JP3082049B2 - 変速機用スラストワッシャのロック装置 - Google Patents

変速機用スラストワッシャのロック装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、浮動メインシャフトギ
ヤを備えた変速機において、スラストワッシャをメイン
シャフトに固定するための変速機用スラストワッシャの
ロック装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一対のカウンターシャフトを備えたタイ
プをはじめとする浮動変速メインシャフトギヤを備えた
変速機は、先行技術においては周知のものであり、その
代表的な例は米国特許3,237,472 号、3,238,613 号、3,
425,290 号、3,885,446 号に示されている。
【0003】前記のような変速機は一般に、メインシャ
フトの周囲に複数の浮動メインシャフトギヤを備えてお
り、メインシャフトギヤはカウンターシャフトギヤによ
って支えられ、駆動される。カウンターシャフトギヤ
は、メインシャフトの両側のメインシャフトから離れた
位置にほぼ平行に配置された1対のカウンターシャフト
に取り付けられている。
【0004】メインシャフトギヤは、メインシャフトの
外側に軸方向に延びているスプラインもしくは溝に沿っ
てスライドするクラッチ機構によって、メインシャフト
に連動するのが特徴であり、クラッチ機構から放射状に
外側に延びた歯がメインシャフトギヤの内側の歯と噛み
合い、噛み合っているメインシャフトギヤが回転すると
メインシャフトも回転するようになっている。隣接する
メインシャフトギヤは、互いに近接しているため、軸方
向のスラストが隣接するメインシャフトギヤに伝わって
しまう恐れがあり、それがかなり以前から問題となって
いた。こうした見地から、クラッチが軸方向に移動する
際のスラストは、現在メインシャフトに噛み合っている
ギヤに隣接するギヤではなく、メインシャフトの方に伝
えるという発想により、各種のスラスト対策が過去に考
案されてきた。
【0005】以上のようなスラスト対策は、一般に、メ
インシャフトギヤの軸方向の動きを制限し、複数のメイ
ンシャフトギヤが(そのうちの一つが現にメインシャフ
トに噛み合っているかどうかには関係なく)互いに噛み
合うのを防ぐような特性を有するギヤ保持具もしくはス
ラストワッシャを使用するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスラスト対策では、次のような問題があった。
【0007】変速ギヤの軸方向の動きを制限するための
ギヤ保持具アセンブリの一例が、米国特許2,397,905 号
において開示されている。しかしながら、このような方
法をとった場合、スラストカラーをメインシャフト外側
のスプラインにロックしてギヤが軸方向に動くのを防ぐ
ために、高価な半月キーが必要になり、コストがかさ
む。
【0008】軸方向のスラストをギヤ機構からプロペラ
シャフトに伝達するためのスプラインを組み合わせたス
ラストワッシャの一例が、米国特許3,894,621 号に示さ
れている。この場合、スプラインつきスラストワッシャ
はシャフトのスプラインに沿って、シャフトの段差をな
すショルダーに隣接する横溝まで、軸方向にスライド
し、スプラインつきのカラーによってショルダーに向か
い合った位置に固定される。スラストワッシャは、ただ
1個のギヤが与える軸方向のスラストだけをプロペラシ
ャフトに伝達する役割を果たすが、カラーを使用する必
要がある上に、プロペラシャフトの外面を段差を持った
構成にするためには、やはり複雑な機械加工が必要とな
り、コストがかさむ。
【0009】接近して配置された2つのギヤの軸方向の
動きを妨げることにより、それらのギヤの持つ軸方向の
スラストがギヤ相互間で伝達されるのを防ぐための、変
速機のメインシャフトギヤの保持具もしくはスラストワ
ッシャのもっと新しい例が、米国特許4,034,620 号に示
されている。この特許に示された方法は、隣接する2個
のギヤの間にスラストリングを配置し、スラストリング
の両側にあるスナップリングによってメインシャフトの
スプラインに固定するものである。この方法の場合も、
ギヤの動きが相互に伝わらないよう制限するもうひとつ
のスナップリングが必要であると同時に、このスナップ
リングとともに作用する舌状部品と溝とを組み合わせた
複雑な構成のために、やはりコストが高くなる。
【0010】特殊の構造を持つスラストワッシャの最新
の例は、スプラインつきの変速機メインシャフトに細長
いキーによって固定されるもので、当該発明の名義人と
同一の名義人により1989年3月27日付で提出され、現在
審査中の特許出願(受理番号329,134 )において開示さ
れている。
【0011】当該発明は、スラストワッシャに関する未
決の問題に対処するため、メインシャフトを通す開口部
の内周の環状をなす表面に溝を設けている。この溝が、
実質的にメインシャフト外部表面に軸方向に刻まれた溝
に対応する位置にある場合、細長いキーが挿入されるキ
ー溝を形成し、このキー溝に挿入されたキーがスラスト
ワッシャをメインシャフトに固定する。ただし、従来
は、キーの断面の形状のためキー溝に挿入するのが困難
であったばかりでなく、キーがキー溝に正しく挿入され
ないと、溝の角にかかる応力が増大する恐れがあった。
【0012】以上に述べた内容に従えば、当該発明の目
的は、スラストワッシャを変速機のメインシャフトに固
定するための細長いキーの改良型を提供することであ
る。
【0013】また、できるだけ単純かつ効果的なやり方
でスラストワッシャを変速機のメインシャフトに固定で
きるような、スラストワッシャと改良キーとの組合せを
提示することも当該発明の目的である。
【0014】さらに、スラストワッシャを変速機のメイ
ンシャフトに固定する際に、その安定性を高めるような
断面形状を持った改良型のキーを提供することも、当該
発明の目的といえる。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、変速機(100) のメインシャフト(48)
に、スラストワッシャ(82)を固定するための変速機用ス
ラストワッシャのロック装置であって、 メインシャフト
(48)には、外周面に軸方向に延びる複数の溝(66)がほぼ
円周上に等間隔に配列され、さらに、該軸方向に延びる
複数の溝(66)を横切る形で、少なくとも1本の環状の溝
(56)が設けられており、スラストワッシャ(82)は、前記
メインシャフト(48)を挿通させるための開口部(84)を有
し、該開口部(84)の内周面に、前記メインシャフトの溝
(66)にそれぞれ整合する複数の溝(86)が配列され、該ス
ラストワッシャの溝(86)の間には、それぞれ歯(88)が配
列されており、該それぞれの歯(88)を前記メインシャフ
トの溝(66)で受け入れ、前記スラストワッシャ(82)を前
記メインシャフト(48)に沿って軸方向に移動させ、前記
メインシャフトの環状の溝(56)に合致した位置で回転
させて、前記メインシャフトの溝(66)と前記スラスト
ワッシャの溝(86)とを整合させることにより、前記メ
インシャフトの溝(66)と前記スラストワッシャの溝
(86)との間に、前記メインシャフト(48)の周囲のほ
ぼ円周上で等間隔に複数のキー溝を形成し、該複数のキ
ー溝の少なくとも1本に、断面形状がほぼ三角形のキー
(92)を挿入することによって、スラストワッシャ(82)
をメインシャフト(48)に固定することを特徴とする。
【0016】また、本発明の変速機用スラストワッシャ
のロック装置は、上記に加えて、キー(92)の三角形の断
面形状の隣接する二辺の間にある稜(93)が丸みを帯びて
いることを特徴とする。
【0017】さらに、本発明の変速機用スラストワッシ
ャのロック装置は、上記に加えて、スラストワッシャ(8
2)の溝(86)の互いに対向する側面と底面との間にある稜
(90)が丸みを帯びていることを特徴とする。
【0018】
【作用】このように構成したことにより、スラストワッ
シャの溝とメインシャフトの溝の整合により形成される
キー溝に、キーを比較的容易に挿入することができ、キ
ーを正しい向きに向けるために時間を費やす必要もない
上、スラストワッシャの溝の角も丸みを帯びた形状にす
ることができるため、その部分の強度が増大する。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面に基づ
いて詳細に説明する。図1は、複カウンターシャフト式
の自動車用変速機100 の具体例を断面図で示したもので
ある。変速機100 には、メインシャフト48の両側に配置
されている一対のカウンターシャフト21,21aがある。カ
ウンターシャフト21,21aは変速機のフレームもしくはハ
ウジング12に軸支され、回転するようになっており、メ
インシャフト48に対して一定の間隔を空けた位置にほぼ
平行に配置されている。カウンターシャフト21,21aはそ
れぞれカウンターシャフトギヤ20,20aを備え、これらの
カウンターシャフトギヤ20,20aがメインシャフトギヤ3
0,32 と噛み合ってメインシャフトギヤ30,32 をメイン
シャフト48から浮かせ、軸方向に選択的にスライドする
クラッチ機構78,80 によってメインシャフトギヤ30また
は32がメインシャフト48に噛み合うようにする。
【0020】自動車のエンジンによって入力シャフト14
が回転すると、カウンターシャフト21,21aとそれぞれの
カウンターシャフトに取り付けられたギヤ20,20aが回転
し、それによりメインシャフトギヤ30,32 がメインシャ
フト48の周囲を自由に回転して、クラッチ機構78,80 に
よってメインシャフト48に噛み合い、メインシャフト48
は、それ自身にクラッチで噛み合わされている特定のメ
インシャフトギヤ30または32に与えられた所定の回転速
度で回転する。
【0021】図1には、3個のスラストワッシャ46,50,
52が示されているが、これらのスラストワッシャには溝
が刻まれ、キーによってメインシャフト48に固定されて
いる。メインシャフト48にクラッチで連結されているメ
インシャフトギヤの軸方向のスラストを、隣接するギヤ
に伝達することなくメインシャフト48に伝える上で、ス
ラストワッシャがとのような機能を果たしているかがこ
の図から読み取れる。
【0022】図2は、メインシャフト48部分の断面を拡
大した図で、先述した変速機100 の構成要素のうちで当
該発明に関連した部分をより詳細に示したものである。
この図では特に、クラッチ機構78,80 がそれぞれ、カウ
ンターシャフトギヤ32,30 の連結用の歯40,36 と噛み合
うための歯38,34 を備えていることがよくわかる。
【0023】また、図2にはギヤ30のスラスト面51,53
とギヤ32のスラスト面57,59 とが示されているが、これ
らのスラスト面はそれぞれのギヤに隣接したスラストワ
ッシャをギヤに係合させ、軸方向のスラストをメインシ
ャフトに伝達するのに役立つものである。
【0024】さらに、環状の溝56,58,60が図示されてい
るが、これらの溝はそれぞれメインシャフト48の外表面
の近くにあって、メインシャフト外表面にある軸方向に
延びたスプライン64を横切る形に配置されている。隣接
したふたつのスプライン64の間にある溝66に沿ってスラ
ストワッシャ46,50,52スライドさせてから、それぞれ
の溝56,58,60に沿ってスラストワッシャを回転させ、後
に示すような方法によってメインシャフト48のスプライ
ンの間にある溝スラストワッシャの溝に合致させるこ
とにより、両者の間にキー溝が形成され、少なくとも一
つのキー溝に細長いキーが挿入されてスラストワッシャ
がメインシャフトに固定される。
【0025】図3および図4は、図1及び図2に描かれ
ているメインシャフト48部分の側面図とA−A線による
断面図を示したもので、1本の横溝(溝56)がより詳細
に図示されている。また、メインシャフト48の外表面の
周囲にスプライン64が等間隔にほぼ円周状をなして配置
されていることもこの図から読み取れる。隣接するスプ
ライン64は軸方向に延びる溝66によって隔てられてい
る。
【0026】図5は、従来のスラストワッシャ52を正面
から見た図で、スラストワッシャ52にはメインシャフト
を通すための開口部70が設けられ、その周囲のほぼ円周
状をなす面には等間隔に配置された溝74があって、これ
らの溝と溝との間は歯72で隔てられていることがわか
る。歯72は、メインシャフト48の溝66(図4参照)を受
けるためのもので、これによりスラストワッシャ52は溝
66に沿って軸方向に溝56までスライドし、その回転によ
って溝74と溝66が整合してそれぞれのキー溝を形成し、
そのうち少なくともひとつのキー溝に細長いキー76(図
6参照)が挿入されて、スラストワッシャ52をメインシ
ャフト48に固定する。
【0027】キー76に代表されるようなキーは、以前か
らスラストワッシャを変速機メインシャフトに固定する
ために用いられていたものであって、平坦な6角形の断
面を持っているのが特徴である。隣接する表面の間を軸
方向に延びる稜は比較的鋭くなっているため、前述のキ
ー溝に挿入するのは容易でなく、キーをキー溝に沿って
スライドさせる前にキーを正確な向きに向ける必要があ
る。キーの断面がキー溝の断面とほぼ同じ大きさになっ
ていなければ、キーがぴったり収まらないからである。
キーがキー溝に正しく挿入されないと。鋭い稜が溝の角
に引っかかり、そこに応力を生じさせることがある。
【0028】図7および図8は図9に示した当該発明に
よって具体化された改良型キー92と併せて使用されるス
ラストワッシャ82の理想的な実施例を示したものであ
る。
【0029】スラストワッシャ82には、変速機のメイン
シャフトを通すための開口部84が設けられ、その周囲の
ほぼ円周状をなす面には等間隔に配置された溝86があっ
て、溝と溝の間は歯88で隔てられているところまでは図
5に示した先行技術によるスラストワッシャ52と同様で
ある。従来のスラストワッシャ52との違いは、スラスト
ワッシャ82には、溝86の底面と向かい合う両側の側面の
間に丸みを帯びた稜90が設けられていることにある。そ
して、図5に示す従来のものは、溝74の底面と互いに向
かい合った両側面との間に形成される稜が比較的鋭い角
度を持っているのに対し、この実施例では稜90が丸みを
帯びているため、キー受け部分の強度が増すと同時に、
図9に示したキー92(後に詳述)の断面形状を受け入れ
るのに適している。
【0030】稜90が丸みを帯びているため、その曲率半
径は、先行技術によるスラストワッシャの場合の1.5 倍
以上に増大する。先行技術によるスラストワッシャでは
溝の底面と向かい合った側面との間に形成される稜の曲
率半径はおよそ0.030 インチ(0.76mm)であったが、この
実施例のスラストワッシャではその曲率半径はおよそ0.
060 インチ(1.52mm)となっている。
【0031】図8は、この実施例におけるスラストワッ
シャ82の形状を側面から見た図で、環状部分の内側にい
くにつれて小径となるテーパー状の傾斜83によって、ス
ラストワッシャのサイズは最小限に抑えられているにも
関わらず、歯88の軸方向の長さはより大きくなる。
【0032】図9は、本実施例に係るスラストワッシャ
を変速機のメインシャフトに固定するための改良型のキ
ー92を示したもので、ほぼ3角形の断面形状を持ってい
る点がこのキー92の特徴である。この断面が、前述した
ような、スラストワッシャ82の溝86とメインシャフト48
の溝66との整合により形成されたキー溝に受け入れられ
る。キー92の隣接する表面の間にある稜(図9において
は93の番号で示した)は丸みを帯びているのが望まし
い。
【0033】
【発明の効果】本発明の変速機用スラストワッシャのロ
ック装置によれば、スラストワッシャをメインシャフト
に固定するために用いられるキーを、ほぼ三角形の断面
形状を持ち、理想的には稜に丸みを加えたものとするこ
とによって、同様の用途に用いられていた従来のキーに
比べて、スラストワッシャの溝とメインシャフトの溝の
整合により形成されるキー溝に、比較的容易に挿入する
ことができ、キーを正しい向きに向けるために時間を費
やす必要もない上、スラストワッシャの溝の角も丸みを
帯びた形状にすることができるため、その部分の強度も
増大するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】メインシャフトに固定されたスラストワッシャ
を有する複カウンターシャフト式変速機の縦断面図であ
る。
【図2】図1の装置のメインシャフト部分の要部を拡大
して示す縦断面図である。
【図3】図1及び図2に示したメインシャフト部分の要
部の側面図である。
【図4】図3に示すメインシャフトのA−A線による縦
断面図である。
【図5】従来のスラストワッシャの正面図である。
【図6】従来のスラストワッシャをメインシャフトに固
定するために用いられる従来のキーの斜視図である。
【図7】本発明の一実施例に係るスラストワッシャの正
面図である。
【図8】図7に示すスラストワッシャの側面図である。
【図9】図7および図8のスラストワッシャをメインシ
ャフトに固定するために用いられる本発明の一実施例に
係るキーの斜視図である。
【符号の説明】
48…メインシャフト 66…溝 82…スラストワッシャ 84…開口部 86…溝 90…稜 92…キー 93…稜 100 …変速機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 390033020 Eaton Center,Cleve land,Ohio 44114,U.S. A. (56)参考文献 実開 昭51−113562(JP,U) 実開 昭60−7418(JP,U) 実開 昭62−68026(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 57/00 - 57/04 F16H 3/00 - 3/42 F16D 1/06

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変速機(100) のメインシャフト(48)に、
    スラストワッシャ(82)を固定するための断面形状がほぼ
    三角形のキー(92)であって、 前記メインシャフト(48)には、外周面に軸方向に延びる
    複数の溝(66)がほぼ円周上に等間隔に配列され、さら
    に、該軸方向に延びる複数の溝(66)を横切る形で、少な
    くとも1本の環状の溝(56)が設けられており、スラスト
    ワッシャ(82)は、前記メインシャフト(48)を挿通させる
    ための開口部(84)を有し、該開口部(84)の内周面に、前
    記メインシャフトの溝(66)にそれぞれ整合する複数の溝
    (86)が配列され、該スラストワッシャの溝(86)の間に
    は、それぞれ歯(88)が配列されており、該それぞれの歯
    (88)を前記メインシャフトの溝(66)で受け入れ、前記ス
    ラストワッシャ(82)を前記メインシャフト(48)に沿って
    軸方向に移動させ、前記メインシャフトの環状の溝(5
    6)に合致した位置で回転させて、前記メインシャフト
    の溝(66)と前記スラストワッシャの溝(86)とを整合
    させることにより、前記メインシャフトの溝(66)と前
    記スラストワッシャの溝(86)との間に、前記メインシ
    ャフト(48)の周囲のほぼ円周上で等間隔に複数のキー
    溝を形成し、該複数のキー溝の少なくとも1本に挿入し
    て、前記スラストワッシャ(82)を前記メインシャフト
    (48)に固定することを特徴とするキー。
  2. 【請求項2】 三角形の断面形状の隣接する二辺の間に
    ある稜(93)が丸みを帯びている請求項1に記載のキー。
  3. 【請求項3】 スラストワッシャ(82)の溝(86)の互いに
    対向する側面と底面との間にある稜(90)が丸みを帯びて
    いる請求項1または2に記載のキー。
  4. 【請求項4】 変速機(100) のメインシャフト(48)に、
    スラストワッシャ(82)を固定するための変速機用スラス
    トワッシャのロック装置であって、 メインシャフト(48)には、外周面に軸方向に延びる複数
    の溝(66)がほぼ円周上に等間隔に配列され、さらに、該
    軸方向に延びる複数の溝(66)を横切る形で、少なくとも
    1本の環状の溝(56)が設けられており、スラストワッシ
    ャ(82)は、前記メインシャフト(48)を挿通させるための
    開口部(84)を有し、該開口部(84)の内周面に、前記メイ
    ンシャフトの溝(66)にそれぞれ整合する複数の溝(86)が
    配列され、該スラストワッシャの溝(86)の間には、それ
    ぞれ歯(88)が配列されており、該 それぞれの歯(88)を前
    記メインシャフトの溝(66)で受け入れ、前記スラストワ
    ッシャ(82)を前記メインシャフト(48)に沿って軸方向に
    移動させ、前記メインシャフトの環状の溝(56)に合致
    した位置で回転させて、前記メインシャフトの溝(66)
    と前記スラストワッシャの溝(86)とを整合させること
    により、前記メインシャフトの溝(66)と前記スラスト
    ワッシャの溝(86)との間に、前記メインシャフト(4
    8)の周囲のほぼ円周上で等間隔に複数のキー溝を形成
    し、該複数のキー溝の少なくとも1本に、断面形状がほ
    ぼ三角形のキー(92)を挿入することによって、スラスト
    ワッシャ(82)をメインシャフト(48)に固定することを
    特徴とする変速機用スラストワッシャのロック装置。
  5. 【請求項5】 キー(92)の三角形の断面形状の隣接する
    二辺の間にある稜(93)が丸みを帯びている請求項4に記
    載の変速機用スラストワッシャのロック装置。
  6. 【請求項6】 スラストワッシャ(82)の溝(86)の互いに
    対向する側面と底面との間にある稜(90)が丸みを帯びて
    いる請求項4または5に記載の変速機用スラストワッシ
    ャのロック装置。
  7. 【請求項7】 変速機(100) のメインシャフト(48)にス
    ラストワッシャ(82)を固定する複数のキー溝および少な
    くとも1つのキー(92)からなる変速機用スラストワッシ
    ャのロック装置であって、前記メインシャフト(48)に
    は、外周面に軸方向に延びる複数の溝(66)がほぼ円周上
    に等間隔に配列され、さらに、該軸方向に延びる複数の
    溝(66)を横切る形で、少なくとも1本の環状の溝(56)が
    設けられており、スラストワッシャ(82)には、メインシ
    ャフト(48)を挿通させるための開口部(84)が設けられて
    おり、該開口部(84)の内周面に、前記メインシャフトの
    溝(66)にそれぞれ整合する複数の溝(86)が配列され、該
    溝(86)の互いに対向する側面と底面との間にある稜(90)
    は丸みを帯びており、該溝(86)の間には、それぞれ歯(8
    8)が配列されており、該それぞれの歯(88)を前記メイン
    シャフトの溝(66)で受け入れ、前記スラストワッシャ(8
    2)を前記メインシャフト(48)に沿って軸方向に移動さ
    せ、前記メインシャフトの環状の溝(56)に合致した位
    置で回転させて、前記メインシャフトの溝(66)と前記
    スラストワッシャの溝(86)とを整合させることによ
    り、前記メインシャフトの溝(66)と前記スラストワッ
    シャの溝(86)との間に、前記メインシャフト(48)の
    周囲のほぼ円周上で等間隔に複数のキー溝を形成し、前
    記キー(92)は、前記キー溝に挿入される断面形状がほぼ
    三角形であり、三角形の断面形状の隣接する二辺の間に
    ある稜(93)が丸みを帯びており、前記複数のキー溝の少
    なくとも1つに前記キー(92)を挿入することによりスラ
    ストワッシャ(82)をメインシャフト(48)に固定すること
    を特徴とする変速機用スラストワッシャのロック装置。
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