JP3451066B2 - 歯車をその軸に連結する歯車クラッチのセレクタースリーブの噛合い歯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、特許請求の範囲第１項の
プレアンブルにおけるセレクタースリーブの噛合い歯に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】出願特許ＥＰ 0 288 718 B1 によれ
ば、歯車をその軸に連結する歯車クラッチ用セレクター
スリーブの全ての噛合い歯は、一般的な型に従って成形
するか、または次のような方法で成形することができ
る：歯の長手方向の重要な中心面に対して対称形とし；
歯の側面の各減面部は、歯の側面部でへこんでいる形と
し；噛合い状態では、その凹部に、対応する歯車の噛合
い歯の側面のアンダーカット部が、径方向に重なって噛
合うようにすることにより、セレクタースリーブが（噛
合い状態から）中立位置に撥ね戻るのを防止する。

【０００３】EP 0 276382B1やドイツ特許845,903 で
知られた一般的なセレクタースリーブの噛合い歯の場合
は、歯の側面の各減面部は、歯の側面部でへこんでいる
形である。EP-B1の場合、これらのへこみは歯の側面の
アンダーカット部と相互に作用し、ドイツ特許の場合
は、歯車の噛合い歯の側面傾斜部のへこみと相互作用し
て、セレクタースリーブが歯車の噛合い機構から飛び出
すのを防ぐ。既に知られたこれらの、歯の側面の各減面
部が歯の側面部でへこんでいる形の噛合い歯では、端に
ある斜めの端面が、歯の長手方向の重要な中心面に平行
に延びる付加的な案内面によって、明らかに個々のへこ
みと結合するため、セレクタースリーブの案内距離を増
すので有利である。しかしながら、これらの既に知られ
たセレクタースリーブの噛合い歯では、歯車クラッチの
噛合い行程が必要以上に長くなる。何故なら、歯の部分
が歯の端とへこみの間で軸方向に伸びるため、歯車との
間隔に遊びを必要とするからである。

【０００４】EP 0 195 706 B1は、歯車をその軸に
連結する歯車クラッチのセレクタースリーブについて、
歯の側面部にアンダーカットの無い、一般的ではないも
のを開示している。そこでは連続する噛合い歯のうち、
互いに向き合った一対の、または大部分の対の、歯の側
面に、交互に二つの中央が厚くなった部分があり、その
間には駆動側の歯の一つが、軸に対して、（回転の）動
きには固定された状態で結合しながら、（軸方向には）
位置が変えられるような状態で噛み合っている。あるい
は、二つの突起が端部に設けられ、周辺方向に広がって
いて、セレクタースリーブが結合位置に入った時には、
その突起が歯車の噛合い歯側面のアンダーカット部と径
方向に重なり、セレクタースリーブが中立位置に撥ね戻
るのを防ぐ。セレクタースリーブの噛合い歯の突起が、
同期リング側の組み合う歯車機構の間を通過する時に、
好ましくない効果を与えることは別としても、中央に厚
い部分が無くて突起だけを備えたこういう既知のセレク
タースリーブの噛合い歯は、案内機能を行えないため
に、セレクタースリーブのトルク伝達能力を弱める。Ｄ
Ｅ ４４ １３ １６９Ｃ１は、歯車を軸に連結するた
めの、歯車クラッチ用セレクタースリーブの噛合い歯で
あって、前記噛合い歯の案内部は、セレクタースリーブ
の中心線方向の中央に配置され、前記中心線の周辺の両
方向で、前記中心線に平行に延びる各案内面に境を接
し、前記案内部は、軸方向に移動できて、且つ前記軸方
向の駆動歯車機構と噛み合って、回転して固定されるよ
うに導入することができ、該駆動歯車機構は前記軸と同
心でありそして前記軸に対する動きに関して固定されて
おり、前記中心線方向での境界を形成する噛合い歯の両
端は各々、二つの傾斜端面を持ち、各傾斜端面は相互に
屋根形に配置されて、それらの共通頂点の縁は、前記中
心線を含む前記歯の長手方向重要平面の中にあり、前記
噛合い歯の両側面は、それぞれ、前記案内部の一案内面
を構成し、前記中心線方向の一端で、前記案内面に隣接
する歯の側面は、前記案内面よりも歯の長手方向重要平
面からの隔たりが少なく、前記歯の傾斜端面は、前記案
内面と同じく、前記歯の長手方向重要平面と同じ側にあ
り、そして一つの傾斜端面は、歯の側面のアンダーカッ
ト部に直接合体し、該アンダーカット部は、案内部の方
向に、歯の長手方向重要平面に対して真直ぐな側面線
（ｆｌａｎｋ ｌｉｎｅｓ）と共に収束し、そして他の
傾斜端面は、中心線方向の案内部に向かって全体の案内
面と合体し、該案内面は中心線と平行に伸びそして歯の
長手方向重要平面と同じ側にある案内部の案内面と連続
した緊密な表面を形成し、そしてその歯の長手方向重要
平面からの距離が、歯の長手方向重要平面の他の側の案
内部の案内面と歯の長手方向重要平面との距離よりも小
さい噛合い歯を開示した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が目的とするの
は、案内部の長さを維持しながら、前述のように、噛合
い行程の長さ（ギア-チエンジ行程距離）が長くなるの
を基本的に避けることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、特許請
求の範囲第１項で特徴付けられた特性によって、この目
的が有利な形で達成される。

【０００７】本発明による噛合い歯の場合は、歯の片側
の側面に第三の案内面が形成される。この案内面は、セ
レクタースリーブの連結位置で噛合い歯の案内距離を著
しく伸ばすので、結果として、セレクタースリーブ（の
噛合い歯）が、軸と結合した駆動側の歯車機構との間で
焼き付きを起こすことがなくなる。本発明の噛合い歯
は、従来型の噛合い歯から作り出すことが出来る。従来
型の噛合い歯は、初期の状態では、歯の長手方向中心面
の両側で対称形になっており、歯の両側の面にアンダー
カット部がある。元々の長手方向中心面の片側で、セレ
クタースリーブの中心線に平行に、歯の厚さを一定量だ
け減らしてやればよい。減らす量は、最終的に次のどち
らかであればよい。即ち、離れた位置にある比較的短い
第三の案内面が形成される程度まである。

【０００８】本発明の適用で有利な点は、特許請求の範
囲第２項のように、セレクタースリーブが、歯の側面の
対称的なアンダーカット部を持つ従来型の噛合い歯と、
本発明による、端部に第三の案内面を持つ噛合い歯の両
方を備えられることである。

【０００９】そのような適用において有利な改良点は、
本来は元の通常歯厚を持ち、全て対称形で同じ寸法形状
を持ち、歯側面のアンダーカット部の深さも同じ噛合い
歯から始めて、それを二つのグループに分けられること
である。

【００１０】第一のグループは、従来型の対称形の歯か
ら成り、噛合い、固定、切り離し、遊びの行程、歯車の
保持力など、歯車機構の全ての機能について従来通りの
方法で働く。第二のグループの歯厚は、片側が製造工程
で減らされている。軸と連結した駆動側の歯車機構（の
歯厚）は、（セレクタースリーブの歯に）対応する点で
セレクタースリーブ（の歯）から減らされた分だけ厚く
されており、従って遊び（バックラッシュ）は変わらな
いままである。 このようなセレクタースリーブの製造
過程において、セレクタースリーブは本来対称形であ
る。即ち、初期の一群の歯形を切削し、圧延で歯の側面
のアンダーカット部に均一な形状を与え、続く作業で較
正仕上げを行う。仕上げ切削は、僅かな較正量だけでな
く、更に、（この目的に）対応して設計された切削機に
よって歯厚を削り取って、第三の案内面を作り出す。こ
の方法は、従来の歯車機構の製作に比べて、歯の側面に
異なる深さのアンダーカット部を作るための追加作業と
か圧延を必要としないので有利である。

【００１１】歯車クラッチを軸に連結する歯車の噛合い
歯の場合は、環状のセレクタースリーブ移動機構を用い
るのが一般的で、それは軸に対して同心的に配置され、
軸の動き（回転）に対しては固定して、駆動歯車機構を
セレクタースリーブの方向に移動させる。この種の歯車
クラッチに本発明を適用して、クラッチのセレクタース
リーブと駆動歯車機構を、特許請求の範囲第３項の考え
に従って形造ることが出来る。これはセレクタースリー
ブ移動装置の歯厚を厚くした駆動歯に対して、対称的に
位置する二つの対称な噛合い歯のどちらにも、セレクタ
ースリーブ上で対称的な歯の隙間を与えるものである。
このように形成された歯車クラッチの利点は、セレクタ
ースリーブ移動装置の形状を簡単にできることで、外部
の供給者から装置が着いた時点で、適合させることが出
来る。

【００１２】以下に、図面により図式的に例示された実
施例に関連して、本発明についてより詳細に述べる。

【００１３】

【発明の実施の形態】特に明示されてはいないが、環状
のセレクタースリーブ移動装置13が、歯車クラッチ11の
中心線14-14と同心な軸に対して、ある意味で動きが固
定され、且つ同心的に配置されている。それは外周に軸
方向外側の駆動歯車機構18を備え、同様に環状で中心線
14-14に対して同心的に配置されたセレクタースリーブ1
0が、それと噛合い、対応する内側歯車機構7、8によっ
て回転に対しては固定され、軸方向には移動できるよう
になっている。

【００１４】セレクタースリーブ13の横に隣接して歯車
12があり、軸と共に回転し、軸方向には移動できない状
態で軸に取り付けられている。その端はセレクタースリ
ーブ13に面し、クラッチリング44を備える。クラッチリ
ングは中心線14-14と同心で、歯車12の動きには固定さ
れ、外側の噛合い歯車機構45をそなえている。その歯車
機構には、セレクタースリーブ10が軸方向に動いて、対
応する内側の歯車機構7、8で噛合うことが出来る。歯車
12とセレクタースリーブ移動装置13の間の軸方向空間に
は、同期リング46が配置されている。同期リングは中心
線14-14と同心で、セレクタースリーブ移動装置13に対
して、回転できる角度を制限された状態で固定されてい
る。また、同期リングは外側の結合歯車機構47を持ち、
これも中心線14-14と同心で、一旦歯車と軸が同期する
と、セレクタースリーブ10の噛合い歯車機構7、8により
一般的な方法で旋廻させられる。

【００１５】図２に図式化した実施例では、セレクター
スリーブ10は本発明による噛合い歯7と従来型の噛合い
歯8を備え、それらが周辺方向で交互に配置されてい
る。

【００１６】噛合い歯8は、二つの案内面21と22を持ち
案内距離43の中央案内部16を備えている。案内面は、歯
の中心線14-14を含む長手方向重要中心面33-33に関して
対称である。セレクタースリーブ10の結合位置48では、
この案内距離43は、ギアチエンジ経路49を横切るため
に、駆動歯列18に比べて重なる距離50が減ってもっと短
くなっている。

【００１７】噛合い歯8は、その両端25と26において傾
いた端面27と29を持つ。それらは、歯の長手方向の平面
33-33に対して傾斜しており、歯の長手方向平面33-33に
関して対称で、その結果、それらの共通頂点の縁31は歯
の長手方向平面33-33の中にある。歯側面のアンダーカ
ット部34、35は、二つの傾斜端面27と29から始まり、共
に中心線14-14の方向で案内部16に向かい、歯の側面部
は案内部16の方向で真直ぐな側面に収束する。

【００１８】歯車12のクラッチリング44上の噛合い歯45
が対応する形状をしているおかげで、セレクタースリー
ブ10の結合位置48では、噛合い歯8と45の間に、軸方向
の重なり部51がある。この重なり部の効用は、アンダー
カットによるトルクの働きによって、セレクタースリー
ブが飛び出すのを防ぎ、結合状態を保つことにある。歯
車の位置と変速機の構造に応じて、ある一定の最小限重
なる距離がここに必要となる。側面アンダーカット部3
4、35が収束するために、この重なり部51は円錐形とな
るが、中心線14-14の方向では都合の良い短さなので、
一般的には歯車12と第二の歯車53の変速クラッチとして
設計される歯車クラッチ11の全長52を、短く抑えること
が出来る。案内距離43が重なる距離50に対して短くなる
と、セレクタースリーブ10（の歯）が駆動歯車機構18に
焼き付くのを効果的に防ぐのは不可能になる。

【００１９】この焼き付きは、本発明によって避けられ
る。その理由は、噛合い歯7は、初期の状態では噛合い
歯8と形状が同一であるが、どの場合でも、歯の一側面2
0*を、歯の長手方向重要面33-33に平行に、一定量40だ
け後退させ、その結果、一つの傾斜端面28と、噛合い歯
7の一端25の領域にある歯側面のアンダーカット部35*間
を移動するときに、側面の線が中心線14-14に平行で、
歯の長手方向重要平面33-33から距離37だけ隔たった第
三の付加された案内面36までせり上がるからである。距
離37は、噛合い歯７の中央案内部15で、このように後退
した案内面20の切り下げ量38に等しい。セレクタースリ
ーブ移動装置13では、対応する隣接駆動歯41が、（歯7
に）調和するように幅を広げられているので、遊びに変
化は無い。

【００２０】（距離）40の量を、歯の側面傾斜部(35*)
は残らないが、その代わりに案内面が全体に拡大され
て、案内部15から傾斜端面28まで連続して延びるように
とることも出来る。歯の長手方向重要平面33-33のもう
一方の側にある噛合い歯7の側面は、普通は従来型の設
計である。即ち、中心線14-14の方向で案内部15の方に
向き、傾斜端面27は傾斜端面28と共通の頂点31を持ち、
その頂点は歯の長手方向平面33-33の中にあって、歯側
面のアンダーカット部35と同化している。その側面は、
案内部15の案内面19まで延びていて、歯の長手方向平面
33-33に向かって収束している。案内面19、は歯の長手
方向平面33-33から39の距離にあるが、これは距離38よ
り40の量だけ大きい。これと調和する形で、案内面19と
従来型噛合い歯8の間に接するセレクタースリーブ移動
装置13の駆動歯42は、本来の普通の歯厚を持っている。

【００２１】本発明による幾つかの、あるいは半数の噛
合い歯7の場合、案内面19を持つ歯の側面を、案内面20*
を持つ歯の側面の代わりに一定量後退させることも出来
る。二つの噛合い歯7の一方では案内面19が後退させら
れ、他方では案内面20または20*が後退させられたもの
を、従来型の噛合い歯8の両側に配置することも、ある
いは周辺方向でその前後に配置することも出来る。

【００２２】本発明による、これらの全ての形状は、共
通の利点を持つ。即ち、従来型噛合い歯8の重なり距離5
0は、駆動歯41または42の長さの半分よりも短いが、
（本発明の形状によれば）駆動歯41または42の長さの半
分よりも長い重なり距離54まで増える。その結果、前述
の焼き付き現象はもう起こらなくなる。

【００２３】第６図のような仮想例のセレクタースリー
ブ用噛合い歯9の場合は、（二つの）傾斜端面30、30が
一方の端25に、歯の長手方向中心面33-33に関して対称
に形成され、それらの傾斜端面は、歯の長手方向中心面
33-33上にある共通の頂上線31を持つ。また、それらの
傾斜端面は、中心線14-14に平行に延びる案内面58と59
とにそれぞれ合する。

【００２４】噛合い歯9の中央案内部17は通例の案内面2
3と24を持つ。案内面は中心線14-14の方向で端部25に向
かい、歯の側面部55と56にそれぞれ合する。側面部は各
々案内面58と59に対して同じ側でアンダーカット（繰り
抜き）されていて、その面は（案内面と）同様に中心線
14-14に平行である。この例では、セレクタースリーブ
が結合位置48に動き、51が最低限の重なり距離を表すな
らば、この場合に必要なギアチエンジ行程は、案内面58
と59より長さ57だけ大きくなる。 ［図面の簡単な説明］

【図１】歯車を軸に連結するための歯車クラッチを、本
発明による噛合い歯を持つセレクタースリーブと共に、
軸方向の断面で示したものである。

【図２】図１の歯車クラッチのセレクタースリーブ用歯
車機構と移動装置を、長手方向断面の展開図として示し
たものである。

【図３】図１のセレクタースリーブの、本発明による噛
合い歯の一つを、長手方向断面で示したものである。

【図４】図３の噛合い歯の 部分の詳細を、拡大して示
したものである。

【図５】図１の歯車クラッチがセレクタースリーブと結
合した状態での長手方向断面を、展開図の形で拡大して
示したものであるが、セレクタースリーブと歯車の間で
結合する、従来型の噛合い歯の一つ一つ同士が、径方向
に重なって接触している様子だけが示されている。

【図６】図５の図解に対応した状態の歯車クラッチの長
手方向断面を、展開図の形で示しているが、セレクター
スリーブの噛合い歯は、本発明とは異なる方法で形成さ
れている。

【符号の説明】

７、８：内側歯車機構 １０：セレクタースリーブ １１：歯車クラッチ １２：歯車 １３：セレクタースリーブ移動装置 １８：駆動歯車機構（駆動歯列） ２１、２２：案内面 ３４、３５：アンダーカット部 ４４：クラッチリング ４５：噛合い歯車機構 ４６：同期リング ４７：結合歯車機構 ４８：セレクタースリーブの結合位置 ４９：ギアチエンジ経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−54028（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−190093（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−119565（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−54328（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−122732（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−6054（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 11/00 - 23/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車（１２）を軸に連結するための、歯
   車クラッチ（１１）用セレクタースリーブ（１０）の噛
   合い歯（７）であって： 前記噛合い歯の案内部（１５）は、セレクタースリーブ
   （１０）の中心線（１４−１４）方向の中央に配置さ
   れ、 前記中心線（１４−１４）の周辺の両方向で、前記中心
   線（１４−１４）に平行に延びる各案内面（１９、２
   ０）に境を接し、 前記案内部（１５）は、軸方向に移動できて、且つ前記
   軸方向の駆動歯車機構（１８）と噛み合って、回転して
   固定されるように導入することができ、該駆動歯車機構
   （１８）は前記軸と同心でありそして前記軸に対する動
   きに関して固定されており、 前記中心線（１４−１４）方向での境界を形成する噛合
   い歯の両端（２５、２６）は各々、二つの傾斜端面（２
   ７、２８）を持ち、 各傾斜端面（２７、２８）は相互に屋根形に配置され
   て、それらの共通頂点の縁（３１）は、前記中心線（１
   ４−１４）を含む前記歯の長手方向重要平面（３３−３
   ３）の中にあり、 前記噛合い歯の両側面は、それぞれ、前記案内部（１
   ５）の一案内面（１９、２０）を構成し、 前記中心線（１４−１４）方向の一端（２５、２６）
   で、前記案内面に隣接する歯の側面は、前記案内面より
   も歯の長手方向重要平面（３３−３３）からの隔たりが
   少なく、 前記歯の傾斜端面（２７、２８）は、前記案内面（１
   ９、２０）と同じく、前記歯の長手方向重要平面（３３
   −３３）と同じ側にあり、そして 一つの傾斜端面（２７）は、歯の側面のアンダーカット
   部（３４）に直接合体し、アンダーカット（３４）部
   は、案内部（１５）の方向に、歯の長手方向重要平面
   （３３−３３）に対して真直ぐな側面線（ｆｌａｎｋ
   ｌｉｎｅｓ）と共に収束する、上記の噛合い歯におい
   て： もう一つの傾斜端面（28）は、中心線（14-14）の方向
   で案内部（15）に向かって、歯の側面のアンダーカット
   部（35*）と合体し、該アンダーカット部は、案内部（1
   5）の方向に、歯の長手方向重要平面（33-33）に対して
   真直ぐな側面線と共に収束し、 前記傾斜端面（28）は、第三の案内面（36）を通じてそ
   の歯の側面のアンダーカット部（35*）に合体し、 前記第三の案内面は、中心線（14-14）に平行して延
   び、且つ歯の長手方向重要平面（33-33）から、歯の長
   手方向重要平面（33-33）と同じ側にある案内部（15）
   の案内面（20）と同一の距離（37＝38）だけ離れてお
   り、そして、 第三の案内面（36）と歯の長手方向重要平面（33-33）
   との距離（37）が、歯の長手方向重要平面（33-33）の
   反対側にある案内部（15）の案内面（19）と、歯の長手
   方向重要平面（33-33）との間の距離（39）よりも小さ
   いことを特徴とする、上記の噛合い歯。
2. 【請求項２】 歯車（12）をその軸に連結する歯車クラ
   ッチ（11）のセレクタースリーブ（10）であって、その
   セレクタースリーブは、専ら案内部（15）によって形成
   された案内面（21,22）を持つ噛合い歯（8）を少なくと
   も一組備え、そして請求項１に記載の噛合い歯（7）を
   少なくとも一組備えていることを特徴とする、上記のセ
   レクタースリーブ。
3. 【請求項３】 歯車（12）をその軸に連結する歯車クラ
   ッチであって： 請求項２に記載のセレクタースリーブ（10）を備え、 請求項１の二つの噛合い歯（7）が配置され、 それらの噛合い歯（7）は周辺方向で隣接しており且つ
   第三の案内面（36）を持ち、 前記第三の案内面は周辺反対方向に作用し、 前記噛合い歯は駆動歯の両側に対称的に配置され、 前記駆動歯は、軸の動きに対して固定されており、 前記駆動歯は、周辺の両方向に向かって、隣接する噛合
   い歯（7）の第三の案内面（36）に対して、それぞれ異
   なる間隔（40）だけ広げられている、 ことを特徴とする、上記の歯車クラッチ。