JP4414455B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸に複数のギヤを相対回転自在に支持し、前記複数のギヤの何れかを対応するクラッチ機構を介して前記回転軸に選択的に結合することで、所望の変速段を確立可能にした変速機に関する。

平行に配置した３本の変速軸を有する自転車用の変速機において、中央に配置した第２変速軸に固定した各変速段に対応する複数のギヤと、第２変速軸の両側に配置した第１、第３変速軸に相対回転自在に支持した各変速段に対応する複数のギヤとを相互に噛合させ、中空に形成された第１、第３変速軸とその外周に支持したギヤとの間にラチェットワンウエイ機構あるいはボールワンウエイ機構を配置し、第１、第３変速軸の内部に配置したクラッチ操作子を軸方向に移動させて前記ワンウエイ機構を選択的に作動させることで、何れかのギヤを第１、第３変速軸に選択的に結合して所望の変速段を確立するものが、下記特許文献１により公知である。

また入力軸に固定した駆動歯車と出力軸に相対回転自在に支持した従動歯車とを相互に噛合させ、出力軸を径方向に貫通する収納孔に収納された鋼球を、入力軸の内部に軸方向移動自在に配置したシフトレバーで径方向に移動させて従動歯車の内周面に形成した嵌合溝に係合させることで、何れかの従動歯車を出力軸に結合して所望の変速段を確立するものが、下記特許文献２により公知である。
特許第３８３８４９４号公報 実公昭６１−３９８７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、確立している変速段のギヤのワンウエイ機構が係合しているとき、他の変速段のワンウエイ機構がスリップしているため、ワンウエイ機構のスリップに伴うフリクションで伝達効率が低下する問題がある。しかも、ワンウエイ機構が常時スリップ可能であるため、自転車のような加速時にのみ駆動力を伝達して減速時に駆動力を伝達しない場合には使用可能であるが、自動車のようにエンジンブレーキや回生制動のために減速時にも駆動力を伝達する必要があるものでは使用することができないという問題がある。

また上記特許文献２に記載されたものは、駆動力を鋼球を介して点接触で伝達するので、鋼球の表面に摩耗や変形が発生する可能性があるだけでなく、ワンウエイ機構のスリップ時においても、鋼球が遠心力で従動歯車の内周面に押し付けられるので、鋼球と従動歯車との間にフリクションが作用して伝達効率が低下する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、加速時だけでなく必要に応じて減速時にも駆動力を伝達可能であり、かつフリクションによる伝達効率の低下を最小限に抑えることが可能な変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、回転軸に複数のギヤを相対回転自在に支持し、前記複数のギヤの何れかを対応するクラッチ機構を介して前記回転軸に選択的に結合することで、所望の変速段を確立可能にした変速機において、前記クラッチ機構は、中空に形成された前記回転軸の外周部に設けられたストラット収納溝と、前記ストラット収納溝の内部に揺動可能に支持されたストラットと、前記ストラットのギヤ回転方向遅れ側に設けられ、前記ギヤの内周面に形成された切欠きに係合可能な第１係合面と、前記ストラットのギヤ回転方向進み側に設けられ、前記ストラット収納溝に係合する第２係合面と、前記ストラット収納溝のギヤ回転方向遅れ側に連通し、前記回転軸を径方向に貫通するヘッドボール収納孔と、前記ヘッドボール収納孔に径方向移動可能に嵌合し、前記ストラットのギヤ回転方向遅れ側端部の径方向内面に当接可能なヘッドボールと、前記ストラット収納溝のギヤ回転方向進み側に連通し、前記回転軸を径方向に貫通するテールボール収納孔と、前記テールボール収納孔に径方向移動可能に嵌合し、前記ストラットのギヤ回転方向進み側端部の径方向内面に当接可能なテールボールとを備え、前記回転軸の内部に軸方向移動可能に配置され、前記ヘッドボールおよび前記テールボールの径方向位置を制御することで、前記ストラットの揺動状態を制御するスライドカムの位置に応じて、前記テールボールの径方向内側への移動を許容しながら、前記ヘッドボールを径方向外側に押し出すことにより、前記ストラットの第１係合面を前記ギヤの切欠き内に強制的に突出させる係合状態と、前記テールボールおよび前記ヘッドボールの両方の径方向内側への移動を許容することにより、前記ストラットの第１係合面と前記ギヤの切欠きとを係合あるいは係合解除するワンウェイ状態と、前記ヘッドボールを径方向内側への移動を許容しながら、前記テールボールを径方向外側に押し出すことにより、前記ストラットの第１係合面を前記ギヤの切欠きから強制的に退没させる非係合状態とを切り換え可能としたことを特徴とする変速機が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、加速時において、前記ストラットの第１係合面と前記ギヤの切欠きとは面接触し、前記ストラットの第２係合面と前記回転軸のストラット収納溝とは面接触することを特徴とする変速機が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記係合状態での減速時における駆動力は、前記ギヤの切欠きから前記ストラットの第１係合面と、前記ヘッドボールと、前記ヘッドボール収納孔とを介して前記回転軸に伝達されることを特徴とする変速機が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ワンウェイ状態での加速時には、前記ヘッドボールは自己の遠心力で径方向外側位置に付勢されて前記係合状態を維持することを特徴とする、請求項２に記載の変速機が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記各々のギヤは軸方向両端部を一対のベアリング部材を介して回転軸の外周に支持されており、前記一対のベアリング部材に挟まれた空間に前記クラッチ機構が配置されることを特徴とする変速機が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記ベアリング部材は、前記複数のギヤのうちの隣接して配置された二つのギヤを同時に支持することを特徴とする変速機が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記ヘッドボール収納孔およびテールボール収納孔にそれぞれヘッドボールおよびテールボールを収納した状態で、それらの径方向外方を覆うように前記ストラット収納溝に前記ストラットを収納し、前記ストラットの軸方向両端面に突設したセットリング係合部を前記出力軸の外周に嵌合するセットリングの内周面で保持したことを特徴とする変速機が提案される。

尚、実施の形態の出力軸１２は本発明の回転軸に対応し、実施の形態の１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７は本発明のギヤに対応し、実施の形態のブッシュ２８およびボールベアリング２８′は本発明のベアリング部材に対応する。

請求項１の構成によれば、クラッチ機構が、中空に形成された前記回転軸の外周部に設けられたストラット収納溝と、前記ストラット収納溝の内部に揺動可能に支持されたストラットと、前記ストラットのギヤ回転方向遅れ側に設けられ、前記ギヤの内周面に形成された切欠きに係合可能な第１係合面と、前記ストラットのギヤ回転方向進み側に設けられ、前記ストラット収納溝に係合する第２係合面と、ストラット収納溝のギヤ回転方向遅れ側に連通して回転軸を径方向に貫通するヘッドボール収納孔と、ヘッドボール収納孔に径方向移動可能に嵌合してストラットのギヤ回転方向遅れ側端部の径方向内面に当接可能なヘッドボールと、ストラット収納溝のギヤ回転方向進み側に連通して回転軸を径方向に貫通するテールボール収納孔と、テールボール収納孔に径方向移動可能に嵌合してストラットのギヤ回転方向進み側端部の径方向内面に当接可能なテールボールとを備えるので、スライドカムの軸方向位置を変化させることで、ヘッドボールおよびテールボールの径方向位置を制御することができる。その結果、スライドカムの位置を変化させてテールボールの径方向内側への移動を許容しながらヘッドボールを径方向外側に押し出せば、ストラットの第１係合面をギヤの切欠き内に強制的に突出させる係合状態として加速時および減速時の両方に駆動力を伝達することができる。またスライドカムの位置を変化させてテールボールおよびヘッドボールの両方の径方向内側への移動を許容すれば、ストラットの第１係合面とギヤの切欠きとを係合あるいは係合解除するワンウェイ状態として、加速時に駆動力を伝達して減速時に駆動力の伝達を遮断することができる。またスライドカムの位置を変化させてヘッドボールを径方向内側への移動を許容しながら、テールボールを径方向外側に押し出せば、ストラットの第１係合面をギヤの切欠きから強制的に退没させる非係合状態として、加速時および減速時の両方に駆動力の伝達を遮断することができる。しかもストラットとギヤとの間にフリクションが発生して伝達効率が低下するのを防止することができる。

また請求項２の構成によれば、加速時にはストラットの第１係合面とギヤの切欠きとが面接触し、ストラットの第２係合面と回転軸のストラット収納溝とが面接触して駆動力を伝達するので、駆動力の大きい加速時の荷重を面接触で伝達し、荷重伝達によるストラットの摩耗や変形を抑制して耐久性を高めることができる。

また請求項３の構成によれば、係合状態での減速時にはギヤの切欠きからストラットと、ヘッドボールと、ヘッドボール収納孔とを介して回転軸に駆動力を伝達するので、加速時だけでなく減速時にも駆動力を伝達することができる。
また請求項５の構成によれば、ワンウェイ状態での加速時にヘッドボールは自己の遠心力で径方向外側位置に付勢されて駆動力を伝達するので、スライドカムを移動させる変速操作の操作スピードに影響されずにワンウエイ状態を確立することができる。

また請求項４の構成によれば、ワンウェイ状態での加速時にヘッドボールは自己の遠心力で径方向外側位置に付勢されて駆動力を伝達するので、スライドカムを移動させる変速操作の操作スピードに影響されずにワンウェイ状態を確立することができる。

また請求項５の構成によれば、各々のギヤの軸方向両端部を一対のベアリング部材を介して回転軸の外周に支持し、それら一対のベアリング部材に挟まれた空間にクラッチ機構を配置したので、ベアリング部材との干渉を回避しながらクラッチ機構をコンパクトに配置することができる。

また請求項６の構成によれば、ベアリング部材が複数のギヤのうちの隣接して配置された二つのギヤを同時に支持するので、必要なベアリング部材の数を最小限に抑えることができる。

また請求項７の構成によれば、ヘッドボール収納孔およびテールボール収納孔にそれぞれ収納したヘッドボールおよびテールボールの径方向外方をストラット収納溝に収納したストラットで覆い、かつストラットの軸方向両端面に突設したセットリング係合部を出力軸の外周に嵌合するセットリングの内周面で保持したので、セットリングで回転軸にヘッドボール、テールボールおよびストラットを脱落不能に仮保持し、それらの組み付け作業を容易化することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図３４は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は変速機の縦断面図、図２は図１の２部拡大図（図３の２−２線断面図）、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図２の６方向矢視図、図７は図６の７部拡大斜視図、図８は図６の８−８線断面図、図９は図６の９−９線断面図、図１０は図６の１０−１０線断面図、図１１は図６の１１−１１線断面図、図１２は図１０の１２−１２線断面図、図１３はスライドカムおよびスライダの斜視図、図１４はストラット、ヘッドボールおよびテールボールの斜視図、図１５はドリブンギヤの係合状態を示す作用説明図、図１６はドリブンギヤのワンウエイ状態を示す作用説明図、図１７はドリブンギヤの非係合状態を示す作用説明図、図１８〜図３４はシフトアップおよびシフトダウン時の作用説明図である。

図１に示すように、例えばＦ１レーシングカーに用いられる前進７段の変速機Ｔは、相互に平行に配置された中空の入力軸１１および中空の出力軸１２を備えており、入力軸１１の一端側（以下、左側という）にはエンジンＥが接続され、出力軸１２の他端側（以下、右側という）には駆動輪に駆動力を伝達すべくベベルギヤよりなる出力ギヤ１３が設けられる。入力軸１１の外周には、その右側から左側に向けて、１速ドライブギヤ１４、３速ドライブギヤ１５、５速ドライブギヤ１６、７速ドライブギヤ１７、２速ドライブギヤ１８、４速ドライブギヤ１９および６速ドライブギヤ２０が固設される。出力軸１２の外周には、その右側から左側に向けて、前記各ドライブギヤ１４〜２０に常時噛合する１速ドリブンギヤ２１、３速ドリブンギヤ２２、５速ドリブンギヤ２３、７速ドリブンギヤ２４、２速ドリブンギヤ２５、４速ドリブンギヤ２６および６速ドリブンギヤ２７が、それぞれブッシュ２８…を介して相対回転自在に支持される。

出力軸１２の内部には、ミッションケース（不図示）に固定されたアクチュエータ軸２９が同軸に配置されており、アクチュエータ軸２９の外周に円筒状のシリンダ３０が軸方向移動自在に支持される。更にシリンダ３０の外周に円筒状のスライドカム３１が一対のボールベアリング３２，３３を介して相対回転自在かつ軸方向摺動自在に支持されており、スライドカム３１は円周方向に等間隔に配置された複数本（実施の形態では８本）のコイルスプリングよりなるアクチュエータスプリング３４…により、シリンダ３０に対して軸方向に相対移動可能にフローティング支持される。

アクチュエータ軸２９の内部から供給される油圧でシリンダ３０を出力軸１２の右側から左側に移動させると、そのシリンダ３０にアクチュエータスプリング３４…を介してフローティング支持されたスライドカム３１が出力軸１２の右側から左側に移動することで、１速変速段から７速変速段が順番に確立される。尚、この変速機Ｔは、変速段を飛ばしてシフトアップあるいはシフトダウンを行うことはできない。

次に、図２〜図６を参照して出力軸１２の内部構造を更に詳細に説明する。

図２に示すように、アクチュエータ軸２９の外周に嵌合するシリンダ３０の右端内周面にはストッパリング４１およびカラー４２が嵌合してキャップ４３で固定されており、カラー４２がアクチュエータ軸２９の外周面に摺動する部分にはスライドガイド４４およびシール部材４５が配置され、キャップ４３がアクチュエータ軸２９の外周面に摺動する部分にはシール部材４６が配置され、カラー４２がシリンダ３０の内周面に当接する部分にはシール部材４７が配置される。

またアクチュエータ軸２９の外周に嵌合するシリンダ３０の左端内周面にはストッパリング４８、カラー４９およびキャップ５０が嵌合し、このキャップ５０がボルト５１…でシリンダ３０の左端に締結される。カラー４９がアクチュエータ軸２９の外周面に摺動する部分にはスライドガイド５２およびシール部材５３が配置され、キャップ５０がアクチュエータ軸２９の外周面に摺動する部分にはシール部材５４が配置され、カラー４９がシリンダ３０の内周面に当接する部分にはシール部材５５が配置される。

アクチュエータ軸２９の中間部には、ピストン２９ａが形成されており、そのピストン２９ａにシリンダ３０の内周面に摺動するスライドガイド５６およびシール部材５７が配置される。その結果、アクチュエータ軸２９のピストン２９ａとシリンダ３０の右端側のカラー４２との間に第１油室５８が区画され、アクチュエータ軸２９のピストン２９ａとシリンダ３０の左端側のカラー４９との間に第２油室５９が区画される。第１油室５８はアクチュエータ軸２９の内部に形成した第１油路２９ｂを介して図示せぬオイルポンプあるいはリザーバに連通し、第２油室５９はアクチュエータ軸２９の内部に形成した第２油路２９ｃを介して図示せぬオイルポンプあるいはリザーバに連通する。

従って、オイルポンプから第２油路２９ｃを経て第２油室５９に油圧を供給すると、第１油室５８の作動油が第１油路２９ｂを経てリザーバに戻されることで、固定されたアクチュエータ軸２９に対してシリンダ３０が右側から左側に移動してシフトアップが行われ、オイルポンプから第１油路２９ｂを経て第１油室５８に油圧を供給すると、第２油室５９の作動油が第２油路２９ｃを経てリザーバに戻されることで、固定されたアクチュエータ軸２９に対してシリンダ３０が左側から右側に移動してシフトダウンが行われる。

このように、スライドカム３１を軸方向に往復駆動する駆動源であるシリンダ３０を出力軸１２の内部に完全に収納したので、その駆動源を出力軸１２の外部に配置する場合に比べて変速機Ｔを小型化することができる。

図２および図３から明らかなように、シリンダ３０の外周面に小径に形成した環状のスプリング収納溝３０ａに、８本のアクチュエータスプリング３４が４５°間隔で配置される。シリンダ３０の外周には右端側が閉塞したアウタースプリングガイド６０が軸方向に摺動自在に嵌合しており、そのアウタースプリングガイド６０の右側の閉塞部およびスプリング収納溝３０ａの右側の段部にアクチュエータスプリング３４の右端側が係止されるとともに、アクチュエータスプリング３４の左端側を支持するインナースプリングガイド６１がスプリング収納溝３０ａの左側の段部に係止される。アウタースプリングガイド６０の軸方向両端部は前記一対のボールベアリング３２，３３のインナーレース間に軸方向移動不能に係止され、そのアウターレースはスライドカム３１の内周面に軸方向移動不能に係止される。

従って、アウタースプリングガイド６０、一対のボールベアリング３２，３３およびスライドカム３１は一体化され、スライドカム３１が軸方向に自由に移動できる状態では、シリンダ３０が軸方向に移動すると、アクチュエータスプリング３４…は圧縮されることなく、スライドカム３１はシリンダ３０と一体で軸方向に移動する。一方、スライドカム３１の軸方向の移動が拘束された状態では、シリンダ３０が軸方向に移動すると、アクチュエータスプリング３４…が圧縮されることで、スライドカム３１が停止したままシリンダ３０だけが軸方向に移動することができる。よって、スライドカム３１は、アクチュエータスプリング３４…を介してシリンダ３０に軸方向にフローティング支持されることになる。

図２〜図５および図１３に示すように、概略円筒状のスライドカム３１の外周面には、６本の円弧状断面のカム溝３１ａ…が６０°間隔で軸方向に凹設されており、それらのカム溝３１ａ…に途中の２か所に径方向外側に突出する環状の第１、第２凸部３１ｂ…，３１ｃ…が突設される。６本のカム溝３１ａ…の６個の第１凸部３１ｂ…の位置は軸方向に整列しており、他の６個の第２凸部３１ｃ…の位置も軸方向に整列している。第１、第２凸部３１ｂ…，３１ｃ…の頂部の位置は、スライドカム３１の外周面の高さよりは径方向に低くなっている。

スライドカム３１の外周面には軸方向に延びる６本のガイド溝３１ｄ…が６０°間隔で形成されており、各ガイド溝３１ｄに棒状のスライダ６４が摺動自在に嵌合する。各スライダ６４の外周面には軸方向に延びるカム溝６４ａが形成されており、そのカム溝６４ａの途中の２か所に径方向内側に凹む第１、第２凹部６４ｂ，６４ｃが形成される。６本のカム溝３１ａ…の６個の第１凹部６４ｂ…の位置は軸方向に整列しており、他の６個の第２凹部６４ｃ…の位置も軸方向に整列している。

スライドカム３１の外周面には前記６本のガイド溝３１ｄ…に隣接して６本のスプリング収納溝３１ｅ…が形成されており、各スプリング収納溝３１ｅに収納されたスライダスプリング６５が、スライダ６４の側面に突設されたスプリングシート６４ｄに係止される。このスライダスプリング６５によって、スライダ６４はスライドカム３１に対して軸方向左側に付勢され、スプリング収納溝３１ｅの左側に形成されたストッパ面３１ｆに当接する位置に保持される。

従って、スライダ６４が軸方向左側に自由に移動できる状態では、スライドカム３１が左側に移動すると、スライダプリング６５は圧縮されることなく、スライダ６４はスライドカム３１と一体で左側に移動する。一方、スライダ６４の左側への移動が拘束された状態で、スライドカム３１が左側に移動すると、スライダスプリング６５が圧縮されることで、スライダ６４が停止したままスライドカム３１だけが左側に移動することができる。よって、スライダ６４は、スライダスプリング６５を介してスライドカム３１に軸方向にフローティング支持されることになる。

図７〜図１２および図１４から明らかなように、出力軸１２の外周面には、その軸方向全長に亘って溝状に形成され、かつ出力軸１２の厚さ方向中間部まで凹設された６本のストラット収納溝６６…が形成される。各ストラット収納溝６６が１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７に内周面に対向する位置において、ストラット収納溝６６の円周方向両側の縁部にそれぞれ連通するように、出力軸１２を貫通するヘッドボール収納孔６７およびテールボール収納孔６８が形成される。ヘッドボール収納孔６７の径方向内側にはスライドカム３１のカム溝３１ａが対向し、エンドボール収納孔６８の径方向内側にはスライダ６４のカム溝６４ａが対向している。ヘッドボール収納孔６７およびスライドカム３１のカム溝３１ａには大径のヘッドボール６９が径方向に移動可能に嵌合し、テールボール収納孔６７およびスライダ６５のカム溝６５ａには小径のテールボール７０が径方向に移動可能に嵌合する。

ストラット収納溝６６に収納されるストラット７１は、上面（径方向外面）が円弧面状に形成された本体部７１ａと、本体部７１ａの回転方向遅れ側において概ね径方向に延びる第１係合面７１ｂと、本体部７１ａの回転方向進み側において概ね径方向に延びる第２係合面７１ｃと、第１係合面７１ｂの径方向外端に連なって概ね円周方向に延びる第３係合面７１ｄと、第１係合面７１ｂから回転方向進み側に延びる腕部７１ｅと、本体部７１ａの両側に形成された一対のセットリング係合部７１ｆ，７１ｆとで構成される。

１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の各々の内周面には、６個のストラット７１…に対応して６個の切欠き７２…が形成されており、各切欠き７２の周方向両端には、ストラット７１の第１係合面７１ｂに係合可能な駆動面７２ａと、ストラット７１の第３係合面７１ｄを案内する傾斜面７２ｂとが形成される。ストラット７１の第１係合面７１ｂの下面（径方向内側面）にはヘッドボール６９が当接可能に対向し、ストラット７１の腕部７１ｅの下面（径方向内側面）にはテールボール７０が当接可能に対向する。

図８〜図１２は、スライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂにより、出力軸１２のヘッドボール収納孔６７内のヘッドボール６９が径方向外側に押し上げられ、このヘッドボール６９に第１係合面７１ｂの下部を押し上げられたストラット７１が、１速ドリブンギヤ２１の下面に本体部７１ａの支点ａを当接させて図中反時計方向に揺動し、その腕部７１ｅが出力軸１２のテールボール収納孔６８の内部のテールボール７０をスライダ６４の第１凹部６４ｂの底部に落とし込んだ状態を示している。

この状態では、１速ドライブギヤ１４により矢印Ａ方向に駆動される１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の駆動面７２ａがストラット７１の第１係合面７１ｂに係合し、かつストラット７１の第２係合面７１ｃが出力軸１２のストラット収納溝６６の被駆動面６６ａに当接することで、１速ドリブンギヤ２１の駆動力が６個のストラット７１…を介して出力軸１２に伝達される。

出力軸１２のストラット収納溝６６、ヘッドボール収納孔６７、テールボール収納孔６８、ヘッドボール６９、テールボール７０、ストラット７１、１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の切欠き７２は本発明のクラッチ機構３５を構成する。

出力軸１２に対する１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の組み付けは以下のようにして行われる。１速ドリブンギヤ２１を例にとって説明すると、先ず出力軸１２の外周のヘッドボール収納孔６７…およびテールボール収納孔６８…にそれぞれヘッドボール６９…およびテールボール７０…を収納し、その径方向外側を押さえるようにストラット収納溝６６にストラット７１…を収納する。そして出力軸１２の外周に、周方向の１か所をキー溝として切断した一対のセットリング７３をストラット７１…の軸方向両側に配置し、ストラット７１…のセットリング係合部７１ｆ…を径方向外側から押さえることで、ヘッドボール６９…、テールボール７０…およびストラット７１…を脱落しないように保持する。そして前記ブッシュ２８をセットリング７３の外周に嵌合させ、キー７４でセットリング７３およびブッシュ２８を出力軸１２に相対回転不能に係止する。

このように、セットリング７３でストラット７１、ヘッドボール６９およびテールボール７０を出力軸１２から脱落しないように仮固定するとともに、セットリング７３でストラット７１を軸方向に位置決めすることができるので、組み付け性が向上する。

１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の各々は、２個のブッシュ２８，２８によって回転自在に支持され、それら２個のブッシュ２８，２８間にストラット７１…、ヘッドボール６９…およびテールボール７０…が支持される。このようにして、出力軸１２の右側から左側に向けて１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７がその配列順序に従って順番に組み付けられ、最も右側の１速ドリブンギヤ２１が出力軸１２のストッパ突起１２ａにスペーサ７５を介して係止され、最も左側の６速ドリブンギヤ２７が出力軸１２にサークリップ７６で固定されたセンサリング７７を介して係止されることで、１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７が出力軸１２上に支持される。

１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７を出力軸１３の相対回転自在に支持するブッシュ２８…は、各ギヤの軸方向中央部分を避けて軸方向両端部分を支持するので、前記軸方向中央部分にクラッチ機構３５を配置するスペースを確保することができる。また１個のブッシュ２８で隣接する２個のギヤの相互に対向する二つの端部を支持するので、ブッシュ２８の個数を最小限に抑えることができる。

出力軸１２と１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７との係合関係は、
(1) 係合状態（図１５参照）
(2) ワンウエイ状態（図１６参照）
(3) 非係合状態（図１７参照）
の三つの状態に切り換え可能である。

先ず、前記(1) の係合状態について説明する。図１５は、スライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂにより、ヘッドボール６９およびストラット７１の第１係合面７１ｂが径方向外側に押し上げられ、ストラット７１の腕部７１ｅによりテールボール７０がスライダ６４の第１凹部６４ｂに押し込まれた状態（つまり、図８〜図１２で説明した状態）を示している。

この係合状態での加速時（図１５（ａ）参照）には、既に説明したように、１速ドリブンギヤ２１が矢印Ａ方向に回転すると、その回転がストラット７１を介して出力軸１２に伝達されることで、入力軸１１の回転が１速ドライブギヤ１４および１速ドリブンギヤ２１を介して減速された状態で出力軸１２に伝達されることになる。

一方、減速時（図１５（ｂ）参照）には、出力軸１２に対して１速ドリブンギヤ２１は相対的に逆方向（矢印Ｂ）方向に回転することになるが、１速ドリブンギヤ２１の駆動力が、その傾斜面７２ｂからストラット７１の第１係合面７１ｂ、ヘッドボール６９およびヘッドボール収納孔６７を介して出力軸１２に伝達されることで、駆動力の伝達状態は維持される。よって、減速時には駆動輪側からエンジン側に駆動力を逆伝達し、エンジンブレーキを支障なく作動させることができる。

次に、前記(2) のワンウエイ状態について説明する。図１６に示すように、ワンウエイ状態では、ヘッドボール６９の下面にスライドカム３１のカム溝３１ａに対向し、テールボール７０の下面にスライダ６４の第１凹部６４ｂが対向する。

この状態で１速ドリブンギヤ２１が矢印Ａ方向に回転する加速時（図１６（ａ）参照）には、ヘッドボール６９がスライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂにより押し上げられなくても、ヘッドボール６９が遠心力で径方向外側に押し上げられることで、係合状態の加速時（図１５（ａ）参照）と同様に駆動力の伝達が維持される。

このように、係合状態での加速時（図１５（ａ）参照）からワンウエイ状態での加速時（図１６（ａ）参照）への移行時に、ヘッドボール６９を遠心力で径方向外側に付勢することで駆動力の伝達を途切れさすことなく継続するので、スライドカム３１を移動させる変速操作の操作スピードに影響されずにワンウエイ状態を確立することができる。

一方、減速時（図１６（ｂ）参照）には、出力軸１２に対して１速ドリブンギヤ２１は相対的に逆方向（矢印Ｂ）方向に回転するため、１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の傾斜面７２ｂに第３係合面７１ｄを押圧されたストラット７１が実線位置から鎖線位置に時計方向に揺動することで、ストラット７１の第１係合面７１ｂと１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の駆動面７２ａとの係合が外れ、１速ドリブンギヤ２１は出力軸１２に対してスリップする。

次に、前記(3) の非係合状態について説明する。図１７に示すように、非係合状態では、ヘッドボール６９の下面にスライドカム３１のカム溝３１ａに対向し、テールボール７０の下面にスライダ６４のカム溝６４ａが対向する。

この状態でスライダ６４のカム溝３１ａに押し上げられたテールボール７０がストラット７１の腕部７１ｅを押し上げ、かつヘッドボール６９がスライドカム３１のカム溝３１ａ内に落ち込むことで、ストラット７１が支点ａ回りに時計方向に揺動し、ストラット７１の第１係合面７１ｂと１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の駆動面７２ａとの係合が外れ、加速時および減速時に関わらず１速ドリブンギヤ２１は出力軸１２に対してスリップする。

以上、１速ドリブンギヤ２１の係合状態、ワンウエイ状態および非係合状態について説明したが、２速ドリブンギヤ〜７速ドリブンギヤ２２〜２７の作用も同様である。但し、１速、３速、５速、７速ドリブンギヤ２１〜２４のヘッドボール６９はスライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂによって押し上げられ、テールボール７０はスライダ６４の第１凹部６４ｂに落ち込むのに対し、２速、４速、６速ドリブンギヤ２５〜２７のヘッドボール６９はスライドカム３１のカム溝３１ａの第２凸部３１ｃによって押し上げられ、テールボール７０はスライダ６４の第２凹部６４ｃに落ち込む点で異なっている。

表１は、ニュートラル変速段正規位置および７速変速段正規位置間のアクチュエータ（シリンダ３０）のストロークを「０」〜「２０」の２１段階に分け、各段階の１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の状態を示すものである。表中の「○」は前記係合状態を示し、「×」は前記非係合状態を示し、「−」は前記ワンウエイ状態を示している。またＵＳ＠Ａｃｃは加速状態でのシフトアップを示し、ＵＳ＠Ｄｅｃは減速状態でのシフトアップを示し、ＤＳ＠Ａｃｃは加速状態でのシフトダウンを示し、ＤＳ＠Ｄｅｃは減速状態でのシフトダウンを示している。

表中で網掛けした７つの領域は、駆動力の伝達が途絶えるアクチュエータストロークを示している。また前記網掛け部分に挟まれた７つの領域に対応する１ｓｔ〜７ｔｈの表示は、そのアクチュエータストロークにおいて駆動力を伝達しているドリブンギヤ２１〜２７を表している。ここで特徴的なことは、ＵＳ＠Ａｃｃ（加速状態でのシフトアップ）時には、アクチュエータストローク「０」（ニュートラル変速段）を除く全てのストローク「１」〜「２０」で、駆動力の伝達が途切れることなくシフトアップが行われることである。

以下、図１８〜図３４に基づいて、ニュートラル変速段から１速変速段および２速変速段を経て３速変速段までシフトアップし、そこから再び２速変速段および１速変速段を経てニュートラル変速段までシフトダウンする場合の作用を詳細に説明する。

図１８は表１のアクチュエータストローク「０」に対応するもので、シリンダ３０は右側の限界位置にあり、スライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂは１速ドリブンギヤ２１の右側に隣接して位置し、スライドカム３１のカム溝３１ａの第２凸部３１ｃは２速ドリブンギヤ２５の右側に離間して位置している。またスライドカム３１に設けたスライダ６４の第１凹部６４ｂは１速ドリブンギヤ２１の右側に隣接して位置し、スライダ６４の第２凹部６４ｃは２速ドリブンギヤ２５の右側に離間して位置している。

従って、１速変速段のテールボール７０はスライダ６４により押し上げられ、かつヘッドボール６９はスライドカム３１のカム溝３１ａに落ち込むことで、ストラット７１は時計方向に揺動し、１速ドリブンギヤ２１および出力軸１２の係合は解除された状態（非係合状態）にあり、２速〜７速ドリブンギヤ２２〜２７も同様に非係合状態となり、変速機Ｔを介しての駆動力の伝達は行われない。

図１９は表１のアクチュエータストローク「２」に対応するもので、シリンダ３０が左動してスライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂが１速変速段のヘッドボール６９を押し上げ、かつスライダ６４の第１凹部６４ｂにテールボール７０が落ち込むことで、ストラット７１が反時計方向に揺動して係合状態となり、１速ドリブンギヤ２１の回転がストラット７１を介して出力軸１２に伝達され、１速変速段が確立する。このとき、２速〜７速ドリブンギヤ２２〜２７は依然として非係合状態にある。

図２０は表１のアクチュエータストローク「３」に対応するもので、シリンダ３０が左動してスライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂが１速変速段のヘッドボール６９を通り越し、そのヘッドボール６９の下方にはスライドカム３１のカム溝３１ａが対向する。しかしながら、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に押し上げられたままとなり、１速ドリブンギヤ２１の回転が依然としてストラット７１を介して出力軸１２に伝達される。つまり、１速変速段は前記ワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。このとき、２速〜７速ドリブンギヤ２２〜２７は依然として非係合状態にある。

図２１も表１のアクチュエータストローク「３」に対応するものであり、シリンダ３０は図２０の状態に比べて更に左動しているが、アクチュエータスプリング３４…が圧縮されることでスライドカム３１は図２０の位置に留まっている。この状態でも、１速変速段は前記ワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。アクチュエータスプリング３４…が圧縮されてスライドカム３１は図２０の位置に留まる理由は、２速変速段のテールボール７０がスライダ６４のカム溝６４ａに乗り上げていてストラット７１が反時計方向に揺動できないため、ヘッドボール６９はストラット７１に阻止されて径方向外側に移動することができず、そのヘッドボール６９に第２凸部３１ｃを係止されたスライドカム３１の左動が阻止されるからである。

図２２も表１のアクチュエータストローク「３」に対応するもので、１速変速段は前記ワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。２速ドリブンギヤ２５が出力軸１２に対して相対回転し、その切欠き７２がストラット７１の径方向外側に達すると、ストラット７１の第１係合面７１ｂを前記切欠き７２の内部に押し上げながらヘッドボール６９は径方向外側に移動可能となり、同時にスライドカム３１も圧縮されたアクチュエータスプリング３４…の弾発力で左動可能となる。但し、この状態では、２速変速段のストラット７１の第１係合面７１ｂが未だ２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２の駆動面７２ａに係合していないため、２速変速段は未確立である。

このように、シリンダ３０が左動してもスライドカム３１はアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら停止しており、２速ドリブンギヤ２５が回転してその切欠き７２にストラット７１が係合可能な状態になると、アクチュエータスプリング３４…の弾発力でスライドカム３１が左動して第２凸部３１ｃでヘッドボール６９を押し上げ、ストラット７１を切欠き７２の内部へと揺動させるので、シリンダ３０の移動速度に関わりなく、自動的に適切なタイミングでストラット７１を揺動させることができる。

このとき、１速変速段のストラット７１は１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の駆動面７２ａと係合して駆動力を伝達しているため、ストラット７１は時計方向に揺動することができず、テールボール７０はストラット７１に拘束されて径方向外側に移動することができない。その結果、スライドカム３１が左動しても、テールボール７０にカム溝６４ａを拘束されたスライダ６４はスライドカム３１と共に左動することができず、スライダ６４はスライダスプリング６５…を圧縮しながらスライドカム３１から取り残される。

図２３は表１のアクチュエータストローク「４」および「５」に対応するもので、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２の駆動面７２ａがストラット７１の第１係合面７１ｂに係合することで２速変速段が確立し、出力軸１２の回転数は２速変速段により増速する。その結果、１速ドリブンギヤ２１は出力軸１２に対して相対的に逆回転し、そのストラット７１の第１係合面７１ｂと１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の駆動面７２ａとの係合が解除される。その結果、ストラット７１が自由に揺動できるようになり、それまでスライダスプリング６５を圧縮しながら拘束されていたスライダ６４が該スライダスプリング６５の弾発力で左動する。これにより、１速変速段のテールボール７０がスライダ６４のカム溝６４ａに乗り上げて押し上げられ、ストラット７１が時計方向に揺動してヘッドボール６９をスライドカム３１のカム溝３１ａに落とし込むため、１速ドリブンギヤ２１は出力軸１２に対して相対回転可能になって１速変速段が解除される。

図２２の状態から図２３の状態に移行する間、シリンダ３０はａ位置に留まり、スライドカム３１はｂ位置に留まって移動しないが、スライダ６４は圧縮されたスライダスプリング６５の弾発力でｃ位置からｃ′位置へと左動して１速変速段を解除する。このように、シリンダ３０を移動させることなく、スライダ６４を移動させて変速操作を進めることで、シリンダ３０のトータルの必要ストローク量を減少させて変速機Ｔの軸方向寸法を小型化することができる。

図２４は表１のアクチュエータストローク「６」に対応するもので、シリンダ３０が左動してスライドカム３１のカム溝３１ａの第２凸部３１ｃが２速変速段のヘッドボール６９を通り越し、そのヘッドボール６９の下方にはスライドカム３１のカム溝３１ａが対向する。しかしながら、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に押し上げられたままとなり、２速ドリブンギヤ２５の回転が依然としてストラット７１を介して出力軸１２に伝達される。つまり、２速変速段は前記ワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。このとき、２速ドリブンギヤ２５以外は非係合状態にある。

図２５も表１のアクチュエータストローク「６」に対応するものであり、シリンダ３０は図２５の状態に比べて更に左動しているが、アクチュエータスプリング３４…が圧縮されることでスライドカム３１は図２５の位置に留まっている。この状態でも、２速変速段は前記ワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。アクチュエータスプリング３４…が圧縮されてスライドカム３１は図２５の位置に留まる理由は、３速変速段のテールボール７０がスライダ６４のカム溝６４ａに乗り上げていてストラット７１が反時計方向に揺動できないため、ヘッドボール６９はストラット７１に阻止されて径方向外側に移動することができず、そのヘッドボール６９に第１凸部３１ｂを係止されたスライドカム３１の左動が阻止されるからである。

図２６も表１のアクチュエータストローク「６」に対応するもので、２速変速段は前記ワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。３速ドリブンギヤ２２が出力軸１２に対して相対回転し、その切欠き７２がストラット７１の径方向外側に達すると、ストラット７１の第１係合面７１ｂを前記切欠き７２の内部に押し上げながらヘッドボール６９は径方向外側に移動可能となり、同時にスライドカム３１も圧縮されたアクチュエータスプリング３４…の弾発力で左動可能となる。但し、この状態では、３速変速段のストラット７１の第１係合面７１ｂが未だ３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２の駆動面７２ａに係合していないため、３速変速段は未確立である。

このように、シリンダ３０が左動してもスライドカム３１はアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら停止しており、３速ドリブンギヤ２２が回転してその切欠き７２にストラット７１が係合可能な状態になると、アクチュエータスプリング３４…の弾発力でスライドカム３１が左動して第１凸部３１ｂでヘッドボール６９を押し上げ、ストラット７１を切欠き７２の内部へと揺動させるので、シリンダ３０の移動速度に関わりなく、自動的に適切なタイミングでストラット７１を揺動させることができる。

このとき、２速変速段のストラット７１は２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２の駆動面７２ａと係合して駆動力を伝達しているため、ストラット７１は時計方向に揺動することができず、テールボール７０はストラット７１に拘束されて径方向外側に移動することができない。その結果、スライドカム３１が左動しても、テールボール７０にカム溝６４ａを拘束されたスライダ６４はスライドカム３１と共に左動することができず、スライダ６４はスライダスプリング６５…を圧縮しながらスライドカム３１から取り残される。

図２７は表１のアクチュエータストローク「７」および「８」に対応するもので、３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２の駆動面７２ａがストラット７１の第１係合面７１ｂに係合することで３速変速段が確立し、出力軸１２の回転数は３速変速段により増速する。その結果、２速ドリブンギヤ２５は出力軸１２に対して相対的に逆回転し、そのストラット７１の第１係合面７１ｂと３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２の駆動面７２ａとの係合が解除される。その結果、ストラット７１が自由に揺動できるようになり、それまでスライダスプリング６５を圧縮しながら拘束されていたスライダ６４が該スライダスプリング６５の弾発力で左動する。これにより、２速変速段のテールボール７０がスライダ６４のカム溝６４ａに乗り上げて押し上げられ、ストラット７１が時計方向に揺動してヘッドボール６９をスライドカム３１のカム溝３１ａに落とし込むため、２速ドリブンギヤ２５は出力軸１２に対して相対回転可能になって２速変速段が解除される。

図２６の状態から図２７の状態に移行する間、シリンダ３０はａ位置に留まり、スライドカム３１はｂ位置に留まって移動しないが、スライダ６４は圧縮されたスライダスプリング６５の弾発力でｃ位置からｃ′位置へと左動して２速変速段を解除する。このように、シリンダ３０を移動させることなく、スライダ６４を移動させて変速操作を進めることで、シリンダ３０のトータルの必要ストローク量を減少させて変速機Ｔの軸方向寸法を小型化することができる。

以上、ニュートラル変速段から３速変速段までのシフトアップの過程について説明したが、３速変速段から７速変速段までのシフトアップの過程は上述したものと実質的に同じであるため、その重複する説明は省略する。以下、３速変速段からニュートラル変速段までのシフトダウンの過程について説明する。

図２８は表１のアクチュエータストローク「７」および「６」に対応するもので、右動するピストン３０と共にスライドカム３１が右動することで、該スライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂが３速変速段のヘッドボール６９の下方から右側に移動し、ヘッドボール６９がカム溝３１ａの内部に落ち込み、かつスライダ６４のカム溝６４ａがテールボール７０を押し上げることで、ストラット７１が時計方向に揺動して第１係合面７１ｂが３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２の駆動面７２ａから離脱し、３速変速段が解除される。このとき、２速変速段のテールボール７０はスライダ６４の第２凹部６４ｃに対向し、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に付勢されるが、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達していないため、２速変速段は未確立の状態にある。

図２９は表１のアクチュエータストローク「６」に対応するもので、ピストン３０が更に右動しても、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達しないため、ストラット７１に阻止されてヘッドボール６９が径方向外側に移動不能であり、第１凸部３１ｂがヘッドボール６９に引っ掛かってスライドカム３１が右動できなくなる。その結果、シリンダ３０はスライドカム３１を図２９の位置に残したまま、アクチュエータスプリング３４を圧縮しながら右動する。このアクチュエータストローク「６」の状態で、駆動力の伝達は一時的に途絶えることになる。

図３０は表１のアクチュエータストローク「５」に対応するもので、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達すると、ストラット７１の第１係合面７１ｂが切欠き７２に嵌合して反時計方向に揺動するため、ヘッドボール６９が径方向外側に移動可能になる。その結果、スライドカム３１は圧縮されたアクチュエータスプリング３４の弾発力でシリンダ３０に追従するように右動し、スライドカム３１のカム溝３１ａの第２凸部３１ｃがヘッドボール６９を押し上げることで２速変速段が確立する。このときの駆動力の伝達の仕方は、図１５（ｂ）で説明した減速時のものとなる。

このように、シリンダ３０が右動してもスライドカム３１はアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら停止しており、２速ドリブンギヤ２５が回転してその切欠き７２にストラット７１が係合可能な状態になると、アクチュエータスプリング３４…の弾発力でスライドカム３１が右動して第２凸部３１ｃでヘッドボール６９を押し上げ、ストラット７１を切欠き７２の内部へと揺動させるので、シリンダ３０の移動速度に関わりなく、自動的に適切なタイミングでストラット７１を揺動させることができる。

図３１は表１のアクチュエータストローク「４」および「３」に対応するもので、右動するピストン３０と共にスライドカム３１が右動することで、該スライドカム３１のカム溝３１ａの第２凸部３１ｃが２速変速段のヘッドボール６９の下方から右側に移動し、ヘッドボール６９がカム溝３１ａの内部に落ち込み、かつスライダ６４のカム溝６４ａがテールボール７０を押し上げることで、ストラット７１が時計方向に揺動して第１係合面７１ｂが２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２の駆動面７２ａから離脱し、２速変速段が解除される。このとき、１側変速段のテールボール７０はスライダ６４のカム溝６４ａに対向し、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に付勢されるが、１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２がストラット７１の位置に達していないため、１速変速段は未確立の状態にある。

図３２は表１のアクチュエータストローク「３」に対応するもので、ピストン３０が更に右動しても、１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２がストラット７１の位置に達しないため、ストラット７１に阻止されてヘッドボール６９が径方向外側に移動不能であり、スライドカム３１は第１凸部３１ｂがヘッドボール６９に引っ掛かって右動できなくなる。その結果、シリンダ３０はスライドカム３１を図３１の位置に残したまま、アクチュエータスプリング３４を圧縮しながら右動する。このアクチュエータストローク「３」の状態で、駆動力の伝達は一時的に途絶えることになる。

図３３は表１のアクチュエータストローク「２」に対応するもので、１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２がストラット７１の位置に達すると、ストラット７１の第１係合面７１ｂが切欠き７２に嵌合して反時計方向に揺動するため、ヘッドボール６９が径方向外側に移動可能になる。その結果、スライドカム３１は圧縮されたアクチュエータスプリング３４の弾発力でシリンダ３０に追従するように右動し、スライドカム３１のカム溝３１ａの第１凸部３１ｂがヘッドボール６９を押し上げることで１速変速段が確立する。このときの駆動力の伝達の仕方は、図１５（ｂ）で説明した減速時のものとなる。

このように、シリンダ３０が右動してもスライドカム３１はアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら停止しており、１速ドリブンギヤ２１が回転してその切欠き７２にストラット７１が係合可能な状態になると、アクチュエータスプリング３４…の弾発力でスライドカム３１が右動して第１凸部３１ｂでヘッドボール６９を押し上げ、ストラット７１を切欠き７２の内部へと揺動させるので、シリンダ３０の移動速度に関わりなく、自動的に適切なタイミングでストラット７１を揺動させることができる。

図３４は表１のアクチュエータストローク「０」に対応するもので、シリンダ３０が更に右動してスライドカム３１の第１凸部２１ｂが１速変速段のヘッドボール６９から外れ、かつスライダ６４のカム溝６４ａがテールボール７０を押し上げることでストラット７１が非係合状態になり、１速変速段が解除される。このとき２速〜７速変速段も同様に非係合状態になることでニュートラル変速段が確立する。

以上のように、１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７を相対回転自在に支持する出力軸１２に、前記１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の各々に対応してストラット収納溝６６、ヘッドボール収納孔６７およびテールボール収納孔６８を形成し、ストラット収納溝６６に収納したストラット７１の周方向両端部に、ヘッドボール収納孔６７に収納したヘッドボール６９およびテールボール収納孔６８に収納したテールボール７０を当接させ、軸方向に摺動するスライドカム３１で前記ヘッドボール６９およびテールボール７０を径方向に押圧してストラット７１を揺動させることで、ストラット７１と前記１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の各々に形成した切欠き７２との係合関係を任意に変化させることができる。

これにより、加速時および減速時の何れの場合でもドリブンギヤ側から出力軸１２側に駆動力を伝達可能な係合状態と、加速時にはドリブンギヤ側から出力軸１２側に駆動力を伝達可能であり、減速時にはドリブンギヤ側から出力軸１２側に駆動力を伝達不能なワンウェイ状態と、加速時および減速時の何れの場合でもドリブンギヤ側から出力軸１２側に駆動力を伝達不能な非係合状態とを切り換えることが可能になる。

また非係合状態では、ストラット７１が出力軸１２のストラット収納溝６６の内部に強制的に退没させられるので、ストラット７１と１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７との間にフリクションが作用することがなくなり、フリクションに伴う駆動効率の低下を最小限に抑えることができる。

また図１５（ａ）に示す係合状態における加速時および図１６（ａ）に示す係合状態における加速時、つまり伝達すべき駆動力が大きいときに、その駆動力はストラット７１の第１係合面７１ｂと１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の凹部７２の駆動面７２ａとの面接触部と、ストラット７１の第２係合面７１ｃと出力軸１２のストラット収納溝６６の非駆動部６６ａとの面接触部とを介して伝達され、ヘッドボール６９を介して伝達されないので、球面の点接触によるストラット７１の局部的な摩耗や変形を防止して耐久性を向上させることができる。しかも、ヘッドボール６９は大荷重を伝達する必要がないために小型化が可能であり、その結果として変速機Ｔの軸方向寸法の小型化に寄与することができる。

尚、図１５（ｂ）に示す係合状態での減速時には駆動力がヘッドボール６９を介して出力軸１２のヘッドボール収納孔６７に伝達され、この場合には球面の点接触になるが、一般的に減速時には伝達される駆動力が小さいため、実用上支障はない。

また加速時にシフトアップする場合、低速側の変速段が係合状態を脱してから高速側の変速段が係合状態に至るのまでの間、前記低速側の変速段はワンウエイ状態に維持される。図１６（ａ）に示すように、加速時のワンウエイ状態には駆動力の伝達が行われるため、低速側の変速段が係合状態を脱してから高速側の変速段が係合状態に至るのまで、途切れることなく駆動力の伝達が継続されることになり、車両の加速性能を最大限に高めることができる。

また奇数段の変速段である１速、３速、５速、７速ドリブンギヤ２１〜２４を一纏めにして、出力軸１２の右側から左側に所定間隔で配置するとともに、偶数段の変速段である２速、４速、６速ドリブンギヤ２５〜２７を一纏めにして、出力軸１２の右側から左側に所定間隔で配置し、スライドカム３１の第１凸部３１ｂ…およびスライダ６４…の第１凹部６４ｂ…で１速、３速、５速、７速ドリブンギヤ２１〜２４のストラット７１…を操作し、スライドカム３１の第２凸部３１ｃ…およびスライダ６４…の第２凹部６４ｃ…で２速、４速、６速ドリブンギヤ２５〜２７のストラット７１…を操作するので、１速変速段確立位置から７速変速段確立位置までのスライドカム３１の必要ストローク、あるいは７速変速段確立位置から１速変速段確立位置までのスライドカム３１の必要ストロークを減少させることができる。

即ち、出力軸１２上に配置された１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７の隣接する二つの間の距離を小さくするほど、スライドカム３１の必要ストロークを小さくすることができるが、実際にはストラット７１の軸方向寸法等に規制されて前記距離を無闇に小さくすることはできない。

しかしながら、本実施の形態によれば、第１凸部３１ｂ…および第１凹部６４ｂ…が１速ドリブンギヤ２１および２速ドリブンギヤ２５の中間位置にあるときに、第２凸部３１ｃ…および第２凹部６４ｃ…が２速変速段を確立させ、第２凸部３１ｃ…および第２凹部６４ｃ…が２速ドリブンギヤ２５および４速ドリブンギヤ２６の中間位置にあるときに、第１凸部３１ｂ…および第１凹部６４ｂ…が３速変速段を確立させ、第１凸部３１ｂ…および第１凹部６４ｂ…が３速ドリブンギヤ２２および５速ドリブンギヤ２３の中間位置にあるときに、第２凸部３１ｃ…および第２凹部６４ｃ…が４速変速段を確立させ、第２凸部３１ｃ…および第２凹部６４ｃ…が４速ドリブンギヤ２６および６速ドリブンギヤ２７の中間位置にあるときに、第１凸部３１ｂ…および第１凹部６４ｃ…が５速変速段を確立させ、第１凸部３１ｂ…および第１凹部６４ｂ…が５速ドリブンギヤ２３および７速ドリブンギヤ２４の中間位置にあるときに、第２凸部３１ｃ…および第２凹部６４ｃ…が６速変速段を確立させ、第２凸部３１ｃ…および第２凹部６４ｃ…が６速ドリブンギヤ２７を左側に通過したときに、第１凸部３１ｂ…および第１凹部６４ｃ…が７速変速段を確立させるので、単一の凸部…および単一の凹部…で１速変速段〜７速変速段の変速を行う場合に比べて、スライドカム３１の必要ストロークを約半分に減らして変速機Ｔの軸方向寸法の小型化に寄与することができる。

以上説明した変速機Ｔの変速操作は、変速クラッチによる駆動力の遮断を必要とせず、駆動力を伝達しながら行うことができるので、加速時における加速性能を最大限に確保することができる。

図３５〜図４１は本発明の第２の実施の形態を示すもので、図３５は前記図２に対応する図（図３６の３５−３５線断面図）、図３６は図３５の３６−３６線断面図、図３７は図３５の３７−３７線断面図、図３８は図３５の３８−３８線断面図、図３９は図３５の３９部拡大図、図４０はスライドカムの斜視図、図４１はアクチュエータスプリングの周辺の分解斜視図である。尚、第２の実施の形態において、第１の実施の形態の部材に対応する部材には、第１の実施の形態と同じ符号を付して重複する説明を省略する。

上述した第１の実施の形態は、単一の部材で構成されたスライドカム３１を備えているが、図４０に示すように、第２の実施の形態のスライドカム３１は２分割されて軸方向に相対移動可能にフローティング支持された右側の第１スライドカム３１Ｒおよび左側の第２スライドカム３１Ｌを備えている。また第１の実施の形態では、別部材で構成した６本のスライダ６４…を軸方向相対移動可能にフローティング支持しているが、図４０に示すように、第２の実施の形態のスライドカム３１はスライダ６４…を備えておらず、スライドカム３１の表面に直接カム溝６４ａ…、第１凹部６４ｂ…および第２凹部６４ｃ…が形成されている。

第１スライドカム３１Ｒおよび第２スライドカム３１Ｌは軸方向に相対移動し得るように櫛歯状に噛み合っており、その噛合線はヘッドボール６９を案内するカム溝３１ａの幅方向中央部と、テールボール７０を案内するカム溝６４ａの幅方向中央部とに設定されている。

このように、カム溝３１ａ…，６４ａ…の部分で第１スライドカム３１Ｒおよび第２スライドカム３１Ｌを軸方向摺動可能に噛合させたので、スライドカム３１の軸方向寸法が増加するのを防止することができる。尚、前記噛合部分ではヘッドボール６９を案内するカム溝３１ａおよびテールボール７０を案内するカム溝６４ａの幅が他の部分の半分に減少しているが、ヘッドボール６９およびテールボール７０は出力軸１２のヘッドボール収納孔６７およびテールボール収納孔６８に拘束されているため、前記カム溝３１ａ，６４ａの幅狭部分から脱落する虞はない。

次に、シリンダ３０に対して第１、第２スライドカム３１Ｒ，３１Ｌを各々独立してフローティング支持する構造を、図３５、図３６、図３９および図４１を参照して説明する。

シリンダ３０の軸方向中間部に小径に形成されたスプリング収納溝３０ａに、直径線上で２分割された一対のスプリングリテーナ８１，８１が円筒を成すように嵌合し、その軸方向中間部の外周に嵌合するリテーナセットクリップ８２で固定される。一対のスプリングリテーナ８１，８１の左右の外周面には、断面半円状の円弧溝８１ａ…が４５°間隔で各々８本ずつ形成される。

シリンダ３０のスプリング収納溝３０ａの軸方向外側には、２個のボールベアリング３２，３３のインナーレースが摺動自在に嵌合する。右側のボールベアリング３２のインナーレースと、スプリングリテーナ８１，８１の中央部との間に、直径線上で２分割された一対のスプリングガイドハウジング８３Ｒ，８３Ｒが円筒を成すように嵌合し、その左右両端部がそれぞれリング８４およびサークリップ８５で固定されるとともに、前記ボールベアリング８２のアウターレースが一対のサークリップ８６，８７で第１スライドカム３１Ｒに固定される。同様に、左側のボールベアリング３３のインナーレースと、スプリングリテーナ８１，８１の中央部との間に、直径線上で２分割された一対のスプリングガイドハウジング８３Ｌ，８３Ｌが円筒を成すように嵌合し、その左右両端部がそれぞれリング８４およびサークリップ８５で固定されるとともに、前記ボールベアリング８２のアウターレースが一対のサークリップ８６，８７で第２スライドカム３１Ｌに固定される。

その結果、シリンダ３０とスプリングリテーナ８１，８１とが一体化され、右側のスプリングガイドハウジング８３Ｒ，８３Ｒと右側のボールベアリング８２と右側の第１スライドカム３１Ｒとが一体化され、左側のスプリングガイドハウジング８３Ｌ，８３Ｌと左側のボールベアリング８３と左側の第２スライドカム３１Ｌとが一体化される。

スプリングリテーナ８１，８１と右側のスプリングガイドハウジング８３Ｒ，８３Ｒとの間に、伸縮自在に嵌合する一対のスプリングガイド８８，８９にアクチュエータスプリング３４を縮設したものが収納される。同様に、スプリングリテーナ８１，８１と左側のスプリングガイドハウジング８３Ｌ，８３Ｌとの間に、伸縮自在に嵌合する一対のスプリングガイド８８，８９間にアクチュエータスプリング３４を縮設したものが収納される。

従って、シリンダ３０が左動すると、その荷重はスプリングリテーナ８１，８１→右側のアクチュエータスプリング３４…→右側のスプリングガイドハウジング８３Ｒ，８３Ｒ→右側のボールベアリング８２→サークリップ８６，８７の経路で右側の第１スライドカム３１Ｒに伝達され、これと同時にスプリングリテーナ８１，８１→左側のアクチュエータスプリング３４…→左側のボールベアリング８３→サークリップ８６，８７の経路で左側の第２スライドカム３１Ｌに伝達される。

またシリンダ３０が右動すると、その荷重はスプリングリテーナ８１，８１→左側のアクチュエータスプリング３４…→左側のスプリングガイドハウジング８３Ｌ，８３Ｌ→左側のボールベアリング８３→サークリップ８６，８７の経路で左側の第２スライドカム３１Ｌに伝達され、これと同時にスプリングリテーナ８１，８１→右側のアクチュエータスプリング３４…→右側のボールベアリング８２→サークリップ８６，８７の経路で右側の第１スライドカム３１Ｒに伝達される。

シリンダ３０が左右方向に移動したとき、右側の第１スライドカム３１Ｒが移動不能に拘束されていれば、右側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しなががらシリンダ３０だけが移動し、左側の第２スライドカム３１Ｌが移動不能に拘束されていれば、左側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しなががらシリンダ３０だけが移動する。

よって、第１の実施の形態の図２１に対応する状態、つまり１速変速段から２速変速段にシフトアップする過程で、左側の第２スライドカム３１Ｌの第２凸部３１ｃが２速変速段のヘッドボール６９によって左動を阻止された状態では、左側の第２スライドカム３１Ｌが一時的に左動を停止し、シリンダ３０だけが左側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら左動する。そして２速ドリブンギヤ２５の回転に伴い、ストラット７１が切欠き７２内に揺動してヘッドボール６９が径方向外側に移動可能になると、拘束を解かれた左側の第２スライドカム３１Ｌが左側のアクチュエータスプリング３４…の弾発力でシリンダ３０に追従するように左動する。

第１の実施の形態の図２５に対応する状態、つまり２速変速段から３速変速段にシフトアップする過程で、右側の第１スライドカム３１Ｒの第１凸部３１ｂが３速変速段のヘッドボール６９によって左動を阻止された状態では、右側の第１スライドカム３１Ｒが一時的に左動を停止し、シリンダ３０だけが右側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら左動する。そして３速ドリブンギヤ２２の回転に伴い、ストラット７１が切欠き７２内に揺動してヘッドボール６９が径方向外側に移動可能になると、拘束を解かれた右側の第１スライドカム３１Ｒが右側のアクチュエータスプリング３４…の弾発力でシリンダ３０に追従するように左動する。

また第１の実施の形態の図２９に対応する状態、つまり３速変速段から２速変速段にシフトダウンする過程で、左側の第２スライドカム３１Ｌの第２凸部３１ｃが２速変速段のヘッドボール６９によって右動を阻止された状態では、左側の第２スライドカム３１Ｌが一時的に右動を停止し、シリンダ３０だけが左側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら右動する。そして２速ドリブンギヤ２５の回転に伴い、ストラット７１が切欠き７２内に揺動してヘッドボール６９が径方向外側に移動可能になると、拘束を解かれた左側の第２スライドカム３１Ｌが左側のアクチュエータスプリング３４…の弾発力でシリンダ３０に追従するように右動する。

また第１の実施の形態の図３２の状態、つまり２速変速段から１速変速段にシフトダウンする過程で、右側の第１スライドカム３１Ｒの第１凸部３１ｂが１速変速段のヘッドボール６９によって右動を阻止された状態では、右側の第１スライドカム３１Ｒが一時的に右動を停止し、シリンダ３０だけが右側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながら右動する。そして１速ドリブンギヤ２１の回転に伴い、ストラット７１が切欠き７２内に揺動してヘッドボール６９が径方向外側に移動可能になると、拘束を解かれた右側の第１スライドカム３１Ｒが右側のアクチュエータスプリング３４…の弾発力でシリンダ３０に追従するように右動する。

以上のように、第２の実施の形態によっても、上述した第１の実施の形態と同様に、後段の変速段のドリブンギヤの切欠き７２がストラット７１に係合可能な位置に達するまでの間、シリンダ３０に対して第１、第２スライドカム３１Ｒ，３１Ｌが遅れて移動することで、後段の変速段が確立するまでのタイムラグを自動的に吸収し、シリンダ３０の移動速度に関わらずにスムーズなシフトチェンジを可能にすることができる。そして、第２の実施の形態によれば、スライダ６４…およびスライダスプリング６５…を廃止できるので、部品点数を削減してコストダウンに寄与することができる。

更に、第２の実施の形態の２分割された第１、第２スライドカム３１Ｒ，３１Ｌとアクチュエータスプリング３４……とは、第１の実施の形態のスライダ６４…およびスライダスプリング６５…の機能を発揮する。即ち、第１の実施の形態の図２２の状態、つまり１速変速段から２速変速段にシフトアップする過程で、１速変速段がワンウエイ状態でストラット７１が切欠き７２に噛み合って駆動力を伝達しているとき、ストラット７１は時計方向に揺動することができず、テールボール７０はストラット７１に拘束されて径方向外側に移動することができない。

このような場合、第２の実施の形態では、シリンダ３０が左動しようとしても、右側の第１スライドカム３１Ｒは第１凹部６４ｂがテールボール７０に阻止されて左動することができず、第１スライドカム３１Ｒは右側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながらシリンダ３０から取り残される。そして２速変速段が確立して１速変速段のストラット７１がストラット収納溝６６内に退没すると、テールボール７０による拘束を解かれた右側の第１スライドカム３１Ｒは、圧縮されたアクチュエータスプリング３４…の弾発力でシリンダ３０に追従するように左動する。

また第１の実施の形態の図２６の状態、つまり２速変速段から３速変速段にシフトアップする過程で、２速変速段がワンウエイ状態でストラット７１が切欠き７２に噛み合って駆動力を伝達しているとき、ストラット７１は時計方向に揺動することができず、テールボール７０はストラット７１に拘束されて径方向外側に移動することができない。

このような場合、第２の実施の形態では、シリンダ３０が左動しようとしても、左側の第２スライドカム３１Ｌは第２凹部６４ｃがテールボール７０に阻止されて左動することができず、第２スライドカム３１Ｌは左側のアクチュエータスプリング３４…を圧縮しながらシリンダ３０から取り残される。そして３速変速段が確立して２速変速段のストラット７１がストラット収納溝６６内に退没すると、テールボール７０による拘束を解かれた左側の第２スライドカム３１Ｌは、圧縮されたアクチュエータスプリング３４…の弾発力でシリンダ３０に追従するように左動する。

以上のように、圧縮されたアクチュエータスプリング３４で第１、第２スライドカム３１Ｒ，３２Ｌが左動するとき、シリンダ３０は左動せずに停止しているため、アクチュエータスプリング３４による第１、第２スライドカム３１Ｒ，３１Ｌのストローク分だけシリンダ３０の必要ストロークを減少させ、変速機の軸方向寸法を短縮することができる。

つまり、第２の実施の形態では、次段の変速段が第１スライドカム３１Ｒにより確立する場合に第２スライドカム３１Ｌが第１の実施の形態のスライダ６４…の機能を発揮し、次段の変速段が第２スライドカム３１Ｌにより確立する場合に第１スライドカム３１Ｒが第１の実施の形態のスライダ６４…の機能を発揮することになる。

第２の実施の形態のその他の作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

図４２〜図６１は本発明の第３の実施の形態を示すもので、図４２は前記図２に対応する図（図４３の４２−４２線断面図）、図４３は図４２の４３−４３線断面図、図４４は図４２の４４−４４線断面図、図４５はスライドカムの斜視図、図４６は図４５の４６部拡大図、図４７は図４６の４７方向矢視図、図４８は図４７の４８−４８線断面図、図４９は図４８の４９部の分解斜視図、図５０はロータリバレルのカム溝を示す図、図５１〜図６１はシフトアップ時およびシフトダウン時の作用説明図である。尚、第３の実施の形態において、第１、第２の実施の形態の部材に対応する部材には、第１、第２の実施の形態と同じ符号を付して重複する説明を省略する。

先ず、図４２〜図５０に基づいて変速機Ｔの構造を説明する。

第１の実施の形態および第２の実施の形態では、油圧で軸方向に移動するシリンダ３０で単一のスライドカム３１（第１の実施の形態）、あるいは２分割されたスライドカム３１Ｌ，３１Ｒ（第２の実施の形態）を軸方向に移動させてシフトチェンジを行っていたが、第３の実施の形態では電動モータ等のアクチュエータで回転するロータリバレル９１で４分割されたスライドカム３１Ａ〜３１Ｄを独立して軸方向に移動させてシフトチェンジを行うものである。つまり、第３の実施の形態のスライドカム３１は、スライドカム３１Ａ〜３１Ｄに４分割されている。

また第１、第２の実施の形態では、１速、３速、５速および７速ドリブンギヤ２１，２２，２３，２４を一纏めに配置し、２速、４速および６速ドリブンギヤ２５，２６，２７を一纏めに配置しているが、第３の実施の形態では変速段が連続しない二つのドリブンギヤをセットにして配置している。具体的には、右側から左側に向けて順番に、セットを成す１速ドリブンギヤ２１および３速ドリブンギヤ２２と、セットを成す２速ドリブンギヤ２５および５速ドリブンギヤ２３と、セットを成す４速ドリブンギヤ２６および６速ドリブンギヤ２７と、単独の７速ドリブンギヤ２４とを配置する。これらのギヤの配列は実施の形態に限定されるものでなく、セットを成す二つのドリブンギヤの変速段が連続していなければ、その配列は任意である。

中空の出力軸１２の中心に配置された前記ロータリバレル９１は、その外部に配置された電動モータの様なアクチュエータ９２により、０°から３１５°の範囲で往復回転可能であり、その外周面には軸方向に離間した４本のガイド溝９１ａ〜９１ｄ（図５０参照）が円周方向に形成される。ロータリバレル９１の外周に円筒状のベアリングホルダ９３が同軸に配置されており、ベアリングホルダ９３の右端内周面にニードルベアリング９４を介してロータリバレル９１の右端が相対回転自在に支持されるとともに、ベアリングホルダ９３の左端内周面にボールベアリング９５を介してロータリバレル９１の左端が相対回転自在に支持される。ベアリングホルダ９３の左端に結合された支持チューブ９６は変速機Ｔのケーシング（図示せず）に固定される。よってベアリングホルダ９３はケーシングに対して回転不能かつ軸方向移動不能に固定される。

４個のスライドカム３１Ａ〜３１Ｄの構造は実質的に同一であるため、その代表として右から２番目のスライドカム３１Ｂの構造を説明する。スライドカム３１Ｂの構造は、第２の実施の形態のスライドカム３１Ｌ，３１Ｒと類似の構造を持ち、隣接するスライドカムと櫛歯状に噛み合って軸方向に相対移動できるようになっている。またスライドカム３１Ｂの外表面には、ヘッドボール６９…用の６本のカム溝３１ａとテールボール７０…用の６本のカム溝６４ａ…とが円周方向に交互に形成されており、ヘッドボール６９用の各カム溝３１ａには１個の凸部３１ｇが突設されるとともに、テールボール７０用の各カム溝６４ａには１個の凹部６４ｅが凹設される。

隣接する二つのスライドカム３１Ａ，３１Ｃと櫛歯状に噛み合うスライドカム３１Ｂの噛合部は、ヘッドボール６９…用の６本のカム溝３１ａ…の幅方向中間位置と、テールボール７０…用の６本のカム溝６４ａ…の幅方向中間位置とに形成されている。またスライドカム３１Ｂのヘッドボール６９…用のカム溝３１ａ…と、テールボール７０…用のカム溝６４ａ…との間に、６個の矩形状の開口３１ｈ…（図４参照）が形成される。

ベアリングホルダ９３の外周面にボールベアリング９７を介してスライドカム３１Ｂが相対回転自在に支持される。ボールベアリング９７は、ボール９７ａ…を挟むインナーレース９７ｂおよびアウターレース９７ｃを備えており、インナーレース９７ｂはボール０７ａから左側に長く延びており、アウターレース９７ｃはボール９７ａから右側に長く延びている。インナーレース９７ｂはベアリングホルダ９３の外周面に沿って軸方向にスライド可能であり、アウターレース９７ｃはスライドカム３１Ｂの内周面に沿って軸方向にスライド可能である。

インナーレース９７ｂに形成したピン孔９７ｄにピン９８が圧入されており、このピン９８はベアリングホルダ９３に軸方向に形成したスリット９３ａ（図４８参照）に沿って案内されるとともに、その径方向内端がロータリバレル９１のガイド溝９１ｂに係合する。またアウターレース９７ｃには、前記スライドカム３１Ｂの開口３１ｈ…と重なり合う矩形状の開口９７ｅ…が形成される。スライドカム３１Ｂの開口３１ｈとアウターレース９７ｃの開口９７ｅとに、アクチュエータスプリング３４を圧縮状態で挟んだ一対のスプリングガイド８８，８９が装着される。

従って、スライドカム３１Ｂはボールベアリング９７に対してフローティング支持されることになり、スライドカム３１Ｂの軸方向の移動を拘束した状態でボールベアリング９７が軸方向に移動すると、アクチュエータスプリング３４…が圧縮されて両者の相対移動を吸収することができる。この関係は、第２の実施の形態における左右のスライドカム３１Ｌ，３１Ｒの関係と同じである。

右から２番めのスライドカム３１Ｂは、右動することで右側に位置する２速変ドリブンギヤ２５のヘッドボール６９…およびテールボール７０…を操作するとともに、左動することで左側に位置する５速ドリブンギヤ２３のヘッドボール６９…およびテールボール７０…を操作することができる。右から１番目および３番めのスライドカム３１Ａ，３１Ｃの作用は、上述した２番めのスライドカム３１Ｂの作用と同じであるが、最も左側のスライドカム３１Ｄは右動のみを行い、右側に位置する７速変ドリブンギヤ２４のヘッドボール６９…およびテールボール７０…を操作する。

第３の実施の形態のクラッチ機構３５の構造は、上述した第１、第２の実施の形態のものと同じである。尚、第１、第２の実施の形態では１速〜７速ドリブンギヤ２１〜２７がブッシュ２８…で支持されていたが、第３の実施の形態ではボールベアリング２８′…で支持されている。

従って、アクチュエータ９２でロータリバレル９１を回転させると、その外周面に円周方向に形成された４本のガイド溝９１ａ〜９１ｄに係合するピン９８…が、ケーシングに固定されたベアリングホルダ９３のスリット９３ａ…に軸方向に案内されることで、ベアリングホルダ９３の外周面に嵌合するインナーレース９７ｂ…を押し引きされたボールベアリング９７…が軸方向に移動し、そのボールベアリング９７…のアウターレース９７ｃ…にアクチュエータスプリング３４…を介して連結されたスライドカム３１Ａ〜３１Ｄが独立して軸方向に移動することができる。

このとき、ベアリングホルダ９３はケーシングに固定されているため、各ボールベアリング９７のインナーレース９７ｂは回転せず、ロータリバレル９１はベアリングホルダ９３に対して０°〜３１５°の範囲で相対回転し、ボールベアリング９７のアウターレース９７ｃ、スライドカム３１Ａ〜３１Ｄおよび出力軸１２はエンジンの駆動力でベアリングホルダ９３に対して高速で相対回転する。

以下、図５１〜図６１に基づいて、ニュートラル変速段から１速変速段および２速変速段を経て３速変速段までシフトアップし、そこから再び２速変速段および１速変速段を経てニュートラル変速段までシフトダウンする場合の作用を詳細に説明する。

図５１はニュートラル変速段が確立した状態を示すもので、第１〜第４スライドカム３１Ａ〜３１Ｄは全て左右方向中立位置にあり、全てのヘッドボール６９…はカム溝３１ａ…の底部に落ち込み、全てのテールボール７０…はカム溝６４ａ…の上に乗り上げており、各ストラット７１は時計方向に揺動してドリブンギヤとの係合を解除されている。従って、この状態でではドリブンギヤが出力軸１２に対してスリップすることで、入力軸１１の回転が出力軸１２に伝達されることはない。

図５２は１速変速段が確立した状態を示すもので、ロータリバレル９１の回転角が４５°の状態になることで、ロータリバレル９１のガイド溝９１ａにより第１スライドカム３１Ａが右動し、そのカム溝３１ａの凸部３１ｇが１速変速段のヘッドボール６９を押し上げ、かつ第１スライドカム３１Ａの凹部６４ｅにテールボール７０が落ち込むことで、ストラット７１が反時計方向に揺動して係合状態となり、１速ドリブンギヤ２１の回転がストラット７１を介して出力軸１２に伝達され、１速変速段が確立する。このとき、２速〜７速ドリブンギヤ２２〜２７は依然として非係合状態にある。

図５３は１速変速段から２速変速段にシフトアップする過程を示すもので、ロータリバレル９１の回転角は７０°の状態にある。このとき、ロータリバレル９１のガイド溝９１ａによって第１スライドカム３１Ａが中立位置に戻ろうとしてカム溝３１ａの凸部３１ｇが１速変速段のヘッドボール６９の下方から退避し、そのヘッドボール６９の下方にはカム溝３１ａが対向する。しかしながら、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に押し上げられたままとなり、１速ドリブンギヤ２１の回転が依然としてストラット７１を介して出力軸１２に伝達される。つまり、１速変速段はワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。

このように、１速変速段がワンウエイ状態になって駆動力の伝達を行っているとき、ストラット７１は反時計方向に揺動した位置に拘束されるため、テールボール７０は径方向外側に移動することができず、テールボール７０がカム溝６４ａの凹部６４ｅに引っ掛かることで、第１スライドカム３１Ａは左動することができず、アクチュエータスプリング３４を圧縮した状態で中立位置に戻ることができない。

またこのとき、第２スライドカム３１Ｂがロータリバレル９１のガイド溝９１ｂによって右動し、第２スライドカム３１Ｂのカム溝６４ａの凹部６４ｅにテールボール７０が落ち込むことで２速変速段はワンウェイ状態となり、やがて２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達したときに２速変速段による動力伝達が開始される。尚、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達するまでの間、第２スライドカム３１Ｂはアクチュエータスプリング３４を圧縮しながら右動を拘束されており、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達した瞬間にアクチュエータスプリング３４の弾発力で第２スライドカム３１Ｂが右動することで、アクチュエータ９２の駆動タイミングを考慮することなく２速変速段を確立することができる。

このようにして２速変速段が確立すると、１速変速段のストラット７１の拘束が解除されてテールボール７０の径方向外側への移動が可能になるため、前記圧縮されたアクチュエータスプリング３４の弾発力で第１スライドカム３１Ａが左動して中立位置に戻り、１速変速段が解除される。このように、圧縮されたアクチュエータスプリング３４の弾発力で第１スライドカム３１Ａを遅れて移動させることで、アクチュエータ９２による第１スライドカム３１Ａの移動量を減らして変速機Ｔの軸方向寸法の小型化を図ることができる。

図５４はロータリバレル９１の回転角が９０°の状態となり、右動した第２スライドカム３１Ｂのカム溝３１ａの凸部３１ｇがヘッドボール６９を押し上げてストラット７１が反時計方向に揺動し、２速変速段が確立した状態を示している。

図５５は２速変速段から３速変速段にシフトアップする過程を示すもので、ロータリバレル９１の回転角は１１５°の状態にある。このとき、ロータリバレル９１のガイド溝９１ｂによって第２スライドカム３１Ｂが中立位置に戻ろうとしてカム溝３１ａの凸部３１ｇが２速変速段のヘッドボール６９の下方から退避し、そのヘッドボール６９の下方にはカム溝３１ａが対向する。しかしながら、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に押し上げられたままとなり、２速ドリブンギヤ２５の回転が依然としてストラット７１を介して出力軸１２に伝達される。つまり、２速変速段はワンウエイ状態となり、駆動力の伝達は途切れることなく継続する。

このように、２速変速段がワンウエイ状態になって駆動力の伝達を行っているとき、ストラット７１は反時計方向に揺動した位置に拘束されるため、テールボール７０は径方向外側に移動することができず、テールボール７０がカム溝６４ａの凹部６４ｅに引っ掛かることで、第２スライドカム３１Ｂは左動することができず、アクチュエータスプリング３４を圧縮した状態で中立位置に戻ることができない。

またこのとき、第１スライドカム３１Ａがロータリバレル９１のガイド溝９１ａによって左動し、第１スライドカム３１Ａのカム溝６４ａの凹部６４ｅにテールボール７０が落ち込むことで３速変速段はワンウェイ状態となり、３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２がストラット７１の位置に達したときに３速変速段による動力伝達が開始される。尚、３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２がストラット７１の位置に達するまでの間、第１スライドカム３１Ａはアクチュエータスプリング３４を圧縮しながら左動を拘束されており、３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２がストラット７１の位置に達した瞬間にアクチュエータスプリング３４の弾発力で第１スライドカム３１Ａが左動することで、アクチュエータ９２の駆動タイミングを考慮することなく３速変速段を確立することができる。

このようにして３速変速段が確立すると、２速変速段のストラット７１の拘束が解除されてテールボール７０の径方向外側への移動が可能になるため、前記圧縮されたアクチュエータスプリング３４の弾発力で第２スライドカム３１Ｂが左動して中立位置に戻り、２速変速段が解除される。このように、圧縮されたアクチュエータスプリング３４の弾発力で第２スライドカム３１Ｂを遅れて移動させることで、アクチュエータ９２による第２スライドカム３１Ｂの移動量を減らして変速機Ｔの軸方向寸法の小型化を図ることができる。

図５６はロータリバレル９１の回転角が１３５°の状態となり、左動した第１スライドカム３１Ａのカム溝３１ａの凸部３１ｇがヘッドボール６９を押し上げてストラット７１が反時計方向に揺動し、３速変速段が確立した状態を示している。

以上、ニュートラル変速段から３速変速段までのシフトアップの過程について説明したが、３速変速段から７速変速段までのシフトアップの過程は上述したものと実質的に同じであるため、その重複する説明は省略する。以下、３速変速段からニュートラル変速段までのシフトダウンの過程について説明する。

図５７は３速変速段から２速変速段にシフトダウンする過程を示すもので、ロータリバレル９１の回転角は１０６．５°の状態にある。ロータリバレル９１の第１ガイド溝９１ａにより第１スライドカム３１Ａが中立位置に戻り、第１スライドカム３１Ａのカム溝３１ａの凸部３１ｇが３速変速段のヘッドボール６９の下方から右側に移動し、ヘッドボール６９がカム溝３１ａの内部に落ち込み、かつカム溝６４ａがテールボール７０を押し上げることで、ストラット７１が時計方向に揺動して第１係合面７１ｂが３速ドリブンギヤ２２の切欠き７２の駆動面７２ａから離脱し、３速変速段が解除される。

このとき、２速変速段のテールボール７０はカム溝６４ａの凹部６４ｅに対向し、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に付勢されるが、２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達していないため、２速変速段は未確立の状態にある。そして２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達すると、ストラット７１が時計方向に揺動して２速変速段が確立する。従って、駆動力の伝達は一時的に途絶えることになる。

図５８はロータリバレル９１の回転角が９０°の状態に対応し、右動した第２スライドカム３１Ｂのカム溝３１ａの凸部３１ｇがヘッドボール６９を押し上げてストラット７１が反時計方向に揺動し、２速変速段が確立した状態を示している。２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２がストラット７１の位置に達して２速変速段が確立するまでの間、第２スライドカム３１Ｂは右動を阻止されるが、アクチュエータスプリング３４が圧縮されることでタイミングのずれを吸収し、アクチュエータ９２の駆動タイミングを考慮することなく２速変速段を確立することができる。

図５９は２速変速段から１速変速段にシフトダウンする過程を示すもので、ロータリバレル９１の回転角は６１．５°の状態にある。ロータリバレル９１の第２ガイド溝９１ｂにより第２スライドカム３１Ｂが中立位置に戻り、第２スライドカム３１Ｂのカム溝３１ａの凸部３１ｇが２速変速段のヘッドボール６９の下方から左側に移動し、ヘッドボール６９がカム溝３１ａの内部に落ち込み、かつカム溝６４ａがテールボール７０を押し上げることで、ストラット７１が時計方向に揺動して第１係合面７１ｂが２速ドリブンギヤ２５の切欠き７２の駆動面７２ａから離脱し、２速変速段が解除される。

このとき、１速変速段のテールボール７０はカム溝６４ａの凹部６４ｅに対向し、ヘッドボール６９は遠心力で径方向外側に付勢されるが、１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２がストラット７１の位置に達していないため、１速変速段は未確立の状態にある。そして１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２がストラット７１の位置に達すると、ストラット７１が時計方向に揺動して１速変速段が確立する。従って、駆動力の伝達は一時的に途絶えることになる。

図６０はロータリバレル９１の回転角が４５°の状態に対応し、右動した第１スライドカム３１Ａのカム溝３１ａの凸部３１ｇがヘッドボール６９を押し上げてストラット７１が反時計方向に揺動し、１速変速段が確立した状態を示している。１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２がストラット７１の位置に達して１速変速段が確立するまでの間、第１スライドカム３１Ａは右動を阻止されるが、アクチュエータスプリング３４が圧縮されることでタイミングのずれを吸収し、アクチュエータ９２の駆動タイミングを考慮することなく１速変速段を確立することができる。

図６１はニュートラル変速段が確立した状態を示すもので、ロータリバレル９１の回転角が０°の状態に対応し、ロータリバレル９１の第１ガイド溝９１ａにより第１スライドカム３１Ａが中立位置に戻り、第１スライドカム３１Ａのカム溝３１ａの凸部３１ｇが１速変速段のヘッドボール６９の下方から左側に移動し、ヘッドボール６９がカム溝３１ａの内部に落ち込み、かつカム溝６４ａがテールボール７０を押し上げることで、ストラット７１が時計方向に揺動して第１係合面７１ｂが１速ドリブンギヤ２１の切欠き７２の駆動面７２ａから離脱し、１速変速段が解除される。

この第３の実施の形態によれば、基本的に前記第２の実施の形態の作用効果を達成することができ、それに加えて、変速段が連続しないドリブンギヤをセットにして配置すれば良いので、奇数段のドリブンギヤおよび偶数段のドリブンギヤをそれぞれ纏めて順番に配置する第１、第２に実施の形態に比べて、ドリブンギヤのレイアウトの自由度が大幅に増加する。

しかも、変速段が連続しないドリブンギヤをセットにして配置しているので、前段の変速段の解除操作を行う間に後段の変速段の確立操作を同時並行して行うことができ、これにより速やかな変速が可能になる。仮に変速段が連続するドリブンギヤをセットにして配置した場合には、前段の変速段の解除操作が完了してから後段の変速段の確立操作を開始することになり、変速に時間が掛かるだけでなく、その間に駆動力の伝達が途切れる問題が発生する。

更に、各スライドカム３１Ａ〜３１Ｃは、左右に各１ストローク分だけ移動すれば良く（７速変速段用のスライドカム３１Ｄは右側に１ストローク分だけ）、しかも各スライドカム３１Ａ〜３１Ｄは相互に櫛歯状に噛み合って摺動可能であるため、第１、第２の実施の形態に比べて変速機Ｔの軸方向寸法を更に短縮することができる。

またアクチュエータとしてのシリンダ３０を出力軸１２の内部に配置する必要がないので、出力軸１２の直径を小型化することができるだけでなく、アクチュエータ９２を出力軸１２の外部に配置することで、その選択の自由度を高めることができる。

またベアリングホルダ９３の外周に第１〜第４スライドカム３１Ａ〜３１Ｄを支持する各ベアリング９７のインナーレース９７ｂおよびアウターレース９７ｃを軸方向に大型化したので、インナーレース９７ｂに形成したピン孔９７ｄをピン９８でロータリバレル９１に連結することができ、かつアウターレース９７ｃに形成した開口９７ｅにアクチュエータスプリング３４を支持することができる。これにより、部品点数を大幅に減少させるとともに、出力軸１２の直径の小型化に寄与することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では変速機Ｔの入力軸１１および出力軸１２のうち、出力軸１２に設けたドリブンギヤ２１〜２７をクラッチ機構３５…で係脱して変速を行っているが、入力軸１１に設けたドライブギヤ１４〜２０をクラッチ機構３５…で係脱して変速を行っても良い。

また変速段の段数は７段に限定されず、任意の複数段数の変速段を採用することができる。

第１の実施の形態に係る変速機の縦断面図 図１の２部拡大図（図３の２−２線断面図） 図２の３−３線断面図 図２の４−４線断面図 図２の５−５線断面図 図２の６方向矢視図 図６の７部拡大斜視図 図６の８−８線断面図 図６の９−９線断面図 図６の１０−１０線断面図 図６の１１−１１線断面図 図１０の１２−１２線断面図 スライドカムおよびスライダの斜視図 ストラット、ヘッドボールおよびテールボールの斜視図 ドリブンギヤの係合状態を示す作用説明図 ドリブンギヤのワンウエイ状態を示す作用説明図 ドリブンギヤの非係合状態を示す作用説明図 ニュートラル変速段確立時の状態を示す図 １速変速段確立時の状態を示す図 １速→２速のシフトアップ時の状態を示す図（その１） １速→２速のシフトアップ時の状態を示す図（その２） １速→２速のシフトアップ時の状態を示す図（その３） ２速変速段確立時の状態を示す図 ２速→３速のシフトアップ時の状態を示す図（その１） ２速→３速のシフトアップ時の状態を示す図（その２） ２速→３速のシフトアップ時の状態を示す図（その３） ３速変速段確立時の状態を示す図 ３速→２速のシフトダウン時の状態を示す図（その１） ３速→２速のシフトダウン時の状態を示す図（その２） ２速変速段確立時の状態を示す図 ２速→１速のシフトダウン時の状態を示す図（その１） ２速→１速のシフトダウン時の状態を示す図（その２） １速変速段確立時の状態を示す図 ニュートラル変速段確立時の状態を示す図 第２の実施の形態に係る、前記図２に対応する図（図３６の３５−３５線断面図） 図３５の３６−３６線断面図 図３５の３７−３７線断面図 図３５の３８−３８線断面図 図３５の３９部拡大図 スライドカムの斜視図 アクチュエータスプリングの周辺の分解斜視図 第３の実施の形態に係る、前記図２に対応する図（図４３の４２−４２線断面図） 図４２の４３−４３線断面図 図４２の４４−４４線断面図 スライドカムの斜視図 図４５の４６部拡大図 図４６の４７方向矢視図 図４７の４８−４８線断面図 図４８の４９部の分解斜視図 ロータリバレルのガイド溝を示す図 ニュートラル変速段確立時の状態を示す図 １速変速段確立時の状態を示す図 １速→２速のシフトアップ時の状態を示す図 ２速変速段確立時の状態を示す図 ２速→３速のシフトアップ時の状態を示す図 ３速変速段確立時の状態を示す図 ３速→２速のシフトダウン時の状態を示す図 ２速変速段確立時の状態を示す図 ２速→１速のシフトダウン時の状態を示す図 １速変速段確立時の状態を示す図 ニュートラル変速段確立時の状態を示す図

符号の説明

１２ 出力軸（回転軸）
２１ １速ドリブンギヤ（ギヤ）
２２ ３速ドリブンギヤ（ギヤ）
２３ ５速ドリブンギヤ（ギヤ）
２４ ７速ドリブンギヤ（ギヤ）
２５ ２速ドリブンギヤ（ギヤ）
２６ ４速ドリブンギヤ（ギヤ）
２７ ６速ドリブンギヤ（ギヤ）
２８ ブッシュ（ベアリング部材）
２８′ ボールベアリング（ベアリング部材）
３１ スライドカム
３５ クラッチ機構
６６ ストラット収納溝
６７ ヘッドボール収納孔
６８ テールボール収納孔
６９ ヘッドボール
７０ テールボール
７１ ストラット
７１ｂ 第１係合面
７１ｃ 第２係合面
７１ｆ セットリング係合部
７２ 切欠き
７３ セットリング

Claims (7)

1. 回転軸（１２）に複数のギヤ（２１〜２７）を相対回転自在に支持し、前記複数のギヤ（２１〜２７）の何れかを対応するクラッチ機構（３５）を介して前記回転軸（１２）に選択的に結合することで、所望の変速段を確立可能にした変速機において、
   前記クラッチ機構（３５）は、
   中空に形成された前記回転軸（１２）の外周部に設けられたストラット収納溝（６６）と、
   前記ストラット収納溝（６６）の内部に揺動可能に支持されたストラット（７１）と、 前記ストラット（７１）のギヤ回転方向遅れ側に設けられ、前記ギヤ（２１〜２７）の内周面に形成された切欠き（７２）に係合可能な第１係合面（７１ｂ）と、
   前記ストラット（７１）のギヤ回転方向進み側に設けられ、前記ストラット収納溝（６６）に係合する第２係合面（７１ｃ）と、
   前記ストラット収納溝（６６）のギヤ回転方向遅れ側に連通し、前記回転軸（１２）を径方向に貫通するヘッドボール収納孔（６７）と、
   前記ヘッドボール収納孔（６７）に径方向移動可能に嵌合し、前記ストラット（７１）のギヤ回転方向遅れ側端部の径方向内面に当接可能なヘッドボール（６９）と、
   前記ストラット収納溝（６６）のギヤ回転方向進み側に連通し、前記回転軸（１２）を径方向に貫通するテールボール収納孔（６８）と、
   前記テールボール収納孔（６８）に径方向移動可能に嵌合し、前記ストラット（７１）のギヤ回転方向進み側端部の径方向内面に当接可能なテールボール（７０）とを備え、
   前記回転軸（１２）の内部に軸方向移動可能に配置され、前記ヘッドボール（６９）および前記テールボール（７０）の径方向位置を制御することで、前記ストラット（７１）の揺動状態を制御するスライドカム（３１）の位置に応じて、
   前記テールボール（７０）の径方向内側への移動を許容しながら、前記ヘッドボール（６９）を径方向外側に押し出すことにより、前記ストラット（７１）の第１係合面（７１ｂ）を前記ギヤ（２１〜２７）の切欠き（７２）内に強制的に突出させる係合状態と、
   前記テールボール（７０）および前記ヘッドボール（６９）の両方の径方向内側への移動を許容することにより、前記ストラット（７１）の第１係合面（７１ｂ）と前記ギヤ（２１〜２７）の切欠き（７２）とを係合あるいは係合解除するワンウェイ状態と、
   前記ヘッドボール（６９）を径方向内側への移動を許容しながら、前記テールボール（７０）を径方向外側に押し出すことにより、前記ストラット（７１）の第１係合面（７１ｂ）を前記ギヤ（２１〜２７）の切欠き（７２）から強制的に退没させる非係合状態と、を切り換え可能としたことを特徴とする変速機。
2. 加速時において、前記ストラット（７１）の第１係合面（７１ｂ）と前記ギヤ（２１〜２７）の切欠き（７２）とは面接触し、前記ストラット（７１）の第２係合面（７１ｃ）と前記回転軸（１２）のストラット収納溝（６６）とは面接触することを特徴とする、請求項１に記載の変速機。
3. 前記係合状態での減速時における駆動力は、前記ギヤ（２１〜２７）の切欠き（７２）から前記ストラット（７１）と、前記ヘッドボール（６９）と、前記ヘッドボール収納孔（６７）とを介して前記回転軸（１２）に伝達されることを特徴とする、請求項１に記載の変速機。
4. 前記ワンウェイ状態での加速時には、前記ヘッドボール（６９）は自己の遠心力で径方向外側位置に付勢されて前記係合状態を維持することを特徴とする、請求項１に記載の変速機。
5. 前記各々のギヤ（２１〜２７）は軸方向両端部を一対のベアリング部材（２８，２８′）を介して回転軸（１２）の外周に支持されており、前記一対のベアリング部材（２８，２８′）に挟まれた空間に前記クラッチ機構（３５）が配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の変速機。
6. 前記ベアリング部材（２８）は、前記複数のギヤ（２１〜２７）のうちの隣接して配置された二つのギヤを同時に支持することを特徴とする、請求項５に記載の変速機。
7. 前記ヘッドボール収納孔（６７）およびテールボール収納孔（６８）にそれぞれヘッドボール（６９）およびテールボール（７０）を収納した状態で、それらの径方向外方を覆うように前記ストラット収納溝（６６）に前記ストラット（７１）を収納し、前記ストラット（７１）の軸方向両端面に突設したセットリング係合部（７１ｆ）を前記出力軸（１２）の外周に嵌合するセットリング（７３）の内周面で保持したことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の変速機。

Images