特許 7422938 変速機

(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】2024-01-18

(45)【発行日】2024-01-26

(54)【発明の名称】変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/12 20060101AFI20240119BHJP

【ＦＩ】

F16H3/12

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023507512

(86)(22)【出願日】2021-08-25

(86)【国際出願番号】 JP2021031168

(87)【国際公開番号】W WO2023026400

(87)【国際公開日】2023-03-02

【審査請求日】2023-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000154347

【氏名又は名称】株式会社ユニバンス

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】加藤 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山内 義弘

(72)【発明者】

【氏名】中條 泰雅

【審査官】木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３３２９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１１２１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの回転が入力される入力軸と、
前記入力軸と異なる軸上に配置された出力軸と、
互いに異なる軸上に前記出力軸と平行に配置された複数の中間軸と、
前記複数の中間軸のそれぞれと前記出力軸との間を連係する常時かみあい式のギヤを介して前記入力軸の回転を互いに異なる変速比で前記出力軸へ伝達する複数の動力伝達経路と、
摩擦力によって駆動側の回転速度と被動側の回転速度との差を小さくする同期機構と、を備え、
前記複数の動力伝達経路は、隣接する変速段用の第１経路および第２経路を含み、
前記同期機構は前記第１経路に配置され、前記同期機構を作動して前記第１経路がトルクを伝達する状態と前記第２経路がトルクを伝達する状態とを切替える変速機。

【請求項2】

前記駆動側と前記被動側との間に相対回転のある状態で前記同期機構に摩擦力が作用しているときに、シフトアップにより前記第２経路がトルクを伝達する状態にする請求項１記載の変速機。

【請求項3】

前記複数の動力伝達経路の少なくとも一つに配置された、軸に沿って移動するスリーブと、
前記スリーブに設けられた第１歯と、
前記第１歯とかみあい、前記駆動側と前記被動側との間にトルクを伝達する第２歯と、を備え、
前記第１歯は、周方向の一方を向く第１面と、周方向の他方を向く第２面と、を備え、
前記第２歯は、前記第１歯と前記第２歯とがかみあうときに前記第１面の少なくとも一部に対面する第３面と、前記第１歯と前記第２歯とがかみあうときに前記第２面の少なくとも一部に対面する第４面と、を備え、
前記第１面および前記第３面は、前記第１面と前記第３面とを押し付ける方向のトルクを伝え、
前記第２面および前記第４面は、前記第２面と前記第４面とを押し付ける方向のトルクに応じて前記第１歯と前記第２歯とのかみあいを外す推力を発生する請求項１又は２に記載の変速機。

【請求項4】

１速段用の前記動力伝達経路に配置された、前記動力伝達経路を断接するかみあいクラッチを備え、
前記かみあいクラッチは、軸に沿って移動するスリーブと、
前記スリーブに設けられた第１歯と、
前記第１歯とかみあい、前記駆動側と前記被動側との間にトルクを伝達する第２歯と、を備え、
前記第１歯は、周方向の一方を向く第１面と、周方向の他方を向く第２面と、を備え、
前記第２歯は、前記第１歯と前記第２歯とがかみあうときに前記第１面の少なくとも一部に対面する第３面と、前記第１歯と前記第２歯とがかみあうときに前記第２面の少なくとも一部に対面する第４面と、を備え、
前記第１面および前記第３面は、前記第１面と前記第２面とを押し付ける方向のトルクを伝える第１部を含み、
前記第２面および前記第４面は、前記第２面と前記第４面とを押し付ける方向のトルクを伝える第２部を含み、
前記第１歯と前記第２歯とがかみあう軸方向に前記スリーブを運動するシフト装置をさらに備え、
前記シフト装置は、前記スリーブを、前記第１部においてトルクを伝える軸方向の第１位置と、前記第２部においてトルクを伝える、前記第１位置と異なる軸方向の第２位置と、に運動する請求項１から３のいずれかに記載の変速機。

【請求項5】

前記複数の動力伝達経路のうち少なくとも一つを断接する、前記動力伝達経路に配置されたかみあいクラッチを備え、
前記かみあいクラッチは、軸に沿って移動するスリーブと、
前記スリーブに設けられた第１歯と、
前記第１歯とかみ合い、前記駆動側と前記被動側との間にトルクを伝達する第２歯と、を備え、
前記第１歯は、周方向の一方を向く第１面と、周方向の他方を向く第２面と、を備え、
前記第２歯は、前記第１歯と前記第２歯とがかみあうときに前記第１面の少なくとも一部に対面する第３面と、前記第１歯と前記第２歯とがかみあうときに前記第２面の少なくとも一部に対面する第４面と、を備え、
前記第１面および前記第３面は、前記第１面と前記第３面とを押し付ける方向のトルクを伝え、
前記第２面および前記第４面は、前記第２面と前記第４面とを押し付ける方向のトルクに応じて前記第１歯と前記第２歯とのかみあいを外す推力を発生し、
前記第１歯と前記第２歯とがかみあう第１の軸方向に前記スリーブを運動し、前記第１歯と前記第２歯とのかみあいを外す第２の軸方向に前記スリーブを運動するシフト装置をさらに備え、
前記シフト装置は、低速段から高速段へのシフトアップにおいて、低速段用の前記かみあいクラッチの前記第１歯と前記第２歯とのかみあいが外れたときに高速段用の前記第１歯と前記第２歯とをかみあわせる請求項１から４のいずれかに記載の変速機。

【請求項6】

前記第１歯は、前記スリーブの軸方向の片方の端面に設けられている請求項３から５のいずれかに記載の変速機。

【請求項7】

前記同期機構は摩擦クラッチである請求項１から６のいずれかに記載の変速機。

【請求項8】

アクチュエータと、
前記アクチュエータの出力を前記摩擦クラッチへ伝達する動力伝達装置と、を備え、
前記動力伝達装置の、前記摩擦クラッチから前記アクチュエータへの動力伝達効率は負である請求項７記載の変速機。

【請求項9】

前記同期機構はシンクロメッシュであり、
前記シンクロメッシュは、軸に沿って移動するスリーブに設けられた第１歯と、
前記第１歯とかみあう第２歯と、を同期する請求項１から６のいずれかに記載の変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は変速機に関し、特にモータの動力を伝達する変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの動力を伝達する変速機として、特許文献１に開示された先行技術は、同軸上に配置された入力軸および出力軸と、入力軸の回転を出力軸に伝達する奇数段用と偶数段用の２つの動力伝達系統と、２つの動力伝達系統間に配置された、動力伝達系統の切替えを行うクラッチと、を備えている。低速段から高速段へのシフトアップのときに奇数段と偶数段とを交互に切替えると、変速動作時の出力軸のトルク低下を低減した変速、いわゆるシームレスシフトを実現できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６５８８０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両の慣性モーメントは大きいので、変速動作時に被動側の回転速度はほとんど変化しないが、駆動側の回転速度は短時間のうちに変化する。先行技術は、駆動側の運動エネルギーの急激な変化によって過大トルクのピークが発生し、衝撃や異音が発生するという問題点がある。さらに、先行技術は入力軸と出力軸とが同軸上に配置されているので、軸方向に変速機が長くなるという問題点がある。

【0005】

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、変速動作時の出力軸のトルク低下と衝撃とを低減し、さらに軸方向の寸法を低減できる変速機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明の変速機は、モータの回転が入力される入力軸と、入力軸と異なる軸上に配置された出力軸と、互いに異なる軸上に出力軸と平行に配置された複数の中間軸と、複数の中間軸のそれぞれと出力軸との間を連係する常時かみあい式のギヤを介して入力軸の回転を互いに異なる変速比で出力軸へ伝達する複数の動力伝達経路と、摩擦力によって駆動側の回転速度と被動側の回転速度との差を小さくする同期機構と、を備え、複数の動力伝達経路は、隣接する変速段用の第１経路および第２経路を含み、同期機構は第１経路に配置され、同期機構を作動して第１経路がトルクを伝達する状態と第２経路がトルクを伝達する状態とを切替える。

【発明の効果】

【0007】

第１の態様によれば、モータの回転が入力される入力軸と異なる軸上に配置された出力軸に、複数の動力伝達経路を経て、互いに異なる変速比で入力軸の回転が伝達される。入力軸と出力軸とが異なる軸上に配置されるので、変速機の軸方向の寸法を低減できる。

【0008】

複数の動力伝達経路は、隣接する変速段用の第１経路および第２経路を含み、摩擦力によって駆動側の回転速度と被動側の回転速度との差を小さくする同期機構が第１経路に配置されている。同期機構を作動して第１経路がトルクを伝達する状態と第２経路がトルクを伝達する状態とを切替えるので、トルクの伝達経路が第２経路から第１経路へ変化するときの出力軸のトルク低下を低減できる。さらに同期機構によって変速動作時の駆動側の回転速度の変化を小さくできるので、変速動作時の衝撃を低減できる。

【0009】

第２の態様によれば、第１の態様において、駆動側と被動側との間に相対回転のある状態で同期機構に摩擦力が作用しているときに、シフトアップにより第２経路がトルクを伝達する状態にする。第２経路がトルクを伝達する状態になるときの衝撃を低減できる。

【0010】

第３の態様によれば、第１又は第２の態様において、第１歯が設けられたスリーブが軸に沿って移動し、駆動側と被動側との間にトルクを伝達する第２歯が第１歯とかみあう。第１歯は、周方向の一方を向く第１面と、周方向の他方を向く第２面と、を備え、第２歯は、第１歯と第２歯とがかみあうときに第１面の少なくとも一部に対面する第３面と、第１歯と第２歯とがかみあうときに第２面の少なくとも一部に対面する第４面と、を備える。第１面および第３面は、第１面と第３面とを押し付ける方向のトルクを伝える。第２面および第４面は、第２面と第４面とを押し付ける方向のトルクに応じて第１歯と第２歯とのかみあいを外す推力を発生する。これにより第２歯と第１歯との間にコースティングトルクが働き、第２面と第４面とが押し付けられると、第１歯と第２歯とのかみあいを外すことができる。

【0011】

第４の態様によれば、第１から第３の態様のいずれかにおいて、１速段用の動力伝達経路に配置されたかみあいクラッチは動力伝達経路を断接する。かみあいクラッチの第１歯が設けられたスリーブが軸に沿って移動し、第２歯が第１歯とかみあい、駆動側と被動側との間にトルクを伝達する。第１歯は、周方向の一方を向く第１面と、周方向の他方を向く第２面と、を備え、第２歯は、第１歯と第２歯とがかみあうときに第１面の少なくとも一部に対面する第３面と、第１歯と第２歯とがかみあうときに第２面の少なくとも一部に対面する第４面と、を備える。第１面および第３面は、第１面と第３面とを押し付ける方向のトルクを伝える第１部を含む。第２面および第４面は、第２面と第４面とを押し付ける方向のトルクを伝える第２部を含む。第１歯と第２歯とがかみあう軸方向にスリーブを運動するシフト装置は、スリーブを、第１部においてトルクを伝える軸方向の第１位置と、第１位置と異なる軸方向の第２位置と、に運動する。第２位置では第２部がトルクを伝える。これによりドライブトルクもコースティングトルクも伝達できる。さらに第１歯と第２歯とのかみあいをスムーズに外すことができる。また、出力軸をある方向に回転するときのモータの回転と反対にモータを回転すると、出力軸を反対方向に回転できる。

【0012】

第５の態様によれば、第１から第４の態様のいずれかにおいて、動力伝達経路に配置されたかみあいクラッチの第１歯が設けられたスリーブが軸に沿って移動し、第２歯が第１歯とかみあい、駆動側と被動側との間にトルクを伝達する。第１歯は、周方向の一方を向く第１面と、周方向の他方を向く第２面と、を備え、第２歯は、第１歯と第２歯とがかみあうときに第１面の少なくとも一部に対面する第３面と、第１歯と第２歯とがかみあうときに第２面の少なくとも一部に対面する第４面と、を備える。第１面および第３面は、第１面と第３面とを押し付ける方向のトルクを伝え、第２面および第４面は、第２面と第４面とを押し付ける方向のトルクに応じて第１歯と第２歯とのかみあいを解除する推力を発生する。シフト装置は、第１歯と第２歯とがかみあう第１の軸方向にスリーブを運動し、第１歯と第２歯とのかみあいを外す第２の軸方向にスリーブを運動する。シフト装置は、低速段から高速段へのシフトアップにおいて、低速段用のかみあいクラッチの第１歯と第２歯とのかみあいが外れたときに高速段用の第１歯と第２歯とをかみあわせるので、二重かみあいを防止できる。

【0013】

第６の態様によれば、第３から第５の態様のいずれかにおいて、第１歯はスリーブの軸方向の片方の端面に設けられている。スリーブの軸方向の両方の端面に第１歯が設けられている場合に比べ、変速機の軸方向の寸法を短くできる。

【0014】

第７の態様によれば、第１から第６の態様において同期機構は摩擦クラッチなので、伝達トルクを任意に調整できる。

【0015】

第８の態様によれば、第７の態様において、動力伝達装置はアクチュエータの出力を摩擦クラッチへ伝達する。動力伝達装置の、摩擦クラッチからアクチュエータへの動力伝達効率は負なので、アクチュエータが出力し続けなくても摩擦クラッチは連結状態を維持できる。

【0016】

第９の態様によれば、第１から第６の態様のいずれかにおいて同期機構はシンクロメッシュなので、駆動側の回転速度と被動側の回転速度との差を変速動作の中で同調できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（ａ）は第１実施の形態における変速機のスケルトン図であり、（ｂ）は模式的に示した変速機の側面図である。

【図2】かみあいクラッチの模式図である。

【図3】（ａ）は前進１速のときのシフト装置の模式図であり、（ｂ）は前進のドライブトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｃ）は前進のコースティングトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｄ）は後進のときのシフト装置の模式図であり、（ｅ）は後進のドライブトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｆ）は後進のコースティングトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図である。

【図4】（ａ）はドライブトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図であり、（ｂ）はコースティングトルクを伝達するかみあいクラッチの模式図である。

【図5】（ａ）は第２実施の形態における変速機のスケルトン図であり、（ｂ）は模式的に示した変速機の側面図である。

【図6】（ａ）は第３実施の形態における変速機のスケルトン図であり、（ｂ）は模式的に示した変速機の側面図である。

【図7】（ａ）はシンクロメッシュが同期する第１歯と第２歯の模式図であり、（ｂ）はかみあいクラッチの模式図である。

【図8】（ａ）はシフト装置の模式図であり、（ｂ）はシフト装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）から図４（ｂ）を参照して第１実施の形態における変速機１０を説明する。図１（ａ）は第１実施の形態における変速機１０のスケルトン図である。図１（ｂ）は模式的に示した変速機１０の側面図である。変速機１０は車両に搭載される。

【0019】

変速機１０は、モータ１１の動力が入力される入力軸１２と、入力軸１２と異なる軸上に配置された出力軸１５と、入力軸１２の回転を互いに異なる変速比で出力軸１５へ伝達する複数の動力伝達経路と、を備えている。モータ１１は、例えば発電機としても機能する電動機である。出力軸１５は入力軸１２と平行に配置されており、出力軸１５と平行に配置された第１中間軸１３及び第２中間軸１４が、互いに異なる軸上に配置されている。モータ１１の回転軸と入力軸１２とを一体化しても良いし、モータ１１の回転軸と入力軸１２との間に歯車対やチェーンなどの伝達要素が介在しても良い。

【0020】

入力軸１２には第１ギヤ１６、摩擦クラッチ１７及び第２ギヤ２１が配置されている。第１ギヤ１６は入力軸１２に結合している。摩擦クラッチ１７は、摩擦力によって駆動側の回転速度と被動側の回転速度との差を小さくする同期機構である。本実施形態では摩擦クラッチ１７は湿式または乾式の多板クラッチである。

【0021】

摩擦クラッチ１７は、入力軸１２に相対回転可能に配置されたドラム１８と、ドラム１８と入力軸１２との間でトルクを伝達するクラッチ板１９と、クラッチ板１９の相対運動面を押し付ける押付部材２０と、クラッチ板１９による動力の伝達を遮断する方向の力を押付部材２０に加える戻しばね（図示せず）と、を備えている。第２ギヤ２１はドラム１８に結合している。

【0022】

摩擦クラッチ１７を切ると、第２ギヤ２１は入力軸１２を空転する。摩擦クラッチ１７が作動してクラッチ板１９に発生する摩擦力が大きくなると、入力軸１２の回転速度と第２ギヤ２１（ドラム１８）の回転速度との差が小さくなる。クラッチ板１９に発生する摩擦力の大きさによって、入力軸１２と第２ギヤ２１との間に相対回転のある状態で第２ギヤ２１が回転したり、入力軸１２と同期して入力軸１２と一体に第２ギヤ２１が回転したりする。摩擦クラッチ１７をつなぐと、第２ギヤ２１は入力軸１２と一体に回転する。

【0023】

摩擦クラッチ１７はアクチュエータ２２によって作動する。本実施形態では、アクチュエータ２２はモータ（電動機）である。動力伝達装置２３はアクチュエータ２２の出力を摩擦クラッチ１７へ伝達する。動力伝達装置２３は、駆動ギヤ２４、第１要素２５及び第２要素２６を備えている。

【0024】

アクチュエータ２２の回転軸に駆動ギヤ２４が取り付けられている。駆動ギヤ２４は、互いに歯数が僅かに異なる２つのギヤからなる。駆動ギヤ２４のトルクは、駆動ギヤ２４にかみあう第１要素２５及び第２要素２６に伝達される。第１要素２５及び第２要素２６は、入力軸１２に相対回転可能に支持されている。駆動ギヤ２４と第１要素２５とのギヤ比は、駆動ギヤ２４と第２要素２６とのギヤ比と僅かに異なる。第１要素２５及び第２要素２６に駆動ギヤ２４がトルクを伝えると、第１要素２５及び第２要素２６は僅かに相対回転する。第１要素２５は入力軸１２に対する軸方向（スラスト方向）の位置が固定されている。

【0025】

第１要素２５に設けたカム面と第２要素２６に設けたカム面との間に転動体２７が少なくとも一つ配置されている。転動体２７はボールやローラが例示される。転動体２７は摩擦によって２つのカム面の間を斜面に沿って転がる。摩擦クラッチ１７の戻しばね（図示せず）は、押付部材２０を介して第２要素２６を転動体２７に押し付ける。

【0026】

アクチュエータ２２を作動して駆動ギヤ２４を正方向に回転し、第１要素２５と第２要素２６とを相対回転すると、転動体２７がカム面を転がり、押付部材２０に第２要素２６を押し付けるスラスト力が発生する。第２要素２６が摩擦クラッチ１７の戻しばねを押し返し、押付部材２０がクラッチ板１９を押し付けると、クラッチ板１９に発生する摩擦力が大きくなる。アクチュエータ２２を作動して駆動ギヤ２４を反対方向に回転すると、クラッチ板１９に発生する摩擦力は小さくなる。

【0027】

動力伝達装置２３の、アクチュエータ２２から摩擦クラッチ１７への第１の動力伝達効率と、摩擦クラッチ１７からアクチュエータ２２への第２の動力伝達効率は、任意に設定できる。なお、第２の動力伝達効率が第１の動力伝達効率より低いと、第１要素２５及び第２要素２６から駆動ギヤ２４へ伝わるトルクによる駆動ギヤ２４の回転を低減できるので好ましい。動力伝達装置２３がスラスト力を発生した後、その力を維持するためにアクチュエータ２２が発生する出力を小さくできるので、アクチュエータ２２の消費電力を低減できるからである。

【0028】

第２の動力伝達効率が負のときはより好ましい。動力伝達装置２３がスラスト力を発生した後、アクチュエータ２２に電流を流さなくても駆動ギヤ２４が回転しないようにできるからである。第１の動力伝達効率と第２の動力伝達効率との差は、例えば駆動ギヤ２４、第１要素２５及び第２要素２６のギヤの諸元や歯面の表面粗さにより設定できる。

【0029】

第１中間軸１３には第３ギヤ２８、第４ギヤ２９及びかみあいクラッチ３０が配置されている。第３ギヤ２８は第１中間軸１３に結合している。第３ギヤ２８は第１ギヤ１６と常時かみあう。第４ギヤ２９は第１中間軸１３に相対回転可能に配置されている。

【0030】

かみあいクラッチ３０は、第１中間軸１３と一体に回転するスリーブ３１を備えている。スリーブ３１にはシフトフォーク（図示せず）が配置されている。第１中間軸１３に沿ってシフトフォークが移動すると、スリーブ３１は第１中間軸１３をスライドする。スリーブ３１の軸方向の片方の端面に第１歯３２（図２参照）が設けられている。スリーブ３１の軸方向の両方の端面に歯を設ける場合に比べ、第１中間軸１３の長さを短くできる。

【0031】

第４ギヤ２９の軸方向の端面に設けられた第２歯３３にスリーブ３１の第１歯３２がかみあうと、第４ギヤ２９は第１中間軸１３と一体に回転する。第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れると、第４ギヤ２９は第１中間軸１３を空転する。

【0032】

第２中間軸１４には第５ギヤ３４、第６ギヤ３５及びかみあいクラッチ３６が配置されている。第５ギヤ３４は第２中間軸１４に結合している。第５ギヤ３４は第１ギヤ１６と常時かみあう。第６ギヤ３５は第２中間軸１４に相対回転可能に配置されている。第６ギヤ３５は第２ギヤ２１と常時かみあう。

【0033】

かみあいクラッチ３６は、第２中間軸１４と一体に回転するスリーブ３７を備えている。スリーブ３７にはシフトフォーク（図示せず）が配置されている。第２中間軸１４に沿ってシフトフォークが移動すると、スリーブ３７は第２中間軸１４をスライドする。スリーブ３７の軸方向の片方の端面に第１歯３８（図４（ａ）参照）が設けられている。スリーブ３７の軸方向の両方の端面に歯を設ける場合に比べ、第２中間軸１４の長さを短くできる。

【0034】

第６ギヤ３５の軸方向の端面に設けられた第２歯３９にスリーブ３７の第１歯３８がかみあうと、第６ギヤ３５は第２中間軸１４と一体に回転する。第１歯３８と第２歯３９とのかみあいが外れると、第６ギヤ３５は第２中間軸１４を空転する。

【0035】

出力軸１５には第７ギヤ４０が配置されている。第７ギヤ４０は出力軸１５に結合している。第７ギヤ４０は第４ギヤ２９及び第６ギヤ３５と常時かみあう。出力軸１５を車輪の取り付け軸にしたり、出力軸１５にさらに出力ギヤを配置したりすることができる。出力軸１５を車輪の取り付け軸にする場合には、出力軸１５に差動装置を配置し、差動装置に第７ギヤ４０を結合する。

【0036】

変速機１０は、入力軸１２の回転を互いに異なる変速比で出力軸１５へ伝達する。変速比は、１速段、２速段、３速段の順に小さい。１速のときは、変速機１０はかみあいクラッチ３０をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３６を切る。変速機１０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。後進のときは、変速機１０は１速段のときの回転の向きと反対向きの回転を、第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に伝達する。

【0037】

２速のときは、変速機１０はかみあいクラッチ３６をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０を切る。変速機１０は第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。

【0038】

３速のときは、変速機１０は摩擦クラッチ１７をつなぎ、かみあいクラッチ３０，３６を切る。変速機１０は摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。３速段における、摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第１経路といい、２速段における、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６，第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第２経路という。

【0039】

図２はかみあいクラッチ３０の模式図である。図２ではスリーブ３１及び第４ギヤ２９を軸直角方向から見たときの、スリーブ３１に設けられた第１歯３２、第４ギヤ２９に設けられた第２歯３３及びシフト装置４１が模式的に図示されている。図２の矢印Ｆは、車両が前進するときにスリーブ３１が回転する方向を示し、矢印Ｒは、車両が後進するときにスリーブ３１が回転する方向を示す。シフト装置４１はスリーブ３１，３７の軸方向の位置を設定する。以下、シフト装置４１のうちスリーブ３１の位置を設定する部分を説明する。

【0040】

シフト装置４１は、スリーブ３１に取り付けられたシフトフォーク（図示せず）と、シフトフォークに結合するシフトロッド３１ａと、シフトドラム４２と、を備えている。シフトドラム４２はモータ等のアクチュエータ（図示せず）により中心軸Ｏの周りを回転する。シフトドラム４２の外周にはカム溝４３が設けられている。シフトロッド３１ａに設けられた突起４４はカム溝４３の中に入っている。

【0041】

シフトドラム４２は、シフトレバー（図示せず）の操作信号に基づき、或いはアクセルペダル（図示せず）の操作によるアクセル開度および車速信号等に基づき回転する。シフトドラム４２（円筒カム）が回転すると、カム溝４３に突起４４がガイドされたシフトロッド３１ａを介して、スリーブ３１は軸方向に移動する。

【0042】

シフト装置４１は、ばね機構４１ａを備えている。本実施形態では、ばね機構４１ａは、シフトロッド３１ａの外周に設けられた複数の凹み４１ｂと、凹み４１ｂに係合するボール４１ｃと、ボール４１ｃを弾性力によって凹み４１ｂに押し付けるばね４１ｄと、を備えている。凹み４１ｂは、軸方向に互いに向かい合う傾斜面を有する。

【0043】

スリーブ３１がニュートラルの位置にあるとき、及び、スリーブ３１に設けられた第１歯３２と第２歯３３とのかみ合いが最も深いときに、ボール４１ｃは凹み４１ｂの底に位置する。凹み４１ｂの傾斜面をボール４１ｃが乗り上げたり乗り越えたりするときに、ばね４１ｄはシフトロッド３１ａに軸方向の力を加える。ばね機構４１ａは、ばね４１ｄの弾性力によって、スリーブ３１の軸方向の位置決めの補助や第１歯３２と第２歯３３とのかみあい外れの補助をする。

【0044】

第１歯３２は、スリーブ３１の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第１歯３２は、周方向の一方を向く第１面４５と、周方向の他方を向く第２面４９と、を備える。第２歯３３は、第４ギヤ２９の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第２歯３３は、周方向の一方を向く第４面５５と、周方向の他方を向く第３面５３と、を備える。第３面５３は、スリーブ３１が軸方向に移動して第１歯３２と第２歯３３とがかみあうときに、第１面４５の少なくとも一部に対面する。第４面５５は、スリーブ３１が軸方向に移動して第１歯３２と第２歯３３とがかみあうときに、第２面４９の少なくとも一部に対面する。

【0045】

第１面４５は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクを伝える第１部４６と、第１部４６の歯元側に隣接する第５部４７と、を含む。第１部４６は、歯元へ向かうにつれて第２面４９へ近づくように傾斜している。第１部４６は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクを伝える。第５部４７は、歯元へ向かうにつれて第２面４９から離れるように傾斜している。第５部４７は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクに応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。

【0046】

第３面５３は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクを伝える第１部５４を含む。第１部５４は、歯元へ向かうにつれて第４面５５へ近づくように傾斜している。第１部４６，５４は、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルク（前進のドライブトルク）を伝える。

【0047】

第２面４９は、第２部５０と、第２部５０の歯先側に位置する第３部５２と、第２部５０と第３部５２との間に位置する第４部５１と、を含む。第２部５０は、歯先へ向かうにつれて第１面４５から離れるように傾斜している。第３部５２は、歯先へ向かうにつれて第１面４５へ近づくように傾斜している。第４部５１は、第２部５０と第３部５２とを接続している。

【0048】

第４面５５は、第２部５６と、第２部５６の歯元側に位置する第３部５８と、第２部５６と第３部５８との間に位置する第４部５７と、を含む。第２部５６は、歯元へ向かうにつれて第３面５３へ近づくように傾斜している。第３部５８は、歯元へ向かうにつれて第３面５３から離れるように傾斜している。第４部５７は、第２部５６と第３部５８とを接続している。第２部５０，５６は、第２面４９と第４面５５とを押し付ける方向のトルク（後進のドライブトルク）を伝える。第３部５２，５８は、第２面４９と第４面５５とを押し付ける方向のトルク（前進のコースティングトルク）に応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。

【0049】

図３（ａ）から図３（ｆ）を参照して、前進１速、後進および前進１速のトルクを伝える第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れるときの変速機１０の動作を説明する。図３（ａ）から図３（ｃ）は前進１速および後進の状態を示し、図３（ｄ）から図３（ｆ）は第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れるときの状態を示す。

【0050】

シフトドラム４２は、シフトドラム４２の中心軸Ｏが、シフトロッド３１ａ（図２参照）、入力軸１２（図１参照）、第１中間軸１３、第２中間軸１４及び出力軸１５と平行に配置されている。図３（ａ）及び図３（ｄ）に示す「Ｎ」はニュートラル、「１」は１速段、「Ｒ」は後進段を表す。図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｅ）及び図３（ｆ）の矢印Ｆは前進のときにスリーブ３１が回転する方向を示し、矢印Ｒは後進のときにスリーブ３１が回転する方向を示す。

【0051】

中心軸Ｏの周りにシフトドラム４２が回転すると、カム溝４３に沿って突起４４が移動し、それに伴いシフトロッド３１ａ及びスリーブ３１が軸方向に移動する。カム溝４３の「Ｎ」の部分に突起４４が位置すると、第１歯３２は第２歯３３にかみあわない。カム溝４３の「１」又は「Ｒ」の部分に突起４４が位置すると、第１歯３２は第２歯３３とかみあう（図３（ａ））。

【0052】

図３（ｂ）に示すように、第１歯３２から第２歯３３へ前進のドライブトルクが伝わるときは、第５部４７が、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクに応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生し、第２歯３３の第１部５４に第１歯３２の第１部４６が接する位置にスリーブ３１が位置する。この位置を第１位置という。第５部４７による第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力によって、ばね機構４１ａ（図２参照）は、第４ギヤ２９にスリーブ３１を近づける弾性エネルギーを蓄える。第１歯３２及び第２歯３３は、第１部４６，５４を押し付けて前進のドライブトルクを伝える。

【0053】

図３（ｃ）に示すように、第１歯３２及び第２歯３３に前進のコースティングトルクが作用すると、第１歯３２の第２面４９と第２歯３３の第４面５５との間の周方向の隙間の分だけ第１歯３２と第２歯３３とが相対回転する間に、ばね機構４１ａが蓄えた弾性エネルギーの解放による軸方向の弾性力によってシフトロッド３１ａが移動し、「１」の部分のカム溝４３と突起４４との間の隙間の分だけスリーブ３１が第４ギヤ２９に近づく。これにより第２歯３３の第２部５６に第１歯３２の第２部５０が接する位置にスリーブ３１が位置する。この位置を第２位置という。第１歯３２及び第２歯３３は、第２部５０，５６を押し付けて前進のコースティングトルクを伝える。これにより前進のコースティングトルクが伝わるときのモータ１１による回生エネルギーを確保できる。

【0054】

図３（ｄ）に示すように、前進１速から前進２速へシフトアップをするときは、シフト装置４１はシフトドラム４２を回転して（矢印方向）、カム溝４３の「１」の部分にある突起４４を「Ｎ」の部分に近づけ、さらに摩擦クラッチ１７（図１参照）を回転係合し、入力軸１２のトルクの一部を第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の違いによって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。これにより第１歯３２及び第２歯３３に前進のコースティングトルクが作用する。

【0055】

カム溝４３の傾斜に沿って突起４４及びシフトロッド３１ａが軸方向に移動し、第２歯３３の第３部５２に第１歯３２の第３部５８が接する位置にスリーブ３１が位置すると、第３部５２，５８が接し、第２面４９と第４面５５とを押し付ける方向のトルクに応じて第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。シフトドラム４２の回転に伴い、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいがスムーズに外れる（図３（ｆ））。

【0056】

後進のときはシフトドラム４２が回転してカム溝４３の「Ｒ」の部分に突起４４が位置する。これにより第２歯３３の第２部５６に第１歯３２の第２部５０が接する第２位置にスリーブ３１が位置する。後進のときは、モータ１１は前進のときの回転と反対方向に回転する。第１歯３２及び第２歯３３は、第２部５０，５６を押し付けて後進のドライブトルクを伝える（図３（ｃ））。

【0057】

第１歯３２及び第２歯３３に後進のコースティングトルクが作用すると、第１歯３２の第１面４５に第２歯３３の第３面５３が接する（図３（ｂ））。第１面４５の第５部４７に第３面５３が接すると、第１面４５と第３面５３とを押し付ける方向のトルクに応じて、第１面４５の第５部４７が、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力を発生する。「Ｒ」の部分のカム溝４３と突起４４との間の隙間の分だけ、突起４４及びシフトロッド３１ａが軸方向に移動し、スリーブ３１を第１位置に設定する。ばね機構４１ａの復元力は、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいの維持に寄与する。第１歯３２及び第２歯３３は、第１部４６，５４を押し付けて後進のコースティングトルクを伝える。よってモータ１１による回生エネルギーを確保できる。スリーブ３１を第４ギヤ２９から離す推力に、ばね機構４１ａの復元力を利用しても良い。

【0058】

変速機１０によれば、第１歯３２と第２歯３３とがかみあう第１位置または第２位置にスリーブ３１の位置をシフト装置４１が設定し、第１歯３２と第２歯３３とがかみあう位置を変えることにより、ドライブトルクもコースティングトルクも伝達できる。さらに第１歯３２と第２歯３３とのかみあいをスムーズに外すことができる。また、モータ１１の１速段（前進）用の回転と反対方向にモータ１１を回転すると後進ができる。よって後進用のギヤ等の機構を省略できる。

【0059】

図４（ａ）及び図４（ｂ）はかみあいクラッチ３６の模式図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）ではスリーブ３７及び第６ギヤ３５を軸直角方向から見たときの、スリーブ３７に設けられた第１歯３８、及び、第６ギヤ３５に設けられた第２歯３９が模式的に図示されている。図４（ａ）及び図４（ｂ）の矢印Ｆは、スリーブ３７が回転する方向を示す。

【0060】

第１歯３８は、スリーブ３７の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第１歯３８は、周方向の一方を向く第１面５９と、周方向の他方を向く第２面６０と、を備える。第２歯３９は、第６ギヤ３５の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第２歯３９は、周方向の一方を向く第４面６５と、周方向の他方を向く第３面６４と、を備える。第３面６４は、スリーブ３７が軸方向に移動して第１歯３８と第２歯３９とがかみあうときに、第１面５９の少なくとも一部に対面する。第４面６５は、スリーブ３７が軸方向に移動して第１歯３８と第２歯３９とがかみあうときに、第２面６０の少なくとも一部に対面する。

【0061】

第１面５９は、歯元へ向かうにつれて第２面６０へ近づくように傾斜している。第３面６４は、歯元へ向かうにつれて第４面６５へ近づくように傾斜している。第１面５９及び第３面６４は、第１面５９と第３面６４とを押し付ける方向のトルク（ドライブトルク）を伝える。

【0062】

第２面６０は、第７部６１と、第７部６１の歯先側に位置する第３部６３と、第７部６１と第３部６３との間に位置する第４部６２と、を含む。第７部６１及び第３部６３は、歯先へ向かうにつれて第１面５９へ近づくように傾斜している。第４部６２は、第７部６１と第３部６３とを接続している。

【0063】

第４面６５は、第７部６６と、第７部６６の歯元側に位置する第３部６８と、第７部６６と第３部６８との間に位置する第４部６７と、を含む。第７部６６及び第３部６８は、歯元へ向かうにつれて第３面６４から離れるように傾斜している。第４部６７は、第７部６６と第３部６８とを接続している。第７部６１，６６は、第２面６０と第４面６５とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力を発生する。

【0064】

図１（ａ）に戻って、変速機１０の変速動作を説明する。１速のときは、変速機１０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。第１ギヤ１６の回転に伴い、第１ギヤ１６にかみあう第５ギヤ３４及び第２中間軸１４も回転する。第７ギヤ４０にかみあう第６ギヤ３５は、第２中間軸１４の周りを相対回転し、第６ギヤ３５にかみあう第２ギヤ２１は、入力軸１２の周りを相対回転する。

【0065】

１速から２速への変速動作は、まず摩擦クラッチ１７をすべらしながら作動し、駆動側と被動側との間に相対回転のある状態で、入力軸１２のトルクの一部を第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の違いによって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。第１歯３２の第１部４６と第２歯３３の第１部５４とが離れ、第１歯３２の第３部５２に第２歯３３の第３部５８が押し付けられると（図３（ｅ））、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力が発生し、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れる（図３（ｆ））。

【0066】

かみあいクラッチ３６のスリーブ３７の回転速度と第６ギヤ３５の回転速度との差が小さくなったときにスリーブ３７を軸方向に移動し、第１歯３８と第２歯３９とをかみあわせる。かみあいクラッチ３６をつなぐと同時に摩擦クラッチ１７を切ると、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する２速が成立する。入力軸１２のトルクの一部が、摩擦クラッチ１７によって出力軸１５へ伝達されるので、変速動作時の出力軸１５のトルク低下を低減し、シームレスシフトを実現できる。

【0067】

２速から３速への変速動作は、摩擦クラッチ１７を連結し、入力軸１２のトルクを第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。変速比の違いによって、第６ギヤ３５の回転速度がスリーブ３７の回転速度より大きくなると、第１歯３８の第１面５９と第２歯３９の第３面６４とが離れる。第１歯３８の第７部６１に第２歯３９の第７部６６が押し付けられると（図４（ｂ））、第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力が発生し、第１歯３８と第２歯３９とのかみあいが外れる。これにより摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する３速が成立する。

【0068】

２速から３速の変速動作時に、摩擦クラッチ１７によってトルクが出力軸１５へ伝達されるので、出力軸１５のトルク低下を低減し、シームレスシフトを実現できる。摩擦クラッチ１７をつないで２速から３速へ切替えられるので、変速動作時の衝撃を低減できる。

【0069】

摩擦クラッチ１７をつないだときに変速比が最も小さい変速段（本実施形態では３速）が成立する第１経路に摩擦クラッチ１７が配置されているので、摩擦クラッチ１７によって第１経路の駆動側と被動側との相対速度を同調できる。よってシフトアップのときの第２経路（本実施形態では２速の動力伝達経路）から第１経路の切替えを簡易にできる。

【0070】

モータ１１が接続された入力軸１２に摩擦クラッチ１７が配置されているので、摩擦クラッチ１７を切ることにより変速機１０とモータ１１とを切り離すことができる。モータ１１を切り離すことで変速機１０の慣性モーメントを低減し、変速動作時の衝撃を低減できる。

【0071】

変速機１０は、入力軸１２、第１中間軸１３及び第２中間軸１４にそれぞれ１つずつクラッチ（摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０，３６）が配置されている。よって各軸にクラッチを２つ以上並べて配置する場合に比べ、変速機１０の軸方向の長さを短くできる。

【0072】

１速のときは、第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達し、２速のときは、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達し、３速のときは、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。変速機１０は２枚または３枚のギヤを介して第７ギヤ４０に回転を伝達するので、小型化できる。

【0073】

図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して第２実施の形態における変速機７０を説明する。第１実施形態では、３速段における動力伝達経路に摩擦クラッチ１７が配置される場合について説明した。これに対し第２実施形態では、２速段における動力伝達経路に摩擦クラッチ１７が配置される場合について説明する。第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５（ａ）は第２実施の形態における変速機７０のスケルトン図である。図５（ｂ）は模式的に示した変速機７０の側面図である。

【0074】

変速機７０は、入力軸１２の回転を互いに異なる変速比で出力軸１５へ伝達する。１速のときは、変速機７０はかみあいクラッチ３０をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３６を切る。変速機７０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。後進のときは、変速機７０は１速段のときの回転の向きと反対向きの回転を、第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に伝達する。

【0075】

２速のときは、変速機７０は摩擦クラッチ１７をつなぎ、かみあいクラッチ３０，３６を切る。変速機７０は摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。

【0076】

３速のときは、変速機７０はかみあいクラッチ３６をつなぎ、摩擦クラッチ１７及びかみあいクラッチ３０を切る。変速機７０は第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。

【0077】

２速段における、摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第１経路といい、３速段における、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６，第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第２経路という。変速比は、１速段、２速段、３速段の順に小さい。

【0078】

１速のときは、変速機７０は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。第１ギヤ１６の回転に伴い、第１ギヤ１６にかみあう第５ギヤ３４及び第２中間軸１４も回転する。第７ギヤ４０にかみあう第６ギヤ３５は、第２中間軸１４の周りを相対回転し、第６ギヤ３５にかみあう第２ギヤ２１は、入力軸１２の周りを相対回転する。

【0079】

１速から２速への変速動作は、摩擦クラッチ１７をつなぎ、入力軸１２のトルクを第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝える。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の違いによって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。第１歯３２の第１部４６と第２歯３３の第１部５４とが離れ、第１歯３２の第３部５２に第２歯３３の第３部５８が押し付けられると（図３（ｅ））、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力が発生し、第１歯３２と第２歯３３とのかみあいが外れる（図３（ｆ））。これにより摩擦クラッチ１７、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する２速が成立する。

【0080】

２速から３速への変速動作は、摩擦クラッチ１７を切りながら（摩擦力を小さくしながら）、かみあいクラッチ３６のスリーブ３７の回転速度と第６ギヤ３５の回転速度との差が小さくなったときにスリーブ３７を軸方向に移動し、第１歯３８と第２歯３９とをかみあわせる。かみあいクラッチ３６をつなぐと同時に摩擦クラッチ１７を切ると、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ３６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する３速が成立する。変速機７０においても第１実施形態と同様にシームレスシフトを実現できる。

【0081】

図６（ａ）から図８（ｂ）を参照して第３実施の形態における変速機７１を説明する。第１実施形態および第２実施形態では摩擦クラッチ１７が配置される場合について説明した。これに対し第３実施形態ではシンクロメッシュが配置される場合について説明する。第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６（ａ）は第３実施の形態における変速機７１のスケルトン図である。図６（ｂ）は模式的に示した変速機７１の側面図である。

【0082】

変速機７１の入力軸１２には第１ギヤ１６、第２ギヤ２１及びシンクロメッシュ７２が配置されている。シンクロメッシュ７２は、摩擦力によって、入力軸１２と一体に回転するスリーブ７３の回転速度と第２ギヤ２１の回転速度との差を小さくする同期機構である。シンクロメッシュ７２の機構はコンスタントロード式、イナーシャロック式が例示されるが、機構に制限はない。シンクロメッシュ７２は、シンクロメッシュ７２を作動させていないときに生じる摩擦トルク（ドラグトルク）が小さいので、ドラグトルクによるエネルギー損失を低減できる。

【0083】

スリーブ７３にはシフトフォーク（図示せず）が配置されている。入力軸１２に沿ってシフトフォークが移動すると、スリーブ７３は入力軸１２をスライドする。スリーブ７３の内周には第１歯７４（図７（ａ）参照）が設けられている。第２ギヤ２１は、入力軸１２に相対回転可能に配置されている。第２ギヤ２１の外周には、第１歯７４にかみあう第２歯７５（図７（ａ）参照）が設けられている。

【0084】

第２中間軸１４に配置されたかみあいクラッチ７６は、第２中間軸１４と第６ギヤ３５との間の動力の伝達・遮断を行う機能をもつ。かみあいクラッチ７６は、第２中間軸１４と一体に回転するスリーブ３７を備えている。スリーブ３７にはシフトフォーク（図示せず）が配置されている。スリーブ３７の軸方向の片方の端面に第１歯３８（図７（ｂ）参照）が設けられている。

【0085】

図７（ａ）はシンクロメッシュ７２が同期する第１歯７４と第２歯７５の模式図である。図７（ａ）ではスリーブ７３及び第２ギヤ２１を軸直角方向から見たときの、スリーブ７３に設けられた第１歯７４及び第２ギヤ２１に設けられた第２歯７５が模式的に図示されている。矢印Ｆは、車両が前進するときにスリーブ７３が回転する方向を示す。

【0086】

第１歯７４は、スリーブ７３の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第１歯７４は、周方向の一方を向く第１面７７と、周方向の他方を向く第２面７８と、を備える。第２歯７５は、第２ギヤ２１の中心軸の周りに、周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。第２歯７５は、周方向の一方を向く第４面８０と、周方向の他方を向く第３面７９と、を備える。第３面７９は、スリーブ７３が軸方向に移動して第１歯７４と第２歯７５とがかみあうときに、第１面７７の少なくとも一部に対面する。第４面８０は、スリーブ７３が軸方向に移動して第１歯７４と第２歯７５とがかみあうときに、第２面７８の少なくとも一部に対面する。

【0087】

第１面７７及び第２面７８は、スリーブ７３の中心軸に対して傾斜している。第３面７９及び第４面８０は、第２ギヤ２１の中心軸に対して傾斜している。第１歯７４の第１面７７及び第２歯７５の第３面７９は、第１面７７と第３面７９とを押し付ける方向のトルク（ドライブトルク）を伝える。第１歯７４の第２面７８及び第２歯７５の第４面８０は、第２面７８と第４面８０とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第２ギヤ２１とスリーブ７３とを軸方向に離す推力を発生する。

【0088】

図７（ｂ）はかみあいクラッチ７６の模式図である。図７（ｂ）ではスリーブ３７及び第６ギヤ３５を軸直角方向から見たときの、スリーブ３７に設けられた第１歯３８、及び、第６ギヤ３５に設けられた第２歯３９が模式的に図示されている。図７（ｂ）の矢印Ｆはスリーブ３７が回転する方向を示す。

【0089】

第１歯３８は、第１歯３８は、周方向の一方を向く第１面８１と、周方向の他方を向く第２面６０と、を備える。第１面８１は、第１部８２と、第１部８２の歯元側に隣接する第８部８３と、を含む。第１部８２は、歯元へ向かうにつれて第２面６０へ近づくように傾斜している。第１部８２及び第３面６４は、第１面８１と第３面６４とを押し付ける方向のトルク（ドライブトルク）を伝える。第８部８３は、歯元へ向かうにつれて第２面６０から離れるように傾斜している。第８部８３及び第３面６４は、第１面８１と第３面６４とを押し付ける方向のトルクに応じて第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力を発生する。

【0090】

変速機７１は、入力軸１２の回転を互いに異なる変速比で出力軸１５へ伝達する。変速比は、１速段、２速段、３速段の順に小さい。１速のときは、変速機７１はかみあいクラッチ３０をつなぎ、かみあいクラッチ７６を切り、第１歯７４と第２歯７５とのかみあいを外す。変速機７１は第１ギヤ１６、第３ギヤ２８、かみあいクラッチ３０、第４ギヤ２９を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。

【0091】

２速のときは、変速機７１はかみあいクラッチ７６をつなぎ、かみあいクラッチ３０を切り、第１歯７４と第２歯７５とのかみあいを外す。変速機７１は第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ７６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。

【0092】

３速のときは、変速機７１は第１歯７４と第２歯７５とをかみあわせ、かみあいクラッチ３０，７６を切る。変速機７１は第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する。３速段における、第２ギヤ２１、第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第１経路といい、２速段における、第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ７６，第６ギヤ３５及び第７ギヤ４０の動力伝達経路を第２経路という。

【0093】

図８（ａ）を参照してシフトアップのときの変速機７１の動作を説明し、図８（ｂ）を参照してシフトダウンのときの変速機７１の動作を説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）はシフト装置４１（シフトドラム４２）の模式図である。

【0094】

シフトドラム４２は外周にカム溝８４，８５が設けられている。スリーブ７３（シンクロメッシュ７２）に配置されたシフトフォーク（図示せず）に結合する突起８６が、カム溝８４の中に入っている。スリーブ３７（かみあいクラッチ７６）に配置されたシフトフォーク（図示せず）に結合する突起８７が、カム溝８５の中に入っている。図８（ａ）に示す「Ｓ」はシンクロメッシュ７２による同期、「３」は３速段、「２」は２速段、矢印はシフトアップのときのシフトドラム４２の回転方向を示す。

【0095】

図８（ａ）に示すように、シフトドラム４２の第１領域８８に突起４４，８６，８７があるときは、かみあいクラッチ３０がつながり、かみあいクラッチ７６が切れ、第１歯７４と第２歯７５とのかみあいが外れる（１速）。第１領域８８と第２領域８９との間の境界では、カム溝４３の中を移動する突起４４によって、スリーブ３１（かみあいクラッチ３０）が僅かに第４ギヤ２９から離れ、第２歯３３（図２参照）の第１部５４の先端が、第１歯３２の第１部４６に位置する。第１歯３２と第２歯３３とのかみあいをスムーズに外すためである。

【0096】

第２領域８９にある突起４４，８６，８７が第３領域９０に向かって移動すると、カム溝８４によってシンクロメッシュ７２が作動し、シンクロメッシュ７２の摩擦力によって入力軸１２のトルクの一部が第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝わる。第６ギヤ３５の回転が第７ギヤ４０に伝わると第４ギヤ２９が回転し、変速比の差によって、第４ギヤ２９の回転速度がスリーブ３１の回転速度より大きくなる。第１歯３２の第１部４６と第２歯３３の第１部５４とが離れ、第１歯３２の第３部５２に第２歯３３の第３部５８が押し付けられると（図３（ｅ））、第４ギヤ２９とスリーブ３１とを軸方向に離す推力が発生する。カム溝４３の中の突起４４の移動に伴い、かみあいクラッチ３０が切れる。

【0097】

第３領域９０にある突起４４，８６，８７が第４領域９１に向かって移動すると、カム溝８５の中の突起８７の移動に伴い、かみあいクラッチ７６のスリーブ３７が軸方向に移動する。このときのスリーブ３７の回転速度と第６ギヤ３５の回転速度との差は小さいので、かみあいクラッチ７６はスムーズにつながる。同時にカム溝８４の中の突起８６の移動に伴いシンクロメッシュ７２の作動が止まると、変速機７１は第１ギヤ１６、第５ギヤ３４、かみあいクラッチ７６、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転を伝達する（２速）。変速動作時に入力軸１２のトルクの一部が、シンクロメッシュ７２によって出力軸１５へ伝達されるので、変速動作時の出力軸１５のトルク低下を低減し、シームレスシフトを実現できる。

【0098】

第４領域９１にある突起４４，８６，８７が第５領域９２に向かって移動すると、カム溝８４の中の突起８６の移動に伴いシンクロメッシュ７２が作動するので、相対速度がない状態でスリーブ７３の第１歯７４と第２ギヤ２１の第２歯７５とがかみあう。同時にシンクロメッシュ７２の摩擦力によって、入力軸１２のトルクが第２ギヤ２１から第６ギヤ３５へ伝わる。

【0099】

変速比の差によって、第６ギヤ３５の回転速度がスリーブ３７の回転速度より大きくなると、第１歯３８の第１面５９と第２歯３９の第３面６４とが離れる。第１歯３８の第７部６１に第２歯３９の第７部６６が押し付けられると（図４（ｂ））、第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力が発生する。第４領域９１と第５領域９２との間の境界では、カム溝８５の中を移動する突起８７によって、スリーブ３７（かみあいクラッチ７６）が僅かに第６ギヤ３５から離れ、第２歯３９（図７（ｂ）参照）の第３面６４の先端が、第１歯３８の第８部８３と第１部８２との間の境界に位置する。第１歯３８と第２歯３９とのかみあいをスムーズに外すためである。

【0100】

第５領域９２にある突起４４，８６，８７が第４領域９１から離れる方向に移動すると、カム溝８５の中の突起８７の移動に伴い、かみあいクラッチ７６が切れる。これにより第２ギヤ２１、第６ギヤ３５を介して第７ギヤ４０に回転が伝達される（３速）。２速から３速の変速動作時に、シンクロメッシュ７２によってトルクが出力軸１５へ伝達されるので、変速動作時の出力軸１５のトルク低下を低減し、シームレスシフトを実現できる。シンクロメッシュ７２の摩擦力によって駆動側と被動側との間の相対速度が小さくなるので、変速動作時の衝撃を低減できる。

【0101】

シフトドラム４２のカム溝４３，８４，８５の形状は、低速段から高速段へのシフトアップにおいて、低速段用のかみあいクラッチ７６の第１歯３８と第２歯３９とのかみあいが外れたときに、高速段用の第１歯７４と第２歯７５とがかみあうように設定されている。よって二重かみあいを防止できる。

【0102】

図８（ｂ）の矢印はシフトダウンのときのシフトドラム４２の回転方向を示す。シフトドラム４２の第６領域９３に突起４４，８６，８７があるときは３速が成立する。第８領域９５に突起４４，８６，８７があるときは２速が成立する。第１０領域９７にある突起４４，８６，８７があるときは１速が成立する。第７領域９４にある突起４４，８６，８７が第８領域９５に向かって移動すると、３速から２速のシフトダウンが行われる。３速から２速のシフトダウンのときに切り離される第１歯７４及び第２歯７５は（図７（ａ）参照）、第２面７８及び第４面８０が、第２面７８と第４面８０とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第２ギヤ２１とスリーブ７３とを軸方向に離す推力を発生する。これにより切れ目のないシフトダウンができる。

【0103】

第９領域９６にある突起４４，８６，８７が第１０領域９７に向かって移動すると、２速から１速のシフトダウンが行われる。２速から１速のシフトダウンのときに切り離される第１歯３８及び第２歯３９は（図７（ｂ）参照）、第３部６３，６８が、第２面６０と第４面６５とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第６ギヤ３５とスリーブ３７とを軸方向に離す推力を発生する。これにより切れ目のないシフトダウンができる。

【0104】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0105】

実施形態では、第１ギヤ１６、第２ギヤ２１、第３ギヤ２８、第４ギヤ２９、第５ギヤ３４、第６ギヤ３５によって入力軸１２のトルクが第１中間軸１３及び第２中間軸１４に伝達される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。変速機１０，７０，７１にギヤ以外の伝達要素を採用することは当然可能である。ギヤ以外の伝達要素は、チェーンとスプロケット、ベルトとプーリーが例示される。

【0106】

実施形態では、前進３段と後進１段の機構をもつ変速機を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。前進２段や前進４段以上の機構をもつ変速機に、実施形態における技術を適用することは当然可能である。入力軸１２と出力軸１５との間に配置する中間軸の数は、変速段の数に応じて適宜設定できる。

【0107】

実施形態では、多板クラッチを例示して摩擦クラッチ１７を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他の摩擦クラッチを採用することは当然可能である。他の摩擦クラッチは、単板クラッチ、円すいクラッチが例示される。

【0108】

実施形態では、第１要素２５に設けたギヤ及び第２要素２６に設けたギヤに、アクチュエータ２２のトルクが伝わる駆動ギヤ２４をかみあわせたものを例示して、負の動力伝達係数をもつ動力伝達装置２３を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。負の動力伝達係数をもつ他の動力伝達装置を採用することは当然可能である。他の動力伝達装置は、第１要素２５と第２要素２６との間に摩擦が大きいねじを設けたもの、ウォームギヤが例示される。

【0109】

実施形態では、第１歯３２の第１面４５に第５部４７を設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第２歯３３の第３面５３の歯元に、歯元に向かうにつれて第４面５５から離れる方向に傾斜する第５部を設けることは当然可能である。この場合も実施形態と同様に、第２歯３３の第３面５３の第５部に第１歯３２の第１面４５が押し付けられると、スリーブ３１と第４ギヤ２９とを軸方向に離す推力が発生する。

【0110】

実施形態では、互いにかみあう第１歯３２，３８，７４の第２面４９，６０，７８及び第２歯３３，３９，７５の第４面５５，６５，８０が、第２面４９，６０と第４面５５，６５とを押し付ける方向のトルク（コースティングトルク）に応じて第１歯３２，３８，７４と第２歯３３，３９，７５とを軸方向に離す推力を発生する面である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第２面４９，６０，７８及び第４面５５，６５，８０が推力を発生しない面であっても、かみあいを外すときに、スリーブ３１，３７，７３に外力を加えて第１歯３２，３８，７４と第２歯３３，３９，７５とを引き離せば良い。

【0111】

実施形態では、シフトドラム４２のカム溝４３，８４，８５の形状によって、低速段用のかみあいクラッチ７６の第１歯３８と第２歯３９とのかみあいが外れたときに高速段用の第１歯７４と第２歯７５とをかみあわせる場合を説明したが、これに限られるものではない。かみあいクラッチ７６の第１歯３８と第２歯３９とのかみあいを検出するセンサ（例えばスリーブ３７の位置センサ）を配置し、センサの検出信号に基づいて高速段用の第１歯７４と第２歯７５とをかみあわせるようにしても良い。

【符号の説明】

【0112】

１０，７０，７１ 変速機
１１ モータ
１２ 入力軸
１３ 第１中間軸
１４ 第２中間軸
１５ 出力軸
１７ 摩擦クラッチ（同期機構）
２２ アクチュエータ
２３ 動力伝達装置
２９ 第４ギヤ（常時かみあい式のギヤ）
３０，３６，７６ かみあいクラッチ
３１，３７ スリーブ
３２，３８ 第１歯
３３，３９ 第２歯
３５ 第６ギヤ（常時かみあい式のギヤ）
４０ 第７ギヤ（常時かみあい式のギヤ）
４１ シフト装置
４５，５９，８１ 第１面
４６ 第１部
４９，６０ 第２面
５０ 第２部
５３，６４ 第３面
５４ 第１部
５５，６５ 第４面
５６ 第２部
７２ シンクロメッシュ（同期機構）
７３ スリーブ
７４ 第１歯
７５ 第２歯
７７ 第１面
７８ 第２面
７９ 第３面
８０ 第４面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】