WO2023026401A1 - パーキング機構 - Google Patents

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WO2023026401A1
WO2023026401A1 PCT/JP2021/031169 JP2021031169W WO2023026401A1 WO 2023026401 A1 WO2023026401 A1 WO 2023026401A1 JP 2021031169 W JP2021031169 W JP 2021031169W WO 2023026401 A1 WO2023026401 A1 WO 2023026401A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
tooth
power transmission
friction clutch
clutch
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/031169
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
忠彦 加藤
義弘 山内
泰雅 中條
Original Assignee
株式会社ユニバンス
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Publication date
Application filed by 株式会社ユニバンス filed Critical 株式会社ユニバンス
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Priority to PCT/JP2021/031169 priority patent/WO2023026401A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/22—Locking of the control input devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle parking mechanism.
  • Patent Document 1 discloses a pair of gears that are non-rotatably and axially movably arranged on the left and right mounting shafts of the wheels, and a pair of gears that are arranged in the axial direction.
  • the prior art has disclosed a spring that separates, a mechanism that axially brings the pair of gears together when parked, and a pawl that engages the gears when parked. When the parking mechanism is activated, the pawl engages the gear and prevents the wheel mounting shaft from rotating.
  • Prior art requires additional parts such as gears and pawls that make up the parking mechanism. Furthermore, in the prior art, when the parking mechanism is operated when the vehicle is parked on an uphill or downhill, the wheels rotate due to the force of gravity acting on the vehicle, and this force is applied to the gear and pawl. However, there is a problem that the operation of the parking mechanism cannot be released unless it is fully moved.
  • the present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle parking mechanism that can be released with a small force and that can eliminate the need for additional parts.
  • the present invention provides a plurality of power transmission paths for transmitting the rotation of an input shaft to which the rotation of a motor is input to an output shaft at different gear ratios, and a shift gear for switching between the plurality of power transmission paths.
  • a parking mechanism for a vehicle comprising a transmission having a device.
  • One of the plurality of power transmission paths includes a friction clutch.
  • the shift device has a parking mode in which the friction clutch is engaged to establish one of the plurality of power transmission paths and to establish another one of the plurality of power transmission paths.
  • the shift device switches between a plurality of power transmission paths that transmit the rotation of the input shaft to which the rotation of the motor is input to the output shaft at different gear ratios.
  • One of the plurality of power transmission paths includes a friction clutch.
  • the shift device engages the friction clutch to establish one of the plurality of power transmission paths and establish another one of the plurality of power transmission paths.
  • the circulating torque prevents the output shaft from rotating, thus eliminating the need for parts other than the transmission for the parking mechanism.
  • the operation of the parking mechanism can be released by disengaging the friction clutch.
  • an electric actuator operates the friction clutch.
  • a power transmission device that transmits the output of an actuator to a friction clutch has a holding mechanism that holds the friction clutch in operation when there is no output from the actuator. Therefore, even if the operation of the actuator is stopped, the engaged state of the friction clutch can be maintained.
  • the actuator comprises a drive gear for transmitting torque to the power transmission device
  • the power transmission device is provided with a first driven gear and a second driven gear, respectively, which mesh with the drive gear.
  • the power transmission device includes a first element and a second element.
  • a gear ratio between the drive gear and the first driven gear is different from a gear ratio between the drive gear and the second driven gear.
  • relative rotation between the first element and the second element moves the first element and the second element relative to each other in the axial direction, thereby converting the torque of the drive gear into thrust force. Therefore, power loss can be reduced when the power transmission device converts torque into thrust force.
  • a screw is arranged in the power transmission path from the friction clutch to the actuator. Since the power transmission efficiency is set using the friction of the screw, the structure of the holding mechanism can be simplified.
  • FIG. 1(a) is a skeleton diagram of a transmission according to a first embodiment, and FIG. 1(b) is a schematic side view of the transmission;
  • FIG. FIG. 4 is a chart showing clutch engagement combinations;
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a positive clutch;
  • FIG. (a) is a schematic diagram of a shift device in the first forward speed,
  • (b) is a schematic diagram of a mesh clutch that transmits forward driving torque, and
  • (c) is a schematic diagram of a mesh clutch that transmits forward coasting torque.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a clutch,
  • (d) is a schematic diagram of a shift device in reverse,
  • (e) is a schematic diagram of a mesh clutch that transmits reverse drive torque, and
  • (f) is coasting in reverse.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a dog clutch that transmits torque;
  • (a) is a schematic diagram of a dog clutch that transmits drive torque, and
  • (b) is a schematic diagram of a dog clutch that transmits coasting torque.
  • (a) is a skeleton diagram of a transmission in a second embodiment, and
  • (b) is a schematic side view of the transmission.
  • FIG. 4 is a chart showing clutch engagement combinations; FIG.
  • FIG. 1(a) is a skeleton diagram of the transmission 10 in the first embodiment.
  • FIG. 1(b) is a schematic side view of the transmission 10.
  • the transmission 10 is mounted on the vehicle. Transmission 10 includes a parking mechanism that locks the wheels to prevent them from rotating when parked.
  • the transmission 10 includes an input shaft 12 to which the power of the motor 11 is input, an output shaft 15 arranged on a shaft different from the input shaft 12, and transmission of the rotation of the input shaft 12 to the output shaft 15 at different gear ratios. and a plurality of power transmission paths.
  • the motor 11 is, for example, an electric motor that also functions as a generator.
  • the output shaft 15 is arranged parallel to the input shaft 12, and the first intermediate shaft 13 and the second intermediate shaft 14 arranged parallel to the output shaft 15 are arranged on different axes.
  • the rotary shaft of the motor 11 and the input shaft 12 may be integrated, or a transmission element such as a gear pair or a chain may be interposed between the rotary shaft of the motor 11 and the input shaft 12 .
  • a first gear 16 , a friction clutch 17 and a second gear 21 are arranged on the input shaft 12 .
  • a first gear 16 is coupled to the input shaft 12 .
  • the friction clutch 17 performs transmission/interruption of power between the driving side and the driven side by means of frictional force.
  • the friction clutch 17 is a wet or dry multi-plate clutch.
  • the friction clutch 17 includes a drum 18 that is rotatably arranged relative to the input shaft 12, clutch plates 19 that transmit torque between the drum 18 and the input shaft 12, and pressing members that press the relative motion surfaces of the clutch plates 19. 20 , and a return spring (not shown) that applies a force to the pressing member 20 in a direction to cut off transmission of power by the clutch plate 19 .
  • a second gear 21 is coupled to the drum 18 .
  • the second gear 21 makes the input shaft 12 idle.
  • the friction clutch 17 operates and the frictional force generated in the clutch plate 19 increases, the difference between the rotation speed of the input shaft 12 and the rotation speed of the second gear 21 (drum 18) decreases.
  • the second gear 21 rotates while there is relative rotation between the input shaft 12 and the second gear 21, or the input shaft 12 rotates in synchronization with the input shaft 12.
  • the second gear 21 rotates integrally with.
  • the friction clutch 17 is engaged, the second gear 21 rotates integrally with the input shaft 12 .
  • the friction clutch 17 is operated by the actuator 22.
  • the actuator 22 is a motor (electric motor).
  • a power transmission device 23 transmits the output of the actuator 22 to the friction clutch 17 .
  • the power transmission device 23 has a first element 25 and a second element 26 .
  • a cylindrical worm gear 24 is attached to the rotating shaft of the actuator 22 .
  • the torque of the worm gear 24 is transmitted to a first element 25 in which a first worm wheel 25 a meshes with the worm gear 24 and a second element 26 in which a second worm wheel 26 a meshes with the worm gear 24 .
  • the first worm wheel 25 a is provided on the outer periphery of the first element 25 .
  • a second worm wheel 26 a is provided on the outer circumference of the second element 26 .
  • the first element 25 and the second element 26 are supported by the input shaft 12 so as to be relatively rotatable.
  • the gear ratio between the worm gear 24 and the first worm wheel 25a is different from the gear ratio between the worm gear 24 and the second worm wheel 26a.
  • At least one rolling element 27 is arranged between the cam surface provided on the first element 25 and the cam surface provided on the second element 26 .
  • the rolling elements 27 are exemplified by balls and rollers. The rolling element 27 rolls along the slope between the two cam surfaces due to friction.
  • a return spring (not shown) of the friction clutch 17 presses the second element 26 against the rolling elements 27 via the pressing member 20 .
  • the worm gear 24, the first worm wheel 25a and the second worm wheel 26a constitute a holding mechanism in which the power transmission efficiency from the friction clutch 17 to the actuator 22 is negative.
  • the holding mechanism holds the friction clutch 17 in operation when there is no output from the actuator 22 .
  • the power transmission device 23 After the power transmission device 23 generates a thrust force and engages the friction clutch 17, the worm gear 24 can be prevented from rotating by the holding mechanism even if no current is applied to the actuator 22. ⁇
  • a third gear 28 , a fourth gear 29 and a mesh clutch 30 are arranged on the first intermediate shaft 13 .
  • a third gear 28 is coupled to the first intermediate shaft 13 .
  • the third gear 28 is in constant mesh with the first gear 16 .
  • the fourth gear 29 is arranged rotatably relative to the first intermediate shaft 13 .
  • the positive clutch 30 has a sleeve 31 that rotates integrally with the first intermediate shaft 13 .
  • a shift fork (not shown) is arranged on the sleeve 31 .
  • the sleeve 31 slides on the first intermediate shaft 13 .
  • a first tooth 32 (see FIG. 2) is provided on one end face of the sleeve 31 in the axial direction.
  • the length of the first intermediate shaft 13 can be shortened compared to the case where both axial end faces of the sleeve 31 are provided with teeth.
  • a fifth gear 34 , a sixth gear 35 and a mesh clutch 36 are arranged on the second intermediate shaft 14 .
  • a fifth gear 34 is coupled to the second intermediate shaft 14 .
  • the fifth gear 34 is in constant mesh with the first gear 16 .
  • the sixth gear 35 is arranged rotatably relative to the second intermediate shaft 14 .
  • the sixth gear 35 is in constant mesh with the second gear 21 .
  • the positive clutch 36 has a sleeve 37 that rotates integrally with the second intermediate shaft 14 .
  • a shift fork (not shown) is arranged on the sleeve 37 .
  • the sleeve 37 slides on the second intermediate shaft 14 .
  • a first tooth 38 (see FIG. 4A) is provided on one end face of the sleeve 37 in the axial direction.
  • the length of the second intermediate shaft 14 can be shortened compared to the case where both axial end faces of the sleeve 37 are provided with teeth.
  • a seventh gear 40 is arranged on the output shaft 15 .
  • a seventh gear 40 is coupled to the output shaft 15 .
  • the seventh gear 40 is in mesh with the fourth gear 29 and the sixth gear 35 all the time.
  • the output shaft 15 is used as a wheel mounting shaft, or an output gear is further arranged on the output shaft 15 to transmit torque to the wheels.
  • a differential is arranged on the output shaft 15 and the seventh gear 40 is connected to the differential.
  • the transmission 10 has a shift device 41 (see FIG. 4(a)).
  • the transmission 10 changes the connection between the friction clutch 17 and the mesh clutches 30 and 36 by the shift device 41 to transmit the rotation of the input shaft 12 to the output shaft 15 at different gear ratios.
  • the gear ratio is smaller in the order of 1st speed, 2nd speed, and 3rd speed.
  • Fig. 2 is a chart showing the connection combinations of the friction clutch 17 and the dog clutches 30,36.
  • 1, R, 2, 3, N, and P in FIG. 2 indicate respective modes of the shift device 41, 1: 1st speed, R: reverse, 2: 2nd speed, 3: 3rd speed, N: neutral, P: Parking mode.
  • + indicates that the clutch is engaged
  • - indicates that the clutch is disengaged (the same applies to FIG. 7).
  • the shift device 41 engages the dog clutch 30 and disengages the friction clutch 17 and the dog clutch 36 .
  • Transmission 10 transmits rotation to seventh gear 40 via first gear 16 , third gear 28 , mesh clutch 30 and fourth gear 29 .
  • the shift device 41 rotates in the direction opposite to the direction of rotation in the first gear through the first gear 16, the third gear 28, the mesh clutch 30, and the fourth gear 29 to the seventh gear 40.
  • the shift device 41 engages the dog clutch 36 and disengages the friction clutch 17 and the dog clutch 30 .
  • Transmission 10 transmits rotation to seventh gear 40 via first gear 16 , fifth gear 34 , mesh clutch 36 and sixth gear 35 .
  • the shift device 41 engages the friction clutch 17 and disengages the mesh clutches 30,36.
  • Transmission 10 transmits rotation to seventh gear 40 via friction clutch 17 , second gear 21 and sixth gear 35 .
  • the power transmission path of the friction clutch 17, the second gear 21, the sixth gear 35 and the seventh gear 40 in the third gear is called the first path, and the first gear 16, the fifth gear 34 and the mesh clutch 36 in the second gear.
  • the sixth gear 35 and the seventh gear 40 are referred to as a second path.
  • shifter 41 disengages friction clutch 17 and dog clutches 30,36.
  • the shift device 41 engages the friction clutch 17 and the dog clutch 30 and disengages the dog clutch 36 .
  • Engaging the dog clutch 30 establishes a 1st speed or reverse power transmission path, and engaging the friction clutch 17 establishes a 3rd speed power transmission path. Since power transmission paths with different gear ratios are simultaneously established in the transmission 10, the output shaft 15 cannot rotate due to the circulating torque, and the wheels linked to the output shaft 15 cannot rotate.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the mesh clutch 30.
  • FIG. 3 schematically shows the first tooth 32 provided on the sleeve 31, the second tooth 33 provided on the fourth gear 29, and the shift device 41 when the sleeve 31 and the fourth gear 29 are viewed from the direction perpendicular to the axis. is illustrated.
  • Arrow F in FIG. 3 indicates the direction in which sleeve 31 rotates when the vehicle moves forward
  • arrow R indicates the direction in which sleeve 31 rotates when the vehicle moves backward.
  • the shift device 41 sets the axial position of the sleeves 31,37. A portion of the shift device 41 for setting the position of the sleeve 31 will be described below.
  • the shift device 41 includes a shift fork (not shown) attached to the sleeve 31, a shift rod 31a coupled to the shift fork, and a shift drum 42.
  • the shift drum 42 is rotated around the central axis O by an actuator (not shown) such as a motor.
  • a cam groove 43 is provided on the outer circumference of the shift drum 42 .
  • a projection 44 provided on the shift rod 31 a is contained in the cam groove 43 .
  • the shift drum 42 rotates based on an operation signal of a shift lever (not shown) or based on an accelerator opening and a vehicle speed signal by operating an accelerator pedal (not shown).
  • the shift drum 42 (cylindrical cam) rotates, the sleeve 31 moves in the axial direction via the shift rod 31 a whose projection 44 is guided by the cam groove 43 .
  • the shift device 41 has a spring mechanism 41a.
  • the spring mechanism 41a includes a plurality of recesses 41b provided on the outer periphery of the shift rod 31a, balls 41c that engage with the recesses 41b, and springs 41d that press the balls 41c against the recesses 41b by elastic force. I have.
  • the recesses 41b have inclined surfaces facing each other in the axial direction.
  • the ball 41c When the sleeve 31 is in the neutral position and when the engagement between the first tooth 32 and the second tooth 33 provided on the sleeve 31 is deepest, the ball 41c is positioned at the bottom of the recess 41b.
  • the spring 41d applies an axial force to the shift rod 31a when the ball 41c rides or rides over the inclined surface of the recess 41b.
  • the spring mechanism 41a assists the axial positioning of the sleeve 31 and the disengagement of the first tooth 32 from the second tooth 33 by the elastic force of the spring 41d.
  • a plurality of first teeth 32 are arranged around the central axis of the sleeve 31 at intervals in the circumferential direction.
  • the first tooth 32 has a first surface 45 facing in one circumferential direction and a second surface 49 facing in the other circumferential direction.
  • a plurality of second teeth 33 are arranged around the central axis of the fourth gear 29 at intervals in the circumferential direction.
  • the second tooth 33 includes a fourth surface 55 facing one circumferential direction and a third surface 53 facing the other circumferential direction.
  • the third surface 53 faces at least a portion of the first surface 45 when the sleeve 31 moves axially and the first tooth 32 and the second tooth 33 mesh.
  • the fourth surface 55 faces at least a portion of the second surface 49 when the sleeve 31 moves axially and the first tooth 32 and the second tooth 33 mesh.
  • the first surface 45 includes a first portion 46 that transmits torque in a direction that presses the first surface 45 and the third surface 53 together, and a fifth portion 47 that is adjacent to the tooth root side of the first portion 46 .
  • the first portion 46 is inclined so as to approach the second surface 49 toward the root of the tooth.
  • the first portion 46 transmits torque in the direction of pressing the first surface 45 and the third surface 53 .
  • the fifth portion 47 is inclined away from the second surface 49 toward the root of the tooth.
  • the fifth portion 47 generates a thrust to separate the fourth gear 29 and the sleeve 31 in the axial direction according to the torque in the direction of pressing the first surface 45 and the third surface 53 .
  • the third surface 53 includes a first portion 54 that transmits torque in a direction that presses the first surface 45 and the third surface 53 together.
  • the first portion 54 is inclined so as to approach the fourth surface 55 toward the root of the tooth.
  • the first portions 46 and 54 transmit torque (advance drive torque) in the direction of pressing the first surface 45 and the third surface 53 .
  • the second surface 49 includes a second portion 50, a third portion 52 located on the tip side of the second portion 50, a fourth portion 51 located between the second portion 50 and the third portion 52, including.
  • the second portion 50 is inclined away from the first surface 45 toward the tooth tip.
  • the third portion 52 is inclined so as to approach the first surface 45 toward the tooth tip.
  • the fourth portion 51 connects the second portion 50 and the third portion 52 .
  • the fourth surface 55 includes a second portion 56, a third portion 58 located on the root side of the second portion 56, a fourth portion 57 located between the second portion 56 and the third portion 58, including.
  • the second portion 56 is inclined so as to approach the third surface 53 toward the root of the tooth.
  • the third portion 58 is inclined away from the third surface 53 toward the root of the tooth.
  • the fourth portion 57 connects the second portion 56 and the third portion 58 .
  • the second portions 50 and 56 transmit torque (reverse drive torque) in a direction that presses the second surface 49 and the fourth surface 55 .
  • the third parts 52 and 58 generate a thrust to separate the fourth gear 29 and the sleeve 31 in the axial direction according to the torque (forward coasting torque) in the direction of pressing the second surface 49 and the fourth surface 55. .
  • FIGS. 4(a) to 4(f) show the operation of the transmission 10 when the first tooth 32 and the second tooth 33, which transmit the torque of the first forward speed, the reverse speed and the first forward speed, are disengaged.
  • FIGS. 4(a) to 4(c) show the first forward speed and reverse gear
  • FIGS. 4(d) to 4(f) show the state when the first tooth 32 and the second tooth 33 are disengaged. Indicates status.
  • the shift drum 42 is arranged such that the central axis O of the shift drum 42 is parallel to the shift rod 31a (see FIG. 3), the input shaft 12 (see FIG. 1), the first intermediate shaft 13, the second intermediate shaft 14 and the output shaft 15. are placed.
  • 4(a) and 4(d) N: Neutral
  • 1 First speed
  • R Reverse.
  • Arrow F in FIGS. 4(b), 4(c), 4(e) and 4(f) indicates the direction in which the sleeve 31 rotates when moving forward
  • arrow R indicates the direction in which the sleeve 31 rotates when moving backward. Indicates the direction of rotation.
  • the fifth portion 47 presses the first surface 45 and the third surface 53 against each other.
  • a thrust is generated to separate the fourth gear 29 and the sleeve 31 in the axial direction, and the sleeve 31 is positioned at a position where the first portion 46 of the first tooth 32 contacts the first portion 54 of the second tooth 33 .
  • This position is called the first position.
  • the spring mechanism 41 a (see FIG. 3 ) stores elastic energy for moving the sleeve 31 closer to the fourth gear 29 by the thrust of the fifth part 47 that separates the fourth gear 29 and the sleeve 31 in the axial direction.
  • the first tooth 32 and the second tooth 33 press against the first portions 46, 54 to transmit forward drive torque.
  • the shift device 41 when shifting up from the first forward speed to the second forward speed, the shift device 41 rotates the shift drum 42 (in the direction of the arrow) so that the portion of the cam groove 43 at "1" is shifted.
  • the projection 44 on the side is brought close to the portion "N", and the friction clutch 17 (see FIG. 1) is rotationally engaged to transmit part of the torque of the input shaft 12 from the second gear 21 to the sixth gear 35.
  • the fourth gear 29 rotates, and the rotation speed of the fourth gear 29 becomes higher than the rotation speed of the sleeve 31 due to the difference in gear ratio.
  • forward coasting torque acts on the first tooth 32 and the second tooth 33 .
  • the restoring force of the spring mechanism 41a contributes to maintaining the engagement between the first tooth 32 and the second tooth 33 .
  • the first tooth 32 and the second tooth 33 press against the first portions 46, 54 to transmit reverse coasting torque. Therefore, regenerative energy by the motor 11 can be secured.
  • the restoring force of the spring mechanism 41 a may be used as the thrust force for separating the sleeve 31 from the fourth gear 29 .
  • the shift device 41 sets the position of the sleeve 31 to the first position or the second position where the first tooth 32 and the second tooth 33 are meshed, and the first tooth 32 and the second tooth 33 are engaged.
  • both driving torque and coasting torque can be transmitted.
  • the engagement between the first tooth 32 and the second tooth 33 can be smoothly released.
  • the motor 11 when the motor 11 is rotated in the direction opposite to the rotation for the 1st speed (forward), the vehicle can be moved backward. Therefore, a mechanism such as a reverse gear can be omitted.
  • FIGS. 5(a) and 5(b) are schematic diagrams of the mesh clutch 36.
  • FIG. 5(a) and 5(b) when the sleeve 37 and the sixth gear 35 are viewed from the axis-perpendicular direction, the first teeth 38 provided on the sleeve 37 and the teeth provided on the sixth gear 35 A second tooth 39 is schematically illustrated.
  • Arrows F in FIGS. 5(a) and 5(b) indicate the direction in which the sleeve 37 rotates.
  • a plurality of first teeth 38 are arranged around the central axis of the sleeve 37 at intervals in the circumferential direction.
  • the first tooth 38 has a first surface 59 facing in one circumferential direction and a second surface 60 facing in the other circumferential direction.
  • a plurality of second teeth 39 are arranged around the central axis of the sixth gear 35 at intervals in the circumferential direction.
  • the second tooth 39 has a fourth surface 65 facing in one circumferential direction and a third surface 64 facing in the other circumferential direction.
  • the third surface 64 faces at least a portion of the first surface 59 as the sleeve 37 moves axially to bring the first tooth 38 and the second tooth 39 into mesh.
  • the fourth surface 65 faces at least a portion of the second surface 60 when the sleeve 37 moves axially to bring the first tooth 38 and the second tooth 39 into mesh.
  • the first surface 59 is inclined so as to approach the second surface 60 toward the root of the tooth.
  • the third surface 64 is inclined so as to approach the fourth surface 65 toward the root of the tooth.
  • the first surface 59 and the third surface 64 transmit torque (drive torque) in the direction of pressing the first surface 59 and the third surface 64 .
  • the second surface 60 includes a seventh portion 61, a third portion 63 located on the tip side of the seventh portion 61, a fourth portion 62 located between the seventh portion 61 and the third portion 63, including.
  • the seventh portion 61 and the third portion 63 are inclined so as to approach the first surface 59 toward the tooth tip.
  • the fourth portion 62 connects the seventh portion 61 and the third portion 63 .
  • the fourth surface 65 includes a seventh portion 66, a third portion 68 located on the root side of the seventh portion 66, a fourth portion 67 located between the seventh portion 66 and the third portion 68, including.
  • the seventh portion 66 and the third portion 68 are inclined away from the third surface 64 toward the root of the tooth.
  • the fourth portion 67 connects the seventh portion 66 and the third portion 68 .
  • the seventh parts 61 and 66 generate a thrust to separate the sixth gear 35 and the sleeve 37 in the axial direction according to the torque (coasting torque) in the direction of pressing the second surface 60 and the fourth surface 65 .
  • transmission 10 transmits rotation to seventh gear 40 via first gear 16, third gear 28, dog clutch 30 and fourth gear 29.
  • first gear 16 rotates
  • fifth gear 34 meshing with the first gear 16 and the second intermediate shaft 14
  • the sixth gear 35 meshing with the seventh gear 40 relatively rotates around the second intermediate shaft 14
  • the second gear 21 meshing with the sixth gear 35 relatively rotates around the input shaft 12 .
  • the friction clutch 17 is engaged and the torque of the input shaft 12 is transmitted from the second gear 21 to the sixth gear 35 .
  • the rotational speed of the sixth gear 35 exceeds the rotational speed of the sleeve 37 due to the difference in transmission ratio, the first surface 59 of the first tooth 38 and the third surface 64 of the second tooth 39 are separated.
  • the seventh portion 66 of the second tooth 39 is pressed against the seventh portion 61 of the first tooth 38 (FIG. 5(b))
  • a thrust is generated to separate the sixth gear 35 and the sleeve 37 in the axial direction.
  • the first tooth 38 and the second tooth 39 are disengaged.
  • the third gear in which the rotation is transmitted to the seventh gear 40 via the friction clutch 17, the second gear 21, and the sixth gear 35, is established.
  • the friction clutch 17 Since the torque is transmitted to the output shaft 15 by the friction clutch 17 during the shift operation from the 2nd speed to the 3rd speed, the decrease in the torque of the output shaft 15 can be reduced and a seamless shift can be realized. Since the friction clutch 17 is connected to switch from the 2nd speed to the 3rd speed, the impact during the shift operation can be reduced.
  • the friction clutch 17 is arranged on the first path where the gear stage with the smallest gear ratio (third gear in this embodiment) is established. You can synchronize the relative speed with Therefore, it is possible to easily switch from the second path (in this embodiment, the power transmission path for the second gear) to the first path when shifting up.
  • the friction clutch 17 is arranged on the input shaft 12 to which the motor 11 is connected, the transmission 10 and the motor 11 can be separated by disengaging the friction clutch 17 . By disconnecting the motor 11, the moment of inertia of the transmission 10 can be reduced, and the impact during the gear shifting operation can be reduced.
  • one clutch (friction clutch 17 and mesh clutches 30, 36) is arranged on each of the input shaft 12, the first intermediate shaft 13 and the second intermediate shaft . Therefore, the axial length of the transmission 10 can be shortened compared to the case where two or more clutches are arranged side by side on each shaft.
  • the rotation is transmitted to the seventh gear 40 via the first gear 16, the third gear 28, and the fourth gear 29.
  • the rotation is transmitted to the first gear 16, the fifth gear 34, the third Rotation is transmitted to the seventh gear 40 via the 6th gear 35, and is transmitted to the seventh gear 40 via the second gear 21 and the sixth gear 35 in the 3rd gear. Since the transmission 10 transmits rotation to the seventh gear 40 via two or three gears, it can be made compact.
  • the shift device 41 After stopping the vehicle by stopping the motor 11, when the parking mode is selected, the shift device 41 operates to engage the friction clutch 17.
  • the output shaft 15 and the wheels can be locked by the circulating torque of the transmission 10 only by engaging the friction clutch 17 . Therefore, the selection of the parking mode and the locking of the wheels can be completed in a short time.
  • the friction clutch 17 is disengaged. Then, since the second gear 21 idles the input shaft 12, the sixth gear 35 that meshes with the second gear 21, the seventh gear 40 that meshes with the sixth gear 35, and the fourth gear 29 that meshes with the seventh gear 40 are the first gears. 2 gear 21 is no longer restrained. Therefore, the engagement between the second tooth 33 of the fourth gear 29 and the first tooth 32 of the sleeve 31 can be released with a small force.
  • the first tooth 32 of the sleeve 31 is in mesh with the second tooth 33 of the fourth gear 29, so that the fourth gear 29 and the seventh gear 40 are engaged. It is ready to transmit torque between Therefore, when the motor 11 is rotated in the forward direction, the vehicle moves forward at first speed, and when the motor 11 is rotated in the reverse direction, the vehicle moves backward. Therefore, the process from canceling the selection of the parking mode to starting the vehicle can be completed in a short time.
  • FIG. 6(a) is a skeleton diagram of the transmission 70 in the second embodiment.
  • FIG. 6B is a schematic side view of the transmission 70.
  • the transmission 70 transmits the output of the actuator 22 to the friction clutch 17 through the power transmission device 71 .
  • the power transmission device 71 has a first element 75 and a second element 77 .
  • a driving gear 24a is attached to the rotating shaft of the actuator 22.
  • the drive gear 24a is composed of two gears having slightly different numbers of teeth.
  • the torque of the driving gear 24a is transmitted to a first element 75 in which the first driven gear 72 meshes with the driving gear 24a and a second element 77 in which the second driven gear 73 meshes with the driving gear 24a.
  • the first driven gear 72 and the first element 75 are connected by an inner cylinder 74 extending in the axial direction.
  • the second driven gear 73 and the second element 77 are connected by an outer cylinder 76 extending in the axial direction.
  • the outer cylinder 76 is located radially outside the inner cylinder 74 .
  • the outer peripheral surface of the inner cylinder 74 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 76 are provided with screws 79 (retaining mechanism) that mesh with each other.
  • the screw 79 is arranged so that the central axis of the screw 79 is coaxial with the input shaft 12 .
  • the first driven gear 72, the second driven gear 73, the inner cylinder 74, the first element 75, the outer cylinder 76, and the second element 77 are supported by the input shaft 12 so as to be relatively rotatable.
  • the gear ratio between the drive gear 24 a and the first driven gear 72 is different from the gear ratio between the drive gear 24 and the second driven gear 73 .
  • the drive gear 24a transmits torque to the first element 75 and the second element 77 via the first driven gear 72 and the second driven gear 73, the first element 75 and the second element 77 slightly rotate relative to each other.
  • the second element 77 is fixed in axial position with respect to the input shaft 12 .
  • At least one rolling element 78 is arranged between the cam surface provided on the first element 75 and the cam surface provided on the second element 77 .
  • Rolling bodies 78 are exemplified by balls and rollers. The rolling element 78 rolls along the slope between the two cam surfaces due to friction.
  • a return spring (not shown) of the friction clutch 17 presses the first element 75 against the rolling elements 78 via the pressing member 20 .
  • the friction of the screw 79 is set so that the power transmission efficiency from the friction clutch 17 to the actuator 22 becomes negative. Since the friction clutch 17 can be maintained in a connected state even when the operation of the actuator 22 is stopped, the power consumption of the actuator 22 can be reduced.
  • FIG. 7 is a diagram showing combinations of connections between the friction clutch 17 and the dog clutches 30,36.
  • transmission 70 engages dog clutch 30 and disengages friction clutch 17 and dog clutch 36 .
  • Transmission 70 transmits rotation to seventh gear 40 via first gear 16 , third gear 28 , mesh clutch 30 and fourth gear 29 .
  • the fifth gear 34 meshing with the first gear 16 and the second intermediate shaft 14 also rotate.
  • the sixth gear 35 meshing with the seventh gear 40 relatively rotates around the second intermediate shaft 14
  • the second gear 21 meshing with the sixth gear 35 relatively rotates around the input shaft 12 .
  • the transmission 70 rotates in the direction opposite to the direction of rotation in the first gear through the first gear 16, the third gear 28, the mesh clutch 30, and the fourth gear 29 to the seventh gear 40.
  • the transmission 70 When in neutral, the transmission 70 disengages the friction clutch 17 and the dog clutches 30,36. When in parking mode, transmission 70 engages friction clutch 17 and dog clutch 30 and disengages dog clutch 36 . Engagement of the dog clutch 30 establishes a first speed or reverse power transmission path, and engagement of the friction clutch 17 establishes a second speed power transmission path. Since power transmission paths with different gear ratios are simultaneously established in the transmission 70, the output shaft 15 cannot rotate due to the circulating torque, and the wheels linked to the output shaft 15 cannot rotate.
  • the torque of the input shaft 12 is transmitted to the output shaft 15 by the first gear 16, the second gear 21, the third gear 28, the fourth gear 29, the fifth gear 34, the sixth gear 35 and the seventh gear 40.
  • transmission elements other than gears are exemplified by chains and sprockets, and belts and pulleys.
  • the present invention is not necessarily limited to this. Even in a transmission in which the input shaft 12 and the output shaft 15 are arranged coaxially, if two power transmission paths with different gear ratios are established simultaneously by engaging a friction clutch, it can be used as a parking mechanism.
  • a transmission having a mechanism with three forward speeds and one reverse speed has been described, but it is not necessarily limited to this. It is naturally possible to apply the technology in the embodiment to a transmission having a mechanism with two forward speeds or four or more forward speeds.
  • the number of intermediate shafts arranged between the input shaft 12 and the output shaft 15 can be appropriately set according to the number of gear stages.
  • the friction clutch 17 has been described by exemplifying a multi-plate clutch, but it is not necessarily limited to this. It is of course possible to employ other friction clutches.
  • Other friction clutches are exemplified by single-plate clutches and conical clutches.
  • the case where the positive clutch 30 and the friction clutch 17 are connected to lock the output shaft 15 in the parking mode has been described, but it is not necessarily limited to this. It is of course possible to engage the dog clutch 36 and the friction clutch 17 to lock the output shaft 15 in the parking mode. However, when the vehicle is stopped in 1st gear or in reverse, the mesh clutch 30 is engaged, so the output shaft 15 and the wheels can be locked simply by engaging the friction clutch 17 . This is preferable because the process from selecting the parking mode to locking the wheels can be completed in a short time. Further disengaging the friction clutch 17 allows the vehicle to move forward or backward in first gear. This is preferable because the process from canceling the selection of the parking mode to starting the vehicle can be completed in a short time.
  • the second surfaces 49,60 of the first teeth 32,38 and the fourth surfaces 55,65 of the second teeth 33,39 intermeshing form the second surfaces 49,60 and the fourth surfaces 55,65.
  • the description has been given of the case where the surface generates a thrust force that separates the first teeth 32, 38 from the second teeth 33, 39 in the axial direction according to the torque (coasting torque) in the pressing direction it is not necessarily limited to this. isn't it. Even if the second surfaces 49, 60 and the fourth surfaces 55, 65 are surfaces that do not generate thrust force, when the meshing is disengaged, an external force is applied to the sleeves 31, 37 to cause the first teeth 32, 38 and the second teeth 33 to move. , 39 should be separated.

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Abstract

小さな力で解除できると共に追加の部品を不要にできる車両のパーキング機構を提供する。車両に搭載される変速機（１０）は、モータ（１１）の回転が入力される入力軸（１２）の回転を互いに異なる変速比で出力軸（１５）へ伝達する複数の動力伝達経路と、複数の動力伝達経路の切替えを行うシフト装置（４１）と、を備える。複数の動力伝達経路の一つは摩擦クラッチ（１７）を含む。シフト装置は、摩擦クラッチをつないで複数の動力伝達経路の一つを成立させ、かつ、複数の動力伝達経路の別の一つを成立させる駐車モードを備える。

Description

パーキング機構
　本発明は車両のパーキング機構に関する。
　モータが車輪を駆動する車両のパーキング機構として、特許文献１には、車輪の左右の取り付け軸にそれぞれ回転不能かつ軸方向に移動可能に配置された一対のギヤと、一対のギヤを軸方向に離間するばねと、駐車時に一対のギヤを軸方向に近づける機構と、駐車時にギヤに係合する爪と、を備える先行技術が開示されている。パーキング機構が作動するとギヤに爪が係合し、車輪の取り付け軸が回転できなくなる。
特開２０２０－９４６２７号公報
　先行技術はパーキング機構を構成するギヤや爪などの追加の部品を必要とする。さらに先行技術において上り坂や下り坂に駐車したときにパーキング機構を作動すると、車両に働く重力によって車輪が回転し、その力がギヤと爪に加わるので、過大な力を加えてギヤを軸方向に動かさないとパーキング機構の作動を解除できないという問題点がある。
　本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、小さな力で解除できると共に追加の部品を不要にできる車両のパーキング機構を提供することを目的とする。
　この目的を達成するために本発明は、モータの回転が入力される入力軸の回転を互いに異なる変速比で出力軸へ伝達する複数の動力伝達経路と、複数の動力伝達経路の切替えを行うシフト装置と、を有する変速機を備える車両のパーキング機構である。複数の動力伝達経路の一つは摩擦クラッチを含む。シフト装置は、摩擦クラッチをつないで複数の動力伝達経路の一つを成立させ、かつ、複数の動力伝達経路の別の一つを成立させる駐車モードを備える。
　第１の態様によれば、モータの回転が入力される入力軸の回転を互いに異なる変速比で出力軸へ伝達する複数の動力伝達経路が、シフト装置によって切り替えられる。複数の動力伝達経路の一つは摩擦クラッチを含む。シフト装置は駐車モードにおいて、摩擦クラッチをつないで複数の動力伝達経路の一つを成立させ、かつ、複数の動力伝達経路の別の一つを成立させる。駐車モードでは循環トルクによって出力軸が回転できないので、変速機以外に、パーキング機構のための部品を不要にできる。さらに摩擦クラッチを切ることによってパーキング機構の作動を解除できる。
　第２の態様によれば、第１の態様において、電動式のアクチュエータが摩擦クラッチを作動する。アクチュエータの出力を摩擦クラッチへ伝達する動力伝達装置は、アクチュエータの出力がないときに摩擦クラッチの作動を保持する保持機構を備える。従ってアクチュエータの作動を停止しても摩擦クラッチがつながった状態を維持できる。
　第３の態様によれば、第２の態様において、アクチュエータは動力伝達装置にトルクを伝える駆動ギヤを備え、動力伝達装置は、駆動ギヤにかみ合う第１被動ギヤ及び第２被動ギヤがそれぞれ設けられた第１要素および第２要素を含む。駆動ギヤと第１被動ギヤとのギヤ比と駆動ギヤと第２被動ギヤとのギヤ比とが異なる。動力伝達装置は、第１要素と第２要素との相対回転により第１要素および第２要素が軸方向に相対移動し駆動ギヤのトルクをスラスト力に変換する。よって動力伝達装置がトルクをスラスト力に変換するときの動力損失を低減できる。
　第４の態様によれば、第２の態様において、動力伝達装置は、摩擦クラッチからアクチュエータへの動力伝達経路にねじが配置されている。ねじの摩擦を利用して動力伝達効率が設定されるので、保持機構の構造を簡易にできる。
（ａ）は第１実施の形態における変速機のスケルトン図であり、（ｂ）は模式的に示した変速機の側面図である。 クラッチの連結の組合せを示す図表である。 かみあいクラッチの模式図である。 （ａ）は前進１速のときのシフト装置の模式図であり、（ｂ）は前進のドライブトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｃ）は前進のコースティングトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｄ）は後進のときのシフト装置の模式図であり、（ｅ）は後進のドライブトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｆ）は後進のコースティングトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図である。 （ａ）はドライブトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｂ）はコースティングトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図である。 （ａ）は第２実施の形態における変速機のスケルトン図であり、（ｂ）は模式的に示した変速機の側面図である。 クラッチの連結の組合せを示す図表である。
　以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）から図４（ｂ）を参照して第１実施の形態における変速機１０を説明する。図１（ａ）は第１実施の形態における変速機１０のスケルトン図である。図１（ｂ）は模式的に示した変速機１０の側面図である。変速機１０は車両に搭載される。変速機１０は、駐車時に車輪が回転しないように車輪をロックするパーキング機構を含む。
　変速機１０は、モータ１１の動力が入力される入力軸１２と、入力軸１２と異なる軸上に配置された出力軸１５と、入力軸１２の回転を互いに異なる変速比で出力軸１５へ伝達する複数の動力伝達経路と、を備えている。モータ１１は、例えば発電機としても機能する電動機である。出力軸１５は入力軸１２と平行に配置されており、出力軸１５と平行に配置された第１中間軸１３及び第２中間軸１４が、互いに異なる軸上に配置されている。モータ１１の回転軸と入力軸１２とを一体化しても良いし、モータ１１の回転軸と入力軸１２との間に歯車対やチェーンなどの伝達要素が介在しても良い。
　入力軸１２には第１ギヤ１６、摩擦クラッチ１７及び第２ギヤ２１が配置されている。第１ギヤ１６は入力軸１２に結合している。摩擦クラッチ１７は、摩擦力によって駆動側と被動側との間の動力の伝達・遮断を行う。本実施形態では摩擦クラッチ１７は湿式または乾式の多板クラッチである。
　摩擦クラッチ１７は、入力軸１２に相対回転可能に配置されたドラム１８と、ドラム１８と入力軸１２との間でトルクを伝達するクラッチ板１９と、クラッチ板１９の相対運動面を押し付ける押付部材２０と、クラッチ板１９による動力の伝達を遮断する方向の力を押付部材２０に加える戻しばね（図示せず）と、を備えている。第２ギヤ２１はドラム１８に結合している。
　摩擦クラッチ１７を切ると、第２ギヤ２１は入力軸１２を空転する。摩擦クラッチ１７が作動してクラッチ板１９に発生する摩擦力が大きくなると、入力軸１２の回転速度と第２ギヤ２１（ドラム１８）の回転速度との差が小さくなる。クラッチ板１９に発生する摩擦力の大きさによって、入力軸１２と第２ギヤ２１との間に相対回転のある状態で第２ギヤ２１が回転したり、入力軸１２と同期して入力軸１２と一体に第２ギヤ２１が回転したりする。摩擦クラッチ１７をつなぐと、第２ギヤ２１は入力軸１２と一体に回転する。
　摩擦クラッチ１７はアクチュエータ２２によって作動する。本実施形態では、アクチュエータ２２はモータ（電動機）である。動力伝達装置２３はアクチュエータ２２の出力を摩擦クラッチ１７へ伝達する。動力伝達装置２３は第１要素２５及び第２要素２６を備えている。
　アクチュエータ２２の回転軸に円筒状のウォームギヤ２４が取り付けられている。ウォームギヤ２４のトルクは、ウォームギヤ２４に第１ウォームホイール２５ａがかみあう第１要素２５、及び、ウォームギヤ２４に第２ウォームホイール２６ａがかみあう第２要素２６に伝達される。第１ウォームホイール２５ａは第１要素２５の外周に設けられている。第２ウォームホイール２６ａは第２要素２６の外周に設けられている。第１要素２５及び第２要素２６は、入力軸１２に相対回転可能に支持されている。ウォームギヤ２４と第１ウォームホイール２５ａとのギヤ比は、ウォームギヤ２４と第２ウォームホイール２６ａとのギヤ比と異なる。第１要素２５及び第２要素２６にウォームギヤ２４がトルクを伝えると、第１要素２５及び第２要素２６は僅かに相対回転する。第１要素２５は入力軸１２に対する軸方向（スラスト方向）の位置が固定されている。
　第１要素２５に設けたカム面と第２要素２６に設けたカム面との間に転動体２７が少なくとも一つ配置されている。転動体２７はボールやローラが例示される。転動体２７は摩擦によって２つのカム面の間を斜面に沿って転がる。摩擦クラッチ１７の戻しばね（図示せず）は、押付部材２０を介して第２要素２６を転動体２７に押し付ける。
　アクチュエータ２２を作動してウォームギヤ２４を正方向に回転し、第１要素２５と第２要素２６とを相対回転すると、転動体２７がカム面を転がり、押付部材２０に第２要素２６を押し付けるスラスト力が発生する。第２要素２６が摩擦クラッチ１７の戻しばねを押し返し、押付部材２０がクラッチ板１９を押し付けると、クラッチ板１９に発生する摩擦力が大きくなる。アクチュエータ２２を作動してウォームギヤ２４を反対方向に回転すると、クラッチ板１９に発生する摩擦力は小さくなる。
　ウォームギヤ２４、第１ウォームホイール２５ａ及び第２ウォームホイール２６ａは、摩擦クラッチ１７からアクチュエータ２２への動力伝達効率が負である保持機構を構成する。保持機構は、アクチュエータ２２の出力がないときに摩擦クラッチ１７の作動を保持する。動力伝達装置２３がスラスト力を発生して摩擦クラッチ１７をつないだ後、アクチュエータ２２に電流を流さなくても、保持機構によりウォームギヤ２４が回転しないようにできる。
　第１中間軸１３には第３ギヤ２８、第４ギヤ２９及びかみあいクラッチ３０が配置されている。第３ギヤ２８は第１中間軸１３に結合している。第３ギヤ２８は第１ギヤ１６と常時かみあう。第４ギヤ２９は第１中間軸１３に相対回転可能に配置されている。
　かみあいクラッチ３０は、第１中間軸１３と一体に回転するスリーブ３１を備えている。スリーブ３１にはシフトフォーク（図示せず）が配置されている。第１中間軸１３に沿ってシフトフォークが移動すると、スリーブ３１は第１中間軸１３をスライドする。スリーブ３１の軸方向の片方の端面に第１歯３２（図２参照）が設けられている。スリーブ３１の軸方向の両方の端面に歯を設ける場合に比べ、第１中間軸１３の長さを短くできる。
　第４ギヤ２９の軸方向の端面に設けられた第２歯３３にスリーブ３１の第１歯３２がかみあうと、第４ギヤ２９は第１中間軸１３と一体に回転する。第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れると、第４ギヤ２９は第１中間軸１３を空転する。
　第２中間軸１４には第５ギヤ３４、第６ギヤ３５及びかみあいクラッチ３６が配置されている。第５ギヤ３４は第２中間軸１４に結合している。第５ギヤ３４は第１ギヤ１６と常時かみあう。第６ギヤ３５は第２中間軸１４に相対回転可能に配置されている。第６ギヤ３５は第２ギヤ２１と常時かみあう。
　かみあいクラッチ３６は、第２中間軸１４と一体に回転するスリーブ３７を備えている。スリーブ３７にはシフトフォーク（図示せず）が配置されている。第２中間軸１４に沿ってシフトフォークが移動すると、スリーブ３７は第２中間軸１４をスライドする。スリーブ３７の軸方向の片方の端面に第１歯３８（図４（ａ）参照）が設けられている。スリーブ３７の軸方向の両方の端面に歯を設ける場合に比べ、第２中間軸１４の長さを短くできる。
　第６ギヤ３５の軸方向の端面に設けられた第２歯３９にスリーブ３７の第１歯３８がかみあうと、第６ギヤ３５は第２中間軸１４と一体に回転する。第１歯３８と第２歯３９とのかみあいが外れると、第６ギヤ３５は第２中間軸１４を空転する。
　出力軸１５には第７ギヤ４０が配置されている。第７ギヤ４０は出力軸１５に結合している。第７ギヤ４０は第４ギヤ２９及び第６ギヤ３５と常時かみあう。出力軸１５を車輪の取り付け軸にしたり、出力軸１５にさらに出力ギヤを配置したりして、車輪にトルクを伝える。出力軸１５を車輪の取り付け軸にする場合には、出力軸１５に差動装置を配置し、差動装置に第７ギヤ４０を結合する。
　変速機１０はシフト装置４１（図４（ａ）参照）を備えている。変速機１０は、シフト装置４１によって摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６をつなぎ変えて、入力軸１２の回転を互いに異なる変速比で出力軸１５へ伝達する。変速比は、１速段、２速段、３速段の順に小さい。
　図２は摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６の連結の組合せを示す図表である。図２における１，Ｒ，２，３，Ｎ，Ｐは、シフト装置４１の各モードを示し、１：１速、Ｒ：後進、２：２速、３：３速、Ｎ：ニュートラル、Ｐ：駐車モードである。図２において＋はクラッチをつなぐことを示し、－はクラッチを切ることを示す（図７においても同じ）。
　１速のときは、シフト装置４１はかみあいクラッチ３０をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３６を切る。変速機１０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。後進のときは、シフト装置４１は１速段のときの回転の向きと反対向きの回転を、第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に伝達する。
　２速のときは、シフト装置４１はかみあいクラッチ３６をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０を切る。変速機１０は第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。
　３速のときは、シフト装置４１は摩擦クラッチ１７をつなぎ、かみあいクラッチ３０，３６を切る。変速機１０は摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。３速における、摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第１経路といい、２速における、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第２経路という。ニュートラルのときは、シフト装置４１は摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６を切る。
　駐車モードのときは、シフト装置４１は摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０をつなぎ、かみあいクラッチ３６を切る。これがパーキング機構である。かみあいクラッチ３０をつなぐと１速または後進の動力伝達経路が成立し、摩擦クラッチ１７をつなぐと３速の動力伝達経路が成立する。変速比が異なる動力伝達経路が変速機１０に同時に成立するので、循環トルクによって出力軸１５が回転できなくなり、出力軸１５に連係する車輪が回転できなくなる。
　図３はかみあいクラッチ３０の模式図である。図３ではスリーブ３１及び第４ギヤ２９を軸直角方向から見たときの、スリーブ３１に設けられた第１歯３２、第４ギヤ２９に設けられた第２歯３３及びシフト装置４１が模式的に図示されている。図３の矢印Ｆは、車両が前進するときにスリーブ３１が回転する方向を示し、矢印Ｒは、車両が後進するときにスリーブ３１が回転する方向を示す。シフト装置４１はスリーブ３１，３７の軸方向の位置を設定する。以下、シフト装置４１のうちスリーブ３１の位置を設定する部分を説明する。
　シフト装置４１は、スリーブ３１に取り付けられたシフトフォーク（図示せず）と、シフトフォークに結合するシフトロッド３１ａと、シフトドラム４２と、を備えている。シフトドラム４２はモータ等のアクチュエータ（図示せず）により中心軸Ｏの周りを回転する。シフトドラム４２の外周にはカム溝４３が設けられている。シフトロッド３１ａに設けられた突起４４はカム溝４３の中に入っている。
　シフトドラム４２は、シフトレバー（図示せず）の操作信号に基づき、或いはアクセルペダル（図示せず）の操作によるアクセル開度および車速信号等に基づき回転する。シフトドラム４２（円筒カム）が回転すると、カム溝４３に突起４４がガイドされたシフトロッド３１ａを介して、スリーブ３１は軸方向に移動する。
　シフト装置４１は、ばね機構４１ａを備えている。本実施形態では、ばね機構４１ａは、シフトロッド３１ａの外周に設けられた複数の凹み４１ｂと、凹み４１ｂに係合するボール４１ｃと、ボール４１ｃを弾性力によって凹み４１ｂに押し付けるばね４１ｄと、を備えている。凹み４１ｂは、軸方向に互いに向かい合う傾斜面を有する。
　スリーブ３１がニュートラルの位置にあるとき、及び、スリーブ３１に設けられた第１歯３２と第２歯３３とのかみ合いが最も深いときに、ボール４１ｃは凹み４１ｂの底に位置する。凹み４１ｂの傾斜面をボール４１ｃが乗り上げたり乗り越えたりするときに、ばね４１ｄはシフトロッド３１ａに軸方向の力を加える。ばね機構４１ａは、ばね４１ｄの弾性力によって、スリーブ３１の軸方向の位置決めの補助や第１歯３２と第２歯３３とのかみあい外れの補助をする。
　第１歯３２は、スリーブ３１の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第１歯３２は、周方向の一方を向く第１面４５と、周方向の他方を向く第２面４９と、を備える。第２歯３３は、第４ギヤ２９の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第２歯３３は、周方向の一方を向く第４面５５と、周方向の他方を向く第３面５３と、を備える。第３面５３は、スリーブ３１が軸方向に移動して第１歯３２と第２歯３３とがかみあうときに、第１面４５の少なくとも一部に対面する。第４面５５は、スリーブ３１が軸方向に移動して第１歯３２と第２歯３３とがかみあうときに、第２面４９の少なくとも一部に対面する。
　第１面４５は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクを伝える第１部４６と、第１部４６の歯元側に隣接する第５部４７と、を含む。第１部４６は、歯元へ向かうにつれて第２面４９へ近づくように傾斜している。第１部４６は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクを伝える。第５部４７は、歯元へ向かうにつれて第２面４９から離れるように傾斜している。第５部４７は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクに応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。
　第３面５３は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクを伝える第１部５４を含む。第１部５４は、歯元へ向かうにつれて第４面５５へ近づくように傾斜している。第１部４６，５４は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルク（前進のドライブトルク）を伝える。
　第２面４９は、第２部５０と、第２部５０の歯先側に位置する第３部５２と、第２部５０と第３部５２との間に位置する第４部５１と、を含む。第２部５０は、歯先へ向かうにつれて第１面４５から離れるように傾斜している。第３部５２は、歯先へ向かうにつれて第１面４５へ近づくように傾斜している。第４部５１は、第２部５０と第３部５２とを接続している。
　第４面５５は、第２部５６と、第２部５６の歯元側に位置する第３部５８と、第２部５６と第３部５８との間に位置する第４部５７と、を含む。第２部５６は、歯元へ向かうにつれて第３面５３へ近づくように傾斜している。第３部５８は、歯元へ向かうにつれて第３面５３から離れるように傾斜している。第４部５７は、第２部５６と第３部５８とを接続している。第２部５０，５６は、第２面４９と第４面５５とを押し付ける方向のトルク（後進のドライブトルク）を伝える。第３部５２，５８は、第２面４９と第４面５５とを押し付ける方向のトルク（前進のコースティングトルク）に応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。
　図４（ａ）から図４（ｆ）を参照して、前進１速、後進および前進１速のトルクを伝える第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れるときの変速機１０の動作を説明する。図４（ａ）から図４（ｃ）は前進１速および後進の状態を示し、図４（ｄ）から図４（ｆ）は第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れるときの状態を示す。
　シフトドラム４２は、シフトドラム４２の中心軸Ｏが、シフトロッド３１ａ（図３参照）、入力軸１２（図１参照）、第１中間軸１３、第２中間軸１４及び出力軸１５と平行に配置されている。図４（ａ）及び図４（ｄ）において、Ｎ：ニュートラル、１：１速、Ｒ：後進である。図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｅ）及び図４（ｆ）の矢印Ｆは前進のときにスリーブ３１が回転する方向を示し、矢印Ｒは後進のときにスリーブ３１が回転する方向を示す。
　中心軸Ｏの周りにシフトドラム４２が回転すると、カム４３に沿って突起４４が移動し、それに伴いシフトロッド３１ａ及びスリーブ３１が軸方向に移動する。カム４３の「Ｎ」の部分に突起４４が位置すると、第１歯３２は第２歯３３にかみあわない。カム４３の「１」又は「Ｒ」の部分に突起４４が位置すると、第１歯３２は第２歯３３とかみあう（図４（ａ））。
　図４（ｂ）に示すように、第１歯３２から第２歯３３へ前進のドライブトルクが伝わるときは、第５部４７が、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクに応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生し、第２歯３３の第１部５４に第１歯３２の第１部４６が接する位置にスリーブ３１が位置する。この位置を第１位置という。第５部４７による第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力によって、ばね機構４１ａ（図３参照）は、第４ギヤ２９にスリーブ３１を近づける弾性エネルギーを蓄える。第１歯３２及び第２歯３３は、第１部４６，５４を押し付けて前進のドライブトルクを伝える。
　図４（ｃ）に示すように、第１歯３２及び第２歯３３に前進のコースティングトルクが作用すると、第１歯３２の第２面４９と第２歯３３の第４面５５との間の周方向の隙間の分だけ第１歯３２と第２歯３３とが相対回転する間に、ばね機構４１ａが蓄えた弾性エネルギーの解放による軸方向の弾性力によってシフトロッド３１ａが移動し、「１」の部分のカム溝４３と突起４４との間の隙間の分だけスリーブ３１が第４ギヤ２９に近づく。これにより第２歯３３の第２部５６に第１歯３２の第２部５０が接する位置にスリーブ３１が位置する。この位置を第２位置という。第１歯３２及び第２歯３３は、第２部５０，５６を押し付けて前進のコースティングトルクを伝える。これにより前進のコースティングトルクが伝わるときのモータ１１による回生エネルギーを確保できる。
　図４（ｄ）に示すように、前進１速から前進２速へシフトアップをするときは、シフト装置４１はシフトドラム４２を回転して（矢印方向）、カム溝４３の「１」の部分にある突起４４を「Ｎ」の部分に近づけ、さらに摩擦クラッチ１７（図１参照）を回転係合し、入力軸１２のトルクの一部を第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の違いによって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。これにより第１歯３２及び第２歯３３に前進のコースティングトルクが作用する。
　カム溝４３の傾斜に沿って突起４４及びシフトロッド３１ａが軸方向に移動し、第２歯３３の第３部５２に第１歯３２の第３部５８が接する位置にスリーブ３１が位置すると、第３部５２，５８が接し、第２面４９と第４面５５とを押し付ける方向のトルクに応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。シフトドラム４２の回転に伴い、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいがスムーズに外れる（図４（ｆ））。
　後進のときはシフトドラム４２が回転してカム４３の「Ｒ」の部分に突起４４が位置する。これにより第２歯３３の第２部５６に第１歯３２の第２部５０が接する第２位置にスリーブ３１が位置する。後進のときは、モータ１１は前進のときの回転と反対方向に回転する。第１歯３２及び第２歯３３は、第２部５０，５６を押し付けて後進のドライブトルクを伝える（図４（ｃ））。
　第１歯３２及び第２歯３３に後進のコースティングトルクが作用すると、第１歯３２の第１面４５に第２歯３３の第３面５３が接する（図４（ｂ））。第１面４５の第５部４７に第３面５３が接すると、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクに応じて、第１面４５の第５部４７が、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。「Ｒ」の部分のカム４３と突起４４との間の隙間の分だけ、突起４４及びシフトロッド３１ａが軸方向に移動し、スリーブ３１を第１位置に設定する。ばね機構４１ａの復元力は、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいの維持に寄与する。第１歯３２及び第２歯３３は、第１部４６，５４を押し付けて後進のコースティングトルクを伝える。よってモータ１１による回生エネルギーを確保できる。スリーブ３１を第４ギヤ２９から離す推力に、ばね機構４１ａの復元力を利用しても良い。
　変速機１０によれば、第１歯３２と第２歯３３とがかみあう第１位置または第２位置にスリーブ３１の位置をシフト装置４１が設定し、第１歯３２と第２歯３３とがかみあう位置を変えることにより、ドライブトルクもコースティングトルクも伝達できる。さらに第１歯３２と第２歯３３とのかみあいをスムーズに外すことができる。また、モータ１１の１速段（前進）用の回転と反対方向にモータ１１を回転すると後進ができる。よって後進用のギヤ等の機構を省略できる。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）はかみあいクラッチ３６の模式図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）ではスリーブ３７及び第６ギヤ３５を軸直角方向から見たときの、スリーブ３７に設けられた第１歯３８、及び、第６ギヤ３５に設けられた第２歯３９が模式的に図示されている。図５（ａ）及び図５（ｂ）の矢印Ｆは、スリーブ３７が回転する方向を示す。
　第１歯３８は、スリーブ３７の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第１歯３８は、周方向の一方を向く第１面５９と、周方向の他方を向く第２面６０と、を備える。第２歯３９は、第６ギヤ３５の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第２歯３９は、周方向の一方を向く第４面６５と、周方向の他方を向く第３面６４と、を備える。第３面６４は、スリーブ３７が軸方向に移動して第１歯３８と第２歯３９とがかみあうときに、第１面５９の少なくとも一部に対面する。第４面６５は、スリーブ３７が軸方向に移動して第１歯３８と第２歯３９とがかみあうときに、第２面６０の少なくとも一部に対面する。
　第１面５９は、歯元へ向かうにつれて第２面６０へ近づくように傾斜している。第３面６４は、歯元へ向かうにつれて第４面６５へ近づくように傾斜している。第１面５９及び第３面６４は、第１面５９と第３面６４とを押し付ける方向のトルク（ドライブトルク）を伝える。
　第２面６０は、第７部６１と、第７部６１の歯先側に位置する第３部６３と、第７部６１と第３部６３との間に位置する第４部６２と、を含む。第７部６１及び第３部６３は、歯先へ向かうにつれて第１面５９へ近づくように傾斜している。第４部６２は、第７部６１と第３部６３とを接続している。
　第４面６５は、第７部６６と、第７部６６の歯元側に位置する第３部６８と、第７部６６と第３部６８との間に位置する第４部６７と、を含む。第７部６６及び第３部６８は、歯元へ向かうにつれて第３面６４から離れるように傾斜している。第４部６７は、第７部６６と第３部６８とを接続している。第７部６１，６６は、第２面６０と第４面６５とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力を発生する。
　図１（ａ）に戻って変速機１０の動作を説明する。１速のときは、変速機１０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。第１ギヤ１６の回転に伴い、第１ギヤ１６にかみあう第５ギヤ３４及び第２中間軸１４も回転する。第７ギヤ４０にかみあう第６ギヤ３５は、第２中間軸１４の周りを相対回転し、第６ギヤ３５にかみあう第２ギヤ２１は、入力軸１２の周りを相対回転する。
　１速から２速への変速動作は、まず摩擦クラッチ１７をすべらしながら作動し、駆動側と被動側との間に相対回転のある状態で、入力軸１２のトルクの一部を第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の違いによって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。第１歯３２の第１部４６と第２歯３３の第１部５４とが離れ、第１歯３２の第３部５２に第２歯３３の第３部５８が押し付けられると（図４（ｅ））、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力が発生し、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れる（図４（ｆ））。
　かみあいクラッチ３６のスリーブ３７の回転速度と第６ギヤ３５の回転速度との差が小さくなったときにスリーブ３７を軸方向に移動し、第１歯３８と第２歯３９とをかみあわせる。かみあいクラッチ３６をつなぐと同時に摩擦クラッチ１７を切ると、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する２速が成立する。入力軸１２のトルクの一部が、摩擦クラッチ１７によって出力軸１５へ伝達されるので、変速動作時の出力軸１５のトルク低下を低減し、シームレスシフトを実現できる。
　２速から３速への変速動作は、摩擦クラッチ１７を連結し、入力軸１２のトルクを第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。変速比の違いによって、第６ギヤ３５の回転速度がスリーブ３７の回転速度より大きくなると、第１歯３８の第１面５９と第２歯３９の第３面６４とが離れる。第１歯３８の第７部６１に第２歯３９の第７部６６が押し付けられると（図５（ｂ））、第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力が発生し、第１歯３８と第２歯３９とのかみあいが外れる。これにより摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する３速が成立する。
　２速から３速の変速動作時に、摩擦クラッチ１７によってトルクが出力軸１５へ伝達されるので、出力軸１５のトルク低下を低減し、シームレスシフトを実現できる。摩擦クラッチ１７をつないで２速から３速へ切替えられるので、変速動作時の衝撃を低減できる。
　変速機１０は、変速比が最も小さい変速段（本実施形態では３速）が成立する第１経路に摩擦クラッチ１７が配置されているので、摩擦クラッチ１７によって第１経路の駆動側と被動側との相対速度を同調できる。よってシフトアップのときの第２経路（本実施形態では２速の動力伝達経路）から第１経路の切替えを簡易にできる。
　モータ１１が接続された入力軸１２に摩擦クラッチ１７が配置されているので、摩擦クラッチ１７を切ることにより変速機１０とモータ１１とを切り離すことができる。モータ１１を切り離すことで変速機１０の慣性モーメントを低減し、変速動作時の衝撃を低減できる。
　変速機１０は、入力軸１２、第１中間軸１３及び第２中間軸１４にそれぞれ１つずつクラッチ（摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６）が配置されている。よって各軸にクラッチを２つ以上並べて配置する場合に比べ、変速機１０の軸方向の長さを短くできる。
　１速のときは、第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達し、２速のときは、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達し、３速のときは、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。変速機１０は２枚または３枚のギヤを介して第７ギヤ４０に回転を伝達するので、小型化できる。
　モータ１１を止めて停車した後、駐車モードが選択されると、シフト装置４１が作動して摩擦クラッチ１７をつなぐ。変速機１０に１速または後進が成立した状態で停車した場合は、摩擦クラッチ１７をつなぐだけで、変速機１０の循環トルクによって出力軸１５及び車輪をロックできる。よって駐車モードの選択から車輪のロックまでを短時間で完結できる。
　摩擦クラッチ１７がつながるときは、駆動側から被動側へトルクを徐々に伝えて、被動側が衝撃なく係合する。従って車両が完全に停止していないときに駐車モードが選択されても、出力軸１５及び車輪の回転が急停止しないようにできるので、摩擦クラッチ１７によって車輪を緩やかにロックできる。
　駐車モードの選択が解除されると、摩擦クラッチ１７が切れる。そうすると第２ギヤ２１は入力軸１２を空転するので、第２ギヤ２１にかみあう第６ギヤ３５、第６ギヤ３５にかみあう第７ギヤ４０、及び、第７ギヤ４０にかみあう第４ギヤ２９は第２ギヤ２１に拘束されなくなる。よって第４ギヤ２９の第２歯３３とスリーブ３１の第１歯３２とのかみあいを小さい力で外すことができる。
　駐車モードの選択が解除され、摩擦クラッチ１７が切れたときは、スリーブ３１の第１歯３２は第４ギヤ２９の第２歯３３にかみあっているので、第４ギヤ２９と第７ギヤ４０との間にトルクを伝達できる状態にある。従ってモータ１１を正方向に回転すると車両は１速で前進し、モータ１１を逆方向に回転すると車両は後進する。よって駐車モードの選択の解除から車両の発進までを短時間で完結できる。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照して第２実施の形態における変速機７０を説明する。第１実施形態では、３速段における動力伝達経路に摩擦クラッチ１７が配置される場合について説明した。これに対し第２実施形態では、２速段における動力伝達経路に摩擦クラッチ１７が配置される場合について説明する。第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６（ａ）は第２実施の形態における変速機７０のスケルトン図である。図６（ｂ）は模式的に示した変速機７０の側面図である。
　変速機７０は、アクチュエータ２２の出力を摩擦クラッチ１７へ動力伝達装置７１が伝達する。動力伝達装置７１は第１要素７５及び第２要素７７を備えている。
　アクチュエータ２２の回転軸に駆動ギヤ２４ａが取り付けられている。駆動ギヤ２４ａは、互いに歯数が僅かに異なる２つのギヤからなる。駆動ギヤ２４ａのトルクは、駆動ギヤ２４ａに第１被動ギヤ７２がかみあう第１要素７５、及び、駆動ギヤ２４ａに第２被動ギヤ７３がかみあう第２要素７７に伝達される。第１被動ギヤ７２及び第１要素７５は、軸方向に延びる内筒７４で連結されている。第２被動ギヤ７３及び第２要素７７は、軸方向に延びる外筒７６で連結されている。外筒７６は内筒７４の径方向の外側に位置する。内筒７４の外周面および外筒７６の内周面に、互いにかみあうねじ７９（保持機構）が設けられている。ねじ７９は、ねじ７９の中心軸が、入力軸１２と同軸上に配置されている。
　第１被動ギヤ７２、第２被動ギヤ７３、内筒７４、第１要素７５、外筒７６、第２要素７７は、入力軸１２に相対回転可能に支持されている。駆動ギヤ２４ａと第１被動ギヤ７２とのギヤ比は、駆動ギヤ２４と第２被動ギヤ７３とのギヤ比と異なる。第１被動ギヤ７２及び第２被動ギヤ７３を介して第１要素７５及び第２要素７７に駆動ギヤ２４ａがトルクを伝えると、第１要素７５及び第２要素７７は僅かに相対回転する。第２要素７７は入力軸１２に対する軸方向の位置が固定されている。
　第１要素７５に設けたカム面と第２要素７７に設けたカム面との間に転動体７８が少なくとも一つ配置されている。転動体７８はボールやローラが例示される。転動体７８は摩擦によって２つのカム面の間を斜面に沿って転がる。摩擦クラッチ１７の戻しばね（図示せず）は、押付部材２０を介して第１要素７５を転動体７８に押し付ける。
　アクチュエータ２２を作動して駆動ギヤ２４ａを正方向に回転し、第１要素７５と第２要素７７とを相対回転すると、転動体７８がカム面を転がり、押付部材２０に第１要素７５を押し付けるスラスト力が発生する。第１要素７５が摩擦クラッチ１７の戻しばねを押し返し、押付部材２０がクラッチ板１９を押し付けると、クラッチ板１９に発生する摩擦力が大きくなる。アクチュエータ２２を作動して駆動ギヤ２４ａを反対方向に回転すると、クラッチ板１９に発生する摩擦力は小さくなる。
　ねじ７９の摩擦によって、摩擦クラッチ１７からアクチュエータ２２への動力伝達効率が負になるように設定されている。アクチュエータ２２の作動を停止しても摩擦クラッチ１７がつながった状態を維持できるので、アクチュエータ２２の消費電力を低減できる。
　図７は摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６の連結の組合せを示す図表である。１速のときは、変速機７０はかみあいクラッチ３０をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３６を切る。変速機７０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。第１ギヤ１６の回転に伴い、第１ギヤ１６にかみあう第５ギヤ３４及び第２中間軸１４も回転する。第７ギヤ４０にかみあう第６ギヤ３５は、第２中間軸１４の周りを相対回転し、第６ギヤ３５にかみあう第２ギヤ２１は、入力軸１２の周りを相対回転する。
　後進のときは、変速機７０は１速段のときの回転の向きと反対向きの回転を、第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に伝達する。
　１速から２速への変速動作は、摩擦クラッチ１７をつなぎ、入力軸１２のトルクを第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の違いによって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。第１歯３２の第１部４６と第２歯３３の第１部５４とが離れ、第１歯３２の第３部５２に第２歯３３の第３部５８が押し付けられると（図４（ｅ））、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力が発生し、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れる（図４（ｆ））。これにより摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する２速が成立する。
　２速から３速への変速動作は、摩擦クラッチ１７を切りながら（摩擦力を小さくしながら）、かみあいクラッチ３６のスリーブ３７の回転速度と第６ギヤ３５の回転速度との差が小さくなったときにスリーブ３７を軸方向に移動し、第１歯３８と第２歯３９とをかみあわせる。かみあいクラッチ３６をつなぐと同時に摩擦クラッチ１７を切ると、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する３速が成立する。変速機７０においても第１実施形態と同様にシームレスシフトを実現できる。
　ニュートラルのときは、変速機７０は摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６を切る。駐車モードのときは、変速機７０は摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０をつなぎ、かみあいクラッチ３６を切る。かみあいクラッチ３０をつなぐと１速または後進の動力伝達経路が成立し、摩擦クラッチ１７をつなぐと２速の動力伝達経路が成立する。変速比が異なる動力伝達経路が変速機７０に同時に成立するので、循環トルクによって出力軸１５が回転できなくなり、出力軸１５に連係する車輪が回転できなくなる。
　以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
　実施形態では、第１ギヤ１６、第２ギヤ２１、第３ギヤ２８、第４ギヤ２９、第５ギヤ３４、第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０によって入力軸１２のトルクが出力軸１５に伝達される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。変速機１０，７０にギヤ以外の伝達要素を採用することは当然可能である。ギヤ以外の伝達要素は、チェーンとスプロケット、ベルトとプーリーが例示される。
　実施形態では、入力軸１２と出力軸１５とが異なる軸上に配置される変速機１０，７０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。入力軸１２と出力軸１５とが同軸上に配置される変速機においても、摩擦クラッチをつなぐことによって変速比が異なる２つの動力伝達経路が同時に成立する場合は、それをパーキング機構にできる。
　実施形態では、前進３段と後進１段の機構をもつ変速機を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。前進２段や前進４段以上の機構をもつ変速機に、実施形態における技術を適用することは当然可能である。入力軸１２と出力軸１５との間に配置する中間軸の数は、変速段の数に応じて適宜設定できる。
　実施形態では、多板クラッチを例示して摩擦クラッチ１７を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他の摩擦クラッチを採用することは当然可能である。他の摩擦クラッチは、単板クラッチ、円すいクラッチが例示される。
　実施形態では、駐車モードにおいてかみあいクラッチ３０及び摩擦クラッチ１７をつないで出力軸１５をロックする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。駐車モードにおいてかみあいクラッチ３６及び摩擦クラッチ１７をつないで出力軸１５をロックすることは当然可能である。但し、１速または後進が成立した状態で停車した場合は、かみあいクラッチ３０はつながっているので、摩擦クラッチ１７をつなぐだけで出力軸１５及び車輪をロックできる。駐車モードの選択から車輪のロックまでを短時間で完結できるので好ましい。さらに摩擦クラッチ１７を切ると、車両は１速で前進または後進できる。駐車モードの選択の解除から車両の発進までを短時間で完結できるので好ましい。
　実施形態では、互いにかみあう第１歯３２，３８の第２面４９，６０及び第２歯３３，３９の第４面５５，６５が、第２面４９，６０と第４面５５，６５とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第１歯３２，３８と第２歯３３，３９とを軸方向に離す推力を発生する面である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第２面４９，６０及び第４面５５，６５が推力を発生しない面であっても、かみあいを外すときに、スリーブ３１，３７に外力を加えて第１歯３２，３８と第２歯３３，３９とを引き離せば良い。
　第２実施形態では、動力伝達装置７１において、第１被動ギヤ７２と第１要素７５とを連結する内筒７４と、第２被動ギヤ７３と第２要素７７とを連結する外筒７６と、の間を締結するねじ７９が配置される場合について説明したが、これに限られるものではない。ねじ７９に代えて、摩擦クラッチ１７からアクチュエータ２２への動力伝達効率が負になるように、駆動ギヤ２４、第１被動ギヤ２５ａ及び第２被動ギヤ２６ａの諸元や歯面の表面粗さを設定することは当然可能である。
　１０，７０　変速機（パーキング機構）
　１１　　　　モータ
　１２　　　　入力軸
　１５　　　　出力軸
　１７　　　　摩擦クラッチ
　２２　　　　アクチュエータ
　２３，７１　動力伝達装置
　２４　　　　ウォームギヤ（保持機構の一部）
　２４ａ　　　駆動ギヤ
　２５ａ　　　第１ウォームホイール（保持機構の一部）
　２６ａ　　　第２ウォームホイール（保持機構の一部）
　４１　　　　シフト装置
　７２　　　　第１被動ギヤ
　７３　　　　第２被動ギヤ
　７５　　　　第１要素
　７７　　　　第２要素
　７９　　　　ねじ（保持機構）

Claims (4)

  1. 　モータの回転が入力される入力軸の回転を互いに異なる変速比で出力軸へ伝達する複数の動力伝達経路と、
    　前記複数の動力伝達経路の切替えを行うシフト装置と、を有する変速機を備える車両のパーキング機構であって、
    　前記複数の動力伝達経路の一つは摩擦クラッチを含み、
    　前記シフト装置は、前記摩擦クラッチをつないで前記複数の動力伝達経路の一つを成立させ、かつ、前記複数の動力伝達経路の別の一つを成立させる駐車モードを備えるパーキング機構。
  2. 　前記摩擦クラッチを作動する電動式のアクチュエータと、
    　前記アクチュエータの出力を前記摩擦クラッチへ伝達する動力伝達装置と、を備え、
    　前記動力伝達装置は、前記アクチュエータの出力がないときに前記摩擦クラッチの作動を保持する保持機構を備える請求項１記載のパーキング機構。
  3. 　前記アクチュエータは、前記動力伝達装置にトルクを伝える駆動ギヤを備え、
    　前記動力伝達装置は、前記駆動ギヤにかみ合う第１被動ギヤ及び第２被動ギヤがそれぞれ設けられた第１要素および第２要素を含み、
    　前記第１要素と前記第２要素との相対回転により前記第１要素および前記第２要素が軸方向に相対移動し前記駆動ギヤのトルクをスラスト力に変換し、
    　前記駆動ギヤと前記第１被動ギヤとのギヤ比と前記駆動ギヤと前記第２被動ギヤとのギヤ比とが異なる請求項２記載のパーキング機構。
  4. 　前記動力伝達装置は、前記摩擦クラッチから前記アクチュエータへの動力伝達経路に配置されたねじを備える請求項２記載のパーキング機構。
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JP2007331654A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Aisin Ai Co Ltd パーキングロック機能を備えた歯車変速装置

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