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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】2023-06-23
(45)【発行日】2023-07-03
(54)【発明の名称】シームレスシフト機構
(51)【国際特許分類】
   F16H 63/38 20060101AFI20230626BHJP
   F16D 11/10 20060101ALI20230626BHJP
   F16D 28/00 20060101ALI20230626BHJP
【FI】
F16H63/38
F16D11/10 C
F16D28/00 Z
【請求項の数】 1
(21)【出願番号】P 2018217128
(22)【出願日】2018-11-20
(65)【公開番号】P2020085065
(43)【公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-06-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000231350
【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100148301
【弁理士】
【氏名又は名称】竹原 尚彦
(74)【代理人】
【識別番号】100176991
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 由布子
(72)【発明者】
【氏名】栗田 崇志
(72)【発明者】
【氏名】倉橋 嘉裕
(72)【発明者】
【氏名】小林 孝祐
【審査官】鷲巣 直哉
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2014/102855(WO,A1)
【文献】実開昭60-010328(JP,U)
【文献】中国特許出願公開第105276155(CN,A)
【文献】特開2004-340238(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16H 63/38
F16D 11/10
F16D 28/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1回転軸と一体回転可能、かつ前記第1回転軸の軸線方向に変位可能に設けられたスリーブと、
第2回転軸に回転伝達可能、かつ前記第1回転軸で回転可能に支持された変速用ギヤと、を有し、
シフトロッドの軸線方向の往復変位に連動して、前記スリーブを前記第1回転軸の軸線方向に往復変位させることで、前記スリーブと前記変速用ギヤの互いの対向部に設けた歯部同士を係脱させるように構成されたシームレスシフト機構であって、
前記スリーブの歯部を前記変速用ギヤの歯部に係合させる回転伝達位置と、前記スリーブの歯部を前記変速用ギヤの歯部から離脱させる回転非伝達位置で、前記シフトロッドを位置決めする位置決め機構を、有しており、
前記位置決め機構は、
前記シフトロッドの軸線方向の所定位置に配置されて、前記軸線の径方向から前記シフトロッドの外周に向けて弾性的に付勢されたチェックボールと、
前記シフトロッドの外周に開口すると共に、前記シフトロッドの軸線方向の所定位置に到達すると、前記チェックボールが弾発的に係合する凹溝と、を有しており、
前記凹溝は、前記回転伝達位置に対応する第1凹溝と、前記回転非伝達位置に対応する第2凹溝と、を有すると共に、前記第1凹溝と前記第2凹溝が前記軸線方向で隣接して設けられており、
前記第1凹溝と前記第2凹溝との間に、前記チェックボールを前記第1凹溝と前記第2凹溝との間で移動させずに滞留させる滞留部を設け、
前記滞留部には、前記チェックボールの付勢方向に窪んだ凹部が設けられている、シームレスシフト機構。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シームレスシフト機構に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、シームレスシフト機構を備える変速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2012-127471号公報
【0004】
図11は、従来例にかかる変速機100のシームレスシフト機構14に関わる部分を説明する図である。
シームレスシフト機構14を備える変速機100は、駆動源の出力回転が入力される入力軸2を有している。
入力軸2では、入力軸2と一体に回転するカムリング41、42、43と、入力軸2に回転可能に支持された変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)と、が隣接して設けられている。
【0005】
カムリング41、42、43には、リング状のスリーブ51、52、53が外挿されている。スリーブ51、52、53の各々は、カムリング41、42、43の外周のカム溝45に係合する係合突起55を有している。
【0006】
スリーブ51、52、53の各々は、カム溝45に係合させた係合突起55により、カムリング41、42、43の外周で、入力軸2の軸方向(回転軸Xa方向)に移動可能、かつカムリング41、42、43と一体回転可能に設けられている。
【0007】
変速機100では、スリーブ51、52、53の回転軸Xa方向への変位により、ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)とスリーブ51、52、53の互いの対向部に設けた歯部(ドグ)26、56同士を係脱させる。
そして、歯部26、56同士を互いに係合させたギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)とスリーブ51、52、53との組み合わせを変更することで、変速段が変更される。
【0008】
スリーブ51、52、53の回転軸Xa方向への変位はカム駆動機構9により行われる。
カム駆動機構9は、回転軸Xc回りに回転するシフトドラム90を有しており、シフトドラム90の外周には、回転軸Xc回りの角度位置に応じて回転軸Xc方向の位置が変化するカム溝91、92、93が設けられている。
【0009】
カム駆動機構9では、シフトドラム90が回転軸Xc回りに回転すると、カム溝91、92、93に係合ピン851、852、853を係合させたシフトロッド71、72、73が、カム溝91、92、93により押されて、軸線X1、X2、X3方向に変位する。
これにより、シフトロッド71、72、73で支持されたシフトアーム81、82、83が、スリーブ51、52、53を回転軸Xa方向に変位させる
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
シームレス変速機構では、低速段から高速段へのアップシフト変速時に、変速の進行に伴い発生する回転差と、カムリングのカム溝(カム面の傾斜)を利用して、低速段側のスリーブを速やかに移動させる。
この際に、音が発生することがあり、発生する音の程度によっては、変速機を搭載した車両の運転者に違和感を与えてしまうことがある。
そこで、変速時における音の発生を抑えられるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明のある態様は、
第1回転軸と一体回転可能、かつ第1回転軸の軸線方向に変位可能に設けられたスリーブと、
第2回転軸に回転伝達可能、かつ第1回転軸で回転可能に支持されたギヤと、を有し、
シフトロッドの軸線方向の往復変位に連動して、前記スリーブを前記第1回転軸の軸線方向に往復変位させることで、前記スリーブと前記ギヤの互いの対向部に設けた歯部同士を係脱させるように構成されたシームレスシフト機構であって、
前記スリーブの歯部を前記ギヤの歯部に係合させる回転伝達位置と、前記スリーブの歯部を前記ギヤの歯部から離脱させる回転非伝達位置で、前記シフトロッドを位置決めする位置決め機構を、有しており、
前記位置決め機構は、
前記シフトロッドの軸線方向の所定位置に配置されて、前記軸線の径方向から前記シフトロッドの外周に向けて弾性的に付勢されたチェックボールと、
前記シフトロッドの外周に開口すると共に、前記シフトロッドの軸線方向の所定位置に到達すると、前記チェックボールが弾発的に係合する凹溝と、を有しており、
前記凹溝は、前記回転伝達位置に対応する第1凹溝と、前記回転非伝達位置に対応する第2凹溝と、を有すると共に、前記第1凹溝と前記第2凹溝が前記軸線方向で隣接して設けられており、
前記第1凹溝と前記第2凹溝との間に、前記チェックボールを前記第1凹溝と前記第2凹溝との間で移動させずに滞留させる滞留部を設け
前記滞留部には、前記チェックボールの付勢方向に窪んだ凹部が設けられている、構成のシームレスシフト機構とした。
【0012】
本発明によれば、隣接する凹溝の間にチェックボールの滞留部が設けられているので、シフトロッドが回転伝達位置と回転非伝達位置の間を変位する途中で、チェックボールが凹溝内に押し込まれることによって、シフトロッドが軸方向に急激に変位することを好適に防止できる。
これにより、変速時の音の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】変速機の構成を説明する図である。
図2】シームレスシフト機構のカムリングとスリーブを説明する図である。
図3】カムリングの外周のカム溝を説明する図である。
図4】カム駆動機構を説明する図である。
図5】位置決め機構を説明する図である。
図6】シフトドラムの外周のカム溝を説明する図である。
図7】滞留部を有する位置決め機構の作用を説明する図である。
図8】1速から2速へのアップシフト変速時における噛み合いしろと抵抗との関係を説明する図である。
図9】1速から2速へのアップシフト変速時のくさび効果を説明する図である。
図10】変形例に係る滞留部を説明する図である。
図11】従来例にかかる変速機を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を、シームレスシフト機構14を備える変速機10の場合を例に挙げて説明する。
図1は、シームレスシフト機構14を備える変速機10の構成を説明図である。図1の(a)は、変速機10の全体構成を説明する模式図である。図1の(b)は、2速ギヤ22の歯部26とスリーブ52の歯部56とが係合した際の噛み合い代Wcを説明する図である。
図2は、シームレスシフト機構のカムリング42とスリーブ52を説明する図である。
図2の(a)は、入力軸2と一体に回転するカムリング42にスリーブ52を組み付けた状態を示す斜視図である。図2の(b)は、カムリング42とスリーブ52を入力軸2の軸方向で離間して示した分解斜視図である。
なお、図2においては、入力軸2で支持された変速用のギヤ(2速ギヤ22)を仮想線で示しており、仮想線で示した2速ギヤ22は、外周の歯部の図示を省略している。
【0015】
図1に示すように、変速機10は、駆動源11の出力回転が、メインクラッチ12を介して入力される入力軸2を有している。
入力軸2では、複数の変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)が、入力軸2の軸方向に間隔をあけて並んでいる。変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の各々は、入力軸2で回転可能に支持されている。
【0016】
入力軸2では、変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)に隣接する位置に、入力軸2と一体に回転するカムリング41、42、43(図2参照)が設けられている。
【0017】
カムリング41、42、43の外周には、当該カムリング41、42、43の外周を回転軸Xa方向(入力軸2の軸方向)に延びるカム溝45(図2参照)が設けられている。
カムリング41、42、43の外周においてカム溝45は、回転軸Xa周りの周方向に所定間隔で複数設けられている。
【0018】
カムリング41、42、43の外周には、回転軸Xa方向から見てリング状を成すスリーブ51、52、53(図2参照)が外挿されている。
スリーブ51、52、53の各々は、カムリング41、42、43のカム溝45に係合する係合突起55(図2参照)を、カム溝45と同数有している。
【0019】
スリーブ51、52、53の各々は、カム溝45に係合させた係合突起55により、カムリング41、42、43の外周で、入力軸2の軸方向(回転軸Xa方向)に移動可能、かつカムリング41、42、43と一体回転可能に設けられている。
【0020】
図3は、カムリングの外周のカム溝45を説明する図である。図3の(a)は、カムリング42の外周のカム溝45における係合突起55の変位を説明する図であって、1速から2速へのアップシフト変速時における変位を説明する図である。図3の(b)は、カムリング41の外周のカム溝45における係合突起55の変位を説明する図であって、1速から2速へのアップシフト変速時における変位を説明する図である。
【0021】
カムリング41、42、43の外周のカム溝45は、変速段の変更時(アップシフト変速時)に、回転駆動力を途切れさせることなく出力軸3側に伝達するための形状で形成されている。
【0022】
なお、入力軸2に固定されたカムリング41、42、43と、各カムリング41、42、43のカム溝45は、同一の形状を有している。ここでは、「2速」の変速段に対応するカムリング42を例に挙げて説明する。
【0023】
図3の(a)に示すように、カムリング42の外周のカム溝45は、一対のカム面451、452の間に形成されている。一対のカム面451、452は、回転軸Xa周りの周方向で間隔W5をあけて対向している。
【0024】
カム面451は、回転軸Xaに対して平行な平坦部451a、451bと、これら平坦部451a、451bの中間に位置する中央部451cと、平坦部451a、451bと、中央部451cとを繋ぐ傾斜部451d、451eと、有している。
カム面451は、これら平坦部451aと、傾斜部451dと、中央部451cと、傾斜部451eと、平坦部451bと、が回転軸Xa方向に連なって形成されている。
【0025】
カム面452は、回転軸Xaに対して平行な平坦部452a、452bと、これら平坦部452a、452bの中間に位置する中央部452cと、平坦部452a、452bと、中央部452cとを繋ぐ傾斜部452d、452eと、を有している。
カム面452は、これら平坦部452aと、傾斜部452dと、中央部452cと傾斜部452eと、平坦部452bと、が回転軸Xa方向に連なって形成されている。
【0026】
回転軸Xaの径方向から見て、平坦部451a、451bと中央部451c、そして平坦部452a、452bと中央部452cは、それぞれ回転軸Xa周りの周方向でオフセットしている。
実施の形態では、カムリング42の回転軸Xa周りの周方向において、中央部451c、452cが、平坦部451a、451b、452a、452bよりも上流側に位置している。
【0027】
回転軸Xaの径方向から見てカム溝45は、基部40の幅方向(回転軸Xa方向)の中心を通る中心線Cを挟んで対称となる形状で形成されている。
実施の形態では、図3の(a)における左側に、2速ギヤ22が位置している。そのため、係合突起55は、カム溝45における中心線Cよりも左側の領域を摺動する。
【0028】
カム溝45における中心線Cよりも右側の領域は、図3の(a)における右側に変速用のギヤが位置している場合に、係合突起55が摺動する。
この場合には、スリーブ52の歯部56を、ギヤ側の歯部26に係合させる際に、スリーブ52を図3の(a)における右側に向けて変位させることになる。
本実施形態では、回転軸Xaの径方向から見て、カム溝45は、略V字形状を成している。
【0029】
図1に示すように、スリーブ51、52、53の外周には、シフトフォーク61、62、63の一端部61a、62a、63aが係合している。
シフトフォーク61、62、63の他端部61b、62b、63bは、入力軸2(回転軸Xa)に対して平行に配置されたシフトロッド71、72、73に連結されている。
【0030】
シフトロッド71、72、73は、軸線X1、X2、X3方向に変位可能となっており、シフトフォーク61、62、63は、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の変位に連動して、入力軸2の軸方向に変位する。
【0031】
よって、シフトフォーク61、62、63が外周に係合したスリーブ51、52、53もまた、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の変位に連動して、入力軸2の軸方向に変位する。
【0032】
前記したように、入力軸2では、カムリング41、42、43に隣接して、変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)が設けられている。
カムリング41、42、43に外挿されたスリーブ51、52、53は、入力軸2の軸方向で、変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)に対向している。
【0033】
スリーブ51、52、53と、変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の互いの対向部には、歯部(ドグ)56、26が設けられている。これら歯部56、26は、入力軸2周りの周方向に所定間隔で複数設けられている。
【0034】
変速機10では、シフトフォーク61、62、63により、スリーブ51、52、53を入力軸2の軸方向に変位させて、変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)と、スリーブ51、52、53の互いの対向部に設けた歯部56、26同士を係脱させる。
これにより、入力軸2と変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)との間での回転の伝達/非伝達が切り替えられる。
【0035】
変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の各々は、対応する伝達用のギヤ(第1伝達ギヤ31、第2伝達ギヤ32、第3伝達ギヤ33)に、それぞれ噛合している。
伝達用のギヤ(第1伝達ギヤ31、第2伝達ギヤ32、第3伝達ギヤ33)は、出力軸3で相対回転不能に設けられている。
【0036】
実施の形態にかかる変速機10では、例えば1速ギヤ21の歯部26と、スリーブ51の歯部56とを係合させて、1速ギヤ21と入力軸2とを一体回転可能に連結すると、入力軸2に入力された回転が、第1伝達ギヤ31を介して出力軸3に伝達される。
これにより、入力軸2に入力された回転が、1速ギヤ21のギヤ比で変速されて、出力軸3に伝達されたのち、ファイナルギヤ35と、差動装置36を介して、駆動輪37に伝達される。
【0037】
そのため、変速機10では、歯部26、56同士(ドグ同士)を係合させた変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)と、スリーブ51、52、53との組み合わせを変更することで、複数の変速段が実現される。
【0038】
変速機10は、変速段の変更時に、スリーブ51、52、53を入力軸2の軸方向に変位させる駆動装置1を有している。
駆動装置1は、前記したシフトフォーク61、62、63と、シフトロッド71、72、73の他に、カム駆動機構9と、制御装置15を有している。
【0039】
図4は、カム駆動機構9の構成を説明する図であって、カム溝91、92、93と、シフトロッド71、72、73と、係合ピン851、852、853を有するシフトアーム81、82、83との関係を説明する図である。
なお、図4では、カム溝91、92、93の位置を判り易くするために、シフトドラム90の外周にハッチングを付して示している。
【0040】
図4に示すように、カム駆動機構9は、円柱形状のシフトドラム90を有しており、シフトドラム90は、モータM1の回転動力で、軸線X1、X2、X3に対して平行な回転軸Xc回りに回動する。
【0041】
シフトドラム90の外周には、カム溝91、92、93が設けられている。カム溝91、92、93は、シフトドラム90の外周を、回転軸Xc周りの周方向に沿って設けられている。
カム溝91、92、93は、シフトドラム90の回転軸Xc回りの角度位置に応じて、回転軸Xc方向の位置が変化する形状で形成されている(図6参照)。
【0042】
シフトドラム90では、カム溝91、92、93が、変速機10が備えるシフトフォーク61、62、63(図1参照)と同数設けられている。
カム溝91、92、93は、回転軸Xc方向に間隔をあけて設けられている。本実施形態では、カム溝91、92、93が、それぞれ1速、2速、3速の変速段に対応するカム溝である。
【0043】
カム溝91、92、93には、シフトアーム81、82、83に設けた係合ピン851、852、853が、回転軸Xcの径方向から係合している。
回転軸Xcの径方向から見て、係合ピン851、852、853の各々は、回転軸Xcと重なる位置で、カム溝91、92、93に係合している。
回転軸Xcの径方向から見て、係合ピン851、852、853の各々は、回転軸Xc上で直列に並んでいる。
【0044】
カム駆動機構9では、シフトドラム90が回転軸Xc回りに回動すると、カム溝91、92、93に係合させた係合ピン851、852、853の位置が、所定のタイミングで回転軸Xc方向に変位する。
【0045】
これにより、変位した係合ピン851、852、853を備えるシフトアーム81、82、83が、対応するシフトロッド71、72、73と共に、軸線X1、X2、X3方向に変位する。
そして、変位したシフトロッド71、72、73に連結されたシフトフォーク61、62、63が、対応するスリーブ51、52、53を、入力軸2の回転軸Xa方向に変位させる。
【0046】
図4に示すように、カム駆動機構9は、シフトロッド71、72、73の各々を、軸線X1、X2、X3方向の所定位置に位置決めする位置決め機構70を有している。
この位置決め機構70は、軸線X1、X2、X3の径方向(直交方向)からシフトロッド71、72、73の外周に向けて弾性的に付勢されたチェックボールBと、シフトロッド71、72、73の外周に開口する凹溝70a、70b、70cと、を有している。
【0047】
チェックボールBは、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の所定位置に配置されおり、スプリングSpにより、シフトロッド71、72、73の外周に向けて付勢されている。
シフトロッド71、72、73において凹溝70a、70b、70cは、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向で直列に連なって配置されている。
【0048】
本実施形態では、3つの凹溝70a、70b、70cのうちの何れかひとつに、スプリングSpで付勢されたチェックボールBが弾発的に係合する
【0049】
図4に示す場合を例に挙げて説明すると、シフトロッド71は、チェックボールBを凹溝70cに係合させた位置(回転伝達位置)で保持されている。この状態では、シフトロッド71に対応するスリーブ51は、当該スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26とを係合させた位置に保持される。
すなわち、入力軸2に入力された回転が1速ギヤ21のギヤ比で変速されて出力軸3に伝達される位置でスリーブ51が保持される。
【0050】
また、シフトロッド73は、チェックボールBを凹溝70bに係合させた位置(回転非伝達位置)で保持されている。この状態では、シフトロッド73に対応するスリーブ53は、当該スリーブ53の歯部56と3速ギヤ23の歯部26とを離間させた位置に保持される。すなわち、入力軸2に入力された回転が3速ギヤ23を介して、出力軸3に伝達されない位置で、スリーブ53が保持される。
【0051】
なお、実施の形態では、図1に示すように、スリーブ51、52、53の一方側にのみ変速用のギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)が配置されているが、他の変速用のギヤが、他方側に配置されている構成としても良い。
この場合には、シフトロッド73を、チェックボールBを凹溝70aに係合させた位置で保持することで、スリーブ53の歯部56を、他の変速用のギヤの歯部に係合させた位置で保持することができる。
【0052】
図5は、位置決め機構70を説明する図である。図5の(a)は、シフトロッド72が、チェックボールBを凹溝70bに係合させる位置(回転非伝達位置)に配置されている状態を示す図である。図5の(b)は、凹溝70a、70b、70cの形状を説明する図である。
なお、図5の(b)では、シフトロッド72が、チェックボールBを凹溝70bに係合させる位置(回転非伝達位置)から、チェックボールBを凹溝70cに係合させる位置(回転伝達位置)に向けて変位する過程でのチェックボールBの位置の変化が示されている。
【0053】
図5の(b)に示すように、凹溝70a、70b、70cは、シフトロッド72の軸部720の外周720aに開口している。
凹溝70aは、軸部720の外周720aに平行な平坦部701と、軸線X2方向における平坦部701の一方側に配置された第1傾斜面702と、他方側に配置された第2傾斜面703と、を有している。
【0054】
第1傾斜面702と第2傾斜面703は、平坦部701を挟んで対称となる位置関係で設けられている。第1傾斜面702と第2傾斜面703は、シフトロッド72の軸線X2に対して所定角度θ傾斜している。
軸部720において凹溝70aは、軸線X2周りの周方向の全周に亘って設けられている。
【0055】
他の凹溝70b、70cも、基本形状は凹溝70aと同じである。本実施形態では、軸線X2方向で3つの凹溝70a、70b、70cが隣接して設けられている。そして、軸線X2方向で隣接する凹部の間に滞留部704が設けられている。
具体的には、隣接する凹溝70aと凹溝70bの間と、凹溝70bと凹溝70cの間に、滞留部704が設けられている。
【0056】
滞留部704は、平坦部701から軸線X2の外径側に所定高さhx離間した位置に、軸線X2に対して平行に設けられた平坦面である。滞留部704は、チェックボールBのスプリングSpによる付勢方向に直交する平坦面である。
滞留部704は、シフトロッド72が、チェックボールBを隣接する他の凹溝に向けて移動させる方向(軸線X1方向)に変位する過程で、チェックボールBが隣接する他の凹溝(移動先の凹溝)に引き込まれることを防止するために設けられている。
【0057】
例えば、図5の(b)において、シフトロッド72が図中左方向に移動すると、チェックボールBに対向する位置にある凹部は、凹溝70bから凹溝70cに切り替わることになる。
この過程で、凹溝70bと凹溝70cとの間に滞留部704が設けられていることで、シフトロッド72に対応するスリーブ52と2速ギヤ2との間での回転伝達が開始される前に、チェックボールBが移動先の凹溝70cに引き込まれないようにしている。
【0058】
次に、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の変位に関与するカム駆動機構9のカム溝91、92、93を説明する。
図6は、カム溝91、92、93を説明する図である。図6の(a)は、シフトドラム90の外周に設けたカム溝91、92、93を説明する図であって、シフトドラム90を回転軸Xc回りの周方向で展開して示した図である。図6の(b)は、カム溝91を代表して説明する図である。
図6における「アップシフト方向」「ダウンシフト方向」は、係合ピン851、852、853の移動方向を基準とした方向である。
なお、図6の(a)では、変速段の1速から2速への変更が、シームレスに行われた場合の係合ピン851、852、853の位置の変位を示している。
【0059】
図1に示すように、本実施形態の変速機10では、スリーブ51、52、53から見て同じ側(図中、左側)に、変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)が設けられている。
そのため、変速段を変更する際には、カム駆動機構9により、シフトロッド71、72、73を軸線X1、X2、X3方向における一方側(図中、右側)から他方側(図中、左側)に向けて変位させる。
そうすると、変位させたシフトロッド71、72、73に対応するスリーブ51、52、53の歯部56が、対応する変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の歯部26に噛合する。
そして、歯部56、26同士を噛合させたスリーブ51、52、53と、変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)とを介して、入力軸2から出力軸3に、駆動源11からの回転駆動力が伝達される。この際に、回転駆動力の伝達に関与する変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の変速比で、回転駆動力が変速されて、出力軸3に伝達される。
【0060】
前記したように、カム駆動機構9が、カム溝91、92、93に係合した係合ピン851、852、853の位置を回転軸Xc方向に変位させることで、対応するシフトロッド71、72、73を軸線X1、X2、X3方向に変位させる。
本実施形態では、係合ピン851、852、853が、1速、2速、3速の変速段にそれぞれ対応している。
【0061】
そのため、カム溝91、92、93には、係合ピン851、852、853を、対応する変速段を実現させる位置(作動位置)と、対応する変速段を実現させない位置(基準位置)とが予め決められている。本実施形態では、回転軸Xc方向における一方側と他方側に、基準位置と作動位置とが設定されている。
【0062】
そして、カム溝91、92、93には、係合ピン851、852、853を、回転軸Xc方向基準位置と作動位置との間で往復変位させるカム部915、925、935が設けられている。
【0063】
図では、係合ピン851のみが作動位置に配置されている。この状態では、係合ピン851に対応するシフトロッド71のみが、軸線X1方向に変位している。
さらに、この図4の状態では、係合ピン851に対応するスリーブ51と1速ギヤ21とが、互いの歯部56、26同士を噛合させて、変速機10の変速段が「1速」になる。
【0064】
本実施形態の変速機10は、変速段を一段ずつ順番に変更する基本仕様となっている。
そのため、変速機の変速段を1速、2速、3速の順番で変更する場合(アップシフト変速する場合)には、シフトロッド71、シフトロッド72、シフトロッド73の順番で、シフトロッドを変位させる。
また、変速機の変速段を3速、2速、1速の順番で変更する場合(ダウンシフト変速する場合)には、シフトロッド73、シフトロッド72、シフトロッド71の順番で、シフトロッドを変位させる。
【0065】
そのため、カム駆動機構9のシフトドラム90では、シフトロッド71、72、73を変速段の順番で往復変位させるために、カム溝91、92、93が、カム部915、925、935の位置をずらして設けられている(図6の(a)参照)。
具体的には、カム溝91、92、93は、回転軸Xc周りの周方向における各カム部915、925、935の角度位置(位相)を異ならせて設けられている。
【0066】
ここで、カム溝91、92、93の基本的な形状を、カム溝92の場合を例に挙げて説明する。他のカム溝91、93については、カム溝91と異なる部分のみを説明する。
【0067】
図6の(b)に示すように、カム溝92は、回転軸Xc方向の一方側の第1カム面920と、他方側の第2カム面921との間に形成されている。
第1カム面920と第2カム面921は、回転軸Xc方向に間隔Wxをあけて設けられている。カム溝92係合した係合ピン852は、シフトドラム90が回転軸Xc周りに回動した際に、カム溝92内を摺動しながら、カム溝92の形状に応じて決まる回転軸Xc方向の所定位置に配置される。
【0068】
カム部925は、図6の(b)において右側の第1カム面920から、左側の第2カム面921側に突出している。
カム部925は、係合ピン852を作動位置で保持する第1保持部920cを有している。第1保持部920cは、回転軸Xcに直交する平坦面となっており、回転軸Xc周りの周方向に所定幅Waで設けられている。
【0069】
回転軸Xc周りの周方向における第1保持部920cの一方側(ダウンシフト側)と他方側(アップシフト側)には、第1傾斜部920bと、第2傾斜部920dと、が設けられている。
これら第1傾斜部920bと、第2傾斜部920dは、第1保持部920cを挟んで対称となる位置関係で設けられている。
第1傾斜部920bと第2傾斜部920dは、基準位置に配置された係合ピン852を作動位置に向けて変位させるために設けられている。
【0070】
本実施形態では、変速機の変速段を1速、2速、3速の順番で変更する場合(アップシフト変速する場合)に、第1傾斜部920bが、係合ピン852を作動位置に向けて変位させる。
変速機の変速段を3速、2速、1速の順番で変更する場合(ダウンシフト変速する場合)に、第2傾斜部920dが、係合ピン852を作動位置に向けて変位させる。
【0071】
第1傾斜部920bにおける第1保持部920cとは反対側(ダウンシフト側)には、係合ピン852を基準位置で保持する第2保持部920aが設けられている。
第2傾斜部920dにおける第1保持部920cとは反対側(アップシフト側)には、係合ピン852を基準位置で保持する第3保持部920eが設けられている。
【0072】
第2保持部920aと第3保持部920eは、回転軸Xcに直交する平坦面となっており、シフトドラム90の外周では、第2保持部920aと第3保持部920eとが、回転軸Xc方向(図6の(b)における左右方向)の位置を揃えて設けられている。
そして、これら第2保持部920aと第3保持部920eよりも、第2カム面921側に離間した位置に、前記した第1保持部920cが設けられている。
【0073】
第2カム面921は、第1保持部920cに間隔Wxをあけて対向する第1保持部921cを有している。
第1保持部921cは、回転軸Xcに直交する平坦面となっており、回転軸Xc周りの周方向に所定幅Wbで設けられている。
第1保持部921cの所定幅Wbは、前記した第1保持部920cの所定幅Waよりも長くなっており、第1保持部921cは、第1保持部920cよりもアップシフト側に延びている。
【0074】
回転軸Xc周りの周方向における第1保持部921cの一方側(ダウンシフト側)と他方側(アップシフト側)には、第1傾斜部921bと、第2傾斜部921dと、が設けられている。
これら第1傾斜部921bと、第2傾斜部921dは、第1保持部920cを挟んで対称となる位置関係で設けられている。
第1傾斜部921bと、第2傾斜部921dは、作動位置に配置された係合ピン852を基準位置に向けて変位させるために設けられている。
【0075】
本実施形態では、変速機の変速段を1速、2速、3速の順番で変更する場合(アップシフト変速する場合)に、第2傾斜部921dが、係合ピン852を基準位置に向けて変位させる。
変速機の変速段を3速、2速、1速の順番で変更する場合(ダウンシフト変速する場合)に、第1傾斜部921bが、係合ピン852を基準位置に向けて変位させる。
【0076】
第2カム面921の第1傾斜部921bと、第1カム面920の第1傾斜部920bは、回転軸Xc回りの周方向における位相が同じとなる位置に設けられている。
これら第1傾斜部921bと第1傾斜部920bもまた間隔Wxをあけて設けられている。
【0077】
第2カム面921の第2傾斜部921dと、第1カム面920の第2傾斜部920dは、回転軸Xc回りの周方向における位相を異ならせて設けられている。
第2傾斜部921dと第2傾斜部920dとの間に、1速から2速へのシームレスな変更の過程で、係合ピン852の回転軸Xc方向の変位を許容する領域Rを形成するためである。
【0078】
第1傾斜部921bにおける第1保持部921cとは反対側(ダウンシフト側)には、係合ピン852を基準位置で保持する第2保持部921aが設けられている。
第2傾斜部921dにおける第1保持部921cとは反対側(アップシフト側)には、係合ピン852を基準位置で保持する第3保持部921eが設けられている。
【0079】
第2保持部921aと第3保持部921eは、回転軸Xcに直交する平坦面となっており、シフトドラム90の外周では、第2保持部921aと第3保持部921eとが、回転軸Xc方向(図6の(b)における左右方向)の位置を揃えて設けられている。
そして、これら第2保持部921aと第3保持部921eは、前記した第1保持部921cよりも、前記した第1カム面920側に離間した位置に設けられている。
そのため、第1保持部921cは、第2保持部921aと第3保持部921eよりも、隣接する他のカム溝93側に位置している(図6の(a)参照)。
【0080】
1速に対応するカム溝91では、当該カム溝91におけるカム部925の位置が、2速に対応するカム溝92のカム部925よりもダウンシフト側に位置している。
そのため、カム溝91では、第2保持部910aおよび第2保持部911aの回転軸Xc周りの周方向の長さが、カム溝92の第2保持部920aおよび第2保持部921aの長さよりも短くなっている。
さらに、カム溝91では、第3保持部910eおよび第3保持部911eの回転軸Xc回りの周方向の長さが、カム溝92の第3保持部920eおよび第3保持部921eの長さよりも長くなっている。
【0081】
カム溝91では、第2保持部910aと、第1傾斜部910bと、第1保持部910cと、第2傾斜部910dと、第3保持部910eで、第1カム面910を構成している。
また、第2保持部911aと、第1傾斜部911bと、第1保持部911cと、第2傾斜部911dと、第3保持部911eで、第2カム面911を構成している。
【0082】
さらに、カム溝91では、第2カム面911の第1傾斜部911bと、第1カム面910の第1傾斜部910bが、回転軸Xc回りの周方向における位相が同じとなる位置に設けられている。
第2カム面911の第2傾斜部911dと、第1カム面910の第2傾斜部920dが、回転軸Xc回りの周方向における位相を異ならせて設けられている。
【0083】
3速に対応するカム溝93では、当該カム溝93におけるカム部935の位置が、2速に対応するカム溝92のカム部925よりもアップシフト側に位置している。
カム溝93のカム部935では、カム溝91、92における第2傾斜部と第3保持部に相当する部位が存在しない。
本実施形態にかかる変速機10は、変速段が3つであり、3速よりも高速側の変速段を有していないからである。
【0084】
以下、変速機10の変速段を、1速から2速に変更する場合を例に挙げて、変速段の変更をシームレスに行う場合を説明する。
【0085】
制御装置15は、モータM1を駆動して、シフトドラム90を、回転軸Xc回りの変速進行方向に回動させる(図6参照)。
そうすると、カム溝91、92、93における係合ピン851、852、853の位置が、図6に実線で示した「1速」に対応する位置(位置a)から、破線で示した「2速」に対応する位置(位置d)に向けて変位する。
【0086】
そして、シフトドラム90の回転軸Xc回りの角度位置が、「2速」に対応する係合ピン852を第1傾斜部920bに接触させる位置(位置b)に達すると、以降、係合ピン852が第1傾斜部920bにより押されて回転軸Xc方向に変位する。
この係合ピン852が変位する方向は、基準位置から作動位置に向かう方向(図中、左方向)である。
【0087】
これにより、シフトロッド72とシフトフォーク62が軸線X2方向に変位して、対応するスリーブ52を2速ギヤ22に近づける方向に変位させる。
そうすると、図3の(a)に示すように、2速ギヤ22に隣接するカムリング42のカム溝45では、スリーブ52の係合突起55が、図中仮想線で示す中立位置から、2速ギヤ22に近づく方向(図中、左方向)に変位して、図中符号F1で示す係合位置に向けて変位する。
【0088】
ここで、スリーブ52の係合突起55が中立位置に配置された状態では、スリーブ52の歯部56と、2速ギヤ22の歯部26とは係合しておらず、変速機10では、「2速」の変速段が実現していない。
また、スリーブ52の係合突起55が係合位置に配置された状態では、スリーブ52の歯部56と、2速ギヤ22の歯部26とが係合しており、変速機10では、2速の変速が実現している。
【0089】
シフトドラム90をさらにアップシフト方向に回動させると、カム溝91、92、93における係合ピン851、852、853の位置が、図6において仮想線で示した位置(位置c)に到達する。
【0090】
そうすると、2速に対応する係合ピン852が、カム溝92の第1傾斜部920bにより押されて回転軸Xc方向に変位して、係合ピン852に対応するシフトロッド72を、軸線X2方向に変位させる。
この結果、2速に対応するスリーブ52の歯部56と、2速ギヤ22の歯部26とが噛合して、スリーブ52と2速ギヤ22との間での回転伝達(変更後の変速段での回転伝達)が開始される。
【0091】
変更後の変速段(2速)での回転伝達が開始されると、図3の(b)に示すように、変更前の変速段(1速)に対応するスリーブ51の係合突起55は、図中符号F1で示す位置から、符号F2で示す位置まで変位する。
そうすると、スリーブ51の係合突起55は、カム面452の傾斜部452dにより、1速ギヤ21から離れる方向(図3の(b)における右方向)に速やかに変位する。
【0092】
この係合突起55の変位は、シフトフォーク61とシフトロッド71を介してシフトアーム81に伝達されて、カム溝91における係合ピン851の位置を回転軸Xc方向に変位させる。
そうすると、係合ピン851が、カム溝91の第3保持部910eに接触する位置まで変位する(図6の(a)参照)。
【0093】
そして、カム溝91、92、93における係合ピン851、852、853の位置が、図6において仮想線で示した位置(位置d)に到達した時点で、「2速」に対応するスリーブ52の係合突起55が、カム溝45における符号F1で示す係合位置に配置される(図3の(a)参照)。
【0094】
この符号F1で示す位置では、係合突起55の外周553がカム面451の傾斜部451dに接している。
図3の(a)に示すようにカム面451の傾斜部451dは、2速ギヤ22から離れる方向へのスリーブ52(係合突起55)の変位を規制する向きで設けられている。
【0095】
そのため、2速に対応するスリーブ52の歯部26と、2速ギヤ22の歯部56とを係合させる過程で、歯部56と歯部26とを離間させる方向の反力が作用しても、スリーブ52が、2速ギヤ22から離れる方向に大きく変位できないようになっている。
さらに、スリーブ52の歯部56と、2速ギヤ22の歯部26とが完全に係合している状態では、後記するカム駆動機構9側からの操作力が入力されない限り、スリーブ52の歯部56と2速ギヤ22の歯部26との係合が解消されないようになっている。
【0096】
このように、変更後の変速段(2速)での回転伝達が開始されるまで、変更前の変速段(1速)での回転伝達が継続される。そして、変更後の変速段での回転伝達が開始された時点で、変更前の変速段に対応するスリーブの歯部56が、変更前の変速段に対応する変速用ギヤの歯部26から離間する。
これにより、アップシフト変速時に、回転駆動力を途切れさせることなく変速段の変更が行えるようになっている。
【0097】
シームレスシフト機構14では、低速段から高速段へのアップシフト変速時に、変速の進行に伴い発生する回転差と、カム溝(シフトドラム90のカム溝91、92、93、カムリング41、42、43のカム溝45)のカム面の傾斜を利用して、低速段側のスリーブを速やかに移動させる。
【0098】
ここで、アップシフト変速の際に音が発生する。発生する音の程度によっては、変速機を搭載した車両の運転者に違和感を与えてしまうことがある。
【0099】
本件発明者は、音が発生する原因を鋭意検討した結果、係合が解消される低速段側の歯部26(ドグ)と歯部56(ドグ)との噛み合い代(図8の(a)、(d)参照)に応じて、音の大小が変化することを見いだした。
【0100】
そこで、音の原因をさらに検討したところ、滞留部704が設けられていない既存の凹溝70a~70cを持つ位置決め機構70X(図7の(c)参照)が、音の発生に関係していることを見いだした。
そのため、本実施形態では、位置決め機構70の凹溝70a~70cのうち、隣接する凹部の間の領域に滞留部704を設けている(図7の(a)参照)。
【0101】
図7は、滞留部704を有する位置決め機構70の作用を説明する図である。
図7の(a)は、滞留部704を有する位置決め機構70の作用を説明する図である。図7の(b)は、滞留部704を有する位置決め機構70の場合におけるカム溝92での係合ピン852の位置の変位を説明する図である。
図7の(c)は、滞留部704が設けられていない既存の凹溝70a~70cを有する位置決め機構70Xの作用を説明する図である。図7の(d)は、既存の凹溝70a~70cを有する位置決め機構70の場合におけるカム溝92での係合ピン852の位置の変位を説明する図である。
【0102】
図7の(c)に示すように、既存の凹溝70a~70cでは、軸線X2方向で隣接する凹溝の間に尖り状の頂点Pが位置している。
そのため、シフトロッド72が、チェックボールBを凹溝70bから70cに移動させる方向(軸線X2方向)に変位する過程で、チェックボールBは、頂点Pを乗り越えることになる。
ここで、カム駆動機構9によりシフトロッド71、72、73を軸線X1、X2、X3方向に変位させる過程でのシフトロッド71、72、73の変位量には、ばらつきがある。
例えばシフトロッド72では、軸線X2方向の変位量が大きい場合に、チェックボールBの重心が、凹溝70bと凹溝70cとの境界の頂点Pよりも凹溝70c側に位置することがある。
【0103】
かかる場合、チェックボールBがスプリングSpの付勢力で第1傾斜面702に圧接しているので、シフトロッド72には、図中左方向に移動させようとする力がチェックボールBから作用する。
そのため、シフトロッド72は、チェックボールBの重心が境界の頂点Pを超えた時点で、チェックボールBを凹溝70cに係合させる位置まで急激に変位する。すなわち、チェックボールBが移動先の凹溝70c内に引き込まれる。
【0104】
このシフトロッド72の急激な変位は、シフトドラム90のカム溝92内の係合ピン852の位置を急激に変化させる。
この際に、シフトドラム90では、2速に対応する係合ピン852が、1速から2速への変速段の変更のために、カム溝92の第1カム面920(第1傾斜部920b)により押されて回転軸Xc方向に変位している(図7の(d)参照)。
係合ピン852が第1傾斜部920bを摺動している途中で、チェックボールBの凹溝70c内への引き込みが発生すると、係合ピン852は、第2カム面921(第1傾斜部921b)側に引き込まれる(図7の(d)参照)。
【0105】
そうすると、スリーブ52の歯部56と2速ギヤ22の歯部26とが係合して、2速での回転伝達が開始される時点で、2速に対応する係合ピン852が、カム溝92の第1傾斜部921bに接触した状態となる。
【0106】
このように、2速での回転伝達が開始される時点では、チェックボールBの凹溝70c内への引き込みに起因して、カム溝92の第2カム面921側に係合ピン852を引き寄せる力Fが発生する。
そうすると、係合ピン852は、第2カム面921の第1傾斜部921bに衝突した後、第1傾斜部921bを摺動しながら、第1保持部921c側(図7の(d)における下側)に向けて移動することになる。
【0107】
本件発明者は、鋭意検討の結果、チェックボールBの引き込みに起因する力Fが、係合ピン852に作用する際に、係合ピン852の移動に対する抵抗が大きいと、くさび効果が発揮されて、大きな音が発生することを見いだした。
そして、係合ピン852の移動に対する抵抗が、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との噛み合い代に応じて変化すること、噛み合い代が大きい場合と、小さい場合に抵抗が大きいことを見いだした。
【0108】
図8は、1速から2速へのアップシフト変速時における噛み合いしろと抵抗との関係を説明する図である。図8の(a)~(c)は、噛み合い代が大きい場合に生じる抵抗を説明する図である。図8の(d)~(f)は、噛み合い代が小さい場合に生じる抵抗を説明する図である。
図9は、1速から2速へのアップシフト変速時のくさび効果を説明する図である。図9の(a)は、2速側のカム溝92における係合ピン852に作用する力を説明する図である。図9の(b)は、くさび効果が発生した場合での係合ピン851の操作に必要な力Wpを説明する模式図である。図9の(b)は、くさび効果が発生しない場合での係合ピン851の操作に必要な力Wを説明する模式図である。
【0109】
1速から2速へのアップシフト変速の進行により、2速での回転伝達が開始されると、スリーブ51が1速ギヤ21から離れる方向(図8の(a)における右方向)に変位する。そうすると、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との係合が解消されると共に、スリーブ51の係合突起55も、1速ギヤ21から離れる方向(図8の(c)における右方向)に変位する。
【0110】
さらに、シフトアーム81の係合ピン851が、スリーブ51の移動に連動して、カム溝91内を、第2カム面911側から第1カム面910側(図8の(b)における右側)に変位する。
【0111】
ここで、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との噛み合い代が大きくなるほど、シフトアーム81の係合ピン851は、カム溝91の第2カム面911寄り(図8の(b)における左寄り)に位置する。スリーブ51の係合突起55は、カム面451から離れて(図8の(c)における左寄り)に位置する。
【0112】
また、噛み合い代が小さくなるほど、シフトアーム81の係合ピン851は、カム溝91の第1カム面910寄り(図8の(e)における右寄り)に位置する。スリーブ51の係合突起55は、カム面451の傾斜部451d寄り(図8の(f)における右寄り)に位置する。
【0113】
例えば、噛み合い代が大きく、シフトアーム81の係合ピン851が、カム溝91の第2カム面911(第2傾斜部911d)に接触している時に、1速から2速への変速が進行すると、係合ピン851は、第2傾斜部111dを摺動しながら、図中下方向に変位する。
この際に、係合ピン851には、シフトドラム90の回転に伴う力Faが作用しており、係合ピン851に作用する力Faは、二つの分力Fa1、Fa2に分解されて、第2傾斜部911dに作用する。
これら二つの分力Fa1、Fa2は、第2傾斜部911dに沿う係合ピン851の移動に対する抵抗となる。
【0114】
また、噛み合い代が小さく、スリーブ51の係合突起55が、カム溝45のカム面451(傾斜部451d)に接触している時に、1速から2速への変速が進行すると、係合突起55は、傾斜部451dに押しつけられる。
この際に、係合突起55には、スリーブ51の移動に伴う力Fbが作用しており、係合突起55に作用する力Fbは、二つの分力Fb1、Fb2に分解されて、傾斜部451dに作用する。
これら二つの分力Fb1、Fb2は、係合突起55の移動に対する抵抗となる。
【0115】
このように、1速から2速への変速が進行する際に、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との噛み合い代が大きい場合には、1速側の係合ピン851の移動に対する抵抗が発生し、噛み合い代が小さい場合には、1速側の係合突起55の移動に対する抵抗が発生する。
【0116】
これら二つの抵抗は、2速側の係合ピン852の移動に対する抵抗(反力)となる。
ここで、図9の(a)に示すように、係合ピン852が第1傾斜部921bを摺動している途中で、チェックボールBの凹溝70c内への引き込みが発生すると、係合ピン852には、引き込み力に応じた力Wが作用する。
この力Wは、係合ピン852が第1傾斜部921bに接触すると、二つの分力N、Kに分解されて作用して、係合ピン852が第1傾斜部921bを摺動しながら第1保持部921c側に移動する。
【0117】
この際に、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との噛み合い代が大きい/小さいことに起因する抵抗が、1速側の係合ピン851/係合突起55に作用していると、この抵抗が、第1傾斜部921b摺動する係合ピン852の移動に対する抵抗となる。
【0118】
この状態を、図9の(b)において模式的に示している。
1速側の係合ピン851/係合突起55に作用する抵抗が、係合ピン852の移動を阻止する方向(図中、矢印K’で示す方向)に作用する。
そうすると、係合ピン851の図中矢印Kで示す方向への移動が阻害される結果、第1傾斜部921bに対する押しつけ力Wが大きくなって、Wpまで増加する。
【0119】
かかる場合、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との接触荷重が大きくなり、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との係合を解消する際に発生する際の音が大きくなる。
【0120】
すなわち、1速側の係合ピン851/係合突起55に作用する反力(抵抗)に起因するくさび効果が発揮されて、大きな音が発生する。
【0121】
これに対して、1速側のスリーブ51の係合突起55が、カム溝45のカム面451(傾斜部451d)に接触しておらず、さらに、1速側のシフトアーム81の係合ピン851も、カム溝91の第2カム面911(第2傾斜部811d)に接触していないときには、2速側の係合ピン852の移動に対して、抵抗(反力)が作用しない(図9の(b)参照)。
かかる場合には、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との接触荷重が大きくならないので、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との係合を解消する際に発生する際の音も大きくならない。
【0122】
本件発明者は、低速段から高速段へのアップシフト変速時に、低速段側の歯部26(ドグ)と歯部56(ドグ)との噛み合い代(図1の(b)参照)に応じて、音の大小が変化することから出発して、くさび効果が、音の発生に関係していることを見いだした。
【0123】
そして、音の発生に、変更後の変速段での回転伝達が開始される前の段階での、変更後の変速段に対応する凹溝へのチェックボールB引き込みが関与していることを突き止めて、隣接する凹部の間に滞留部704を設けた構成の位置決め機構70を採用した。
【0124】
図7の(a)に示すように、本実施形態にかかる位置決め機構70では、隣接する凹部の間にチェックボールBが留まることができる滞留部704が設けられている。
滞留部704は、シフトロッド72が、チェックボールBを隣接する凹溝の間で移動させる方向(軸線X1方向)に変位する過程で、チェックボールBが隣接する他の凹溝側に引き込まれることを防止する。
【0125】
これにより、アップシフト変速時における変更後の変速段での回転伝達が開始される時点において、変更後の変速段に対応する係合ピンを、カム溝の第2カム面に接触させないようにすることができる。
そうすると、変更後の変速段での回転伝達の開始により、係合ピン852をカム溝92の第2カム面921に変位させる方向の力Fが作用しても、係合ピン852と第2カム面921(第1傾斜部921b)との間に隙間があるので、第2カム面921に近づく方向(図7の(b)における左方向)に変位できる。
【0126】
また、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との噛み合い代が大きい/小さいことに起因する抵抗が、1速側の係合ピン851/係合突起55に作用している場合であっても、2速側の係合ピン852に、チェックボールBの凹溝への引き込みに起因する力が作用しない。
これにより、くさび効果が生じても、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との接触荷重が大きくならないので、スリーブ51の歯部56と1速ギヤ21の歯部26との係合を解消する際に発生する際の音も大きくならない。
よって、2速での回転伝達に伴う衝撃力が増幅されて大きな音が発生する事態が好適に防止される。
ここでは、1速から2速へのアップシフト変速時について説明をしたが、2速から3速へのアップシフト変速についても同様である。
【0127】
以上の通り、本実施形態にかかるシームレスシフト機構14は、以下のような構成を有している。
(1)シームレスシフト機構14は、
入力軸2(第1回転軸)と一体回転可能、かつ入力軸2の回転軸Xa方向に変位可能に設けられたスリーブ51、52、53と、
出力軸3(第2回転軸)に回転伝達可能、かつ入力軸2で回転可能に支持された変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)と、を有している。
シームレスシフト機構14では、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の往復変位に連動して、スリーブ51、52、53を入力軸2の回転軸Xa方向に、変速段の順番で往復変位させる。スリーブ51、52、53の入力軸2の回転軸Xa方向の往復変位により、スリーブ51、52、53と変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の互いの対向部に設けた歯部56、26同士を係脱させる。
シフトロッド71、72、73を、回転伝達位置と回転非伝達位置とで位置決めする位置決め機構70を有している。
シフトロッド71、72、73が回転伝達位置に配置されると、スリーブ51、52、53の歯部56が、変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の歯部26に係合する。
シフトロッド71、72、73が回転非伝達位置に配置されると、スリーブ51、52、53の歯部56が、変速用ギヤ(1速ギヤ21、2速ギヤ22、3速ギヤ23)の歯部26から離脱する。
位置決め機構70は、チェックボールBと、凹溝70a、70b、70cを有している。
チェックボールBは、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の所定位置に配置されて、軸線X1、X2、X3の径方向からシフトロッド71、72、73の外周に向けて、スプリングSpにより弾性的に付勢されている。
凹溝70a、70b、70cは、シフトロッド71、72、73の外周に開口している。凹溝70a、70b、70cには、シフトロッド71、72、73の軸線X1、X2、X3方向の所定位置に到達すると、チェックボールBが弾発的に係合する。
凹溝70a、70b、70cは、回転伝達位置に対応する第1凹溝(凹溝70a、70c)と、回転非伝達位置に対応する第2凹溝(凹溝70b)と、を有する。
第1凹溝(凹溝70a、70c)と、第2凹溝(凹溝70b)は、軸線X1方向で隣接して設けられている。
第1凹溝(凹溝70a、70c)と第2凹溝(凹溝70b)との間に、チェックボールBを第1凹溝(凹溝70a、70c)と第2凹溝(凹溝70b)との間で移動させずに滞留させる滞留部704が設けられている。
【0128】
このように構成すると、隣接する凹溝の間(凹溝70aと凹溝70bとの間、凹溝70cと凹溝70bとの間)にチェックボールBの滞留部704が設けられている。よって、シフトロッド71、72、73が回転伝達位置と回転非伝達位置の間を変位する途中で、チェックボールBが凹溝(凹溝70aまたは凹溝70c)内に押し込まれることによって、シフトロッド71、72、73が軸線X1、X2、X3方向に急激に変位することを好適に防止できる。
これにより、変速時の音の発生を抑えることができる。
【0129】
本実施形態にかかるシームレスシフト機構14は、以下のような構成を有している。
(2)滞留部704は、チェックボールBの付勢方向に直交する平坦面である。
【0130】
アップシフト変速の際にチェックボールBが移動先の凹溝70cに引き込まれると、アップシフト変速後の変速段での回転の伝達が開始される前に、係合ピン852、853がカム溝92、93の第2カム面921、931に接触する位置まで変位することがある。
かかる状態で、アップシフト変速後の変速段での回転の伝達が開始されると、係合ピン852、853の回転軸Xc方向への変位が第2カム面921、931で規制されているので、くさび効果に起因する音が発生する。
上記のように構成して、チェックボールBが滞留部704に留まるようにして、隣接する凹溝70aまたは凹溝70cに引き込まれることを防止することで、くさび効果に起因する音の発生を抑制または防止できる。
【0131】
図10は、変形例にかかる滞留部704A、704Bを説明する図である。
前記した実施形態では、滞留部704が、隣接する凹溝の間に尖り状の頂点Pが位置する既存の凹溝(図7の(b)参照)において、頂点P側の所定高さの領域Rxを切り欠いて形成した平坦面である場合を例示した(図7の(a)参照)。
【0132】
滞留部の形状は、この形状のみに限定されない。例えば、図10の(a)に示す滞留部704Aのように、チェックボールBの外周に沿う弧状の表面であって、チェックボールBから離れる方向に窪んだ形状の曲面としても良い。
【0133】
すなわち、
(3)変形例にかかる滞留部704Aは、チェックボールBの付勢方向に窪んだ凹部である。
【0134】
このように構成することによっても、シフトロッド71、72、73が回転伝達位置と回転非伝達位置の間を変位する途中で、チェックボールBが凹溝(凹溝70aまたは凹溝70c)内に引きこれることを防止できる。これにより、シフトロッド71、72、73が軸線X1、X2、X3方向に急激に変位することを好適に防止でき、前記したくさび効果に起因する音の発生を抑制または防止できる。
【0135】
また、図10の(b)に示す滞留部704Bのように、隣接する凹溝の間に尖り状の頂点Pが位置する既存の凹溝(図7の(b)参照)において、頂点Pを含む所定高さの領域を斜めに切り欠いた形成の滞留部704Bとしても良い。
この場合、滞留部704Bは、凹溝70bから見て、凹溝70a、70cに向かうにつれて、平坦部701からの高さが高くなる向きで傾斜した傾斜面となる。
【0136】
このように構成すると、凹溝70b、70cとの境界となる頂点P’が、既存の頂点Pよりも変速進行側(凹溝70a、70cの奥側)に位置することになる。これにより、チェックボールBが、アップシフト変速時における変更後の変速段での回転伝達が始まる前に、移動先の凹溝70b、70cに引き込まれることを好適に防止できる。
【0137】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、これら実施形態に示した態様のみに限定されるものではない。発明の技術的な思想の範囲内で、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0138】
1 駆動装置
10 変速機
11 駆動源
12 メインクラッチ
14 シームレスシフト機構
15 制御装置
2 入力軸
21 1速ギヤ(変速用ギヤ)
22 2速ギヤ(変速用ギヤ)
23 3ギヤ(変速用ギヤ)
26 歯部
3 出力軸
31 第1伝達ギヤ
32 第2伝達ギヤ
33 第3伝達ギヤ
35 ファイナルギヤ
36 差動装置
37 駆動輪
9 カム駆動機構
41、42、43 カムリング
45 カム溝
451、452 カム面
451a、452a 平坦部
451b、452b 平坦部
451c、452c 中央部
451d、452d 傾斜部
451e、452e 傾斜部
51、52、53 スリーブ
55 係合突起
56 歯部
61、62、63 シフトフォーク
70、70X 位置決め機構
70a、70b、70v 凹部
701 平坦部
702 第1傾斜面
703 第2傾斜面
704 滞留部
71、72、73 シフトロッド
710、720、730 軸部
710a、720a、730a 外周
81、82、83 シフトアーム
90 シフトドラム
91、92、93 カム溝
100 変速機
851、852、853 係合ピン
910、920、930 第1カム面
910a、920a、930a 第2保持部
910b、920b、930b 第1傾斜部
910c、920c、930c 第1保持部
910d、920d 第2傾斜部
910e、920e 第3保持部
911、921、931 第2カム面
911a、921a、931a 第2保持部
911b、921b、931b 第1傾斜部
911c、921c、931c 第1保持部
911d、921d 第2傾斜部
911e、921e 第3保持部
915、925、935 カム部
951、952、953 係合ピン
B チェックボール
M1 モータ
P、P’ 頂点
R 領域
Sp スプリング
X1、X2、X3 軸線
Xa、Xb、Xc 回転軸
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11