JP2013204759A - 車両用変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】低速側の変速段と高速側の変速段との間でシームレスシフトを行う機構を含む車両用変速機の部品点数を削減する。
【解決手段】出力軸Ａ３の第１遊転ギヤＧ１ｏと第２遊転ギヤＧ２ｏとの間に相対回転不能且つ軸方向に移動不能に設けられた被係合部材１３０と、被係合部材１３０と係合する係合位置と係合解除位置との間で回転可能且つ第１遊転ギヤＧ１ｏと共に回転する第１係合部材１１０と、被係合部材１３０と係合する係合位置と係合解除位置との間で回転可能且つ第２遊転ギヤＧ２ｏと共に回転する第２係合部材１２０と、第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０を回転させる駆動装置とを備え、駆動装置により、第１係合部材１１０のみを係合させる低速モードと、第２係合部材１２０のみを係合させる高速モードと、第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０の双方を係合させる中間モードと、のうちのいずれかのモードを選択的に達成するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用変速機に関する。

特表２０１０−５１０４６４号公報（特許文献１）には、車両用変速機の一例が開示されている。この変速機では、低速側のギヤに設けられた第１被係合部材（駆動構造体）に係合可能な一方の係合部材（係合要素セット）と、高速側のギヤに設けられた第２被係合部材（駆動構造体）に係合可能な他方の係合部材（係合要素セット）が用いられており、これら２つの係合部材（係合要素セット）のそれぞれが、各係合部材に専用の駆動部材及びアクチュエータによって軸方向に独立して駆動されるように構成されている。本構成によれば、各係合部材の駆動をアクチュエータによって制御することで、一方の係合部材が第１被係合部材に係合した低速側の変速段から、他方の係合部材が第２被係合部材に係合した高速側の変速段への変更（加速シフト）を瞬時に行うことが可能であり、これにより駆動トルクの途切れのない変速、所謂「シームレスシフト」を達成することができる。

特表２０１０−５１０４６４号公報

ところで、上記特許文献１に記載のような変速機では、前述のシームレスシフトを達成するための要素の部品点数を削減することによって、当該変速機に関する組み付け工数、重量、コスト等を抑えたいという要請がある。
また、低速側の変速段と高速側の変速段との間の変更に関しては、アクチュエータを用いる代わりに、各係合部材のうち被係合部材との対向部位に、軸方向に対して傾斜するように延在する傾斜面を設ける構造を採用することができる。この構造によれば、例えば低速側の変速段から高速側の変速段に変更する加速シフトの過程で、一方の係合部材の傾斜面が、低速側のギヤとともに回転する第１被係合部材に当接することによって、軸方向に関し当該第１被係合部材から離間するように押し出し荷重を受ける。これにより、第１被係合部の回転力の一部を利用して、一方の係合部材と第１被係合部材との係合解除を行うことが可能になる。
しかしながら、一方の係合部材と第１被係合部材との係合解除のために上述のような傾斜面を用いる場合、この傾斜面に高い強度を持たせる必要があり、その結果、変速機の重量やコストが上昇する。更に、例えば高速側の変速段から低速側の変速段に変更する減速シフトの過程では、一方の係合部材の傾斜面が第１被係合部材から離間するような押し戻し荷重を受けるため、減速シフト時のシームレスシフトが阻害される。

そこで本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、低速側の変速段と高速側の変速段との間でシームレスシフトを行う機構を含む車両用変速機において、部品点数を削減するのに有効な技術を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、本発明に係る車両用変速機は、車両の駆動源の駆動出力軸と車両の駆動輪とを結ぶ動力伝達系統に介装され、複数の変速段を有する変速機であって、入力軸、出力軸、複数の固定ギヤ、複数の遊転ギヤ、被係合部材、第１係合部材、第２係合部材及び駆動装置を備えている。

入力軸は、駆動出力軸との間で動力伝達系統が形成される軸である。出力軸は、駆動輪との間で動力伝達系統が形成される軸である。複数の固定ギヤは、それぞれが入力軸又は出力軸に同軸的且つ相対回転不能に設けられるとともに、複数の変速段のそれぞれに対応するギヤである。複数の遊転ギヤは、それぞれが入力軸又は出力軸に同軸的且つ相対回転可能に設けられるとともに、複数の変速段のそれぞれに対応し、且つ対応する変速段の固定ギヤと常時噛合するギヤである。これら複数の遊転ギヤは、複数の変速段のうちの低速側変速段及び高速側変速段につき、低速側変速段の固定ギヤに常時噛合する第１遊転ギヤと、高速側変速段の固定ギヤに常時噛合する第２遊転ギヤとを含む。

被係合部材は、入力軸及び出力軸のうち第１遊転ギヤ及び第２遊転ギヤの双方が設けられている軸の第１遊転ギヤと第２遊転ギヤとの間に同軸的且つ相対回転不能に且つ前記軸の軸方向に移動不能に設けられている。第１係合部材は、第１遊転ギヤに設けられた回転軸を中心に被係合部材と係合する係合位置と当該係合が解除される係合解除位置との間で回転可能であり且つ第１遊転ギヤと共に回転する。第２係合部材は、第２遊転ギヤに設けられた回転軸を中心に被係合部材と係合する係合位置と当該係合が解除される係合解除位置との間で回転可能であり且つ第２遊転ギヤと共に回転する。

駆動装置は、第１係合部材及び第２係合部材のそれぞれを当該係合部材の回転軸を中心に回転させるための装置であり、低速モード、高速モード及び中間モードのうちのいずれかのモードを選択的に達成する。低速モードでは、第１係合部材が当該第１係合部材の係合位置に位置し、且つ第２係合部材が当該第２係合部材の係合解除位置に位置する。高速モードでは、第１係合部材が当該第１係合部材の係合解除位置に位置し、且つ第２係合部材が当該第２係合部材の係合位置に位置する。中間モードでは、低速モードと高速モードとの間で、第１係合部材及び第２係合部材の双方が当該係合部材の係合位置に位置する。即ち、この中間モードでは、第１係合部材及び第２係合部材の双方がそれぞれ被係合部材に係合した二重係合状態が形成される。これにより、駆動装置が、低速モードから中間モードを経て高速モードへと制御されることによって、或いは高速モードから中間モードを経て低速モードへと制御されることによって、駆動トルクの途切れのない変速（シームレスシフト）が達成される。

この場合、被係合部材は、第１係合部材及び第２係合部材の双方の係合対象として兼務されているため、シームレスシフトを達成するための要素の部品点数を削減することができる。その結果、車両用変速機に関する組み付け工数、重量、コスト等を抑えることが可能になる。また、第１係合部材及び第２係合部材のそれぞれと被係合部材との係合解除のために駆動装置を用いるため、例えば被係合部材に上述のような高強度の傾斜面を設ける必要がない。その結果、変速機の重量やコストの上昇を抑えるとともに、減速シフト時のシームレスシフトも円滑に行うことが可能になる。

本発明に係る更なる形態の車両用変速機では、駆動装置は、第１弾性部材、第２弾性部材、第１付勢部材及び第２付勢部材を含むのが好ましい。第１弾性部材は、第１係合部材に対して当該第１係合部材の係合位置から係合解除位置に向かう弾発力を常時に付与する。第２弾性部材は、第２係合部材に対して当該第２係合部材の係合位置から係合解除位置に向かう弾発力を常時に付与する。この場合、第１弾性部材及び第２弾性部材は１つの弾性部材として構成されてもよいし、或いはそれぞれが別個の弾性部材として構成されてもよい。第１付勢部材は、第１係合部材を当該第１係合部材の係合解除位置から係合位置に回転させるために第１係合部材を第１弾性部材の弾発力に抗して被係合部材に向けて付勢する一方で、第１係合部材を第１弾性部材の弾発力にしたがって当該第１係合部材の係合位置から係合解除位置に回転させるために前記付勢を解除する。第２付勢部材は、第２係合部材を当該第２係合部材の係合解除位置から係合位置に回転させるために第２係合部材を第２弾性部材の弾発力に抗して被係合部材に向けて付勢する一方で、第２係合部材を第２弾性部材の弾発力にしたがって当該第２係合部材の係合位置から係合解除位置に回転させるために前記付勢を解除する。この場合、第１付勢部材及び第２付勢部材は１つの部材として構成されてもよいし、或いはそれぞれが別個の部材として構成されてもよい。これにより、第１係合部材及び第２係合部材をそれぞれ、当該係合部材の係合解除位置に駆動する構造を、弾性部材を用いて簡素化することができる。

本発明に係る更なる形態の車両用変速機では、第１付勢部材及び第２付勢部材はそれぞれ、前記軸方向に延在する１つのフォークシャフトに連結されるとともに、対応する係合部材を当該係合部材の係合位置又は係合解除位置に回転させるためにフォークシャフトと共に前記軸方向に動作するのが好ましい。これにより、第１付勢部材及び第２付勢部材を１つのシャフトと一体化させることによって、駆動装置の構造を簡素化することができる。

本発明に係る更なる形態の車両用変速機では、被係合部材は、円板状の本体部と、本体部の外縁において当該本体部の周方向に等間隔で配置された複数の被係合溝と、を備えるのが好ましい。また、第１係合部材及び第２係合部材はそれぞれ、複数の被係合溝に対応して前記周方向に等間隔で複数設けられるとともに、各係合部材は複数の被係合溝のそれぞれに挿入可能な係合爪を備えるのが好ましい。これにより、第１係合部材及び第２係合部材のそれぞれと被係合部材とが係合する構造を、互いに係合する爪体及び溝を用いて簡素化することができる。

以上のように、本発明によれば、低速側の変速段と高速側の変速段との間でシームレスシフトを行う機構を含む車両用変速機において、部品点数を削減することが可能になった。

本発明の実施形態に係る変速機Ｔ／Ｍの概略構成を示す図である。 図１中の動力伝達機構１０１を模式的に示す図である。 図２中のＡ−Ａ線に関する断面構造を示す図である。 変速機Ｔ／Ｍの変速段が１速の場合において、係合部材１１０，１２０及び被係合部材１３０の係合状態を示す図である。 図４中の第１係合部材１１０の係合爪１１２と、被係合部材１３０の被係合溝１３２との係合状態を示す断面図である。 変速機Ｔ／Ｍの変速段が１速から２速へと変更される過程において、係合部材１１０，１２０及び被係合部材１３０の係合状態を示す図である。 変速機Ｔ／Ｍの変速段が１速から２速へと変更される過程において、第１係合部材１１０の係合爪１１２と、被係合部材１３０の被係合溝１３２との係合状態を示す断面図である。 変速機Ｔ／Ｍの変速段が２速の場合において、係合部材１１０，１２０及び被係合部材１３０の係合状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用変速機について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る（車両用）変速機Ｔ／Ｍは、車両の駆動源であるエンジンの駆動出力軸と車両の駆動輪とを結ぶ動力伝達系統に介装され、車両前進用に５つ変速段（１速（１ｓｔ）〜５速（５ｔｈ））、及び、車両後進用に１つの変速段（リバース）を備えている。

図１に示すように、変速機Ｔ／Ｍは、入力軸Ａ２及び出力軸Ａ３を備えている。変速機Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２は、クラッチＣ／Ｄ及びフライホイールＦ／Ｗを介して、エンジンＥ／Ｇの駆動出力軸Ａ１に接続されている。この入力軸Ａ２とエンジンＥ／Ｇの駆動出力軸Ａ１との間で動力伝達系統が形成される。変速機Ｔ／Ｍの出力軸Ａ３は、ディファレンシャルＤ／Ｆを介して車両の駆動輪Ｄ／Ｗに接続されている。この出力軸Ａ３と駆動輪Ｄ／Ｗとの間で動力伝達系統が形成される。

クラッチＣ／Ｄは、変速機Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２に一体回転するように設けられた周知の構成の１つを有する摩擦クラッチディスクである。より具体的には、エンジンＥ／Ｇの出力軸Ａ１に一体回転するように設けられたフライホイールＦ／Ｗに対して、クラッチＣ／Ｄ（より正確には、クラッチディスク）が互いに向き合うように同軸的に配置されている。フライホイールＦ／Ｗに対するクラッチＣ／Ｄ（より正確には、クラッチディスク）の軸方向の位置が調整可能になっている。クラッチＣ／Ｄの軸方向位置は、クラッチアクチュエータＡＣＴ１により調整される。なお、このクラッチＣ／Ｄは、運転者によって操作されるクラッチペダルを備えていない。

変速機Ｔ／Ｍは、複数の固定ギヤ（「駆動ギヤ」ともいう）Ｇ１ｉ、Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉと、複数の遊転ギヤ（「被動ギヤ」ともいう）Ｇ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏを備えている。複数の固定ギヤＧ１ｉ、Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉは、それぞれが入力軸Ａ２に同軸的且つ相対回転不能に、且つそれぞれが入力軸Ａ２の軸方向に相対移動不能に固定されるとともに、それぞれが前進用の複数の変速段のそれぞれに対応している。具体的には、これらの固定ギヤＧ１ｉ、Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉがそれぞれ、１速、２速、３速、４速、５速に対応している。複数の遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏは、それぞれが出力軸Ａ３に同軸的且つ相対回転可能に設けられ、且つそれぞれが前進用の複数の変速段のそれぞれに対応するとともに、それぞれが対応する変速段の固定ギヤと常時噛合している。具体的には、これらの遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏがそれぞれ、１速、２速、３速、４速、５速に対応している。

変速機Ｔ／Ｍは、動力伝達機構１０１，１０２，１０３を含み、変速段の変更・設定は、変速機アクチュエータＡＣＴ２を用いて、動力伝達機構１０１，１０２，１０３のそれぞれを作動させることによって実行される。変速段を変更することで、減速比（出力軸Ａ３の回転速度に対する入力軸Ａ２の回転速度の割合）が調整される。

制御装置２００は、アクセル開度センサＳ１、シフト位置センサＳ２、ブレーキセンサＳ３及び電子制御ユニットＥＣＵを備えている。アクセル開度センサＳ１は、アクセルペダルＡＰの操作量（アクセル開度）を検出するセンサである。シフト位置センサＳ２は、シフトレバーＳＦの位置を検出するセンサである。ブレーキセンサＳ３は、ブレーキペダルＢＰの操作の有無を検出するセンサである。電子制御ユニットＥＣＵは、上述のセンサＳ１〜Ｓ３、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータＡＣＴ１，ＡＣＴ２を制御することで、Ｃ／Ｄのクラッチストローク（従って、クラッチトルク）、及び、変速機Ｔ／Ｍの変速段を制御する。また、この電子制御ユニットＥＣＵは、エンジンＥ／Ｇの燃料噴射量（スロットル弁の開度）を制御することで、エンジンＥ／Ｇの出力軸Ａ１の駆動トルクを制御する。

上記の動力伝達機構１０１，１０２，１０３はいずれも同様の構造を有するため、ここでは図２及び図３を参照しつつ動力伝達機構１０１の構造についてのみ説明する。

図２に示す動力伝達機構１０１は、複数の変速段のうち相対的に低速の変速段である１速と、１速に対して高速の変速段である２速とに対応しており、変速機Ｔ／Ｍの出力軸Ａ３上にそれぞれ設けられた、第１遊転ギヤＧ１ｏ、第２遊転ギヤＧ２ｏ、第１係合部材１１０、第２係合部材１２０、被係合部材１３０を含む。

遊転ギヤＧ１ｏ，Ｇ２ｏはいずれも、スナップリング１４０（固定手段）によって出力軸Ａ３の軸方向Ｘの移動が阻止されており、且つ出力軸Ａ３との軸周り方向Ｙの相対回転が可能になっている。被係合部材１３０は、第１遊転ギヤＧ１ｏと第２遊転ギヤＧ２ｏとの間においてスプライン嵌合によって出力軸Ａ３に同軸的且つ相対回転不能に設けられるとともに、前述のスナップリング１４０と同様の固定手段によって出力軸Ａ３の軸方向Ｘに移動不能とされている。従って、この被係合部材１３０は、出力軸Ａ３の軸周り方向Ｙの回転時には出力軸Ａ３と共に常時に回転する。更に、この被係合部材１３０は、円板状の本体部１３０と、この本体部１３０の外縁において当該本体部の周方向に等間隔で配置された複数の被係合溝１３２を備えている。この被係合部材１３０が本発明の「被係合部材」に相当する。

第１係合部材１１０は、第１遊転ギヤＧ１ｏに設けられた回転軸１１１を中心に被係合部材１３０と係合する係合位置（図２に示す位置）と当該係合が解除される係合解除位置との間で回転可能であり、且つ第１遊転ギヤＧ１ｏと共に出力軸Ａ３の軸周り方向Ｙに回転するように第１遊転ギヤＧ１ｏに取り付けられている。また、この第１係合部材１１０と第１遊転ギヤＧ１ｏとの間には、第１係合部材１１０に対して当該第１係合部材１１０の係合位置から係合解除位置に向かう弾発力を常時に付与するコイルスプリング１１４が介装されている。このコイルスプリング１１４が本発明の「第１弾性部材」に相当する。

同様に、第２係合部材１２０は、第２遊転ギヤＧ２ｏに設けられた回転軸１２１を中心に被係合部材１３０と係合する係合位置と当該係合が解除される係合解除位置（図２に示す位置）との間で回転可能であり、且つ第２遊転ギヤＧ２ｏと共に出力軸Ａ３の軸周り方向Ｙに回転するように第２遊転ギヤＧ１ｏに取り付けられている。また、この第２係合部材１２０と第２遊転ギヤＧ２ｏとの間には、第２係合部材１２０に対して当該第２係合部材１２０の係合位置から係合解除位置に向かう弾発力を常時に付与する、コイルスプリング１１４と同様のコイルスプリング１２４が介装されている。このコイルスプリング１２４が本発明の「第２弾性部材」に相当する。

一方で、第１係合部材１１０は、第１付勢部材１５２によって所定のタイミングで付勢されるように構成されている。この第１付勢部材１５２は、１つのフォーク１５０に設けられており、このフォーク１５０は、出力軸Ａ３の軸方向Ｘに延在する１つのフォークシャフト１５１に連結されている。同様に、第２係合部材１２０は、第２付勢部材１５３によって所定のタイミングで付勢されるように構成されている。この第２付勢部材１５３は、第１付勢部材１５２と同一のフォーク１５０に設けられるとともに、出力軸Ａ３の軸方向Ｘに関して第１付勢部材１５２から離間して配置されている。第１付勢部材１５２及び第２付勢部材１５３はそれぞれ、対応する係合部材を当該係合部材の係合位置又は係合解除位置に回転させるためにフォークシャフト１５１と共に出力軸Ａ３の軸方向Ｘに動作する。フォーク１５０及びフォークシャフト１５１は、上述の電子制御ユニットＥＣＵで制御されたアクチュエータＡＣＴ２によって出力軸Ａ３の軸方向Ｘに駆動される。

第１付勢部材１５２は、第１係合部材１１０をコイルスプリング１１４の弾発力に抗して被係合部材１３０との係合解除位置から係合位置に回転させるために当該第１係合部材１１０を付勢する一方で、第１係合部材１１０をコイルスプリング１１４の弾発力にしたがって被係合部材１３０との係合位置から係合解除位置に回転させるために当該第１係合部材１１０に対する付勢を解除する。同様に、第２付勢部材１５３は、第２係合部材１２０をコイルスプリング１２４の弾発力に抗して被係合部材１３０との係合解除位置から係合位置に回転させるために当該第２係合部材１２０を付勢する一方で、第２係合部材１１０をコイルスプリング１２４の弾発力にしたがって被係合部材１３０との係合位置から係合解除位置に回転させるために当該第２係合部材１２０に対する付勢を解除する。ここでいう第１付勢部材１５２及び第２付勢部材１５３がそれぞれ、本発明の「第１付勢部材」及び「第２付勢部材」に相当する。

要するに、第１係合部材１１０は、駆動装置を構成するコイルスプリング１１４及びアクチュエータＡＣＴ２（第１付勢部材１５２を含むフォーク１５０及びフォークシャフト１５１）の協働によって、回転軸１１１を中心に回転して、その回転位置を変更することができる。例えば、第１係合部材１１０は、アクチュエータＡＣＴ２による付勢力が解除された状態では、コイルスプリング１１４の弾発力のみによって係合解除位置（「初期位置」ともいう）に設定される。一方で、第１係合部材１１０は、コイルスプリング１１４の弾発力を上回る、アクチュエータＡＣＴ２による付勢力によって被係合部材１３０に近接するように制御され、係合位置に設定される。

同様に、第２係合部材１１０は、駆動装置を構成するコイルスプリング１２４及びアクチュエータＡＣＴ２（第２付勢部材１５３を含むフォーク１５０及びフォークシャフト１５１）の協働によって、回転軸１２１を中心に回転して、その回転位置を変更することができる。例えば、第２係合部材１２０は、アクチュエータＡＣＴ２による付勢力が解除された状態では、コイルスプリング１２４の弾発力のみによって係合解除位置（「初期位置」ともいう）に設定される。一方で、第２係合部材１２０は、コイルスプリング１２４の弾発力を上回る、アクチュエータＡＣＴ２による付勢力によって被係合部材１３０に近接するように制御され、係合位置に設定される。

図３に示す実施形態では、上記の第１係合部材１１０は、被係合部材１３０の複数の（図３では３つの）被係合溝１３２に対応して、本体部１３１の周方向に等間隔で複数（図３では３つ）設けられるとともに、各係合部材１１０は複数の被係合溝１３２のそれぞれに挿入可能な係合爪１１２を備えている。即ち、各被係合溝１３２は、少なくとも各係合爪１１２が挿入可能となるように、周方向の寸法及び出力軸Ａ３の軸方向の寸法が設定されている。３つの係合爪１１２は、円環状に形成された第１付勢部材１５２によって同時に被係合部材１３０との係合位置へと付勢されて、各係合爪１１２が各被係合溝１３２に挿入される。係合爪１１２が被係合溝１３２に挿入されることによって、第１係合部材１１０が被係合部材１３０と係合する。

また特に図示しないものの、上記の第２係合部材１２０も第１係合部材１１０と同様に構成されており、被係合部材１３０の複数の被係合溝１３２に対応して、本体部１３１の周方向に等間隔で複数設けられるとともに、各係合部材１２０は複数の被係合溝１３２のそれぞれに挿入可能な係合爪１２２を備えている。ここでいう係合爪１１２，１２２及び被係合溝１３２がそれぞれ、本発明における「係合爪」及び「被係合溝」に相当する。

以下、上記構成の動力伝達機構１０１の制御態様、特には変速機Ｔ／Ｍの変速段が１速から２速に変更される際の制御態様を、図４〜図８を参照しつつ説明する。この制御は、制御装置２００の電子制御ユニットＥＣＵが変速機アクチュエータＡＣＴ２を制御することによって遂行される。これにより、少なくとも下記の低速モード、高速モード及び中間モードのうちのいずれかのモードが選択的に達成される。なお、これらの図面では、３つの第１係合部材１１０と、３つの第２係合部材１２０のうち係合に関与する代表的な係合部材のみを記載しており、また、第１遊転ギヤＧ１ｏと第２遊転ギヤＧ２ｏとのギヤ比が１：２の場合を想定している。

（低速モード）
図４に示す低速モードでは、変速機Ｔ／Ｍが１速に設定されている。即ち、第１係合部材１１０が当該第１係合部材の係合位置に制御され、且つ第２係合部材１２０が当該第２係合部材の係合解除位置に制御される。具体的には、第１係合部材１１０は、その係合爪１１２が被係合部材１３０の被係合溝１３２に挿入されるように、変速機アクチュエータＡＣＴ２（第１付勢部材１５２を含むフォーク１５０及びフォークシャフト１５１）によって図４中の係合位置に付勢されている。即ち、第１係合部材１１０は、コイルスプリング１１４の弾発力に抗して、回転軸１１１を中心として被係合部材１３０に近接する方向に付勢された結果、図４中の係合位置に設定されている。また、この係合位置では、図５に示すように、係合爪１１２の側壁１１３が被係合溝１３２の溝縁１３３に当接することによって、第１係合部材１１０は、被係合部材１３０と共に出力軸Ａ３の軸周り方向Ｙに一体状に回転することができる。一方で、第２係合部材１２０は、その係合爪１２２と被係合部材１３０の被係合溝１３２との係合が解除されるように、変速機アクチュエータＡＣＴ２（第２付勢部材１５３を含むフォーク１５０及びフォークシャフト１５１）による付勢が解除され、コイルスプリング１１４の弾発力のみによって図４中の係合解除位置に維持されている。

この低速モードでは、第１遊転ギヤＧ１ｏが所定の回転速度（「角速度」ともいう）ωで回転し、第２遊転ギヤＧ２ｏがその２倍の回転速度である２ωで回転している場合、第１遊転ギヤＧ１ｏに取り付けられた第１係合部材１１０は、第１遊転ギヤＧ１ｏと同一の回転速度ωで同一の方向に回転している。また、第１係合部材１１０と係合状態にある被係合部材１３０も、出力軸Ａ３と共に同一の回転速度ωで同一の方向に回転している。この場合、入力軸Ａ２の回転は、第１遊転ギヤＧ１ｏのみを介して出力軸Ａ３に伝達され、１速の減速比を有する動力伝達系統が形成される。この低速モードが本発明の「低速モード」に相当する。

（中間モード）
図６に示す中間モードは、図４の低速モードと図８の高速モードとの間で、変速機Ｔ／Ｍが１速から２速に変更される過程の状態である。具体的には、図４の低速モードに引き続いて、第２係合部材１２０は、その係合爪１２２が被係合部材１３０の被係合溝１３２に係合する（挿入される）ように、変速機アクチュエータＡＣＴ２（第２付勢部材１５３を含むフォーク１５０及びフォークシャフト１５１）によって図４中の係合解除位置から図６中の係合位置へと付勢されている。即ち、第２係合部材１２０は、コイルスプリング１２４の弾発力に抗して、回転軸１１１を中心として被係合部材１３０に近接する方向に付勢された結果、図６中の係合位置に設定されている。一方で、第１係合部材１１０は、その係合爪１１２が被係合部材１３０の被係合溝１３２と係合した係合位置に維持されている。従って、図６に示す中間モードでは、一時的に第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０の双方が被係合部材１３０に係合した二重係合状態（「二重噛み合い状態」ともいう）が形成されている。

この中間モードでは、第２係合部材１２０が被係合部材１３０と係合した結果、この第２係合部材１２０の回転速度は２ωからωに半減する。また、この第２係合部材１２０が取り付けられている第２遊転ギヤＧ２ｏの回転速度も２ωからωに半減する。これにより、第２遊転ギヤＧ２ｏの回転が、固定ギヤＧ２ｉ、入力軸Ａ２及び固定ギヤＧ１ｉを経由して第１遊転ギヤＧ１ｏに伝達されることで、第１遊転ギヤＧ１ｏ及び第１係合部材１１０の回転速度はいずれもωから（１／２）ωに半減する。この場合、入力軸Ａ２の回転は、一時的に第１遊転ギヤＧ１ｏ及び第２遊転ギヤＧ２ｏの双方を介して出力軸Ａ３に伝達される。この中間モードが本発明の「中間モード」に相当する。

更に、図７に示すように、第１係合部材１１０の回転速度が低下して、第１係合部材１１０と被係合部材１３０との間に回転差が生じた結果、当接していた係合爪１１２の側壁１１３と被係合溝１３２の溝縁１３３とが互いに離間するように、係合爪１１２及び被係合部材１３０が相対回転する（図７中の白抜き矢印参照）。この場合、入力軸Ａ２の回転は、一時的に第２遊転ギヤＧ２ｏのみを介して出力軸Ａ３に伝達される。

（高速モード）
図８に示す高速モードでは、第１係合部材１１０が当該第１係合部材の係合解除位置に制御され、且つ第２係合部材１２０が当該第２係合部材の係合位置に制御される。具体的には、第１係合部材１１０は、図６に示す中間モードに引き続いて、変速機アクチュエータＡＣＴ２（第１付勢部材１５２を含むフォーク１５０及びフォークシャフト１５１）の付勢が解除され、コイルスプリング１１４の弾発力のみによって回転軸１１１を中心として被係合部材１３０から離間する方向に駆動された結果、図２中の係合解除位置に復帰している。これにより、第１係合部材１１０は、被係合部材１３０との係合が完全に解除される。この場合、入力軸Ａ２の回転は、第２遊転ギヤＧ２ｏのみを介して出力軸Ａ３に伝達され、２速の減速比を有する動力伝達系統が形成される。かくして、１速から２速への変更（加速シフト）を瞬時に行うことができ、これにより駆動トルクの途切れのないシームレスシフトが達成される。この高速モードが本発明の「高速モード」に相当する。

高速モードにおける第１係合部材１１０の駆動は、上述のようにコイルスプリング１１４が図２中の係合解除位置に復帰する際の弾発力のみを利用して行われるのが好ましい。これにより、第１係合部材１１０と被係合部材１３０との係合を解除するための動力が抑えられる。一方で、第１係合部材１１０と被係合部材１３０との係合を解除するために、コイルスプリング１１４及び変速機アクチュエータＡＣＴ２の双方を用いることもできる。また、第１係合部材１１０を係合位置に設定するのにコイルスプリング１１４を用いる一方で、第１係合部材１１０を係合解除位置に設定するのに変速機アクチュエータＡＣＴ２を用いることもできる。また、コイルスプリング以外のバネや、バネ以外の弾性部材を用いることもできる。

なお具体的に図示しないものの、２速から１速への変速段の変更（減速シフト）については、図４から図８に至る制御態様が実質的に反対に実行されることによって、１速から２速への変速段の変更（加速シフト）と同様のシームレスシフトが達成される。

上記構成の動力伝達機構１０１によれば、被係合部材１３０は、第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０の双方の係合対象として兼務されているため、シームレスシフトを達成するための要素の部品点数を削減することができる。その結果、変速機Ｔ／Ｍに関する組み付け工数、重量、コスト等を抑えることが可能になる。また、第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０のそれぞれと被係合部材１３０との係合解除のために制御装置２００を用いるため、例えば被係合部材１３０に上述のような高強度の傾斜面、即ち出力軸Ａ３の軸方向に対して傾斜するように延在する傾斜面を設ける必要がない。その結果、変速機Ｔ／Ｍの重量やコストの上昇を抑えるとともに、減速シフト時のシームレスシフトも円滑に行うことが可能になる。
また、第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０をそれぞれ、当該係合部材の係合解除位置に設定する構造を、コイルスプリング１１４，１２４を用いて簡素化することができる。
更に、第１付勢部材１５２及び第２付勢部材１５３を１つのフォーク１５０を介して１つのフォークシャフト１５１と一体化させることによって、駆動装置の構造を簡素化することができる。
更に、第１係合部材１１０及び第２係合部材１２０のそれぞれと被係合部材１３０とが係合する構造を、互いに係合する爪体及び溝を用いて簡素化することができる。

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記の実施形態では、動力伝達機構１０１，１０２，１０３を出力軸Ａ３に設ける場合について記載したが、本発明では、動力伝達機構１０１，１０２，１０３に相当する機構をそれぞれ入力軸Ａ２及び出力軸Ａ３の少なくとも一方に設けることができる。即ち、所定の遊動ギヤが設けられている軸に対して、本発明の動力伝達機構を適用することができる。

上記の実施形態では、第１付勢部材１５２及び第２付勢部材１５３が１つのフォーク１５０を介して１つのフォークシャフト１５１と一体化されて、フォークシャフト１５１と共に駆動される場合について記載したが、本発明では、第１付勢部材１５２及び第２付勢部材１５３がそれぞれ、専用の２つのフォークと専用の２つのフォークシャフトを用いて、独立して駆動されるように構成することもできる。

上記の実施形態では、一例として１速と２速との間で変速が行われる動力伝達機構について記載したが、相対的に低速の変速段と相対的に高速側の変速段との間で変速が行われる動力伝達機構に本発明を適用することができる。

Ｔ／Ｍ…変速機、Ｃ／Ｄ…クラッチ、Ｄ／Ｆ…ディファレンシャル、Ｄ／Ｗ…駆動輪、Ｅ／Ｇ…エンジン、Ｆ／Ｗ…フライホイール、Ａ１…駆動出力軸、Ａ２…入力軸、Ａ３…出力軸、ＡＣＴ１…クラッチアクチュエータ、ＡＣＴ２…変速機アクチュエータ、ＡＰ…アクセルペダル、ＢＰ…ブレーキペダル、ＳＬ…シフトレバー、ＥＣＵ…電子制御ユニット、Ｇ１ｉ、Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉ…固定ギヤ、Ｇ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏ…遊転ギヤ、Ｓ１…アクセル開度センサ、Ｓ２…シフト位置センサ、Ｓ３…ブレーキセンサ、１０１，１０２，１０３…動力伝達機構、１１０…第１係合部材、１１１，１２１…回転軸、１１２，１２２…係合爪、１１３…側壁、１１４，１２４…コイルスプリング、１２０…第２係合部材、１３０…被係合部材、１３１…本体部、１３２…被係合溝、１３３…溝縁、１４０…スナップリング、１５０…フォーク、１５１…フォークシャフト、１５２…第１付勢部材、１５３…第２付勢部材、２００…制御装置

Claims (4)

1. 車両の駆動源の駆動出力軸と前記車両の駆動輪とを結ぶ動力伝達系統に介装され、複数の変速段を有する車両用変速機であって、
   前記駆動出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、
   前記駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸と、
   それぞれが前記入力軸又は前記出力軸に同軸的且つ相対回転不能に設けられるとともに、前記複数の変速段のそれぞれに対応する複数の固定ギヤと、
   それぞれが前記入力軸又は前記出力軸に同軸的且つ相対回転可能に設けられるとともに、前記複数の変速段のそれぞれに対応し、且つ対応する変速段の前記固定ギヤと常時噛合する複数の遊転ギヤと、
   を備え、
   前記複数の遊転ギヤは、
   前記複数の変速段のうちの低速側変速段及び高速側変速段につき、前記低速側変速段の前記固定ギヤに常時噛合する第１遊転ギヤと、前記高速側変速段の前記固定ギヤに常時噛合する第２遊転ギヤと、を含み、
   当該車両用変速機は更に、
   前記入力軸及び前記出力軸のうち前記第１遊転ギヤ及び前記第２遊転ギヤの双方が設けられている軸の前記第１遊転ギヤと前記第２遊転ギヤとの間に同軸的且つ相対回転不能に且つ前記軸の軸方向に移動不能に設けられた被係合部材と、
   前記第１遊転ギヤに設けられた回転軸を中心に前記被係合部材と係合する係合位置と当該係合が解除される係合解除位置との間で回転可能であり且つ前記第１遊転ギヤと共に回転する第１係合部材と、
   前記第２遊転ギヤに設けられた回転軸を中心に前記被係合部材と係合する係合位置と当該係合が解除される係合解除位置との間で回転可能であり且つ前記第２遊転ギヤと共に回転する第２係合部材と、
   前記第１係合部材及び前記第２係合部材のそれぞれを当該係合部材の前記回転軸を中心に回転させるための駆動装置と、
   を備え、
   前記駆動装置は、
   前記第１係合部材が当該第１係合部材の前記係合位置に位置し、且つ前記第２係合部材が当該第２係合部材の前記係合解除位置に位置する低速モードと、
   前記第１係合部材が当該第１係合部材の前記係合解除位置に位置し、且つ前記第２係合部材が当該第２係合部材の前記係合位置に位置する高速モードと、
   前記低速モードと前記高速モードとの間で、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の双方が当該係合部材の前記係合位置に位置する中間モードと、のうちのいずれかのモードを選択的に達成する、車両用変速機。
2. 請求項１に記載の車両用変速機であって、
   前記駆動装置は、
   前記第１係合部材に対して当該第１係合部材の前記係合位置から前記係合解除位置に向かう弾発力を常時に付与する第１弾性部材と、
   前記第２係合部材に対して当該第２係合部材の前記係合位置から前記係合解除位置に向かう弾発力を常時に付与する第２弾性部材と、
   前記第１係合部材を当該第１係合部材の前記係合解除位置から前記係合位置に回転させるために前記第１係合部材を前記第１弾性部材の弾発力に抗して前記被係合部材に向けて付勢する一方で、前記第１係合部材を前記第１弾性部材の弾発力にしたがって当該第１係合部材の前記係合位置から前記係合解除位置に回転させるために前記付勢を解除する第１付勢部材と、
   前記第２係合部材を当該第２係合部材の前記係合解除位置から前記係合位置に回転させるために前記第２係合部材を前記第２弾性部材の弾発力に抗して前記被係合部材に向けて付勢する一方で、前記第２係合部材を前記第２弾性部材の弾発力にしたがって当該第２係合部材の前記係合位置から前記係合解除位置に回転させるために前記付勢を解除する第２付勢部材と、
   を含む、車両用変速機。
3. 請求項２に記載の車両用変速機であって、
   前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材はそれぞれ、前記軸方向に延在する１つのフォークシャフトに連結されるとともに、対応する係合部材を当該係合部材の前記係合位置又は前記係合解除位置に回転させるために前記フォークシャフトと共に前記軸方向に動作する、車両用変速機。
4. 請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の車両用変速機であって、
   前記被係合部材は、円板状の本体部と、前記本体部の外縁において当該本体部の周方向に等間隔で配置された複数の被係合溝と、を備え、
   前記第１係合部材及び前記第２係合部材はそれぞれ、前記複数の被係合溝に対応して前記周方向に等間隔で複数設けられるとともに、各係合部材は前記複数の被係合溝のそれぞれに挿入可能な係合爪を備える、車両用変速機。

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