JP2015143548A - Clutch switching device and transmission equipped with same - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a clutch switching device capable of switching a clutch between a connected state and a disconnected state.
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)。 Conventionally, this type of clutch switching device includes a motor, a driven gear that is driven to rotate by the motor, a fixed sleeve that rotatably supports the driven gear, and a driven sleeve that is screw-engaged with the shaft portion of the driven gear. And a clutch that engages and disengages by moving the driven sleeve in the axial direction by rotating the driven gear by rotating the motor is proposed (see, for example, Patent Document 1).
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。 In this device, the shaft portion of the driven gear, the driven sleeve, and the fixed sleeve are arranged in a nested manner to achieve a compact device. On the other hand, the applicant proposes a configuration that can reduce the number of parts compared to the above-described configuration and can be made compact as a configuration in which the driven gear itself that is rotationally driven by the motor advances and retracts in the axial direction. (See Patent Document 2). As described above, since the clutch switching device is attached to a limited space such as a transmission, it can be considered that downsizing of the clutch switching device is one of important issues. If the device can be miniaturized, the power consumption can be reduced.
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。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique that contributes to the compactness of a clutch switching device and a transmission including the clutch switching device.
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。 The clutch switching device of the present invention and the transmission equipped with the same employ the following means in order to achieve the above-described object.
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。 According to a preferred embodiment of the clutch switching device according to the present invention, a clutch switching device that performs clutch switching is configured. The clutch switching device includes a motor, a gear member that is rotationally driven by the motor, a slider shaft that is fixedly provided, and a slider member. The gear member has a first gear. The slider member has a second gear that meshes with the first gear and is screw-engaged on the slider shaft. The first gear has tooth traces that are inclined with respect to the central axis of the first gear. Further, the second gear has tooth traces inclined with respect to the central axis of the second gear. And it is comprised so that a clutch may be switched by the slider member screwed back and forth on the slider shaft to an axial direction. In the present invention, “inclined with respect to the central axis” means that when the first gear and the second gear are viewed from the front with the central axes of the first gear and the second gear oriented in the vertical direction, A mode in which the tooth trace is inclined to the right or to the left corresponds to this.
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。 According to the present invention, since the tooth traces of the first gear of the gear member and the second gear of the slider member are inclined with respect to the central axis, the first gear and the second gear are engaged with each other. Thrust force is generated. The thrust force assists the axial movement of the slider member on the slider shaft toward the clutch side and the axial movement toward the side away from the clutch. Thereby, the output of the motor required for moving the slider member in the axial direction can be reduced, and the motor can be miniaturized. As a result, the clutch switching device can be made compact. Furthermore, since the meshing rate is improved compared to the case where the tooth traces of the first gear and the second gear are parallel to the central axis, that is, configured as a spur gear, gear noise can be improved.
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。 According to the further form of the clutch switching device according to the present invention, the second gear is configured to slide relative to the first gear when the slider member moves in the axial direction. The inclination of the tooth traces in the first gear and the second gear is such that the thrust force generated when the first gear and the second gear mesh with each other is the sliding resistance force generated between the first gear and the second gear. It is configured to act in the opposite direction.
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。 When the slider member is configured to move in the axial direction, the tooth surface of the second gear provided on the slider member slides against the tooth surface of the first gear provided on the gear member. The driving force required to move the slider member in the axial direction is increased by the sliding resistance force. However, according to the present embodiment, the thrust force generated when the first gear and the second gear mesh with each other acts in the opposite direction to the sliding resistance force generated between the first gear and the second gear. Therefore, an increase in driving force necessary to move the slider member in the axial direction can be suppressed. As a result, the motor can be reduced in size. In addition, it is preferable that the inclination angle of the tooth traces of the first gear and the second gear is in the range of 0 ° to 10 ° with respect to the central axis.
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。 According to the further form of the clutch switching device according to the present invention, the inclination of the tooth trace in the first gear and the second gear is set to an angle capable of generating a thrust force capable of canceling the sliding resistance force. Yes.
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。 According to this embodiment, the slider member is configured to cancel the sliding resistance force generated between the first gear and the second gear by the thrust force generated when the first gear and the second gear mesh with each other. It is possible to further suppress an increase in driving force necessary for moving the shaft in the axial direction. As a result, the motor can be further downsized.
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。 According to the further form of the clutch switching apparatus which concerns on this invention, the urging | biasing member urged | biased in the direction which connects a clutch or the direction which cancels | releases connection of a clutch is provided. The inclination of the tooth traces of the first gear and the second gear is set to an angle that can generate a thrust force that can cancel at least a part of the urging force of the urging member. The “biasing member” in the present invention typically corresponds to a diaphragm spring.
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。 According to this embodiment, since the thrust force generated by the meshing of the first gear and the second gear cancels at least a part of the urging force of the urging member, it is necessary to move the slider member in the axial direction. The increase in driving force can be further suppressed. As a result, the motor can be further reduced in size.
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。 According to the further form of the clutch switching device according to the present invention, the third gear that can rotate integrally with the rotating shaft is fixed to the rotating shaft of the motor. The gear member includes a fourth gear that meshes with the third gear, and a support shaft that supports the first gear and the fourth gear so as to be integrally rotatable. The “gear ratio” in the present invention typically corresponds to a reduction ratio in which the rotation of the motor is reduced and transmitted, but preferably includes a speed increase ratio in which the rotation of the motor is increased and transmitted. . In the present invention, “the first gear and the fourth gear can be integrally rotated” typically means that the first gear and the fourth gear are formed separately and then fixedly attached to the rotating shaft. Although the aspect which rotates integrally by (for example, spline fitting or press fit) corresponds, the aspect rotated integrally by integrally forming a 1st gear, a 4th gear, and a rotating shaft is included suitably.
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。 According to this embodiment, the rotation of the motor is transmitted to the slider member with a gear ratio obtained by multiplying the gear ratio constituted by the third gear and the fourth gear by the gear ratio constituted by the first gear and the second gear. Therefore, the gear ratio from the motor to the slider member can be set large. Therefore, when the “gear ratio” is the reduction ratio, a large driving torque can be obtained, and the motor can be downsized.
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。 According to a preferred mode of the transmission according to the present invention, a transmission that transmits power from a power source with a changeable gear ratio is configured. The transmission includes a first input shaft to which power from a power source is input, a clutch that connects and disconnects the power shaft of the power source and the first input shaft, and the invention according to any one of the above aspects. A clutch switching device, a second input shaft that is concentrically arranged on the inner periphery of the first input shaft and connected directly to the power shaft, an output shaft, a first input shaft, and an output A first gear mechanism that connects the shaft at a first gear ratio, a second gear mechanism that can connect a second input shaft and an output shaft at a second gear ratio, and a second input shaft by the second gear mechanism; And a switching member that selectively switches the connection state with the output shaft. The slider shaft is disposed concentrically with the first input shaft on the outer periphery of the first input shaft. The “direct connection” in the present invention is defined as a mode in which the second input shaft and the power shaft of the power source rotate integrally, and the second input shaft is spline-fitted or press-fitted to the power shaft of the power source. Or a mode in which the second input shaft and the power shaft of the power source are integrally formed.
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。 According to the present embodiment, since the clutch switching device of the present invention according to any one of the above-described aspects is mounted, the effect similar to the effect exhibited by the clutch switching device of the present invention, for example, the effect that the device can be made compact can be achieved. There is an effect.
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。 According to the further form of the transmission according to the present invention, the second gear ratio is set to a gear ratio larger than the first gear ratio. According to this embodiment, power can be transmitted using the second gear mechanism when large power is required, and power can be transmitted using the first gear mechanism when large power is not required. That is, the necessary driving force can be obtained while operating the power source in an efficient operating state. As a result, energy efficiency can be improved.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, size reduction of a clutch switching apparatus and a transmission provided with the same can be achieved.
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。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
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。
Below, the case where the
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。
As shown in FIG. 1, the clutch CL is configured as a dry single-plate clutch including a
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 1, the inner input shaft 4 is fitted into the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
A male screw is formed on the outer peripheral surface of the
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
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。
On the inner peripheral surface of the
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。
A
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。
In the embodiment, the inclination angle of the tooth trace of the
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。
Further, a holding
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
One end of the
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。
The
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。
Further, as shown in FIG. 2, the
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。
In the embodiment, the inclination angle of the tooth trace of the
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。
The
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。
As shown in FIG. 1, a
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。
As a result, the rotation of the
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。
Thus, by transmitting the rotation of the
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。
Further, compared with a configuration in which the
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。
When the clutch CL is connected, the
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。
Next, the operation of the
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。
When the clutch CL is connected, the
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。
Since the
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。
However, according to the present embodiment, since the tooth traces of the
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。
In the embodiment, the inclination angle of the tooth traces of the
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。
By such movement of the
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。
When the clutch CL is connected, the rotating
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。
Next, a case where the clutch CL is disconnected will be described. When releasing the connection of the clutch CL, basically, an operation reverse to that in the case of connecting the clutch CL described above is performed. In other words, the
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。
Along with this, the
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。
Since the
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。
On the other hand, even when the
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。
That is, a thrust force acts in the direction opposite to the direction of the sliding resistance force generated between the
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。
As a result, the
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。
When the
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。
Due to the axial movement of the
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。
When the connection of the clutch CL is released, the connection between the
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。
According to the
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。
Further, according to the
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。
In the
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。
Further, in the
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。
In the
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。
In the
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。
In the
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。
The
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。
In the
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。
In the
(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。
(Correspondence between each component of the embodiment and each component of the present invention)
This embodiment shows an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment.
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
2 Outer input shaft 4
Claims (8)
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。 A clutch switching device for switching a clutch,
A motor,
A gear member having a first gear and driven to rotate by the motor;
A fixed slider shaft;
A slider member having a second gear meshing with the first gear and screw-engaged on the slider shaft;
With
The first gear has tooth traces inclined with respect to the central axis of the first gear;
The second gear has tooth traces inclined with respect to the central axis of the second gear;
A clutch switching device configured to switch the clutch by the slider member which is screwed back and forth on the slider shaft in the axial direction.
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。 The second gear is configured to slide relative to the first gear when the slider member is screwed back and forth on the slider shaft in the axial direction.
The inclination of the tooth traces in the first gear and the second gear is caused by the sliding force generated between the first gear and the second gear due to the thrust force generated by the meshing of the first gear and the second gear. The clutch switching device according to claim 1, wherein the clutch switching device is configured to act in a direction opposite to the dynamic resistance force.
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。 An urging member that urges the clutch in a direction to connect the clutch or a direction to release the clutch;
4. An inclination of tooth traces of the first gear and the second gear is set to an angle at which a thrust force capable of canceling at least a part of the urging force of the urging member can be generated. The clutch switching device according to any one of the above.
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。 A third gear that can rotate integrally with the rotating shaft is fixed to the rotating shaft of the motor.
The said gear member has a 4th gear which meshes with the said 3rd gear, and the support shaft which supports the said 1st gear and the said 4th gear so that integral rotation is possible. The clutch switching device according to item.
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。 A transmission that transmits power from a power source with a changeable gear ratio,
A first input shaft to which power from the power source is input;
A clutch that connects and disconnects the power shaft of the power source and the first input shaft;
The clutch switching device according to any one of claims 1 to 6,
A second input shaft disposed concentrically with the first input shaft on the inner periphery of the first input shaft and directly connected to the power shaft;
An output shaft;
A first gear mechanism that connects the first input shaft and the output shaft at a first gear ratio;
A second gear mechanism capable of connecting the second input shaft and the output shaft at a second gear ratio;
A switching member that selectively switches the connection state between the second input shaft and the output shaft by the second gear mechanism;
With
The transmission, wherein the slider shaft is arranged on the outer periphery of the first input shaft concentrically with the first input shaft.
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