JP5658069B2 - 変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速装置に関し、特には駆動トルクと被駆動トルクを独立した係合手段によって伝達するとともに、係合手段を簡単な構成によって適切な移動順で駆動可能なものに関する。

自動車用の自動変速機には、例えば複数段のプラネタリギヤセットを組み合わせて構成したものや、チェーン式、ベルト式、トロイダル式等のバリエータを用いた無段変速機（ＣＶＴ）などがあるが、いずれも一対の回転軸間に設けられた複数のギヤ列を順次切り替える手動変速機には、伝達効率や重量、サイズの面で及んでいないのが現状である。
これに対し、手動変速機のシフト、セレクト操作やクラッチ操作をアクチュエータによって行なうようにしたＡＭＴも提案されているが、クラッチを一旦切断した状態で変速動作を行なう必要があることから、トルク切れ時間が長くなってしまう。
また、奇数段と偶数段とで独立したクラッチ及びドライブシャフトを備え、これらを順次切り替えて変速を行なうダブルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）も提案されているが、構造が複雑となるうえ、重量も嵩んでしまう。

高効率でありかつ駆動切れ時間が短い変速装置に関する従来技術として、例えば特許文献１には、回転軸に対して相対回転可能に支持された各ギヤに、一回転方向への駆動力伝達を行なう第１の伝動部材、及び、他の回転方向への駆動力伝達を行なう第２の伝動部材を設けて、第１及び第２の伝動部材の係合状態を順次切り替えることによって、実質的にほとんどトルク切れがない瞬時変速を可能とした変速装置が記載されている。

特表２００９−５３６７１３号公報

上述したようないわゆるラチェット式の変速装置においては、係合部材を駆動するシフトフォークの数が通常の手動変速機等に対して多くなることから、それぞれに制御用のアクチュエータを設けると構造が複雑となる。
一方、複数のシフトフォークを一つのアクチュエータでストローク制御する手法として、シフトドラム式が知られている。
これは円筒状のシフトドラムの外周面部に、各シフトフォークを駆動するカム溝を形成し、シフトドラムをアクチュエータで回転させて変速を行なうものである。

シフトドラム式の変速機構は、変速動作がシーケンシャルに限定され飛び段変速が不可能ではあるが、ひとつのアクチュエータで複数のシフトフォークのストロークを制御できるため、変速機構の構造を簡素化することができる。
しかし、上述したようなラチェット式変速装置の場合には、一般に、シフトアップ、シフトダウンいずれの場合にも一方の係合手段を、他の係合手段に対して先に駆動する必要があるため、シフトアップ動作とシフトダウン動作とが単純にリバースモーションとはならず、既存のシフトドラムを適用することはできない。
本発明の課題は、駆動トルクと被駆動トルクを独立した係合手段によって伝達する変速装置の係合手段を簡単な構成によって適切な移動順で駆動可能な変速装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、第１の回転軸と、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸と、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間で動力伝達を行なうとともに、低速段から高速段まで順次配列された複数のギヤセットとを備える変速装置であって、前記ギヤセットは、前記第１の回転軸に固定された固定ギヤと、前記第２の回転軸に相対回転可能に支持され前記固定ギヤと噛合う回転ギヤとを有し、前記回転ギヤは、該回転ギヤの端面部に形成された第１の被係合部と係合し、パワーオフ時に第１の回転方向へのトルクを伝達する第１の係合手段と、該回転ギヤの端面部に形成された第２の被係合部と係合し、パワーオン時に第１の回転方向の反対となる第２の回転方向へのトルクを伝達する第２の係合手段と、前記第１の係合手段及び前記第２の係合手段を独立して前記回転ギヤに対して軸方向に移動させるシフト機構とを有し、前記回転ギヤは、前記第１の係合手段と前記第１の被係合部とが係合したときに前記第２の回転軸との間で前記第１の回転方向へのトルクを伝達し、前記第２の係合手段と前記第２の被係合部とが係合したときに前記第２の回転軸との間で前記第２の回転方向へのトルクを伝達し、シフトアップ前のギヤセットにおける前記第１の係合手段は、シフトアップ前のギヤセットにおける前記第２の係合手段が係合解除状態であり、シフトアップ後のギヤセットにおける前記第１の係合手段が係合状態であり、かつ前記第２の回転軸の回転速度が増速されて前記第２の回転方向へのトルクが入力されたときに、前記第１の被係合部と衝突して該第１の係合手段を前記回転ギヤから退避させるように軸方向に対して斜めにカットされた斜面部を有し、シフトダウン前のギヤセットにおける前記第２の係合手段は、シフトダウン前のギヤセットにおける前記第１の係合手段が係合解除状態であり、シフトダウン後のギヤセットにおける前記第２の係合手段が係合状態であり、かつ前記第１の回転軸の回転速度が増速されて前記第１の回転方向へのトルクが入力されたときに、前記第２の被係合部と衝突して該第２の係合手段を前記回転ギヤから退避させるように軸方向に対して斜めにカットされた斜面部を有し、前記シフト機構は、前記第１の係合手段を駆動する第１のカム溝、及び、前記第２の係合手段を駆動する第２のカム溝が外周面に形成されるとともに、変速時に回転駆動されるシフトドラムを有し、前記第２のカム溝におけるシフトアップ時にシフトアップ前のギヤセットにおける前記第２の係合手段を駆動するシフトアップ傾斜部は、前記第１のカム溝におけるシフトアップ時に該ギヤセットに設けられた前記第１の係合手段を駆動するシフトアップ傾斜部に対して、前記シフトドラムの周方向における高速ギヤ側に配置され、前記第２のカム溝におけるシフトダウン時にシフトダウン前のギヤセットにおける前記第２の係合手段を駆動するシフトダウン傾斜部は、前記第１のカム溝におけるシフトダウン時に該ギヤセットに設けられた前記第１の係合手段を駆動するシフトダウン傾斜部に対して、前記シフトドラムの周方向における高速ギヤ側に配置されることを特徴とする変速装置である。
これによれば、シフトアップ時、シフトダウン時ともに第１の係合手段を第２の係合手段より先に駆動することが可能となり、単一のアクチュエータでひとつのシフトドラムを駆動することによって、適切に変速動作を制御することが可能である。

請求項２に係る発明は、前記第１の被係合部は、前記回転ギヤの一方の端面部に形成され、前記第２の被係合部は、前記回転ギヤの他方の端面部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の変速装置である。
これによれば、全ての変速段において各係合部材を隣接する他のギヤセットの係合部材と一体的に構成することが可能となり、構造を簡素化しかつ全ての変速段間で迅速に変速を行なうことができる。

請求項３に係る発明は、あるギヤセットにおける前記第２の係合手段を駆動する前記第２のカム溝は、該ギヤセットからのシフトアップ時に該第２の係合手段を係合解除させる前記シフトアップ傾斜部と該ギヤセットへのシフトダウン時に該第２の係合手段を係合させる前記シフトダウン傾斜部との間隔において、他の部分よりも溝幅を広く形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変速装置である。
これによれば、簡単な構成により上述した効果を得ることができる。

請求項４に係る発明は、前記第２の係合手段は、前記回転ギヤの前記第２の被係合部への係合位置及び係合解除位置において、位置を仮保持する仮保持手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の変速装置である。
これによれば、シフトアップ傾斜部とシフトダウン傾斜部との間の領域において、第２の係合手段が遊動することを防止できる。

請求項５に係る発明は、前記第１のカム溝及び前記第２のカム溝は、各変速段への変速が完了した状態においては、前記第１の係合手段及び前記第２の係合手段の軸方向両側への移動を規制することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の変速装置である。
これによれば、変速動作が完了した状態においては、各係合手段を確実に拘束してギヤ抜けや二重噛みなどを確実に防止できる。

請求項６に係る発明は、前記シフト機構は、変速前の前記ギヤセットの前記第１の係合手段を係合解除するとともに変速後の前記ギヤセットの前記第２の係合手段を係合させ、その後変速前の前記ギヤセットの前記第２の係合手段が前記第２の被係合部と衝突することによって、該第２の係合手段が係合解除された後に、変速後の前記ギヤセットの前記第１の係合手段を係合させることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の変速装置である。

請求項７に係る発明は、前記第１の係合手段は隣接する他の前記ギヤセットの前記第２の係合手段と共通の前記カム溝によって駆動されて一体的に移動し、前記第２の係合手段は隣接する他の前記ギヤセットの前記第１の係合手段と共通のカム溝によって駆動されて一体的に移動するよう構成されることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の変速装置である。

請求項８に係る発明は、１速からＮ速（Ｎ：整数）までの前記ギヤセットが順次配列され、１速のギヤセットと２速のギヤセットとの間から、Ｎ−１速のギヤセットとＮ速のギヤセットとの間に、それぞれ低速側ギヤの第１の係合手段と高速側ギヤの第２の係合手段とを一体的に移動するよう配置したことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の変速装置である。

以上説明したように、本発明によれば、駆動トルクと被駆動トルクを独立した係合手段によって伝達する変速装置の係合手段を簡単な構成によって適切な移動順で駆動可能な変速装置を提供することができる。

本発明を適用した変速装置の実施例の構成を示す図である。 図１の変速装置の２速から３速へのシフトアップ時の動作を示す図である。 図１の変速装置の３速から２速へのシフトダウン時の動作を示す図である。 図１の変速装置のシフトドラムに形成されたカム溝の形状の一部を示す図である。

本発明は、駆動トルクと被駆動トルクを独立した係合手段によって伝達する変速装置の係合手段を簡単な構成によって適切な移動順で駆動可能な変速装置を提供する課題を、被駆動側の係合部材を駆動するカム溝の傾斜部に対して、駆動側の係合部材を駆動するカム溝のシフトダウン傾斜部を低速ギヤ側に配置し、シフトアップ傾斜部を高速ギヤ側に配置することによって解決した。

以下、本発明を適用した変速装置の実施例について説明する。
実施例の変速装置は、例えば乗用車等の自動車のエンジンの回転出力を加減速する自動変速機であって、前進６速及び後進１速を備えている。
なお、エンジンは、例えば電子制御スロットル等の出力制御手段によって、変速装置の制御と協調してトルクを変化させ、回転数の同期などを行なう。

図１は、実施例の変速装置の構成を示す模式図である。
変速装置１は、ドライブシャフト１０、ドリブンシャフト２０、クラッチ３０等を備えている。
ドライブシャフト１０は、図示しないエンジンの出力が入力されるとともに、後述するギヤ列を介して、ドリブンシャフト２０を駆動する回転軸である。
ドリブンシャフト２０は、ドライブシャフト１０によって駆動される回転軸である。
ドリブンシャフト２０は、図示しないＡＷＤトランスファやアクスルディファレンシャルなどの駆動系を介して、車両の駆動輪に動力を伝達する。

クラッチ３０は、エンジンとドライブシャフト１０との間に設けられ、動力を伝達又は切断する乾式等の摩擦クラッチである。
クラッチ３０の係合及び解除は、図示しないトランスミッション制御ユニットからの指令に応じて制御されるアクチュエータによって行なわれる。
実施例の変速装置１においては、シフトアップ時にはクラッチ３０を切断することなく変速することが可能であり、シフトダウン時にもクラッチ３０を切断することなく変速することは可能ではあるが、エンジン回転数の過大な上昇や変速ショック等を避ける為にクラッチ３０を一旦切断してエンジン回転数を高めるブリッピング制御を行なった後に、クラッチ３０を再度接続するようにしている。
また、クラッチ３０は車両を静止状態から発進させる発進デバイスとしても用いられる。

ドライブシャフト１０には、クラッチ３０側から、１速ドライブギヤ４１、２速ドライブギヤ４２、３速ドライブギヤ４３、４速ドライブギヤ４４、５速ドライブギヤ４５、６速ドライブギヤ４６が順次設けられている。
これらの各ドライブギヤ４１〜４６は、１速から６速まで、順次歯数が大きくなるよう構成されている。
また、ドライブギヤ４１〜４６は、ドライブシャフト１０と一体に形成され、あるいは、ドライブシャフト１０に対して固定されている。
また、１速ドライブギヤ４１は、後述するアイドラギヤ６１を介してリバースドリブンギヤ６２を駆動する。

ドリブンシャフト２０には、１速ドリブンギヤ５１、２速ドリブンギヤ５２、３速ドリブンギヤ５３、４速ドリブンギヤ５４、５速ドリブンギヤ５５、６速ドリブンギヤ５６が設けられている。
これらの各ドリブンギヤ５１〜５６は、１速から６速まで、順次歯数が小さくなるよう構成されている。
各ドリブンギヤ５１〜５６は、ドライブシャフト２０に対して、軸回りに相対回転可能とされている。
各ドリブンギヤ５１〜５６は、対応する変速段の各ドライブギヤ４１〜４６と噛合っており、ドライブシャフト１０からドリブンシャフト２０への動力伝達を行なう。

各ドリブンギヤ５１〜５６におけるエンジン側の端面には、例えば突起状のドグ歯５１ａ〜５６ａが形成されている。
また、各ドリブンギヤ５１〜５６におけるエンジンと反対側の端面には、同様のドグ歯５１ｂ〜５６ｂが形成されている。

また、変速装置１は、アイドラギヤ６１、リバースドリブンギヤ６２を備えている。
アイドラギヤ６１は、１速ドライブギヤ４１及びリバースドリブンギヤ６２とそれぞれ噛合っており、１速ドライブギヤ４１からリバースドリブンギヤ６２へ動力を伝達するものである。
リバースドリブンギヤ６２は、ドリブンシャフト２０の前端部近傍に設けられ、ドリブンシャフト２０に対して軸回りに回転可能とされている。
リバースドリブンギヤ６２のエンジンと反対側の端面には、例えば突起状のドグ歯６２ａが形成されている。

また、変速装置１は、以下説明する変速機構１００を備えている。
変速機構１００は、Ｒ−１速係合部材１１０、１−２速係合部材１２０、２−３速係合部材１３０、３−４速係合部材１４０、４−５速係合部材１５０、５−６速係合部材１６０、６速係合部材１７０等を備えて構成されている。
これらの各係合部材１１０〜１７０は、各ドリブンギヤ５１〜５６，６２のドグ歯５１ａ〜５６ａ，５１ｂ〜５６ｂ，６２ａと係合し、各ドリブンギヤ５１〜５６，６２とドリブンシャフト２０とのトルク伝達を行なうものである。

各係合部材１１０〜１７０は、ドリブンシャフト２０に対して軸回りの回転が規制されるとともに、軸方向にほぼ沿って直進移動が可能に支持されている。
各係合部材１１０〜１７０は、ドリブンシャフト２０の軸方向において、中立位置及びその前後に配置された第１位置（エンジン側に変位した位置）、第２位置（エンジンから遠ざかる側に変位した位置）の三箇所で、例えばディテント機構等によって保持されるようになっている。

Ｒ−１速係合部材１１０は、リバースドリブンギヤ６２と１速ドリブンギヤ５１との間に配置されている。
Ｒ−１速係合部材１１０は、第１位置にあるときに、リバースドリブンギヤ６２のドグ歯６２ａからドリブンシャフト２０に駆動トルク（エンジン側から車輪側へのトルク）を伝達するとともに、第２位置にあるときに、１速ドリブンギヤ５１のドグ歯５１ａからドリブンシャフト２０に駆動トルクを伝達するものである。

１−２速係合部材１２０は、１速ドリブンギヤ５１と２速ドリブンギヤ５２との間に配置されている。
１−２速係合部材１２０は、第１位置にあるときに、ドリブンシャフト２０から１速ドリブンギヤ５１のドグ歯５１ｂに被駆動トルク（車輪側からエンジン側へのトルク，エンジンブレーキ等によるいわゆるバックトルク）を伝達するとともに、第２位置にあるときに、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ａからドリブンシャフト２０に駆動トルクを伝達するものである。

２−３速係合部材１３０は、２速ドリブンギヤ５２と３速ドリブンギヤ５３との間に配置されている。
２−３速係合部材１３０は、第１位置にあるときに、ドリブンシャフト２０から２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ｂに被駆動トルクを伝達するとともに、第２位置にあるときに、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ａからドリブンシャフト２０に駆動トルクを伝達するものである。

３−４速係合部材１４０は、３速ドリブンギヤ５３と４速ドリブンギヤ５４との間に配置されている。
３−４速係合部材１４０は、第１位置にあるときに、ドリブンシャフト２０から３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ｂに被駆動トルクを伝達するとともに、第２位置にあるときに、４速ドリブンギヤ５４のドグ歯５４ａからドリブンシャフト２０に駆動トルクを伝達するものである。

４−５速係合部材１５０は、４速ドリブンギヤ５４と５速ドリブンギヤ５５との間に配置されている。
４−５速係合部材１５０は、第１位置にあるときに、ドリブンシャフト２０から４速ドリブンギヤ５４のドグ歯５４ｂに被駆動トルクを伝達するとともに、第２位置にあるときに、５速ドリブンギヤ５５のドグ歯５５ａからドリブンシャフト２０に駆動トルクを伝達するものである。

５−６速係合部材１６０は、５速ドリブンギヤ５５と６速ドリブンギヤ５６との間に配置されている。
５−６速係合部材１６０は、第１位置にあるときに、ドリブンシャフト２０から５速ドリブンギヤ５５のドグ歯５５ｂに被駆動トルクを伝達するとともに、第２位置にあるときに、６速ドリブンギヤ５６のドグ歯５６ａからドリブンシャフト２０に駆動トルクを伝達するものである。

６速係合部材１７０は、６速ドリブンギヤ５６の５速ドリブンギヤ５５とは反対側に配置されている。
６速係合部材１７０は、第１位置にあるときに、ドリブンシャフト２０から６速ドリブンギヤ５６のドグ歯５６ｂに被駆動トルクを伝達するものである。

各係合部材１１０〜１７０における各ドグ歯との係合部は、トルク伝達時にドグ歯を押圧する面部の反対側に、軸方向に対して斜めにカットして形成された傾斜部がそれぞれ形成されている。
これらの傾斜部は、変速時にドグ歯と衝突することによって弾かれ、係合部材を当該ドリブンギヤから離間させ、係合を解除する方向に駆動するものである。
この傾斜部の機能については、後に詳しく説明する。

Ｒ−１速係合部材１１０、１−２速係合部材１２０、２−３速係合部材１３０、３−４速係合部材１４０、４−５速係合部材１５０、５−６速係合部材１６０、６速係合部材１７０には、図示しないハブスリーブ等の連動部材を介して、それぞれシフトフォーク１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１，１７１が接続されている。
これらの各シフトフォーク１１１〜１７１は、シフトドラム２００に接続され、シフトドラム２００によって軸方向に駆動される。
また、各シフトフォーク１１１〜１７１は、各ハブスリーブの外周面に形成された周方向溝と係合し、ハブスリーブの軸回りの回転を許容しつつ、ハブスリーブを軸方向に駆動することが可能となっている。

シフトドラム２００は、実質的に円筒状に形成される。
シフトドラム２００の外周面には、各シフトフォーク１１１〜１７１の端部に形成されたカムフォロワ部を案内して変速装置１の軸方向に駆動するカム溝が形成されている。
シフトドラム２００は、図示しないトランスミッション制御ユニットによって制御される例えばステッピングモータ等のアクチュエータによって回転駆動される。
シフトドラム２００のカム溝形状については、後に詳しく説明する。

次に、実施例１の変速装置１におけるシフトアップ、シフトダウン時の動作について説明する。
先ず、シフトアップについて、パワーオン（エンジンから駆動輪へトルク伝達が行なわれている状態）での２速から３速へのシフトアップを例にとって説明する。
図２は、２速から３速へのシフトアップ時の動作を示す図である。
図２（ａ）は、２速で走行中の状態を示す図である。このとき、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ａと１−２速係合部材１２０とは、エンジントルクによって加圧接触した状態となっている。一方、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ｂと２−３速係合部材１３０とは、所定のバックラッシュだけ離間した状態となっている。

先ず、図２（ｂ）に示すように、２−３速係合部材１３０を、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ｂと係合する２速係合位置（第１位置）から、エンジンから遠ざかる方向に駆動し、ニュートラル位置を経由して、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ａと係合する３速係合位置（第２位置）まで移動させる。
これによって、ドライブシャフト１０から３速ドライブギヤ４３、３速ドリブンギヤ５３を介してドリブンシャフト２０へのトルク伝達が開始される。

そして、ドリブンシャフト２０が増速し、２速ドリブンギヤ５２に対して回転速度が速くなると、１−２速係合部材１２０と２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ａとが離間し、さらに、１−２速係合部材１２０の傾斜部は、図２（ｂ）に破線円で示す部分Ｃにおいて、他のドグ歯５２ａと衝突して弾かれる。

これによって、図２（ｃ）に示すように、１−２速係合部材１２０は、ドグ歯５２ａと係合する２速係合位置（第２位置）からエンジン側へ移動し、ニュートラル位置まで移動する。
その後、３−４速係合部材１４０をニュートラル位置からエンジン側へ駆動して、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ｂと係合する３速係合位置（第１位置）まで移動させて、２速から３速へのシフトアップは終了する。
なお、２−３速係合部材１３０が３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ａと係合すると、１−２速係合部材１２０は自動的に弾き飛ばされて二重噛みを防止するので、３−４速係合部材１４０を駆動する際に同期を行なう必要はない。

次に、シフトダウン時はエンジン回転数を変速前より高める必要があり、これはクラッチを切らずにダウンシフトすることで車両のイナーシャによりエンジン回転数を上昇させる場合と、クラッチを切りブリッピングによりエンジン回転数を上昇させる場合のいずれかの方法を採ることになるが、前者はエンジンブレーキを得る目的で行われる変速であることからパワーオフ時に実行されるものであり、後者についてはクラッチを切っていることから、両者共に実質的にパワーオフ時の変速であることに変わりがない。
したがって、シフトダウンについて、パワーオフ（エンジントルクはマイナスであり、駆動輪側からドリブンシャフト２０に被駆動トルクが入力されるコースティング状態）での３速から２速へのシフトダウンを例にとって説明する。
図３は、３速から２速へのシフトダウン時の動作を示す図である。
図３（ａ）は、３速で走行中の状態を示す図である。このとき、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ｂと３−４速係合部材１４０とは、被駆動トルクによって加圧接触した状態となっている。一方、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ａと２−３速係合部材１３０とは、所定のバックラッシュだけ離間した状態となっている。

先ず、図３（ｂ）に示すように、２−３速係合部材１３０を、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ａと係合する３速係合位置（第２位置）から、エンジンに近づく方向に駆動し、ニュートラル位置を経由して、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ｂと係合する２速係合位置（第１位置）まで移動させる。
これによって、ドリブンシャフト２０から２速ドリブンギヤ５２、２速ドライブギヤ４２を介してドライブシャフト１０へのトルク伝達が開始される。
なお、このとき、変速装置１及びエンジンの協調制御として、クラッチ３０を一旦切断してエンジンの回転数を高めた後にクラッチ３０を再度接続するブリッピング制御が行なわれることが望ましい。

そして、ドライブシャフト１０が増速し、３速ドリブンギヤ５３の回転速度が増速すると、３−４速係合部材１４０と３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ｂとが離間し、さらに、３−４速係合部材１４０の傾斜部は、図３（ｂ）に破線円で示す部分Ｃにおいて、他のドグ歯５３ｂと衝突して弾かれる。

これによって、図３（ｃ）に示すように、３−４速係合部材１４０は、ドグ歯５３ｂと係合する３速係合位置（第１位置）から、エンジンから遠ざかる側に移動し、ニュートラル位置まで移動する。
その後、１−２速係合部材１２０をニュートラル位置からエンジンから遠ざかる方向へ駆動して、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ａと係合する２速係合位置（第２位置）まで移動させて、３速から２速へのシフトダウンは終了する。

以上説明したように、シフトダウンは通常パワーオフ状態で発生し、また、パワーオンでシフトダウンを行なうキックダウンの場合であっても、エンジン回転数を高めるため一旦クラッチ３０を切断するブリッピングを行なうため、各係合部材の移動順がシフトアップの逆とはならず、シフトアップのときに先に動いた係合部材から移動を開始する必要がある。
本実施例では、このような各係合部材の駆動を、以下説明するシフトドラム２００の構成によって実現している。

図４は、シフトドラム２００のカム溝の形状の一部を示す図である。
シフトドラム２００の外周面には、カム溝であるＲ−１速係合部材駆動溝２１０、１−２速係合部材駆動溝２２０、２−３速係合部材駆動溝２３０、３−４速係合部材駆動溝２４０等が形成されている。
なお、以下の説明において、例えばシフトドラム２００の周方向においてＫ速（Ｋ＝１，２，３・・）側とは、Ｋ速への変速完了後にカムフォロワが保持される位置に近い側を指すものとする。

Ｒ−１速係合部材駆動溝２１０は、シフトフォーク１１１に形成されたカムフォロワ部を案内することによって、シフトフォーク１１１を介して、Ｒ−１速係合部材１１０を軸方向に駆動するものである。
Ｒ−１速係合部材駆動溝２１０は、１速シフトダウン傾斜部２１１、２速シフトアップ傾斜部２１２等が形成されている。
１速シフトダウン傾斜部２１１は、２速から１速へのシフトダウン時に、Ｒ−１速係合部材１１０を、ニュートラル位置から、１速ドリブンギヤ５１のドグ歯５１ａと係合する１速係合位置に移動させるものである。
２速シフトアップ傾斜部２１２は、１速から２速のシフトアップ時に、Ｒ−１速係合部材１１０を、１速係合位置からニュートラル位置に移動させるものである。
１速シフトダウン傾斜部２１１と２速シフトアップ傾斜部２１２とは、シフトドラム２００の周方向に離間して配置され、その結果この間隔ではＲ−１速係合部材駆動溝２１０はその溝幅が広がっている。このような構成によって、シフトフォーク１１１のカムフォロワ部が通過する軌跡は、図４に示すように、１速ドリブンギヤ５１への係合時及び係合解除時で異なっている。

１−２速係合部材駆動溝２２０は、シフトフォーク１２１に形成されたカムフォロワ部を案内することによって、シフトフォーク１２１を介して、１−２速係合部材１２０を軸方向に駆動するものである。
１−２速係合部材駆動溝２２０は、２速シフトアップ傾斜部２２２、１速シフトダウン傾斜部２２１、２速シフトダウン傾斜部２２３、３速シフトアップ傾斜部２２４等が形成されている。

２速シフトアップ傾斜部２２２は、１速から２速へのシフトアップ時に、１−２速係合部材１２０を、１速ドリブンギヤ５１のドグ歯５１ｂと係合する１速係合位置から、ニュートラル位置を経由して、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ａと係合する２速係合位置に移動させるものである。
１速シフトダウン傾斜部２２１は、２速から１速へのシフトダウン時に、１−２速係合部材１２０を、２速係合位置からニュートラル位置を経由して１速係合位置に移動させるものである。
２速シフトアップ傾斜部２２２と１速シフトダウン傾斜部２２１は、２速へのシフトアップ時と１速へのシフトダウン時のシフトフォーク１２１のカムフォロワ部の軌跡が実質的に一致するように配置されている。
また、２速シフトアップ傾斜部２２２及び１速シフトダウン傾斜部２２１は、シフトドラム２００の周方向における位置が、Ｒ−１速係合部材駆動溝２１０の１速シフトダウン傾斜部２１１よりも２速側でありかつ２速シフトアップ傾斜部２１２よりも１速側となるように配置されている。

２速シフトダウン傾斜部２２３は、３速から２速へのシフトダウン時に、１−２速係合部材１２０を、ニュートラル位置から、２速係合位置へ移動させるものである。
３速シフトアップ傾斜部２２４は、２速から３速へのシフトアップ時に、１−２速係合部材１２０を、２速係合位置から、ニュートラル位置へ移動させるものである。
２速シフトダウン傾斜部２２３と３速シフトアップ傾斜部２２４とは、シフトドラム２００の周方向に離間して配置され、その結果この間隔では１−２速係合部材駆動溝２２０はその溝幅が広がっている。このような構成によって、シフトフォーク１２１のカムフォロワ部が通過する軌跡は、図４に示すように、２速ドリブンギヤ５２への係合時及び係合解除時で異なっている。

２−３速係合部材駆動溝２３０は、シフトフォーク１３１に形成されたカムフォロワ部を案内することによって、シフトフォーク１３１を介して、２−３速係合部材１３０を軸方向に駆動するものである。
２−３速係合部材駆動溝２３０は、１速シフトダウン傾斜部２３１、２速シフトアップ傾斜部２３２、３速シフトアップ傾斜部２３４、２速シフトダウン傾斜部２３３等が形成されている。

１速シフトダウン傾斜部２３１は、２速から１速へのシフトダウン時に、２−３速係合部材１３０を、２速ドリブンギヤ５２のドグ歯５２ｂと係合する２速係合位置から、ニュートラル位置へ移動させるものである。
２速シフトアップ傾斜部２３２は、１速から２速へのシフトアップ時に、２−３速係合部材１３０を、ニュートラル位置から２速係合位置へ移動させるものである。
１速シフトダウン傾斜部２３１と２速シフトアップ傾斜部２３２とは、シフトドラム２００の周方向に離間して配置され、その結果この間隔では２−３速係合部材駆動溝２３０はその溝幅が広がっている。このような構成によって、シフトフォーク１３１のカムフォロワ部が通過する軌跡は、図４に示すように、２速ドリブンギヤ５２への係合時及び係合解除時で異なっている。
また、１速シフトダウン傾斜部２３１及び２速シフトアップ傾斜部２３２は、シフトドラム２００の周方向における位置が、Ｒ−１速係合部材駆動溝２１０の１速シフトダウン傾斜部２１１及び２速シフトアップ傾斜部２１２と実質的に同じ位置に配置されている。

３速シフトアップ傾斜部２３４は、２速から３速へのシフトアップ時に、２−３速係合部材１３０を、２速係合位置から、ニュートラル位置を経由して、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ａと係合する３速係合位置へ移動させるものである。
２速シフトダウン傾斜部２３３は、３速から２速へのシフトダウン時に、２−３速係合部材を、３速係合位置から、ニュートラル位置を経由して、２速係合位置へ移動させるものである。
３速シフトアップ傾斜部２３４と２速シフトダウン傾斜部２３３は、３速へのシフトアップ時と２速へのシフトダウン時のシフトフォーク１３１のカムフォロワ部の軌跡が実質的に一致するように配置されている。
また、３速シフトアップ傾斜部２３４及び２速シフトダウン傾斜部２３３は、シフトドラム２００の周方向における位置が、１−２速係合部材駆動溝２２０の２速シフトダウン傾斜部２２３よりも３速側でありかつ３速シフトアップ傾斜部２２４よりも２速側となるように配置されている。

３−４速係合部材駆動溝２４０は、シフトフォーク１４１に形成されたカムフォロワ部を案内することによって、シフトフォーク１４１を介して、３−４速係合部材１４０を軸方向に駆動するものである。
３−４速係合部材駆動溝２４０は、２速シフトダウン傾斜部２４１、３速シフトアップ傾斜部２４２等が形成されている。

２速シフトダウン傾斜部２４１は、３速から２速へのシフトダウン時に、３−４速係合部材１４０を、３速ドリブンギヤ５３のドグ歯５３ｂと係合する３速係合位置から、ニュートラル位置へ移動させるものである。
３速シフトアップ傾斜部２４２は、２速から３速のシフトアップ時に、３−４速係合部材１４０を、ニュートラル位置から３速係合位置へ移動させるものである。
２速シフトダウン傾斜部２４１と３速シフトアップ傾斜部２４２とは、シフトドラム２００の周方向に離間して配置され、その結果この間隔では３−４速係合部材駆動溝２４０はその溝幅が広がっている。このような構成によって、シフトフォーク１４１のカムフォロワ部が通過する軌跡は、図４に示すように、３速ドリブンギヤ５２への係合時及び係合解除時で異なっている。
また、２速シフトダウン傾斜部２４１及び３速シフトアップ傾斜部２４２は、シフトドラム２００の周方向における位置が、１−２速係合部材駆動溝２２０の２速シフトダウン傾斜部２２３及び３速シフトアップ傾斜部２２４と実質的に同じ位置に配置されている。

なお、ここまで１−２−３速間の変速において用いられる係合部材駆動溝２１０〜２４０についてのみ説明したが、その他の変速に用いられる駆動溝（カム溝）も実質的に同様に構成することが可能である。
以上のような構成によって、あるギヤから隣接する他のギヤへ変速する場合、これらのギヤの間に配置された係合部材が最初に駆動され、その後、その両側に配置された係合部材がほぼ同時に駆動されるようになっている。
なお、各駆動溝２１０〜２４０の溝幅が広がった部分では、各駆動溝２１０〜２４０のみで各カムフォロワの位置決めを行なうことができないため、各係合部材には、第１位置及び第２位置で位置決めを行なうための図示しないディテント機構が設けられている。
また、変速が終了し任意の変速段が選択された後の状態においては、各係合部材は各駆動溝によって拘束されている。

以上説明した実施例によれば、以下説明する効果を得ることができる。
（１）シフトアップ、シフトダウン時ともに、被駆動トルクを伝達する側の係合部材を駆動トルクを伝達する側の係合部材よりも先に移動させることが可能となり、単一のシフトドラム及びアクチュエータを用いて、リバースモーションではない適切な変速動作を制御することができる。
（２）係合部材を前進用の各変速段のドリブンギヤの間にそれぞれ配置することによって、全ての変速段間の変速を迅速に行なうことができる。
また、あるギヤの駆動トルク用係合手段と隣接する他のギヤの被駆動トルク用係合手段を共通の係合部材に設けることによって、変速装置及び変速機構の構成を簡素化することができる。
（３）各係合部材を仮保持するディテント機構を設けたことによって、シフトドラムのカム溝を広げた場合であっても、係合部材が遊動することを防止できる。
（４）変速が完了した状態においては、シフトドラムが各係合部材の位置を拘束することによって、ギヤ抜けや二重噛みを確実に防止することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例では、ドライブシャフト側に固定ギヤを設け、ドリブンシャフト側に回転ギヤ及びシフト機構を設けているが、ドライブシャフト側に回転ギヤ及びシフト機構を設け、ドリブンシャフト側に固定ギヤを設けてもよい。
（２）実施例では、例えば、前進６段及び後進１段であるが、変速段数は特に限定されない。
（３）実施例では、例として縦置き搭載を前提に説明したが、本発明の変速装置は横置き搭載することも可能である。
また、搭載位置もエンジンと隣接して配置するものに限らず、例えばエンジンと離間して配置するいわゆるトランスアクスルとしてもよい。

１ 変速装置 １０ ドライブシャフト
２０ ドリブンシャフト ３０ クラッチ
４１ １速ドライブギヤ ４２ ２速ドライブギヤ
４３ ３速ドライブギヤ ４４ ４速ドライブギヤ
４５ ５速ドライブギヤ ４６ ６速ドライブギヤ
５１ １速ドリブンギヤ ５１ａ，５１ｂ ドグ歯
５２ ２速ドリブンギヤ ５２ａ，５２ｂ ドグ歯
５３ ３速ドリブンギヤ ５３ａ，５３ｂ ドグ歯
５４ ４速ドリブンギヤ ５４ａ，５４ｂ ドグ歯
５５ ５速ドリブンギヤ ５５ａ，５５ｂ ドグ歯
５６ ６速ドリブンギヤ ５６ａ，５６ｂ ドグ歯
６１ アイドラギヤ
６２ リバースドリブンギヤ ６２ａ ドグ歯
１１０ Ｒ−１速係合部材 １１１ シフトフォーク
１２０ １−２速係合部材 １２１ シフトフォーク
１３０ ２−３速係合部材 １３１ シフトフォーク
１４０ ３−４速係合部材 １４１ シフトフォーク
１５０ ４−５速係合部材 １５１ シフトフォーク
１６０ ５−６速係合部材 １６１ シフトフォーク
１７０ ６速係合部材 １７１ シフトフォーク
２００ シフトドラム
２１０ Ｒ−１速係合部材駆動溝
２１１ １速シフトダウン傾斜部 ２１２ ２速シフトアップ傾斜部
２２０ １−２速係合部材駆動溝
２２１ １速シフトダウン傾斜部 ２２２ ２速シフトアップ傾斜部
２２３ ２速シフトダウン傾斜部 ２２４ ３速シフトアップ傾斜部
２３０ ２−３速係合部材駆動溝
２３１ １速シフトダウン傾斜部 ２３２ ２速シフトアップ傾斜部
２３３ ２速シフトダウン傾斜部 ２３４ ３速シフトアップ傾斜部
２４０ ３−４速係合部材駆動溝
２４１ ２速シフトダウン傾斜部 ２４２ ３速シフトアップ傾斜部

Claims (8)

1. 第１の回転軸と、
   前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸と、
   前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間で動力伝達を行なうとともに、低速段から高速段まで順次配列された複数のギヤセットと
   を備える変速装置であって、
   前記ギヤセットは、前記第１の回転軸に固定された固定ギヤと、前記第２の回転軸に相対回転可能に支持され前記固定ギヤと噛合う回転ギヤとを有し、
   前記回転ギヤは、該回転ギヤの端面部に形成された第１の被係合部と係合し、パワーオフ時に第１の回転方向へのトルクを伝達する第１の係合手段と、該回転ギヤの端面部に形成された第２の被係合部と係合し、パワーオン時に第１の回転方向の反対となる第２の回転方向へのトルクを伝達する第２の係合手段と、前記第１の係合手段及び前記第２の係合手段を独立して前記回転ギヤに対して軸方向に移動させるシフト機構とを有し、
   前記回転ギヤは、前記第１の係合手段と前記第１の被係合部とが係合したときに前記第２の回転軸との間で前記第１の回転方向へのトルクを伝達し、前記第２の係合手段と前記第２の被係合部とが係合したときに前記第２の回転軸との間で前記第２の回転方向へのトルクを伝達し、
   シフトアップ前のギヤセットにおける前記第１の係合手段は、シフトアップ前のギヤセットにおける前記第２の係合手段が係合解除状態であり、シフトアップ後のギヤセットにおける前記第１の係合手段が係合状態であり、かつ前記第２の回転軸の回転速度が増速されて前記第２の回転方向へのトルクが入力されたときに、前記第１の被係合部と衝突して該第１の係合手段を前記回転ギヤから退避させるように軸方向に対して斜めにカットされた斜面部を有し、
   シフトダウン前のギヤセットにおける前記第２の係合手段は、シフトダウン前のギヤセットにおける前記第１の係合手段が係合解除状態であり、シフトダウン後のギヤセットにおける前記第２の係合手段が係合状態であり、かつ前記第１の回転軸の回転速度が増速されて前記第１の回転方向へのトルクが入力されたときに、前記第２の被係合部と衝突して該第２の係合手段を前記回転ギヤから退避させるように軸方向に対して斜めにカットされた斜面部を有し、
   前記シフト機構は、前記第１の係合手段を駆動する第１のカム溝、及び、前記第２の係合手段を駆動する第２のカム溝が外周面に形成されるとともに、変速時に回転駆動されるシフトドラムを有し、
   前記第２のカム溝におけるシフトアップ時にシフトアップ前のギヤセットにおける前記第２の係合手段を駆動するシフトアップ傾斜部は、前記第１のカム溝におけるシフトアップ時に該ギヤセットに設けられた前記第１の係合手段を駆動するシフトアップ傾斜部に対して、前記シフトドラムの周方向における高速ギヤ側に配置され、
   前記第２のカム溝におけるシフトダウン時にシフトダウン前のギヤセットにおける前記第２の係合手段を駆動するシフトダウン傾斜部は、前記第１のカム溝におけるシフトダウン時に該ギヤセットに設けられた前記第１の係合手段を駆動するシフトダウン傾斜部に対して、前記シフトドラムの周方向における高速ギヤ側に配置されること
   を特徴とする変速装置。
2. 前記第１の被係合部は、前記回転ギヤの一方の端面部に形成され、
   前記第２の被係合部は、前記回転ギヤの他方の端面部に形成されること
   を特徴とする請求項１に記載の変速装置。
3. あるギヤセットにおける前記第２の係合手段を駆動する前記第２のカム溝は、該ギヤセットからのシフトアップ時に該第２の係合手段を係合解除させる前記シフトアップ傾斜部と該ギヤセットへのシフトダウン時に該第２の係合手段を係合させる前記シフトダウン傾斜部との間隔において、他の部分よりも溝幅を広く形成したこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変速装置。
4. 前記第２の係合手段は、前記回転ギヤの前記第２の被係合部への係合位置及び係合解除位置において、位置を仮保持する仮保持手段を備えること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の変速装置。
5. 前記第１のカム溝及び前記第２のカム溝は、各変速段への変速が完了した状態においては、前記第１の係合手段及び前記第２の係合手段の軸方向両側への移動を規制すること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の変速装置。
6. 前記シフト機構は、変速前の前記ギヤセットの前記第１の係合手段を係合解除するとともに変速後の前記ギヤセットの前記第２の係合手段を係合させ、その後変速前の前記ギヤセットの前記第２の係合手段が前記第２の被係合部と衝突することによって、該第２の係合手段が係合解除された後に、変速後の前記ギヤセットの前記第１の係合手段を係合させること
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の変速装置。
7. 前記第１の係合手段は隣接する他の前記ギヤセットの前記第２の係合手段と共通の前記カム溝によって駆動されて一体的に移動し、前記第２の係合手段は隣接する他の前記ギヤセットの前記第１の係合手段と共通のカム溝によって駆動されて一体的に移動するよう構成されること
   を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の変速装置。
8. １速からＮ速（Ｎ：整数）までの前記ギヤセットが順次配列され、
   １速のギヤセットと２速のギヤセットとの間から、Ｎ−１速のギヤセットとＮ速のギヤセットとの間に、それぞれ低速側ギヤの第１の係合手段と高速側ギヤの第２の係合手段とを一体的に移動するよう配置したこと
   を特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の変速装置。
   

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