JP2004340261A - 変速ギヤ装置のギヤ支持構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】変速ギヤ装置の軸方向のコンパクト性を維持しつつ、隣接配置された２個の変速ギヤの倒れ現象を防止できるようにする。
【解決手段】同一の変速軸、たとえば変速出力軸６に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造である。隣接する変速ギヤとしては、たとえば変速出力軸６上の出力側３速ギヤ４３と出力側４速ギヤ４４が適応対象となり、出力側３速ギヤ４３のボス８５を出力側４速ギヤ４４まで軸方向に延長し、出力側４速ギヤ４４のボス８６を、上記出力側３速ギヤ４３のボス８５の外周面に空転可能に嵌合する。好ましくは、出力側４速ギヤ４４と出力側３速ギヤ４３のうち、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長する。
【選択図】 図２
【解決手段】同一の変速軸、たとえば変速出力軸６に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造である。隣接する変速ギヤとしては、たとえば変速出力軸６上の出力側３速ギヤ４３と出力側４速ギヤ４４が適応対象となり、出力側３速ギヤ４３のボス８５を出力側４速ギヤ４４まで軸方向に延長し、出力側４速ギヤ４４のボス８６を、上記出力側３速ギヤ４３のボス８５の外周面に空転可能に嵌合する。好ましくは、出力側４速ギヤ４４と出力側３速ギヤ４３のうち、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてモーターサイクル、騎乗形三，四輪走行車又はトラクタや耕運機等の農業用車輌に適用される変速ギヤ装置のギヤ支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速ギヤ装置内には、周知のように変速軸として、変速入力軸及び変速出力軸等が配置されると共に、シフトフォーク、シフトロッド及びチェンジドラム等のようなシフト機構が配置されている。そして各変速軸上には、変速段数に応じて複数の変速ギヤがそれぞれ配置されており、一部の変速ギヤは、動力伝達経路を切り換えるために、シフトフォーク等により軸方向に移動操作されるようになっている（たとえば特許文献１等参照。）。
【０００３】
図３は、前進６段式変速ギヤ装置のギヤ配置の一例を示しており、変速出力軸１０６には、軸方向の右側から順に出力側の１速ギヤ１４１、５速ギヤ１４５、３速ギヤ１４３、４速ギヤ１４４、６速ギヤ１４６及び２速ギヤ１４２が配置されている。５速ギヤ１４５と６速ギヤ１４６は、軸方向移動可能に変速出力軸１０６にスプライン嵌合すると共に、軸方向両端部にそれぞれ噛合機構用のドグ爪１５０，１５１，１５２，１５３を一体に備えている。左右両端の１速ギヤ１４１と２速ギヤ１４２は、変速出力軸１０６に空転可能に嵌合すると共に軸方向移動不能に係止され、また、前記５速ギヤ１４５と６速ギヤ１４６のドグ爪１５０，１５２が係合可能となっている。中央の３速ギヤ１４３と４速ギヤ１４４は、互いに隣接配置されると共に、変速出力軸１０６に対して個々独立に空転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止され、また、前記５速ギヤ１４５と６速ギヤ１４６のドグ爪１５１，１５３が係合可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２１５１５１号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３の出力側３速ギヤ１４３及び４速ギヤ１４４のように、変速出力軸１０６に対して個々独立に空転する変速ギヤであって、互いに隣接配置される変速ギヤについて、変速ギヤ装置の軸方向寸法のコンパクト性を保とうとすれば、摺動可能な５速ギヤ１４５及び６速ギヤ１４６等との位置関係から、出力側３速ギヤ１４３及び４速ギヤ１４４の各ボス１６０，１６１の長さは制限されてしまう。
【０００６】
上記のようにボス１６０，１６１の長さが制限されると、変速出力軸６の撓みや出力軸ボス１６０、１６１と変速出力軸１０６との嵌合部のクリアランス等の関係から、出力側３速ギヤ１４３及び出力側４速ギヤ１４４にスラスト推力が生じ、スラスト推力の増加によるギヤの倒れや片当りによるギヤの噛合騒音が発生する場合がある。
【０００７】
一方、出力側３速ギヤ１４３と４速ギヤ１４４の各ボス１６０，１６１をそれぞれ長く確保すると、変速ギヤ装置の軸方向の寸法が大形化してしまう。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、変速ギヤ装置の軸方向のコンパクト性を維持しつつ、隣接配置された２個の変速ギヤの倒れ現象を防止できるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項１に係る発明は、同一の変速軸に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造において、一方の変速ギアのボスを他方の変速ギヤまで軸方向に延長し、他方の変速ギヤのボスを、一方の変速ギヤのボスの外周面に空転可能に嵌合したことを特徴としている。
【００１０】
上記構成のように、隣接する変速ギヤのボス同士を内外に重なるように形成することにより、いずれの変速ギヤのボスも長くすることができ、これにより両変速ギヤのスラスト推力の増加によるギヤの倒れや片当りによるギヤの噛合騒音の発生を抑制できる。
【００１１】
また、径方向の外側に形成される他方の変速ギヤのボスは、一方の変速ギヤのボスに対し相対回転することになるので、従来のように変速軸に対して相対回転する場合に比べ、相対回転数を減らすことができ、それにより嵌合部における耐摩耗性の表面処理コストを抑えることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の変速ギヤ装置のギヤ支持構造において、２個の変速ギヤは外径が異なっており、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長し、小さい外径の変速ギヤのボスを大きい外径の変速ギヤのボスの外周に嵌合している。
【００１３】
変速ギヤは外径が大きくなるに従い倒れ量が増すが、上記構成によると、外径の大きい変速ギヤのボスの長さを、外径の小さい変速ギヤのボスよりも長く形成することができ、外径の大きさに応じて、有効に倒れ防止効果を発揮させることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の変速ギヤ装置のギヤ支持構造において、２個の変速ギヤが配置される変速軸は、変速出力軸となっている。
【００１５】
変速軸に対して、個々に空転可能に嵌合する２つの変速ギヤを隣接配置する構造は、主として変速出力軸上のギヤ配置であり、また、出力軸側の変速ギヤは、入力軸側に比べ、変速軸に対する相対回転速度が変化する機会が多く、本発明を変速出力軸側の変速ギヤに適用することにより、十分な前記効果を期待することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［変速ギヤ装置全体の構成］
図１は変速ギヤ装置を、各軸心を通る面で切断した断面展開図であり、この図１において、クランクケース１と一体に形成された変速ギヤケース（ミッションケース）２内には、変速軸として、変速入力軸５及び変速出力軸６が水平左右方向に延びる姿勢で互いに平行配置されると共に、入力軸側のシフトロッド７、出力軸側のシフトロッド８及びチェンジドラム９も平行に配置されている。
【００１７】
変速入力軸５は変速ギヤケース２から右方に突出しており、該突出部分に取り付けられたクラッチ１２及びクラッチギヤ（図示せず）等を介してクランク軸に動力伝達可能に連結し、矢印Ｒ１方向に回転するようになっている。
【００１８】
変速出力軸６は変速ギヤケース２から左方に突出し、出力スプロケット１３及びチェーン（図示せず）等を介して後輪に動力伝達可能に連結している。
【００１９】
入力軸側のシフトロッド７には１本のシフトフォーク（シフト部材）２１が軸方向移動可能に嵌合し、出力側のシフトロッド８には２本のシフトフォーク（シフト部材）２２，２３が軸方向移動可能に嵌合している。
【００２０】
チェンジドラム９は、チェンジ操作機構（図示せず）を介してチェンジペダルに連結し、チェンジペダルの踏込み又は引上げ動作により、所定回動量ずつ回動するようになっている。チェンジドラム９には３本のシフト用カム溝１６，１７，１８が形成されており、各カム溝１６，１７，１８には、各シフトフォーク２１，２２，２３の各駆動ピンがそれぞれ係合している。
【００２１】
この変速ギヤ装置は前進６段切換であり、変速入力軸５上には、入力側変速ギヤとして、右端から順に入力側１速ギヤ３１、５速ギヤ３５、３速ギヤ３３、４速ギヤ３４、６速ギヤ３６及び２速ギヤ３２が配置され、これら変速ギヤはいずれもスパーギヤ（平歯車）が使用されている。入力側１速ギヤ３１は、変速入力軸５の右側軸受２６に隣接配置されると共に変速入力軸５と一体成形されている。入力側５速ギヤ３５は入力側１速ギヤ３１に隣接配置されると共に変速入力軸５に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。入力側３速ギヤ３３と入力側４速ギヤ３４は、一体物として形成されると共に変速入力軸５に対して軸方向移動可能にスプライン嵌合しており、かつ、両ギヤ３３，３４間にはシフト操作用の環状溝５１が形成され、該環状溝５１には前記入力側シフトフォーク２１が係合している。入力側６速ギヤ３６は、入力側２速ギヤ３２に隣接配置されると共に変速入力軸５に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。入力側２速ギヤ３２は変速入力軸５の左側軸受２７に隣接配置されると共に変速入力軸５にスプライン嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。
【００２２】
入力側３速ギヤ３３の右端面と入力側５速ギヤ３５の左端面には、互いに噛み合い可能なドグ爪６５，６６が一体に形成されており、両ドグ爪６５，６６により、入力側３速ギヤ３３と入力側５速ギヤ３５の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５６が構成されている。
【００２３】
入力側４速ギヤ３４の左端面と入力側６速ギヤ３６の右端面にも、互いに噛み合い可能なドグ爪６７，６８が一体に形成されており、両ドグ爪６７，６８により、入力側４速ギヤ３４と入力側６速ギヤ３６の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５７が構成されている。
【００２４】
変速出力軸６上には、出力側変速ギヤとして、上記各入力側変速ギヤ３１，３５，３３，３４，３６，３２にそれぞれ噛み合う位置に、右側から順に出力側１速ギヤ４１、５速ギヤ４５、３速ギヤ４３、４速ギヤ４４、６速ギヤ４６及び２速ギヤ４２が配置され、これら変速ギヤはいずれもスパーギヤ（平歯車）が使用されている。出力側１速ギヤ４１は、変速出力軸６の右側軸受２８に隣接配置されると共に変速出力軸６に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。出力側５速ギヤ４５は変速出力軸６に対して軸方向移動可能にスプライン嵌合すると共に環状溝５２が形成され、該環状溝５２には右方の出力側シフトフォーク２２が係合している。出力側３速ギヤ４３と出力側４速ギヤ４４は、互いに隣接配置されると共に変速出力軸６に対して個々独立に回転可能（空転可能）となっており、しかも、軸方向移動不能に係止されている。出力側６速ギヤ４６は変速出力軸６に対して軸方向移動可能にスプライン嵌合すると共に環状溝５３が形成され、該環状溝５３には左方の出力側シフトフォーク２３が係合している。出力側２速ギヤ４２は、変速出力軸６の左側軸受２９に隣接配置されると共に変速出力軸６に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。
【００２５】
出力側５速ギヤ４５の右端面と出力側１速ギヤ４１の壁には、互いに係合可能なドグ爪７０と係合孔７１が形成されており、該ドグ爪７０と係合孔７１により、出力側５速ギヤ４５と出力側１速ギヤ４１の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５８が構成されている。
【００２６】
出力側５速ギヤ４５の左端部と出力側３速ギヤ４３の壁には、互いに係合可能なドグ爪７２と係合孔７３が形成されており、該ドグ爪７２と係合孔７３により、出力側５速ギヤ４５と出力側３速ギヤ４３の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５９が構成されている。
【００２７】
出力側６速ギヤ４６の右端部と出力側４速ギヤ４４の壁には、互いに係合可能なドグ爪７４と係合孔７５が形成されており、該ドグ爪７４と係合孔７５により、出力側６速ギヤ４６と出力側４速ギヤ４４の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構６０が構成されている。
【００２８】
出力側６速ギヤ４６の左端面と出力側２速ギヤ４２の壁には、互いに係合可能なドグ爪７６と係合孔７７が形成されており、該ドグ爪７６と係合孔７７により、出力側２速ギヤ４２と出力側６速ギヤ４６の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構６１が構成されている。
【００２９】
［出力側３速ギヤと４速ギヤの支持構造］
図２は変速出力軸６の概ね出力側３速ギヤ４３と出力側４速ギヤ４４の縦断面拡大部分図であり、これら両出力側変速ギヤ（４３，４４）の支持構造に本発明を適用しており、以下その支持構造を詳しく述べる。
【００３０】
図２において、変速出力軸６の外周スプライン歯６ａには、出力側３速ギヤ４３から出力側４速ギヤ４４に亘るスプラインブッシュ８０がスプライン嵌合している。該スプラインブッシュ８０の左端部は、外向きのフランジ部８０ａを一体に有すると共にスナップリング８１により軸方向に係止されており、スプラインブッシュ８０の右端部は、抜止めリング８２を介してスナップリング８３により軸方向に係止されている。
【００３１】
出力側３速ギヤ４３のボス８５は、出力側４速ギヤ４４内の位置まで軸方向の左方に延び、前記スプラインブッシュ８０の外周面に回転可能（空転可能）に嵌合しており、上記ボス８５の軸方向の両端面は前記フランジ部８０ａ及び抜止めリング８２により、軸方向移動不能に係止されている。
【００３２】
一方、出力側４速ギヤ４４のボス８６は、出力側３速ギヤ４３の左側壁面まで軸方向の右方に延び、前記出力側３速ギヤ４３のボス８５の外周面に相対回転可能に嵌合している。上記出力側４速ギヤ４４のボス８６軸方向の両端面は前記フランジ部８０ａ及び出力側３速ギヤ４３の左側壁面により、軸方向移動不能に係止されている。
【００３３】
両ボス８６，８５間の嵌合部（８８）は、表面硬化処理により直接回転可能に嵌合することも可能であるが、該実施の形態では、たとえば遊嵌ブッシュ８８を介在させてある。なお、遊嵌ブッシュ８８の代わりにニードルベアリングを配置することも可能である。
【００３４】
【作用】
図１において、第１速位置にシフトする場合には、出力側５速ギヤ４５を右方に移動して、出力側５速ギヤ４５と出力側１速ギヤ４１をドグ爪式噛合い機構５８により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側１速ギヤ３１→出力側１速ギヤ４１→ドグ爪式噛合い機構５８→出力側５速ギヤ４５→変速出力軸６となる。
【００３５】
上記第１速位置では、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。具体的には、出力側３速ギヤ４３は変速出力軸６に対して相対的に速い回転速度で空転し、出力側４速ギヤ４４は、出力側３速ギヤ４３に対して、相対的に少し速い回転速度で空転している。
【００３６】
第２速位置にシフトする場合には、図１において、出力側６速ギヤ４６を左方に移動して、出力側６速ギヤ４６と出力側２速ギヤ４２をドグ爪式噛合い機構６１により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側２速ギヤ３２→出力側２速ギヤ４２→ドグ爪式噛合い機構６１→出力側６速ギヤ４６→変速出力軸６となる。
【００３７】
上記第２速位置の場合は前記第１速位置の場合と同様に、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。
【００３８】
第３速位置にシフトする場合には、図１の出力側５速ギヤ４５を左方に移動して、出力側５速ギヤ４５と出力側３速ギヤ４３をドグ爪式噛合い機構５９により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側３速ギヤ３３→出力側３速ギヤ４３→ドグ爪式噛合い機構５９→出力側５速ギヤ４５→変速出力軸６となる。
【００３９】
上記第３速位置では、図２において、出力側３速ギヤ４３はトルク伝達に関った状態であり、変速出力軸６と同期回転している。一方、出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側４速ギヤ３４により空転している。具体的には、出力側４速ギヤ４４は、出力側３速ギヤ４３に対して、相対的に少し速い回転速度で空転している。
【００４０】
この第３速位置において、たとえば変速出力軸６の撓み等で発生するスラスト力等により、あるいは入力側３速ギヤ３３との噛み合い部で発生するスラスト力等により、出力側３速ギヤ４３を倒すように力が加わっても、ボス８５を軸方向に長く確保してあるので、倒れ量を小さい値に抑えることができる。
【００４１】
第４速位置にシフトする場合には、出力側６速ギヤ４６を右方に移動して、出力側６速ギヤ４６と出力側４速ギヤ４４をドグ爪式噛合い機構６０により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側４速ギヤ３４→出力側４速ギヤ４４→ドグ爪式噛合い機構６０→出力側６速ギヤ４６→変速出力軸６となる。
【００４２】
上記第４速位置では、図２において、出力側４速ギヤ４４はトルク伝達に関った状態であり、変速出力軸６と同期回転している。一方、出力側３速ギヤ４３は、トルク伝達には関っておらず、入力側４速ギヤ３４により空転している。具体的には、変速出力軸６に対して空転している出力側３速ギヤ４３に対して、出力側４速ギヤ４４は出力側３速ギヤ４３よりも少し速い回転速度で相対的に回転している。
【００４３】
この第４速位置において、たとえば変速出力軸６の撓み等に起因して発生するスラスト力等により、出力側４速ギヤ４４を倒すように力が加わっても、ボス８６を軸方向に長く確保してあるので、倒れ量を小さい値に抑えることができる。
【００４４】
第５速位置にシフトする場合には、図１において、入力側３速ギヤ３３を右方に移動して、入力側３速ギヤ３３と入力側５速ギヤ３５をドグ爪式噛合い機構５６により連結する。動力伝達経路は、前述のように、変速入力軸５→入力側３速ギヤ３３→ドグ爪式噛合い機構５６→入力側５速ギヤ３５→出力側５速ギヤ４５→変速出力軸６となる。
【００４５】
上記第５速位置の場合は前記第１速位置の場合と同様に、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。
【００４６】
第６速位置にシフトする場合には、図１の入力側３速ギヤ３３及び４速ギヤ３４を左方に移動して、入力側６速ギヤ３６と入力側４速ギヤ３４を、ドグ爪式噛合い機構５７により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側４速ギヤ３４→ドグ爪式噛合い機構５７→入力側６速ギヤ３６→出力側６速ギヤ４６→変速出力軸６となる。
【００４７】
上記第６速位置の場合も前記第１速位置の場合と同様に、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。
【００４８】
【その他の発明の実施の形態】
（１）前記実施の形態は、入力側変速ギヤ及び出力側変速ギヤとしてスパーギヤを使用した例であるが、たとえば入力側３速ギヤ３３の歯に若干（１°〜３°）のねじれ角を付与し、出力側３速ギヤ４３の歯にも対応するねじれ角を付与し、これにより動力伝達中における入力側３速ギヤ３３に生じる軸方向のスラスト推力を減少させるように構成した変速ギヤ装置にも適用できる。
【００４９】
（２）図１及び図２では、変速出力軸上の出力側３速ギヤと出力側４速ギヤに適用した例を示しているが、本発明は変速出力軸上の変速ギヤには限定されず、変速入力軸上の変速ギヤにも適用可能である。
【００５０】
（３）図１のような変速装置において、入力側３速ギヤ３３と入力側４速ギヤ３４の軸方向の位置関係が逆の構造にも適用することは可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、（１）同一の変速軸に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造において、一方の変速ギアのボスを他方の変速ギヤまで軸方向に延長し、他方の変速ギヤのボスを、一方の変速ギヤのボスの外周面に空転可能に嵌合しているので、いずれの変速ギヤのボスも長くすることができ、これによりスラスト推力増加による変速ギヤの倒れや片当りによるギヤの噛合い騒音の発生を防止することができる。
【００５２】
（２）径方向の外側に形成される他方の変速ギヤのボスは、一方の変速ギヤのボスに対し相対回転することになるので、従来のように変速軸に対して相対回転する場合に比べ、相対回転数を減らすことができ、それにより嵌合部における耐摩耗性の表面処理コストを抑えることができる。
【００５３】
（３）２個の変速ギヤは外径が異なっており、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長し、小さい外径の変速ギヤのボスを大きい外径の変速ギヤのボスの外周に嵌合していると、外径の大きい変速ギヤのボスの長さを、外径の小さい変速ギヤのボスよりも長く形成することができ、外径の大きさに応じて、有効に倒れ防止効果を発揮させることができる。
【００５４】
（４）変速軸に対して、個々に空転可能に嵌合する２つの変速ギヤを隣接配置する構造は、主として変速出力軸上のギヤ配置であり、また、出力軸側の変速ギヤは、入力軸側に比べ、変速軸に対する相対回転速度が変化する機会が多く、本発明を変速出力軸側の変速ギヤに適用することにより、十分な前記効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車輌用変速ギヤ装置を、各軸を通る面で切断した断面展開図である。
【図２】図１の変速出力軸部分の縦断面拡大図である。
【図３】従来例の変速出力軸部分の縦断面拡大図である。
【符号の説明】
２ 変速ギヤケース
５ 変速入力軸（変速軸）
６ 変速出力軸（変速軸）
４３、４４ 出力側３速ギヤ、出力側４速ギヤ（変速ギヤの例）
８５，８６ ボス
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてモーターサイクル、騎乗形三，四輪走行車又はトラクタや耕運機等の農業用車輌に適用される変速ギヤ装置のギヤ支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速ギヤ装置内には、周知のように変速軸として、変速入力軸及び変速出力軸等が配置されると共に、シフトフォーク、シフトロッド及びチェンジドラム等のようなシフト機構が配置されている。そして各変速軸上には、変速段数に応じて複数の変速ギヤがそれぞれ配置されており、一部の変速ギヤは、動力伝達経路を切り換えるために、シフトフォーク等により軸方向に移動操作されるようになっている（たとえば特許文献１等参照。）。
【０００３】
図３は、前進６段式変速ギヤ装置のギヤ配置の一例を示しており、変速出力軸１０６には、軸方向の右側から順に出力側の１速ギヤ１４１、５速ギヤ１４５、３速ギヤ１４３、４速ギヤ１４４、６速ギヤ１４６及び２速ギヤ１４２が配置されている。５速ギヤ１４５と６速ギヤ１４６は、軸方向移動可能に変速出力軸１０６にスプライン嵌合すると共に、軸方向両端部にそれぞれ噛合機構用のドグ爪１５０，１５１，１５２，１５３を一体に備えている。左右両端の１速ギヤ１４１と２速ギヤ１４２は、変速出力軸１０６に空転可能に嵌合すると共に軸方向移動不能に係止され、また、前記５速ギヤ１４５と６速ギヤ１４６のドグ爪１５０，１５２が係合可能となっている。中央の３速ギヤ１４３と４速ギヤ１４４は、互いに隣接配置されると共に、変速出力軸１０６に対して個々独立に空転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止され、また、前記５速ギヤ１４５と６速ギヤ１４６のドグ爪１５１，１５３が係合可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２１５１５１号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図３の出力側３速ギヤ１４３及び４速ギヤ１４４のように、変速出力軸１０６に対して個々独立に空転する変速ギヤであって、互いに隣接配置される変速ギヤについて、変速ギヤ装置の軸方向寸法のコンパクト性を保とうとすれば、摺動可能な５速ギヤ１４５及び６速ギヤ１４６等との位置関係から、出力側３速ギヤ１４３及び４速ギヤ１４４の各ボス１６０，１６１の長さは制限されてしまう。
【０００６】
上記のようにボス１６０，１６１の長さが制限されると、変速出力軸６の撓みや出力軸ボス１６０、１６１と変速出力軸１０６との嵌合部のクリアランス等の関係から、出力側３速ギヤ１４３及び出力側４速ギヤ１４４にスラスト推力が生じ、スラスト推力の増加によるギヤの倒れや片当りによるギヤの噛合騒音が発生する場合がある。
【０００７】
一方、出力側３速ギヤ１４３と４速ギヤ１４４の各ボス１６０，１６１をそれぞれ長く確保すると、変速ギヤ装置の軸方向の寸法が大形化してしまう。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、変速ギヤ装置の軸方向のコンパクト性を維持しつつ、隣接配置された２個の変速ギヤの倒れ現象を防止できるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項１に係る発明は、同一の変速軸に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造において、一方の変速ギアのボスを他方の変速ギヤまで軸方向に延長し、他方の変速ギヤのボスを、一方の変速ギヤのボスの外周面に空転可能に嵌合したことを特徴としている。
【００１０】
上記構成のように、隣接する変速ギヤのボス同士を内外に重なるように形成することにより、いずれの変速ギヤのボスも長くすることができ、これにより両変速ギヤのスラスト推力の増加によるギヤの倒れや片当りによるギヤの噛合騒音の発生を抑制できる。
【００１１】
また、径方向の外側に形成される他方の変速ギヤのボスは、一方の変速ギヤのボスに対し相対回転することになるので、従来のように変速軸に対して相対回転する場合に比べ、相対回転数を減らすことができ、それにより嵌合部における耐摩耗性の表面処理コストを抑えることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の変速ギヤ装置のギヤ支持構造において、２個の変速ギヤは外径が異なっており、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長し、小さい外径の変速ギヤのボスを大きい外径の変速ギヤのボスの外周に嵌合している。
【００１３】
変速ギヤは外径が大きくなるに従い倒れ量が増すが、上記構成によると、外径の大きい変速ギヤのボスの長さを、外径の小さい変速ギヤのボスよりも長く形成することができ、外径の大きさに応じて、有効に倒れ防止効果を発揮させることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の変速ギヤ装置のギヤ支持構造において、２個の変速ギヤが配置される変速軸は、変速出力軸となっている。
【００１５】
変速軸に対して、個々に空転可能に嵌合する２つの変速ギヤを隣接配置する構造は、主として変速出力軸上のギヤ配置であり、また、出力軸側の変速ギヤは、入力軸側に比べ、変速軸に対する相対回転速度が変化する機会が多く、本発明を変速出力軸側の変速ギヤに適用することにより、十分な前記効果を期待することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［変速ギヤ装置全体の構成］
図１は変速ギヤ装置を、各軸心を通る面で切断した断面展開図であり、この図１において、クランクケース１と一体に形成された変速ギヤケース（ミッションケース）２内には、変速軸として、変速入力軸５及び変速出力軸６が水平左右方向に延びる姿勢で互いに平行配置されると共に、入力軸側のシフトロッド７、出力軸側のシフトロッド８及びチェンジドラム９も平行に配置されている。
【００１７】
変速入力軸５は変速ギヤケース２から右方に突出しており、該突出部分に取り付けられたクラッチ１２及びクラッチギヤ（図示せず）等を介してクランク軸に動力伝達可能に連結し、矢印Ｒ１方向に回転するようになっている。
【００１８】
変速出力軸６は変速ギヤケース２から左方に突出し、出力スプロケット１３及びチェーン（図示せず）等を介して後輪に動力伝達可能に連結している。
【００１９】
入力軸側のシフトロッド７には１本のシフトフォーク（シフト部材）２１が軸方向移動可能に嵌合し、出力側のシフトロッド８には２本のシフトフォーク（シフト部材）２２，２３が軸方向移動可能に嵌合している。
【００２０】
チェンジドラム９は、チェンジ操作機構（図示せず）を介してチェンジペダルに連結し、チェンジペダルの踏込み又は引上げ動作により、所定回動量ずつ回動するようになっている。チェンジドラム９には３本のシフト用カム溝１６，１７，１８が形成されており、各カム溝１６，１７，１８には、各シフトフォーク２１，２２，２３の各駆動ピンがそれぞれ係合している。
【００２１】
この変速ギヤ装置は前進６段切換であり、変速入力軸５上には、入力側変速ギヤとして、右端から順に入力側１速ギヤ３１、５速ギヤ３５、３速ギヤ３３、４速ギヤ３４、６速ギヤ３６及び２速ギヤ３２が配置され、これら変速ギヤはいずれもスパーギヤ（平歯車）が使用されている。入力側１速ギヤ３１は、変速入力軸５の右側軸受２６に隣接配置されると共に変速入力軸５と一体成形されている。入力側５速ギヤ３５は入力側１速ギヤ３１に隣接配置されると共に変速入力軸５に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。入力側３速ギヤ３３と入力側４速ギヤ３４は、一体物として形成されると共に変速入力軸５に対して軸方向移動可能にスプライン嵌合しており、かつ、両ギヤ３３，３４間にはシフト操作用の環状溝５１が形成され、該環状溝５１には前記入力側シフトフォーク２１が係合している。入力側６速ギヤ３６は、入力側２速ギヤ３２に隣接配置されると共に変速入力軸５に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。入力側２速ギヤ３２は変速入力軸５の左側軸受２７に隣接配置されると共に変速入力軸５にスプライン嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。
【００２２】
入力側３速ギヤ３３の右端面と入力側５速ギヤ３５の左端面には、互いに噛み合い可能なドグ爪６５，６６が一体に形成されており、両ドグ爪６５，６６により、入力側３速ギヤ３３と入力側５速ギヤ３５の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５６が構成されている。
【００２３】
入力側４速ギヤ３４の左端面と入力側６速ギヤ３６の右端面にも、互いに噛み合い可能なドグ爪６７，６８が一体に形成されており、両ドグ爪６７，６８により、入力側４速ギヤ３４と入力側６速ギヤ３６の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５７が構成されている。
【００２４】
変速出力軸６上には、出力側変速ギヤとして、上記各入力側変速ギヤ３１，３５，３３，３４，３６，３２にそれぞれ噛み合う位置に、右側から順に出力側１速ギヤ４１、５速ギヤ４５、３速ギヤ４３、４速ギヤ４４、６速ギヤ４６及び２速ギヤ４２が配置され、これら変速ギヤはいずれもスパーギヤ（平歯車）が使用されている。出力側１速ギヤ４１は、変速出力軸６の右側軸受２８に隣接配置されると共に変速出力軸６に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。出力側５速ギヤ４５は変速出力軸６に対して軸方向移動可能にスプライン嵌合すると共に環状溝５２が形成され、該環状溝５２には右方の出力側シフトフォーク２２が係合している。出力側３速ギヤ４３と出力側４速ギヤ４４は、互いに隣接配置されると共に変速出力軸６に対して個々独立に回転可能（空転可能）となっており、しかも、軸方向移動不能に係止されている。出力側６速ギヤ４６は変速出力軸６に対して軸方向移動可能にスプライン嵌合すると共に環状溝５３が形成され、該環状溝５３には左方の出力側シフトフォーク２３が係合している。出力側２速ギヤ４２は、変速出力軸６の左側軸受２９に隣接配置されると共に変速出力軸６に対して相対回転可能に嵌合し、かつ、軸方向移動不能に係止されている。
【００２５】
出力側５速ギヤ４５の右端面と出力側１速ギヤ４１の壁には、互いに係合可能なドグ爪７０と係合孔７１が形成されており、該ドグ爪７０と係合孔７１により、出力側５速ギヤ４５と出力側１速ギヤ４１の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５８が構成されている。
【００２６】
出力側５速ギヤ４５の左端部と出力側３速ギヤ４３の壁には、互いに係合可能なドグ爪７２と係合孔７３が形成されており、該ドグ爪７２と係合孔７３により、出力側５速ギヤ４５と出力側３速ギヤ４３の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構５９が構成されている。
【００２７】
出力側６速ギヤ４６の右端部と出力側４速ギヤ４４の壁には、互いに係合可能なドグ爪７４と係合孔７５が形成されており、該ドグ爪７４と係合孔７５により、出力側６速ギヤ４６と出力側４速ギヤ４４の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構６０が構成されている。
【００２８】
出力側６速ギヤ４６の左端面と出力側２速ギヤ４２の壁には、互いに係合可能なドグ爪７６と係合孔７７が形成されており、該ドグ爪７６と係合孔７７により、出力側２速ギヤ４２と出力側６速ギヤ４６の間を動力伝達可能に連結するドグ爪式噛合い機構６１が構成されている。
【００２９】
［出力側３速ギヤと４速ギヤの支持構造］
図２は変速出力軸６の概ね出力側３速ギヤ４３と出力側４速ギヤ４４の縦断面拡大部分図であり、これら両出力側変速ギヤ（４３，４４）の支持構造に本発明を適用しており、以下その支持構造を詳しく述べる。
【００３０】
図２において、変速出力軸６の外周スプライン歯６ａには、出力側３速ギヤ４３から出力側４速ギヤ４４に亘るスプラインブッシュ８０がスプライン嵌合している。該スプラインブッシュ８０の左端部は、外向きのフランジ部８０ａを一体に有すると共にスナップリング８１により軸方向に係止されており、スプラインブッシュ８０の右端部は、抜止めリング８２を介してスナップリング８３により軸方向に係止されている。
【００３１】
出力側３速ギヤ４３のボス８５は、出力側４速ギヤ４４内の位置まで軸方向の左方に延び、前記スプラインブッシュ８０の外周面に回転可能（空転可能）に嵌合しており、上記ボス８５の軸方向の両端面は前記フランジ部８０ａ及び抜止めリング８２により、軸方向移動不能に係止されている。
【００３２】
一方、出力側４速ギヤ４４のボス８６は、出力側３速ギヤ４３の左側壁面まで軸方向の右方に延び、前記出力側３速ギヤ４３のボス８５の外周面に相対回転可能に嵌合している。上記出力側４速ギヤ４４のボス８６軸方向の両端面は前記フランジ部８０ａ及び出力側３速ギヤ４３の左側壁面により、軸方向移動不能に係止されている。
【００３３】
両ボス８６，８５間の嵌合部（８８）は、表面硬化処理により直接回転可能に嵌合することも可能であるが、該実施の形態では、たとえば遊嵌ブッシュ８８を介在させてある。なお、遊嵌ブッシュ８８の代わりにニードルベアリングを配置することも可能である。
【００３４】
【作用】
図１において、第１速位置にシフトする場合には、出力側５速ギヤ４５を右方に移動して、出力側５速ギヤ４５と出力側１速ギヤ４１をドグ爪式噛合い機構５８により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側１速ギヤ３１→出力側１速ギヤ４１→ドグ爪式噛合い機構５８→出力側５速ギヤ４５→変速出力軸６となる。
【００３５】
上記第１速位置では、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。具体的には、出力側３速ギヤ４３は変速出力軸６に対して相対的に速い回転速度で空転し、出力側４速ギヤ４４は、出力側３速ギヤ４３に対して、相対的に少し速い回転速度で空転している。
【００３６】
第２速位置にシフトする場合には、図１において、出力側６速ギヤ４６を左方に移動して、出力側６速ギヤ４６と出力側２速ギヤ４２をドグ爪式噛合い機構６１により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側２速ギヤ３２→出力側２速ギヤ４２→ドグ爪式噛合い機構６１→出力側６速ギヤ４６→変速出力軸６となる。
【００３７】
上記第２速位置の場合は前記第１速位置の場合と同様に、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。
【００３８】
第３速位置にシフトする場合には、図１の出力側５速ギヤ４５を左方に移動して、出力側５速ギヤ４５と出力側３速ギヤ４３をドグ爪式噛合い機構５９により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側３速ギヤ３３→出力側３速ギヤ４３→ドグ爪式噛合い機構５９→出力側５速ギヤ４５→変速出力軸６となる。
【００３９】
上記第３速位置では、図２において、出力側３速ギヤ４３はトルク伝達に関った状態であり、変速出力軸６と同期回転している。一方、出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側４速ギヤ３４により空転している。具体的には、出力側４速ギヤ４４は、出力側３速ギヤ４３に対して、相対的に少し速い回転速度で空転している。
【００４０】
この第３速位置において、たとえば変速出力軸６の撓み等で発生するスラスト力等により、あるいは入力側３速ギヤ３３との噛み合い部で発生するスラスト力等により、出力側３速ギヤ４３を倒すように力が加わっても、ボス８５を軸方向に長く確保してあるので、倒れ量を小さい値に抑えることができる。
【００４１】
第４速位置にシフトする場合には、出力側６速ギヤ４６を右方に移動して、出力側６速ギヤ４６と出力側４速ギヤ４４をドグ爪式噛合い機構６０により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側４速ギヤ３４→出力側４速ギヤ４４→ドグ爪式噛合い機構６０→出力側６速ギヤ４６→変速出力軸６となる。
【００４２】
上記第４速位置では、図２において、出力側４速ギヤ４４はトルク伝達に関った状態であり、変速出力軸６と同期回転している。一方、出力側３速ギヤ４３は、トルク伝達には関っておらず、入力側４速ギヤ３４により空転している。具体的には、変速出力軸６に対して空転している出力側３速ギヤ４３に対して、出力側４速ギヤ４４は出力側３速ギヤ４３よりも少し速い回転速度で相対的に回転している。
【００４３】
この第４速位置において、たとえば変速出力軸６の撓み等に起因して発生するスラスト力等により、出力側４速ギヤ４４を倒すように力が加わっても、ボス８６を軸方向に長く確保してあるので、倒れ量を小さい値に抑えることができる。
【００４４】
第５速位置にシフトする場合には、図１において、入力側３速ギヤ３３を右方に移動して、入力側３速ギヤ３３と入力側５速ギヤ３５をドグ爪式噛合い機構５６により連結する。動力伝達経路は、前述のように、変速入力軸５→入力側３速ギヤ３３→ドグ爪式噛合い機構５６→入力側５速ギヤ３５→出力側５速ギヤ４５→変速出力軸６となる。
【００４５】
上記第５速位置の場合は前記第１速位置の場合と同様に、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。
【００４６】
第６速位置にシフトする場合には、図１の入力側３速ギヤ３３及び４速ギヤ３４を左方に移動して、入力側６速ギヤ３６と入力側４速ギヤ３４を、ドグ爪式噛合い機構５７により連結する。動力伝達経路は、変速入力軸５→入力側４速ギヤ３４→ドグ爪式噛合い機構５７→入力側６速ギヤ３６→出力側６速ギヤ４６→変速出力軸６となる。
【００４７】
上記第６速位置の場合も前記第１速位置の場合と同様に、図２において、出力側３速ギヤ４３及び出力側４速ギヤ４４は、トルク伝達には関っておらず、入力側３速ギヤ３３及び入力側４速ギヤ３４により、いずれも空転している。
【００４８】
【その他の発明の実施の形態】
（１）前記実施の形態は、入力側変速ギヤ及び出力側変速ギヤとしてスパーギヤを使用した例であるが、たとえば入力側３速ギヤ３３の歯に若干（１°〜３°）のねじれ角を付与し、出力側３速ギヤ４３の歯にも対応するねじれ角を付与し、これにより動力伝達中における入力側３速ギヤ３３に生じる軸方向のスラスト推力を減少させるように構成した変速ギヤ装置にも適用できる。
【００４９】
（２）図１及び図２では、変速出力軸上の出力側３速ギヤと出力側４速ギヤに適用した例を示しているが、本発明は変速出力軸上の変速ギヤには限定されず、変速入力軸上の変速ギヤにも適用可能である。
【００５０】
（３）図１のような変速装置において、入力側３速ギヤ３３と入力側４速ギヤ３４の軸方向の位置関係が逆の構造にも適用することは可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、（１）同一の変速軸に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造において、一方の変速ギアのボスを他方の変速ギヤまで軸方向に延長し、他方の変速ギヤのボスを、一方の変速ギヤのボスの外周面に空転可能に嵌合しているので、いずれの変速ギヤのボスも長くすることができ、これによりスラスト推力増加による変速ギヤの倒れや片当りによるギヤの噛合い騒音の発生を防止することができる。
【００５２】
（２）径方向の外側に形成される他方の変速ギヤのボスは、一方の変速ギヤのボスに対し相対回転することになるので、従来のように変速軸に対して相対回転する場合に比べ、相対回転数を減らすことができ、それにより嵌合部における耐摩耗性の表面処理コストを抑えることができる。
【００５３】
（３）２個の変速ギヤは外径が異なっており、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長し、小さい外径の変速ギヤのボスを大きい外径の変速ギヤのボスの外周に嵌合していると、外径の大きい変速ギヤのボスの長さを、外径の小さい変速ギヤのボスよりも長く形成することができ、外径の大きさに応じて、有効に倒れ防止効果を発揮させることができる。
【００５４】
（４）変速軸に対して、個々に空転可能に嵌合する２つの変速ギヤを隣接配置する構造は、主として変速出力軸上のギヤ配置であり、また、出力軸側の変速ギヤは、入力軸側に比べ、変速軸に対する相対回転速度が変化する機会が多く、本発明を変速出力軸側の変速ギヤに適用することにより、十分な前記効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車輌用変速ギヤ装置を、各軸を通る面で切断した断面展開図である。
【図２】図１の変速出力軸部分の縦断面拡大図である。
【図３】従来例の変速出力軸部分の縦断面拡大図である。
【符号の説明】
２ 変速ギヤケース
５ 変速入力軸（変速軸）
６ 変速出力軸（変速軸）
４３、４４ 出力側３速ギヤ、出力側４速ギヤ（変速ギヤの例）
８５，８６ ボス
Claims (3)
- 同一の変速軸に、個々に空転可能に嵌合する２個の変速ギヤを隣接配置した変速ギア装置のギヤ支持構造において、
一方の変速ギアのボスを他方の変速ギヤまで軸方向に延長し、
他方の変速ギヤのボスを、一方の変速ギヤのボスの外周面に空転可能に嵌合したことを特徴とする変速ギヤ装置のギヤ支持構造。 - ２個の変速ギヤは外径が異なっており、大きい外径の変速ギヤのボスを小さい外径の変速ギヤまで軸方向に延長し、小さい外径の変速ギヤのボスを大きい外径の変速ギヤのボスの外周に嵌合したことを特徴とする請求項１記載の変速ギヤ装置にギヤ支持構造。
- ２個の変速ギヤが配置される変速軸は、変速出力軸であることを特徴とする請求項１又は２記載の変速ギヤ装置のギヤ支持構造。
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