JP2013210087A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】変速の際のトルク切れを防止し、変速時のショックやトルクが加わる第１、第２キーと第１、第２スリーブリングとの接続部の応力集中を回避し、成形製造性を向上し、耐久性・信頼性を向上させた変速機を提供する。
【解決手段】シャフト５に回転自在に装着された第１、第２ギヤ１ｃ、２ｃと、ギヤ１ｃ、２ｃの間のシャフト５に固定されたハブ１０と、ハブ溝１３に軸方向に移動自在に装着された第１、第２キー１ｋ、２ｋと、ハブ外周面に軸方向に移動自在に装着されシフト操作に連動して移動される第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓと、第１スリーブリング１ｓと第１キー１ｋを接続してキー１ｋをリング１ｓと一体的に軸方向に移動させる第１接続機構１ｘと、第２スリーブリング２ｓと第２キー２ｋを接続してキー２ｋをリング２ｓと一体的に軸方向に移動させる第２接続機構２ｘとを備えている。
【選択図】図８

Description

本発明は、変速の際のトルク切れを防止した変速機に関する。

変速の際のトルク切れを防止した自動車用の変速機として、変速機の出力シャフトに夫々回転自在に装着された第１ギヤ（低段ギヤ）及び第２ギヤ（高段ギヤ）と、第１ギヤと第２ギヤとの間のシャフトに固定されたハブと、ハブに夫々軸方向に移動自在且つ周方向に相対回転不能に装着された第１スリーブリング及び第２スリーブリングとを備えた変速機が知られている（特許文献１、２）。

かかる変速機においては、第１及び第２スリーブリングを共に第１ギヤ側に移動させると、第１スリーブリングに突設された第１キー（ドグ部）が第１ギヤの側面に設けられた第１ドグと係合し、第１スリーブリングのみで第１ギヤの回転をハブに伝達する状態となる。よって、トルクを伝達している第１スリーブリングをその位置から動かさずに、トルクが加わっていない第２スリーブリングのみを第２ギヤ側に移動させることができる。

第２スリーブリングを第２ギヤ側に移動させると、第２スリーブリングに突設された第２キー（ドグ部）が第２ギヤの側面に設けられた第２ドグと係合し、第２スリーブリングによって第２ギヤの回転をハブに伝達する状態となる。よって、これと同時に第１スリーブリングを第１ギヤから離間させることで、トルク切れなく第１ギヤから第２ギヤへの変速が完了する。

特表２０１０−５１０４６４号公報 特表２００９−５３６７１３号公報

ところで、第１キーが突設された第１スリーブリング、第２キーが突設された第２スリーブリングは、トルクを伝達し、変速時の第１ドグ、第２ドグとの噛み合い衝撃に耐えなければならない。よって、高強度材料を使用し、熱処理や応力集中緩和の配慮が必要である。しかし、第１、第２スリーブリングは、リングの端面からキー（ドグ部）が突出した一体形状であるため、リングとキーとの接続部に応力が集中し易く、キーとリングとの形状差による熱歪やキーの成形製造性（切削加工等）が問題となる。

また、各スリーブリングのキーは、シャフトに固定されたハブに周方向に間隔を隔てて軸方向に沿って形成されたハブ溝に装着されており、夫々、ハブ溝に案内されて軸方向に移動するようになっている。このため、キーとスリーブリングが一体的に成形されていると、キーがハブ溝に沿って移動してギヤのドグと係合した際、ドグから受ける衝撃力やトルクによってキーとリングとを繋ぐ接続部（固定部）が変形するおそれがある。キーとリングとの接続部が変形すると、キーがハブ溝に対してこじられるように斜めに案内される状態となり、スムーズに摺動せず、耐久性・信頼性が低下してしまう。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、変速の際のトルク切れを防止した変速機において、変速時のショックやトルクが加わる第１、第２キーと第１、第２スリーブリングとの接続部の応力集中を回避し、それらを熱処理する際の熱歪の問題を解消し、成形製造性を向上し、耐久性・信頼性を向上させた変速機を提供することにある。

上記目的を達成するために創案された本発明に係る変速機は、シャフトに回転自在に装着され、側面に第１ドグが突設された第１ギヤと、シャフトに回転自在に装着され、側面に第２ドグが突設された第２ギヤと、第２ギヤと第１ギヤとの間のシャフトに固定されたハブと、ハブにシャフトの軸方向に移動自在に装着され、一端が第１ドグのリーディング面と係合し、他端が第２ドグのトレーリング面と係合する第１キーと、ハブに軸方向に移動自在に装着され、一端が第１ドグのトレーリング面と係合し、他端が第２ドグのリーディング面と係合する第２キーと、ハブの外周面に軸方向に移動自在に装着され、シフト操作に連動して軸方向に移動される第１スリーブリングと、ハブの外周面に軸方向に移動自在に装着され、シフト操作に連動して軸方向に移動される第２スリーブリングと、第１スリーブリングと第１キーを接続し、第１キーを第１スリーブリングと一体的に軸方向に移動させる第１接続機構と、第２スリーブリングと第２キーを接続し、第２キーを第２スリーブリングと一体的に軸方向に移動させる第２接続機構とを備えたことを特徴とする変速機である。

本発明の変速機においては、第１接続機構は、第１スリーブリングの内周面に設けられた第１係合部と、第１キーに設けられ第１係合部が係合される第１被係合部とを有し、第２接続機構は、第２スリーブリングの内周面に設けられた第２係合部と、第２キーに設けられ第２係合部が係合される第２被係合部とを有していてもよい。

本発明の変速機においては、第１係合部は、第１スリーブリングの内周面に凸設された第１爪部から成り、第１被係合部は、第１キーに凹設され第１爪部が係合される第１溝部から成り、第２係合部は、第２スリーブリングの内周面に凸設された第２爪部から成り、第２被係合部は、第２キーに凹設され第２爪部が係合される第２溝部から成っていてもよい。

本発明の変速機においては、ハブの外周面に、周方向に間隔を隔てて軸方向に沿ったハブ溝が複数形成され、各ハブ溝に、第１キー、第２キーが周方向に交互に夫々軸方向に移動自在に装着され、第１爪部は、第１キーの第１溝部に係合されると共にハブ溝に係合され、第２爪部は、第２キーの第２溝部に係合されると共にハブ溝に係合されてもよい。

本発明の変速機においては、第１キーとハブ溝との装着クリアランスよりも、第１爪部と第１溝部との係合クリアランスの方が大きく、第２キーとハブ溝との装着クリアランスよりも、第２爪部と第２溝部との係合クリアランスの方が大きくてもよい。

本発明に係る変速機においては、シフト動作に連動して軸方向に移動される第１スリーブリングと、ハブに軸方向に移動自在に装着された第１キーとが別部品となっており、同様に、第２スリーブリングと第２キーとが別部品となっている。よって、第１、第２キーと第１、第２スリーブリングとが一体である場合に問題となる、第１、第２キーと第１、第２スリーブリングとの接続部における応力集中を回避できる。また、第１、第２キーと、第１、第２スリーブリングとを別々に成形し、熱処理できるため、成形製造性が向上すると共に、それらが一体である場合の熱歪の問題を解消できる。

また、変速時のショックやトルクが加わる第１、第２キーが、第１、第２スリーブリングから切り離されていて、第１、第２接続機構を介して第１、第２スリーブリングに接続されている。このため、第１、第２キーに加わる変速ショックやトルクは、それら第１、第２接続機構の接続ガタ（隙間）によって吸収され、第１、第２スリーブリングに伝わらない。よって、第１、第２キーに加わる変速ショックやトルクに起因する、第１、第２キーと第１、第２スリーブリングとの接続部における応力の集中が回避され、耐久性・信頼性が向上する。

本発明の一実施形態に係る変速機の概略を示す全体図である。 上記変速機の要部を示す分解斜視図である。 上記変速機の要部を示す組立斜視図である。 上記変速機の要部の一部（ハブ、第１キー、第２キー、第１スリーブリング、第２スリーブリング）の分解斜視図である。 上記変速機の一部の組立途中の斜視図である。 上記変速機の一部の組立斜視図である。 上記変速機の一部の正面断面図（輪切断面図）である。 （ａ）は上記変速機の要部を示す側断面図（ニュートラル状態）、（ｂ）はニュートラル状態における第１ギヤの第１ドグ、第２ギヤの第２ドグ、第１キー、第２キーの位置関係を模式的に示す概略図である。 上記変速機による加速時シフトアップの様子を示す説明図である。（ａ）は第１ギヤ（１速カウンタギヤ）にシフトされている側断面図、（ａ１）は（ａ）の状態における概略図である。（ｂ）は第１ギヤ（１速カウンタギヤ）から第２ギヤ（２速カウンタギヤ）へのシフトアップが完了する途中の側断面図、（ｂ１）は（ｂ）の状態における概略図である。（ｃ）は第２ギヤ（２速カウンタギヤ）へのシフトが完了した側断面図、（ｃ１）は（ｃ）の状態における概略図である。 上記変速機による減速時シフトダウンの様子を示す説明図である。（ａ）は第２ギヤ（２速カウンタギヤ）にシフトされている側断面図、（ａ１）は（ａ）の状態における概略図である。（ｂ）は第２ギヤ（２速カウンタギヤ）から第１ギヤ（１速カウンタギヤ）へのシフトダウンが完了する途中の側断面図、（ｂ１）は（ｂ）の状態における概略図である。（ｃ）は第１ギヤ（１速カウンタギヤ）へのシフトが完了した側断面図、（ｃ１）は（ｃ）の状態における概略図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（変速機１の概要）
図１に本発明の一実施形態に係る自動車用の変速機１を模式的に示す。本実施形態に係る変速機１は、ミッションケース２に夫々ベアリング３で平行に軸支されたメインシャフト（入力軸）４とカウンタシャフト（出力軸）５とを有する。メインシャフト４は、クラッチ６を介してエンジン７のクランクシャフトに接続されており、カウンタシャフト５の端部には、デファレンシャル機構８に繋がる傘歯車９が設けられている。

メインシャフト４には、１速メインギヤ１ｍ、２速メインギヤ２ｍが固設されており、カウンタシャフト５には、１速メインギヤ１ｍに噛合する１速カウンタギヤ１ｃ、２速メインギヤ２ｍに噛合する２速カウンタギヤ２ｃが回転自在に装着されている。なお、実際の変速機１には、上述したギヤ１ｍ、２ｍ、１ｃ、２ｃのみではなく、変速の段数に応じて複数のギヤが配設されている。

（変速機１の要部）
本実施形態においては、カウンタシャフト５が特許請求の範囲のシャフトに相当し、１速カウンタギヤ１ｃが第１ギヤに相当し、２速カウンタギヤ２ｃが第２ギヤに相当する。図２に変速機１の要部の分解斜視図、図３に要部の組立斜視図、図４に要部の一部の分解斜視図、図５に一部の組立途中の斜視図、図６に一部の組立斜視図、図７に一部の輪切断面図、図８（ａ）に要部の側断面図、図８（ｂ）に要部の模式概略図を夫々示す。

図１、図２に示すように、第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃの側面には第１ドグ１ｄが突設され、第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃの側面には第２ドグ２ｄが突設されている。これら第１ギヤ１ｃと第２ギヤ２ｃとの間のシャフト（図１に示すカウンタシャフト）５には、ハブ１０が固設されている。ハブ１０には、第１キー１ｋ、第２キー２ｋが、夫々、カウンタシャフト５の軸方向に移動自在に、且つハブ１０と一体的に回転するように装着されている。また、ハブ１０の外周面には、第１スリーブリング１ｓ、第２スリーブリング２ｓが、夫々、カウンタシャフト５の軸方向に移動自在に、且つハブ１０と一体的に回転するように装着されている。第１スリーブリング１ｓ、第２スリーブリング２ｓは、シフト操作に連動して軸方向に移動される。

図２に示すように、第１スリーブリング１ｓと第１キー１ｋとは、第１接続機構１ｘによって接続され、第１キー１ｋが第１スリーブリング１ｓと一体的に軸方向に移動されるようになっている。同様に、第２スリーブリング２ｓと第２キー２ｋとは、第２接続機構２ｘによって接続され、第２キー２ｋが第２スリーブリング２ｓと一体的に軸方向に移動されるようになっている。図３に示すように、第１スリーブリング１ｓには、第１シフトフォーク１ｆが係合され、第２スリーブリング２ｓには、第２シフトフォーク２ｆが係合されている。第１シフトフォーク１ｆには、第１シフトロッド１ｒが接続され、第２シフトフォーク２ｆには、第２シフトロッド２ｒが接続されている。第１シフトロッド１ｒ、第２シフトロッド２ｒは、シフト動作に連動して軸方向に移動され、夫々、第１スリーブリング１ｓ、第２スリーブリング２ｓを軸方向に移動させる。なお、実際の変速機１では、変速の段数に応じて複数のギヤが配設されているため、それに応じてこれらの構成要素が複数セット配設されている。以下、これらの構成要素について説明する。

（第１ドグ１ｄ、第２ドグ２ｄ）
図１、図２、図８（ａ）に示すように、第１ギヤ１ｃには、第２ギヤ２ｃと対向する側の側面に、第１ドグ１ｄが突設され、第２ギヤ２ｃには、第１ギヤ１ｃと対向する側の側面に、第２ドグ２ｄが突設されている。第１ドグ１ｄ、第２ドグ２ｄは、夫々、第１ギヤ１ｃ、第２ギヤ２ｃの周方向に等間隔を隔てて、複数配設されている。本実施形態では、第１ドグ１ｄ、第２ドグ２ｄは、夫々、第１ギヤ１ｃ、第２ギヤ２ｃの側面に６０度間隔で６個配設されているが、１８０度間隔で２個、１２０度間隔で３個、９０度間隔で４個、７２度間隔で５個、或いは７個以上の個数でも構わない。

図２、図８（ｂ）に示すように、第１ドグ１ｄは、第１ギヤ１ｃの回転方向の前方面となるリーディング面（駆動歯面）１ｄｆと、回転方向の後方面となるトレーリング面（被駆動歯面）１ｄｒとを有し、これらリーディング面１ｄｆとトレーリング面１ｄｒとは根元から先端に向けて末広がりとなるように逆テーパー状に形成されている。同様に、第２ドグ２ｄは、第２ギヤ２ｃの回転方向の前方面となるリーディング面２ｄｆと、回転方向の後方面となるトレーリング面２ｄｒとを有し、これらリーディング面２ｄｆとトレーリング面２ｄｒとは根元から先端に向けて末広がりとなるように逆テーパー状に形成されている。

（ハブ１０）
図１、図８（ａ）に示すように、第１ギヤ１ｃと第２ギヤ２ｃとの間のカウンタシャフト５には、ハブ１０がカウンタシャフト５と一体回転するように、周方向に相対回転不能に装着されている。図２に示すように、ハブ１０の外周面には、カウンタシャフト５の軸方向に沿って形成されたハブ溝１３が、周方向に等間隔を隔てて、複数設けられている。本実施形態では、ハブ溝１３の数は１２本であるが、１２本に限定されるものではなく、２本以上であればよい。

図４、図５、図８（ａ）に示すように、各ハブ溝１３には、第１キー１ｋと第２キー２ｋとが、周方向に交互に係合されており、夫々、カウンタシャフト５の軸方向に移動自在となっている。各ハブ溝１３は、底よりも開口が狭くなるように形成されており、カウンタシャフト５の回転によってハブ１０が回転された際、遠心力を受ける第１キー１ｋ及び第２キー２ｋがハブ溝１３の開口から径方向外方に飛び出さないようになっている。

（第１キー１ｋ、第２キー２ｋ）
図４、図５に示すように、第１キー１ｋは、ハブ溝１３に軸方向に移動自在に収容されており、図８（ｂ）に示すように、一端に第１ドグ１ｄのリーディング面（駆動歯面）１ｄｆと係合するリーディング爪（駆動歯面爪）１ｋｆが形成され、他端に第２ドグ２ｄのトレーリング面（被駆動歯面）２ｄｒと係合するトレーリング爪（被駆動歯面爪）１ｋｒが形成されている。これらリーディング爪１ｋｆ、トレーリング爪１ｋｒは、夫々、リーディング面１ｄｆ、トレーリング面２ｄｒと係合するように、逆テーパー状に形成されている。

同様に、第２キー２ｋは、ハブ溝１３に軸方向に移動自在に収容されており、一端に第１ドグ１ｄのトレーリング面１ｄｒと係合するトレーリング爪２ｋｒが形成され、他端に第２ドグ２ｄのリーディング面２ｄｆと係合するリーディング爪２ｋｆが形成されている。これらリーディング爪２ｋｆ、トレーリング爪２ｋｒは、夫々、リーディング面２ｄｆ、トレーリング面１ｄｒと係合するように、逆テーパー状に形成されている。

（第１スリーブリング１ｓ、第２スリーブリング２ｓ）
図４〜図６に示すように、ハブ１０の外周面には、第１スリーブリング１ｓ、第２スリーブリング２ｓが、ハブ１０の軸方向に移動自在に且つハブ１０と一体的に回転するようにハブ１０の周方向に相対回転不能に、装着されている。図２、図３に示すように、第１スリーブリング１ｓは、第１シフトフォーク１ｆおよび第１シフトロッド１ｒにより、シフト操作に連動して軸方向に移動され、第２スリーブリング２ｓは、第２シフトフォーク２ｆおよび第２シフトロッド２ｒにより、シフト操作に連動して軸方向に移動される。

第１シフトロッド１ｒ、第２シフトロッド２ｒは、シフト操作に連動してカウンタシャフト５と平行に移動される。第１シフトロッド１ｒ、第２シフトロッド２ｒは、図示しないアクチュエータによって、或いは、運転者によるシフトレバーのシフト操作に連動するリンク機構（シフトリンケージ：図示せず）によって、カウンタシャフト５と平行に移動される。アクチュエータは、車両の走行状況に応じたコンピュータ制御により、或いは運転者によるシフトレバーのシフト操作に応じて、第１シフトロッド１ｒ、第２シフトロッド２ｒを連係して移動させる。

（第１接続機構１ｘ、第２接続機構２ｘ）
図４〜図６に示すように、第１スリーブリング１ｓと第１キー１ｋとは、第１接続機構１ｘによって接続され、第２スリーブリング２ｓと第２キー２ｋとは、第２接続機構２ｘによって接続されている。第１接続機構１ｘは、第１キー１ｋを第１スリーブリング１ｓと一体的に軸方向に移動させるものであり、第２接続機構２ｘは、第２キー２ｋを第２スリーブリング２ｓと一体的に軸方向に移動させるものである。

第１接続機構１ｘは、第１スリーブリング１ｓの内周面に設けられた第１係合部１ｘａと、第１キー１ｋに設けられ、第１係合部１ｘａが係合される第１被係合部１ｘｂとから構成されている。第１係合部１ｘａは、第１スリーブリング１ｓの内周面に、周方向に等間隔を隔てて凸設された第１爪部１ｘＡから成る。第１爪部１ｘＡは、第１キー１ｋの数（６本）に合わせて、第１スリーブリング１ｓの内周面に６０度間隔で６個凸設されている。なお、第１キー１ｋの数が変動した場合、それに合わせて第１爪部１ｘＡの数も変動する。第１被係合部１ｘｂは、第１キー１ｋに凹設された第１溝部１ｘＢから成る。第１溝部１ｘＢは、第１キー１ｋに、第１スリーブリング１ｓの内周面が対向する部分に位置して、軸方向と直交する方向に沿って形成されている。この第１溝部１ｘＢに、第１爪部１ｘＡが係合される。

詳しくは、図５に示すように、ハブ溝１３に周方向に一つおきに第１キー１ｋを中程まで装着し、ハブ１０の端面から突出した各第１キー１ｋに第１スリーブリング１ｓを第１爪部１ｘＡが第１キー１ｋと干渉しないように位相をずらして被せる。この状態から、第１スリーブリング１ｓを回動させることで各第１爪部１ｘＡを各第１溝部１ｘＢに係合させ、その後、第１スリーブリング１ｓを軸方向にハブ１０の外周面まで移動させることで、図６に示すように各第１キー１ｋをハブ溝１３内に収容する。これにより、治具を用いずに、第１キー１ｋおよび第１スリーブリング１ｓをハブ１０に、容易に組み付けることができる。また、図６の状態において、第１爪部１ｘＡは、第１キー１ｋの第１溝部１ｘＢに係合されるのみならず、図７に示すように、根元の部分がハブ溝１３にも係合される。これにより、第１スリーブリング１ｓは、ハブ１０に対して相対回転不能となり、ハブ１０と一対的に回転することになる。なお、ハブ１０の外周面に軸方向に沿って凸部または凹部を形成すると共に、第１スリーブリング１ｓの内周面に凹部又は凸部を形成し、それらを係合することで、第１スリーブリング１ｓをハブ１０と一体的に回転させ且つ軸方向に移動自在としてもよい。

同様に、図４に示す第２接続機構２ｘは、第２スリーブリング２ｓの内周面に設けられた第２係合部２ｘａと、第２キー２ｋに設けられ、第２係合部２ｘａが係合される第２被係合部２ｘｂとから構成されている。第２係合部２ｘａは、第２スリーブリング２ｓの内周面に、周方向に等間隔を隔てて凸設された第２爪部２ｘＡから成る。第２爪部２ｘＡは、第２キー２ｋの数（６本）に合わせて、第２スリーブリング２ｓの内周面に６０度間隔で６個凸設されている。なお、第２キー２ｋの数が変動した場合、それに合わせて第２爪部２ｘＡの数も変動する。第２被係合部２ｘｂは、第２キー２ｋに凹設された第２溝部２ｘＢから成る。第２溝部２ｘＢは、第２キー２ｋに、第２スリーブリング２ｓの内周面が対向する部分に位置して、軸方向と直交する方向に沿って形成されている。この第２溝部２ｘＢに、第２爪部２ｘＡが係合される。

詳しくは、図５に示すように、ハブ溝１３に周方向に一つおきに第２キー２ｋを中程まで装着し、ハブ１０の端面から突出した各第２キー２ｋに第２スリーブリング２ｓを第２爪部２ｘＡが第２キー２ｋと干渉しないように位相をずらして被せる。この状態で、第２スリーブリング２ｓを回動させることで各第２爪部２ｘＡを各第２溝部２ｘＢに係合させ、その後、第２スリーブリング２ｓを軸方向にハブ１０の外周面まで移動させることで、図６に示すように各第２キー２ｋをハブ溝１３内に収容する。これにより、治具を用いずに、第２キー２ｋおよび第２スリーブリング２ｓをハブ１０に、容易に組み付けることができる。また、図６の状態において、第２爪部２ｘＡは、第２キー２ｋの第２溝部２ｘＢに係合されるのみならず、根元の部分がハブ溝１３にも係合される。これにより、第２スリーブリング２ｓは、ハブ１０に対して相対回転不能となり、ハブ１０と一対的に回転することになる。なお、ハブ１０の外周面に軸方向に沿って凸部または凹部を形成すると共に、第２スリーブリング２ｓの内周面に凹部又は凸部を形成し、それらを係合することで、第２スリーブリング２ｓをハブ１０と一体的に回転させ且つ軸方向に移動自在としてもよい。

（加速時シフトアップ）
図８、図９を用いて、上述した変速機１の加速時シフトアップについて説明する。図８（ａ）は変速機１の要部を示す側断面図（ニュートラル状態）、図８（ｂ）はニュートラル状態における第１ギヤ１ｃの第１ドグ１ｄ、第２ギヤ２ｃの第２ドグ２ｄ、第１キー１ｋ、第２キー２ｋの位置関係を模式的に示す概略図である。図９（ａ）は第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃにシフトされている側断面図、図９（ａ１）は図９（ａ）の状態における第１ギヤ１ｃの第１ドグ１ｄ、第２ギヤ２ｃの第２ドグ２ｄ、第１キー１ｋ、第２キー２ｋの位置関係を模式的に示す概略図である。図９（ｂ）は第１ギヤ１ｃから第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃへのシフトアップが完了する途中の側断面図、図９（ｂ１）は図９（ｂ）の状態における概略図である。図９（ｃ）は第２ギヤ２ｃへのシフトが完了した側断面図、図９（ｃ１）は図９（ｃ）の状態における概略図である。

図８のニュートラル状態の第１シフトロッド１ｒ、第２シフトロッド２ｒを共に第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃ側に移動（シフト）すると、図９（ａ）に示すように、第１シフトフォーク１ｆに係合された第１スリーブリング１ｓに第１接続機構１ｘを介して接続された第１キー１ｋが第１ギヤ１ｃ側に移動し、第２シフトフォーク２ｆに係合された第２スリーブリング２ｓに第２接続機構２ｘを介して接続された第２キー２ｋが第１ギヤ１ｃ側に移動する。そして、図９（ａ１）に示すように、第１キー１ｋのリーディング爪１ｋｆが、第１ギヤ１ｃの第１ドグ１ｄのリーディング面１ｄｆと係合する。これにより、１速の状態となり、エンジン加速時にトルクが第１キー１ｋによって伝達され、第２キー２ｋにはトルクが加わっていない（トルクフリー）。

加速時に、図９（ａ）の１速の状態から２速に変速する際には、図９（ｂ）に示すように、第１シフトロッド１ｒを移動させることなく、第２シフトロッド２ｒのみを第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃ側に移動（シフト）する。これにより、トルクが掛かっている第１キー１ｋは移動せず第１ドグ１ｄに係合した状態のまま、図９（ｂ１）に示すように、トルクフリーの第２キー２ｋのみが第２ギヤ２ｃ側に移動される。すると、第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃが第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃよりも速く回っているため、第２ギヤ２ｃ側に移動された第２キー２ｋのリーディング爪２ｋｆに、第２ギヤ２ｃの第２ドグ２ｄのリーディング面２ｄｆが係合する。すなわち、ギヤ比の関係で第１キー１ｋおよび第２キー２ｋから見た第２ギヤ２ｃの相対回転方向は図９（ｂ１）の矢印Ａ方向となるため、第２ドグ２ｄのリーディング面２ｄｆが第２キー２ｋのリーディング爪２ｋｆに係合する。この係合により、２速の状態となり、トルクが第２キー２ｋによって伝達される。

ここで、図９（ｂ１）に示すように、第２ドグ２ｄのリーディング面２ｄｆが第２キー２ｋのリーディング爪２ｋｆに係合した瞬間、即ち、１速から２速にシフトアップした瞬間、１速と２速のギヤ比に応じてエンジン回転数（ｒｐｍ）が落ちる。このため、第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃの回転数が低下し、第１キー１ｋおよび第２キー２ｋから見た第１ギヤ１ｃの相対回転方向が図９（ｃ１）の矢印Ｂ方向となり、第１ドグ１ｄのリーディング面１ｄｆが第１キー１ｋのリーディング爪１ｋｆから離間する。これにより、第１キー１ｋによる１速状態でのトルクの伝達が終了する。第１ギヤ１ｃの回転により第１ドグ１ｄが第１キー１ｋから離間したのと同時に、図９（ｃ）に示すように、第１シフトロッド１ｒを第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃ側に移動（シフト）する。これにより、図９（ｃ１）に示すように、第１キー１ｋが第２ギヤ２ｃ側に移動され、第１キー１ｋと第１ドグ１ｄとの干渉が回避され、１速から２速へのトルク切れのないシフトアップが完了する。

（減速時シフトダウン）
図１０を用いて、上述した変速機１の減速時シフトダウンについて説明する。図１０（ａ）は第２ギヤ２ｃにシフトされている側断面図、図１０（ａ１）は図１０（ａ）の状態における第１ギヤ１ｃの第１ドグ１ｄ、第２ギヤ２ｃの第２ドグ２ｄ、第１キー１ｋ、第２キー２ｋの位置関係を模式的に示す概略図である。図１０（ｂ）は第２ギヤ２ｃから第１ギヤ１ｃへのシフトダウンが完了する途中の側断面図、図１０（ｂ１）は図１０（ｂ）の状態における概略図である。図１０（ｃ）は第１ギヤ１ｃへのシフトが完了した側断面図、図１０（ｃ１）は図１０（ｃ）の状態における概略図である。

図１０（ａ）、図１０（ａ１）は、図９（ｃ）、図９（ｃ１）に示す２速でエンジン加速状態から、エンジン減速状態となった場合を示す。減速状態となると、車両の車輪によってエンジンが回されるエンジンブレーキ状態となるため、図９（ｃ１）に示すようにそれまで第２ドグ２ｄのリーディング面２ｄｆが第２キー２ｋのリーディング爪２ｋｆに係合していた状態から、図１０（ａ１）に示すように第２ドグ２ｄのトレーリング面２ｄｒが第１キー１ｋのトレーリング爪１ｋｒと係合する状態となる。従って、第１キー１ｋによってトルクが伝達され、第２キー２ｋがトルクフリーの状態となる。

このため、減速時に、図１０（ａ）の２速の状態から１速に変速する際には、図１０（ｂ）に示すように、第１シフトロッド１ｒを移動させることなく、第２シフトロッド２ｒのみを第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃ側に移動（シフト）する。これにより、トルクが掛かっている第１キー１ｋは移動せず第２ドグ２ｄに係合した状態のまま、図１０（ｂ）に示すように、第２シフトフォーク２ｆに係合された第２スリーブリング２ｓに第２接続機構２ｘを介して接続された第２キー２ｋ（トルクフリー状態）のみが第１ギヤ１ｃ側に移動される。すると、第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃが第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃよりも遅く回っているため、第１ギヤ１ｃ側に移動された第２キー２ｋのトレーリング爪２ｋｒに、第１ギヤ１ｃの第１ドグ１ｄのトレーリング面１ｄｒが係合する。すなわち、ギヤ比の関係で第１キー１ｋおよび第２キー２ｋから見た第１ギヤ１ｃの相対回転方向は図１０（ｂ１）の矢印Ｃ方向となるため、第１ドグ１ｄのトレーリング面１ｄｒが第２キー２ｋのトレーリング爪２ｋｒに係合する。この係合により、１速の状態となり、トルクが第２キー２ｋによって伝達される。

ここで、図１０（ｂ１）に示すように、第１ドグ１ｄのトレーリング面１ｄｒが第２キー２ｋのトレーリング爪２ｋｒに係合した瞬間、即ち、２速から１速にシフトダウンした瞬間、１速と２速のギヤ比に応じてエンジン回転数（ｒｐｍ）が上がる。このため、第２ギヤ（２速カウンタギヤ）２ｃの回転数が上昇し、第１キー１ｋおよび第２キー２ｋから見た第２ギヤ２ｃの相対回転方向が図１０（ｃ１）の矢印Ｄ方向となり、第２ドグ２ｄのトレーリング面２ｄｒが第１キー１ｋのトレーリング爪１ｋｒから離間する。これにより、第１キー１ｋによる２速状態でのトルクの伝達が終了する。第２ギヤ２ｃの回転により第２ドグ２ｄが第１キー１ｋから離間したのと同時に、図１０（ｃ）に示すように、第１シフトロッド１ｒを第１ギヤ（１速カウンタギヤ）１ｃ側に移動（シフト）する。これにより、図１０（ｃ１）に示すように、第１キー１ｋが第１ギヤ１ｃ側に移動され、第１キー１ｋと第２ドグ２ｄとの干渉が回避され、２速から１速へのトルク切れのないシフトダウンが完了する。

（作用・効果）
本実施形態に係る変速機１においては、図２に示すように、シフト操作に連動して軸方向に移動される第１スリーブリング１ｓと、ハブ１０のハブ溝１３に軸方向に移動自在に装着された第１キー１ｋとが別部品となっており、同様に、第２スリーブリング２ｓと第２キー２ｋとが別部品となっている。よって、第１、第２キー１ｋ、２ｋと第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓとが一体である場合に問題となる、第１、第２キー１ｋ、２ｋと第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓとの接続部における応力集中を回避できる。また、第１、第２キー１ｋ、２ｋと、第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓとを別々に成形し、熱処理することで、成形製造性が向上すると共に、従来問題となっていたリングからキーが突出した形状に起因する熱歪の問題を解消できる。

また、変速時に第１、第２ドグ１ｄ、２ｄと噛み合うことで変速ショックやトルクが加わる第１、第２キー１ｋ、２ｋは、第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓから切り離されていて、第１、第２接続機構１ｘ、２ｘを介して第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓに接続されている。このため、第１、第２キー１ｋ、２ｋに加わる変速ショックやトルクは、それら第１、第２接続機構１ｘ、２ｘの接続ガタ（隙間）によって吸収され、第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓに伝わらない。この結果、耐久性・信頼性が向上する。すなわち、第１、第２キー１ｋ、２ｋに加わる変速ショックやトルクは、第１、第２接続機構１ｘ、２ｘの接続ガタ（第１爪部１ｘＡと第１溝部１ｘＢとの係合隙間、第２爪部２ｘＡと第２溝部２ｘＢとの係合隙間）によって吸収され、第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓに伝わらない。

詳述すると、変速ショックやトルクが入力される第１キー１ｋと、その第１キー１ｋが軸方向に移動自在に装着されるハブ溝１３の溝面との間には、装着クリアランス（第１キー１ｋがハブ溝１３内を軸方向に摺動するために必要なクリアランス）が設定されている。そして、この装着クリアランスよりも、第１スリーブリング１ｓの第１爪部１ｘＡと第１キー１ｋの第１溝部１ｘＢの溝面との間の係合クリアランスの方が大きく設定されている。これにより、第１キー１ｋが変速ショック等によってハブ溝１３内を上記装着クリアランスの範囲で移動しても（暴れても）、第１爪部１ｘＡと第１溝部１ｘＢとが強く当たって双方または一方が損傷することはない。同様に、第２キー２ｋとハブ溝１３との装着クリアランスよりも、第２爪部２ｘＡと第２溝部２ｘＢとの係合クリアランスの方が大きく設定されており、第２キー２ｋが上記装着クリアランスの範囲でハブ溝１３内で暴れても、第２爪部２ｘＡと第２溝部２ｘＢとが強く当たって双方または一方が損傷しないようになっている。

この結果、第１、第２キー１ｋ、２ｋに加わる変速ショックやトルクは、全てハブ溝１３の溝面に受け止められハブ１０を介してカウンタシャフト５に伝わることになり、第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓに伝わらない。このため、第１、第２キー１ｋ、２ｋに加わる変速ショックやトルクに起因する、第１、第２キー１ｋ、２ｋと第１、第２スリーブリング１ｓ、２ｓとの接続部における応力の集中が回避される。また、第１、第２キー１ｋ、２ｋに加わる変速ショックやトルクによって、第１爪部１ｘＡと第１溝部１ｘＢの係合部分、第２爪部２ｘＡと第２溝部２ｘＢの係合部分が損傷することはなく、耐久性・信頼性が向上する。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。例えば、第１ギヤ、第２ギヤは、変速機のカウンタシャフト（出力軸）ではなく、メインシャフト（入力軸）に装着されていてもよい。また、第１、第２接続機構を構成する第１、第２係合部と、第１、第２被係合部との凸凹形状は逆でもよい。

本発明は、変速の際のトルク切れを防止した変速機に利用できる。

１ 変速機
５ シャフト（カウンタシャフト）
１ｃ 第１ギヤ（１速カウンタギヤ）
２ｃ 第２ギヤ（２速カウンタギヤ）
１０ ハブ
１３ ハブ溝
１ｄ 第１ドグ
１ｄｆ リーディング面
１ｄｒ トレーリング面
２ｄ 第２ドグ
２ｄｆ リーディング面
２ｄｒ トレーリング面
１ｋ 第１キー
１ｋｆ リーディング爪
１ｋｒ トレーリング爪
２ｋ 第２キー
２ｋｆ リーディング爪
２ｋｒ トレーリング爪
１ｓ 第１スリーブリング
２ｓ 第２スリーブリング
１ｘ 第１接続機構
１ｘａ 第１係合部
１ｘＡ 第１爪部
１ｘｂ 第１被係合部
１ｘＢ 第１溝部
２ｘ 第２接続機構
２ｘａ 第２係合部
２ｘＡ 第２爪部
２ｘｂ 第２被係合部
２ｘＢ 第２溝部

Claims (5)

1. シャフトに回転自在に装着され、側面に第１ドグが突設された第１ギヤと、
   前記シャフトに回転自在に装着され、側面に第２ドグが突設された第２ギヤと、
   該第２ギヤと前記第１ギヤとの間の前記シャフトに固定されたハブと、
   該ハブに前記シャフトの軸方向に移動自在に装着され、一端が前記第１ドグのリーディング面と係合し、他端が前記第２ドグのトレーリング面と係合する第１キーと、
   前記ハブに軸方向に移動自在に装着され、一端が前記第１ドグのトレーリング面と係合し、他端が前記第２ドグのリーディング面と係合する第２キーと、
   前記ハブの外周面に軸方向に移動自在に装着され、シフト操作に連動して軸方向に移動される第１スリーブリングと、
   前記ハブの外周面に軸方向に移動自在に装着され、シフト操作に連動して軸方向に移動される第２スリーブリングと、
   前記第１スリーブリングと前記第１キーを接続し、前記第１キーを前記第１スリーブリングと一体的に軸方向に移動させる第１接続機構と、
   前記第２スリーブリングと前記第２キーを接続し、前記第２キーを前記第２スリーブリングと一体的に軸方向に移動させる第２接続機構とを備えたことを特徴とする変速機。
2. 前記第１接続機構は、前記第１スリーブリングの内周面に設けられた第１係合部と、前記第１キーに設けられ前記第１係合部が係合される第１被係合部とを有し、
   前記第２接続機構は、前記第２スリーブリングの内周面に設けられた第２係合部と、前記第２キーに設けられ前記第２係合部が係合される第２被係合部とを有することを特徴とする請求項１に記載の変速機。
3. 前記第１係合部は、前記第１スリーブリングの内周面に凸設された第１爪部から成り、
   前記第１被係合部は、前記第１キーに凹設され前記第１爪部が係合される第１溝部から成り、
   前記第２係合部は、前記第２スリーブリングの内周面に凸設された第２爪部から成り、
   前記第２被係合部は、前記第２キーに凹設され前記第２爪部が係合される第２溝部から成ることを特徴とする請求項２に記載の変速機。
4. 前記ハブの外周面に、周方向に間隔を隔てて軸方向に沿ったハブ溝が複数形成され、
   各ハブ溝に、前記第１キー、第２キーが周方向に交互に夫々軸方向に移動自在に装着され、
   前記第１爪部は、前記第１キーの第１溝部に係合されると共に前記ハブ溝に係合され、
   前記第２爪部は、前記第２キーの第２溝部に係合されると共に前記ハブ溝に係合されたことを特徴とする請求項３に記載の変速機。
5. 前記第１キーと前記ハブ溝との装着クリアランスよりも、前記第１爪部と前記第１溝部との係合クリアランスの方が大きく、
   前記第２キーと前記ハブ溝との装着クリアランスよりも、前記第２爪部と前記第２溝部との係合クリアランスの方が大きいことを特徴とする請求項４に記載の変速機。

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