JP2017207181A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブと可動リングとを係合するガイドピンに発生する応力を低減し得る変速機を提供する。
【解決手段】変速機１は、回転軸１２と一体に回転するハブＨＢ１と、ハブＨＢ１の周囲に軸方向に移動可能に設けられ、ドグ歯Ｄ１を有する可動リングＤＲ１と、回転軸１２に対し相対回転可能に設けられ、ドグ歯Ｄ１に対向したドグ歯Ｄ３を有する変速用ギヤ２２と、中立位置からインギヤ位置にかけて可動リングＤＲ１を操作するドグ操作装置とを備える。ハブＨＢ１は、外周面に軸方向に延在するガイド溝を有し、可動リングＤＲ１は、一端部が内周面に設けられた凹部に潤滑油を介して回転可能に挿入され、他端部がガイド溝に係合する略円柱形状のガイドピンを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドグクラッチを介して変速段を確立する変速機に関する。

従来より、クラッチカムリングの周囲にクラッチリングを軸方向に移動可能に支持し、クラッチリングの移動に応じて、クラッチリングの側面に設けられたドグ歯と変速ギヤに設けられたドグ歯とを噛合する、または噛合を解除するようにした変速機が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の変速機では、クラッチリングの内周面から突設されたカム突部を、クラッチカムリングの外周面のカム溝に係合し、カム突部を介してクラッチカムリングのトルクをクラッチリングに伝達するとともに、変速時においてカム突部をカム溝に沿って摺動させながらクラッチリングを軸方向に移動させる。

特許第５７０７１１９号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、クラッチカムリングのトルクが作用するカム突部を変速時にカム溝に沿って摺動させるため、摺動抵抗が大きく、カム突部が破損するおそれがある。

本発明の一態様である変速機は、軸線を中心に回転する回転体と、回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ回転体と一体に回転可能に設けられ、第１ドグ歯を有する可動リングと、回転体に対し相対回転可能に設けられ、第１ドグ歯に対向した第２ドグ歯を有する変速用ギヤと、第１ドグ歯が第２ドグ歯から離間した中立位置から第１ドグ歯が第２ドグ歯に噛合するインギヤ位置にかけて可動リングを操作するドグ操作装置と、を備え、回転体は、外周面に軸方向に延在するガイド溝を有し、可動リングは、一端部が内周面に設けられた凹部に潤滑油を介して回転可能に挿入されるとともに、他端部がガイド溝に係合する略円柱形状のガイドピンを有する。

本発明によれば、回転体のガイド溝に係合する略円柱形状のガイドピンの一端部を、可動リングの凹部に潤滑油を介して回転可能に挿入するので、可動リングの軸方向の移動時に、ガイドピンの一端部が凹部内を摺動しながら回転し、他端部がガイド溝に沿って転動する。このため、簡易な構成によりガイドピンに発生する応力を低減することができ、ガイドピンの破損を防止することができる。

本発明の実施形態に係る変速機の要部構成を示すスケルトン図。 図１の変速機に含まれる第１ギヤ結合機構の構成を示す分解斜視図。 図１の変速機に含まれる第１ギヤ結合機構の組立て状態を示す変速機の要部断面図。 図３のIV-IV線に沿って切断した第１ギヤ結合機構の要部構成を拡大して示す断面図。 第１ギヤ結合機構が中立状態にある場合のガイド溝とガイドピンとの位置関係を示す図。 加速走行時における第１ギヤ結合機構のトルクの伝達経路を示す図。 減速走行時における第１ギヤ結合機構のトルクの伝達径路を示す図。 図１の変形例を示す図。

以下、図１〜図８を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る変速機の要部構成を示すスケルトン図である。この変速機１は、例えばハイブリッド車両に搭載される。ハイブリッド車両は、エンジン２と電動機３とを備える。

変速機１は、エンジン２および電動機３の少なくとも一方の回転を速度段に応じた変速比で変速するギヤ機構１０と、エンジン２のトルクをギヤ機構１０に伝達または非伝達するクラッチ機構Ｃとを有する。ギヤ機構１０を介して出力されたトルクは、図示しない差動ギヤ機構、駆動軸等を介して駆動輪に伝達され、これにより車両が走行する。

ギヤ機構１０は、互いに略平行に配置され、それぞれが回転可能に支持された複数の回転軸、すなわち第１主入力軸１１と第２主入力軸１２と副入力軸１３と出力軸１４とリバース軸１５とを有する。第２主入力軸１２は、第１主入力軸１１と同軸上にかつ第１主入力軸１１を包囲するように中空に形成される。変速機１は、例えば前進８速、後進１速の自動変速機である。クラッチ機構Ｃは、乾式クラッチにより構成された第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを有する。なお、乾式クラッチに代えて湿式クラッチ（例えば湿式多板クラッチ）を用いることもできる。

電動機３は、例えば３相のＤＣブラシレスモータにより構成され、図示しない電動機３のハウジング内に回転可能に支持されたロータ３ａと、ロータ３ａの周囲に配置され、ハウジングに固定されたステータ３ｂとを有する。第１主入力軸１１の一端部は、電動機３のロータ３ａに接続され、第１主入力軸１１はロータ３ａと一体に回転可能である。

第１主入力軸１１の他端部は、第１クラッチＣ１を介してエンジン２の出力軸２ａに接続され、第１クラッチＣ１の断接に応じて第１主入力軸１１と出力軸２ａとが結合または遮断される。すなわち、第１クラッチＣ１が接続すると、第１主入力軸１１と出力軸２ａとが結合され、第１主入力軸１１にエンジン２からのトルクを入力可能となる。一方、第１クラッチＣ１が遮断すると、第１主入力軸１１と出力軸２ａとが遮断され、エンジン２からのトルク入力が不能となる。

さらに第１主入力軸の１１の他端部は、第２クラッチＣ２を介して第２主入力軸１２の一端部に接続され、第２クラッチＣ２の断接に応じて第１主入力軸１１と第２主入力軸１２とが結合または遮断される。すなわち、第２クラッチＣ２が接続すると、第１主入力軸１１と第２主入力軸１２とが結合され、第２クラッチＣ２が遮断すると、第１主入力軸１１と第２主入力軸１２とが遮断される。例えば第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の双方が接続すると、第２主入力軸１２にエンジン２からのトルクが入力可能となる。第２クラッチＣ２のみが接続されると、第２主入力軸１２に電動機３のトルクが入力可能となる。

なお、本実施形態の変速機１のクラッチ機構Ｃは、一対のクラッチＣ１，Ｃ２を有するが、これは入力軸１１，１２とエンジン２および電動機３との接続を切り換えるためのものである。したがって、クラッチ機構Ｃは、エンジン２とギヤ機構１０または電動機３とギヤ機構１０を断接するシングルクラッチと同様の機能を有し、奇数変速段用のクラッチと偶数変速段用のクラッチとそれぞれ有するデュアルクラッチ（ツインクラッチ）とは構成が異なる。

第２主入力軸１２の周囲には、２速駆動ギヤ２２と、８速駆動ギヤ２８と、４速駆動ギヤ２４と、７速駆動ギヤ２７とが、電動機３側からこの順番に配設される。これら駆動ギヤ２２，２４，２７，２８は、それぞれ不図示のベアリングを介し第２主入力軸１２に対して相対回転可能に支持される。第２主入力軸１２には、７速駆動ギヤ２７の側方（クラッチ機構Ｃ側）にギヤ３１が固定される。ギヤ３１は、リバース軸１５に固定されたギヤ３２に噛合する。リバース軸１５の周囲には、リバース駆動ギヤ２９とパーキングギヤ３０とがリバース軸１５に対し相対回転可能に支持される。

なお、本明細書において、回転軸（第２主入力軸１２、出力軸１４、リバース軸１５など）にギヤが固定されるとは、回転軸の外周面にギヤを加工する場合や、回転軸と別体のギヤをスプライン結合等により回転軸に支持する場合、すなわち回転軸に相対回転不能にギヤを設ける場合をいう。

図示は省略するが、ギヤ３２は、副入力軸１３に固定されたギヤ３３に噛合する。これにより第２主入力軸１２の回転がギヤ３１〜３３を介して副入力軸１３に伝達され、副入力軸１３は第２主入力軸１２およびリバース軸１５とともに回転する。副入力軸１３の周囲には、１速駆動ギヤ２１と、６速駆動ギヤ２６と、３速駆動ギヤ２３と、５速駆動ギヤ２５とが、電動機３側からこの順番に配設される。これら駆動ギヤ２１，２３，２５，２６は、それぞれ不図示のベアリングを介し副入力軸１３に対して相対回転可能に支持される。

出力軸１４には、１−２速従動ギヤ４１と、６−８速従動ギヤ４２と、３−４速従動ギヤ４３と、５−７速従動ギヤ４４と、ファイナルギヤ４５とが、電動機３側からこの順番に固定される。１−２速従動ギヤ４１は、１速駆動ギヤ２１と２速駆動ギヤ２２とにそれぞれ噛合する。なお、図示は省略するが、１−２速従動ギヤ４１はリバース駆動ギヤ３３にも噛合する。６−８速従動ギヤ４２は、６速駆動ギヤ２６と８速駆動ギヤ２８とにそれぞれ噛合する。３−４速従動ギヤ４３は、３速駆動ギヤ２３と４速駆動ギヤ２４とにそれぞれ噛合する。５−７速従動ギヤ４４は、５速駆動ギヤ２５と７速駆動ギヤ２７とにそれぞれ噛合する。

パーキングギヤ３０は、図示しないパーキングギヤ機構の係合爪と噛合可能に構成される。パーキングギヤ機構の作動に応じてパーキングギヤ３０に係合爪が係合すると、ギヤ機構１０がロックされ、係合爪の係合が解除されると、ギヤ機構１０がアンロックされる。変速機１のトルクは、ファイナルギヤ４５を介して、図示しない差動ギヤ機構に出力される。

変速機１は、ドグ歯を介して駆動ギヤ２１〜２９をトルク伝達用の回転軸に結合する複数のギヤ結合機構（ドグクラッチ）を有する。すなわち、２速駆動ギヤ２２または８速駆動ギヤ２８を第２主入力軸１２に結合する第１ギヤ結合機構１ＧＥと、４速駆動ギヤ２４または７速駆動ギヤ２７を第２主入力軸１２に結合する第２ギヤ結合機構２ＧＥと、１速駆動ギヤ２１または６速駆動ギヤ２６を副入力軸１３に結合する第３ギヤ結合機構３ＧＥと、３速駆動ギヤ２３または５速駆動ギヤ２５を副入力軸１３に結合する第４ギヤ結合機構４ＧＥと、リバース駆動ギヤ２９をリバース軸１５に結合する第５ギヤ結合機構５ＧＥとを有する。

図２は、第１ギヤ結合機構１ＧＥの構成を示す分解斜視図であり、図３は、第１ギヤ結合機構１ＧＥの組立て状態を示す変速機１の要部断面図である。図２，３に示すように、第１ギヤ結合機構１ＧＥは、２速駆動ギヤ２２と８速駆動ギヤ２８との間に配置され、第２主入力軸１２に固定されて、軸線ＣＬ０を中心に回転するハブＨＢ１と、ハブＨＢ１の外周面に沿って軸方向（図３の矢印ＡＢ方向）に移動可能に支持された可動リングＤＲ１とを有する。

より具体的には、可動リングＤＲ１の内周面には、径方向内側に向けて周方向複数の略円柱形状のガイドピン５０が突設され、各ガイドピン５０に対応してハブＨＢ１の外周面には、軸方向一端面から他端面にかけて周方向複数の略Ｖ字状のガイド溝６０が設けられる。ガイドピン５０はガイド溝６０に係合し、ガイドピン５０はガイド溝６０にガイドされながら可動リングＤＲ１と一体に軸方向（図３の矢印ＡＢ方向）に移動する。可動リングＤＲ１の軸方向一端面には、周方向等間隔にドグ歯Ｄ１が突設され、軸方向他端面には、周方向等間隔にドグ歯Ｄ２が突設される。

２速駆動ギヤ２２は、外周面に形成された変速ギヤ２２ａと、ドグ歯Ｄ１に対向して軸方向端部に設けられたドグ歯Ｄ３とを有する。より具体的には、２速駆動ギヤ２２は、外周面に変速ギヤ２２ａが形成されたギヤ本体２２１と、ギヤ本体２２１の可動リングＤＲ１側の端部にスプライン結合により取り付けられた噛合リング２２２とを一体に有する。噛合リング２２２には、可動リングＤＲ１のドグ歯Ｄ１に対応して周方向複数の開口部２２ｂが設けられ、２速駆動ギヤ２２（噛合リング２２２）の軸方向端面は周方向に凹凸状に形成される。これにより２速駆動ギヤ２２の軸方向端部に、ドグ歯Ｄ１に対向してドグ歯Ｄ３が設けられる。

８速駆動ギヤ２８は、外周面に形成された変速ギヤ２８ａと、ドグ歯Ｄ２に対向して軸方向端部に設けられたドグ歯Ｄ４とを有する。より具体的には、８速駆動ギヤ２８には、可動リングＤＲ１のドグ歯Ｄ２に対応して周方向複数の開口部２８ｂが設けられ、８速駆動ギヤ２８の軸方向端面は周方向に凹凸状に形成される。これにより８速駆動ギヤ２８の軸方向端部に、ドグ歯Ｄ２に対向してドグ歯Ｄ４が設けられる。

図３では、可動リングＤＲ１のドグ歯Ｄ１，Ｄ２が２速駆動ギヤ２２および８速駆動ギヤ２８のいずれのドグ歯Ｄ３，Ｄ４にも噛合しておらず、可動リングＤＲ１は中立位置に位置し、第１ギヤ結合機構１ＧＥは中立状態にある。この状態から可動リングＤＲ１が矢印Ａ方向のインギヤ位置に移動してドグ歯Ｄ１がドグ歯Ｄ３に噛合すると、２速駆動ギヤ２２が第２主入力軸１２に結合し、第１ギヤ結合機構１ＧＥはギヤ結合状態となる。また、可動リングＤＲ１が矢印Ｂ方向のインギヤ位置に移動してドグ歯Ｄ２がドグ歯Ｄ４に噛合すると、８速駆動ギヤ２８が第２主入力軸１２に結合し、第１ギヤ結合機構１ＧＥはギヤ結合状態となる。

可動リングＤＲ１は、ドグ操作装置４０により中立位置からインギヤ位置またはインギヤ位置から中立位置に操作される。図示は省略するが、ドグ操作装置４０は、可動リングＤＲ１を駆動するアクチュエータ（電動モータなど）を有し、アクチュエータはコントローラからの制御信号により駆動制御される。例えばコントローラは、車速とアクセルペダルの踏み込み量とに基づき車両の要求トルクを算出し、要求トルクに応じた変速段となるようにアクチュエータを制御する。

図１において、第１ギヤ結合機構１ＧＥを介して２速駆動ギヤ２２が第２主入力軸１２に結合すると、第２主入力軸１２の回転が２速駆動ギヤ２２、１−２速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、２速段が確立する。第１ギヤ結合機構１ＧＥを介して８速駆動ギヤ２８が第２主入力軸１２に結合すると、第２主入力軸１２の回転が８速駆動ギヤ２８、６−８速従動ギヤ４２を介して出力軸１４に伝達され、８速段が確立する。

詳細な図示は省略するが、他のギヤ結合機構２ＧＥ〜５ＧＥも第１ギヤ結合機構１ＧＥと同様に構成される。

第２ギヤ結合機構２ＧＥを介して４速駆動ギヤ２４が第２主入力軸１２に結合すると、第２主入力軸１２の回転が４速駆動ギヤ２４、３−４速従動ギヤ４３を介して出力軸１４に伝達され、４速段が確立する。第２ギヤ結合機構２ＧＥを介して７速駆動ギヤ２７が第２主入力軸１２に結合すると、第２主入力軸１２の回転が７速駆動ギヤ２７、５−７速従動ギヤ４４を介して出力軸１４に伝達され、７速段が確立する。

第３ギヤ結合機構３ＧＥを介して１速駆動ギヤ２１が副入力軸１３に結合すると、副入力軸１３の回転が１速駆動ギヤ２１、１−２速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、１速段が確立する。第３ギヤ結合機構３ＧＥを介して６速駆動ギヤ２６が副入力軸１３に結合すると、副入力軸１３の回転が６速駆動ギヤ２６、６−８速従動ギヤ４２を介して出力軸１４に伝達され、６速段が確立する。

第４ギヤ結合機構４ＧＥを介して３速駆動ギヤ２３が副入力軸１３に結合すると、副入力軸１３の回転が３速駆動ギヤ２３、３−４速従動ギヤ４３を介して出力軸１４に伝達され、３速段が確立する。第４ギヤ結合機構４ＧＥを介して５速駆動ギヤ２５が副入力軸１３に結合すると、副入力軸１３の回転が５速駆動ギヤ２５、５−７速従動ギヤ４４を介して出力軸１４に伝達され、５速段が確立する。

第５ギヤ結合機構５ＧＥを介してリバース駆動ギヤ２９がリバース軸１５に結合すると、リバース軸１５の回転がリバース駆動ギヤ２９、１−２速従動ギヤ４１を介して出力軸１４に伝達され、後進段が確立する。なお、図示は省略するが、可動リングＤＲ５が軸方向の所定位置に移動すると、パーキングギヤ機構が作動し、パーキングギヤ機構の係合爪がパーキングギヤ３０に係合してギヤ機構１０がロックされる。

上述したように、本実施形態では、ギヤ結合機構１ＧＥ〜５ＧＥのハブＨＢ１〜ＨＢ５と可動リングＤＲ１〜ＤＲ５とは、それぞれガイド溝６０に係合されたガイドピン５０を介してトルク伝達可能に連結される（図２，３）。以下、この点について詳細に説明する。

図４は、図３のIV-IV線に沿って切断した第１ギヤ結合機構１ＧＥのハブＨＢ１と可動リングＤＲ１の要部構成を拡大して示す断面図であり、図５は、中立状態におけるガイド溝６０とガイドピン５０との間の位置関係を示す図である。なお、図示は省略するが、他のギヤ結合機構２ＧＥ〜５ＧＥのガイド溝６０とガイドピン５０の構成も図４，５に示したものと同一である。

図４に示すように、可動リングＤＲ１の内周面５１には円形の有底孔５２が設けられ、有底孔５２に円柱形状のガイドピン５０の一端部が挿入される。有底孔５２の直径Ｄ１はガイドピン５０の直径Ｄ０よりも所定長さΔｄだけ大きく、有底孔５２とガイドピン５０との間の隙間５３に潤滑油が充填される。このようにガイドピン５０を有底孔５２に圧入するのではなく、所定長さΔｄの隙間５３を設けて有底孔５２に挿入することで、ガイドピン５０は有底孔５２から脱落することなく、潤滑油の表面張力により有底孔５２に回転可能に保持される。なお、所定長さΔｄは、隙間５３に潤滑油膜を形成し得る値、例えば数百μｍ程度に設定される。

図５には、車両の前進走行時および後進走行時におけるハブＨＢ１の回転方向をそれぞれ矢印ＦおよびＲで示すとともに、軸方向に沿った可動リングＤＲ１の移動方向を図３と同様、矢印ＡＢで示す。図５に示すように、ハブＨＢ１の外周面６１のガイド溝６０は、互いに対向する一対の側面６２、すなわち矢印Ｒ方向側の側面６２ａと、矢印Ｆ方向側の側面６２ｂとを有する。

ガイド溝６０は、ハブＨＢ１の軸方向（ＡＢ方向）の全長にわたって一方の側面６２ａから他方の側面６２ｂまでの長さ（溝幅Ｌ１）が一定となり、かつ、ハブＨＢ１の軸方向長さＬ０の中間を通る軸線ＣＬ１に対して対称に形成される。軸線ＣＬ１の両側の一対の側面６２ｂのなす角θは１８０°より小さい。溝幅Ｌ１は、ガイドピン５０の直径Ｄ０よりも大きく、さらに有底孔５２の直径Ｄ１よりも大きい（図４参照）。したがって、ガイド溝６０とガイドピン５０との間には、隙間５３よりも大きな隙間６３が形成される。

図４に示すように、ハブＨＢ１が矢印Ａ方向に回転すると、可動リングＤＲ１にガイドピン５０を介してトルクが作用し、可動リングＤＲ１がハブＨＢ１とともに回転する。このとき、ガイド溝６０の側面６２ａからガイドピン５０に押圧力Ｆ１が作用し、ガイドピン５０から有底孔５２の周面に押圧力Ｆ２が作用する。なお、図４は、加速走行時の押圧力Ｆ１，Ｆ２の向きを示しており、減速走行時には可動リングＤＲ１からハブＨＢ１にトルクが作用するため、押圧力Ｆ１，Ｆ２の向きが反対となる。

押圧力Ｆ１，Ｆ２は、ガイドピン５０とガイド溝６０との接触面Ｓ１、およびガイドピン５０と有底孔５２との接触面Ｓ２にそれぞれ作用する。ハブＨＢ１の回転中心である軸線ＣＬ０から接触面Ｓ１の径方向中間位置までの距離Ｒ１は、軸線ＣＬ０から接触面Ｓ２の径方向中間位置までの距離Ｒ２よりも短い（Ｒ１＜Ｒ２）。このため、接触面Ｓ１，Ｓ２に作用するトルクは互いに等しい（Ｒ１・Ｆ１＝Ｒ２・Ｆ２）ことから、押圧力Ｆ２は押圧力Ｆ１よりも小さい（Ｆ１＞Ｆ２）。

したがって、接触面Ｓ１におけるガイドピン５０とガイド溝６０との摩擦係数μ１と、接触面Ｓ２におけるガイドピン５０と有底孔５２との摩擦係数μ２とを、互いに等しいと仮定すると、接触面Ｓ１における摩擦力（μ１・Ｆ１）は接触面Ｓ２における摩擦力（μ２・Ｆ２）よりも大きい。これにより、ガイドピン５０がガイド溝６０に沿って図５の矢印ＡＢ方向に移動する場合、摩擦力が大きい接触面Ｓ１でガイドピン５０の一端部は転がりやすく、摩擦力が小さい接触面Ｓ２でガイドピン５０の他端部は摺動しやすい。

以上より、ガイドピン５０の一端部は、ガイド溝６０の側面６２を滑らずに転がりながらガイド溝６０に沿って移動し、ガイドピン５０の外周面の全周が順次接触面Ｓ１となる。これにより、ガイドピン５０を転がらせずに摺動させる場合に比べ、ガイドピン５０の一端部の応力を低減することができる。このとき、ガイドピン５０の他端部は、有底孔５２内を摺動しながら回転する。このため、ガイドピン５０は流体潤滑状態となって、潤滑油を介して有底孔５２の周面に接触する。その結果、ガイドピン５０の摺動性が向上し、ガイドピン５０の他端部の応力も低減することができる。

図６，７は、それぞれドグ操作装置４０の操作により第１ギヤ結合機構１ＧＥの可動リングＤＲ１を矢印Ａ方向に移動させた状態、すなわち２速段での加速走行時および減速走行時におけるトルクの伝達経路を示す図である。なお、図示は省略するが、他の変速段におけるトルクの伝達径路も図６，７と同様である。

加速走行時には、ハブＨＢ１の回転が可動リングＤＲ１の回転よりも速い。このため、図６に示すように、ハブＨＢ１のガイド溝６０の側面６２ａがガイドピン５０に当接する。これにより、当接部５０ａにおいてガイドピン５０に加速方向（矢印Ｆ方向）の押圧力Ｆ１が作用し、この押圧力Ｆ１により２速駆動ギヤ２２（ドグ歯Ｄ２ｂ）に加速トルクＴａが作用する。このとき、ガイド溝６０の側面６２ａが軸方向に対し傾斜していることから、ガイドピン５０には押圧力Ｆ１に垂直な矢印Ａ方向への力Ｆａ、すなわち２速駆動ギヤ２２と可動リングＤＲ１との噛合わせを促進するような力（噛合い促進力）が作用する。

一方、減速走行時には、ハブＨＢ１の回転が可動リングＤＲ１の回転よりも遅く、図７に示すように、２速駆動ギヤ２２から可動リングＤＲ１に減速トルクＴｂが作用する。このため、ハブＨＢ１のガイド溝６０の側面６２ｂがガイドピン５０に当接し、当接部５０ｂにおいてガイドピン５０に減速方向（矢印Ｒ方向）の押圧力Ｆ３が作用する。このとき、ガイド溝６０の側面６２ｂが軸方向に対し傾斜していることから、ガイドピン５０には押圧力Ｆ３に垂直な矢印Ｂ方向への力Ｆｂ、すなわち２速駆動ギヤ２２と可動リングＤＲ１との噛合わせを解除するような力（噛合い解除力）が作用する。

本実施形態では、アップシフト時に下段ギヤと上段ギヤとが同時に噛み合うように、ドグ操作装置４０が可動リングを操作する。例えば２速段から３速段へのアップシフト時には、第１ギヤ結合機構１ＧＥを介して２速駆動ギヤ２２が第２主入力軸１２に結合された状態で、さらに第４ギヤ結合機構４ＧＥを介して３速駆動ギヤ２３が副入力軸１３に結合される。

この場合には、第１ギヤ結合機構１ＧＥのハブＨＢ１の回転は可動リングＤＲ１（２速駆動ギヤ２２）の回転よりも遅い。一方、第４ギヤ結合機構４ＧＥのハブＨＢ４の回転は可動リングＤＲ４（３速駆動ギヤ２３）の回転よりも速い。このため、２速駆動ギヤ２２は図７の減速状態となり、３速駆動ギヤ２３は図６の加速状態となる。したがって、アップシフト時に２速駆動ギヤ２２と３速駆動ギヤ２３とがそれぞれ可動リングＤＲ１，ＤＲ４に同時に噛合すると、２速駆動ギヤ２２には、出力軸１４を介して出力トルクの一部が循環トルクとして作用する。

この循環トルクによって第１ギヤ結合機構１ＧＥのガイドピン５０に噛合い解除力Ｆｂ（図７）が作用し、可動リングＤＲ１が図７の矢印Ｂ方向（噛合い解除方向）に移動する。これにより、可動リングＤＲ１のドグ歯Ｄ２ａと２速駆動ギヤ２２のドグ歯Ｄ２ｂとの噛合いが解除され、第１ギヤ結合機構１ＧＥは中立状態となる。このとき、第４ギヤ結合機構４ＧＥのガイドピン５０には噛合い促進力Ｆａ（図６）が作用し、可動リングＤＲ４が３速駆動ギヤ２３側に押圧される。これにより可動リングＤＲ４のドグ歯Ｄ３ａと３速駆動ギヤ２３のドグ歯Ｄ３ｂとは噛合したままであり、第４ギヤ結合機構４ＧＥはギヤ結合状態となる。

このように一部の駆動ギヤ（例えば２速駆動ギヤ２２と３速駆動ギヤ２３）を同時に噛合させながら変速することで、トルク抜けがなくスムーズなアップシフトが可能となる。なお、ダウンシフト時には、結合状態にある上段の変速段に対応したギヤ結合機構の可動リングを中立位置に戻した後に、下段の変速段に対応したギヤ結合機構をギヤ結合状態とするように、ドグ操作装置４０が可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を操作する。

本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）変速機１は、軸線ＣＬ０を中心に回転するハブＨＢ１〜ＨＢ５と、ハブＨＢ１〜ＨＢ５の周囲に、ハブＨＢ１〜ＨＢ５に対し軸方向に相対移動可能かつハブＨＢ１〜ＨＢ５と一体に回転可能に設けられ、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２を有する可動リングＤＲ１〜ＤＲ５と、ハブＨＢ１〜ＨＢ５に対し相対回転可能に設けられ、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２に対向したドグ歯Ｄ３，Ｄ４を有する駆動ギヤ２１〜２９と、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２がドグ歯Ｄ３，Ｄ４から離間した中立位置からドグ歯Ｄ１，Ｄ２がドグ歯Ｄ３，Ｄ４に噛合するインギヤ位置にかけて可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を操作するドグ操作装置４０と、を備える（図１，３）。ハブＨＢ１〜ＨＢ５は、外周面６１に軸方向に延在するガイド溝６０を有し、可動リングＤＲ１〜ＤＲ５は、一端部が内周面５１に設けられた有底孔５２に潤滑油を介して回転可能に挿入され、他端部がガイド溝６０に係合する略円柱形状のガイドピン５０を有する（図４，５）。

このように可動リングＤＲ１〜ＤＲ５の内周面５１の有底孔５２に潤滑油を介してガイドピン５０を回転可能に挿入することにより、可動リングＤＲ１〜ＤＲ５の軸方向の移動時には、ガイドピン５０の一端部が有底孔５２内を摺動しながら回転し、他端部がガイド溝６０に沿って転動する。このため、例えばガイドピン５０を可動リングＤＲ１〜ＤＲ５の内周面５１に回転不能に圧入してガイド溝６０に沿って摺動させる場合に比べ、ガイドピン５０に発生する応力を低減することができ、簡易な構成でガイドピン５０の破損を防止することができる。なお、ガイドピン５０の接触面Ｓ１におけるガイド溝６０との摺動性を向上させるために、ガイドピン５０の一端部にブッシュを取り付けることも考えられる。しかし、この場合には、部品点数が増加するだけでなく、押圧力Ｆ１（図４）によりブッシュが破損するおそれがある。

（２）ガイドピン５０と有底孔５２との間の隙間５３は、潤滑油の表面張力により有底孔５２に回転可能に保持されるように設定される（図４）。これにより潤滑油で満たされた有底孔５２内にガイドピン５０の端部を挿入するだけで、ガイドピン５０を有底孔５２内に容易に回転可能に保持することができる。

（３）ガイドピン５０と有底孔５２との間の隙間５３は、ガイドピン５０とガイド溝６０との間の隙間６３よりも小さい。換言すれば、有底孔５２の直径Ｄ１は、ガイド溝６０の溝幅Ｌ１よりも小さい（図４）。これによりガイドピン５０はガイド溝６０の一方の側面６２ａまたは６２ｂのみに当接し、ガイドピン５０が側面６２上を容易に転動することができる。

（４）ガイド溝６０は、軸方向に対し傾斜し、かつ、軸方向に対称な略Ｖ字形状を呈する（図５）。このようにガイド溝６０を形成することで、例えばアップシフト時に下段の変速ギヤと上段の変速ギヤとを同時に噛合させた場合に、下段の変速ギヤに対応するいずれかのギヤ結合機構の可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を、出力軸１４を介した循環トルクにより中立位置に移動させることができる。この場合、ガイドピン５０には過大な噛合い解除力Ｆｂが作用するが、上述したように可動リングＤＲ１〜ＤＲ５の内周面５１の有底孔５２に潤滑油を介してガイドピン５０を回転可能に挿入することで、ガイドピン５０はガイド溝６０の側面６２上を転動し、ガイドピン５０に発生する応力を低減することができる。

（５）可動リングＤＲ１〜ＤＲ９は、回転軸（第２入力軸１２、出力軸１４、リバース軸１５）と一体に回転するハブＨＢ１〜ＨＢ５の周囲にハブＨＢ１〜ＨＢ５に対し軸方向に相対移動可能かつハブＨＢ１〜ＨＢ５と一体に回転可能に設けられ、ガイド溝６０は、ハブＨＢ１〜ＨＢ５の外周面６１に設けられる（図４，５）。このようにハブＨＢ１〜ＨＢ５を介して可動リングＤＲ１〜ＤＲ９を支持することで、可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を、回転軸に対し軸方向に相対移動可能かつ回転軸と一体に回転可能に容易に構成できる。

なお、上記実施形態では、変速機１のギヤ機構１０にクラッチ機構Ｃを介してエンジン２と電動機３とを接続するようにしたが、例えば電動機３を省略してもよく、変速機１の構成は上述したものに限らない。図８は、図１の変形例を示す図である。図８の変速機１Ａでは、電動機３が省略され、エンジン２のトルクが単一のクラッチＣを介して入力軸１２Ａに入力される。入力軸１２Ａの周囲には、５速駆動ギヤ２５Ａと２速駆動ギヤ２２Ａと６速駆動ギヤ２６Ａと３速駆動ギヤ２３Ａとがこの順番に、それぞれ入力軸１２Ａに対し相対回転可能に配置され、さらに３速駆動ギヤ２３Ａの側方にギヤ３４，３５が入力軸１２Ａに固定して配置される。

出力軸１４Ａには、５速駆動ギヤ２５Ａに噛合するギヤ４６と、２速駆動ギヤ２２Ａに噛合するギヤ４７と、６速駆動ギヤ２６Ａに噛合するギヤ４８と、３速駆動ギヤ２３Ａに噛合するギヤ４９と、ファイナルギヤ４５Ａとが固定される。出力軸１４Ａの周囲には、ギヤ４９とファイナルギヤ４５との間に、４速駆動ギヤ２４Ａと１速駆動ギヤ２１Ａとがそれぞれ出力軸１４Ａに対し相対回転可能に配置され、４速駆動ギヤ２４Ａと１速駆動ギヤ２１Ａとはそれぞれギヤ３４，３５に噛合される。なお、図８では、リバース駆動ギヤの図示を省略する。

２速駆動ギヤ２２Ａと６速駆動ギヤ２６Ａとの間にはギヤ結合機構６ＧＥが設けられ、３速駆動ギヤ２３Ａと６速駆動ギヤ２６Ａとの間にはギヤ結合機構７ＧＥが設けられ、１速駆動ギヤ２１Ａと４速駆動ギヤ２４Ａとの間にはギヤ結合機構８ＧＥが設けられる。ギヤ結合機構は、上述した第１ギヤ結合機構〜第５ギヤ結合機構と同様に構成され、それぞれが回転軸（入力軸１２Ａ，出力軸２１Ａ）に固定されたハブと、ハブの外周面に沿って軸方向に相対移動可能な可動リングとを有する。２速駆動ギヤ２２Ａおよび５速駆動ギヤ２５Ａの一方はギヤ結合機構６ＧＥを介して入力軸１２Ａに結合可能であり、３速駆動ギヤ２３Ａおよび６速駆動ギヤ２６Ａの一方はギヤ結合機構７ＧＥを介して入力軸１２Ａに結合可能であり、１速駆動ギヤ２１Ａおよび４速駆動ギヤ２４Ａの一方はギヤ結合機構８ＧＥを介して出力軸１４Ａに結合可能である。これにより１〜６速のいずれかの変速段が確立される。

上記実施形態では、回転体としての回転軸１２，１３，１５とハブＨＢ１〜ＨＢ５とを別体として構成したが、回転軸１２，１３，１５の外周面の一部を例えばハブＨＢ１〜ＨＢ５と同一形状に構成し、回転軸自体にガイド溝６０を設けるようにしてもよい。したがって、周囲に可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を有する回転体は回転軸であってもよく、ハブを省略してもよい。上記実施形態では、軸方向に移動可能な可動リングＤＲ１〜ＤＲ５の軸方向の端面に第１ドグ歯としてドグ歯Ｄ１，Ｄ２を突設するようにしたが、第１ドグ歯の構成はこれに限らない。したがって、回転軸に対し相対回転可能に設けられ、可動リングＤＲ１〜ＤＲ５のドグ歯Ｄ１，Ｄ２に対応した駆動ギヤ２１〜２９（変速用ギヤ）のドグ歯Ｄ３，Ｄ４の構成、すなわち第２ドグ歯の構成も上述したものに限らない。すなわち、ドグクラッチの構成は上述したものに限らず、例えば可動リングの内周面と変速用ギヤの外周面とを互いに対向するように構成し、これら内周面と外周面とにそれぞれ第１ドグ歯と第２ドグ歯とを形成してもよい。

上記実施形態では、変速用ギヤとして前進８速段、後進１速段の駆動ギヤ２１〜２９を設けたが、変速用ギヤの段数はこれに限らない。変速機１を自動変速機ではなく、手動変速機としてもよい。中立位置からインギヤ位置にかけて可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を操作するであれば、ドグ操作装置４０はいかなるものでもよく、例えばドライバ自身がドグ操作装置４０に目標変速段を入力し、目標変速段に応じて可動リングＤＲ１〜ＤＲ５を操作するようにしてもよい。

上記実施形態では、軸方向に延在するガイド溝として、ハブＨＢ１〜ＨＢ５の外周面にＶ字状のガイド溝６０を形成したが、ガイド溝の形状はこれに限らず、例えばストレート状のガイド溝であってもよい。上記実施形態では、可動リングＤＲ１〜ＤＲ５の内周面５１の有底孔５２に潤滑油を介して略円柱形状のガイドピン５０を回転可能に挿入したが、ガイドピンが挿入される凹部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、有底孔５２の直径Ｄ１をガイド溝６０の溝幅Ｌ１よりも小さくしたが、Ｄ１とＬ１の大小関係はこれに限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。

１，１Ａ 変速機、１２ 第２主入力軸、１３ 副入力軸、２１〜２９ 駆動ギヤ、４０ ドグ操作装置、５０ ガイドピン、５２ 有底孔、５３ 隙間、６０ ガイド溝、６３ 隙間、１ＧＥ〜８ＧＥ ギヤ結合機構、Ｄ１〜Ｄ４ ドグ歯、ＤＲ１〜ＤＲ５ 可動リング、ＨＢ１〜ＨＢ５ ハブ

Claims (5)

1. 軸線を中心に回転する回転体と、
   前記回転体の周囲に、前記回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ前記回転体と一体に回転可能に設けられ、第１ドグ歯を有する可動リングと、
   前記回転体に対し相対回転可能に設けられ、前記第１ドグ歯に対向した第２ドグ歯を有する変速用ギヤと、
   前記第１ドグ歯が前記第２ドグ歯から離間した中立位置から前記第１ドグ歯が前記第２ドグ歯に噛合するインギヤ位置にかけて前記可動リングを操作するドグ操作装置と、を備え、
   前記回転体は、外周面に軸方向に延在するガイド溝を有し、
   前記可動リングは、一端部が内周面に設けられた凹部に潤滑油を介して回転可能に挿入されるとともに、他端部が前記ガイド溝に係合する略円柱形状のガイドピンを有することを特徴とする変速機。
2. 請求項１に記載の変速機において、
   前記ガイドピンと前記凹部との間の隙間は、前記潤滑油の表面張力により前記凹部に回転可能に保持されるように設定されることを特徴とする変速機。
3. 請求項１または２に記載の変速機において、
   前記ガイドピンと前記凹部との間の隙間は、前記ガイドピンと前記ガイド溝との間の隙間よりも小さいことを特徴とする変速機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速機において、
   前記ガイド溝は、軸方向に対し傾斜し、かつ、軸方向に対称な略Ｖ字形状を呈することを特徴とする変速機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の変速機において、
   前記回転体は、回転軸と一体に回転するハブであり、
   前記可動リングは、前記ハブの周囲に前記ハブに対し軸方向に相対移動可能かつ前記ハブと一体に回転可能に設けられ、
   前記ガイド溝は、前記ハブの外周面に設けられることを特徴とする変速機。

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