JP6553666B2 - ドグクラッチおよび変速機 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら実施形態のドグクラッチ100について説明する。以下の説明では、ドグクラッチ100は、動力伝達軸30にギヤ40とギヤ50の2つのギヤが取り付けられたものとして説明するが、動力伝達軸30に1つのギヤが取り付けられた構成でもよい。図1は、動力伝達軸30と、第1ドグリング10と、第2ドグリング20と、ギヤ50とを示す斜視図である。図2から図7は、動力伝達軸30の中心よりも上側のギヤ40と、第1ドグリング10と、第2ドグリング20と、ギヤ50の側面を示す外形線の中にこれらのドグ歯12、15、22、25、41、51を含む周方向の断面を平面状に展開した図をはめこんだ部分と、動力伝達軸30の中心よりも下側のカム溝31を含む周方向の断面を平面状に展開した部分を組み合わせた図である。図2から図7の中において、上方向が正回転方向、下方向が負回転方向、左右方向が軸方向である。また、動力伝達軸30は、例えば、車両の駆動軸等に接続されてエンジン等の駆動力を車両の駆動軸に伝達するものである。
ギヤ40、50は、それぞれ一方の軸方向端面44、54に軸方向端面44、54から軸方向に突出する複数のドグ歯41、51を備えている。ドグ歯41、51は、半径方向に延びる正回転方向の係合面42、52と負回転方向の係合面43、53とを備える部分円環状の突起である。ギヤ40、50は、動力伝達軸30にボールベアリング等の回転軸受を介して回転自在に取り付けられている。
次に図2から図7を参照しながら、本実施形態のドグクラッチ100の動作について説明する。以下の説明では、ドグクラッチ100は、車両の駆動軸とエンジンとの間の動力の伝達を断続するもので、ギヤ40、50は、図示しないエンジンの出力軸に取り付けられたギヤと常時係合しているものとして説明する。
次に図8から図15を参照しながら、本実施形態の変速機200について説明する。変速機200は、先に図1から図7を参照して説明したドグクラッチ100を共通の動力伝達軸30に1速ドグクラッチ100a、2速ドグクラッチ100bを取り付けて車両に搭載される4段の変速機200として構成したものである。図8から図15において、右側の1速ドグクラッチ100aでは、図1から図7を参照して説明したドグクラッチ100と同一の部材には同一の符号に添え字aを付け、左側の2速ドグクラッチ100bでは添え字bを付け、その説明は省略する。
図8は、第1ドグリング10a、10b、第2ドグリング20a、20bがギヤ40a、40bと係合していないニュートラル位置にあるニュートラル状態を示している。エンジンの出力軸80に取り付けられた1速から4速のギヤ81〜84はエンジンの回転によって所定の回転数で回転しており、各ギヤ81〜84と係合しているギヤ40a、40b、50a、50bは係合している各ギヤ間のギヤ比によって決まる回転数で回転している。動力伝達軸30と、1速ドグクラッチ100aの第1、第2ドグリング10a、20a、2速ドグクラッチ100bの第1、第2ドグリング10b、20bは、ギヤ40aよりも遅い回転数で回転している。エンジンの出力軸80から動力伝達軸30にはトルクの伝達は行われていない。
図9に示すように、図示しないアクチュエータによって1速ドグクラッチ100aのフォーク60aをギヤ40aに向かって移動させると、図3から図5を参照して説明したと同様の動作により、第1ドグリング10a、第2ドグリング20aが係合完了位置でギヤ40aに係合する。これによりニュートラル状態から、1速のギヤ81に係合するギヤ40aと第1、第2ドグリング10a、20aとが係合する1速ギヤ選択状態に移行する。1速ギヤ選択状態では、図9中の矢印Aa、Baに示すように、エンジンの出力軸80から1速のギヤ81、ギヤ40a、第1ドグリング10a、第1カム突起16a、第1傾斜面36aを介して正回転方向のトルクが動力伝達軸30に伝達される。また、図6を参照して説明したと同様、図10中の矢印Ca、Daに示すように、動力伝達軸30から第2平行面37a、第2カム突起26a、第2ドグリング20a、ギヤ40a、1速のギヤ81を介して負回転方向のトルクがエンジンの出力軸80に伝達される。
図11に示すように、1速ギヤ選択状態で、エンジンの出力軸80から動力伝達軸30に正回転方向のトルクが伝達されている状態で、図示しないアクチュエータによって1速ドグクラッチ100aのフォーク60aをギヤ40aから離れる方向に移動させると、図7を参照して説明したと同様、第2ドグリング20aがニュートラル位置に移動する。これにより、1速ドグクラッチ100aの第2ドグリング20aとギヤ40aとの係合が開放される。この際、第1ドグリング10aは、正回転方向のトルクによって発生するギヤ40の方向への押圧力によりギヤ40との係合完了位置に保持され、ばね65は軸方向に引き伸ばされている。
Claims (4)
- 動力伝達軸に回転自在に取り付けられたギヤと、
前記動力伝達軸に回転方向に係合し、軸方向に移動して前記ギヤと回転方向に係合し、前記ギヤと前記動力伝達軸との間で正回転方向のトルクを伝達可能な第1ドグリングと、
前記第1ドグリングの前記ギヤと軸方向の反対側に前記第1ドグリングと隣接して配置され、前記動力伝達軸に回転方向に係合し、軸方向に移動して前記ギヤと回転方向に係合し、前記ギヤと前記動力伝達軸との間で負回転方向のトルクを伝達可能な第2ドグリングと、
前記第1ドグリングまたは前記第2ドグリングを軸方向に移動させるフォークと、
前記第1ドグリングと前記第2ドグリングとが軸方向に圧接するように前記第1ドグリングと前記第2ドグリングとを引っ張るばねと、
前記動力伝達軸に設けられた軸方向に延びるカム溝と、を備えるドグクラッチであって、
前記カム溝の正回転方向の面は前記ギヤに近づくに従って軸方向に対して平行な第1平行面から正回転方向に向かって傾斜する第1傾斜面を含み、前記カム溝の負回転方向の面は軸方向に対して平行な第2平行面を含み、
前記第1ドグリングは、前記カム溝の前記第1傾斜面に係合して前記第1ドグリングと前記動力伝達軸との間で正回転方向のトルクを伝達するとともに、前記第1傾斜面から前記ギヤに向かう軸方向の押圧力を受ける第1カム突起を備え、
前記第2ドグリングは、前記カム溝の前記第2平行面に係合して前記第2ドグリングと前記動力伝達軸との間で負回転方向のトルクを伝達する第2カム突起を備えること、
を特徴とするドグクラッチ。 - 請求項1に記載のドグクラッチであって、
前記フォークによって前記第2ドグリングを前記ギヤと反対方向に向かって軸方向に移動させて前記第2ドグリングと前記ギヤとの係合を開放させると共に前記第2カム突起と前記第2平行面との係合を開放させた後、前記ギヤと前記動力伝達軸との間の正回転方向のトルクが略ゼロとなった際に、前記第1ドグリングが前記ばねの引っ張り力によって前記第2ドグリングに向かって移動して前記第1ドグリングと前記ギヤとの係合および前記第1カム突起と前記第1傾斜面との係合が開放されること、
を特徴するドグクラッチ。 - 請求項2に記載のドグクラッチであって、
前記カム溝の負回転方向の面は、前記ギヤから離れるに従って前記第2平行面から負回転方向に向かって傾斜する第2傾斜面を含み、
前記フォークによって、前記第1ドグリングと前記ギヤとが係合開始すると共に前記第1傾斜面と前記第1カム突起とが係合開始する係合開始位置まで前記第1ドグリングを前記ギヤに向かって軸方向に移動させる際には、前記第2カム突起が前記第2傾斜面に接して前記第2ドグリングの軸方向の移動を制限し、前記第2ドグリングが前記ギヤと係合せず且つ前記第2カム突起が前記第2平行面と係合せず、
前記第1傾斜面から受ける前記ギヤに向かう軸方向の押圧力によって前記第1ドグリングが前記ギヤに向かって係合完了位置まで移動すると、前記第2ドグリングが前記ばねの引っ張り力によって前記第1ドグリングに向かって移動して前記ギヤと係合すると共に前記第2カム突起が前記第2平行面に係合すること、
を特徴とするドグクラッチ。 - 請求項1に記載のドグクラッチを共通の動力伝達軸に2つ以上取り付けた変速機であって、
低速段ドグクラッチと、低速段ドグクラッチの低速ギヤより高速で回転する高速ギヤを有する高速段ドグクラッチとを含み、
低速段ドグクラッチのフォークによって低速段ドグクラッチの第2ドグリングを軸方向に移動させて低速ギヤとの係合を開放した後、高速段ドグクラッチのフォークによって高速段ドグクラッチの第1ドグリングを軸方向に移動させて高速ギヤに係合させ、低速段ドグクラッチの第1ドグリングが伝達していた正回転方向のトルクを高速段ドグクラッチの第1ドグリングに移動させ、低速段ドグクラッチの第1ドグリングが伝達する正回転方向のトルクが略ゼロになった際に、低速段ドグクラッチのばねによって低速段ドグクラッチの第1ドグリングを軸方向に移動させて低速ギヤとの係合を開放させるとともに、高速段ドグクラッチのばねによって高速段ドグクラッチの第2ドグリングを軸方向に移動させて高速ギヤに係合させること、
を特徴とする変速機。
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