JP6224976B2

JP6224976B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP6224976B2
Application number: JP2013202623A
Authority: JP
Inventors: 大介佐山
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015068400A

Description

本発明は、主に車両の変速機に用いられる動力伝達装置に関する。

従来、例えば特許文献１に示されるように、ドグクラッチ式の変速機を採用した車両が広く普及している。こうしたドグクラッチ式の変速機においては、ギヤに複数のドグが形成されるとともに、セレクタ機構に複数のドグ（係合バー）が形成されている。そして、セレクタ機構をシフトフォークで可動して、ドグ同士を近接させて噛合させた動力伝達状態や、ドグ同士を離隔させて噛合を解除した切り離し状態に切り換えることで変速がなされることとなる。

特許文献１に記載の変速機においては、切り離し状態から動力伝達状態に切り換えるとき、ドグ同士に差回転が生じたまま、セレクタ機構のドグをギヤのドグに近接させる。このとき、ドグ同士の回転方向の位置によっては、セレクタ機構のドグがギヤのドグ側に十分に移動しないまま、ドグが浅い噛み合い状態となってしまうことがある。

そこで、特許文献１に記載の変速機においては、セレクタ機構に、ガードアームを設けている。ガードアームは、セレクタ機構の複数のドグの一部を遮蔽しており、セレクタ機構の複数のドグの間にギヤのドグが入り込むとき、ガードアームによってドグが弾かれる。セレクタ機構を可動するシフトフォークは、電動アクチュエータによって可動されるとともに、押しバネなどで可動方向に付勢されており、ガードアームによってドグが弾かれ続けている間に、付勢力が蓄積されていく。そして、所定以上の付勢力が蓄積されると、バネの付勢力によって、ギヤのドグがガードアームを押しのけてセレクタ機構のドグの間に進入し、ドグ同士が噛み合うこととなる。

特表２００７−５０４４１３号公報

上記のように、ドグクラッチ式の変速機などの動力伝達装置では、ギヤとセレクタ機構といった、ドグが設けられた回転体の噛合において、両回転体の差回転や両回転体を近接させるタイミングによっては、浅い噛み合い状態となってしまう。そのため、ドグ同士の接触面積が小さくなって面圧が高くなることから、十分な安全性を確保するためには、ドグに要求される強度が高くなってしまう。

また、上記の特許文献１に記載のように、ガードアームを設ければドグの噛み合いが浅くなる事態を回避することができる。しかし、バネの付勢力が十分に蓄積されるまで、ドグとガードアームが衝突を繰り返すため、摩耗や騒音が大きくなってしまう。

そこで、本発明は、摩耗や騒音の発生を抑えつつ、ドグの噛み合いを適切に遂行可能な動力伝達装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の動力伝達装置は、複数の第１ドグが回転方向に配列された第１回転体と、第１回転体と同軸上に設けられ、第１ドグに噛合可能な複数の第２ドグが回転方向に配列された第２回転体と、を備え、第１回転体および第２回転体が回転軸方向に近接する近接方向に相対移動すると、第１ドグおよび第２ドグが噛合して第１回転体と第２回転体とが一体回転する動力伝達状態となり、第１回転体および第２回転体が回転軸方向に離隔する離隔方向に相対移動すると、第１ドグおよび第２ドグの噛合が解除されて第１回転体と第２回転体とが相対回転する切り離し状態となる動力伝達装置であって、第１ドグから第１回転体の径方向の内側もしくは外側に突出し、第１回転体と一体回転する突起部と、突起部と接触可能に第２回転体に設けられ、一端から他端まで回転方向に延在するとともに、突起部よりも回転方向に長さを有し、第１回転体と第２回転体とが近接方向に相対移動する過程において、第１ドグおよび第２ドグが互いに噛合する前に突起部に接触する規制部と、を備え、突起部と規制部とが回転軸方向に対向した状態で第１回転体と第２回転体とが近接方向に相対移動すると、突起部が規制部に接触して近接方向への相対移動が規制されるとともに、突起部と規制部との接触状態を維持したまま第１回転体と第２回転体とがさらに相対回転し、突起部と規制部とが回転軸方向に非対向となると、突起部と規制部との接触が解除されて、第１回転体と第２回転体とがさらに近接方向に相対移動して第１ドグと第２ドグとが噛合することを特徴とする。

突起部は、複数の第１ドグのうち、いずれか１つに設けられていてもよい。

回転軸に固定されるハブと、第１回転体を構成し、ハブと一体回転するとともに回転軸方向に移動自在にハブに組み付けられ、第１ドグおよび突起部が先端に形成されたスリーブと、第２回転体を構成し、第２ドグおよび規制部が設けられたドグギヤと、を備えてもよい。

本発明によれば、摩耗や騒音の発生を抑えつつ、ドグの噛み合いを適切に遂行することができる。

自動車用の変速機の概略を示す図である。動力伝達装置の分解斜視図である。動力伝達装置の側面図である。本実施形態の待機ドグおよび飛込ドグの噛み合いを説明するための説明図である。比較例の待機ドグおよび飛込ドグの噛み合いを説明するための説明図である。規制部と突起部との接触を説明するための説明図である。動力伝達装置の正面図である。待機ドグおよび飛込ドグの噛み合いにおける規制部と突起部の作用を説明するための第１の図である。待機ドグおよび飛込ドグの噛み合いにおける規制部と突起部の作用を説明するための第２の図である。待機ドグおよび飛込ドグの噛み合いにおける規制部と突起部の作用を説明するための第３の図である。変形例における動力伝達装置を説明するための説明図である。

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。

（変速機の概要）
図１は自動車用の変速機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変速機１は、ミッションケースに保持されたベアリングｂに回転自在に軸支され、互いに平行に配されたメインシャフト２およびカウンタシャフト３を備えている。メインシャフト２は、発進クラッチ４を介してエンジンＥのクランクシャフトに接続されており、発進クラッチ４を介して伝達されるエンジンＥの駆動力によって回転する入力シャフトとして機能する。

メインシャフト２には、複数（本実施形態では４つ）のメインギヤ１０が相対回転自在に装着されている。メインシャフト２に設けられるメインギヤ１０の数は特に限定されるものではないが、ここでは、説明の都合上、４つのメインギヤ１０を、それぞれ、１速メインギヤ１１、２速メインギヤ１２、３速メインギヤ１３、４速メインギヤ１４として説明する。また、カウンタシャフト３には、複数（本実施形態では４つ）のカウンタギヤ２０が相対回転不能に装着されている。ここでは、説明の都合上、４つのカウンタギヤ２０を、それぞれ、１速カウンタギヤ２１、２速カウンタギヤ２２、３速カウンタギヤ２３、４速カウンタギヤ２４として説明する。

この１速カウンタギヤ２１は１速メインギヤ１１に噛合しており、これら１速メインギヤ１１および１速カウンタギヤ２１によって、メインシャフト２およびカウンタシャフト３間で動力伝達を行う第１歯車列３１を構成している。同様に、２速メインギヤ１２および２速カウンタギヤ２２によって第２歯車列３２が構成され、３速メインギヤ１３および３速カウンタギヤ２３によって第３歯車列３３が構成され、４速メインギヤ１４および４速カウンタギヤ２４によって第４歯車列３４が構成されている。

これら第１歯車列３１〜第４歯車列３４は、各メインギヤ１１〜１４および各カウンタギヤ２１〜２４のギヤ比を異にしており、本実施形態では、第１歯車列３１が最も低速段側となり、第４歯車列３４が最も高速段側となっている。

また、メインシャフト２には、動力伝達経路を切り換える動力伝達装置５０（５０ａ、５０ｂ）が複数（本実施形態では２つ）設けられている。動力伝達装置５０は、メインシャフト２に対して１速メインギヤ１１〜４速メインギヤ１４のいずれかを一体回転させる動力伝達状態、もしくは、メインシャフト２に対して１速メインギヤ１１〜４速メインギヤ１４を相対回転させる切り離し状態（ニュートラル状態）のいずれかを選択可能である。

動力伝達装置５０ａは、１速メインギヤ１１および２速メインギヤ１２の間に配されており、動力伝達装置５０ｂは、３速メインギヤ１３および４速メインギヤ１４の間に配されている。

また、動力伝達装置５０は、メインシャフト２の軸方向（以下、単に軸方向と称す）に移動自在なドライブ側スリーブ５１（第１回転体）およびコースト側スリーブ５２（第１回転体）を備えている。ドライブ側スリーブ５１およびコースト側スリーブ５２は、それぞれ、軸方向の両端から突出する飛込ドグ５１ａ、５２ａ（第１ドグ）を有するとともに、メインシャフト２と一体回転する。

さらに、動力伝達装置５０は、１速メインギヤ１１〜４速メインギヤ１４に連結して一体回転するドグギヤ５３（第２回転体）を含んで構成されている。ドグギヤ５３には、飛込ドグ５１ａ側に突出する待機ドグ５３ａ（第２ドグ）が周方向（回転方向）に等間隔に複数（ここでは３つ）配列されている。すなわち、ドグギヤ５３は、ドライブ側スリーブ５１と同軸上に設けられている。

ドライブ側スリーブ５１およびコースト側スリーブ５２にはシフトフォーク５が係合しており、シフトフォーク５は電動アクチュエータ６によって軸方向に可動する。シフトフォーク５と電動アクチュエータ６の間にはコイルばねで構成される弾性部材７が介在しており、弾性部材７によってシフトフォーク５の可動方向への押圧力が蓄積される。弾性部材７の作用については後に詳述する。そして、シフトフォーク５の可動によって、飛込ドグ５１ａ、５２ａと待機ドグ５３ａとを噛合させたり、あるいは、その噛合を解除したりする。

例えば、動力伝達経路として第１歯車列３１が選択されている場合、動力伝達装置５０ａは、１速メインギヤ１１に連結されたドグギヤ５３の待機ドグ５３ａに、飛込ドグ５１ａ、５２ａのいずれかを噛合させる。そして、メインシャフト２に対して１速メインギヤ１１を一体回転させる。このとき、動力伝達装置５０ａは、第２歯車列３２を切り離し状態としている。また、動力伝達装置５０ｂは、第３歯車列３３、および、第４歯車列３４を切り離し状態としている。したがって、この場合には、エンジンＥの駆動力は、発進クラッチ４→メインシャフト２→第１歯車列３１→カウンタシャフト３を介して矢印の順に駆動輪に伝達され、メインシャフト２およびカウンタシャフト３間で第１歯車列３１を介した動力伝達がなされることとなる。

なお、本実施形態では、メインギヤ１０がメインシャフト２に対して相対回転自在に設けられるとともに、カウンタギヤ２０がカウンタシャフト３に対して相対回転不能に設けられる。そして、動力伝達装置５０がメインシャフト２に設けられている。ただし、これとは逆に、メインギヤ１０がメインシャフト２に対して相対回転不能に設けられるとともに、カウンタギヤ２０がカウンタシャフト３に対して相対回転自在に設けられ、動力伝達装置５０がカウンタシャフト３に設けられてもよい。

（動力伝達装置５０の構成）
次に、上記の動力伝達装置５０の構成について詳細に説明する。上述したように、動力伝達装置５０は、２つのメインギヤ１０の間に配され、両側に配されたメインギヤ１０のいずれかを、メインシャフト２に対して動力伝達状態とすることができる。動力伝達装置５０は、両側に配された２つのメインギヤ１０をそれぞれ動力伝達状態とする機構として、実質的に同等な２つの機構を有する。以下では、動力伝達装置５０のうち、一方のメインギヤ１０をメインシャフト２に対して動力伝達状態とする機構についてのみ図示して説明し、他方のメインギヤ１０をメインシャフト２に対して動力伝達状態とする機構については、重複説明を避けて説明を省略する。

また、動力伝達装置５０は、ドライブ側スリーブ５１とコースト側スリーブ５２の双方を備えている。双方のいずれに対しても、後述する規制部と突起部は同様に作用するため、ここでは、コースト側スリーブ５２については図示および説明を省略する。

図２は、動力伝達装置５０の分解斜視図である。図２に示すように、動力伝達装置５０は、メインシャフト２に固定されメインシャフト２と一体回転する略円筒状のハブ５４を備えている。ハブ５４の外周面には、ハブ５４の径方向内側に窪み、軸方向に延在する溝５４ａが、メインシャフト２の周方向（以下、単に周方向と称す）に等間隔に複数形成されている。

複数の溝５４ａのうちの１つには、溝５４ａからハブ５４の径方向内側にさらに窪んだ窪み部５４ｂが形成されている。窪み部５４ｂは、溝５４ａの軸方向の全長に亘って延在する。

ドグギヤ５３は、軸方向に貫通する貫通孔５３ｂを有する。そして、ドグギヤ５３は、貫通孔５３ｂにメインシャフト２が挿通され、ハブ５４に対して軸方向に対向して配置される。また、ドグギヤ５３の外周側には、ハブ５４側に突出する待機ドグ５３ａが、周方向（回転方向）に等間隔に複数（ここでは３つ）、配列されている。

また、ドグギヤ５３におけるハブ５４側の面には、貫通孔５３ｂよりドグギヤ５３の径方向外側であって、待機ドグ５３ａよりドグギヤ５３の径方向内側に、規制部５３ｃが形成されている。規制部５３ｃは、待機ドグ５３ａと同程度にハブ５４側に突出し、一端５３ｄから他端５３ｅまで、ドグギヤ５３の周方向（回転方向）に、約２４０度に亘って延在している。すなわち、規制部５３ｃの一端５３ｄから他端５３ｅまでのドグギヤ５３の周方向の対向間隔によって、約１２０度に亘る切り欠き部５３ｆが形成されることとなる。

ドライブ側スリーブ５１は、環状のリング部５１ｂを有し、リング部５１ｂの中心にハブ５４が挿通される。また、ドライブ側スリーブ５１は、キー部５１ｃを有する。キー部５１ｃは、リング部５１ｂからリング部５１ｂの径方向内側に突出するとともに、ドグギヤ５３に向かって軸方向に延在する。

キー部５１ｃは、周方向（回転方向）に等間隔に複数（ここでは３つ）配列されており、キー部５１ｃの先端には、待機ドグ５３ａと噛合可能な飛込ドグ５１ａが形成されている。そして、キー部５１ｃは、ハブ５４の溝５４ａに嵌合しており、ドライブ側スリーブ５１は、キー部５１ｃがハブ５４の溝５４ａを摺動することで、軸方向に移動する。

複数のキー部５１ｃのうち１つには、キー部５１ｃ（飛込ドグ５１ａ）からリング部５１ｂの径方向内側に突出する突起部５１ｄが形成されている。突起部５１ｄは、ドライブ側スリーブ５１の一部であることから、ドライブ側スリーブ５１と一体回転する。ドグギヤ５３の径方向における規制部５３ｃの位置は、ドライブ側スリーブ５１の径方向における突起部５１ｄの位置と少なくとも一部が重なる位置関係を有しており、ドグギヤ５３に設けられた規制部５３ｃは、突起部５１ｄよりも、周方向（回転方向）に長く延在している。

また、突起部５１ｄは、キー部５１ｃの軸方向の全長に亘って延在し、ハブ５４の溝５４ａに形成された窪み部５４ｂに摺動自在に嵌合する。

そして、ドライブ側スリーブ５１は、キー部５１ｃがハブ５４の溝５４ａに嵌合し、突起部５１ｄが窪み部５４ｂに嵌合していることから、ハブ５４に対する相対回転が規制され、メインシャフト２およびハブ５４とともに一体回転することとなる。

図３は、動力伝達装置５０の側面図であり、ドライブ側スリーブ５１の飛込ドグ５１ａと、ドグギヤ５３の待機ドグ５３ａの近傍を抽出して示す。図３（ａ）では、ドライブ側スリーブ５１の飛込ドグ５１ａと、ドグギヤ５３の待機ドグ５３ａが噛合していない。この状態では、ドライブ側スリーブ５１は、ハブ５４とともに、メインシャフト２と一体回転する。一方、ドグギヤ５３は、メインシャフト２と相対回転自在となっている。

そして、上述したシフトフォーク５が、ドライブ側スリーブ５１をドグギヤ５３側に移動させる。すると、図３（ｂ）に示すように、ドライブ側スリーブ５１の飛込ドグ５１ａが、ドグギヤ５３に設けられた複数の待機ドグ５３ａの周方向の隙間に入る。

このように、図３（ａ）から図３（ｂ）へと、ドグギヤ５３およびドライブ側スリーブ５１が互いに近接する近接方向に相対移動すると、待機ドグ５３ａおよび飛込ドグ５１ａ、５２ａが噛合して待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａ、５２ａが一体回転する動力伝達状態となる。

また、図３（ｂ）から図３（ａ）へと、ドグギヤ５３およびドライブ側スリーブ５１が互いに離隔する離隔方向に相対移動すると、ドグギヤ５３およびドライブ側スリーブ５１の噛合が解除されて待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが相対回転する切り離し状態となる。

図４は、本実施形態の待機ドグ５３ａおよび飛込ドグ５１ａ、５２ａの噛み合いを説明するための説明図である。図４（ａ）に示すように、待機ドグ５３ａは、ドグギヤ５３（メインギヤ１０）の回転方向前方側に位置するトレーリング面５３ａｆと、回転方向後方側に位置するリーディング面５３ａｒと、を備えている。待機ドグ５３ａは、ドグギヤ５３（メインギヤ１０）の回転方向（図４（ａ）中、上下方向）の幅が、基端側よりも先端側の方が広い、先端幅広の形状となっている。

そして、飛込ドグ５１ａは、ドグギヤ５３側の端部に、待機ドグ５３ａのリーディング面５３ａｒに係合可能なリーディング爪５１ｒを備えている。リーディング爪５１ｒは、リーディング面５３ａｒ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、飛込ドグ５２ａは、ドグギヤ５３側のトレーリング爪５２ｆが、待機ドグ５３ａのトレーリング面５３ａｆに係合可能となっている。トレーリング爪５２ｆは、トレーリング面５３ａｆ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。

そして、図４（ｂ）に示すように、飛込ドグ５１ａ、５２ａがドグギヤ５３側に移動する。例えば、エンジンＥによる車両の加速時のアップシフトでは、ドライブ側スリーブ５１の飛込ドグ５１ａ、コースト側スリーブ５２の飛込ドグ５２ａの順に移動する。

そうすると、ドグギヤ５３のリーディング面５３ａｒと、飛込ドグ５１ａのリーディング爪５１ｒが係合する。これにより、メインシャフト２からカウンタシャフト３へと動力が伝達している状態（加速状態）となる。なお、このとき、ドグギヤ５３と飛込ドグ５２ａとは非係合状態に維持されている。

また、エンジンＥ側の回転モーメントによる車両の減速（所謂、エンジンブレーキ）時のダウンシフトでは、コースト側スリーブ５２の飛込ドグ５２ａ、ドライブ側スリーブ５１の飛込ドグ５１ａの順にドグギヤ５３側に移動する。そうすると、図４（ｃ）に示すように、ドグギヤ５３のトレーリング面５３ａｆと、飛込ドグ５２ａのトレーリング爪５２ｆが係合する。これにより、メインシャフト２からカウンタシャフト３へと、駆動輪側の慣性力を抑える力が伝達している状態（減速状態）となる。なお、このとき、ドグギヤ５３と飛込ドグ５１ａとは非係合状態に維持されている。

本実施形態において、「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。また、「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。

図５は、比較例の待機ドグＤ_１および飛込ドグＤ_２の噛合を説明するための説明図である。ここでは、図５（ａ）に示すように、飛込ドグＤ_２の方が待機ドグＤ_１よりも高速で回転しているとき、不図示のシフトフォークによってドライブ側スリーブがドグギヤＤＧ側に移動する場合を例に挙げる。

図５（ｂ）に示すように、飛込ドグＤ_２が待機ドグＤ_１に衝突せずにドグギヤＤＧの本体まで到達すれば、図４（ｂ）に示した状態と同様に、飛込ドグＤ_２と待機ドグＤ_１は、噛み合いが適切になされる。しかし、飛込ドグＤ_２と待機ドグＤ_１の差回転やシフトフォークの移動タイミングによっては、図５（ｃ）に示すように、飛込ドグＤ_２が待機ドグＤ_１の飛込ドグＤ_２側の面に衝突し、飛込ドグＤ_２は待機ドグＤ_１から弾かれてしまう。

図１に示したシフトフォーク５と同様、比較例のシフトフォークには不図示の電動アクチュエータとの間にコイルばねが介在している。飛込ドグＤ_２が弾かれると、飛込ドグＤ_２が弾かれたことによるシフトフォークの変位は、コイルばねの伸縮によって吸収され、コイルばねの反発力によって、再び、飛込ドグＤ_２がドグギヤＤＧの本体に向かって移動する。飛込ドグＤ_２と待機ドグＤ_１が噛合するまで、この衝突が繰り返される。

飛込ドグＤ_２が待機ドグＤ_１から弾かれて、待機ドグＤ_１と噛合されずに停滞している間、電動アクチュエータはシフトフォークを可動させるように変位し続け、コイルばねによってシフトフォークの可動方向への押圧力が蓄積される。そして、コイルばねの付勢力が徐々に増加し、飛込ドグＤ_２が待機ドグＤ_１側に移動する速度が上昇するため、飛込ドグＤ_２が待機ドグＤ_１に衝突せずにドグギヤＤＧの本体まで到達し易くなる。それでも、飛込ドグＤ_２と待機ドグＤ_１の差回転やシフトフォークの移動タイミングによっては、図５（ｄ）に示すように、飛込ドグＤ_２がドグギヤＤＧの本体に到達する前に待機ドグＤ_１と噛合し、浅い噛み合い状態となってしまう。

このように、比較例においては、飛込ドグＤ_２と待機ドグＤ_１が噛合するとき、飛込ドグＤ_２と待機ドグＤ_１が衝突を繰り返して、摩耗や騒音が発生したり、浅い噛み合い状態となって、噛み合い部分に作用する面圧が大きくなったりするといった課題があった。以下、このような課題を解決する本実施形態の動力伝達装置５０の構造について詳述する。

図６は、規制部５３ｃと突起部５１ｄとの接触を説明するための説明図であり、動力伝達装置５０の側面図について、ドライブ側スリーブ５１の３つのキー部５１ｃのうち、突起部５１ｄが形成されたキー部５１ｃの先端の飛込ドグ５１ａ近傍を抽出して示す。

上述したように、ドグギヤ５３の径方向における規制部５３ｃの位置は、ドライブ側スリーブ５１の径方向における突起部５１ｄの位置と一部が重なっている。そのため、ドライブ側スリーブ５１とドグギヤ５３とが近接方向に相対移動する過程において、図６に示すように、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが噛合する前に、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触することがある。

この場合、ドライブ側スリーブ５１は、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触したときの位置から、ドグギヤ５３に向かって移動できなくなる。

図７は、動力伝達装置５０の正面図であり、動力伝達装置５０をハブ５４側から見た図を示す。理解を容易とするため、図７において、動力伝達装置５０からハブ５４を除外して示し、ドグギヤ５３の規制部５３ｃをハッチングで示し、待機ドグ５３ａをクロスハッチングで示す。

上述したように、規制部５３ｃは、ドグギヤ５３の周方向に、約２４０度に亘って延在している。そのため、ドグギヤ５３に対するドライブ側スリーブ５１の回転軸周りの位置（以下、位相差と称す）によっては、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触する。

ここでは、規制部５３ｃと突起部５１ｄが軸方向に対向する位相差の範囲を、規制範囲とする。位相差が規制範囲内の場合、ドライブ側スリーブ５１とドグギヤ５３とが近接方向に相対移動すると、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触する。そして、ドライブ側スリーブ５１とドグギヤ５３は、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触した位置から、近接方向への相対移動が規制される。すなわち、ドライブ側スリーブ５１は、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触した位置から、ドグギヤ５３側に移動できなくなる。

一方、切り欠き部５３ｆと突起部５１ｄが軸方向に対向する位相差の範囲を、規制範囲外とする。位相差が規制範囲外の場合、ドライブ側スリーブ５１がドグギヤ５３側に移動した際、規制部５３ｃと突起部５１ｄが接触せず、ドライブ側スリーブ５１は、規制部５３ｃと突起部５１ｄによって何ら規制されることなく、ドグギヤ５３に向かって移動可能となる。

図８〜図１０は、待機ドグ５３ａおよび飛込ドグ５１ａの噛み合いにおける規制部５３ｃと突起部５１ｄの作用を説明するための図である。図８〜図１０には、動力伝達装置５０のうち、ドグギヤ５３を周方向に３６０度に亘って展開し、ドグギヤ５３の径方向外側から見た状態を示す。

図８（ａ）に示すように、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが切り離し状態となっているとき、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａを噛合させるべく、飛込ドグ５１ａが待機ドグ５３ａ（ドグギヤ５３）に向かって移動する。

このとき、車両は加速状態であって、待機ドグ５３ａおよび飛込ドグ５１ａは、図８中、矢印で示す向きに回転しており、飛込ドグ５１ａは待機ドグ５３ａよりも高速で回転しているものとする。すなわち、飛込ドグ５１ａは、待機ドグ５３ａに対して、図８中、矢印で示す向きに相対回転していることとなる。

そして、位相差が上述した規制範囲内であるとき、図８（ｂ）中、飛込ドグ５１ａの径方向内側に隠れている突起部５１ｄの先端が、規制部５３ｃに接触し、飛込ドグ５１ａがドグギヤ５３側に移動できなくなる。

その後、突起部５１ｄが、規制部５３ｃに接触したまま、飛込ドグ５１ａが、待機ドグ５３ａに対して相対回転し、図９（ａ）に示すように、突起部５１ｄが切り欠き部５３ｆの手前（回転方向の後方側）に至る。

さらに、飛込ドグ５１ａが、待機ドグ５３ａに対して相対回転すると、位相差が規制範囲外となる。すなわち、突起部５１ｄと規制部５３ｃとが軸方向に非対向となる（対向しない状態となる）。そうすると、突起部５１ｄと規制部５３ｃとの接触が解除され、ドグギヤ５３とドライブ側スリーブ５１とがさらに近接方向に相対移動する。そして、図９（ｂ）に示すように、突起部５１ｄが切り欠き部５３ｆに飛び込むと同時に、飛込ドグ５１ａが、ドグギヤ５３の周方向に隣り合う待機ドグ５３ａの間に飛び込む。

その後、飛込ドグ５１ａが、待機ドグ５３ａに対して相対回転し、図１０に示すように、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが噛合することとなる。

上述したように、位相差が規制範囲内の場合、位相差が規制範囲外となるまで、飛込ドグ５１ａは、ドグギヤ５３の周方向に隣り合う待機ドグ５３ａの間に飛び込まずに待機する。

その間に、電動アクチュエータ６による可動量分は、弾性部材７によって吸収される。弾性部材７には、シフトフォーク５の可動方向への押圧力が蓄積される。そして、弾性部材７の付勢力が徐々に増加しドライブ側スリーブ５１がドグギヤ５３側に移動する速度が上昇する。

そのため、位相差が規制範囲外となると、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが十分な深さで噛み合う位置まで、ドライブ側スリーブ５１がドグギヤ５３側に移動する。このとき、弾性部材７の付勢力によって、ドライブ側スリーブ５１の移動速度が十分に高められることから、飛込ドグ５１ａが浅い噛み合い状態では待機ドグ５３ａに衝突し難く、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが十分な深さで噛み合う位置まで移動し易くなる。

また、位相差が規制範囲内となっている時間が短く、位相差が規制範囲内の間に弾性部材７に十分な押圧力が蓄積されない場合がある。さらに、偶然、突起部５１ｄが切り欠き部５３ｆに臨んでいたりして、突起部５１ｄが規制部５３ｃに接触しないで、飛込ドグ５１ａが、ドグギヤ５３の周方向に隣り合う待機ドグ５３ａの間に飛び込む場合もある。

これらの場合において、飛込ドグ５１ａが待機ドグ５３ａに弾かれて、その後、１または複数回に亘って、位相差が規制範囲内となってから規制範囲外となるまで、待機ドグ５３ａと飛込ドグ５１ａが噛合されないことも考えられる。このような場合であっても、規制範囲内の間、飛込ドグ５１ａの待機ドグ５３ａ側への飛び込みが停止する。そのため、飛込ドグ５１ａが待機ドグ５３ａに弾かれる頻度が抑制される。本実施形態では、規制部５３ｃは、ドグギヤ５３の周方向に、約２４０度に亘って延在しているため、大凡、１／３に抑止されることとなる。こうして、動力伝達装置５０は、摩耗や騒音の発生を抑えつつ、ドグの噛み合いを適切に遂行することが可能となる。

図１１は、変形例における動力伝達装置１５０、２５０、３５０を説明するための説明図であり、図７に対応する正面図を示す。上述した実施形態では、突起部５１ｄは、ドライブ側スリーブ５１のキー部５１ｃに、ドライブ側スリーブ５１の径方向内側に形成される場合について説明した。また、規制部５３ｃは、ドグギヤ５３の待機ドグ５３ａの径方向内側に形成される場合について説明した。

図１１（ａ）に示すように、第１変形例における動力伝達装置１５０では、突起部１５１ｄ（図１１（ａ）中、ハッチングで示す）は、キー部５１ｃの軸方向の全長に亘って、飛込ドグ５１ａよりも、ドライブ側スリーブ５１の径方向外側に形成されている。また、規制部１５３ｃは、待機ドグ５３ａ（図１１（ａ）中、クロスハッチングで示す）よりも、ドグギヤ５３の径方向外側に、約２４０度に亘って延在している。

また、図１１（ｂ）に示すように、第２変形例における動力伝達装置２５０では、突起部２５３ｄは、ドグギヤ５３（第１回転体）において、待機ドグ５３ａ（第１ドグ）よりも、ドグギヤ５３の径方向外側に形成される。また、規制部２５１ｃは、ドライブ側スリーブ５１（第２回転体）において、飛込ドグ５１ａ（第２ドグ）におけるドライブ側スリーブ５１の径方向外側に、約２４０度に亘って延在している。

また、図１１（ｃ）に示すように、第３変形例における動力伝達装置３５０では、突起部３５３ｄは、ドグギヤ５３（第１回転体）において、待機ドグ５３ａ（第１ドグ）よりも、ドグギヤ５３の径方向内側に形成される。また、規制部３５１ｃは、ドライブ側スリーブ５１（第１回転体）において、飛込ドグ５１ａ（第２ドグ）におけるドライブ側スリーブ５１の径方向内側に、約２４０度に亘って延在している。

第１〜第３変形例に示すように、規制部は、ドライブ側スリーブ５１とドグギヤ５３のいずれか一方に設けられ、突起部は、ドライブ側スリーブ５１とドグギヤ５３のいずれか他方に設けられていればよい。また、規制部および突起部は、待機ドグ５３ａおよび飛込ドグ５１ａのドライブ側スリーブ５１またはドグギヤ５３における径方向外側に設けられていてもよいし、径方向内側に設けられていてもよい。

上述した実施形態では、電動アクチュエータ６によってシフトフォーク５が可動する場合について説明したが、電動アクチュエータ６の代わりに、手動で駆動されるシフトレバーによってシフトフォーク５が可動する構成であってもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、突起部は待機ドグ５３ａまたは飛込ドグ５１ａに、１つ設けられる場合について説明したが、突起部を複数設けてもよい。また、突起部は、待機ドグ５３ａまたは飛込ドグ５１ａに近接して設けずともよいし、ドライブ側スリーブ５１やドグギヤ５３と一体回転すれば、ドライブ側スリーブ５１やドグギヤ５３から着脱可能な部材であってもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、規制部５３ｃは、ドグギヤ５３の周方向に約２４０度に亘って延在している場合について説明したが、規制部５３ｃは、ドグギヤ５３の周方向に延在する角度は何度であってもよい。

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、主に車両の変速機に用いられる動力伝達装置に利用できる。

５０、５０ａ、５０ｂ動力伝達装置
５１ドライブ側スリーブ（第１回転体、スリーブ）
５１ａ飛込ドグ（第１ドグ、第２ドグ）
５１ｄ、１５１ｄ、２５３ｄ、３５３ｄ突起部
５２コースト側スリーブ（第１回転体、スリーブ）
５２ａ飛込ドグ（第１ドグ、第２ドグ）
５３ドグギヤ（第２回転体）
５３ａ待機ドグ（第１ドグ、第２ドグ）
５３ｃ、１５３ｃ、２５１ｃ、３５１ｃ規制部

Claims

複数の第１ドグが回転方向に配列された第１回転体と、
前記第１回転体と同軸上に設けられ、前記第１ドグに噛合可能な複数の第２ドグが回転方向に配列された第２回転体と、
を備え、
前記第１回転体および前記第２回転体が回転軸方向に近接する近接方向に相対移動すると、前記第１ドグおよび前記第２ドグが噛合して該第１回転体と該第２回転体とが一体回転する動力伝達状態となり、該第１回転体および該第２回転体が回転軸方向に離隔する離隔方向に相対移動すると、該第１ドグおよび該第２ドグの噛合が解除されて該第１回転体と該第２回転体とが相対回転する切り離し状態となる動力伝達装置であって、
前記第１ドグから前記第１回転体の径方向の内側もしくは外側に突出し、該第１回転体と一体回転する突起部と、
前記突起部と接触可能に前記第２回転体に設けられ、一端から他端まで回転方向に延在するとともに、該突起部よりも回転方向に長さを有し、前記第１回転体と該第２回転体とが近接方向に相対移動する過程において、前記第１ドグおよび前記第２ドグが互いに噛合する前に該突起部に接触する規制部と、
を備え、
前記突起部と前記規制部とが回転軸方向に対向した状態で前記第１回転体と前記第２回転体とが近接方向に相対移動すると、該突起部が該規制部に接触して該近接方向への相対移動が規制されるとともに、該突起部と該規制部との接触状態を維持したまま該第１回転体と該第２回転体とがさらに相対回転し、該突起部と該規制部とが回転軸方向に非対向となると、該突起部と該規制部との接触が解除されて、該第１回転体と該第２回転体とがさらに近接方向に相対移動して前記第１ドグと前記第２ドグとが噛合することを特徴とする動力伝達装置。
前記突起部は、複数の前記第１ドグのうち、いずれか１つに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
回転軸に固定されるハブと、
前記第１回転体を構成し、前記ハブと一体回転するとともに回転軸方向に移動自在に該ハブに組み付けられ、前記第１ドグおよび前記突起部が先端に形成されたスリーブと、
前記第２回転体を構成し、前記第２ドグおよび前記規制部が設けられたドグギヤと、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。