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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-17
(45)【発行日】2023-05-25
(54)【発明の名称】変速機
(51)【国際特許分類】
F16H 3/091 20060101AFI20230518BHJP
F16D 11/04 20060101ALI20230518BHJP
【ＦＩ】
F16H3/091
F16D11/04 C
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2018549892
(86)(22)【出願日】2017-03-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-05-16
(86)【国際出願番号】 EP2017057000
(87)【国際公開番号】W WO2017162826
(87)【国際公開日】2017-09-28
【審査請求日】2019-12-23
【審判番号】
【審判請求日】2022-03-30
(31)【優先権主張番号】1605063.5
(32)【優先日】2016-03-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】1610691.6
(32)【優先日】2016-06-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】511247389
【氏名又は名称】キネテイツク・リミテツド
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】トンプソン，ロバート・ウィリアム
【合議体】
【審判長】平田 信勝
【審判官】久島 弘太郎
【審判官】保田 亨介
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１５－５３２９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１－２２４５４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－２５３０４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】英国特許出願公告第１３２４７６５（ＧＢ，Ａ）
【文献】特開平５－４４７９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１７２７９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２３７００３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５３１９４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－２９６３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－１０６７２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
F16H 3/091
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の駆動部材をそれぞれ支持する入力軸と、出力軸と、少なくとも１つの架橋軸とを備える多重ギアレンジ変速機であって、架橋軸は、トルク入力部またはトルク出力部に接続されておらず、
架橋軸上の駆動部材は、入力軸および／または出力軸のいずれかに支持された駆動部材と動作可能に協働して、少なくとも２つのギアレンジにグループ分けされた複数のそれぞれの結果として生じる変速比に対応する複数の選択可能な負荷経路を介して、入力軸と出力軸との間で負荷を伝達し、
各軸は、軸に選択的に回転可能に固定されることができる２つ以上の駆動部材を有し、
ギアレンジを上下させる連続的な変速比は、入力軸または出力軸いずれかのうち一方からの異なるそれぞれの駆動部材を含む負荷経路を使用して、トルク伝達を中断することなく、選択可能であり、
連続的なギアレンジは、入力軸または出力軸いずれかのうち他方からの異なるそれぞれの駆動部材を含む負荷経路を使用して、トルク伝達を中断することなく、選択可能であり、さらに、
選択されたギアレンジの上位または下位の選択された変速比から、次の利用可能なギアレンジの次の利用可能な変速比への移行は、現在選択されている変速比の負荷経路に関与していない入力軸および出力軸からの駆動部材を備える新しい負荷経路の選択を含み、
軸に選択的に回転可能に固定可能なあらゆる駆動部材が、トルクが２つの対向する方向で伝達されることを可能にするように固定され、
軸に選択的に回転可能に固定可能な駆動部材が、そのような各駆動部材の両側で軸とともに回転するドッグハブを係合することによってそのように固定され、一の駆動部材用の前進駆動ドッグハブが、別の駆動部材用の後進駆動ドッグハブに機械的に連結され、これらの２つのドッグハブをそのような駆動部材に同時に係合させることができないようにする、
多重ギアレンジ変速機。
【請求項2】
変速機が、三角形の構成に配置された入力軸と、出力軸と、唯一の架橋軸とを備える請求項１に記載の変速機。
【請求項3】
入力軸上のあらゆる駆動部材が、軸に選択的に回転可能に固定可能である請求項１または２に記載の変速機。
【請求項4】
出力軸上のあらゆる駆動部材が、軸に選択的に回転可能に固定可能である請求項１から３のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項5】
入力軸および／または出力軸が、一対の駆動部材を支持し、前記一対の駆動部材のうちの１つの駆動部材は、軸の端部に配置されており、それらの駆動部材のうちの１つの駆動部材のための前進駆動ドッグハブが、それらの駆動部材のうち他方のための後進駆動ドッグハブに機械的に連結されて、それらの２つのドッグハブをそれらの駆動部材に同時に係合させることができないようにする請求項１に記載の変速機。
【請求項6】
架橋軸上の少なくとも１つの端部の駆動部材が、軸に選択的に回転可能に固定可能な請求項１から５のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項7】
架橋軸上の両方の端部の駆動部材が、軸に選択的に回転可能に固定可能な請求項６に記載の変速機。
【請求項8】
入力軸の駆動部材、出力軸の駆動部材、および、架橋軸の駆動部材が、これらの軸を横切る単純な平歯車列を形成する請求項１から７のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項9】
出力軸および架橋軸のそれぞれの駆動部材が、これらの軸を横切る複合歯車列または遊星歯車列を形成する請求項１から８のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項10】
架橋軸が、一緒に回転し、入力軸および出力軸上の駆動部材それぞれと動作可能に協働する２つの異なるサイズの部品を備えた少なくとも１つの複合駆動部材を備えて、３つの軸を横切る複合歯車列を形成する請求項９に記載の変速機。
【請求項11】
駆動部材のサイズおよび構成が、変速機の最下位の変速比から最上位の変速比に進む際に、ギアレンジ間の移行を含む変速比内のあらゆる段階が実質的に等しい段階であるように選択される請求項１から１０のいずれか一項に記載の変速機。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の変速機を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は変速機に関するものであり、特に、排他的ではないが変速を実現するための車両用変速機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットは、本明細書の図１に示されているＱ－Ｓｈｉｆｔギアボックスとして知られているギアボックスを記載している。示されているギアボックスは、４つの選択可能な変速比を有し、車での使用に適している。重量出力比の低い大型車両（例えば、トラックおよび貨物自動車）は、典型的にはさらに選択可能な変速比を必要とする。Ｑ－Ｓｈｉｆｔギアボックスがさらに選択可能な変速比を有するためには、対向する伝達軸にさらに多くの歯車が連結される必要がある。Ｑ－Ｓｈｉｆｔギアボックスは、選択可能な変速比の数が増えるにつれて長くなり、これは、変速機を収容するスペースが限られていることから、一部の車両では実用的ではない。本発明の態様は、この問題に対処する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１４／０４９３１７号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第１の態様によれば、複数の駆動部材をそれぞれ支持する入力軸と、出力軸と、少なくとも１つの架橋軸とを備える多重ギアレンジ変速機が提供され、架橋軸は、トルク入力部またはトルク出力部に接続されておらず、架橋軸上の駆動部材は、入力軸および／または出力軸のいずれかに支持された駆動部材と動作可能に協働して、少なくとも２つのギアレンジにグループ分けされた複数のそれぞれの結果として生じる変速比に対応する複数の選択可能な負荷経路を介して、入力軸と出力軸との間で負荷を伝達し、各軸は、軸に選択的に回転可能に固定されることができる１つ以上の駆動部材を有し、ギアレンジを上下させる連続的な変速比は、入力軸または出力軸いずれかのうち一方からの異なるそれぞれの駆動部材を含む負荷経路を使用して選択可能であり、連続的なギアレンジは、入力軸または出力軸いずれかのうち他方からの異なるそれぞれの駆動部材を含む負荷経路を使用して選択可能であり、さらに、選択されたギアレンジの上位または下位の選択された歯車から、次の利用可能なギアレンジの次の利用可能な歯車への移行は、現在選択されている歯車の負荷経路に関与していない入力軸および出力軸からの駆動部材を備える新しい負荷経路の選択を含む。
【0005】
前述したように、トルク伝達を中断することなく、またはクラッチを踏むことなく、ギアチェンジ（変速）を完了するプライマリギアボックスが知られており、プライマリギアボックスには例えば、前述のＱシフトギアボックスが含まれる。多くの変速比を有する広いギアレンジを必要とする車両（例えば重量物車両）では、単純な２軸ギアボックスは実用的ではない。しかしながら、追加のレンジ切替ギアボックスの使用は、トルク伝達のクラッチ遮断および中断を伴うことがあり、プライマリギアボックスの利点の一部を失うことになる可能性がある。
【0006】
この第１の態様による変速機では、入力軸または出力軸のいずれか一方からの異なるそれぞれの駆動部材を含む負荷経路を使用して、ギアレンジを上下させる連続的な変速比を選択することができ、これにより、Ｑシフト式変速機の場合のように、トルク伝達を中断することなくギアチェンジが可能になる。
【0007】
さらに、選択されたギアレンジの上位または下位の選択された歯車から、次の利用可能なギアレンジの次の利用可能な歯車への移行は、現在選択されている歯車の負荷経路に関与していない入力軸および出力軸からの駆動部材を備える新しい負荷経路の選択を含み、これにより、トルク伝達を中断することなくギアレンジの移行が可能になる。
【0008】
好ましい実施形態では、特定のギアレンジを特徴付ける負荷経路機構とは、通常、出力軸上で選択された特定の駆動部材であり、出力軸上の駆動部材は、それぞれの（高速のための）上位のギアレンジに対応して増大するサイズで配置される。この状況では、特定の駆動部材が入力軸上で選択されて、ギアレンジ内の歯車を切り替え、入力軸上の駆動部材もまた、ギアレンジ内のそれぞれの（高速のための）上位の歯車に対応して増大するサイズで配置される。
【0009】
通常、このような変速機は、（端から見て）三角形の構成に配置された入力軸と、出力軸と、唯一の架橋軸とを備える。
【0010】
通常、入力軸上の駆動部材はいずれも、軸に選択的に回転可能に固定されることができる。同様に、通常、出力軸上の駆動部材はいずれも、軸に選択的に回転可能に固定されることができる。本変速機は、エンジンの加速および制動の両方を伝達するために、トルクが２つの対向する方向で伝達される必要がある車両に特に使用される。したがって、軸に選択的に回転可能に固定されることができる駆動部材はいずれも、（恒久的に固定された駆動部材に関して）トルクが２つの対向する方向で伝達されるように固定されることが好ましい。
【0011】
軸に選択的に回転可能に固定されることができる駆動部材は、そのような各駆動部材の両側で（軸とともに回転する）ドッグハブを係合することによってそのように固定されてもよく、（Ｑシフト機構の場合のように）一方の駆動部材用の前進駆動ドッグハブが、他方の前記駆動部材用の後進駆動ハブに機械的に連結され、これらの２つのドッグハブをこのような駆動部材に同時に係合させることができないようにする。これにより、ギアレンジ内でのギアチェンジ時のロックアップが回避される。
【0012】
同様に、その両端に一対のそのような駆動部材を備える任意の特定の軸（入力軸および／または出力軸など）では、これらの駆動部材のうち一方のための前進駆動ドッグハブが、（例えば、軸に沿って延びる剛性の細長いカップリングによって）それらの駆動部材のうち他方のための後進駆動ハブに機械的に連結されてもよく、それらの２つのドッグハブもそれらの駆動部材に同時に係合させることができないようにする。これにより、異なるギアレンジ間の移行時のロックアップが回避される。
【0013】
架橋軸は、軸に選択的に回転可能に固定可能な少なくとも１つの駆動部材を有していなければならず、駆動部材は、架橋軸から連結されるか、連結解除されることができ、この部材は、通常、架橋軸の一端にあるべきである。理想的には、架橋軸の他端は、通常、軸に選択的に回転可能に固定可能な同様の駆動部材を有するべきである。３つ以上の駆動部材を有する架橋軸の場合、端部駆動部材の間に配置された中間駆動部材が架橋軸に恒久的に固定されることが可能である（例えば、架橋軸からの切り離しが重要であるギアレンジの切替に関与する必要がないため）。
【0014】
好ましい実施形態では、入力軸および出力軸のあらゆる駆動部材が軸に選択的に回転可能に固定され、駆動部材の１つが入力軸または出力軸のいずれかに回転可能に固定される切替が、選択可能な結果として生じる変速比のレンジを切り替えさせるのに対して、入力軸または出力軸の他方に駆動部材のいずれが回転可能に固定されるかを切り替えることにより、各レンジの変速比が個別に選択される。通常、駆動部材の１つが出力軸に回転可能に固定される切替が、選択可能な結果として生じる変速比のレンジを切り替えさせるのに対して、入力軸に駆動部材のいずれが回転可能に固定されるかを切り替えることにより、各レンジの変速比が個別に選択される。
【0015】
入力軸、出力軸および架橋軸のそれぞれの駆動部材は、これらの軸を横切る単純な平歯車列を単に形成してもよい。例えば、入力軸、出力軸および架橋軸のそれぞれの端部駆動部材は、軸を横切る単一の整列した歯車列を形成するために直線に沿って位置してもよい。これは、最小駆動部材（レンジ内の最下位歯車）に対して可能である。（駆動部材がそれよりも大きい）後の歯車では、さらに複雑な歯車列を使用して必要な変速比の増加が達成されてもよい。例えば、出力軸および架橋軸のそれぞれの駆動部材は、これらの軸を横切る複合歯車列または遊星歯車列を形成してもよい。
【0016】
特に、架橋軸は、一緒に回転し、入力軸および出力軸上の駆動部材それぞれと動作可能に協働する２つの異なるサイズの部品を備える少なくとも１つの複合駆動部材を備えてもよく、それによって３つの軸を横切る複合歯車列を形成する。このような複合駆動部材は、（例えば、中間駆動部材のための）架橋軸に恒久的に固定されてもよく、または（例えば端部複合駆動部材のための）架橋軸に選択的に回転可能に固定されてもよい。
【0017】
理想的には、駆動部材のサイズおよび構成は、変速機の最下位歯車から最上位歯車に進む際に、ギアレンジ間の移行を含む歯車内のあらゆる段階が実質的に等しい段階であるように選択される。これは、歯車が真に順次的であり、いくつかの従来技術のレンジ切替ギアボックスの場合のように、レンジ切替後に歯車がいずれも冗長でないことを意味する。
【0018】
特に、架橋軸から出力軸への選択可能な接続の比は、好ましくは、非レンジ切替シフトと同様に、レンジ切替シフトに関して入力軸から出力軸への比の切替を確実にするのに適しているべきである。架橋軸から出力軸への接続部のうち１つは、架橋軸上の歯車と噛合する出力軸上の歯車であってよく、これは入力軸上の歯車とも噛合するが、必要な比を提供するために、他の接続部が、架橋軸上の追加の歯車、または遊星歯車接続などの別の歯車接続を経由する必要がある。
【0019】
疑義を避けるために、入力軸および出力軸とは、変速機のトルク入力部およびトルク出力部とそれぞれ動作可能に接続している軸を意味する。架橋軸は、それらの間でトルク負荷を伝達する（例えば軸受内で）それらの間に位置する中間軸であり、それ自体はトルク入力部またはトルク出力部に接続されていない。各前記軸上の駆動部材は、使用時に変速機のトルク入力部とトルク出力部との間で負荷を伝達するために少なくとも１つの他の前記軸によって支持される駆動部材と動作可能に協働するように配置されるが、入力軸および出力軸上の駆動部材は互いに直接動作可能に協働しない。
【0020】
好ましくは、駆動部材は、以下に参照されるＱシフト機構によって軸に選択的に回転可能に固定される。この機構では、各駆動部材は、一時的に固定されて、それぞれの正および負のトルク接続時に駆動部材の対向する側面と一時的に同時に係合する一対のドッグハブによってその軸とともに回転して、２つの対向するトルク方向でエンジンの加速と制動とをそれぞれ伝達する。ドッグハブは、（例えば、スプライン結合によって）それらが常に軸とともに回転するように取り付けられるが、選択機構の作動によって軸方向に摺動して駆動部材と係合／係合解除するようにされる。ドッグハブ面と、駆動部材の側面との相補的な突起は、正および負のトルク接続を提供するために係合されてもよく、トルク接続の逆転時に徐々に係合（引込み）および係合解除することができるように形状付けられてもよい。
【0021】
本発明の第２の態様によれば、複数の駆動部材をそれぞれ支持する複数の軸を備えた変速機が提供され、各前記軸上の駆動部材は、使用時に変速機のトルク入力部とトルク出力部との間で負荷を伝達するために少なくとも１つの他の前記軸によって支持された駆動部材と動作可能に協働するように配置され、変速機は、トルク入力部とトルク出力部との間の負荷経路を切り替えることにより、使用時に複数のそのグループのそれぞれから、トルク入力部とトルク出力部との間のそれぞれの結果として生じる変速比が選択されることができるように構成され、選択可能な結果として生じる変速比の各前記グループは、そのグループ内の選択可能な結果として生じる変速比に共通の一対の軸間で負荷を伝達するための負荷経路機構を有する。
【0022】
そのような変速機の任意の機構および詳細は、従属請求項１２から２３に記載されている。しかしながら、第１の態様に関連して上述した任意の機構もこの第２の態様に組み込まれてもよい。
【0023】
本発明の別の態様によれば、請求項２５に記載の車両が提供される。
【0024】
これより、非限定的な例として添付の図面を参照して、本発明の実施形態が説明される。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】公知の従来技術のギアボックスの概略斜視図である。
【図2a】本発明の一実施形態による変速機の概略平面図であって、（明確にするために）隠されたドッグハブを示す概略平面図である。
【図2b】本発明の一実施形態による変速機の概略平面図であって、存在するがニュートラルな状態にあるドッグハブを示す概略平面図である。
【図12】係合解除された構成で示された既知の歯車および関連するドッグハブ構成の概略平面図である。
【図15】本発明の他の実施形態による変速機の概略平面図である。
【図16】本発明のさらなる実施形態による変速機の概略線図である。
【図17】その間の遊星歯車接続を有する架橋軸および出力軸の概略線図である。
【図18】その間の遊星歯車接続を有する架橋軸および出力軸の概略線図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
【0027】
変速機１０は、相互に平行に配置された入力軸１２、架橋軸１４および出力軸１６を有する。入力軸１２は、左から右へ径が漸増する第１から第３の歯車１８ａ、２０ａ、２２ａを支持する。架橋軸１４は、一次歯車１８ｂと、二次歯車２０ｂ１と、三次歯車２０ｂ２と、複合歯車である四次歯車２２ｂとを支持する。四次歯車２２ｂは、第２の部分２２ｂ２よりも小径の第１の部分２２ｂ１を有する。出力軸１６は、左から右へ径が漸増する第１から第３の歯車１８ｃ、２０ｃ、２２ｃを支持する。各軸１２、１４、１６に歯車の異なる組合せを回転可能に選択的に固定させて、トルク入力機構とトルク出力機構との間の負荷経路を選択的に切り替えることによって、変速機１０のトルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比を切り替えることができる。個々の選択可能な変速比構成（図３から図１１）間の漸進的なシフトが、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の全体的な結果として生じる変速比に同様の段階的変化をもたらすように、各歯車のサイズおよび歯の数が選択される。
【0028】
具体的には、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂが、入力軸上の第１の歯車１８ａおよび出力軸１６上の第１の歯車１８ｃに噛合する。架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１は、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃに噛合する。架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２は、入力軸１２上の第２の歯車２０ａに噛合する。架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第１の（小径）部分２２ｂ１が、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃに噛合するのに対して、四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２は、入力軸１２上の第３の歯車２２ａに噛合する。
【0029】
架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１と三次歯車２０ｂ２とを除いた前述の歯車はいずれも、軸受によって、それらのそれぞれの軸に取り付けられている。このような軸受は、平滑なスラストワッシャと針状ころ軸受との組合せを含むことができ、したがって、歯車をそれらのそれぞれの軸上に軸方向および半径方向に配置するが、それらのそれぞれの軸に対して回転自在に配置する。架橋軸１４上の二次２０ｂ１および三次歯車２０ｂ２は、例えば、溶接によって、架橋軸１４に恒久的に回転可能に固定される。
【0030】
この構成では、変速機１０がニュートラルな状態にあるため、図２ｂのトルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間に負荷経路は存在しない。この状態では、各軸に選択的に回転可能に固定された歯車は、入力軸１２上の第３の歯車２２ａと出力軸１６上の第１の歯車１８ｃとを含む。トルク入力機構１３に（例えば、車両用パワートレイン内の変速機１０の上流のエンジンまたはモータから）トルクが加えられると、入力軸１２、したがって第３の歯車２２ａが駆動回転される。トルクは、架橋軸１４に対して回転自在な架橋軸１４上の四次歯車１８ｂを介して、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃに直接伝達される。しかしながら、第３の歯車２２ｃは出力軸２２ｃに対して回転可能に固定されておらず、駆動回転時に出力軸１６にトルクを伝達しない。同様に、トルク出力機構１３にトルクが加えられると（負のトルク状態、例えば、運転者が車両のスロットルから足を離した場合に生じる可能性がある）、出力軸１６、したがって第１の歯車１８ｃが駆動回転される。トルクは、架橋軸１４に対して回転自在な架橋軸１４上の一次歯車１８ｂを介して、入力軸１２上の第１の歯車１８ａに直接伝達される。しかしながら、第１の歯車１８ａは、入力軸１２に対して回転不能に固定され、駆動回転時に入力軸１２にトルクを伝達しない。
【0031】
【0032】
図３を参照すると、変速機１０の第１の選択可能な変速比構成では、各軸に選択的に回転可能に固定される歯車には、入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂと、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃとが含まれ、架橋軸上の二次歯車および三次歯車２０ｂ１、２０ｂ２が架橋軸に恒久的に回転可能に固定されていることに留意されたい。この構成では、トルク入力機構１３にトルクが加えられると、入力軸１２、したがって第１の歯車１８ａが駆動回転される。架橋軸上の一次歯車１８ｂとの噛合係合により、トルクが伝達され、架橋軸１４が回転する。架橋軸１４上の四次歯車２２ｂが回転し、噛合係合により出力軸１６の第３の歯車２２ｃにトルクが伝達され、それによって、出力軸１６を介してトルクがトルク出力機構１５に伝達されて、車両用パワートレインの下流の構成要素を駆動回転させる。
【0033】
図３の各軸に回転可能に固定された歯車の特定の組合せによって形成された負荷経路は、Ｌ１と表示されている。異なる軸に回転可能に固定された歯車の第２から第９のそれぞれの組合せ（変速機１０の第２から第９の選択可能な変速比構成を生じさせる）が図４から図１１に示されている。軸に回転可能に固定された歯車の異なる組合せによって形成されたそれぞれの負荷経路は、Ｌ２からＬ９と表示されている。
【0034】
二次歯車２０ｂ１および三次歯車２０ｂ２のみが架橋軸１４に恒久的に固定されていることに留意して、その内容が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットに記載された技術を用いて、それらが取り付けられている軸に選択的に回転可能に他の歯車を固定されることができる。特に国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの第９頁第１２行から第１２頁第１６行に教示されているように、その両側のドッグハブを移動させて歯車と係合させることによって、歯車が軸に選択的に回転可能に固定される。完全性のために、国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットに記載されている技術の概要は以下の通りである。
【0035】
図１２は、例えば図２ｂの入力軸１２によって支持された第１の歯車１８ａと同様に、軸１０２によって支持された歯車１００のクローズアップを示す。図１３は、様々な機構を示すために異なる角度から示された図１２の構成要素の分解図である。これらの図を参照して、歯車１００は、２つのスプライン部１０４、１０６の間の軸１０２に取り付けられている。歯車１００の両側のスプライン部１０４、１０６には、第１および第２の切替部材１０８、１１０（または、ドッグハブとも呼ばれる）が取り付けられている。これは、各ドッグハブ１０８、１１０の歯部１１２をそれぞれのスプライン部１０４、１０６に噛合させることによって達成される。ドッグハブ１０８、１１０は、軸１０２に沿って摺動することができるが、軸１０２に回転可能に固定される。
【0036】
各傾斜機構１１４は、２つのドッグハブ１０８、１１０の各側面の周りに円周方向に延びる。図示された実施形態では、傾斜した端部１１４ａでそれぞれ終端する３つのこのような傾斜機構は、時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に、２つのドッグハブの各側面の周りに円周方向に延びる。対応する傾斜機構１１４は、歯車１００の各側面の周りに円周方向に延びる。図示された実施形態では、傾斜した端部１１４ａでそれぞれ終端する３つのこのような傾斜機構１１４は、隣接するドッグハブ１０８、１１０上の直面する傾斜機構１１４の方向と反対方向に、歯車１００の各側面の周りに円周方向に延びる。
【0037】
ドッグハブ１０８、１１０が図１２のように歯車１００から軸方向に分離されると、歯車１００と軸１０２とは互いに相対的に回転することができる。しかしながら、図１４のように、軸１０２に沿ってドッグハブ１０８、１１０を移動させて歯車１００と係合させることによって、具体的には、係合される歯車１００に向けてドッグハブ１０８、１１０を付勢することによって、軸１０２に歯車１００が回転可能に固定されることができる。引き続き図１４を参照すると、（例えば、軸１０２をＡの方向に回転させ、それによって第１のドッグハブ１０８もＡの方向に回転させることによって、または代替として歯車１００を駆動回転させ、歯車１００をＢの方向に回転させることによって）第１のドッグハブ１０８と歯車１００とを係合した状態で互いに第１の方向に捩じることにより、インターロック傾斜機構１１４の相互係合された傾斜した端部１１４ａのために、そのような構成要素の一方が他方を駆動回転させる。しかしながら、第１のドッグハブ１０８と歯車１００とを係合した状態で互いに逆方向に捩じると、各構成要素の傾斜部１１４が互いに乗り上げ、第１のドッグハブ１０８と歯車１００とが別個に付勢される。
【0038】
同様に、歯車１００の反対側の第２のドッグハブ１０８および傾斜機構１１４にも前述のことが当てはまるが、それらは逆に構成されている。特に、（例えば、入力軸１２をＢの方向に回転させ、それによって第２のドッグハブ１１０もＢの方向に回転させることによって、または代替として歯車１００を駆動回転させ、歯車１００をＡの方向に回転させることによって）第２のドッグハブ１１０と歯車１００とを係合した状態で互いに第１の方向に捩じることにより、インターロック傾斜機構１１４の相互係合された傾斜した端部１１４ａのために、そのような構成要素の一方が他方を駆動回転させる。しかしながら、第２のドッグハブ１１０と歯車１００とを係合した状態で互いに逆方向に捩じると、各構成要素の傾斜部１１４が互いに乗り上げ、第２のドッグハブ１１０と歯車１００とが別個に付勢される。
【0039】
変速機１０に使用されるドッグハブの完全な説明がここで提供される。
【0040】
図２ｂを見直すと、入力軸１２は、第１から第４のドッグハブ３２ａ、３４ａ、３６ａ、３８ａを支持している。さらに、これらのドッグハブは、入力軸１２に対して回転可能に固定されているが、前述のようにその長さに沿って移動されることができる。入力軸１２に沿った様々なドッグハブの位置に応じて、第１のドッグハブ３２ａは、入力軸１２と第１の歯車１８ａとの間でトルクを伝達することができ、第２のドッグハブ３４ａは、入力軸１２と第１または第２の歯車１８ａ、２０ａとの間でトルクを伝達することができ、第３のドッグハブ３６ａは、入力軸１２と第２または第３の歯車２０ａ、２２ａとの間でトルクを伝達することができ、第４のドッグハブ３８ａは、入力軸１２と第３の歯車２２ａとの間でトルクを伝達することができる。
【0041】
架橋軸１４は、第１から第４のドッグハブ３２ｂ、３４ｂ、３６ｂ、３８ｂを支持する。さらに、これらのドッグハブは、架橋軸１４に対して回転可能に固定されているが、その長さに沿って移動されることができる。架橋軸１４に沿った様々なドッグハブの位置に応じて、第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂはそれぞれ、架橋軸１４と一次歯車１８ｂとの間でトルクを伝達することができ、第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂはそれぞれ、架橋軸１４と（複合歯車であることが想起される）四次歯車２２ｂとの間でトルクを伝達することができる。
【0042】
出力軸１６は、第１から第４のドッグハブ３２ｃ、３４ｃ、３６ｃ、３８ｃを支持する。さらに、これらのドッグハブは、出力軸１６に対して回転可能に固定されているが、その長さに沿って移動されることができる。出力軸１６に沿った様々なドッグハブの位置に応じて、第１のドッグハブ３２ｃは、出力軸１６と第１の歯車１８ｃとの間でトルクを伝達することができ、第２のドッグハブ３４ｃは、出力軸１６と第１または第２の歯車１８ｃ、２０ｃとの間でトルクを伝達することができ、第３のドッグハブ３６ｃは、出力軸１６と第２または第３の歯車２０ｃ、２２ｃとの間でトルクを伝達することができ、第４のドッグハブ３８ｃは、出力軸１６と第３の歯車２２ｃとの間でトルクを伝達することができる。
【0043】
先に図１４に示した構成を論じる際に示唆されているように、場合によっては歯車がドッグハブを駆動回転させるため、ドッグハブが歯車を駆動回転させるとは限らない。これをさらに詳細に説明するために、図３を参照する。正のトルク状態では（すなわち、エンジンまたはモータからのトルクが、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の変速機１０を介して車両用パワートレインの下流の構成要素に伝達される場合）、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａが、第１の歯車１８ａを駆動回転させる。さらに、入力軸１２を介してトルク入力機構１３からトルクが伝達されて第１のドッグハブ３２ａを回転させ、これにより第１の歯車１８ａを駆動係合して回転させる。ただし、例えば出力軸１６上の第３の歯車２２ｃに着目すると、この歯車は第４のドッグハブ３８ｃを駆動回転させる。さらに、四次歯車２２ｂから、第４のドッグハブ３８ｃを駆動係合して回転させる出力軸１６上の第３の歯車２２ｃにトルクが伝達され、これにより、その後、出力軸１６およびトルク出力機構１５を回転させる。
【0044】
変速機が正のトルク状態にある場合（すなわち、エンジンまたはモータからのトルクが、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の変速機１０を介して車両用パワートレインの下流の構成要素に伝達される場合）にのみ負荷される歯車と係合するドッグハブは、前進駆動ドッグハブと呼ばれることができる。同様に、変速機が正のトルク状態にある場合に負荷されない歯車と係合するドッグハブは、後進駆動ドッグハブと呼ばれることができ、そのようなドッグハブは、変速機が負のトルク状態にある場合（例えば、変速機１０を介して、トルクがトルク出力機構１５からトルク入力機構１３へ伝達されている場合）にのみ負荷される。例を挙げてこれを示すために、引き続き図３を参照すると、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａと出力軸１６上の第４のドッグハブ３８ｃとは、変速機１０が正のトルク状態にある場合にのみ負荷されるため、前進駆動ドッグハブである。しかしながら、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａと出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃとは、変速機１０が負のトルク状態にある場合にのみ負荷されるため、後進駆動ドッグハブである。図３から図１１に示されたそれぞれの選択可能な変速比構成では、前進駆動ドッグハブは「Ｆ」で示されている。
【0045】
国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの第１２頁第１７行から第１５頁第３２行には、それぞれのドッグハブを操作し、選択された変速比に応じて特定の位置に移動させる好適な技術が記載されている。そのような技術が使用されて、選択された変速比に応じて、変速機１０の別個の軸上のドッグハブを特定の位置に操作し、それによって前述のそれぞれの負荷経路を生じさせることができる（図３から図１１）。しかしながら、国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの第１９頁第１０行から第１８行に記載されているように、選択された変速比に応じてドッグハブを必要な位置に操作するために、様々な他の技術が使用されることができることが認識されている。
【0046】
様々な選択可能な変速比に進むために、変速機１０のドッグハブによって行われる必要がある特定の動作が説明される。
【0047】
ニュートラルから第１
トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間に負荷経路が存在しないニュートラル状態（図２ｂ）から、第１の選択可能な変速比構成（図３）へ進むために、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａとの係合から離脱され、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃが第１の歯車１８ｃとの係合から離脱される。続いて、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合するように移動され、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動され、出力軸１６上の第３および第４のドッグハブ３６ｃ、３８ｃが第３の歯車２２ｃと係合するように移動される。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると（すなわち、変速機１０が正のトルク状態にある場合）、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ１に沿ってトルクが伝達される。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ１に沿って逆方向にトルクが伝達される。
トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間に負荷経路が存在しないニュートラル状態（図２ｂ）から、第１の選択可能な変速比構成（図３）へ進むために、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａとの係合から離脱され、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃが第１の歯車１８ｃとの係合から離脱される。続いて、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合するように移動され、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動され、出力軸１６上の第３および第４のドッグハブ３６ｃ、３８ｃが第３の歯車２２ｃと係合するように移動される。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると（すなわち、変速機１０が正のトルク状態にある場合）、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ１に沿ってトルクが伝達される。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ１に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0048】
さらに詳細には、第１の選択可能な変速比構成（図３）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３２ａが第１の歯車１８ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂにトルクが伝達される＞一次歯車１８ｂにより、前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３２ｂが回転駆動される＞これにより、第１のドッグハブ１８ｂに対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４に回転可能に固定されていることから、第４のドッグハブ３８ｂが架橋軸１４とともに回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｂが四次歯車２２ｂを回転駆動させる＞噛合係合により、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃにトルクが伝達される＞第３の歯車２２ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｃが回転駆動される＞これにより、第３のドッグハブ３８ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0049】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａ、架橋軸１４上の第２および第３のドッグハブ３４ｂ、３６ｂならびに出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃはいずれも後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ１に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0050】
第１から第２
変速機１０の第２の選択可能な変速比構成（図４）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第１の選択可能な変速比構成から第２の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂとの係合から離脱され、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動される。ただし、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂは四次歯車２２ｂと係合したままであり、出力軸１６上の第３および第４のドッグハブ３６ｃ、３８ｃは第３の歯車２２ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ２に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ２に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第２の選択可能な変速比構成（図４）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第１の選択可能な変速比構成から第２の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂとの係合から離脱され、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動される。ただし、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂは四次歯車２２ｂと係合したままであり、出力軸１６上の第３および第４のドッグハブ３６ｃ、３８ｃは第３の歯車２２ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ２に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ２に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0051】
ここで、変速機１０が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第１の選択可能な変速比構成（図３）から第２の選択可能な変速比構成（図４）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第１の選択可能な変速比構成（図３）にある間、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第１の歯車１８ａとの係合から第２の歯車２０ａと係合するように移動される。第２の歯車２０ａと係合し、これと同期すると、第２のドッグハブ３４ａは前進駆動ドッグハブとして機能し、第２の歯車２０ａを駆動回転させる。さらに、ｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差は、第１の負荷経路Ｌ１に沿ってトルクが伝達されている際に、入力軸１２上の第２の歯車２０ａが第１の歯車１８ａよりも遅く回転し、したがって第２の歯車２０ａが入力軸１２自体よりも遅く回転するような差である。したがって、第２のドッグハブ３４ａは、第２の歯車２０ａに付勢されると、追従し（同期し）、その歯車の前進駆動ドッグハブとして機能し始め、第２の歯車２０ａを駆動回転させることにより負荷されるようになる。
【0052】
これに続いて、第２の歯車２０ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第３の駆動ドッグハブ３６ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第２の歯車２０ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第２の歯車２０ａの直径は、第１の歯車１８の直径よりも大きい。さらに、ｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、第１の歯車１８ａのみが入力軸１２に回転可能に固定された場合よりも、第２の歯車２０ａが入力軸１２に回転可能に固定された場合の方が、架橋軸１４が速く回転されるような差である。
【0053】
第２のドッグハブ３４ａが第２の歯車２０ａの前進駆動ドッグハブとして機能し始めると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ２（図４参照）に沿ってトルクが伝達され始める。入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａと架橋軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂとは負荷されていないため、負荷経路Ｌ２に沿ってトルクが伝達され始めると、第１の歯車１８ａおよび一次歯車１８ｂとの係合から外されることができる。
【0054】
さらに詳細には、第２の選択可能な変速比構成（図４）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ａが第２の歯車２０ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２にトルクが伝達される＞これにより、三次歯車２０ｂ２に対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４に回転可能に固定されていることから、第４のドッグハブ３８ｂが架橋軸１４とともに回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｂが四次歯車２２ｂを回転駆動させる＞噛合係合により、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃにトルクが伝達される＞第３の歯車２２ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｃが回転駆動される＞これにより、第３のドッグハブ３８ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0055】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａ、架橋軸１４上の第３のドッグハブ３６ｂおよび出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃはいずれも後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ２に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0056】
第１の選択可能な変速比構成から第２の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に段階的変化を生じさせる。いくつかの実施形態では、第１の選択可能な変速比構成から第２の選択可能な変速比構成へのこのようなシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0057】
第２の選択可能な変速比構成（図４）へのシフトの結果として起こる架橋軸１４の回転速度の増加は、出力軸１６、ひいてはトルク出力機構１５の回転速度に、対応する増加をもたらす。その結果、所定のエンジンまたはモータ速度では、車両は、変速機が第１の選択可能な変速比構成（図２ｂ）にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0058】
第２から第３
変速機１０の第３の選択可能な変速比構成（図５）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第２の選択可能な変速比構成から第３の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第３および第４のハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂとの係合から離脱され、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動される。ただし、出力軸１６上の第３および第４のドッグハブ３６ｃ、３８ｃは、第３の歯車２２ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ３に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ３に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第３の選択可能な変速比構成（図５）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第２の選択可能な変速比構成から第３の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第３および第４のハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂとの係合から離脱され、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動される。ただし、出力軸１６上の第３および第４のドッグハブ３６ｃ、３８ｃは、第３の歯車２２ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ３に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ３に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0059】
ここで、変速機１０が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第２の選択可能な変速比構成（図４）から第３の選択可能な変速比構成（図５）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機１０が第２の選択可能な変速比構成（図４）にある間、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第２の歯車２０ａとの係合から第３の歯車２２ａと係合するように移動される。第３の歯車２２ａと係合し、これと同期すると、第３のドッグハブ３６ａは前進駆動ドッグハブとして機能し、第３の歯車２２ａを駆動回転させる。さらに、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分との間の変速比の差は、第２の負荷経路Ｌ２に沿ってトルクが伝達されている際に、入力軸１２上の第３の歯車２２ａが第２の歯車２０ａよりも遅く回転し、したがって第３の歯車２２ａが入力軸１２自体よりも遅く回転するような差である。したがって、第３のドッグハブ３６ａは、第３の歯車２２ａに付勢されると、追従し（同期し）、その歯車の前進駆動ドッグハブとして機能し始め、第３の歯車２２ａを駆動回転させることにより負荷されるようになる。
【0060】
これに続いて、第３の歯車２２ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第４のドッグハブ３８ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第３の歯車２２ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第３の歯車２２ａの直径は、第２の歯車２０ａの直径よりも大きい。さらに、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、第２の歯車２０ａのみが入力軸１２に回転可能に固定された場合よりも、第３の歯車２２ａが入力軸１２に回転可能に固定された場合の方が、架橋軸１４が速く回転されるような差である。
【0061】
第３のドッグハブ３６ａが第３の歯車２２ａの前進駆動ドッグハブとして機能し始めると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ３（図５参照）に沿ってトルクが伝達され始める。入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａは負荷されていないため、負荷経路Ｌ３に沿ってトルクが伝達されると、第２の歯車２０ａとの係合から外されることができる。さらに、架橋軸１４に沿ってではなく、四次歯車２２ｂを介してトルクが直接伝達されるため、負荷経路Ｌ３に沿ってトルクが伝達されると、第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂは負荷されず、四次歯車２２ｂとの係合から外されることができる。
【0062】
さらに詳細には、第３の選択可能な変速比構成（図５）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ａが第３の歯車２２ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２にトルクが伝達される＞これにより、四次歯車２２ｂの第１の（小径）部分２２ｂ１も回転する＞噛合係合により、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃにトルクが伝達される＞第３の歯車２２ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｃが回転駆動される＞これにより、第３のドッグハブ３８ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0063】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第４のドッグハブ３８ａおよび出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃは、ともに後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ３に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0064】
第２の選択可能な変速比構成から第３の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に別の段階的変化を生じさせる。いくつかの実施形態では、第２の選択可能な変速比構成から第３の選択可能な変速比構成へのこのようなシフトはまた、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0065】
第３の選択可能な変速比構成（図５）へのシフトの結果として起こる架橋軸１４の回転速度の増加は、出力軸１６、ひいてはトルク出力機構１５の回転速度に、対応する増加をもたらす。その結果、所定のエンジンまたはモータ速度では、車両は、変速機が第２または第１の選択可能な変速比構成（図４）にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0066】
第３から第４
変速機１０の第４の選択可能な変速比構成（図６）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第３の選択可能な変速比構成から第４の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２０ａとの係合から離脱され、出力軸１６上の第３および第４のハブ３６ｃ、３８ｃが第３の歯車２２ｃとの係合から離脱され、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合され、架橋軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合され、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃが第２の歯車２０ｃと係合される。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ４に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ４に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第４の選択可能な変速比構成（図６）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第３の選択可能な変速比構成から第４の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２０ａとの係合から離脱され、出力軸１６上の第３および第４のハブ３６ｃ、３８ｃが第３の歯車２２ｃとの係合から離脱され、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合され、架橋軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合され、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃが第２の歯車２０ｃと係合される。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ４に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ４に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0067】
ここで、変速機が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第３の選択可能な変速比構成（図５）から第４の選択可能な変速比構成（図６）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第３の選択可能な変速比構成（図５）にある間、入力軸１２上の第４のドッグハブ３８ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第３の歯車２２ａとの係合から移動され、これは、第４のドッグハブ３８ａが後進駆動ドッグハブであり、変速機１０の正のトルク状態では負荷されないために可能となる。続いて、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合するように移動され、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃが第２の歯車２０ｃと係合するように移動される。これにより、第３のドッグハブ３６ｃも後進駆動ドッグハブであるため、負荷経路Ｌ３に沿って正のトルクが伝達されている間、第３の歯車２２ｃから出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃが離脱されることができる。こうして、負荷経路Ｌ３ではなくＬ４に沿ってトルクが伝達され始める。続いて、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａおよび出力軸１６上の第４のドッグハブ３８ｃは、トルクが負荷経路Ｌ４に沿って伝達されることにより負荷されなくなり、入力軸１２上の第３の歯車２２ａおよび出力軸１６上の第３の歯車２２ｃとの係合から外されることができる。
【0068】
さらに具体的には、第３の選択可能な変速比構成（図５）から第４の選択可能な変速比構成（図６）へのアップシフト中に、第４の選択可能な変速比構成の前進駆動ドッグハブの各々が（言い換えれば、そのような前進駆動ドッグハブのいずれもが）、それぞれが移動されて接触する歯車に同期して初めて、負荷経路Ｌ３ではなくＬ４に沿ってトルクが伝達され始める。このような前進駆動ドッグハブは、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａ、架橋軸１４上の第１のドッグハブ３２ｂおよび出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃである。ここで、第４の選択可能な変速比構成（図６）の後進駆動ドッグハブに関して、その前進駆動ドッグハブが上述のようにそれぞれの歯車と同期すると、対応する後進駆動ドッグハブが、最小のバックラッシュでその歯車とインターロック係合状態になる。このようにして、第４の選択可能な変速比構成の後進駆動ドッグハブが係合される。そのようなドッグハブは、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａ、架橋軸１４上の二次ドッグハブ３４ｂおよび出力軸１６上の二次ドッグハブ３４ｃである。
【0069】
第３の選択可能な変速比構成から第４の選択可能な変速比構成にアップシフトする間、変速機１０のロックアップ状態を回避するために、入力軸１２上の第１の歯車１８ａの前進駆動ドッグハブ（すなわち、第１のドッグハブ３２ａ）が第１の歯車１８ａと係合される前に、入力軸１２上の第３の歯車２２ａの後進駆動ドッグハブ（すなわち、第４のドッグハブ３８ａ）が第３の歯車２２ａとの接触から離脱される必要がある。これを達成する１つの方法は、一方が左または右に移動する場合には、他方もそのように移動し、逆も同様であるように、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａと第４のドッグ３８ａとの間に機械的接続を設けることである。このようにして、第１のドッグハブ３２ａを右に移動させて入力軸１２上の第１の歯車１８ａと係合させると、第４のドッグハブ３８ａも右に移動するが、第３の歯車２２ａから離れるため、両者は同時に係合することができない。同じ効果を達成する他の方法も可能であり、前述の開示を読んだ当業者には明らかであることが理解される。
【0070】
第４の選択可能な変速比構成の前進駆動ドッグハブが、出力軸１８ａ上の第１の歯車、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂおよび出力軸１６上の第２の歯車２０ｃそれぞれと、どの順序で接触し、同期するかは問題ではない。しかしながら、前述したように、そのような前進駆動ドッグハブの各々が、それらが移動されて接触する歯車と同期して初めて、負荷経路Ｌ４に沿ってトルクが伝達され始める。
【0071】
上述の同期の順序は、変速機１０の特定の構成に応じて異なる可能性がある。例えば、ドッグハブ位置の切替を操作するために使用される異なる機構によって、第４の選択可能な変速比構成の前進駆動ドッグハブが、わずかに異なる時間にそれぞれの歯車に接触することがある。さらに、歯車を軸に連結する軸受によってもたらされる摩擦の程度の差が、第４の選択可能な変速比の前進駆動ドッグハブをわずかに異なる時間にそれぞれの歯車と同期させることがある。
【0072】
一部の変速機１０では、軸受がそうした程度の摩擦を受け続けると、ドッグハブによって歯車が係合されていなくても、これらの歯車がトルクを受け、それらが取り付けられて回転する軸によって本質的に引きずられるのに十分な摩擦を軸受が受ける場合がある。これにより、ドッグハブによって係合されていない場合であっても、歯車のなかには、例えば別途、別の速度で回転している別の歯車によって噛合されていない限り、それらが取り付けられている軸と実質的に同じ速度で回転するものがある可能性がある。しかしながら、別の変速機１０では、軸受が受ける摩擦が少ないことがあり、したがって、ドッグハブによって係合されない限り、歯車は基本的にフリーホイールとなる。軸受が受ける摩擦の程度は、変速を実現する際に必要とされる同期の程度に影響を及ぼす。例えば、第３の選択可能な変速比と第４の選択可能な変速比との間のシフトでは、入力軸１２上の第１の歯車１８ａ、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂおよび出力軸上の第１の歯車１８ｃは、それらを取り付ける軸受によってそれぞれの軸に連結されているに過ぎず、ドッグハブによって軸に回転可能に連結されていないことが図５から明白である。このように、そのような軸受によってもたらされる摩擦が十分に低く、第３の変速比構成（図５）が十分な時間にわたって係合されると、本質的に空転している歯車は減速する。その結果、続いて第４の選択可能な変速比構成（図６）にアップシフトすると、入力軸１２上の第１の歯車１８ａおよび架橋軸１４上の一次歯車１８ｂが、それらが取り付けられた軸受によってもたらされる摩擦のために、そのような軸の回転速度に近づいて回転していた場合よりも高い同期が、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａおよび架橋軸１４上の第１のドッグハブ３２ｂによって必要とされる。
【0073】
前述のように、必要とする同期が少なくて済むことから、さらに滑らかな変速が達成可能となるため、車両およびドライバーの乗り心地が改善される。
【0074】
第３の選択可能な変速比構成と第４の選択可能な変速比構成との間の例示的なアップシフト動作のさらに具体的な詳細がここで提供される。
【0075】
変速機１０が第３の選択可能な変速比構成（図５）にある間、入力軸１２上の第１の歯車１８ａは入力軸１２に対して回転自在であるため、第４の変速比構成（図６）にシフトすると、入力軸１２、したがってそれに回転可能に固定された第１のドッグハブ３２ａは、第１の歯車１８ａよりも速く回転する。したがって、変速機１０の正のトルク状態では、第１のドッグハブ１８ａは、第１の歯車３２ａに付勢されると、その歯車に追従し（同期し）、負荷され、第１の歯車１８ａを駆動回転させ始める。言い換えれば、第１のドッグハブ１８ａは、前進駆動ドッグハブとして機能する。
【0076】
この後、第１の歯車１８ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第２のドッグハブ３４ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第１の歯車１８ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第１の歯車１８ａとの噛合係合により、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂが駆動回転される。こうして、前進駆動ドッグハブとして機能する架橋軸１４上の第１のドッグハブ３２ｂが、回転するにつれて一次歯車１８ｂによって駆動係合され、その後、架橋軸１４が一次歯車１８ｂと同じ速度で回転する。これにより、図１４のように、後進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ｂが、一次歯車１８ｂとインターロック係合状態になることが可能になる。
【0077】
架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１の直径は、四次歯車２２ｂの第１の（小径）部分２２ｂ１の直径よりも大きい。さらに、ｉ）架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１と、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃとの間の接続部分と、ｉｉ）架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第１の（小径）部分２２ｂ１と、出力軸１６上の第３の歯車２２ｃとの間の接続部分との間の変速比の差は、架橋軸１４の所定の回転速度では、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃが第３の歯車２２ｃよりも速く駆動されるような差である。このように、第２の歯車２０ｃは、第３のドッグハブ３６ｃに追従し（同期し）、これを駆動回転させ、こうして第３のドッグハブ３６ｃが負荷され、前進駆動ドッグハブとして機能し、これにより、続いてトルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ４（図６参照）に沿ってトルクが伝達される。
【0078】
この後、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃは出力軸１６と同じ速度で回転し、これにより、出力軸１６上の第２のドッグハブ３４ｃが、最小のバックラッシュで図１４のように第２の歯車２０ｃとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａは負荷経路Ｌ５に位置していないため、負荷経路Ｌ４に沿ってトルクが伝達され始めるともはや負荷されず、第２の歯車２０ａとの係合から外されることができる。さらに、出力軸１２は第３の歯車２２ｃよりも速く回転するため、第４のドッグハブ３８ｃは、これらの構成要素の前述した傾斜部が互いに乗り上げるために、第３の歯車２２ｃとの係合から外に押し出される。
【0079】
第４の選択可能な変速比構成（図６）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３４ａが第１の歯車１８ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂにトルクが伝達される＞一次歯車１８ｂによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３２ｂが回転駆動される＞これにより、第１のドッグハブ３２ｂに対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４に回転可能に固定された二次歯車が回転する＞噛合係合により、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃにトルクが伝達される＞第２の歯車２０ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ｃが回転駆動される＞これにより、第３のドッグハブ３６ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0080】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａ、架橋軸１４上の第２のドッグハブ３４ｂおよび出力軸１６上の第２のドッグハブ３４ｃは、後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ４に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0081】
第３の選択可能な変速比構成から第４の選択可能な変速比構成へのシフトには、入力軸１２に沿ったブロックシフトと、出力軸１６に沿った単一のシフトとが含まれることに留意されたい。ｉ）架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１と、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃとの間の接続部分と、ｉｉ）架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第１の（小径）部分２２ｂ１と、出力軸１６上の第３の歯車３０ｃとの間の接続部分との間の変速比の差は、これまでに説明した結果として生じる変速比の３段階の切替（すなわち、第１から第２または第２から第３の前述した変速比構成にシフトすることに起因する結果として生じる変速比の段階の３倍）に相当する。しかしながら、これにより、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差と相まって、変速機１０の第３の変速比構成から第４の変速比構成へのシフト時に、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間にみられる結果として生じる変速比の切替は、変速比構成の１段階の切替に相当する（すなわち、前述したように、第１から第２または第２から第３にシフトすることに起因する段階的切替に相当する）。
【0082】
さらに、いくつかの実施形態では、第３の選択可能な変速比構成から第４の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0083】
所定のエンジンまたはモータ速度では、第４の選択可能な変速比構成（図６）へのシフトの結果として起こる出力軸１６の回転速度の増加のために、車両は、変速機が第３のまたは他の以前の選択可能な変速比構成にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0084】
第４から第５
変速機１０の第５の選択可能な変速比構成（図７）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第４の選択可能な変速比構成から第５の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂとの係合から離脱され、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動される。ただし、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃは、第２の歯車２０ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ５に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ５に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第５の選択可能な変速比構成（図７）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第４の選択可能な変速比構成から第５の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂとの係合から離脱され、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動される。ただし、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃは、第２の歯車２０ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ５に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ５に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0085】
ここで、変速機が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第４の選択可能な変速比構成（図６）から第５の選択可能な変速比構成（図７）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第４の選択可能な変速比構成（図６）にある間、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第１の歯車１８ａとの係合から第２の歯車２０ａと係合するように移動される。第２の歯車２０ａと係合し、これと同期すると、第２のドッグハブ３４ａは前進駆動ドッグハブとして機能し、第２の歯車２０ａを駆動回転させる。さらに、ｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差は、第１の負荷経路Ｌ４に沿ってトルクが伝達されている際に、入力軸１２上の第２の歯車２０ａが第１の歯車１８ａよりも遅く回転し、したがって第２の歯車２０ａが入力軸１２自体よりも遅く回転するような差である。したがって、第２のドッグハブ３４ａは、第２の歯車２０ａに付勢されると、追従し（同期し）、その歯車の前進駆動ドッグハブとして機能し始め、第２の歯車２０を駆動回転させることにより負荷されるようになる。
【0086】
これに続いて、第２の歯車２０ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第３のドッグハブ２８ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第２の歯車２０ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第２の歯車２０ａの直径は、第１の歯車１８の直径よりも大きい。さらに、ｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、第１の歯車１８ａのみが入力軸１２に回転可能に固定された場合よりも、第２の歯車２０ａが入力軸１２に回転可能に固定された場合の方が、架橋軸１４が速く回転されるような差である。
【0087】
第２のドッグハブ３４ａが第２の歯車２０ａの前進駆動ドッグハブとして機能し始めると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ５（図７参照）に沿ってトルクが伝達され始める。入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａと架橋軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂとは負荷されていないため、負荷経路Ｌ５に沿ってトルクが伝達されると、第１の歯車１８ａおよび一次歯車１８ｂとの係合から外されることができる。
【0088】
さらに詳細には、第５の選択可能な変速比構成（図７）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ａが第２の歯車２０ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２にトルクが伝達される＞これにより、三次歯車２０ｂ２に対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１が回転する＞噛合係合により、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃにトルクが伝達される＞第２の歯車２０ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ｃが回転駆動される＞これにより、第３のドッグハブ３６ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0089】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａおよび出力軸１６上の第２のドッグハブ３４ｃは、後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ５に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0090】
第４の選択可能な変速比構成から第５の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に段階的変化を生じさせる。いくつかの実施形態では、第４の選択可能な変速比構成から第５の選択可能な変速比構成へのこのようなシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0091】
第５の選択可能な変速比構成（図７）へのシフトの結果として起こる架橋軸１４の回転速度の増加は、出力軸１６、ひいてはトルク出力機構１５の回転速度に、対応する増加をもたらす。その結果、所定のエンジンまたはモータ速度では、車両は、変速機が第４のまたは他の以前の選択可能な変速比構成にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0092】
第５から第６
変速機１０の第６の選択可能な変速比構成（図８）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第５の選択可能な変速比構成から第６の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第３および第４のハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動され、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動される。ただし、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃは、第２の歯車２０ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ６に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ６に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第６の選択可能な変速比構成（図８）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第５の選択可能な変速比構成から第６の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第３および第４のハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動され、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動される。ただし、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃは、第２の歯車２０ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ６に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ６に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0093】
ここで、変速機が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第５の選択可能な変速比構成（図７）から第６の選択可能な変速比構成（図８）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第５の選択可能な変速比構成（図７）にある間、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第２の歯車２０ａとの係合から第３の歯車２２ａと係合するように移動される。第３の歯車２２ａと係合し、これと同期すると、第３のドッグハブ３６ａは前進駆動ドッグハブとして機能し、第３の歯車２２ａを駆動回転させる。さらに、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分との間の変速比の差は、第５の負荷経路Ｌ５に沿ってトルクが伝達されている際に、入力軸１２上の第３の歯車２２ａが第２の歯車２０ａよりも遅く回転し、したがって第３の歯車２２ａが入力軸１２自体よりも遅く回転するような差である。したがって、第３のドッグハブ３６ａは、第３の歯車２２ａに付勢されると、追従し（同期し）、その歯車の前進駆動ドッグハブとして機能し始め、第３の歯車２２ａを駆動回転させることにより負荷されるようになる。これに続いて、第３の歯車２２ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第４のドッグハブ３８ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第３の歯車２２ａとインターロック係合状態になることが可能になる。
【0094】
入力軸１２上の第３の歯車２２ａと噛合係合することにより、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２が駆動回転される。こうして、前進駆動ドッグハブとして機能する架橋軸１４上の第４のドッグハブ３８ｂが、回転するにつれて四次歯車２２ｂによって駆動係合され、その後、架橋軸１４が四次歯車２２ｂと同じ速度で回転する。これにより、図１４のように、後進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ｂが、四次歯車２２ｂの他方の側とインターロック係合状態になることが可能になる。
【0095】
入力軸１２上の第３の歯車２２ａの直径は、第２の歯車２０ａの直径よりも大きい。さらに、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、第２の歯車２０ａのみが入力軸１２に回転可能に固定された場合よりも、第３の歯車２２ａが入力軸１２に回転可能に固定された場合の方が、架橋軸１４が速く回転されるような差である。
【0096】
入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａが第３の歯車２２ａの前進駆動ドッグハブとして機能し始め、架橋軸１４上の第４のドッグハブ３８ｂが四次歯車２２ｂの前進駆動ドッグハブとして機能し始めると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ６（図８参照）に沿ってトルクが伝達され始める。第２のドッグハブ３４ａは負荷されていないため、負荷経路Ｌ６に沿ってトルクが伝達されると、第２の歯車２０ａとの係合から外されることができる。
【0097】
さらに詳細には、第６の選択可能な変速比構成（図８）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ａが第３の歯車２２ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２にトルクが伝達される＞四次歯車２２ｂによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｂが回転駆動される＞これにより、第４のドッグハブ３８ｂに対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４に回転可能に固定された二次歯車が回転する＞噛合係合により、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃにトルクが伝達される＞第２の歯車２０ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ｃが回転駆動される＞これにより、第３のドッグハブ３６ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0098】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第４のドッグハブ３８ａ、架橋軸１４上の第３のドッグハブ３６ｂおよび出力軸１６上の第２のドッグハブ３４ｃはいずれも後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ６に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0099】
第５の選択可能な変速比構成から第６の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に別の段階的変化を生じさせる。いくつかの実施形態では、第５の選択可能な変速比構成から第６の選択可能な変速比構成へのこのようなシフトはまた、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0100】
第６の選択可能な変速比構成（図８）へのシフトの結果として起こる架橋軸１４の回転速度の増加は、出力軸１６、ひいてはトルク出力機構１５の回転速度に、対応する増加をもたらす。その結果、所定のエンジンまたはモータ速度では、車両は、変速機が第５のまたは他の以前の選択可能な変速比構成にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0101】
第６から第７
変速機１０の第７の選択可能な変速比構成（図９）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第６の選択可能な変速比構成から第７の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２０ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第３および第４のハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車３８ｂとの係合から離脱され、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃが第２の歯車３４ｃとの係合から離脱され、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合され、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃが第１の歯車１８ｃと係合される。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ７に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ７に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第７の選択可能な変速比構成（図９）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第６の選択可能な変速比構成から第７の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２０ａとの係合から離脱され、架橋軸１４上の第３および第４のハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車３８ｂとの係合から離脱され、出力軸１６上の第２および第３のドッグハブ３４ｃ、３６ｃが第２の歯車３４ｃとの係合から離脱され、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合され、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃが第１の歯車１８ｃと係合される。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ７に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ７に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0102】
ここで、変速機が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第６の選択可能な変速比構成（図８）から第７の選択可能な変速比構成（図９）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第６の選択可能な変速比構成（図８）にある間、入力軸１２上の第４のドッグハブ３８ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第３の歯車２２ａとの係合から移動される。これは、第４のドッグハブ３８ａが後進駆動ドッグハブであり、変速機１０の正のトルク状態では負荷されないために可能となる。続いて、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａと係合するように移動され、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃが第１の歯車１８ｃと係合するように移動され、これにより、出力軸１６上の第２のドッグハブ３４ｃは後進駆動ドッグハブでもあるために、正のトルクが負荷経路Ｌ６に沿って伝達されている間に、第２の歯車２０ｃから離脱することができる。こうして、負荷経路Ｌ６ではなくＬ７に沿ってトルクが伝達され始める。続いて、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａ、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂならびに出力軸１６上の第３のドッグハブ３６ｃは、トルクが負荷経路Ｌ７に沿って伝達されることにより負荷されなくなり、入力軸１２上の第３の歯車２２ａ、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂおよび出力軸１６上の第２の歯車２０ｃとの係合から外されることができる。
【0103】
さらに具体的には、第６の選択可能な変速比構成（図８）から第７の選択可能な変速比構成（図９）へのアップシフト中に、第７の選択可能な変速比構成の前進駆動ドッグハブの各々が（言い換えれば、そのような前進駆動ドッグハブのいずれもが）、それぞれが移動されて接触する歯車に同期して初めて、負荷経路Ｌ６ではなくＬ７に沿ってトルクが伝達され始める。このような前進駆動ドッグハブは、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａおよび出力軸１６上の第２のドッグハブ３４ｃである。ここで、第７の選択可能な変速比構成（図９）の後進駆動ドッグハブに関して、その前進駆動ドッグハブが上述のようにそれぞれの歯車と同期すると、対応する後進駆動ドッグハブが、最小のバックラッシュでその歯車とインターロック係合状態になる。このようにして、第７の選択可能な変速比構成の後進駆動ドッグハブが係合される。そのようなドッグハブは、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａおよび出力軸１６上の第１のドッグハブ３２ｃである。
【0104】
第６の選択可能な変速比構成から第７の選択可能な変速比構成にアップシフトする間、変速機１０のロックアップ状態を回避するために、入力軸１２上の第１の歯車１８ａの前進駆動ドッグハブ（すなわち、第１のドッグハブ３２ａ）が第１の歯車１８ａと係合される前に、入力軸１２上の第３の歯車２２ａの後進駆動ドッグハブ（すなわち、第４のドッグハブ３８ａ）を第３の歯車２２ａとの接触から離脱させる必要がある。これを達成する方法は、第３の選択可能な変速比構成と第４の選択可能な変速比構成との間のアップシフトに関連して既に説明されている。
【0105】
第７の選択可能な変速比構成の前進駆動ドッグハブが、入力軸１２上の第１の歯車１８ａおよび出力軸１６上の第１の歯車１８ｃそれぞれと、どの順序で接触し、同期するかは問題ではない。しかしながら、前述したように、両方の前進駆動ドッグハブが、それらが移動されて接触する歯車と同期して初めて、負荷経路Ｌ７に沿ってトルクが伝達され始める。同期の順序は、変速機１０の特定の構成に応じて異なる可能性があり、これに影響を及ぼす要因は、第３の選択可能な変速比構成と第４の選択可能な変速比構成との間のアップシフトに関連して既に説明されている。
【0106】
第６の選択可能な変速比構成と第７の選択可能な変速比構成との間の例示的なアップシフト動作のさらに具体的な詳細がここで提供される。
【0107】
変速機が第６の変速比構成（図８）にある間、入力軸１２上の第１の歯車１８ａは入力軸１２に対して回転自在であるため、第７の変速比構成（図９）にシフトすると、入力軸１２、したがってそれに回転可能に固定された第１のドッグハブ３２ａは、第１の歯車１８ａよりも速く回転する。したがって、変速機１０の正のトルク状態では、第１のドッグハブ１８ａは、第１の歯車３２ａに付勢されると、その歯車に追従し（同期し）、負荷され、第１の歯車１８ａを駆動回転させ始める。言い換えれば、第１のドッグハブ１８ａは、前進駆動ドッグハブとして機能する。
【0108】
この後、第１の歯車１８ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第２のドッグハブ３４ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第１の歯車１８ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第１の歯車１８ａとの噛合係合により、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂが駆動回転される。一次歯車１８ｂは架橋軸１４に対して回転自在であり、トルクは一次歯車１８ｂを介して出力軸１６上の第１の歯車１８ｃに伝達される。
【0109】
架橋軸１４上の一次歯車１８ｂの直径は、架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１の直径よりも大きい。さらに、ｉ）架橋軸１４上の一次歯車１８ｂと、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃとの間の接続部分と、ｉｉ）架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１と、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃとの間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃが第６の選択可能な変速比構成（図８）で駆動される回転速度よりも、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃが第７の選択可能な変速比構成（図９）で速く駆動されるような差である。このように、第７の選択可能な変速比構成（図９）を選択すると、第１の歯車１８ｃは、第２のドッグハブ３４ｃに追従し（同期し）、これを駆動回転させ、こうして第２のドッグハブ３４ｃが負荷され、前進駆動ドッグハブとして機能し、これにより、続いてトルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ７（図９参照）に沿ってトルクが伝達される。
【0110】
この後、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃは出力軸１６と同じ速度で回転し、これにより、出力軸１６上の第１のドッグハブ３２ｃが、最小のバックラッシュで図１４のように第１の歯車１８ｃとインターロック係合状態になることが可能になる。続いて、負荷経路Ｌ７に沿ってトルクが伝達されると、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａと、架橋軸１４上の第３のドッグハブ３８ｂと、架橋軸１４の第４のドッグハブ３８ｂとは負荷されなくなるため、入力軸１２上の第３の歯車２２ａおよび架橋軸１４上の四次歯車２２ｂとの係合から外されることができる。さらに、負荷経路Ｌ７に沿ってトルクが伝達され始めると、出力軸１６は第２の歯車３４ｃよりも速く回転し始め、第３のドッグハブ３６ｃは、これらの構成要素の前述した傾斜部が互いに乗り上げるために、第２の歯車３４ｃとの係合から外に押し出される。
【0111】
第７の選択可能な変速比構成（図９）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３２ａが第１の歯車１８ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂにトルクが伝達される＞噛合係合により、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃにトルクが伝達される＞第１の歯車１８ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ｃが回転駆動される＞これにより、第２のドッグハブ３４ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0112】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａおよび出力軸１６上の第１のドッグハブ３２ｃは、後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ７に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0113】
第６の選択可能な変速比構成から第７の選択可能な変速比構成へのシフトには、入力軸１２に沿ったブロックシフトと、出力軸１６に沿った単一のシフトとが含まれることに留意されたい。ｉ）架橋軸１４上の一次歯車１８ｂと、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃとの間の接続部分と、ｉｉ）架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１と、出力軸１６上の第２の歯車２０ｃとの間の接続部分との間の変速比の差は、結果として生じる変速比の３段階の切替（すなわち、第１から第２、第２から第３、第３から第４などの前述した変速比構成にシフトすることに起因する結果として生じる変速比の段階の３倍）に相当する。しかしながら、これにより、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差と相まって、変速機１０の第６の変速比構成から第７の変速比構成へのシフト時に、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間にみられる結果として生じる変速比の切替は、変速比構成の１段階の切替に相当する（すなわち、前述したように、第１から第２、第２から第３、第３から第４などにシフトすることに起因する段階的切替に相当する）。
【0114】
さらに、いくつかの実施形態では、第６の選択可能な変速比構成から第７の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0115】
所定のエンジンまたはモータ速度では、第７の選択可能な変速比構成（図９）へのシフトの結果として起こる出力軸１６の回転速度の増加のために、車両は、変速機が第６のまたは他の以前の選択可能な変速比構成にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0116】
第７から第８
変速機１０の第８の選択可能な変速比構成（図１０）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第７の選択可能な変速比構成から第８の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａとの係合から離脱されるのに対して、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合される。ただし、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃは、第１の歯車１８ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ８に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ８に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第８の選択可能な変速比構成（図１０）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第７の選択可能な変速比構成から第８の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第１および第２のドッグハブ３２ａ、３４ａが第１の歯車１８ａとの係合から離脱されるのに対して、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合される。ただし、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃは、第１の歯車１８ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ８に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ８に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0117】
ここで、変速機が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第７の選択可能な変速比構成（図９）から第８の選択可能な変速比構成（図１０）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第７の選択可能な変速比構成（図９）にある間、入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第１の歯車１８ａとの係合から第２の歯車２０ａと係合するように移動される。第２の歯車２０ａと係合し、これと同期すると、第２のドッグハブ３４ａは前進駆動ドッグハブとして機能し、第２の歯車２０ａを駆動回転させる。さらに、ｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差は、第７の負荷経路Ｌ７に沿ってトルクが伝達されている際に、入力軸１２上の第２の歯車２０ａが第１の歯車１８ａよりも遅く回転し、したがって第２の歯車２０ａが入力軸１２自体よりも遅く回転するような差である。したがって、第２のドッグハブ３４ａは、第２の歯車２０ａに付勢されると、追従し（同期し）、その歯車の前進駆動ドッグハブとして機能し始め、第２の歯車２０ａを駆動回転させることにより負荷されるようになる。
【0118】
これに続いて、第２の歯車２０ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第３の駆動ドッグハブ３６ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第２の歯車２０ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第２の歯車２０ａの直径は、第１の歯車１８の直径よりも大きい。さらに、ｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第１の歯車１８ａと、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂとの間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、第１の歯車１８ａのみが入力軸１２に回転可能に固定された場合よりも、第２の歯車２０ａが入力軸１２に回転可能に固定された場合の方が、架橋軸１４が速く回転されるような差である。
【0119】
このように入力軸上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａと係合するように移動される間に、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂが一次歯車１８ｂと係合するように移動される。
【0120】
したがって、第２のドッグハブ３４ａが第２の歯車２０ａの前進駆動ドッグハブとして機能し始めると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ８（図１０参照）に沿ってトルクが伝達され始める。入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａは負荷されていないため、負荷経路Ｌ８に沿ってトルクが伝達されると、第１の歯車１８ａとの係合から外されることができる。
【0121】
さらに詳細には、第８の選択可能な変速比構成（図１０）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ａが第２の歯車２０ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２にトルクが伝達される＞これにより、三次歯車２０ｂ２に対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４に回転可能に固定されていることから、第１のドッグハブ３２ｂが架橋軸１４とともに回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３２ｂが一次歯車１８ｂを回転駆動させる＞噛合係合により、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃにトルクが伝達される＞第１の歯車１８ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ｃが回転駆動される＞これにより、第２のドッグハブ３４ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0122】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａ、架橋軸１４上の第２のドッグハブ３４ｂおよび出力軸１６上の第１のドッグハブ３２ｃはいずれも後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ８に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0123】
第７の選択可能な変速比構成から第８の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に段階的変化を生じさせる。いくつかの実施形態では、第７の選択可能な変速比構成から第８の選択可能な変速比構成へのこのようなシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0124】
第８の選択可能な変速比構成（図１０）へのシフトの結果として起こる架橋軸１４の回転速度の増加は、出力軸１６、ひいてはトルク出力機構１５の回転速度に、対応する増加をもたらす。その結果、所定のエンジンまたはモータ速度では、車両は、変速機１０が第７のまたは他の以前の選択可能な変速比構成にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0125】
第８から第９
変速機１０の第９の選択可能な変速比構成（図１１）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第８の選択可能な変速比構成から第９の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａとの係合から離脱されるのに対して、入力軸１２上の第３および第４のハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動される。ただし、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂは一次歯車１８ｂに係合したままであり、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃは第１の歯車１８ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ９に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ９に沿って逆方向にトルクが伝達される。
変速機１０の第９の選択可能な変速比構成（図１１）に進むためには、各軸に回転可能に固定された歯車の全体的な組合せの切替が必要である。さらに、第８の選択可能な変速比構成から第９の選択可能な変速比構成に進むために、入力軸１２上の第２および第３のドッグハブ３４ａ、３６ａが第２の歯車２０ａとの係合から離脱されるのに対して、入力軸１２上の第３および第４のハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動され、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動される。ただし、架橋軸１４上の第１および第２のドッグハブ３２ｂ、３４ｂは一次歯車１８ｂに係合したままであり、出力軸１６上の第１および第２のドッグハブ３２ｃ、３４ｃは第１の歯車１８ｃと係合したままである。その後、入力軸１２が正転方向に回転駆動されると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ９に沿ってトルクが伝達される。逆トルク状態では、トルク出力機構１５とトルク入力機構１３との間の負荷経路Ｌ９に沿って逆方向にトルクが伝達される。
【0126】
ここで、変速機が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に、第８の選択可能な変速比構成（図１０）から第９の選択可能な変速比構成（図１１）に切り替えるのに必要なドッグハブ位置の変化がさらに詳細に説明される。変速機が第８の選択可能な変速比構成（図１０）にある間、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａ（後進駆動ドッグハブとして機能する）は、第２の歯車２０ａとの係合から第３の歯車２２ａと係合するように移動される。第３の歯車２２ａと係合し、これと同期すると、第３のドッグハブ３６ａは前進駆動ドッグハブとして機能し、第３の歯車２２ａを駆動回転させる。さらに、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分との間の変速比の差は、負荷経路Ｌ８に沿ってトルクが伝達されている際に、入力軸１２上の第３の歯車２２ａが第２の歯車２０ａよりも遅く回転し、したがって第３の歯車２２ａが入力軸１２自体よりも遅く回転するような差である。したがって、第３のドッグハブ３６ａは、第３の歯車２２ａに付勢されると、追従し（同期し）、その歯車の前進駆動ドッグハブとして機能し始め、第３の歯車２２ａを駆動回転させることにより負荷されるようになる。
【0127】
これに続いて、第３の歯車２２ａは入力軸１２と同じ速度で回転し、これにより、第４のドッグハブ３８ａが、最小のバックラッシュで図１４のように第３の歯車２２ａとインターロック係合状態になることが可能になる。入力軸１２上の第３の歯車２２ａの直径は、第２の歯車２０ａの直径よりも大きい。さらに、ｉ）入力軸１２上の第３の歯車２２ａと、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２との間の接続部分と、ｉｉ）入力軸１２上の第２の歯車２０ａと、架橋軸１４上の三次歯車２０ｂ２との間の接続部分との間の変速比の差は、入力軸１２の所定の回転速度では、第２の歯車２０ａのみが入力軸１２に回転可能に固定された場合よりも、第３の歯車２２ａが入力軸１２に回転可能に固定された場合の方が、架橋軸１４が速く回転されるような差である。
【0128】
上述のように入力軸１２上の第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが第３の歯車２２ａと係合するように移動される間に、架橋軸１４上の第３および第４のドッグハブ３６ｂ、３８ｂが四次歯車２２ｂと係合するように移動される。
【0129】
したがって、入力軸１２上の第３のドッグハブ３６ａが第３の歯車２２ａの前進駆動ドッグハブとして機能し始めると、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の負荷経路Ｌ９（図１１参照）に沿ってトルクが伝達され始める。入力軸１２上の第２のドッグハブ３４ａは負荷されていないため、負荷経路Ｌ９に沿ってトルクが伝達され始めると、第２の歯車２０ａとの係合から外されることができる。
【0130】
さらに詳細には、第９の選択可能な変速比構成（図１１）が係合されると、以下のように正のトルクが変速機１０を介して伝達される。トルク入力機構１３が（例えば、エンジンまたはモータによって）正転方向に回転駆動される＞トルク入力機構１３に動作可能に接続された入力軸１２が同じ速度で回転する＞これにより、入力軸１２に回転可能に固定された第３および第４のドッグハブ３６ａ、３８ａが回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第３のドッグハブ３６ａが第３の歯車２２ａを駆動回転させる＞噛合係合により、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂの第２の（大径）部分２２ｂ２にトルクが伝達される＞四次歯車２２ｂにより、前進駆動ドッグハブとして機能する第４のドッグハブ３８ｂが回転駆動される＞これにより、第４のドッグハブ３８ｂに対して回転可能に固定されていることから、架橋軸１４が回転する＞架橋軸１４に回転可能に固定されていることから、第１のドッグハブ３２ｂが架橋軸１４とともに回転する＞前進駆動ドッグハブとして機能する第１のドッグハブ３２ｂが一次歯車１８ｂを回転駆動させる＞噛合係合により、出力軸１６上の第１の歯車１８ｃにトルクが伝達される＞第１の歯車１８ｃによって、前進駆動ドッグハブとして機能する第２のドッグハブ３４ｃが回転駆動される＞これにより、第２のドッグハブ３４ｃに対して回転可能に固定されていることから、出力軸１６が回転する＞これにより、出力軸１６に動作可能に接続されていることから、トルク出力機構１５が同じ速度で回転する＞これにより、トルク出力機構１５が車両用パワートレインの下流の構成要素を回転駆動させる。
【0131】
上述した正のトルク状態では、入力軸１２上の第４のドッグハブ３８ａ、架橋軸１４上の第２および第３のドッグハブ３４ｂ、３６ｂならびに出力軸１６上の第１のドッグハブ３２ｃは後進駆動ドッグハブとして機能する。これは、それらが負荷されていないことを意味する。しかしながら、逆トルク状態では、負荷経路Ｌ９に沿って逆方向にトルクが伝達され、この場合、後進駆動ドッグハブが負荷され、前進駆動ドッグハブはもはや負荷されない。
【0132】
第８の選択可能な変速比構成から第９の選択可能な変速比構成へのシフトは、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に別の段階的変化を生じさせる。いくつかの実施形態では、第８の選択可能な変速比構成から第９の選択可能な変速比構成へのこのようなシフトはまた、トルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間の結果として生じる変速比に１．２３：１の変化を生じさせ得る。
【0133】
第９の選択可能な変速比構成（図１１）へのシフトの結果として起こる架橋軸１４の回転速度の増加は、出力軸１６、ひいてはトルク出力機構１５の回転速度に、対応する増加をもたらす。その結果、所定のエンジンまたはモータ速度では、車両は、変速機が第８のまたは他の以前の選択可能な変速比構成にあった場合よりも速い速度で走行することができる。
【0134】
追加情報
変速機１０が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に変速比のアップシフトが起こり得ることから、これは、車両の駆動力を失うことなくアップシフトが起こり得ることを意味する。この利点は、アップシフトを実現するためにクラッチを接続／切断する必要がある車両よりも速い車両加速を行うことができることである。
変速機１０が正のトルク状態にある間（すなわち、変速機１０を介して車両用パワートレインに沿って動力が伝達されている間）に変速比のアップシフトが起こり得ることから、これは、車両の駆動力を失うことなくアップシフトが起こり得ることを意味する。この利点は、アップシフトを実現するためにクラッチを接続／切断する必要がある車両よりも速い車両加速を行うことができることである。
【0135】
ダウンシフトは、これまでに説明したのと同じ動作の機構によって完了するが、逆方向に、負のトルクが伝達されている間（すなわち、変速機１０を介してトルク出力機構１５からトルク入力機構１３にトルクが伝達されている場合）（例えば運転者が車両のスロットルから足を持ち上げた際に起こり得る）に完了する。
【0136】
前述の変速機１０では、入力軸１２、架橋軸１４および出力軸１６はそれぞれ、同じ概念上の平面に沿って延びている。言い換えれば、入力軸１２に垂直な概念上の直線が、架橋軸１４および出力軸１６をも通って延びている。しかしながら、いくつかの実施形態では、入力軸１２、架橋軸１４および出力軸１６は、同じ概念上の平面に沿って延びていなくてもよく、その場合、図１５のように入力軸１２を出力軸１６に近づける三角形の向きに配置されることができる。
【0137】
前述した変速機１０に対して変速比シフトを実現するために、適切なドッグハブの移動を生じさせるための１つの好適な機構の詳細がここに提供される。この機構では、変速比シフトを実現するのに必要なドッグハブの移動は、既に言及した国際公開第２０１４／０４９３１７号パンフレットの第１２頁第１７行から第１５頁第３２行に記載されているのと同様に、シフト軸によって制御される。さらに、入力軸１２、架橋軸１４および出力軸１６のそれぞれは、関連するシフト軸が回転された際にその上にドッグハブを移動させるために、それ自体のそれぞれのシフト軸に関連付けられている。そのような構成では、入力軸１２のシフト軸は、各変速比シフトに対して３０度ずつ回転して割り出される。出力軸１６のシフト軸は、入力軸１２のシフト軸の３つ目の割出ごとに出力軸１６のシフト軸を３０度回転させる割出機構により、入力軸１２のシフト軸に連結される。架橋軸１４のシフト軸はまた、入力軸１２のシフト軸に適合され、その軸のレートの１０分の３で回転するようになっている。これにより、架橋軸１４のシフト軸は、ニュートラルおよび第１から第９の選択可能な変速比構成に対応する１０個の位置を有する。ここに述べた３つのシフト軸の各々は、ニュートラルと第１から第９の選択可能な変速比構成との間のシフトを実現するのに必要なドッグハブの適切な移動を引き起こすのに必要な溝パターンを有するシフトバレルを支持する。先に、変速機１０のロックアップ状態を回避するために、入力軸１２上の第１のドッグハブ３２ａと第４のドッグハブ３８ａとの間に機械的接続が設けられて、それらがそれぞれ同じように、また反対に移動するようにすることができると述べた。このような機械的接続を含む実施形態では、入力軸１２のシフト軸は、１つ少ないシフトバレルを有する。例えば、第１のドッグハブ３２ａの移動を制御するシフトバレルが設けられず、第４のドッグハブ３８ａの移動を制御するシフトバレルが設けられてもよい。それにもかかわらず、第１のドッグハブ３２ａは、第４のドッグハブ３８ａとの機械的接続のために第４のドッグハブ３８ａとともに移動するため、ギアボックスのロックアップの可能性を最小限に抑えながら各変速比構成を選択することが可能になる。他の実施形態では、第４のドッグハブ３８ａの移動を制御するシフトバレルが設けられず、第１のドッグハブ３２ａの移動を制御するシフトバレルが設けられてもよい。
【0138】
前述した変速機１０の選択可能な変速比構成の数は、入力軸１２に沿う追加の歯車および架橋軸１４上の噛合歯車を含むことによって増大されることができる。ただし、出力軸１６は依然として３つの歯車を有する。入力軸１２に含まれる（例えば、前述の第２の歯車２０ａと第３の歯車２２ａとの間の）任意のこのような追加の歯車は、同様の構成を有するため、その両側のドッグハブによって入力軸に回転可能に連結可能であり得る。その一方で、架橋軸１４に含まれる（例えば、前述の三次歯車２０ｂ２と四次歯車２２ｂとの間の）任意の追加の歯車は、入力軸１２上のそれぞれの追加の歯車と噛合してもよく、また、前述の架橋軸１４に固定された二次歯車２０ｂ１および三次歯車２０ｂ２と同様に、架橋軸１４に回転可能に固定されてもよい。例えば、入力軸１２に沿った６つの歯車は、１８種類の選択可能な変速比構成を有する６×３変速機構成をもたらす（式６×３では、数字６は、入力軸１２上の歯車の数に関し、数字３は、出力軸１６上の歯車の数に関する）。しかしながら、例えば、入力軸１２上に４つの歯車を有し、出力軸１６上に２つの歯車を有する４×２構成のようなさらに単純な変速機構成も可能である。さらに、例えば、架橋軸１４上に追加のドッグハブおよび歯車を使用することによって、１６種類の選択可能な変速比構成を有する４×４のような他の変速機構成も可能である。
【0139】
図１６は、変速機の例示的な４×２バージョンの概略線図である。変速機１００は、入力軸１０２と、架橋軸１０４と、出力軸１０６とを有する。入力軸１０２によって支持された歯車１０８、１１０、１１２、１１４は、前述したものと同様の方法でドッグハブによって回転可能に固定されることができる。入力軸上の左右の大部分のドッグハブ（一方が前進駆動ドッグハブであり、他方が後進駆動ドッグハブである）は機械的に連結されているため、歯車１０８および１１４に同時に係合することができないように示されている。架橋軸１０４上の第１の歯車１１６は、前述したものと同様の方法でドッグハブによって回転可能に固定されることができる。第２、第３、第４および第５の歯車１１８、１２０、１２２、１２４は、架橋軸１０４に回転可能に固定されている。出力軸１０６に関しては、その両側のドッグハブによって、出力軸１０６によって支持された第１の歯車１２６は回転可能に固定されることができる。さらに、出力軸１０６によって支持された第２の歯車１２８は、その両側のドッグハブによって回転可能に固定されることができる。第１／第２の歯車対１２６、１２８の前進駆動ドッグハブおよび後進駆動ドッグハブは、機械的に連結されているため、歯車１２６、１２８に同時に係合することができないように示されている。軸１０２、１０４、１０８に回転可能に固定された変速機１００の歯車の全体的な組合せを切り替えることによって、変速機のトルク入力部１３０とトルク出力部１３２（入力軸１０２および出力軸１０６にそれぞれ動作可能に連結されている）との間の負荷経路と結果として生じる変速比とが切り替えられることができる。また、出力軸１０６の第１の歯車１２６のみが出力軸に回転可能に連結されている場合には、入力軸１０２と架橋軸１０４とに回転可能に固定された歯車の組合せを切り替えることにより、第１のグループからのそれぞれの結果として生じる変速比が選択されることができる。しかしながら、出力軸１０６の第２の歯車１２８のみが出力軸に回転可能に連結されている場合には、入力軸１０２と架橋軸１０４とに回転可能に固定された歯車の組合せを切り替えることにより、第２のグループからのそれぞれの結果として生じる変速比が選択されることができる。
【0140】
図３から図５を検証すると、第１から第３の選択可能な変速比に進むには、入力軸１２および架橋軸１４に固定された歯車を切り替えて、負荷経路に必要な変化をもたらして、異なる選択可能な変速比を生じさせることが必要である。しかしながら、出力軸１６に固定された歯車にはこのような切替は生じない。これは、次の３つの選択可能な変速比（すなわち、第４から第６の変速比）に進む間に同様に生じ、その後、３つの選択可能な変速比（すなわち第７から第９の変速比）に進む間に再び生じる。ｉ）第３および第４の変速比構成と、ｉｉ）第６および第７の変速比構成との間のシフトは、入力軸１２および架橋軸１４上のドッグハブの移動によって選択可能な変速比のレンジの切替を引き起こすため、レンジ切替シフトと呼ばれることができる。その結果、第１から第３の前述の選択可能な変速比構成は、選択可能な変速比の第１のレンジと考えられることができる。同様に、第４から第６の前述の選択可能な変速比構成は、選択可能な変速比の第２のレンジと考えられることができる。したがって、第７から第９の前述の選択可能な変速比構成は、選択可能な変速比の第３のレンジと考えられることができる。
【0141】
図中の符号１２で示される軸は、変速機１０のトルク入力部と動作可能に接続された入力軸として説明されているが、他の実施形態では、図中の符号１２で示される軸が変速機１０のトルク出力部に動作可能に接続された出力軸であるように、変速機１０が車両の内側で他の方法で接続されてもよい。それに対応して、図中の符号１６で示される軸に同じことが適用される。
【0142】
ここまでは、架橋軸１４と出力軸１６との間のそれぞれの歯車接続は、互いに噛合し、それによって支持された歯車の対という観点から説明されてきた。しかしながら、他の変速機の実施形態では、架橋軸１４と出力軸１６との間の１つ以上のそのような歯車接続が、遊星歯車組を含み得ることが想定される。言い換えれば、使用時に、その時点で係合されているものに応じて、各遊星歯車組の構成を介して、架橋軸１４と出力軸１６との間でトルクが伝達されてもよい。有利には、遊星歯車組が一対の平歯車よりも大きな比を提供する能力（例えば、単一の遊星歯車段は３：１から５：１までの比を容易に提供することができる）により、使用時にトルク入力機構１３とトルク出力機構１５との間で達成可能な結果として生じる変速比のレンジが増大し、これは、戦車などの高出力トルクを必要とする大型車両に有用である。
【0143】
例えば、図１７は、架橋軸２０４および出力軸２０６を示し、これにより、場合によっては少なくとも１つの遊星歯車組を介してトルクがそれらの間で伝達されることができる。特に、架橋軸２０４に取り付けられた第１の平歯車２０８は、それらが取り付けられている軸２０４、２０６にそのような歯車が回転可能に固定されている場合、例えば、それらと噛合する別の平歯車２０９により、１．２：１の変速比接続を介して出力軸２０６にトルクを伝達することができる。架橋軸２０４に取り付けられた第２の平歯車２１０は、それらが取り付けられている軸２０４、２０６にそのような歯車２１０と、遊星歯車組２１１の出力部とが回転可能に固定されている場合、遊星歯車組２１１によって、異なる変速比接続（例えば、３：１の接続）を介して出力軸２０６にトルクを伝達することができる。架橋軸２０４に取り付けられた第３の平歯車２１２は、それらが取り付けられている軸２０４、２０６にそのような歯車２１２と、遊星歯車列２１３の出力部とが回転可能に固定されている場合、（互いに直列の２つ以上の遊星歯車組を備える）遊星歯車列２１３によって、また別の異なる変速比接続（例えば９：１の接続）を介して出力軸２０６にトルクを伝達することができる。
【0144】
いくつかの実施形態では、選択可能な変速比の広がり／レンジがどのように増加されることができるかは明らかである。それにもかかわらず、図２から図１１を参照して説明された例示的な実施形態では、選択可能な変速比の広がり／レンジは（１．２３）８＝５．２４であると述べられている。しかしながら、図１７を参照して説明されたように、架橋軸１４と出力軸１６との間に１つ以上の遊星歯車組を設けることにより、選択可能な変速比の広がり／レンジを増大させることができ、重量出力比の低い車両（大型トラックや主力戦車など）に変速機をさらに適合させることができる。
【0145】
前述を達成する１つの方法が図１８に示されており、ここでは、例示的な遊星歯車組２１１および遊星歯車列２１３の構成要素が示されている。図示の実施形態では、太陽歯車２１１ａが、平歯車２１０からトルクを受け取り、遊星歯車２１１ｃと回転が制限されたリング歯車２１１ｄとを介して出力部２１１ｂにトルクを伝達するように配置されている。遊星歯車列２１３は、２つの同様に構成された互いに直列の遊星歯車組を含む。出力軸２０６に設けられ、遊星歯車組１１１への出力部２１１ｂの両側に配置されたドッグハブが使用されて、前述のものと同様の方法で出力軸２０６に遊星歯車組を回転可能に連結することができることが理解されよう。同様に、出力軸２０６に設けられ、遊星歯車列２１３への出力部の両側に配置されたドッグハブが使用されて、同様の方法で出力軸２０６に遊星歯車組を回転可能に連結することができる。
【0146】
前述の変速機１０では、架橋軸１４に選択的に連結されることができる歯車には、一次歯車１８ｂおよび（複合歯車である）四次歯車２２ｂが含まれる。しかしながら、他の実施形態では、トルク入力部１３とトルク出力部１５との間の変速比の必要とされる切替を実現するのに適した方法で、複合四次歯車２２ｂが、代わりに、架橋軸１４にそれぞれ回転可能に固定されることができる２つの別個の歯車に置き換えられることができる。さらに、ｉ）架橋軸１４によって支持される各歯車（すなわち、架橋軸１４に恒久的に固定されるものを含め、それによって支持されるあらゆる歯車）の順序と、ｉｉ）これらの歯車と、入力軸１２および出力軸１６によって支持される歯車との間のそれぞれの変速比とは、使用時に実現される必要がある入力軸１２と出力軸１６との間の変速比のあらゆる段階的切替を可能にするために、当業者によって自由に選択される。
【0147】
一般的に、前述の変速機１０は、変速機のトルク入力部１３とトルク出力部１５との間で負荷を伝達するために、それぞれが歯車１８ａ、２０ａ、２２ａ、１８ｂ、２０ｂ１、２０ｂ２、２２ｂ、１８ｃ、２０ｃ、２２ｃを支持する複数の軸１２、１４、１６を備える変速機１０として説明されることができ、変速機は、トルク入力部とトルク出力部との間の負荷経路を切り替えることにより、使用時にその複数のグループの各々（第１から第３、第４から第６、第７から第９）から、トルク入力部とトルク出力部との間のそれぞれの結果として生じる変速比が選択されることができるように構成され、選択可能な結果として生じる変速比の各前記グループは、そのグループ内の選択可能な結果として生じる変速比に共通の一対の軸間で負荷を伝達するための負荷経路機構を有する。第１から第３の選択可能な変速比構成は、選択可能な変速比の第１のグループを確立し、架橋軸１４上の四次歯車２２ｂと出力軸１６上の第３の歯車２２ｃとの間の接続部分は、第１から第３の選択可能な変速比構成（図３から図５）のそれぞれに共通の負荷経路機構である。第４から第６の選択可能な変速比構成は、選択可能な変速比の第２のグループを確立し、架橋軸１４上の二次歯車２０ｂ１と出力軸１６上の第２の歯車２０ｃとの間の接続部分は、第４から第６の選択可能な変速比構成（図６から図８）のそれぞれに共通の負荷経路機構である。第７から第９の選択可能な変速比構成は、選択可能な変速比の第３のグループを確立し、架橋軸１４上の一次歯車１８ｂと出力軸１６上の第１の歯車１８ｃとの間の接続部分は、第７から第９の選択可能な変速比構成（図９から図１１）のそれぞれに共通の負荷経路機構である。
【0148】
本発明の様々な態様および実施形態がこれまで説明されてきたが、本発明の範囲は、本明細書に述べられた実施形態に限定されず、代わりに、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれるすべての構成ならびにそれに対する変更および改変を包含するように拡大されることが理解されるであろう。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】