JPS6113803Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、変速機などに用いられる多連の摺動
変速ギヤの負荷伝達中の噛い合い外れを防止する
ための摺動変速ギヤ装置に関するものである。

第１図に示すように、従来この種多連の摺動変
速ギヤＡは、変速ギヤ３および変速ギヤ４を一体
的に形成し、これをスプライン軸１に嵌合させて
Ｅ−Ｆ方向に摺動させる。他のスプライン軸２に
は被動ギヤ５および被動ギヤ６がカラー７を挾ん
で固定され、多連の摺動変速ギヤＡ全体のＥ−Ｆ
方向のシフトにより、変速ギヤ３は被動ギヤ５
に、また変速ギヤ４は被動ギヤ６にそれぞれ選択
的に噛み合う。さらに、同図中において、Ｗは変
速ギヤ３と４の外側端面の巾、Ｃはスプライン軸
１と変速ギヤ３，４の両スプライン軸の嵌合の際
の直径方向ギヤツプ、ｅは摺動変速ギヤＡをＦ方
向にシフトして変速ギヤ４と被動ギヤ６が噛み合
つているときの、変速ギヤ４とスプライン軸１の
両スプライン歯面の接圧点、ｇは変速ギヤ４の歯
巾中心の嵌合接圧点側の仮想点、θは摺動変速ギ
ヤＡ全が負荷伝達中に一点鎖線で示すように傾い
た時の、スプライン軸１に対する傾斜角をそれぞ
れ示す。

この摺動変速ギヤＡの変速ギヤ３および４のス
プライン歯面は、第２図に示すように、巾Ｂ３お
よびＢ４を有するが、例えば摺動変速ギヤＡをＦ
方向にシフトして、変速ギヤ４と被動ギヤ６とを
噛み合わせると、そのスプライン歯面の面圧分布
状態は、第３図のPs−Qs−Rs−Ss線で示すよう
に傾斜する。これは、スプライン接圧面は微視的
には凹凸であつた一種の弾性表面を形成するとと
もに、その凹凸頻度の最大値分布の結果として、
上記のPs−Qs−Rs−Ss線のごとき面圧分布状態
を呈する。このため、Pd−Sd線のような変位を
生じ、従つて多連の摺動変速ギヤＡはスプライン
軸１に対して、全体が、 tanθ＝（Pd−Sd）／Ｗ なる傾斜角θだけ傾斜する。そして、θの最大値
θmaxは、 tanθmax＝Ｃ／Ｗ となるので、ギヤツプＣが大きいときは傾斜角θ
は大きくなり易い。

この際、変速ギヤ４について、そのスプライン
歯巾の中心から変速ギヤ４および３の外側端面ま
での距離B4／２および（Ｗ−B4／２）の差が非
常に大きいため（変速ギヤ３についても同様であ
る）、この種の一体形の多連摺動変速ギヤにおい
ては面圧分布を平均化することは極めて難しく、
従つて多連の摺動変速ギヤ全体は傾斜し易いもの
である。

第４図および第５図は、変速ギヤ４が被動ギヤ
６と噛み合つて、傾斜角θで傾いている状態をモ
デル化した説明図であり、スプライン軸１は円形
断面の軸１ｅに、変速ギヤ４は円形断面のリング
４ｅにそれぞれ置き換えることができ、両者はギ
ヤツプCeを有する。そして、この等価変速ギヤ
４ｅと等価スプライン軸１ｅが傾いている場合
は、両者の嵌合スプライン歯面の接圧点ｅ、すな
わちその仮想点ｇは、回転すると同時に、傾斜角
θによつてあたかも等価スプライン軸１ｅ上をね
じリードθ、言い換えればねじピツチＤなる螺旋
上を移動するかのごとく、軸方向に移動すること
になる。このような傾斜角θによつて軸方向に移
動する力が摺動変速ギヤＡに働くと、これが摺動
変速ギヤＡ自体の噛み合い外れを発生させる原因
となり、負荷伝達中に独りでに噛み合い外れが発
生し、負荷伝達を遮断したり、ギヤその他を損傷
させたりする。

このような多連の摺動変速ギヤの噛い合い外れ
を防止するために、従来は、スプライン軸−穴嵌
合の噛合端面にアンダーカツト段差を付設して、
強制的に噛い合い外れを阻止する方法が知られて
いるが、この場合は、変速操作自体が困難あるい
は不可能になりがちで、必ずしも好ましい方法で
はない。あるいは、摺動変速ギヤ両側にボスなど
を延設させて多連の摺動変速ギヤ全体の外側端面
巾Ｗを大きくし、これにより傾斜角θを小さくし
てギヤの噛い合い外れ力を小さくする方法もある
が、この場合は、摺動変速ギヤ巾が大きくなり、
変速機全体のコンパクト化ができず、重量アツプ
やコストアツプを招く。

本考案は上述したような従来の一体形な多連の
摺動変速ギヤの有する欠点を解消せんとするもの
で、負荷伝達中における摺動変速ギヤの軸方向の
移動による噛い合い外れを防止するものでありな
がら、両ギヤの加工や組立が簡潔で、小型、安価
となり、しかも結合が確実となる装置を得ること
を目的とするものである。

そこで、本考案は、複数個の単体ギヤを、互い
に対向する内側に設けた係合連結部を介してスプ
ライン軸の軸方向に一体的に摺動する多連の摺動
変速ギヤに構成するものにおいて、上記係合連結
部は単体ギヤに夫々ボス部を設けると共に該ボス
部の内周又は外周に一箇所を切開したＣ状リング
で断面形状が両組付け方向の傾斜部ａ，ａと抜止
め方向の段部ｂ，ｂを有する係合具を嵌め込んで
構成し、被動ギヤに噛合する単体ギヤと被動ギヤ
に噛合しない単体ギヤとの間を、前記係合連結部
を介して相対変位可能にしたことを特徴とするも
のである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第６図、第７ａ図および第７ｂ図は係合連結部
の実施例を示し、別個の単体ギヤ４３および４４
はそれぞれ向かい合う面に設けたボス部４５およ
び４６の外周に適宜巾の溝部を設けるとともに、
その溝部に第７ａ図、第７ｂ図に示されるように
一箇所を切開したＣ状リングで構成され、断面形
状が第６図、第７ｂ図に示されるように両組付け
方向の傾斜部ａ，ａと抜け止め方向の段部ｂ，ｂ
を内側に有する弾性結合リング４７からなる係合
具を嵌め込んで、両単体ギヤ４３と４４とを係合
連結部を介して多連の摺動変速ギヤに構成したも
のである。

また、第８図、第９ａ図および第９ｂ図のもの
は係合連結部の他の実施例を示し、ボス部５５，
５６の内周に、傾斜部ａ，ａ及び段部ｂ，ｂをＣ
状リングの外側に有する弾性結合リング５７から
なる係合具を嵌め込んで、別個の単体ギヤ５３，
５４を係合連結部を介して多連の摺動変速ギヤに
構成したものである。

ここで、係合連結部は上記の如く構成してある
ので、リング４７，５７やギヤ４３，４４，５
３，５４の加工が簡易に行えると共に組立の際に
はギヤ４３，５３−リング４７，５７−ギヤ４
４，５４の順に並べておき、両ギヤ４３，４４又
は５３，５４側から押圧すると、両ボス部４５，
４６，５５，５６が傾斜部ａ，ａに沿つて案内さ
れて中央の段部ｂ，ｂに嵌入するため、簡単な操
作だけで容易に組付けができ、係合具が従来より
も小型、安価にできると共に係合具の幅寸法を管
理することでギヤ間隔が正確に保持できて、しか
も結合が確実となるものである。

本実施例においては、単体ギヤが２個の場合を
示したが、３個以上の複数個の単体ギヤを上述の
係合連結部を介して多連の摺動変速ギヤに構成し
てもよいことは勿論である。

上述した２つの実施例は、全て別個の単体の変
速ギヤを係合連結部を介して連結させることによ
り多連の摺動変速ギヤを構成するものであり、こ
れを第１図のようにスプライン軸１に嵌合させ、
これを一体的に摺動させて変速し、負荷を伝達す
る。このような本考案の分割形あるいは非連続形
における多連の摺動変速ギヤにおいては、第８図
に示す他の実施例を例とすれば、多連の摺動変速
ギヤを構成する別体の変速ギヤ５３と５４は係合
連結部を介して連結されてはいるが、両変速ギヤ
の間には係合連結部に生ずる必然的なギヤツプ
（あるいはガタツキ）があるため、両ギヤ５３，
５４は被動ギヤに噛合する一方の単体ギヤと被動
ギヤに噛合しない他方の単体ギヤとが相対変位し
て、分離独立する状態となつている。従つて、単
体の変速ギヤ５３と５４とを係合連結して多連の
摺動変速ギヤに構成することのできる係合連結部
を、さらに被動ギヤに噛合する一方の変速ギヤと
被動ギヤに噛合しない他方の変速ギヤとの間に相
対変位構成に利用することによつて、変速ギヤ５
４側を被動ギヤ６と噛み合わせて負荷伝達させる
と、単体ギヤ５４を単独に被動ギヤ６に噛み合わ
せた場合と同等になつて、両変速ギヤ５３，５４
のスプライン歯面（巾Ｂ５３およびＢ５４）の面
圧分布は、第１０図に示すように、被動ギヤ６に
噛合する変速ギヤ５４の方はTs−Us線で表わさ
れるようになり、一方被動ギヤ５に噛合すること
なく遊転している変速ギヤ５３の方には面圧は生
じない。しかも、このとき、変速ギヤ５４は巾が
狭く、これと噛み合う被動ギヤ６に倣つて均等な
力を受けるため、歯面の巾Ｂ５４に亘つて平均化
される。従つて、この平均化された面圧のため、
変位もその巾Ｂ５４に亘つて平均化され、スプラ
イン軸１に対する傾き、すなわち傾斜角が略零に
なり、被動ギヤ６に噛合する変速ギヤ５４の噛い
合い外れの原因となる軸方向の移動力が発生せ
ず、噛い合い外れを防止することができる。

また、本考案の摺動変速ギヤは、複数個の単体
ギヤが係合連結部を介して一体状で確実にシフト
されるから、多連の摺動変速ギヤとしての性能は
従来に比し劣ることはない。

これを要するに本考案は、複数個の単体ギヤ４
３，４４・を、互いに対向する内側に設けた係合
連結部を介してスプライン軸の軸方向に一体的に
摺動する多連の摺動変速ギヤに構成するものにお
いて、上記係合連結部は単体ギヤ４３，４４・に
夫々ボス部４５，４６・を設けると共に該ボス部
４５，４６・の内周又は外周に一箇所を切開した
Ｃ状リングで断面形状が両組付け方向の傾斜部
ａ，ａと抜止め方向の段部ｂ，ｂを有する係合具
を嵌め込んで構成し、被動ギヤに噛合する単体ギ
ヤと被動ギヤに噛合しない単体ギヤとの間を、前
記係合連結部を介して相対変位可能にしたもので
あるから、スプライン軸の軸方向に一体的に摺動
する多連の摺動変速ギヤに構成する係合連結部
を、被動ギヤに噛合する一方の単体ギヤと被動ギ
ヤに噛合してない他方の単体ギヤとの間の相対変
位構成に利用することができるものでありなが
ら、被動ギヤに噛合して負荷を伝達中の単体ギヤ
と、被動ギヤに噛合してない単体ギヤとは、係合
連結部を介して相対変位するため、負荷伝達中の
単体ギヤのスプライン歯面の面圧分布をその歯面
の巾に亘つて平均化でき、かつその面圧による変
位をもその巾に亘つて平均化でき、これにより、
スプライン軸に対する多連の摺動変速ギヤの傾斜
角を略零にできるので、多連の摺動変速ギヤの噛
い合い外れの原因となる軸方向の力の発生をなく
して多連の摺動変速ギヤにおける噛い合い外れを
確実に防止することができる。

さらに、上記摺動変速ギヤは単体ギヤを連結し
た構造であるので、単一のギヤを製作するのと同
じ方法で、良好な材料とりができ、その加工もホ
ブによる重ね切りができて加工能率がよく、ま
た、弾性結合リング４７，・の加工も比較的容易
で、それらの組立も傾斜部ａ，ａの存在により簡
単な操作だけで行え、係合具が従来のものより小
型且つ安価にできると共に、係合具の幅寸法を管
理することでギヤ間隔が正確に保持できて、しか
も両単体ギヤ４３，４４・の結合は中央の段部
ｂ，ｂ及び弾性結合リング４７，・の両側面が単
体ギヤで保持されることで、一層抜け止めを確実
に行う等実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は従来例を示すもので、第
１図は摺動変速ギヤの側断面図、第２図は第１図
の詳細断面図、第３図は第２図の摺動変速ギヤの
面圧および変位を示すグラフ、第４図は第１図を
モデル化した説明図、第５図は第４図の側面図、
第６図ないし第１０図は本考案の実施例を示すも
ので、第６図は要部の側断面図、第７ａ図は第６
図に用いられる弾性結合リングの詳細図、第７ｂ
図は第７ａ図の−線における側断面図、第８
図は要部の他の実施例の側断面図、第９ａ図は第
８図に用いられる弾性結合リングの詳細図、第９
ｂ図は第９ａ図のXII−XII線における側断面図、第
１０図は本考案による多連の摺動変速ギヤの面圧
および変位を示すグラフである。 １……スプライン軸、４３，４４，５３，５４
……単体ギヤ、４５，４６，５５，５６……ボス
部、４７，５７……弾性結合リング、Ts−Us…
…面圧分布。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個の単体ギヤ４３，４４・を、互いに対向
   する内側に設けた係合連結部を介してスプライン
   軸の軸方向に一体的に摺動する多連の摺動変速ギ
   ヤに構成するものにおいて、上記係合連結部は単
   体ギヤ４３，４４・に夫々ボス部４５，４６・を
   設けると共に該ボス部４５，４６・の内周又は外
   周に一箇所を切開したＣ字リングで断面形状が両
   組付け方向の傾斜部ａ，ａと抜止め方向の段部
   ｂ，ｂを有する係合具を嵌め込んで構成し、被動
   ギヤに噛合する単体ギヤと被動ギヤに噛合しない
   単体ギヤとの間を、前記係合連結部を介して相対
   変位可能にしたことを特徴とする摺動変速ギヤ装
   置。