシフト操作装置９０を作動させ各変速段の切り替えを行なった。しかしこれに限らずフォークシャフト９５は４本を越えて設けてもよく、設定本数は任意である。

また、上記実施形態においては、シフト操作装置９０を作動させるとき、モータ９２の回転をモータ９２の回転軸９２ａに備えたウォーム１００と、ウォーム１００と噛合するウォームホイール９３とを介してピニオン軸９４に伝達した。しかしこれに限らず、モータ９２とピニオン軸９４との間は、どのように回転連結してもよい。例えば複数の平歯車によって連結してもよいし、かさ歯歯車等によって回転連結してもよい。

また、上記実施形態においては、デュアルクラッチ式自動変速機によって発明を具体化したが、これに限らず従来からある入力軸を一本としたシングルクラッチ式の変速機に適用してもよい。また、トルクコンバータを備えた一般的な自動変速機に適用してもよい。

さらに、シフト操作装置９０を、自動車用の自動変速機に適用するのではなく、自動二輪車等の他の自動変速機に適用してもよい。

１・・・変速機、１０・・・ケース、１１・・・トランスミッションケース、１２・・・クラッチハウジング、２１・・・第１入力軸、２２・・・第２入力軸、３１・・・第１出力軸、３２・・・第２出力軸、４０・・・デュアルクラッチ、４１・・・第１クラッチ、４２・・・第２クラッチ、５１〜５７・・・変速段の駆動ギヤ、５８、６８・・・最終減速駆動ギヤ、６１〜６７・・・変速段の従動ギヤ、６２ａ・・・小径ギヤ、７０・・・後進ギヤ、８１・・・スナップリング、９０・・・シフト操作装置、９１・・・シフトフォーク、９２・・・モータ、９３・・・ウォームホイール、９４・・・ピニオン軸、９４ｃ・・・ピニオン、９５・・・フォークシャフト、９７・・・支持部材、９８・・・アクチュエータケース、９９・・・オイルシール、１００・・・ウォーム、１０１〜１０４・・・シフトクラッチ。

Claims (4)

1. 変速機を収納するトランスミッションケースと、
   前記トランスミッションケースの周壁の一部を底壁として前記トランスミッションケースの外部に形成されたアクチュエータケースと、
   前記底壁と該底壁と対向する前記アクチュエータケースの天井壁とに支持されたピニオン軸と、
   前記天井壁と前記底壁との間に前記ピニオン軸に同軸で固定されたウォームホイールと、
   前記ウォームホイールと噛合されモータによって回転駆動されるウォームと、
   前記ピニオン軸に前記トランスミッションケース内で形成されたピニオンと、
   前記ピニオンと噛合するラック部を有し前記トランスミッションケース内で軸方向に移動可能に支承されたフォークシャフトと、
   前記フォークシャフトに固定されたシフトフォークと、を備えた自動変速機のシフト操作装置において、
   基端が前記アクチュエータケースの前記底壁に固定され、先端が前記トランスミッションケース内に突出された支持部材を備え、
   前記支持部材は、前記ピニオンと前記フォークシャフトのラック部とが噛合する位置に開口部を備えるとともに、前記ピニオン軸の先端を支承していることを特徴とする自動変速機のシフト操作装置。
2. 請求項１において、前記底壁には前記ピニオン軸と同軸に円環状突部が前記アクチュエータケース内に突設され、前記ウォームホイールの底壁側の側面に前記円環状突部が入り込む凹部が形成され、前記円環状突部の内周穴と前記ピニオン軸との間にシール部材が介在されていることを特徴とする自動変速機のシフト操作装置。
3. 請求項２において、前記底壁には前記ピニオン軸と同軸に段付穴が形成され、前記支持部材は前記段付穴と嵌合して前記トランスミッションケース内に突出するとともに、前記基端部に形成された鍔部が前記内周穴と嵌合し前記鍔部を前記段付穴の段部との間で挟持するスナップリングを前記内周穴に係止することにより前記支持部材を前記底壁に固定したことを特徴とする自動変速機のシフト操作装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、前記変速機は、軸体が前記トランスミッションケースに同軸で回転可能に軸承され駆動側の複数のギヤが同軸に配置された第１入力軸及び第２入力軸と、
   前記トランスミッションケースに回転可能に軸承され従動側の複数のギヤが夫々回転可能に支持された第１出力軸及び第２出力軸と、
   原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチ及び前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチを有するデュアルクラッチと、を備えるデュアルクラッチ式自動変速機であることを特徴とする自動変速機のシフト操作装置。

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