WO2023238313A1 - 変速装置 - Google Patents
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- F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
Definitions
- This invention relates to a transmission.
- the transmission has an input shaft connected to a drive source via a clutch and an output shaft connected to a driven object.
- a plurality of speed change gears are provided on the input shaft and the output shaft so as to be relatively rotatable.
- the transmission gears are provided in correspondence with the number of transmission stages, and are configured to have a different transmission ratio for each transmission stage.
- the transmission is configured to be able to select a transmission gear that is rotated integrally with the input shaft or the output shaft. Power is transmitted from the input shaft to the output shaft via the selected transmission gear.
- the transmission devices disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a plurality of sliders.
- Each slider is disposed between a transmission gear of an input shaft or an output shaft, and is configured to be slidable in the axial direction.
- the transmission is configured to be able to slide any one of the plurality of sliders in the axial direction.
- the plurality of sliders of Patent Document 1 are slidably fitted into spline grooves of the input shaft and the output shaft, and rotate together with the input shaft and the output shaft.
- the slid slider is connected to the speed change gear, so that power is transmitted through the speed change gear.
- the plurality of sliders in Patent Document 2 are slidably arranged on the input shaft and the output shaft, and rotate together with the input shaft and the output shaft.
- a cam biasing mechanism is provided on an input shaft and an output shaft so as to contact a cam surface provided on a slider.
- the cam biasing mechanism is pressed against the cam surface of the slider, and the slid slider is connected to the speed change gear, thereby transmitting power via the speed change gear.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 are large.
- An object of the present invention is to suppress the increase in size of a transmission.
- a transmission according to an embodiment of the present invention has the following configuration. It has an input shaft connected to a drive source via a clutch, and an output shaft connected to a driven object, and the input shaft and the output shaft are rotatable relative to the input shaft and the output shaft, and , a plurality of transmission gears are provided corresponding to the number of gears and are configured to be non-slidable in the axial direction of the input shaft and the output shaft, and the input shaft and the output shaft are provided with and a plurality of sliders configured to be integrally rotatable with the output shaft, slidable in the axial direction, and connectable to the plurality of transmission gears, and the slider connected to the slid slider.
- a transmission device in which power is transmitted from the input shaft to the output shaft via a transmission gear, wherein the slider of at least one of the input shaft or the output shaft is provided on a sliding portion on which the slider slides, and each a plurality of cam biasing mechanisms including springs that apply elastic force in a radial direction of the input shaft or the output shaft, at least one of the sliders being in contact with the cam biasing mechanism; It has a cam surface that converts the elastic force in the radial direction received from the cam biasing mechanism into the force in the axial direction, and two of the sliders at both ends in the axial direction among the plurality of sliders are arranged on the same axis.
- At least one of the two sliders arranged above, located at both ends in the axial direction and on the same axis has the cam surface, and among the plurality of sliders, located at both ends in the axial direction and on the same axis.
- the slider which is different from the two sliders arranged on the same axis, is arranged on an axis different from the two sliders arranged on the same axis at both ends in the axial direction, and each of the plurality of sliders is a slide gear including at least one meshing gear that meshes with at least one of the plurality of transmission gears that is disposed on an axis different from the axis on which the slider is disposed, and that is adjacent to the axially
- No bearing is disposed between any two of the sliding gears that match, and a portion of the sliding portion of the input shaft on which the sliding gear slides and a sliding portion of the output shaft on which the sliding gear slides.
- At least one slider among the plurality of sliders has a cam surface.
- all of the plurality of sliders may have a cam surface.
- Two sliders at both ends of the plurality of sliders in the axial direction are arranged on the same axis (input shaft or output shaft).
- a slider that is located at both ends of the axis and is different from the two sliders that are placed on the same axis is a slider that is located at both ends of the axis and is placed on a different axis from the two sliders that are placed on the same axis.
- each of the plurality of sliders can be a slide gear including at least one meshing gear that meshes with at least one transmission gear.
- the slider also serves as a meshing gear that meshes with the transmission gear, and the meshing gear and the slider are not provided separately.
- a slider is provided on the input shaft and the output shaft separately from the meshing gear that meshes with the speed change gear. Therefore, the transmission of the present invention can shorten the axial lengths of the input shaft and the output shaft compared to Patent Document 1 and Patent Document 2. Further, no bearing is disposed between two slide gears adjacent in the axial direction. Therefore, the transmission device of the present invention can shorten the axial lengths of the input shaft and the output shaft compared to the case where the bearing is arranged between two axially adjacent sliders as in Patent Document 2.
- the transmission according to an embodiment of the present invention may have the following configuration. Any of the slide gears having the cam surface among the plurality of slide gears can be connected to two of the speed change gears that are arranged on the same axis as the slide gear among the plurality of speed change gears. In the switching type slide gear, there is a difference of two or more speeds between the gear positions corresponding to the two speed change gears to which the switching type slide gear is connected.
- the switching type slide gear disposed on the input shaft or the output shaft can be connected to two transmission gears. There is a difference of two or more speeds between the two speed change gears connected by the switching slide gear. Therefore, the transmission can be configured to shift up or down by sliding the switching type slide gear without cutting off the power using the clutch.
- the axial lengths of the input shaft and the output shaft can be shortened compared to a case where the transmission is configured such that two transmission gears connected by a switching type slide gear can be connected by only one slide gear.
- the transmission can be configured to shift up one gear at a time from the first gear or downshift one gear at a time from the highest gear without cutting off power with a clutch. Therefore, the transmission of the present invention can suppress the increase in size of the transmission while increasing the degree of freedom in designing the transmission.
- the transmission according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
- two speed change gears located at both ends in the axial direction are a first speed gear and a second speed gear arranged on the same shaft.
- the reaction force applied to the first and second gears is greater than that of third and higher gears. Therefore, if the two transmission gears at both axial ends of the plurality of transmission gears are not the 1st gear and the 2nd gear, the two transmission gears at both axial ends of the plurality of transmission gears are the 1st gear and the 2nd gear.
- the diameter of at least one of the input shaft or the output shaft or the distance between the input shaft and the output shaft must be increased compared to the case of a high-speed gear. Must be.
- the transmission device of the present invention can suppress enlargement of the transmission device.
- the transmission according to an embodiment of the present invention may have the following configuration.
- the number of the plurality of transmission gears is six, and the plurality of transmission gears include a 3rd gear, a 4th gear, a 5th gear, and a 6th gear in addition to the 1st gear and the 2nd gear.
- the plurality of slide gears include a 5th speed slide gear connectable to the 5th speed gear and a 6th speed slide gear connectable to the 6th speed gear, the 5th speed slide gear and the 6th speed slide gear. is relatively movable in the axial direction,
- the fifth speed gear, the fifth speed slide gear, the sixth speed slide gear, and the sixth speed gear are arranged in this order on the same shaft.
- a 5th speed slide gear and a 6th speed slide gear are provided separately, which are connected to the 5th speed gear and the 6th speed gear arranged on the same shaft. Therefore, the transmission can be configured to shift up or down between the 5th gear and the 6th gear without cutting off the power using the clutch. Therefore, the transmission of the present invention can suppress the increase in size of the transmission while increasing the degree of freedom in designing the transmission.
- the “transmission” is disposed in at least a portion of the power transmission path.
- the power transmission path is a path through which power is transmitted from the drive source to the driven object.
- the transmission changes the gear ratio.
- “Transmission ratio” is the ratio of the rotational speed of the input shaft of the transmission to the rotational speed of the output shaft of the transmission.
- the “transmission device” may include a transmission that changes a gear ratio, and a reduction gear that reduces the rotational speed of power output from the transmission using gears or the like. The reduction ratio by the reducer is not changed.
- a “transmission device” is configured to be non-slidable in the axial direction of an input shaft and an output shaft, and is provided with a plurality of transmission gears provided corresponding to the number of gear stages, and is configured to be non-slidable in the axial direction of an input shaft and an output shaft.
- This is a multi-stage transmission in which power is transmitted from an input shaft to an output shaft via transmission gears of different speeds.
- the transmission device of the present invention and this specification does not include a continuously variable transmission device that is not provided with a speed change gear. Note that the "transmission device" in the present invention and embodiments may include an auxiliary transmission.
- the transmission is a multi-stage transmission. In the present invention and embodiments, the transmission is a non-synchromesh transmission.
- the transmission is a constant mesh transmission.
- the transmission may be an AMT (Automated Manual Transmission) or an MT (Manual Transmission). AMT is also called semi-automatic transmission.
- the transmission is mounted on, for example, a vehicle.
- the vehicle to which the transmission is applied may be a straddle type vehicle or an automobile.
- straddle-type vehicles include motorcycles, motor tricycles, four-wheel buggies (ATVs: All Terrain Vehicles), snowmobiles, personal watercrafts, and the like.
- motorcycles include scooters, motorized bicycles, mopeds, etc.
- the transmission may be mounted on a device other than a vehicle, such as an agricultural machine.
- a “drive source” is a power source for driving a driven object.
- the driven object is, for example, a vehicle, and is at least one of at least one front wheel and at least one rear wheel.
- the driving source may include an engine.
- the drive source may include an engine and an electric motor.
- the drive source may include an engine and an electric motor with a power generation function (or a generator and an electric motor) that generate electricity using the output of the engine. In this case, the engine power may be used only for power generation.
- the axial direction of the input shaft and the output shaft is a direction parallel to the rotation center axis of the input shaft and the rotation center axis of the output shaft.
- the “sliding portion” refers to a portion in the axial direction of the outer peripheral surfaces of the input shaft and the output shaft, on which a plurality of sliders slide.
- the “slide portion” is a range on the outer circumferential surfaces of the input shaft and the output shaft in which a plurality of sliders slide, and has a spline shape or a cylindrical shape in which grooves are formed along the axial direction.
- the "cam biasing mechanism” may be any mechanism that applies an elastic force to the cam surface of the slider in the radial direction of the input shaft and the output shaft.
- the cam biasing mechanism may be composed of only a spring, or a part thereof may be composed of a spring. Further, the spring may be a coil spring or a disc spring.
- At least one of the plurality of options in the present invention and the embodiments includes all possible combinations of the plurality of options.
- At least one (one) of the multiple options may be any one of the multiple options, or may be all of the multiple options.
- at least one of A, B, and C may be only A, only B, only C, A and B, or A and C. It may be B and C, or it may be A, B, and C.
- the present invention may have a plurality of this component. Further, the present invention may include only one such component.
- the terms “mounted,” “connected,” “coupled,” and “supported” are used in a broad sense. Specifically, it includes not only direct attachment, connection, coupling, and support, but also indirect attachment, connection, coupling, and support. Furthermore, connected and coupled are not limited to physical or mechanical connections/couplings. They also include direct or indirect electrical connections/coupling.
- the term “preferable” is non-exclusive.
- Preferred means “preferred, but not limited to.”
- the configuration described as “preferable” exhibits at least the above-mentioned effects obtained by the configuration of claim 1.
- the term “may” is non-exclusive. “You may do so” means “you may do so, but it is not limited to this.” In this specification, the configuration described as “may be performed” produces at least the above-mentioned effects obtained by the configuration of claim 1.
- the transmission device of the present invention can suppress enlargement.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a transmission device according to a first embodiment. It is a schematic diagram explaining another structure of the transmission of a 1st embodiment. It is a schematic diagram explaining the composition of the transmission of a 2nd embodiment.
- FIG. 7 is a developed cross-sectional view of a speed change gear and a slide gear of a transmission device according to a second embodiment. It is a schematic diagram explaining the composition of the transmission of a 3rd embodiment.
- FIGS. 1(a) and 1(b) show two examples of the transmission 1 of the first embodiment.
- the transmission 1 of the first embodiment is not limited to the configuration shown in FIGS. 1(a) and 1(b).
- the transmission device 1 shown in FIGS. 1(a) and 1(b) is mounted on a vehicle (not shown) such as a motorcycle, for example.
- the vehicle includes a drive source 5 such as an engine, a transmission 1, a clutch 2, and a control device (not shown).
- the driving force generated by the driving source 5 is transmitted to the driven object 4 via the clutch 2 and the transmission 1.
- the control device controls the drive source 5, the transmission 1, and the clutch 2.
- the transmission 1 has an input shaft 11 and an output shaft 12.
- the transmission 1 is configured to be able to transmit power from an input shaft 11 to an output shaft 12 .
- the ratio of the rotational speed of the input shaft 11 to the rotational speed of the output shaft 12 is called a gear ratio.
- the gear ratio of the transmission 1 is changed by a control device.
- the vehicle may include a shift operator (not shown) operated by the driver to change the gear ratio of the transmission 1.
- the control device changes the gear ratio of the transmission device 1 in accordance with the operation of the shift operator.
- the control device may be configured to be able to automatically change the gear ratio of the transmission 1 according to, for example, the vehicle speed when the shift operator is not operated. The vehicle does not need to have a shift operator operated by the driver to change the gear ratio of the transmission 1.
- the input shaft 11 is connected to the drive source 5 via the clutch 2.
- the clutch 2 is, for example, a friction clutch, but is not limited thereto.
- clutch 2 is not a dual clutch.
- the transmission 1 is not a dual clutch transmission.
- the transmission 1 is an AMT (Automated Manual Transmission).
- the control device is configured to be able to automatically change the power transmission rate of the clutch 2 without any operation by the driver.
- the control device temporarily reduces the power transmission rate of the clutch 2 when changing the gear ratio of the transmission 1.
- the output shaft 12 is connected to the driven object 4.
- the output shaft 12 may be connected to the driven object 4 via a speed reduction device or the like.
- Input shaft 11 is supported by bearings 11a and 11b.
- the output shaft 12 is supported by bearings 12a and 12b.
- Input shaft 11 is rotated by drive source 5 .
- the rotation of the output shaft 12 causes the driven object 4 to be rotationally driven.
- a plurality of transmission gears 31, 32, 33, 34, 35, and 36 are provided on the input shaft 11 and the output shaft 12, corresponding to the number of transmission stages.
- the number of gears is six.
- the plurality of transmission gears 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 are configured to be able to rotate relative to the input shaft 11 and the output shaft 12 and non-slidable in the axial direction of the input shaft 11 and output shaft 12 .
- the transmission gears 31, 32, 33, 34, 35, and 36 are a first gear, a second gear, a third gear, a fourth gear, a fifth gear, and a sixth gear, respectively.
- an arrow X indicates the axial direction of the input shaft 11 and the output shaft 12.
- the axial direction is the axial direction of the input shaft 11 and the output shaft 12.
- a plurality of sliders 41, 42, and 43 are provided on the input shaft 11 and the output shaft 12.
- the sliders 41, 42, and 43 are configured to be able to rotate integrally with the input shaft 11 and the output shaft 12, and to be slidable in the axial direction.
- the plurality of sliders 41, 42, 43 are connected to the plurality of transmission gears 31-36. Power is transmitted from the input shaft 11 to the output shaft 12 via transmission gears 31 to 36 connected to sliders 41, 42, and 43.
- the slid slider 41 is connected to the speed change gear 31 or the speed change gear 33.
- the slid slider 42 is connected to the transmission gear 32 or the transmission gear 34.
- the slid slider 43 is connected to the transmission gear 35 or the transmission gear 36.
- the number of sliders 43 is one, and in the example of FIG. 1(b), the number of sliders 43 is two.
- the transmission 1 has a plurality of cam biasing mechanisms 80.
- the input shaft 11 and the output shaft 12 have slide portions 141, 142, 143 on which a plurality of sliders 41, 42, 43 slide in the axial direction.
- the slide portion 141 is a portion on which the slider 41 of the input shaft 11 or the output shaft 12 slides.
- the slide portion 142 is a portion on which the slider 42 of the input shaft 11 or the output shaft 12 slides.
- the slide portion 143 is a portion on which the slider 43 of the input shaft 11 or the output shaft 12 slides.
- the cam biasing mechanism 80 is provided in at least two of the plurality of slide parts 141, 142, and 143.
- Cam biasing mechanism 80 includes a spring 81 .
- the spring 81 applies elastic force to the input shaft 11 and the output shaft 12 in the radial direction.
- slide portions 141, 142, and 143 are indicated by diagonal hatching.
- the slide portions 141, 142, and 143 are a part of the outer peripheral surface of the input shaft 11 and a part of the outer peripheral surface of the output shaft 12.
- the slide portions 141 and 142 are part of the output shaft 12, and the slide portion 143 is a part of the input shaft 11.
- At least one of the sliders 41, 42, and 43 has a cam surface 71. At least one of the two sliders 41, 42 at both ends in the axial direction among the plurality of sliders 41, 42, 43 has a cam surface 71. In the example of FIGS. 1(a) and 1(b), the two sliders 41 and 42 have a cam surface 71. In the example of FIG. 1(b), the slider 43a of the two sliders 43 also has the cam surface 71. The cam surface 71 contacts the cam biasing mechanism 80 and converts the radial elastic force received from the cam biasing mechanism 80 into an axial force.
- two sliders 41, 42 at both ends in the axial direction are arranged on the same axis.
- a slider 43 different from the two sliders 41, 42 at both ends in the axial direction is arranged on a different axis from the two sliders 41, 42.
- the plurality of sliders 41, 42, 43 are slide gears 41, 42, 43.
- Each of the plurality of slide gears 41, 42, and 43 includes at least one meshing gear that meshes with at least one transmission gear arranged on a different axis from the slide gear.
- the slide gear 41 includes a meshing gear 41 that meshes with a speed change gear 35 disposed on a different axis from the slide gear 41.
- Slide gear 42 includes a meshing gear 42 that meshes with transmission gear 36 that is disposed on a different axis from slide gear 42 .
- the slide gear 43 includes two meshing gears 43a and 43b that mesh with the two transmission gears 33 and 34 arranged on different axes from the slide gear 43.
- the input shaft 11 includes a mesh gear 21, a fifth gear 35, a slide gear 43, and a mesh gear 21, a fifth gear 35, a slide gear 43, A 6th gear 36 and a meshing gear 22 are provided.
- the output shaft 12 has a first gear 31, a slide gear 41, a third gear 33, a fourth gear 34, a slide gear 42, and a second gear 32 in axial order from the end of the input shaft 11 where the clutch 2 is located. It is provided.
- the meshing gear 21 and the meshing gear 22 are configured to be able to rotate integrally with the input shaft 11 and not to slide in the axial direction.
- the six gears 21, 35, 43a, 43b, 36, 22 of the input shaft 11 and the six gears 31, 41, 33, 34, 42, 32 of the output shaft 12 are always in mesh with each other.
- No bearings are disposed between the slide gears 41 and 43 that are adjacent to each other in the axial direction, and between the slide gears 43 and 42.
- the plurality of slide gears 41, 42, and 43 are arranged such that any two of the plurality of slide portions 141, 142, and 143 partially overlap when viewed in a direction perpendicular to the axial direction.
- a part of the slide portion 143 on which the slide gear 43 of the input shaft 11 slides and a part of the slide portion 141 on which the slide gear 41 of the output shaft 12 slides. overlap when viewed in a direction perpendicular to the axial direction.
- an arrow Y is a direction perpendicular to the axial directions of the input shaft 11 and the output shaft 12.
- the transmission 1 of the first embodiment has the following effects.
- each of the plurality of sliders 41, 42, 43 can be a slide gear (41, 42, 43) including a meshing gear that meshes with at least one transmission gear (33, 34, 35, 36).
- the sliders 41, 42, and 43 also serve as meshing gears that mesh with the transmission gears 33, 34, 35, and 36, and the meshing gears and the sliders are not provided separately.
- a slider is provided on the input shaft and the output shaft separately from the meshing gear that meshes with the speed change gear. Therefore, the transmission 1 of the first embodiment can shorten the axial lengths of the input shaft 11 and the output shaft 12 compared to Patent Document 1 and Patent Document 2.
- the slide portions 141, 142, 143 on which the slide gears 41, 42, 43 of the input shaft 11 and output shaft 12 are slid partially overlap when viewed in the direction perpendicular to the axial direction.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 a part of the sliding part on which the slider of the input shaft is slid and a part of the sliding part on which the slider of the output shaft is slid are arranged in the axial direction of the input shaft and the output shaft. They do not overlap when viewed in orthogonal directions. Therefore, the transmission 1 of the first embodiment can shorten the axial lengths of the input shaft 11 and the output shaft 12 compared to Patent Document 1 and Patent Document 2.
- the transmission 1 of the first embodiment can shorten the axial lengths of the input shaft 11 and the output shaft 12, it is possible to suppress the transmission 1 from increasing in size.
- the gear position of the transmission 1 of the first embodiment illustrated in FIGS. 1(a) and 1(b) is 6th speed
- the gear position of the transmission 1 of the first embodiment is not limited to 6th speed. Any number of stages is fine.
- the arrangement of the plurality of transmission gears of the transmission device 1 of the first embodiment is not limited to the examples shown in FIGS. 1(a) and 1(b), and may be any arrangement.
- the input shaft 11 and the output shaft 12 are connected axially from the end of the input shaft 11 where the clutch 2 is located to the first gear 31 and the fifth gear.
- Gear 35, third gear 33, fourth gear 34, sixth gear 36, and second gear 32 are arranged in this order.
- third gear 33, first gear 31, and fifth gear 35 may be arranged in this order.
- a meshing gear 22, a sixth speed gear 36, a slide gear 43, a first speed gear 31, and a meshing gear 25 are arranged in this order on the input shaft 11 in the axial direction.
- the input shaft 11 and the output shaft 12 are provided with a first speed gear 31, a second speed gear 32, a third speed gear 33, a fourth speed gear 34,
- the 5th speed gear 35 and the 6th speed gear may be arranged in order, or may be arranged in various combinations.
- the two transmission gears at both ends in the axial direction among the plurality of transmission gears 31 to 36 are the first gear 31 and the second gear 32.
- the first speed gear 31 is the one closest to the clutch 2 in the axial direction among the plurality of speed change gears 31 to 36, but the invention is not limited thereto.
- the transmission gear closest to the clutch 2 in the axial direction may be the second speed gear.
- the first gear 31 and the second gear 32 are both provided on the output shaft 12, but the invention is not limited thereto.
- Both the first gear 31 and the second gear 32 may be provided on the input shaft 11.
- one of the first gear 31 and the second gear 32 may be provided on the input shaft 11 and the other may be provided on the output shaft 12.
- the reaction force applied to the first speed gear 31 and the second speed gear 32 is greater than that of the third speed or higher gears. Therefore, as shown in FIGS. 1(a) and 1(b), when the two transmission gears at both ends in the axial direction among the plurality of transmission gears 31 to 35 are not the first gear 31 and the second gear 32, In order to suppress the deflection of at least one of the input shaft 11 or the output shaft 12, compared to the case where the two transmission gears at both axial ends of the transmission gears 31 to 35 are the first gear 31 and the second gear 32.
- the diameter of at least one of the input shaft 11 or the output shaft 12 or the distance between the input shaft 11 and the output shaft 12 must be increased. Therefore, as in the example of FIGS. 1(a) and 1(b), among the plurality of transmission gears 31 to 35, the two transmission gears at both ends in the axial direction are the first gear 31 and the second gear 32. Accordingly, the diameter of at least one of the input shaft 11 or the output shaft 12, compared to the case where the two transmission gears at both ends in the axial direction among the plurality of transmission gears 31 to 35 are not the first gear 31 and the second gear 32, Moreover, the distance between the input shaft 11 and the output shaft 12 can be reduced. Thereby, the transmission 1 can suppress enlargement of the transmission.
- the two transmission gears at both ends in the axial direction among the plurality of transmission gears 31 to 36 do not have to be the first gear 31 and the second gear 32 (for example, as shown in FIG. (see 2).
- the plurality of slide gears 41, 42, 43 are a 5th speed slide gear 43 connectable to the 5th speed gear 35 and a 6th speed slide gear connectable to the 6th speed gear 36.
- the 5th speed slide gear 43 and the 6th speed slide gear 43 are relatively movable in the axial direction.
- the 5th speed gear 35, the 5th speed slide gear 43, the 6th speed slide gear 43, and the 6th speed gear 36 are arranged in this order in the axial direction on the same shaft.
- the 5th gear 35, the 5th gear slide gear 43, the 6th gear slide gear 43, and the 6th gear 36 are arranged on the input shaft 11, but are not arranged on the output shaft 12.
- the fifth speed gear 35, the fifth speed slide gear 43, the sixth speed slide gear 43, and the sixth speed gear 36 are arranged, but it is not limited to that.
- the 6th gear 36, the 6th gear slide gear 43, the 5th gear slide gear 43, and the 5th gear 35 may be arranged in axial order from the end of the input shaft 11 where the clutch 2 is located.
- slide gears connected to the fifth speed gear 35 and the sixth speed gear 36 are provided separately.
- the fifth gear 35 and the sixth gear 36 are arranged on the same shaft.
- the transmission 1 can be configured to shift up or down between the 5th gear and the 6th gear without using the clutch 2 to cut off the power. Therefore, the transmission 1 as shown in FIG. 1(b) can suppress enlargement of the transmission 1 while increasing the degree of freedom in designing the transmission 1.
- the slide gears 41 and 42 having the cam surface 71 are switchable slide gears.
- the slide gear 43 having the cam surface 71 is not a switchable slide gear.
- the switchable slide gear is connected to two shift gears that are arranged adjacent to each other in the axial direction on the same input shaft 11 or output shaft 12 as the shaft on which the switchable slide gear among the plurality of shift gears 31 to 36 is disposed. Can be connected.
- a switching slide gear 41 disposed on the output shaft 12 can be connected to two transmission gears 31 and 33.
- the switching type slide gear 42 disposed on the output shaft 12 can be connected to the two speed change gears 32 and 34. There is a difference of two or more speeds between the two speed change gears connected by the switchable slide gears 41 and 42. Therefore, the transmission 1 can be configured to shift up or down by sliding the switching slide gears 41 and 42 without cutting off the power using the clutch 2.
- the axial lengths of the input shaft 11 and the output shaft 12 can be shortened compared to a case where the transmission is configured such that two transmission gears connected by a switching type slide gear can each be connected by only one slide gear. .
- the transmission device 1 is configured to shift up one gear at a time from the first gear to the sixth gear or downshift one gear at a time from the sixth gear to the first gear without cutting off the power using the clutch 2. It can be done. Therefore, the transmission 1 as shown in FIGS. 1(a) and 1(b) can suppress enlargement of the transmission 1 while increasing the degree of freedom in designing the transmission 1.
- the transmission 1 of the first embodiment does not need to have a switching type slide gear.
- the slide gear having the cam surface may be configured to be connected to only one transmission gear.
- all the slide gears may be switchable slide gears as in the example of FIG. 1(a), or some of the slide gears may be switchable slide gears as in the example of FIG. 1(b). It's okay.
- two sliders 41, 42 at both ends in the axial direction among the plurality of sliders 41, 42, 43 have the cam surface 71; Only one of the two sliders 41, 42 at both ends in the axial direction may have the cam surface 71. However, at least two of the plurality of sliders 41, 42, and 43 have a cam surface 71.
- the slider 43 does not have the cam surface 71, but the slider 43 may have the cam surface 71 that contacts the cam biasing mechanism 80.
- the transmission device 1 can be configured to shift up or down between the 4th gear and the 5th gear without using the clutch 2 to cut off the power.
- the clutch 2 is used to shift up and down between the 5th and 6th gears. It is necessary to cut the
- the transmission 1 of the second embodiment is a specific example of the transmission 1 of the first embodiment shown in FIG. 1(a).
- the transmission 1 has three slide gears 41, 42, and 43. A configuration for connecting the transmission gears 31 to 36 and the slide gears 41, 42, and 43 will be described.
- the slide gear 41 has a plurality of dogs 51 at the axial end facing the first speed gear 31.
- the first speed gear 31 has a plurality of dogs 61 that are formed to be connectable by meshing with the plurality of dogs 51 of the slide gear 41.
- the slide gear 41 has a plurality of dogs 53 at its axial end facing the third speed gear 33.
- the third speed gear 33 has a plurality of dogs 63 formed so as to be connectable by meshing with the plurality of dogs 53 of the slide gear 41.
- the slide gear 42 has a plurality of dogs 52 at its axial end facing the second speed gear 32.
- the second speed gear 32 has a plurality of dogs 62 formed so as to be connectable by meshing with the plurality of dogs 52 of the slide gear 42 .
- the slide gear 42 has a plurality of dogs 54 at its axial end facing the fourth speed gear 34.
- the fourth gear 34 has a plurality of dogs 64 that are formed so as to be connectable by meshing with the plurality of dogs 54 of the slide gear 42 .
- the slide gear 43 has a plurality of dogs 55 at the axial end facing the fifth speed gear 35.
- the fifth speed gear 35 has a plurality of dogs 65 that are formed to be connectable by meshing with the plurality of dogs 55 of the slide gear 43.
- the slide gear 43 has a plurality of dogs 56 at its axial end facing the sixth gear 36.
- the 6th speed gear 36 has a plurality of dogs 66 formed so as to be connectable by meshing with the plurality of dogs 56 of the slide gear 43.
- the slide gears 41, 42, and 43 can mesh with the axially adjacent transmission gears 31 to 36 by dogs.
- any one of the transmission gears 31 to 36 is engaged with an axially adjacent slide gear by a dog, power is transmitted from the input shaft 11 to the output shaft 12 via this transmission gear and the slide gear.
- the gear stage of the transmission 1 is the first gear stage.
- the gear stage of the transmission 1 at this time is the third gear stage.
- the gear position of the transmission device 1 at this time is the fifth gear position.
- the transmission 1 controls the gear ratio of the transmission 1 by controlling the movement of the slide gears 41, 42, and 43 in the axial direction. In other words, the slide gears 41, 42, and 43 are driven in the axial direction to change the gear position (gear position).
- the plurality of dogs 51 are arranged in the circumferential direction. Dogs 52 to 56 and 61 to 66 are similarly arranged in the circumferential direction.
- the dogs 51 to 56 of the slide gears 41, 42, and 43 are dog teeth. That is, the dogs 51 to 56 are formed to protrude in the axial direction.
- the dogs 61 to 64 of the transmission gears 31 to 34 are dog holes. However, the dogs 61 to 64 are concave. That is, the dogs 61 to 64 are dog holes that do not pass through the transmission gears 31 to 34 in the axial direction.
- the dogs 61 to 64 may be dog holes passing through the transmission gears 31 to 36 in the axial direction.
- the dogs 61 to 64 may be dog teeth. In this case, the dogs 51 to 54 may be dog teeth or dog holes.
- the dogs 65 and 66 of the transmission gears 35 and 36 are dog teeth.
- the dogs 65 and 66 may be dog holes.
- FIGS. 4(a) to 4(e) are developed cross-sectional views of the second speed gear 32 and the slide gear 42.
- FIG. The vertical direction in FIGS. 4(a) to 4(e) indicates the circumferential direction around the rotation center axis of the output shaft 12.
- the rotation direction of the speed change gear 32 and the slide gear 42 is upward in FIGS. 4(a) to 4(e).
- FIGS. 4(a) shows a state in which the transmission 1 is in a gear position different from the second gear position or in a neutral position.
- the arrows shown in FIGS. 4(b) and 4(c) indicate the direction of torque generated in the transmission gear 32.
- the arrows shown in FIGS. 4(d) and 4(e) indicate the relative rotation direction of the slide gear 42 with respect to the transmission gear 32 and the relative rotation direction of the transmission gear 32 with respect to the slide gear 42.
- the dog (dog teeth) 52 has a drive engagement surface 57, a coast engagement surface 58, and a detachment guide surface 59.
- the drive engagement surface 57 is located closer to the tooth tip than the coast engagement surface 58.
- the drive engagement surface 57 is inclined in the circumferential direction with respect to the axial direction.
- the drive meshing surface 57 is inclined toward the rotational direction of the speed change gear 32 and the slide gear 42 toward the bottom of the tooth. Note that the drive engagement surface 57 may be formed along the axial direction.
- the coast engagement surface 58 is inclined in the circumferential direction with respect to the axial direction.
- the coast meshing surface 58 is inclined toward the rotational direction of the speed change gear 32 and the slide gear 42 toward the tips of the teeth.
- the coast engagement surface 58 may be formed along the axial direction.
- the detachment guide surface 59 is aligned with the drive engagement surface 57 in the circumferential direction.
- the detachment guide surface 59 is inclined in the axial direction with respect to the circumferential direction.
- the detachment guide surface 59 may be formed in a spiral shape with respect to the rotation center axis of the output shaft 12, or may be a surface along the radial direction. Note that the dog 54 of the slide gear 42 that meshes with the dog 64 of the fourth speed gear 34 does not need to have the detachment guide surface 59.
- the dog (dog hole) 62 has a drive engagement surface 67, a coast engagement surface 68, and a movement guide surface 69.
- the inclination angle and direction of the drive engagement surface 67 with respect to the axial direction are the same as the drive engagement surface 57 of the dog 52.
- the angle and direction of inclination of the coasting engagement surface 68 with respect to the axial direction are the same as the coasting engagement surface 58 of the dog 52.
- the movement guide surface 69 is inclined in the axial direction with respect to the circumferential direction.
- the movement guide surface 69 may be formed in a spiral shape with respect to the rotation center axis of the output shaft 12, or may be a surface along the radial direction.
- FIG. 4(b) shows a state in which the drive engagement surface 57 and the drive engagement surface 67 are in contact and the dog 52 and the dog 62 are engaged.
- This meshing state is called a drive meshing state.
- the axial position of the slide gear 42 when the slide gear 42 and the transmission gear 32 are in a drive meshing state is referred to as the drive meshing position of the slide gear 42 with respect to the transmission gear 32.
- the term "drive engagement position" is used regardless of whether the drive is engaged or not.
- Drive torque is the torque transmitted from the engine to the wheels when the engine drives the wheels.
- FIG. 4(c) shows a state in which the coasting engagement surface 58 and the coasting engagement surface 68 are in contact and the dog 52 and the dog 62 are engaged.
- This meshing state is called a coasting meshing state.
- the coast meshing state is a state in which the dogs 52 and 62 mesh more deeply than the drive meshing state.
- the axial position of the slide gear 42 when the slide gear 42 and the transmission gear 32 are in a coast meshing state is referred to as the coast meshing position of the slide gear 42 with respect to the transmission gear 32.
- coast mesh position is used regardless of whether or not the coast mesh position is present.
- Coast torque is generated by the rotational inertia of the wheels, and is a torque in the opposite direction to the drive torque.
- Coast torque is the torque transferred between the engine and the wheels. Coast torque occurs, for example, when engine braking occurs.
- FIG. 4(d) shows a state in which the edge of the dog (dog tooth) 52 is in contact with the movement guide surface 69.
- the slide gear 42 moves in the direction away from the speed change gear 32.
- the transmission 1 is in second gear and the torque transmitted to the transmission 1 switches from coast torque to drive torque
- the slide gear 42 rotates slower than the transmission gear 32.
- the engagement between the coast engagement surfaces 58 and 68 of the slide gear 42 and the transmission gear 32 is released, and the dog 52 of the slide gear 42 comes into contact with the movement guide surface 69 of the transmission gear 32.
- the dog 52 moves along the movement guide surface 69, and the slide gear 42 and the speed change gear 32 are brought into a drive meshing state.
- the slide gear 42 rotates faster than the transmission gear 32.
- the slide gear 42 moves in the direction of deeper meshing due to the elastic force received from the spring 81 of the cam biasing mechanism 80 that contacts the cam surface 71, and the slide gear 42 and the speed change gear 32 become in a coast meshing state.
- FIG. 4(e) shows a state in which the edge of the dog (dog hole) 62 is in contact with the detachment guide surface 59.
- the edge of the dog 62 contacts the detachment guide surface 59 while the slide gear 42 is rotating faster than the speed change gear 32
- the slide gear 42 moves in the direction away from the speed change gear 32.
- receive the power of That is, when the dog 62 and the detachment guide surface 59 come into contact, a force is generated in the slide gear 42 that releases the meshing between the transmission gear 32 and the slide gear 42 by the dogs 52 and 62.
- the disengagement guide surface 59 is used when changing the gear position.
- the dogs (dog holes) 61 to 64 may have different shapes as long as they have the above-mentioned common features. Some or all of the dogs 61 to 64 may have a symmetrical shape.
- the dogs (dog teeth) 51 to 54 may have mutually different shapes. Some or all of the dogs 51 to 54 may have a symmetrical shape.
- the dogs (dog teeth) 51 to 54 have a shape different from any of the dogs (dog teeth) 55 and 56.
- the dogs (dog teeth) 55 and 56 may have mutually different shapes, may have the same shape, or may have symmetrical shapes.
- the dogs (dog teeth) 65 and 66 may have mutually different shapes, may have the same shape, or may have symmetrical shapes.
- the dogs (dog teeth) 65, 66 may have a different shape from the dogs (dog teeth) 55, 56, may have the same shape, or may have a symmetrical shape.
- the transmission device 1 is configured so that during upshifting, the two slide gears 41 and 42 are temporarily in a double mesh state in which they simultaneously mesh with two of the transmission gears 31 to 34 by means of dogs.
- the two slide gears 41 and 42 are temporarily in a double mesh state in which the two slide gears 41 and 42 are simultaneously engaged with the change gears 31 and 32 by the dogs 51, 52, 61, and 62.
- the slide gear 42 and the second gear 32 are engaged with each other by the dogs 52 and 62, the slide gear 41 rotates faster than the first gear 31.
- the transmission 1 is configured so that movement of the slide gear 41 in the axial direction toward the first gear 31 is restricted.
- the transmission 1 is configured such that, in the double mesh state, a force is generated in one of the two slide gears 41 and 42 to release the mesh due to the dog. Therefore, the transmission 1 can seamlessly shift up without interrupting power transmission.
- the transmission 1 is configured so as not to enter a double mesh state during downshifting.
- the slide gears 41 and 42 may have different shapes as long as they have common features described below.
- the slide gears 41 and 42 may have a symmetrical shape.
- the slide gear 42 is spline-fitted to the output shaft 12. As shown in FIG. 3, two cam surfaces 71 and a check groove 72 are formed in a portion of the inner peripheral surface of the slide gear 42 in the circumferential direction. Note that the check groove 72 may not be formed. The check groove 72 is formed between the two cam surfaces 71.
- the slide gear 42 contacts a cam biasing mechanism 80 provided on the output shaft 12.
- the cam biasing mechanism 80 contacts the two cam surfaces 71 and the check groove 72.
- the cam biasing mechanism 80 includes a spring 81 that applies elastic force outward in the radial direction of the output shaft 12 to the slide gear 42 .
- the two cam surfaces 71 are inclined surfaces that are inclined in the radial direction with respect to the axial direction.
- the cam biasing mechanism 80 contacts one of the two cam surfaces 71.
- the cam surface 71 converts the radial elastic force received from the cam biasing mechanism 80 into an axial force.
- the elastic force of the spring 81 acts as a force that pushes the slide gear 42 in the axial direction in which the check groove 72 moves away from the cam biasing mechanism 80.
- the check groove 72 is formed so that the cam biasing mechanism 80 fits therein.
- the cam biasing mechanism 80 fits into the check groove 72 of the slide gear 42 when the transmission 1 is neither in the second speed nor the fourth speed.
- the three slide gears 41, 42, and 43 slide in the axial direction by the control device controlling a shift actuator (not shown).
- the mechanism for driving the slide gears 41, 42, and 43 by the shift actuator is not particularly limited.
- a mechanism having a shift drum may be used.
- the transmission 1 may be a sequential manual transmission. In other words, the transmission 1 may be configured such that when changing the gear position (gear position), the gear position can only be changed to adjacent gear positions in the order of the magnitude of the gear ratio.
- the transmission 1 of the third embodiment is a specific example of the transmission 1 of the first embodiment shown in FIG. 1(b).
- points different from the second embodiment will be explained.
- the transmission 1 has four slide gears 41, 42, 43A, and 43B.
- the slide gear 43A is a specific example of the slide gear 43 including the meshing gear 43a shown in FIG. 1(b).
- the slide gear 43B is a specific example of the slide gear 43 including the meshing gear 43b shown in FIG. 1(b).
- the slide gear 43A has a plurality of dogs 155 at the axial end facing the fifth speed gear 35.
- the fifth speed gear 35 has a plurality of dogs 165 formed to be able to mesh with the plurality of dogs 155 of the slide gear 43A.
- the slide gear 43B has a plurality of dogs 156 at the axial end facing the sixth gear 36.
- the 6th speed gear 36 has a plurality of dogs 166 formed to be able to mesh with the plurality of dogs 156 of the slide gear 43B.
- the plurality of dogs 155 are arranged in the circumferential direction. Dogs 156, 165, and 166 are similarly arranged in the circumferential direction. Dogs 155 and 156 of slide gears 43A and 43B are dog teeth. That is, the dogs 155 and 156 are formed to protrude in the axial direction. Dogs 165 and 166 of transmission gears 35 and 36 are dog holes. However, the dogs 165 and 166 are concave. That is, the dogs 165 and 166 are dog holes that do not penetrate the transmission gears 35 and 36 in the axial direction. The dogs 165 and 166 may be dog holes passing through the transmission gears 35 and 36 in the axial direction. The dogs 165 and 166 may be dog teeth. In this case, the dogs 155 and 156 may be dog teeth or dog holes.
- the dogs (dog holes) 165 and 166 of the transmission gears 35 and 36 have the same features as the dogs 61 to 64 of the transmission gears 31 to 34 described in the third embodiment.
- the dogs (dog teeth) 155, 155 of the slide gears 43A, 43B have the same features as the dogs 51 to 54 of the slide gears 41, 42 described in the third embodiment. That is, the dogs 165 and 166 have a drive engagement surface 67, a coast engagement surface 68, and a movement guide surface 69.
- the dogs 155 and 156 also have a drive engagement surface 57, a coast engagement surface 58, and a disengagement guide surface 59.
- the dog 156 of the slide gear 43B that meshes with the dog 166 of the sixth gear 36 does not need to have the detachment guide surface 59. Furthermore, the dogs 165 and 156 do not need to have the coast engagement surface 68 and the movement guide surface 69.
- the slide gears 43A and 43B may have different shapes as long as they have common features described below.
- the slide gears 43A, 43B may have a symmetrical shape.
- the slide gear 43A is spline-fitted to the input shaft 11.
- One cam surface 71 and a check groove 72 are formed in at least a portion of the inner peripheral surface of the slide gear 43A in the circumferential direction. Note that the check groove 72 may not be formed.
- the check groove 72 is formed between the cam surface 71 and the dog 155.
- the slide gear 43A contacts a cam biasing mechanism 80 provided on the input shaft 11.
- the cam biasing mechanism 80 contacts the cam surface 71 and the check groove 72.
- the cam biasing mechanism 80 includes a spring 81 that applies a radially outward elastic force of the input shaft 11 to the slide gear 43A.
- the cam surface 71 is an inclined surface that is inclined in the radial direction with respect to the axial direction.
- the cam biasing mechanism 80 contacts the cam surface 71.
- the cam surface 71 converts the radial elastic force received from the cam biasing mechanism 80 into an axial force.
- the elastic force of the spring 81 acts as a force that pushes the slide gear 43A in the axial direction in which the check groove 72 moves away from the cam biasing mechanism 80.
- the check groove 72 is formed so that the cam biasing mechanism 80 fits therein. When the transmission 1 is not in the fifth gear, the cam biasing mechanism 80 fits into the check groove 72 of the slide gear 43A.
- the four slide gears 41, 42, 43A, and 43B slide in the axial direction by the control device controlling a shift actuator (not shown).
- the mechanism for driving the slide gears 41, 42, 43A, and 43B by the shift actuator is not particularly limited.
- the transmission 1 may be a sequential manual transmission. In other words, the transmission 1 may be configured such that when changing the gear position (gear position), the gear position can only be changed to adjacent gear positions in the order of the magnitude of the gear ratio.
- the transmission 1 of the second embodiment and the third embodiment is configured to be able to shift up seamlessly without interrupting the transmission of power, but the transmission 1 of the present invention is configured to be able to shift up seamlessly without interrupting the transmission of power. It may be configured such that downshifting can be performed seamlessly without any downshifting.
Landscapes
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Abstract
変速装置(1)の複数のスライダー(41、42、43)のうち軸方向Xの両端にある2つのスライダー(41、42)が、同じ軸上に配置される。2つのスライダー(41、42)の少なくとも一方が、入力軸(11)または出力軸(12)に設けられたカム付勢機構(80)に接触し、カム付勢機構(80)から受ける径方向の弾性力を軸方向Xの力に変換するカム面(71)を有する。スライダー(43)は、2つのスライダー(41、42)と異なる軸上に配置される。スライダー(41、42、43)の各々は、当該スライダーと異なる軸上に配置される少なくとも1つの変速ギヤに噛み合う少なくとも1つの噛み合いギヤを含むスライドギヤである。軸方向Xに隣り合う2つのスライドギヤの間にはベアリングが配置されない。入力軸(11)のスライドギヤ(43)がスライドするスライド部分(143)の一部と、出力軸(12)のスライドギヤ(41、42)がスライドするスライド部分(141、142)の一部が、軸方向Xに直交する方向Yに見て重なるように配置される。
Description
この発明は、変速装置に関する。
従来、変速装置がある。変速装置は、クラッチを介して駆動源に接続される入力軸および駆動対象に接続される出力軸を有する。入力軸と出力軸には複数の変速ギヤが相対回転可能に設けられる。変速ギヤは、変速段の数に対応して設けられ、変速段毎に異なる変速比になるように構成される。変速装置は、入力軸または出力軸と一体的に回転させる変速ギヤを選択できるように構成されている。選択された変速ギヤを介して、入力軸から出力軸に動力が伝達される。
例えば、特許文献1および特許文献2に開示される変速装置は、複数のスライダーを有する。各スライダーは、入力軸または出力軸の変速ギヤと変速ギヤの間に配置され、軸方向にスライド可能に構成される。変速装置は、複数のスライダーのいずれかを軸方向にスライドさせることができるように構成される。特許文献1の複数のスライダーは、入力軸および出力軸のスプライン溝にスライド可能に嵌め込まれており、入力軸および出力軸と一体に回転する。スライドされたスライダーが変速ギヤに連結されることで、この変速ギヤを介して動力が伝達される。特許文献2の複数のスライダーは、入力軸および出力軸にスライド可能に配置され、入力軸および出力軸と一体に回転する。特許文献2では、スライダーに設けられたカム面に接触するように入力軸および出力軸にカム付勢機構が設けられている。スライダーのカム面にカム付勢機構が押し付けられ、スライドされたスライダーが変速ギヤに連結されることで、この変速ギヤを介して動力が伝達される。
しかし、特許文献1および特許文献2の変速装置は大きい。
本発明は、変速装置の大型化を抑制することを目的とする。
特許文献1および特許文献2の変速装置は、入力軸および出力軸の軸方向に直交する方向に見て、入力軸においてスライダーがスライドするスライド部分と出力軸においてスライダーがスライドするスライド部分とが重ならないように、スライダーが配置される。また、特許文献2の変速装置は、軸方向に隣り合うスライダーの間にベアリングが配置される。本発明者は、これらの構成が特許文献1および特許文献2の変速装置が軸方向に大きい理由であることに気づいた。この気付きに基づいて本発明の変速装置を思い付いた。
(1)本発明の一実施形態の変速装置は、以下の構成を有する。
クラッチを介して駆動源に接続される入力軸、および、駆動対象に接続される出力軸を有し、前記入力軸および前記出力軸には、前記入力軸および前記出力軸と相対回転可能、且つ、前記入力軸および前記出力軸の軸方向にスライド不能に構成されて、変速段の数に対応して設けられる複数の変速ギヤが設けられ、前記入力軸および前記出力軸には、前記入力軸および前記出力軸と一体回転可能、且つ、前記軸方向にスライド可能に構成されて前記複数の変速ギヤに連結可能に構成される複数のスライダーが設けられ、スライドされた前記スライダーと連結される前記変速ギヤを介して、前記入力軸から前記出力軸に動力が伝達される変速装置であって、前記入力軸または前記出力軸の少なくとも一方の前記スライダーがスライドするスライド部分に設けられ、各々が前記入力軸または前記出力軸の径方向に弾性力を与えるスプリングを含む複数のカム付勢機構を有し、前記複数のスライダーのうち少なくとも1つの前記スライダーは、前記カム付勢機構と接触して、前記カム付勢機構から受ける前記径方向の弾性力を、前記軸方向の力に変換するカム面を有し、前記複数のスライダーのうち前記軸方向の両端にある2つの前記スライダーが、同じ軸上に配置され、前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーの少なくとも一方が前記カム面を有し、前記複数のスライダーのうち前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーとは異なる前記スライダーが、前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーとは異なる軸上に配置されており、前記複数のスライダーの各々は、前記複数の変速ギヤのうちの当該スライダーが配置される軸と異なる軸上に配置される少なくとも1つの前記変速ギヤに噛み合う少なくとも1つの噛み合いギヤを含むスライドギヤであり、前記軸方向に隣り合ういずれか2つの前記スライドギヤの間にベアリングが配置されておらず、前記入力軸の前記スライドギヤがスライドするスライド部分の一部と、前記出力軸上の前記スライドギヤがスライドするスライド部分の一部が、前記軸方向に直交する方向に見て重なるように配置される。
クラッチを介して駆動源に接続される入力軸、および、駆動対象に接続される出力軸を有し、前記入力軸および前記出力軸には、前記入力軸および前記出力軸と相対回転可能、且つ、前記入力軸および前記出力軸の軸方向にスライド不能に構成されて、変速段の数に対応して設けられる複数の変速ギヤが設けられ、前記入力軸および前記出力軸には、前記入力軸および前記出力軸と一体回転可能、且つ、前記軸方向にスライド可能に構成されて前記複数の変速ギヤに連結可能に構成される複数のスライダーが設けられ、スライドされた前記スライダーと連結される前記変速ギヤを介して、前記入力軸から前記出力軸に動力が伝達される変速装置であって、前記入力軸または前記出力軸の少なくとも一方の前記スライダーがスライドするスライド部分に設けられ、各々が前記入力軸または前記出力軸の径方向に弾性力を与えるスプリングを含む複数のカム付勢機構を有し、前記複数のスライダーのうち少なくとも1つの前記スライダーは、前記カム付勢機構と接触して、前記カム付勢機構から受ける前記径方向の弾性力を、前記軸方向の力に変換するカム面を有し、前記複数のスライダーのうち前記軸方向の両端にある2つの前記スライダーが、同じ軸上に配置され、前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーの少なくとも一方が前記カム面を有し、前記複数のスライダーのうち前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーとは異なる前記スライダーが、前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーとは異なる軸上に配置されており、前記複数のスライダーの各々は、前記複数の変速ギヤのうちの当該スライダーが配置される軸と異なる軸上に配置される少なくとも1つの前記変速ギヤに噛み合う少なくとも1つの噛み合いギヤを含むスライドギヤであり、前記軸方向に隣り合ういずれか2つの前記スライドギヤの間にベアリングが配置されておらず、前記入力軸の前記スライドギヤがスライドするスライド部分の一部と、前記出力軸上の前記スライドギヤがスライドするスライド部分の一部が、前記軸方向に直交する方向に見て重なるように配置される。
この構成によると、複数のスライダーのうち少なくとも1つのスライダーは、カム面を有する。なお、複数のスライダーの全てがカム面を有していてもよい。そして、複数のスライダーのうち軸方向の両端にある2つのスライダーが同じ軸(入力軸または出力軸)上に配置される。また、複数のスライダーのうち軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つのスライダーとは異なるスライダーは、軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つのスライダーとは異なる軸上に配置される。そのため、複数のスライダーの各々を、少なくとも1つの変速ギヤに噛み合う少なくとも1つの噛み合いギヤを含むスライドギヤとすることができる。スライダーは、変速ギヤに噛み合う噛み合いギヤを兼ねており、噛み合いギヤとスライダーとが別々に設けられていない。一方、特許文献1および特許文献2では、入力軸および出力軸の軸上に、変速ギヤと噛み合う噛み合いギヤとは別にスライダーを設けている。そのため、本発明の変速装置は、特許文献1および特許文献2と比較して、入力軸および出力軸の軸長を短くできる。
また、軸方向に隣り合う2つのスライドギヤの間にベアリングが配置されていない。そのため、本発明の変速装置は、特許文献2のように軸方向に隣り合う2つのスライダーの間にベアリングが配置される場合と比較して、入力軸および出力軸の軸長を短くできる。
さらに、入力軸のスライドギヤがスライドされるスライド部分の一部と、出力軸のスライドギヤがスライドされるスライド部分の一部が、軸方向に直交する方向に見て重なる。一方、特許文献1および特許文献2では、入力軸のスライダーがスライドされるスライド部分の一部と、出力軸のスライダーがスライドされるスライド部分の一部が、入力軸のおよび出力軸の軸方向に直交する方向に見て重ならない。そのため、本発明の変速装置は、特許文献1および特許文献2と比較して、入力軸および出力軸の軸長を短くできる。
以上のように、本発明の変速装置は、入力軸および出力軸の軸長を短くできるため、変速装置の大型化を抑制できる。
また、軸方向に隣り合う2つのスライドギヤの間にベアリングが配置されていない。そのため、本発明の変速装置は、特許文献2のように軸方向に隣り合う2つのスライダーの間にベアリングが配置される場合と比較して、入力軸および出力軸の軸長を短くできる。
さらに、入力軸のスライドギヤがスライドされるスライド部分の一部と、出力軸のスライドギヤがスライドされるスライド部分の一部が、軸方向に直交する方向に見て重なる。一方、特許文献1および特許文献2では、入力軸のスライダーがスライドされるスライド部分の一部と、出力軸のスライダーがスライドされるスライド部分の一部が、入力軸のおよび出力軸の軸方向に直交する方向に見て重ならない。そのため、本発明の変速装置は、特許文献1および特許文献2と比較して、入力軸および出力軸の軸長を短くできる。
以上のように、本発明の変速装置は、入力軸および出力軸の軸長を短くできるため、変速装置の大型化を抑制できる。
(2)本発明の一実施形態の変速装置は、(1)の構成に加え、以下の構成を有していてもよい。
前記複数のスライドギヤのうち前記カム面を有するいずれかの前記スライドギヤは、前記複数の変速ギヤのうちの当該スライドギヤと同じ軸上に配置される2つの前記変速ギヤに連結することができる切替式スライドギヤであって、前記切替式スライドギヤが連結する前記2つの変速ギヤに対応する変速段は、2速以上差がある。
前記複数のスライドギヤのうち前記カム面を有するいずれかの前記スライドギヤは、前記複数の変速ギヤのうちの当該スライドギヤと同じ軸上に配置される2つの前記変速ギヤに連結することができる切替式スライドギヤであって、前記切替式スライドギヤが連結する前記2つの変速ギヤに対応する変速段は、2速以上差がある。
この構成によると、入力軸または出力軸に配置される切替式スライドギヤで、2つの変速ギヤに連結することができる。そして、切替式スライドギヤが連結する2つの変速ギヤに対応する変速段は、2速以上差がある。そのため、変速装置の構成を、クラッチで動力を切断することなく、切替式スライドギヤのスライドによってシフトアップまたはシフトダウンする構成とすることができる。切替式スライドギヤで連結される2つの変速ギヤが、それぞれ1つのスライドギヤでしか連結できないように変速装置が構成される場合と比較して、入力軸および出力軸の軸長を短くできる。また、変速装置の構成を、クラッチで動力を切断することなく、1速段から1速ずつ順にシフトアップまたは最高速段から1速ずつ順にシフトダウンする構成とすることができる。そのため、本発明の変速装置は、変速装置の設計自由度を高めつつ、変速装置の大型化を抑制できる。
(3)本発明の一実施形態の変速装置は、(1)または(2)の構成に加え、以下の構成を有していてもよい。
前記複数の変速ギヤのうち前記軸方向の両端にある2つの前記変速ギヤが、同じ軸上に配置された1速ギヤおよび2速ギヤである。
前記複数の変速ギヤのうち前記軸方向の両端にある2つの前記変速ギヤが、同じ軸上に配置された1速ギヤおよび2速ギヤである。
1速ギヤおよび2速ギヤは、3速以上のギヤと比較して、変速ギヤにかかる反力が大きい。そのため、複数の変速ギヤのうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤおよび2速ギヤではない場合、複数の変速ギヤのうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤおよび2速ギヤである場合と比較して、入力軸または出力軸の少なくとも一方の撓みを抑えるために、入力軸または出力軸の少なくとも一方の径または入力軸および出力軸の軸間距離とを大きくしなければならない。この構成によると、複数の変速ギヤのうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤおよび2速ギヤでない場合と比較して、入力軸または出力軸の少なくとも一方の径、および、入力軸および出力軸の軸間距離を小さくできる。これにより、本発明の変速装置は、変速装置の大型化を抑制できる。
(4)本発明の一実施形態の変速装置は、(3)の構成に加え、以下の構成を有していてもよい。
前記複数の変速ギヤの数が6つであって、前記複数の変速ギヤは、前記1速ギヤおよび前記2速ギヤに加えて、3速ギヤ、4速ギヤ、5速ギヤおよび6速ギヤを含み、
前記複数のスライドギヤは、前記5速ギヤに連結可能な5速用スライドギヤおよび前記6速ギヤに連結可能な6速用スライドギヤを含み、前記5速用スライドギヤおよび前記6速用スライドギヤは、前記軸方向に相対移動可能であって、
前記5速ギヤ、前記5速用スライドギヤ、前記6速用スライドギヤ、および、前記6速ギヤが、同じ軸上にこの順で配置される。
前記複数の変速ギヤの数が6つであって、前記複数の変速ギヤは、前記1速ギヤおよび前記2速ギヤに加えて、3速ギヤ、4速ギヤ、5速ギヤおよび6速ギヤを含み、
前記複数のスライドギヤは、前記5速ギヤに連結可能な5速用スライドギヤおよび前記6速ギヤに連結可能な6速用スライドギヤを含み、前記5速用スライドギヤおよび前記6速用スライドギヤは、前記軸方向に相対移動可能であって、
前記5速ギヤ、前記5速用スライドギヤ、前記6速用スライドギヤ、および、前記6速ギヤが、同じ軸上にこの順で配置される。
この構成によると、同じ軸上に配置された5速ギヤと6速ギヤに連結される5速用スライドギヤと6速用スライドギヤが別々に設けられる。そのため、変速装置の構成を、クラッチで動力を切断することなく、5速段と6速段との間でシフトアップまたはシフトダウンする構成とすることができる。したがって、本発明の変速装置は、変速装置の設計自由度を高めつつ、変速装置の大型化を抑制できる。
<変速装置の定義>
本発明および実施の形態における「変速装置」は、動力伝達経路の少なくとも一部に配置される。動力伝達経路は、駆動源から駆動対象まで動力が伝達される経路である。変速装置は、変速比を変更する。「変速比」は、変速装置の出力軸の回転速度に対する変速装置の入力軸の回転速度の比である。「変速装置」は、変速比を変更する変速機と、変速機から出力された動力の回転速度をギヤなどで減速する減速機を含んでよい。減速機による減速比は変更されない。本発明および本明細書において、「変速装置」は、入力軸および出力軸の軸方向にスライド不能に構成されて、変速段の数に対応して設けられる複数の変速ギヤが設けられ、選択された変速段の変速ギヤを介して入力軸から出力軸に動力が伝達される多段変速装置である。本発明および本明細書における変速装置は、変速ギヤが設けられない無段変速装置を含まない。なお、本発明および実施の形態における「変速装置」は、副変速機を備えていてもよい。
本発明および実施の形態における「変速装置」は、動力伝達経路の少なくとも一部に配置される。動力伝達経路は、駆動源から駆動対象まで動力が伝達される経路である。変速装置は、変速比を変更する。「変速比」は、変速装置の出力軸の回転速度に対する変速装置の入力軸の回転速度の比である。「変速装置」は、変速比を変更する変速機と、変速機から出力された動力の回転速度をギヤなどで減速する減速機を含んでよい。減速機による減速比は変更されない。本発明および本明細書において、「変速装置」は、入力軸および出力軸の軸方向にスライド不能に構成されて、変速段の数に対応して設けられる複数の変速ギヤが設けられ、選択された変速段の変速ギヤを介して入力軸から出力軸に動力が伝達される多段変速装置である。本発明および本明細書における変速装置は、変速ギヤが設けられない無段変速装置を含まない。なお、本発明および実施の形態における「変速装置」は、副変速機を備えていてもよい。
本発明および実施の形態において、変速装置は多段変速装置である。本発明および実施の形態において、変速装置はノンシンクロメッシュトランスミッションである。変速装置は常時噛合式(コンスタントメッシュ式)トランスミッションである。本発明および実施の形態において、変速装置は、AMT(Automated Manual Transmission)でもよく、MT(Manual Transmission)でもよい。AMTは、セミオートマチックトランスミッションとも呼ばれる。
本発明および実施の形態において、変速装置は、例えば車両に搭載される。変速装置が適用される車両は、鞍乗型車両でもよく、自動車でもよい。鞍乗型車両は、例えば、自動二輪車、自動三輪車(motor tricycle)、四輪バギー(ATV:All Terrain Vehicle(全地形型車両))、スノーモービル、水上オートバイ(パーソナルウォータークラフト)等を含む。自動二輪車は、スクータ、原動機付き自転車、モペット等を含む。本発明および実施の形態において、変速装置は、例えば農業機械など車両以外の装置に搭載されてもよい。
<駆動源の定義>
本発明および本明細書において、「駆動源」とは、駆動対象を駆動するための動力源である。駆動対象は、例えば、車両であって、少なくとも1つの前輪または少なくとも1つの後輪の少なくともいずれかの駆動輪である。駆動源は、エンジンを含んでもよい。駆動源は、エンジンと、電動モータを含んでもよい。駆動源は、エンジンと、エンジンの出力で発電する発電機能付き電動モータ(または発電機と電動モータ)を含んでもよい。この場合、エンジンの出力は発電のためだけに使用されてもよい。
本発明および本明細書において、「駆動源」とは、駆動対象を駆動するための動力源である。駆動対象は、例えば、車両であって、少なくとも1つの前輪または少なくとも1つの後輪の少なくともいずれかの駆動輪である。駆動源は、エンジンを含んでもよい。駆動源は、エンジンと、電動モータを含んでもよい。駆動源は、エンジンと、エンジンの出力で発電する発電機能付き電動モータ(または発電機と電動モータ)を含んでもよい。この場合、エンジンの出力は発電のためだけに使用されてもよい。
<軸方向の定義>
本発明および実施の形態において、入力軸および出力軸の軸方向とは、入力軸の回転中心軸線と出力軸の回転中心軸線に平行な方向である。
本発明および実施の形態において、入力軸および出力軸の軸方向とは、入力軸の回転中心軸線と出力軸の回転中心軸線に平行な方向である。
<スライド部分の定義>
本発明および本明細書において、「スライド部分」は、入力軸および出力軸の外周面の軸方向の一部であって、複数のスライダーがスライドする部分を意味する。「スライド部分」は、入力軸および出力軸の外周面において、複数のスライダーがスライドする範囲であり、軸方向に沿った溝が形成されたスプライン形状または円筒形状である。
本発明および本明細書において、「スライド部分」は、入力軸および出力軸の外周面の軸方向の一部であって、複数のスライダーがスライドする部分を意味する。「スライド部分」は、入力軸および出力軸の外周面において、複数のスライダーがスライドする範囲であり、軸方向に沿った溝が形成されたスプライン形状または円筒形状である。
<カム付勢機構分の定義>
本発明および本明細書において、「カム付勢機構」は、スライダーのカム面に対して、入力軸および出力軸の径方向に弾性力を与える機構であればよい。カム付勢機構は、スプリングのみで構成されてもよいし、その一部がスプリングで構成されていてもよい。また、スプリングは、コイルバネでも皿バネでもよい。
本発明および本明細書において、「カム付勢機構」は、スライダーのカム面に対して、入力軸および出力軸の径方向に弾性力を与える機構であればよい。カム付勢機構は、スプリングのみで構成されてもよいし、その一部がスプリングで構成されていてもよい。また、スプリングは、コイルバネでも皿バネでもよい。
<その他>
なお、本発明および実施の形態における「複数の選択肢のうちの少なくとも1つ(一方)」とは、複数の選択肢から考えられる全ての組み合わせを含む。複数の選択肢のうちの少なくとも1つ(一方)とは、複数の選択肢のいずれか1つであっても良く、複数の選択肢の全てであっても良い。例えば、AとBとCの少なくとも1つとは、Aのみであっても良く、Bのみであっても良く、Cのみであっても良く、AとBであっても良く、AとCであっても良く、BとCであっても良く、AとBとCであっても良い。
なお、本発明および実施の形態における「複数の選択肢のうちの少なくとも1つ(一方)」とは、複数の選択肢から考えられる全ての組み合わせを含む。複数の選択肢のうちの少なくとも1つ(一方)とは、複数の選択肢のいずれか1つであっても良く、複数の選択肢の全てであっても良い。例えば、AとBとCの少なくとも1つとは、Aのみであっても良く、Bのみであっても良く、Cのみであっても良く、AとBであっても良く、AとCであっても良く、BとCであっても良く、AとBとCであっても良い。
特許請求の範囲において、ある構成要素の数を明確に特定しておらず、英語に翻訳された場合に単数で表示される場合、本発明は、この構成要素を、複数有しても良い。また本発明は、この構成要素を1つだけ有しても良い。
なお、本発明および実施の形態において「含む(including)、有する(comprising)、備える(having)およびこれらの派生語」は、列挙されたアイテム及びその等価物に加えて追加的アイテムをも包含することが意図されて用いられている。
なお、本発明および実施の形態において「取り付けられた(mounted)、接続された(connected)、結合された(coupled)、支持された(supported)という用語」は、広義に用いられている。具体的には、直接的な取付、接続、結合、支持だけでなく、間接的な取付、接続、結合および支持も含む。さらに、接続された(connected)および結合された(coupled)は、物理的又は機械的な接続/結合に限られない。それらは、直接的なまたは間接的な電気的接続/結合も含む。
他に定義されない限り、本明細書および請求範囲で使用される全ての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されることはない。
なお、本発明および実施の形態において「好ましい」という用語は非排他的なものである。「好ましい」は、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味する。本明細書において、「好ましい」と記載された構成は、少なくとも、請求項1の構成により得られる上記効果を奏する。また、本明細書において、「しても良い」という用語は非排他的なものである。「しても良い」は、「しても良いがこれに限定されるものではない」という意味である。本明細書において、「しても良い」と記載された構成は、少なくとも、請求項1の構成により得られる上記効果を奏する。
なお、本発明および実施の形態においては、上述した好ましい構成を互いに組み合わせることを制限しない。本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載されたまたは図面に図示された構成要素の構成および配置の詳細に制限されないことが理解されるべきである。本発明は、後述する実施形態以外の実施形態でも可能である。本発明は、後述する実施形態に様々な変更を加えた実施形態でも可能である。また、本発明は、後述する実施形態および変更例を適宜組み合わせて実施することができる。
本発明の変速装置は、大型化を抑制することができる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態の変速装置1について図1(a)および図1(b)を参照しつつ説明する。図1(a)および図1(b)は第1実施形態の変速装置1の2つの例を示す。第1実施形態の変速装置1は、図1(a)および図1(b)に示す構成に限らない。図1(a)および図1(b)に示す変速装置1は、例えば自動二輪車などの車両(図示せず)に搭載される。車両は、エンジンなどの駆動源5と、変速装置1と、クラッチ2と、制御装置(図示せず)とを有する。駆動源5で発生した駆動力は、クラッチ2と変速装置1を介して駆動対象4に伝達される。制御装置は、駆動源5、変速装置1、およびクラッチ2を制御する。
以下、本発明の第1実施形態の変速装置1について図1(a)および図1(b)を参照しつつ説明する。図1(a)および図1(b)は第1実施形態の変速装置1の2つの例を示す。第1実施形態の変速装置1は、図1(a)および図1(b)に示す構成に限らない。図1(a)および図1(b)に示す変速装置1は、例えば自動二輪車などの車両(図示せず)に搭載される。車両は、エンジンなどの駆動源5と、変速装置1と、クラッチ2と、制御装置(図示せず)とを有する。駆動源5で発生した駆動力は、クラッチ2と変速装置1を介して駆動対象4に伝達される。制御装置は、駆動源5、変速装置1、およびクラッチ2を制御する。
変速装置1は、入力軸11および出力軸12を有する。変速装置1は、入力軸11の動力を出力軸12に伝達可能に構成されている。出力軸12の回転速度に対する入力軸11の回転速度の比を、変速比という。変速装置1の変速比は制御装置によって変更される。車両は、変速装置1の変速比を変更するために運転者が操作するシフト操作子(図示せず)を有していてもよい。制御装置は、シフト操作子の操作に応じて変速装置1の変速比を変更する。制御装置は、シフト操作子が操作されていないときに、例えば車速などに応じて変速装置1の変速比を自動的に変更できるように構成されていてもよい。車両は、変速装置1の変速比を変更するために運転者が操作するシフト操作子を有していなくてもよい。
入力軸11は、クラッチ2を介して駆動源5に接続されている。例えば、駆動源5がエンジンである場合、入力軸11は、エンジンのクランク軸に接続される。クラッチ2は、例えば摩擦クラッチであるが、これに限らない。但し、クラッチ2はデュアルクラッチではない。つまり、変速装置1はデュアルクラッチトランスミッションではない。また、変速装置1は、AMT(Automated Manual Transmission)である。つまり、制御装置は、運転者の操作によらずに、クラッチ2の動力伝達率を自動的に変更できるように構成されている。制御装置は、変速装置1の変速比を変更するときにクラッチ2の動力伝達率を一時的に低下させる。出力軸12は、駆動対象4に接続される。出力軸12は、減速装置等を介して駆動対象4に接続されてもよい。入力軸11は、ベアリング11a、11bによって支持される。出力軸12は、ベアリング12a、12bによって支持される。入力軸11は、駆動源5により回転される。出力軸12が回転することで、駆動対象4を回転駆動させる。
入力軸11および出力軸12には、変速段の数に対応して、複数の変速ギヤ31、32、33、34、35、36が設けられる。図1(a)および図1(b)の例では、変速段の数は6速である。複数の変速ギヤ31、32、33、34、35、36は、入力軸11および出力軸12と相対回転可能、且つ、入力軸11および出力軸12の軸方向にスライド不能に構成される。変速ギヤ31、32、33、34、35、36は、それぞれ、1速ギヤ、2速ギヤ、3速ギヤ、4速ギヤ、5速ギヤ、6速ギヤである。図1において、矢印Xが入力軸11および出力軸12の軸方向である。以下の説明において、軸方向とは、入力軸11および出力軸12の軸方向である。
入力軸11および出力軸12には、複数のスライダー41、42、43が設けられる。スライダー41、42、43は、入力軸11および出力軸12と一体回転可能、且つ、軸方向にスライド可能に構成されている。複数のスライダー41、42、43は、複数の変速ギヤ31~36に連結される。スライダー41、42、43に連結された変速ギヤ31~36を介して、入力軸11から出力軸12に動力が伝達される。図1(a)および図1(b)の例では、スライドされたスライダー41は、変速ギヤ31または変速ギヤ33と連結される。スライドされたスライダー42は、変速ギヤ32または変速ギヤ34と連結される。スライドされたスライダー43は、変速ギヤ35または変速ギヤ36と連結される。図1(a)の例では、スライダー43の数は1つであり、図1(b)の例では、スライダー43の数は2つである。
変速装置1は、複数のカム付勢機構80を有する。入力軸11および出力軸12は、複数のスライダー41、42、43が軸方向にスライドするスライド部分141、142、143を有する。スライド部分141は、入力軸11または出力軸12のスライダー41がスライドする部分である。スライド部分142は、入力軸11または出力軸12のスライダー42がスライドする部分である。スライド部分143は、入力軸11または出力軸12のスライダー43がスライドする部分である。カム付勢機構80は、複数のスライド部分141、142、143のうち少なくとも2つのスライド部分に設けられる。カム付勢機構80は、スプリング81を含む。スプリング81は、入力軸11および出力軸12の径方向に弾性力を与える。図1(a)および図1(b)において、スライド部分141、142、143に、斜線のハッチングで示した。スライド部分141、142、143は、入力軸11の外周面の一部、および、出力軸12の外周面の一部である。図1(a)および図1(b)の例では、スライド部分141、142は、出力軸12の一部であり、スライド部分143は、入力軸11の一部である。
スライダー41、42、43のうち少なくとも1つのスライダーは、カム面71を有する。複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にある2つのスライダー41、42の少なくとも一方は、カム面71を有する。図1(a)および図1(b)の例では、2つのスライダー41、42がカム面71を有する。図1(b)の例では、2つのスライダー43のうちスライダー43aもカム面71を有する。カム面71は、カム付勢機構80と接触して、カム付勢機構80から受ける径方向の弾性力を、軸方向の力に変換する。
複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にある2つのスライダー41、42は同じ軸上に配置される。複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にある2つのスライダー41、42とは異なるスライダー43は、2つのスライダー41、42とは異なる軸上に配置される。
複数のスライダー41、42、43は、スライドギヤ41、42、43である。複数のスライドギヤ41、42、43の各々は、当該スライドギヤとは異なる軸に配置される少なくとも1つの変速ギヤに噛み合う少なくとも1つの噛み合いギヤを含む。図1(a)および図1(b)の例では、スライドギヤ41は、スライドギヤ41とは異なる軸に配置される変速ギヤ35に噛み合う噛み合いギヤ41を含む。スライドギヤ42は、スライドギヤ42とは異なる軸に配置される変速ギヤ36に噛み合う噛み合いギヤ42を含む。スライドギヤ43は、スライドギヤ43とは異なる軸に配置される2つの変速ギヤ33、34に噛み合う2つの噛み合いギヤ43a、43bを含む。
図1(a)および図1(b)の例では、入力軸11には、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向の順に、噛み合いギヤ21、5速ギヤ35、スライドギヤ43、6速ギヤ36、噛み合いギヤ22が設けられている。出力軸12には、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向の順に、1速ギヤ31、スライドギヤ41、3速ギヤ33、4速ギヤ34、スライドギヤ42、2速ギヤ32が設けられている。噛み合いギヤ21および噛み合いギヤ22は、入力軸11と一体回転可能、且つ、軸方向にスライド不能に構成されている。入力軸11の6つのギヤ21、35、43a、43b、36、22と出力軸12の6つのギヤ31、41、33、34、42、32は常時噛み合っている。
軸方向に隣り合うスライドギヤ41とスライドギヤ43の間、および、スライドギヤ43とスライドギヤ42の間、のいずれにもベアリングは配置されていない。
複数のスライドギヤ41、42、43は、複数のスライド部分141、142、143のうちいずれか2つのスライド部分が、軸方向に直交する方向に見て部分的に重なるように配置される。図1(a)および図1(b)の例では、入力軸11のスライドギヤ43がスライドするスライド部分143の一部と、出力軸12のスライドギヤ41がスライドするスライド部分141の一部が、軸方向に直交する方向に見て重なる。また、入力軸11のスライドギヤ43がスライドするスライド部分143の一部と、出力軸12のスライドギヤ42がスライドするスライド部分142の一部が、軸方向に直交する方向に見て重なる。なお、図1(a)および図1(b)において、矢印Yが入力軸11および出力軸12の軸方向に直交する方向である。
第1実施形態の変速装置1は、以下の効果を有する。
複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にある2つのスライダー41、42が同じ軸(出力軸12)上に配置される。また、複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つのスライダー41、42とは異なるスライダー43は、スライダー41、42と異なる軸(入力軸11)上に配置される。そのため、複数のスライダー41、42、43の各々を、少なくとも1つの変速ギヤ(33、34、35、36)に噛み合う噛み合いギヤを含むスライドギヤ(41、42、43)とすることができる。スライダー41、42、43が変速ギヤ33、34、35、36に噛み合う噛み合いギヤを兼ねており、噛み合いギヤとスライダーとが別々に設けてられていない。一方、特許文献1および特許文献2では、入力軸および出力軸の軸上に、変速ギヤと噛み合う噛み合いギヤとは別にスライダーを設けている。そのため、第1実施形態の変速装置1は、特許文献1および特許文献2と比較して、入力軸11および出力軸12の軸長を短くできる。
また、軸方向に隣り合う2つのスライドギヤの間(スライドギヤ41とスライドギヤ43の間、または、スライドギヤ43とスライドギヤ42の間)にベアリングが配置されていない。そのため、第1実施形態の変速装置1は、特許文献2のように入力軸および出力軸の軸方向に隣り合う2つのスライダーの間にベアリングが配置される場合と比較して、入力軸11および出力軸12の軸長を短くできる。
さらに、入力軸11および出力軸12のスライドギヤ41、42、43がスライドされるスライド部分141、142、143は、軸方向に直交する方向に見て部分的に重なる。一方、特許文献1および特許文献2では、入力軸のスライダーがスライドされるスライド部分の一部と、出力軸のスライダーがスライドされるスライド部分の一部が、入力軸および出力軸の軸方向に直交する方向に見て重ならない。そのため、第1実施形態の変速装置1は、特許文献1および特許文献2と比較して、入力軸11および出力軸12の軸長を短くできる。
以上のように、第1実施形態の変速装置1は、入力軸11および出力軸12の軸長を短くできるため、変速装置1の大型化を抑制できる。
なお、図1(a)および図1(b)に例示する第1実施形態の変速装置1の変速段は6速だが、第1実施形態の変速装置1の変速段は6速に限らず、何段でもよい。また、第1実施形態の変速装置1の複数の変速ギヤの配列は、図1(a)および図1(b)の例に限らず、どのような配列であってもよい。図1(a)および図1(b)の変速装置1の例では、入力軸11および出力軸12に、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向に、1速ギヤ31、5速ギヤ35、3速ギヤ33、4速ギヤ34、6速ギヤ36、および、2速ギヤ32が順に配列されている。例えば、図2の変速装置1の例のように、入力軸11および出力軸12に、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向に、2速ギヤ32、6速ギヤ36、4速ギヤ34、3速ギヤ33、1速ギヤ31、および、5速ギヤ35が順に配列されてもよい。図2の例では、入力軸11に、軸方向に、噛み合いギヤ22、6速ギヤ36、スライドギヤ43、1速ギヤ31、および、噛み合いギヤ25が順に配列されている。また、図示しないが、入力軸11および出力軸12に、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向に、1速ギヤ31、2速ギヤ32、3速ギヤ33、4速ギヤ34、5速ギヤ35、および、6速ギヤが順に配列されても良いし、様々な組み合わせで配列されていて良い。
なお、図1(a)および図1(b)の例では、複数の変速ギヤ31~36のうち軸方向の両端にある2つの変速ギヤが、1速ギヤ31および2速ギヤ32である。図1(a)および図1(b)の例では、複数の変速ギヤ31~36のうち軸方向においてクラッチ2に最も近い変速ギヤが1速ギヤ31であるがそれに限らない。複数の変速ギヤ31~36のうち軸方向においてクラッチ2に最も近い変速ギヤが、2速ギヤでもよい。また、図1(a)および図1(b)の例では、1速ギヤ31および2速ギヤ32は、両方とも出力軸12に設けられているがそれに限らない。1速ギヤ31および2速ギヤ32が、両方とも入力軸11に設けられてもよい。また、1速ギヤ31および2速ギヤ32の一方が、入力軸11に設けられ、他方が出力軸12に設けられてもよい。1速ギヤ31および2速ギヤ32は、3速以上のギヤと比較して、変速ギヤにかかる反力が大きい。そのため、図1(a)および図1(b)のように、複数の変速ギヤ31~35のうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤ31および2速ギヤ32ではない場合、複数の変速ギヤ31~35のうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤ31および2速ギヤ32である場合と比較して、入力軸11または出力軸12の少なくとも一方の撓みを抑えるために、入力軸11または出力軸12の少なくとも一方の径または入力軸11および出力軸12の軸間距離を大きくしなければならない。そのため、図1(a)および図1(b)の例のように、複数の変速ギヤ31~35のうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤ31および2速ギヤ32であることにより、複数の変速ギヤ31~35のうち軸方向の両端の2つの変速ギヤが1速ギヤ31および2速ギヤ32でない場合と比較して、入力軸11または出力軸12の少なくとも一方の径、および、入力軸11および出力軸12の軸間距離を小さくできる。これにより、変速装置1は、変速装置の大型化を抑制できる。
なお、第1実施形態の変速装置1において、複数の変速ギヤ31~36のうち軸方向の両端にある2つの変速ギヤは、1速ギヤ31および2速ギヤ32でなくてもよい(例えば図2参照)。
なお、図1(b)の例では、複数のスライドギヤ41、42、43は、5速ギヤ35に連結可能な5速用スライドギヤ43および6速ギヤ36に連結可能な6速用スライドギヤ43を含む。5速用スライドギヤ43および6速用スライドギヤ43は、軸方向に相対移動可能である。5速ギヤ35、5速用スライドギヤ43、6速用スライドギヤ43、6速ギヤ36は、同じ軸上に軸方向にこの順に配置される。図1(b)の例では、5速ギヤ35、5速用スライドギヤ43、6速用スライドギヤ43、6速ギヤ36は、入力軸11に配置されているが、出力軸12に配置されてもよい。図1(b)の例では、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向の順に、5速ギヤ35、5速用スライドギヤ43、6速用スライドギヤ43、および、6速ギヤ36が配列されているがそれに限らない。例えば、入力軸11のクラッチ2がある端部から軸方向の順に、6速ギヤ36、6速用スライドギヤ43、5速用スライドギヤ43、および、5速ギヤ35が配列されてもよい。図1(b)の例では、5速ギヤ35と6速ギヤ36に連結されるスライドギヤが別々に設けられる。しかも、5速ギヤ35と6速ギヤ36は同じ軸上に配置される。そのため、変速装置1の構成を、クラッチ2で動力を切断することなく、5速段と6速段との間でシフトアップまたはシフトダウンする構成とすることができる。したがって、図1(b)のような変速装置1は、変速装置1の設計自由度を高めつつ、変速装置1の大型化を抑制できる。
なお、図1(a)および図1(b)の例では、カム面71を有するスライドギヤ41、42は、切替式スライドギヤである。図1(b)の例では、カム面71を有するスライドギヤ43は、切替式スライドギヤではない。切替式スライドギヤは、複数の変速ギヤ31~36のうちの切替式スライドギヤが配置される軸と同じ入力軸11または出力軸12上の軸方向に隣り合って配置される2つの変速ギヤに連結することができる。しかも、切替式スライドギヤが連結する2つの変速ギヤが対応する変速段は、2速以上差がある。出力軸12に配置される切替式スライドギヤ41は、2つの変速ギヤ31、33に連結することができる。また、出力軸12に配置される切替式スライドギヤ42は、2つの変速ギヤ32、34に連結することができる。そして、切替式スライドギヤ41、42が連結する2つの変速ギヤに対応する変速段は、2速以上差がある。そのため、変速装置1の構成を、クラッチ2で動力を切断することなく、切替式スライドギヤ41、42のスライドによってシフトアップまたはシフトダウンする構成とすることができる。切替式スライドギヤで連結される2つの変速ギヤが、それぞれ1つのスライドギヤでしか連結できないように変速装置が構成される場合と比較して、入力軸11および出力軸12の軸長を短くできる。また、変速装置1の構成を、クラッチ2で動力を切断することなく、1速段から6速段まで1速ずつ順にシフトアップまたは6速段から1速段まで1速ずつ順にシフトダウンする構成とすることができる。そのため、図1(a)および図1(b)のような変速装置1は、変速装置1の設計自由度を高めつつ、変速装置1の大型化を抑制できる。
なお、第1実施形態の変速装置1は、切替式スライドギヤを有さなくてもよい。つまり、カム面を有するスライドギヤは、1つの変速ギヤにのみ連結できるように構成されていてもよい。また、図1(a)の例のように全てのスライドギヤが切替式スライドギヤであってもよいし、図1(b)の例のように一部のスライドギヤが切替式スライドギヤであってもよい。
なお、図1(a)および図1(b)の例では、複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にある2つのスライダー41、42が、カム面71を有するが、複数のスライダー41、42、43のうち軸方向の両端にある2つのスライダー41、42の一方のみが、カム面71を有してもよい。但し、複数のスライダー41、42、43のうち少なくとも2つのスライダーは、カム面71を有する。
なお、図1(a)の例では、スライダー43はカム面71を有さないが、スライダー43が、カム付勢機構80と接触するカム面71を有してもよい。これにより、変速装置1の構成を、クラッチ2で動力を切断することなく、4速段と5速段との間でシフトアップまたはシフトダウンする構成とすることができる。しかし、スライダー43が連結される2つの変速ギヤ35、36に対応する変速段は1速しか差がないので、5速段と6速段の間のシフトアップおよびシフトダウンは、クラッチ2で動力を切断して行う必要がある。
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態の変速装置1について図3および図4を参照しつつ説明する。第2実施形態の変速装置1は、図1(a)に示す第1実施形態の変速装置1の具体例である。
以下、本発明の第2実施形態の変速装置1について図3および図4を参照しつつ説明する。第2実施形態の変速装置1は、図1(a)に示す第1実施形態の変速装置1の具体例である。
図3に示すように、変速装置1は、3つのスライドギヤ41、42、43を有する。変速ギヤ31~36とスライドギヤ41、42、43を連結する構成について説明する。
スライドギヤ41は、1速ギヤ31と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ51を有する。1速ギヤ31は、スライドギヤ41の複数のドグ51と噛み合うことで、連結可能に形成された複数のドグ61を有する。スライドギヤ41は、3速ギヤ33と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ53を有する。3速ギヤ33は、スライドギヤ41の複数のドグ53と噛み合うことで、連結可能に形成された複数のドグ63を有する。スライドギヤ42は、2速ギヤ32と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ52を有する。2速ギヤ32は、スライドギヤ42の複数のドグ52と噛み合うことで、連結可能に形成された複数のドグ62を有する。スライドギヤ42は、4速ギヤ34と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ54を有する。4速ギヤ34は、スライドギヤ42の複数のドグ54と噛み合うことで、連結可能に形成された複数のドグ64を有する。スライドギヤ43は、5速ギヤ35と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ55を有する。5速ギヤ35は、スライドギヤ43の複数のドグ55と噛み合うことで、連結可能に形成された複数のドグ65を有する。スライドギヤ43は、6速ギヤ36と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ56を有する。6速ギヤ36は、スライドギヤ43の複数のドグ56と噛み合うことで、連結可能に形成された複数のドグ66を有する。
スライドギヤ41、42、43は、図3に示す位置から軸方向に移動することによって、各々軸方向に隣り合う変速ギヤ31~36とドグによって噛み合うことができる。変速ギヤ31~36のうちのいずれかが軸方向に隣り合うスライドギヤとドグによって噛み合っているとき、この変速ギヤとスライドギヤを介して入力軸11から出力軸12に動力が伝達される。例えば、1速ギヤ31とスライドギヤ41が噛み合っているときは、入力軸11からの動力は、ギヤ21、1速ギヤ31、スライドギヤ41、出力軸12の順に伝達される。このときの変速装置1の変速段は1速段である。また、例えば、3速ギヤ33とスライドギヤ41が噛み合っているときは、入力軸11からの動力は、スライドギヤ43、3速ギヤ33、スライドギヤ41、出力軸12の順に伝達される。このときの変速装置1の変速段は3速段である。また、例えば、5速ギヤ35とスライドギヤ43が噛み合っているときは、入力軸11からの動力は、スライドギヤ43、5速ギヤ35、スライドギヤ41、出力軸12の順に伝達される。このときの変速装置1の変速段は5速段である。いずれの変速ギヤも軸方向に隣り合うスライドギヤと噛み合っていないとき、変速装置1はニュートラル状態である。変速装置1は、スライドギヤ41、42、43の軸方向の移動を制御することで、変速装置1の変速比を制御する。つまり、スライドギヤ41、42、43は、変速段(ギヤ位置)を変更するために軸方向に駆動される
複数のドグ51は周方向に配列されている。ドグ52~56、61~66も同様に周方向に配列されている。スライドギヤ41、42、43のドグ51~56は、ドグ歯である。つまり、ドグ51~56は軸方向に突出するように形成されている。変速ギヤ31~34のドグ61~64は、ドグ孔である。但し、ドグ61~64は、凹状である。つまり、ドグ61~64は、変速ギヤ31~34を軸方向に貫通していないドグ孔である。ドグ61~64は、変速ギヤ31~36を軸方向に貫通するドグ孔でもよい。ドグ61~64は、ドグ歯でもよい。この場合、ドグ51~54は、ドグ歯でもよく、ドグ孔でもよい。変速ギヤ35、36のドグ65、66は、ドグ歯である。ドグ65、66は、ドグ孔でもよい。
次に、変速ギヤ31~34のドグ(ドグ孔)61~64の共通の特徴と、スライドギヤ41、42のドグ(ドグ歯)51~54の共通の特徴について、2速ギヤ32のドグ62とスライドギヤ42のドグ52を用いて説明する。図4(a)~図4(e)は、2速ギヤ32とスライドギヤ42の展開断面図である。図4(a)~図4(e)における上下方向は、出力軸12の回転中心軸線を中心とした周方向を示す。変速ギヤ32およびスライドギヤ42の回転方向は、図4(a)~図4(e)における上方向である。図4(a)は、変速装置1が2速段とは異なる変速段またはニュートラル位置である状態を示す。図4(b)および図4(c)に示す矢印は、変速ギヤ32に生じるトルクの方向を示す。図4(d)および図4(e)に示す矢印は、変速ギヤ32に対するスライドギヤ42の相対回転方向とスライドギヤ42に対する変速ギヤ32の相対回転方向を示す。
ドグ(ドグ歯)52は、ドライブ噛み合い面57と、コースト噛み合い面58と、離脱ガイド面59を有する。軸方向においてドライブ噛み合い面57はコースト噛み合い面58よりも歯先に近い位置にある。ドライブ噛み合い面57は、軸方向に対して周方向に傾斜している。ドライブ噛み合い面57は、歯底に向かうほど変速ギヤ32およびスライドギヤ42の回転方向に向かうように傾斜している。なお、ドライブ噛み合い面57は、軸方向に沿って形成されていてもよい。コースト噛み合い面58は、軸方向に対して周方向に傾斜している。コースト噛み合い面58は、歯先に向かうほど変速ギヤ32およびスライドギヤ42の回転方向に向かうように傾斜している。なお、コースト噛み合い面58は、軸方向に沿って形成されていてもよい。離脱ガイド面59はドライブ噛み合い面57と周方向に並んでいる。離脱ガイド面59は、周方向に対して軸方向に傾斜している。離脱ガイド面59は、出力軸12の回転中心軸線に対して螺旋状に形成されていてもよく、径方向に沿った面でもよい。なお、4速ギヤ34のドグ64と噛み合うスライドギヤ42のドグ54は、離脱ガイド面59を有さなくてもよい。
ドグ(ドグ孔)62は、ドライブ噛み合い面67と、コースト噛み合い面68と、移動ガイド面69を有する。ドライブ噛み合い面67の軸方向に対する傾斜角度および傾斜方向は、ドグ52のドライブ噛み合い面57と同じである。コースト噛み合い面68の軸方向に対する傾斜角度および傾斜方向は、ドグ52のコースト噛み合い面58と同じである。移動ガイド面69は、周方向に対して軸方向に傾斜している。移動ガイド面69は、出力軸12の回転中心軸線に対して螺旋状に形成されていてもよく、径方向に沿った面でもよい。
図4(b)は、ドライブ噛み合い面57とドライブ噛み合い面67が接触し、ドグ52とドグ62が噛み合っている状態を示す。この噛み合い状態をドライブ噛み合い状態と称する。スライドギヤ42と変速ギヤ32がドライブ噛み合い状態のときのスライドギヤ42の軸方向位置を、変速ギヤ32に対するスライドギヤ42のドライブ噛み合い位置と称する。但し、ドライブ噛み合い位置という用語は、ドライブ噛み合い状態か否かを問わずに使用される。変速装置1が2速段でドライブトルクを伝達する時、変速ギヤ32とスライドギヤ42はドライブ噛み合い状態である。ドライブトルクは、エンジンが車輪を駆動するときにエンジンから車輪に伝達されるトルクである。
図4(c)は、コースト噛み合い面58とコースト噛み合い面68が接触し、ドグ52とドグ62が噛み合っている状態を示す。この噛み合い状態をコースト噛み合い状態と称する。コースト噛み合い状態は、ドライブ噛み合い状態よりもドグ52とドグ62が深く噛み合った状態である。スライドギヤ42と変速ギヤ32がコースト噛み合い状態のときのスライドギヤ42の軸方向位置を、変速ギヤ32に対するスライドギヤ42のコースト噛み合い位置と称する。但し、コースト噛み合い位置という用語は、コースト噛み合い状態か否かを問わずに使用される。変速装置1が2速段でコーストトルクを伝達する時、変速ギヤ32とスライドギヤ42はコースト噛み合い状態である。コーストトルクは、車輪の回転の慣性によって発生し、ドライブトルクとは逆方向のトルクである。コーストトルクは、エンジンと車輪との間で伝達されるトルクである。コーストトルクは、例えば、エンジンブレーキの発生時などに生じる。
図4(d)は、ドグ(ドグ歯)52の縁が移動ガイド面69に接触している状態を示す。図4(d)に示すように、変速ギヤ32よりもスライドギヤ42が遅く回転している状態でドグ52の縁が移動ガイド面69に接触した場合、スライドギヤ42は変速ギヤ32から離れる方向の力を受ける。変速装置1が2速段であって変速装置1に伝達されるトルクがコーストトルクからドライブトルクに切り換わった場合、変速ギヤ32よりもスライドギヤ42が遅く回転する。それにより、スライドギヤ42と変速ギヤ32のコースト噛み合い面58、68による噛み合いが解除されて、スライドギヤ42のドグ52が変速ギヤ32の移動ガイド面69に接触する。ドグ52は移動ガイド面69に沿って移動し、スライドギヤ42と変速ギヤ32がドライブ噛み合い状態となる。なお、変速装置1が2速段であって変速装置1に伝達されるトルクがドライブトルクからコーストトルクに切り換わった場合、変速ギヤ32よりもスライドギヤ42が速く回転する。それにより、スライドギヤ42と変速ギヤ32のドライブ噛み合い面57、67による噛み合いが解除される。スライドギヤ42は、カム面71に接触するカム付勢機構80のスプリング81から受ける弾性力によって、噛み合いが深くなる方向に移動し、スライドギヤ42と変速ギヤ32はコースト噛み合い状態となる。
図4(e)は、ドグ(ドグ孔)62の縁が離脱ガイド面59に接触している状態を示す。図4(e)に示すように、変速ギヤ32よりもスライドギヤ42が速く回転している状態でドグ62の縁が離脱ガイド面59に接触した場合、スライドギヤ42は変速ギヤ32から離れる方向の力を受ける。つまり、ドグ62と離脱ガイド面59が接触する時、変速ギヤ32とスライドギヤ42とのドグ52、62による噛み合いを解除する力がスライドギヤ42に生じる。詳細は後述するが、離脱ガイド面59は、変速段を変更する時に使用される。
ドグ(ドグ孔)61~64は、上述した共通の特徴を有していれば、互いに異なる形状でもよい。ドグ61~64のうちの一部または全てのドグは、対称的な形状でもよい。ドグ(ドグ歯)51~54は、互いに異なる形状でもよい。ドグ51~54のうちの一部または全てのドグが、対称的な形状でもよい。ドグ(ドグ歯)51~54は、ドグ(ドグ歯)55、56のいずれとも異なる形状である。ドグ(ドグ歯)55、56は、互いに異なる形状でもよく、互いに同じ形状でもよく、対称的な形状でもよい。ドグ(ドグ歯)65、66は、互いに異なる形状でもよく、互いに同じ形状でもよく、対称的な形状でもよい。ドグ(ドグ歯)65、66は、ドグ(ドグ歯)55、56と異なる形状でもよく、互いに同じ形状でもよく、対称的な形状でもよい。
変速装置1は、シフトアップ時に、2つのスライドギヤ41、42が変速ギヤ31~34のうちの2つの変速ギヤに同時にドグによって噛み合う二重噛み合い状態に一時的になるように構成される。例えば、1速段から2速段にシフトアップする場合、2つのスライドギヤ41、42が変速ギヤ31、32に同時にドグ51、52、61、62によって噛み合う二重噛み合い状態に一時的になる。スライドギヤ42と2速ギヤ32がドグ52、62によって噛み合うと、1速ギヤ31よりもスライドギヤ41が速く回転する。このとき、スライドギヤ41の1速ギヤ31に向かう軸方向の移動が規制されるように変速装置1は構成されている。それにより、スライドギヤ41のドグ51の離脱ガイド面59と1速ギヤ31のドグ61が接触して、スライドギヤ41は1速ギヤ31から離れるように軸方向に移動する。それにより、スライドギヤ41と1速ギヤ31との噛み合いが解除される。このように、変速装置1は、二重噛み合い状態のときに、2つのスライドギヤ41、42の一方にドグによる噛み合いを解除する力が生じるように構成される。そのため、変速装置1は、動力の伝達を遮断することなくシームレスにシフトアップできる。変速装置1は、シフトダウン時に二重噛み合い状態にならないように構成される。
次に、スライドギヤ41、42のドグ以外の共通の特徴について、スライドギヤ42を用いて説明する。スライドギヤ41、42は、後述する共通の特徴を有していれば、互いに異なる形状でもよい。スライドギヤ41、42は、対称的な形状でもよい。
スライドギヤ42は、出力軸12にスプライン嵌合されている。図3に示すように、スライドギヤ42の内周面の周方向一部分には、2つのカム面71とチェック溝72が形成されている。なお、チェック溝72は形成されなくてもよい。チェック溝72は2つのカム面71の間に形成されている。スライドギヤ42は、出力軸12に設けられたカム付勢機構80と接触する。カム付勢機構80は、2つのカム面71とチェック溝72に接触する。カム付勢機構80は、出力軸12の径方向外向きの弾性力をスライドギヤ42に付与するスプリング81を有する。
2つのカム面71は、軸方向に対して径方向に傾斜する傾斜面である。スライドギヤ42が軸方向に移動するとき、カム付勢機構80は2つのカム面71の一方に接触する。カム面71は、カム付勢機構80から受ける径方向の弾性力を軸方向の力に変換する。カム付勢機構80がカム面71に接触するとき、スプリング81の弾性力は、チェック溝72がカム付勢機構80から離れる軸方向にスライドギヤ42を押す力として作用する。チェック溝72はカム付勢機構80が嵌るように形成されている。変速装置1が2速段と4速段のどちらでもないときに、カム付勢機構80はスライドギヤ42のチェック溝72に嵌っている。
制御装置が図示しないシフトアクチュエータを制御することで、3つのスライドギヤ41、42、43は軸方向にスライドする。スライドギヤ41、42、43をシフトアクチュエータによって駆動するための機構は特に限定されない。例えばシフトドラムを有する機構でもよい。変速装置1は、シーケンシャルマニュアルトランスミッション(Sequential manual transmission)でもよい。つまり、変速装置1は、変速段(ギヤ位置)を変更する際、変速比の大きさの順に隣り合う変速段にしか変更できないように構成されていてもよい。
[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態の変速装置1について図5を参照しつつ説明する。第3実施形態の変速装置1は、図1(b)に示す第1実施形態の変速装置1の具体例である。以下、第2実施形態と異なる点について説明する。
以下、本発明の第3実施形態の変速装置1について図5を参照しつつ説明する。第3実施形態の変速装置1は、図1(b)に示す第1実施形態の変速装置1の具体例である。以下、第2実施形態と異なる点について説明する。
図5に示すように、変速装置1は、4つのスライドギヤ41、42、43A、43Bを有する。スライドギヤ43Aは、図1(b)の噛み合いギヤ43aを含むスライドギヤ43の具体例である。スライドギヤ43Bは、図1(b)の噛み合いギヤ43bを含むスライドギヤ43の具体例である。
スライドギヤ43Aは、5速ギヤ35と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ155を有する。5速ギヤ35は、スライドギヤ43Aの複数のドグ155と噛み合い可能に形成された複数のドグ165を有する。スライドギヤ43Bは、6速ギヤ36と向かい合う軸方向端部に、複数のドグ156を有する。6速ギヤ36は、スライドギヤ43Bの複数のドグ156と噛み合い可能に形成された複数のドグ166を有する。スライドギヤ43A、43Bは、図5に示す位置から軸方向に移動することによって、各々軸方向に隣り合う変速ギヤ35、36とドグによって噛み合うことができる。変速ギヤ35、36のうちのいずれかが軸方向に隣り合うスライドギヤとドグによって噛み合っているとき、この変速ギヤとスライドギヤを介して入力軸11から出力軸12に動力が伝達される。
複数のドグ155は周方向に配列されている。ドグ156、165、166も同様に周方向に配列されている。スライドギヤ43A、43Bのドグ155、156は、ドグ歯である。つまり、ドグ155、156は軸方向に突出するように形成されている。変速ギヤ35、36のドグ165、166は、ドグ孔である。但し、ドグ165、166は、凹状である。つまり、ドグ165、166は、変速ギヤ35、36を軸方向に貫通していないドグ孔である。ドグ165、166は、変速ギヤ35、36を軸方向に貫通するドグ孔でもよい。ドグ165、166はドグ歯でもよい。この場合、ドグ155、156は、ドグ歯でもよく、ドグ孔でもよい。
変速ギヤ35、36のドグ(ドグ孔)165、166は、第3実施形態で説明した変速ギヤ31~34のドグ61~64の共通の特徴と同じ特徴を有する。スライドギヤ43A、43Bのドグ(ドグ歯)155、155は、第3実施形態で説明したスライドギヤ41、42のドグ51~54の共通の特徴と同じ特徴を有する。つまり、ドグ165、166は、ドライブ噛み合い面67と、コースト噛み合い面68と、移動ガイド面69を有する。また、ドグ155、156は、ドライブ噛み合い面57と、コースト噛み合い面58と、離脱ガイド面59を有する。6速ギヤ36のドグ166と噛み合うスライドギヤ43Bのドグ156は、離脱ガイド面59を有さなくてもよい。また、ドグ165、156は、コースト噛み合い面68と、移動ガイド面69を有さなくてよい。
次に、スライドギヤ43A、43Bのドグ以外の共通の特徴について、スライドギヤ43Aを用いて説明する。スライドギヤ43A、43Bは、後述する共通の特徴を有していれば、互いに異なる形状でもよい。スライドギヤ43A、43Bは、対称的な形状でもよい。
スライドギヤ43Aは、入力軸11にスプライン嵌合されている。スライドギヤ43Aの内周面の周方向の少なくとも一部分には、1つのカム面71とチェック溝72が形成されている。なお、チェック溝72は形成されなくてもよい。チェック溝72はカム面71とドグ155との間に形成されている。スライドギヤ43Aは、入力軸11に設けられたカム付勢機構80と接触する。カム付勢機構80は、カム面71とチェック溝72に接触する。カム付勢機構80は、入力軸11の径方向外向きの弾性力をスライドギヤ43Aに付与するスプリング81を有する。
カム面71は、軸方向に対して径方向に傾斜する傾斜面である。スライドギヤ43Aが軸方向に移動するとき、カム付勢機構80はカム面71に接触する。カム面71は、カム付勢機構80から受ける径方向の弾性力を軸方向の力に変換する。カム付勢機構80がカム面71に接触するとき、スプリング81の弾性力は、チェック溝72がカム付勢機構80から離れる軸方向にスライドギヤ43Aを押す力として作用する。チェック溝72はカム付勢機構80が嵌るように形成されている。変速装置1が5速段でないときに、カム付勢機構80はスライドギヤ43Aのチェック溝72に嵌っている。
制御装置が図示しないシフトアクチュエータを制御することで、4つのスライドギヤ41、42、43A、43Bは軸方向にスライドする。スライドギヤ41、42、43A、43Bをシフトアクチュエータによって駆動するための機構は特に限定されない。変速装置1は、シーケンシャルマニュアルトランスミッション(Sequential manual transmission)でもよい。つまり、変速装置1は、変速段(ギヤ位置)を変更する際、変速比の大きさの順に隣り合う変速段にしか変更できないように構成されていてもよい。
なお、第2実施形態および第3実施形態の変速装置1は、動力の伝達を遮断することなくシームレスにシフトアップできるように構成されているが、本発明の変速装置1、動力の伝達を遮断することなくシームレスにシフトダウンできるように構成されていてもよい。
1:変速装置、2:クラッチ、4:駆動対象、5:駆動源、11:入力軸、12:出力軸、、31、32、33、34、35、36:変速ギヤ、41、42:スライダー(スライドギヤ、切替式スライドギヤ)、43、43A、43B:スライダー(スライドギヤ)、71:カム面、80:カム付勢機構、81:スプリング、141、142、143:スライド部分
Claims (4)
- クラッチを介して駆動源に接続される入力軸、および、駆動対象に接続される出力軸を有し、
前記入力軸および前記出力軸には、前記入力軸および前記出力軸と相対回転可能、且つ、前記入力軸および前記出力軸の軸方向にスライド不能に構成されて、変速段の数に対応して設けられる複数の変速ギヤが設けられ、
前記入力軸および前記出力軸には、前記入力軸および前記出力軸と一体回転可能、且つ、前記軸方向にスライド可能に構成されて前記複数の変速ギヤに連結可能に構成される複数のスライダーが設けられ、
スライドされた前記スライダーと連結される前記変速ギヤを介して、前記入力軸から前記出力軸に動力が伝達される変速装置であって、
前記入力軸または前記出力軸の少なくとも一方の前記スライダーがスライドするスライド部分に設けられ、各々が前記入力軸または前記出力軸の径方向に弾性力を与えるスプリングを含む複数のカム付勢機構を有し、
前記複数のスライダーうちの少なくとも1つの前記スライダーは、前記カム付勢機構と接触して、前記カム付勢機構から受ける前記径方向の弾性力を、前記軸方向の力に変換するカム面を有し、
前記複数のスライダーのうち前記軸方向の両端にある2つの前記スライダーが、同じ軸上に配置され、
前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーの少なくとも一方が前記カム面を有し、
前記複数のスライダーのうち前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーとは異なる前記スライダーが、前記軸方向の両端にあり同じ軸上に配置される2つの前記スライダーとは異なる軸上に配置されており、
前記複数のスライダーの各々は、前記複数の変速ギヤのうちの当該スライダーが配置される軸と異なる軸上に配置される少なくとも1つの前記変速ギヤに噛み合う少なくとも1つの噛み合いギヤを含むスライドギヤであり、
前記軸方向に隣り合ういずれか2つの前記スライドギヤの間にベアリングが配置されておらず、
前記入力軸の前記スライドギヤがスライドするスライド部分の一部と、前記出力軸上の前記スライドギヤがスライドするスライド部分の一部が、前記軸方向に直交する方向に見て重なるように配置されることを特徴とする変速装置。 - 前記複数のスライドギヤのうち前記カム面を有するいずれかの前記スライドギヤは、前記複数の変速ギヤのうちの当該スライドギヤと同じ軸上に配置される2つの前記変速ギヤに連結することができる切替式スライドギヤであって、前記切替式スライドギヤが連結する前記2つの変速ギヤに対応する変速段は、2速以上差があることを特徴とする請求項1に記載の変速装置。
- 前記複数の変速ギヤのうち前記軸方向の両端にある2つの前記変速ギヤが、1速ギヤおよび2速ギヤであることを特徴とする請求項1または2に記載の変速装置。
- 前記複数の変速ギヤの数が6つであって、前記複数の変速ギヤは、前記1速ギヤおよび前記2速ギヤに加えて、3速ギヤ、4速ギヤ、5速ギヤおよび6速ギヤを含み、
前記複数のスライドギヤは、前記5速ギヤに連結可能な5速用スライドギヤおよび前記6速ギヤに連結可能な6速用スライドギヤを含み、前記5速用スライドギヤおよび前記6速用スライドギヤは前記軸方向に相対移動可能であって、
前記5速ギヤ、前記5速用スライドギヤ、前記6速用スライドギヤ、および、前記6速ギヤが、同じ軸上にこの順で配置されることを特徴とする請求項3に記載の変速装置。
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Patent Citations (3)
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