JP7197906B2 - Transmission and dog clutch - Google Patents
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Description
本発明は、自動車、建機、農業車両等の変速を行わせるトランスミッション及び噛合いクラッチに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to transmissions and dog clutches for shifting gears in automobiles, construction machinery, agricultural vehicles, and the like.
一般に、シングルクラッチを使用した車両用のトランスミッションは、変速時に駆動力が途切れ、変速ショックや加速遅れ等が避けられなかった。また、大きな走行抵抗を有し速度エネルギーが小さい建機、農機等にあっては変速時、駆動力が途切れると即停止してしまい変速が困難な場合も生じる。 In general, a transmission for a vehicle using a single clutch cuts off the driving force at the time of shifting, which inevitably causes shift shock, acceleration delay, and the like. In addition, in the case of a construction machine, an agricultural machine, or the like, which has a large running resistance and a small speed energy, when the driving force is interrupted, the machine immediately stops, which may make it difficult to change gears.
これに対し、ツインクラッチのトランスミッションは、駆動力が途切れず、変速ショックや加速遅れを抑制できるものとして知られている。 On the other hand, the twin-clutch transmission is known to be capable of suppressing shift shock and acceleration delay without interrupting driving force.
しかし、ツインクラッチのトランスミッションは、構造が複雑で重量が大きいという問題がある。 However, the twin-clutch transmission has the problem of being complicated in structure and heavy in weight.
一方、シームレスシフトのトランスミッションは、重量増を抑制できるものとして注目されている。 On the other hand, the seamless shift transmission is attracting attention as it can control the weight increase.
本出願人は、この種のトランスミッションを変速ショックの観点においてさらに改良し、特許文献1に提案した。 The present applicant further improved this type of transmission in terms of shift shock, and proposed it in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200311.
このトランスミッションは、駆動力伝達軸に相対回転可能に支持された複数段の変速ギヤと、変速ギヤを駆動力伝達軸に選択的に結合して変速出力するために複数備えられ変速ギヤに選択的な噛合いが可能なクラッチ・リングと、このクラッチ・リングを選択的に操作する変速操作部とを備えている。 This transmission includes a plurality of speed change gears supported relatively rotatably on a drive force transmission shaft, and a plurality of speed change gears for selectively coupling the speed change gears to the drive force transmission shaft to output a speed change. A clutch ring capable of meshing with each other and a speed change operation section for selectively operating the clutch ring are provided.
そして、変速操作部のシフト・アップ動作又はシフト・ダウン動作により変速下段及び変速上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に、例えば変速下段のクラッチ・リングにコースティングトルクにより噛合い解除方向の軸力を生じさせて変速を行う。 When the clutch rings of the lower gear and the upper gear are simultaneously engaged by the shift-up operation or the shift-down operation of the gear shift operation unit, for example, the clutch ring of the lower gear shifts to the shaft in the disengagement direction due to the coasting torque. It shifts gears by generating force.
クラッチ・リング及び変速ギヤは、回転方向に噛合うクラッチ歯を備え、クラッチ歯は、コースティングトルクにより斜面の作用で噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面を備えている。 The clutch ring and transmission gear have clutch teeth that mesh in the direction of rotation, and the clutch teeth have guide surfaces that generate a thrust force in the direction of disengagement by the action of ramps due to coasting torque.
従って、変速下段又は変速上段のクラッチ・リングをコースティングトルクにより確実に噛合い解除することができ、且つ変速ショックを軽減することができる。 Therefore, it is possible to reliably disengage the clutch ring of the lower gear or upper gear by the coasting torque, and reduce the gear shift shock.
しかし、かかる構造では、変速上段側及び変速下段側の同時噛合いによりドライブトルクとコースティングトルクとによる内部循環トルクが発生し、例えば変速下段のクラッチ歯が外れるときにはこの内部循環トルクがかなり増大した状態になっていた。 However, in such a structure, internal circulation torque is generated by drive torque and coasting torque due to the simultaneous meshing of the upper gear shift side and the lower gear shift side. was in a state
このため、噛合っているクラッチ歯が外れるときは、増大した内部循環トルクにより相互の噛合い面が圧接され、且つ外れる方向に相対的にずれて行き、最終的に噛合いの端末でクラッチ歯が一気に外れて内部循環トルクが解放されるという挙動のため、変速ショック及び異音が大きく残るという問題があった。 Therefore, when the clutch teeth that are in mesh are disengaged, the meshing surfaces are pressed against each other by the increased internal circulation torque, and are relatively displaced in the direction of disengagement. Because of the behavior that the is released at once and the internal circulating torque is released, there was a problem that the shift shock and abnormal noise remained large.
解決しようとする問題点は、変速上段側及び変速下段側の同時噛合いから変速完了に至るとき変速ショック及び異音が大きく残る点である。 The problem to be solved is that a large shift shock and abnormal noise remain when the simultaneous meshing of the upper gear shift side and the lower shift gear side reaches the completion of the gear shift.
本発明は、変速上段側及び変速下段側の同時噛合いから変速完了に至るとき変速ショック及び異音をより軽減して変速を行なわせることを可能とするために、駆動力伝達軸に相対回転可能に支持された複数段の変速ギヤと、前記変速ギヤを前記駆動力伝達軸に選択的に結合して変速出力するために複数備えられ前記変速ギヤに選択的な噛合いが可能なクラッチ・リングとを含み、シフト・アップ動作又はシフト・ダウン動作により変速下段及び変速上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に前記変速下段又は変速上段のクラッチ・リングにコースティングトルクにより噛合い解除方向の軸力を生じさせて変速を行うトランスミッションであって、前記クラッチ・リング及び変速ギヤは、回転方向に噛合うクラッチ歯を備え、前記クラッチ歯の一方の歯先側に、前記駆動力伝達軸の軸心に対し漸次傾斜しコースティングトルクにより前記クラッチ歯の他方をガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面を備え、前記ガイド面は、回転方向に沿って設定されたことを特徴とする。 The present invention is designed to make it possible to perform gear shifting while reducing gear shift shock and abnormal noise when the gear shift upper side and gear shift lower side are simultaneously engaged to complete the gear shift. and a plurality of clutches capable of selectively meshing with the transmission gears for selectively coupling the transmission gears to the driving force transmission shaft and outputting the transmission. When the clutch rings of the lower gear and the upper gear are simultaneously engaged by an upshift operation or a downshift operation, the clutch ring of the lower gear or the upper gear is disengaged by coasting torque. In a transmission that shifts gears by generating an axial force, the clutch ring and the speed change gear have clutch teeth that mesh in a rotational direction, and one tooth top side of the clutch teeth is provided with the driving force transmission shaft. a guide surface that is gradually inclined with respect to the axial center and guides the other of the clutch teeth by coasting torque to generate a thrust force in the disengagement direction, the guide surface being set along the rotational direction; Characterized by
本発明は、上記手段としたため、変速上段側及び変速下段側の同時噛合いから変速完了に至るとき、一方のクラッチ歯の回転方向に沿ったガイド面によりクラッチ歯の他方をガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるから、変速ショック及び異音をより軽減して変速を行なわせることができる。 Since the present invention employs the above-described means, when the gear shift is completed from the simultaneous engagement of the gear shift upper side and the gear shift lower side, the other clutch tooth is guided by the guide surface along the rotational direction of one of the clutch teeth and meshed. Since a thrust force in the release direction is generated, shift shock and abnormal noise can be further reduced for shifting.
変速上段側及び変速下段側の同時噛合いから変速完了に至るとき変速ショック及び異音をより軽減して変速を行なわせることを可能とするという目的を、以下のように実現した。 The object of making it possible to reduce shift shock and abnormal noise when shifting from the simultaneous meshing of the upper gear shift side and the lower shift gear side to the completion of the gear shift is realized as follows.
トランスミッションは、駆動力伝達軸に相対回転可能に支持された複数段の変速ギヤと、前記変速ギヤを前記駆動力伝達軸に選択的に結合して変速出力するために複数備えられ前記変速ギヤに選択的な噛合いが可能なクラッチ・リングとを含み、シフト・アップ動作又はシフト・ダウン動作により変速下段及び変速上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に前記変速下段又は変速上段のクラッチ・リングにコースティングトルクにより噛合い解除方向の軸力を生じさせて変速を行うトランスミッションであって、前記クラッチ・リング及び変速ギヤは、回転方向に噛合うクラッチ歯を備え、前記クラッチ歯の一方の歯先側に、前記駆動力伝達軸の軸心に対し漸次傾斜しコースティングトルクによりクラッチ歯の他方をガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面を備え、前記ガイド面は、回転方向に沿って設定された。 The transmission includes a plurality of speed change gears supported by a drive force transmission shaft so as to be relatively rotatable, and a plurality of speed change gears for selectively coupling the speed change gears to the drive force transmission shaft to output a speed change. and a clutch ring capable of selective meshing, wherein the clutch ring of the lower gear or upper gear is engaged simultaneously by an upshift operation or a downshift operation. A transmission that shifts gears by generating an axial force in the direction of disengagement by coasting torque, wherein the clutch ring and the transmission gear are provided with clutch teeth meshing in the rotational direction, and one tooth of the clutch teeth A guide surface, which is gradually inclined with respect to the axis of the driving force transmission shaft and guides the other clutch tooth by a coasting torque to generate a thrust force in the disengagement direction, is provided on the front side of the clutch. set along the direction.
前記クラッチ歯の一方の歯元側に、エンジンブレーキ時に前記クラッチ歯の他方が噛合うコースト噛合い面を備え、前記コースト噛合い面は、軸心方向に沿って設定されている。 A coast meshing surface, which engages with the other clutch tooth during engine braking, is provided on the root side of one of the clutch teeth, and the coast meshing surface is set along the axial direction.
前記各クラッチ歯は、前記クラッチ・リング及び変速ギヤ間の設定した相対回転を許容しながら前記ガイドを行なう螺旋状である。 Each of the clutch teeth is helical to provide the guiding while allowing a set relative rotation between the clutch ring and transmission gear.
前記シフト・アップ動作又はシフト・ダウン動作に応じ、前記同時噛み合いに際し前記クラッチ・リングを深く噛み合う第1の噛合い位置から浅く噛み合う第2の噛合い位置へと移動させる。 During the simultaneous engagement, the clutch ring is moved from a deep engagement first engagement position to a shallow engagement second engagement position in response to the upshift operation or the downshift operation.
相対回転自在な一対のクラッチ体と、前記一対のクラッチ体にそれぞれ設けられ回転方向に噛合うクラッチ歯とを備え、前記クラッチ歯の一方の歯先側に、前記相対回転の回転軸心に対し漸次傾斜し前記クラッチ歯の他方をガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面を備え、前記ガイド面は、回転方向に沿って設定された。 A pair of relatively rotatable clutch bodies and clutch teeth provided on the pair of clutch bodies and meshing in a rotational direction are provided, and one tooth top side of the clutch teeth is provided with respect to the rotation axis of the relative rotation. A guide surface is provided which is gradually inclined and guides the other of the clutch teeth to generate a thrust force in the disengagement direction, and the guide surface is set along the direction of rotation.
前記クラッチ歯の一方の歯元側に、エンジンブレーキ時に前記クラッチ歯の他方が噛合うコースト噛合い面を備え、前記コースト噛合い面は、軸心方向に沿って設定されている。 A coast meshing surface, which engages with the other clutch tooth during engine braking, is provided on the root side of one of the clutch teeth, and the coast meshing surface is set along the axial direction.
[トランスミッションの概要]
図1は、本発明の実施例1に係るトランスミッションをフロント・デファレンシャル装置と共に示す概略断面図である。
[Outline of transmission]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a transmission according to a first embodiment of the invention together with a front differential.
図1のように、トランスミッション1は、駆動力伝達軸として中実のメイン・シャフト3及びカウンター・シャフト5、アイドラー・シャフト(図示せず。)を備えている。これらメイン・シャフト3及びカウンター・シャフト5は、軸受9,11,13,15等によりトランスミッション・ケース(図示せず。)に回転自在に支持されている。アイドラー・シャフトは、トランスミッション・ケース側に固定されている。
As shown in FIG. 1, the transmission 1 includes a solid
メイン・シャフト3とカウンター・シャフト5とには、複数段の変速ギヤとして1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29が相対回転可能に支持されている。
The
カウンター・シャフト5上の1速ギヤ19、3速ギヤ23は、メイン・シャフト3の出力ギヤ31,33に噛合い、メイン・シャフト3上の2速ギヤ21、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29は、カウンター・シャフト5の入力ギヤ35,37,39,41にそれぞれ噛合っている。
The
アイドラー・シャフト(図示せず。)上のリバース・アイドラーは、軸方向移動によりメイン・シャフト3上の出力ギヤ44及びカウンター・シャフト5上の入力ギヤ45に噛合い可能に配置されている。
A reverse idler on an idler shaft (not shown) is arranged to mesh with an
1速ギヤ19、3速ギヤ23は、第1の噛合いクラッチ47によりカウンター・シャフト5に選択的に結合され、2速ギヤ21、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29は、第2、第3の噛合いクラッチ49,51によりメイン・シャフト3に選択的に結合される。この選択的な結合によりメイン・シャフト3からカウンター・シャフト5に変速出力可能となっている。
第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51は、複数段の変速ギヤの変速上段への変速を、複数の第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51を変更して行なうようになっている。
The first to third dog clutches 47, 49, 51 change the plurality of first to
すなわち、複数段の変速ギヤである1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29は、第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51を変更して変速を行うように配列されている。
That is, the
例えば1速ギヤ19から2速ギヤ21への変速は、複数の第1、第2の噛合いクラッチ47,49を変更して行なう。
For example, shifting from the
第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51は、基本的には同一構造であり、クラッチ・ベース・リング53,55,57、クラッチ・リング59,61,63、クラッチ歯47a,47b,49a,49b,51a,51b、19a,21a,23a,25a,27a,29aを備えている。クラッチ歯47a,47b,49a,49b,51a,51b、19a,21a,23a,25a,27a,29aは、相対回転自在な一対のクラッチ体であるクラッチ・リング59,61,63及び1速ギヤ19~6速ギヤ29の各対向面に形成されている。
The first to
したがって、クラッチ・リング59,61,63は、メイン・シャフト3、カウンター・シャフト5の軸方向へ噛合い移動してクラッチ歯47a,47b,49a,49b,51a,51b、19a,21a,23a,25a,27a,29aの選択的な噛合いにより変速出力のための結合を行わせる。
Therefore, the
第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51のクラッチ・ベース・リング53,55,57は、カウンター・シャフト5にスプライン嵌合などにより結合され、一体回転可能となっている。第2,第3の噛合いクラッチ49,51のクラッチ・ベース・リング55,57は、メイン・シャフト3にスプライン嵌合などにより結合され、一体回転可能となっている。
第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51のクラッチ・リング59,61,63は、クラッチ・ベース・リング53,55,57の外周に嵌合配置され、軸方向へ移動可能にスプアライン結合されている。このクラッチ・リング61,63は、変速ギヤである2速ギヤ21、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29を駆動力伝達軸であるメイン・シャフト3に選択的に結合して変速出力するために複数備えられている。クラッチ・リング59は、変速ギヤである1速ギヤ19、3速ギヤ23を駆動力伝達軸であるカウンター・シャフト5に選択的に結合して変速出力するために備えられている。
クラッチ・リング59には、シフト・フォークが嵌合する周凹条81が形成されている。リバース・アイドラー(図示せず。)にも、シフト・フォークが嵌合する周凹条が形成されている。クラッチ・リング59には、さらに前記入力ギヤ45が形成されている。クラッチ・リング61,63には、シフト・フォーク85,87が嵌合する周凸条89,91が形成されている。クラッチ・リング59,61,63の両サイドには、1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29を選択して各両サイドに2速以上はなして配置し、それぞれ両サイドの変速ギヤに選択的な噛み合いが可能となっている。
The
つまり、クラッチ・リング59の両サイドには1速ギヤ19、3速ギヤ23が配置され、クラッチ・リング61の両サイドには2速ギヤ21、5速ギヤ27が配置され、クラッチ・リング63の両サイドには4速ギヤ25、6速ギヤ29が配置されている。
That is, the
第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51は、変速操作部(図示せず。)により選択的に操作されるようになっている。リバース・アイドラー(図示せず。)も、変速操作部(図示せず。)により操作されるようになっている。
The first to
変速操作部(図示せず。)は、周知の構造であり、トランスミッション・ケース(図示せず。)内に備えられ、複数のシフト・フォークと複数のシフト・ロッドとシフト・アームとシフト・ドラムとを備えている。 A gear shift operation unit (not shown) has a well-known structure, is provided in a transmission case (not shown), and includes a plurality of shift forks, a plurality of shift rods, a shift arm and a shift drum. and
シフト・フォークは、第1~第3の各噛合いクラッチ47,49,51毎及びリバース・アイドラー(図示せず。)に備えられ、各噛合いクラッチ47,49,51、リバース・アイドラー(図示せず。)を連動させるものである。
A shift fork is provided for each of the first to
シフト・ロッド(図示せず。)は、各シフト・フォーク85,87等を支持している。
A shift rod (not shown) supports each
シフト・アーム(図示せず。)は、各シフト・ロッド(図示せず。)に結合されている。 A shift arm (not shown) is coupled to each shift rod (not shown).
シフト・ドラム(図示せず。)は、変速段に応じた複数のシフト溝(図示せず。)を備え、このシフト溝に各シフト・アーム(図示せず。)の先端突部を係合させている。 A shift drum (not shown) is provided with a plurality of shift grooves (not shown) corresponding to gear stages, and each shift arm (not shown) engages with the shift grooves. I am letting
シフト・フォーク85,87側とトランスミッション・ケース側との間には、凹凸部(図示せず。)及びチェック部が設けられている。他のシフト・フォーク側とトランスミッション・ケース側との間にも、同一構造の、凹凸部及びチェック部が設けられているが、図示は省略する。
An uneven portion (not shown) and a check portion are provided between the
シフト・フォーク85,87のフォーク部は、山形の位置決め凹部(図示せず。)を備えている。ニュートラル位置に対応する位置決め凹部、コースト噛合い位置に対応する位置決め凹部を有している。
The fork portions of
チェック部は、トランスミッション・ケース側に支持され、チェック・ボールをチェック・スプリングにより付勢し、凹凸部に弾性力を持って係合させている。この係合により第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51をニュートラル位置とコースト噛合い位置とへ位置決めることができる。
The check portion is supported on the transmission case side, and the check ball is biased by a check spring to elastically engage the uneven portion. By this engagement, the first to
トランスミッション1の出力は、カウンター・シャフト5の出力ギヤ93に噛合うフロント・デファレンシャル装置95から行う。
The output of the transmission 1 is from a front
すなわち、シフト・レバーのマニュアル操作信号に基づき、或いはアクセル・ペダルの操作によるアクセル開度及び車速信号等に基づき、シフト・モータ(図示せず)によりシフト・ドラムが回転駆動されると、シフト溝のガイドにより何れかのシフト・アームを介してシフト・ロッドが選択的に軸方向へ選択駆動される。 That is, when the shift drum is rotationally driven by a shift motor (not shown) based on a manual operation signal of a shift lever or based on an accelerator opening and a vehicle speed signal by operating an accelerator pedal, the shift groove is rotated. The shift rod is selectively driven in the axial direction through any one of the shift arms.
このシフト・ロッドの選択駆動によりシフト・フォークの何れかを介して第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51、或いはリバース・アイドラーが選択操作される。この選択操作により、1速ギヤ19~6速ギヤ29、リバース・アイドラーが選択的に動作し、シフト・アップ、シフト・ダウン、リバースのチェンジを行わせることができる。
By selectively driving the shift rod, one of the first to
[ガイド面、コースト噛合い面]
図2は、クラッチ・リングを示す拡大斜視図である。図3は、クラッチ歯の噛合いを示す展開図である。なお、図3は、ドライブトルクが作用している状態である。
[Guide surface, coast meshing surface]
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a clutch ring; FIG. FIG. 3 is an exploded view showing engagement of clutch teeth. FIG. 3 shows a state in which drive torque is acting.
トランスミッション1のクラッチ・リング59は、前記のようにカウンター・シャフト5に軸方向移動可能に結合され、クラッチ・リング61、63は、メイン・シャフト3に軸方向移動可能に結合されている。
すなわち、トランスミッション1は、駆動力伝達軸であるメイン・シャフト3又はカウンター・シャフト5に相対回転可能に支持された複数段の変速ギヤである1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29と、変速ギヤをメイン・シャフト3又はカウンター・シャフト5に選択的に結合して変速出力するために複数備えられ変速ギヤが2速以上はなれて両サイドにそれぞれ配置され両サイドの変速ギヤに噛合いクラッチにより選択的な噛合いが可能なクラッチ・リング59、61、63とを備えた構成となっている。
That is, the transmission 1 includes a
前記クラッチ・リング59、61、63は、1速ギヤ19、3速ギヤ23、2速ギヤ21、5速ギヤ27、4速ギヤ25、6速ギヤ29に対し、噛み合っている状態において軸方向の第1の噛合い位置(図3参照)と第2の噛合い位置(図6(B)参照)とに移動可能である。
The clutch rings 59, 61, 63 are axially coupled to the
第1の噛合い位置は、第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51が深く噛み合う状態である。第2の噛合い位置は、第1~第3の噛合いクラッチ47,49,51が第1の噛合い位置よりも後述のように浅く噛み合う状態である。
The first engagement position is a state in which the first to
このクラッチ・リング59、61、63の第2の噛合い位置への移動は、クラッチ・ドライバ66により行わせることができる。クラッチ・ドライバ66は、例えば変速操作部により構成でき、シフト・ドラムのシフト溝の設定とシフト・アームとの関係等で設定できる。
This movement of the clutch rings 59 , 61 , 63 to the second meshed position can be effected by a
つまり、シフト・アップ時にシフト・ドラムのシフト溝の設定により変速下段側のクラッチ・リングを第2の噛合い位置に移動させ、変速上段側のクラッチ・リングをそのまま噛合い移動させ、変速上段側と変速下段側とで同時噛合いとする。 That is, when shifting up, the clutch ring on the lower gear shift side is moved to the second engagement position by setting the shift groove of the shift drum, and the clutch ring on the upper gear shift side is engaged and moved to the upper gear shift position. and the gear shift lower stage side are engaged simultaneously.
なお、クラッチ・ドライバ66は、例えばクラッチ・リング59,61,63を軸方向に移動させるアクチュエータ等とすることも可能である。図1においては、クラッチ・ドライバ66を概念的にのみ示している。
The
本実施例の第1~第3の噛合いクラッチ47、49、51は同一構造に形成されている。このため、図2、図3を用い第2の噛合いクラッチ49に関して説明し、第1、第3の噛合いクラッチ47、51に関する説明は省略する。
The first to
図2、図3のように、第2の噛合いクラッチ49は、クラッチ・リング61の複数のクラッチ歯49aA及び49bB、及びこれに噛み合う5速ギヤ27の複数のクラッチ歯27aA及び27aBを有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施例のクラッチ・リング61のクラッチ歯49bA、49bB、及び5速ギヤ27のクラッチ歯27aA、27aBは、周方向所定間隔毎、本実施例では1歯毎に高低を有するように形成されている。この高低は、クラッチ・リング61及び5速ギヤ27の回転軸心方向の高さとなっている。
The clutch teeth 49bA and 49bB of the
本実施例では、クラッチ歯49bA、27aAの高さが相対的に高く、クラッチ歯49bB、27aBの高さが、相対的に低く形成され、周方向へ1歯置きに連接されている。 In this embodiment, the height of the clutch teeth 49bA, 27aA is relatively high, and the height of the clutch teeth 49bB, 27aB is relatively low, and they are connected to each other in the circumferential direction.
なお、相対的に低いクラッチ歯49bB、27aBを二つ連続して配置するなどのように、相対的に高いクラッチ歯49bA、27aAと相対的に低いクラッチ歯49bB、27aBとを一歯置きに設けなくてもよい。また、クラッチ歯49bA、49bB及び27aA、27aBは、全て同一の高さに形成してもよい。 In addition, relatively high clutch teeth 49bA and 27aA and relatively low clutch teeth 49bB and 27aB are provided alternately, such as two relatively low clutch teeth 49bB and 27aB are continuously arranged. It doesn't have to be. Also, the clutch teeth 49bA, 49bB and 27aA, 27aB may all be formed at the same height.
また、相対的に高いクラッチ歯49bA、27aAは、周方向に相対的に長く、相対的に低いクラッチ歯49bB、27aBは、周方向の相対的に短い。逆に、相対的に高いクラッチ歯49bA、27aAを周方向に相対的に短く、相対的に低いクラッチ歯49bB、27aBを周方向の相対的に長く形成してもよい。また、クラッチ歯49bA、27aA及び49bB、27aBは、周方向に同一長さとしてもよい。 Also, the relatively high clutch teeth 49bA, 27aA are relatively long in the circumferential direction, and the relatively low clutch teeth 49bB, 27aB are relatively short in the circumferential direction. Conversely, the relatively high clutch teeth 49bA and 27aA may be formed relatively short in the circumferential direction, and the relatively low clutch teeth 49bB and 27aB may be formed relatively long in the circumferential direction. Also, the clutch teeth 49bA, 27aA and 49bB, 27aB may have the same length in the circumferential direction.
前記クラッチ歯49bA、49bB、27aA、27aBは、メイン・シャフト3の軸心Oに対して螺旋状に形成されている。このため、クラッチ歯49bA、49bBがクラッチ歯27aA、27aBに噛合う時、或は、離脱するとき、両者の噛合いは、ネジのような動作を伴って螺旋ガイドされる。軸心Oに対して螺旋状とは、軸心Oを中心とする螺旋状、軸心Oから螺旋の中心がオフセットされた螺旋状の何れも含み意味である。
The clutch teeth 49bA, 49bB, 27aA, 27aB are spirally formed around the axis O of the
さらに説明すると、第2の噛合いクラッチ49のクラッチ歯27aA、49bAの一方として、例えばクラッチ歯49bAの歯先側には、ガイド面97が備えられ、クラッチ歯49bAの歯元側には、噛合い面としてコースト噛合い面99が備えられている。ガイド面97及びコースト噛合い面99は、共にクラッチ歯49bAを螺旋状とするために螺旋面で構成されている。
More specifically, as one of the clutch teeth 27aA and 49bA of the
前記ガイド面97は、前記のように螺旋面であり、且つメイン・シャフト3の軸心Oに対し回転方向に漸次傾斜しコースティングトルクにより他方のクラッチ歯27aAを相対的にガイドしてクラッチ・リング61に噛合い解除方向のスラスト力を発生させる機能を有する。
The
つまり、変速操作部の動作により変速下段及び変速上段のクラッチ・リング61、63が同時噛合いした時にコースティングトルクにより変速下段のクラッチ・リング61に噛合い解除方向のスラスト力を生じさせるものである。
In other words, when the clutch rings 61 and 63 of the lower gear and upper gear are engaged simultaneously by the operation of the gear shift operation portion, the coasting torque causes the
本実施例において、ガイド面97は回転方向に沿って傾斜形成され、その傾斜角度は、メイン・シャフト3の軸心Oに対し45°以上80°以下に設定されている。但し、ガイド面97の傾斜角度は、変速下段及び変速上段のクラッチ・リング61、63が同時噛合いした時にコースティングトルクにより変速下段のクラッチ・リング61に噛合い解除方向のスラスト力を生じさせるものであればよく、上限を80°を越えて設定することもできる。
In this embodiment, the
ここで「ガイド面97が、回転方向に沿って傾斜形成されている。」とは、前記のように軸心Oに対する傾斜角度が45°以上であることを意味する。傾斜角度45°では、周方向の分力と軸心O方向の分力とが拮抗するが、軸心O方向の分力が上回る傾斜角度45°未満の場合に比較して後述の内部循環トルクの増大を抑制することのできる限界として定義づけることができる。
Here, "the
なお、ガイド面97は、途中から歯先113にかけて傾斜角度を大きくすることもできる。
The
ガイド面97は、クラッチ・リング61の周方向で歯厚のほぼ全体に形成され、内径側から外径側に向けて螺旋面となっている。
The
なお、ガイド面97は、螺旋面とすることなく、径方向に沿った面で構成することもできる。
Note that the
前記コースト噛合い面99は、エンジンブレーキ時に5速ギヤ27のクラッチ歯27aAが係合するものである。コースト噛合い面99は、螺旋面で構成されている。但し、コースト噛合い面99もガイド面97に合わせて径方向に沿った面としてもよい。コースト噛合い面99は、メイン・シャフト3の軸心Oに対する傾斜が前記ガイド面97よりも小さく設定され、メイン・シャフト3の軸心方向に沿って立ち上がっている。
The
このコースト噛合い面99の傾斜の設定により、エンジンブレーキ時にクラッチ・リング61に働くスラスト力はごく僅かであり、シフト・アームのシフト溝でのガイドなどによりクラッチ歯27a、49bAとを無理なく係合維持させることができる。
By setting the inclination of the
コースト噛合い面99の回転軸心方向での高さは、エンジンブレーキ時に他方の5速ギヤ27のクラッチ歯27aAが抜けない範囲においてできるだけ低いのがよい。コースト噛合い面99は、メイン・シャフト3の軸心Oに対する傾斜を零に設定することもできる。
The height of the
コースト噛合い面99の傾斜角度は、エンジンブレーキ時に他方の5速ギヤ27のクラッチ歯27aAが自律的には抜けない範囲とするか、発生するスラスト力が小さく変速操作部側の例えばシフト溝の設定等で抜けを規制する場合に負担を軽減できればよい。
The inclination angle of the
つまり、「コースト噛合い面99が軸心方向に沿っている」とは、軸心Oに対して45°未満の傾斜角度である状態から軸心Oに対する傾斜角度が零である状態までをいう。 クラッチ歯49bAの回転方向の他側には、ドライブ噛合い面101が形成されている。ドライブ噛合い面101は、ガイド面97及びコースと噛合い面99と共にクラッチ歯49bAを螺旋状とする螺旋面で構成されている。但し、ドライブ噛合い面101もガイド面97に合わせて径方向に沿った面としてもよい。
That is, "the
なお、ドライブ噛合い面101は、軸心Oに対して傾斜角度を持たせることもできる。
Note that the
クラッチ歯49bAの歯先103は、平坦面やアール面(曲面)で形成している。
The
高さが相対的に低いクラッチ歯49bBは、クラッチ歯49bAと同様にメイン・シャフト3の軸心Oに対して螺旋状に形成されている。
The relatively low clutch teeth 49bB are spirally formed with respect to the axis O of the
従って、低いクラッチ歯49bBには、高さの高いクラッチ歯49bAと同様にガイド面105、コースト噛合い面107、ドライブ噛合い面109、歯先111が形成されている。ガイド面105、コースト噛合い面107、ドライブ噛合い面109、及び歯先111は、クラッチ歯49bBの螺旋状をクラッチ歯49bAの螺旋状に合わせた形態とするために螺旋面で構成されている。
Accordingly, the low clutch tooth 49bB is formed with a
前記5速ギヤ27のクラッチ歯27aAは、クラッチ歯49bAに対応して高さが相対的に高く、同クラッチ歯27aBは、クラッチ歯49bBに対応して高さが相対的に低く設定されている。
Clutch teeth 27aA of the
クラッチ歯27aAには、歯先113、ドライブ噛合い面109、及びコースト噛合い面115が形成されている。クラッチ歯27aBには、歯先123、ドライブ噛合い面125、及びコースト噛合い面127が形成されている。
A
歯先113、123、ドライブ噛合い面109、125、及びコースト噛合い面115、127は、クラッチ歯27aA、27aBを前記のように螺旋状とするためにメイン・シャフト3の軸心Oに対して螺旋面で形成されている。
ここで、図3では、5速ギア27のクラッチ歯27aAがクラッチ・リング61のクラッチ歯49bBに噛み合っており、コースト噛合い面115がクラッチ歯49bAのコースト噛合い面99に対向している。ただし、5速ギア27のクラッチ歯27aAがクラッチ・リング61のクラッチ歯49bAに噛み合う場合もある。この場合、コースト噛合い面115は、クラッチ歯49bBのコースト噛合い面107に対向する。
Here, in FIG. 3, the clutch tooth 27aA of the
以下の説明では、図3のように5速ギア27のクラッチ歯27aAがクラッチ・リング61のクラッチ歯49bBに噛み合う場合においてさらに説明する。
In the following description, the clutch teeth 27aA of the
コースト噛合い面115は、歯先113に連続している。歯先113は、周方向に沿った平坦面で形成されている。コースト噛合い面115は、クラッチ歯27aAの高さ方向のほぼ全体に形成されている。コースト噛合い面115は、クラッチ歯49bAのコースト噛合い面99に対応して傾斜角度θ1(図4(A)参照)に設定されている。
The
クラッチ歯27aAのドライブ噛合い面119は、クラッチ歯49bBのドライブ噛合い面109に対応している。ドライブ噛合い面119は、周方向に平坦な歯先113に連続している。ドライブ噛合い面119は、クラッチ歯27aAの高さ方向のほぼ全体に形成されている。ドライブ噛合い面119は、クラッチ歯49bBのドライブ噛合い面109に対応してメイン・シャフト3の軸心Oに対して傾斜角度零の平坦面で形成されている。歯先113とドライブ噛合い面119との間は、アール面(曲面)121が設定されている。
Drive meshing
高さが相対的に低いクラッチ歯29aBには、高さの高いクラッチ歯29aAと同様に、前記のように歯先123に連続するドライブ噛合い面125、コースト噛合い面127が形成され、且つアール面129が形成されている。コースト噛合い面127の傾斜度は、コースト噛合い面99,107と同一である。
The relatively low clutch tooth 29aB is formed with the
図4(A)及び(B)は、クラッチ歯のガイド面等の傾斜及びクラッチ歯の高低を示す展開図である。図4(A)は実施例1を示し、図4(B)は変形例を示す。なお、図4においては、煩雑となるため主な符号のみを付す。図4にない符合は、図3を参照する。 4A and 4B are developed views showing the inclination of the guide surfaces of the clutch teeth and the height of the clutch teeth. FIG. 4A shows Example 1, and FIG. 4B shows a modification. In addition, in FIG. 4, only the main reference numerals are attached for the sake of complication. Reference numbers not shown in FIG. 4 refer to FIG.
図4(A)のように、コースト噛合い面99の傾斜角度θ1としガイド面97の傾斜角度をθ2とするとθ2>θ1に設定されている。図4(B)の変形例では、コースト噛合い面99の傾斜を零とし、ガイド面97の傾斜角度θ2がθ2>0に設定されている。ただし、ガイド面97の傾斜角度θ2は、上記の通り45°以上であるため、結果としてθ2≧45°となる。
As shown in FIG. 4A, when the inclination angle .theta.1 of the
ガイド面105の傾斜角度は、ガイド面97と同一のθ2である。コースト噛合い面107の傾斜角度は、コースト噛合い面99と同一のθ1である。コースト噛合い面107の高さは、コースト噛合い面99の高さH3と同一である。
The inclination angle of the
コースト噛合い面99、115は、傾斜角度θ1の設定により、傾斜はしているが発生する噛合い離脱方向のスラスト力は小さい。このため、コースト噛合い面99、115の傾斜によりクラッチ・リング61に働く噛合い離脱方向のスラスト力を、変速操作部側で受けることによりコースト噛合いを無理なく維持させることができる。
Although the coast meshing surfaces 99 and 115 are inclined by setting the inclination angle θ1, the generated thrust force in the direction of disengagement from meshing is small. Therefore, the thrust force acting on the
高いクラッチ歯49bA、27aAの回転軸心方向の高さはH1、低いクラッチ歯49bB、27aBの高さはH2(<H1)に設定されている。低いクラッチ歯49bB、27aBの歯先と相手の歯底との間の隙間はhである。 The height of the high clutch teeth 49bA and 27aA in the rotation axis direction is set to H1, and the height of the low clutch teeth 49bB and 27aB is set to H2 (<H1). The gap between the tip of the low clutch tooth 49bB, 27aB and the bottom of the mating tooth is h.
高いクラッチ歯49bA、27aAの回転方向の歯先での歯厚はW1、低いクラッチ歯49bB、27aBの歯先での歯厚はW2(<W1)に設定されている。本実施例において、クラッチ・リング63側の高いクラッチ歯49bAの歯厚W1に対し、5速ギヤ27側の高いクラッチ歯27aA相互の間隔A(A:W1)は、本実施例において3倍弱に設定されている。
The tooth thickness at the tip of the high clutch teeth 49bA and 27aA in the rotation direction is set to W1, and the tooth thickness at the tip of the low clutch teeth 49bB and 27aB is set to W2 (<W1). In this embodiment, the distance A (A:W1) between the high clutch teeth 27aA on the side of the
低いクラッチ歯49bB、27aBの高さH2は、高いクラッチ歯49bA、27aAの高さH1よりも寸法hだけ低く設定されている。この設定及び歯厚W1、W2の設定によって、前記A:W1の関係を作ることができる。 The height H2 of the low clutch teeth 49bB, 27aB is set lower than the height H1 of the high clutch teeth 49bA, 27aA by the dimension h. This setting and setting of the tooth thicknesses W1 and W2 can create the relationship A:W1.
変速に際しては、変速操作部側での設定等により変速下段側のクラッチ・リング61をコースト噛合い面99がコースト噛合い面115から外れる程度(コースト噛合い面99の高さH3よりも大きく)の第2の噛合い位置に事前に移動させるように構成している。
At the time of shifting, the
[変速操作]
図5は、シフト・アップ操作時の6速側のクラッチ・リング63の動作を示し、図6は、同5速側のクラッチ・リング61の動作を示す展開図である。
[Shifting operation]
FIG. 5 shows the operation of the
エンジンからドライブトルクが入力されていると、図4(A)のようにクラッチ・リング61のドライブ噛合い面101、109が、5速ギヤ27のドライブ噛合い面125、119に噛合いドライブトルクの伝達が行われる。この時の噛合いは、クラッチ歯49bA,27aB間、クラッチ歯49bB、27aA間の何れにおいても高さH2で行われる。
When drive torque is input from the engine, the drive meshing surfaces 101 and 109 of the
シフト・レバーの操作によりシフト・ドラムが回転し、例えば、5速から6速へのシフト・アップ操作が行われると、シフト溝が働き、シフト・アーム、シフト・ロッド、シフト・フォークを介して変速上段側のクラッチ・リング63(図1、図5)が操作される。この操作により変速上段側のクラッチ・リング63が6速ギヤ29側に移動して両者間の噛合いが行われる。
When the shift drum is rotated by the operation of the shift lever, for example, when a shift up operation from 5th to 6th is performed, the shift groove works and the shift arm, the shift rod, and the shift fork move through the shift groove. The clutch ring 63 (FIGS. 1 and 5) on the upper shift side is operated. By this operation, the
この噛合い時には、図5のように、クラッチ歯51bAのガイド面97の斜面の作用でクラッチ・リング63が6速ギヤ29側に案内され、クラッチ・リング63及び6速ギヤ29間の噛合いを円滑に行わせることができる。
During this engagement, as shown in FIG. 5, the
一方、変速下段側のクラッチ・リング61は、変速上段側のクラッチ・リング63の移動に先立って、シフト・レバーの操作に応じ、図6(A)のように、クラッチ・リング61のコースト噛合い面99が5速ギヤ27のコースト噛合い面115から外れる程度の第2の噛合い位置に移動する。
On the other hand, prior to the movement of the
この移動は、上記のようにクラッチ・ドライバ66、例えば変速操作部のシフト溝の形状やアクチュエータによる駆動によって行うことができる。
This movement can be performed by the
従って、トランスミッション1では、シフト・アップ動作(又はシフト・ダウン動作)に応じ、同時噛み合いの前に既に5速ギヤ27に噛み合っているクラッチ・リング61を深く噛み合う第1の噛合い位置から浅く噛み合う第2の噛合い位置へと移動させ、クラッチ歯49bA及び49bBのコースト噛合い面99及び107をクラッチ歯27aA及び27aBのコースト噛合い面115及び127から外れさせる。
Therefore, in the transmission 1, according to the shift-up operation (or the shift-down operation), the
こうしてクラッチ・リング61が第2噛合い位置に移動した5速ギヤ27側の第2の噛合いクラッチ49と噛合いを行った6速ギヤ29側の第3の噛合いクラッチ51とが同時噛合い状態となる。
In this way, the
このとき、エンジン出力トルクの如何に係らず同時噛合いによる機構的必然による内部循環トルクにより5速側にはコースティングトルク、6速側にはドライブトルクが働く。 At this time, irrespective of the engine output torque, coasting torque acts on the 5th speed side and drive torque acts on the 6th speed side due to internal circulation torque due to the mechanical necessity of simultaneous meshing.
そして、5速側では、図6(B)のように、コースティングトルクにより、クラッチ・リング61のクラッチ歯49bAのガイド面97が5速ギヤ27のクラッチ歯27aAのコースト噛合い面115の歯先側部分に押し付けられる。
On the 5th speed side, the coasting torque causes the
このため、ガイド面97の斜面の作用で5速位置にあるクラッチ・リング61に対し噛合い解除(ニュートラル)方向のスラスト力を発生させ、クラッチ・リング61は5速位置から解除位置に移動する。なお、本実施例では、クラッチ歯49bA及び49bBに高低差があるため、相対的に高いクラッチ歯49bAのガイド面97のみが噛合い解除方向のスラスト力の発生に寄与している。
Therefore, the action of the slope of the
このとき、ガイド面97は、コースト噛合い面99よりも傾斜が大きく45°以上であるため、斜面方向の分力を大きくすることができ、クラッチ歯49bA、27aA間の噛合い離脱動作において、クラッチ・リング61の5速ギヤ27に対する相対回転を許容する。
At this time, since the
この同時噛合いの離脱動作におけるクラッチ・リング61の5速ギヤ27に対する相対回転の許容により同時噛合いによる内部循環トルクの増大を規制する。
By permitting relative rotation of the
同時噛合いの離脱動作における相対回転は、クラッチ歯49bA、27aAが各面の螺旋面の設定により螺旋状に形成されてネジのよう動作を伴って螺旋ガイドされるから、前記内部循環トルク増大の規制動作を無理なく行わせることができる。但し、ガイド面97が45°以上の斜面である限り、クラッチ歯49bA、27aAが螺旋状に形成されなくても内部循環トルク増大の規制動作を行わせることはできる。
The relative rotation in the disengagement operation of the simultaneous meshing is helically guided with screw-like action by setting the helical surfaces of the clutch teeth 49bA and 27aA. The regulation operation can be performed without difficulty. However, as long as the
そして、5速ギヤ27に対するクラッチ・リング61の離脱は、噛合っているクラッチ歯49bA、27aAが外れる動作を行うときに、内部循環トルクの増大が抑制された状態で相互の噛合い面の圧接を極力小さくしながら軸心O方向に相対的にずれて行く。
When the
しかも、クラッチ・リング61の軸心O方向の移動速度は、ガイド面97の周方向に沿った傾斜により小さくなる。
Moreover, the moving speed of the
最終的に噛合いの端末でクラッチ歯49bA、27aAが静かに外れて同時噛合いが解放されるという挙動のため、変速ショック及び異音を極めて小さくすることができる。 Ultimately, the clutch teeth 49bA and 27aA are quietly disengaged at the ends of engagement to release the simultaneous engagement, so shift shock and abnormal noise can be extremely reduced.
つまり、本実施例では、5速ギヤ27及び6速ギヤ29が同時噛合い状態となると、直ちにクラッチ・リング61が図6(B)の状態となってガイド面97の作用による5速ギヤ27からの噛合い解除が行われる。
That is, in this embodiment, when the
このため、同時噛合いによる内部循環トルクが大きくなる前に、クラッチ・リング61を5速ギヤ27から噛合い解除させることができ、噛合い解除される際の変速ショックや異音が抑制される。
Therefore, the
さらに、クラッチ・リング61の移動がガイド面97でガイドされるとき、ガイド面97が螺旋面であることにより、一定の傾斜角度θ2を維持することでクラッチ・リング61と5速ギヤ27との噛合い解除を一定速度で安定して行わせることができる。従って、本実施例では、より確実に変速ショックや異音が抑制される。
Further, when the movement of the
なお、ガイド面97の傾斜角度を途中から歯先113にかけて大きくした場合には、クラッチ・リング61の軸心O方向の移動速度を途中からさらに抑制でき、より滑らかに離脱動作を行わせ、変速ショックや異音を抑制することができる。
If the inclination angle of the
かかる下段側の解除及び上段側の噛合いにより、5速から6速へのシフト・アップが終了する。 By disengaging the lower gear and engaging the upper gear, the upshift from 5th speed to 6th speed is completed.
なお、シフト・アップ時の変速上段側のクラッチ歯の噛合いの容易さは、図5のように、ガイド面97の斜面のガイドによって実現できているが、クラッチ歯相互の周方向の間隔の大きさにも依存する。本実施例では、高さの高いクラッチ歯29aA相互の広い間隔で高いクラッチ歯51bAを高いクラッチ歯29aA側に噛合わせることもできる。
It should be noted that the ease of meshing of the clutch teeth on the upper shift side at the time of upshifting is realized by the guide of the inclined surface of the
従って、相対回転の大きいときにおいても、レバー操作により、高いクラッチ歯49bA、27aA相互が確実に噛合いを開始する。高いクラッチ歯49bA、27aA相互が噛み合うと、相対回転がなくなるため、確実に結合させることができる。 Therefore, even when the relative rotation is large, the high clutch teeth 49bA and 27aA reliably start meshing with each other by operating the lever. When the high clutch teeth 49bA and 27aA are meshed with each other, relative rotation disappears, so that they can be reliably connected.
走行時にエンジンブレーキが働くと、5速ギヤ27にコースティングトルクが働き、コースト噛合い面99にコースト噛合い面115が噛合う。この噛合いによりエンジンブレーキを働かせることができる。エンジンブレーキは、ドライブトルクに比べて小さいため、ドライブ噛合い面101、125、109、119での高さH2に比較して低い高さH3の噛合いであっても問題はない。
When the engine brake works during running, a coasting torque acts on the
また、クラッチ・リング61の高いクラッチ歯49bAのドライブ噛合い面101が5速ギヤ27の高いクラッチ歯27aAのドライブ噛合い面119に噛合う噛合い状態であるとき、エンジンブレーキが働くと、コースト噛合い面107にコースト噛合い面127が噛合うことになる。この場合高さH3の噛合いよりも噛合い代は減少するが、エンジンブレーキ時のコースティングトルクを受けるのに十分な噛合いとなっている。
Further, when the
その他の変速段におけるシフト・アップも同様に行わせることができる。 Upshifts in other gear stages can be performed in the same manner.
減速時は加速時のような、シームレスシフトの必要性は無い。減速は主にブレーキにより受け持たれ、エンジンからの出力は基本的に関係しないから、エンジンからの駆動トルクやエンジンブレーキトルクが途切れても問題ないためである。 There is no need for a seamless shift during deceleration, unlike during acceleration. This is because the braking is mainly responsible for deceleration and the output from the engine is basically irrelevant.
このため、通常のマニアルトランスミッションと同じように、まず変速上段の5速位置にあるクラッチ・リング63をニュートラルに移動させて動力を遮断し、次にクラッチ・リング61を5速ギヤ27に噛み合わせることでシフト・ダウンする。
For this reason, the
シフト・アップとシフト・ダウンで、噛合い移行の形態が異なることは、ドラム溝の設定により実現できる。 Different forms of engagement transition can be realized by setting the drum grooves for upshift and downshift.
なお、クラッチ・リング59,61,63は、同時噛合い時に第2の噛合い位置において噛合い解除方向のスラスト力が働けば良く、変速ギヤが2速以上はなれて両サイドにそれぞれ配置される必要はない。 The clutch rings 59, 61, 63 are only required to exert a thrust force in the disengagement direction at the second meshing position during simultaneous meshing. No need.
また、ガイド面等の構造は、クラッチ・リングと変速ギヤとで実施例とは逆に形成することもできる。 Also, the structures of the guide surfaces and the like can be formed by the clutch ring and the speed change gear in the reverse order of the embodiment.
さらに、シームレスシフトの上記構造を減速側にも設けることができる。 Furthermore, the seamless shift structure can be provided on the speed reduction side as well.
[実施例1の効果]
本実施例のトランスミッション1は、例えば、代表的にクラッチ・リング61及び5速ギヤ27が、回転方向に噛合うクラッチ歯49bA、49bB、27aA、27aBを備え、クラッチ歯の一方49bA、49bBの歯先側に、メイン・シャフト3又はカウンター・シャフト5の軸心Oに対し漸次傾斜しコースティングトルクにより他方のクラッチ歯27aA及び27aBをガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面97及び105を備え、クラッチ歯の一方49bA、49bBの歯元側に、エンジンブレーキ時に他方のクラッチ歯27aA及び27aBが係合する軸心Oに対する傾斜がガイド面97及び105よりも小さいコースト噛合い面99、107を備えた。
[Effect of Example 1]
In the transmission 1 of this embodiment, for example, the
そして、ガイド面97及び105の傾斜は、回転方向に沿っており、例えば45°以上80°以下に設定され、コースト噛合い面99、107の傾斜は、45°を下回るように設定され、下限は零である。 The inclination of the guide surfaces 97 and 105 is along the direction of rotation and is set, for example, to 45° or more and 80° or less. is zero.
従って、本実施例では、変速上段側及び変速下段側の同時噛合いから変速完了に至るとき、クラッチ歯49bAのガイド面97によりクラッチ歯27aAを相対的にガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させる。 Therefore, in the present embodiment, when the gear shift is completed from the simultaneous engagement of the upper gear shift side and the lower gear shift side, the clutch teeth 27aA are relatively guided by the guide surfaces 97 of the clutch teeth 49bA, and the thrust force in the engagement disengagement direction is applied. generate
このため、例えば5速ギヤ27に対するクラッチ・リング61の離脱は、噛合っているクラッチ歯49bA、27aAが外れるときに、内部循環トルクの増大が抑制された状態で相互の噛合い面の圧接を極力小さくしながら軸心O方向に相対的にずれて行き、最終的に噛合いの端末でクラッチ歯が静かに外れて同時噛合いが解放されるという挙動のため、変速ショック及び異音を極めて小さくすることができる。
Therefore, when the
エンジンブレーキ時には、例えばコースト噛合い面99にコースト噛合い面115を噛合わせることができ、エンジンブレーキを有効に働かせることができる。
During engine braking, for example, the
しかも、クラッチ歯49bA、27aAが各面の螺旋面の設定により螺旋状に形成されてネジのよう動作を伴って螺旋ガイドされるから、前記内部循環トルク増大の規制動作を滑らかに無理なく行わせることができる。 Moreover, since the clutch teeth 49bA and 27aA are formed in a helical shape by setting the helical surfaces of the respective surfaces and are helically guided with a screw-like operation, the control operation of the internal circulation torque increase can be performed smoothly and without difficulty. be able to.
クラッチ・リング61の移動がガイド面97及び105でガイドされるときは、ガイド面97及び105が傾斜度が一定した螺旋面であることにより、クラッチ・リング61と5速ギヤ27との噛合い解除を一定速度で安定して行わせることができる。
When the movement of the
従って、本実施例では、より確実に変速ショックや異音が抑制される。 Therefore, in this embodiment, shift shock and abnormal noise can be suppressed more reliably.
また、本実施例のトランスミッション1は、シフト・アップ動作(又はシフト・ダウン動作)に応じ、同時噛み合いの前に既に5速ギヤ27に噛み合っているクラッチ・リング61を深く噛み合う第1の噛合い位置から浅く噛み合う第2の噛合い位置へと移動させ、クラッチ歯の一方49bA、49bBのコースト噛合い面99及び107をクラッチ歯の他方27aA及び27aBのコースト噛合い面115及び127から外れさせる構造としている。
In addition, the transmission 1 of this embodiment performs the first engagement in which the
従って、変速下段側及び上段側の同時噛合い状態となると、直ちにガイド面97及び105によって変速下段側(又は上段側)のクラッチ・リング61の噛合いの解除が行われる。
Therefore, when the gear shift lower side and upper gear side are simultaneously engaged, the guide surfaces 97 and 105 immediately disengage the
かかる点においても同時噛合いによる内部循環トルクが大きくなる前に、変速下段側のクラッチ・リング61を噛合い解除させることができ、噛合い解除時の変速ショックや異音を抑制できる。同時に、トランスミッション1は、内部循環トルクによる負荷を軽減することができるため、耐久性を向上することができる。
In this respect as well, before the internal circulating torque due to simultaneous meshing becomes large, the
なお、5速ギヤ27及び6速ギヤ29間のシフト・アップ動作において効果を説明したが、他の変速段におけるシフト・アップ動作においても、同一の効果が得られる。
Although the effect has been described for the upshift operation between the
クラッチ歯は、高い低いの設定をせず、全てクラッチ歯49bA、27aAの組み合わせにすることもできる。この場合でも、変速時の内部循環トルクの増大を抑制でき、且つガイド面97の傾斜により噛合い動作を円滑に行わせることができる。
Clutch teeth can also be a combination of all clutch teeth 49bA and 27aA without setting high or low. Even in this case, it is possible to suppress an increase in the internal circulating torque at the time of shifting, and the inclination of the
コースト噛合い面は必ずしも必要はなく、エンジンブレーキ時等のコースト噛合い状態を変速操作部側の設定で維持させることもできる。他の実施例でも同様である。 The coasting meshing surface is not always necessary, and the coasting meshing state during engine braking or the like can be maintained by setting the shift operation unit. The same applies to other embodiments.
図7は、本発明の実施例2に係るクラッチ歯の噛合いを示す展開図である。なお、図7は、ドライブトルクが作用している状態である。実施例2では、基本構造が実施例1と同一であるため、対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 7 is a developed view showing engagement of clutch teeth according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 7 shows a state in which drive torque is acting. In the second embodiment, since the basic structure is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the corresponding components, and redundant explanations are omitted.
本実施例は、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リングのクラッチ歯及びクラッチ歯の他方である変速ギヤのクラッチ歯の形状を変更した。 This embodiment changes the shape of the clutch teeth of the clutch ring, which is one of the clutch teeth, and the clutch teeth of the transmission gear, which is the other of the clutch teeth.
例えば、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リング61のクラッチ歯49bA及び49bBのドライブ噛合い面101及び109の形状を変更し、且つこれに合わせてクラッチ歯の他方である5速ギヤ27のクラッチ歯27aA及び27aBのドライブ噛合い面119及び125の形状も変更している。
For example, the shape of the drive meshing surfaces 101 and 109 of clutch teeth 49bA and 49bB of
他の変速段については、クラッチ・リング61及び5速ギヤ27と同様にドライブ噛合い面101及び109並びに119及び125の形状を変更してもよいが、実施例1の形状を採用することも可能である。その他は、実施例1と同一である。
For other gear stages, the shapes of the drive meshing surfaces 101 and 109 and 119 and 125 may be changed as well as the
図7のように、本実施例のクラッチ歯49bA及び49bBのドライブ噛合い面101及び109は軸心O(図2参照)に対して傾斜し、これに応じてクラッチ歯27aA及び27aのドライブ噛合い面119及び125も傾斜している。傾斜角度は、5度となっている。
As shown in FIG. 7, the drive engagement surfaces 101 and 109 of clutch teeth 49bA and 49bB of this embodiment are slanted with respect to axis O (see FIG. 2) to correspondingly drive engagement of clutch teeth 27aA and 27a. The
かかる傾斜により、クラッチ歯49bA及び49bBのドライブ噛合い面101及び109は、クラッチ歯27aA及び27aBのドライブ噛合い面119及び125に噛み合っているときに、噛合い解除方向のスラスト力が発生するようになっている。なお、スラスト力は、通常、変速操作部側によって受けられる。 Such an inclination causes the drive meshing surfaces 101 and 109 of the clutch teeth 49bA and 49bB to generate a thrust force in the disengaging direction when meshing with the drive meshing surfaces 119 and 125 of the clutch teeth 27aA and 27aB. It has become. Note that the thrust force is normally received by the shift operation section.
従って、実施例2においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。しかも、本実施例では、ドライブ噛合い面101及び109並びに119及び125の傾斜により、同時噛み合いの前に既に5速ギヤ27に噛み合っているクラッチ・リング61を第2の噛合い位置へと移動させることを容易に行わせることができる。
Therefore, in the second embodiment as well, it is possible to achieve the same effects as in the first embodiment. Moreover, in this embodiment, the inclination of the drive meshing surfaces 101 and 109 and 119 and 125 moves the
このため、本実施例では、より大きなドライブトルクに対応することが可能となる。 Therefore, in this embodiment, it is possible to cope with a larger drive torque.
図8は、変形例に係るクラッチ歯の噛合いを示す展開図である。なお、図8は、ドライブトルクが作用している状態である。 FIG. 8 is a developed view showing meshing of clutch teeth according to a modification. It should be noted that FIG. 8 shows a state in which the drive torque is acting.
図8の変形例では、ドライブ噛合い面101及び109が図7とは逆向きに軸心O(図2参照)に対して傾斜し、これに応じてクラッチ歯27aA及び27aは、ドライブ噛合い面119及び125も図7とは逆向きに傾斜している。傾斜角度は、-5°となっている。 かかる傾斜により、クラッチ歯49bA及び49bBのドライブ噛合い面101及び109は、クラッチ歯27aA及び27aBのドライブ噛合い面119及び125に噛み合っているときに、噛合い方向のスラスト力が発生するようになっている。
In the variant of FIG. 8, the drive meshing surfaces 101 and 109 are inclined with respect to the axis O (see FIG. 2) in the opposite direction to that of FIG.
かかる変形例においても、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。しかも、本変形例では、変速操作部への負荷を軽減することができる。 Even in this modified example, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Moreover, in this modified example, the load on the shift operation section can be reduced.
図9は、本発明の実施例3に係るクラッチ歯の噛合いを示す展開図である。なお、図9は、ドライブトルクが作用している状態である。実施例3では、基本構造が実施例1と同一であるため、対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。
FIG. 9 is a developed view showing meshing of clutch teeth according to
本実施例においても、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リングのクラッチ歯及びクラッチ歯の他方である変速ギヤのクラッチ歯の形状を変更した。 Also in this embodiment, the shapes of the clutch teeth of the clutch ring, which is one of the clutch teeth, and the clutch teeth of the transmission gear, which is the other of the clutch teeth, are changed.
例えば、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リング61のクラッチ歯49bA及び49bBのドライブ噛合い面101及び109の形状を変更している。他の変速段については、クラッチ・リング61及び5速ギヤ27と同様にドライブ噛合い面101及び109並びに119及び125の形状を変更してもよいが、実施例1や2の形状を採用することも可能である。
For example, the shape of the drive meshing surfaces 101 and 109 of clutch teeth 49bA and 49bB of one of the clutch teeth,
また、本実施例では、クラッチ歯の高さはすべて同一とし、高低の変化はない。。その他は、実施例1と同一である。 Further, in this embodiment, the height of the clutch teeth is the same, and there is no change in height. . Others are the same as the first embodiment.
クラッチ歯49bAのドライブ噛合い面101は、歯元側部101aと歯先側部101bとを備えている。
The
歯元側部101aは、実施例2のように、軸心O(図2参照)に対して傾斜している。この傾斜により歯元側部101aは、ドライブトルクによって噛合い解除方向のスラスト力を発生させるようになっている。
The
歯先側部101bは、実施例2の変形例のように、軸心O(図2参照)に対して歯元側部101aとは逆向きに傾斜し、ドライブトルクによって噛合い方向のスラスト力を発生させるようになっている。
As in the modification of the second embodiment, the
5速ギヤ27側のクラッチ歯27aAのドライブ噛合い面119もドライブ噛合い面101に対応した形状に設定している。
The
かかる構成により、実施例3では、第1の噛合い位置において歯元側部101aでの噛合い解除方向のスラスト力を発生させることができる。このスラスト力により、6速ギヤ29へのシフト・アップ時に5速ギヤ27に噛み合っているクラッチ・リング61を第2の噛合い位置へ容易に移動させることができる。
With this configuration, in the third embodiment, it is possible to generate a thrust force in the direction of disengagement from the tooth
しかも、通常のドライブトルク時には、噛合い解除方向のスラスト力を歯先側部101bが受けて噛合いを深める方向にスラスト力を発生させるので、変速操作部の負荷も抑制できる。
Moreover, when the drive torque is normal, the
その他、本実施例でも、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。 In addition, this embodiment can also achieve the same effects as those of the first embodiment.
図10は、本発明の実施例4に係るクラッチ歯の噛合いを示す展開図である。なお、図10は、コースティングトルクが作用している状態である。実施例4では、基本構造が実施例1と同一であるため、対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。 FIG. 10 is a developed view showing meshing of clutch teeth according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 10 shows a state in which coasting torque is acting. Since the basic structure of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the corresponding constituent parts, and redundant explanations are omitted.
本実施例は、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リングのクラッチ歯の形状を変更した。例えば、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リング61のクラッチ歯49bAの形状を変更した。
This embodiment changes the shape of the clutch teeth of the clutch ring, which is one of the clutch teeth. For example, the shape of clutch tooth 49bA of
他の変速段については、クラッチ・リング61と同様にコースト噛合い面99の形状を変更してもよいが、実施例1~3の形状を採用することも可能である。
For other gear stages, the shape of the
また、本実施例でも、クラッチ歯の高さはすべて同一とし、高低の変化はない。その他は、実施例1と同一である。 Also in this embodiment, the height of the clutch teeth is all the same, and there is no change in height. Others are the same as the first embodiment.
クラッチ歯49bAのコースト噛合い面99及びガイド面97は、歯元側から歯先側に向けて漸次傾きが変化する曲面によって連続的に形成されている。
The
本実施例において、ガイド面97は、軸心O(図2参照)に対する傾斜角度(傾き)が一定以上、例えば45°以上の領域である。コースト噛合い面99は、ガイド面97の下限よりも傾斜角度が小さい領域である。
In this embodiment, the
従って、漸次傾斜したガイド面とは、湾曲面を含むことになる。 かかる構成により、本実施例でも、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。また、湾曲したガイド面97により離脱方向の移動速度を徐々に減速させることができ、変速ショック及び異音の減少に寄与させることができる。
Accordingly, a gradually inclined guide surface includes a curved surface. With such a configuration, this embodiment can also achieve the same effects as those of the first embodiment. Further, the
図11は、本発明の実施例5に係るクラッチ歯の噛合いを示す展開図である。なお、図11は、ドライブトルクが作用している状態である。実施例5では、基本構造が実施例1と同一であるため、対応する構成部分に同符号を付して重複した説明を省略する。
FIG. 11 is a developed view showing meshing of clutch teeth according to
本実施例は、クラッチ歯の一方であるクラッチ・リング61のクラッチ歯49bAと49bBとの高さを高低逆に変更した。
In this embodiment, the heights of the clutch teeth 49bA and 49bB of the
他の変速段については、クラッチ・リング61と同様にクラッチ歯49bA及び49bBの高さを変更してもよいが、実施例1と同一にしてもよい。
For other gear stages, the heights of the clutch teeth 49bA and 49bB may be changed in the same manner as the
本実施例では、クラッチ歯49bAを相対的に低くし、クラッチ歯49bBを相対的に高くしている。 In this embodiment, the clutch teeth 49bA are relatively low and the clutch teeth 49bB are relatively high.
かかる構成により、本実施例では、シフト・アップにコースティングトルクが作用した際に、まず歯幅の大きいクラッチ歯49bAのガイド面97が5速ギヤ27のクラッチ歯27aAにガイドされ、かかるガイドの進行に応じて、歯幅が小さく高いクラッチ歯49bBのガイド面105が5速ギヤ27のクラッチ歯27aBに連携してガイドされ、クラッチ・リング61の離脱動作を行わせることができる。
With such a configuration, in this embodiment, when a coasting torque acts on an upshift, the
なお、ガイド面97、105の傾斜角度は同一に設定しているが、ガイド面105の傾斜角度をガイド面97の傾斜角度よりも大きくすることもできる。この場合には、クラッチ・リング61の軸心O方向の移動速度をガイド面105のガイドに移行したときにさらに抑制でき、より滑らかに離脱動作を行わせ、変速ショックや異音を抑制することができる。しかも、ガイド面97、105は、分けて加工することができ、加工も容易である。
Although the inclination angles of the guide surfaces 97 and 105 are set to be the same, the inclination angle of the
クラッチ・リング61の5速ギヤ27に対する噛合いにおいて、高いクラッチ歯49bBは、高いクラッチ歯27aA、低いクラッチ歯27aBの何れにも噛合うことができる。
In meshing the
この場合、高いクラッチ歯49bBが高いクラッチ歯27aAに噛合うときは、高いクラッチ歯27aA相互の間隔において噛合い動作することができ、高速回転時にも余裕を持って噛合わせることができる。 In this case, when the high clutch tooth 49bB meshes with the high clutch tooth 27aA, the meshing operation can be performed at a mutual interval between the high clutch teeth 27aA, and the meshing can be performed with a margin even at high speed rotation.
その他、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。 In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、本発明の噛合いクラッチは、トランスミッションの同時噛合いに適用したが、トランスミッション以外の装置の駆動部に適用し、同時噛合い以外、例えば過負荷時等における自動遮断動作に適用する場合も均等である。 Although the dog clutch of the present invention has been applied to simultaneous meshing of a transmission, it may also be applied to a drive section of a device other than a transmission, and may be applied to other than simultaneous meshing, such as an automatic cutoff operation in the event of an overload, for example. equal.
1トランスミッション
3 メイン・シャフト(駆動力伝達軸)
5 カウンター・シャフト(駆動力伝達軸)
19 1速ギヤ(変速ギヤ、クラッチ体)
21 2速ギヤ(変速ギヤ、クラッチ体)
23 3速ギヤ(変速ギヤ、クラッチ体)
25 4速ギヤ(変速ギヤ、クラッチ体)
27 5速ギヤ(変速ギヤ、クラッチ体)
29 6速ギヤ(変速ギヤ、クラッチ体)
19a、21a、23a、25a、27a、29a クラッチ歯
29ae ドライブ噛合い面
77,79,85,87 シフト・フォーク
47 第1の噛合いクラッチ
49 第2の噛合いクラッチ
51 第3の噛合いクラッチ
47a,47b,49a,49b,51a,51b クラッチ歯
97、105 ガイド面
99、107、 コースト噛合い面(噛合い面)
101、109、119、125 ドライブ噛合い面
59、61、63 クラッチ・リング(クラッチ体)
1
5 Counter shaft (driving force transmission shaft)
19 1st gear (transmission gear, clutch body)
21 2nd gear (transmission gear, clutch body)
23 3rd gear (transmission gear, clutch body)
25 4th gear (transmission gear, clutch body)
27 5th gear (transmission gear, clutch body)
29 6th gear (transmission gear, clutch body)
19a, 21a, 23a, 25a, 27a, 29a clutch teeth 29ae drive meshing
101, 109, 119, 125 drive meshing surfaces 59, 61, 63 clutch ring (clutch body)
Claims (7)
シフト・アップ動作又はシフト・ダウン動作により変速下段及び変速上段のクラッチ・リングが同時噛合いした時に前記変速下段又は変速上段のクラッチ・リングにコースティングトルクにより噛合い解除方向の軸力を生じさせて変速を行うトランスミッションであって、
前記クラッチ・リング及び変速ギヤは、回転方向に噛合うクラッチ歯を備え、
前記クラッチ歯の一方の歯先側に、前記駆動力伝達軸の軸心に対し漸次傾斜しコースティングトルクにより前記クラッチ歯の他方をガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面を備え、
前記ガイド面は、回転方向に沿って設定された、
ことを特徴とするトランスミッション。 a plurality of speed change gears supported to be relatively rotatable on a driving force transmission shaft; a clutch ring capable of meshing;
When the clutch rings of the lower gear and the upper gear are simultaneously engaged by an up-shifting operation or a down-shifting operation, an axial force in the disengagement direction is generated by the coasting torque in the clutch rings of the lower gear or the upper gear. A transmission that shifts gears by
wherein the clutch ring and transmission gear comprise clutch teeth that mesh rotationally;
A guide surface, which is gradually inclined with respect to the axis of the driving force transmission shaft and guides the other of the clutch teeth by coasting torque, is provided on the tip side of one of the clutch teeth to generate a thrust force in the disengagement direction. prepared,
The guide surface is set along the direction of rotation,
A transmission characterized by:
前記クラッチ歯の一方の歯元側に、エンジンブレーキ時に前記クラッチ歯の他方が噛合うコースト噛合い面を備え、
前記コースト噛合い面は、軸心方向に沿って設定されている、
ことを特徴とするトランスミッション。 A transmission according to claim 1, wherein
one of the clutch teeth has a coast meshing surface on which the other of the clutch teeth meshes during engine braking;
The coasting meshing surface is set along the axial direction,
A transmission characterized by:
前記ガイド面は、前記軸心に対する回転方向の傾斜角度を45°以上に設定した、
ことを特徴とするトランスミッション。 A transmission according to claim 1 or 2,
The guide surface has an inclination angle of 45° or more in the rotational direction with respect to the axis,
A transmission characterized by:
前記各クラッチ歯は、前記クラッチ・リング及び変速ギヤ間の設定した相対回転を許容しながら前記ガイドを行なう螺旋状である、
ことを特徴とするトランスミッション。 The transmission according to any one of claims 1 to 3,
each of the clutch teeth is helical to provide the guiding while allowing a set relative rotation between the clutch ring and transmission gear;
A transmission characterized by:
前記シフト・アップ動作又はシフト・ダウン動作に応じ、前記同時噛み合いに際し前記クラッチ・リングを深く噛み合う第1の噛合い位置から浅く噛み合う第2の噛合い位置へと移動させる、
ことを特徴とするトランスミッション。 3. The transmission of claim 2, wherein
moving the clutch ring from a deep meshing first meshing position to a shallow meshing second meshing position during the simultaneous meshing in response to the shift-up operation or the shift-down operation;
A transmission characterized by:
前記一対のクラッチ体にそれぞれ設けられ回転方向に噛合うクラッチ歯とを備え、
前記クラッチ歯の一方の歯先側に、前記相対回転の回転軸心に対し漸次傾斜し前記クラッチ歯の他方をガイドして噛合い解除方向のスラスト力を発生させるガイド面を備え、
前記ガイド面は、回転方向に沿って設定された、
ことを特徴とする噛合いクラッチ。 a pair of relatively rotatable clutch bodies;
Clutch teeth provided on the pair of clutch bodies and meshing in the rotational direction,
one of the clutch teeth has a guide surface that is gradually inclined with respect to the rotation axis of the relative rotation and guides the other of the clutch teeth to generate a thrust force in the disengagement direction;
The guide surface is set along the direction of rotation,
A positive clutch characterized by:
前記クラッチ歯の一方の歯元側に、噛合い面を備え、
前記噛合い面は、軸心方向に沿って設定されている、
ことを特徴とする噛合いクラッチ。
A dog clutch according to claim 6,
A meshing surface is provided on one tooth root side of the clutch tooth,
The meshing surface is set along the axial direction,
A positive clutch characterized by:
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