JP2008144820A - 歯車式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】流体を攪拌することにより生じる無駄なエネルギの損失を低減してギヤ歯打ち音を抑制可能とした歯車式変速機を提供する。
【解決手段】回転力が伝達されるシャフト１１に対して、貫通孔３６を挿通した状態で回転可能に歯車１３ｃ、１３ｄを支持させた構造において、シャフト１１と貫通孔３６との間にオイルシール部材３７、３８を複数配置し、シャフト１１の内面と、貫通孔３６の内面と、オイルシール部材３７、３８とで囲まれた空間内に機能性流体３９を充填し、必要なときに電気制御手段で機能性流体３９の粘性を高めて、シャフト１１と歯車１３ｃ、１３ｄとの間の相対的な動作を抑制し、回転角速度が変動した駆動力でシャフト１１が回転駆動された場合にギヤ歯打ち音を抑制する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、動力を伝達するための歯車式変速機に関し、特に車両に用いて好適な遊星歯車機構を備えた歯車式変速機に関する。

一般に、自動車に搭載するトランスミッションには、遊星歯車機構を備えた歯車式変速機として構成したものがある。

このような自動車に搭載する遊星歯車機構を備えた歯車式変速機では、その入力軸に対してクラッチを介してエンジンの出力軸が切り離し可能に接続される。

この遊星歯車機構を備えた歯車式変速機では、例えばエンジンがアイドル回転状態にあってエンジンの出力軸に回転角速度変動を生じているときに、クラッチが接続されて動力伝達状態となる場合がある。

このような場合には、歯車式変速機に回転角速度変動を生じている回転力が伝達されるため、遊星歯車機構の出力シャフトに回転自在に取り付けた常時噛み合っている状態の歯車のうちで動力を伝達していない遊転ギヤとなっているものが、バックラッシュの範囲で回転変動してギヤ歯打ち音（ガラ音）を発生することが知られている。

従来の変速機には、遊転ギヤの側面に取り付けられた複数のオイル掻揚げ部材により、変速機のケーシング内部に貯留された潤滑オイルを攪拌するときの抵抗を増幅させ、これによりアイドル回転時（クラッチ接続）のエンジン回転角速度変動によるギヤ歯打ち音（ガラ音）を抑制するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また従来の遊星歯車機構を用いた電動式動力舵取装置には、変速機構のハウジング内に、電気又は磁気により可逆的に硬化する機能性流体を充填しておき、電圧調整部を介して機能性流体に電圧を印加し硬化可能な硬化手段を設けたものが提案されている。

この電動式動力舵取装置では、制御手段によって硬化手段の電圧調整部を制御することにより機能性流体（粘性流体）を硬化させて、遊星歯車機構における入力軸と一体に回転するサンギヤと、出力軸と一体に回転するキャリアとを直結し、遊星歯車機構を一体化させる。

これにより、この電動式動力舵取装置では、変速機構のハウジング内に封入された機能性流体が硬化して、遊星歯車機構のギヤ間のバックラッシによる騒音を低減させる働きをする（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−３６８５３号公報 特開２００２−３３７７１０号公報

前述のような従来の変速機では、遊転ギヤのオイル掻揚げ部材が常にケーシング内に貯留された潤滑オイルを攪拌することになるので、遊星歯車機構でギヤ歯打ち音が発生しない状況でも遊転ギヤに潤滑オイルを攪拌するときの抵抗が働くことになってエネルギの損失が発生する。

また、前述のような従来の電動式動力舵取装置の構成では、遊星歯車機構におけるサンギヤとキャリアとが、変速機構のハウジング内に充填された機能性流体に浸漬された状態で機能性流体を攪拌しながら回転するので、機能性流体を攪拌するときの抵抗が常に働いてエネルギの損失が発生する。

本発明は上述した点に鑑み、流体を攪拌することにより生じる無駄なエネルギの損失を低減してギヤ歯打ち音を抑制可能とした歯車式変速機を提供することを目的とする。

本発明の歯車式変速機は、第１に、回転力が伝達されるシャフトと、シャフトに対して、貫通孔が挿通されて回転可能に支持された歯車と、シャフトと貫通孔との間に複数配置したオイルシール部材と、シャフトの外面と、貫通孔の内面と、オイルシール部材とで囲まれた空間内に充填された粘性を変更可能な機能性流体と、機能性流体の粘性の度合いを制御するための電気制御手段と、を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、必要なときに電気制御手段で機能性流体の粘性を高めて、シャフトと歯車との間の相対的な動作を抑制し、回転角速度が変動した駆動力でシャフトが回転駆動された場合でも、ギヤ歯打ち音（ガラ音）を抑制することができる。

本発明の歯車式変速機は、第２に、シャフトと貫通孔との間の空間内に配置したベアリングと、ベアリングに隣接して配置した一方のオイルシール部材と、一方のオイルシール部材に対して、ベアリングがある方向と反対の方向に離間して配置した他方のオイルシール部材と、一方のオイルシール部材と、他方のオイルシール部材との間に充填された機能性流体と、を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、機能性流体が転動するベアリングで押し潰されて劣化することを防止できる。

本発明の歯車式変速機は、第３に、シャフトと貫通孔との間に充填された機能性流体の中に配置されたベアリングと、ベアリングの両側にそれぞれ配置したオイルシール部材と、を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、機能性流体が硬化したときに、ベアリングが転動する動作に対して抵抗力を作用させ、シャフトと歯車との間の相対的な動作をより良く抑制することができる。

本発明の歯車式変速機は、第４に、機能性流体を電気粘性流体とし、電気制御手段が、電源と、電源をオン、オフ制御する電源の制御装置と、電源から引き出したリード線と、リード線の端部に、シャフト又は軸受等の変速機構成部材に電気的に接続するための電流接続端子と、を有し、さらに電流接続端子を、導体で形成したねじ部品に通し孔を形成し、通し孔内部に圧縮コイルばねを挿入し、導体で形成した端子ボールを通し孔の開口端側に、圧縮コイルばねによって開口端から弾性的に突出するよう装着し、電流接続端子をハウジングに締結して、端子ボールを変速機の構成部材に弾性的に押し当てて電気的に接続するよう構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、電流接続端子の端子ボールが、シャフト又は軸受等の変速機構成部材に弾性的に当接して電気的に接続するので、多少の振動があっても良好に電気的な接続を維持できる。

本発明の歯車式変速機は、第５に、機能性流体を磁気粘性流体とし、電気制御手段が、電源と、電源をオン、オフ制御する電源の制御装置と、電源から電流を供給された際に磁力を磁気粘性流体に作用させて硬化させる電磁コイル装置と、を有することを特徴とする。

上述のように構成することにより、必要なときに電気制御手段で磁気粘性流体の粘性を高めて、シャフトと歯車との間の相対的な動作を抑制し、回転角速度が変動した駆動力でシャフトが回転駆動された場合でも、ギヤ歯打ち音を抑制することができる。

本発明の歯車式変速機は、第６に、電磁コイル装置を、シャフトを磁化可能に配置し、シャフトの一部に磁性材料を配置して構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、磁性材料によってシャフトの磁化が強化されるため電磁コイル装置に給電する電力を少なくしても所定の磁力による効果が得られるので、電磁コイル装置に給電する電力を節減できる。

本発明の歯車式変速機は、第７に、シャフトに回転可能に支持された歯車を収納したケース内に潤滑オイルを充填し、この潤滑オイルの温度を検出する温度検出センサを設け、電源の制御装置が、温度検出センサで検出した潤滑オイルの温度が閾値となる設定温度以上の温度であるときに機能性流体の粘度を高める制御を開始することを特徴とする。

上述のように構成することにより、潤滑オイルの温度が設定温度以上に上昇して粘度が低下したために、遊転ギヤとなり得る歯車からギヤの歯打ち音が発生し易い状態となったときに、機能性流体の粘度を高めてギヤ歯打ち音を抑制することができる。

本発明の歯車式変速機によれば、流体を攪拌することにより生じる無駄なエネルギの損失を低減してギヤ歯打ち音を抑制できるという効果がある。

〔第１実施例〕
本発明の歯車式変速機における実施の形態に係わる第１実施例について、図１乃至図５により説明する。
図１は歯車式変速機であるマニュアルトランスミッションを示すもので、このトランスミッションＴは、例えば四輪駆動車用トランスアクスルの主要部を構成するものである。

このトランスミッションＴは、図示しないエンジンの一方の側に配置されてクランクシャフトＣＳにクラッチＣＬを介して組付けられており、動力を前輪側と後輪側へ分配するセンタディファレンシャルＤＣにエンジンからの動力を伝達するように構成する。

このトランスミッションＴは、主変速機構１０と副変速機構２０とを具備する。主変速機構１０と副変速機構２０とは、トランスアクスルケース３１内に収容されている。

この主変速機構１０は、トランスアクスルケース３１内にて回転可能に軸支されている。この主変速機構１０は、インプットシャフト１１と、アウトプットシャフト１２を備える。

インプットシャフト１１は、クランクシャフトＣＳに同軸的に連結する。インプットシャフト１１は、その両端近くの各所定位置に配置された２つのシャフト支持ベアリング３３、３４によって、トランスアクスルケース３１内に回転可能に軸支して配置する。アウトプットシャフト１２は、インプットシャフト１１に並列する状態で、トランスアクスルケース３１内に回転可能に軸支して配置する。

この主変速機構１０では、これら両シャフト１１，１２間に、前進５段、後退１段の変速ギヤ列を配置する。この変速ギヤ列における１速ギヤ列は、インプットシャフト１１上に一体的に設けた第１ドライブギヤ１３ａとアウトプットシャフト１２上に回転可能に組付けた第１ドリブンギヤ１４ａとで構成する。これら両ギヤ１３ａ，１４ａは、相互に噛合している。

２速ギヤ列は、インプットシャフト１１上に一体的に設けた第２ドライブギヤ１３ｂと、アウトプットシャフト１２上に回転可能に組付けた第２ドリブンギヤ１４ｂとで構成する。これら両ギヤ１３ｂ，１４ｂは、相互に噛合している。

第２ドライブギヤ１３ｂは、第１ドライブギヤ１３ａより大径に形成する。第２ドリブンギヤ１４ｂは、第１ドリブンギヤ１４ａより小径に形成する。これら両ドリブンギヤ１４ａ，１４ｂは、第１シンクロメッシュ１５によりアウトプットシャフト１２に選択的に結合可能に構成する。

３速ギヤ列は、インプットシャフト１１上に回転可能に組付けた第３ドライブギヤ１３ｃと、アウトプットシャフト１２上にトルク伝達可能に組付けた第３ドリブンギヤ１４ｃとで構成する。これら両ギヤ１３ｃ，１４ｃは、相互に噛合している。第３ドライブギヤ１３ｃは、第２ドライブギヤ１３ｂより大径に形成する。第３ドリブンギヤ１４ｃは、第２ドリブンギヤ１４ｂより小径に形成する。

４速ギヤ列は、インプットシャフト１１上に回転可能に組付けた第４ドライブギヤ１３ｄと、アウトプットシャフト１２上にトルク伝達可能に組付けた第４ドリブンギヤ１４ｄとで構成する。これら両ギヤ１３ｄ，１４ｄは、相互に噛合している。第４ドライブギヤ１３ｄは、第３ドライブギヤ１３ｃより大径に形成する。第４ドリブンギヤ１４ｄは、第３ドリブンギヤ１４ｃより小径に形成する。これら両ドライブギヤ１３ｃ，１３ｄは、第２シンクロメッシュ１６によりインプットシャフト１１に選択的に結合可能に構成する。

５速ギヤ列は、インプットシャフト１１上に回転可能に組付けた第５ドライブギヤ１３ｅと、アウトプットシャフト１２上にトルク伝達可能に組付けた第５ドリブンギヤ１４ｅとで構成する。これら両ギヤ１３ｅ，１４ｅは、相互に噛合している。第５ドライブギヤ１３ｅは、第４ドライブギヤ１３ｄより大径に形成する。第５ドリブンギヤ１４ｅは、第４ドリブンギヤ１４ｄより小径に形成する。第５ドライブギヤ１３ｅは、第３シンクロメッシュ１７によりインプットシャフト１１に結合する。

またリバースギヤ列は、リバースドライブギヤ１３ｆと、リバースドリブンギヤ１５ａと、リバースアイドラギヤ１４ｆとで構成する。
リバースドライブギヤ１３ｆは、インプットシャフト１１上に一体的に設ける。リバースドリブンギヤ１５ａは、第１シンクロメッシュ１５のスリーブと一体に構成する。図２に示すように、リバースアイドラギヤ１４ｆは、リバースアイドラシャフト１８上に回転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付ける。

このように構成したリバースギヤ列では、リバースアイドラギヤ１４ｆによってリバースドライブギヤ１３ｆとリバースドリブンギヤ１５ａとの結合が断続される。また、アウトプットシャフト１２上には、アウトプットギヤ１２ａ(図１に図示)を一体的に設ける。アウトプットギヤ１２ａは、センタディファレンシャルＤＣと一体のリングギヤ３２に噛合している。

図１に示すように副変速機構２０は、中間シャフト２１、インプットギヤ２２、アウトプットギヤ２３及び第４シンクロメッシュ２４を備える。中間シャフト２１は、トランスアクスルケース３１内に回転可能に軸支されて、インプットシャフト１１と並列的に配置されている。

この中間シャフト２１上には、インプットギヤ２２を回転可能に組付ける。インプットギヤ２２は、第１ドライブギヤ１３ａより大径に形成し、第１ドライブギヤ１３ａに噛合する。また、アウトプットギヤ２３は、中間シャフト２１上に一体的に配置する。

アウトプットギヤ２３は、第４ドライブギヤ１３ｄより小径に成形し、第４ドライブギヤ１３ｄと噛合する。第４シンクロメッシュ２４は、中間シャフト２１上に組付けられていて、中間シャフト２１に対するインプットギヤ２２の結合を断続する。

上述のように構成したトランスミッションＴにおいては、主変速機構１０の作動により通常の前進５段及び後退１段の変速段が得られるとともに、副変速機構２０の作動により１速よりさらに減速比の大きな変速段が得られる。

またインプットギヤ２２が中間シャフト２１に対して非結合状態にある場合には、副変速機構２０は非作動の状態にあって主変速機構１０により通常の変速段を選択できるが、第４シンクロメッシュ２４により、インプットギヤ２２が中間シャフト２１に結合すると副変速機構２０が作動する。

すなわち、インプットギヤ２２の結合により中間シャフト２１が回転するとともにこれと一体のアウトプットギヤ２３が回転する。この結果、アウトプットギヤ２３に噛合する第４ドライブギヤ１３ｄが回転し、第４ドリブンギヤ１４ｄを介してアウトプットシャフト１２が回転される。このため、インプットシャフト１１の回転は、１速時よりさらに減速された状態でアウトプットシャフト１２に伝達されて出力される。

次に、上述のように構成したトランスミッションＴに設ける、ギヤ歯打ち音を抑制する手段について説明する。

このトランスミッションＴでは、各変速段の動作状態において、動力の伝達に関与していない状態となっている遊転ギヤとなり得る歯車に対応して、ギヤ歯打ち音を抑制する手段を設ける。

このトランスミッションＴでは、第３ドライブギヤ１３ｃ、第４ドライブギヤ１３ｄ、第５ドライブギヤ１３ｅ、第１ドリブンギヤ１４ａ及び第２ドリブンギヤ１４ｂが、遊転ギヤとなり得る歯車に相当する。

この遊転ギヤとなり得る歯車である、第３ドライブギヤ１３ｃ、第４ドライブギヤ１３ｄ及び第５ドライブギヤ１３ｅでは、インプットシャフト１１との間に、それぞれ軸受と共にギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部を構成する。

また、遊転ギヤとなり得る歯車である、第１ドリブンギヤ１４ａ及び第２ドリブンギヤ１４ｂでは、アウトプットシャフト１２との間に、それぞれ軸受と共にギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部を構成する。

このため、遊転ギヤとなり得る歯車（ドライブギヤ）１３ｃ、１３ｄ、１３ｅとこれを支持するインプットシャフト１１との間、さらに遊転ギヤとなり得る歯車（ドリブンギヤ）１４ａ、１４ｂとこれを支持するアウトプットシャフト１２との間には、各歯車の貫通孔３６における回転軸方向に対する半分程の範囲に軸受３５を配置して回転自在に支持する構造を構成する。この軸受３５は、ニードルベアリングで構成する。

これと共に、遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅとこれを支持するインプットシャフト１１との間、さらに遊転ギヤとなり得る歯車１４ａ、１４ｂとこれを支持するアウトプットシャフト１２との間には、各歯車の貫通孔３６における回転軸方向に対する半分程の残りの範囲にギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部を配置する。

このギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部としての構成は、各歯車の軸受を通すための孔である貫通孔３６の内周面と、インプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面との間の空間内に配置する。このため、例えば図３に示す第３ドライブギヤ１３ｃと第４ドライブギヤ１３ｄでは、これらの貫通孔３６の内周面における軸受３５に隣接した位置にオイルシール部材３７を配置し、さらに貫通孔３６の開口に隣接した位置にオイルシール部材３８を配置する。なお、オイルシール部材３８は、３個以上配置しても良い。

これらオイルシール部材３７とオイルシール部材３８とは、リング状に形成し、それぞれ各歯車の貫通孔３６の内周面とインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面との間の空間を液密が保たれるように塞ぎ、かつ各歯車とインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２とが相対的に回動する際に摺動自在となる状態で配置する。

さらに、図３に示すギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部の構成では、オイルシール部材３７、オイルシール部材３８、各歯車の貫通孔３６の内周面及びインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面とで囲まれた密閉空間内に粘性流体を充填する。
この粘性流体は、印加電界により可逆的に硬化する特性を持つ機能性流体である電気粘性流体（ＥＲ流体：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）３９である。

また、この図３に示す構成では、電気粘性流体である機能性流体３９を、軸受３５と別の場所に配置しているため、電気粘性流体である機能性流体３９が軸受３５の転動子（ニードル）が転動する動作で潰されて劣化することを防止できる。

次に、このトランスミッションＴのギヤ歯打ち音を抑制する手段における、機能性流体３９に対して粘性度合いの調整を行うための電気制御手段について図４及び図５によって説明する。

図４に示すように、この電気制御手段は、トランスミッションＴにおける遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂ(歯車１４ａ、１４ｂは図１に図示)に対応して配置された機能性流体３９に通電するための制御用電源回路を構成する。

この制御用電源回路では、直流電源４０から引き出した両極のリード線４１、４２の端部にトランスミッションＴにおける所定の２箇所であるインプットシャフト１１若しくはアウトプットシャフト１２又は軸受部材等の変速機構成部材に接続して閉回路を構成するための電流接続端子４３、４４を設ける。さらに、この制御用電源回路には、直流電源４０の出力を所定の条件に従ってオン、オフする制御を行うための電源の制御装置４５を設ける。

この電源の制御装置４５では、所定条件のときに、直流電源４０から制御用電源回路に電流を流すことにより機能性流体３９の粘度を高める制御を行う。例えば、この電源の制御装置４５では、所定条件として、エンジン回転センサでアイドリング時であることを検出し、速度センサで車両停止状態（クラッチは接続）であることを検出したときに、機能性流体３９の粘度を高める制御を開始する。
これは、この条件が成立した場合に、エンジンの燃焼回転角速度変動を生じているために遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂからギヤの歯打ち音が発生し易いという条件となるためである。

また、このトランスミッションＴでは、歯車機構部分を収納したトランスアクスルケース３１内に潤滑オイルを充填し、この潤滑オイルの温度を検出する温度検出センサを配置
して構成する。そして、電源の制御装置４５は、温度検出センサで検出した潤滑オイルの温度が閾値となる設定温度（例えば６０℃、好ましくは８０℃）以上の温度を検出したときに、機能性流体３９の粘度を高める制御を開始する。これは、この条件が成立した場合に、潤滑オイルの温度が上昇して粘度が低下したために、遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂからギヤの歯打ち音が発生し易いという条件となるためである。

さらに、電源の制御装置４５は、車両走行時に、アクセル開度センサがアクセル開度のオフ状態であることを検知し、加速度センサ（Ｇセンサ）が減速状態（エンジンブレーキの作動状態）であることを検知したときにギヤの歯打ち音が発生し易くなるため、機能性流体３９の粘度を高める制御を開始する。

図５に示すように、制御用電源回路に用いる電流接続端子４３、４４は、導体の材料で形成したねじ部品に一体的に構成する。この電流接続端子４３、４４では、ボルトのねじを切った軸の先端からボルト頭にかけて、ねじを切った軸の中心線に沿って直線状の通し孔４６を形成する。

この電流接続端子４３、４４では、通し孔４６の内部に圧縮コイルばね４７を挿入してから、導体の材料で形成した端子ボール４８を通し孔４６の開口端側に装着する。すなわち、この端子ボール４８は、圧縮コイルばね４７に付勢されることによって開口端から弾性的に突出すると共に、開口端から抜け落ちないように装着する。

このトランスミッションＴでは、図４に示すように、一方の電流接続端子４３をハウジングであるトランスアクスルケース３１に設けた図示しないねじ穴にねじ込んで、その先端部の端子ボール４８をシャフト支持ベアリング３３の外輪に弾性的に押し当てて電気的に接続する。

さらに、このトランスミッションＴでは、他方の電流接続端子４４をトランスアクスルケース３１に設けた図示しないねじ穴にねじ込んで、その先端部の端子ボール４８をシャフト支持ベアリング３４の外輪に弾性的に押し当てて電気的に接続することによって制御用電源回路を構成する。

なお、このトランスミッションＴでは、上述したようにインプットシャフト１１側に制御用電源回路を設ける他に、図示しないが必要に応じて、アウトプットシャフト１２における第１ドリブンギヤ１４ａと第２ドリブンギヤ１４ｂとに対応した機能性流体３９に電流を良好に通すための制御用電源回路を別途設けても良い。

また、このトランスミッションＴでは、図示しないが、遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂにおける個々の歯車に対応した機能性流体３９にそれぞれ独立して制御用電源回路を設置し、個々の機能性流体３９に独立して電流を通電可能に構成しても良い。

このように構成した場合には、各歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂから遊転ギヤの状態となっている歯車を選択して、遊転ギヤの状態となっている歯車に対応した機能性流体３９だけを選んで粘度を高めることができる。

さらにこのように構成した場合には、各歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂがインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の周りに回転する必要があるときに、機能性流体３９の粘度が高まって抵抗となることを防止することが可能となる。

この制御用電源回路では、電源の制御装置４５が直流電源４０を制御して、所定量の電流を、トランスミッションＴにおけるシャフト支持ベアリング３３とシャフト支持ベアリング３４との間に流す。すると、遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂに対応して配置された機能性流体３９に通電されて、機能性流体３９の粘度が高まる。

これにより遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅとこれを支持するインプットシャフト１１との間、さらに遊転ギヤとなり得る歯車１４ａ、１４ｂとこれを支持するアウトプットシャフト１２との間に介在する粘度が高まった機能性流体３９によって、これらの間の相対的な移動動作（回転方向にずれる動作）に対する抵抗が高まる。

このため、トランスミッションＴでは、エンジンのアイドル回転時（クラッチ接続時）にエンジンの出力軸から回転角速度が変動した駆動力でインプットシャフト１１とアウトプットシャフト１２とが回転駆動された場合でも、ギヤ歯打ち音を抑制することができる。

すなわち、このトランスミッションＴでは、通電されて粘性が高まった電気粘性流体である機能性流体３９を介して回転しているインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２に装着されている各遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂが、それぞれ噛合する相手の歯車に対して一方向に付勢される状態で押し付けられる。

よって、このトランスミッションＴでは、各遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂが、それぞれ噛合する相手の歯車に対し、バックラッシの範囲内で移動して歯車の歯同士がぶつかり合って生じるギヤ歯打ち音を抑制することができる。

〔第２実施例〕
次に、本発明の第２実施例について、図６によって説明する。この図６に示す実施例では、ギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部の構成を変更したもので、各歯車の貫通孔３６の内周面と、インプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面との間の空間内における軸受３５を含む所定範囲内に印加電界により可逆的に硬化する特性を持つ電気粘性流体（ＥＲ流体）である機能性流体３９を充填して構成する。

図６に例示する第３ドライブギヤ１３ｃと第４ドライブギヤ１３ｄでは、これらの貫通孔３６の内周面における回転軸方向の中間部に軸受３５を配置し、この貫通孔３６の一方の開口に隣接した位置にオイルシール部材３７を配置し、貫通孔３６の他方の開口に隣接した位置にオイルシール部材３８を配置する。

これらオイルシール部材３７とオイルシール部材３８とは、リング状に形成し、それぞれ各歯車の貫通孔３６の内周面とインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面との間の空間を液密が保たれるように塞ぎ、かつ各歯車とインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２とが相対的に回動する際に摺動自在となる状態で配置する。

さらに、図６に示すギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部の構成では、オイルシール部材３７、オイルシール部材３８、各歯車の貫通孔３６の内周面及びインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面とで囲まれ、軸受３５が装着されている密閉空間内に機能性流体３９を充填する。

このように構成した図６に示すギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部の構成では、機能性流体３９を通るように電流が流れると、機能性流体３９の粘性が高まり、軸受３５の転動動作を抑制することと相俟って各歯車の貫通孔３６の内周面とインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の外周面との間で相対的な移動（回転方向にずれる動作）をより強力に抑制する作用を奏する。

これによりトランスミッションＴでは、エンジンのアイドル回転時（クラッチ接続時）にエンジンの出力軸から回転角速度が変動した駆動力でインプットシャフト１１とアウトプットシャフト１２とが回転駆動された場合でも、ギヤ歯打ち音を抑制することができる。
なお、本発明の第２実例に係る以上説明した以外の構成、作用、効果は、前述した第１実例と同様であるので、同一部材には同一符号を付すことにより理解の便宜に供すると共に、その詳細な説明を省略する。

〔第３実施例〕
次に、本発明の第３実施例について、図７によって説明する。この図７に示す第３実施例では、前述した第１実施例の図４に示す制御用電源回路におけるトランスミッションＴに対する電流接続端子４３、４４の接続箇所を変更したものである。

すなわち、この図７に示す第３実施例では、印加電界により可逆的に硬化する特性を持つ電気粘性流体（ＥＲ流体）である機能性流体３９を利用したトランスミッションＴにおいて、電流接続端子４３の端子ボール４８をインプットシャフト１１の軸端面の中心位置に接続するように構成する。

なお、ベアリング以外の場所（トランスミッションＴにおけるインプットシャフト１１、アウトプットシャフト１２、シャフト支持ベアリング３３、３４又はその他の変速機の構成部材）に接続するように構成しても良い。このトランスミッションＴでは、上述のように構成することにより、電流接続端子４３、４４を接続させる場所を選択する余地を広げ、設計の自由度を拡大できる。

このトランスミッションＴでは、電流接続端子４３の端子ボール４８をインプットシャフト１１の軸端面の中心位置に接続させることにより、端子ボール４８がインプットシャフト１１の端面に対して転動する動作を最小限にし、磨耗を抑制できる。
なお、本発明の第３実例に係る以上説明した以外の構成、作用、効果は、前述した第１実例と同様であるので、同一部材には同一符号を付すことにより理解の便宜に供すると共に、その詳細な説明を省略する。

〔第４実施例〕
次に、本発明の第４実施例について、図８によって説明する。この図８に示すトランスミッションＴは、これに設ける粘性流体を利用してギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部の構成において、印加磁界により可逆的に硬化する特性を持つ機能性流体３９である磁気粘性流体（ＭＲ流体：Ｍａｇｎｅｔｒｏ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）を用いて構成する。

すなわち、この図８に示すトランスミッションＴでは、ギヤ歯打ち音を抑制する手段の一部である機能性流体３９として磁気粘性流体を用いる。

また、この図８に示すトランスミッションＴでは、磁気粘性流体を利用したギヤ歯打ち音を抑制する手段を構成するため、磁場発生手段を利用した粘性度合いを調整するための電気制御手段を設ける。

この電気制御手段では、トランスミッションＴにおける遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅに対応して配置された機能性流体３９に対して磁気を作用させるための制御用電源回路を構成する。

この制御用電源回路では、直流電源４０から引き出した各リード線４１、４２の端部間に電磁コイル装置４９を接続して配置する。この電磁コイル装置４９は、通電されたときに発生する磁力線によってインプットシャフト１１が容易に磁化されるように構成する。例えば、この電磁コイル装置４９では、通電されたときに発生する磁力線がインプットシャフト１１の中心軸方向に向くように構成する。

さらに、この制御用電源回路には、直流電源４０の出力を所定の条件に従ってオン、オフする制御を行うための電源の制御装置４５を設ける。

なお、このトランスミッションＴでは、上述したようにインプットシャフト１１側に磁気を作用させるための制御用電源回路を設ける他に、図示しないが、アウトプットシャフト１２における第１ドリブンギヤ１４ａと第２ドリブンギヤ１４ｂとに対応した磁気粘性流体である機能性流体３９に磁気を作用させるための制御用電源回路を別途設けても良い。

また、このトランスミッションＴでは、図示しないが、遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂにおける個々の歯車に対応した磁気粘性流体である機能性流体３９にそれぞれ独立して制御用電源回路を設置し、個々の機能性流体３９に独立して磁気を作用させられるように構成しても良い。

このように構成した場合には、各歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂから遊転ギヤの状態となっている歯車を選択して、遊転ギヤの状態となっている歯車に対応した磁気粘性流体である機能性流体３９だけを選んで粘度を高めることができる。

さらにこのように構成した場合には、各歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１４ａ、１４ｂがインプットシャフト１１又はアウトプットシャフト１２の周りに回転する必要があるときに、磁気粘性流体である機能性流体３９の粘度が高まって抵抗となることを防止することが可能となる。

この制御用電源回路では、所定の動作条件に従って電源の制御装置４５が直流電源４０を制御して電流を電磁コイル装置４９に通電する。すると、電磁コイル装置４９は、磁力線を発生してインプットシャフト１１等を磁化し、遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅに対応して配置された磁気粘性流体である機能性流体３９に磁気を作用させて機能性流体３９の粘度を高める。

そして遊転ギヤとなり得る歯車１３ｃ、１３ｄ、１３ｅとこれを支持するインプットシャフト１１との間に介在する粘度が高まった磁気粘性流体である機能性流体３９によって、これらの間の相対的な移動動作に対する抵抗が高まる。なお図示しないが、遊転ギヤとなり得る歯車１４ａ、１４ｂとこれを支持するアウトプットシャフト１２との間に磁気粘性流体である機能性流体３９を配置し、これに磁気を作用させるための制御用電源回路を別途設けた場合には、同様に磁気を作用させて、これらの間の相対的な移動動作に対する抵抗が高まる。

これによりトランスミッションＴでは、エンジンのアイドル回転時（クラッチ接続時）にエンジンの出力軸から回転角速度が変動した駆動力でインプットシャフト１１とアウトプットシャフト１２とが回転駆動された場合等でも、ギヤ歯打ち音を抑制することができる。

また、この図８に示すトランスミッションＴでは、磁性材料５０を利用してインプットシャフト１１に対する磁化を強化させるように構成しても良い。この場合には、インプットシャフト１１の一部に磁性材料を配置して構成する。例えば、図８に示すインプットシャフト１１では、その中心軸に沿って丸穴を形成し、この丸穴内に丸棒状の磁性材料５０を圧入して一体化する。

このように磁性材料５０を用いてインプットシャフト１１を構成した場合には、電磁コイル装置４９に通電して発生させた磁力線によりインプットシャフト１１の磁化が強力になる。

よって、磁性材料５０を用いないインプットシャフト１１と比較すると、インプットシャフト１１を所定の磁化状態に磁化するため、電磁コイル装置４９に流す電流を少なくできるので、消費電力を節約できる。

なお、本発明の第４実施例のトランスミッションに係る以上説明した以外の構成、作用及び効果は、前述した第１実施例に係わるトランスミッションと同様であるので同一部材には同一の符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。

また図示しないが、トランスミッションでは、トランスアクスルケース内に潤滑のため所定量（トランスアクスルケースの内部空間の容積の３分の１程度の量）封入される潤滑油に、電気又は磁気により可逆的に硬化する機能性流体を混入しておき、電流の通電手段又は磁場発生手段を利用した粘性度合いを調整するための電気制御手段を設けて構成しても良い。

このように構成したトランスミッションでは、電気制御手段を動作させると、トランスアクスルケース内の機能性流体の粘度が高くなる。このため、このトランスミッションでは、粘度が高い機能性流体が、遊転ギヤとなり得る歯車をシャフトの周りで回転自在となるように受けているニードルベアリングである軸受３５の部分に入り込み、シャフトと各歯車との間で相対的に移動する動作に対する抵抗を増大し、ギヤ歯打ち音を抑制することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を採り得ることは勿論である。

本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置の断面図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置における各ギヤの噛合関係を示す概略説明図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置における第３、第４ドライブギヤ部分を取り出して示す要部の拡大断面図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置におけるＥＲ流体を利用した電気制御手段を設けたインプットシャフトの部分を示す概略断面図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置における電気制御手段で用いる電流接続端子部分を取り出して示す概略断面図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置における、他の構成の第３、第４ドライブギヤ部分を取り出して示す要部の拡大断面図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置における、他の構成の電気制御手段を設けたインプットシャフトの部分を示す概略断面図である。 本発明の歯車式変速機の実施の形態に係る、トランスミッションを備えた動力伝達装置におけるＭＲ流体を利用した電気制御手段を設けたインプットシャフトの部分を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 主変速機構
１１ インプットシャフト
１２ アウトプットシャフト
１３ｃ 第３ドライブギヤ
１３ｄ 第４ドライブギヤ
１３ｅ 第５ドライブギヤ
１４ａ 第１ドリブンギヤ
１４ｂ 第２ドリブンギヤ
３６ 貫通孔
３７ オイルシール部材
３８ オイルシール部材
３９ 機能性流体
４０ 直流電源
４３ 電流接続端子
４４ 電流接続端子
４５ 電源の制御装置
４９ 電磁コイル装置
５０ 磁性材料
Ｔ トランスミッション

Claims (7)

1. 回転力が伝達されるシャフトと、
   前記シャフトに対して、貫通孔が挿通されて回転可能に支持された歯車と、
   前記シャフトと前記貫通孔との間に複数配置したオイルシール部材と、
   前記シャフトの外面と、前記貫通孔の内面と、前記オイルシール部材とで囲まれた空間内に充填された粘性を変更可能な機能性流体と、
   前記機能性流体の粘性の度合いを制御するための電気制御手段と、
   を有することを特徴とする歯車式変速機。
2. 前記シャフトと前記貫通孔との間の空間内に配置したベアリングと、
   前記ベアリングに隣接して配置した一方の前記オイルシール部材と、
   一方の前記オイルシール部材に対して、前記ベアリングがある方向と反対の方向に離間して配置した他方の前記オイルシール部材と、
   一方の前記オイルシール部材と、他方の前記オイルシール部材との間に充填された前記機能性流体と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の歯車式変速機。
3. 前記シャフトと前記貫通孔との間に充填された前記機能性流体の中に配置されたベアリングと、
   前記ベアリングの両側にそれぞれ配置した前記オイルシール部材と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の歯車式変速機。
4. 前記機能性流体を電気粘性流体とし、
   前記電気制御手段が、
   電源と、
   前記電源をオン、オフ制御する電源の制御装置と、
   前記電源から引き出したリード線と、
   前記リード線の端部に、前記シャフト又は軸受等の変速機構成部材に電気的に接続するための電流接続端子と、を有し、
   さらに前記電流接続端子を、
   導体で形成したねじ部品に通し孔を形成し、
   前記通し孔内部に圧縮コイルばねを挿入し、導体で形成した端子ボールを前記通し孔の開口端側に、前記圧縮コイルばねによって開口端から弾性的に突出するよう装着し、
   前記電流接続端子をハウジングに締結して、前記端子ボールを変速機の構成部材に弾性的に押し当てて電気的に接続するよう構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の歯車式変速機。
5. 前記機能性流体を磁気粘性流体とし、
   前記電気制御手段が、
   電源と、
   前記電源をオン、オフ制御する電源の制御装置と、
   前記電源から電流を供給された際に磁力を前記磁気粘性流体に作用させて硬化させる電磁コイル装置と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の歯車式変速機。
6. 前記電磁コイル装置を、前記シャフトを磁化可能に配置し、
   前記シャフトの一部に磁性材料を配置して構成したことを特徴とする請求項５に記載の歯車式変速機。
7. 前記シャフトに回転可能に支持された前記歯車を収納したケース内に潤滑オイルを充填し、前記潤滑オイルの温度を検出する温度検出センサを設け、
   前記電源の制御装置が、前記温度検出センサで検出した前記潤滑オイルの温度が閾値となる設定温度以上の温度であるときに前記機能性流体の粘度を高める制御を開始することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の歯車式変速機。

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