JP5061388B2 - ドグクラッチ及び変速機 - Google Patents

Description

本発明は、変速機のドグクラッチに関し、特に、自動二輪車の変速機のミッションギヤとシフタギヤ間に設けられるドグクラッチに関する。

従来のドグクラッチとしては、回転軸上に隣接して設けられた２つのギヤの対向端面の一方に、角型または丸型の係合凸部（雄ダボともいう）を設けると共に、他方に係合凸部に噛み合う係合凹部（雌ダボともいう）を設け、ギヤを軸方向に相対移動して、係合凸部と係合凹部を噛み合わせることで、ギヤ間でトルクを伝達するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特公昭６１−０２２１７６号公報

ところで、上記特許文献１に記載のドグクラッチでは、係合凸部と係合凹部の係合により回転駆動力を伝達するため、係合凸部に高い剛性が必要であり、軽量化が困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、係合凸部の剛性を十分に確保しつつ、軽量化を図ることができるドグクラッチを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、同一軸線上に隣接して設けられる２つの回転部材のフランジ部の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部と係合凹部を周方向に略等間隔にそれぞれ設け、２つの回転部材の軸方向の相対移動により係合凸部と係合凹部を係脱させて、２つの回転部材間での回転駆動力の伝達を断接するドグクラッチにおいて、係合凸部と係合凹部が、軸方向から見て、内周側の幅より外周側の幅の方が長い略台形状に形成され、係合凸部には、係合凸部の突出端面と外周面とに開口する肉抜き凹部が形成され、軸方向から見て、肉抜き凹部の内周輪郭が、係合凸部の突出端面の外周輪郭と略相似形をなし、突出端面からの肉抜き凹部の深さが、外周面に近付くほど増加し、外周面の側から見て、肉抜き凹部の内側の境界には、アール部が形成されており、肉抜き凹部の突出端面からの最大深さが、係合凸部のフランジ部からの突出高さよりも小さく設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、フランジ部の軸方向の肉厚が、内周側から外周側に行くほど大きくなるように傾斜面が形成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、メイン軸の回転駆動力をカウンタ軸に伝達する歯車列を備えた変速機であって、メイン軸には、メイン軸に対して軸方向移動及び相対回転が不能な二つの歯車Ｍ１、Ｍ２と、メイン軸に対して軸方向移動が可能で相対回転が不能な二つの歯車Ｍ３、Ｍ４と、メイン軸に対して軸方向移動が不能で相対回転が可能な二つの歯車Ｍ５、Ｍ６とが装着され、カウンタ軸には、歯車Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に噛合するとともに、カウンタ軸に対して軸方向移動が不能で相対回転が可能な従動歯車Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と、歯車Ｍ５、Ｍ６に噛合するとともに、カウンタ軸に対して軸方向移動が可能で相対回転が不能な従動歯車Ｃ５、Ｃ６とが装着され、Ｃ１とＣ５との間、Ｃ４とＣ５との間、Ｃ３とＣ６との間、Ｃ２とＣ６との間、Ｍ４とＭ５との間、及び、Ｍ３とＭ６との間、にそれぞれドグクラッチを備え、伝達する回転駆動力が比較的小さいＣ４とＣ５との間、Ｃ３とＣ６との間、Ｍ４とＭ５との間、及び、Ｍ３とＭ６との間のドグクラッチは、係合凸部に肉抜き凹部が形成された請求項１に記載の構成を有し、伝達する回転駆動力が比較的大きいＣ１とＣ５との間、及び、Ｃ２とＣ６との間のドグクラッチは、係合凸部に肉抜き凹部を有しないことを特徴する。

請求項１に記載のドグクラッチによれば、係合凸部と係合凹部が、軸方向から見て、内周側の幅より外周側の幅の方が長い略台形状に形成され、係合凸部に、係合凸部の突出端面と外周面とに開口する肉抜き凹部が形成されるため、係合凸部の剛性を十分に確保しつつ、ドグクラッチの軽量化を図ることができる。また、係合凸部の外周側に肉抜き凹部を形成するので、慣性マスを低減することができる。また、肉抜き凹部の開放面を、係合凸部の突出端面と外周面の２面に設けるので、肉抜き凹部の加工が容易になり、ドグクラッチの生産性を向上することができる。また、係合凸部の突出端面からの肉抜き凹部の深さが、係合凸部のフランジ部からの突出高さよりも小さく設定されるため、係合凸部の強度及び剛性を十分に確保することができる。

請求項２に記載のドグクラッチによれば、フランジ部の軸方向の肉厚が、内周側から外周側に行くほど大きくなるように傾斜面が形成されるため、係合凸部の基端部の強度及び剛性を十分に確保することができる。

請求項３に記載の変速機は、伝達する回転駆動力が比較的小さい箇所のドグクラッチを係合凸部に肉抜き凹部が形成された請求項１に記載の構成としているため、軽量化を図ることができる。

以下、本発明に係るドグクラッチの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本実施形態のドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ６が搭載される変速機ＴＭについて説明する。この変速機ＴＭは、図１に示すように、クランクケース１に玉軸受４ａ，４ｂを介して回転可能に支持されるメイン軸２と、メイン軸２と平行に配置され、クランクケース１に玉軸受４ｃ，４ｄを介して回転可能に支持されるカウンタ軸３と、メイン軸２とカウンタ軸３との間に配設され、メイン軸２の回転駆動力をカウンタ軸３に伝達する第１速〜第６速用歯車列Ｇ１〜Ｇ６と、を備える。

第１速用歯車列Ｇ１は、メイン軸２に一体に設けられる第１速用駆動歯車Ｍ１と、カウンタ軸３に軸方向移動不能且つ相対回転可能に支承されて第１速用駆動歯車Ｍ１に噛合する第１速用従動歯車Ｃ１と、を有する。

第２速用歯車列Ｇ２は、メイン軸２に軸方向移動不能且つ相対回転不能に支承される第２速用駆動歯車Ｍ２と、カウンタ軸３に軸方向移動不能且つ相対回転可能に支承されて第２速用駆動歯車Ｍ２に噛合する第２速用従動歯車Ｃ２と、を有する。

第３速用歯車列Ｇ３は、メイン軸２に軸方向移動可能且つ相対回転不能に支承される第３速用駆動歯車Ｍ３と、カウンタ軸３に軸方向移動不能且つ相対回転可能に支承されて第３速用駆動歯車Ｍ３に噛合する第３速用従動歯車Ｃ３と、を有する。

第４速用歯車列Ｇ４は、第３速用駆動歯車Ｍ３に一体に設けられてメイン軸２に軸方向移動可能且つ相対回転不能に支承される第４速用駆動歯車Ｍ４と、カウンタ軸３に軸方向移動不能且つ相対回転可能に支承されて第４速用駆動歯車Ｍ４に噛合する第４速用従動歯車Ｃ４と、を有する。

第５速用歯車列Ｇ５は、メイン軸２に軸方向移動不能且つ相対回転可能に支承される第５速用駆動歯車Ｍ５と、カウンタ軸３に軸方向移動可能且つ相対回転不能に支承されて第５速用駆動歯車Ｍ５に噛合する第５速用従動歯車Ｃ５と、を有する。

第６速用歯車列Ｇ６は、メイン軸２に軸方向移動不能且つ相対回転可能に支承される第６速用駆動歯車Ｍ６と、カウンタ軸３に軸方向移動可能且つ相対回転不能に支承されて第６速用駆動歯車Ｍ６に噛合する第６速用従動歯車Ｃ６と、を有する。

第１ドグクラッチＤＣ１は、シフタギヤである第５速用従動歯車Ｃ５と第１速用従動歯車Ｃ１との間に設けられ、第５速用従動歯車Ｃ５及び第１速用従動歯車Ｃ１のフランジ部１０の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部２１と係合凹部２２が周方向に略等間隔にそれぞれ形成される。

第２ドグクラッチＤＣ２は、シフタギヤである第５速用従動歯車Ｃ５と第４速用従動歯車Ｃ４との間に設けられ、第５速用従動歯車Ｃ５及び第４速用従動歯車Ｃ４のフランジ部１０の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部２３と係合凹部２４が周方向に略等間隔にそれぞれ形成される。

第３ドグクラッチＤＣ３は、シフタギヤである第６速用従動歯車Ｃ６と第３速用従動歯車Ｃ３との間に設けられ、第６速用従動歯車Ｃ６及び第３速用従動歯車Ｃ３のフランジ部１０の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部２３と係合凹部２４が周方向に略等間隔にそれぞれ形成される。

第４ドグクラッチＤＣ４は、シフタギヤである第６速用従動歯車Ｃ６と第２速用従動歯車Ｃ２との間に設けられ、第６速用従動歯車Ｃ６及び第２速用従動歯車Ｃ２のフランジ部１０の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部２１と係合凹部２２が周方向に略等間隔にそれぞれ形成される。

第５ドグクラッチＤＣ５は、シフタギヤである第４速用駆動歯車Ｍ４と第５速用駆動歯車Ｍ５との間に設けられ、第４速用駆動歯車Ｍ４及び第５速用駆動歯車Ｍ５のフランジ部１０の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部２３と係合凹部２４が周方向に略等間隔にそれぞれ形成される。

第６ドグクラッチＤＣ６は、シフタギヤである第３速用駆動歯車Ｍ３と第６速用駆動歯車Ｍ６との間に設けられ、第３速用駆動歯車Ｍ３及び第６速用駆動歯車Ｍ６のフランジ部１０の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部２３と係合凹部２４が周方向に略等間隔にそれぞれ形成される。

また、シフタギヤである第５速用従動歯車Ｃ５、第６速用従動歯車Ｃ６、及び一体形成される第３，第４速用駆動歯車Ｍ３，Ｍ４は、第１〜第３シフトフォーク５ａ〜５ｃで回動可能に保持されており、これら第１〜第３シフトフォーク５ａ〜５ｃがシフトドラム６により軸方向に駆動されることによって、軸方向にスライド移動される。そして、例えば、第５速用従動歯車Ｃ５の場合は、第１シフトフォーク５ａにより軸方向にスライド移動されて、第５速用従動歯車Ｃ５の係合凸部２１と第１速用従動歯車Ｃ１の係合凹部２２が係合する状態、第５速用従動歯車Ｃ５の係合凸部２３と第４速用従動歯車Ｃ４の係合凹部２４が係合する状態、及び第５速用従動歯車Ｃ５の係合凸部２１，２３がいずれにも係合しない中立状態の切り換えが可能となる。

以下、第１，第２ドグクラッチＤＣ１，ＤＣ２のシフタギヤである第５速用従動歯車Ｃ５を一例に挙げて説明すると、第５速用従動歯車Ｃ５は、図２に示すように、フランジ部１０と、フランジ部１０の外周部に形成されるギヤ歯１１と、フランジ部１０の外周部に形成され、第１シフトフォーク５ａが係合する凹部１２と、フランジ部１０の内周部に形成されるスプライン１３と、を備える。また、フランジ部１０の一端面（図２の右端面）には、ドグクラッチＤＣ１を構成し、第１速用従動歯車Ｃ１の係合凹部２２と係合する係合凸部２１が形成される。また、フランジ部１０の他端面（図２の左端面）には、ドグクラッチＤＣ２を構成し、第４速用従動歯車Ｃ４の係合凹部２４と係合する係合凸部２３が形成される。

また、係合凸部２１及び係合凸部２３は、軸方向から見て、内周側の幅Ｂ１より外周側の幅Ｂ２の方が長い略台形状に形成され、円周方向に略等間隔（７２°間隔）に５個形成される。

そして、本実施形態では、図３及び図４に示すように、係合凸部２３に、係合凸部２３の突出端面２３ａと外周面２３ｂとに開口する肉抜き凹部１４が形成される。また、軸方向から見て、係合凸部２３の外周輪郭と肉抜き凹部１４の内周輪郭は、略相似形をなしている。

また、本実施形態では、係合凸部２３の係合凹部２４と回転方向に係合する係合面２３ｃの基端部と、係合面２３ｃの基端部に連続するフランジ部１０の表面との境界には、応力集中を緩和するためのアール部（Ｒ部）１５が形成される。このアール部１５の曲率半径は、内周側から外周側に行くほど小さく設定される。また、係合凸部２３の内周面２３ｄの基端部とフランジ部１０の表面との境界にはアール部１６が形成される。

また、本実施形態では、フランジ部１０の肉厚は、内周側から外周側に行くほど大きくなるように設定されており、この内周側から外周側に向かって変化する肉厚により傾斜面１０ａが形成される。即ち、図３に示すように、フランジ部１０の内周側の肉厚ｔ１より外周側の肉厚ｔ２の方が大きく設定される。

また、本実施形態では、図４に示すように、係合凸部２３の突出端面２３ａからの肉抜き凹部１４の深さＨ１が、係合凸部２３のフランジ部１０からの突出高さＨ２よりも小さく設定される。また、肉抜き凹部１４の内側の境界にも、適宜な曲率半径のアール部１７が形成される。

また、本実施形態では、上記した肉抜き凹部１４は、伝達する回転駆動力が比較的小さい第３〜第６速用歯車列Ｇ３〜Ｇ６を断接させる第２，第３，第５，第６ドグクラッチＤＣ２，ＤＣ３，ＤＣ５，ＤＣ６を構成する係合凸部２３に形成される。また、伝達する回転駆動力が比較的大きい第１，第２速用歯車列Ｇ１，Ｇ２を断接させる第１，第４ドグクラッチＤＣ１，ＤＣ４を構成する係合凸部２１には形成されない。

さらに、本実施形態では、上記した内周側から外周側に行くほど曲率半径が小さく設定されるアール部１５、アール部１６、及び内周側から外周側に行くほど肉厚が大きく設定されるフランジ部１０は、全てのドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ６のシフタギヤである第５速用従動歯車Ｃ５、第６速用従動歯車Ｃ６、第３速用駆動歯車Ｍ３、及び第４速用駆動歯車Ｍ４に適用される。

以上説明したように、本実施形態のドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ６によれば、係合凸部２３と係合凹部２４が、軸方向から見て、内周側の幅Ｂ１より外周側の幅Ｂ２の方が長い略台形状に形成され、係合凸部２３に、係合凸部２３の突出端面２３ａと外周面２３ｂとに開口する肉抜き凹部１４が形成されるため、係合凸部２３の剛性を十分に確保しつつ、軽量化を図ることができる。また、係合凸部２３の外周側に肉抜き凹部１４を形成するので、慣性マスを低減することができる。また、肉抜き凹部１４の開放面を、係合凸部２３の突出端面２３ａと外周面２３ｂの２面に設けるので、肉抜き凹部１４の加工が容易になり、生産性を向上することができる。

また、本実施形態のドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ６によれば、フランジ部１０の軸方向の肉厚が、内周側から外周側に行くほど大きくなるように傾斜面１０ａが形成されるため、係合凸部２３の基端部の強度及び剛性を十分に確保することができる。なお、係合凸部２３の基端部と、基端部に連続するフランジ部１０の表面との境界にアール部１５，１６が設けられ、係合凹部２４と回転方向に係合する係合面２３ｃ側のアール部１５の曲率半径が、内周側から外周側に行くほど小さく設定されるため、係合凸部２３の基端部と内周側から外周側に行くほど肉厚が大きくなるフランジ部１０の表面とが滑らかに連続するので、係合凸部２３の基端部の強度及び剛性を向上することができる。

また、本実施形態のドグクラッチＤＣ１〜ＤＣ６によれば、係合凸部２３の突出端面２３ａからの肉抜き凹部１４の深さＨ１が、係合凸部２３のフランジ部１０からの突出高さＨ２よりも小さく設定されるため、係合凸部２３の強度及び剛性を十分に確保することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、係合凸部及び係合凹部が５個のドグクラッチに本発明を適用した場合を例示したが、係合凸部及び係合凹部の個数に限定はない。

本発明に係るドグクラッチの一実施形態が搭載された変速機を説明するための断面図である。 図１に示す第５速用従動歯車を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 ドグクラッチの係合凸部を内周側から見た拡大斜視図である。 ドグクラッチの係合凸部を外周側から見た側面図である。

符号の説明

ＤＣ１ 第１ドグクラッチ
ＤＣ２ 第２ドグクラッチ
Ｃ１ 第１速用従動歯車（回転部材）
Ｃ４ 第４速用従動歯車（回転部材）
Ｃ５ 第５速用従動歯車（シフタギヤ、回転部材）
１０ フランジ部
１０ａ 傾斜面
１１ ギヤ歯
１２ 凹部
１３ スプライン
１４ 肉抜き凹部
２１ 係合凸部
２２ 係合凹部
２３ 係合凸部
２３ａ 突出端面
２３ｂ 外周面
２３ｃ 係合面
２３ｄ 内周面
２４ 係合凹部
Ｂ１ 係合凸部の内周側の幅
Ｂ２ 係合凸部の外周側の幅
Ｈ１ 肉抜き凹部の深さ
Ｈ２ 係合凸部の突出高さ

Claims (3)

1. 同一軸線上に隣接して設けられる２つの回転部材のフランジ部の対向端面の一方と他方に、互いに係合可能な複数の係合凸部と係合凹部を周方向に略等間隔にそれぞれ設け、
   前記２つの回転部材の軸方向の相対移動により前記係合凸部と前記係合凹部を係脱させて、前記２つの回転部材間での回転駆動力の伝達を断接するドグクラッチにおいて、
   前記係合凸部と前記係合凹部が、軸方向から見て、内周側の幅より外周側の幅の方が長い略台形状に形成され、
   前記係合凸部には、前記係合凸部の突出端面と外周面とに開口する肉抜き凹部が形成され、
   軸方向から見て、前記肉抜き凹部の内周輪郭が、前記係合凸部の突出端面の外周輪郭と略相似形をなし、
   前記突出端面からの前記肉抜き凹部の深さが、外周面に近付くほど増加し、外周面の側から見て、前記肉抜き凹部の内側の境界には、アール部が形成されており、
   前記肉抜き凹部の前記突出端面からの最大深さが、前記係合凸部の前記フランジ部からの突出高さよりも小さく設定されていることを特徴とするドグクラッチ。
2. 前記フランジ部の軸方向の肉厚が、内周側から外周側に行くほど大きくなるように傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１に記載のドグクラッチ。
3. メイン軸の回転駆動力をカウンタ軸に伝達する歯車列を備えた変速機であって、
   前記メイン軸には、前記メイン軸に対して軸方向移動及び相対回転が不能な二つの歯車Ｍ１、Ｍ２と、前記メイン軸に対して軸方向移動が可能で相対回転が不能な二つの歯車Ｍ３、Ｍ４と、前記メイン軸に対して軸方向移動が不能で相対回転が可能な二つの歯車Ｍ５、Ｍ６とが装着され、前記カウンタ軸には、前記歯車Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４に噛合するとともに、前記カウンタ軸に対して軸方向移動が不能で相対回転が可能な従動歯車Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と、前記歯車Ｍ５、Ｍ６に噛合するとともに、前記カウンタ軸に対して軸方向移動が可能で相対回転が不能な従動歯車Ｃ５、Ｃ６とが装着され、前記Ｃ１と前記Ｃ５との間、前記Ｃ４と前記Ｃ５との間、前記Ｃ３と前記Ｃ６との間、前記Ｃ２と前記Ｃ６との間、前記Ｍ４と前記Ｍ５との間、及び、前記Ｍ３と前記Ｍ６との間、にそれぞれドグクラッチを備え、
   伝達する回転駆動力が比較的小さい前記Ｃ４と前記Ｃ５との間、前記Ｃ３と前記Ｃ６との間、前記Ｍ４と前記Ｍ５との間、及び、前記Ｍ３と前記Ｍ６との間のドグクラッチは、係合凸部に肉抜き凹部が形成された請求項１に記載の構成を有し、
   伝達する回転駆動力が比較的大きい前記Ｃ１と前記Ｃ５との間、及び、前記Ｃ２と前記Ｃ６との間のドグクラッチは、前記係合凸部に肉抜き凹部を有しないことを特徴する変速機。

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