JP2022030900A - Torque limit structure and transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、トルクリミット構造および変速機に関する。 The present disclosure relates to torque limit structures and transmissions.
例えば、特許文献1には、ドライブシャフトに一体的に回転可能に配置された主フライホイールと、主フライホイールに固定された摩擦リングと、ドリブンシャフトと一体的に回転するように配置された副フライホイールと、副フライホイールと摩擦リングとの間に配置された中間リングと、摩擦リングを、中間リングを介して軸方向に付勢するスプリングリングと、を備えるもトルクリミット構造が開示されている。
For example, in
また、例えば、特許文献2には、テーパ状に形成された内周面を有する筒状部材と、テーパ状に形成された外周面を有する軸状部材と、筒状部材に螺着される締結部材としてのナットとを備え、ナットを締め付けることにより、筒状部材の内周面と軸状部材の外周面との間の摩擦力を調整可能なトルクリミット構造が開示されている。
Further, for example, in
例えば、水たまりでタイヤがスリップしてからグリップが復活したような場合や、クラッチが急に接続したような場合、車両またはエンジンのイナーシャが急に付加されるため、エンジントルクと関係なく高いトルクが入力される状態(過負荷スリップ状態)になる場合がある。クラッチが滑ればそこまで高いトルクに至らないが、例えば、乾式クラッチは摩耗に対する余裕(摩耗すると許容伝達トルクが下がる)を見るためや、動摩擦係数の管理が難しいため、エンジントルクの数倍のトルクを、摩擦面を介して変速機へ伝達する。湿式クラッチでも、エンジントルクの2倍には至らないまでもエンジントルクを超えるトルクを、摩擦面を介して変速機へ伝達する。これにより、変速機の各部に過大な入力トルクが付加される。 For example, if the tire slips in a puddle and then the grip is restored, or if the clutch is suddenly engaged, the inertia of the vehicle or engine is suddenly applied, so high torque is applied regardless of the engine torque. It may be in the input state (overload slip state). If the clutch slips, the torque will not reach that high, but for example, the dry clutch has a torque that is several times the engine torque because it has a margin for wear (the allowable transmission torque decreases when it wears) and it is difficult to manage the dynamic friction coefficient. Is transmitted to the transmission via the friction surface. Even with a wet clutch, torque that exceeds the engine torque, if not twice the engine torque, is transmitted to the transmission via the friction surface. As a result, an excessive input torque is applied to each part of the transmission.
ところで、変速機がトルクリミット構造を有していない場合、過大な入力トルクに備えるため、高い強度のギヤトレインにする必要がある。その結果、変速機の重量が増加し、また、変速機が大型化するという問題がある。 By the way, when the transmission does not have a torque limit structure, it is necessary to use a high-strength gear train in order to prepare for an excessive input torque. As a result, there is a problem that the weight of the transmission increases and the size of the transmission increases.
これに対して、変速機がトルクリミット構造を有している場合、リミットトルク(制限値)を超える過大なトルクが入力されたとき、過大なトルクの伝達を遮断する一方で、リミットトルクを伝達することにより、変速機の各部を保護することが可能となる。 On the other hand, when the transmission has a torque limit structure, when an excessive torque exceeding the limit torque (limit value) is input, the transmission of the excessive torque is cut off while the limit torque is transmitted. By doing so, it becomes possible to protect each part of the transmission.
なお、特許文献1に記載のトルクリミット構造では、摩擦リングと中間リングとの間に生じる摩擦力の管理が難しいため、また、特許文献2に記載のトルクリミット構造でも、筒状部材の内周面と軸状部材の外周面との間に生じる摩擦力の管理が難しいため、リミットトルクを確実に伝達することが困難になるという問題がある。
Since it is difficult to manage the frictional force generated between the friction ring and the intermediate ring in the torque limit structure described in
本開示の目的は、リミットトルクを確実に伝達することが可能なトルクリミット構造および変速機を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a torque limit structure and a transmission capable of reliably transmitting a limit torque.
上記の目的を達成するため、本開示におけるトルクリミット構造は、
軸回りの方向に沿って摺動面を有するシャフトと、
シャフトに嵌合する嵌合孔を有し、前記嵌合孔の内周面と前記摺動面との間に生じる摩擦力により、前記シャフトと一体的に回転し、制限値を超えるトルクを受けた場合、前記シャフトに対して相対的に回転するギヤと、
前記内周面を前記摺動面に押し付ける方向へ付勢する付勢部材と、
を備え、
前記シャフトは、前記摺動面に潤滑油を供給する油路を有する。
In order to achieve the above object, the torque limit structure in the present disclosure is:
A shaft with a sliding surface along the axial direction,
It has a fitting hole that fits into the shaft, and due to the frictional force generated between the inner peripheral surface of the fitting hole and the sliding surface, it rotates integrally with the shaft and receives torque exceeding the limit value. If so, a gear that rotates relative to the shaft and
An urging member that urges the inner peripheral surface in a direction of pressing against the sliding surface, and
Equipped with
The shaft has an oil passage for supplying lubricating oil to the sliding surface.
本開示における変速機は、上記のトルクリミット構造を備える。 The transmission in the present disclosure includes the above torque limit structure.
本開示によれば、リミットトルクを確実に伝達することができる。 According to the present disclosure, the limit torque can be reliably transmitted.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本開示の実施の形態に係るトルクリミット構造100を備えた変速機1の要部を例示する断面図である。図2は、図1のA矢視図である。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a main part of a
図1にはX軸およびY軸が描かれている。図1において左右方向を軸方向又はX方向といい、右方向を軸方向一端側又は「+X」、左方向を軸方向他端側又は「-X」という。また、図1において軸方向に対し直交する方向を径方向又はY方向といい、径方向において軸から離れる方向を径方向外側又は「+Y」、径方向において軸に近づく方向を径方向内側又は「-Y」という。 The X-axis and the Y-axis are drawn in FIG. In FIG. 1, the left-right direction is referred to as an axial direction or an X direction, the right direction is referred to as one end side in the axial direction or "+ X", and the left direction is referred to as the other end side in the axial direction or "-X". Further, in FIG. 1, the direction orthogonal to the axial direction is referred to as the radial direction or the Y direction, the direction away from the axis in the radial direction is the radial outside or “+ Y”, and the direction approaching the axis in the radial direction is the radial inside or “. -Y ".
図1および図2に示すように、本開示の実施の形態に係るトルクリミット構造100は、変速機1に用いられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
変速機1は、図示しないが、ケースと、ケースに互いに平行にかつそれぞれ回転自在に支持されたメインシャフト(アウトプットシャフトとも称呼される)およびカウンタシャフトと、メインシャフトに空転可能に支持された複数のメインギヤと、メインギヤに常時噛合するようにカウンタシャフトに支持された複数のカウンタギヤと、複数のメインギヤのうちの対応するメインギヤと係合および離脱するようにメインシャフトの軸方向に移動可能なスリーブと、エンジンの動力が入力され、メインシャフトと同軸上に配置されるインプットシャフトと、インプットシャフトと一体回転可能に支持され、複数のカウンタギヤのうちの一つに噛合するギヤとを備える。
Although not shown, the
トルクリミット構造100は、シャフト2と、ギヤ3と、スナップリング4と、アジャストリング5と、付勢部材6とを備える。
The
シャフト2は、ここでは、カウンタシャフトである。なお、シャフト2は、例えば、メインシャフトでもよく、また、インプットシャフトでもよい。シャフト2は、軸回りの方向に沿って摺動面20を有する。
The
図1に示すように、摺動面20は、シャフト2の外周面よりも径方向外側(+Y方向)へ凸出する凸部21を有している。凸部21は、軸方向(X方向)に対して所定角度θで傾斜する傾斜面22を有する。
As shown in FIG. 1, the
図2は、図1のA矢視図である。図2に示すように、凸部21は、軸回りの方向に所定間隔で配置されている。図2に、複数(ここでは、8個)の凸部21を示す。なお、複数の凸部21を軸支部と総称する。軸支部は、軸方向一端側(+X方向)が窄まる円錐台形状を有している。 FIG. 2 is a view taken along the arrow A of FIG. As shown in FIG. 2, the convex portions 21 are arranged at predetermined intervals in the axial direction. FIG. 2 shows a plurality of (here, eight) convex portions 21. The plurality of convex portions 21 are collectively referred to as a shaft support portion. The shaft support portion has a truncated cone shape in which one end side (+ X direction) in the axial direction is narrowed.
摺動面20は、軸回りの方向で隣接する凸部21間に配置され、凸部21よりも径方向内側(-Y方向)へ凹入する凹部23を有している。図2に、複数(ここでは、8個)の凹部23を示す。以下、凹部23を潤滑溝という場合がある。
The sliding
シャフト2は、摺動面20に潤滑油を供給する油路24を有する。油路24は、シャフト2の軸方向一端側(+X方向)から軸方向他端側(-X方向)へ延在し、潤滑油を通す軸方向通路26と、軸方向通路26から径方向外側(+Y方向)へ延在し、潤滑油を軸方向通路26から摺動面20へ通す径方向通路28とを有する。
The
油路24の出口25は、潤滑溝23のそれぞれに配置されている。油路24の入口(不図示)は、シャフト2の軸方向一端側又は軸方向他端側に配置されている。
The
ギヤ3は、ここでは、カウンタギヤである。なお、ギヤ3は、例えば、メインギヤでもよく、また、インプットシャフトに支持されるギヤでもよい。ギヤ3は、軸支部(複数の凸部21)により相対的に回転可能に軸支される。ギヤ3は、軸支部(複数の凸部21)に嵌合する嵌合孔30(図1を参照)を有する。嵌合孔30の内周面32(図1を参照)は、円錐台形状の軸支部と同じように、軸方向一端側(+X方向)が窄まる円錐筒形状を有する。
The
スナップリング4は、ギヤ3よりも軸方向一端側(+X方向)に配置されている。スナップリング4は、シャフト2の環状溝29(図1を参照)に嵌め込まれている。これにより、スナップリング4は、軸方向一端側(+X方向)の移動を拘束される。
The
アジャストリング5は、ギヤ3よりも軸方向一端側(+X方向)に、かつ、スナップリング4よりも軸方向他端側(-X方向)に配置されている。アジャストリング5は、所定の板厚を有する環状板であり、シャフト2に外嵌している。アジャストリング5は、スナップリング4により、軸方向一端側(+X方向)の移動を拘束される。
The adjust
付勢部材6は、円環形状を有するセットスプリングである。セットスプリング6は、ギヤ3の軸方向一端側(+X方向)の端面34よりも軸方向一端側(+X方向)に、かつ、アジャストリング5よりも軸方向他端側(-X方向)に配置されている。つまり、セットスプリング6は、ギヤ3の端面34とアジャストリング5との間の軸方向(X方向)の隙間に介装されている。
The urging
円環形状における内周側縁部62は、アジャストリング5およびスナップリング4を介してシャフト2に係合する。これにより、内周側縁部62は、軸方向一端側(+X方向)の移動を拘束される。円環形状における外周側縁部64は、ギヤ3の軸方向一端側(+X方向)の端面34に当接する。以上により、セットスプリング6は、復元力によりギヤ3を軸方向他端側(-X方向)に付勢する。
The inner peripheral
セットスプリング6の付勢力は、ギヤ3の端面34とアジャストリング5との間の軸方向(X方向)の隙間が狭くなることで、増大する。一方、セットスプリング6の付勢力は、上記の隙間が広くなることで、減少する。セットスプリング6がその復元力によりギヤ3を軸方向他端側(-X方向)に付勢することにより、ギヤ3の内周面32は、傾斜面22に押し付けられる。これにより、内周面32と傾斜面22との間には、シャフト2とギヤ3との相対的な回転を妨げる方向の抵抗力(以下、摩擦力)が生じる。
The urging force of the
次に、トルクリミット構造100の組立方法について簡単に説明する。
先ず、ギヤ3をシャフト2に軸方向一端側(+X方向)から外嵌する。このとき、嵌合孔30の内周面32を、傾斜面22の位置に位置させる。
Next, a method of assembling the
First, the
次に、セットスプリング6をシャフト2に軸方向一端側から外嵌する。このとき、セットスプリング6を、ギヤ3の壁面34とシャフト2の環状溝29との間の軸方向の位置に位置させる。
Next, the
次に、アジャストリング5をシャフト2に軸方向一端側から外嵌する。このとき、アジャストリング5を、セットアップスプリング6と環状溝29との間の軸方向の位置に位置させる。
Next, the adjust
次に、スナップリング4をシャフト2に軸方向一端側から外嵌する。そして、スナップリング4を環状溝29に嵌め込む。これにより、ギヤ3、スナップリング4およびアジャストリング5それぞれの軸方向の位置決めを行うことができる。
Next, the
以上の方法により、ギヤ3、スナップリング4、アジャストリング5およびセットスプリング6のそれぞれを、同じ方向(軸方向一端側)からシャフト2に組み付けることができる。また、スナップリング4を環状溝29に嵌め込むことにより、ギヤ3、スナップリング4およびアジャストリング5それぞれの軸方向の位置決めを行うことができる。これにより、トルクリミット構造100の組立を、容易にかつ精度良く行うことが可能となる。
By the above method, each of the
次に、内周面32と傾斜面22との間に生じる摩擦力の調整について説明する。
摩擦力は、アジャストリング5により調整することできる。例えば、摩擦力を大きくする場合、アジャストリング5の板厚を厚くすればよい。アジャストリング5の板厚を厚くした場合、ギヤ3の端面34とアジャストリング5との間の軸方向の隙間が狭くなる。これにより、その隙間に介装されるセットスプリング6の付勢力が大きくなる。これにより、ギヤ3の内周面32が傾斜面22に押し付けられる力が増大するため、摩擦力が大きくなる。リミットトルクの大きさは、摩擦力の大きさに比例するため、リミットトルク(制限値)が大きくなる。
Next, the adjustment of the frictional force generated between the inner peripheral surface 32 and the inclined surface 22 will be described.
The frictional force can be adjusted by the adjust
これに対し、例えば、摩擦力を減少させる場合、アジャストリング5の板厚を薄くすればよい。アジャストリング5の板厚を薄くした場合、ギヤ3の端面34とアジャストリング5との間の軸方向の隙間が広くなる。これにより、その隙間に介装される付勢部材6の付勢力が小さくなる。これにより、ギヤ3の内周面32が傾斜面22に押し付けられる力が減少するため、摩擦力が小さくなる。その結果、リミットトルク(制限値)が小さくなる。
On the other hand, for example, when reducing the frictional force, the plate thickness of the adjust
次に、トルクリミット構造100における潤滑油の供給について説明する。
潤滑油は、入口から軸方向通路26を通って、例えば、軸方向一端側から軸方向他端側に供給される。軸方向他端側に供給された潤滑油は、径方向通路28を通って、径方向内側から径方向外側に供給される。径方向外側に供給された潤滑油は、出口25から排出される。出口25が潤滑溝23に配置されているため、潤滑油が潤滑溝23に供給される。
Next, the supply of the lubricating oil in the
The lubricating oil is supplied from the inlet through the axial passage 26, for example, from one end side in the axial direction to the other end side in the axial direction. The lubricating oil supplied to the other end side in the axial direction is supplied from the inside in the radial direction to the outside in the radial direction through the
潤滑溝23は、軸回り方向で隣接する傾斜面22間に配置されているため、潤滑溝23に供給された潤滑油は、軸回り方向で潤滑溝23と隣接する傾斜面22に供給される。また、ギヤ3がシャフト2に対し相対回転する場合、潤滑油が傾斜面22に容易かつ確実に供給される。
Since the lubricating
例えば、過大なトルクがギヤ3に入力され、ギヤ3がシャフト2に対し相対回転する場合、十分な潤滑油を傾斜面22に供給されるため、傾斜面22の潤滑及び冷却がなされている。これにより、内周面32と傾斜面22との間に生じる摩擦力が安定するため、トルクリミットをギヤ3からシャフト2へ確実に伝達することができる。
For example, when an excessive torque is input to the
次に、トルクリミット構造100の動作について説明する。
ギヤ3に入力される入力トルクが所定の閾値を超えない場合、内周面32と傾斜面22との間に生じる摩擦力により、ギヤ3は、シャフト2と一体的に回転する。
Next, the operation of the
When the input torque input to the
例えば、過負荷スリップ状態において、ギヤ3に入力される入力トルクがリミットトルクを超える場合、ギヤ3は、シャフト2に対してリミットトルクを確実に伝達する。これにより、シャフトが回転する。また、変速機1の各部に過大な入力トルクが付加されることが防止される。
For example, in the overload slip state, when the input torque input to the
上記実施の形態に係るトルクリミット構造100は、軸回りの方向に沿って摺動面20を有するシャフト2と、シャフト2に嵌合する嵌合孔30を有し、嵌合孔30の内周面32と摺動面20との間に生じる摩擦力により、シャフト2と一体的に回転し、制限値を超えるトルクを受けた場合、シャフト2に対して相対的に回転するギヤ3と、内周面32を摺動面20に押し付ける方向へ付勢するセットスプリング6と、を備え、シャフト2は、摺動面20に潤滑油を供給する油路24を有する。
The
上記構成により、常時、十分な潤滑油が摺動面20に供給されるため、摺動面20の潤滑及び冷却がなされている。これにより、内周面32と摺動面20との間に生じる摩擦力が安定する。その結果、例えば、過負荷スリップ状態において、過大なトルクがギヤ3に入力された場合であっても、トルクリミットをギヤ3からシャフト2へ確実に伝達することが可能となる。
With the above configuration, sufficient lubricating oil is constantly supplied to the sliding
また、上記実施の形態に係るトルクリミット構造100では、油路24は、シャフト2の軸方向一端側から軸方向他端側へ延在し、潤滑油を通す軸方向通路26と、軸方向通路26から径方向外側へ延在し、潤滑油を軸方向通路26から摺動面20へ通す径方向通路28とを有する。これにより、例えば、1本のシャフト2に複数のギヤ3が支持される場合、油路24としては、軸方向通路26から各ギヤ3と対応する位置に径方向通路28を延在すればよいため、簡単な構成により、潤滑油を効率的に摺動面20に供給することができる。
Further, in the
また、上記実施の形態に係るトルクリミット構造100では、摺動面20は、軸回りの方向に所定間隔で配置され、径方向外側へ凸出する傾斜面22(凸部)と、軸回りの方向で隣接する傾斜面22間に配置され、径方向内側へ凹入する潤滑溝23(凹部)と、を有する。これにより、摺動面20に供給される潤滑油を、潤滑溝23に貯留しておくことができ、また、貯留した潤滑油を潤滑溝23と隣接する傾斜面22へ容易かつ確実に供給することができる。
Further, in the
また、上記実施の形態に係るトルクリミット構造100では、油路24の出口25は潤滑溝23(凹部)に配置される。これにより、摺動面20に供給される潤滑油を、潤滑溝23に迅速かつ確実に供給することができる。
Further, in the
また、上記実施の形態に係るトルクリミット構造100では、凸部21は、軸方向(X方向)に対して傾斜する傾斜面22を有する。セットスプリング6がその復元力によりギヤ3を軸方向他端側(-X方向)に付勢する。これにより、ギヤ3の内周面32は、傾斜面22に押し付けられる。傾斜面22の傾斜角度が小さくなるに応じて、付勢力に対する傾斜面22に直交する方向の抗力が大きくなるため、内周面32と傾斜面22との間に生じる摩擦力が大きくなる。その結果、リミットトルクが大きくなるため、小さな荷重(付勢力)で大きなリミットトルクを伝達することができる。
Further, in the
また、上記実施の形態に係るトルクリミット構造100では、円環形状における内周側縁部62は、スナップリング4およびアジャストリング5を介してシャフト2に係合する。また、円環形状における外周側縁部64は、ギヤ3の軸方向一端側(+X方向)の端面34に当接する。これにより、セットスプリング6は、復元力によりギヤ3を軸方向他端側(-X方向)に付勢する。以上により、アジャストリング5の板厚を調節することで、セットスプリング6の付勢力を調整し、付勢力を調整することで、内周面32と傾斜面22との間に生じる摩擦力を調整する、簡単な構成により、リミットトルクの大きさを調整することが可能となる。
Further, in the
その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 In addition, the above embodiments are merely examples of the embodiment of the present disclosure, and the technical scope of the present disclosure should not be construed in a limited manner by these. .. That is, the present disclosure can be implemented in various forms without departing from its gist or its main characteristics.
本開示は、過負荷スリップ状態においても、リミットトルクを確実に伝達することが要求されるトルクリミット構造を備えた変速機に好適に利用される。 The present disclosure is suitably used for a transmission having a torque limit structure that is required to reliably transmit a limit torque even in an overload slip state.
1 変速機
2 シャフト
3 ギヤ
4 スナップリング
5 アジャストリング
6 セットスプリング(付勢部材)
20 摺動面
21 凸部
22 傾斜面
23 凹部(潤滑溝)
24 油路
25 出口
26 軸方向通路
28 径方向通路
29 環状溝
30 嵌合孔
32 内周面
34 端面
62 内周側縁部
64 外周側縁部
100 トルクリミット構造
1
20 Sliding surface 21 Convex part 22
24
Claims (7)
シャフトに嵌合する嵌合孔を有し、前記嵌合孔の内周面と前記摺動面との間に生じる摩擦力により、前記シャフトと一体的に回転し、制限値を超えるトルクを受けた場合、前記シャフトに対して相対的に回転するギヤと、
前記内周面を前記摺動面に押し付ける方向へ付勢する付勢部材と、
を備え、
前記シャフトは、前記摺動面に潤滑油を供給する油路を有する、
トルクリミット構造。 A shaft with a sliding surface along the axial direction,
It has a fitting hole that fits into the shaft, and due to the frictional force generated between the inner peripheral surface of the fitting hole and the sliding surface, it rotates integrally with the shaft and receives torque exceeding the limit value. If so, a gear that rotates relative to the shaft and
An urging member that urges the inner peripheral surface in a direction of pressing against the sliding surface,
Equipped with
The shaft has an oil passage for supplying lubricating oil to the sliding surface.
Torque limit structure.
請求項1に記載のトルクリミット構造。 The oil passage extends from one end side in the axial direction of the shaft to the other end side in the axial direction, and extends outward in the axial direction orthogonal to the axial direction from the axial passage through which the lubricating oil passes. It has a radial passage through which the lubricating oil is passed from the axial passage to the sliding surface.
The torque limit structure according to claim 1.
前記軸回りの方向に所定間隔で配置される凸部と、
前記軸回りの方向で隣接する前記凸部間に配置され、前記凸部よりも径方向内側へ凹入する凹部と、
を有する、
請求項2に記載のトルクリミット構造。 The sliding surface is
Convex portions arranged at predetermined intervals in the direction around the axis,
A concave portion arranged between the adjacent convex portions in the axial direction and recessing inward in the radial direction from the convex portion, and a concave portion.
Have,
The torque limit structure according to claim 2.
請求項3に記載のトルクリミット構造。 The outlet of the oil passage is arranged in the recess.
The torque limit structure according to claim 3.
請求項3または4に記載のトルクリミット構造。 The convex portion has an inclined surface inclined with respect to the axial direction of the shaft.
The torque limit structure according to claim 3 or 4.
前記付勢部材と前記スナップリングとの間に介在するアジャストリングと、
を備え、
前記付勢部材は、円環形状を有し、その復元力により前記ギヤを軸方向へ付勢するセットスプリングであり、
前記円環形状における内周側縁部は、前記アジャストリングおよび前記スナップリングを介して前記シャフトに係合し、
前記円環形状における外周側縁部は、前記ギヤに当接する、
請求項5に記載のトルクリミット構造。 A snap ring that is immovably fitted to the shaft in the axial direction,
An adjust ring interposed between the urging member and the snap ring,
Equipped with
The urging member is a set spring having an annular shape and urging the gear in the axial direction by the restoring force thereof.
The inner peripheral side edge portion in the annular shape engages the shaft via the adjust ring and the snap ring.
The outer peripheral side edge portion in the annular shape abuts on the gear.
The torque limit structure according to claim 5.
A transmission having the torque limit structure according to any one of claims 1 to 6.
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