JP2017211055A

JP2017211055A - ドグクラッチ装置

Info

Publication number: JP2017211055A
Application number: JP2016105879A
Authority: JP
Inventors: 和徳秋山; Kazunori Akiyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2017-11-30
Also published as: CN107435688B; CN107435688A

Abstract

【課題】簡易な構成によりドグ歯同士の結合力を高めることができるドグクラッチ装置を提供する。【解決手段】ドグクラッチ装置は、ハブ４０の外周面に対向した内周面を有するとともに、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２を有する可動リング５０と、ハブ４０に対し軸方向に相対移動可能かつ一体に回転可能に可動リング５０を支持する支持機構とを備え、変速ギヤは、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２に対向したドグ歯Ｄ３，Ｄ４を有する。支持機構は、ハブ４０の外周面に軸方向に延設されたガイド溝４１と、可動リング５０の内周面から突設され、ガイド溝４１に係合して中立位置からインギヤ位置にかけて移動可能なガイドピン５１とを有する。ガイド溝４１の側面４２，４３は、軸線と平行な仮想線ＣＬ３に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部４２ｂ，４３ｂを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用変速機等に用いられるドグクラッチ装置に関する。

従来より、回転軸に相対回転可能に支持された歯車と、回転軸に軸方向に相対移動可能にスプライン係合されたスライドリングとを、ドグクラッチを介して結合するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、ドグクラッチを構成する歯車側およびスライドリング側の各突歯の噛合い面に、噛合い分力が相互の結合方向に作用するように、それぞれ歯先側から歯元側の肉厚内側へ傾斜する傾斜面を設ける。

特許文献特開２００５−３０８１４２号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、歯元側にかけて突歯の肉厚を薄くするようなバックテーパー加工を突歯に施す必要があり、加工が複雑化するとともに加工コストが上昇する。

本発明の一態様は、軸線を中心に回転する第１回転体と軸線を中心に第１回転体に対し相対回転可能に設けられた第２回転体とを結合するドグクラッチ装置であって、第１回転体の外周面に対向した内周面を有するとともに、第１ドグ歯を有する可動リングと、第１回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ第１回転体と一体に回転可能に、可動リングを支持する支持機構と、を備え、第２回転体は、第１ドグ歯に対向した第２ドグ歯を有し、支持機構は、第１回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか一方に軸方向に延設されたガイド溝と、第１回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか他方から突設され、ガイド溝に係合して、第１ドグ歯が第２ドグ歯から離間する中立位置から第１ドグ歯が第２ドグ歯に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な可動リングの移動方向を規制するガイドピンと、を有し、ガイドピンの外周面と当接するガイド溝の側面は、軸線と平行な仮想線に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部を有する。

本発明によれば、ガイドピンの外周面と当接するガイド溝の側面が、軸線と平行な仮想線に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部を有するので、ドグ歯の噛合い面に傾斜部を設ける必要がなく、傾斜部の加工が容易となり、加工コストを低減することができる。

本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置が適用される車両用変速機の要部構成を示すスケルトン図。図１の変速機に含まれる第１ギヤ結合機構の構成を示す分解斜視図。図１の変速機に含まれる第１ギヤ結合機構の組立て状態を示す変速機の要部断面図。図３のIV-IV線に沿って切断した第１ギヤ結合機構の要部構成を拡大して示す断面図。第１ギヤ結合機構が中立状態にある場合のガイド溝とガイドピンとの位置関係を示す図。本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置による加速走行時の動作を説明する図。本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置による減速走行時の動作を説明する図。図６Ａの比較例を示す図。図６Ｂの比較例を示す図。本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置によるアップシフト時の動作を説明する図。図６Ａの変形例を示す図。図９Ａの比較例を示す図。

以下、図１〜図９Ｂを参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置が適用される車両用変速機の要部構成を示すスケルトン図である。

変速機１は、エンジン２の回転を速度段に応じた変速比で変速するギヤ機構１０と、エンジン２のトルクをギヤ機構１０に伝達または非伝達するクラッチ３とを有する。ギヤ機構１０を介して出力されたトルクは、図示しない作動ギヤ機構、駆動軸等を介して駆動輪に伝達され、これにより車両が走行する。

ギヤ機構１０は、互いに略平行に配置され、それぞれが回転可能に支持された複数の回転軸、すなわち入力軸１１と出力軸１２とを有する。図示は省略するが、ギヤ機構１０はリバース軸も有する。変速機１は、例えば前進６速、後進１速の手動変速機であり、ドライバによる変速操作により速度段を変更可能である。なお、車速とアクセルペダルの踏み込み量等に応じて速度段を自動的に変更する自動変速機として変速機１を構成することもできる。

入力軸１１の一端部は、クラッチ３を介してエンジン２の出力軸２ａに接続され、クラッチ３の断接に応じて入力軸１１と出力軸２ａとが結合または遮断される。すなわち、クラッチ３が接続すると、入力軸１１と出力軸２ａとが結合され、入力軸１１にエンジン２からのトルクを入力可能となる。一方、クラッチ３が遮断すると、入力軸１１と出力軸２ａとが遮断され、エンジン２からのトルク入力が不能となる。

入力軸１１の周囲には、５速ギヤ２５と、２速ギヤ２２と、６速ギヤ２６と、３速ギヤ２３とが、クラッチ３の反対側からこの順番に配設される。これら変速ギヤ２２，２５，２６は、それぞれ不図示のベアリングを介し入力軸１１に対して相対回転可能に支持される。入力軸１１には、３速ギヤ２３の側方（クラッチ３側）に複数の駆動ギヤ２７〜２９が固定される。このうちギヤ２８は、不図示のリバース軸に固定されたギヤに噛合する。

なお、本明細書において、回転軸（入力軸１１、出力軸１２等）にギヤが固定されるとは、回転軸の外周面にギヤを加工する場合や、回転軸と別体のギヤをスプライン結合等により回転軸に支持する場合、すなわち回転軸に相対回転不能にギヤを設ける場合をいう。

出力軸１２の周囲には、４速ギヤ２４と１速ギヤ２１とが、不図示のベアリングを介し出力軸１２に対し相対回転可能に支持される。４速ギヤ２４は駆動ギヤ２７に噛合し、１速ギヤ２１は駆動ギヤ２９に噛合する。出力軸１２には、５速従動ギヤ３５と、２速従動ギヤ３２と、６速従動ギヤ３６と、３速従動ギヤ３３とが、この順番に固定される。さらに出力軸１２には、１速ギヤ２１の側方（クラッチ３側）にファイナルギヤ３０が固定される。５速従動ギヤ３５は５速ギヤ２５に噛合し、２速従動ギヤ３２は２速ギヤ２２に噛合し、６速従動ギヤ３６は６速ギヤ２６に噛合し、３速従動ギヤ３３は３速ギヤ２３に噛合する。変速機１のトルクは、ファイナルギヤ３０を介して、図示しない作動ギヤ機構に出力される。

変速機１は、ドグ歯を介して変速ギヤ２１〜２６をトルク伝達用の回転軸（入力軸１１または出力軸１２）に結合する複数のギヤ結合機構（ドグクラッチ）を有する。すなわち、２速ギヤ２２または５速ギヤ２５を入力軸１１に結合する第１ギヤ結合機構１ＧＥと、３速ギヤ２３または６速ギヤ２６を入力軸１１に結合する第２ギヤ結合機構２ＧＥと、１速ギヤ２１または４速ギヤ２４を出力軸１２に結合する第３ギヤ結合機構３ＧＥとを有する。

図２は、第１ギヤ結合機構１ＧＥの構成を示す分解斜視図であり、図３は、第１ギヤ結合機構１ＧＥの組立て状態を示す変速機１の要部断面図である。図２，３に示すように、第１ギヤ結合機構１ＧＥは、２速ギヤ２２と５速ギヤ２５との間に配置され、入力軸１１に固定されて、軸線ＣＬ０を中心に回転するハブ４０と、ハブ４０の外周面に沿って軸方向（図３の矢印ＡＢ方向）に移動可能に支持された可動リング５０とを有する。

より具体的には、可動リング５０の内周面には、径方向内側に向けて周方向複数の略円柱形状のガイドピン５１が突設される。ハブ４０の外周面には、各ガイドピン５１に対応して軸方向一端面から他端面にかけて周方向複数の略Ｖ字状のガイド溝４１が設けられる。ガイドピン５１はガイド溝４１に係合し、ガイドピン５１はガイド溝４１にガイドされながら可動リング５０と一体に軸方向（図３の矢印ＡＢ方向）に移動する。すなわち、ガイドピン５１は、ハブ４０に対する可動リング５０の移動方向を規制する移動規制部として機能する。可動リング５０の軸方向一端面には、周方向等間隔にドグ歯Ｄ１が突設され、軸方向他端面には、周方向等間隔にドグ歯Ｄ２が突設される。

２速ギヤ２２は、外周面に形成されたギヤ部２２ａと、ドグ歯Ｄ１に対向して軸方向端部に設けられたドグ歯Ｄ３とを有する。より具体的には、２速ギヤ２２は、２速従動ギヤ３２（図１）に噛合するギヤ部２２ａが外周面に形成されたギヤ本体２２１と、ギヤ本体２２１の可動リング５０側の端部にスプライン結合により取り付けられた噛合リング２２２とを一体に有する。噛合リング２２２には、可動リング５０のドグ歯Ｄ１に対応して周方向複数の開口部２２ｂが設けられ、２速ギヤ２２（噛合リング２２２）の軸方向端面は周方向に凹凸状に形成される。これにより２速ギヤ２２の軸方向端部に、ドグ歯Ｄ１に対向してドグ歯Ｄ３が設けられる。

５速ギヤ２５は、外周面に形成されたギヤ部２５ａと、ドグ歯Ｄ２に対向して軸方向端部に設けられたドグ歯Ｄ４とを有する。より具体的には、５速ギヤ２５には、５速従動ギヤ３５（図１）に噛合するギヤ部２５ａが外周面に設けられるとともに、可動リング５０のドグ歯Ｄ２に対応して周方向複数の開口部２５ｂが設けられ、５速ギヤ２５の軸方向端面は周方向に凹凸状に形成される。これにより５速ギヤ２５の軸方向端部に、ドグ歯Ｄ２に対向してドグ歯Ｄ４が設けられる。

図３では、可動リング５０のドグ歯Ｄ１，Ｄ２が２速ギヤ２２および５速ギヤ２５のいずれのドグ歯Ｄ３，Ｄ４にも噛合しておらず、可動リング５０は中立位置に位置し、第１ギヤ結合機構１ＧＥは中立状態にある。この状態から可動リング５０が矢印Ａ方向のインギヤ位置に移動してドグ歯Ｄ１がドグ歯Ｄ３に噛合すると、２速ギヤ２２が入力軸１１に結合し、第１ギヤ結合機構１ＧＥはギヤ結合状態となる。また、可動リング５０が矢印Ｂ方向のインギヤ位置に移動してドグ歯Ｄ２がドグ歯Ｄ４に噛合すると、５速ギヤ２５が入力軸１１に結合し、第１ギヤ結合機構１ＧＥはギヤ結合状態となる。

可動リング５０は、不図示のドグ操作装置により中立位置からインギヤ位置またはインギヤ位置から中立位置に操作される。ドグ操作装置は、可動リング５０を軸方向に駆動するアクチュエータ（電動モータなど）を有する。アクチュエータには、変速指令に応じてコントローラから制御信号が出力され、アクチュエータはコントローラにより駆動制御される。

図１において、第１ギヤ結合機構１ＧＥを介して２速ギヤ２２が入力軸１１に結合すると、入力軸１１の回転が２速ギヤ２２、２速従動ギヤ３２を介して出力軸１２に伝達され、２速段が確立する。第１ギヤ結合機構１ＧＥを介して５速ギヤ２５が入力軸１１に結合すると、入力軸１１の回転が５速ギヤ２５、５速従動ギヤ３５を介して出力軸１２に伝達され、５速段が確立する。

詳細な図示は省略するが、第２ギヤ結合機構２ＧＥと第３ギヤ結合機構３ＧＥも第１ギヤ結合機構１ＧＥと同様に構成される。したがって、第２ギヤ結合機構２ＧＥを介して３速ギヤ２３が入力軸１１に結合すると、入力軸１１の回転が３速ギヤ２３、３速従動ギヤ３３を介して出力軸１２に伝達され、３速段が確立する。第２ギヤ結合機構２ＧＥを介して６速ギヤ２６が入力軸１１に結合すると、入力軸１１の回転が６速ギヤ２６、６速従動ギヤ３６を介して出力軸１２に伝達され、６速段が確立する。

また、第３ギヤ結合機構３ＧＥを介して１速ギヤ２１が出力軸１２に結合すると、入力軸１１の回転が駆動ギヤ２９、１速ギヤ２１を介して出力軸１２に伝達され、１速段が確立する。第３ギヤ結合機構３ＧＥを介して４速ギヤ２４が出力軸１２に結合すると、入力軸１１の回転が駆動ギヤ２７、４速ギヤ２４を介して出力軸１２に伝達され、４速段が確立する。

上述したように、本実施形態では、ギヤ結合機構１ＧＥ〜３ＧＥのハブ４０と可動リング５０とは、それぞれガイド溝４１に係合されたガイドピン５１を介してトルクを伝達可能に連結される（図２，３）。以下、この点について詳細に説明する。

図４は、軸線ＣＬ０に垂直な断面で切断したハブ４０と可動リング５０の要部構成を拡大して示す図（図３のIV-IV線に沿った断面図）であり、図５は、ハブ４０と可動リング５０の要部を平面に展開し、ギヤ結合機構１ＧＥ〜３ＧＥの中立状態におけるガイド溝４１とガイドピン５１との間の位置関係を示す図である。なお、図５には、車両の前進走行時および後進走行時におけるハブ４０の回転方向をそれぞれ矢印ＦおよびＲで示すとともに、軸方向に沿った可動リング５０の移動方向を図３と同様、矢印ＡＢで示す。

図４に示すように、可動リング５０の内周面５０ａにハブ４０の外周面４０ａが対向し、可動リング５０は、支持機構ＳＭを介してハブ４０に対し軸方向に相対移動可能かつハブ４０と一体に回転可能に支持される。支持機構ＳＭは、可動リング５０の内周面５０ａから径方向内側の回転中心（軸線ＣＬ０）に向けて突設されたガイドピン５１と、ハブ４０に設けられてガイドピン５１が係合するガイド溝４１とを有する。

ハブ４０が図４の矢印Ａ方向に回転すると、可動リング５０にガイドピン５１を介してトルクが作用し、可動リング５０がハブ４０とともに回転する。このとき、軸線ＣＬ０から距離（半径）Ｒ１の位置で、ガイド溝４１の側面からガイドピン５１に押圧力Ｆ１が作用する。なお、図４は、加速走行時の押圧力Ｆ１の向きを示しており、減速走行時には可動リング５０からハブ４０にトルクが作用し、押圧力の向きが反対となる。

図５に示すように、ハブ４０の外周面４０ａのガイド溝４１は、一方の軸方向側端面４０ｂから他方の軸方向側端面４０ｃにかけて互いに対向する一対の側面、すなわち矢印Ｆ方向側の第１側面４２と、矢印Ｒ方向側の第２側面４３とを有する。ガイド溝４１は、ハブ４０の側端面４０ｂ，４０ｃ間の中心を通る中心線ＣＬ１に対して対称に形成される。

側端面４０ｂから側端面４０ｃにかけて延在するガイド溝４１を、中心線ＣＬ１に平行かつ中心線ＣＬ１から所定長さ離れた一対の仮想線ＣＬ２により、中心線ＣＬ１を含む第１領域ＡＲ１と第１領域ＡＲ１の両側の第２領域ＡＲ２とに、溝長さ方向に３分割する。このとき、第１側面４２は、軸方向中央部の側面部４２ａと軸方向端部の側面部４２ｂとにより構成され、第２側面４３は、軸方向中央部の側面部４３ａと軸方向端部の側面部４３ｂとにより構成される。

第１領域ＡＲ１において、ガイド溝４１の第１側面４２から第２側面４３までの長さ（溝幅Ｌ１）は、溝長さ方向にわたって一定である。第１領域ＡＲ１における側面部４２ａは、軸線ＣＬ０（図３）に平行な仮想線ＣＬ３に対して所定角度θａだけ傾斜しており、中心線ＣＬ１の両側の一対の側面部４２ａのなす角θは１８０°より小さい。したがって、第１領域ＡＲ１におけるガイド溝４１の軸方向中央部４１ａは、矢印Ｆ側に突出するように略Ｖ字状に形成される。ギヤ結合機構１ＧＥ〜３ＧＥが中立状態にあるとき、図５に示すように、ガイドピン５１はガイド溝４１の中央部４１ａにおいて中立位置に保持される。

第２側面４３の側面部４３ａと側面部４３ｂとは、それぞれ第１側面４２の側面部４２ａと同一の傾斜角θａで段差なく接続される。一方、第１側面４２の側面部４２ｂは、隣り合う側面部４２ａと反対側に傾斜し、側面部４２ａと側面部４２ｂとの間の境界には段差部４２ｃが設けられる。より具体的には、側面部４２ａは、軸方向中心（中心線ＣＬ１）から段差部４２ｃにかけて矢印Ｒ方向に傾斜して形成されるのに対し、側面部４２ｂは、段差部４２ｃから軸方向端面４０ｂ，４０ｃにかけて矢印Ｆ方向に傾斜して形成される。したがって、第２領域ＡＲ２における第１側面４２（側面部４２ｂ）と第２側面４３（側面部４３ｂ）との間の距離は、軸方向端面４０ｂ，４０ｃにかけて拡大する。

本発明の実施形態に係るドグクラッチ装置の主要な動作を説明する。図６Ａ，６Ｂは、それぞれ可動リング５０を矢印Ａ方向に移動させた状態における加速走行時および減速走行時にガイドピン５１に作用する力の向きを示す図である。図６Ａ，６Ｂでは、ガイドピン５１はガイド溝４１の第２領域ＡＲ２に位置する。なお、図７Ａ，７Ｂは図６Ａ，６Ｂの比較例を示す図である。

加速走行時には、ハブ４０の回転が可動リング５０の回転よりも速い。このため、図６Ａに示すように、ハブ４０のガイド溝４１の第２側面４３（例えば側面部４３ｂ）がガイドピン５１の外周面に当接する。これにより、ガイドピン５１に加速方向（矢印Ｆ方向）の押圧力Ｆ１が作用し、この押圧力Ｆ１によりドグ歯Ｄ１，Ｄ３を介していずれかの変速ギヤ２１〜２６にトルクＴ１（＝Ｆ１×半径Ｒ１）が作用する。このとき、ガイド溝４１の第２側面４３が軸方向に対し角度θａで傾斜していることから、ガイドピン５１には押圧力Ｆ１に垂直な矢印Ａ方向への力Ｆａが作用する。すなわちドグ歯Ｄ１とドグ歯Ｄ３との噛合わせを促進するような力Ｆａ（噛合い促進力と呼ぶ）が作用する。このときの噛合い促進力Ｆａは、次式(I)によって表される。
Ｆａ＝Ｔ１／Ｒ１・tanθａ・・・(I)

一方、減速走行時には、ハブ４０の回転が可動リング５０の回転よりも遅く、図６Ｂに示すように、ドグ歯Ｄ３から可動リング５０にトルクＴ２が作用する。このため、ハブ４０のガイド溝４１の第１側面４２、特に第２領域ＡＲ２の側面部４２ｂがガイドピン５１の外周面に当接し、ガイドピン５１に減速方向（矢印Ｒ方向）の押圧力Ｆ２が作用する。このとき、ガイド溝４１の側面部４２ｂが軸方向に対し角度θｂで傾斜していることから、ガイドピン５１には押圧力Ｆ２に垂直な矢印Ａ方向への力Ｆｂ、すなわちドグ歯Ｄ１とドグ歯Ｄ３との噛合わせを促進するような力Ｆｂ（噛合い促進力）が作用する。このときの噛合い促進力Ｆｂは、次式(II)によって表される。
Ｆｂ＝Ｔ２／Ｒ１・tanθｂ・・・(II)

このように本実施形態では、ガイド溝４１の軸方向端部に、仮想線ＣＬ３に対して傾斜した側面部４２ｂ，４３ｂを設けるようにした。このため、車両の加速走行時および減速走行時にガイドピン５１には、ドグ歯Ｄ１，Ｄ３同士の噛合わせを促進するような力Ｆａ，Ｆｂが作用する。したがって、ドグ歯Ｄ１，Ｄ３の噛合い面等に傾斜部を加工する必要がなく、簡易な構成によりドグ歯Ｄ１，Ｄ３同士の軸方向の結合力を高めることができ、安定した変速動作を実現できる。

これに対し、図７Ａ，７Ｂに示すように、ガイド溝４１の軸方向端部を傾斜させずに軸方向に沿って形成した場合には、軸方向の噛合い促進力Ｆｃ，Ｆｄを発生させるために、ドグ歯Ｄ１，Ｄ３の噛合い面Ｄ１ａ，Ｄ３ａおよびＤ１ｂ，Ｄ３ｂにそれぞれ傾斜部を加工する必要がある。このため、噛合い面にバックテーパー加工を施す必要があり、加工が複雑化するとともに加工コストが上昇する。

この場合の加速走行時の噛合い促進力Ｆｃおよび減速走行時の噛合い促進力Ｆｄは、噛合い面Ｄ１ａ，Ｄ３ａおよびＤ１ｂ，Ｄ３ｂの半径Ｒ２を用いてそれぞれ次式(III),(IV)で表される。
Ｆｃ＝Ｔ１／Ｒ２・tanθｃ・・・(III)
Ｆｄ＝Ｔ２／Ｒ２・tanθｄ・・・(IV)
したがって、図６Ａ，６Ｂのガイドピン５１に、バックテーパー加工を施した場合（図７Ａ，７Ｂ）と同等の噛合い促進力Ｆａ，Ｆｂを付加するためには、上式(I),(III)および上式(II),(IV)より、それぞれ図６Ａの角度θａをatan（Ｒ１／Ｒ２・tanθｃ）に、図６Ｂの角度θｂをatan（Ｒ１／Ｒ２・tanθｃ）に設定すればよい。

本実施形態では、アップシフト時に下段ギヤが中立状態となる前に上段ギヤが噛み合うように、すなわち下段ギヤと上段ギヤが同時に噛み合うように可動リング５０が操作される。例えば２速段から３速段へのアップシフト時には、第１ギヤ結合機構１ＧＥを介して２速ギヤ２２が中立状態となる前に、第２ギヤ結合機構２ＧＥを介して３速ギヤ２３が入力軸１１に結合される。このとき、可動リング５０は、図８に示すようにガイド溝４１の第１領域ＡＲ１に移動する。

アップシフト時における第１ギヤ結合機構１ＧＥのハブ４０の回転は可動リング５０（２速ギヤ２２）の５３回転よりも遅い。一方、第２ギヤ結合機構２ＧＥのハブＨ４０の回転は可動リング５０（３速ギヤ２３）の回転よりも速い。このため、２速ギヤ２２には、出力軸１２を介して出力トルクの一部が循環トルクとして作用し、第１側面４２の側面部４２ａがガイドピン５１の外周面に当接する。

この循環トルクによって、第１ギヤ結合機構１ＧＥのガイドピン５１には、ガイド溝４１の中心線ＣＬ１に向かう軸方向の力Ｆｅ、すなわちドグ歯Ｄ３からドグ歯Ｄ１を離間させるような力（噛合い解除力と呼ぶ）が作用する。これにより可動リング５０のドグ歯Ｄ１と２速ギヤ２２のドグ歯Ｄ３との噛合いが解除され、第１ギヤ結合機構１ＧＥは中立状態となる。このように一部の変速ギヤ（例えば２速ギヤ２２と３速ギヤ２３）を同時に噛合させながらアップシフトするように構成することで、トルク抜けがなくスムーズなアップシフトが可能となる。

本発明の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）ドグクラッチ装置は、軸線ＣＬ０を中心に回転するハブ４０と軸線ＣＬ０を中心にハブ４０に対し相対回転可能に設けられた変速ギヤ２１〜２６とを結合するものであり、ハブ４０の外周面４０ａに対向した内周面５０ａを有するとともに、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２を有する可動リング５０と、ハブ４０に対し軸方向に相対移動可能かつハブ４０と一体に回転可能に、可動リング５０を支持する支持機構ＳＭと、を備え、変速ギヤ２１〜２６は、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２に対向したドグ歯Ｄ３，Ｄ４を有する（図１〜４）。支持機構ＳＭは、ハブ４０の外周面４０ａに軸方向に延設されたガイド溝４１と、可動リング５０の内周面５０ａから突設され、ガイド溝４１に係合して、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２がドグ歯Ｄ３，Ｄ４から離間する中立位置からドグ歯Ｄ１，Ｄ２がドグ歯Ｄ３，Ｄ４に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な可動リング５０の移動方向を規制するガイドピン５１と、を有し、ガイドピン５１の外周面と当接するガイド溝４１の側面４２，４３は、軸線ＣＬ０と平行な仮想線ＣＬ３に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する側面部４２ｂ，４３ｂを有する（図５）。

このようにガイド溝４１の側面４２，４３に軸方向端部かけて傾斜した側面部４２ｂ，４３ｂを設けることで、ガイドピン５１がガイド溝４１の第２領域ＡＲ２に移動すると、ハブ４０と可動リング５０との間に作用するトルクＴ１，Ｔ２によって、ガイドピン５１にはドグ歯Ｄ１，Ｄ２とドグ歯Ｄ３，Ｄ４とを噛合させるような軸方向の力Ｆａ，Ｆｂが作用する。このため、ドグ歯Ｄ１〜Ｄ４の噛合い面を傾斜して構成する必要がなく、バックテーパー加工が不要になり、加工コストを低減できる。すなわち、本実施形態のドグクラッチ装置によれば、ガイド溝４１の軸方向端部に傾斜した側面部４２ｂ，４３ｂを設けるだけの簡易な構成で、ドグ歯Ｄ１〜Ｄ４の噛合い面を傾斜させたのと同様の噛合い促進力Ｆａ，Ｆｂ（図６Ａ，６Ｂ）を可動リング５０（ガイドピン５１）に付加することができ、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２とドグ歯Ｄ３，Ｄ４との結合力を容易に高めることができる。

（２）ガイド溝４１は、互いに対向する回転方向側の第１側面４２と回転方向の反対側の第２側面４３とを有し、傾斜部として、第１側面４２に、仮想線に対し軸方向端部にかけて回転方向側に傾斜する側面部４２ｂを有し、第２側面４３に、仮想線ＣＬ３に対し軸方向端部にかけて回転方向の反対側に傾斜する側面部４３ｂを有する（図６Ａ，６Ｂ）。これにより、加速走行時および減速走行時のいずれにおいても可動リング５０に噛合い促進力Ｆａ，Ｆｂを付加することができ、変速ギヤ２１〜２６（ドグ歯Ｄ３，Ｄ４）と可動リング５０（ドグ歯Ｄ１，Ｄ２）とを安定的に結合することができる。

（３）第１側面４２は、側面部４２ｂに連なり、仮想線ＣＬ３に対し側面部４２ｂと反対側に傾斜する側面部４２ａを有する（図８）。これにより、アップシフト時に下段の変速ギヤと上段の変速ギヤとを同時に噛合させた場合に、下段の変速ギヤ２１〜２６に対応するギヤ結合機構の可動リング５０のガイドピン５１に対し、出力軸１２を介した循環トルクによって軸方向の噛合い解除力Ｆｅが作用し、トルク抜けのない最適なタイミングで可動リング５０を中立位置に移動させることができる。

なお、上記実施形態では、ガイド溝４１をその長さ方向に３つの領域ＡＲ１，ＡＲ２に分割し、第１領域ＡＲ１におけるガイド溝４１の中央部４１ａを回転方向に突出するように略Ｖ字状に形成したが、ガイド溝４１の形状はこれに限らない。例えば図９Ａに示すように、ガイド溝４１の軸方向中央の側面部４２ａ，４３ａを、軸方向の仮想線ＣＬ３に対して平行に延在させるとともに、軸方向端部の側面部４２ｂ，４３ｂを仮想線ＣＬ３に対し所定角度で傾斜させてもよい。これにより上述したのと同様、簡易な構成でガイドピン５１に軸方向の噛合い促進力Ｆａを付加することができる。これに対し、図９Ｂに示すように、可動リング５０にガイド溝４１に係合するドグ歯５１Ａ（スプライン歯）を設けるとともに、ドグ歯Ｄ１，Ｄ３の噛合い面を傾斜して構成する場合には、ドグ歯Ｄ１，Ｄ３にバックテーパー加工が必要となり、加工コストが上昇する。

上記実施形態では、ガイド溝４１の第２領域ＡＲ２における第１側面４２の軸方向端部に仮想線ＣＬ３に対して所定角度θｂで傾斜した側面部４２ｂ、すなわち仮想線ＣＬ３に対し軸方向端部にかけて回転方向側に傾斜した第１傾斜部を設けるとともに、ガイド溝４１の第２領域ＡＲ２における第２側面４３の軸方向端部に仮想線ＣＬ３に対して所定角度θａで傾斜した側面部４３ｂ、すなわち仮想線ＣＬ３に対し軸方向端部にかけて回転方向の反対側に傾斜した第２傾斜部を設けるようにしたが、この場合の角度θａ，θｂは互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。ガイド溝４１の側面４２，４３の傾斜部として、第１傾斜部（側面部４２ｂ）と第２傾斜部（側面部４３ｂ）のいずれか一方（例えば第２傾斜部）のみを設けるようにしてもよい。上記実施形態では、第１側面４２に、仮想線ＣＬ３に対し側面部４２ｂと反対側に傾斜し、ガイドピン５１を中立位置にガイドする側面部４２ａ（第３傾斜部）を設けるようにしたが、図８に示すように第３傾斜部を省略してもよい。

上記実施形態では、第１回転体としてのハブ４０の外周面４０ａにガイド溝４１を設けるとともに、可動リング５０の内周面５０ａからガイドピン５１を突設するようにしたが、第１回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ第１回転体と一体に回転可能に可動リングを支持する支持機構の構成はこれに限らない。例えば可動リング５０の内周面５０ａにガイド溝を設けるとともに、ハブ４０の外周面４０ａからガイドピンを突設するようにしてもよい。すなわち、第１回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか一方に軸方向に延設されたガイド溝と、第１回転体の外周面と可動リングの内周面のいずれか他方から突設され、ガイド溝に係合して、ドグ歯Ｄ１，Ｄ２（第１ドグ歯）がドグ歯Ｄ３，Ｄ４（第２ドグ歯）から離間する中立位置からドグ歯Ｄ１，Ｄ２がドグ歯Ｄ３，Ｄ４に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な可動リングの移動方向を規制するガイドピンとを有するのであれば、支持機構の構成はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、軸線ＣＬ０を中心に回転する第１回転体としてのハブ４０とハブ４０に相対回転可能に設けられた第２回転体としての変速ギヤ２１〜２６とを結合するドグクラッチ装置について説明したが、本発明のドグクラッチ装置は変速機１以外にも適用することができる。したがって、第１回転体と第２回転体の構成は上述したものに限らない。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。

１変速機、２１〜２６変速ギヤ、４０ハブ、４１ガイド溝、４２第１側面、４２ａ，４２ｂ側面部、４３第２側面、４３ｂ側面部、５０可動リング、５１ガイドピン、ＳＭ支持機構、Ｄ１〜Ｄ４ドグ歯

Claims

軸線を中心に回転する第１回転体と前記軸線を中心に前記第１回転体に対し相対回転可能に設けられた第２回転体とを結合するドグクラッチ装置であって、
前記第１回転体の外周面に対向した内周面を有するとともに、第１ドグ歯を有する可動リングと、
前記第１回転体に対し軸方向に相対移動可能かつ前記第１回転体と一体に回転可能に、前記可動リングを支持する支持機構と、を備え、
前記第２回転体は、前記第１ドグ歯に対向した第２ドグ歯を有し、
前記支持機構は、
前記第１回転体の外周面と前記可動リングの内周面のいずれか一方に軸方向に延設されたガイド溝と、
前記第１回転体の外周面と前記可動リングの内周面のいずれか他方から突設され、前記ガイド溝に係合して、前記第１ドグ歯が前記第２ドグ歯から離間する中立位置から前記第１ドグ歯が前記第２ドグ歯に噛合するインギヤ位置にかけて移動可能な前記可動リングの移動方向を規制するガイドピンと、を有し、
前記ガイドピンの外周面と当接する前記ガイド溝の側面は、前記軸線と平行な仮想線に対し傾斜して軸方向端部にかけて延在する傾斜部を有することを特徴とするドグクラッチ装置。
請求項１に記載のドグクラッチ装置において、
前記ガイド溝は、互いに対向する回転方向側の第１側面と回転方向の反対側の第２側面とを有し、
前記傾斜部は、前記第１側面に、前記仮想線に対し軸方向端部にかけて回転方向側に傾斜する第１傾斜部を有し、前記第２側面に、前記仮想線に対し軸方向端部にかけて回転方向の反対側に傾斜する第２傾斜部を有することを特徴とするドグクラッチ装置。
請求項２に記載のドグクラッチ装置において、
前記第１側面は、前記第１傾斜部に連なり、前記仮想線に対し前記第１傾斜部と反対側に傾斜する第３傾斜部を有することを特徴とするドグクラッチ装置。