JP2017211055A - Dog clutch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用変速機等に用いられるドグクラッチ装置に関する。 The present invention relates to a dog clutch device used in a vehicle transmission or the like.
従来より、回転軸に相対回転可能に支持された歯車と、回転軸に軸方向に相対移動可能にスプライン係合されたスライドリングとを、ドグクラッチを介して結合するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置では、ドグクラッチを構成する歯車側およびスライドリング側の各突歯の噛合い面に、噛合い分力が相互の結合方向に作用するように、それぞれ歯先側から歯元側の肉厚内側へ傾斜する傾斜面を設ける。
Conventionally, there has been known a device in which a gear supported to be rotatable relative to a rotating shaft and a slide ring that is spline-engaged to the rotating shaft so as to be relatively movable in the axial direction are coupled via a dog clutch. (For example, refer to Patent Document 1). In the device described in
しかしながら、上記特許文献1記載の装置では、歯元側にかけて突歯の肉厚を薄くするようなバックテーパー加工を突歯に施す必要があり、加工が複雑化するとともに加工コストが上昇する。
However, in the apparatus described in
本発明の一態様は、軸線を中心に回転する第1回転体と軸線を中心に第1回転体に対し相対回転可能に設けられた第2回転体とを結合するドグクラッチ装置であって、第1回転体の外周面に対向した内周面を有するとともに、第1ドグ歯を有する可動リングと、第1回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ第1回転体と一体に回転可能に、可動リングを支持する支持機構と、を備え、第2回転体は、第1ドグ歯に対向した第2ドグ歯を有し、支持機構は、第1回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか一方に軸方向に延設されたガイド溝と、第1回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか他方から突設され、ガイド溝に係合して、第1ドグ歯が第2ドグ歯から離間する中立位置から第1ドグ歯が第2ドグ歯に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な可動リングの移動方向を規制するガイドピンと、を有し、ガイドピンの外周面と当接するガイド溝の側面は、軸線と平行な仮想線に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部を有する。 One aspect of the present invention is a dog clutch device that combines a first rotating body that rotates about an axis and a second rotating body that is provided so as to be rotatable relative to the first rotating body about the axis. An inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the one rotating body, a movable ring having a first dog tooth, a relative movement in the axial direction relative to the first rotating body, and a rotation integrally with the first rotating body, A support mechanism for supporting the movable ring, wherein the second rotating body has a second dog tooth facing the first dog tooth, and the supporting mechanism includes an outer peripheral surface of the first rotating body and an inner periphery of the movable ring. A guide groove extending in the axial direction on one of the surfaces, and projecting from either the outer peripheral surface of the first rotating body or the inner peripheral surface of the movable ring. In-gear position where the first dog teeth mesh with the second dog teeth from the neutral position where the dog teeth are separated from the second dog teeth And a guide pin that regulates the moving direction of the movable ring that is movable toward the outer surface of the guide groove, and the side surface of the guide groove that contacts the outer peripheral surface of the guide pin is inclined with respect to a virtual line parallel to the axis and extends toward the end in the axial direction. It has an inclined part.
本発明によれば、ガイドピンの外周面と当接するガイド溝の側面が、軸線と平行な仮想線に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部を有するので、ドグ歯の噛合い面に傾斜部を設ける必要がなく、傾斜部の加工が容易となり、加工コストを低減することができる。 According to the present invention, the side surface of the guide groove that contacts the outer peripheral surface of the guide pin has the inclined portion that is inclined with respect to the virtual line parallel to the axis and extends toward the end in the axial direction. There is no need to provide an inclined portion on the surface, the processing of the inclined portion is facilitated, and the processing cost can be reduced.
以下、図1〜図9Bを参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置が適用される車両用変速機の要部構成を示すスケルトン図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a skeleton diagram showing a main configuration of a vehicle transmission to which a dog clutch device according to an embodiment of the present invention is applied.
変速機1は、エンジン2の回転を速度段に応じた変速比で変速するギヤ機構10と、エンジン2のトルクをギヤ機構10に伝達または非伝達するクラッチ3とを有する。ギヤ機構10を介して出力されたトルクは、図示しない作動ギヤ機構、駆動軸等を介して駆動輪に伝達され、これにより車両が走行する。
The
ギヤ機構10は、互いに略平行に配置され、それぞれが回転可能に支持された複数の回転軸、すなわち入力軸11と出力軸12とを有する。図示は省略するが、ギヤ機構10はリバース軸も有する。変速機1は、例えば前進6速、後進1速の手動変速機であり、ドライバによる変速操作により速度段を変更可能である。なお、車速とアクセルペダルの踏み込み量等に応じて速度段を自動的に変更する自動変速機として変速機1を構成することもできる。
The
入力軸11の一端部は、クラッチ3を介してエンジン2の出力軸2aに接続され、クラッチ3の断接に応じて入力軸11と出力軸2aとが結合または遮断される。すなわち、クラッチ3が接続すると、入力軸11と出力軸2aとが結合され、入力軸11にエンジン2からのトルクを入力可能となる。一方、クラッチ3が遮断すると、入力軸11と出力軸2aとが遮断され、エンジン2からのトルク入力が不能となる。
One end of the
入力軸11の周囲には、5速ギヤ25と、2速ギヤ22と、6速ギヤ26と、3速ギヤ23とが、クラッチ3の反対側からこの順番に配設される。これら変速ギヤ22,25,26は、それぞれ不図示のベアリングを介し入力軸11に対して相対回転可能に支持される。入力軸11には、3速ギヤ23の側方(クラッチ3側)に複数の駆動ギヤ27〜29が固定される。このうちギヤ28は、不図示のリバース軸に固定されたギヤに噛合する。
Around the
なお、本明細書において、回転軸(入力軸11、出力軸12等)にギヤが固定されるとは、回転軸の外周面にギヤを加工する場合や、回転軸と別体のギヤをスプライン結合等により回転軸に支持する場合、すなわち回転軸に相対回転不能にギヤを設ける場合をいう。
In this specification, the gear is fixed to the rotating shaft (
出力軸12の周囲には、4速ギヤ24と1速ギヤ21とが、不図示のベアリングを介し出力軸12に対し相対回転可能に支持される。4速ギヤ24は駆動ギヤ27に噛合し、1速ギヤ21は駆動ギヤ29に噛合する。出力軸12には、5速従動ギヤ35と、2速従動ギヤ32と、6速従動ギヤ36と、3速従動ギヤ33とが、この順番に固定される。さらに出力軸12には、1速ギヤ21の側方(クラッチ3側)にファイナルギヤ30が固定される。5速従動ギヤ35は5速ギヤ25に噛合し、2速従動ギヤ32は2速ギヤ22に噛合し、6速従動ギヤ36は6速ギヤ26に噛合し、3速従動ギヤ33は3速ギヤ23に噛合する。変速機1のトルクは、ファイナルギヤ30を介して、図示しない作動ギヤ機構に出力される。
Around the
変速機1は、ドグ歯を介して変速ギヤ21〜26をトルク伝達用の回転軸(入力軸11または出力軸12)に結合する複数のギヤ結合機構(ドグクラッチ)を有する。すなわち、2速ギヤ22または5速ギヤ25を入力軸11に結合する第1ギヤ結合機構1GEと、3速ギヤ23または6速ギヤ26を入力軸11に結合する第2ギヤ結合機構2GEと、1速ギヤ21または4速ギヤ24を出力軸12に結合する第3ギヤ結合機構3GEとを有する。
The
図2は、第1ギヤ結合機構1GEの構成を示す分解斜視図であり、図3は、第1ギヤ結合機構1GEの組立て状態を示す変速機1の要部断面図である。図2,3に示すように、第1ギヤ結合機構1GEは、2速ギヤ22と5速ギヤ25との間に配置され、入力軸11に固定されて、軸線CL0を中心に回転するハブ40と、ハブ40の外周面に沿って軸方向(図3の矢印AB方向)に移動可能に支持された可動リング50とを有する。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the first gear coupling mechanism 1GE, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the
より具体的には、可動リング50の内周面には、径方向内側に向けて周方向複数の略円柱形状のガイドピン51が突設される。ハブ40の外周面には、各ガイドピン51に対応して軸方向一端面から他端面にかけて周方向複数の略V字状のガイド溝41が設けられる。ガイドピン51はガイド溝41に係合し、ガイドピン51はガイド溝41にガイドされながら可動リング50と一体に軸方向(図3の矢印AB方向)に移動する。すなわち、ガイドピン51は、ハブ40に対する可動リング50の移動方向を規制する移動規制部として機能する。可動リング50の軸方向一端面には、周方向等間隔にドグ歯D1が突設され、軸方向他端面には、周方向等間隔にドグ歯D2が突設される。
More specifically, a plurality of substantially
2速ギヤ22は、外周面に形成されたギヤ部22aと、ドグ歯D1に対向して軸方向端部に設けられたドグ歯D3とを有する。より具体的には、2速ギヤ22は、2速従動ギヤ32(図1)に噛合するギヤ部22aが外周面に形成されたギヤ本体221と、ギヤ本体221の可動リング50側の端部にスプライン結合により取り付けられた噛合リング222とを一体に有する。噛合リング222には、可動リング50のドグ歯D1に対応して周方向複数の開口部22bが設けられ、2速ギヤ22(噛合リング222)の軸方向端面は周方向に凹凸状に形成される。これにより2速ギヤ22の軸方向端部に、ドグ歯D1に対向してドグ歯D3が設けられる。
The second-
5速ギヤ25は、外周面に形成されたギヤ部25aと、ドグ歯D2に対向して軸方向端部に設けられたドグ歯D4とを有する。より具体的には、5速ギヤ25には、5速従動ギヤ35(図1)に噛合するギヤ部25aが外周面に設けられるとともに、可動リング50のドグ歯D2に対応して周方向複数の開口部25bが設けられ、5速ギヤ25の軸方向端面は周方向に凹凸状に形成される。これにより5速ギヤ25の軸方向端部に、ドグ歯D2に対向してドグ歯D4が設けられる。
The
図3では、可動リング50のドグ歯D1,D2が2速ギヤ22および5速ギヤ25のいずれのドグ歯D3,D4にも噛合しておらず、可動リング50は中立位置に位置し、第1ギヤ結合機構1GEは中立状態にある。この状態から可動リング50が矢印A方向のインギヤ位置に移動してドグ歯D1がドグ歯D3に噛合すると、2速ギヤ22が入力軸11に結合し、第1ギヤ結合機構1GEはギヤ結合状態となる。また、可動リング50が矢印B方向のインギヤ位置に移動してドグ歯D2がドグ歯D4に噛合すると、5速ギヤ25が入力軸11に結合し、第1ギヤ結合機構1GEはギヤ結合状態となる。
In FIG. 3, the dog teeth D1 and D2 of the
可動リング50は、不図示のドグ操作装置により中立位置からインギヤ位置またはインギヤ位置から中立位置に操作される。ドグ操作装置は、可動リング50を軸方向に駆動するアクチュエータ(電動モータなど)を有する。アクチュエータには、変速指令に応じてコントローラから制御信号が出力され、アクチュエータはコントローラにより駆動制御される。
The
図1において、第1ギヤ結合機構1GEを介して2速ギヤ22が入力軸11に結合すると、入力軸11の回転が2速ギヤ22、2速従動ギヤ32を介して出力軸12に伝達され、2速段が確立する。第1ギヤ結合機構1GEを介して5速ギヤ25が入力軸11に結合すると、入力軸11の回転が5速ギヤ25、5速従動ギヤ35を介して出力軸12に伝達され、5速段が確立する。
In FIG. 1, when the
詳細な図示は省略するが、第2ギヤ結合機構2GEと第3ギヤ結合機構3GEも第1ギヤ結合機構1GEと同様に構成される。したがって、第2ギヤ結合機構2GEを介して3速ギヤ23が入力軸11に結合すると、入力軸11の回転が3速ギヤ23、3速従動ギヤ33を介して出力軸12に伝達され、3速段が確立する。第2ギヤ結合機構2GEを介して6速ギヤ26が入力軸11に結合すると、入力軸11の回転が6速ギヤ26、6速従動ギヤ36を介して出力軸12に伝達され、6速段が確立する。
Although detailed illustration is omitted, the second gear coupling mechanism 2GE and the third gear coupling mechanism 3GE are also configured similarly to the first gear coupling mechanism 1GE. Accordingly, when the
また、第3ギヤ結合機構3GEを介して1速ギヤ21が出力軸12に結合すると、入力軸11の回転が駆動ギヤ29、1速ギヤ21を介して出力軸12に伝達され、1速段が確立する。第3ギヤ結合機構3GEを介して4速ギヤ24が出力軸12に結合すると、入力軸11の回転が駆動ギヤ27、4速ギヤ24を介して出力軸12に伝達され、4速段が確立する。
When the
上述したように、本実施形態では、ギヤ結合機構1GE〜3GEのハブ40と可動リング50とは、それぞれガイド溝41に係合されたガイドピン51を介してトルクを伝達可能に連結される(図2,3)。以下、この点について詳細に説明する。
As described above, in the present embodiment, the
図4は、軸線CL0に垂直な断面で切断したハブ40と可動リング50の要部構成を拡大して示す図(図3のIV-IV線に沿った断面図)であり、図5は、ハブ40と可動リング50の要部を平面に展開し、ギヤ結合機構1GE〜3GEの中立状態におけるガイド溝41とガイドピン51との間の位置関係を示す図である。なお、図5には、車両の前進走行時および後進走行時におけるハブ40の回転方向をそれぞれ矢印FおよびRで示すとともに、軸方向に沿った可動リング50の移動方向を図3と同様、矢印ABで示す。
FIG. 4 is an enlarged view (a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3) showing the main configuration of the
図4に示すように、可動リング50の内周面50aにハブ40の外周面40aが対向し、可動リング50は、支持機構SMを介してハブ40に対し軸方向に相対移動可能かつハブ40と一体に回転可能に支持される。支持機構SMは、可動リング50の内周面50aから径方向内側の回転中心(軸線CL0)に向けて突設されたガイドピン51と、ハブ40に設けられてガイドピン51が係合するガイド溝41とを有する。
As shown in FIG. 4, the outer
ハブ40が図4の矢印A方向に回転すると、可動リング50にガイドピン51を介してトルクが作用し、可動リング50がハブ40とともに回転する。このとき、軸線CL0から距離(半径)R1の位置で、ガイド溝41の側面からガイドピン51に押圧力F1が作用する。なお、図4は、加速走行時の押圧力F1の向きを示しており、減速走行時には可動リング50からハブ40にトルクが作用し、押圧力の向きが反対となる。
When the
図5に示すように、ハブ40の外周面40aのガイド溝41は、一方の軸方向側端面40bから他方の軸方向側端面40cにかけて互いに対向する一対の側面、すなわち矢印F方向側の第1側面42と、矢印R方向側の第2側面43とを有する。ガイド溝41は、ハブ40の側端面40b,40c間の中心を通る中心線CL1に対して対称に形成される。
As shown in FIG. 5, the
側端面40bから側端面40cにかけて延在するガイド溝41を、中心線CL1に平行かつ中心線CL1から所定長さ離れた一対の仮想線CL2により、中心線CL1を含む第1領域AR1と第1領域AR1の両側の第2領域AR2とに、溝長さ方向に3分割する。このとき、第1側面42は、軸方向中央部の側面部42aと軸方向端部の側面部42bとにより構成され、第2側面43は、軸方向中央部の側面部43aと軸方向端部の側面部43bとにより構成される。
The
第1領域AR1において、ガイド溝41の第1側面42から第2側面43までの長さ(溝幅L1)は、溝長さ方向にわたって一定である。第1領域AR1における側面部42aは、軸線CL0(図3)に平行な仮想線CL3に対して所定角度θaだけ傾斜しており、中心線CL1の両側の一対の側面部42aのなす角θは180°より小さい。したがって、第1領域AR1におけるガイド溝41の軸方向中央部41aは、矢印F側に突出するように略V字状に形成される。ギヤ結合機構1GE〜3GEが中立状態にあるとき、図5に示すように、ガイドピン51はガイド溝41の中央部41aにおいて中立位置に保持される。
In the first region AR1, the length (groove width L1) from the
第2側面43の側面部43aと側面部43bとは、それぞれ第1側面42の側面部42aと同一の傾斜角θaで段差なく接続される。一方、第1側面42の側面部42bは、隣り合う側面部42aと反対側に傾斜し、側面部42aと側面部42bとの間の境界には段差部42cが設けられる。より具体的には、側面部42aは、軸方向中心(中心線CL1)から段差部42cにかけて矢印R方向に傾斜して形成されるのに対し、側面部42bは、段差部42cから軸方向端面40b,40cにかけて矢印F方向に傾斜して形成される。したがって、第2領域AR2における第1側面42(側面部42b)と第2側面43(側面部43b)との間の距離は、軸方向端面40b,40cにかけて拡大する。
The side surface portion 43a and the
本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置の主要な動作を説明する。図6A,6Bは、それぞれ可動リング50を矢印A方向に移動させた状態における加速走行時および減速走行時にガイドピン51に作用する力の向きを示す図である。図6A,6Bでは、ガイドピン51はガイド溝41の第2領域AR2に位置する。なお、図7A,7Bは図6A,6Bの比較例を示す図である。
The main operation of the dog clutch device according to the embodiment of the present invention will be described. 6A and 6B are diagrams showing directions of forces acting on the
加速走行時には、ハブ40の回転が可動リング50の回転よりも速い。このため、図6Aに示すように、ハブ40のガイド溝41の第2側面43(例えば側面部43b)がガイドピン51の外周面に当接する。これにより、ガイドピン51に加速方向(矢印F方向)の押圧力F1が作用し、この押圧力F1によりドグ歯D1,D3を介していずれかの変速ギヤ21〜26にトルクT1(=F1×半径R1)が作用する。このとき、ガイド溝41の第2側面43が軸方向に対し角度θaで傾斜していることから、ガイドピン51には押圧力F1に垂直な矢印A方向への力Faが作用する。すなわちドグ歯D1とドグ歯D3との噛合わせを促進するような力Fa(噛合い促進力と呼ぶ)が作用する。このときの噛合い促進力Faは、次式(I)によって表される。
Fa=T1/R1・tanθa ・・・(I)
During acceleration traveling, the rotation of the
Fa = T1 / R1 · tanθa (I)
一方、減速走行時には、ハブ40の回転が可動リング50の回転よりも遅く、図6Bに示すように、ドグ歯D3から可動リング50にトルクT2が作用する。このため、ハブ40のガイド溝41の第1側面42、特に第2領域AR2の側面部42bがガイドピン51の外周面に当接し、ガイドピン51に減速方向(矢印R方向)の押圧力F2が作用する。このとき、ガイド溝41の側面部42bが軸方向に対し角度θbで傾斜していることから、ガイドピン51には押圧力F2に垂直な矢印A方向への力Fb、すなわちドグ歯D1とドグ歯D3との噛合わせを促進するような力Fb(噛合い促進力)が作用する。このときの噛合い促進力Fbは、次式(II)によって表される。
Fb=T2/R1・tanθb ・・・(II)
On the other hand, during deceleration traveling, the rotation of the
Fb = T2 / R1 / tan θb (II)
このように本実施形態では、ガイド溝41の軸方向端部に、仮想線CL3に対して傾斜した側面部42b,43bを設けるようにした。このため、車両の加速走行時および減速走行時にガイドピン51には、ドグ歯D1,D3同士の噛合わせを促進するような力Fa,Fbが作用する。したがって、ドグ歯D1,D3の噛合い面等に傾斜部を加工する必要がなく、簡易な構成によりドグ歯D1,D3同士の軸方向の結合力を高めることができ、安定した変速動作を実現できる。
As described above, in the present embodiment, the
これに対し、図7A,7Bに示すように、ガイド溝41の軸方向端部を傾斜させずに軸方向に沿って形成した場合には、軸方向の噛合い促進力Fc,Fdを発生させるために、ドグ歯D1,D3の噛合い面D1a,D3aおよびD1b,D3bにそれぞれ傾斜部を加工する必要がある。このため、噛合い面にバックテーパー加工を施す必要があり、加工が複雑化するとともに加工コストが上昇する。
On the other hand, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the axial end portion of the
この場合の加速走行時の噛合い促進力Fcおよび減速走行時の噛合い促進力Fdは、噛合い面D1a,D3aおよびD1b,D3bの半径R2を用いてそれぞれ次式(III),(IV)で表される。
Fc=T1/R2・tanθc ・・・(III)
Fd=T2/R2・tanθd ・・・(IV)
したがって、図6A,6Bのガイドピン51に、バックテーパー加工を施した場合(図7A,7B)と同等の噛合い促進力Fa,Fbを付加するためには、上式(I),(III)および上式(II),(IV)より、それぞれ図6Aの角度θaをatan(R1/R2・tanθc)に、図6Bの角度θbをatan(R1/R2・tanθc)に設定すればよい。
In this case, the meshing acceleration force Fc during acceleration traveling and the meshing acceleration force Fd during deceleration traveling are expressed by the following formulas (III) and (IV) using the radius R2 of the meshing surfaces D1a, D3a and D1b, D3b, respectively. It is represented by
Fc = T1 / R2 · tanθc (III)
Fd = T2 / R2 / tanθd (IV)
Therefore, in order to add the meshing acceleration forces Fa and Fb equivalent to those obtained when back taper processing is performed on the guide pins 51 of FIGS. 6A and 6B (FIGS. 7A and 7B), the above formulas (I) and (III ) And the above equations (II) and (IV), the angle θa in FIG. 6A may be set to atan (R1 / R2 · tanθc), and the angle θb in FIG. 6B may be set to atan (R1 / R2 · tanθc).
本実施形態では、アップシフト時に下段ギヤが中立状態となる前に上段ギヤが噛み合うように、すなわち下段ギヤと上段ギヤが同時に噛み合うように可動リング50が操作される。例えば2速段から3速段へのアップシフト時には、第1ギヤ結合機構1GEを介して2速ギヤ22が中立状態となる前に、第2ギヤ結合機構2GEを介して3速ギヤ23が入力軸11に結合される。このとき、可動リング50は、図8に示すようにガイド溝41の第1領域AR1に移動する。
In the present embodiment, the
アップシフト時における第1ギヤ結合機構1GEのハブ40の回転は可動リング50(2速ギヤ22)の53回転よりも遅い。一方、第2ギヤ結合機構2GEのハブH40の回転は可動リング50(3速ギヤ23)の回転よりも速い。このため、2速ギヤ22には、出力軸12を介して出力トルクの一部が循環トルクとして作用し、第1側面42の側面部42aがガイドピン51の外周面に当接する。
The rotation of the
この循環トルクによって、第1ギヤ結合機構1GEのガイドピン51には、ガイド溝41の中心線CL1に向かう軸方向の力Fe、すなわちドグ歯D3からドグ歯D1を離間させるような力(噛合い解除力と呼ぶ)が作用する。これにより可動リング50のドグ歯D1と2速ギヤ22のドグ歯D3との噛合いが解除され、第1ギヤ結合機構1GEは中立状態となる。このように一部の変速ギヤ(例えば2速ギヤ22と3速ギヤ23)を同時に噛合させながらアップシフトするように構成することで、トルク抜けがなくスムーズなアップシフトが可能となる。
Due to this circulation torque, the axial force Fe toward the center line CL1 of the
本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)ドグクラッチ装置は、軸線CL0を中心に回転するハブ40と軸線CL0を中心にハブ40に対し相対回転可能に設けられた変速ギヤ21〜26とを結合するものであり、ハブ40の外周面40aに対向した内周面50aを有するとともに、ドグ歯D1,D2を有する可動リング50と、ハブ40に対し軸方向に相対移動可能かつハブ40と一体に回転可能に、可動リング50を支持する支持機構SMと、を備え、変速ギヤ21〜26は、ドグ歯D1,D2に対向したドグ歯D3,D4を有する(図1〜4)。支持機構SMは、ハブ40の外周面40aに軸方向に延設されたガイド溝41と、可動リング50の内周面50aから突設され、ガイド溝41に係合して、ドグ歯D1,D2がドグ歯D3,D4から離間する中立位置からドグ歯D1,D2がドグ歯D3,D4に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な可動リング50の移動方向を規制するガイドピン51と、を有し、ガイドピン51の外周面と当接するガイド溝41の側面42,43は、軸線CL0と平行な仮想線CL3に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する側面部42b,43bを有する(図5)。
According to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The dog clutch device is configured to couple a
このようにガイド溝41の側面42,43に軸方向端部かけて傾斜した側面部42b,43bを設けることで、ガイドピン51がガイド溝41の第2領域AR2に移動すると、ハブ40と可動リング50との間に作用するトルクT1,T2によって、ガイドピン51にはドグ歯D1,D2とドグ歯D3,D4とを噛合させるような軸方向の力Fa,Fbが作用する。このため、ドグ歯D1〜D4の噛合い面を傾斜して構成する必要がなく、バックテーパー加工が不要になり、加工コストを低減できる。すなわち、本実施形態のドグクラッチ装置によれば、ガイド溝41の軸方向端部に傾斜した側面部42b,43bを設けるだけの簡易な構成で、ドグ歯D1〜D4の噛合い面を傾斜させたのと同様の噛合い促進力Fa,Fb(図6A,6B)を可動リング50(ガイドピン51)に付加することができ、ドグ歯D1,D2とドグ歯D3,D4との結合力を容易に高めることができる。
In this way, by providing the side surfaces 42b and 43b inclined toward the axial ends on the side surfaces 42 and 43 of the
(2)ガイド溝41は、互いに対向する回転方向側の第1側面42と回転方向の反対側の第2側面43とを有し、傾斜部として、第1側面42に、仮想線に対し軸方向端部にかけて回転方向側に傾斜する側面部42bを有し、第2側面43に、仮想線CL3に対し軸方向端部にかけて回転方向の反対側に傾斜する側面部43bを有する(図6A,6B)。これにより、加速走行時および減速走行時のいずれにおいても可動リング50に噛合い促進力Fa,Fbを付加することができ、変速ギヤ21〜26(ドグ歯D3,D4)と可動リング50(ドグ歯D1,D2)とを安定的に結合することができる。
(2) The
(3)第1側面42は、側面部42bに連なり、仮想線CL3に対し側面部42bと反対側に傾斜する側面部42aを有する(図8)。これにより、アップシフト時に下段の変速ギヤと上段の変速ギヤとを同時に噛合させた場合に、下段の変速ギヤ21〜26に対応するギヤ結合機構の可動リング50のガイドピン51に対し、出力軸12を介した循環トルクによって軸方向の噛合い解除力Feが作用し、トルク抜けのない最適なタイミングで可動リング50を中立位置に移動させることができる。
(3) The
なお、上記実施形態では、ガイド溝41をその長さ方向に3つの領域AR1,AR2に分割し、第1領域AR1におけるガイド溝41の中央部41aを回転方向に突出するように略V字状に形成したが、ガイド溝41の形状はこれに限らない。例えば図9Aに示すように、ガイド溝41の軸方向中央の側面部42a,43aを、軸方向の仮想線CL3に対して平行に延在させるとともに、軸方向端部の側面部42b,43bを仮想線CL3に対し所定角度で傾斜させてもよい。これにより上述したのと同様、簡易な構成でガイドピン51に軸方向の噛合い促進力Faを付加することができる。これに対し、図9Bに示すように、可動リング50にガイド溝41に係合するドグ歯51A(スプライン歯)を設けるとともに、ドグ歯D1,D3の噛合い面を傾斜して構成する場合には、ドグ歯D1,D3にバックテーパー加工が必要となり、加工コストが上昇する。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ガイド溝41の第2領域AR2における第1側面42の軸方向端部に仮想線CL3に対して所定角度θbで傾斜した側面部42b、すなわち仮想線CL3に対し軸方向端部にかけて回転方向側に傾斜した第1傾斜部を設けるとともに、ガイド溝41の第2領域AR2における第2側面43の軸方向端部に仮想線CL3に対して所定角度θaで傾斜した側面部43b、すなわち仮想線CL3に対し軸方向端部にかけて回転方向の反対側に傾斜した第2傾斜部を設けるようにしたが、この場合の角度θa,θbは互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。ガイド溝41の側面42,43の傾斜部として、第1傾斜部(側面部42b)と第2傾斜部(側面部43b)のいずれか一方(例えば第2傾斜部)のみを設けるようにしてもよい。上記実施形態では、第1側面42に、仮想線CL3に対し側面部42bと反対側に傾斜し、ガイドピン51を中立位置にガイドする側面部42a(第3傾斜部)を設けるようにしたが、図8に示すように第3傾斜部を省略してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第1回転体としてのハブ40の外周面40aにガイド溝41を設けるとともに、可動リング50の内周面50aからガイドピン51を突設するようにしたが、第1回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ第1回転体と一体に回転可能に可動リングを支持する支持機構の構成はこれに限らない。例えば可動リング50の内周面50aにガイド溝を設けるとともに、ハブ40の外周面40aからガイドピンを突設するようにしてもよい。すなわち、第1回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか一方に軸方向に延設されたガイド溝と、第1回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか他方から突設され、ガイド溝に係合して、ドグ歯D1,D2(第1ドグ歯)がドグ歯D3,D4(第2ドグ歯)から離間する中立位置からドグ歯D1,D2がドグ歯D3,D4に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な可動リングの移動方向を規制するガイドピンとを有するのであれば、支持機構の構成はいかなるものでもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、軸線CL0を中心に回転する第1回転体としてのハブ40とハブ40に相対回転可能に設けられた第2回転体としての変速ギヤ21〜26とを結合するドグクラッチ装置について説明したが、本発明のドグクラッチ装置は変速機1以外にも適用することができる。したがって、第1回転体と第2回転体の構成は上述したものに限らない。
In the embodiment described above, a dog clutch device that couples the
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications unless the features of the present invention are impaired. It is also possible to arbitrarily combine one or more of the above-described embodiments and modified examples. Variations can be combined.
1 変速機、21〜26 変速ギヤ、40 ハブ、41 ガイド溝、42 第1側面、42a,42b 側面部、43 第2側面、43b 側面部、50 可動リング、51 ガイドピン、SM 支持機構、D1〜D4 ドグ歯
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1回転体の外周面に対向した内周面を有するとともに、第1ドグ歯を有する可動リングと、
前記第1回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ前記第1回転体と一体に回転可能に、前記可動リングを支持する支持機構と、を備え、
前記第2回転体は、前記第1ドグ歯に対向した第2ドグ歯を有し、
前記支持機構は、
前記第1回転体の外周面と前記可動リングの内周面のいずれか一方に軸方向に延設されたガイド溝と、
前記第1回転体の外周面と前記可動リングの内周面のいずれか他方から突設され、前記ガイド溝に係合して、前記第1ドグ歯が前記第2ドグ歯から離間する中立位置から前記第1ドグ歯が前記第2ドグ歯に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な前記可動リングの移動方向を規制するガイドピンと、を有し、
前記ガイドピンの外周面と当接する前記ガイド溝の側面は、前記軸線と平行な仮想線に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部を有することを特徴とするドグクラッチ装置。 A dog clutch device that couples a first rotating body that rotates about an axis and a second rotating body that is provided to be rotatable relative to the first rotating body about the axis,
A movable ring having an inner peripheral surface facing the outer peripheral surface of the first rotating body and having a first dog tooth;
A support mechanism that supports the movable ring so as to be relatively movable in the axial direction with respect to the first rotating body and to be able to rotate integrally with the first rotating body;
The second rotating body has second dog teeth facing the first dog teeth,
The support mechanism is
A guide groove extending in the axial direction on either the outer peripheral surface of the first rotating body or the inner peripheral surface of the movable ring;
A neutral position that protrudes from either the outer peripheral surface of the first rotating body or the inner peripheral surface of the movable ring, engages with the guide groove, and separates the first dog teeth from the second dog teeth. A guide pin that regulates a moving direction of the movable ring that is movable from an in-gear position where the first dog teeth mesh with the second dog teeth,
The dog clutch device according to claim 1, wherein a side surface of the guide groove that contacts the outer peripheral surface of the guide pin has an inclined portion that is inclined with respect to an imaginary line parallel to the axis and extends toward an axial end portion.
前記ガイド溝は、互いに対向する回転方向側の第1側面と回転方向の反対側の第2側面とを有し、
前記傾斜部は、前記第1側面に、前記仮想線に対し軸方向端部にかけて回転方向側に傾斜する第1傾斜部を有し、前記第2側面に、前記仮想線に対し軸方向端部にかけて回転方向の反対側に傾斜する第2傾斜部を有することを特徴とするドグクラッチ装置。 The dog clutch device according to claim 1,
The guide groove has a first side surface on the rotation direction side and a second side surface opposite to the rotation direction, which are opposed to each other.
The inclined portion has a first inclined portion that is inclined to the rotational direction side with respect to the imaginary line on the first side surface, and an axial end portion with respect to the imaginary line on the second side surface. A dog clutch device having a second inclined portion inclined to the opposite side of the rotation direction.
前記第1側面は、前記第1傾斜部に連なり、前記仮想線に対し前記第1傾斜部と反対側に傾斜する第3傾斜部を有することを特徴とするドグクラッチ装置。 The dog clutch device according to claim 2,
The dog clutch device according to claim 1, wherein the first side surface includes a third inclined portion that is continuous with the first inclined portion and is inclined to the opposite side of the first inclined portion with respect to the virtual line.
Priority Applications (2)
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