JPH0650397A - 変速伝動構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外周面にスプライン部を備えた伝動軸にシフ
トギヤをスライド操作自在に外嵌し、このシフトギヤを
スライド操作して、別位置にある所望の変速ギヤのギヤ
歯にシフトギヤのギヤ歯を咬合させて、変速操作するよ
うに構成してある変速伝動構造において、伝動中におけ
るシフトギヤの伝動軸に沿った移動によって、シフトギ
ヤが変速ギヤから抜けることを防止する。 【構成】 シフトギヤ５が変速ギヤ８に咬合する伝動位
置Ａ３の側部の伝動軸１のスプライン部位で、且つ、シ
フトギヤ５の内面のスプライン部における軸芯方向での
角部５ｂの外側に、溝部９を設ける。これにより、図１
に示す状態からシフトギヤ５が左右に移動しても、シフ
トギヤ５の角部５ｂが溝部９の角部に接触して、シフト
ギヤ５が図１の位置に保持されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行用や作業用等の各
種の伝動系において、シフトギヤをスライド操作して変
速操作を行う変速伝動構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のようにシフトギヤをスライド操作
して変速操作を行う変速伝動構造の一例が、実開平４−
５０５８０号公報に開示されている。この構造では前記
公報の第２図に示すように、外周面にスプライン部を備
えた伝動軸（前記公報の第２図中の１１）に、シフトギ
ヤ（前記公報の第２図中の１４）をスライド操作自在、
且つ、一体回転自在に外嵌して、このシフトギヤをスラ
イド操作し、別位置にある所望の変速ギヤ（前記公報の
第２図中の１２，１７，１８）に咬合させることによ
り、伝動軸（前記公報の第２図中の１１）に伝達されて
くる走行用の動力をシフトギヤにより３段に変速して、
このシフトギヤから下手側の伝動軸（前記公報の第２図
中の１５）に伝達している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の構造は、コンス
タントメッシュ型式やシンクロメッシュ型式等のような
型式ではなく、シフトギヤのギヤ歯を変速ギヤのギヤ歯
に直接咬合させる型式となっている。従って、シフトギ
ヤと伝動軸のスプライン嵌合部分でのガタや、シフトギ
ヤと変速ギヤとの咬合部分でのガタ等により、伝動軸の
軸芯方向に沿うスラスト力がシフトギヤに対して発生し
易い。これにより、シフトギヤの伝動トルクが特に大き
くなった場合に、前述のスラスト力も大きくなってシフ
トギヤが伝動軸に沿って自然に移動し、変速ギヤから抜
けてしまうような事態を招くおそれがある。

【０００４】そこで、例えば図８に示すようにシフトギ
ヤ５を伝動軸１に沿って変速範囲Ｄでスライド操作し
て、シフトギヤ５を変速ギヤ６，７，８に咬合させる場
合において、伝動軸１のスプライン部に複数本の環状の
溝１０を設ける。そして、図８に示すシフトギヤ５の位
置において、シフトギヤ５の内面で溝１０が覆われて溝
１０が外方に露出しないように、この溝１０の位置を設
定することが考えられている。これにより、溝１０の角
部がシフトギヤ５の内面のスプライン部に当て付けられ
抵抗が与えられて、図８に示す位置からのシフトギヤ５
の自然な移動を防止するのである。しかし、この図８の
構造においても大きなスラスト力がシフトギヤ５に発生
すると、シフトギヤ５が移動して変速ギヤ８から抜けて
しまうおそれがあった。本発明は、各部のガタ等による
スラスト力で、シフトギヤが変速ギヤから抜けてしまう
ような事態を防止することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、外周面
にスプライン部を備えた伝動軸に、シフトギヤをスライ
ド操作自在、且つ、一体回転自在に外嵌して、シフトギ
ヤをスライド操作し、別位置にある所望の変速ギヤに咬
合させて変速操作するように構成してある変速伝動構造
において、次のように構成することにある。 〔１〕シフトギヤが変速ギヤに咬合する伝動位置の一側
部側の伝動軸のスプライン部位で、且つ、シフトギヤの
内面のスプライン部における軸芯方向での一方の角部の
外側に、溝部を設けてある。 〔２〕前項〔１〕の構成において、伝動軸の溝部におけ
るシフトギヤ側のスプライン部の角部を、伝動位置にあ
るシフトギヤ内面の内方側に入り込ませてある。

【０００６】

【作用】

〔Ｉ〕前項〔１〕のように構成すると例えば図１に示す
ように、シフトギヤ５を伝動位置Ａ３に操作している状
態において、伝動軸１におけるスプライン部４（シフト
ギヤ５側）と、スプライン部３（シフトギヤ５の反対
側）とが、溝部９により分離された状態となる。この状
態においてシフトギヤ５から変速ギヤ８、又は変速ギヤ
８からシフトギヤ５に動力が伝達されると、伝動軸１の
スプライン部４とシフトギヤ５の内面のスプライン部５
ａとの間のガタにより、図２に示すように伝動軸１の軸
芯方向に対して、シフトギヤ５の軸芯方向が少し斜めに
傾む。

【０００７】以上のような状態において、シフトギヤ５
がスラスト力により図２の紙面左方に移動し始めても、
シフトギヤ５の内面のスプライン部５ａの角部５ｂが、
図２及び図３に示すように、伝動軸１のスプライン部３
の角部３ａ（溝部９におけるシフトギヤ５とは反対側の
スプライン部３の角部に相当）に接触するので、両角部
５ｂ，３ａの接当作用により、シフトギヤ５が伝動軸１
に沿って自然に移動するようなことがなくなる。

【０００８】〔ＩＩ〕前項〔２〕のように構成すると、
例えば図６に示すようにシフトギヤ５がスプライン部４
に位置している状態において、伝動トルクがスプライン
部４に掛かると、前述の図２に示す場合と同様に、伝動
軸１のスプライン部４とシフトギヤ５の内面のスプライ
ン部との間のガタにより、伝動軸１の軸芯方向に対して
シフトギヤ５の軸芯方向が少し斜めに傾む。そして、こ
れと同時に、伝動軸１がスプライン部４付近でたわん
で、スプライン部３及びスプライン部４と間に半径方向
に差（図５の差Ｅ及び図７参照）が生じる。従って、シ
フトギヤの傾き及び半径方向の差により、シフトギヤ５
の角部５ｂがさらによくスプライン部３の角部３ａ（溝
部の角部）に接触して、シフトギヤ５の自然な移動がさ
らによく抑えられる。

【０００９】

【発明の効果】請求項１の構成のように、シフトギヤの
スプライン部の角部と伝動軸のスプライン部の角部との
接触作用により、シフトギヤを伝動位置に保持できるよ
うになって、伝動中にシフトギヤが変速ギヤから抜ける
と言うような不具合を未然に防止し、伝動構造の信頼性
を向上させることができた。この場合、伝動軸のスプラ
イン部に溝部を設けるだけでよいので、加工も容易で製
作コストの面でも有利である。

【００１０】請求項２のように構成すれば、シフトギヤ
の傾きに加えてスプライン部に半径方向の差も生じさせ
ることができるので、シフトギヤを伝動位置にさらによ
く保持できるようになり、伝動構造の信頼性をさらに向
上させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はコンバイン等の作業車における走行伝動系
の一部を示しており、エンジン（図示せず）からの走行
用の動力が、伝動ギヤ１１を介して伝動軸１に伝達され
ている。伝動軸１の外周面にはスプライン部２，３，４
が形成されており、この伝動軸１のスプライン部２，
３，４に、シフトギヤ５がスプライン嵌合構造により、
伝動軸１に沿ってスライド操作自在、且つ、伝動軸１と
一体回転自在に外嵌されている。

【００１２】伝動軸１の下手側に変速ギヤ６，７，８が
配置されており、手動操作式の変速レバー（図示せず）
及びシフトフォーク（図示せず）により、シフトギヤ５
を変速ギヤ６，７，８の各々の咬合させる３つの伝動位
置Ａ１，Ａ２，Ａ３にスライド操作するように構成して
いる。これにより、伝動軸１に伝達されてくる走行用の
動力が、シフトギヤ５により高中低の３段に変速操作さ
れて、このシフトギヤ５及び変速ギヤ６，７，８を介し
て、下手側の走行装置（図示せず）に伝達されるのであ
る。そして、図１に示すようにシフトギヤ５を高速の伝
動位置Ａ３に操作している状態において、シフトギヤ５
の内面のスプライン部５ａ（図２参照）の軸芯方向（伝
動軸１の軸芯方向）での左右の角部５ｂの両外側の伝動
軸１の部分に、環状の溝部９を左右一対設けている。

【００１３】図１に示す状態は、シフトギヤ５を高速の
伝動位置Ａ３に操作している状態である。この場合、伝
動軸１におけるスプライン部３とスプライン部４、及
び、スプライン部４とスプライン部２とが、溝部９によ
り略完全に分離された状態となっている。この状態にお
いて、シフトギヤ５から変速ギヤ８に走行用の動力が伝
達されると、伝動軸１のスプライン部４とシフトギヤ５
の内面のスプライン部５ａとの間のガタにより、図２に
示すように伝動軸１の軸芯方向に対して、シフトギヤ５
の軸芯方向が少し斜めに傾む。そして、伝動トルクによ
る捩じり作用により、スプライン部４のみが伝動軸１の
円周方向に沿って弾性変位（変位Ｂ）し、左右のスプラ
イン部２，３はあまり変位しない状態となる。

【００１４】以上のような状態になると図１に示す状態
において、シフトギヤ５がスラスト力により図２に示す
ように紙面左方に移動し始めても、図２及び図３に示す
ようにシフトギヤ５の内面のスプライン部５ａの角部５
ｂが、スプライン部３の角部３ａ（溝部９におけるシフ
トギヤ５とは反対側のスプライン部３の角部に相当）に
接触する。従って、この両角部５ｂ，３ａの接当作用に
より、シフトギヤ５が伝動軸１に沿って伝動位置Ａ３か
ら伝動位置Ａ２に自然に移動するようなことはない。そ
して、前述の手動操作式の変速レバー（図示せず）及び
シフトフォーク（図示せず）により、シフトギヤ５のス
ライド操作が行われた場合には、シフトギヤ５側の角部
５ｂがスプライン部３の角部３ａを乗り越えるので、シ
フトギヤ５のスライド操作による変速操作は支障なく行
われる。

【００１５】逆にシフトギヤ５が中速の伝動位置Ａ２に
位置して、シフトギヤ５が変速ギヤ７に咬合している場
合、シフトギヤ５から変速ギヤ７に走行用の動力が伝達
されると、伝動軸１のスプライン部３とシフトギヤ５の
内面のスプライン部５ａとの間のガタにより、伝動軸１
の軸芯方向に対してシフトギヤ５の軸芯方向が少し斜め
に傾む。そして、伝動トルクによる捩じり作用によりス
プライン部３のみが伝動軸１の円周方向に沿って弾性変
位し、スプライン部４，２はあまり変位しない状態とな
る。

【００１６】以上のような状態になると図２及び図３に
示す場合と同様に、シフトギヤ５がスラスト力によって
伝動位置Ａ２から図１の紙面右方に移動し始めても、シ
フトギヤ５の内面のスプライン部５ａの反対側の角部５
ｂが、スプライン部４の角部（溝部９におけるシフトギ
ヤ５とは反対側のスプライン部４の角部に相当）に接触
するので、この両角部５ｂの接当作用により、シフトギ
ヤ５が伝動軸に沿って伝動位置Ａ２から伝動位置Ａ３に
自然に移動するようなことはない。以上のシフトギヤ５
における伝動位置Ａ２と伝動位置Ａ３との関係は、伝動
位置Ａ１と伝動位置Ａ３との間においても同様に生じ
る。

【００１７】〔第１別実施例〕図４に示すように、伝動
軸１におけるスプライン部４の一方の面４ｂを削ること
により、伝動軸１のスプライン部２，３とスプライン部
４との間に、位相のずれＣを事前に与えておくように構
成してもよい。このように構成すれば伝動トルクがスプ
ライン部４に掛かった場合に、図２に示す変位Ｂよりも
大きな位相のずれが、スプライン部４とスプライン部
２，３との間に発生する。この場合は、シフトギヤ５を
伝動位置Ａ３に操作している状態を特に重要視して、こ
の伝動位置Ａ３からシフトギヤ５が自然に移動しないよ
うにする為の構造となる。

【００１８】〔第２別実施例〕図１の構造において、伝
動軸１におけるスプライン部２，３の外径よりも、スプ
ライン部４の外径を僅かに小に設定して、図５に示すよ
うにスプライン部２，３とスプライン部４において、半
径方向に差Ｅを与えておいてもよい。この図５のように
構成すれば伝動トルクがスプライン部４に掛かった場合
に、図２に示すような変位Ｂによる円周方向での位相の
ずれ、及び半径方向の差Ｅにより、シフトギヤ５の角部
５ｂがさらによくスプライン部３の角部３ａに接触す
る。この場合も図４と同様に、シフトギヤ５を伝動位置
Ａ３に操作している状態を特に重要視して、この伝動位
置Ａ３からシフトギヤ５が自然に移動しないようにする
為の構造となる。

【００１９】〔第３別実施例〕図１の構造において溝部
９の幅を大きくして、図６に示すようにシフトギヤ５を
伝動位置Ａ３に操作している状態において、スプライン
部２，３の角部２ａ，３ａがシフトギヤ５の角部５ｂの
両外側に位置し、スプライン部４の角部４ａがシフトギ
ヤ５の内面側に位置するように構成してもよい。この図
６のように構成すれば伝動トルクがスプライン部４に掛
かった場合に、図２に示すような変位Ｂによる円周方向
の位相のずれが生じると共に、伝動軸１がスプライン部
４付近でたわんで、図７に示すようにスプライン部２，
３及びスプライン部４と間に半径方向の差が生じて、シ
フトギヤ５の角部５ｂがさらによくスプライン部２，３
の角部２ａ，３ａに接触する。この場合も図４と同様
に、シフトギヤ５を伝動位置Ａ３に操作している状態を
特に重要視して、この伝動位置Ａ３からシフトギヤ５が
自然に移動しないようにする為の構造となる。

【００２０】〔第４別実施例〕図１の構造において、ス
プライン部４の歯の大きさをそのままにしておいて、ス
プライン部４の歯数をスプライン部２，３よりも少なく
してもよい。このように構成すれば伝動トルクがスプラ
イン部４に掛かった場合に、図２に示すような変位Ｂに
よる円周方向の位相のずれが生じると共に、伝動軸１が
スプライン部４付近でたわんで、図７に示すようにスプ
ライン部２，３及びスプライン部４と間に半径方向の差
が生じて、シフトギヤ５の角部５ｂがさらによくスプラ
イン部２，３の角部２ａ，３ａに接触する。この場合も
図４と同様に、シフトギヤ５を伝動位置Ａ３に操作して
いる状態を特に重要視して、この伝動位置Ａ３からシフ
トギヤ５が自然に移動しないようにする為の構造とな
る。

【００２１】以上の図１〜図７の構造ではシフトギヤ５
を３つの伝動位置Ａ１，Ａ２，Ａ３にスライド操作する
ように構成しているが、シフトギヤ５を２つの伝動位置
Ａ１，Ａ２にのみスライド操作するように構成してもよ
い。この場合には、図１の紙面左側の溝部９だけでよ
く、紙面右側の溝部９は不要になる。又、図１〜図７の
構造では伝動軸１の外周全周に亘る溝部９としている
が、この溝部９を伝動軸１の外周の各位相に部分的に設
けてもよい。図１〜図７の構造ではシフトギヤ５から変
速ギヤ６，７，８に動力が流れる構成であるが、この関
係を逆にして、変速ギヤ６，７，８からシフトギヤ５に
動力が流れるように構成してもよい。本発明は走行用の
伝動系ばかりでなく、作業装置への伝動系等の各種の伝
動系に適用できる。

【００２２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】伝動軸及びシフトギヤ付近の正面図

【図２】図１に示す状態からシフトギヤが紙面左方に移
動した場合の、スプライン部付近の拡大正面図

【図３】図２におけるＦ−Ｆ方向から見た側面図

【図４】第１別実施例における伝動軸のスプライン部付
近の拡大正面図

【図５】第２別実施例における伝動軸のスプライン部付
近の拡大側面図

【図６】第３別実施例における伝動軸及びシフトギヤ付
近の正面図

【図７】図６の第３別実施例において伝動軸がたわんだ
状態でのスプライン部付近の拡大側面図

【図８】本発明と比較する為に提示した比較例における
伝動軸及びシフトギヤ付近の正面図

【符号の説明】

１ 伝動軸 ２，３，４ 伝動軸のスプライン部 ４ａ 伝動軸のスプライン部の角部 ５ シフトギヤ ５ａ シフトギヤのスプライン部 ５ｂ シフトギヤのスプライン部の一方の
角部 ６，７，８ 変速ギヤ ９ 伝動軸の溝部 Ａ１，Ａ２，Ａ３ シフトギヤの伝動位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面にスプライン部（２），（３），
   （４）を備えた伝動軸（１）に、シフトギヤ（５）をス
   ライド操作自在、且つ、一体回転自在に外嵌して、前記
   シフトギヤ（５）をスライド操作し、別位置にある所望
   の変速ギヤ（６），（７），（８）に咬合させて変速操
   作するように構成してある変速伝動構造であって、 前記シフトギヤ（５）が変速ギヤ（６），（７），
   （８）に咬合する伝動位置（Ａ１），（Ａ２），（Ａ
   ３）の一側部側の前記伝動軸（１）のスプライン部位
   で、且つ、前記シフトギヤ（５）の内面のスプライン部
   （５ａ）における軸芯方向での一方の角部（５ｂ）の外
   側に、溝部（９）を設けてある変速伝動構造。
2. 【請求項２】 前記伝動軸（１）の溝部（９）における
   シフトギヤ（５）側のスプライン部（４）の角部（４
   ａ）を、伝動位置（Ａ３）にあるシフトギヤ（５）内面
   の内方側に入り込ませてある請求項１記載の変速伝動構
   造。