JP6251102B2 - 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替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替えるとき、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、第１ドグが形成された面が対向する向きに同軸上に配置された２つの第１回転体と、２つの第１回転体の間に、第１回転体と同軸上に設けられ、回転軸方向の両端面にそれぞれ、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ドグよりも第１回転体の径方向の内側もしくは外側に設けられ、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回転体の両端面にそれぞれ設けられ、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ドグとが噛合し、第２回転体の両端面の一方の端面に設けられた規制部は、他方の端面に設けられた規制部に対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置されることを特徴とする。

第２回転体の両端面の一方の端面に設けられた第２ドグは、他方の端面に設けられた第２ドグに対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置されてもよい。

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ドグが設けられたドグ部材と、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。 動力伝達装置を説明する概略断面図である。 第２伝達装置の分解斜視図である。 第２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。 第２伝達装置およびドグ部材の正面図である。 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図である。 ドグ部材の正面図と背面図である。

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。

（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。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替えるギヤ切替機構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替える動力伝達装置５０を備えている。動力伝達装置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、動力伝達装置５０の構成について詳細に説明する。

（動力伝達装置５０の構成）
図２は、動力伝達装置５０を説明する概略断面図である。動力伝達装置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伝達装置５０ａ、および、第２メインシャフト５に設けられた第２伝達装置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、回転軸方向の両端面、すなわち、第１伝達装置５０ａ側に位置する端面と、第２伝達装置５０ｂ側に位置する端面に、それぞれ、複数（本実施形態では３つ）の待機ドグ５１ａ（第２ドグ）が、周方向（回転方向）に等間隔を維持して突設されている。

また、第１伝達装置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伝達装置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伝達装置５０ａおよび第２伝達装置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伝達装置５０ａおよび第２伝達装置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５２（第１回転体）およびコースト側スリーブ５３（第１回転体）を備えている。

図３は、第２伝達装置５０ｂの分解斜視図である。第２伝達装置５０ｂは、ドライブ側スリーブ５２とコースト側スリーブ５３の双方を備え、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５３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伝達装置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、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。

複数の溝５４ａのうちの２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がそれぞれ形成されている。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５１ｂを有する。そして、ドグ部材５１は、貫通孔５１ｂに第２入力軸３ｂ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、ドグ部材５１の外周側には、上述したように、待機ドグ５１ａが周方向（回転方向）に等間隔に複数配列されている。

また、ドグ部材５１におけるハブ５４側の面には、貫通孔５１ｂよりドグ部材５１の径方向外側であって、待機ドグ５１ａよりドグ部材５１の径方向内側に、規制部５１ｃが形成されている。規制部５１ｃは、待機ドグ５１ａと同程度にハブ５４側に突出し、一端５１ｄから他端５１ｅまで、ドグ部材５１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５１ｃの一端５１ｄから他端５１ｅまでのドグ部材５１の周方向の対向間隔によって、約１２０度に亘る切り欠き部５１ｆが形成されることとなる。

ドライブ側スリーブ５２は、環状のリング部５２ａを有し、リング部５２ａの中心にハブ５４が挿通される。また、ドライブ側スリーブ５２は、キー部５２ｂを有する。キー部５２ｂは、リング部５２ａからリング部５２ａ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。

キー部５２ｂ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５２ｂの先端には、待機ドグ５１ａと噛合可能な飛込ドグ５２ｃ（第１ドグ）が形成されている。そして、キー部５２ｂは、ハブ５４の溝５４ａに嵌合しており、ドライブ側スリーブ５２は、キー部５２ｂ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５２ｂのうちの１つには、キー部５２ｂ（飛込ドグ５２ｃ）からリング部５２ａの径方向内側に突出する突起部５２ｄが形成されている。突起部５２ｄは、ドライブ側スリーブ５２の一部であることから、ドライブ側スリーブ５２と一体回転する。ドグ部材５１の径方向における規制部５１ｃの位置は、ドライブ側スリーブ５２の径方向における突起部５２ｄ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、ドグ部材５１に設けられた規制部５１ｃは、突起部５２ｄよりも、周方向（回転方向）に長く延在している。

また、突起部５２ｄは、キー部５２ｂ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２つの窪み部５４ｂのうちの一方に摺動自在に嵌合する。２つの窪み部５４ｂのうちの他方には、不図示のコースト側スリーブ５３のキー部に設けられた突起部５２ｄが嵌合する。

そして、ドライブ側スリーブ５２は、キー部５２ｂがハブ５４の溝５４ａに嵌合し、突起部５２ｄ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、第２メインシャフト５およびハブ５４とともに一体回転することとなる。

図１、図２に示すように、ドライブ側スリーブ５２およびコースト側スリーブ５３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、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５２、コースト側スリーブ５３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５２、コースト側スリーブ５３からの反力を受けて弾性変形する。付勢部９の作用については後に詳述する。そして、シフトフォーク７の可動によって、飛込ドグ５２ｃと待機ドグ５１ａ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伝達装置５０ｂの側面図であり、ドライブ側スリーブ５２の飛込ドグ５２ｃと、ドグ部材５１の待機ドグ５１ａの近傍を抽出して示す。図４（ａ）では、ドライブ側スリーブ５２の飛込ドグ５２ｃと、ドグ部材５１の待機ドグ５１ａが噛合していない。この状態では、ドライブ側スリーブ５２は、ハブ５４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５２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５２の飛込ドグ５２ｃが、ドグ部材５１に設けられた複数の待機ドグ５１ａ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５２が互いに近接する近接方向に相対移動すると、待機ドグ５１ａおよび、ドライブ側スリーブ５２に設けられた飛込ドグ５２ｃが噛合して待機ドグ５１ａと飛込ドグ５２ｃ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５２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５２の噛合が解除されて待機ドグ５１ａと飛込ドグ５２ｃが相対回転する切り離し状態となる。

図５は、本実施形態の待機ドグ５１ａおよび飛込ドグ５２ｃ、５３ｃの噛み合いを説明するための説明図である。図５（ａ）に示すように、待機ドグ５１ａは、ドグ部材５１の回転方向（図５中、下方向）前方側に位置するリーディング面５１ａｆと、回転方向後方側に位置するトレーリング面５１ａｒと、を備えている。待機ドグ５１ａは、ドグ部材５１の回転方向（図５（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。

ドライブ側スリーブ５２に設けられた飛込ドグ５２ｃは、ドグ部材５１側の端部に、待機ドグ５１ａのリーディング面５１ａｆに係合可能なリーディング爪５２ｒを備えている。リーディング爪５２ｒは、リーディング面５１ａｆ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、コースト側スリーブ５３に設けられた飛込ドグ５３ｃ（第１ドグ）は、ドグ部材５１側のトレーリング爪５３ｆが、待機ドグ５１ａのトレーリング面５１ａｒに係合可能となっている。トレーリング爪５３ｆは、トレーリング面５１ａｒ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、例えば、図５（ａ）に示すように、ドグ部材５１が第２メインシャフト５（ドライブ側スリーブ５２およびコースト側スリーブ５３）よりも高速回転している状態で、車両の加速時のアップシフト（例えば２速から３速）を行う場合には、図５（ｂ）に示すように、飛込ドグ５２ｃ、５３ｃをドグ部材５１側に移動させる。このとき、ドライブ側スリーブ５２の飛込ドグ５２ｃ、コースト側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃの順に移動する。

そうすると、ドグ部材５１のリーディング面５１ａｆと、飛込ドグ５２ｃのリーディング爪５２ｒが係合する。これにより、入力軸３から第２メインシャフト５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、ドグ部材５１と飛込ドグ５３ｃ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（例えば３速から２速）では、図５（ｃ）に示すように、コースト側スリーブ５３の飛込ドグ５３ｃ、ドライブ側スリーブ５２の飛込ドグ５２ｃの順にドグ部材５１側に移動する。そうすると、ドグ部材５１のトレーリング面５１ａｒと、飛込ドグ５３ｃのトレーリング爪５３ｆが係合する。これにより、第２メインシャフト５から入力軸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、ドグ部材５１と飛込ドグ５２ｃとは非係合状態に維持されている。

このように、動力伝達装置５０は、第２入力軸３ｂと第２メインシャフト５を、動力伝達状態と切り離し状態とで切り替える。例えば、図１に示すように、２速から３速へのアップシフトの場合、まず、ギヤ切替機構１００ａにおいて、スリーブ１０２ａを３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａに係合させ、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する。その後、第２伝達装置５０ｂが、第２入力軸３ｂと第２メインシャフト５を動力伝達状態とする。そして、第１伝達装置５０ａが、第２入力軸３ｂと第１メインシャフト４とを切り離し状態とする。同時に、ギヤ切替機構１００ｂにおいて、２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａに係合していたスリーブ１０２ｂを、ニュートラル位置に戻す。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速用ドライブギヤ１３および３速用ドリブンギヤ２３を介した動力伝達が可能となる。

また、３速から２速へのダウンシフトの場合、まず、ギヤ切替機構１００ｂにおいて、スリーブ１０２ｂを２速用ドリブンギヤ２２のハブ２２ａに係合させ、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する。その後、第１伝達装置５０ａが、第２入力軸３ｂと第１メインシャフト４を動力伝達状態とする。そして、第２伝達装置５０ｂが、第２入力軸３ｂと第２メインシャフト５とを切り離し状態とする。同時に、ギヤ切替機構１００ａにおいて、３速用ドリブンギヤ２３のハブ２３ａに係合していたスリーブ１０２ａを、ニュートラル位置に戻す。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を介した動力伝達が可能となる。

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６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６（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部材ＤＧ側に移動する場合を例に挙げる。

図６（ｂ）に示すように、飛込ドグＤ_２が待機ドグＤ_１に衝突せずにドグ部材ＤＧの本体まで到達すれば、図５（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６（ｃ）に示すように、飛込ドグＤ_２がドグ部材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、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第２伝達装置５０ｂの構造について詳述する。

図７は、規制部５１ｃと突起部５２ｄとの接触を説明するための説明図であり、第２伝達装置５０ｂの側面図について、ドライブ側スリーブ５２の３つのキー部５２ｂのうち、突起部５２ｄが形成されたキー部５２ｂの先端の飛込ドグ５２ｃ近傍を抽出して示す。

上述したように、図３に示すドグ部材５１の径方向における規制部５１ｃの位置は、ドライブ側スリーブ５２の径方向における突起部５２ｄ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５２とドグ部材５１とが近接方向に相対移動する過程において、図７に示すように、待機ドグ５１ａと飛込ドグ５２ｃが噛合する前に、規制部５１ｃと突起部５２ｄが接触することがある。

この場合、ドライブ側スリーブ５２は、規制部５１ｃと突起部５２ｄが接触したときの位置から、ドグ部材５１に向かって移動できなくなる。

図８は、第２伝達装置５０ｂおよびドグ部材５１の正面図であり、第２伝達装置５０ｂおよびドグ部材５１をハブ５４側から見た図を示す。理解を容易とするため、図８において、ハブ５４を除外して示し、ドグ部材５１の規制部５１ｃをハッチングで示し、待機ドグ５１ａをクロスハッチングで示す。

上述したように、規制部５１ｃは、ドグ部材５１の周方向に、約２４０度に亘って延在している。そのため、ドグ部材５１に対するドライブ側スリーブ５２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５１ｃと突起部５２ｄが接触する。

ここでは、規制部５１ｃと突起部５２ｄ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５２とドグ部材５１とが近接方向に相対移動すると、規制部５１ｃと突起部５２ｄが接触する。そして、ドライブ側スリーブ５２とドグ部材５１は、規制部５１ｃと突起部５２ｄ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５２は、規制部５１ｃと突起部５２ｄが接触した位置から、ドグ部材５１側に移動できなくなる。

一方、切り欠き部５１ｆと突起部５２ｄ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５２がドグ部材５１側に移動した際、規制部５１ｃと突起部５２ｄが接触せず、ドライブ側スリーブ５２は、規制部５１ｃと突起部５２ｄによって何ら規制されることなく、ドグ部材５１に向かって移動可能となる。

図９は、待機ドグ５１ａおよび飛込ドグ５２ｃの噛み合いにおける規制部５１ｃと突起部５２ｄの作用を説明するための図であり、動力伝達装置５０のうち、ドグ部材５１を周方向に３６０度に亘って、図中、左右方向に展開し、ドグ部材５１の径方向外側から見た状態を示す。

ここでは、図９（ａ）に示すように、第１伝達装置５０ａに設けられた飛込ドグ５３ｃが、ドグ部材５１の一方の端面に形成された待機ドグ５１ａと噛合しているとき、第２伝達装置５０ｂに設けられた飛込ドグ５２ｃが、ドグ部材５１の他方の端面に形成された待機ドグ５１ａと噛合する場合を例に挙げる。

ドグ部材５１と第２伝達装置５０ｂのドライブ側スリーブ５２は、差回転が生じているとともに、アクチュエータ８がドライブ側スリーブ５２をドグ部材５１側に移動させている。そのため、飛込ドグ５２ｃは、図９（ａ）中、白抜き矢印で示す向きに、ドグ部材５１に対して相対移動する。

３つの飛込ドグ５２ｃの１つには、上記の突起部５２ｄが設けられており、図９（ｂ）に示すように、突起部５２ｄがドグ部材５１の規制部５１ｃに当接した時点で、飛込ドグ５２ｃのドグ部材５１側への移動が規制される。

アクチュエータ８による変位量は増加し続けることから、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５２からの反力を受けて弾性変形する。

ドグ部材５１とドライブ側スリーブ５２の差回転によって、図９（ｃ）に示す位置まで飛込ドグ５２ｃが移動すると、突起部５２ｄと規制部５１ｃ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５２ｄと規制部５１ｃとの接触が解除され、ドグ部材５１とドライブ側スリーブ５２とがさらに近接方向に相対移動する。そして、図９（ｄ）に示すように、突起部５２ｄが切り欠き部５１ｆに飛び込むのと同時に、飛込ドグ５２ｃが、ドグ部材５１の周方向に隣り合う待機ドグ５１ａの間に飛び込む。

その後、飛込ドグ５２ｃが、待機ドグ５１ａに対して相対回転し、図９（ｅ）に示すように、待機ドグ５１ａと飛込ドグ５２ｃが噛合することとなる。

上述したように、飛込ドグ５２ｃが隣り合う待機ドグ５１ａの間に飛び込まずに待機する間に、アクチュエータ８による変位量分は、付勢部９が弾性変形することで吸収される。付勢部９には、弾性力としてシフトフォーク７の可動方向への付勢力が蓄積される。そして、付勢部９の付勢力が徐々に増加しドライブ側スリーブ５２がドグ部材５１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５１ａと飛込ドグ５２ｃが十分な深さで噛み合う位置まで、ドライブ側スリーブ５２がドグ部材５１側に移動する。このとき、付勢部９の付勢力によって、ドライブ側スリーブ５２の移動速度が十分に高められることから、飛込ドグ５２ｃが浅い噛み合い状態では待機ドグ５１ａに衝突し難く、待機ドグ５１ａと飛込ドグ５２ｃが十分な深さで噛み合う位置まで移動し易くなる。

ところで、ドグ部材５１に形成された規制部５１ｃは、ドグ部材５１の周方向に、約２４０度に亘って延在している。すなわち、規制部５１ｃは、ドグ部材５１の周方向に偏って形成されている。

ドグ部材５１は高速回転するため、規制部５１ｃによって重心位置が回転中心からずれると、振動や騒音の要因となるおそれがある。そこで、本実施形態では、規制部５１ｃの配置によって課題解決を図っている。

図１０は、ドグ部材５１の正面図と背面図であり、図１０（ａ）にドグ部材５１の正面図を示し、図１０（ｂ）にドグ部材５１の背面図を示す。また、図１０（ａ）、（ｂ）では、ドグ部材５１の回転方向の向きが互いに等しい。

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ドグ部材５１の両端面５１ｇ、５１ｈに形成された規制部５１ｃのうち、一方の端面５１ｇに設けられた規制部５１ｃは、他方の端面５１ｈに設けられた規制部５１ｃに対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置される。すなわち、２つの規制部５１ｃは、ドグ部材５１の回転中心に対して点対称に配置される。

そのため、端面５１ｇに形成された規制部５１ｃと、端面５１ｈに形成された規制部５１ｃそれぞれの重さによって、ドグ部材５１の回転中心に対する重心位置のずれが相殺され、回転慣性のバランスが向上する。そのため、振動や騒音を抑制することが可能となる。

また、ドグ部材５１の両端面５１ｇ、５１ｈの一方の端面５１ｇに設けられた待機ドグ５１ａは、他方の端面５１ｈに設けられた待機ドグ５１ａに対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置される。すなわち、一方の端面５１ｇに設けられた待機ドグ５１ａと、他方の端面５１ｈに設けられた待機ドグ５１ａは、ドグ部材５１の回転中心に対して点対称に配置される。

そのため、端面５１ｇに形成された待機ドグ５１ａと、端面５１ｈに形成された待機ドグ５１ａそれぞれの重さによって、ドグ部材５１の回転中心に対する重心位置のずれが相殺され、回転慣性のバランスが向上する。そのため、振動、騒音のさらなる抑制効果を奏する。

ここでは、ドグ部材５１の両端面５１ｇ、５１ｈの一方の端面５１ｇに設けられた待機ドグ５１ａは、他方の端面５１ｈに設けられた待機ドグ５１ａに対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置される場合について説明した。しかし、ドグ部材５１の両端面５１ｇ、５１ｈに設けられた待機ドグ５１ａは、回転方向の位置が互いに等しくてもよいし、回転方向の位置が１８０度以上、または、１８０度未満、ずれて配置されてもよい。

また、上述した実施形態では、規制部５１ｃは、待機ドグ５１ａの径方向内側に設けられ、突起部５２ｄは待機ドグ５１ａの径方向内側に設けられる場合について説明した。しかし、規制部５１ｃは、ドグ部材５１の本体に設けられていれば、待機ドグ５１ａの径方向外側に設けられてもよい。また、突起部５２ｄは、ドライブ側スリーブ５２の本体に設けられていれば、待機ドグ５１ａの径方向外側に設けられてもよい。

また、上述した実施形態では、突起部５２ｄは飛込ドグ５２ｃに１つ設けられる場合について説明したが、突起部５２ｄを複数設けてもよい。また、突起部５２ｄは、待機ドグ５１ａまたは飛込ドグ５２ｃに近接して設けずともよいし、ドライブ側スリーブ５２やドグ部材５１と一体回転すれば、ドライブ側スリーブ５２やドグ部材５１から着脱可能な部材であってもよい。

また、上述した実施形態では、規制部５１ｃは、ドグ部材５１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５１ｃが、ドグ部材５１の周方向に延在する角度は何度であってもよい。

また、上述した実施形態では、窪み部５４ｂは、溝５４ａの軸方向の全長に亘って延在しているが、一部分のみに形成されていてもよい。また、突起部５２ｄは、キー部５２ｂの軸方向の全長に亘って延在しているが、一部分のみに形成されていてもよい。

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 動力伝達装置
５１ ドグ部材（第２回転体）
５１ａ 待機ドグ（第２ドグ）
５１ｃ 規制部
５１ｄ 一端
５１ｅ 他端
５２ ドライブ側スリーブ（第１回転体）
５２ｃ 飛込ドグ（第１ドグ）
５２ｄ 突起部
５３ コースト側スリーブ（第１回転体）
５３ｃ 飛込ドグ（第１ドグ）

Claims (3)

1. 複数の第１ドグが回転方向に配列され、該第１ドグが形成された面が対向する向きに同軸上に配置された２つの第１回転体と、
   前記２つの第１回転体の間に、該第１回転体と同軸上に設けられ、回転軸方向の両端面にそれぞれ、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ドグよりも前記第１回転体の径方向の内側もしくは外側に設けられ、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回転体の両端面にそれぞれ設けられ、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ドグとが噛合し、
   前記第２回転体の両端面の一方の端面に設けられた前記規制部は、他方の端面に設けられた該規制部に対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置されることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記第２回転体の両端面の一方の端面に設けられた前記第２ドグは、他方の端面に設けられた該第２ドグに対し、回転方向の位置が１８０度ずれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 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ドグが設けられたドグ部材と、
   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。

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