JPH0799178B2 - 変速機の同期装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等に使用される変速機の同期装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、変速機のクラッチギヤとして、例えば、特開昭57
−179427号公報に開示されたものがある。該クラッチギ
ヤは、メインギヤに設けられ且つ外側のスプラインがカ
ップリングスリーブ内側のスプラインと噛合するもので
あり、該クラッチギヤは、スプラインのメインギヤ側の
端部にクラッチギヤと一体のフランジを設けたものであ
る。前記フランジは、スプラインのカップリングスリー
ブとは反対側の端部にカップリングスリーブの移動を制
限するものであり、長手方向に積極的に厚肉に形成する
ことにより、カップリングスリーブのオーバシフトを防
止すると共に、クラッチギヤ全体の強度を向上させる。

上記とは別の装置として、歯車変速機のオーバシフト防
止装置として、第12図に示すようなものが開示されてい
る。該オーバシフト防止装置は、ギヤ22に設けたクラッ
チギヤ24のドグ歯23、クラッチハブ上の軸方向移動で同
期リングを押圧してドグ歯23に噛合可能なスプライン25
を有するスリーブ21、及びスリーブ21のギヤ側端部にギ
ヤ22とは歯形が異なる突出部20を有し、突当部20をギヤ
22の端面に当接させてスリーブ21のオーバシフトを防止
する。

また、第13図に示すような歯車変速機のオーバシフト防
止装置が開示されている。該オーバシフト防止装置は、
ギヤ32に設けたクラッチギヤ34のドグ歯33、クラッチハ
ブ上の軸方向移動で同期リングを押圧してドグ歯33に噛
合可能なスプライン35を有するスリーブ31、及びギヤ32
のスリーブ側端部に配置されたストッパ用プレート30を
有している。ストッパ用プレート30にスリーブ31の端面
を当接させてスリーブ31のオーバシフトを防止する。

上記のようなオーバシフト防止装置としては、例えば、
実開昭50−53575号公報に開示されたものがある。該歯
車変速機のオーバシフト防止装置は、同期装置における
クラッチスプラインとそのギヤ部との間に周溝を設ける
と共に、前記溝にリングを２分割し、且つその分割部が
互いに重なりあい嵌合して１個のリングを形成する２分
割形スナップリングを嵌着したものである。

更に、ギヤの加工工具として、実開昭62−17019号公報
に開示されたものがある。該加工工具は、噛合ピッチ円
を境として圧力角が歯先側と歯元側とで異なった歯形状
の刃部を備えたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第10図に示すようなスリーブのオーバシフト
を防止するための装置として、変速機のクラッチギヤに
ストッパを設けた構造のものが考えられる。該クラッチ
ギヤは、ギヤに設けたクラッチギヤのドグ歯29を有し、
該ドグ歯29のギヤ側端部でドグ歯29の歯先面27から一体
的に突出してスリーブの端面が当接可能なストッパ28を
有し、ストッパ28にスリーブの端面を当接させてスリー
ブのオーバシフトを防止する。

しかしながら、上記のような変速機のクラッチギヤにス
トッパを設けたものについて、クラッチギヤに設けたド
グ歯の歯形は、通常インボリュート歯形が採用されてい
るが、例えば、ドグ歯29の歯数を増加させた場合には、
第11図に示すように、モジュールが小さくなり、符号
（Ａ）に示す歯厚Ａから符号（Ｂ）に示す歯厚Ｂへと減
少し、特に、ドグ歯29の歯先面27から突出したストッパ
28における歯厚が歯厚ａから歯厚ｂへ極端に小さくな
る。その結果、ストッパ28の部分の歯厚が細くなり、ス
トッパとしての強度が不足し、折損、亀裂等の破損が生
じ、使用不能になるという問題がある。そのため、別の
ストッパを配置する必要が生じる。

また、前掲特開昭57−179427号公報に開示された変速機
のクラッチギヤは、精密鍛造であり、従来ドグ歯の突起
によるストッパが成立しない場合に、プレートをクラッ
チギヤとスリーブとの間に挟み込んで使用していたもの
を、ドグ歯とプレートとを一体構造に構成してドグ歯に
フランジ部を構成したものであるが、ドグ歯の歯先面か
ら歯形を突出させたものではない。

更に、前掲実開昭50−53575号公報に開示された歯車変
速機のオーバシフト防止装置は、ギヤとドグ歯との間に
スナップリングを設けるものであり、ギヤとシンクロコ
ーンとを分離した構造にしたり、或いはギヤにスナップ
リングを取り付けるための環状溝を形成しなければなら
ないという問題を有している。

また、前掲実開昭62−117019号公報に開示された加工工
具は、歯車に２段のインボリュート歯形を形成するため
の工具に関するものであり、同期装置のスリーブのオー
バシフトを防止する技術的思想に関するものではない。

この発明の目的は、上記課題を解決することであり、ス
リーブのスプラインと係合するクラッチギヤのドグ歯に
おけるギヤ側端に、ドグ歯の歯先面より突出した突出部
を形成し、該突出部をスリーブのオーバシフトを防止す
るストッパとして機能させ、特に、該ストッパをドグ歯
のギヤ側端部でドグ歯の歯先面から突出させ且つドグ歯
の圧力角より小さい圧力角で形成した歯形から構成し、
それによってストッパの歯厚を増加させ、それによって
該ストッパの強度をアップし、歯車のモジュールを小さ
くして歯数を増加させたとしても、スリーブのオーバシ
フトを防止するのに十分な強度を確保することができ、
しかも、前記ストッパをドグ歯と同様に切削加工するこ
とができる変速機の同期装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の課題を解決し、上記の目的を達成す
るために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、ギヤに設けられたドグ歯を備えたク
ラッチギヤと、クラチハブ上に軸方向に移動可能に配設
され且つ同期リングを押圧して前記ドグ歯に噛合可能な
スプラインを備えたスリーブとを有する変速機の同期装
置において、前記クラッチギヤの前記ドグ歯における前
記ギヤ側端部に前記ドグ歯の歯先面から突出した歯形か
ら成るストッパが形成され、前記ストッパの前記歯形は
その歯厚を増加させるため前記ドグ歯の圧力角より小さ
い圧力角で形成され、前記スリーブの軸方向のオーバシ
フトの防止のため前記スリーブの端面が前記ストッパに
当接することを特徴とする変速機の同期装置に関する。

〔作用〕

この発明による変速機の同期装置は、上記のように構成
されているので、次のような作用をする。即ち、この変
速機の同期装置は、クラッチギヤのドグ歯における前記
ギヤ側端部に、ドグ歯の歯先面から突出しドグ歯の圧力
角より小さい圧力角で形成した歯形に構成して前記スリ
ーブの端面を当接するためのストッパを設けたので、前
記ストッパの歯厚を前記ドグ歯の歯厚の減少程度に比較
して増加させることができ、前記ストッパの強度を増大
できる。従って、前記ドグ歯即ち歯車のモジュールを小
さくして歯数を増加させたとしても、前記ストッパの強
度を十分に確保できる。

しかも、前記ストッパはドグ歯の圧力角より小さい圧力
角で形成した歯形に構成されているので、ドグ歯及び前
記ストッパを、従来のピニオンカッタ等の切削工具によ
る歯車創成でドグ歯と一体に簡単に製作することができ
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による変速機の同期装
置の一実施例を説明する。

この発明による変速機の同期装置は、第１図及び第２図
に示す機構の同期装置に利用できるものである。第１図
において、スリーブ１の内周側に形成したスプライン11
は、クラッチハブ２の外周に対してスプライン嵌合して
おり、スリーブ１の外周面の凹部1Aに係合し且つシフト
操作に応答して移動するシフトフォーク（図示せず）に
よって軸方向に移動することができる。クラッチハブ２
は、回転軸７とスプライン係合し、該回転軸７と一体回
転する。

また、クラッチハブ２は、周方向に適当数切り欠かれて
おり、該切欠部にキー５を収容しており、該キー５はス
プリング６により径方向外方に付勢されている。キー５
は中央部分において幅広の凸部5Aを有しており、変速機
の中立位置に対応して位置するスリーブ１に対してその
内面に形成された凹部1Bに嵌合している。クラッチハブ
２の両側には、同期リング3A,3B、クラッチギヤ4A,4B及
び該クラッチギヤ4A,4Bと一体構造のギヤ9A,9Bが順次に
配設されている。同期リング3A,3Bは、クラッチギヤ4A,
4Bとは円錐面10,10で摩擦係合可能である。ギヤ9A,9B
は、回転軸７に対して軸受8A,8Bにより回転自由に支持
されていると共に、回転軸７に平行な別の回転軸上のギ
ヤと常時噛み合っている（図示せず）。

この変速機の同期装置は、特に、上記の構成において、
第３図に示すように、クラッチギヤ4A,4Bのドグ歯12
（符号Ｇの部分）にストッパ13（符号Ｓの部分）を設
け、該ストッパ13の歯厚WAを増加させた点に特徴を有す
るものである。即ち、ストッパ13は、クラッチギヤ4A,4
Bのドグ歯12のギヤ9A,9B側端部に形成し、且つドグ歯12
の歯先面4Cから突出させ、特に、第３図に示すように、
ドグ歯12の圧力角αより小さい圧力角βで形成した歯形
から形成したものである。

従って、ストッパ13の歯形は、ドグ歯12の歯先部の歯面
から曲面が立ち上がった状態の歯形に形成され、ストッ
パ13の歯厚の減少はドグ歯12に比較して小さくなり、歯
車のモジュールを小さくして歯数を増加させたとして
も、ストッパ13を十分な強度を確保できる歯厚に形成で
きるようになる。

しかるに、第10図に示すように、ストッパ28を、ドグ歯
29の圧力角αでそのまま延長させて形成した歯形で構成
すると、ストッパ28の歯厚WBは極めて小さくなる。

しかも、ドグ歯29即ち歯車のモジュールを小さくして歯
数を増加させたとすると、ドグ歯29の歯厚は、第11図の
符号（Ａ）で示す歯車Ａから符号（Ｂ）で示す歯厚Ｂへ
と減少し、ストッパ28の歯先面の歯厚は符号ａから符号
ｂへと極めて小さくなり、ストッパ28の強度を確保でき
なくなる。

従って、この変速機の同期装置におけるストッパ13の歯
厚は、ドグ歯12の歯厚の減少程度に比較して増加させる
ことができ、ストッパ13の強度を十分に確保することが
できる。それによって、ストッパ13は、スリーブ１のギ
ヤ9A,9B側への摺動移動に対して、スリーブ１の端面1C
がストッパ13に当接して停止されスリーブ１のオーバシ
フトを確実に防止することができる。しかもストッパ13
自体の歯厚が十分な強度を確保できるように大きく構成
されているので、ストッパ13、ドグ歯12及びクラッチギ
ヤ4A,4Bの亀裂、破損等の発生を防止でき、耐久性に富
んだ同期装置を提供できる。

この変速機の同期装置の作動について、第１図の変速中
立位置から、変速操作レバーによるシフト操作によって
スリーブ１を左右何れかの軸方向にシフトすると、スリ
ーブ１はキー５を引き連れて移動し、同期リング3A,3B
と噛み合い係合すると共に、同期リング3A,3Bをクラッ
チギヤ4A,4Bの円錐面10,10に対して摩擦係合させ、ギヤ
9A,9B、即ちクラッチギヤ4A,4Bとの相対回転を少なくし
て、同期状態になる。スリーブ１を更に移動させると、
キー５をスプリング６の付勢力に抗して径方向内方に押
し込むと共に、スリーブ１の内面の歯が同期リング3A,3
Bの歯に噛み合う。スリーブ１と同期リング3A,3Bとの同
期作用が得られると、スリーブ１を更に移動させること
で、クラッチギヤ4A,4Bとの噛み合いがスムースに行え
る。しかも、スリーブ１の端面1Cはクラッチギヤ4A,4B
の端部に設けたストッパ13に当接し、スリーブ１のオー
バシフトは防止される。

第２図は、第１図の同期装置においてスリーブ１を右側
の軸方向にシフトが完了した状態を示しており、回転軸
７はクラッチハブ２、スリーブ１、クラッチギヤ4A及び
歯車9Aを通じて動力伝達経路を形成する。

この変速機の同期装置におけるドグ歯12及びストッパ13
は、ピニオンカッタを用いて歯切できるものである。即
ち、ピニオンカッタを用いてドグ歯12の歯形及び該ドグ
歯12の歯先面4Cより突出したストッパ13となる歯形を同
時に且つ一体構造に形成することができるものである。
この場合に、切刃面を第４図に示すようなピニオンカッ
タPCを用いることによって、第５図に示すように二段の
歯形即ちドグ歯12とストッパ13の歯形を形成することが
できる。

上記のピニオンカッタの歯切原理は、切刃面を備えたカ
ッタを歯車の歯すじ方向に往復移動させると共に回転運
動を与えて仮想歯車を作り出し、この仮想歯車に回転運
動を行っている歯車材が噛合するような相対運動を仮想
歯車と歯車材とに与え、仮想歯車の歯の運動の邪魔にな
る部分を歯車材から切削し、歯車材の歯形を創成するも
のである。

例えば、第６図には、ピニオンカッタであるスパー形ピ
ニオンカッタ40によって歯車材43を歯切し、該歯車材43
にすぐば平歯車44を創成する例が示されている。即ち、
切歯面41を備えたスパー形ピニオンカッタ40を歯車の歯
すじ方向に往復移動させ、仮想歯車42を作り出し、仮想
歯車42に歯車材43が噛合するような相対運動を両者に与
えて歯車材43にすぐば平歯車44の歯形を創成している。

また、第７図には、ピニオンカッタであるヘリカル形ピ
ニオンカッタ45によって歯車材48を歯切し、該歯車材48
にはすば歯車49を創成する例が示されている。即ち、切
刃面46を備えたヘリカル形ピニオンカッタ45を歯車の歯
すじ方向に往復移動させ、仮想歯車47を作り出し、この
仮想歯車47に歯車材48が噛合するような相対運動を両者
に与えて歯車材48にはすば歯車49の歯形を創成してい
る。

更に、第８図には、ピニオンカッタ50によって歯車材51
に歯形を創成するギヤシェーパの機構概略が示されてい
る。モータ52の駆動によってクランク53が回転すると、
ストロークを変更できるクランクシャフト54を通じて揺
動アーム55が揺動し、カッタスピンドル56が上下方向に
往復移動する。カッタスピンドル56の上部には、上親歯
車57内にガイド59が設けられており、ガイド59として
は、平歯車を創成する場合にはストレートガイドを使用
し、はすば歯車を創成する時にはヘリカルガイドを使用
し、被歯車のねじれ角に合わせてカッタスピンドル56を
回転させて上下往復運動をさせる。

また、モータ52の回転は、送り換え歯車60を通じて上親
歯車57に伝達され、カッタスピンドル56を回転させてカ
ッタ50に回転方向の送りを与える。歯車材51は、送り換
え歯車60及び割出し換え歯車61を通じて下親歯車58によ
ってカッタ50に対応した速度比で回転するように構成さ
れている。

上記のギヤシェーパの機構を有するピニオンカッタ50に
よって歯車材51に対して形成される運動状態を、第９図
に示している。第９図は、歯車材51の軸方向から見た図
であり、歯車材51に歯形が形成される状態が分かる。

〔発明の効果〕

この発明による変速機の同期装置は、以上のように構成
されており、次のような特有の効果を有する。即ち、こ
の変速機の同期装置は、ギヤに設けられドグ歯を備えた
クラッチギヤと、クラッチハブ上に軸方向に移動可能に
配設され同期リングを押圧して前記ドグ歯に噛合可能な
スプラインを備えたスリーブとを有し、前記クラッチギ
ヤのドグ歯における前記ギヤ側端部に、ドグ歯の歯先面
から突出しドグ歯の圧力角より小さい圧力角で形成した
歯形に構成し前記スリーブの端面を当接するためのスト
ッパを設けたので、前記歯形に形成した前記ストッパの
歯厚を前記ドグ歯の歯厚の減少程度に比較して増加させ
ることができ、前記ストッパの歯厚を増大させ、前記ス
トッパ自体の強度を増強できる。

従って、前記ストッパは、前記ドグ歯即ち歯車のモジュ
ールを小さくして歯数を増加させたとしても、前記スト
ッパの歯厚をそれほど減少させることがなく、前記スト
ッパの強度を十分に確保できる。それによって、前記ス
トッパの強度をアップし、前記スリーブを前記ストッパ
に当接させて前記スリーブを停止させ、前記スリーブの
オーバシフトを防止するのに十分な強度を確保すること
ができる。

しかも、この変速機の同期装置における前記ストッパ
は、前記ドグ歯の圧力角より小さい圧力角で形成した前
記歯形に構成されているので、前記ドグ歯及び前記スト
ッパを、従来のピニオンカッタ等の切削工具による歯車
創成でドグ歯と一体に簡単に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による変速機の同期装置の一実施例を
示す断面図、第２図は第１図の同期装置におけるスリー
ブのシフト位置を示す断面図、第３図は第１図の線III
−IIIにおけるクラッチギヤを示す断面図、第４図はド
グ歯を創成するためのピニオンカッタの刃形の一例を示
す概略図、第５図は第４図のピニオンカッタで切削した
この発明によるドグ歯の一例を示す概略図、第６図はピ
ニオンカッタによる歯切原理の一例を示す説明図、第７
図はピニオンカッタによる歯切原理の別の例を示す説明
図、第８図はギヤシェーパの機構の一例を示す説明図、
第９図はピニオンカッタによる歯車の創成のための運動
状態を示す説明図、第10図は圧力角を変化させないで歯
切を行った場合の歯形の一例を示す概略図、第11図はモ
ジュールを変化させて歯切を行った場合の歯形の一例を
示す概略図、第12図は従来の変速機のクラッチギヤの一
例を示す概略図、及び第13図は従来の変速機のオーバシ
フト防止装置の一例を示す概略図である。 １……スリーブ、1C……スリーブの端面、２……クラッ
チハブ、3A,3B……同期リング、4A,4B……クラッチギ
ヤ、4C……ドグ歯の歯先面、５……キー、７……回転
軸、9A,9B……ギヤ、11……スプライン、12……ドグ
歯、13……ストッパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ギヤに設けられたドグ歯を備えたクラッチ
   ギヤと、クラッチハブ上に軸方向に移動可能に配設され
   且つ同期リングを押圧して前記ドグ歯に噛合可能なスプ
   ラインを備えたスリーブとを有する変速機の同期装置に
   おいて、前記クラッチギヤの前記ドグ歯における前記ギ
   ヤ側端部に前記ドグ歯の歯先面から突出した歯形から成
   るストッパが形成され、前記ストッパの前記歯形はその
   歯厚を増加させるため前記ドグ歯の圧力角より小さい圧
   力角で形成され、前記スリーブの軸方向のオーバシフト
   の防止のため前記スリーブの端面が前記ストッパに当接
   することを特徴とする変速機の同期装置。