JPH05223147A - 駆動系装置 - Google Patents

駆動系装置

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JPH05223147A
JPH05223147A JP4206041A JP20604192A JPH05223147A JP H05223147 A JPH05223147 A JP H05223147A JP 4206041 A JP4206041 A JP 4206041A JP 20604192 A JP20604192 A JP 20604192A JP H05223147 A JPH05223147 A JP H05223147A
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backlash
transmission
input
gear
input shaft
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JP4206041A
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Edward J Bogema
ジョン ボゲマ エドワード
Lon C Miller
チャールズ ミラー ロン
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Eaton Corp
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Eaton Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのアイドル運転中における変速機の
ギヤ鳴りの発生を防止する。 【構成】 変速機の入力軸12及び入力駆動ギヤ14等の噛
み合い部材間のバックラッシを通常の変速機のバックラ
ッシより大きく、例えば、0.0050インチないし0.0800イ
ンチの大きさに設定する。これにより、入力軸12及び入
力駆動ギヤ14の係合をなくすることができ、変速機のギ
ヤ鳴りの発生を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主にトラックに使用さ
れ、多副軸式で常時噛み合い形機械式変速機に関し、特
に、変速機がニュートラルにあり、マスタークラッチが
係合して、エンジンがアイドル運転中である時に発生す
るギヤ鳴りすなわち騒音を最小限に抑える、そのような
変速機用の入力軸及びギヤのバックラッシ構造の改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のような形式の多副軸式変速機は米
国特許第4,640,145 号に記載され、参考として本説明に
含まれる。又、発明的構造は、変速機及びクラッチを含
む車両の駆動系統装置の部材の噛み合い手段に適用可能
である。
【０００３】米国特許第4,640,145 号に記載されている
形式の多副軸式変速機は、トラック及び他の重量形用途
に非常に好都合であることがわかっている。しかし、運
転者が食事、睡眠その他の理由でトラックを停車させ
て、エンジンをアイドル運転状態に放置した時、望まし
くない持続騒音が変速機から発生する。このギヤ鳴りま
たは騒音は、エンジンのアイドル運転中すなわち不均一
速度での回転中に生じる。ピストンが発動してエンジン
速度が上り、その後、次のピストン発動まで減速する。
このようにエンジン出力速度が加速減速を交互に繰り返
すこと、すなわちサージングによって、不均一な入力が
変速機に与えられる。しかし、慣性によって変速機の入
力ギヤは均一に機能しようとする。このため、変速機の
入力駆動手段と入力ギヤとが、非機能的係合である、非
同期状態になりやすく、その結果、非常に不快なギヤ鳴
りが発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、変速
機がニュートラルにあってエンジンがアイドル運転中で
ある時に一般的にトラックの変速機から発生するギヤ鳴
りすなわち騒音を減少またはなくすことである。
【０００５】環境上及び運転者の乗り心地の理由から変
速機の騒音を減少させることを特に強調しているが、本
発明の別の重要な目的は、変速機の部材に最初から組み
込む場合も、後から追加する場合も、単純で適用が簡単
であり、経済的である方法でアイドル運転中のギヤ鳴り
を減少させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来形変速機
に発生するアイドル運転中のギヤ鳴りをほとんどなくす
ことができる。本発明は、エンジンとギヤ装置との間、
好ましくは変速機の入力軸と入力駆動ギヤとの間のバッ
クラッシを増加させることによって、そのような望まし
くないアイドル運転中のギヤ鳴りを抑えるものである。
【０００７】
【作用】バックラッシを増加させることによって、エン
ジンがアイドル運転中の変速機の入力軸と入力駆動ギヤ
との間の係合が軽減される。バックラッシを増加させる
ことによって、変速機の入力軸が、ほとんど一定状態に
ある入力ギヤの回転速度に対して低速になることができ
るため、変速部材間、すなわち入力ギヤの内側スプライ
ン歯と入力軸のスプライン歯との間の係合面での非同期
係合をほとんどなくすことができる。
【０００８】本発明を用いることによって、変速機がニ
ュートラルにあってエンジンがアイドル運転中である時
に変速機を比較的静かにすることができる点で、本発明
は現在使用されている多副軸式変速機を大幅に改良する
ことができる。本発明の構造的手段は、変速機の入力軸
と入力駆動ギヤとの間のバックラッシを増加させるだけ
であり、コストの増加があるとしてもわずかで簡単に製
造できる。改良形の多副軸式変速機は、バックラッシを
増加させることによって入力軸スプライン歯及び入力駆
動ギヤスプライン歯の係合の衝撃の振動数及び強さを軽
減し、その結果としてアイドル運転中のギヤ鳴りを相当
に減少させることによって、それの静音化を達成するも
のである。
【０００９】本発明の上記及び他の目的及び利点は、添
付の図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになる
であろう。
【００１０】
【実施例】以下に用いる用語は、参考のために用いるも
のであって、本発明の範囲を制限するものではない。
【００１１】多副軸式変速機の一例が図１に示されてい
る。変速機10は２副軸式であるが、単一副軸形でも、さ
らに多数の副軸を用いた形式のものにも本発明を適用で
きる。
【００１２】変速機10は、ディーゼルエンジン等の原動
機Ｅによって、常時係合しているが選択的に離脱される
摩擦マスタークラッチを介して駆動される構造の入力軸
12を有している。入力軸12には入力ギヤ14が取り付けら
れており、この入力ギヤ14は一般的にスプラインによっ
て入力軸に非回転可能状態で連結されている。１対の副
軸アセンブリ16、16a と浮動主軸18とが設けられてい
る。図示の変速機は単式変速機であるが、トラックは、
主部及び補助部を有する複式変速機を用いている場合が
多い。
【００１３】副軸20、20a には、それぞれギヤ24、26、
28、30、32、34及び24ａ、26ａ、28ａ、30ａ、32ａ、34
ａが取り付けられている。ギヤ42、44、46、48が主軸18
の周囲に設けられており、副軸ギヤと常時噛み合ってそ
れらによって支持されている。軸方向に摺動可能なクラ
ッチ56、58、60が、主軸にスプライン連結されてそれと
共転可能になっており、選択的かつ個別に係合すること
によって、入力ギヤ14またはギヤ42、44、46、48を主軸
18に共転可能に固定することができる。
【００１４】上記の多副軸式変速機の作用及び構造的特
徴は公知であり、本発明の譲受人に譲渡されている幾つ
かの米国特許、例えば米国特許第3,105,395 号、第3,50
0,695 号及び3,799,002 号に記載されており、それらの
開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００１５】次に作用を説明すると、入力軸12は、副軸
ギヤ24、24a と常時噛み合って２つの副軸アセンブリ1
6、16a を駆動する入力ギヤ14を駆動する。副軸ギヤ
は、主軸ギヤに常時噛み合っており、従って、入力ギ
ヤ、副軸及び副軸ギヤ、さらに主軸ギヤ42、44、46、48
を合わせて「入力ギヤ装置」と呼ばれ、入力軸が回転し
ている時はいつも、常時回転している。車両の運転者が
摺動クラッチ56、58、60を移動させることによって、主
軸ギヤの１つを主軸18に連結して変速機のシフトが行わ
れる。公知のようにクラッチを選択的に軸方向へシフト
させるための標準形シフトフォーク（図示せず）が設け
られている。
【００１６】変速機がニュートラルの時、いずれの摺動
クラッチも主軸ギヤと連結しておらず、従って主軸18す
なわち変速機の出力部は駆動されない。しかし、変速機
がニュートラルの時も、入力軸12は入力ギヤ14及び全て
の入力ギヤ装置を駆動しており、望ましくない騒音の原
因になるのは、エンジンによって発生する入力軸及び入
力ギヤのスプライン間の衝突である。
【００１７】図２及び３は、改良形のバックラッシ構造
を概略的に示している。入力軸12の外側スプライン70が
入力ギヤ14の内側スプライン歯71上に非回転可能に連結
している状態を示している。入力軸12の外側スプライン
歯70には、入力ギヤ14の内側スプライン歯71の表面71a
、71b とそれぞれ係合する駆動側のフランク70a と惰
力側のフランク70b とが設けられている。スプライン7
0、71が互いに係合すると、入力軸の外側スプライン歯
の惰力側フランク70b と入力ギヤの内側スプライン歯の
惰力側表面71b との間にある程度の隙間75ができる。こ
の距離がバックラッシ75である。
【００１８】駆動エンジンのピストンが発動すると、入
力軸12は入力駆動ギヤ14に対して一定の回転速度で移動
しようとする。しかし、エンジンピストンの発動間隔で
は入力軸の回転速度が減速しやすいのに対して、回転入
力ギヤ装置の慣性によって入力ギヤはほぼ一定の回転速
度で回転するため、入力軸と入力駆動ギヤとの間に相対
回転速度差が発生する。
【００１９】通常よりも大きいバックラッシを設ける
と、エンジンの点火間隔で入力軸の回転速度が減速した
時の入力軸スプライン70の惰力側フランク70b と入力ギ
ヤスプライン71の対応歯表面71b との係合が軽減され
る。
【００２０】従来技術では、バックラッシがあっても小
さいため、入力軸12と入力駆動ギヤ14との間の相対回転
速度が常時変化することによって、スプライン70の駆動
側フランク70a 及び惰力側フランク70b がそれぞれ入力
ギヤスプライン71の側壁71a、71b に対して係合または
衝突する。この係合が、エンジンのアイドル運転中に運
転者及び車両の周囲の人々にとって不快な騒音となるギ
ヤ鳴りを発生する。本発明は、通常よりも大きいバック
ラッシを設けて、入力軸のスプラインのフランクと入力
ギヤの内側スプライン歯との係合または衝突を軽減する
ことによって、アイドル運転中の変速機内での望ましく
ないギヤ鳴り騒音を軽減する。図４に示されている通常
のバックラッシは、惰力側面70b とスプライン壁71b と
の衝突係合を防止するには不十分である。
【００２１】バックラッシを通常の0.005 インチから0.
080 インチまで大きくすることによって、エンジンが点
火間隔中に低速化した時の入力軸12のスプライン歯と駆
動ギヤ14の内側スプライン歯との係合をほとんどの場合
になくすか、少なくとも相当に軽減することができる。
しかし、ギヤ装置を含む駆動系統装置及び噛み合ったス
プライン及び歯の素材の強度によっては、バックラッシ
をさらに大きくすることもできる。
【００２２】通常よりも大きいバックラッシを設けるこ
とによって、入力軸スプラインの歯と入力駆動ギヤの内
側スプライン歯との接触が減少することで、入力軸及び
入力駆動ギヤ間の相対回転速度の変化の衝撃が軽減され
る。これにより、エンジンがアイドル運転中で、変速機
がニュートラルである時に静かな運転になる。本発明に
よれば、他の変速機部材もほぼ一定の状態で回転するの
で、騒音が減少する。
【００２３】本発明による構造を備えた変速機の現場テ
ストのすべてで、変速機がニュートラルでエンジンがア
イドル運転中である時にギヤ鳴りをなくすことができ
た。
【００２４】変速機がニュートラルでエンジンがアイド
ル運転中である時に変速機によって発生する騒音をなく
すか減少させるために大きくしたバックラッシを設ける
ことは、車両の駆動系統装置内において噛み合い部分を
有する他の部材に、例えばマスタークラッチ内や、マス
タークラッチ及び変速機の入力軸間の連結手段に用いる
こともできる。本発明の最良の結果は、車両の駆動系統
装置内において変速機の入力ギヤから始まってそれから
前方に用いた場合に得られるが、本発明の特徴は変速機
の他のギヤ、クラッチ及びスプラインや車両の駆動系統
装置の他の部材にも適用可能である。
【００２５】最適なバックラッシの範囲は0.005 〜0.08
0 インチであるが、事実上の唯一の制限は、スプライン
及び噛み合いギヤ歯の素材の量すなわち厚さであり、
(i) 十分な表面係合が得られるようにして、運転者がす
ぐに気付くような不十分で効力のない係合を避け、(ii)
通常の使用中に歯が破損するほどに薄くしないようにす
る。上記制限は、スプライン及び歯を形成する素材の強
さにも影響される。
【００２６】本発明は、最初に製造する時にバックラッ
シの大きい変速機を製造するか、バックラッシが大きく
なるように変更した部品を変速機に後付けするかの問題
だけであるから、変速機の製造コストの増加は、あって
も大きいものではない。
【００２７】以上に本発明の好適な実施例を説明してき
たが、発明の精神の範囲内において様々な変更を加える
ことができることは理解されるであろう。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、駆動系
装置の噛み合い部材間のバックラッシを通常のバックラ
ッシよりも大きくすることにより、エンジンがアイドル
運転中の変速機の入力軸と入力駆動ギヤとの間の係合が
軽減され、又、変速機の入力軸が、ほとんど一定状態に
ある入力ギヤの回転速度に対して低速になることができ
るため、変速部材間、すなわち入力ギヤの内側スプライ
ン歯と入力軸のスプライン歯との間の係合面での非同期
係合をほとんどなくすことができる。従って、変速機が
ニュートラルにあってエンジンがアイドル運転中である
時に一般的にトラックの変速機から発生するギヤ鳴りす
なわち騒音を減少またはなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例を示す概略図である。
【図２】図１の改良形バックラッシ構造を示す概略図で
ある。
【図３】図２のバックラッシ構造が変化した状態を示す
概略図である
【図４】従来のバックラッシ構造を示す概略図である。
【符号の説明】
10 変速機 12 入力軸 14 入力ギヤ 70 スプライン歯 71 スプライン歯 75 バックラッシ Ｃ マスタークラッチ Ｅ エンジン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マスタークラッチ(C) 及び変速機(10)を
    備えた改良式エンジン(E) 駆動形車両用駆動系装置であ
    って、該駆動系装置の噛み合い部材(12 、14) 間のバッ
    クラッシ(75)を通常使用されるバックラッシよりも大き
    くすることによって、エンジンがアイドル運転中で変速
    機がニュートラルにある時にエンジンのピストンの発動
    間隔での前記噛み合い駆動系装置部材の非機能的係合に
    よって通常発生する望ましくない騒音を減少させること
    を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記噛み合い部材は、変速機の入力軸(1
    2)及び入力駆動ギヤ(14)であって、それらに設けられた
    噛み合いスプライン歯が、従来形変速機で通常使用され
    ているバックラッシよりも大きいバックラッシ(75)を生
    じる形状になっていることを特徴とする請求項１の装
    置。
  3. 【請求項３】 通常のバックラッシが0.0050インチまで
    であり、特に有効なバックラッシ(75)が0.0051インチな
    いし0.0800インチであることを特徴とする請求項１又は
    ２の装置。
  4. 【請求項４】 前記バックラッシ(75)が、通常使用され
    るバックラッシの少なくとも10倍であることを特徴とす
    る請求項１又は２の装置。
  5. 【請求項５】 前記噛み合い部材が、駆動系の部材及び
    マスタークラッチ(C) であって、それらに設けられた噛
    み合い手段が、通常使用されているバックラッシよりも
    大きいバックラッシ(75)を生じる形状になっていること
    を特徴とする請求項１の装置。
  6. 【請求項６】 通常のバックラッシが0.0050インチまで
    であり、特に有効なバックラッシが0.0051インチ〜0.08
    00インチであることを特徴とする請求項５の装置。
  7. 【請求項７】 バックラッシ(75)が、通常使用されるバ
    ックラッシの少なくとも10倍であることを特徴とする請
    求項５又は６の装置。
JP4206041A 1991-07-12 1992-07-09 駆動系装置 Pending JPH05223147A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/729,244 US5513542A (en) 1991-07-12 1991-07-12 Driveline systems anti-rattle means
US729244 1991-07-12

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JPH05223147A true JPH05223147A (ja) 1993-08-31

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ID=24930182

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JP4206041A Pending JPH05223147A (ja) 1991-07-12 1992-07-09 駆動系装置

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US (1) US5513542A (ja)
EP (1) EP0522792B1 (ja)
JP (1) JPH05223147A (ja)
KR (1) KR930002711A (ja)
BR (1) BR9202703A (ja)
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