JP2012127446A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機に入力された過大なトルクを緩衝する変速機を提供する。
【解決手段】第１の回転軸（２１）からの回転によって回転する歯車（３０）と、歯車（３０）よりも小径の第１のスプライン（３５ｂ）が形成され、歯車（３０）と同軸に回転可能なドッグクラッチ（３５）と、第１のスプライン（３５ｂ）と噛合する第２のスプライン（４５ａ）を備え、歯車（３０）の回転を第２の回転軸（２２）に伝達する回転部材（４０）と、を備える変速機において、ドッグクラッチ（３５）は、バネ（５２）の付勢力によって歯車（３０）に係止され、歯車（３０）にバネ（５２）の付勢力を上回るトルクが入力されたときは、ドッグクラッチ（３５）が歯車（３０）と相対回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速機に過大なトルクが入力されたときに、これを緩衝する変速機に関する。

車両に搭載される変速機は、複数の歯車から構成され、これら歯車の噛み合いを変更することによって、エンジンの回転を変速し、車軸側へと伝達する。

歯車の噛合いの変更方法として、同期機構のスリーブがシンクロリングを乗り越えてクラッチギヤに接触させることにより変速を行うもの（特許文献１参照）が知られている。

特開２００６−１６１８７７号公報

エンジン等からの駆動力源から過大なトルクが入力されたとき、たとえば、停止状態からクラッチを衝撃的に繋いだ場合には、歯車等の伝達系に過大なトルクが加わり、歯車が破損する等の問題が生じ得る。このような不具合を防ぐために、歯車や回転軸等を、過大なトルクに耐えうるように、強度の安全代のため十分な余裕をもって設計する必要がある。そのため、これら歯車や回転軸等の重量やサイズが増加するという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、過大なトルクを緩衝する構造を備えることにより、重量及びサイズの増加を抑制できる変速機を提供することを目的とする。

本発明は、第１の回転軸からの回転によって回転する歯車と、歯車よりも小径の第１のスプラインが形成され、歯車と同軸に回転可能なドッグクラッチと、第１のスプラインと噛合する第２のスプラインを備え、歯車の回転を第２の回転軸に伝達する回転部材と、を備える変速機において、ドッグクラッチは、バネの付勢力によって歯車に係止され、歯車にバネの付勢力を上回るトルクが入力されたときは、ドッグクラッチが歯車と相対回転することを特徴とする。

本発明によると、変速機に過大なトルクが入力されたときに、歯車とドッグクラッチとが相対回転してトルクが第１の回転軸へと伝達されることを遮断して、過大なトルクを緩衝することができる。これにより、変速機を構成する歯車等の部品の強度を抑えて設計することができるので、変速機の重量及びサイズの増加を抑制できる。

本発明の実施形態の変速機の断面図である。 本発明の実施形態の第１歯車及びドッグクラッチの説明図である。 本発明の実施形態の第１歯車及びドッグクラッチの説明図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の変速機２の断面図である。

変速機２は、入力軸及び出力軸を兼ねるメインシャフト２１が備えられる。メインシャフト２１には、メインシャフト２１に固定されてメインシャフト２１と共に回転する、又は、ベアリングを介して自由回転する複数の歯車が装着されている。

変速機２は、メインシャフト２１と平行に設けられたカウンタシャフト２２を備えている。メインシャフト２１に装着された歯車と、カウンタシャフト２２に装着された歯車との噛み合わせを変更することによって、変速が実行される。

メインシャフト２１には、第１歯車３０が、ニードルベアリング３１を介して回転自在に装着されている。また、メインシャフト２１には、回転部材としてのリング４０がスプライン嵌合により装着されている。これら第１歯車３０とリング４０とは隣接して装着されている。

第１歯車３０の内周側にはドッグクラッチ３５が装着されている。ドッグクラッチ３５は、第１歯車３０と共に回転するように構成されているが、後述するように第１歯車３０に対して相対回転可能に構成される。

リング４０の外周には、円環状のスリーブ４５がスプラインにより装着されている。スリーブ４５は、リング４０と共に回転するように構成されている。また、スリーブ４５は、スプライン上をメインシャフト２１の軸方向に摺動可能に構成されている。

スリーブ４５の外周には、外周側に開口する溝４５ａが形成されている。溝４５ａには、シフトフォーク６０が係合する。シフトフォーク６０は、シフトノブとロッド又はワイヤー等により、リンケージ部品と繋がるシフター６１によって動作されて、スリーブ４５をメインシャフト２１の軸方向に摺動させる。

スリーブ４５の内周側にはスプライン４５ｂが形成されている。スプライン４５ｂは、ドッグクラッチ３５の外周側に形成されたスプライン３５ｂと噛合可能に構成されている。

シフター６１が、シフトフォーク６０をメインシャフト２１の軸方向リア側（図１の右側）に移動させることによって、スリーブ４５がリング４０の外周をメインシャフト２１の軸方向リア側に摺動する。これにより、スリーブ４５の内周側に形成されたスプライン４５ｂと、ドッグクラッチ３５の外周側に形成されたスプライン３５ｂとが噛合して、第１歯車３０とリング４０とが固定される。

この結果、カウンタシャフト２２に噛合して回転する第１歯車３０の回転が、ドッグクラッチ３５、スリーブ４５を介してリング４０に伝達する。リング４０はメインシャフト２１のリア側に回転を伝達する。この状態で、図示しないエンジンの回転が変速機２から出力されて、車両が走行可能となる。

また、シフター６１が、シフトフォーク６０をメインシャフト２１の軸方向フロント側（図１の左側）に移動させることによって、スリーブ４５がリング４０の外周をメインシャフト２１の軸方向フロント側に摺動する。これにより、スリーブ４５とドッグクラッチ３５との噛合が解放され、第１歯車３０とリング４０とが回転自在となる。

この結果、カウンタシャフト２２に噛合して回転する第１歯車３０の回転が、リング４０に伝達されなくなる。この状態では、エンジンの回転が変速機２から出力されず、車両は走行しない。

なお、本実施形態の変速機２において、ドッグクラッチ３５とスリーブ４５とが噛合して第１歯車３０によって回転を出力する場合は、他の歯車の組み合わせによる変速比と比較して大きな変速比となるように構成されており、例えば、２速段など、車両を発進するときに用いられる発進段を構成する。

次に、このように構成された第１歯車３０及びドッグクラッチ３５について説明する。

前述のように、第１歯車３０は、発進段を構成する歯車であり、エンジンからの大きなトルクが入力される。特にクラッチを衝撃的に繋いだときなどには、通常時にエンジンから出力されるトルクよりも大きなトルクが入力される。

変速機２は、このような大きなトルクが入力された場合にも破壊しないように、歯車や回転軸等の構成部品の強度に十分な安全性を持たせる必要がある。そのため、重量が増し、サイズが大型化していた。

そこで、本発明の実施形態は、次に説明するような特徴的な構成によって、過大なトルクが入力されたときにも、歯車等の破損を防止する。

図２は、第１歯車３０及びドッグクラッチ３５をメインシャフト２１の軸方向フロント側から観察したときの説明図である。

第１歯車３０の外周側にはギヤ３０ａが形成されている。そして、ギヤ３０ａよりも内周側に、円環状のドッグクラッチ３５が装着されている。ドッグクラッチ３５の外周側にはスプライン３５ｂが形成されている。

ドッグクラッチ３５は、後述するように、バネ５２の付勢力によって第１歯車３０に係止され、第１歯車３０と共に回転する一方、過大なトルクが入力されたときには、メインシャフト２１を軸として第１歯車３０とで相対回転可能に構成されている。

図３は、第１歯車３０及びドッグクラッチ３５の断面図である。図３（Ａ）は、第１歯車３０は、メインシャフト２１の軸方向に切断した断面図であり図３（Ｂ）は、第１歯車３０をメインシャフト２１の軸と平行な面（Ａ−Ａ面）で切断した断面図である。

第１歯車３０のリング４０に向かう面に環状の溝３２が形成されており、この溝３２にドッグクラッチ３５が装着されている。溝３２には、ドッグクラッチ３５がリング４０側へと移動することを規制する円環状のストッパ３８が装着されている。

ドッグクラッチ３５と第１歯車３０との間には、ローラ５１及びバネ５２が装着されている。なお、図２に示したように、ローラ５１及びバネ５２の組は、周方向に４カ所備えられている。

第１歯車３０の溝３２には、バネ５２が挿入される孔３２ａが形成されている。また、ドッグクラッチ３５の第１歯車３０に対向する面には、ローラ５１が係止されるＶ字形状の溝３５ｃが形成されている。

バネ５２が孔３２ａに挿入され、バネ５２の一端にローラ５１が乗せられた状態で第１歯車３０にドッグクラッチ３５が装着される。ドッグクラッチ３５は、バネ５２の付勢力によってローラ５１が溝３５ｃ側に押圧される。ローラ５１は、一方がドッグクラッチ３５の溝３５ｃに係止され、他方が第１歯車３０の孔３２ａに係止される。従って、ドッグクラッチ３５は、ローラ５１を介して第１歯車３０に固定され、第１歯車３０と共に回転する。

一方、ドッグクラッチ３５とスリーブ４５とが噛合している場合において、第１歯車３０及びドッグクラッチ３５に過大なトルクが入力された場合は、ドッグクラッチ３５の溝３５ｃの傾斜面がローラ５１を孔３２ａの底側に押圧する。そして、入力されたトルクがバネ５２の付勢力を上回ったときに、バネ５２が縮退してローラ５１が溝３５ｃを乗り越えて、ドッグクラッチ３５が第１歯車３０に対して相対回転する。

ドッグクラッチ３５は、第１歯車３０に対して９０°回転した後に隣接する溝３５ｃにローラ５１がはまり込み、バネ５２の付勢力により係止する。

このとき、入力されたトルクが引き続きバネ５２の付勢力を上回っている場合は、ローラ５１が再び溝３５ｃを乗り越えて、ドッグクラッチ３５は、さらに第１歯車３０に対して９０°回転した後に隣接する溝３５ｃにローラ５１がバネ５２の付勢力により係止する。

このように、第１歯車３０とドッグクラッチ３５とが一時的に相対回転することによって、その間は変速機２に入力されたトルクが第１歯車以降に伝達することを遮断する。これにより、変速機２に入力された過大なトルクを緩衝することができる。なお、バネ５２のバネ定数、及び、バネ５２、ローラ５１の数は、遮断するべきトルクの大きさに応じて適宜決めうるものである。

以上のように、本発明の実施形態の変速機２は、第１歯車３０と、第１歯車３０と共に回転するドッグクラッチ３５と、ドッグクラッチ３５のスプライン３５ｂに嵌合したときに第１歯車３０の回転をリング４０に伝達するスリーブ４５とから構成される変速機構において、第１歯車３０とドッグクラッチ３５との間に、過大なトルクが入力されたときにこれらを相対回転させるトルク緩衝機構を備えた。

トルク緩衝機構は、ローラ５１及びバネ５２からなり、入力されたトルクがバネ５２の付勢力を上回ったときに、第１歯車３０とドッグクラッチ３５とが相対回転することによって、変速機２に入力された過大なトルクを緩衝することができるので、変速機２を構成する歯車等の部品が過大なトルクによって破損することを防止することができる。

そして、変速機２に入力される過大なトルクを緩衝することができることによって、変速機２を構成する動力伝達系の歯車等の部品の強度を下げることが可能となるので、変速機２の小型化及び軽量化が可能となる。

また、トルク緩衝機構を備える第１歯車３０及びドッグクラッチ３５は、変速機２において発進段を構成する歯車群であり、車両の発進時等、短期間のみ使用される歯車である。従って、トルク緩衝機構によって入力トルクが遮断される状態は短期間であるので、燃費や運転性に与える影響は少ない。なお、第１歯車３０及びドッグクラッチ３５により構成される発進段は、２速に限られず、車両を発進するときに用いられるギヤ、（例えばＬＯＷ（１速）、２速、リバースギヤ）であればよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

２ 変速機
３０ 第１歯車
３２ 溝
３２ａ 孔
３５ ドッグクラッチ
３５ｂ スプライン
３５ｃ 溝
４０ リング（回転部材）
４５ スリーブ
４５ａ スプライン
５１ ローラ
５２ バネ

Claims (4)

1. 第１の回転軸からの回転によって回転する歯車と、
   前記歯車よりも小径の第１のスプラインが形成され、前記歯車と同軸に回転可能なドッグクラッチと、
   前記第１のスプラインと噛合する第２のスプラインを有し、前記歯車の回転を第２の回転軸に伝達する回転部材と、を備える変速機において、
   前記ドッグクラッチは、バネの付勢力によって前記歯車に係止され、
   前記歯車に前記バネの付勢力を上回るトルクが入力されたときは、前記ドッグクラッチが前記歯車と相対回転することを特徴とする変速機。
2. 前記歯車には、前記バネを固定するバネ孔が形成されており、
   前記ドッグクラッチに形成された溝部に、前記バネによって押圧されるローラが係止されることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
3. 前記バネ及び前記ローラは、前記歯車と前記ドッグクラッチとの間に、周方向に複数設けられることを特徴とする請求項２に記載の変速機。
4. 前記歯車及び前記ドッグクラッチは、前記変速機における発進段を構成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の変速機。

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