JP4220121B2 - 特にマニュアルトランスミッションにおけるクラッチギア - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、特にマニュアルトランスミッション内のシフトカラー上またはギアホイール上に設けられたクラッチギアに係り、その歯は脚部が回転軸方向においてシリンダ形状である基礎面に接合されて軸方向に延在するとともに、その連結先端部に歯の脚部から歯の先端部に向かって落ち込んだ屋根形状を有し、これが丸められた屋根縁部を有する。
【０００２】
歯が屋根形状に形成された面が集合して丸い先端部を形成するシフトカラーが知られている（ドイツ特許第１９６０４３８６Ａ１号公報、ドイツ特許第１９５３１１５５Ａ１号公報）。さらに、対称または非対称形の屋根形状および先細となった屋根形状が知られており；後者はクラッチギアの両方のギア部材が噛合しやすくなるよう作用する。ここで専門家は、両方のギアの最初の接触に際して接触部分が可能な限り小さい点または線に縮小されるよう努力しており；これによってクラッチギアの連結する両方のギア部材が低摩擦かつ容易に嵌合することが達成される。しかしながら、最初の接触が行われた後に後続する噛合についてはあまり考慮されていない。従って、本発明の目的は最初の接触と完全な連結位置との間において可能な限り円滑な移行を実現することである。
【０００３】
前記の課題は、本発明に従って、屋根縁部の丸み半径が歯の脚部から歯の先端部に向かって所定の関数に従って増加することによって解決される。
【０００４】
この方式によって、接触点または接触線を、動力を伝達する歯の側面間において所要の面接触が形成されるまで、連続的に増加させることができる。最初の接触中において、すなわち相当に大きな歯の高さを有する基台領域の近傍に、ギアは相互の噛合において非常に大きな遊びを有し、これはその部分において屋根縁部の丸みの半径が比較的小さいからである。噛合が増加するにともなって、すなわち噛合する両方のギアの軸方向への移動の増加に従って、歯の先端領域の屋根縁部の拡大に応じて屋根縁部の丸み半径が比較的大きくなるため、両方のギアは漸進的に互いに中心化（Zentrierung）し、これは完全に噛合して最大の接触領域が達成されるまで実施される。
【０００５】
マニュアルトランスミッションを操作する人にとって、柔らかなシフト動作が感じられ、従って最初の接触の後シフトされたギアがいわば自動的に入るように感じられる。この印象は、半径の増加を、直線的な関数に代えて、例えば指数関数または円関数等の累進的な関数に従って推移させることによってより強力なものとすることができる。
【０００６】
特に好適なギアの基台シリンダから頭部シリンダへの漸増は、全体で約６倍の半径の増加であり、この際歯の高さに対する比で約６０％の部分でようやく倍に達することが好適である。
【０００７】
この種のショートギアの構成に全体的に該当することは、本発明に係る方式を、例えば、対称形の歯を幾何学的に人間の鼻と比較することができ、すなわち鼻の付け根はギアの基台シリンダ部に相当し特に細く形成されており、その先は鼻の先端にかけて漸増的に拡大している。鼻の背の部分は直線状かまたは下方に曲がって低くすることができ、ここで鼻の最も下の点はギアの先頭シリンダ部に相当する。この描写において、鼻を支持する軸はギアの回転軸に相当する。
【０００８】
屋根縁部の斜めの屋根面の側部に関しては、直線的な平面として形成することが好適である。このことにより、例えば、一回の鍛造ステップに対して一回または複数回の較正ステップが実施でき、鍛造部品として製造する成形加工に際して輪郭形成しやすくなる。
【０００９】
勿論、本発明の概念において湾曲した屋根面も可能であり、しかしながら、その最小の成形加工による精密な製造はクラッチギアの場合と同様に困難なものとなる。非対称形の屋根形状の場合も同様であり、その製造も成形工具または成形方法の精度を高いものとする必要がある。
【００１０】
次に、本発明の実施例につき添付図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１ないし図４に示された、例えば、すべりクラッチ等のクラッチギアの歯は、図３の上面図に示されるように横断面が略台形に形成されており、すなわち、歯の脚部１から歯の先端部２へ斜めに接近する側面３を備えている。対称形の屋根形状４の屋根輪郭は、歯の脚部１から歯の先端部２に向かって落ち込んだ屋根縁部５によって示されており、これは図２の側面図ならびに図４の透視図によって示されているように丸みを付けて形成されている。丸みが付けられた屋根縁部５に対して両側から屋根平面６が接続している。歯の先端部２に向かって分岐して延在する側方の屋根縁部の丸みの境界線７の軌道とこれに接続する屋根平面６によって、屋根縁部の丸みの半径が歯の脚部１から歯の先端部２に向かって拡大していることが容易に理解される。このことから、平面状の屋根平面６において、図１に示された両方の屋根平面６の理論上の切断縁部８から一定の差異が生じる。矢印Ｐ１は、対向ギアとの連結に際しての歯の推進方向を示している。
【００１２】
図３の上面図には、歯の脚部１がいくらか丸めて示してある。この輪郭において、点線で示された延長線９によってクラッチギアの基礎面が示され、これは矢印Ｐ１の推進方向に対して平行な縦軸を有するシリンダ面である。
【００１３】
図５には、図１ないし図４のクラッチギアの歯の屋根縁部の丸みが図示されている。第１の構造線１０によって示された基礎面に屋根縁部５が落ち込みながら接続している。歯の脚部の領域の半径Ｒ１と歯の先端部の領域の半径Ｒ２との間に別の４つの半径Ｒ_ｉが示されており、これらは相互間の比において歯の脚部から歯の先端部に向かって増加する屋根縁部半径を示している。
【００１４】
図６には、相対的な歯の高さ（ｘ軸）に対する屋根縁部領域の半径の増加（ｙ軸）がグラフによって例示されており、歯の高さは第２の構造線１１（図５）の方向において歯の脚部から歯の先端に向かって計測されている。図６には、図１ないし図４の屋根形状構成例に基づいて半径増加が直線的に推移する直線Ｉと；図８ないし図１１の対称形屋根形状の構成例または図１２ないし図１５の非対称形屋根形状の構成例に基づいた曲線IIの２つの例が示されている。両方の屋根形状において図１ないし図４と同一の参照符号が使用されており、これらの屋根形状の詳細について繰り返し説明することは省略する。
【００１５】
図８ないし図１１の累進的な半径増加を有する歯形において、屋根縁部５は平面状の屋根面６の理論的な断面縁部８に対して累進的に落ち込んだ曲線を有しており、これは図７の屋根縁部５の輪郭に相当する。
【００１６】
図１２ないし図１５に示された非対称形の歯形において、屋根は極端に側方に偏向しており、これによって屋根の急斜面の側において屋根面が側面３と一致しており、これは図１３に特に明確に示されている。
【００１７】
図において、屋根面６と側面３と先端面２の間の全ての縁線が二重線で示されている。これによってより小さな半径を有する形状が示される。
【００１８】
図１６および図１７には、それぞれサンプル直線によって補完された、対称形の歯形（図１６）を有する歯ならびに非対称形の歯形（図１７）を有する歯の断片図が示されている。これらの歯は、基礎面１２を有するシリンダ形状の基礎部材に取り付けられており、屋根面の最高点においてそれぞれ基礎部材の上面１３に固定的に接続している。屋根縁部５の領域ならびに屋根面６と側面３との間の丸み半径が両方とも明確に示されている。
【００１９】
屋根面に対向する歯の基礎面が基礎部材に結合されているクラッチギアも存在し、これは図１７において点線で示された接合部１４を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 比例的な半径増加を有するクラッチギアの歯を１つの視点から見た構成図である。
【図２】 比例的な半径増加を有するクラッチギアの歯を図１とは異なる視点から見た構成図である。
【図３】 比例的な半径増加を有するクラッチギアの歯を図１〜図２とは異なる視点から見た構成図である。
【図４】 比例的な半径増加を有するクラッチギアの歯を図１〜図３とは異なる視点から見た構成図である。
【図５】 比例的な半径増加をグラフで示した説明図である。
【図６】 半径増加の推移をグラフで示した説明図である。
【図７】 累進的な半径増加の推移をグラフで示した説明図である。
【図８】 対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を１つの視点から見た構成図である。
【図９】 対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を図８とは異なる視点から見た構成図である。
【図１０】 対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を図８〜図９とは異なる視点から見た構成図である。
【図１１】 対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を図８〜図１０とは異なる視点から見た構成図である。
【図１２】 非対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を１つの視点から見た構成図である。
【図１３】 非対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を図１２とは異なる視点から見た構成図である。
【図１４】 非対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を図１２〜図１３とは異なる視点から見た構成図である。
【図１５】 非対称形の屋根形状および累進的な半径増加を有する歯を図１２〜図１４とは異なる視点から見た構成図である。
【図１６】 対称形の屋根形状を有する歯の透視図である。
【図１７】 非対称形の屋根形状を有する歯の透視図である。

Claims (6)

1. シフトカラー上またはギアホイール上に設けられたクラッチギアであり、その歯は脚部が回転軸方向においてシリンダ形状である基礎面（１２）に接合されて軸方向に延在するとともに、その連結先端部に歯の脚部（１）から歯の先端部（２）に向かって落ち込んだ屋根形状を有し、これが丸められた屋根縁部（５）を有するクラッチギアにおいて、
   屋根縁部の丸み半径は歯の脚部（１）から歯の先端部（２）に向かって所定の関数に従って拡大することを特徴とするクラッチギア。
2. 前記クラッチギアはマニュアルトランスミッション内に設けられることを特徴とする請求項１記載のクラッチギア。
3. 拡大は直線的な関数に従って推移することを特徴とする請求項１または２記載のクラッチギア。
4. 拡大は指数関数に従って累進的に推移することを特徴とする請求項１または２記載のクラッチギア。
5. 屋根縁部（５）に側方から接続する傾斜した屋根面（６）が平面状であることを特徴とする請求項１または２記載のクラッチギア。
6. 落ち込んだ屋根縁部（５）は直線的または累進的に推移することを特徴とする請求項１または２記載のクラッチギア。

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