JP2018059600A

JP2018059600A - 変速機の噛合装置

Info

Publication number: JP2018059600A
Application number: JP2016199008A
Authority: JP
Inventors: 直弘金子; Naohiro Kaneko
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-12

Abstract

【課題】ドグギヤの肉厚を確保しつつ、シャフトを効果的に拡径する。
【解決手段】シャフト２に一体回転可能に設けられたハブ１１と、ハブ１１の外周に軸方向に移動可能に結合されたスリーブ１２と、シャフト２に相対回転可能に設けられた変速ギヤ２０と、変速ギヤ２０に一体回転可能に設けられたドグギヤ３０とを備え、ドグギヤ３０には、変速ギヤ２０側に向かって突出する筒状の突出部３３が設けられると共に、突出部３３の外筒部には外周スプライン３３Ａが形成され、変速ギヤ２０には、突出部３３を受容可能な凹部２２が設けられると共に、凹部２２の内周部には外周スプライン３３Ａと嵌合する内周スプライン２２Ａが形成され、ドグギヤ３０の内周面とシャフト２の外周面との間に所定の空隙Ｃが確保された。
【選択図】図２

Description

本発明は、変速機の噛合装置に関し、特に、変速ギヤとドグギヤとの固定構造に関する。

従来、この種の噛合装置として、変速機のシャフトに一体回転可能に設けられたハブと、ハブの外周歯と常時噛合する内周歯を有すると共に、シフト方向に移動可能なスリーブと、シャフトにニードルベアリング等を介して相対回転可能に軸支された変速ギヤと、スリーブの内周歯と噛合可能なドグ歯を有すると共に、変速ギヤに一体回転可能に固定されたドグギヤと、ハブとドグギヤとの間に配置されたシンクロナイザリングとを備える噛合装置が広く用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。

このような噛合装置は、スリーブのシフト移動によりシンクロナイザリングを押圧して同期荷重を生じさせ、スリーブとドグギヤとの回転数が同期すると、スリーブがさらにシフト移動してドグギヤと噛合することで、変速ギヤをシャフトと同期結合（ギヤイン）させるように構成されている。

特開２００８−０６４２２８号公報特開２００６−３２９３６９号公報

一般的に、噛合装置のドグギヤは、その内周を変速ギヤのシャフト挿通孔周縁に形成された筒状ボス部の外周に溶接或はスプライン嵌合等によって固定されている。

このため、例えば、シャフトの剛性を確保すべく、シャフトの軸径を拡径すると、これに伴い変速ギヤのシャフト挿通孔周縁に形成された筒状ボス部も径方向外側にオフセットされることになり、ドグギヤの肉厚を十分に確保できなくなる課題がある。一方、ドグギヤの肉厚を確保すると、変速ギヤの筒状ボス部が径方向内側にオフセットされ、これに伴いシャフト挿通孔に挿通されるシャフトの軸径も縮径されるため、シャフトの剛性を十分に確保できなくなる課題もある。

本開示の技術は、ドグギヤの肉厚を確保しつつ、シャフトを効果的に拡径することができる噛合装置を提供することを目的とする。

本開示の技術は、シャフトに一体回転可能に設けられたハブと、前記ハブの外周に一体回転可能且つ軸方向に移動可能に結合されたスリーブと、その一側面を前記ハブの側面に対向させると共に、前記シャフトに相対回転可能に設けられた変速ギヤと、前記スリーブと噛合可能なドグ歯を有すると共に、前記変速ギヤの前記一側面側に一体回転可能に設けられたドグギヤと、を備え、前記ドグギヤには、前記変速ギヤ側に向かって突出する筒状の突出部が設けられると共に、当該突出部の外筒部には外周スプラインが形成され、前記変速ギヤには、前記一側面から軸方向に窪んで前記突出部を受容可能な凹部が設けられると共に、当該凹部の内周部には前記外周スプラインと嵌合する内周スプラインが形成され、前記ドグギヤの内周面と前記シャフトの外周面との間に所定の空隙が確保されたことを特徴とする。

また、前記変速ギヤは、前記シャフトに軸受を介して回転可能に軸支され、前記シャフトには、前記軸受に潤滑油を供給する油路が形成され、前記空隙が、前記油路から前記軸受に供給された潤滑油を流通させる油流通路として機能するものでもよい。

また、前記ドグギヤには、前記ハブ側に向かって突出すると共に第１摩擦面を有するテーパ部が設けられ、前記ハブと前記ドグギヤとの間には、その内周部に前記第１摩擦面と摺接可能な第２摩擦面が形成されたシンクロナイザリングが配置され、前記テーパ部には、前記空隙を流れる潤滑油を前記第１摩擦面と前記第２摩擦面との間に供給する油供給路が形成されてもよい。

本開示の技術によれば、ドグギヤの肉厚を確保しつつ、シャフトを効果的に拡径することができる。

本発明の一実施形態に係る噛合装置を示す模式的な縦断面図である。本発明の一実施形態に係る噛合装置の要部を示す模式的な縦断面図である。他の実施形態に係る噛合装置の要部を示す模式的な縦断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る変速機の噛合装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施形態の噛合装置１０は、変速機１の図示しない変速機ケース内に回転自在に設けられたシャフト（メインシャフト又は、カウンタシャフト）２に装着されている。より具体的には、噛合装置１０は、少なくとも、シンクロハブ１１と、シンクロスリーブ１２と、変速ギヤ２０と、ドグギヤ３０と、シンクロナイザリング４０とを備えている。なお、図中において、符号５１はニードルベアリング、符号５２はシャフト２に形成された軸方向油路、符号５３はシャフト２に形成された径方向油路をそれぞれ示している。

シンクロハブ１１は、略円環状を呈しており、その内周部をシャフト２の外周にスプライン嵌合されて、シャフト２に一体回転可能に設けられている。また、シンクロハブ１１の外周側には複数の外周歯１１Ａが設けられている。

シンクロスリーブ１２は、略リング状に形成されており、その内周部にはシンクロハブ１１の外周歯１１Ａと常時噛合する複数の内周歯１２Ａが設けられている。また、シンクロスリーブ１２の外周部には、図示しないシフトフォークと係合する環状凹溝１２Ｂが形成されている。シンクロスリーブ１２は、シンクロハブ１１に一体回転可能且つ軸方向（シフト方向）に移動可能にスプライン結合されており、図示しないシフト操作装置の作動に応じてシフトフォークと一体にシフト移動されるようになっている。

変速ギヤ２０は、略円環状を呈しており、その内周とシャフト２の外周との間に介装されたニードルベアリング５１を介してシャフト２に相対回転可能に軸支されている。また、変速ギヤ２０の外周部には、図示しない他の変速ギヤと常時噛合する複数の変速ギヤ歯２１が設けられている。

ドグギヤ３０は、略円環状を呈しており、変速ギヤ２０のシンクロハブ１１側の側部に一体回転可能に固定されている。変速ギヤ２０とドグギヤ３０との固定構造の詳細については後述する。また、ドグギヤ３０の外周部には、シンクロスリーブ１２の内周歯１２Ａと噛合可能な複数のドグ歯３０Ａが設けられている。また、ドグギヤ３０には、シンクロハブ１１側に向かって突出するコーン部３２が一体形成されている。コーン部３２の外周部には、軸方向に対して傾斜するテーパ状の第１摩擦面３２Ａが設けられている。

シンクロナイザリング４０は、シンクロハブ１１とドグギヤ３０との間に設けられており、その内周部には、第１摩擦面３２Ａに摺接可能なテーパ状の第２摩擦面４０Ａが形成されている。シンクロスリーブ１２のシフト移動に伴いシンクロナイザリング４０の第２摩擦面４０Ａがコーン部３２の第１摩擦面３２Ａに押し付けられると同期荷重が生じ、シンクロスリーブ１２とドグギヤ３０の回転数が同期すると、シンクロスリーブ１２がさらに移動してドグギヤ３０と完全に噛合することで、変速ギヤ２０をシャフト２と同期結合（ギヤイン）させるようになっている。

次に、図２に基づいて、変速ギヤ２０とドグギヤ３０との固定構造の詳細について説明する。

変速ギヤ２０の軸中心には、シャフト２を挿通させると共に、その内周面をニードルベアリング５１によって支持されたシャフト挿通孔２０Ａが貫通形成されている。また、変速ギヤ２０のシャフト貫通孔２０Ａの周縁には、シンクロハブ１１側の側面から軸方向に所定の深さで窪む凹部２２が形成されている。凹部２２の内周面には、複数の内周スプライン２２Ａが設けられている。

ドグギヤ３０は、ドグ歯３０Ａが形成されたドグギヤ本体部３１と、ドグギヤ本体部３１からシンクロハブ１１側に向かって突出するテーパ部３２と、ドグギヤ本体部３１からテーパ部３２とは反対側（変速ギヤ２０側）に向かって突出する円筒状の突出部３３とを有する。

突出部３３の筒外径Ｄ２は、変速ギヤ２０の凹部２２の穴内径Ｄ１よりも小さく形成されており、突出部３３が凹部２２内に受容されるようになっている。また、突出部３３の外筒部には、内周スプライン２２Ａと噛合される複数の外周スプライン３３Ａが設けられている。すなわち、凹部２２内に突出部３３を挿入し、内周スプライン２２Ａを外周スプライン３３Ａとスプライン嵌合させることで、ドグギヤ３０が変速ギヤ２０に一体回転可能に固定されるように構成されている。

本実施形態において、ドグギヤ３０の貫通孔３０Ｂの穴内径Ｄ３は、シャフト２の外径Ｄ４よりも僅かに大きき形成されており、ドグギヤ３０を変速ギヤ２０に固定した状態で、ドグギヤ３０の内周面とシャフト２の外周面との間には所定の空隙Ｃが確保されている。空隙Ｃは、シャフト２の軸方向油路５２から径方向油路５３を介してニードルベアリング５１に供給された潤滑油を噛合装置１０の各摺動要素に向けて流通させる油路として機能するようになっている。

以上のように構成された本実施形態の噛合装置１０によれば、変速ギヤ２０の凹部２２内にドグギヤ３０の突出部３３を挿入し、凹部２２の内周スプライン２２Ａを突起部３３の外周スプライン３３Ａとスプライン嵌合させることで、ドグギヤ３０が変速ギヤ２０に一体回転可能に固定されるようになっている。すなわち、ドグギヤ３０の外周側を変速ギヤ２０に固定することで、ドグギヤの内周側を変速ギヤに固定する従来構造に比べて、これらドグギヤ３０と変速ギヤ２０との固定個所を径方向外側にオフセットすることが可能となり、ドグギヤ３０の肉厚を確保しつつ、シャフト２の軸径を効果的に拡径することができる。

また、ドグギヤの内周側を変速ギヤにスプライン嵌合する従来構造に比べて、各スプライン２２Ａ，３３Ａの面圧が効果的に低減されるようになる。これにより、各スプライン２２Ａ，３３Ａのスプライン長を短くすることが可能となり、噛合装置１０の小型化を図ることができる。

また、ドグギヤ３０の内周面とシャフト２の外周面との間の空隙Ｃを潤滑油の流通路として機能させることで、噛合装置１０の各摺動要素に潤滑油が効果的に供給されるようになり、発熱や摩耗、引き摺り損失等の増加を低減することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、図３に示すように、ドグギヤ３０のテーパ部３２に、その内周側から第１摩擦面３２Ａに向かって径方向に斜めに伸びる複数の油供給油路３５を形成してもよい。このように油供給油路３５を設ければ、第１摩擦面３２Ａと第２摩擦面４０Ａとの間に潤滑油を効果的に供給することが可能になる。

また、噛合装置１０は、シンクロナイザリング４０を有するものに限定されず、シンクロナイザリングを有しないノンシンクロ機構であってもよい。この場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

１変速機
２シャフト
１０噛合装置
１１シンクロハブ
１２シンクロスリーブ
２０変速ギヤ
２２凹部
２２内周スプライン
３０ドグギヤ
３３突出部
３３Ａ外周スプライン

Claims

シャフトに一体回転可能に設けられたハブと、前記ハブの外周に一体回転可能且つ軸方向に移動可能に結合されたスリーブと、その一側面を前記ハブの側面に対向させると共に、前記シャフトに相対回転可能に設けられた変速ギヤと、前記スリーブと噛合可能なドグ歯を有すると共に、前記変速ギヤの前記一側面側に一体回転可能に設けられたドグギヤと、を備え、
前記ドグギヤには、前記変速ギヤ側に向かって突出する筒状の突出部が設けられると共に、当該突出部の外筒部には外周スプラインが形成され、
前記変速ギヤには、前記一側面から軸方向に窪んで前記突出部を受容可能な凹部が設けられると共に、当該凹部の内周部には前記外周スプラインと嵌合する内周スプラインが形成され、
前記ドグギヤの内周面と前記シャフトの外周面との間に所定の空隙が確保された
ことを特徴とする変速機の噛合装置。
前記変速ギヤは、前記シャフトに軸受を介して回転可能に軸支され、
前記シャフトには、前記軸受に潤滑油を供給する油路が形成され、
前記空隙が、前記油路から前記軸受に供給された潤滑油を流通させる油流通路として機能する
請求項１に記載の噛合装置。
前記ドグギヤには、前記ハブ側に向かって突出すると共に第１摩擦面を有するテーパ部が設けられ、前記ハブと前記ドグギヤとの間には、その内周部に前記第１摩擦面と摺接可能な第２摩擦面が形成されたシンクロナイザリングが配置され、前記テーパ部には、前記空隙を流れる潤滑油を前記第１摩擦面と前記第２摩擦面との間に供給する油供給路が形成された
請求項２に記載の変速機の噛合装置。