JP4999743B2 - ドッグクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、軸方向位置を一定として配置される第１回転体と、第１回転体に対する近接、離反を可能とした第２回転体とが同軸に対向して配置され、第１および第２回転体には、第１回転体への第２回転体の近接時に相互に係合する係合部が複数ずつ設けられ、両係合部のうち少なくとも一方が、第１および第２回転体の対向面の少なくとも一方に形成されたリング状の支持面から突出する突状の係合部として形成されるドッグクラッチに関する。

第１および第２回転体の一方が有するリング状の支持面に、複数の突状の係合部の周方向両側がフィレット部を介してそれぞれ連なるようにしたドグクラッチが、特許文献１によって知られている。
特開２００７−１３９１６５号公報

ところで、係合部を相互に係合して第１および第２回転体間で回転動力を伝達する際には、支持面および突状の係合部間に設けられているフィレット部に応力が集中するので、その応力を緩和するためにフィレット部の丸みを大きくしたいが、上記特許文献１で開示されたものでは、フィレット部の曲率半径が支持面の半径方向に沿って略一定であり、フィレット部の丸みを大きくすると、係合部同士の係合面積が小さくなったり、突状の係合部が設けられた回転体の大型化を招くことになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、相互に係合し得る第１および第２回転体の大型化を回避しつつ係合面積を大きく保持するとともに、フィレット部の応力集中を緩和し得るようにしたドッグクラッチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、軸方向位置を一定として配置される第１回転体と、第１回転体に対する近接、離反を可能とした第２回転体とが同軸に対向して配置され、第１および第２回転体には、第１回転体への第２回転体の近接時に相互に係合する係合部が複数ずつ各々周方向に間隔をおいて設けられ、両係合部のうち少なくとも一方が、第１および第２回転体相互の対向面の少なくとも一方に形成されたリング状の支持面から軸方向に突出する突状の係合部として形成されるドッグクラッチにおいて、周方向で隣り合う前記突状の係合部間で前記支持面は、半径方向一方側に向かって軸方向一方に傾斜した傾斜部を有しており、前記突状の係合部の周方向両側の側面のうち少なくとも一方に形成されて前記回転軸線を含む平面に沿って放射状に延びる平坦な係合面と、前記支持面との間に、第１および第２回転体の回転軸線に直交する平面上に設定される前記係合面の基端に滑らかに連なるようにしてフィレット部が設けられ、前記支持面の前記傾斜により、その支持面と前記係合面の前記基端との軸方向距離が前記半径方向一方側に向かうにつれて徐々に大きくなり、且つ前記フィレット部の横断面の曲率半径が前記半径方向一方側に向かうにつれて徐々に大きくなることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、第１および第２回転体のうち前記突状の係合部が設けられる回転体に、相対回転を不能とするとともに軸方向相対移動を可能として回転軸がスプライン嵌合され、前記支持面の前記傾斜部が、該支持面と前記係合面の前記基端との軸方向距離が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられて、前記フィレット部の横断面の曲率半径が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記フィレット部の一部が、前記突状の係合部よりも前記支持面の半径方向に沿う内方に配置されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１または３記載の発明の構成に加えて、前記突状の係合部が、前記支持面の外周よりも半径方向内方に間隔をあけた位置で前記支持面に突設され、前記支持面の前記傾斜部が、該支持面と前記係合面の前記基端との軸方向距離が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられて、前記フィレット部の横断面の曲率半径が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなることを特徴とする。

さらに請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、第１および第２回転体のうちの一方の回転体のみに前記突状の係合部が設けられると共に、その他方の回転体に、半径方向外方に向かうにつれて前記一方の回転体から離反するように傾斜したテーパ状の支持部が設けられ、この支持部の、前記一方の回転体との対向面に、前記突状の係合部を係合させる突状ではない前記係合部が設けられることを特徴とする。

なお実施例のメインシャフト１２およびカウンタシャフト１３が本発明の回転軸に対応し、実施例の第１速用被動歯車３２、第２速用被動歯車３４、第３速用被動歯車３６、第５速用駆動歯車３９，３９′が本発明の第１回転体に対応し、実施例の第１シフタ４１、第２シフタ４２、第３シフタ４３およびシフタ６５が本発明の第２回転体に対応する。

請求項１記載の発明によれば、周方向で隣り合う突状の係合部間で半径方向一方側に向かって軸方向一方に傾斜した傾斜部を有するリング状の支持面と、前記突状の係合部の周方向両側の側面のうち少なくとも一方に形成される係合面との間に設けられるフィレット部が、第１および第２回転体の回転軸線に直交する平面上に設定される係合面の基端に滑らかに連なるとともに、支持面の前記傾斜により、その支持面と係合面の基端との軸方向距離が前記半径方向一方側に向かうにつれて徐々に大きくなり、且つフィレット部の横断面の曲率半径が前記半径方向一方側に向かうにつれて徐々に大きくなるので、係合部同士の係合面積が小さくならないように、しかも第１および第２回転体のうち突状の係合部が設けられる回転体の大型化を回避し得るようにしつつ、フィレット部の曲率半径を徐々に大きくなるように変化させて応力集中を緩和することができ、しかも第１および第２回転体のうち突状の係合部が設けられる回転体の軽量化を図ることができる。

また請求項２記載の発明によれば、突状の係合部が設けられる回転体に、相対回転を不能とするとともに軸方向相対移動を可能として回転軸がスプライン嵌合され、支持面の傾斜部が、該支持面と係合面の基端との軸方向距離が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられて、フィレット部の横断面の曲率半径が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるので、突状の係合部が設けられる回転体および回転軸間での動力伝達によって支持面の半径方向に沿う内方側でフィレット部の応力集中が大きくなるのに対応して、フィレット部の前記半径方向内方側の曲率半径を大きくすることによって、応力集中を効果的に緩和することができる。

請求項３記載の発明によれば、フィレット部の一部が突状の係合部よりも支持面の半径方向に沿う内方に配置されるので、突状の係合部を大きくすることなく、フィレット部の前記半径方向内方側の曲率半径をより大きくすることが可能であり、応力集中をより一層効果的に緩和することができる。

請求項４記載の発明によれば、突状の係合部が支持面の外周よりも半径方向内方に間隔をあけた位置に配置されることで、前記半径方向に沿って突状の係合部よりも外側の剛性が高くなるのであるが、支持面の傾斜部が、該支持面と係合面の基端との軸方向距離が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられて、フィレット部の横断面の曲率半径が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるので、突状の係合部の外側の応力集中を緩和することができる。

さらに請求項５記載の発明によれば、第１および第２回転体のうちの一方の回転体のみに突状の係合部が設けられると共に、その他方の回転体に、半径方向外方に向かうにつれて一方の回転体から離反するように傾斜したテーパ状の支持部が設けられ、この支持部の、一方の回転体との対向面に、突状の係合部を係合させる突状ではない係合部が設けられるので、突状ではない係合部および支持部間のフィレット部の曲率半径を大きく設定するようにし、突状ではない係合部の応力集中を簡易な構成で緩和することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は常時噛合式歯車変速機の縦断面図、図２は第１シフタを図１の２−２線に沿う方向から見た図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４矢視方向から見た斜視図である。

先ず図１において、この常時噛合式歯車変速機は、たとえば自動二輪車用のものであり、相互に平行な軸線を有してクランクケース１１に回転自在に支承されるメインシャフト１２およびカウンタシャフト１３と、選択的な確立を可能としてメインシャフト１２およびカウンタシャフト１３間に設けられる複数変速段たとえば５段である第１〜第５速用歯車列Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５とを備える。

メインシャフト１２の一端部には、動力源であるエンジンのクランクシャフト（図示せず）およびメインシャフト１２間の動力接・断を切換える発進クラッチ１４が装着されており、この発進クラッチ１４は、前記クランクシャフトから一次減速装置１５およびトルクダンパ１６を介して動力が伝達されるクラッチアウタ１７と、該クラッチアウタ１７内の中心部に配置されてメインシャフト１２に相対回転不能に結合されるクラッチインナ１８と、クラッチアウタ１７の周壁に軸方向摺動可能にスプライン嵌合される複数枚の駆動摩擦板１９…と、それらの駆動摩擦板１９…と交互に重ねられるとともにクラッチインナ１８の外周に軸方向摺動可能にスプライン嵌合される複数枚の被動摩擦板２０…と、最も内側の駆動摩擦板１９を受けるようにしてクラッチインナ１８の内端に一体に設けられる受圧板２１と、最も外側の駆動摩擦板１９を押圧可能とした加圧板２２と、該加圧板２２を受圧板２１側に向けて付勢するクラッチばね２３とを備える。

而して前記クラッチばね２３の付勢力をもって駆動摩擦板１９…および被動摩擦板２０…が加圧板２２および受圧板２１間に挟持されると、発進クラッチ１４はクラッチアウタ１７およびクラッチインナ１８間を相互に摩擦連結するクラッチオン状態となる。

またクラッチインナ１８の中心部には、前記加圧板２２との間にレリーズベアリング２４を介在させたレリーズ部材２５が配置されており、このレリーズ部材２５に、メインシャフト１２内に軸方向移動可能に挿入されるプッシュロッド２６が連接される。而して図示しないクラッチレバーを操作することでプッシュロッド２６が押されることにより、加圧板２２はクラッチばね２３のばね力に抗して後退せしめられ、それにより各駆動摩擦板１９…および各被動摩擦板２０…が自由状態となり、発進クラッチ１４は、クラッチアウタ１７およびクラッチインナ１８間を非連結としたクラッチオフ状態となる。

前記発進クラッチ１４とは反対側でカウンタシャフト１３の一部はクランクケース１１から突出されており、このクランクケース１１からのカウンタシャフト１３の突出端部に駆動スプロケット２７が固定される。而して駆動スプロケット２７には、図示しない後輪に回転動力を伝達するためのチェーン（図示せず）が巻き掛けられる。

ところで、第１速用歯車列Ｇ１は、メインシャフト１２に一体に形成された第１速用駆動歯車３１と、カウンタシャフト１３に軸方向位置を一定として相対回転自在に支承されるとともに第１速用駆動歯車３１に噛合する第１速用被動歯車３２とから成り、第２速用歯車列Ｇ２は、メインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転不能に装着される第２速用駆動歯車３３と、カウンタシャフト１３に軸方向位置を一定としつつ相対回転自在に支承されるとともに第２速用駆動歯車３３に噛合する第２速用被動歯車３４とから成り、第３速用歯車列Ｇ３は、メインシャフト１２との相対回転を不能とした第３速用駆動歯車３５と、カウンタシャフト１３に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承されるとともに第３速用駆動歯車３５に噛合する第３速用被動歯車３６とから成り、第４速用歯車列Ｇ４は、メインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承される第４速用駆動歯車３７と、カウンタシャフト１３に相対回転を不能として装着されて第４速用駆動歯車３７に噛合する第４速用被動歯車３８とから成り、第５速用歯車列Ｇ５は、メインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承される第５速用駆動歯車３９と、カウンタシャフト１３に相対回転を不能として装着されて第５速用駆動歯車３９に噛合する第５速用被動歯車４０とから成る。

メインシャフト１２に対する軸方向位置が一定である第４速用駆動歯車３７および第５速用駆動歯車３９間でメインシャフト１２には、第１シフタ４１が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第３速用駆動歯車３５は第１シフタ４１の外周に一体に形成される。またカウンタシャフト１３に対する軸方向位置が一定である第１速用被動歯車３２および第３速用被動歯車３６間でカウンタシャフト１３には、第２シフタ４２が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第２シフタ４２の外周には第５速用被動歯車４０が一体に形成される。さらにカウンタシャフト１３に対する軸方向位置が一定である第２速用被動歯車３４および第３速用被動歯車３６間でカウンタシャフト１３には、第３シフタ４３が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第３シフタ４３の外周に第４速用被動歯車３８が一体に形成される。

常時噛合式歯車変速機は、第１〜第５速用歯車列Ｇ１〜Ｇ５を選択的に確立するための第１〜第５ドッグクラッチＣ１〜Ｃ５を備える。第１ドッグクラッチＣ１は、軸方向位置を一定とした第１回転体である第５速用駆動歯車３９と、第５速用駆動歯車３９に近接、離反することを可能として第５速用駆動歯車３９に同軸に対向配置される第２回転体としての第１シフタ４１との間に設けられる。第２ドッグクラチＣ２は、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第４速用駆動歯車３７と、第４速用駆動歯車３７に近接、離反することを可能として第４速用駆動歯車３７に同軸に対向配置される第２回転体としての第１シフタ４１との間に設けられる。第３ドッグクラッチＣ３は、軸方向位置を一定とした第１回転体である第１速用被動歯車３２と、第１速用被動歯車３２に近接、離反することを可能として第１速用被動歯車３２に同軸に対向配置される第２回転体としての第２シフタ４２との間に設けられる。第４ドッグクラッチＣ４は、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第４速用被動歯車３６と、第３速用被動歯車３６に近接、離反することを可能として第３速用被動歯車３６に同軸に対向配置される第２回転体としての第２シフタ４２との間に設けられる。さらに第５ドッグクラッチＣ５は、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第２速用被動歯車３４と、第２速用被動歯車３４に近接、離反することを可能として第２速用被動歯車３４に同軸に対向配置される第２回転体としての第３シフタ４３との間に設けられる。

第１〜第５ドッグクラッチＣ１〜Ｃ５のうち第３ドッグクラッチＣ３だけがクラッチオン状態となると第１速用歯車列Ｇ１が確立され、第５ドッグクラッチＣ５だけがクラッチオン状態となると第２速用歯車列Ｇ２が確立され、第４ドッグクラッチＣ４だけがクラッチオン状態となると第３速用歯車列Ｇ３が確立され、第２ドッグクラッチＣ２だけがクラッチオン状態となると第４速用歯車列Ｇ４が確立され、第１ドッグクラッチＣ１だけがクラッチオン状態となると第５速用歯車列Ｇ５が確立される。

図２および図３を併せて参照して、第１ドッグクラッチＣ１での第２回転体である第１シフタ４１には、回転軸であるメインシャフト１２が相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に嵌合されるものであり、第１シフタ４１は、第５速用駆動歯車３９側に配置される第１リング部４４と、第４速用駆動歯車３７側の第２リング部４５とを一体に有し、第１および第２リング部４４，４５間には、図示しないシフトフォークを係合するための環状凹部４６が形成される。

第５速用駆動歯車３９および第１シフタ４１の対向面には、第１シフタ４１の第５速用駆動歯車３９への近接時に相互に係合する係合部４７…，４８…が複数ずつ設けられ、両係合部４７…，４８…の少なくとも一方、この実施例では第１シフタ４１側の係合部４８…は突状に形成される。すなわち第１シフタ４１の第１リング部４４は、第５速用駆動歯車３９に対向するリング状の支持面４４ａを有しており、周方向で隣り合う係合部４８…間でこの支持面４４ａには、半径方向内方に向けて該係合部４８…の突出方向とは逆の方向に傾斜する傾斜部が設けられ、前記係合部４８…は、前記支持面４４ａの外周にほぼ面一に連なるとともに第５速用駆動歯車３９側に向けて突出するようにして前記支持面４４ａに設けられる。

ところで突状の係合部４８…の周方向両側の側面のうち少なくとも一方には、第５速用駆動歯車３９の係合部４７…に係合する係合面６０…が設けられる。而して、この実施例のように常時噛合式歯車変速機に適用された場合には、エンジン側からの駆動力伝達時には前記係合部４８…の周方向両側の側面のうち一方が係合部４７…に係合し、エンジンブレーキ時にエンジン側に駆動力を伝達するときには前記係合部４８…の周方向両側の側面のうち他方が係合部４７…に係合するので、前記係合部４８…の周方向両側の側面に係合面６０…が設けられ、それらの係合面６０…は、第５速用駆動歯車３９および第１シフタ４１の回転軸線すなわちメインシャフト１２の回転軸線を含む平面に沿って放射状に延びる平坦面として形成される。

図４を併せて参照して、突状の前記係合部４８…の周方向両側の係合面６０…および前記支持面４４ａ間には、第１および第２回転体の回転軸線に直交する平面上に設定される前記係合面６０…の基端６０ａ…に滑らかに連なるようにしてフィレット部４９…がそれぞれ設けられており、それらのフィレット部４９…は、前記支持面４４ａの傾斜により該支持面４４ａと係合面６０の基端６０ａとの軸方向距離が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるのに伴って、横断面の曲率半径が前記支持面４４ａの半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成される。しかも各フィレット部４９…は、突状の係合部４８…の内周よりも前記支持面４４ａの半径方向内方側に一部を配置するようにして、突状の係合部４８…の周方向両側および支持面４４ａ間に形成される。

一方、第５速用駆動歯車３９は、メインシャフト１２に相対回転自在に支承される円筒状の内筒部５０と、内筒部４９を同軸に囲繞するとともに外周に複数の歯が刻設される外筒部５１と、内筒部５０および外筒部５１間を連結する支持部５２とを有し、支持部５２は、半径方向外方に向かうにつれて第１シフタ４１から離反するように傾斜したテーパ状に形成され、前記突状の係合部４８…を係合させる突状ではない係合部４７…が、第１シフタ４１との対向面の周方向複数個所に設けられる。

再び図１において、第２ドッグクラッチＣ２における第４速用駆動歯車３７および第１シフタ４１の対向面には、第１シフタ４１の第４速用駆動歯車３７への近接に応じて相互に係合する係合部５３…，５４…が設けられ、両係合部５３…，５４…の少なくとも一方、この実施例では両係合部５３…，５４…は突状に形成される。すなわち外周に歯部が設けられた第４速用駆動歯車３７と、外周に第３速用駆動歯車３５が一体に設けられる第１シフタ４１の第２リング部４５とは、相互に対向するリング状の支持面３７ａ，４５ａを有しており、周方向で隣り合う各係合部５３…，５４…間でこれらの支持面３７ａ，４５ａには、半径方向外方に向けて各係合部５３…，５４…の突出方向とは逆の方向に傾斜する傾斜部が設けられ、前記係合部５３…，５４…は、前記支持面３７ａ，４５ａの外周から内方に間隔をあけた位置に配置されて相互に近接する側に突出するようにして前記支持面３７ａ，４５ａにそれぞれ設けられる。

而して突状の前記係合部５３…，５４…の周方向両側に設けられる係合面（図示せず）および前記支持面３７ａ，４５ａ間にはフィレット部５５…，５６…がそれぞれ設けられており、それらのフィレット部５５…，５６…は、図示はしないが前記メインシャフト１２の回転軸線に直交する平面上に設定される該係合面の基端に滑らかに連なり、前記支持面３７ａ，４５ａの傾斜により該支持面３７ａ，４５ａと係合面の基端との軸方向距離が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるのに伴って、横断面の曲率半径が前記支持面３７ａ，４５ａの半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成される。

第３ドッグクラッチＣ３での第２回転体である第２シフタ４２には、回転軸であるカウンタシャフト１３が相対回転不能かつ軸方向相対移動に嵌合されるものであり、第２シフタ４２は、第１回転体である第１速用被動歯車３２側に配置される第３リング部５７と、第３速用被動歯車３６側の第４リング部５８とを一体に有し、第３および第４リング部５７，５８間には、図示しないシフトフォークを係合するための環状凹部５９が形成される。

第１速用被動歯車３２および第２シフタ４２の対向面には、第２シフタ４２の第１速用被動歯車３２への近接に応じて相互に係合する係合部６１…，６２…が複数ずつ設けられており、係合部６１…，６２…の少なくとも一方、この実施例では第２シフタ４２側の係合部６２…は突状に形成される。すなわち第２シフタ４２の第３リング部５７は、第１速用被動歯車３２に対向するリング状の支持面５７ａを有しており、周方向で隣り合う係合部６２…間でこの支持面５７ａには、半径方向外方に向けて該係合部６２…の突出方向とは逆の方向に傾斜する傾斜部が設けられ、前記係合部６２…は、前記支持面５７ａの外周から半径方向内方に間隔をあけた位置で第１速用被動歯車３２側に向けて突出するようにして前記支持面５７ａに設けられる。

而して、突状の係合部６２…の周方向両側に設けられる係合面（図示せず）および前記支持面５７ａ間に設けられるフィレット部６３…は、第２ドッグクラッチＣ２での突状の係合部５３…，５４…の周方向両側に設けられる係合面および支持面３７ａ，４５ａ間に設けられるフィレット部５５…，５６…と同様にして、前記支持面５７ａの傾斜により該支持面５７ａと係合面の基端との軸方向距離が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるのに伴って、横断面の曲率半径が前記支持面５７ａの半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成される。

また前記突状の係合部６２…を係合させる係合部６１…は、第１速用被動歯車３２の周方向に間隔をあけた位置に配置される貫通孔として、第１速用被動歯車３２に設けられる。

第４ドッグクラッチＣ４は第１ドッグクラッチＣ１と同様に構成され、第５ドッグクラッチＣ５は第３ドッグクラッチＣ３と同様に構成されており、第４および第５ドッグクラッチＣ４，Ｃ５についての詳細な説明は省略する。

次にこの第１実施例の作用について説明すると、第１〜第３ドッグクラッチＣ１〜Ｃ３では、軸方向位置を一定として配置される第１回転体である第５速用駆動歯車３９、第４速用駆動歯車３７および第１速用被動歯車３２と、第１回転体に対して近接、離反可能である第２回転体としての第１および第２シフタ４１，４２とが同軸に対向して配置され、第５速用駆動歯車３９および第１シフタ４１、第４速用駆動歯車３７および第１シフタ４１、ならびに第１速用被動歯車３２および第２シフタ４２には、相互に係合する係合部４７…，４８…；５３…，５４…；６１…，６２…が複数ずつ設けられており、係合部４７…，４８…；５３…，５４…；６１…，６２…のうち少なくとも一方４８…，５３…，５４…，６２…が、支持面４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａから突出する突状の係合部として形成されるのであるが、突状の係合部４８…，５３…，５４…，６２…の周方向両側に設けられる係合面６０…と、前記支持面４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａとの間には、メインシャフト１２またはカウンタシャフト１３の回転軸線に直交する平面上に設定される該係合面６０…の基端６０ａ…に滑らかに連なるようにしてフィレット部４９…，５５…，５６…，６３…が設けられ、それらのフィレット部４９…，５５…，５６…，６３…の横断面の曲率半径は、前記支持面４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａの傾斜により該支持面４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａと前記係合面６０…の基端６０ａ…との軸方向距離が徐々に大きくなるのに伴って、支持面４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａの半径方向外方または内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。

このような第１〜第３ドッグクラッチＣ１〜Ｃ３の構成によれば、係合部４７…，４８…；５３…，５４…；６１…，６２…同士の係合面積が小さくならないように、しかも突状の係合部４８…，５３…，５４…，６２…が設けられる回転体である第１シフタ４１、第４速用駆動歯車３７および第２シフタ４２の大型化を回避し得るようにしつつ、フィレット部４９…，５５…，５６…，６３…が、支持面４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａの半径方向での曲率半径を徐々に大きくなるように変化させて応力集中を緩和することができ、また第１シフタ４１、第４速用駆動歯車３７および第２シフタ４２の軽量化を図ることができる。

また第１シフタ４１にメインシャフト１２がスプライン嵌合され、前記フィレット部４９…の横断面の曲率半径が、支持面４４ａの半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるので、突状の係合部４８…が設けられる第１シフタ４１およびメインシャフト１２間での動力伝達によって支持面４４ａの半径方向に沿う内方側でフィレット部４９…の応力集中が大きくなるのに対応して、フィレット部４９…の前記半径方向内方側の曲率半径を漸次大きくすることによって、応力集中を効果的に緩和することができる。

しかも前記フィレット部４９…の一部が、前記突状の係合部４８…よりも前記支持面４４ａの半径方向に沿う内方に配置されるので、突状の係合部４８…を大きくすることなく、フィレット部４９…の前記半径方向内方側の曲率半径をより大きくすることが可能であり、応力集中をより一層効果的に緩和することができる。

また第２および第３ドッグクラッチＣ２，Ｃ３では、突状の係合部５３…，５４…，６２…が、支持面３７ａ，４５ａ，５７ａの外周よりも半径方向内方に間隔をあけた位置で前記支持面３７ａ，４５ａ，５７ａに設けられるので、前記半径方向に沿って突状の係合部５３…，５４…，６２…よりも外側の剛性が高くなるのであるが、前記フィレット部５５…，５６…，６３…の横断面の曲率半径が、前記支持面３７ａ，４５ａ，５７ａの半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるので、突状の係合部５３…，５４…，６２…の外側の応力集中を緩和することができる。

さらに第１ドッグクラッチＣ１において、第５速用駆動歯車３９には、第１シフタ４１に設けられている突状の係合部４８…を係合せしめる係合部４７…が設けられるのであるが、それらの係合部４７…は、半径方向外方に向かうにつれて前記突状の係合部４８…が設けられる第１シフタ４１から離反するように傾斜して第５速用駆動歯車３９に設けられたテーパ状の支持部５２の周方向複数個所に第１シフタ４１と対向して設けられるものであり、突状ではない係合部４７…および支持部５２間のフィレット部の曲率半径を大きく設定するようにし、突状ではない係合部４７…の応力集中を簡易な構成で緩和することができる。

図５は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

第５速用歯車列Ｇ５′の一部を構成してメインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承される第５速用駆動歯車３９′と、第４速用歯車列Ｇ４′の一部を構成してメインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承される第４速用駆動歯車３７′との間で前記メインシャフト１２には、シフタ６５が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第５速用歯車列Ｇ３′の一部を構成する第３速用駆動歯車３５′がシフタ６５の外周に一体に形成される。

軸方向位置を一定とした第１回転体である第５速用駆動歯車３９′と、第５速用駆動歯車３９′に近接、離反することを可能として第５速用駆動歯車３９′に同軸に対向配置される第２回転体としてのシフタ６５との間には第１ドッグクラッチＣ１′が設けられ、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第４速用駆動歯車３７′と、第４速用駆動歯車３７′に近接、離反することを可能として第４速用駆動歯車３７′に同軸に対向配置される第２回転体としてのシフタ６５との間には第２ドッグクラッチＣ２′が設けられる。

第１ドッグクラッチＣ１′での第２回転体であるシフタ６５には、回転軸であるメインシャフト１２が相対回転不能かつ軸方向相対移動に嵌合されるものであり、シフタ６５は第５速用駆動歯車３９′側に配置される第１リング部６６と、第４速用駆動歯車３７′側の第２リング部６７とを一体に有し、第１および第２リング部６６，６７間には、図示しないシフトフォークを係合するための環状凹部６８が形成される。

第５速用駆動歯車３９′およびシフタ６５の対向面には、シフタ６５の第５速用駆動歯車３９′への近接時に相互に係合する係合部６９…，７０…が複数ずつ設けられ、両係合部６９…，７０…の少なくとも一方、この実施例ではシフタ６５側の係合部７０…は突状に形成される。すなわちシフタ６５の第１リング部６６は、第５速用駆動歯車３９′に対向するリング状の支持面６６ａと、その支持面６６ａの外周から半径方向内方に間隔をあけた位置で該支持面６６ａに連なって第５速用駆動歯車３９′側に突出する円筒状の支持筒部６６ｂとを有しており、前記係合部７０…は、前記支持面６６ａの外周にほぼ面一に連なるとともに前記支持筒部６６ｂの外周に連なるようにして第１リング部６６から第５速用駆動歯車３９′側に向けて突出する。また、周方向で隣り合う係合部７０…間でこの支持面６６ａには、半径方向内方に向けて該係合部７０…の突出方向とは逆の方向に傾斜する傾斜部が設けられる。

突状の前記係合部７０…の周方向両側に設けられる係合面および前記支持面６６ａ間にはフィレット部７１…がそれぞれ設けられており、それらのフィレット部７１…の横断面の曲率半径は、前記支持面６６ａの傾斜により該支持面６６ａと前記係合面の基端との軸方向距離が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるのに伴って、前記支持面６６ａの半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成される。

一方、第５速用駆動歯車３９′は、メインシャフト１２に相対回転自在に支承される円筒状の内筒部７２と、内筒部７２を同軸に囲繞するとともに外周に複数の歯が刻設される外筒部７３と、内筒部７２および外筒部７３間を連結する支持部７４とを有し、支持部７４は、半径方向外方に向かうにつれて前記シフタ６５から離反するように傾斜したテーパ状に形成され、前記突状の係合部７０…を係合させる係合部６９…が、シフタ６５との対向面の周方向複数個所に設けられる。

第２ドッグクラッチＣ２′における第４速用駆動歯車３７′およびシフタ６５の対向面には、シフタ６５の第４速用駆動歯車３７′への近接に応じて相互に係合する係合部７６…，７７…が設けられ、両係合部７６…，７７…の少なくとも一方、この実施例では係合部７７…は突状に形成される。すなわち外周に第３速用駆動歯車３５′が一体に設けられるシフタ６５の第２リング部６７は、第４速用駆動歯車３７′に対向するリング状の支持面６７ａと、その支持面６７ａの外周から半径方向内方に間隔をあけた位置で該支持面６７ａに連なって第４速用駆動歯車３７′側に突出する円筒状の支持筒部６７ｂとを有しており、前記係合部７７…は、第３速用駆動歯車３５′よりも内方で前記支持面６７ａに連なるとともに前記支持筒部６７ｂの外周に連なるようにして第２リング部６７から第４速用駆動歯車３７′側に向けて突出する。また、周方向で隣り合う係合部７７…間でこの支持面６７ａには、半径方向外方に向けて該係合部７７…の突出方向とは逆の方向に傾斜する傾斜部が設けられる。

而して突状の前記係合部７７…の周方向両側に設けられる係合面および前記支持面６７ａ間にはフィレット部７８…が設けられており、フィレット部７８…の横断面の曲率半径は、前記支持面６７ａの傾斜により該支持面６７ａと係合面の基端との軸方向距離が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるのに伴って、前記支持面６７ａの半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成される。

第４速用駆動歯車３７′のシフタ６５側の面には、円筒状の支持筒部７８が一体に突設されており、シフタ６５が備える突状の前記係合部７７…を係合させ得る係合部７６…が、前記支持筒部７８の内周に連なるようにして第４速用駆動歯車３７′のシフタ６５側の面からシフタ６５側に突出される。

この第２実施例によれば、第１および第２ドッグクラッチＣ１′，Ｃ２′では、軸方向位置を一定として配置される第１回転体である第５速用駆動歯車３９′および第４速用駆動歯車３７′と、第１回転体に対して近接、離反可能である第２回転体としてのシフタ６５とが同軸に対向して配置され、第５速用駆動歯車３９′およびシフタ６５、ならびに第４速用駆動歯車３７′およびシフタ６５には、相互に係合する係合部６９…，７０…；７６…，７７…が複数ずつ設けられており、係合部６９…，７０…；７６…，７７…のうち少なくとも一方７０…，７７…が、支持面６６ａ，６７ａから突出する突状の係合部として形成されるのであるが、これら係合部７０…，７７…の周方向両側の係合面と、前記支持面６６ａ；６７ａとの間に設けられるフィレット部７１…，７８…の曲率半径が、前記支持面６６ａ，６７ａの傾斜により該支持面６６ａ，６７ａと前記係合面の基端との軸方向距離が徐々に大きくなるのに伴って、支持面６６ａ，６７ａの半径方向外方または内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように形成されている。

このような第１および第２ドッグクラッチＣ１′，Ｃ２′の構成によれば、係合部６９…，７０…；７６…，７７…同士の係合面積が小さくならないように、しかも突状の係合部７０…，７７…が設けられる回転体であるシフタ６５の大型化を回避し得るようにしつつ、フィレット部７１…，７８…が、支持面６６ａ，６７の半径方向での曲率半径を徐々に大きくなるように変化させて応力集中を緩和することができ、シフタ６５の軽量化を図ることができる。

またシフタ６５にメインシャフト１２がスプライン嵌合され、前記フィレット部７１…の横断面の曲率半径が支持面６６ａの半径方向内方に向かうにつれて漸次大きくなるので、突状の係合部７０…が設けられるシフタ６５およびメインシャフト１２間での動力伝達によって支持面６６ａの半径方向に沿う内方側でフィレット部７１…の応力集中が大きくなるのに対応して、フィレット部７１…の前記半径方向内方側の曲率半径を大きくすることによって、応力集中を効果的に緩和することができる。

また第２ドッグクラッチＣ２′では、突状の係合部７７…が、支持面６７ａの外周よりも半径方向内方に間隔をあけた位置で前記支持面６７ａに設けられるので、前記半径方向に沿って突状の係合部７７…よりも外側の剛性が高くなるのであるが、前記フィレット部７８…の横断面の曲率半径が、前記支持面６７ａの半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるので、突状の係合部７７…の外側の応力集中を緩和することができる。

さらに第１ドッグクラッチＣ１′において、第５速用駆動歯車３９′には、シフタ６５に設けられている突状の係合部７０…を係合せしめる係合部６９…が設けられるのであるが、それらの係合部６９…は、半径方向外方に向かうにつれて前記突状の係合部７０…が設けられるシフタ６５から離反するように傾斜して第５速用駆動歯車３９′に設けられたテーパ状の支持部７４の周方向複数個所にシフタ６５と対向して設けられるものであり、突状ではない係合部６９…および支持部７４間のフィレット部の曲率半径を大きく設定するようにし、突状ではない係合部６９…の応力集中を簡易な構成で緩和することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

第１実施例の常時噛合式歯車変速機の縦断面図である。 第１シフタを図１の２−２線に沿う方向から見た図である。 図２の３−３線断面図である。 図３の４矢視方向から見た斜視図である。 第２実施例の常時噛合式歯車変速機の一部を示す縦断面図である。

１２・・・回転軸であるメインシャフト
１３・・・回転軸であるカウンタシャフト
３２・・・第１回転体である第１速用被動歯車
３４・・・第１回転体である第２速用被動歯車
３６・・・第１回転体である第３速用被動歯車
３７，３７′・・・第１回転体である第４速用駆動歯車
３７ａ，４４ａ，４５ａ，５７ａ，６６ａ，６７ａ・・・支持面
３９，３９′・・・第１回転体である第５速用駆動歯車
４１・・・第２回転体である第１シフタ
４２・・・第２回転体である第２シフタ
４３・・・第２回転体である第３シフタ
４７，４８，５３，５４，６１，６２，６９，７０，７６，７７・・・係合部
４９，５５，５６，６３，７１，７８・・・フィレット部
５２，７４・・・支持部
６０・・・係合面
６０ａ・・・係合面の基端
６５・・・第２回転体であるシフタ
Ｃ１，Ｃ１′，Ｃ２，Ｃ２′，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５・・・ドッグクラッチ

Claims (5)

1. 軸方向位置を一定として配置される第１回転体（３２，３４，３６，３７，３７′，３９，３９′）と、第１回転体に対する近接、離反を可能とした第２回転体（４１，４２，４３，６５）とが同軸に対向して配置され、第１および第２回転体には、第１回転体への第２回転体の近接時に相互に係合する係合部（４７，４８，５３，５４，６１，６２，６９，７０，７６，７７）が複数ずつ各々周方向に間隔をおいて設けられ、両係合部のうち少なくとも一方が、第１および第２回転体相互の対向面の少なくとも一方に形成されたリング状の支持面（４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａ，６６ａ，６７ａ）から軸方向に突出する突状の係合部（４８，５３，５４，６２，７０，７７）として形成されるドッグクラッチにおいて、
   周方向で隣り合う前記突状の係合部（４８，５３，５４，６２，７０，７７）間で前記支持面（４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａ，６６ａ，６７ａ）は、半径方向一方側に向かって軸方向一方に傾斜した傾斜部を有しており、
   前記突状の係合部（４８，５３，５４，６２，７０，７７）の周方向両側の側面のうち少なくとも一方に形成されて前記回転軸線を含む平面に沿って放射状に延びる平坦な係合面（６０）と、前記支持面（４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａ，６６ａ，６７ａ）との間に、第１および第２回転体の回転軸線に直交する平面上に設定される前記係合面（６０）の基端（６０ａ）に滑らかに連なるようにしてフィレット部（４９，５５，５６，６３，７１，７８）が設けられ、
   前記支持面（４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａ，６６ａ，６７ａ）の前記傾斜により、その支持面（４４ａ，３７ａ，４５ａ，５７ａ，６６ａ，６７ａ）と前記係合面（６０）の前記基端（６０ａ）との軸方向距離が前記半径方向一方側に向かうにつれて徐々に大きくなり、且つ前記フィレット部の横断面の曲率半径が前記半径方向一方側に向かうにつれて徐々に大きくなることを特徴とするドッグクラッチ。
2. 第１および第２回転体のうち前記突状の係合部（４８，７０）が設けられる回転体（４１，４２，６５）に、相対回転を不能とするとともに軸方向相対移動を可能として回転軸（１２，１３）がスプライン嵌合され、前記支持面（４４ａ，６６ａ）の前記傾斜部が、該支持面（４４ａ，６６ａ）と前記係合面（６０）の前記基端（６０ａ）との軸方向距離が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられて、前記フィレット部（４９，７１）の横断面の曲率半径が半径方向内方に向かうにつれて徐々に大きくなることを特徴とする請求項１記載のドッグクラッチ。
3. 前記フィレット部（４９）の一部が、前記突状の係合部（４８）よりも前記支持面（４４ａ）の半径方向に沿う内方に配置されることを特徴とする請求項１または２記載のドッグクラッチ。
4. 前記突状の係合部（５３，５４，６２，６７）が、前記支持面（３７ａ，４５ａ，５７ａ，６７ａ）の外周よりも半径方向内方に間隔をあけた位置で前記支持面（３７ａ，４５ａ，５７ａ，６７ａ）に突設され、前記支持面（３７ａ，４５ａ，５７ａ，６７ａ）の前記傾斜部が、該支持面（３７ａ，４５ａ，５７ａ，６７ａ）と前記係合面（６０）の前記基端（６０ａ）との軸方向距離が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなるように設けられて、前記フィレット部（５５，５６，６２，７８）の横断面の曲率半径が半径方向外方に向かうにつれて徐々に大きくなることを特徴とする請求項１または３記載のドッグクラッチ。
5. 第１および第２回転体のうちの一方の回転体（４１，６５）のみに前記突状の係合部（４８，７０）が設けられると共に、その他方の回転体（３９，３９′）に、半径方向外方に向かうにつれて前記一方の回転体（４１，６５）から離反するように傾斜したテーパ状の支持部（５２，７４）が設けられ、この支持部（５２，７４）の、前記一方の回転体（４１，６５）との対向面に、前記突状の係合部（４８，７０）を係合させる突状ではない前記係合部（４７，６９）が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のドッグクラッチ。

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