JP2017150587A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シンクロナイザリングによる引き摺り損失をなくすことのできる動力伝達装置を提供する。【解決手段】 動力伝達装置１は、スプライン５を有する回転軸２と、回転軸２と同軸上に配設され、第１歯部６を有するギヤ部材３と、回転軸２と一体回転するとともに回転軸２の軸方向に移動自在となるようにスプライン５上に配設され、軸方向への移動によりギヤ部材３の第１歯部６に噛み合うと、ギヤ部材３が回転軸２と一体回転を行う回転吸収機構４を備える。回転吸収機構４は、回転軸２と一体回転するスリーブ部材８と、スリーブ部材８を軸方向に移動させる移動部材９と、スリーブ部材８と摩擦係合するように移動部材９とスリーブ部材８との間に配設され、スリーブ部材８と相対回転するときに、回転軸２とギヤ部材３との回転差を摩擦により吸収する摩擦部材１０を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、回転軸から入力される動力をギヤ部材に伝達する動力伝達装置に関する。

従来から、車両用の動力伝達装置（トランスミッション）において、回転軸とギヤとの同期をとるためにシンクロ装置が用いられている。例えば、従来のシンクロ装置では、回転軸に固定されたシンクロナイザハブと、回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、シンクロナイザハブとギヤの間に配置されたシンクロナイザリングと、シンクロナイザハブに回転軸の軸線方向に摺動自在に支持されてシンクロナイザリングおよびギヤに係合可能なスリーブとを備えている。そして、シンクロナイザリングには、シンクロナイザハブの回転をギヤのコーン面に伝達する摩擦面が形成されている。

特開２０１３−１９４９０７号公報

しかしながら、従来の動力伝達装置においては、シンクロナイザリングの不使用時（すなわち、非係合時）にも、シンクロナイザリングの摩擦面で摩擦が発生し、いわゆるシンクロナイザリングによる引き摺り損失が発生するという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、シンクロナイザリングによる引き摺り損失をなくすことのできる動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の動力伝達装置は、スプラインを有する回転軸と、前記回転軸と同軸上に配設され、第１歯部を有するギヤ部材と、前記回転軸と一体回転するとともに前記回転軸の軸方向に移動自在となるように前記スプライン上に配設され、前記軸方向への移動により前記ギヤ部材の前記第１歯部に噛み合うと、前記ギヤ部材が前記回転軸と一体回転を行う回転吸収機構と、を備え、前記回転吸収機構は、前記回転軸と一体回転するスリーブ部材と、前記スリーブ部材を前記軸方向に移動させる移動部材と、前記スリーブ部材と摩擦係合するように前記移動部材と前記スリーブ部材との間に配設され、前記スリーブ部材と相対回転するときに、前記回転軸と前記ギヤ部材との回転差を摩擦により吸収する摩擦部材と、を備えている。

この構成によれば、ギヤ部材と回転軸とを同期させる場合、回転吸収機構の移動部材によってスリーブ部材を回転軸の軸方向に摺動させる。そうすると、回転吸収機構がギア部材の第１歯部（低歯部）に噛み合って、ギヤ部材が回転軸と一体回転するようになる。この場合、回転吸収機構は回転軸と一体回転しているので、回転軸とギヤ部材との間に回転差が生じる。この回転吸収機構には、移動部材とスリーブ部材との間に摩擦部材が配設され、摩擦部材とスリーブ部材とが摩擦係合している。したがって、摩擦部材とスリーブ部材とが相対回転するときに、回転軸とギヤ部材との間の回転差が摩擦部材の摩擦により吸収される。この場合、従来のようにシンクロナイザリングを設ける必要がないので、シンクロナイザリングによる非係合時の引き摺り損失（ロス）をなくすことができる。

また、本発明の動力伝達装置では、前記スリーブ部材は、前記ギヤ部材の前記第１歯部に噛み合う第２歯部を有し、前記回転吸収機構は、前記軸方向への移動により前記第２歯部が前記第１歯部に噛み合うと、前記ギヤ部材が前記回転軸と一体回転を行い、前記摩擦部材は、前記第２歯部が前記第１歯部に噛み合うときに、前記スリーブ部材と相対回転する場合に、前記回転軸と前記ギヤ部材との回転差を摩擦により吸収してもよい。

この構成によれば、回転吸収機構の移動部材によってスリーブ部材を回転軸の軸方向に摺動させると、スリーブ部材の第２歯部（スプライン）がギア部材の第１歯部（低歯部）に噛み合って、ギヤ部材が回転軸と一体回転するようになる。この場合、第２歯部が第１歯部に噛み合う際に、摩擦部材とスリーブ部材とが相対回転するときに、回転軸とギヤ部材との回転差を摩擦部材の摩擦により吸収することができる。

また、本発明の動力伝達装置では、前記回転吸収機構は、前記第２歯部が前記第１歯部と噛み合う前に、前記ギヤ部材と噛み合う第３歯部を有し、前記第３歯部が前記ギヤ部材と噛み合うときに、前記摩擦部材と前記スリーブ部材との間で相対回転が発生してもよい。

この構成によれば、第２歯部が第１歯部と噛み合う前に、回転吸収機構の第３歯部がギヤ部材と噛み合う。第３歯部がギヤ部材と噛み合う際に、摩擦部材とスリーブ部材との間で相対回転が発生するときに、回転軸とギヤ部材との回転差を摩擦部材の摩擦により吸収することができる。

また、本発明の動力伝達装置では、前記回転吸収機構は、付勢部材により得られる付勢力を用いて、前記摩擦部材を前記スリーブ部材に対して押圧する押圧部材を備えてもよい。

この構成によれば、付勢部材によって得られる付勢力（与圧）により、摩擦部材がスリーブ部材に対して押圧される。これにより、摩擦面に摩擦トルクを発生させることができ、回転軸とギヤ部材との回転差を摩擦により吸収することができる。なお、付勢部材は、例えば、皿バネやコイルスプリングなどで構成することができる。

また、本発明の動力伝達装置では、前記摩擦部材は、前記軸方向に複数並設されてもよい。

この構成によれば、摩擦部材の個数を増やすことによって、摩擦トルクを増加させることができる。これにより、摩擦トルクの設計自由度が高くなる。

本発明によれば、シンクロナイザリングによる引き摺り損失をなくすことができる。

本発明の実施の形態における動力伝達装置（シンクロ機構）の説明図である。 本発明の実施の形態におけるギヤ部材の平面図である。 本発明の実施の形態における摩擦部材の平面図である。 本発明の実施の形態におけるスリーブ部材の平面図である。 本発明の実施の形態における動力伝達装置（シンクロ機構）のプレ係合状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態における動力伝達装置（シンクロ機構）の本係合状態を示す説明図である。 他の実施の形態における動力伝達装置（シンクロ機構）の説明図である。

以下、本発明の実施の形態の動力伝達装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、車両用のトランスミッション等に用いられる動力伝達装置の場合を例示する。

本発明の実施の形態の動力伝達装置の構成を、図面を参照して説明する。図１は、動力伝達装置であるシンクロ機構の説明図である。図１に示すように、シンクロ機構１は、回転軸２と、ギヤ部材３と、回転吸収機構４を備えている。ギヤ部材３は、回転軸２と同軸上に設けられており、回転軸２とは独立に回転可能に構成されている。例えば、回転軸２は、エンジンなどの駆動源（図示せず）からの動力が伝達されるメインシャフトであり、ギヤ部材３は、低速段側または高速段側への変速用のギヤである。回転軸２の外周面にはスプライン５が設けられている。また、ギヤ部材３の外周面には、第１歯部である低歯部６と、高歯部７が設けられている（図２参照）。低歯部６は、ギヤ部材３の外周の全周にわたって形成されており、高歯部７は、ギヤ部材３の外周の一部に（例えば、１２０度間隔で３箇所に、あるいは、９０度間隔で４箇所に）形成されている。そして、回転軸２のスプライン５上には、回転軸２と一体回転するとともに回転軸２の軸方向に移動自在となるように、回転吸収機構４が設けられている。

回転吸収機構４は、スリーブ部材８と、移動部材９と、スリーブホルダ（摩擦部材）１０を備えている。スリーブ部材８の内周面には、第２歯部であるスプライン１１が設けられている（図４参照）。スプライン１１は、スリーブ部材８の全周にわたって形成されている。スリーブ部材８のスプライン１１は、回転軸２のスプライン５と噛み合うように構成されており、スリーブ部材８は、回転軸２と一体回転するとともに回転軸２の軸方向に移動自在とされている。スリーブ部材８のスプライン１１は、スリーブ部材８が軸方向に沿ってギヤ部材３の方向に移動したときに、ギヤ部材３の低歯部６とも噛み合うように構成されている。

スリーブ部材８は、移動部材９によって軸方向に移動させることができる。例えば、移動部材９はフォークである。摩擦部材１０は、移動部材９とスリーブ部材８との間に設けられており、この摩擦部材１０を介して、移動部材９とスリーブ部材８とが摩擦係合している。本実施の形態では、摩擦部材１０は、本体部材１２と、摩擦板１３と、押圧部材１４を備えている。

本体部材１２の外周面には、移動部材９（フォーク）が嵌合する溝部１５が設けられている。また、本体部材１２の一方のギヤ部材３側（図１における左側）には、プレート部１６が設けられている。プレート部１６の先端の内周面には、第３歯部であるドグ歯部１７が設けられている（図３参照）。このドグ歯部１７は、ギヤ部材３の高歯部７と係合する。ドグ歯部１７は、ギヤ部材３の高歯部７と対応するように、プレート部１６の内周の一部に（例えば、１２０度間隔で３箇所に、あるいは、９０度間隔で４箇所に）形成されている。プレート部１６のスリーブ部材８側（図１における右側）の面には、摩擦面が形成されており、スリーブ部材８のプレート部１６側（図１における左側）の面にも、摩擦面が形成されている。

また、本体部材１２の内周面には、スプライン１８が設けられている。摩擦板１３は、本体部材１２のスプライン１８と噛み合うように構成されており、本体部材１２と一体回転するとともに回転軸２の軸方向に移動自在とされている。押圧部材１４は、回転軸２の軸方向に移動できないように、スナップ１９によって本体部材１２に固定されている。押圧部材１４の内部には、付勢部材２０が収納されている。付勢部材２０は、例えば、皿バネやコイルスプリングなどで構成される。この付勢部材２０から得られる付勢力によって、摩擦板１３がスリーブ部材８側へ押圧されている。スリーブ部材８は、摩擦部材１０（本体部材１２と摩擦板１３）によって両側から挟まれており、付勢部材２０の付勢力によって両側から把持されているともいえる。摩擦板１３のスリーブ部材８側（図１における左側）の面には、摩擦面が形成されており、スリープ部材の摩擦板１３側（図１における右側）の面にも、摩擦面が形成されている。

なお、押圧部材１４の他方のギヤ部材３側（図１における右側）にも、本体部材１２のプレート部１６と同様のプレート部２１が設けられており、プレート部２１の先端の内周面にも、ギヤ部材３の高歯部７と係合するドグ歯部２２が設けられている。このドグ歯部２２も、ギヤ部材３の高歯部７と対応するように、プレート部２１の内周の一部に（例えば、１２０度間隔で３箇所に、あるいは、９０度間隔で４箇所に）形成されている。

以上のように構成されたシンクロ機構１について、図面を参照してその動作を説明する。ここでは、シンクロ機構１を用いて、回転している回転軸２と回転していないギヤ部材３の同期をとる場合の動作について説明する。

本実施の形態のシンクロ機構１を用いて回転軸２とギヤ部材３の同期をとる場合には、まず、図５に示すように、移動部材９を移動させることにより、スリーブ部材８を軸方向に沿って噛み合い対象であるギヤ部材３（図５における左側のギヤ部材３）側へ摺動させる。そうすると、摩擦部材１０のドグ歯部１７がギヤ部材３の高歯部７と係合する。摩擦部材１０がギヤ部材３と一体回転し始めると、摩擦部材１０がギヤ部材３の回転抵抗となり、摩擦部材１０とスリーブ部材８に回転差が生じる。すなわち、摩擦部材１０とスリーブ部材８とが相対回転するようになる。この場合、スリーブ部材８は摩擦部材１０によって両側から挟まれ、付勢部材２０の付勢力によって両側から把持されている。したがって、摩擦部材１０とスリーブ部材８との回転差が摩擦面の摩擦により吸収される。

このようにして、摩擦部材１０とスリーブ部材８に回転差がなくなり、ギヤ部材３と回転軸２との同期がとれると、図６に示すように、移動部材９をさらに移動させることにより、スリーブ部材８のスプライン１１がギヤ部材３の低歯部６に噛み合うことができる。

このような本実施の形態のシンクロ機構１によれば、ギヤ部材３と回転軸２とを同期させる場合、回転吸収機構４の移動部材９によってスリーブ部材８を回転軸２の軸方向に摺動させると、回転吸収機構４がギヤ部材３の低歯部６に噛み合って、ギヤ部材３が回転軸２と一体回転するようになる。この場合、回転吸収機構４は回転軸２と一体回転しているので、回転軸２とギヤ部材３との間に回転差が生じる。この回転吸収機構４には、移動部材９とスリーブ部材８との間に摩擦部材１０が配設されており、摩擦部材１０とスリーブ部材８とが摩擦係合している。したがって、摩擦部材１０とスリーブ部材８とが相対回転するときに、回転軸２とギヤ部材３との間の回転差が摩擦部材１０の摩擦により吸収される。この場合、従来のようにシンクロナイザリングを設ける必要がないので、シンクロナイザリングによる非係合時の引き摺り損失（ロス）をなくすことができる。

具体的には、回転吸収機構４の移動部材９によってスリーブ部材８を回転軸２の軸方向に摺動させると、スリーブ部材８のスプライン１１がギヤ部材３の低歯部６に噛み合って、ギヤ部材３が回転軸２と一体回転するようになる。この場合、スプライン１１が低歯部６に噛み合う際に、摩擦部材１０とスリーブ部材８とが相対回転するときに、回転軸２とギヤ部材３との回転差を摩擦部材１０の摩擦により吸収することができる。

より具体的には、スプライン１１が低歯部６と噛み合う前に、回転吸収機構４のドグ歯部１７、２２がギヤ部材３の高歯部７と噛み合う。ドグ歯部１７、２２が高歯部７と噛み合う際に、摩擦部材１０とスリーブ部材８との間で相対回転が発生するときに、回転軸２とギヤ部材３との回転差を摩擦部材１０の摩擦により吸収することができる。

また、本実施の形態では、付勢部材２０によって得られる付勢力（与圧）により、摩擦部材１０がスリーブ部材８に対して押圧される。これにより、摩擦面に摩擦トルクを発生させることができ、回転軸２とギヤ部材３との回転差を摩擦により吸収することができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、図７に示すように、摩擦部材１０の摩擦板１３は、軸方向に複数並設することが可能である。図７には、３枚の摩擦板１３を併設した例が示されているが、摩擦板１３の枚数はこれに限定されない。この場合、摩擦部材１０の個数を増やすことによって、摩擦トルクを増加させることができる。これにより、摩擦トルクの設計自由度が高くなる。

以上のように、本発明にかかる動力伝達装置は、シンクロナイザリングによる引き摺り損失をなくすことができるという効果を有し、車両用のトランスミッション等に用いられ、有用である。

１ シンクロ機構（動力伝達装置）
２ 回転軸
３ ギヤ部材
４ 回転吸収機構
５ スプライン
６ 低歯部（第１歯部）
７ 高歯部
８ スリーブ部材
９ 移動部材
１０ スリーブホルダ（摩擦部材）
１１ スプライン（第２歯部）
１２ 本体部材
１３ 摩擦板
１４ 押圧部材
１５ 溝部
１６ プレート部
１７ ドグ歯部（第３歯部）
１８ スプライン
１９ スナップ
２０ 付勢部材
２１ プレート部
２２ ドグ歯部（第３歯部）

Claims (5)

1. スプラインを有する回転軸と、
   前記回転軸と同軸上に配設され、第１歯部を有するギヤ部材と、
   前記回転軸と一体回転するとともに前記回転軸の軸方向に移動自在となるように前記スプライン上に配設され、前記軸方向への移動により前記ギヤ部材の前記第１歯部に噛み合うと、前記ギヤ部材が前記回転軸と一体回転を行う回転吸収機構と、
   を備え、
   前記回転吸収機構は、
   前記回転軸と一体回転するスリーブ部材と、
   前記スリーブ部材を前記軸方向に移動させる移動部材と、
   前記スリーブ部材と摩擦係合するように前記移動部材と前記スリーブ部材との間に配設され、前記スリーブ部材と相対回転するときに、前記回転軸と前記ギヤ部材との回転差を摩擦により吸収する摩擦部材と、
   を備えた動力伝達装置。
2. 前記スリーブ部材は、前記ギヤ部材の前記第１歯部に噛み合う第２歯部を有し、
   前記回転吸収機構は、前記軸方向への移動により前記第２歯部が前記第１歯部に噛み合うと、前記ギヤ部材が前記回転軸と一体回転を行い、
   前記摩擦部材は、前記第２歯部が前記第１歯部に噛み合うときに、前記スリーブ部材と相対回転する場合に、前記回転軸と前記ギヤ部材との回転差を摩擦により吸収する、請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記回転吸収機構は、前記第２歯部が前記第１歯部と噛み合う前に、前記ギヤ部材と噛み合う第３歯部を有し、
   前記第３歯部が前記ギヤ部材と噛み合うときに、前記摩擦部材と前記スリーブ部材との間で相対回転が発生する、請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記回転吸収機構は、付勢部材により得られる付勢力を用いて、前記摩擦部材を前記スリーブ部材に対して押圧する押圧部材を備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
5. 前記摩擦部材は、前記軸方向に複数並設されている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

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