(57)【要約】【課題】クラッチ切換装置およびこれを備える変速装置のコンパクト化に資する技術を提供する。【解決手段】第３ギヤ機構１６を介してモータ１８の回転が伝達されるスライダ１４の軸方向移動によってクラッチＣＬの切替えを行うクラッチ切替装置１０が構成される。スライダ１４の軸方向移動に際して、互いに摺動されるスライダ１４のギヤ１４ｃと第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃとをヘリカルギヤとして構成する。ヘリカルギヤの傾斜は、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの噛み合いに伴い発生するスラスト力が、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの間で発生する摺動抵抗力とは反対方向に作用するよう構成される。これにより、スライダ１４を軸方向移動するためにモータに要求される出力を低減することができるため、モータ１８の小型化を図ることができる。この結果、装置のコンパクト化を図ることができる。【選択図】図１
2015143548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチの切換えを行うクラッチ切替装置であって、
モータと、
第１ギヤを有し、前記モータにより回転駆動されるギヤ部材と、
固定状に設けられたスライダシャフトと、
前記第１ギヤと噛み合う第２ギヤを有すると共に、前記スライダシャフト上にネジ係合されたスライダ部材と、
を備え、
前記第１ギヤは、該第１ギヤの中心軸に対して傾斜する歯筋を有しており、
前記第２ギヤは、該第２ギヤの中心軸に対して傾斜する歯筋を有しており、
前記スライダシャフト上を軸方向に螺進退する前記スライダ部材によって前記クラッチを切替えるように構成されているクラッチ切替装置。
【請求項２】
前記第２ギヤは、前記スライダ部材が前記スライダシャフト上を軸方向に螺進退する際に、前記第１ギヤに対して摺動するよう構成されており、
前記第１ギヤおよび前記第２ギヤにおける歯筋の傾斜は、前記第1ギヤと前記第２ギヤとの噛み合いに伴い生ずるスラスト力が、前記第1ギヤと前記第２ギヤとの間に生ずる摺動抵抗力と反対方向に作用するように構成されている請求項１に記載のクラッチ切替装置。
【請求項３】
前記第１ギヤおよび前記第２ギヤにおける歯筋の傾斜は、前記摺動抵抗力をキャンセル可能なスラスト力を発生することができる角度に設定されてなる請求項２に記載のクラッチ切替装置。
【請求項４】
前記クラッチを接続する方向または前記クラッチの接続を解除する方向に付勢する付勢部材を備え、
前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの歯筋の傾斜は、前記付勢部材の付勢力の少なくとも一部をキャンセル可能なスラスト力を発生することができる角度に設定されてなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載のクラッチ切替装置。
【請求項５】
前記モータの回転軸には、該回転軸と一体回転可能な第３ギヤが固定されており、
前記ギヤ部材は、前記第３ギヤと噛み合う第４ギヤと、前記第１ギヤと前記第４ギヤとを一体回転可能に支持する支持軸とを有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載のクラッチ切替装置。
【請求項６】
前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの歯筋の傾斜角度は、前記中心軸に対して０°ないし１０°の範囲内である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のクラッチ切替装置。
【請求項７】
変更可能な変速比をもって動力源からの動力を伝達する変速装置であって、
前記動力源からの動力が入力される第１入力軸と、
前記動力源の動力軸と前記第１入力軸との接続および接続の解除を行うクラッチと、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のクラッチ切替装置と、
前記第１入力軸の内周に該第１入力軸と同心状に配置されると共に、前記動力軸に直結された第２入力軸と、
出力軸と、
前記第１入力軸と前記出力軸とを第１ギヤ比で接続する第１ギヤ機構と、
前記第２入力軸と前記出力軸とを第２ギヤ比で接続可能な第２ギヤ機構と、
該第２ギヤ機構による前記第２入力軸と前記出力軸との接続状態を選択的に切り替える切替部材と、
を備え、
前記スライダシャフトは、前記第１入力軸の外周に該第１入力軸と同心状に配置されてなる変速装置。
【請求項８】
前記第２ギヤ比は、前記第１ギヤ比より大きいギヤ比に設定されてなる請求項７に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチを接続状態と接続解除状態との間で切換え可能なクラッチ切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のクラッチ切替装置としては、モータと、モータにより回転駆動される従動ギヤと、従動ギヤを回転可能に支持する固定スリーブと、従動ギヤの軸部にネジ係合された被動スリーブとを備え、モータの回転駆動によって従動ギヤを回転させることにより被動スリーブを軸方向に進退させて、クラッチの入り切りを行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この装置では、従動ギヤの軸部、被動スリーブおよび固定スリーブを入れ子状に配置することにより、装置のコンパクト化を図っている。これに対して、出願人は、モータにより回転駆動される従動ギヤ自体を軸方向に進退させる構成として、上述した構成に比べて部品点数を抑えてコンパクト化を図ることができるものを提案している（特許文献２参照）。このように、クラッチ切替装置は、変速装置等の限られたスペースに取り付けられるものであることから、クラッチ切替装置の小型化を図ることは重要な課題の一つと考えることができる。装置の小型化を図ることができれば、電力消費量の抑制にも繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８１５７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５９１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、クラッチ切換装置およびこれを備える変速装置のコンパクト化に資する技術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】
本発明のクラッチ切替装置およびこれを備える変速装置は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明に係るクラッチ切替装置の好ましい形態によれば、クラッチの切替えを行うクラッチ切替装置が構成される。クラッチ切替装置は、モータと、当該モータに回転駆動されるギヤ部材と、固定状に設けられたスライダシャフトと、スライダ部材とを備える。ギヤ部材は、第１ギヤを有する。スライダ部材は、第１ギヤと噛み合う第２ギヤを有すると共に、スライダシャフト上にネジ係合されている。また、第１ギヤは、当該第１ギヤの中心軸に対して傾斜する歯筋を有している。さらに、第２ギヤは、当該第２ギヤの中心軸に対して傾斜する歯筋を有している。そして、スライダシャフト上を軸方向に螺進退するスライダ部材によってクラッチを切替えるように構成されている。本発明における「中心軸に対して傾斜する」とは、第１ギヤおよび第２ギヤそれぞれの中心軸を鉛直方向に向けた状態で、第１ギヤおよび第２ギヤを正面から見た場合に、歯筋が右上がりないし左上がりに傾斜する態様がこれに該当する。
【０００８】
本発明によれば、ギヤ部材の第１ギヤとスライダ部材の第２ギヤとの歯筋が、中心軸に対して傾斜する構成であるため、第１ギヤと第２ギヤとの噛み合いに伴ってスラスト力が発生する。当該スラスト力は、スライダ部材のスライダシャフト上におけるクラッチ側への軸方向移動およびクラッチから遠ざかる側への軸方向移動を助勢する。これにより、スライダ部材を軸方向移動させるために要求されるモータの出力を低減することができ、モータの小型化を図ることができる。この結果、クラッチ切替装置をコンパクト化することができる。さらに、第１ギヤおよび第２ギヤの歯筋が中心軸に対して平行、即ち、平歯車として構成される場合に比べて、噛み合い率が向上するため、ギヤノイズの改善を図ることができる。
【０００９】
本発明に係るクラッチ切替装置の更なる形態によれば、第２ギヤは、スライダ部材が軸方向移動する際に、第１ギヤに対して摺動するよう構成されている。そして、第１ギヤおよび第２ギヤにおける歯筋の傾斜は、第1ギヤと第２ギヤとが噛み合う際に生ずるスラスト力が、第1ギヤと第２ギヤとの間に生ずる摺動抵抗力と反対方向に作用するように構成されている。
【００１０】
スライダ部材が軸方向移動する構成の場合には、スライダ部材に設けた第２ギヤの歯面がギヤ部材に設けた第1ギヤの歯面に対して摺動するため、当該歯面間に作用する摺動抵抗力分だけ、スライダ部材を軸方向移動させるために必要な駆動力が増大する。しかしながら、本形態によれば、第１ギヤと第２ギヤとが噛み合うことにより発生するスラスト力が、第１ギヤと第２ギヤとの間に生ずる摺動抵抗力とは反対方向に作用する構成であるため、スライダ部材を軸方向移動させるために必要な駆動力の増大を抑制できる。この結果、モータの小型化を図ることができる。なお、第１ギヤおよび第２ギヤの歯筋の傾斜角度は、中心軸に対して０度ないし１０°の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るクラッチ切替装置の更なる形態によれば、第１ギヤおよび第２ギヤにおける歯筋の傾斜は、摺動抵抗力をキャンセル可能なスラスト力を発生することができる角度に設定されている。
【００１２】
本形態によれば、第１ギヤと第２ギヤとが噛み合うことにより発生するスラスト力によって、第１ギヤと第２ギヤとの間に生ずる摺動抵抗力をキャンセルする構成であるため、スライダ部材を軸方向移動させるために必要な駆動力の増大をより抑制できる。この結果、よりモータの小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明に係るクラッチ切替装置の更なる形態によれば、クラッチを接続する方向またはクラッチの接続を解除する方向に付勢する付勢部材を備える。そして、第１ギヤおよび第２ギヤの歯筋の傾斜は、付勢部材の付勢力の少なくとも一部をキャンセル可能なスラスト力を発生することができる角度に設定されている。なお、本発明における「付勢部材」は、典型的にはダイヤフラムスプリングがこれに該当する。
【００１４】
本形態によれば、第１ギヤと第２ギヤとの噛み合いにより生ずるスラスト力によって、付勢部材の付勢力の少なくとも一部をキャンセルする構成であるため、スライダ部材を軸方向移動させるために必要な駆動力の増大をより一層抑制できる。この結果、より一層モータの小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明に係るクラッチ切替装置の更なる形態によれば、モータの回転軸には、当該回転軸と一体回転可能な第３ギヤが固定されている。そして、ギヤ部材は、第３ギヤと噛み合う第４ギヤと、第１ギヤと第４ギヤとを一体回転可能に支持する支持軸とを有している。本発明における「ギヤ比」は、典型的には、モータの回転を減速して伝達する減速比がこれに該当するが、モータの回転を増速して伝達する増速比を好適に包含する。また、本発明における「第１ギヤと第４ギヤとを一体回転可能」とは、典型的には、第１ギヤと第４ギヤとを別体に成形した後、回転軸に固定状に取り付ける（例えば、スプライン嵌合や圧入）ことによって一体に回転する態様が該当するが、第１ギヤと第４ギヤと回転軸とを一体に成形することによって一体に回転する態様を好適に包含する。
【００１６】
本形態によれば、第３ギヤと第４ギヤにより構成されるギヤ比に、第１ギヤと第２ギヤとで構成されるギヤ比を乗じたギヤ比をもって、モータの回転をスライダ部材に伝達することができるため、モータからスライダ部材までのギヤ比を大きく設定することができる。したがって、「ギヤ比」を減速比とした場合には、大きな駆動トルクを得ることができるため、モータの小型化を図ることができる。
【００１７】
本発明に係る変速装置の好ましい形態によれば、変更可能な変速比をもって動力源からの動力を伝達する変速装置が構成される。変速装置は、動力源からの動力が入力される第１入力軸と、動力源の動力軸と第１入力軸との接続および接続の解除を行うクラッチと、上述のいずれかの態様の本発明のクラッチ切替装置と、第１入力軸の内周に当該第１入力軸と同心状に配置されると共に、動力軸に直結された第２入力軸と、出力軸と、第１入力軸と出力軸とを第１ギヤ比で接続する第１ギヤ機構と、第２入力軸と出力軸とを第２ギヤ比で接続可能な第２ギヤ機構と、当該第２ギヤ機構による第２入力軸と出力軸との接続状態を選択的に切り替える切替部材と、を備える。そして、スライダシャフトは、第１入力軸の外周に当該第１入力軸と同心状に配置されている。なお、本発明における「直結」とは、第２入力軸と動力源の動力軸とが一体に回転する態様として規定され、第２入力軸が動力源の動力軸にスプライン嵌合や圧入嵌合によって接続された態様、あるいは、第２入力軸と動力源の動力軸とが一体に成形された態様を包含する。
【００１８】
本形態によれば、上述のいずれかの態様の本発明のクラッチ切替装置を搭載するから、本発明のクラッチ切替装置が奏する効果、例えば、装置のコンパクト化を図ることができる効果などと同様な効果を奏することができる。
【００１９】
本発明に係る変速装置の更なる形態によれば、第２ギヤ比は、第１ギヤ比より大きいギヤ比に設定されている。本形態によれば、大きな動力を要する場合には第２ギヤ機構を用いて動力を伝達し、大きな動力を要さない場合には第１ギヤ機構を用いて動力を伝達することができる。即ち、動力源を効率の良い運転状態で運転しながら、必要な駆動力を得ることができる。この結果、エネルギ効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、クラッチ切換装置およびこれを備える変速装置のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るクラッチ切替装置１０を備える変速機１の構成の概略を示す構成図である。
【図２】第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃとスライダ１４のギヤ１４ｃとの噛み合いの様子を示す説明図である。
【図３】クラッチＣＬを接続するためにスライダ１４が軸方向移動された様子を示す状態図である。
【図４】クラッチＣＬの接続を解除するためにスライダ１４が軸方向移動された様子を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態に係るクラッチ切替装置１０を搭載した変速機１を電気自動車に適用した場合について説明する。実施例の変速機１は、図１に示すように、電動機５０の回転軸５２に接続されたクラッチＣＬと、クラッチＣＬを介して回転軸５２に接続された外側入力軸２と、回転軸５２に直結された内側入力軸４と、外側入力軸２および内側入力軸４に平行に配置されたカウンタ軸６と、外側入力軸２とカウンタ軸６とを接続する第１ギヤ機構２０と、内側入力軸４とカウンタ軸６とを接続可能な第２ギヤ機構３０と、内側入力軸４に固定配置されたシンクロ機構４０と、クラッチＣＬの切換えを行う本発明のクラッチ切替装置１０と、これらを収容するケーシング６０と、を備える。クラッチ切替装置１０は、本発明における「クラッチ切替装置」に対応し、変速機１は、本発明における「変速装置」に対応する実施構成の一例である。また、電動機５０は、本発明における「動力源」に対応し、回転軸５２は、本発明における「動力軸」に対応する実施構成の一例である。
【００２４】
クラッチＣＬは、図１に示すように、クラッチカバー８２と、クラッチディスク８４と、プレッシャプレート８６と、ダイヤフラムスプリング８８とを備えた乾式単板クラッチとして構成されている。クラッチＣＬは、本発明における「クラッチ」に対応し、ダイヤフラムスプリング８８は、本発明における「付勢部材」に対応する実施構成の一例である。
【００２５】
クラッチカバー８２は、電動機５０の回転軸５２と一体に回転するように、回転軸５２に直結された内側入力軸４の外周面に取り付けられている。
【００２６】
クラッチディスク８４は、図１に示すように、スプライン嵌合によって外側入力軸２の外周面に取り付けられている。
【００２７】
プレッシャプレート８６は、クラッチカバー８２と一体的に回転するようクラッチカバー８２内に配置されており、クラッチディスク８４をクラッチカバー８２との間で挟み込むことができるように構成されている。
【００２８】
ダイヤフラムスプリング８８は、常時、プレッシャプレート８６をクラッチディスク８４から離す方向にバネ力を付勢している。即ち、クラッチＣＬは、通常、外側入力軸２と電動機５０の回転軸５２との接続を解除した状態とされたノーマルオープン型クラッチとして構成されている。
【００２９】
外側入力軸２は、図１に示すように、中空軸部材として構成されており、ケーシング６０にボールベアリングＢ１を介して回転可能に支持されている。外側入力軸２は、本発明における「第１入力軸」に対応する実施構成の一例である。
【００３０】
内側入力軸４は、図１に示すように、外側入力軸２に同軸状に内嵌されている。また、内側入力軸４は、一端が電動機５０の回転軸５２の内側にスプライン嵌合されると共に、他端がケーシング６０にボールベアリングＢ２を介して回転可能に支持されている。内側入力軸４は、本発明における「第２入力軸」に対応する実施構成の一例である。
【００３１】
カウンタ軸６は、図１に示すように、両端に配置されたボールベアリングＢ３，Ｂ４を介してケーシング６０に回転可能に支持されている。カウンタ軸６のボールベアリングＢ３寄りの端部には出力ギヤＯＧが一体形成されている。出力ギヤＯＧは、ディファレンシャル装置ＤＦのリングギヤＲＧと噛み合っている。カウンタ軸６は、本発明における「出力軸」に対応する実施構成の一例である。
【００３２】
第１ギヤ機構２０は、図１に示すように、外側入力軸２に設けられた第１駆動歯車２２と、カウンタ軸６に設けられた第１被動歯車２４とから構成されている。第１駆動歯車２２は、外側入力軸２の一端（クラッチディスク８４がスプライン嵌合される側とは反対側の端部）に一体形成されている。第１被動歯車２４は、カウンタ軸６と一体回転するようカウンタ軸６にスプライン圧入によって固定されており、第１駆動歯車２２と噛み合うように構成されている。なお、第１被動歯車２４は、出力ギヤＯＧに隣接配置されている。第１ギヤ機構２０は、本発明における「第１ギヤ機構」に対応する実施構成例の一例である。
【００３３】
第２ギヤ機構３０は、図１に示すように、内側入力軸４に設けられた第２駆動歯車３２と、カウンタ軸６に設けられた第２被動歯車３４とから構成されている。第２駆動歯車３２は、ニードルベアリングを介して内側入力軸４に配置されている。即ち、第２駆動歯車３２は、内側入力軸４と相対回転可能な遊転歯車として構成されている。第２駆動歯車３２には、後述するカップリングスリーブ４４と係合するクラッチギヤ３２ａが一体に設けられている。第２被動歯車３４は、カウンタ軸６と一体回転するようカウンタ軸６にスプライン圧入によって固定されており、第２駆動歯車３２と噛み合うように構成されている。第２ギヤ機構３０は、第１ギヤ機構２０よりも大きなギヤ比に設定されている。第２ギヤ機構３０は、本発明における「第２ギヤ機構」に対応する実施構成例の一例である。
【００３４】
シンクロ機構４０は、図１に示すように、内側入力軸４にスプライン嵌合されたシンクロハブ４２と、シンクロハブ４２の外周面上に配置されたカップリングスリーブ４４と、クラッチハブ４２とクラッチギヤ３２ａとの間に配置されたボークリング４６と、から構成されている。
【００３５】
カップリングスリーブ４４は、シフトフォークＦによってシンクロハブ４２の外周面上を軸方向に摺動可能に構成されている。シフトフォークＦによって、カップリングスリーブ４４がクラッチギヤ３２ａ側に操作されることにより、カップリングスリーブ４４とクラッチギヤ３２ａとが係合される。これにより、第２駆動歯車３２が内側入力軸４に固定され、第２駆動歯車３２は内側入力軸４と一体回転する。即ち、内側入力軸４の回転が、第２ギヤ機構３０を介してカウンタ軸６に伝達される。シンクロ機構４０は、本発明における「切替部材」に対応する実施構成の一例である。
【００３６】
クラッチ切替装置１０は、図１に示すように、スライダシャフト１２と、スライダシャフト１２の外周面に同軸状に配置されたスライダ１４と、スライダ１４に接続された第３ギヤ機構１６と、第３ギヤ機構１６に接続されたモータ１８と、を備える。
【００３７】
スライダシャフト１２は、図１および図２に示すように、中空状に形成された軸部１２ａと、軸方向と直交する方向に張り出したフランジ部１２ｂとから構成されている。スライダシャフト１２は、外側入力軸２の外周面に同軸状に配置されて、フランジ部１２ｂに挿通したボルトＢＬＴによってケーシング６０に固定される。
【００３８】
軸部１２ａの外周面には、軸部１２ａの軸長全域にわたって雄ネジが形成されている。なお、雄ネジは、右ネジとして構成されている。スライダシャフト１２は、本発明における「スライダシャフト」に対応する実施構成の一例である。
【００３９】
スライダ１４は、図１および図２に示すように、中空状に形成された軸部１４ａと、軸部１４ａの外周面から径方向外方に向かって張り出した円板状部１４ｂとから構成されている。
【００４０】
軸部１４ａの内周面には、スライダシャフト１２の軸部１２ａの外周面に形成された雄ネジとネジ係合する雌ネジが形成されている。なお、雌ネジは、スライダシャフトの雄ネジに対応した右ネジとして構成されている。
【００４１】
円板状部１４ｂの外周面にはギヤ１４ｃが形成されている。ギヤ１４ｃは、図２に示すように、歯筋が左ねじれとなるヘリカルギヤとして構成されている。即ち、ギヤ１４ｃは、ギヤ１４ｃの中心軸ＣＳ１を鉛直方向に向けて正面から見た場合に、歯筋が中心軸ＣＳ１に対して左上がりの傾斜を有している。
【００４２】
ギヤ１４ｃの歯筋の傾斜角度は、実施例では、０°ないし１０°の範囲内で設定するものとした。ギヤ１４ｃは、本発明における「第２ギヤ」に対応する実施構成の一例である。また、「歯筋が左ねじれ」となる態様ないし「ギヤ１４ｃの中心軸ＣＳ１を鉛直方向に向けて正面から見た場合に、歯筋が中心軸ＣＳ１に対して左上がりの傾斜を有する」態様が、本発明における「第２ギヤの中心軸に対して傾斜する歯筋を有している」に対応する実施構成の一例である。
【００４３】
また、円板状部１４ｂの径方向内方部分には、レリーズベアリング部材ＲＢを保持する保持部１４ｄが形成されている。レリーズベアリングＲＢは、ダイヤフラムスプリング８８の径方向内方寄りの部分に当接される。スライダ１４は、本発明における「スライダ部材」に対応する実施構成の一例である。
【００４４】
第３ギヤ機構１６は、図１に示すように、支持軸１６ａと、支持軸１６ａにピンＰ１によって取り付け固定されたギヤ１６ｂと、同じく、支持軸１６ａにピンＰ２によって取り付け固定されたギヤ１６ｃとを備える。支持軸１６ａは、本発明における「支持軸」に対応し、ギヤ１６ｂは、本発明における「第４ギヤ」に対応し、ギヤ１６ｃは、本発明における「第１ギヤ」に対応する実施構成の一例である。
【００４５】
支持軸１６ａは、一端がボールベアリングＢ５を介してケーシング６０に回転可能に支持されていると共に、中央部においてボールベアリングＢ６を介してアダプタプレートＡＰに回転可能に支持されている。アダプタプレートＡＰは、ケーシングに６０に取り付け固定されている。
【００４６】
ギヤ１６ｂは、支持軸１６ａにおけるベアリングＢ５とベアリングＢ６との間に配置されている。ギヤ１６ｃは、支持軸１６ａにおける他端（ボールベアリングＢ５を介してケーシング６０に支持された側とは反対側）に配置されており、スライダ１４のギヤ１４ｃと噛み合うように構成されている。
【００４７】
また、ギヤ１６ｃは、図２に示すように、ギヤ１４ｃとねじれ角度は同じで、ねじれ方向が逆、即ち、右ねじれとなるヘリカルギヤとして構成されている。即ち、ギヤ１６ｃは、ギヤ１６ｃの中心軸ＣＳ２を鉛直方向に向けて正面から見た場合に、歯筋が中心軸ＣＳ２に対して右上がりの傾斜を有している。
【００４８】
ギヤ１６ｃの歯筋の傾斜角度は、実施例では、ギヤ１４ｃの歯筋の傾斜角度に応じて、０°ないし１０°の範囲内で設定するものとした。「歯筋が右ねじれ」となる態様ないし「ギヤ１６ｃの中心軸ＣＳ２を鉛直方向に向けて正面から見た場合に、歯筋が中心軸ＣＳ２に対して右上がりの傾斜を有する」態様が、本発明における「第１ギヤの中心に対して傾斜する歯筋を有している」に対応する実施構成の一例である。
【００４９】
また、ギヤ１６ｃは、ギヤ１４ｃの軸長よりも長い軸長を有する長尺円筒状に構成されている。これにより、スライダ１４が軸方向に移動する間もギヤ１６ｃとギヤ１４ｃと噛み合いが維持される。なお、ギヤ１６ｃのギヤ径は、ギヤ１６ｂおよびスライダ１４のギヤ１４ｃのギヤ径に比べて小さく設定されている。
【００５０】
モータ１８の回転軸１８ａには、図１に示すように、ピニオンギヤ１８ｂがピンＰ３によって固定状に取り付けられている。ピニオンギヤ１８ｂは、第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｂと噛み合うように構成されている。ピニオンギヤ１８ｂのギヤ径は、ギヤ１６ｂのギヤ径に比べて小さく設定されている。
【００５１】
これにより、モータ１８の回転が、ピニオンギヤ１８ｂとギヤ１６ｂとにより構成される第１の減速比ｉ１で減速されて第３ギヤ機構１６の支持軸１６ａに伝達され、さらに、支持軸１６ａの回転がギヤ１６ｃとギヤ１４ｃとにより構成される第２の減速比で減速されてスライダ１４に伝達される。即ち、モータ１８の回転を、第１の減速比ｉ１に第２の減速比ｉ２を乗じた減速比ｉでスライダ１４に伝達することができる。ピニオンギヤ１８ｂは、本発明における「第３ギヤ」に対応する実施構成の一例である。
【００５２】
このように、第３ギヤ機構１６を介してモータ１８の回転をスライダ１４に伝達することによって、モータ１８からスライダ１４までの減速比ｉを大きく設定することができる。この結果、スライダ１４に大きな回転トルクを作用させることができるため、モータ１８の小型化を図ることができる。
【００５３】
また、モータ１８とスライダ１４とを直接接続する構成、即ち、ピニオンギヤ１８ｂとギヤ１４ｃとを直接噛み合わせる構成に比べて、小スペースで同じ大きさの減速比を実現することができる。この結果、装置のコンパクト化を図ることができる。
【００５４】
なお、モータ１８は、クラッチＣＬを接続する際には、モータ１８側からピニオンギヤ１８ａ側を見た場合に右回りとなる方向に回転軸１８ａが回転されるように回転駆動され、クラッチＣＬの接続を解除する際には、モータ１８側からピニオンギヤ１８ａ側を見た場合に左回りとなる方向に回転軸１８ａが回転されるように回転駆動される。以下、説明の便宜上、モータ１８側からピニオンギヤ１８ａ側を見たときに右回りとなる方向を時計回り、左回りとなる方向を反時計回りという。
【００５５】
次に、こうして構成された実施例の変速機１の動作、特に、クラッチＣＬを切替える際におけるクラッチ切替装置１０のクラッチ切替え動作について説明する。図３は、クラッチＣＬを接続するためにスライダ１４が軸方向移動された様子を示す状態図であり、図４は、クラッチＣＬの接続を解除するためにスライダ１４が軸方向移動された様子を示す状態図である。まず、クラッチＣＬを接続する場合について説明する。
【００５６】
クラッチＣＬを接続する場合には、回転軸１８ａが時計回りに回転するように、図示しない制御装置によってモータ１８が回転駆動される。回転軸１８ａが時計回りに回転されると、ピニオンギヤ１８ｂに噛み合うギヤ１６ｂが反時計回りに回転される。これにより、支持軸１６ａと共にギヤ１６ｃも反時計回りに回転されて、ギヤ１６ｃと噛み合うギヤ１４ｃが時計回りに回転される。即ち、回転軸１８ａが時計回りに回転されるようモータ１８が回転駆動されると、第３ギヤ機構１６を介してスライダ１４が時計回りに回転される。
【００５７】
スライダ１４は、その内周面においてスライダシャフト１２とネジ係合されているため、図３に示すように、時計回りの回転によって、スライダシャフト１２上をクラッチＣＬ側に向けて軸方向に移動する。このとき、スライダ１４のギヤ１４ｃが第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃに対して摺動するため、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの間で摺動抵抗力が生ずる。
【００５８】
しかしながら、本実施形態によれば、当該摺動抵抗力と反対方向のスラスト力が作用するように、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃの歯筋を傾斜するように構成しているため、スライダ１４を軸方向移動するために必要な駆動力が増大することを抑制できる。この結果、モータ１８の小型化を図ることができる。
【００５９】
また、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃの歯筋の傾斜角度として、実施例では、当該摺動抵抗力をキャンセルできる程度のスラスト力を発生可能な０°ないし１０°の範囲内に設定する構成であるため、スライダ１４を軸方向移動するために必要な駆動力の増大を一層抑制し得て、モータ１８の小型化を一層図ることができる。
【００６０】
こうしたスライダ１４の軸方向移動によって、レリーズベアリングＲＢを介してスライダ１４に接続されたダイヤフラムスプリング８８の径方向内方部分が、クラッチディスク８４側に向かって押圧される。これにより、プレッシャプレート８６によってクラッチディスク８４が押圧された状態（図１における二点鎖線で示した状態）、即ち、クラッチＣＬが接続された状態となる。
【００６１】
クラッチＣＬが接続されると、電動機５０の回転軸５２と外側入力軸２とが接続され、電動機５０の動力が、第１ギヤ機構２０を介して出力されることになる。なお、この場合には、第２駆動歯車３２が内側入力軸４に対して遊転状態となるように、シンクロ機構４０が制御される。
【００６２】
次に、クラッチＣＬの接続を解除する場合について説明する。クラッチＣＬの接続を解除する場合には、基本的には、上述したクラッチＣＬを接続する場合とは逆の動作が行われる。即ち、回転軸１８ａが反時計回りに回転するように、図示しない制御装置によってモータ１８が回転駆動されることによって、ピニオンギヤ１８ａに噛み合うギヤ１６ｂが時計回りに回転される。
【００６３】
これに伴い、支持軸１６ａと共にギヤ１６ｃも時計回りに回転されて、ギヤ１６ｃと噛み合うギヤ１４ｃが反時計回りに回転される。即ち、回転軸１８ａが反計回りに回転されるようモータ１８が回転駆動されると、第３ギヤ機構１６を介してスライダ１４が反時計回りに回転される。
【００６４】
スライダ１４は、その内周面においてスライダシャフト１２とネジ係合されているため、反時計回りの回転によって、図４に示すように、スライダシャフト１２上をクラッチＣＬから離れる方向に軸方向移動する。このときにも、スライダ１４のギヤ１４ｃが第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃに対して軸方向に摺動することによる摺動抵抗力が、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの間に生ずるが、その向きは、上述したクラッチＣＬを接続する場合とは逆方向となる。
【００６５】
一方、スライダ１４がスライダシャフト１２上をクラッチＣＬから離れる方向に軸方向移動する場合においても、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃの歯筋を傾斜させたことによるスラスト力が、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの噛み合いによって発生する。このスラスト力の向きは、上述したクラッチＣＬを接続する場合とは逆方向となる。
【００６６】
即ち、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの間に生ずる摺動抵抗力の向きと反対方向にスラスト力が作用する。これによって、スライダ１４がスライダシャフト１２上をクラッチＣＬから離れる方向に軸方向移動する場合においても、スライダ１４を軸方向移動するために必要な駆動力が増大することを抑制できる。
【００６７】
この結果、モータ１８の小型化を図ることができる。なお、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃの歯筋の傾斜角度が、０°ないし１０°の範囲内に設定されているため、スラスト力によって摺動抵抗力をキャンセルできる点についても、上述したクラッチＣＬを接続する場合と同様である。
【００６８】
また、スライダ１４がスライダシャフト１２上をクラッチＣＬから離れる方向に軸方向移動する場合には、ダイヤフラムスプリング８８のバネ力が、スライダシャフト１４の軸方向移動方向と同じ方向に作用するため、スライダ１４を軸方向移動するために必要なモータ１８の出力は、クラッチＣＬを接続する場合に比べて小さく抑えることができる。
【００６９】
こうしたスライダ１４の軸方向移動によって、レリーズベアリングＲＢを介してスライダ１４に接続されたダイヤフラムスプリング８８の径方向内方部分が、クラッチディスク８４から遠ざかる方向に向かって引っ張られる。これにより、プレッシャプレート８６によるクラッチディスク８４の押圧が解除された状態（図１における実線で示した状態）、即ち、クラッチＣＬの接続が解除された状態となる。
【００７０】
クラッチＣＬの接続が解除されると、電動機５０の回転軸５２と外側入力軸２との接続が解除される。この場合、第２駆動歯車３２が内側入力軸４に対して固定されるようにシンクロ機構４０が制御されて、電動機５０の動力が、第２ギヤ機構３０を介して出力されることになる。
【００７１】
以上説明した実施例のクラッチ切替装置１０によれば、スライダ１４のギヤ１４ｃと、当該ギヤ１４ｃと噛み合う第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃとをヘリカルギヤとして構成することによって、ギヤ１４ｃがギヤ１６ｃに対して摺動する際に生ずる摺動抵抗力をキャンセル可能なスラスト力を発生させる構成であるため、スライダ１４を軸方向に移動させるためにモータ１８に要求される出力を低減することができる。これによって、モータ１８の小型化を図ることができる。この結果、クラッチ切替装置１０を小型化することができる。また、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃがヘリカルギヤとして構成されるため、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃが平歯車として構成される場合に比べて、ギヤノイズを改善することができる。
【００７２】
また、実施例のクラッチ切替装置１０によれば、モータ１８の回転を、第３ギヤ機構１６を介してスライダ１４に伝達する構成であるため、モータからスライダ部材までの減速比を大きく設定することができる。したがって、大きな駆動トルクを得ることができるため、モータ１８の小型化を図ることができる。
【００７３】
実施例のクラッチ切替装置１０では、電動機５０を備える電気自動車に搭載される変速機１に適用するものとしたが、内燃機関を搭載したガソリン自動車車やディーゼル自動車、あるいは電動機と内燃機関とを備えるハイブリッド自動車に搭載される変速機に適用するものとしても構わない。また、こうした自動車に限定されるものではなく、自動車を含む車両や船舶，航空機などの移動体に搭載される変速機に適用される形態としたり、建設設備などに組み込まれる変速機に適用される形態としても良い。
【００７４】
また、実施例のクラッチ切替装置１０では、乾式単板クラッチの切替えに適用するものとしたが、乾式多板クラッチや湿式多板クラッチの切替えに適用するものとしても構わない。
【００７５】
また、実施例のクラッチ切替装置１０では、クラッチＣＬを１つのみ備える変速機１に適用するものとしたが、２つのクラッチを備えるツインクラッチ式変速機に適用するものとしても構わない。この場合、１つのクラッチ切替装置１０によって２つのクラッチを切り替える構成とすることもできるし、クラッチ切替装置１０を２つ用いて、各クラッチを切り替える構成とすることもできる。
【００７６】
また、実施例のクラッチ切替装置１０では、ノーマルオープン型のクラッチＣＬの切替えに適用するものとしたが、ノーマルクローズ型のクラッチに適用するものとしても構わない。この場合においても、スライダ１４のギヤ１４ｃおよび第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃの歯筋は、スライダ１４のギヤ１４ｃと第３ギヤ機構１６のギヤ１６ｃとの噛み合いにより生ずるスラスト力が、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの間で生ずる摺動抵抗力とは反対方向に作用するような傾斜となるよう構成すれば良い。
【００７７】
実施例のクラッチ切替装置１０では、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃの歯筋の傾斜角度として、ギヤ１４ｃとギヤ１６ｃとの間に生ずる摺動抵抗力をキャンセルできる程度のスラスト力を発生可能な角度（０°ないし１０°の範囲内）に設定する構成としたが、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃの歯筋の傾斜角度として、ダイヤフラムスプリング８８のバネ力の少なくとも一部もキャンセルできる程度のスラスト力を発生可能な角度（例えば、１０°より大きい角度）に設定する構成としても構わない。
【００７８】
実施例のクラッチ切替装置１０では、第１ギヤ機構２０と第２ギヤ機構３０とを備える２段の変速機１に適用するものとしたが、３段以上有する変速機に適用するものとしても構わない。
【００７９】
実施例のクラッチ切替装置１０では、モータ１８の回転を、第３ギヤ機構１６を介してスライダ１４に伝達する構成としたが、モータ１８の回転をスライダ１４に直接伝達する構成としても構わない。即ち、モータ１８の回転軸１８ａに取り付け固定されたピニオンギヤ１８ｂが、スライダ１４のギヤ１４ｃに噛み合う構成としても良い。
【００８０】
実施例のクラッチ切替装置１０では、モータ１８は、クラッチＣＬを接続する際には、時計回りとなる方向に回転軸１８ａが回転されるように回転駆動され、クラッチＣＬの接続を解除する際には、反時計回りとなる方向に回転軸１８ａが回転されるように回転駆動される構成としたが、モータ１８は、これとは逆方向に回転駆動される構成でも構わない。即ち、クラッチＣＬを接続する際には、反時計回りとなる方向に回転軸１８ａが回転されるように回転駆動され、クラッチＣＬの接続を解除する際には、時計回りとなる方向に回転軸１８ａが回転されるように回転駆動される構成としても良い。この場合、ギヤ１４ｃおよびギヤ１６ｃは、実施例とは逆のねじれの歯筋を有するヘリカルギヤに構成すれば良い。即ち、ギヤ１４ｃの歯筋を右ねじれとなるように構成し、ギヤ１６ｃの歯筋を左ねじれとなるように構成すれば良い。
【００８１】
（実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係）
本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８２】
２  外側入力軸
４  内側入力軸
６  カウンタ軸
１０  クラッチ切替装置
１２  スライダシャフト
１２ａ  軸部
１２ｂ  フランジ部
１４  スライダ
１４ａ  軸部
１４ｂ  円板状部
１４ｃ  ギヤ
１４ｄ  保持部
１６  第３ギヤ機構
１６ａ  支持軸
１６ｂ  ギヤ
１６ｃ  ギヤ
１８  モータ
１８ａ  回転軸
１８ｂ  ピニオンギヤ
２０  第１ギヤ機構
２２  第１駆動歯車
２４  第１被動歯車
３０  第２ギヤ機構
３２  第２駆動歯車
３２ａ  クラッチギヤ
３４  第２被動歯車
４０  シンクロ機構
４２  シンクロハブ
４４  カップリングスリーブ
４６  ボークリング
５０  電動機
５２  回転軸
６０  ケーシング
８２  クラッチカバー
８４  クラッチディスク
８６  プレッシャプレート
８８  ダイヤフラムスプリング
ＣＬ  クラッチ
Ｂ１  ボールベアリング
Ｂ２  ボールベアリング
Ｂ３  ボールベアリング
Ｂ４  ボールベアリング
Ｂ５  ボールベアリング
Ｂ６  ボールベアリング
ＯＧ  出力ギヤ
ＤＦ  ディファレンシャル装置
ＲＧ  リングギヤ
Ｆ  シフトフォーク
ＲＢ  レリーズベアリング
Ｐ１  ピン
Ｐ２  ピン
ＡＰ  アダプタプレート
Ｐ３  ピン
ＣＳ１  中心軸
ＣＳ２  中心軸
ＢＬＴ  ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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