JP5452681B1

JP5452681B1 - 変速機

Info

Publication number: JP5452681B1
Application number: JP2012202463A
Authority: JP
Inventors: 靖幸右近
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: CN103671843B; US20140076080A1; DE102013109627B4; CN103671843A; US9234566B2; DE102013109627A1; JP2014055662A

Abstract

【課題】低コストかつ小型化を図りつつも、スパイクトルクの緩衝機能をより向上することで、車両等の乗り心地を向上することができる変速機を提供する。
【解決手段】発進クラッチ２に接続される入力軸３は、第１入力軸３ａおよび第２入力軸３ｂを備えている。第１メインシャフト４および第２メインシャフト５にはドライブギヤＤｖが固定され、出力軸６にはドリブンギヤＤｎが相対回転自在に設けられる。ギヤ切替機構１００ａ、１００ｂによって、各ドリブンギヤが出力軸に対して、連結状態もしくは切り離し状態となる。第１メインシャフト、第２メインシャフト、第２入力軸には、動力伝達経路を第１メインシャフトまたは第２メインシャフトに切り替える軸切替機構５０が設けられている。第１入力軸と第２入力軸との間には緩衝機構３００が設けられ、動力伝達経路の切り替えの際に生じるスパイクトルクが設定トルクまでカットされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に自動車用の変速機に関する。

従来、例えば特許文献１に示される変速機が知られている。この変速機は、出力軸に回転自在に装着された低速段ギヤおよび高速段ギヤと、低速段ギヤと高速段ギヤとの間のシャフトに固定されたハブと、このハブに軸方向に移動自在且つ周方向に一体回転するように装着された第１キーおよび第２キーと、を備えている。

この変速機によれば、例えば、加速時において、アクチュエータによって第１キーおよび第２キーを低速段ギヤ側に移動させると、第１キーが低速段ギヤの側面に設けられたドグと係合し、第１キーのみで、低速段ギヤとハブとの間の動力伝達が実現される。このとき、第２キーは、低速段ギヤに対して非係合状態となっており、第１キーを介した動力伝達中においても、高速段ギヤ側に移動させることができる。

そして、第２キーを高速段ギヤ側に移動させると、当該第２キーが高速段ギヤの側面に設けられたドグと係合し、第２キーによって、高速段ギヤとハブとの間の動力伝達が実現される。動力伝達経路が低速段ギヤから高速段ギヤに切り換わると、シャフトの回転数が低下するため、動力伝達経路が切り換わるのと同時に、第１キーと低速段ギヤとの係合が解除され、第１キーの高速段ギヤ側への切り換えが可能となる。そして、第１キーを高速段ギヤ側に移動させれば、トルク切れを生じることなく、低速段ギヤから高速段ギヤへの変速（アップシフト）を完了することができる。

しかしながら、上記の変速機においては、キーとギヤとの間に回転数の差（以下、「差回転」という）が生じたままの状態で、キーをギヤに飛び込ませるため、キーがギヤのドグに係合すると、トルクが瞬間的に跳ね上がって元に戻るといったトルク変動（以下、「スパイクトルク」と称する）が生じる。このように、変速の際にスパイクトルクが生じると、キーとドグとの係合による衝撃音や、シャフトを支持するベアリングの外輪とミッションケースとの当たりによる騒音等が生じたり、スパイクトルクによってシャフトに捩じれが生じ、駆動輪やミッションケースに振動が生じたりする。

そこで、特許文献２に示されるように、弾性体からなる緩衝機構をギヤに組み込むことで、スパイクトルクを吸収して、騒音や振動を抑制する変速機が提案されている。

特表２００９−５３６７１３号公報特表２０１０−５１０４６４号公報

しかしながら、上記特許文献２に示される変速機においては、騒音や振動を十分に抑制しきれておらず、当該変速機が搭載された車両等の振動を生じさせ、当該車両における乗り心地が不快になるという実態がある。また、全段のギヤに緩衝機構を組み込むことから、コストが上昇するとともに、変速機が大型化してしまう。さらには、ギヤに緩衝機構を組み込むため、ギヤの剛性が低下してしまい、特に小径のギヤに緩衝機構を組み込む場合には、十分な緩衝機能を確保することができないという課題がある。

そこで、本発明は、低コストかつ小型化を図りつつも、変速時に生じるスパイクトルクの緩衝機能をより向上することで、車両等の乗り心地を向上することができる変速機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の変速機は、エンジンの駆動力によって回転する入力軸と、前記入力軸と相対回転自在に配された第１メインシャフトおよび第２メインシャフトと、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのそれぞれに固定された複数のドライブギヤと、前記入力軸、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトに対して平行に配され、前記複数のドライブギヤそれぞれに噛合するドリブンギヤが相対回転自在に設けられた出力軸と、前記出力軸に前記ドリブンギヤを連結させて当該ドリブンギヤと出力軸とを一体回転させる連結状態、および、前記出力軸と前記ドリブンギヤとを相対回転可能とする切り離し状態のいずれかを選択的に切り換えるギヤ切替機構と、前記入力軸の回転動力の伝達経路を、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのいずれかに選択的に切り換える軸切替機構と、を備え、前記軸切替機構は、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか一方に設けられ、当該入力軸の軸方向に移動可能な係合部と、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか他方に設けられ、前記係合部の移動にともなって当該係合部に係合されて、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトを前記入力軸と一体回転させるドグと、を有し、前記入力軸には、前記係合部と前記ドグとが係合してトルク変動が生じた場合に、すべり運動を生じさせて当該トルク変動を予め設定された設定トルクまでカットする緩衝機構が設けられていることを特徴とする。

また、本発明の変速機は、エンジンの駆動力によって回転する入力軸と、前記入力軸と相対回転自在に配された第１メインシャフトおよび第２メインシャフトと、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのそれぞれに相対回転自在に設けられた複数のドライブギヤと、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトに前記ドライブギヤを連結させて当該ドライブギヤと当該第１メインシャフトまたは当該第２メインシャフトとを一体回転させる連結状態、および、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトと前記ドライブギヤとを相対回転可能とする切り離し状態のいずれかを選択的に切り換えるギヤ切替機構と、前記入力軸、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトに対して平行に配され、前記複数のドライブギヤそれぞれに噛合するドリブンギヤが固定された出力軸と、前記入力軸の回転動力の伝達経路を、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのいずれかに選択的に切り換える軸切替機構と、を備え、前記軸切替機構は、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか一方に設けられ、当該入力軸の軸方向に移動可能な係合部と、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか他方に設けられ、前記係合部の移動にともなって当該係合部に係合されて、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトを前記入力軸と一体回転させるドグと、を有し、前記入力軸には、前記係合部と前記ドグとが係合してトルク変動が生じた場合に、すべり運動を生じさせて当該トルク変動を予め設定された設定トルクまでカットする緩衝機構が設けられていることを特徴とする。

また、前記入力軸は、前記エンジンからの動力の伝達経路の上流側に配される第１入力軸と、下流側に配される第２入力軸と、で構成され、前記緩衝機構は、前記第１入力軸と前記第２入力軸との間に配され、前記設定トルク以上のトルク変動が生じると、前記第１入力軸と前記第２入力軸とを相対回転させるとよい。

また、前記第１メインシャフトは中空で構成され、前記第１メインシャフトの内部に前記入力軸が相対回転自在に挿通されているとよい。

また、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトには、それぞれギヤ比を異にする複数段のドライブギヤが設けられており、連続するギヤ比のドライブギヤが、当該第１メインシャフトおよび第２メインシャフトに交互に配されているとよい。

また、前記軸切替機構は、前記第１メインシャフトに設けられた第１切替装置と、前記第２メインシャフトに設けられた第２切替装置と、前記入力軸に設けられ、当該入力軸の回転方向の前方側にリーディング面を有し、当該入力軸の回転方向の後方側にトレーリング面を有する第１ドグおよび第２ドグと、によって構成され、前記第１切替装置は、前記第１メインシャフトに固定されたハブと、前記第１メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有する第１キーと、前記第１メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有する第２キーと、を備え、前記第２切替装置は、前記第２メインシャフトに固定されたハブと、前記第２メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第２ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有する第２キーと、前記第２メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第２ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有する第１キーと、を備え、前記第１切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第１ドグ側に移動され、当該第１ドグのリーディング面と前記第１キーとが係合されて、もしくは、当該第１ドグのトレーリング面と前記第２キーとが係合されて、前記入力軸と前記第１メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となり、前記第２切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第２ドグ側に移動され、当該第２ドグのリーディング面と前記第２キーとが係合されて、もしくは、当該第２ドグのトレーリング面と前記第１キーとが係合されて、前記入力軸と前記第２メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となるとよい。

また、前記第１切替装置および前記第２切替装置の第１キーおよび第２キーを移動させるためのアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、前記第１切替装置の第１キーを前記第１ドグに係合させる方向に移動させるのと同時に、前記第２切替装置の第１キーを前記第２ドグから離間する方向に移動させ、前記第２切替装置の第２キーを前記第２ドグに係合させる方向に移動させるのと同時に、前記第１切替装置の第２キーを前記第１ドグから離間する方向に移動させるとよい。

また、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトは、軸心を一致させた状態で、軸方向に離隔して対向配置され、前記軸切替機構は、前記入力軸に設けられ、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトの対向間隔に設けられた切替装置と、前記第１メインシャフトに設けられ、当該第１メインシャフトの回転方向の後方側にリーディング面を有し、当該第１メインシャフトの回転方向の前方側にトレーリング面を有するとともに、前記切替装置側に突設する第１ドグと、前記第２メインシャフトに設けられ、当該第２メインシャフトの回転方向の後方側にリーディング面を有し、当該第２メインシャフトの回転方向の前方側にトレーリング面を有するとともに、前記切替装置側に突設する第２ドグと、によって構成され、前記切替装置は、前記入力軸に固定されたハブと、前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有し、他端に前記第２ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有する第１キーと、前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有し、他端に前記第２ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有する第２キーと、を備え、前記切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第１ドグ側に移動され、当該第１ドグのリーディング面と前記第１キーとが係合されて、もしくは、当該第１ドグのトレーリング面と前記第２キーとが係合されて、前記入力軸と前記第１メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となり、前記切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第２ドグ側に移動され、当該第２ドグのリーディング面と前記第２キーとが係合されて、もしくは、当該第２ドグのトレーリング面と前記第１キーとが係合されて、前記入力軸と前記第２メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となるとよい。

本発明によれば、低コストかつ小型化を図りつつも、変速時に生じるスパイクトルクの緩衝機能をより向上することで、車両等の乗り心地を向上することができる。

第１実施形態における自動車用の変速機の概略を示す図である。軸切替機構を説明する概略断面図である。軸切替装置を部分的に示す斜視図である。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図３の分解図である。切替装置の組み付け過程を示す図である。加速時における第２メインシャフトから第１メインシャフトへの動力伝達経路の切り替えを説明する図である。減速時における第１メインシャフトから第２メインシャフトへの動力伝達経路の切り替えを説明する図である。緩衝機構の概略断面図である。変形例における自動車用の変速機の概略を示す図である。第２実施形態における自動車用の変速機の概略を示す図である。第２実施形態における軸切替機構を説明する概略断面図である。

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、本明細書および図面において、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。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における自動車用の変速機１の概略を示す図である。エンジンＥの駆動力を駆動輪に伝達する本実施形態の変速機１は、ミッションケースに保持されたベアリングに回転自在に軸支され、発進クラッチ２を介してエンジンＥのクランクシャフトに接続された入力軸３を備えている。入力軸３は、エンジンＥの駆動力によって回転するものであり、エンジンＥからの動力の伝達経路の上流側に配される第１入力軸３ａと、下流側に配される第２入力軸３ｂと、で構成され、これら第１入力軸３ａおよび第２入力軸３ｂの間に、緩衝機構３００が設けられている。詳しくは後述するが、この緩衝機構３００は、入力軸３に設定トルク以上のトルク変動をもたらすスパイクトルクが生じると、すべり運動を生じさせて第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとを相対回転させ、スパイクトルクを予め設定された設定トルクまでカットする。

また、変速機１は、ミッションケースに保持されたベアリングに回転自在に軸支され、入力軸３と相対回転自在に配された第１メインシャフト４および第２メインシャフト５を備えている。第１メインシャフト４および第２メインシャフト５は、入力軸３に対して平行に配されるとともに、互いに軸心を一致させた状態で、軸方向に離隔して対向配置されている。また、第１メインシャフト４は中空で構成され、第１メインシャフト４の内部に入力軸３（第２入力軸３ｂ）が相対回転自在に挿通されている。さらに、ミッションケースには、ベアリングに回転自在に軸支され、入力軸３、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に対して平行に配された出力軸６が収容されている。

第１メインシャフト４および第２メインシャフト５には、それぞれ複数のドライブギヤＤｖ（１速用ドライブギヤ１１〜４速用ドライブギヤ１４）が固定されている。より詳細には、第２メインシャフト５には、１速用ドライブギヤ１１および３速用ドライブギヤ１３が固定されており、第１メインシャフト４には、２速用ドライブギヤ１２および４速用ドライブギヤ１４が固定されている。このように、本実施形態の変速機１は、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に、それぞれギヤ比を異にする複数段のドライブギヤＤｖが設けられ、連続するギヤ比のドライブギヤＤｖが、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に交互に配されている。

一方、出力軸６は、駆動輪に接続されており、ドライブギヤＤｖそれぞれに噛合するドリブンギヤＤｎ（１速用ドリブンギヤ２１〜４速用ドリブンギヤ２４）が相対回転自在に設けられている。また、出力軸６には、当該出力軸６にドリブンギヤＤｎを連結させて、当該ドリブンギヤＤｎと出力軸６とを一体回転させる連結状態、および、出力軸６とドリブンギヤＤｎとが相対回転する切り離し状態のいずれかを選択的に切り換えるギヤ切替機構１００ａ、１００ｂが設けられている。

ギヤ切替機構１００ａは、１速用ドリブンギヤ２１と３速用ドリブンギヤ２３との間に設けられ、出力軸６に対して１速用ドリブンギヤ２１および３速用ドリブンギヤ２３のいずれか一方を連結状態にしたとき、出力軸６に対して１速用ドリブンギヤ２１および３速用ドリブンギヤ２３のいずれか他方を切り離し状態にする。

具体的に説明すると、ギヤ切替機構１００ａは、１速用ドリブンギヤ２１と３速用ドリブンギヤ２３との間において、出力軸６に相対回転不能に固定されたハブ１０１ａと、ハブ１０１ａに出力軸６の軸方向に移動自在に保持されたスリーブ１０２ａと、を有する。スリーブ１０２ａの外周には、不図示のシフトフォークが係合されており、不図示のアクチュエータ（電動シリンダ等）によって出力軸６の軸方向に移動される。

また、ギヤ切替機構１００ａは、１速用ドリブンギヤ２１に固定されたハブ２１ａと、３速用ドリブンギヤ２３に固定されたハブ２３ａと、を備えている。これらハブ２１ａ、２３ａは互いに対向配置されており、いずれもスリーブ１０２ａに係合可能に構成されている。そして、スリーブ１０２ａが図示のニュートラル位置にある場合には、スリーブ１０２ａが１速用ドリブンギヤ２１のハブ２１ａおよび３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａと切り離し状態にあり、１速用ドリブンギヤ２１および３速用ドリブンギヤ２３が、出力軸６に対して相対回転する。

これに対して、スリーブ１０２ａが軸方向に沿って１速用ドリブンギヤ２１側に移動されると、スリーブ１０２ａが１速用ドリブンギヤ２１のハブ２１ａに係合し、出力軸６のハブ１０１ａと、１速用ドリブンギヤ２１のハブ２１ａとが、スリーブ１０２ａによって架け渡された状態となる。これにより、出力軸６に対して１速用ドリブンギヤ２１が連結状態となり、１速用ドリブンギヤ２１が出力軸６と一体回転するとともに、出力軸６に対して３速用ドリブンギヤ２３が切り離し状態となり、３速用ドリブンギヤ２３が出力軸６と相対回転する。また、スリーブ１０２ａが軸方向に沿って３速用ドリブンギヤ２３側に移動されると、スリーブ１０２ａが３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａに係合し、出力軸６のハブ１０１ａと、３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａとが、スリーブ１０２ａによって架け渡された状態となる。これにより、出力軸６に対して３速用ドリブンギヤ２３が連結状態となり、３速用ドリブンギヤ２３が出力軸６と一体回転するとともに、出力軸６に対して１速用ドリブンギヤ２１が切り離し状態となり、１速用ドリブンギヤ２１が出力軸６と相対回転する。

なお、ここでは、ギヤ切替機構１００ａについて説明したが、ギヤ切替機構１００ｂもギヤ切替機構１００ａと同様に構成されている。すなわち、ギヤ切替機構１００ｂは、２速用ドリブンギヤ２２と４速用ドリブンギヤ２４との間において、出力軸６に相対回転不能に固定されたハブ１０１ｂと、ハブ１０１ｂに出力軸６の軸方向に移動自在に保持されたスリーブ１０２ｂと、２速用ドリブンギヤ２２に固定されたハブ２２ａと、４速用ドリブンギヤ２４に固定されたハブ２４ａと、を備えている。そして、スリーブ１０２ｂが図示のニュートラル位置にある場合には、スリーブ１０２ｂが２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａおよび４速用ドリブンギヤ２４のハブ２４ａと切り離し状態にあり、２速用ドリブンギヤ２２および４速用ドリブンギヤ２４が、出力軸６に対して相対回転する。

一方、スリーブ１０２ｂが軸方向に沿って２速用ドリブンギヤ２２側に移動されると、スリーブ１０２ｂが２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａに係合し、出力軸６のハブ１０１ｂと、２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａとが、スリーブ１０２ｂによって架け渡された状態となる。これにより、出力軸６に対して２速用ドリブンギヤ２２が連結状態となり、２速用ドリブンギヤ２２が出力軸６と一体回転するとともに、出力軸６に対して４速用ドリブンギヤ２４が切り離し状態となり、４速用ドリブンギヤ２４が出力軸６と相対回転する。また、スリーブ１０２ｂが軸方向に沿って４速用ドリブンギヤ２４側に移動されると、スリーブ１０２ｂが４速用ドリブンギヤ２４のハブ２４ａに係合し、出力軸６のハブ１０１ｂと、４速用ドリブンギヤ２４のハブ２４ａとが、スリーブ１０２ｂによって架け渡された状態となる。これにより、出力軸６に対して４速用ドリブンギヤ２４が連結状態となり、４速用ドリブンギヤ２４が出力軸６と一体回転するとともに、出力軸６に対して２速用ドリブンギヤ２２が切り離し状態となり、２速用ドリブンギヤ２２が出力軸６と相対回転する。

なお、スリーブ１０２ａと１速用ドリブンギヤ２１のハブ２１ａとの間、スリーブ１０２ａと３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａとの間、スリーブ１０２ｂと２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａとの間、および、スリーブ１０２ｂと４速用ドリブンギヤ２４のハブ２４ａとの間には、それぞれシンクロメッシュ機構（同期機構）が設けられている。

そして、図１に示すように、変速機１は、入力軸３の回転動力の伝達経路を、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５のいずれかに選択的に切り換える軸切替機構５０を備えている。この軸切替機構５０は、動力伝達経路として第１メインシャフト４が選択されると、入力軸３と第１メインシャフト４とを一体回転させ、動力伝達経路として第２メインシャフト５が選択されると、入力軸３と第２メインシャフト５とを一体回転させるものである。以下に、軸切替機構５０の構成について詳細に説明する。

図２は、軸切替機構５０を説明する概略断面図である。軸切替機構５０は、第２入力軸３ｂに設けられた回転伝達体７、第１メインシャフト４に設けられた第１切替装置５０ａ（軸切替装置）、および、第２メインシャフト５に設けられた第２切替装置５０ｂ（軸切替装置）で構成されている。図１、図２に示すように、第２入力軸３ｂは、第１メインシャフト４よりも軸長が長く形成されており、第２入力軸３ｂのうち、緩衝機構３００が設けられた端部と反対側の端部が、中空の第１メインシャフト４よりも軸方向に突出している。そして、この第２入力軸３ｂにおける第１メインシャフト４よりも突出した部位、すなわち、第１メインシャフト４と第２メインシャフト５との間に回転伝達体７が設けられている。

この回転伝達体７は、第２入力軸３ｂの端部にスプライン係合されており、軸方向の移動が規制されたまま、第２入力軸３ｂと一体回転する。詳しくは後述するが、回転伝達体７は、第１切替装置５０ａ側に位置する側面に、複数（本実施形態では６つ）の第１ドグ８が、周方向に等間隔を維持して突設されており、第２切替装置５０ｂ側に位置する側面に、複数（本実施形態では６つ）の第２ドグ９が、周方向に等間隔を維持して突設されている。

また、第１切替装置５０ａは、第１メインシャフト４における回転伝達体７側の端部に設けられており、第２切替装置５０ｂは、第２メインシャフト５における回転伝達体７側の端部に設けられている。これら第１切替装置５０ａおよび第２切替装置５０ｂは、一部の部品の寸法が異なる点を除いて同一の構成である。

図３は、軸切替装置を部分的に示す斜視図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。第１切替装置５０ａ（第２切替装置５０ｂ）は、第１メインシャフト４（第２メインシャフト５）に固定され、当該第１メインシャフト４（第２メインシャフト５）と一体回転する略円筒状のハブ５１を備えている。このハブ５１の外周面には、キー溝、より詳細には、第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂが当該ハブ５１の周方向に、交互に、かつ、等間隔に複数形成されている。ここでは、第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂがそれぞれ６つずつ形成されているが、これら第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂの数は特に限定されるものではない。

第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂは、第１メインシャフト４（第２メインシャフト５）の軸方向に沿って形成されている。これら第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂは、いずれもハブ５１の外周面から中心側、すなわち、開口側から底部側に向かうにつれて、幅（ハブ５１の周方向の幅）が徐々に広くなる寸法形状となっている。そして、第１キー溝５１ａには第１キー５２が保持され、第２キー溝５１ｂには第２キー５３が保持されている。第１キー５２および第２キー５３は、いずれも第１メインシャフト４（第２メインシャフト５）の軸方向に移動自在に、かつ、ハブ５１と一体回転するように、それぞれ第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂに保持されている。

図５は、図３の分解図である。図５に示すように、第１キー５２にはリング係合溝５２ａが形成されており、第２キー５３にはリング係合溝５３ａが形成されている。第１キー５２に形成されるリング係合溝５２ａは、第１キー５２が第１キー溝５１ａに完全に収容された状態で、ハブ５１の一端近傍に位置し、第２キー５３に形成されるリング係合溝５３ａは、第２キー５３が第２キー溝５１ｂに完全に収容された状態で、ハブ５１の他端近傍に位置する。

また、第１切替装置５０ａ（第２切替装置５０ｂ）は、第１スリーブリング５４および第２スリーブリング５５を備えている。第１スリーブリング５４は、その内周面から当該第１スリーブリング５４の中心側に突出する係合片５４ａを複数有しており、第２スリーブリング５５は、その内周面から当該第２スリーブリング５５の中心側に突出する係合片５５ａを複数有している。第１スリーブリング５４の係合片５４ａは、第１キー５２のリング係合溝５２ａと係合可能に構成されており、第１キー５２と同数、かつ、周方向に等間隔に配置されている。同様に、第２スリーブリング５５の係合片５５ａは、第２キー５３のリング係合溝５３ａと係合可能に構成されており、第２キー５３と同数、かつ、周方向に等間隔で配置されている。

図６は、切替装置５０ａ、５０ｂの組み付け過程を示す図である。ハブ５１に第１キー５２、第２キー５３、第１スリーブリング５４、第２スリーブリング５５を組み付ける際には、まず、ハブ５１の第１キー溝５１ａに第１キー５２を収容するとともに、ハブ５１の第２キー溝５１ｂに第２キー５３を収容する。このとき、第１キー５２は、リング係合溝５２ａが第１キー溝５１ａから軸方向に突出するように配置しておき、第２キー５３は、リング係合溝５３ａが第２キー溝５１ｂから軸方向に突出するように配置しておく。そして、第１キー５２に第１スリーブリング５４を挿通させた後、当該第１スリーブリング５４を周方向に回転させて、係合片５４ａを第１キー５２のリング係合溝５２ａに係合させる。同様に、第２キー５３に第２スリーブリング５５を挿通させた後、当該第２スリーブリング５５を周方向に回転させて、係合片５５ａを第２キー５３のリング係合溝５３ａに係合させる。

この状態で第１キー５２および第２キー５３を軸方向に移動させて、これら第１キー５２および第２キー５３を、ハブ５１の第１キー溝５１ａおよび第２キー溝５１ｂ内に完全に収容すれば、組み付けが完了して図３に示す状態となる。この状態では、第１スリーブリング５４の係合片５４ａは、ハブ５１の第１キー溝５１ａにも係合しており、第２スリーブリング５５の係合片５５ａは、ハブ５１の第２キー溝５１ｂにも係合している。したがって、ハブ５１、第１キー５２、第２キー５３、第１スリーブリング５４、第２スリーブリング５５は一体回転するとともに、第１スリーブリング５４と第１キー５２とが一体となって軸方向に移動可能となり、第２スリーブリング５５と第２キー５３とが一体となって軸方向に移動可能となる。

なお、本実施形態では、第１スリーブリング５４と第１キー５２とが別体で構成され、第２スリーブリング５５と第２キー５３とが別体で構成されていることとしたが、第１スリーブリング５４および第１キー５２、第２スリーブリング５５および第２キー５３は、それぞれ一体成形されていてもよい。いずれにしても、第１スリーブリング５４および第１キー５２が一体となって回転および軸方向に移動し、第２スリーブリング５５および第２キー５３が一体となって回転および軸方向に移動すればよい。

そして、上記の構成からなる第１切替装置５０ａのハブ５１を第１メインシャフト４に固定し、第２切替装置５０ｂのハブ５１を第２メインシャフト５に固定すると、図２に示す状態となる。図２に示すように、第１切替装置５０ａおよび第２切替装置５０ｂは、第１スリーブリング５４を軸方向に移動させる第１シフトフォーク５６と、第２スリーブリング５５を軸方向に移動させる第２シフトフォーク５７と、を備えている。第１シフトフォーク５６には連係溝５６ａが形成されており、この連係溝５６ａに、第１スリーブリング５４が約半周に亘って回転自在に収容される。同様に、第２シフトフォーク５７には連係溝５７ａが形成されており、この連係溝５７ａに、第２スリーブリング５５が約半周に亘って回転自在に収容される。

したがって、第１シフトフォーク５６を、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５の軸方向に沿って移動させると、第１スリーブリング５４および第１キー５２が回転状態を維持したまま軸方向に移動する。同様に、第２シフトフォーク５７を、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５の軸方向に沿って移動させると、第２スリーブリング５５および第２キー５３が回転状態を維持したまま軸方向に移動することとなる。

そして、第１シフトフォーク５６には、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５の軸方向に移動する第１ロッド５８が固定されており、第２シフトフォーク５７には、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５の軸方向に移動する第２ロッド５９が固定されている。第１ロッド５８および第２ロッド５９には、それぞれ、電子制御ユニットＥＣＵ（制御手段）の制御によって作動するアクチュエータが接続されている。したがって、電子制御ユニットＥＣＵがアクチュエータを制御すると、このアクチュエータの作動に伴って、第１キー５２および第２キー５３が、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５の軸方向に移動することとなる。

図７は、加速時における第２メインシャフト５から第１メインシャフト４への動力伝達経路の切り替えを説明する図である。なお、以下において、「加速」とは、エンジンＥの駆動力によって車両が加速する状態をいうものであり、例えば、坂を下るときに、自重によって車両が加速する状態をいうものではない。図７に示すように、軸切替機構５０は、第１ドグ８が設けられた回転伝達体７の一方の側面側に第１切替装置５０ａが配され、第２ドグ９が設けられた回転伝達体７の他方の側面側に第２切替装置５０ｂが配される。以下においては、車両の前進走行時、回転伝達体７（入力軸３）、第１切替装置５０ａ（第１メインシャフト４）および第２切替装置５０ｂ（第２メインシャフト５）は、いずれも実線矢印で示す方向に回転するものとして説明する。

第１ドグ８は、回転伝達体７（入力軸３）の回転方向前方側に位置するリーディング面８ｆと、回転方向後方側に位置するトレーリング面８ｒと、を備えている。第１ドグ８は、回転伝達体７（入力軸３）の回転方向の幅が、突設方向の基端側（回転伝達体７側）よりも先端側（第１切替装置５０ａ側）の方が広い、すなわち、先端幅広の形状となっている。同様に、第２ドグ９は、回転伝達体７（入力軸３）の回転方向前方側に位置するリーディング面９ｆと、回転方向後方側に位置するトレーリング面９ｒと、を備えている。第２ドグ９は、回転伝達体７（入力軸３）の回転方向の幅が、突設方向の基端側（回転伝達体７側）よりも先端側（第２切替装置５０ｂ側）の方が広い、すなわち、先端幅広の形状となっている。

そして、第１切替装置５０ａの第１キー５２は、一端（回転伝達体７側の端部）に、第１ドグ８のリーディング面８ｆに係合可能なリーディング爪５２ｆ（係合部）を備えており、また、第１切替装置５０ａの第２キー５３は、一端（回転伝達体７側の端部）に、第１ドグ８のトレーリング面８ｒに係合可能なトレーリング爪５３ｒ（係合部）を備えている。これらリーディング爪５２ｆおよびトレーリング爪５３ｒは、それぞれ第１ドグ８のリーディング面８ｆおよびトレーリング面８ｒに面接触状態で係合するように、テーパ状に形成されている。

一方、第２切替装置５０ｂの第１キー５２は、一端（回転伝達体７側の端部）に、第２ドグ９のトレーリング面９ｒに係合可能なトレーリング爪５２ｒ（係合部）を備えており、また、第２切替装置５０ｂの第２キー５３は、一端（回転伝達体７側の端部）に、第２ドグ９のリーディング面９ｆに係合可能なリーディング爪５３ｆ（係合部）を備えている。これらトレーリング爪５２ｒおよびリーディング爪５３ｆは、それぞれ第２ドグ９のトレーリング面９ｒおよびリーディング面９ｆに面接触状態で係合するように、テーパ状に形成されている。

なお、第１キー５２および第２キー５３は、第１切替装置５０ａおよび第２切替装置５０ｂにおいて共通部品を用いている。そのため、第１切替装置５０ａにおける第１キー５２の他端にはトレーリング爪５２ｒが形成されており、第１切替装置５０ａにおける第２キー５３の他端にはリーディング爪５３ｆが形成されている。同様に、第２切替装置５０ｂにおける第１キー５２の他端にはリーディング爪５２ｆが形成されており、第２切替装置５０ｂにおける第２キー５３の他端にはトレーリング爪５３ｒが形成されている。ただし、第１切替装置５０ａにおけるトレーリング爪５２ｒおよびリーディング爪５３ｆ、第２切替装置５０ｂにおけるリーディング爪５２ｆおよびトレーリング爪５３ｒは必須ではない。

そして、図７（ａ）に示すように、電子制御ユニットＥＣＵがアクチュエータを制御していない場合、すなわち、第１切替装置５０ａおよび第２切替装置５０ｂがいずれも切り離し状態にあるとき、第１キー５２および第２キー５３がいずれもハブ５１の中心にある中間位置に保持される。このとき、第１キー５２および第２キー５３は、ハブ５１の中間位置において、いずれも第１ドグ８および第２ドグ９と非係合状態となっており、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５が、入力軸３から切り離されて相対回転可能な状態に維持されている。

上記の状態から、例えば、変速段を１速にシフトする場合には、第２切替装置５０ｂを連結状態とし、第２切替装置５０ｂを介して、入力軸３および第２メインシャフト５を一体回転させる。より詳細に説明すると、１速にシフトする場合、電子制御ユニットＥＣＵは、図１において説明したように、予め、ギヤ切替機構１００ａのスリーブ１０２ａを１速用ドリブンギヤ２１側に移動させ、出力軸６と１速用ドリブンギヤ２１とが一体回転する連結状態にする。

この状態で、電子制御ユニットＥＣＵは、アクチュエータを制御して、図７（ｂ）に示すように、第２切替装置５０ｂの第１キー５２および第２キー５３を、回転伝達体７側に移動させる。このとき、車両の加速状態では、第２キー５３のリーディング爪５３ｆが、第２ドグ９のリーディング面９ｆに係合し、入力軸３の回転動力が、回転伝達体７の第２ドグ９、第２キー５３を介して第２メインシャフト５に伝達され、入力軸３と第２メインシャフト５とが一体回転する。これにより、エンジンＥの駆動力が、入力軸３、回転伝達体７、第２切替装置５０ｂ、第２メインシャフト５、１速用ドライブギヤ１１、１速用ドリブンギヤ２１および出力軸６を介して駆動輪に伝達される（図１参照）。

また、車両の加速状態において、１速から２速にアップシフトする際には、電子制御ユニットＥＣＵが、次のようにアクチュエータを制御する。すなわち、１速から２速にアップシフトする場合、電子制御ユニットＥＣＵは、予め、ギヤ切替機構１００ｂのスリーブ１０２ｂを２速用ドリブンギヤ２２側に移動させ、出力軸６と２速用ドリブンギヤ２２とが一体回転する連結状態にする（図１参照）。これにより、第１メインシャフト４には、２速用ドリブンギヤ２２および２速用ドライブギヤ１２を介して、出力軸６の回転動力が伝達され、第１メインシャフト４が回転状態となる。

このとき、第１メインシャフト４の回転数は、回転伝達体７（入力軸３）よりも小さいため、回転伝達体７と第１切替装置５０ａとの間に差回転が生じている。この状態で、電子制御ユニットＥＣＵは、アクチュエータを制御して、図７（ｃ）に示すように、第２切替装置５０ｂの第１キー５２を、回転伝達体７から離間する方向に移動させるとともに、第１切替装置５０ａの第１キー５２を、回転伝達体７側に移動させる。

なお、１速の加速状態では、第２切替装置５０ｂにおける第２キー５３のリーディング爪５３ｆが第２ドグ９のリーディング面９ｆに係合しているが、第１キー５２と第２ドグ９のトレーリング面９ｒとは非係合状態に維持されている。したがって、第２切替装置５０ｂの第１キー５２は、回転伝達体７から離間する方向に移動可能となっている。

また、第１切替装置５０ａの第１キー５２と、第２切替装置５０ｂの第１キー５２とは、同一の第１ロッド５８によって移動するように構成されており、第１切替装置５０ａの第２キー５３と、第２切替装置５０ｂの第２キー５３とは、同一の第２ロッド５９によって移動するように構成されている（図２参照）。したがって、アクチュエータは、第１切替装置５０ａの第１キー５２を第１ドグ８に係合させる方向に移動させるのと同時に、第２切替装置５０ｂの第１キー５２を第２ドグ９から離間する方向に移動させ、第２切替装置５０ｂの第２キー５３を第２ドグ９に係合させる方向に移動させるのと同時に、第１切替装置５０ａの第２キー５３を第１ドグ８から離間する方向に移動させることとなる。これにより、第１切替装置５０ａの第１キー５２が第１ドグ８に係合した状態で、同時に、第２切替装置５０ｂの第１キー５２が第２ドグ９に係合してしまったり、第１切替装置５０ａの第２キー５３が第１ドグ８に係合した状態で、同時に、第２切替装置５０ｂの第２キー５３が第２ドグ９に係合してしまったりすることがないようにしている。

そして、図７（ｃ）に示すように、回転伝達体７と第１切替装置５０ａとの間に差回転が生じた状態で、第１切替装置５０ａの第１キー５２が、回転伝達体７側に移動すると、図７（ｄ）に示すように、第１切替装置５０ａの第１キー５２のリーディング爪５２ｆが、第１ドグ８のリーディング面８ｆに係合する。このように、第１切替装置５０ａの第１キー５２が第１ドグ８に係合すると、第２メインシャフト５と入力軸３とが動力伝達状態を維持したまま、動力伝達経路が、瞬間的に第１メインシャフト４側に切り換わる。換言すれば、１速用ドライブギヤ１１および１速用ドリブンギヤ２１を介した動力伝達状態を維持したまま、動力伝達経路が、瞬間的に２速用ドライブギヤ１２および２速用ドリブンギヤ２２に切り換わるため、トルク切れを生じることなく変速がなされることとなる。

また、このとき、第１切替装置５０ａの第１キー５２と、回転伝達体７の第１ドグ８とが係合すると、入力軸３の回転数が低下する。これにより、第２切替装置５０ｂの第２キー５３の回転数が、回転伝達体７の回転数よりも大きくなり、第２切替装置５０ｂの第２キー５３と回転伝達体７の第２ドグ９との係合が解除される。したがって、電子制御ユニットＥＣＵは、アクチュエータを制御して、第１切替装置５０ａの第２キー５３を回転伝達体７側に移動させるとともに、第２切替装置５０ｂの第２キー５３を回転伝達体７から離間する方向に移動させる。また、これと同時に、ギヤ切替機構１００ａを制御して、１速用ドリブンギヤ２１と出力軸６とを切り離し状態にする。これにより、図７（ｅ）に示すように、１速から２速への加速時アップシフトが完了することとなる。

以上のように、本実施形態の変速機１によれば、トルク切れを生じることなく、アップシフトを行うことができる。なお、ここでは、１速から２速への加速時アップシフトについて説明したが、３速から４速への加速時アップシフトも上記と同様である。

図８は、減速時における第１メインシャフト４から第２メインシャフト５への動力伝達経路の切り替えを説明する図である。なお、以下において、「減速」とは、エンジンブレーキによる車両の減速状態をいうものであり、例えば、坂を上るときに車両が減速する状態をいうものではない。例えば、上記のようにして、１速から２速にアップシフトされ、第１メインシャフト４と入力軸３とが連結状態にあるとする。そして、車両が２速の減速状態で走行している場合には、図８（ａ）に示すように、第１切替装置５０ａにおける第２キー５３のトレーリング爪５３ｒが、第１ドグ８のトレーリング面８ｒに係合されており、第１切替装置５０ａの第２キー５３および回転伝達体７の第１ドグ８を介して、入力軸３と第１メインシャフト４とが一体回転している。

上記の状態において、２速から１速にダウンシフトする際には、電子制御ユニットＥＣＵが、次のようにアクチュエータを制御する。すなわち、２速から１速にダウンシフトする場合、電子制御ユニットＥＣＵは、予め、ギヤ切替機構１００ａのスリーブ１０２ｂを１速用ドリブンギヤ２１側に移動させ、出力軸６と１速用ドリブンギヤ２１とが一体回転する連結状態にする（図１参照）。これにより、第２メインシャフト５には、１速用ドリブンギヤ２１および１速用ドライブギヤ１１を介して、出力軸６の回転動力が伝達され、第２メインシャフト５が回転状態となる。

このとき、第２メインシャフト５の回転数は、回転伝達体７（入力軸３）よりも大きいため、回転伝達体７と第２切替装置５０ｂとの間に差回転が生じている。この状態で、電子制御ユニットＥＣＵは、アクチュエータを制御して、図８（ｂ）に示すように、第１切替装置５０ａの第１キー５２を、回転伝達体７から離間する方向に移動させるとともに、第２切替装置５０ｂの第１キー５２を、回転伝達体７側に移動させる。

なお、２速の減速状態では、第１切替装置５０ａにおける第２キー５３のトレーリング爪５３ｒが第１ドグ８のトレーリング面８ｒに係合しているが、第１キー５２と第１ドグ８のリーディング面８ｆとは非係合状態に維持されている。したがって、第１切替装置５０ａの第１キー５２は、回転伝達体７から離間する方向に移動可能となっている。

そして、回転伝達体７と第２切替装置５０ｂとの間に差回転が生じた状態で、第２切替装置５０ｂの第１キー５２が、回転伝達体７側に移動すると、図８（ｃ）に示すように、第２切替装置５０ｂの第１キー５２のトレーリング爪５２ｒが、第２ドグ９のトレーリング面９ｒに係合する。このように、第２切替装置５０ｂの第１キー５２が第２ドグ９に係合すると、第１メインシャフト４と入力軸３とが動力伝達状態を維持したまま、動力伝達経路が、瞬間的に第２メインシャフト５側に切り換わる。換言すれば、２速用ドライブギヤ１２および２速用ドリブンギヤ２２を介した動力伝達状態を維持したまま、動力伝達経路が、瞬間的に１速用ドライブギヤ１１および１速用ドリブンギヤ２１に切り換わるため、トルク切れを生じることなく変速がなされることとなる。

また、このとき、第２切替装置５０ｂの第１キー５２と、回転伝達体７の第２ドグ９とが係合すると、入力軸３の回転数が上昇する。これにより、第１切替装置５０ａの第２キー５３の回転数が、回転伝達体７の回転数よりも小さくなり、第１切替装置５０ａの第２キー５３と回転伝達体７の第１ドグ８との係合が解除される。したがって、電子制御ユニットＥＣＵは、アクチュエータを制御して、第１切替装置５０ａの第２キー５３を回転伝達体７から離間する方向に移動させるとともに、第２切替装置５０ｂの第２キー５３を回転伝達体７側に移動させる。また、これと同時に、ギヤ切替機構１００ｂを制御して、２速用ドリブンギヤ２２と出力軸６とを切り離し状態にする。これにより、図８（ｄ）に示すように、２速から１速への減速時ダウンシフトが完了することとなる。

このように、本実施形態の変速機１によれば、トルク切れを生じることなく、ダウンシフトを行うことができる。なお、ここでは、２速から１速への減速時ダウンシフトについて説明したが、４速から３速への減速時ダウンシフトも上記と同様である。

以上の説明のとおり、変速機１によれば、第１切替装置５０ａの第１キー５２および第２キー５３が第１ドグ８側に移動され、当該第１ドグ８のリーディング面８ｆと第１キー５２とが係合されて、もしくは、当該第１ドグ８のトレーリング面８ｒと第２キー５３とが係合されて、入力軸３と第１メインシャフト４とが一体回転する動力伝達状態となる。また、第２切替装置５０ｂの第１キー５２および第２キー５３が第２ドグ９側に移動され、当該第２ドグ９のリーディング面９ｆと第２キー５３とが係合されて、もしくは、当該第２ドグ９のトレーリング面９ｒと第１キー５２とが係合されて、入力軸３と第２メインシャフト５とが一体回転する動力伝達状態となる。

そして、上記の軸切替機構５０によれば、トルク切れを生じることなく、動力伝達経路を切り替える、すなわち、変速を行うことが可能となるが、互いに差回転が生じた状態で、第１キー５２や第２キー５３を、第１ドグ８や第２ドグ９に飛び込ませることから、スパイクトルクが生じてしまう。このように、変速の際にスパイクトルクが生じると、第１キー５２や第２キー５３と第１ドグ８や第２ドグ９との係合による衝撃音や、入力軸３、第１メインシャフト４、第２メインシャフト５、出力軸６を支持するベアリングの外輪とミッションケースとの当たりによる騒音等が生じたり、スパイクトルクによって捩じれが生じ、駆動輪やミッションケースに振動が生じたりする。

そこで、本実施形態の変速機１では、入力軸３に緩衝機構３００が設けられており、この緩衝機構３００によって、第１キー５２または第２キー５３と、第１ドグ８または第２ドグ９とが係合した際に生じるスパイクトルクを、予め設定された設定トルクまでカットするようにしている。この緩衝機構３００は、入力軸３に生じるトルクが予め設定されたリミットトルク未満である場合に、第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとを一体回転させ、リミットトルク以上になると、第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとを相対回転させる。したがって、第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとの間の動力伝達において、緩衝機構３００で設定されたリミットトルク以上のトルク伝達がなされることはなく、常に、リミットトルク未満のトルク伝達がなされることとなる。以下に、緩衝機構３００の構成について説明する。

図９は、緩衝機構３００の概略断面図である。本実施形態の緩衝機構３００は、所謂、摩擦クラッチタイプの緩衝機構で構成されており、第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとの間に設けられている。図９に示すように、緩衝機構３００は、第２入力軸３ｂの端部にスプライン係合されるハブ３０１と、このハブ３０１の外周に固定された薄板円形状のインナープレート３０２と、を備えている。インナープレート３０２は、入力軸３の軸方向に複数、間隔を維持して配置されている。

また、第１入力軸３ａの端部には、アウターケース３０３が固定されており、このアウターケース３０３の内周面に、薄板円形状のアウタープレート３０４が固定されている。このアウタープレート３０４は、入力軸３の軸方向に複数、間隔を維持して配置されており、上記のインナープレート３０２とアウタープレート３０４とが、入力軸３の軸方向に交互に積層されるように構成されている。

さらに、第２入力軸３ｂには、プレッシャプレート３０５が装着されている。このプレッシャプレート３０５は、第２入力軸３ｂと一体回転可能であり、かつ、第２入力軸３ｂに対して軸方向に移動可能にスプライン係合されている。また、緩衝機構３００は、第２入力軸３ｂが挿通される円筒状の伝達部材３０６を備えており、この伝達部材３０６の内周面にベアリングｂの外輪が固定され、プレッシャプレート３０５の外周面にベアリングｂの内輪が固定されている。このとき、ベアリングｂは、ストッパ３０７により、プレッシャプレート３０５および伝達部材３０６に対する軸方向の移動が規制されている。したがって、プレッシャプレート３０５と伝達部材３０６とは、ベアリングｂによって相対回転するとともに、軸方向に一体となって移動することとなる。

なお、伝達部材３０６の一端にはフランジ部３０６ａが形成されており、このフランジ部３０６ａにレリーズフォーク３０８が係止されている。詳細な説明は省略するが、このレリーズフォーク３０８には、電子制御ユニットＥＣＵによって制御される不図示のアクチュエータが接続されている。そして、電子制御ユニットＥＣＵがアクチュエータを作動させると、レリーズフォーク３０８が入力軸３の軸方向に移動し、これに伴って伝達部材３０６、ベアリングｂ、プレッシャプレート３０５が一体となって軸方向に移動することとなる。

また、プレッシャプレート３０５には、インナープレート３０２およびアウタープレート３０４に対向する位置に押圧面３０５ａが設けられており、この押圧面３０５ａを、最も第２入力軸３ｂ側に配置されたアウタープレート３０４に面接触させている。そして、アウターケース３０３の内周面には固定片３０９が固定されており、この固定片３０９と、プレッシャプレート３０５との間に、圧縮コイルバネからなる弾性部材３１０が介在されている。この弾性部材３１０は、プレッシャプレート３０５を第１入力軸３ａ側に付勢する付勢力を常時作用させており、この弾性部材３１０の付勢力によって、インナープレート３０２およびアウタープレート３０４間にクラッチトルク（設定トルク）が発生することとなる。

したがって、緩衝機構３００は、第２入力軸３ｂに生じるトルクが設定トルク未満である場合に、第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとを一体回転させ、設定トルク以上になると、第１入力軸３ａと第２入力軸３ｂとを相対回転させることとなる。なお、緩衝機構３００は設定トルクを変更可能に構成されている。具体的には、電子制御ユニットＥＣＵの制御によってレリーズフォーク３０８が移動すると、これと一体となってプレッシャプレート３０５の押圧面３０５ａが移動する。これにより、インナープレート３０２とアウタープレート３０４との間の圧力が変化し、その結果、設定トルクが変更されることとなる。

以上のように、入力軸３に緩衝機構３００を設けることにより、変速の際に生じる軸切替機構５０によって生じるスパイクトルクを設定トルクまでカットすることができる。これにより、変速の際に、騒音や振動を十分に抑制することが可能となり、当該変速機１が搭載された車両等の振動が低減され、当該車両における乗り心地を向上することが可能となる。また、入力軸３に緩衝機構３００を設けることで、１つの緩衝機構３００によって、全ての変速段への変速に対応することが可能となる。したがって、十分な緩衝機能を確保しながらも、従来のように、全てのギヤに緩衝機構を組み込む必要がなくなり、低コスト化および小型化を図ることができる。

なお、上記第１実施形態では、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５のそれぞれに複数のドライブギヤＤｖを固定し、これら複数のドライブギヤＤｖそれぞれに噛合するドリブンギヤＤｎを、出力軸６に相対回転自在に設けることとした。したがって、ギヤ切替機構１００ａ、１００ｂは出力軸６に設けられることとなり、出力軸６にドリブンギヤＤｎを連結させて当該ドリブンギヤＤｎと出力軸６とを一体回転させる連結状態、および、出力軸６とドリブンギヤＤｎとが相対回転する切り離し状態のいずれかを選択的に切り換えることとなる。しかしながら、ギヤ切替機構１００ａ、１００ｂは、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に設けても構わない。

図１０は、変形例における自動車用の変速機１Ａの概略を示す図である。なお、この図１０に示す変形例では、ドライブギヤＤｖおよびドリブンギヤＤｎの構成と、ギヤ切替機構１００ａおよびギヤ切替機構１００ｂの取り付け位置とが、上記第１実施形態と異なり、その他の構成は上記第１実施形態と同じである。したがって、ここでは、第１実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を付して説明を省略する。

この変形例の変速機１Ａにおいては、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に、それぞれ複数のドライブギヤＤｖ（１速用ドライブギヤ３１〜４速用ドライブギヤ３４）が相対回転自在に設けられている。より詳細には、第２メインシャフト５には、１速用ドライブギヤ３１および３速用ドライブギヤ３３が相対回転自在に設けられており、第１メインシャフト４には、２速用ドライブギヤ３２および４速用ドライブギヤ３４が相対回転自在に設けられている。一方、出力軸６には、ドライブギヤＤｖそれぞれに噛合するドリブンギヤＤｎ（１速用ドリブンギヤ４１〜４速用ドリブンギヤ４４）が固定されている。

そして、第２メインシャフト５および第１メインシャフト４には、それぞれ、上記第１実施形態で説明した構成のギヤ切替機構１００ａ、１００ｂが設けられている。したがって、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５にドライブギヤＤｖを連結させて、当該ドライブギヤＤｖと第１メインシャフト４および第２メインシャフト５とを一体回転させる連結状態、および、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５とドライブギヤＤｖとが相対回転する切り離し状態のいずれかが選択的に切り換えられることとなる。この変形例の変速機１Ａによっても、上記と同様の作用効果を実現することができる。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態における自動車用の変速機１Ｂの概略を示す図であり、図１２は、第２実施形態における軸切替機構６０を説明する概略断面図である。なお、図１１、図１２に示す第２実施形態では、軸切替機構６０の構成が、上記第１実施形態の軸切替機構５０と異なるが、その他の構成は上記第１実施形態と同じである。したがって、ここでは、第１実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を付して説明を省略し、軸切替機構６０の構成について説明する。

変速機１Ｂは、入力軸３の回転動力の伝達経路を、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５のいずれかに選択的に切り換える軸切替機構６０を備えている。この軸切替機構６０は、上記の軸切替機構５０と同様に、動力伝達経路として第１メインシャフト４が選択されると、入力軸３と第１メインシャフト４とを一体回転させ、動力伝達経路として第２メインシャフト５が選択されると、入力軸３と第２メインシャフト５とを一体回転させるものである。

具体的には、軸切替機構６０は、第１メインシャフト４の端部にスプライン係合され、当該第１メインシャフト４と一体回転する回転伝達体６１、第２メインシャフト５の端部にスプライン係合され、当該第２メインシャフト５と一体回転する回転伝達体６２、第２入力軸３ｂのうち、第１メインシャフト４よりも突出する部位に設けられ、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５の対向間隔に配された切替装置６３（軸切替装置）、を備えて構成される。

回転伝達体６１は、切替装置６３側に位置する側面に、複数（本実施形態では６つ）の第１ドグ８が、周方向に等間隔を維持して突設されている。ここでは、第１ドグ８が第１メインシャフト４に設けられることとなるが、第１ドグ８は、第１メインシャフト４の回転方向（図１２（ｂ）の矢印方向）の後方側にリーディング面８ｆを有し、第１メインシャフト４の回転方向の前方側にトレーリング面８ｒを有する。また、回転伝達体６２は、切替装置６３側に位置する側面に、複数（本実施形態では６つ）の第２ドグ９が、周方向に等間隔を維持して突設されている。ここでは、第２ドグ９が第２メインシャフト５に設けられることとなるが、第２ドグ９は、第２メインシャフト５の回転方向（図１２（ｂ）の矢印方向）の後方側にリーディング面９ｆを有し、第２メインシャフト５の回転方向の前方側にトレーリング面９ｒを有する。

切替装置６３は、上記第１実施形態で説明した軸切替機構５０の第１切替装置５０ａ、第２切替装置５０ｂと同一の構成である。第１切替装置５０ａ、第２切替装置５０ｂの構成については、既に図２〜図７を用いて説明しているため、ここでは切替装置６３の詳細な説明は省略するが、切替装置６３は、入力軸３（第２入力軸３ｂ）に固定されたハブ５１を備えている。また、切替装置６３は、入力軸３の軸方向に移動自在にハブ５１に保持され、一端に第１ドグ８のリーディング面８ｆと係合可能なリーディング爪５２ｆ（係合部）を有し、他端に第２ドグ９のトレーリング面９ｒと係合可能なトレーリング爪５２ｒ（係合部）を有する第１キー５２と、入力軸３の軸方向に移動自在にハブ５１に保持され、一端に第１ドグ８のトレーリング面８ｒと係合可能なトレーリング爪５３ｒ（係合部）を有し、他端に第２ドグ９のリーディング面９ｆと係合可能なリーディング爪５３ｆ（係合部）を有する第２キー５３と、を備えている。

そして、切替装置６３の第１キー５２および第２キー５３が第１ドグ８側に移動された状態では、加速時において、図１２（ｂ）に示すように、第１ドグ８のリーディング面８ｆと第１キー５２とが係合され、減速時において、図１２（ｃ）に示すように、第１ドグ８のトレーリング面８ｒと第２キー５３とが係合される。これにより、入力軸３と第１メインシャフト４とが一体回転する動力伝達状態となる。一方、切替装置６３の第１キー５２および第２キー５３が第２ドグ９側に移動された状態では、加速時において、図１２（ｄ）に示すように、第２ドグ９のリーディング面９ｆと第２キー５３とが係合され、減速時において、図１２（ｅ）に示すように、第２ドグ９のトレーリング面９ｒと第１キー５２とが係合される。これにより、入力軸３と第２メインシャフト５とが一体回転する動力伝達状態となる。

なお、この第２実施形態においても、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に、それぞれ複数のドライブギヤＤｖを固定し、出力軸６に、ドリブンギヤＤｎを相対回転自在に設けることとした。しかしながら、上記の変形例と同様に、この第２実施形態の構成において、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に、それぞれ複数のドライブギヤＤｖを相対回転自在に設けることとし、出力軸６に、ドリブンギヤＤｎを固定することとしてもよい。この場合、ギヤ切替機構１００ａ、１００ｂを、第２メインシャフト５および第１メインシャフト４にそれぞれ設ければよい。

以上のように、第２実施形態の変速機１Ｂによっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を実現可能である。しかも、この第２実施形態の変速機１Ｂによれば、切替装置６３が１つで足りるため、第１実施形態の変速機１よりも小型化を図ることができる。一方で、第１実施形態の変速機１によれば、入力軸３に、第２実施形態の切替装置６３よりも軽量の回転伝達体７が設けられる。したがって、第１実施形態の変速機１によれば、スパイクトルクが生じた際に入力軸３に作用するイナーシャが第２実施形態の変速機１Ｂよりも小さくなり、緩衝機能を高めることができる。

なお、上記第１実施形態の軸切替機構５０においては、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に、軸方向に移動可能な係合部（リーディング爪、トレーリング爪）が設けられ、入力軸３に、係合部に係合されて第１メインシャフト４または第２メインシャフト５を入力軸３と一体回転させるドグ（第１ドグ８、第２ドグ９）が設けられている。一方、上記第２実施形態の軸切替機構６０においては、入力軸３に、軸方向に移動可能な係合部（リーディング爪、トレーリング爪）が設けられ、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５に、係合部に係合されて第１メインシャフト４または第２メインシャフト５を入力軸３と一体回転させるドグ（第１ドグ８、第２ドグ９）が設けられている。

このように、軸切替機構は、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５と、入力軸３とのいずれか一方に設けられ、入力軸３の軸方向に移動可能な係合部（リーディング爪、トレーリング爪）と、第１メインシャフト４および第２メインシャフト５と、入力軸３とのいずれか他方に設けられ、係合部が移動して当該係合部に係合されると、第１メインシャフト４または第２メインシャフト５を入力軸３と一体回転させるドグ（第１ドグ８、第２ドグ９）と、を備えていればよく、その詳細な構成は、上記実施形態に限定されるものではない。

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。

本発明は、主に自動車用の変速機に利用できる。

１、１Ａ、１Ｂ …変速機
３ …入力軸
３ａ …第１入力軸
３ｂ …第２入力軸
４ …第１メインシャフト
５ …第２メインシャフト
６ …出力軸
８ …第１ドグ
８ｆ、９ｆ …リーディング面
８ｒ、９ｒ …トレーリング面
９ …第２ドグ
１１、３１ …１速用ドライブギヤ
１２、３２ …２速用ドライブギヤ
１３、３３ …３速用ドライブギヤ
１４、３４ …４速用ドライブギヤ
２１、４１ …１速用ドリブンギヤ
２２、４２ …２速用ドリブンギヤ
２３、４３ …３速用ドリブンギヤ
２４、４４ …４速用ドリブンギヤ
５０、６０ …軸切替機構
５０ａ …第１切替装置
５０ｂ …第２切替装置
５１ …ハブ
５２ …第１キー
５２ｆ、５３ｆ …リーディング爪（係合部）
５２ｒ、５３ｒ …トレーリング爪（係合部）
５３ …第２キー
６３ …切替装置
１００ａ、１００ｂ …ギヤ切替機構
３００ …緩衝機構
Ｄｎ …ドリブンギヤ
Ｄｖ …ドライブギヤ
Ｅ …エンジン

Claims

エンジンの駆動力によって回転する入力軸と、
前記入力軸と相対回転自在に配された第１メインシャフトおよび第２メインシャフトと、
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのそれぞれに固定された複数のドライブギヤと、
前記入力軸、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトに対して平行に配され、前記複数のドライブギヤそれぞれに噛合するドリブンギヤが相対回転自在に設けられた出力軸と、
前記出力軸に前記ドリブンギヤを連結させて当該ドリブンギヤと出力軸とを一体回転させる連結状態、および、前記出力軸と前記ドリブンギヤとを相対回転可能とする切り離し状態のいずれかを選択的に切り換えるギヤ切替機構と、
前記入力軸の回転動力の伝達経路を、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのいずれかに選択的に切り換える軸切替機構と、を備え、
前記軸切替機構は、
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか一方に設けられ、当該入力軸の軸方向に移動可能な係合部と、
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか他方に設けられ、前記係合部の移動にともなって当該係合部に係合されて、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトを前記入力軸と一体回転させるドグと、を有し、
前記入力軸には、
前記係合部と前記ドグとが係合してトルク変動が生じた場合に、すべり運動を生じさせて当該トルク変動を予め設定された設定トルクまでカットする緩衝機構が設けられていることを特徴とする変速機。
エンジンの駆動力によって回転する入力軸と、
前記入力軸と相対回転自在に配された第１メインシャフトおよび第２メインシャフトと、
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのそれぞれに相対回転自在に設けられた複数のドライブギヤと、
前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトに前記ドライブギヤを連結させて当該ドライブギヤと当該第１メインシャフトまたは当該第２メインシャフトとを一体回転させる連結状態、および、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトと前記ドライブギヤとを相対回転可能とする切り離し状態のいずれかを選択的に切り換えるギヤ切替機構と、
前記入力軸、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトに対して平行に配され、前記複数のドライブギヤそれぞれに噛合するドリブンギヤが固定された出力軸と、
前記入力軸の回転動力の伝達経路を、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトのいずれかに選択的に切り換える軸切替機構と、を備え、
前記軸切替機構は、
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか一方に設けられ、当該入力軸の軸方向に移動可能な係合部と、
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトと、前記入力軸とのいずれか他方に設けられ、前記係合部の移動にともなって当該係合部に係合されて、前記第１メインシャフトまたは前記第２メインシャフトを前記入力軸と一体回転させるドグと、を有し、
前記入力軸には、
前記係合部と前記ドグとが係合してトルク変動が生じた場合に、すべり運動を生じさせて当該トルク変動を予め設定された設定トルクまでカットする緩衝機構が設けられていることを特徴とする変速機。
前記入力軸は、
前記エンジンからの動力の伝達経路の上流側に配される第１入力軸と、下流側に配される第２入力軸と、で構成され、
前記緩衝機構は、
前記第１入力軸と前記第２入力軸との間に配され、前記設定トルク以上のトルク変動が生じると、前記第１入力軸と前記第２入力軸とを相対回転させることを特徴とする請求項１または２記載の変速機。
前記第１メインシャフトは中空で構成され、
前記第１メインシャフトの内部に前記入力軸が相対回転自在に挿通されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の変速機。
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトには、それぞれギヤ比を異にする複数段のドライブギヤが設けられており、連続するギヤ比のドライブギヤが、当該第１メインシャフトおよび第２メインシャフトに交互に配されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の変速機。
前記軸切替機構は、
前記第１メインシャフトに設けられた第１切替装置と、
前記第２メインシャフトに設けられた第２切替装置と、
前記入力軸に設けられ、当該入力軸の回転方向の前方側にリーディング面を有し、当該入力軸の回転方向の後方側にトレーリング面を有する第１ドグおよび第２ドグと、によって構成され、
前記第１切替装置は、
前記第１メインシャフトに固定されたハブと、
前記第１メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有する第１キーと、
前記第１メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有する第２キーと、を備え、
前記第２切替装置は、
前記第２メインシャフトに固定されたハブと、
前記第２メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第２ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有する第２キーと、
前記第２メインシャフトの軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第２ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有する第１キーと、を備え、
前記第１切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第１ドグ側に移動され、当該第１ドグのリーディング面と前記第１キーとが係合されて、もしくは、当該第１ドグのトレーリング面と前記第２キーとが係合されて、前記入力軸と前記第１メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となり、
前記第２切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第２ドグ側に移動され、当該第２ドグのリーディング面と前記第２キーとが係合されて、もしくは、当該第２ドグのトレーリング面と前記第１キーとが係合されて、前記入力軸と前記第２メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変速機。
前記第１切替装置および前記第２切替装置の第１キーおよび第２キーを移動させるためのアクチュエータを備え、
前記アクチュエータは、
前記第１切替装置の第１キーを前記第１ドグに係合させる方向に移動させるのと同時に、前記第２切替装置の第１キーを前記第２ドグから離間する方向に移動させ、前記第２切替装置の第２キーを前記第２ドグに係合させる方向に移動させるのと同時に、前記第１切替装置の第２キーを前記第１ドグから離間する方向に移動させることを特徴とする請求項６記載の変速機。
前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトは、軸心を一致させた状態で、軸方向に離隔して対向配置され、
前記軸切替機構は、
前記入力軸に設けられ、前記第１メインシャフトおよび前記第２メインシャフトの対向間隔に設けられた切替装置と、
前記第１メインシャフトに設けられ、当該第１メインシャフトの回転方向の後方側にリーディング面を有し、当該第１メインシャフトの回転方向の前方側にトレーリング面を有するとともに、前記切替装置側に突設する第１ドグと、
前記第２メインシャフトに設けられ、当該第２メインシャフトの回転方向の後方側にリーディング面を有し、当該第２メインシャフトの回転方向の前方側にトレーリング面を有するとともに、前記切替装置側に突設する第２ドグと、によって構成され、
前記切替装置は、
前記入力軸に固定されたハブと、
前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有し、他端に前記第２ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有する第１キーと、
前記入力軸の軸方向に移動自在に前記ハブに保持され、一端に前記第１ドグのトレーリング面と係合可能な前記係合部を有し、他端に前記第２ドグのリーディング面と係合可能な前記係合部を有する第２キーと、を備え、
前記切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第１ドグ側に移動され、当該第１ドグのリーディング面と前記第１キーとが係合されて、もしくは、当該第１ドグのトレーリング面と前記第２キーとが係合されて、前記入力軸と前記第１メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となり、
前記切替装置の前記第１キーおよび第２キーが前記第２ドグ側に移動され、当該第２ドグのリーディング面と前記第２キーとが係合されて、もしくは、当該第２ドグのトレーリング面と前記第１キーとが係合されて、前記入力軸と前記第２メインシャフトとが一体回転する動力伝達状態となることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変速機。