WO2020250535A1

WO2020250535A1 - トランスミッション及び噛合いクラッチ

Info

Publication number: WO2020250535A1
Application number: PCT/JP2020/012245
Authority: WO
Inventors: 信二池谷
Original assignee: 株式会社イケヤフォーミュラ
Priority date: 2019-06-08
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2020-12-17
Also published as: EP3982012A1; JPWO2020250535A1; CN113924433A; US12049957B2; US20220341492A1; CN113924433B; EP3982012A4

Abstract

トルクが掛かった状態の噛合いクラッチが離脱するに際しショック及び異音をより軽減することを可能としたトランスミッション及び噛合いクラッチを提供する。　噛合いにより一の変速段を結合し同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するときは離脱する噛合いクラッチ５１を備え、一方又は他方の噛合い歯５１ａ、２５ａの歯先に、離脱ガイド部を備え、一方の回転部材６３を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により軸力を解除する移動機構を備え、噛合い歯５１ａ、２５ａが噛み合うように一方の回転部材６３を移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構１０００を備え、付勢機構１０００の当接体は、トルク伝達部材５７に径方向に形成した支持穴に配置され、付勢機能部１０００により径方向に付勢される当接体を受け付勢の方向を軸方向に変換して一方の回転部材６３の軸方向移動を付勢する付勢変換部を備えたことを特徴とする。

Description

トランスミッション及び噛合いクラッチ

　本発明は、自動車、建機、農業車両等の変速を行わせるトランスミッション及び噛合いクラッチに関する。

　一般に、シングルクラッチを使用した車両用のトランスミッションは、変速時に駆動力が途切れ、変速ショックや加速遅れ等が避けられなかった。また、大きな走行抵抗を有し速度エネルギーが小さい建機、農機等にあっては変速時、駆動力が途切れると即停止してしまい変速が困難な場合も生じる。

　これに対し、ツインクラッチのトランスミッションは、駆動力が途切れず、変速ショックや加速遅れを抑制できるものとして知られている。

　しかし、ツインクラッチのトランスミッションは、構造が複雑で重量が大きいという問題がある。

　これに対し、噛合い歯を用いたシームレスシフトのトランスミッションは、重量増を抑制できるものとして注目されている。

　本出願人は、この種のトランスミッションを変速ショックの観点においてさらに改良し、特許文献１として提案した。

　このトランスミッションは、複数の変速ギヤと複数のクラッチスリーブとシフト機構とを備えている。変速ギヤは、トルク伝達軸に相対回転可能に支持されている。クラッチスリーブは、変速ギヤをトルク伝達軸に選択的に結合して変速出力するためのものであり、噛合い歯により変速ギヤに選択的な噛合いが可能である。シフト機構は、アクセルワーク等に応じてクラッチスリーブを選択的に操作するものである。

　そして、シフト機構のシフトアップ動作又はシフトダウン動作により下段の変速段及び上段の変速段のクラッチスリーブが同時噛合いした時に、例えば上段のクラッチスリーブにドライブトルクが発生すると共に下段のクラッチスリーブにコースティングトルクが発生し、下段のクラッチスリーブに噛合い解除方向の軸力を生じさせるようにして変速を行う。

　かかるトランスミッションのクラッチスリーブ及び変速ギヤは、回転方向に噛合うトルク伝達用の噛合い歯を備え、噛合い歯は、コースティングトルクにより斜面の作用で噛合い解除方向の軸力を発生させるガイド面を備えている。

　従って、下段又は上段のクラッチスリーブを斜面に働くトルクにより確実に噛合い解除することができ、且つ変速ショックを軽減することができる。

　しかし、かかるガイド面は、噛合い歯の回転方向側の面に形成されているためその傾斜の傾きを小さくすることができず、例えば下段の変速段の噛合い歯が外れるときには同時噛み合いによる内部循環トルクがかなり増大した状態になっていた。

　このため、噛合い歯が外れるときは、増大した内部循環トルクにより相互の噛合い面が圧接され、且つ外れる方向に相対的にずれて行き、最終的に噛合いの端末で一気に外れて内部循環トルクが解放されるという挙動のため、変速ショック及び異音が大きく残るという問題があった。

特開２０１５－１４０８９２号公報

　解決しようとする問題点は、噛合いクラッチが離脱する際のショック及び異音が残る点である。

　本発明のトランスミッションは、噛合いクラッチが離脱する際に残るショック及び異音を軽減することを可能とするために、噛合いにより一の変速段を結合し同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するときは離脱する噛合いクラッチを備え、前記噛合いクラッチは、前記噛合いを行う一方及び他方の噛合い歯を備え、前記一方の噛合い歯は、前記一の変速段でトルク伝達を行う軸方向移動可能な一方の回転部材に備えると共に、前記他方の噛合い歯は、前記一方の回転部材の軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯が噛合い前記一方の回転部材との間で前記トルク伝達を行う他方の回転部材に備え、前記一方又は他方の噛合い歯の何れか一方の歯先に、相対回転により相手の歯先を当接させ前記離脱をガイドする傾斜した離脱ガイド部を備え、前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備え、前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備え、前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢すると共に前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に当接体を介して回転方向に結合する付勢変換部を備えたことを特徴とする。

　本発明の噛合いクラッチは、噛合いを行う一方及び他方の噛合い歯を備え、前記一方の噛合い歯は、トルク伝達を行う軸方向移動可能な一方の回転部材に備えると共に、前記他方の噛合い歯は、前記一方の回転部材の軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯が噛合い前記一方の回転部材との間で前記トルク伝達を行う他方の回転部材に備え、前記一方又は他方の噛合い歯の何れか一方の歯先に、相対回転により相手の歯先を当接させ前記離脱をガイドする傾斜した離脱ガイド部を備え、前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備え、前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備え、前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢すると共に前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に当接体を介して回転方向に結合する付勢変換部を備えたことを特徴とする。

　本発明のトランスミッションは、上記構成としたため、一の変速段の結合から同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するとき、噛合い歯の歯先の離脱ガイド部に相手の噛合い歯の歯先を当接させ相対回転により噛合いクラッチの離脱をガイドするから、噛合いクラッチに働く相対回転方向の噛合い力を大きく減少させながら離脱させることができ、変速ショック及び異音を軽減することができる。

　本発明の噛合いクラッチは、上記構成としたため、噛合い歯の歯先の離脱ガイド部に相手の噛合い歯の歯先を当接させ相対回転により噛合いクラッチの離脱をガイドするから、噛合いクラッチに働く相対回転方向の噛合い力を大きく減少させながら離脱させることができ、ショック及び異音を軽減することができる。

シームレスシフトのトランスミッションを示す概略断面図である。（実施例１）第２、第３の噛合いクラッチを４速ギヤ及び５速ギヤとの関係で示す説明図である。（実施例１）４速ギヤの状態に係り、（Ａ）は、ドライブトルクによる噛合いを示す一部省略の展開図、（Ｂ）は、コーストトルクによる噛合いを示す一部省略の展開図である。（実施例１）第３の噛合いクラッチにおける付勢機構の拡大断面図である。（実施例１）図４のＶ－Ｖ線矢視に対応する断面図である。（実施例１）付勢機構によるクラッチスリーブの４速ギヤ方向への付勢状態を示す断面図である。（実施例１）付勢機構の変形例を示す断面図である。（実施例１）シフト機構の断面図である。（実施例１）シフト機能と第３の噛合いクラッチとの関係を示す説明図である。（実施例１）シフトアップ時のシフトカム及びロッカーアームの関係を６速のシフトカム側から見た正面図である。（実施例１）カムと副カムとの関係を示し、（Ａ）は、シフトアップ時のシフトカム及び副カムの関係を示す正面図、（Ｂ）は、シフトダウン時のシフトカム及び副カムの関係を示す正面図である。（実施例１）ロッカーアームの正面図である。（実施例１）シフトアップ時のロッカーアームと副カム動作前のシフトカムとの関係を示す正面図である。（実施例１）シフトダウン時のロッカーアームと副カム動作後のシフトカムとの関係を示す正面図である。（実施例１）シフト機構の変形例に係り、シフトドラムに副カムを適用した説明図である。（実施例１）シフト機構の変形例に係り、ロッカーアーム及びシフトカムに代えたシフトドラムの例を示す説明図である。（実施例１）シフト機構の変形例に係り、ロッカーアーム及びシフトカムに代えたシフトアクチュエーターの例を示す説明図である。（実施例１）実施例（対策後Ｂ）と比較例（対策前Ａ）との騒音発生の比較を示すグラフである。（実施例１）実施例（対策後Ｂ）と比較例（対策前Ａ）とを示す説明図である。（実施例１）変速キャンセルを行うシステムの概略構成図である。（実施例２）変速キャンセルを行うフローチャートである。（実施例２）

　トルクが掛かった状態の噛合いクラッチが離脱するに際しショック及び異音をより軽減することを可能にするという目的を、以下のように実現した。

　トランスミッションは、噛合いにより一の変速段を結合し同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するときは離脱する噛合いクラッチを備え、前記噛合いクラッチは、前記噛合いを行う一方及び他方の噛合い歯を備え、前記一方の噛合い歯は、前記一の変速段でトルク伝達を行う軸方向移動可能な一方の回転部材に備えると共に、前記他方の噛合い歯は、前記一方の回転部材の軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯が噛合い前記一方の回転部材との間で前記トルク伝達を行う他方の回転部材に備え、前記一方又は他方の噛合い歯の何れか一方の歯先に、相対回転により相手の歯先を当接させ前記離脱をガイドする傾斜した離脱ガイド部を備え、前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備え、前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備え、前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢すると共に前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に当接体を介して回転方向に結合する付勢変換部を備えた。

　前記同時噛合いを経て離脱する噛合いクラッチは、全ての変速段に備えることができる。前記同時噛合いを経て離脱する噛合いクラッチは、一の変速段に備え、他の変速段は一般的な噛合い歯の変速段にすることができる。

　前記噛合い歯は、回転部材の回転軸線に平行な噛合い面を設定し、或は回転軸線に対しトルク伝達方向の前方又は後方へ傾斜する噛合い面を設定することができる。前方又は後方へ傾斜する噛合い面を設定する場合は、噛合う相手の噛合い歯を相対的に引き込む又は押し出す方向の軸力、或いは相対的に押し出す又は引き込む方向の軸力を発生させることができる。

　前記離脱ガイド部は、歯先全体で一定の勾配を有するように傾斜する面で設定している。但し、離脱ガイド部を曲面で構成してもよい。

　前記離脱ガイド部の傾斜上端部と噛合い方向との間に回転方向に平行な面を形成しても良い。ガイド部の傾斜上端部とに面取り或はアールを形成しても良い。

　前記離脱ガイド部の傾斜は、前記回転部材の軸心方向に対し回転方向へ４５°を上回る角度θで設定されｃｏｔθが前記一方及び他方の噛合い歯が当接する離脱ガイド部での摩擦係数を上回るように設定している。

　前記離脱ガイド部が曲面であるときは、一方及び他方の噛合い歯が当接する離脱ガイド部での接線の傾斜角が回転部材の軸心方向に対し回転方向へ４５°を上回る角度θで設定されることになる。

　前記離脱ガイド部が回転部材の双方に形成される場合は、離脱ガイド部を噛合い歯に間欠的に配置し、相手の噛合い歯の歯先が当接可能なように設定することができる。

　前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向に移動可能に支持されたクラッチスリーブであり、前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持された変速ギヤである。

　前記離脱をガイドするための相対回転は、シフトアップ動作により下段の変速段及び上段の変速段のクラッチスリーブがそれぞれの変速ギヤに同時噛合いした時に前記下段のクラッチスリーブに発生するコースティングトルク及び上段のクラッチスリーブに発生するドライブトルクに起因する。シフトダウン動作による上段の変速段の場合は、シフトダウン動作により離脱ガイド部に相手の歯先が当接可能となる軸方向位置に一方の回転部材を待機させて離脱ガイド部が働くようにしてもよい。

　前記離脱ガイド部は、螺旋状である。螺旋状は、螺旋面、或いは螺旋条などで構成される。

　前記噛合い歯が噛み合ってトルク伝達を行うとき前記当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備えた。

　前記移動機構は、前記噛合い歯の歯元に傾斜形成され前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき相手の歯先をガイドして前記一方の回転部材を第１の噛合い位置から第２の噛合い位置へ移動させて前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置とする移動ガイド部である。

　前記移動ガイド部は、噛合い歯の歯元に形成された移動ガイド面である。但し、前記移動機構を、移動ガイド面に代えてクラッチドライバなどのアクチュエーターで構成することもできる。

　前記クラッチドライバは、例えば変速駆動部により構成でき、シフトドラムのシフト溝の設定とシフトアームとの関係で設定できる。クラッチドライバは、機械式トルク調節機構が用いられており、クラッチスリーブを移動させると共に、クラッチスリーブから力を受けるとクラッチが外れてクラッチスリーブに位置保持力を与えないようにする。

　つまり、シフトアップ時にシフトドラムのシフト溝の設定により下段の変速段のクラッチスリーブを第２の噛合い位置に移動させ、上段の変速段側のクラッチスリーブをそのまま噛合い移動させ、上段の変速段と下段の変速段とで同時噛合いとする。

　前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備えた。

　前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢すると共に前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に当接体を介して回転方向に結合する付勢変換部を備えた。

　つまり、当接体はボール、付勢機能部はコイルスプリングであり、ボールが径方向の支持穴にコイルスプリングにより突出付勢するように支持される。支持穴は、トルク伝達部材の一部を構成するクラッチハブに形成される。ボールがクラッチスリーブの内周に傾斜設定された付勢変換部に弾接可能となる。

　前記当接体は、ピン、ビュレット形状体等でも良い。付勢機能部は、コイルスプリングの他にボール自体の遠心力を利用した構成に代え、或は支持穴にトルク伝達部材側のオイルホールから油圧を導くことによる流体圧を利用した構成に代え、さらにはこれらの組み合わせとすることもできる。
前記付勢機構は、軸方向では１か所に備えれば機能するが、複数個所に配置することもできる。前記付勢変換部は、前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に前記当接体を介して回転方向に結合する傾斜溝部であり、傾斜溝部は、トルク伝達に関わる。但し、傾斜溝部は、トルク伝達に関わらない傾斜部として構成することもできる。

　前記一の変速段が上段であると共に前記他の変速段が下段であり、前記一の変速段から前記他の変速段へ結合を変更する変速駆動部を備え、前記変速駆動部は、前記他の変速段へ結合の変更を行うために前記上段の変速段の一方の回転部材と前記下段の変速段の一方の回転部材との軸方向移動のためのシフトストロークを設定し、前記変速駆動部によるシフトストロークの設定は、前記上段へのシフトアップ時よりも前記下段へのシフトダウン時を大きくした。

　前記シフトストロークの設定は、例えばシフトカムの本体に小さな副カムを相対回転自在に結合して行わせる。シフトカムの一方への回転により副カムが突出してシフトカムの輪郭を大きくし、シフトアームを連動させるロッカーアームの一方側への揺動範囲を他方側より大きくしてシフトストロークの設定を変えることになる。

　前記一の変速段から前記他の変速段へ結合を変更する変速駆動部と、前記一の変速段の一方の回転部材の軸方向位置を検出する検出器と、前記同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するとき前記検出された一の回転部材が前記移動機構の働きにより移動する軸方向位置にないとき前記変速駆動部による他の変速段への結合の変更をキャンセルする制御部とを備えた。

　前記変速駆動部は、電動モーターなどによりシフトカム、シフトドラム等を駆動して変速段の結合の変更を行わせるもの、手動によるシフト操作によるものの何れでもよい。

　前記検出器には、近接センサー、レーザーセンサー、３６０°角度センサーなどが用いられ、この検出器でシフトフォーク、シフトロッド、クラッチスリーブ等の位置を検出する。トランスミッションが本来備えるシフトセンサーを用いることもできる。制御部は、クラッチスリーブが本来あるべき位置を示さない場合に一の変速段のクラッチスリーブが本来の軸方向位置にないと判断し、変速段の結合をキャンセルすることもできる。

　前記変速駆動部による他の変速段への結合の変更をキャンセルする状態では、警報を発生するようにしても良い。

　噛合いクラッチは、噛合いを行う一方及び他方の噛合い歯を備え、前記一方の噛合い歯は、トルク伝達を行う軸方向移動可能な一方の回転部材に備えると共に、前記他方の噛合い歯は、前記一方の回転部材の軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯が噛合い前記一方の回転部材との間で前記トルク伝達を行う他方の回転部材に備え、前記一方又は他方の噛合い歯の何れか一方の歯先に、相対回転により相手の歯先を当接させ前記離脱をガイドする傾斜したガイド部を備え、前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき前記当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備え、前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備え、前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢すると共に前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に当接体を介して回転方向に結合する付勢変換部を備えた。

　［トランスミッションの概要］
　図１は、本発明の実施例１に係るシームレスシフトのトランスミッションを示す概略断面図である。

　図１のように、トランスミッション１は、トルク伝達部材として中実のメインシャフト３及びカウンターシャフト５、アイドラーシャフト４０を備えている。これらメインシャフト３及びカウンターシャフト５は、軸受９、１１、１３、１５等によりトランスミッションケース（図示せず。）に回転自在に支持されている。アイドラーシャフト４０は、トランスミッションケース側に固定されている。

　前記メインシャフト３とカウンターシャフト５とには、複数段の変速ギヤとして１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９が適所に相対回転可能に支持されている。

　前記カウンターシャフト５上の１速ギヤ１９、３速ギヤ２３は、メインシャフト３の出力ギヤ３１、３３に噛合い、メインシャフト３上の２速ギヤ２１、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９は、カウンターシャフト５のギヤ３５、３７、３９、４１にそれぞれ噛合っている。

　前記アイドラーシャフト４０上のリバースアイドラー４２は、軸方向移動によりメインシャフト３上の出力ギヤ４４及びカウンターシャフト５上の入力ギヤ４５に噛合い可能に配置されている。

　前記１速ギヤ１９、３速ギヤ２３は、第１の噛合いクラッチ４７によりカウンターシャフト５に選択的に結合される。前記２速ギヤ２１及び５速ギヤ２７と、４速ギヤ２５及び６速ギヤ２９とは、第２、第３の噛合いクラッチ４９、５１によりそれぞれメインシャフト３に選択的に結合される。この選択的な結合によりメインシャフト３からカウンターシャフト５に変速出力可能となっている。

　前記第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１は、噛合いにより一の変速段を選択的に結合し同時噛み合いを経て他の変速段へ結合を変更するとき離脱するように構成されている。本実施例では、シフトアップ時に、上段の変速段を結合し下段の変速段の同時噛み合いを経て下段の変速段を離脱させる。

　例えば１速ギヤ１９から２速ギヤ２１への結合の変更は、第１、第２の噛合いクラッチ４７、４９により行なう。

　前記第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１は、基本的には同一構造であり、クラッチハブ５３、５５、５７、クラッチスリーブ５９、６１、６３、噛合い歯４７ａ、４７ｂ、４９ａ、４９ｂ、５１ａ、５１ｂ、１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２７ａ、２９ａを備えている。

　前記一方の噛合い歯４７ａ、４７ｂ、４９ａ、４９ｂ、５１ａ、５１ｂは、クラッチスリーブ５９、６１、６３に備えられている。これらの噛合い歯４７ａ、４７ｂ、４９ａ、４９ｂ、５１ａ、５１ｂは、１速ギヤ１９～６速ギヤ２９に対するクラッチスリーブ５９、６１、６３の対向面に備えられている。これらのクラッチスリーブ５９、６１、６３は、一方の回転部材を構成する。つまり、クラッチスリーブ５９、６１、６３は、トルク伝達部材としてのメインシャフト３、カウンターシャフト５に回転方向に係合すると共に軸方向に移動可能に支持されている。

　前記他方の噛合い歯１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２７ａ、２９ａは、クラッチスリーブ５９、６１、６３に備えられている。これらの噛合い歯１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２７ａ、２９ａは、クラッチスリーブ５９、６１、６３に対する１速ギヤ１９～６速ギヤ２９の対向面に備えられている。これらの１速ギヤ１９～６速ギヤ２９は、他方の回転部材を構成する。つまり、１速ギヤ１９～６速ギヤ２９は、カウンターシャフト５にニードルベアリングなどを介して相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持されている。

　前記クラッチスリーブ５９、６１、６３の選択的な軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯４７ａ、４７ｂ、４９ａ、４９ｂ、５１ａ、５１ｂが他方の噛み合い歯１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２７ａ、２９ａに選択的に噛合う。

　前記第１の噛合いクラッチ４７のクラッチハブ５３は、カウンターシャフト５にスプライン嵌合などにより結合され、一体回転可能となっている。第２、第３の噛合いクラッチ４９、５１のクラッチハブ５５、５７は、メインシャフト３にスプライン嵌合などにより結合され、一体回転可能となっている。これらクラッチハブ５３、５５、５７の位置決めは、カウンターシャフト５、メインシャフト３に形成された段付き部とスナップリングとにより行われている。クラッチハブ５３がカウンターシャフト５にスプライン嵌合して一側がカウンターシャフト５の段付き部に突き当てられ、このクラッチハブ５３の他側にカウンターシャフト５に係合されたスナップリングを位置決め配置している。クラッチハブ５５、５７もメインシャフト３に対して同様の構造で位置決められる。

　前記第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１のクラッチスリーブ５９、６１、６３は、クラッチハブ５３、５５、５７の外周に嵌合配置され、軸方向へ移動可能にスプライン結合されている。クラッチスリーブ６１は、変速ギヤである２速ギヤ２１、５速ギヤ２７、クラッチスリーブ６３は、４速ギヤ２５、６速ギヤ２９をメインシャフト３へ選択的に結合して変速出力するために備えられている。クラッチスリーブ５９は、変速ギヤである１速ギヤ１９、３速ギヤ２３をカウンターシャフト５に選択的に結合して変速出力するために備えられている。

　前記クラッチスリーブ５９には、シフトフォーク８０が嵌合する周凹条８１が形成されている。アイドラーシャフト４０上のリバースアイドラー４２にも、シフトフォーク８４が嵌合する周凹条８６が形成されている。なお、アイドラーシャフト４０は、ミッションケース側に固定支持されている。クラッチスリーブ５９には、さらに前記入力ギヤ４５が形成されている。クラッチスリーブ６１、６３には、シフトフォーク８５、８７が嵌合する周凸条８９、９１が形成されている。クラッチスリーブ５９、６１、６３の両サイドには、１速ギヤ１９、２速ギヤ２１、３速ギヤ２３、４速ギヤ２５、５速ギヤ２７、６速ギヤ２９を選択して各両サイドに２速以上離して配置し、それぞれ両サイドの変速ギヤに選択的な噛み合いが可能となっている。

　つまり、クラッチスリーブ５９の両サイドには１速ギヤ１９、３速ギヤ２３が配置され、クラッチスリーブ６１の両サイドには２速ギヤ２１、５速ギヤ２７が配置され、クラッチスリーブ６３の両サイドには４速ギヤ２５、６速ギヤ２９が配置されている。

　前記第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１は、変速駆動部であるシフト機構８００により選択的に操作されるようになっている。リバースアイドラー４２も、シフト機構８００により操作されるようになっている。

　前記シフト機構８００は、トランスミッションケース内に備えられ、シフトフォーク８０、８５、８７とシフトロッド８０３、８０５、８０７とシフトアーム８１１、８１３、８１５とにより前記第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１に連動構成されている。シフト機構８００は、シフトフォーク８０とシフトロッド８０１とシフトアーム８０９とによりリバースアイドラー４２に連動構成されている。

　前記第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１のクラッチスリーブ５９、６１、６３と前記クラッチハブ５３、５５、５７との間に第１～第３の付勢機構１０００が配置されている。第１の付勢機構１０００は、クラッチスリーブ５９を付勢する。つまり、クラッチスリーブ５９は、中立位置から１速ギヤ１９又は３速ギヤ２３方向へ移動することに起因して噛合い歯４７ａ、１９ａ又は噛み合い歯４７ｂ、２３ａが噛み合うように付勢される。第２の付勢機構１０００は、クラッチスリーブ６１を付勢する。つまり、クラッチスリーブ６１は、中立位置から２速ギヤ２１又は５速ギヤ２７方向へ移動することに起因して噛合い歯４９ａ、２１ａ又は噛み合い歯４９ｂ、２７ａが噛み合うように付勢される。第３の付勢機構１０００は、クラッチスリーブ６３を付勢する。つまり、クラッチスリーブ６３は、中立位置から４速ギヤ２５又は６速ギヤ２９へ移動することに起因して噛合い歯５１ａ、２５ａ又は噛み合い歯５１ｂ、２９ａが噛み合うように付勢される。

　前記第１～第３の付勢機構１０００はほぼ同一構成であり、第３噛合いクラッチ５１において第３の付勢機構１０００を代表して後述する。

　前記トランスミッション１の出力は、カウンターシャフト５の出力ギヤ９３にリダクションギヤ２１２Ｒにより噛合うフロントデファレンシャル装置から行う。

　すなわち、シフトレバーのマニュアル操作信号に基づき、或いはアクセルペダルの操作によるアクセル開度及び車速信号等に基づき、シフト機構８００が駆動されると、何れかのシフトアーム８０９、８１１、８１３、８１５を介してシフトロッド８０１、８０３、８０５、８０７が軸方向へ選択的に駆動される。

　このシフトロッドの駆動によりシフトフォーク８１１、８１３、８１５を介して対応する第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１が駆動操作され、シフトフォーク８０９を介してリバースアイドラー４２が駆動操作される。この操作により、１速ギヤ１９～６速ギヤ２９、リバースアイドラー４２が選択的に結合され、シフトアップ、シフトダウン、リバースの変速を行わせることができる。

　［離脱ガイド部］
　図２は、第２、第３の噛合いクラッチを４速ギヤ及び５速ギヤとの関係で示す説明図である。図３は、４速ギヤの状態に係り、（Ａ）は、ドライブトルクによる噛合いを示す一部省略の展開図、（Ｂ）は、コーストトルクによる噛合いを示す一部省略の展開図である。

　本実施例の第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１の噛合い歯は同一構造に形成されている。このため、図２、図３を用い第３の噛合いクラッチ５１の噛合い歯に関して具体形状を説明し、第１、第２の噛合いクラッチ４７、４９に関する噛合い歯の形状は第３の噛合いクラッチ５１の噛合い歯の形状を適宜参照することとし重複した説明は省略する。

　図１、図２、図３のように、第３の噛合いクラッチ５１は、クラッチスリーブ６３の複数の噛合い歯５１ａ、５１ｂ、及び噛合い歯５１ａに噛み合う４速ギヤ２５の複数の噛合い歯２５ａ、６速ギヤ２９（図１）の複数の噛合い歯２９ａ（図１）を有している。

　本実施例の第３の噛合いクラッチ５１をクラッチスリーブ６３及び４速ギヤ２５との関係でさらに説明する。クラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａ及び４速ギヤ２５の噛合い歯２５ａは、周方向で均一の高さに設定されている。但し、噛合い歯５１ａ、２５ａを周方向所定間隔毎、例えば１歯毎に高低を有するように設定することもできる。

　前記噛合い歯５１ａ、２５ａは、メインシャフト３の軸心に対して螺旋状に形成されている。このため、噛合い歯５１ａが噛合い歯２５ａに噛合う時、或は、離脱するとき、両者の噛合いは、ネジのような動作を伴って螺旋ガイドされる。軸心に対して螺旋状とは、軸心を中心とする螺旋状、軸心から螺旋の中心がオフセットされた螺旋状の何れも含む意味である。

　前記第３の噛合いクラッチ５１の噛合い歯２５ａ、５１ａ一方として、例えば噛合い歯２５ａの歯先には、離脱ガイド部として離脱ガイド面９７が備えられている。噛合い歯２５ａには、ドライブトルク伝達方向の後部にドライブ噛合い面１０１が備えられ、同前部にコースト噛合い面９９が備えられている。

　前記ドライブ噛合い面１０１、離脱ガイド面９７、及びコースト噛合い面９９は、噛合い歯２５ａを螺旋状とするために共に螺旋状に形成されている。

　前記離脱ガイド面９７は、メインシャフト３の回転軸心に対し回転方向に漸次傾斜して形成されている。この傾斜により離脱ガイド面９７は、コースティングトルクにより他方の噛合い歯５１ａを相対的にガイドしてクラッチスリーブ６３に噛合い解除方向の軸力を発生させる機能を有する。

　例えば、一の変速段である４速から他の変速段である５速へシフトアップするとき、クラッチスリーブ６３、６１は同時噛み合いを経る。この同時噛合いは、クラッチスリーブ６３の噛合いにより４速ギヤ２５をメインシャフト３に結合している状態において第２の噛合いクラッチ４９のクラッチスリーブ６１の噛合いにより５速ギヤ２７をメインシャフト３に結合する状態となる。

　この同時噛合いを経て４速ギヤ２５の結合から５速ギヤ２７へ結合を変更するときに噛合い歯２５ａ、５１ａが相対トルクを受けて噛合い歯５１ａの歯先を離脱ガイド面９７に当接させ、クラッチスリーブ６３を４速ギヤ２５から離間移動させる構成となっている。

　この場合、前記相対回転は、シフトアップ動作でのクラッチスリーブ６１、６３での同時噛み合いにより下段の変速段に発生するコースティングトルク及び上段の変速段に発生するドライブトルクに起因する。

　本実施例において、離脱ガイド面９７は回転方向に沿って傾斜形成され、その傾斜角度は、メインシャフト３の回転軸心に対しθ＝４５°～８０°の範囲で設定されている。離脱ガイド面９７の傾斜は、ｃｏｔθが噛合い歯２５ａ、５１ａ間の離脱ガイド面９７での摩擦係数を上回る設定としている。なお、離脱ガイド面９７の傾斜角度は、下段の変速段及び上段の変速段のクラッチスリーブ６１、６３が同時噛合いした時にコースティングトルクにより下段の変速段のクラッチスリーブ６３に噛合い解除方向の軸力を生じさせるものであればよく、場合によっては上限を８０°を越えて設定することもできる。

　回転軸心に対する離脱ガイド面９７の傾斜角度４５°は、周方向の分力と回転軸心方向の分力とが拮抗するが、回転軸心方向の分力が上回る傾斜角度４５°未満の場合に比較して後述の内部循環トルクの増大を抑制することのできる限界として定義づけることができる。

　なお、離脱ガイド面９７は、途中から歯先１１３にかけて傾斜角度を大きくすることもできる。離脱ガイド面９７の傾斜上端側を回転方向に沿った面で構成することもできる。離脱ガイド面９７とドライブ噛合い面１０１との間をアールで連続させることもできる。

　前記離脱ガイド面９７は、クラッチスリーブ６１の周方向で歯厚のほぼ全体に形成され、内径側から外径側に向けて螺旋状となっている。離脱ガイド面９７は、螺旋状とすることなく、径方向に沿った斜面で構成することもできる。

　前記ドライブ噛合い面１０１は、ドライブトルクの伝達方向に対し後方へ指向して設定されている。このドライブ噛合い面１０１は、回転軸心に対してドライブトルクの伝達方向に対し歯先に向かって後方へ傾斜するように設定されている。この設定の傾斜により、噛合い歯５１ａが噛み合ったとき噛合い歯５１ａを噛合い方向に引き込む作用を奏する。　　　

　なお、ドライブ噛合い面１０１をドライブトルクの伝達方向に対し歯先に向かって前方へ傾斜するように設定することもできる。この場合は、噛合い歯５１ａが噛み合ったとき噛合い歯５１ａを噛合い方向に対し押し出す作用を奏する。但し、この押し出す作用は、ドライブトルクの伝達時は外れない程度のものである。

　[移動機構]
　前記移動機構とは、前記噛合い歯２５ａ、５１ａが噛み合ってトルク伝達を行うとき前記離脱ガイド面９７に噛合い歯５１ａ当接を可能とする軸方向位置の第２の噛合い位置に前記クラッチスリーブ６３を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除するものである。

　前記噛合い歯２５ａの歯元には、ドライブ噛合い面１０１に隣接して移動ガイド面１０１ａを備えている。移動ガイド面１０１ａは、移動機構としての移動ガイド部を構成する。移動ガイド面１０１ａは、前記噛合い歯２５ａの歯元に傾斜形成された面である。前記噛合い歯２５ａ、５１ａが噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき相手の歯先１１３をガイドして第１の噛合い位置から前記軸方向位置の第２の噛合い位置へ移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除するものである。第１の噛合い位置は、コースト噛合い面９９、１１５がクラッチスリーブ６３及び４速ギヤ２５のコーストトルク時の相対回転により噛合うことができる深い噛合い位置である。第２の噛合い位置は、噛合い歯５１ａの歯先が離脱ガイド面９７に回転方向に対向する浅い噛合い位置である。

　前記移動ガイド面１０１ａは、回転軸心に対して傾斜している。この傾斜により移動ガイド面１０１ａは、ドライブトルクによって噛合い歯５１ａの歯先が当接すると噛合い歯５１ａに軸力を発生させる。この軸力により噛合い歯５１ａは、第１の噛合い位置から第２の噛合い位置へ移動する。この第２の噛合い位置は、噛合い歯２５ａの歯底の面からΔXの距離となる。

　つまり、一の変速段の４速から同時噛み合いを経て他の変速段の５速へ結合を変更するとき４速の噛合い歯５１ａの歯先が第１の噛合い位置から第２の噛合い位置となるようにクラッチスリーブ６３を移動させる。

　前記噛合い歯２５ａのコースト噛合い面９９は、変速時、エンジンブレーキ時に噛合い歯５１ａが噛み合う。コースト噛合い面９９は、離脱ガイド面９７の傾斜下端においてメインシャフト３の軸心方向に沿って立ち上がっている。コースト噛合い面９９は、メインシャフト３の回転軸心に対してコースティングトルクの伝達方向に対し歯底の面から離脱ガイド面９７に向かって後方へ傾斜するように設定されている。

　このコースト噛合い面９９の傾斜設定により、コースティングトルクにより噛合い歯５１ａが噛み合ったとき噛合い歯５１ａを噛合い方向に引き込む作用を奏する。

　なお、コースト噛合い面９９をコースティングトルクの伝達方向に対し離脱ガイド面９７に向かって前方へ傾斜するように設定することもできる。この場合は、噛合い歯５１ａが噛み合ったとき噛合い歯５１ａを噛合い方向に対し押し出す作用を奏する。但し、この押し出す作用は、エンジンブレーキの伝達時は外れない程度のものである。エンジンブレーキ時にクラッチスリーブ６３に働く軸力はごく僅かであり、シフト機構８００側のガイドなどにより噛合い歯２５ａ、５１ａを無理なく噛合い維持させることができる。

　前記コースト噛合い面９９の回転軸心方向での高さは、エンジンブレーキ時に他方の４速ギヤ２５の噛合い歯２５ａからクラッチスリーブ６３が抜けない範囲においてできるだけ低いのがよい。コースト噛合い面９９は、メインシャフト３の回転軸心に対する傾斜を零に設定することもできる。

　前記コースト噛合い面９９の傾斜角度により噛合い歯５１ａに押し出す作用が働く形態では、コースト噛合い面９９の傾斜角度は、エンジンブレーキ時に４速ギヤ２５の噛合い歯２５ａからクラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａが自律的には抜けない範囲とする。また、コースト噛合い面９９の傾斜角度により発生する軸力が小さいときは、シフト機構８００の設定等で抜けを規制する形態にすることもできる。コースト噛合い面９９を無くした場合でも、クラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａが離脱ガイド面９７の傾斜下端に係合し、この係合状態をシフト機構８００の設定等で維持させることができる。

　前記クラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａの歯先１１３は、平坦面やアール面（曲面）で形成している。噛合い歯５１ａには、ドライブ噛合い面１１９、コースト噛合い面１１５が形成されている。噛合い歯５１ａのドライブ噛合い面１１９及びコースト噛合い面１１５は、噛合い歯２５ａのドライブ噛合い面１０１、コースト噛合い面９９に対応して傾斜等が設定されている。

　前記噛合い歯５１ａの歯先１１３、ドライブ噛合い面１１９、及びコースト噛合い面１１５は、メインシャフト３の回転軸心に対して螺旋状で形成されている。この螺旋状は、噛合い歯５１ａを噛合い歯２５ａと同様の螺旋状とするためである。したがって、噛合い歯２５ａが螺旋状ではなく、径方向に沿った形状であるときは、噛合い歯５１ａも同様に径方向に沿った形状とする。

　図３の展開図において前記噛合い歯２５ａ、５１ａの高さ及び回転方向の歯幅はほぼ同一に設定されている。噛合い歯２５ａ、５１ａの歯の間隔は、歯幅よりも大きく設定されている。本実施例では、歯先の幅に対し歯の間隔がほぼ１．５倍に設定されている。この歯の間隔の設定は、噛合い歯２５ａ、５１ａを円滑に噛合わせ、離脱させるためのものであり、その設定は自由である。

　なお、上記説明では噛合い歯２５ａを４速ギヤ２５に形成し、噛合い歯５１ａをクラッチスリーブ６３に形成したが、噛合い歯２５ａをクラッチスリーブ６３に形成し、噛合い歯５１ａを４速ギヤ２５に形成する関係にすることもできる。

　［付勢機構］
　図４は、第３の噛合いクラッチにおける付勢機構の拡大断面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線矢視に対応する断面図である。図６は、付勢機構によるクラッチスリーブの４速ギヤ方向への付勢状態を示す断面図である。図７は、付勢機構の変形例を示す断面図である。

　前記第３の噛合いクラッチ５１における第３の付勢機構１０００は、当接体としてのボール８２４及び付勢機能部としてのコイルスプリング８２２を備えている。

　前記クラッチハブ５７には、支持穴６２０が径方向に貫通して形成されている。支持穴６２０に対向してメインシャフト３には、スプリング座のような凹部８２３が形成されている。支持穴６２０は、周方向所定間隔で複数形成されている。実施例では、６か所均等に備えられている。各支持穴６２０にボール８２４がコイルスプリング８２２と共に収容されている。各コイルスプリング８２２の径方向内端は、各凹部８２３に着座されている。各ボール８２４は、各コイルスプリング８２２により前記クラッチスリーブ６３の内周へ向けて付勢されている。前記クラッチスリーブ６３の内周に、付勢変換部である傾斜溝部４６０を備えている。傾斜溝部４６０は、コイルスプリング８２２により径方向に付勢されるボール８２４を受け、径方向への付勢を軸方向に変換してクラッチスリーブ６３の軸方向移動を付勢するものである。

　前記傾斜溝部４６０は、各ボール８２４に応じて実施例では周方向で６か所に均等に備えられている。したがって、径方向でクラッチハブ５７及びクラッチスリーブ６３間に働くコイルスプリング８２２の弾発力は相殺される。

　図５のように、前記傾斜溝部４６０の断面形状は、ボール８２４がガタツキ無く嵌合するようにボール８２４の半径に対し僅かに大きな半径のＲを有するように形成されている。

　したがって、ボール８２４が傾斜溝部４６０に嵌合することでクラッチスリーブ６３をメインシャフト３のクラッチハブ５７にボール８２４を介して回転方向に結合する。この結合によりクラッチハブ５７とクラッチスリーブ６３との間のスプラインによる噛合い面積の減少は僅かとなり、実用強度を維持させることができる。
傾斜溝部４６０は、トランスミッション１の仕様によりクラッチスリーブ６３の片側にのみ設けることもできる。傾斜溝部４６０は、クラッチスリーブ６３の内周から側面に至って傾斜して形成されている。クラッチスリーブ６３の内周には、軸方向両側の傾斜溝部４６０間に谷部４０９が形成されている。

　したがって、クラッチスリーブ６３は、図４のように中立位置で谷部４０９にボール８２４が弾接して位置決められている。なお、谷部４０９は省略することもできる。クラッチスリーブ６３がシフト機構８００による駆動で移動すると、ボール８２４が移動方向後方の傾斜溝部４６０に嵌合し、傾斜溝部４６０を径方向に当接し付勢する。この径方向の当接による付勢は、傾斜溝部４６０の傾斜により軸方向の付勢に変換される。このため、図５のようにクラッチスリーブ６３がシフト方向に押し付けられ、噛合い歯５１ａが４速ギヤ２５の噛合い歯２５ａに噛合うように付勢される。クラッチスリーブ６３が６速ギヤ側にシフトされたときは、逆側の傾斜溝部４６０が機能し、同様に６速ギヤ２９の噛合い歯２９ａに対する噛合い歯５１ｂの噛合いが行われる。

　なお、前記ボール８２４に付勢力を与えるコイルスプリング８２２は、図７の流体圧に代えることもできる。かかる形態では、支持穴６２０にトルク伝達部材であるメインシャフト３側のオイルホール４９０から油圧を導く構成とする。

　前記付勢機構１０００が発する軸力は、エンジンが駆動状態にあるとき、噛合い歯２５ａの移動ガイド面１０１ａが噛合い歯５１ａに与える軸力より小さくなるように設定してある。このため、付勢機構１０００の付勢力があっても第３の噛合いクラッチ５１は、第２の噛合い位置にあるクラッチスリーブ６３がその位置を維持し、噛合い歯５１ａが噛合い歯２５ａの歯底の面からΔXの距離を維持する。

　［シフト機構］
　図８は、変速駆動部の断面図である。図９は、変速駆動部と第３の噛合いクラッチとの関係を示す説明図である。図１０は、シフトアップ時のシフトカム及びロッカーアームの関係を６速のシフトカム側から見た正面図である。図１１は、シフトカムと副カムとの関係を示し、（Ａ）は、シフトアップ時のシフトカム及び副カムの関係を示す正面図、（Ｂ）は、シフトダウン時のシフトカム及び副カムの関係を示す正面図である。図１２は、ロッカーアームの正面図である。

　図８、図９のように、第３の噛合いクラッチ５１は、変速駆動部としてのシフト機構８００のロッカーアーム１５９に対しシフトアーム８１５の係合部１４１に係合している。

　本実施例の図８のシフト機構８００は、一対のシフトカム及びこの一対のシフトカムをセットとしてロッカーアームを共有する構成とした。

　前記シフト機構８００は、カム機構ＣＡ１～ＣＡ４をハウジング１４３内に備えている。カム機構ＣＡ１は、バックギヤ用であり、シフトアーム８０９を駆動するものである。カム機構ＣＡ２は、１速３速用であり、シフトアーム８１１を駆動するものである。カム機構ＣＡ３は、２速５速用であり、シフトアーム８１３を駆動するものである。カム機構ＣＡ４は、４速６速用であり、シフトアーム８１５を駆動するものである。

　前記カム機構ＣＡ１～ＣＡ４は、カムセット１４５、１４７、１４９、１５１と、カム機構ＣＡ１～ＣＡ４毎のシフト動作部としてロッカーアーム１５３、１５５、１５７、１５９とを備えている。

　前記ロッカーアーム１５３、１５５、１５７、１５９のシフトガイドは、カムセット１４５、１４７、１４９、１５１の各カム面による各係合ガイドで行われる。このシフトガイドにより各ロッカーアーム１５３、１５５、１５７、１５９がそれぞれの係合部１４１を介してシフトアーム８０９、８１１、８１３、８１５をシフト方向に軸方向移動させる。

　前記カムセット１４５、１４７、１４９、１５１は、カム軸１６１に取り付けられている。複数の変速段に応じた操作出力回転部としてカムセット１４５はリバース用のシフトカム１６３、カムセット１４７は、１速用のシフトカム１６５、３速用のシフトカム１６７、カムセット１４９は、２速用のシフトカム１６９、５速用のシフトカム１７１、カムセット１５１は、４速用のシフトカム１７３、６速用のシフトカム１７５をそれぞれ備えている。各シフトカム１６３、１６５、１６７、１６９、１７１、１７３、１７５は、板カムで形成され、外周に後述のカム面を備え、シフト指示によりカム軸１６１と共に一体に回転駆動されるものである。カム軸１６１には、電動のシフトモーター８９０が結合されている。シフトモーター８９０に代えて、油圧、空圧、電磁ソレノイド等のアクチュエーターの使用が可能である。シフトモーター８９０に代えてマニュアル操作用の操作レバーを用いることもできる。

　図９は、第３の噛合いクラッチ５１を操作するロッカーアーム１５９及びカムセット１５１を代表して示す。しかし、第１、第２の噛合いクラッチ４７、４９を操作するロッカーアーム１５５、１５７及びカムセット１４７、１４９についても同様である。リバースアイドラー４２を操作するロッカーアーム１５３及びカムセット１４５についても基本的には同様であるが、カムセット１４５のシフトカムについて後述する副カムの構成は必要が無く、設けられていない。

　前記カムセット１５１は、一対のシフトカム１７３、１７５がロッカーアーム１５９の軸方向両側に配置されている。シフトカム１７３、１７５は、２速以上離れている。シフトカム１７３、１７５は、対応するロッカーアーム１５９を共有し、各シフトカム１７３、１７５が、一つのロッカーアーム１５９の揺動動作に係わる。各シフトカム１７３、１７５は、カム軸１６１の回転により一体に回転し、本実施例においてそれぞれ４速、６速の変速段のシフトガイドに係わるものである。

　図９、図１０で示す遊び（Ｌ１＞Ｌ２）は、Ｌ１をピン１５９ａ、１５９ｂ間の距離、Ｌ２をピン１５９ａ、１５９ｂ間でのカムセット１５１のシフトカム１７３、１７５間の外縁間寸法とする。つまり、遊び（Ｌ１＞Ｌ２）が、カムセット１５１のシフトカム１７３、１７５のカム面とロッカーアーム１５９のピン１５９ａ、１５９ｂとの揺動方向間に形成される。シフトカム１７３は、ロッカーアーム１５９の４速へのシフトガイドに係わる。シフトカム１７５は、ロッカーアーム１５９の６速へのシフトガイドに係わる。他の変速段でも同様である。

　前記遊び（Ｌ１＞Ｌ２）は、シフトフォーク８７を遊びの範囲でフリーとし、クラッチスリーブ６３の第１、第２の噛合い位置間での軸方向の動きを妨げない。これにより、ドライブ・コースト両方向のトルク伝達が確実に可能となる。

　前記ロッカーアーム１５３、１５５、１５９、１５９及びカムセット１４５、１４７、１４９、１５１によりリバースアイドラー４２のシフト動作、第１～第３の噛合いクラッチ４７、４９、５１のシフト動作が行われる。この場合、シフト機構８００は、下段の変速段から上段の変速段への結合の変更を行うために上段の変速段のクラッチスリーブと下段の変速段のクラッチスリーブとの軸方向移動のためのシフトストロークを設定している。このシフト機構８００によるシフトストロークの設定は、シフトカムの構造により上段へのシフトアップ時よりも前記下段へのシフトダウン時を大きくした。但し、シフトアップ時、シフトダウン時のシフトストロークを同一にしてもよい。シフトストロークの設定は後述する。

　［シフトカム］
　図１１により前記４速６速のカム機構ＣＡ４の６速用のシフトカム１７５を代表して説明する。１速３速のカム機構ＣＡ２、２速５速のカム機構ＣＡ３の他のシフトカムの構造についても同様である。

　前記シフトカム１７５は、軸心部に六角穴１７５ａが形成され、この六角穴１７５ａが図８のカム軸１６１の断面六角の周面に嵌合し、一体回転可能となっている。なお、シフトカム１７５のカム軸１６１に対する一体回転構造は、スプライン、キーなど周知構造を適用できる。

　なお、図８中右から１速、３速、６速、４速、５速、２速のシフトカム１６５、１６７、１７５、１７３、１７１、１６９、及び図８中右端のリバースのシフトカム１６３は、位相をずらしてカム軸１６１に取り付けられている。

　前記シフトカム１７５の周面は、カム面１７５ｂとなっている。このカム面１７５ｂに、ロッカーアーム１５９のピン１５９ａ、１５９ｂが習動してロッカーアーム１５９が揺動し、シフト動作を行う。

　前記シフトカム１７５の表面には、一対のストッパー面１７５ｃ、１７５ｄが段付き状に形成されている。シフトカム１７５の表面の段付き部に、副カム１７４が軸１７６により回転可能に支持されている。副カム１７４には、ストッパー面１７５ｃ、１７５ｄに対向する当接縁部１７４ａが一側に形成され、外縁部１７４ｂが、カム面１７５ｂの一部に倣って形成されている。

　したがって、副カム１７４は、軸１７６を中心に回転することで当接縁部１７４ａがストッパー面１７５ｃ、１７５ｄの何れかに切り換えて当接可能となっている。

　前記副カム１７４の外縁部１７４ｂは、凸部１７４ｃを備えている。副カム１７４は、凸部１７４ｃがシフトカム１７５の凸部１７５ｅを含めるようにして外縁部１７４ｂがカム面１７５ｂに倣っている。凸部１７５ｅ及び１７４ｃは、その高さの設定によりシフトストロークを設定する。

　つまり、図１１（Ａ）のように、副カム１７４が一方に回転して当接縁部１７４ａがストッパー面１７５ｃに当接すると副カム１７４の凸部１７４ｃがシフトカム１７５の凸部１７５ｅに重なる。このときの凸部１７５ｅ、１７４ｃ先端の共通の回転半径はＲ１となる。

　図１１（Ｂ）のように、副カム１７４が他方に回転して当接縁部１７４ａがストッパー面１７５ｄに当接すると副カム１７４の凸部１７４ｃがシフトカム１７５の凸部１７５ｅよりも径方向に突出する。このときの凸部１７４ｃ先端の回転半径はＲ２となる。回転半径Ｒ１、Ｒ２の関係は、Ｒ１＜Ｒ２となる。シフトカム１７５側の回転半径Ｒ１＜Ｒ２の関係によりか下段へのシフトダウン側を上段へのシフトアップ側よりもΔＹだけシフトストロークを大きくすることができる。このΔＹは、第１の噛合い位置と第２の噛合い位置との間の距離ΔＸに対応している。

　なお、シフトカム１７５には特段の突部を形成せず、副カム１７４の凸部１７４ｃのみで回転半径Ｒ１、Ｒ２の関係を形成することもできる。

　［ロッカーアーム］
　図１２のように、ロッカーアーム１５９は、両面にピン１５９ａ、１５９ｂを備えている。ピン１５９ａは、６速側のシフトカム１７５のカム面によりガイドを受けるものである。ピン１５９ｂは、４速側のシフトカム１７３のカム面によりガイドを受けるものである。つまりピン１５９ａ、１５９ｂは、ロッカーアーム１５９を正面から見て左右両側に表裏に分けて配置されている。

　前記ロッカーアーム１５９の中央部には、孔１５９ｃが弧状に形成され、カム軸１６１に遊嵌している。ロッカーアーム１５９の先端部には、作用部１５９ｄが備えられ、シフトアーム８１５の係合部１４１に係合している。このロッカーアーム１５９は、ピボット１５９ｅでハウジング１４３に揺動回転自在に支持されている。

　［トルク伝達］
　図１に示すように、エンジンのトルクは発進クラッチ２を介しメインシャフト３に伝達される。４速の変速段で説明すると、メインシャフト３から、クラッチハブ５７、クラッチスリーブ６３を経て、４速ギヤ２５に伝達される。４速ギヤは、ギヤ３７を駆動する。ギヤ３７は、カウンターシャフト５を駆動し、ギヤ９３、リダクションギヤ２１２Ｒ、デファレンシャル装置（図示せず。）、車軸を経て、車輪に動力を伝達する。クラッチスリーブ６３が、両側の４速ギヤ２５、６速ギヤ２９の中間位置（ニュートラル）にあるときは、第３の噛合いクラッチ５１の噛み合いが外れており、動力は伝達されない。

　前記のように、４速の変速段が結合されているとき、エンジンからドライブトルクが入力されると、図３（Ａ）のようにクラッチスリーブ６３のドライブ噛合い面１１９が、４速ギヤ２５のドライブ噛合い面１０１に噛合いドライブトルクの伝達が行われる。この時の噛合いは、軸力ガイド面１０１ａの働きで噛合い歯５１ａ、２５ａにおいてΔＸ離間した第２噛合い位置で行われる。

　一方、エンジンがコーストトルクを発生するとクラッチスリーブ６３は図３（Ａ）の位置から図３（Ｂ）のようにコースト噛合い面９９方向へ相対回転する。この時、噛合い歯５１ａのドライブ噛合い面１１９は噛合い歯２５ａのドライブ噛合い面１０１に対する噛合いから解放される。噛合いが開放されることで付勢機構１０００の付勢力によりクラッチスリーブ６３が図中左方向へ移動する。この移動により噛合い歯５１ａが噛合い歯２５ａの歯底まで移動する。この移動位置で噛合い歯５１ａのコースト噛合い面１１３が第１の噛合い位置でコースト噛合い面９９に噛合う。

　このトルク方向変化によるクラッチスリーブ６３の軸方向移動はシフト機構８００によらず、付勢機構１０００及び移動ガイド面１０１ａの働きにより自律的に行われる。この状態においては、シフト機構８００のロッカーアーム１５９とカムセット１５１間の遊び（Ｌ１＞Ｌ２）が前記のように設けられているため、クラッチスリーブ６３の円滑な動作を実現する。付勢機構１０００及び移動ガイド面１０１ａの働きによるクラッチスリーブ６３の自律的な動作は、シフトフォーク８７によるクラッチスリーブ６３への強制力を不要とし、クラッチスリーブ６３、シフトフォーク８７の摩耗を抑制することができる。

　本発明実施例の付勢機構１０００は、クラッチスリーブ６３の傾斜溝部４６０がボール８２４から同一軸方向に直接的に軸力を受けるから軸力を大きく設定することが可能である。加えて、放射方向に配置された各コイルスプリング８２２の付勢力及びボール８２４の遠心力による径方向の力は傾斜溝部４６０で受け止められて互いに打ち消される。このため、クラッチハブ５７とクラッチスリーブ６３との間の摺動部に有害な摩擦は発生しないか抑制される。

　またエンジン回転が高くなると、エンジンの摺動抵抗、ポンピングロス等が増加するため、スロットルバルブを閉じた時、ドライブトルクから、コーストトルクへの変化がより速くなり、クラッチスリーブ６３のより速い軸方向の動きが求められる。

　一方、エンジンの回転が上昇しクラッチスリーブ６３の回転数が上昇すると、ボール８２４、コイルスプリング８２２（付勢力を流体圧で発生するときは支持穴６２０内の流体等の遠心力）は、クラッチスリーブ６３の回転数の２乗に比例し増大する。このため、付勢機構１０００による、クラッチスリーブ６３を押し付ける軸力もエンジンの回転数増加に伴い増大する。つまり、エンジンの回転数が高いときであっても、クラッチスリーブ６３の軸方向の移動はトルク方向の変化に正確に追従することができる。その結果、確実なトルク伝達が可能となる。

　［変速操作］
　下段から上段の変速段に結合を変更するときは、発進クラッチ２の結合力が弱められ発進クラッチ２の出力伝達トルクがコースティングトルクに一致するなど適正な滑りが発生した時にシフト機構８００がシフト駆動を行う。

　前記シフト機構８００は、シフトレバーの操作により、或はアクセルワークに応じてコントローラがモーター駆動等を制御することにより適時動作する。例えば、４速から５速へのシフトアップが行われると、シフトアーム８１３、８１５、シフトロッド８０５、８０７、シフトフォーク８５、８７を介して上段のクラッチスリーブ６１及び下段のクラッチスリーブ６３が操作される。

　前記クラッチスリーブ６１の噛合い歯４９ｂが上段の５速ギヤ２７の噛合い歯２７ａに噛合うと同時に上段と下段の変速比の違いにより、クラッチスリーブ６３は４速ギヤ２５より速く回転を始める。このためクラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａが４速ギヤ２５の噛合い歯２５ａにおけるコースト噛合い面９９方向へ相対回転し、ドライブ噛合い面１０１、１１９での噛合いが解除される。

　この時クラッチスリーブ６３は付勢機構１０００の付勢により噛合い歯２５ａの歯底方向へ付勢を受ける。しかし、上段の５速ギヤ２７のシフトカム１７１の回転と連動して回転する下段の４速ギヤ２５のシフトカム１７３のカム面１７３ｂによりロッカーアーム１５９の動きが規制され、噛合い歯５１ａが噛合い歯２５ａ対し△Ｘだけ浮き上がった第２の噛合い状態のまま保持される。

　この時、シフト機構８００は、クラッチスリーブ６３が第２の噛合い位置へ離間した状態をそのまま保持する機能のみを受け持つ。このためシフト機構８００は、クラッチスリーブ６３を第１の噛合い位置から第２の噛合い位置へ強制的に浮き上がらせる駆動を行う必要がなく、シフト機構８００の摩耗や、エネルギー消費を防止できる。

　前記クラッチスリーブ６３が４速ギヤ２５よりも速く回転するとき、噛合い歯５１ａの歯先１１３が噛合い歯２５ａの歯底から△Ｘ離れた第２の噛合い位置で離脱ガイド面９７に当接し得る軸方向位置にある。

　このため、噛合い歯５１ａ、２５ａの相対回転により歯先１１３が離脱ガイド面９７に当接し、歯先１１３には斜面作用でニュートラル方向（クラッチが解放される方向）の軸力が働く。一方、上記のようにシフト機構８００の下段のシフトカム１７３に関係してカムセット１５１とロッカーアーム１５９のピン１５９ａ、１５９ｂ間に、クラッチスリーブ６３のニュートラル位置への移動を妨げない遊び（Ｌ１＞Ｌ２）が設けられているため、下段の噛合い歯５１ａ及びクラッチスリーブ６３は、斜面効果で自律的にニュートラル位置に移動する。そして上段のクラッチスリーブ６１の噛合い歯４９ｂと５速ギヤ２７の噛合い歯２７ａとが所定のかみ合い位置に納まり、上段への変速が完了する。

　一般に、この種のシームレスシフトのトランスミッションでは、上段への変速時に、短時間、下段の変速段と上段の変速段との同時噛合いが発生する。同時噛合いに伴う内部循環トルクは、メインシャフト３等に捻じれのポテンシャルエネルギーを蓄積させ、下段の第３の噛合いクラッチ５１の解放時にエネルギー解放による騒音が発生する。

　本発明の実施例においては、内部循環トルクの大きさは、下段の低速側の噛合い歯２５ａ、５１ａのコースティングトルクの大きさTiと等しくなる。該トルクTiの大きさは、噛合い歯５１ａ、クラッチスリーブ６３、それに連動するシフトフォーク８７等シフト機構側の合計質量Mの軸方向への加速抵抗、及び噛合い歯２５ａ、５１ａ、クラッチハブ５７とクラッチスリーブ６３との間のスプラインの摩擦抵抗により決定される。

　ここで、噛合い歯２５ａの歯先の離脱ガイド面９７の回転軸との角度をθ、比例定数をＫとすると、質量Ｍによる軸方向の加速抵抗ＦａはＦａ＝Ｋ・Ｍ・ｃｏｔθとなり、Ｔｉを決定する要素である加速抵抗Ｆａの回転方向の分力Ｆｘは、Ｆｘ＝Ｆａ・ｃｏｔθ＝Ｋ・Ｍ・（ｃｏｔθ）２となる。

　したがって、内部循環トルクＴｉはｃｏｔθの２乗に比例し、θが大きいほど急激に小さくなる。その結果、軸ねじれのポテンシャルエネルギーも小さくなり、解放時の騒音が小さくなる。

　また、噛合い歯２５ａ、５１ａのクラッチ半径部での回転速度差を△Ｖとすると、噛合い歯５１ａの軸方向速度成分ＶｔｈはＶｔｈ＝ΔＶ・ｃｏｔθとなり、θが大きいほどVthが小さくなる。そしてそれに連なるクラッチスリーブ６３及びシフトフォーク８７等シフト機構側の軸方向速度も小さくなる。運動エネルギーはＶｔｈの２乗に比例するため、θが大きいほど、シフトフォーク８７等シフト機構側の衝突音が減少する。

　以上のようにθが大きいほど、つまり離脱ガイド面９７の回転方向での傾斜が緩いほど騒音に関し有利である。但し離脱ガイド面９７の傾斜は、下段へのシフトを考慮しながら決定するとその大きさは例えば上記の所定範囲となる。

　下段の変速段への結合の変更は通常のマニュアル変速機と同様に、発進クラッチ２を切り離し、上段の第２の噛合いクラッチ４９を５速ギヤ２７に対する噛合いを外してニュートラル位置に移動させ、次に下段の第３の噛合いクラッチ５１を４速ギヤ２５に対して噛合わせる。

　この時、前記した離脱ガイド面９７の傾きθに関し、ｃｏｔθ＞摩擦係数でないと、噛合い歯５１ａの歯先１１３と離脱ガイド面９７との間の摩擦により、歯先１１３は離脱ガイド面９７の斜面にブロックされ、噛合い歯５１ａ、２５ａ間の相対回転が惹起されない恐れがある。したがって、θは４５度より大きくｃｏｔθが噛合い歯５１ａの歯先１１３と離脱ガイド面９７との間の摩擦係数より大きくなる範囲で設定してある。

　［シフトストロークの差］
　図１３は、シフトアップ時のロッカーアームと副カム動作前のシフトカムとの関係を示す正面図である。図１４は、シフトダウン時のロッカーアームと副カム動作後のシフトカムとの関係を示す正面図である。なお、シフとアップ、シフトダウンのシフトストロークの差は、６速には無いので、５速、４速間で説明する。

　図９、図１３、図１４のように、ロッカーアーム１５９は、シフトカム１７３、１７５の回転により２本のピン１５９ｂ、１５９ａが駆動されてピボット１５９ｅを中心に揺動する。ピン１５９ｂ、１５９ａとカムセット１４９間の前記遊び（Ｌ１＞Ｌ２）に対応し、クラッチスリーブ６３は、遊び内での自由な動きが可能となる。

　図１３のように、４速用のシフトカム１７３がシフトアップのために回転するとき副カム１７４がストッパー面１７３ｃに当接すると副カム１７４の凸部１７４ｃがシフトカム１７３の凸部１７３ｅに重なる。このときの凸部１７３ｅ、１７４ｃ先端の共通の回転半径はＲ１となる。

　図１４のように、前記シフトカム１７３がシフトダウンのために逆方向に回転すると副カム１７４が他方に回転して当接縁部１７４ａがストッパー面１７３ｄに当接する。この当接により副カム１７４の凸部１７４ｃがシフトカム１７３の凸部１７３ｅよりも径方向に突出する。このときの凸部１７４ｃ先端の回転半径はＲ２となる。

　したがって、ロッカーアーム１５９は下段へのシフト時は上段へのシフト時より△Y＝Ｒ２－Ｒ１だけ多くピボット１５９ｅを中心に揺動する。

　このため、ロッカーアーム１５９の作用部１５９ｄに連動する図１のシフトロッド８０７、シフトフォーク８７がクラッチスリーブ６３をシフトダウン時にシフトアップ時よりもΔＹ（＝△X）だけ多く噛合い移動させる。この噛合い移動により５速から４速へのシフトダウン時に４速の噛合い歯２５ａ、５１ａを深く噛合わせることができる。

　シフトダウン時、発進クラッチ２が結合されていない場合であっても、変速比及び、歯車の慣性により、クラッチスリーブ６３は４速ギヤ２５よりも遅く回転している場合がある。この場合、クラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａの歯先１１３は、噛合い歯２５ａの離脱ガイド面９７により噛合いが離脱する方向の速度成分が負荷される。回転差が大きい場合に付勢機構１０００の付勢力のみでは前記速度成分を打ち消し相手の噛合い歯２５ａの次の歯の歯底まで噛合い歯５１ａを移動させるだけの加速度を与えられない場合が生じる。そこで、付勢機構１０００に加えシフトダウン時とシフトアップ時とでシフトストロークに差を設けることで噛合い歯５１ａの歯先１１３を噛合い歯２５ａの歯元まで確実に送り込むようにする。

　なお、前記第３の噛合いクラッチ５１のコースト噛合い面９９をコースト回転方向へ傾くように傾斜設定し、コースト噛合い面１１５を対応させて傾斜設定した場合には、コーストトルクが働くと、噛合い歯５１ａを噛合い歯２５ａから引き離す軸推力が生じる。該推力は、コースト噛合い面９９、１１５の歯面の傾き角度、歯面、及びクラッチスリーブ６３とクラッチハブ５７との間の摩擦係数等から算出可能である。

　したがって、前記噛合い歯５１ａ、噛合い歯２５ａのコースト噛合い面１１５、９９の傾斜は、通常のコーストトルク（エンジンブレーキによるトルク）が働いたときに発生する前記推力により噛合い歯５１ａが噛合い歯２５ａから離れる方向の動きを付勢機構１０００の付勢力により十分に抑制可能な角度とする。この角度は、前記算出等に基づき決定できる。

　前記噛合い歯２５ａ、５１ａの歯面に発生する軸推力が付勢機構１０００の推力を上回る想定外の大きなコーストトルクが一時的にかつ衝撃的に印加されることもある。このとき噛合い歯２５ａ、５１ａの噛み合いは一時的に外れることもあるが、付勢機構１０００の付勢力により速やかに正常噛み合い位置に復帰する。

　また、シフトアップ時、シフト系に故障が生じ下段の噛合い歯５１ａを噛合い歯２５ａから△Ｘだけ浮かせて保持できない事態が発生した場合であっても、故障モードの改善を図ることができる。つまり、上下段が同時に噛み合うことによる大きな内部循環トルクによりギヤ２５、２７等が破損する等する前に、下段の噛合い歯２５ａ、５１ａの噛み合いは解放される。さらに、このような事態が生じても上段噛合いクラッチによる走行が持続可能となる。

　図１５は、シフト機構の変形例に係り、シフトドラムに副カムを適用した説明図である。図１６は、シフト機構の変形例に係り、ロッカーアーム及びシフトカムに代えたシフトドラムの例を示す説明図である。図１７は、シフト機構の変形例に係り、ロッカーアーム及びシフトカムに代えたシフトアクチュエーターの例を示す説明図である。

　前記シフト機構８００は、シフトロッドを独立して駆動できればよく、図１５のシフトドラム８８０に副カム８３３を軸８３４で回転可能に支持し、シフト用の溝に対しΔＹの範囲で出没させるように構成したもの、図１６のような回転ドラム８２１で構成するもの、図１７のように、シフトロッド８６０を個別に駆動する電動、油圧、空圧の何れか又は組み合わせたアクチュエーター９００で構成するものなどを採用することができる。

　図１８は、実施例（対策後Ｂ）と比較例（対策前Ａ）との騒音発生の比較を示すグラフである。図１９は、実施例（対策後Ｂ）と比較例（対策前Ａ）とを示す説明図である。

　図１８は、図１９の対策前Ａと対策後Ｂとの比較実験データであり、対策後Ｂとは、シームレスシフトのトランスミッションとして上記実施例の噛合いクラッチを採用した。つまり、対策後Ｂは、噛合い歯２５ａの歯先に離脱ガイド面９７を備え、歯元にコースト噛合い面９９を備えた構造である。対策前Ａとは、噛合い歯２５ａの歯先が回転方向に平坦であり、コースト噛合い面９９を傾斜面としたもので、歯先の離脱ガイド面を備えていない。

　実験条件は、以下の通りである。

　シャシーダイナモ上で加速、変速させ実車測定を行った。音計測は、マイクロホンをトランスミッション直上に設置して行った。変位計側は、トランスミッション内部の下段スリーブにギャップセンサを設置して行った。実験器具は、ローラー式シャシーダイナモを用いた。測定器は、データーレコーダとして、株式会社小野測器製のＤＲ－７１００ポータブルレコーダ、音計測として、株式会社小野測器製のＭＩ－１２３５計測用マイクロホン及びＭＩ３１１１プリアンプ、変位計測として、電子応用ＰＵ－０５ギャップセンサ及びＡＥＣ－５５変換器を用いた。

　図１８のグラフでは、対策前Ａ、対策後Ｂのいずれにおいても横軸は時間変化を示している。音量は、縦軸に示す。図１８には示さないが、下段ギヤ変位は、上段、下段のクラッチスリーブが同時噛み合いし、上記のように下段のクラッチスリーブが噛合い位置から離脱移動するときの変位を測定した。

　対策前Ａ、対策後Ｂの比較において、対策前Ａの下段ギヤ変位は、離脱ガイド面でのガイドが存在しないため噛合い離脱動作において急速であるのに対し、対策後Ｂのそれは、離脱ガイド面でのガイドにより相対的に緩やかな変位となった。その後、対策前Ａの下段ギヤは、離脱側で大きく振動しているのに対し、対策後Ｂの下段ギヤは、振動が小さかった。

　この結果、図1８のように、噛合い離脱動作における騒音の発生は、対策後Ｂは、対策前Ａよりも音量が明らかに小さかった。

　かかる相違から、対策後Ｂは、対策前Ａよりも変速時の騒音が大きく軽減し、その結果シフト機構の摩耗損傷を防ぎ、確実でスムーズな変速が可能となった。

　その上、シフト位置チェック機構のためのギヤケースの穴、ねじ、シフトフォークのＶ溝が不要となり、構造が簡素化されコスト低減に寄与する。また例えば４速から５速へのシフトアップ時、クラッチスリーブ６１と５速ギヤ２７との相対回転のため、噛合い歯２７ａ、４９ｂが噛み合うためには通常、大きなバックラッシュや高低歯の組み合わせが必要となる。しかし本発明実施例において、クラッチスリーブ６１は、噛合い歯４９ｂの歯先４２１が、離脱ガイド面２４５の斜面に沿って進むことにより、噛みこむ方向の軸速度成分を得ることができる。

　このため同―高さの噛合い歯４９ｂ、２７ａを使用しながら、噛合い時のバックラッシュを小さくすることが可能となる。その結果、製作コストの低減に加え、機能面においても、シフトミスの防止、バックラッシュ減少による3次振動に起因する騒音の防止が図れる。

　図２０、図２１は、実施例２を示す。図２０は、変速キャンセルを行うシステムの概略構成図である。図２１は、変速キャンセルを行うフローチャートである。

　図２０は、上段、下段が同時噛み合いするときの下段の噛合い歯の挙動を示す。例えば、第３の噛合いクラッチ５１においてクラッチスリーブ６３と４速ギヤ２５との関係を示している。

　本実施例では、離脱ガイド面９７、ドライブ噛合い面１０１、コースト噛合い面９９、移動ガイド面１０１ａをクラッチスリーブ６３の噛合い歯５１ａに設けた。４速ギヤ２５の噛合い歯２５ａは、ドライブ噛合い面１１９、コースト噛合面１１５、歯先１１３を設けた。この噛合い歯２５ａ、５１ａの形状の関係は、実施例１とは逆になっている。なお、トルク伝達において、ドライブ方向とコースト方向とは、上記とは逆の表示になっている。

　図２０において、４速ギヤ２５がシフトアップ時の下段になるとき、本来であればクラッチスリーブ６３は、移動ガイド面１０１ａ及びシフト機構との協働により第２の噛合い位置にある。

　したがって、実施例１で説明したように、４速、５速の変速段のクラッチスリーブが同時噛み合いしたとき、下段となる４速では、噛合い歯５１ａの離脱ガイド面９７に噛合い歯２５ａの歯先１１３がガイドされて４速側の噛合いが円滑に解除され、５速へのシフトアップが完了する。

　しかし、下段シフト機構が故障し、下段のクラッチスリーブ６３が第１の噛合い位置のままであると、上段、下段の同時噛み合い時に離脱ガイド面９７が働かず、下段の噛合い歯５１ａ、２５ａがコースト噛合面９９、１１５で噛合ったまま上段の５速の噛合い歯が噛み合うことでダブル噛合いとなる。

　そこで、下段のクラッチスリーブが第１の噛合い位置にあるときは、変速不能とする。

　なお、ここでの説明は第３の噛合いクラッチ５１で行うが、他の噛合いクラッチも同様である。

　図２０のように、本実施例のシームレスシフトのトランスミッションは、シフト機構８００、検出器２００、制御部２０１を備えている。シフト機構８００は、１方の変速段から前記他の変速段へ結合を変更する変速駆動部を構成するものであり、実施例１と同様に構成することができる。検出器２００は、一の変速段の状態を検出する近接センサーなどである。検出器２００は、一の変速段の状態としてクラッチスリーブが第１の噛合い位置から移動し第２の噛合い位置に移動しているか否かを検出する。検出器２００の検出信号は制御部２０１に入力される。制御部２０１は、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備え、フト機構８００を制御し、アクセルワークなどに応じた通常のシフト動作を行う。また、一の変速段の状態が前記状態にないとき、つまりクラッチスリーブ６３が図２０の噛合いの浅い第２の噛合い位置にないとき前記シフト機構８００による５速の変速段への結合の変更のための信号をキャンセルする。

　図２１のフローチャートは、アクセルワーク等に基づくシフトアップ信号が入力されると割り込み処理が実行される。

　ステップＳ１では、「変速指示信号読み込み」の処理が実行されステップＳ２へ移行する。この処理では、制御部２０１がアクセルワーク等に基づく信号により制御部２０１がシフト指示する信号を読み込む。

　スタップＳ２では、「下段の状態読み込み」の処理が実行されステップＳ３へ移行する。下段の状態は、例えば４速から５速へのシフトアップであるとすると、下段のクラッチスリーブ６３が第２の噛合い位置へ移動した状態となる。この状態は、検出器２００で検出され制御部２０１に検出信号が入力されている。制御部２０１では、入力されている検出信号を読み込む。

　ステップＳ３では、「第２の噛合い位置？」の判断処理が実行される。この判断処理では、読み込まれた検出信号とクラッチスリーブ６３が本来第２の噛合い位置にあるべきであるとする基準信号とが比較され、一致すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４へ移行し、一致しなければ（ＮＯ）、ステップＳ５へ移行する。

　ステップＳ４では、「変速指示」の処理が実行される。クラッチスリーブ６３が第２の噛合い位置に移動しており、噛合い歯２５ａ、５１ａの相対回転により離脱ガイド面９７が有効に機能するので変速指示によりシフト機構８００の動作が許容される。シフト機構８００の動作により、上段のクラッチスリーブ６１の５速ギヤ２７への噛合いと下段のクラッチスリーブ６３の変速ギヤ２５に対する離脱ガイド面９７での当接ガイドとによる同時噛み合いを経て上段への結合の変更が行われる。

　ステップＳ５では、「変速指示キャンセル」の処理が実行される。この処理では、シフトアップ時の不具合によるいわゆるダブル噛合いを防止し、シフト機構８００による変速指示をキャンセルする。つまり、シフト機構８００へのシフトアップ指示として、例えば４速から５速への変速指示をそのまま行うと、変速下段の４速のクラッチスリーブ６３が第２の噛合い位置にないとき、同時噛み合いによる相対回転でクラッチスリーブ６３のコースト噛合い面９９が変速ギヤ２５のコースト噛合い面１１５に衝突する。この衝突は、上段、下段のいわゆるダブル噛合いを引き起こす。このため、変速下段の４速のクラッチスリーブ６３が第２の噛合い位置にないときシフト機構８００への変速指示をキャンセルし、ダブル噛合いを解消する。このとき、変速下段の４速は、ドライブトルクの入力によりクラッチスリーブ６３のドライブ噛合い面１０１が４速ギヤ２５のドライブ噛合い面１１９に噛合う。このため、４速での走行は継続できるため、エマージェンシーとしての走行が可能である。また、ステップＳ５では、変速指示をキャンセルすると同時に警報用のブザーを鳴らし、ランプを点灯させて運転者に知らせる。

　こうして、シフトアップ時に同時噛み合いを行うトランスミッションであるが、ダブル噛合いを防止し、トランスミッションの破損を防止することができる。

１　トランスミッション
３　メインシャフト（トルク伝達部材）
５　カウンターシャフト（トルク伝達部材）
１９　１速ギヤ（変速ギヤ、他方の回転部材）
２１　２速ギヤ（変速ギヤ、他方の回転部材）
２３　３速ギヤ（変速ギヤ、他方の回転部材）
２５　４速ギヤ（変速ギヤ、他方の回転部材）
２７　５速ギヤ（変速ギヤ、他方の回転部材）
２９　６速ギヤ（変速ギヤ、他方の回転部材）
１９ａ、２１ａ、２３ａ、２５ａ、２７ａ、２９ａ　噛合い歯
４７　第１の噛合いクラッチ
４９　第２の噛合いクラッチ
５１　第３の噛合いクラッチ
４７ａ、４７ｂ、４９ａ、４９ｂ、５１ａ、５１ｂ　噛合い歯
９７　離脱ガイド面（離脱ガイド部）
５９、６１、６３　クラッチスリーブ（一方の回転部材）
１０１ａ　移動ガイド面（移動機構、移動ガイド部、）
４６０　傾斜溝部（付勢変換部）
８００　シフト機構（変速駆動部）
８２２　コイルスプリング（付勢機能部）
８２４　ボール（当接体）
１０００　付勢機構

Claims

　噛合いにより一の変速段を結合し同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するときは離脱する噛合いクラッチを備え、
　前記噛合いクラッチは、前記噛合いを行う一方及び他方の噛合い歯を備え、
　前記一方の噛合い歯は、前記一の変速段でトルク伝達を行う軸方向移動可能な一方の回転部材に備えると共に、前記他方の噛合い歯は、前記一方の回転部材の軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯が噛合い前記一方の回転部材との間で前記トルク伝達を行う他方の回転部材に備え、
　前記一方又は他方の噛合い歯の何れか一方の歯先に、相対回転により相手の歯先を当接させ前記離脱をガイドする傾斜した離脱ガイド部を備え、
　前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備え、
　前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、
　前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、
　前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備え、
　前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、
　前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、
　前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢する付勢変換部を備えた、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項1記載のトランスミッションであって、
　前記付勢変換部は、前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に前記当接体を介して回転方向に結合する傾斜溝部である、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
　前記離脱ガイド部の傾斜は、前記回転部材の軸心方向に対し回転方向へ４５°を上回る角度θで設定されｃｏｔθが前記一方及び他方の噛合い歯間の離脱ガイド部での摩擦係数を上回る、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
　前記一方の回転部材は、クラッチスリーブであり、
　前記他方の回転部材は、変速ギヤであり、
　前記離脱をガイドするための相対回転は、シフトアップ動作により前記下段及び上段の変速段のクラッチスリーブが前記下段及び上段の変速段の変速ギヤにそれぞれ同時噛合いした時に前記下段の変速段のクラッチスリーブに発生するコースティングトルクに起因する、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
　前記離脱ガイド部は、螺旋状である、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
　前記移動機構は、前記噛合い歯の歯元に傾斜形成され前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき相手の歯先をガイドして前記一方の回転部材を第１の噛合い位置から第２の噛合い位置へ移動させて前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置とする移動ガイド部である、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
　前記一の変速段が上段であると共に前記他の変速段が下段であり、
　前記一の変速段から前記他の変速段へ結合を変更する変速駆動部を備え、
　前記変速駆動部は、前記他の変速段へ結合の変更を行うために前記上段の変速段の一方の回転部材と前記下段の変速段の一方の回転部材との軸方向移動のためのシフトストロークを設定し、
　前記変速駆動部によるシフトストロークの設定は、前記上段へのシフトアップ時よりも前記下段へのシフトダウン時を大きくした、
　ことを特徴とするトランスミッション。
　請求項１又は２記載のトランスミッションであって、
　前記一の変速段から前記他の変速段へ結合を変更する変速駆動部と、
　前記一の変速段の一方の回転部材の軸方向位置を検出する検出器と、
　前記同時噛合いを経て他の変速段へ結合を変更するとき前記検出された一の回転部材が前記移動機構の働きにより移動する軸方向位置にないとき前記変速駆動部による他の変速段への結合の変更をキャンセルする制御部と、
　を備えたことを特徴とするトランスミッション。
　噛合いを行う一方及び他方の噛合い歯を備え、
　前記一方の噛合い歯は、トルク伝達を行う軸方向移動可能な一方の回転部材に備えると共に、前記他方の噛合い歯は、前記一方の回転部材の軸方向移動に起因して前記一方の噛合い歯が噛合い前記一方の回転部材との間で前記トルク伝達を行う他方の回転部材に備え、
　前記一方又は他方の噛合い歯の何れか一方の歯先に、相対回転により相手の歯先を当接させ前記離脱をガイドする傾斜した離脱ガイド部を備え、
　前記噛合い歯が噛み合ってドライブトルクの伝達を行うとき前記相対回転での当接を可能とする軸方向位置に前記一方の回転部材を移動させる軸力を発生すると共にコーストトルクの発生により前記軸力を解除する移動機構を備え、
　前記一方の回転部材は、トルク伝達部材に回転方向に係合すると共に軸方向移動可能に支持され、
　前記他方の回転部材は、前記トルク伝達部材に相対回転自在に支持されると共に軸方向移動不能に支持され、
　前記一方の回転部材と前記トルク伝達部材との間に配置され前記一方の回転部材が中立位置から前記他方の回転部材へ移動することに起因して前記噛合い歯が噛み合うように前記一方の回転部材を前記移動機構が発生する軸力よりも弱い力で付勢する付勢機構を備え、
　前記付勢機構は、当接体及び付勢機能部を備え、
　前記当接体は、前記トルク伝達部材に径方向に形成した支持穴に配置されて前記付勢機能部により前記一方の回転部材の内周へ向けて付勢され、
　前記一方の回転部材の内周に、前記付勢機能部により径方向に付勢される前記当接体を受け前記付勢の方向を軸方向に変換して前記一方の回転部材の軸方向移動を付勢すると共に前記一方の回転部材を前記トルク伝達部材に当接体を介して回転方向に結合する付勢変換部を備えた、
　ことを特徴とする噛合いクラッチ。