JP6235950B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

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替わると、シャフトの回転数が低下するため、動力伝達経路が切り替わるのと同時に、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替えが可能となる。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。

特表２０１０−５１０４６４号公報

ところで、上記のように動力伝達経路を切り替えるとき、高速段ギヤに第２キーを係合した直後に、低速段ギヤのドグに係合していた第１キーを、ドグから引き抜かなければならない。しかし、第１キーをドグから抜き切る前に、第１キーとドグが衝突することがある。

このとき、第１キーには、回転軸方向に直交する面方向において、ドグから入力される衝突力と、ハブから入力される衝突力の反力との合力が入力されることになる。この合力の向きが、径方向外側を向いていると、第１キーを変形させたり、第１キーを破損させるおそれがある。これらを防止するためには、第１キーの幅を厚くして強度を高める方法が考えられるが、そうすると、大型化、および、質量の増加を招くことになる。

そこで、本発明は、変形および破損を防止しつつ、大型化および質量増加を防止することができる動力伝達装置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、本発明の動力伝達装置は、所定の回転軸を中心として回転する回転体であり、外周面に径方向内側に窪み、回転軸方向に延在する溝が複数形成されているハブと、前記ハブの複数の溝それぞれに嵌合しており、前記回転軸方向に摺動するキー部と、該キー部の回転軸方向の先端に形成された第１ドグとを有し、該ハブと一体回転するスリーブと、前記ハブ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ドグ部材と、を備え、前記スリーブおよび前記ドグ部材が前記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ドグが噛合して前記ハブ、該スリーブ、該ドグ部材が一体回転する動力伝達状態となり、該スリーブおよび該ドグ部材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ハブおよび該スリーブと該ドグ部材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、前記溝は、径方向外側に向かって溝幅が漸増するように互いに対向する側面が形成され、前記キー部は、径方向外側に向かって周方向の幅が漸増し、前記溝の側面それぞれと面接触するトルク伝達面が形成され、前記動力伝達状態において該トルク伝達面を介して前記ハブとの間でトルクを伝達し、前記第１ドグは、前記動力伝達状態において前記第２ドグと当接する面が周方向の一方に形成されるとともに、前記スリーブおよび前記ドグ部材が前記回転軸方向に離隔する際に前記第２ドグが衝突した場合に、該第２ドグとの衝突により該スリーブが前記離隔方向に移動するように傾き、かつ、該回転軸方向に直交する面方向において、径方向の内側から外側に向かうにつれて、周方向の他方から一方に向かって傾いた弾かれ面が周方向の他方に形成され、前記第２ドグは、前記スリーブおよび前記ドグ部材が回転軸方向に離隔する際に前記第１ドグが衝突した場合に、前記弾かれ面と面接触する衝突面が形成されている。

また、前記弾かれ面は、前記回転軸方向に直交する面方向において、前記第２ドグから前記第１ドグに入力される力の向きと、前記溝の側面から前記キー部のトルク伝達面に入力される反力の向きとが一直線上になるように、該反力の向きと直交する向きに傾いたようにしてもよい。

また、前記第１ドグは、前記弾かれ面の径方向内側であって、前記トルク伝達面との連続部分に、前記第２ドグとの衝突により前記スリーブが前記離隔方向に移動するように傾いた面取り面が形成されているようにしてもよい。

本発明によれば、変形および破損を防止しつつ、大型化および質量増加を防止することができる。

自動車用の変速機の概略を示す図である。 第１の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。 第１の実施形態における第２切替装置の分解斜視図である。 第１の実施形態における第２切替装置の側面図である。 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。 加速時における飛込ドグと待機ドグとの衝突を説明する図である。 従来の第２切替装置の分解斜視図を示す図である。 従来のキー部の形状を説明する図である。 従来の待機ドグの形状を説明する図である。 従来の飛込ドグと待機ドグが衝突した際の部分断面図を示す図である。 第１の実施形態におけるキー部の形状を説明する図である。 第１の実施形態におけるドグ部材の部分斜視図を示す図である。 飛込ドグと待機ドグが衝突した際の部分断面図を示す図である。 第１の実施形態の第２切替装置において、ドグ部材とハブの回転軸が相対的にずれて、飛込ドグと待機ドグとが衝突した場合を説明する図である。 周方向に厚くしたキー部の形状を説明する図である。 第２の実施形態における第２切替装置の分解斜視図である。 第２の実施形態におけるキー部の形状を説明する図である。 飛込ドグと待機ドグが衝突した際の部分断面図を示す図である。 第２の実施形態の第２切替装置において、ドグ部材とハブの回転軸が相対的にずれて、飛込ドグと待機とが衝突した場合を説明する図である。

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の実施形態>
（変速機１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７０が設けられている。この緩衝機構７０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替えるギヤ切替機構６０ａ、６０ｂが設けられている。

ギヤ切替機構６０ａ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６０ａ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６１ａと、ハブ６１ａに出力軸６の軸方向に移動自在に保持されたスリーブ６２ａと、を有する。スリーブ６２ａ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６０ａ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６２ａに係合可能に構成されている。そして、スリーブ６２ａが図示のニュートラル位置にある場合には、スリーブ６２ａ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６２ａ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６２ａ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６１ａと、１速用ドリブンギヤ２１のハブ２１ａとが、スリーブ６２ａ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６２ａ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６２ａ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６１ａと、３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａとが、スリーブ６２ａ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６０ａについて説明したが、ギヤ切替機構６０ｂもギヤ切替機構６０ａと同様に構成されている。すなわち、ギヤ切替機構６０ｂ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６１ｂと、ハブ６１ｂに出力軸６の軸方向に移動自在に保持されたスリーブ６２ｂ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６２ｂが図示のニュートラル位置にある場合には、スリーブ６２ｂ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６２ｂ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６２ｂ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６１ｂと、２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａとが、スリーブ６２ｂ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６２ｂ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６２ｂ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６１ｂと、４速用ドリブンギヤ２４のハブ２４ａとが、スリーブ６２ｂ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６２ａと１速用ドリブンギヤ２１のハブ２１ａとの間、スリーブ６２ａと３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａとの間、スリーブ６２ｂ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６２ｂ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替える軸切替機構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。

（軸切替機構５０の構成）
図２は、第１の実施形態における軸切替機構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に設けられたドグ部材５１（第２回転体）、第１メインシャフト４に設けられた第１切替装置５０ａ、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７０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との間にドグ部材５１が設けられている。

このドグ部材５１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、ドグ部材５１は、第１切替装置５０ａ側に位置する端面に待機ドグ５２ａ（第２ドグ）、第２切替装置５０ｂ側に位置する端面に待機ドグ５２ｂ（第２ドグ）が、それぞれ、複数（本実施形態では３つ）、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におけるドグ部材５１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におけるドグ部材５１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。

また、第１切替装置５０ａおよび第２切替装置５０ｂは、それぞれ、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５３（第１回転体）およびコースト側スリーブ５４（第１回転体）を備えている。

図３は、第１の実施形態における第２切替装置５０ｂの分解斜視図である。第２切替装置５０ｂは、ドライブ側スリーブ５３とコースト側スリーブ５４の双方を備え、双方のいずれに対しても、後述する弾かれ面は同様に作用するため、ここでは、コースト側スリーブ５４については図示および説明を省略する。

図３に示すように、第２切替装置５０ｂは、第２メインシャフト５に固定され第２メインシャフト５と一体回転する略円筒状のハブ５５を備えている。ハブ５５の外周面には、ハブ５５の径方向内側に窪み、軸方向に延在する溝５５ａが、第２メインシャフト５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。溝５５ａは、径方向外側に向けて溝幅（周方向の幅）が漸増する例えばインボリュート曲線の側面５５ａａおよび側面５５ａｂが互いに対向して形成されている。

ドグ部材５１は、軸方向に貫通し不図示のスプライン溝が形成された貫通孔５１ａを有する。そして、ドグ部材５１は、貫通孔５１ａに第２入力軸３ｂが挿通され、ハブ５５に対して軸方向に対向して配置される。また、ドグ部材５１の外周側には、上述したように、待機ドグ５２ｂが周方向（回転方向）に等間隔に複数配列されている。

ドライブ側スリーブ５３は、環状のリング部５３ａを有し、リング部５３ａの中心にハブ５５が挿通される。また、ドライブ側スリーブ５３は、キー部５３ｂを有する。キー部５３ｂは、リング部５３ａからリング部５３ａの径方向内側に突出するとともに、ドグ部材５１に向かって軸方向に延在する。また、キー部５３ｂは、径方向外側に向けてキー幅（周方向の幅）が漸増するトルク伝達面５３ｂａおよびトルク伝達面５３ｂｂが形成されている。そして、キー部５３ｂは、トルク伝達面５３ｂａおよびトルク伝達面５３ｂｂそれぞれが溝５５ａの側面５５ａａおよび側面５５ａｂに面接触状態で当接するようにハブ５５の溝５５ａに嵌合し、ドライブ側スリーブ５３は、キー部５３ｂがハブ５５の溝５５ａを摺動することで、軸方向に移動する。

そして、ドライブ側スリーブ５３は、キー部５３ｂがハブ５５の溝５５ａに嵌合していることから、ハブ５５に対する相対回転が規制され、第２メインシャフト５およびハブ５５とともに一体回転することとなる。

キー部５３ｂ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５３ｂの先端には、待機ドグ５２ｂと噛合可能な飛込ドグ５３ｃ（第１ドグ）が形成されている。なお、飛込ドグ５３ｃの形状については後述する。

図１、図２に示すように、ドライブ側スリーブ５３およびコースト側スリーブ５４にはシフトフォーク７が係合している。シフトフォーク７は、図１に示す制御部１０の制御によって駆動するアクチュエータ８からの押圧力を受けて軸方向に可動する。シフトフォーク７とアクチュエータ８の間、すなわち、アクチュエータ８からドライブ側スリーブ５３、コースト側スリーブ５４への押圧力の伝達経路には、コイルばねで構成される付勢部９が配される。付勢部９は、アクチュエータ８からの押圧力およびドライブ側スリーブ５３、コースト側スリーブ５４からの反力を受けて弾性変形する。そして、シフトフォーク７の可動によって、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂとを噛合させたり、あるいは、その噛合を解除したりする。

図４は、第２切替装置５０ｂの側面図であり、ドライブ側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃと、ドグ部材５１の待機ドグ５２ｂの近傍を抽出して示す。図４（ａ）では、ドライブ側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃと、ドグ部材５１の待機ドグ５２ｂが噛合していない。この状態では、ドライブ側スリーブ５３は、ハブ５５とともに、第２メインシャフト５と一体回転する。一方、ドグ部材５１は、第２メインシャフト５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７が、ドライブ側スリーブ５３をドグ部材５１側に移動させる。すると、図４（ｂ）に示すように、ドライブ側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃが、ドグ部材５１に設けられた複数の待機ドグ５２ｂの周方向の隙間に入る。

このように、図４（ａ）から図４（ｂ）へと、ドグ部材５１およびドライブ側スリーブ５３が互いに近接する近接方向に相対移動すると、待機ドグ５２ｂおよび、ドライブ側スリーブ５３に設けられた飛込ドグ５３ｃが噛合して待機ドグ５２ｂと飛込ドグ５３ｃが一体回転する動力伝達状態となる。

また、図４（ｂ）から図４（ａ）へと、ドグ部材５１およびドライブ側スリーブ５３が互いに離隔する離隔方向に相対移動すると、ドグ部材５１およびドライブ側スリーブ５３の噛合が解除されて待機ドグ５２ｂと飛込ドグ５３ｃが相対回転する切り離し状態となる。

図５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５に示すように、軸切替機構５０は、待機ドグ５２ａが設けられたドグ部材５１の一方の側面側に第１切替装置５０ａが配され、待機ドグ５２ｂが設けられたドグ部材５１の他方の側面側に第２切替装置５０ｂが配される。以下では、車両の前進走行時、ドグ部材５１（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。

待機ドグ５２ａは、ドグ部材５１（入力軸３）の回転方向前方側に位置するリーディング面５２ａｆと、回転方向後方側に位置するトレーリング面５２ａｒとが形成されている。待機ドグ５２ａは、ドグ部材５１（入力軸３）の回転方向の幅が、突設方向の基端側（ドグ部材５１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、待機ドグ５２ｂは、ドグ部材５１（入力軸３）の回転方向前方側に位置するリーディング面５２ｂｆと、回転方向後方側に位置するトレーリング面５２ｂｒと、を備えている。待機ドグ５２ｂは、ドグ部材５１（入力軸３）の回転方向の幅が、突設方向の基端側（ドグ部材５１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のドライブ側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃは、待機ドグ５２ａのリーディング面５２ａｆに係合可能なリーディング面５３ｆが形成され、また、第１切替装置５０ａのコースト側スリーブ５４の飛込ドグ５４ｃは、待機ドグ５２ａのトレーリング面５２ａｒに係合可能なトレーリング面５４ｒが形成されている。これらリーディング面５３ｆおよびトレーリング面５４ｒは、それぞれ待機ドグ５２ａのリーディング面５２ａｆおよびトレーリング面５２ａｒ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のドライブ側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃは、待機ドグ５２ｂのリーディング面５２ｂｆに係合可能なリーディング面５３ｆを備えており、また、第２切替装置５０ｂのコースト側スリーブ５４の飛込ドグ５４ｃは、待機ドグ５２ｂのトレーリング面５２ｂｒに係合可能なトレーリング面５４ｒを備えている。これらリーディング面５３ｆおよびトレーリング面５４ｒは、それぞれ待機ドグ５２ｂのリーディング面５２ｂｆおよびトレーリング面５２ｂｒ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５（ａ）に示すように、制御部１０がアクチュエータ８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、飛込ドグ５３ｃおよび飛込ドグ５４ｃがいずれもドグ部材５１から離隔した位置に保持される。このとき、飛込ドグ５３ｃおよび飛込ドグ５４ｃは、いずれも待機ドグ５２ａおよび待機ドグ５２ｂ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、制御部１０は、図１において説明したように、予め、ギヤ切替機構６０ａのスリーブ６２ａ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、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、図５（ｂ）に示すように、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃおよび飛込ドグ５４ｃを、ドグ部材５１側に移動させる。このとき、飛込ドグ５３ｃのリーディング面５３ｆが、待機ドグ５２ｂのリーディング面５２ｂｆに係合し、入力軸３の回転動力が、ドグ部材５１の待機ドグ５２ｂ、飛込ドグ５３ｃ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、ドグ部材５１、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、制御部１０が、次のようにアクチュエータ８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、制御部１０は、予め、ギヤ切替機構６０ｂのスリーブ６２ｂ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、ドグ部材５１（入力軸３）よりも小さいため、ドグ部材５１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、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、図５（ｃ）に示すように、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５４ｃを、ドグ部材５１から離隔する方向に移動させるとともに、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５３ｃを、ドグ部材５１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における飛込ドグ５３ｃのリーディング面５３ｆが待機ドグ５２ｂのリーディング面５２ｂｆに係合しているが、飛込ドグ５４ｃと待機ドグ５２ｂのトレーリング面５２ｂｒ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の飛込ドグ５４ｃは、ドグ部材５１から離隔する方向に移動可能となっている。

そして、図５（ｃ）に示すように、ドグ部材５１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の飛込ドグ５３ｃが、ドグ部材５１側に移動すると、図５（ｄ）に示すように、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５３ｃのリーディング面５３ｆが、待機ドグ５２ａのリーディング面５２ａｆに係合する。このように、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５３ｃが待機ドグ５２ａ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側に切り替わる。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に切り替わるため、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の飛込ドグ５３ｃと、ドグ部材５１の待機ドグ５２ａ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の飛込ドグ５３ｃの回転数が、ドグ部材５１の回転数よりも大きくなり、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃとドグ部材５１の待機ドグ５２ｂとの係合が解除される。したがって、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃをドグ部材５１側に移動させるとともに、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃをドグ部材５１から離隔する方向に移動させる。また、これと同時に、ギヤ切替機構６０ａ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５（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６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、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６（ａ）に示すように、第１切替装置５０ａにおける飛込ドグ５４ｃのトレーリング面５４ｒが、待機ドグ５２ａのトレーリング面５２ａｒに係合されており、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃおよびドグ部材５１の待機ドグ５２ａ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、制御部１０が、次のようにアクチュエータ８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、制御部１０は、予め、ギヤ切替機構６０ａのスリーブ６２ａ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、ドグ部材５１（入力軸３）よりも大きいため、ドグ部材５１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、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、図６（ｂ）に示すように、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５３ｃを、ドグ部材５１から離隔する方向に移動させるとともに、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５４ｃを、ドグ部材５１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における飛込ドグ５４ｃのトレーリング面５４ｒが待機ドグ５２ａのトレーリング面５２ａｒに係合しているが、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ａのリーディング面５２ａｆ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の飛込ドグ５３ｃは、ドグ部材５１から離隔する方向に移動可能となっている。

そして、ドグ部材５１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の飛込ドグ５４ｃが、ドグ部材５１側に移動すると、図６（ｃ）に示すように、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５４ｃのトレーリング面５４ｒが、待機ドグ５２ｂのトレーリング面５２ｂｒに係合する。このように、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５４ｃが待機ドグ５２ｂ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側に切り替わる。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に切り替わるため、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の飛込ドグ５４ｃと、ドグ部材５１の待機ドグ５２ｂ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の飛込ドグ５４ｃの回転数が、ドグ部材５１の回転数よりも小さくなり、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃとドグ部材５１の待機ドグ５２ａとの係合が解除される。したがって、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃをドグ部材５１から離隔する方向に移動させるとともに、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃをドグ部材５１側に移動させる。また、これと同時に、ギヤ切替機構６０ｂ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６（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の飛込ドグ５３ｃおよび飛込ドグ５４ｃが待機ドグ５２ａ側に移動され、当該待機ドグ５２ａのリーディング面５２ａｆと飛込ドグ５３ｃとが係合されて、もしくは、当該待機ドグ５２ａのトレーリング面５２ａｒと飛込ドグ５４ｃ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の飛込ドグ５３ｃおよび飛込ドグ５４ｃが待機ドグ５２ｂ側に移動され、当該待機ドグ５２ｂのリーディング面５２ｂｆと飛込ドグ５３ｃとが係合されて、もしくは、当該待機ドグ５２ｂのトレーリング面５２ｂｒと飛込ドグ５４ｃ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。

図７は、加速時における飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂとの衝突を説明する図である。ここで、１速から２速への加速時アップシフトにおいては、図７（ａ）に示すように、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５３ｃがドグ部材５１の待機ドグ５２ａに係合して、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃの回転数が、ドグ部材５１の回転数よりも大きくなる。このとき、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃとドグ部材５１の待機ドグ５２ｂとの係合が解除され、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃをドグ部材５１から離隔する方向に移動させる。しかし、図７（ｂ）に示すように、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５３ｃをドグ部材５１の待機ドグ５２ｂから抜き切る前に、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突することがある。

また、２速から１速への減速時ダウンシフトにおいては、図６（ｃ）に示したように、第２切替装置５０ｂの飛込ドグ５４ｃがドグ部材５１の待機ドグ５２ｂと係合して、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃの回転数が、ドグ部材５１の回転数よりも小さくなる。このとき、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃとドグ部材５１の待機ドグ５２ａとの係合が解除され、制御部１０は、アクチュエータ８を制御して、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃをドグ部材５１から離隔する方向に移動させる。しかし、第１切替装置５０ａの飛込ドグ５４ｃをドグ部材５１の待機ドグ５２ａから抜き切る前に、加速時と同様に、飛込ドグ５４ｃと待機ドグ５２ａが衝突することがある。

図８は、従来の第２切替装置１５０ｂの分解斜視図を示す図である。ここで、従来の第２切替装置１５０ｂについて説明する。図８に示すように、第２切替装置１５０ｂは、ドグ部材１５１、ドライブ側スリーブ１５３、ハブ５５等を備えている。なお、第２切替装置１５０ｂは、ドライブ側スリーブ１５３とコースト側スリーブの双方を備え、双方のいずれに対しても、後述する弾かれ面は同様に作用するため、ここでは、コースト側スリーブについては図示および説明を省略する。また、第１の実施形態における第２切替装置５０ｂと同一の構成については同一符号を付し、その説明は省略する。

ドグ部材１５１には、ドグ部材１５１の外周側に、待機ドグ１５２ａおよび待機ドグ１５２ｂが周方向（回転方向）に等間隔に複数配列されている。ドライブ側スリーブ１５３のキー部１５３ｂ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１５３ｂの先端には、待機ドグ１５２ｂと噛合可能な飛込ドグ１５３ｃが形成されている。

図９は、従来のキー部１５３ｂの形状を説明する図である。図９（ａ）は、キー部１５３ｂの斜視図であり、図９（ｂ）は、キー部１５３ｂの上面図であり、図９（ｃ）は、キー部１５３ｂの正面図である。

図９（ａ）に示すように、従来のキー部１５３ｂの先端に形成された飛込ドグ１５３ｃは、待機ドグ１５２ｂのリーディング面１５２ｂｆ（図１０）に係合可能な弾かれ面１５３ｇが形成されている。弾かれ面１５３ｇは、周方向の一方に形成されたリーディング面１５３ｆとは反対側の周方向の他方に形成されている。図９（ｂ）に示すように、弾かれ面１５３ｇは、キー部１５３ｂの幅方向に延びる直線Ｌ１および直線Ｌ１に直交する回転軸方向の直線Ｌ２が通る平面上において、キー部１５３ｂの周方向中央を基準として、直線Ｌ１に対してリーディング面１５３ｆとは反対方向であって末端方向に傾き角度θ１（鋭角、例えば４０度）傾いている。また、図９（ｃ）に示すように、弾かれ面１５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、キー部１５３ｂの径方向中央を基準として、直線Ｌ１に対してリーディング面１５３ｆとは反対方向であって径方向外側に傾き角度θ２（鋭角）だけ傾いている。換言すると、弾かれ面１５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、径方向の内側から外側に向かうにつれて、周方向の一方から他方に向かって傾いている。つまり、弾かれ面１５３ｇは、直線Ｌ１に対して傾き角度θ１傾いた直線Ｌ３と、直線Ｌ１に対して傾き角度θ２傾いた直線Ｌ４とが通る平面に沿って形成されている。

図１０は、従来の待機ドグ１５２ｂの形状を説明する図である。図１０に示すように、従来のドグ部材１５１の待機ドグ１５２ｂは、周方向の幅が径方向外側に向けて漸減しており、トレーリング面１５２ｂｒと、ハブ５５と対向する対向面１５２ｂａとの間に、飛込ドグ１５３ｃと待機ドグ１５２ｂが衝突した際に弾かれ面１５３ｇと面接触する衝突面１５２ｂｂが形成されている。また、待機ドグ１５２ｂは、リーディング面１５２ｂｆと対向面１５２ｂａとの間に、コースト側スリーブの飛込ドグと待機ドグ１５２ｂが衝突した際にコースト側スリーブの飛込ドグに形成された弾かれ面と面接触する衝突面１５２ｂｃが形成されている。

したがって、従来の第２切替装置１５０ｂでは、例えば、１速から２速への加速時アップシフトにおいて、飛込ドグ１５３ｃと待機ドグ１５２ｂが衝突した際に、飛込ドグ１５３ｃの弾かれ面１５３ｇと、待機ドグ１５２ｂの衝突面１５２ｂｂが面接触することがある。

図１１は、従来の飛込ドグ１５３ｃと待機ドグ１５２ｂが衝突した際の部分断面図を示す図である。飛込ドグ１５３ｃと待機ドグ１５２ｂが衝突した際に、キー部１５３ｂには、ドグ部材１５１（図８参照）から離隔する方向の力が入力されることにより、ドライブ側スリーブ１５３がドグ部材１５１から離隔する方向に移動する。また、図１１に示すように、キー部１５３ｂには、回転軸方向に直交する面方向の力として、衝突面１５２ｂｂ（弾かれ面１５３ｇ）と直交する方向の力Ｆ１と、溝５５ａの側面５５ａａ（トルク伝達面５３ｂａ）の圧力角により決まるトルクの伝達方向の反力Ｆ２との合力Ｆ３が入力されることになる。図１１からもわかるように、キー部１５３ｂに入力される合力Ｆ３は、径方向外側を向いた力として入力されることになる。このように、合力Ｆ３が径方向外側を向いた力として入力されることになると、飛込ドグ１５３ｃや待機ドグ１５２ｂが変形したり、破損したりするおそれがある。これらを防止するためには、キー部１５３ｂを周方向に厚くして剛性を高めることが考えられるが、第２切替装置１５０ｂの大型化および質量増加を招くことになる。この問題を解決するために、第１の実施形態のキー部５３ｂは以下のような形状となっている。

図１２は、第１の実施形態におけるキー部５３ｂの形状を説明する図である。図１２（ａ）は、キー部５３ｂの斜視図であり、図１２（ｂ）は、キー部５３ｂの上面図であり、図１２（ｃ）は、キー部５３ｂの正面図である。図１２（ａ）に示すように、キー部５３ｂの先端に形成された飛込ドグ５３ｃは、待機ドグ５２ｂのリーディング面５２ｂｆ（図１３）に係合可能な弾かれ面５３ｇが形成されている。つまり、弾かれ面５３ｇは、周方向の一方に形成されたリーディング面５３ｆとは反対側の周方向の他方に設けられる。図１２（ｂ）に示すように、弾かれ面５３ｇは、キー部５３ｂの幅方向に延びる直線Ｌ１１および直線Ｌ１１に直交する回転軸方向の直線Ｌ１２が通る平面上において、キー部５３ｂの周方向中央を基準として、直線Ｌ１１に対してリーディング面５３ｆとは反対方向であって末端方向に傾き角度θ１１（鋭角、例えば４０度）だけ傾いている。また、図１２（ｃ）に示すように、弾かれ面５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、直線Ｌ１１に対して、キー部５３ｂの径方向中央を基準として、直線Ｌ１１に対してリーディング面５３ｆとは反対方向であって径方向外側に傾き角度θ１２（鈍角）だけ傾いている。換言すると、弾かれ面５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、径方向の内側から外側に向かうにつれて、周方向の他方から一方に向かって傾いている。つまり、弾かれ面５３ｇは、直線Ｌ１１に対して傾き角度θ１１傾いた直線Ｌ１３と、直線Ｌ１１に対して傾き角度θ１２傾いた直線Ｌ１４とが通る平面に沿って形成されている。なお、傾き角度θ１２は、回転軸方向に直交する平面上において、衝突面５２ｂｂ（弾かれ面５３ｇ）の圧力角により決まるトルクの伝達方向と弾かれ面５３ｇとが直交するように設定されている。

図１３は、第１の実施形態におけるドグ部材５１の部分斜視図を示す図である。図１３に示すように、ドグ部材５１の待機ドグ５２ｂは、周方向の幅が径方向外側に向けて漸増しており、トレーリング面５２ｂｒと、ハブ５５と対向する対向面５２ｂａとの間に、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に弾かれ面５３ｇと面接触する衝突面５２ｂｂが形成されている。また、待機ドグ５２ｂは、リーディング面５２ｂｆと対向面５２ｂａとの間に、コースト側スリーブ５４の飛込ドグ５４ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に飛込ドグ５４ｃの弾かれ面と面接触する衝突面５２ｂｃが形成されている。

したがって、第２切替装置５０ｂでは、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に、飛込ドグ５３ｃの弾かれ面５３ｇと、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂが面衝突することがある。

図１４は、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際の部分断面図を示す図である。キー部５３ｂは、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に、弾かれ面５３ｇが傾き角度θ１１傾いていることから、ドライブ側スリーブ５３（図３参照）がドグ部材５１から離隔する方向の力が入力され、ドライブ側スリーブ５３がドグ部材５１から離隔する方向に移動する。また、図１４に示すように、キー部５３ｂは、回転軸方向に直交する面方向の力として、衝突面５２ｂｂ（弾かれ面５３ｇ）と直交する方向の力Ｆ１１と、溝５５ａの側面５５ａａ（トルク伝達面５３ｂｂ）の圧力角により決まるトルクの伝達方向の反力Ｆ１２との合力が入力されることになる。図１４からもわかるように、キー部５３ｂに入力される力Ｆ１１と反力Ｆ１２は、一直線上で反対方向を向いているので、力Ｆ１１と反力Ｆ１２とが打ち消しあうことになり、径方向外側を向いた合力がキー部５３ｂに入力されることはない。これにより、飛込ドグ５３ｃや待機ドグ５２ａが変形したり、破損したりすることがなく、キー部５３ｂを周方向に厚くすることもなく、第２切替装置５０ｂの大型化および質量増加を防止することができる。

<第２の実施形態>
図１５は、第１の実施形態の第２切替装置５０ｂにおいて、ドグ部材５１とハブ５５の回転軸が相対的にずれて、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂとが衝突した場合を説明する図である。ここで、第１の実施形態における第２切替装置５０ｂにおいては、キー部５３ｂの径方向最内側における先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの距離Ｈ１（図１６（ｃ）参照）が、待機ドグ５２ｂの回転軸方向の高さＨ２よりも長くなるように弾かれ面５３ｇの形状が決定されている。そのため、飛込ドグ５３ｃと待機ドグ５２ｂとが衝突しても、待機ドグ５２の衝突面５２ｂｂが飛込ドグ５３ｃの弾かれ面５３ｇと接触し、待機ドグ５２の衝突面５２ｂｂが、キー部５３ｂのトルク伝達面５３ｂｂに接触することはない。

しかしながら、何らかの事情により、ドグ部材５１とハブ５５の回転軸が相対的にずれてしまうと、図１５に示すように、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂが飛込ドグ５３ｃの弾かれ面５３ｇと接触せず、キー部５３ｂのトルク伝達面５３ｂｂの径方向内側に接触することがある。また、例えば待機ドグ５２ｂの形状が変形し、待機ドグ５２ｂの回転軸方向の高さＨ２に対して、待機ドグ５２ｂの径方向最内側における先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの距離Ｈ１が短くなるとする。このような場合、待機ドグ５２の衝突面５２ｂｂが飛込ドグ５３ｃの弾かれ面５３ｇと接触せず、キー部５３ｂのトルク伝達面５３ｂｂに接触することになる。そこで、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂとキー部５３ｂのトルク伝達面５３ｂｂとの接触を回避する方法として、キー部５３ｂを周方向に厚くすることが考えられる。

図１６は、周方向に厚くしたキー部２５３ｂの形状を説明する図である。図１６（ａ）は、周方向に厚くしたキー部２５３ｂの斜視図を示し、図１６（ｂ）は、周方向に厚くしたキー部２５３ｂの側面図を示し、図１６（ｃ）は、第１の実施形態におけるキー部５３ｂの側面図を示す。図１６（ａ）に示すように、第１の実施形態におけるキー部５３ｂに対して周方向に厚くしたキー部２５３ｂは、第１の実施形態におけるキー部５３ｂと同様の平面上で、第１の実施形態におけるキー部５３ｂよりも弾かれ面２５３ｇが広く形成されている。そして、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、周方向に厚くしたキー部２５３ｂでは、径方向最内側における先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの距離Ｈ３を、第１の実施形態におけるキー部５３ｂの径方向最内側における先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの距離Ｈ１よりも長くすることができる。これにより、ドグ部材５１とハブ５５の回転軸が相対的にずれた場合でも、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂとキー部２５３ｂのトルク伝達面５３ｂｂとの接触を回避することができる。しかしながら、キー部２５３ｂは、第１の実施形態におけるキー部５３ｂよりも周方向に厚いため、大型化および質量増加を招くことになる。そこで、第２の実施形態では、第１の実施形態におけるキー部５３ｂの周方向の幅は同一で、かつ、径方向最内側における先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの距離を長くする。

図１７は、第２の実施形態における第２切替装置３５０ｂの分解斜視図である。図１７に示すように、第２切替装置３５０ｂは、第１の実施形態におけるドライブ側スリーブ５３に代えてドライブ側スリーブ３５３が設けられている。第２切替装置３５０ｂは、ドライブ側スリーブ３５３とコースト側スリーブの双方を備え、双方のいずれに対しても、後述する弾かれ面および面取り面は同様に作用するため、ここでは、コースト側スリーブについては図示および説明を省略する。また、第２の実施形態の第２切替装置３５０ｂは、ドライブ側スリーブ３５３以外の構成については、第１の実施形態と同一の構成であり、ここでは、第１の実施形態と同一である構成の説明は省略する。さらに、第２切替装置３５０ｂは、第１の実施形態のドライブ側スリーブ５３と同一の形状となっている構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

ドライブ側スリーブ３５３は、リング部５３ａおよびキー部３５３ｂを有し、キー部３５３ｂは、リング部５３ａから径方向内側に突出するとともに、ドグ部材５１に向かって軸方向に延在する。また、キー部３５３ｂは、トルク伝達面５３ｂａおよびトルク伝達面５３ｂｂが形成されている。そして、キー部３５３ｂは、トルク伝達面５３ｂａおよびトルク伝達面５３ｂｂそれぞれが溝５５ａの側面５５ａａおよび側面５５ａｂに面接触状態で当接するようにハブ５５の溝５５ａに嵌合し、ドライブ側スリーブ３５３は、キー部３５３ｂがハブ５５の溝５５ａを摺動することで、軸方向に移動する。

そして、ドライブ側スリーブ３５３は、キー部３５３ｂがハブ５５の溝５５ａに嵌合していることから、ハブ５５に対する相対回転が規制され、第２メインシャフト５およびハブ５５とともに一体回転することとなる。

キー部３５３ｂ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３５３ｂの先端には、待機ドグ５２ｂと噛合可能な飛込ドグ３５３ｃ（第１ドグ）が形成されている。

図１８は、第２の実施形態におけるキー部３５３ｂの形状を説明する図である。図１８（ａ）は、キー部３５３ｂの斜視図であり、図１８（ｂ）は、キー部３５３ｂの上面図であり、図１８（ｃ）は、キー部３５３ｂの正面図であり、図１８（ｄ）は、キー部３５３ｂの側面図である。図１８（ａ）に示すように、キー部３５３ｂの先端に形成された飛込ドグ３５３ｃは、周方向の一方に形成されたリーディング面５３ｆとは反対側の周方向の他方に、弾かれ面３５３ｇおよび面取り面３５３ｈが形成されている。弾かれ面３５３ｇは、面取り面３５３ｈの径方向外側に形成される。図１８（ｂ）に示すように、弾かれ面３５３ｇは、キー部３５３ｂの幅方向に延びる直線Ｌ１１および直線Ｌ１１に直交する回転軸方向の直線Ｌ１２が通る平面上において、キー部３５３ｂの周方向中央を基準として、直線Ｌ１１に対してリーディング面５３ｆとは反対方向であって末端方向に傾き角度θ１１傾いている。また、図１８（ｃ）に示すように、弾かれ面３５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、直線Ｌ１１に対して、キー部３５３ｂの径方向中央を基準として、直線Ｌ１１に対してリーディング面５３ｆとは反対方向であって径方向外側に傾き角度θ１２傾いている。換言すると、弾かれ面３５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、径方向の内側から外側に向かうにつれて、周方向の他方から一方に向かって傾いている。つまり、弾かれ面３５３ｇは、直線Ｌ１１に対して傾き角度θ１１傾いた直線Ｌ１３と、直線Ｌ１１に対して傾き角度θ１２傾いた直線Ｌ１４とが通る平面に沿って飛込ドグ３５３ｃの径方向外側に形成されている。

面取り面３５３ｈは、直線Ｌ１１および直線Ｌ１２が通る平面上において、傾き角度θ１１傾いている。また、図１８（ｃ）に示すように、面取り面３５３ｈは、回転軸方向に直交する平面上において、直線Ｌ１１に対して、キー部３５３ｂの径方向中央を基準として、直線Ｌ１１に対してリーディング面５３ｆとは反対方向であって径方向内側に傾き角度θ１３（鈍角）傾いている。つまり、面取り面３５３ｈは、直線Ｌ１１に対して傾き角度θ１１傾いた直線Ｌ１３と、直線Ｌ１１に対して傾き角度θ１３傾いた直線Ｌ１５とが通る平面に沿って飛込ドグ３５３ｃの径方向内側に形成されている。換言すると、面取り面３５３ｈは、回転軸方向に直交する平面上において、径方向の内側から外側に向かうにつれて、周方向の一方から他方に向かって傾いている。これにより、キー部３５３ｂでは、図１８（ｄ）に示すように、径方向最内側先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの径方向内側の距離Ｈ３を、第１の実施形態におけるキー部５３ｂの径方向最内側における先端からトルク伝達面５３ｂｂまでの距離Ｈ１（図１６（ｃ）参照）よりも長くすることができる。

そして、ドグ部材３５１とハブ５５とが同軸上に配置されている場合には、飛込ドグ３５３ｃは、第１の実施形態における飛込ドグ５３ｃと同様に、飛込ドグ３５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に、飛込ドグ３５３ｃの弾かれ面３５３ｇと、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂが衝突する。

図１９は、飛込ドグ３５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際の部分断面図を示す図である。キー部３５３ｂは、飛込ドグ３５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に、弾かれ面３５３ｇが傾き角度θ１１傾いていることから、ドグ部材５１から離隔する方向の力が入力され、ドグ部材５１から離隔する方向に移動する。また、図１９に示すように、キー部３５３ｂは、回転軸方向に直交する面方向の力として、衝突面５２ｂｂ（弾かれ面３５３ｇ）と直交する方向の力Ｆ２１と、溝５５ａの側面５５ａａ（トルク伝達面５３ｂｂ）の圧力角により決まるトルクの伝達方向の反力Ｆ２２との合力が入力されることになる。図１９からもわかるように、キー部３５３ｂに入力される力Ｆ２１と反力Ｆ２２は、一直線上で反対方向を向いているので、力Ｆ２１と反力Ｆ２２とが打ち消しあうことになり、径方向外側を向いた合力がキー部３５３ｂに入力されることはない。これにより、飛込ドグ３５３ｃや待機ドグ５２ｂが変形したり、破損したりすることがなく、第２切替装置５０ｂの大型化および質量増加を防止することができる。

図２０は、第２の実施形態の第２切替装置３５０ｂにおいて、ドグ部材５１とハブ５５の回転軸が相対的にずれて、飛込ドグ３５３ｃと待機ドグ５２ｂとが衝突した場合を説明する図である。図２０に示すように、ドグ部材５１とハブ５５の回転軸が相対的にずれても、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂが飛込ドグ３５３ｃの面取り面３５３ｈと接触し、待機ドグ５２ｂの衝突面５２ｂｂとキー部３５３ｂのトルク伝達面５３ｂｂとの接触を回避することができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した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。

なお、上記の実施形態においては、飛込ドグ５３ｃ、３５３ｃと待機ドグ５２ｂが衝突した際に、回転軸方向に直交する面方向において、キー部５３ｂに入力される力Ｆ１１と反力Ｆ１２が一直線上で反対方向を向くように、弾かれ面が傾き角度θ１２傾くようにした。しかし、弾かれ面５３ｇは、回転軸方向に直交する平面上において、径方向の外側から内側に向かうにつれて、周方向の一方から他方に向かって傾いていればよい。

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 軸切替機構（動力伝達装置）
５１ ドグ部材
５２ａ、５２ｂ 待機ドグ（第２ドグ）
５２ｂｂ、５２ｂｃ 衝突面
５３、３５３ ドライブ側スリーブ（スリーブ）
５３ｂ、３５３ｂ キー部
５３ｂａ、５３ｂｂ トルク伝達面
５３ｃ、３５３ｃ 飛込ドグ（第１ドグ）
５３ｇ、３５３ｇ 弾かれ面
５４ コースト側スリーブ（スリーブ）
５４ｃ 飛込ドグ（第１ドグ）
５５ ハブ
５５ａ 溝
５５ａａ、５５ａｂ 側面
３５３ｈ 面取り面

Claims (3)

1. 所定の回転軸を中心として回転する回転体であり、外周面に径方向内側に窪み、回転軸方向に延在する溝が複数形成されているハブと、
   前記ハブの複数の溝それぞれに嵌合しており、前記回転軸方向に摺動するキー部と、該キー部の回転軸方向の先端に形成された第１ドグとを有し、該ハブと一体回転するスリーブと、
   前記ハブ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ドグ部材と、
   を備え、
   前記スリーブおよび前記ドグ部材が前記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ドグが噛合して前記ハブ、該スリーブ、該ドグ部材が一体回転する動力伝達状態となり、該スリーブおよび該ドグ部材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ハブおよび該スリーブと該ドグ部材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、
   前記溝は、径方向外側に向かって溝幅が漸増するように互いに対向する側面が形成され、
   前記キー部は、径方向外側に向かって周方向の幅が漸増し、前記溝の側面それぞれと面接触するトルク伝達面が形成され、前記動力伝達状態において該トルク伝達面を介して前記ハブとの間でトルクを伝達し、
   前記第１ドグは、前記動力伝達状態において前記第２ドグと当接する面が周方向の一方に形成されるとともに、前記スリーブおよび前記ドグ部材が前記回転軸方向に離隔する際に前記第２ドグが衝突した場合に、該第２ドグとの衝突により該スリーブが前記離隔方向に移動するように傾き、かつ、該回転軸方向に直交する面方向において、径方向の内側から外側に向かうにつれて、周方向の他方から一方に向かって傾いた弾かれ面が周方向の他方に形成され、
   前記第２ドグは、前記スリーブおよび前記ドグ部材が回転軸方向に離隔する際に前記第１ドグが衝突した場合に、前記弾かれ面と面接触する衝突面が形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記弾かれ面は、
   前記回転軸方向に直交する面方向において、前記第２ドグから前記第１ドグに入力される力の向きと、前記溝の側面から前記キー部のトルク伝達面に入力される反力の向きとが一直線上になるように、該反力の向きと直交する向きに傾いたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記第１ドグは、前記弾かれ面の径方向内側であって、前記トルク伝達面との連続部分に、前記第２ドグとの衝突により前記スリーブが前記離隔方向に移動するように傾いた面取り面が形成されている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。

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