(57)【要約】【課題】ドグクラッチを備えるドグクラッチ式変速装置であって、ギヤ接続時におけるドグ同士の噛み合いによる音を効果的に低く抑えることができるドグクラッチ式変速装置を提供する。【解決手段】同軸上で隣接する一方のギヤＭ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６が軸に対して相対回転不能且つ軸線方向にスライド自在に設けられ、他方のギヤＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｍ４，Ｍ５が軸に対して軸線方向にスライド不能且つ軸に対して相対回転自在に設けられ、一方のギヤＭ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６に設けた軸線方向に突出するドグ歯５０と、他方のギヤＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｍ４，Ｍ５に設けた軸線方向に凹んだドグ孔７０とが係合及び係合解除して速度段を切換え可能に構成されるドグクラッチ式変速装置１である。そして、任意のｎ速の速度段における変速レシオとｎ＋１速の速度段における変速レシオの比が０．７２５より大きく設定されている。【選択図】図１
2012215230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上で隣接する一方のギヤ（Ｍ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６）が軸に対して相対回転不能且つ軸線方向にスライド自在に設けられ、他方のギヤ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｍ４，Ｍ５）が軸に対して相対回転可能且つ軸線方向にスライド不能に設けられ、一方の前記ギヤ（Ｍ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６）に設けた軸線方向に突出するドグ歯（５０）と、他方の前記ギヤ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｍ４，Ｍ５）に設けた軸線方向に凹んだドグ孔（７０）とが係合及び係合解除して速度段を切換え可能に構成されるドグクラッチ式変速装置（１）において、
任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオとの変速レシオ比が０．７２５以上に設定されていることを特徴とするドグクラッチ式変速装置（１）。
【請求項２】
任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比と、（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオと（ｎ＋２）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比とのレシオ変化率が７．５％以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のドグクラッチ式変速装置（１）。
【請求項３】
前記ギヤ（Ｍ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６）の軸線方向の移動を行うための変速用アクチュエータ（２１）を有する自動変速機構（２０）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のドグクラッチ式変速装置（１）。
【請求項４】
奇数速度段の歯車が設けられた第1歯車軸への動力の伝達を断接する第1クラッチと、偶数速度段の歯車が設けられた第２歯車軸への動力の伝達を断接する第２クラッチとが設けられ、前記第1クラッチ（ＣＬ１）と第２クラッチ（ＣＬ２）を交互に切換えて変速を行うツインクラッチ式自動変速機構（ＴＣＬ）を備えることを特徴とする請求項３に記載のドグクラッチ式変速装置（１）。
【請求項５】
前記ドグ歯（５０）とドグ孔（７０）との噛合い差回転エネルギーが３０ジュールより小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のドグクラッチ式変速装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドグクラッチ式変速装置に関し、特に、自動変速機を備えるドグクラッチ式変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の変速歯車対を有する多段変速装置において、メインシャフトおよびカウンタシャフト上を摺動可能に設けられた変速ギヤやスリーブを、該両シャフト上を移動させることで変速を行う構造のものがある。この変速動作は、メインシャフトおよびカウンタシャフトと平行に摺動するシフトフォークを駆動させることで変速動作を行うようにした構成が知られている。
【０００３】
この種の変速装置には、変速動作を、マニュアルで行う所謂ドグクラッチ式マニュアル変速装置、変速動作を、アクチュエータを介して自動的に行うドグクラッチ式変速装置がある。
例えば特許文献１にはドグクラッチ式変速装置が開示されている。このドグクラッチ式変速装置は、メインシャフトとカウンタシャフトとの間に複数の歯車対を有する変速機と、メインシャフト上に配設されるツインクラッチとを備え、このツインクラッチによってエンジンの回転駆動力を変速機との間で断接するツインクラッチ式変速装置である。このツインクラッチ式変速装置においては、複数の歯車対のうち、回転駆動力を伝達する１つの歯車対を選択するために軸方向に摺動可能に取り付けられた摺動可能ギヤと、軸方向に摺動不能に取り付けられた摺動不能ギヤとの間にドグクラッチが設けられた構造である。そして、このドグクラッチの突出側のドグ歯と凹み側のドグ孔との噛み合わせをさせることにより、シフトフォークで摺動される摺動可能ギヤと、隣り合う摺動不能ギヤとの間で回転駆動力の伝達が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８５３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ドグクラッチ式マニュアル変速装置においては、変速を行うためにドグ同士の噛み合わせを行うときに、噛み合うドグ同士が回転差を有しているために噛み合い音が発生する。特に、特許文献１に開示されている奇数段の歯車が設けられた第１歯車軸への動力の断接を行う第１クラッチと偶数段の歯車が設けられた第２歯車軸への動力の段接を行う第２クラッチとを交互に切り替えて変速を行うツインクラッチ式の変速機で予備変速を行うものにあっては、変速用アクチュエータを介してドグ同士の噛み合い操作を行うために、運転者の操作とは関係ないずれたタイミングでドグが噛み合い変速が行われることから、運転者が自ら直接操作するマニュアル車よりも更に噛み合い音が大きく感じられ快適性を阻害すると云う課題があった。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドグクラッチを備えるドグクラッチ式変速装置であって、ギヤ接続時におけるドグ同士の噛み合いによる音を効果的に低く抑えることができるドグクラッチ式変速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、同軸上で隣接する一方のギヤが軸に対して相対回転不能且つ軸線方向にスライド自在に設けられ、他方のギヤが軸に対して相対回転可能且つ軸線方向にスライド不能に設けられ、一方の前記ギヤに設けた軸線方向に突出するドグ歯と、他方の前記ギヤに設けた軸線方向に凹んだドグ孔と、が係合及び係合解除して速度段を切換え可能に構成されるドグクラッチ式変速装置において、
任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオとの変速レシオ比が０．７２５以上に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構成に加えて、任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比と、（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオと（ｎ＋２）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比とのレシオ変化率が７．５％以下に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の構成に加えて、前記ギヤの軸線方向の移動を行うための変速用アクチュエータを有する自動変速機構を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の構成に加えて、奇数速度段の歯車が設けられた第1歯車軸への動力の伝達を断接する第１クラッチと、偶数速度段の歯車が設けられた第２歯車軸への動力の伝達を断接する第２クラッチとが設けられ、前記第１クラッチと第２クラッチを交互に切換えて変速を行うツインクラッチ式自動変速機構を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の構成に加えて、前記ドグ歯（５０）とドグ孔（７０）との噛合い差回転エネルギーが３０ジュールより小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ドグクラッチ式変速装置において、任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比が０．７２５以上に設定されていることにより、ギヤ間の互いの回転差を小さくすることができ、ドグ歯とドグ孔が係合したときの衝撃を小さくして、ドグ同士の噛合い音を低く抑えることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、隣り合う任意の速度段における変速レシオ比のレシオ変化率が７．５％以下に設定されていることにより、変速ギヤ間におけるギヤ間の互いの回転差を小さくできる。この結果、変速時におけるドグ歯とドグ孔が係合したときの衝撃を小さく抑えることができ、ドグ同士の噛合い音を低くすることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ドグクラッチ式変速装置のギヤの軸線方向の移動を行うための変速用アクチュエータを有する自動変速機構を備える場合において、隣り合う任意の速度段における変速レシオ比が所定値以上（０．７２５以上）でかつレシオ変化率が所定値以下（７．５％以下）に設定されているので、変速を自動で行うときのドグの噛合い音を効果的に抑えることができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、ドグクラッチ式変速装置がツインクラッチ式自動変速機構を備える構造の場合において、隣り合う任意の速度段における変速レシオ比が所定値以上でかつレシオ変化率が所定値以下に設定されていることにより、変速を行う際に動力が切断されている側の速度段の次に変速する速度段の結合を事前に確立する予備変速を行う際に発生するドグ同士の噛み合い音を特に効果的に抑えることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、ドグ歯とドグ孔との噛合い差回転エネルギーが３０ジュールより小さく設定されていることにより、ドグ同士の噛み合い時の衝撃を小さく抑えることができるので、打音の低減効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るツインクラッチ型のドグクラッチ式変速装置の断面図である。
【図２】ツインクラッチ型のドグクラッチ式変速装置の変速ギヤの配置関係を示すスケルトン図である。
【図３】変速機の摺動可能ギヤを駆動する変速機構の断面図である。
【図４】シフトドラムのガイド溝の形状を示す展開図である。
【図５】図１に示す変速機ＴＭのギヤＣ６のドグ歯側から見た平面図である。
【図６】図１に示す変速機ＴＭのギヤＣ６のドグ歯およびその周辺の斜視図である。
【図７】図１に示す変速機ＴＭのギヤＣ２のドグ孔側から見た斜視図である。
【図８】図１に示す変速機ＴＭのギヤＣ６とギヤＣ２との非接触状態を示す概略断面図（図５におけるＡ−Ａ線に沿った位置の断面）である。
【図９】図１に示す変速機ＴＭのギヤＣ６とギヤＣ２との噛み合い状態を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施例および比較例における変速レシオの比を表した表である。
【図１１】本発明の実施例および比較例における変速レシオの比を速度段ごとに比較したグラフである。
【図１２】本発明の実施例および比較例におけるレシオ変化率を表した表である。
【図１３】本発明の実施例および比較例におけるドグ噛み合い差回転エネルギーと音圧を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
まず、本発明の一実施形態について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。なお、各図は、符号の記載向きに見るものとする。
図１は、本実施形態のツインクラッチ型のドグクラッチ式変速装置１の断面図である。また、図２は、本実施形態のドグクラッチ式変速装置１の変速ギヤの配置関係を示すスケルトン図である。
【００１９】
本実施形態のドグクラッチ式変速装置１は、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２とからなるツインクラッチＴＣＬと、前進６段のシーケンシャル式の変速機ＴＭとから構成されている。なお、このドグクラッチ式変速装置１は、車両の動力源としてのエンジン（不図示）と共に、クランクケースの内部に収納されている。
【００２０】
図１及び図２を参照して本実施形態のドグクラッチ式変速装置１の全体的な構成および動作を説明する。
ドグクラッチ式変速装置１は、エンジンのクランクシャフト（不図示）から、衝撃吸収機構５を有するプライマリギヤ３に回転駆動力が伝達される。この回転駆動力は、図中右側のツインクラッチＴＣＬから図中下左側のカウンタシャフト９に出力される。すなわち、ツインクラッチＴＣＬは、外筒としての外側メインシャフト６およびこれに回動自在に軸支される内筒としての内側メインシャフト７に接続可能に設けられ、このメインシャフト６，７とカウンタシャフト９との間に設けられる６対の歯車対を介して、カウンタシャフト９に出力される。
このカウンタシャフト９には、その一端側に、ドライブスプロケット１０（図２参照）が取り付けられており、エンジンの回転駆動力は、このドライブスプロケットに巻き掛けられているドライブチェーン（不図示）を介して、車両の駆動輪（不図示）に伝達される。
【００２１】
図１および図２において、ツインクラッチＴＣＬの左側に配置された変速機ＴＭは、メインシャフト６，７およびカウンタシャフト９の間に６対の歯車対を有している。この歯車対は、各軸の軸方向に摺動可能に取り付けられた摺動可能ギヤの位置と、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の断接状態との組み合わせによって、どの歯車対を介して回転駆動力を出力するかを選択することができる。
【００２２】
また、ツインクラッチＴＣＬは、プライマリギヤ３と一体的に回動するクラッチケース４の内部に配設されている。そして、図２のスケルトン図を参照すると分かり易いが、図中右側の第１クラッチＣＬ１は、内側メインシャフト７に回転不能に取り付けられ、他方、図中左側の第２クラッチＣＬ２は、外側メインシャフト６に回転不能に取り付けられている。また、図１に示すように、クラッチケース４と各クラッチＣＬ１，ＣＬ２との間には、クラッチケース４に回転不能に支持された５枚のクラッチプレート４ａと、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２に回転不能に支持された５枚のフリクションプレート４ｂとからなるクラッチ板１２が配設されている。
【００２３】
本実施形態のツインクラッチＴＣＬにおいては、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、クランクシャフトの回転に伴って駆動する油圧ポンプからの油圧が供給されることで、クラッチ板１２に摩擦力を生じて接続状態に切り替わるように構成されている。これは、内側メインシャフト７の内部に二重管状の２本の油圧経路Ａ０を形成する分配器（図示せず）が埋設されている。この分配器を介して、内側メインシャフト７に形成された油路Ａ１に油圧が供給されると、ばね等の弾性部材１１の弾性力に抗してピストンＢ１が図示左方に摺動して、第１クラッチＣＬ１が接続状態に切り替わるように構成されている。これと同様に、油路Ａ２に油圧が供給されると、ピストンＢ２が図示左方に摺動して、第２クラッチＣＬ２が接続状態に切り替えられる。そして、両クラッチＣＬ１，ＣＬ２のピストンＢ１，Ｂ２は、供給油圧が低下すると、弾性部材１１の弾発力で元の位置に戻るように構成されている。
なお、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２への油圧の供給は、クランクシャフトで回動される油圧ポンプによって常時発生している油圧の供給先を、ソレノイドバルブ等で切り換えることで実行される。
【００２４】
前掲のような構成により、プライマリギヤ３の回転駆動力は、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２に油圧が供給されない限りクラッチケース４を回転させるだけの状態である。しかし、油圧が供給されることで、プライマリギヤ３の回転駆動力は、外側メインシャフト６または内側メインシャフト７を、クラッチケース４と一体的に回転駆動させることができる。
なお、この外側メインシャフト６または内側メインシャフト７を回転させる時、供給油圧の大きさを適宜調整することによって、半クラッチ状態を作り出すこともできる。
【００２５】
第１クラッチＣＬ１に接続される内側メインシャフト７は、奇数速度段（１速、３速、５速）の駆動側のギヤＭ１，Ｍ３，Ｍ５を支持している。第１速駆動側のギヤＭ１は、内側メインシャフト７に一体的に形成されている。第３速駆動側のギヤＭ３は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。第５速駆動側のギヤＭ５は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。そして、駆動側のギヤＭ５には、後述するドグ孔７０を構成するダボ柱６０が設けられ、該ギヤＭ５に隣接する駆動側のギヤＭ３には、このダボ柱６０に対面するドグ歯５０が設けられている。
【００２６】
一方、第２クラッチＣＬ２に接続される外側メインシャフト６は、偶数速度段（２速、４速、６速）の駆動側のギヤＭ２，Ｍ４，Ｍ６を支持している。第２速駆動側のギヤＭ２は、外側メインシャフト６に一体的に形成されている。第４速駆動側のギヤＭ４は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。第６速駆動側のギヤＭ６は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。
そして、駆動側のギヤＭ６にはドグ孔７０を構成するダボ柱６０が設けられ、該ギヤＭ６に隣接する駆動側のギヤＭ４には、このダボ柱６０に対面するドグ歯５０が設けられている。
【００２７】
また、カウンタシャフト９は、駆動側のギヤＭ１〜Ｍ６に噛合する被動側のギヤＣ１〜Ｃ６を支持している。第１速から４速の被動側のギヤＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、軸方向に摺動不能かつ周方向に回転可能に取り付けられている。一方、第５速と６速の被動側のギヤＣ５，Ｃ６は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に取り付けられている。
【００２８】
そして、被動側のギヤＣ１にはドグ孔７０を構成するダボ柱６０が設けられ、該ギヤＣ１に隣接する被動側のギヤＣ５には、このダボ柱６０に対面するドグ歯５０（図１においてギヤＣ１側に突出する）が設けられている。また、被動側のギヤＣ３にはドグ孔７０を構成するダボ柱６０が設けられ、該ギヤＣ３に隣接する被動側のギヤＣ５には、このダボ柱６０に対面するもう一方側のドグ歯５０（図１においてギヤＣ３側に突出する）が設けられている。すなわち、被動側のギヤＣ５には隣接する２つの被動側のギヤＣ１，Ｃ３に対して係合可能なドグ歯５０を両端側に有している。
【００２９】
また、被動側のギヤＣ６においても、被動側のギヤＣ５と同様に、その隣接する２つの被動側のギヤＣ２，Ｃ４に対して係合可能なドグ歯５０を両端側に有し、該ギヤＣ２，Ｃ４のダボ柱６０と係合自在に構成されている。
【００３０】
本実施形態に係るツインクラッチ型のドグクラッチ式変速装置１では、摺動可能ギヤと摺動不能ギヤとの間で回転駆動力を断接する構造に、前掲の如くドグクラッチを適用している。このドグクラッチは、図５〜図７に示すように、ドグ歯５０とドグ孔７０（ダボ柱６０によって構成される）とからなる凹凸形状が噛み合うことで回転駆動力を伝達する。このドグクラッチは、簡単な構成によって伝達ロスの少ない駆動力伝達が可能となる。これにより、摺動可能ギヤと摺動不能ギヤとの間に、両者の回転を同期させるシンクロメッシュ機構を設ける構成に比して、変速機ＴＭの構成をより簡略化して、ツインクラッチ式の変速装置１の小型化および軽量化を図ることができる。
【００３１】
前掲のギヤ列のうち、駆動側のギヤＭ３，Ｍ４および被動側のギヤＣ５，Ｃ６、すなわち軸方向に摺動可能に配置された「摺動可能ギヤ」は、後述するシフトフォークの動作に伴って摺動されるように構成されている。したがって、この駆動側のギヤＭ３，Ｍ４および被動側のギヤＣ５，Ｃ６には、それぞれ、シフトフォークの爪部が係合する係合溝４１，４２，６１，６２が形成されている。
【００３２】
また、前掲の摺動可能ギヤ以外の変速ギヤ（駆動側のギヤＭ１，Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６および被動側のギヤＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）、すなわち、軸方向に摺動不能な「摺動不能ギヤ」は、隣接する摺動可能ギヤとの間で、前述のドグ歯５０およびドグ孔７０により回転駆動力の断接を行うように構成されている。
このように構成されたことにより、本実施形態におけるツインクラッチ式の変速装置１は、摺動可能ギヤ（駆動側のギヤＭ３，Ｍ４および被動側のギヤＣ５，Ｃ６）の位置および両クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態の組み合わせによって、エンジンの回転駆動力を駆動車輪に伝達する１つの歯車対を任意に選択することができる。
【００３３】
そして、第１クラッチＣＬ１は、奇数速度段（１速、３速、５速）の回転駆動力の断接を行い、一方、第２クラッチＣＬ２は、偶数速度段（２速、４速、６速）の回転駆動力の断接を行う。このことは、シフトアップが順次行われる際には、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態が交互に切り替えられることとなる。
【００３４】
本実施形態におけるドグクラッチ式変速装置１の変速機構２０について説明する。
図３には変速機構２０の断面図を示し、図４には変速機構２０のシフトドラム３０のガイド溝の形状を示す展開図を示す。
本実施形態に係る変速機構２０は、前掲の４つの摺動可能ギヤ（駆動側のギヤＭ３，Ｍ４および被動側のギヤＣ５，Ｃ６）を駆動するため、２本のガイド軸３１，３２に摺動可能に取り付けられた４つのシフトフォーク７１，７２，８１，８２を備えている。
４つのシフトフォーク７１，７２，８１，８２には、摺動可能ギヤと係合するガイド爪（７１ａ，７２ａ，８１ａ，８２ａ）と、シフトドラム３０に形成されたガイド溝と係合する円筒凸部（７１ｂ，７２ｂ，８１ｂ，８２ｂ）がそれぞれ設けられている。
【００３５】
ガイド軸３１には、第３速駆動側のギヤＭ３に係合するシフトフォーク７１と、第４速駆動側のギヤＭ４に係合するシフトフォーク７２とが取り付けられている。また、他方側のガイド軸３２には、第５速被動側のギヤＣ５に係合するシフトフォーク８１と、第６速被動側のギヤＣ６に係合するシフトフォーク８２とが取り付けられている。
【００３６】
ガイド軸３１，３２と平行に配設されるシフトドラム３０の表面には、メインシャフト側のシフトフォーク７１，７２が係合するガイド溝ＳＭ１，ＳＭ２と、カウンタシャフト側のシフトフォーク８１，８２が係合するガイド溝ＳＣ１，ＳＣ２が形成されている。これにより、摺動可能ギヤＭ３，Ｍ４，Ｃ５，Ｃ６は、シフトドラム３０の回動に伴って、４本のガイド溝の形状に沿って駆動されることとなる。
【００３７】
シフトドラム３０は、アクチュエータとしての電動モータ２１によって所定の位置に回転駆動される。この電動モータ２１の回転駆動力は、回転軸２２に固定された第１ギヤ２３、該第１ギヤ２３に噛合する第２ギヤ２４を介して、中空円筒状のシフトドラム３０を支持するシフトドラム軸２９に伝達される。シフトドラム３０の回動位置は、シフトポジションセンサ２７によって検知される。シフトポジションセンサ２７は、シフトドラム軸２９に固定されたセンサプレート２５に埋設されたセンサピン２６にて回動されるセンサカム２８の回動位置によってシフトドラム３０の回転位置を検知できるように構成されている。
【００３８】
前掲したような構成により、ドグクラッチ式変速装置１は、シフトドラム３０の回転駆動制御とツインクラッチＴＣＬの断接制御を並行して行うことで、エンジン回転数や車速等に応じた自動変速（オートマチック）や、変速スイッチ等によって乗員の変速操作を受け付ける半自動変速（セミオートマチック）を実行することができる。
【００３９】
本実施形態におけるシフトドラム３０の回動位置と４本のシフトフォークとの位置関係について、以下、図４の展開図を参照してその基本的な動作を説明する。
本実施形態における両ガイド軸３１，３２は、シフトドラム３０の回転軸を基準として周方向に互いに約９０°離れた位置に配設されている。例えば、シフトドラム３０の回動位置がニュートラル（Ｎ）とされる場合、シフトフォーク８１，８２が図示左方の表示「Ｃ Ｎ−Ｎ」の位置にあるのに対し、シフトフォーク７１，７２は図示右方の表示「Ｍ Ｎ−Ｎ」の位置にある。
図４においては、ニュートラル時の各シフトフォークの円筒凸部（７１ｂ，７２ｂ，８１ｂ，８２ｂ）の位置を破線円で示している。また、図示左方の表示「Ｃ Ｎ−Ｎ」から以下に続く所定回動位置および図示右方の表示「Ｍ Ｎ−Ｎ」から以下に続く所定回動位置は、それぞれ３０°間隔で設けられている。
【００４０】
各ガイド溝によって決定されるシフトフォークの摺動位置は、メインシャフト６，７側のガイド溝ＳＭ１，ＳＭ２が、「左位置」または「右位置」の２ポジションになるように構成されているが、これに対して、カウンタシャフト９側のガイド溝ＳＣ１，ＳＣ２では、「左位置」または「中位置」または「右位置」の３ポジションを有するように構成されている。
【００４１】
本実施形態において、ニュートラル時の各シフトフォーク（７１，７２，８１，８２）は、それぞれ、シフトフォーク８１：中位置、シフトフォーク８２：中位置、シフトフォーク７１：右位置、シフトフォーク７２：左位置にある。これは、各シフトフォークで駆動される４つの摺動可能ギヤが、隣接する摺動不能ギヤといずれも噛合していない状態であるので、第１クラッチＣＬ１または第２クラッチＣＬ２が接続されても、プライマリギヤ３の回転駆動力はカウンタシャフト９に伝達されることがない。
【００４２】
次に、前掲したニュートラル時の位置から、シフトドラム３０を１速ギヤに対応する位置（「Ｃ １−Ｎ」および「Ｍ １−Ｎ」）に回動させると、シフトフォーク８１が中位置から左位置に切り替わることで、第５速被動側のギヤＣ５が中位置から左位置に切り替わる。
これにより、第５速被動側のギヤＣ５が、第１速被動側のギヤＣ１とドグクラッチで噛合して、回転駆動力を伝達できる状態となる。この状態において、第１クラッチＣＬ１を接続状態に切り換えると、内側メインシャフト７→第１速駆動側のギヤＭ１→第１速被動側のギヤＣ１→第５速被動側のギヤＣ５→カウンタシャフト９の順で、回転駆動力が伝達されてドライブスプロケット１０から出力される。
【００４３】
そして、１速ギヤへの変速が完了すると、シフトドラム３０が角度３０度だけシフトアップ方向に自動的に回動される。この回動動作は、１速から２速への変速指令が出された際に、ツインクラッチＴＣＬの接続状態の切り換えのみで変速を完了できるようにするための「シフトアップ側予備変速」と呼ばれるものである。このシフトアップ側予備変速により、２本のガイド軸は、図示左右の表示「Ｃ１−２」および「Ｍ１−２」の位置に、シフトドラム３０に対して相対的に移動する。
【００４４】
このシフトアップ側予備変速に伴うガイド溝の変化は、ガイド溝ＳＣ２が中位置から右位置に切り替わるのみであり、これにより、シフトフォーク８２が右位置に移動して、被動側のギヤＣ６が被動側のギヤＣ２とドグクラッチで噛合する。この１速から２速へのシフトアップ側予備変速が完了した時点では、第２クラッチＣＬ２は遮断状態にあるので、外側メインシャフト６は、内側メインシャフト７との間に満たされた潤滑油の粘性によって従動的に回転される。
【００４５】
前掲したようなシフトアップ側予備変速による被動側のギヤＣ６の摺動動作により、２速ギヤを介して回転駆動力を伝達する準備が整う。この状態で１速から２速への変速指令が出されると、第１クラッチＣＬ１が遮断されると共に第２クラッチＣＬ２が接続状態に切り換えられる。このツインクラッチＴＣＬの持ち替え動作により、回転駆動力が途切れることなく、瞬時に２速ギヤを介して回転駆動力が出力される。
【００４６】
１速から２速への変速動作が完了すると、２速から３速への変速動作をツインクラッチＴＣＬの持ち替えのみで完了できるようにするシフトアップ側予備変速が実行される。この２速から３速へのシフトアップ側予備変速では、カウンタシャフト９側のガイド軸が、図示左側の表示「Ｃ１−２」から「Ｃ３−２」の位置に移動すると共に、メインシャフト６，７側のガイド軸が、図示右側の表示「Ｍ １−２」から「Ｍ ３−２」の位置に移動する。これに伴うガイド溝の変化は、ガイド溝ＳＣ１が左位置から右位置に切り替わるのみであり、これにより、シフトフォーク８１が左位置から右位置に移動して、第５速被動側のギヤＣ５と第３速被動側のギヤＣ３とがドグクラッチ（ドグ歯５０およびドグ孔７０によるクラッチ構造）で噛合する。
【００４７】
２速から３速へのアップ側予備変速が完了すると、ツインクラッチＴＣＬの接続状態を第２クラッチＣＬ２から第１クラッチＣＬ１に切り換える、換言すれば、クラッチの持ち替えを行うのみで、２速から３速への変速動作が実行できる状態となる。このシフトアップ側予備変速は、以降、５速ギヤの選択時まで同様に実行される。
【００４８】
前掲の２速から３速へのシフトアップ側予備変速時において、ガイド溝ＳＣ１は、図示左側の表示「Ｃ Ｎ−２」で中位置、すなわち、ドグクラッチによる噛合が行われない位置を通過する。シフトドラム３０は、シフトポジションセンサ２７によって３０度毎の角度が検知されると共に、電動モータ２１によってその回動速度を細かく調整することができる。これにより、例えば、図示左側の表示「Ｃ１−２」から「ＣＮ−２」までの回動速度、すなわち、被動側のギヤＣ１，Ｃ５間でドグクラッチの噛合いを外す際の速度と、「ＣＮ−２」から「Ｃ３−２」までの回動速度、すなわち、被動側のギヤＣ５，Ｃ３間でドグクラッチを噛み合わせる際の速度とが異なるようにしたり、また、「ＣＮ−２」の位置で所定時間停止する「ニュートラル待ち」を行うことが可能である。
これにより、ドグ歯５０とダボ柱６０の断接時に生じやすい変速ショックを低減することも可能である。また、本実施形態においては、後述するように、シフトドラム３０の駆動タイミングや駆動速度を適宜制御して、ドグ歯５０とダボ柱６０との所望の接触行うことが出来、また、その駆動タイミングは変速時の速度段数やエンジン回転数等に応じて順次調整することができる。
【００４９】
以下、本実施形態におけるドグ歯５０とドグ孔７０との噛合い構造について、被動側のギヤＣ６とギヤＣ２を例に、図１、図５〜図９を参照して詳細に説明する。
ギヤＣ６とギヤＣ２は、前掲のごとくカウンタシャフト９軸上で隣接するギヤである。このギヤＣ６は、カウンタシャフト９の軸に対して相対回転不能且つ軸線方向にスライド自在であって、対するギヤＣ２はカウンタシャフト９に対して軸線方向にスライド不能且つ軸円周方向に回動自在である。そして、ギヤＣ６には軸線方向に突出するドグ歯５０が設けられている。一方、ギヤＣ２には、軸線方向に凹んだドグ孔７０がドグ歯５０に対向するように設けられている。このドグ孔７０は、ダボ柱６０によって凹みとして構成されている。また、ギヤＣ６のスライド動作は、前掲のごとく変速機構２０を介して行うことができる。
【００５０】
本実施形態においては、図５に示すように、ギヤＣ６には、その最外周にはギヤＭ６と歯合する歯山５６を備えており、ドグ歯５０が端面５７から軸方向に突出するように６個設けられている。また、ドグ歯５０は、図６に示すように、その先端部分がダボ柱６０の対向壁面８０と対向する対向壁面５１として構成され、また、ドグ歯５０の側面部分がダボ柱６０の側面９０と係合する係合側面５２として構成されている。
なお、ギヤＣ６には、図６に示すように、その内周にスプライン５５が設けられており、カウンタシャフト９と適宜係合し、カウンタシャフト９の軸方向のスライド移動が自在に構成されている。
【００５１】
一方、ギヤＣ２には、図７に示すように、その最外周にはギヤＭ２と歯合する歯山８６を備えており、ドグ歯５０が進入可能に軸方向に凹んだドグ孔７０が６個のダボ柱６０によって６個形成されている。
また、ギヤＣ２は、図７に示すように、その内周面はフラット面１０ａに構成されており、カウンタシャフト９に軸方向に適宜位置規制されて該カウンタシャフト９の軸周りに回転自在に構成されている。
【００５２】
前掲のように構成されたギヤＣ２とギヤＣ６とは、図８に拡大して示すように、ドグ歯５０とドグ孔７０との噛合いが可能なように向き合って配置されている。すなわち、ギヤＣ２に対してギヤＣ６がスライド移動（図９の矢印Ｚ３方向の移動）した時に、ドグ歯５０がドグ孔７０に進入して噛合うことになる。
【００５３】
本実施形態においては速度段の切換え時に、前掲の変速機構２０によりドグ歯５０とダボ柱６０とが噛み合うように駆動される。
このとき後述する本発明の実施例に示すように、任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比が０．７２５以上になるように構成されている。
ここで云う変速レシオ比とは、速度段における前段で直後段を割った値、すなわち、
［（ｎ＋１）速のレシオ］／［ｎ速のレシオ］である。
したがって、変速レシオ比が０．７２５以上に設定されていることにより、ギヤ間の互いの回転差を小さくすることができ、ドグ歯５０とドグ孔７０（ダボ柱６０の側面９０）が係合したときの衝撃を小さくして、ドグ同士の噛合い音を低く抑えることができた。
【００５４】
また、後述する本発明の実施例に示すように、隣り合う任意の速度段における変速レシオ比のレシオ変化率が７．５％以下になるように構成されている。
ここで云うレシオ変化率とは、以下の式で表した値である。すなわち、
［｛（（ｎ＋２）速のレシオ）／（（ｎ＋１）速のレシオ）｝−｛（（ｎ＋１)速のレシオ）／（ｎ速のレシオ）｝］／［（（ｎ＋２)速のレシオ）／（（ｎ＋１）速のレシオ）］である。
したがって、レシオ変化率が７．５％以下になるように構成されていることで、ギヤ間の互いの回転差を小さくすることができ、ドグ歯５０とドグ孔７０が係合したときの衝撃を小さくして、ドグ同士の噛合い音を低く抑えることができた。
【００５５】
また、後述する本発明の実施例に示すように、ドグ歯５０とドグ孔７０とのドグ噛合い差回転エネルギーが３０ジュールより小さく設定されている。
ここで云うドグ噛合い差回転エネルギーとは、ドグ歯５０を有するギヤの回転エネルギーとドグ孔７０を有するギヤの回転エネルギーの差をいう。
したがって、ドグ歯５０とドグ孔７０とのドグ噛合い差回転エネルギーが３０ジュールより小さく構成されていることにより、ドグ同士の噛み合い時の衝撃を小さく抑えることができ、打音の低減効果を発揮することができた。
【００５６】
また、通常、ツインクラッチＴＣＬの速度段の持ち替え時においては、次に切り換える速度段のギヤを接続して待機するので、例えば、１速に切り換えた際回転している２速ギヤと回転していない６速ギヤのドグ歯５０とドグ孔７０を噛み合わせるので、特に大きな打音が発生し易いが、本実施形態においては前掲したように、ドグ歯５０を有するギヤとドグ孔７０を有するギヤとの間におけるドグ噛合い差回転エネルギーが３０ジュール以下で、変速レシオ比が０．７２５以上で、さらにレシオ変化率が７．５％以下になるように構成されていることで、打音の低減効果を極めて効果的に発揮することができる。
【００５７】
以下、図１、図８および図９を参照して、１速から２速への変速動作時におけるドグクラッチの動作を説明する。
先ず、第１クラッチＣＬ１が接続されている１速ギヤでの走行時には、内側メインシャフト７の回転駆動力が、第１速被動側のギヤＣ１から第５速被動側のギヤＣ５に伝達されている。
このとき、内側メインシャフト７の回転駆動力Ｔは、第１速被動側のギヤＣ１を図示時計方向に回動し、ドグクラッチで連結される第５速被動側のギヤＣ５は、これに従動して時計方向に回動されている。
【００５８】
そして、１速から２速への変速指令に伴って、第１クラッチＣＬ１が遮断されると共に第２クラッチＣＬ２が接続される。
すなわち、第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２へ接続状態の持ち替えが行われる。
【００５９】
次に、１速から２速への変速動作時における第２速被動側のギヤＣ２と第６速被動側のギヤＣ６との関係を説明する。
なお、図８には、第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２へ切り替わる前の状態を示し、また、図９には第２クラッチＣＬ２へ切り替わりがなされた状態を示している。
【００６０】
１速での走行時において、第２速被動側のギヤＣ２および第６速被動側のギヤＣ６には外側メインシャフト６からの回転駆動力が作用していない。このとき、外側メインシャフト６は、内側メインシャフト７との間に満たされた潤滑油の粘性によって従動的に回転されている。これにより、第２速被動側のギヤＣ２は時計方向に回転している。この第２被動側のギヤＣ２の回転速度は、カウンタシャフト９によって回転されている第６速被動側のギヤＣ６の回転速度より速い。
【００６１】
この１速から２速への変速指令に伴って、第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２へ接続状態の持ち替えが行われると、外側メインシャフト６の回転駆動力Ｔが第２速被動側のギヤＣ２に作用する（図８に示す状態）。
そして、対向壁面５１が他方の対向壁面８０に接近（矢印Ｚ１方向の移動）するように変速機構２０によって駆動操作される。この結果、図９に示すように、ドグ歯５０がドグ孔７０内に進入（矢印Ｚ３方向の移動）すると、ドグ歯５０とダボ柱６０の側面９０とは係合し、この状態が維持され、２速へのシフトアップが完了する。
【００６２】
以下、本発明のドグクラッチ式変速装置を適用した実施例について比較例と比較しながら説明する。
なお、実施したのは自動二輪車であり、実施例１〜４は図１に示すツインクラッチ型のドグクラッチ式変速装置１である。また、比較例１〜４は、実施例と同様にツインクラッチ型の自動変速装置の自動二輪車で、実施例とは異なった条件で適用した場合である。
【００６３】
（実施例１）
本実施例は、第１速から第６速までギヤの歯数を下記条件とした。
実施条件
１）第１速の歯数：  １５：３７
２）第２速の歯数：  １９：３４
３）第３速の歯数：  ２２：３１
４）第４速の歯数：  ２５：２９
５）第５速の歯数：  ３１：３２
６）第６速の歯数：  ３３：３１
【００６４】
（実施例２）
本実施例は、第１速から第６速までギヤの歯数を下記条件とした。
実施条件
１）第１速の歯数：  １７：４１
２）第２速の歯数：  １９：３５
３）第３速の歯数：  ２３：３３
４）第４速の歯数：  ２７：３２
５）第５速の歯数：  ３１：３２
６）第６速の歯数：  ３３：３１
【００６５】
（実施例３）
本実施例は、第１速から第６速までギヤの歯数を下記条件とした。
実施条件
１）第１速の歯数：  １７：４１
２）第２速の歯数：  １９：３４
３）第３速の歯数：  ２３：３０
４）第４速の歯数：  ２９：３０
５）第５速の歯数：  ３４：３２
６）第６速の歯数：  ３５：３１
【００６６】
（実施例４）
本実施例は、第１速から第６速までギヤの歯数を下記条件とした。
実施条件
１）第１速の歯数：  １６：３６
２）第２速の歯数：  ２０：３４
３）第３速の歯数：  ２３：３０
４）第４速の歯数：  ２８：３１
５）第５速の歯数：  ３０：２９
６）第６速の歯数：  ３５：３１
【００６７】
（比較例１）
本比較例は、第１速から第６速までギヤの歯数を下記条件とした。
実施条件
１）第１速の歯数：  １７：４１
２）第２速の歯数：  ２０：３４
３）第３速の歯数：  ２３：３０
４）第４速の歯数：  ２９：３０
５）第５速の歯数：  ３４：３２
６）第６速の歯数：  ３５：３１
【００６８】
（比較例２）
本比較例は、第１速から第６速までギヤの歯数を下記条件とした。
実施条件
１）第１速の歯数：  １５：４０
２）第２速の歯数：  ２１：４０
３）第３速の歯数：  ２２：３２
４）第４速の歯数：  ２５：３０
５）第５速の歯数：  ３０：３１
６）第６速の歯数：  ３７：３１
【００６９】
実施例１から実施例４および比較例１、比較例２について、特定の速度段における変速レシオとその次の速度段における変速レシオの変速レシオ比について、変速時におけるドグ噛み合いの打音を観測して評価した。なお、各実施例および比較例の変速レシオ比はその一覧表を図１０に示し、グラフを図１１に示す。
【００７０】
実施例および比較例について、ドグ噛み合いの打音の観測結果から見ると、１速から２速へのシフトアップにおいて打音が大きく認識され、高速段においては問題とはならなかった。すなわち、比較例１における変速レシオ比が０．７０５ならびに比較例２における変速レシオ比が０．７１４においては打音が大きく認識されたのに比べて、実施例１における変速レシオ比が０．７２５においては打音がほとんど認識できす良好な結果であった。
このことから、ドグクラッチ式変速装置において、任意のｎ速の速度段における変速レシオと（ｎ＋１）速の速度段における変速レシオの変速レシオ比が０．７２５以上に設定されている場合には、ドグ同士の噛合い音を低く抑えることができた。これは、変速レシオ比が０．７２５以上に設定されことで、ギヤ間の互いの回転差を小さくすることができて、ドグ歯とドグ孔が係合したときの衝撃を小さくでき、この結果、打音を抑えることができた。
【００７１】
また、最もドグ噛み合いの打音が認識されやすい低速段におけるレシオ変化率について、１速から２速と２速から３速との間で測定した。その結果を図１２に示す。
この結果をみると、実施例２、実施例３および実施例４においては、レシオ変化率が（−１．７８）％から１．９３％であり、そのときの特に打音は低く抑えられて良好な結果が得られた。
これに比べて、比較例１、比較例３および比較例４においては、レシオ変化率が７．８２％から８．０８％と非常に大きい数値であった。そして、そのときの打音は大きく違和感を与えるものであった。この観測結果を踏まえてさらに詳細に調べた結果、どの速度段においても、レシオ変化率が７．５０％以下に抑えることで、ドグ同士の噛合い音を低くすることができた。この場合においても、変速ギヤ間におけるギヤ間の互いの回転差を小さくできた結果、変速時におけるドグ歯とドグ孔が係合したときの衝撃を小さく抑えることができた。
【００７２】
また、ドグ歯とドグ孔との噛合い差回転エネルギーについて、調べてみた。
このドグ歯とドグ孔との噛合い差回転エネルギーについては、ドグ噛み合い差回転エネルギーが最も大きき１速と２速について検討を試みた。この結果については、図１３に示すがその詳細については、以下説明する。
まず、実施例３における１速と２速とのドグ噛み合い差回転エネルギーは２７．８Ｊ（ジュール）であり、音圧については８３．２ｄＢ（デシベル）（この音圧値は無響室で測定した値である）であった。このときの打音観測の結果では良好であった。また、実施例４における１速と２速とのドグ噛み合い差回転エネルギーは２９．５Ｊ（ジュール）（回転エネルギーはエンジン回転３０００ｒｐｍで測定した値である）であり、音圧については８４．０ｄＢ（デシベル）であり、打音観測の結果では良好であった。
【００７３】
これに対して、比較例１における１速と２速とのドグ噛み合い差回転エネルギーは３１．９Ｊ（ジュール）であり、音圧については８４．７ｄＢ（デシベル）であった。このときの打音観測でははっきりと認識できるレベルであり悪い結果であった。
この結果を踏まえ、図１３に示すように、ドグ噛み合い差回転エネルギーが３０．０Ｊ（ジュール）以下の数値であれば、音圧のレベルが８４．０ｄＢ（デシベル）となり打音認識不納領域Ｓの範囲内に入り、変速時におけるドグ歯とドグ孔が係合したときの打音が小さく変速操作感が良好であった。
【００７４】
以上、本発明を自動二輪車に適用した自動変速装置の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなくマニュアル式のドグクラッチ式変速装置にも適用すことができる。また、本発明はその他に、例えば、二輪以外にも三輪車（三輪バギー）や四輪バギーを含む鞍乗型車両に適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１      ドグクラッチ式変速装置
３      プライマリギヤ
４      クラッチケース
５      衝撃吸収機構
６，７  メインシャフト
９      カウンタシャフト
１０    スプロケット
２０    変速機構
３０    シフトドラム
５０    ドグ歯
５１    対向壁面
６０    ダボ柱
７０    ドグ孔
９０    側面
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６  被動側のギヤ
Ｍ１，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６  駆動側のギヤ
ＴＣＬ  ツインクラッチ
ＣＬ１  第１クラッチ
ＣＬ２  第２クラッチ
ＴＭ    変速機
【図１】
2012215230.tif 000003
【図２】
2012215230.tif 000004
【図３】
2012215230.tif 000005
【図４】
2012215230.tif 000006
【図５】
2012215230.tif 000007
【図６】
2012215230.tif 000008
【図７】
2012215230.tif 000009
【図８】
2012215230.tif 000010
【図９】
2012215230.tif 000011
【図１０】
2012215230.tif 000012
【図１１】
2012215230.tif 000013
【図１２】
2012215230.tif 000014
【図１３】
2012215230.tif 000015