(57)【要約】【課題】軸長を短縮させることができ、また、組み付け後に良好にショットビーニング加工で歯元強度を向上させることのできる歯車を提供する。【解決手段】回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部１０と、このギヤ部１０から軸方向に所定距離Ｓを隔てた位置にギヤ部１０と一体形成された位置決め用の突起部１１を有するギヤ本体７５ａと、少なくとも一部がギヤ部１０と位置決め突起部１１との間の空間Ｓと軸方向にオーバーラップするように突起部１１で位置決めされて、ギヤ本体７５ａに組付固定されるクラッチギヤ９５で構成される歯車。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部と該ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置に該ギヤ部と一体形成された位置決め部とを有するギヤ本体と、
少なくとも一部が前記ギヤ部と前記位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするよう該位置決め部で位置決めされて該ギヤ本体に取り付け固定されるクラッチギヤと、
を備える歯車。
【請求項２】
前記位置決め部は、前記ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置において径方向外方に突出形成された突起部であり、前記クラッチギヤの一部を該突起部に軸方向に当接させることで該クラッチギヤの位置決めを行なう請求項１記載の歯車。
【請求項３】
請求項１または２記載の歯車を備える変速機であって、
前記歯車は、最も大きい減速比を構成する変速用歯車機構の駆動歯車および／または最も小さい減速比を構成する変速用歯車機構の被駆動歯車である変速機。
【請求項４】
（ａ）回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部と該ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置に該ギヤ部と一体形成された位置決め部とを有するギヤ本体における前記ギヤ部の歯切り加工を行い、
（ｂ）少なくとも一部が前記ギヤ部と前記位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするようクラッチギヤを前記位置決め部で位置決めし、
（ｃ）前記クラッチギヤを前記位置決め部で位置決めした状態で前記ギヤ本体に取り付け固定する歯車製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車およびこれを備える変速機、ならびに歯車製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の歯車としては、シンクロ機構のカップリングスリーブの内スプラインと嵌合可能なクラッチギヤを備えるものが提案されている。この歯車では、クラッチギヤを変速ギヤの側面に形成した位置決め部に当接させて軸方向の位置決めを行なった後、溶接等により取り付け固定するものとしている。
【特許文献１】特開２００２−１７４２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、変速機の多段化や高速化に伴い変速ギヤが小型化されており、変速ギヤの側面に位置決め部を形成することができずに、クラッチギヤを変速ギヤの歯側面に当接して位置決めせざるを得ない場合が生ずる。この場合、変速ギヤがハス歯として形成されていると、変速ギヤとクラッチギヤとの当接部が楔状となり、歯元強度向上のために投射するショット粒がこの当接部近傍では当たりにくく目標強度が確保できなかったり、この当接部にショット粒が噛み込んでしまう場合が生ずる。なお、治具等によりクラッチギヤを変速ギヤから軸方向に離れた位置で位置決めして固定するものとしたり、クラッチギヤを変速ギヤに一体形成するものとすれば良いが、前者では製造性が悪化してしまい、後者では装置自体が軸方向に大型化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、歯車および歯車製造方法は、軸長短縮を目的の一つする。また、本発明の歯車および歯車製造方法は、歯車の強度を確保することを目的の一つとする。さらに、本発明の歯車および歯車製造方法は、歯元強度向上のためにうつショット粒の噛み込みを防止することを目的の一つとする。
また、本発明の変速機は、小型化を目的の一つとする。さらに、本発明の変速機は、異物噛み込みによる不具合を低減することを目的の一つとし、その請求項１は、回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部と該ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置に該ギヤ部と一体形成された位置決め部とを有するギヤ本体と、少なくとも一部が前記ギヤ部と前記位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするよう該位置決め部で位置決めされて該ギヤ本体に取り付け固定されるクラッチギヤと、を備える歯車である。
【０００５】
また、請求項２は、前記位置決め部は、前記ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置において径方向外方に突出形成された突起部であり、前記クラッチギヤの一部を該突起部に軸方向に当接させることで該クラッチギヤの位置決めを行なう請求項１記載の歯車である。
【０００６】
また、請求項３は、請求項１または２記載の歯車を備える変速機であって、前記歯車は、最も大きい減速比を構成する変速用歯車機構の駆動歯車および／または最も小さい減速比を構成する変速用歯車機構の被駆動歯車である変速機である。
【０００７】
また、請求項４は、（ａ）回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部と該ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置に該ギヤ部と一体形成された位置決め部とを有するギヤ本体における前記ギヤ部の歯切り加工を行い、（ｂ）少なくとも一部が前記ギヤ部と前記位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするようクラッチギヤを前記位置決め部で位置決めし、（ｃ）前記クラッチギヤを前記位置決め部で位置決めした状態で前記ギヤ本体に取り付け固定する歯車製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部と該ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置に該ギヤ部と一体形成された位置決め部とを有するギヤ本体と、少なくとも一部が前記ギヤ部と前記位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするよう該位置決め部で位置決めされて該ギヤ本体に取り付け固定されるクラッチギヤと、を備える歯車であることにより、本発明の歯車では、クラッチギヤの少なくとも一部がギヤ部と位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするように位置決めされてギヤ本体に取り付け固定されるから、軸長の短縮を図ることができる。
また、オーバーラップ量をギヤ部のクラッチギヤに対向する端面とクラッチギヤとの間にクリアランスをもつような量に設定することで、ギヤ部全面にショット粒を当てることができる。この結果、歯車の強度を確保することができる。さらに、上述したクリアランスをショット粒の径より大きくなるようオーバーラップ量を設定することで、ショット粒の噛み込みを防止することができる。
もとより、位置決め部は、ギヤ部に対して軸方向に所定距離隔てて一体形成されるから、この所定距離をギヤ部の歯切りに必要な距離に設定しておくことで、位置決め部によってギヤ部の歯切りが妨げられることはない。
【０００９】
また、前記位置決め部は、前記ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置において径方向外方に突出形成された突起部であり、前記クラッチギヤの一部を該突起部に軸方向に当接させることで該クラッチギヤの位置決めを行なう請求項１記載の歯車であることにより、こうすれば、径方向外方に突出する突起部を形成するだけだから、クラッチギヤの位置決め構造を簡易に確保できる。
【００１０】
また、請求項１または２記載の歯車を備える変速機であって、前記歯車は、最も大きい減速比を構成する変速用歯車機構の駆動歯車および／または最も小さい減速比を構成する変速用歯車機構の被駆動歯車である変速機であることにより、本発明の変速機では、上述した何れかの態様の本発明の歯車を備えるから、本発明の歯車が奏する効果、例えば、軸長を短縮することができる効果や歯元強度向上のためにうつショット粒の噛み込みを防止することができる効果などを奏することができる。この結果、変速機自体の小型化を図ることができるとともに、異物噛み込みによる不具合を低減することができる。
【００１１】
また、（ａ）回転軸の回転数を所定のギヤ比をもって増速または減速するためのギヤ部と該ギヤ部から軸方向に所定距離隔てた位置に該ギヤ部と一体形成された位置決め部とを有するギヤ本体における前記ギヤ部の歯切り加工を行い、（ｂ）少なくとも一部が前記ギヤ部と前記位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするようクラッチギヤを前記位置決め部で位置決めし、（ｃ）前記クラッチギヤを前記位置決め部で位置決めした状態で前記ギヤ本体に取付け固定する歯車製造方法であることにより、本発明の歯車製造方法では、クラッチギヤの少なくとも一部がギヤ部と位置決め部との間の空間と軸方向にオーバーラップするように位置決めされてギヤ本体に取り付け固定されるから、軸長の短縮を図ることができる。また、オーバーラップ量をギヤ部のクラッチギヤに対向する端面とクラッチギヤとの間にクリアランスをもつような量に設定することで、ギヤ部全面にショット粒を当てることができる。この結果、歯車の強度を確保することができる。さらに、上述したクリアランスをショット粒の径より大きくなるようオーバーラップ量を設定することで、ショット粒の噛み込みを防止することができる。
もとより、位置決め部は、ギヤ部に対して軸方向に所定距離隔てて一体形成されるから、この所定距離をギヤ部の歯切りに必要な距離に設定しておくことで、位置決め部によってギヤ部の歯切りが妨げられることはない。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態としての歯車を搭載する変速機１の構成の概略を示す構成図である。
実施例の変速機１は、第１クラッチを介して図示しないエンジンのクランク軸に接続された第１入力軸３と、第２クラッチを介して図示しないエンジンのクランク軸に接続されるとともに、第１入力軸３に同軸状に外嵌された第２入力軸４と、第１入力軸３および第２入力軸４に変速機構ＴＭを介して接続された出力軸６とを備える。
【００１３】
変速機構ＴＭは、第１入力軸３および第２入力軸４に固定状に配置された駆動歯車Ｇと、この駆動歯車Ｇと噛合するとともに出力軸６上に遊転配置された被駆動歯車Ｇ’と、被駆動歯車Ｇ’を出力軸６に選択的に固定可能な同期装置８０とから構成されており、この同期装置８０によって出力軸６と被駆動歯車Ｇ’との回転数を同期させながら被駆動歯車Ｇ’を出力軸６に固定する。
【００１４】
駆動歯車Ｇのうち奇数変速段を構成する１速用駆動歯車５１，３速用駆動歯車５３および５速用駆動歯車５５が第１入力軸３に図１中左側からこの順に一体的に形成されており、偶数変速段を構成する２速用駆動歯車５２および４速用駆動歯車５４が第２入力軸４に図１中右側からこの順に一体的に形成されたものとなっている。
また、被駆動歯車Ｇ’として、１速用駆動歯車５１，２速用駆動歯車５２，３速用駆動歯車５３，４速用駆動歯車５４および５速用駆動歯車５５と噛合する１速用被駆動歯車７１，２速用被駆動歯車７２，３速用被駆動歯車７３，４速用被駆動歯車７４および５速用被駆動歯車７５が出力軸６上に遊転歯車として配置されている。
【００１５】
同期装置８０は、遊転歯車として構成された被駆動歯車７１と被駆動歯車７３との間に配置された同期装置８１と、被駆動歯車７３と被駆動歯車７５との間に配置された同期装置８２と、被駆動歯車７２と被駆動歯車７４との間に配置された同期装置８３とから構成されており、１速用被駆動歯車７１の同期装置８１側の側面に設けたクラッチギヤ９１や２速用被駆動歯車７２の同期装置８３側の側面に設けたクラッチギヤ９２，３速用被駆動歯車７３の同期装置８２側の側面に設けたクラッチギヤ９３，４速用被駆動歯車７４の同期装置８３側の側面に設けたクラッチギヤ９４，５速用被駆動歯車７５の同期装置８２側の側面に設けたクラッチギヤ９５に、各同期装置８１，８２，８３のシンクロリング（図示せず）を摺接することにより同期作用を行なう。以下、５速用被駆動歯車７５の構造について詳細に説明する。
【００１６】
５速用被駆動歯車７５は、最も小さい減速比を構成する歯車であり、歯車径が小さい歯車であるため、５速用被駆動歯車７５にクラッチギヤ９５を当接させて軸方向の位置決めを行うためのリムを設けることが困難となるが、本例においては、図２の分解図で、また図３の組付状態図で示す構造が採用されて、クラッチギヤ９５が５速用被駆動歯車７５のギヤ本体７５ａに組付固定されている。
【００１７】
図において、５速用被駆動歯車７５を構成するギヤ本体７５ａには、出力軸６を遊挿させる軸孔７５ｂが形成されており、外周側にはギヤ部１０が形成されている。
このギヤ部１０の図示左端側のギヤ部端面１０ａから、空間Ｓを介し軸方向に所定距離を隔てて突起部１１が径方向外側に突出形成されており、この突起部１１で位置決め部が構成され、突起部１１の左端面が当接面１１ａとなっており、この当接面１１ａの左外周は嵌合面１２となっている。
前記空間Ｓは、環状溝状に形成したものであり、この空間Ｓの軸方向距離は、前記ギヤ部１０を歯切り工具で歯切り加工する際に、突起部１１によってギヤ部１０の歯切りが妨げられることのない距離に設定されたものである。
【００１８】
このように、歯切り工具でギヤ部１０が歯切りされてギヤ本体７５ａが形成されており、このギヤ本体７５ａに組付固定されるクラッチギヤ９５は、図示右端側外周にギヤ部９５ａが形成され、図示左端側に向かって傾斜状にコーン部９５ｂが外周に形成されており、内周には係合孔１３が形成され、この係合孔１３の軸方向ほぼ中央部に、内側へ突出して内側突起１４が突出形成されて、この内側突起１４の図示右端面が当接面１４ａとなっており、内側突起１４の内周面が嵌合面１４ｂとなっている。
【００１９】
このように形成されたクラッチギヤ９５を、矢印で示すように、左側からギヤ本体７５ａに嵌め込むと、図３に示すように、ギヤ本体７５ａの突起部１１の当接面１１ａにクラッチギヤ９５の内側突起１４の当接面１４ａが当接して位置決めされ、この状態で、ギヤ本体７５ａの嵌合面１２にクラッチギヤ９５の嵌合面１４ｂが嵌合された状態となり、この組付状態で、クラッチギヤ９５の図中右端面９５ｃは、ギヤ本体７５ａの空間Ｓと軸方向にオーバーラップする位置に配置され、クラッチギヤ９１の右端面９１ｃとギヤ本体７５のギヤ部端面１０ａとの間に所定のクリアランスＣが形成されるように設定されている。
このクリアランスＣが、ギヤ部１０の強度を向上させるショットピーニング加工を施す際に、ショット粒が噛み込むことのないようにショット粒の径よりも大きな寸法となるように設定されている。
【００２０】
この図３のように、ギヤ本体７５ａに位置決めしてクラッチギヤ９５を取り付け、溶接で両者を固定した後に、ショット粒が投射されてギヤ部１０の強度を向上させるのであるが、この際に、投射されるショット粒を良好にギヤ部１０の全面に当てることができ、ギヤ部１０の強度を確保することができるものとなり、また、クリアランスＣはショット粒の径よりも大寸法に設定されているため、ショット粒の噛み込みが防がれるものとなる。なお、ショット粒は、クラッチギヤ９５のギヤ部９５ａにも投射されるから、ギヤ部９５ａの強度確保とともにギヤ部９５ａのバリ取りも行うことができる。
【００２１】
なお、ギヤ本体７５ａのギヤ部１０と突起部１１間の空間Ｓと軸方向にオーバーラップするように位置決めされてクラッチギヤ９５が位置決め固定されるものであるため、全体の軸長の短縮を図ることができ、全体をコンパクト化させることができるものとなる。
このように、最も小さいサイズの５速用被駆動歯車７５に良好にクラッチギヤ９５を位置決めさせて固定することができるものであり、この５速用被駆動歯車７５よりも大なる４速用被駆動歯車７４，３速用被駆動歯車７３，２速用被駆動歯車７２においても同様な構造を採用して、軸長を短縮してクラッチギヤ９４，９３，９２を組付固定させることができるものである。
【００２２】
なお、本例の変速機１では、最も小さいサイズの１速用駆動歯車５１は、第１入力軸３に一体形成されたものであるため、上記のような構造を採用する必要はないが、１速用駆動歯車５１が第１入力軸３に遊転可能に設けられて、同期装置により選択的に第１入力軸３に固定される構造の変速機においては、この最も小さいサイズの１速用駆動歯車５１に、このような構造を採用して、クラッチギヤを軸長を短縮させて組付固定させることができ、変速機１全体を小型化させることができるものである。
また、こうした１速用駆動歯車５１を第２入力軸４に遊転可能に設けるような場合には、更に本発明の歯車構造が有効なものとなる。即ち、第２入力軸４は中空軸として形成されているために軸径を比較的大きく形成しなければならず、最も歯車径が小さい１速用駆動歯車５１をこうした第２入力軸４に遊転可能に設けようとすると、１速用駆動歯車５１にクラッチギヤ９１を当接させて軸方向の位置決めを行うためのリムを設けることがより困難となるからである。
【実施例２】
【００２３】
次に、図４の分解図で、また図５の組付図で示すものは第２実施例であり、この第２実施例においても、図１の変速機１における最も小型の歯車である５速用被駆動歯車７５のギヤ本体７５ａにクラッチギヤ９５を良好に位置決めして、軸長を短縮させて組付固定する構造が採用されている。
第２実施例では、ギヤ本体７５ａのギヤ部１０の図示左側には空間Ｓが形成されており、空間Ｓの図示左側からギヤ本体７５ａの左端面７５ｃまでの幅長で径方向外側へ突出して突起部１１が一体形成されており、このギヤ本体７５ａでは、突起部１１の右端の垂直面がクラッチギヤ９５の当接する当接面１１ａとなっており、また突起部１１の外周面が嵌合面１２となっている。このギヤ本体７５ａにおいても、空間Ｓの軸方向寸法は、ギヤ部１０を歯切り工具で歯切りする際に、歯切り工具が突起部１１に邪魔されることなく歯切りできる寸法に設定されている。
【００２４】
一方、外周にギヤ部９５ａが形成されたクラッチギヤ９５の図示右端面９５ｃ側に、内径方向に突出して内側突起１４が一体形成されており、この内側突起１４の内径寸法は、ギヤ本体７５ａのギヤ部１０の外径寸法よりも僅かに大径に設定されており、また内側突起１４の内径寸法は、ギヤ本体７５ａの突起部１１の外径寸法よりも小さく設定されている。この内側突起１４の図示左端面が当接面１４ａとなっており、この当接面１４ａよりも左側の係合孔１３の内周面が嵌合面１４ｂに設定されている。
【００２５】
このようなクラッチギヤ９５を図示右側からギヤ本体７５ａに位置決めして組み付けることができ、この時に、ギヤ本体７５ａの突起部１１の当接面１１ａにクラッチギヤ９５の内側突起１４の当接面１４ａが当接して良好に位置決めされ、この状態で、クラッチギヤ９５の嵌合面１４ｂとギヤ本体７５ａの嵌合面１２が嵌合された状態となり、この部分を溶接で固定することができ、この組付状態では、ショット粒の径よりも大なるクリアランスＣが、クラッチギヤ９５の端面９５ｃとギヤ本体７５ａのギヤ部端面１０ａ間に形成されるように設定されており、組付固定後にショット粒を投射してギヤ部１０の歯元強度を向上させる加工を良好に行うことができ、この時にショット粒が噛み込むことを良好に防ぐことができるものである。なお、ショット粒は、クラッチギヤ９５のギヤ部９５ａにも投射されるから、ギヤ部９５ａの強度確保とともにギヤ部９５ａのバリ取りも行うことができる。
【実施例３】
【００２６】
次に、図６の分解図で、また図７の組付図では第３実施例を示す。
第３実施例のギヤ本体７５ａは、第２実施例のギヤ本体７５ａと同様な形状をなしており、外周のギヤ部１０のギヤ端面１０ａの図示左側に空間Ｓが形成され、空間Ｓの図示左側に左端面７５ｃまで延びて、径方向外方に突出する突起部１１が形成されており、この突起部１１の外周が嵌合面１２となっており、この突起部１１の左端面、即ちギヤ本体７５ａの左端面７５ｃが、本例ではギヤ本体７５ａ側の当接面１１ａに設定されている。
一方、クラッチギヤ９５は外周に形成されているコーン部９５ｂの内周側に内径方向に突出して内側突起１４が一体形成されており、この内側突起１４の図示右端面が当接面１４ａとなっており、この当接面１４ａの右側の係合孔１３の内周が嵌合面１４ｂに設定されている。
【００２７】
なお、クラッチギヤ９５の係合孔１３の内径は、ギヤ本体７５ａのギヤ部１０の外径寸法よりも僅かに大径をなし、ギヤ本体７５ａの突起部１１の外径寸法と整合されており、左側からクラッチギヤ９５をギヤ本体７５ａ差し込んで組み付ける際に、ギヤ本体７５ａの突起部１１の外周の嵌合面１２がクラッチギヤ９５の係合孔１３の内周の嵌合面１４ｂに嵌合されて、クラッチギヤ９５の内側突起１４の当接面１４ａがギヤ本体７５ａの突起部１１の左端面で構成される当接面１１ａに当接されて位置決めされるものであり、この位置決めされた組付状態で、ギヤ本体７５ａのギヤ部端面１０ａとクラッチギヤ９５の右端面９５ｃ間にはクリアランスＣが形成され、このクリアランスＣの寸法はショット粒の径よりも大なる寸法に設定されている。
【００２８】
このように本例においても、クラッチギヤ９５の少なくとも一部がギヤ本体７５ａの空間Ｓと軸方向にオーバーラップするように位置決めされて、ギヤ本体７５ａに取り付け固定されるものであるため、軸長の短縮を図ることができ、小型化できるものとなり、空間Ｓが形成されているため、組み付け前にギヤ本体７５ａには良好に歯切り工具でギヤ部１０を歯切り加工しておくことができ、クラッチギヤ９５を組み付けた後に、ショットビーニングでショットの粒を投射させてギヤ部１０の歯元強度を良好に向上させることができるものとなる。なお、ショット粒は、クラッチギヤ９５のギヤ部９５ａにも投射されるから、ギヤ部９５ａの強度確保とともにギヤ部９５ａのバリ取りも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】自動車に搭載される変速機の内部構造図である。
【図２】変速機内の最も小型な５速用被駆動歯車を構成するギヤ本体とクラッチギヤの分解断面構成図である。
【図３】図２のギヤ本体にクラッチギヤを組付固定させた断面構成図である。
【図４】第２実施例のギヤ本体とクラッチギヤの分解断面構成図である。
【図５】図４のギヤ本体にクラッチギヤを組み付けた状態の断面構成図である。
【図６】第３実施例のギヤ本体とクラッチギヤの分解断面構成図である。
【図７】図６のギヤ本体とクラッチギヤを組み付けた状態の断面構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  変速機
３  第１入力軸
４  第２入力軸
６  出力軸
１０  ギヤ部
１０ａ  ギヤ部端面
１１  突起部
１１ａ  当接面
１２  嵌合面
１４  内側突起
１４ａ  当接面
１４ｂ  嵌合面
５１，５２，５３，５４，５５  駆動歯車
７１，７２，７３，７４，７５  被駆動歯車
７５ａ  ギヤ本体
７５ｂ  軸孔
７５ｃ  左端面
８１，８２，８３  同期装置
９５  クラッチギヤ
９５ａ  ギヤ部
９５ｂ  コーン部
９５ｃ  右端面
Ｃ  クリアランス
Ｓ  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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