(57)【要約】【課題】変速機の伝達効率を低下させることなく歯打ち音を抑制できる車両の変速機を提供する。【解決手段】第４入力歯車３２ｄの回転速度が所定の回転速度Ｎａ未満では、コイルスプリング５２の付勢力によって摩擦部材５４が入力軸１２の外周面に押し付けられることで、第４入力歯車３２ｄと回転軸１２との間に摩擦力が付加されるため、第４入力歯車３２ｄの遊転が抑制されて歯打ち音が抑制される。一方、第４入力歯車３２ｄの回転速度が所定の回転速度Ｎａ以上になると、遠心力によって摩擦部材５４が径方向外側に移動し、摩擦部材５４が回転軸から離れることとなる。入力軸１２と第４入力歯車３２ｄとの間で摩擦力が発生しなくなるため、高回転時の手動変速機１４の伝達効率を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、該回転軸の外周面に相対回転可能に嵌め付けられている遊転歯車と、前記回転軸と前記遊転歯車との間で摩擦力を発生させる摩擦力付加装置とを、含んで構成される車両の変速機であって、
前記摩擦力付加装置は、前記遊転歯車の内部に前記回転軸に対して接近および離隔可能に設けられている摩擦部材と、前記遊転歯車と前記摩擦部材との間に予荷重状態で介挿され、前記摩擦部材を前記回転軸の外周面に押し付ける付勢力を付与するスプリングとから構成され、
前記遊転歯車の回転速度が所定回転速度以上になると、前記摩擦部材が、前記スプリングの付勢力に抗って、遠心力によって前記回転軸の径方向外側に移動させられる
ことを特徴とする車両の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の変速機にかかり、特に変速機で発生する歯打ち音抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転軸に対して相対回転可能な複数個の遊転歯車を含んで構成される車両の変速機が知られている。このような構造を有する変速機において、走行中のクラッチ操作、変速機のニュートラルへの切替操作、あるいは走行中にエンジンと変速機との動力伝達が自動的に遮断されるフリーラン走行制御が実行されると、遊転歯車が無負荷状態となるため、遊転歯車とその遊転歯車と噛み合う歯車との間で歯打ち音が発生する場合がある。これに対して、特許文献１の歯打ち音防止装置のように、歯車に摩擦力を付与することで、歯打ち音を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５３６５０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、歯車に摩擦力を付与すれば歯打ち音は防止されるが、歯打ち音が発生しにくい高速走行中であっても摩擦力が付与されるため、歯車の引き摺りが生じ、変速機の伝達効率が低下する可能性があった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、変速機の伝達効率を低下させることなく歯打ち音を抑制できる車両の変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の要旨とするところは、(a)回転軸と、該回転軸の外周面に相対回転可能に嵌め付けられている遊転歯車と、前記回転軸と前記遊転歯車との間で摩擦力を発生させる摩擦力付加装置とを、含んで構成される車両の変速機であって、(b)前記摩擦力付加装置は、前記遊転歯車の内部に前記回転軸に対して接近および離隔可能に設けられている摩擦部材と、前記遊転歯車と前記摩擦部材との間に予荷重状態で介挿され、前記摩擦部材を前記回転軸の外周面に押し付ける付勢力を付与するスプリングとから構成され、(c)前記遊転歯車の回転速度が所定回転速度以上になると、前記摩擦部材が、前記スプリングの付勢力に抗って、遠心力によって前記回転軸の径方向外側に移動させられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１発明の車両の変速機によれば、遊転歯車の回転速度が所定回転速度未満では、スプリングの付勢力によって摩擦部材が回転軸に押し付けられることで、遊転歯車と回転軸との間に摩擦力が付加されるため、遊転歯車の遊転が抑制されて歯打ち音が抑制される。一方、遊転歯車の回転速度が所定回転速度以上になると、遠心力によって摩擦部材が径方向外側に移動し、摩擦部材が回転軸から離れることとなる。よって高回転時においては、回転軸と遊転歯車との間で摩擦力が発生しなくなるため、高回転時の変速機の伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用された車両の手動変速機の内部構造を示す図である。
【図２】図１の第４入力歯車を切断線Ａで切断した断面図である。
【図３】図２の第４摩擦力付加装置の作動状態を説明する図である。
【図４】摩擦力付加装置の他の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明が好適に適用された車両の手動変速機１０の内部構造を示している。手動変速機１０は、運転者によるシフト操作により、複数のギヤ段（変速段）を選択的に成立させ、図示しないエンジンから入力される回転を所定の変速比γで減速或いは増速して出力する平行２軸式の有段変速機構（マニュアルトランスミッション）である。なお、手動変速機１０が、本発明の変速機に対応している。
【００１１】
手動変速機１０は、図示しないクラッチを介してエンジンに動力伝達可能に連結されている入力軸１２と、入力軸１２に対して平行に配置されているカウンタ軸１４と、図示しない駆動輪に動力伝達可能に連結されている出力軸１６とを備えている。なお、入力軸１２およびカウンタ軸１４が、本発明の回転軸に対応している。
【００１２】
入力軸１２は、軸受１８、２０によって回転可能に保持されており、カウンタ軸１４は、軸受２２、２４によって回転可能に保持されており、出力軸１６は、軸受２６、２８によって回転可能に保持されている。
【００１３】
入力軸１２とカウンタ軸１４との間には、一対の噛合歯車から構成される歯車対（第１歯車対３０ａ〜第４歯車対３０ｄ）が設けられている。具体的には、軸受１８から軸受２０側に向かって順番に、第１歯車対３０ａ、第２歯車対３０ｂ、第３歯車対３０ｃ、および第４歯車対３０ｄが設けられている。これらの歯車対３０ａ〜３０ｄ（特に区別しない場合には、単に歯車対３０と記載する）は、何れも斜歯歯車から構成されている。
【００１４】
第１歯車対３０ａは、入力軸１２に一体的に設けられている第１入力歯車３２ａと、その第１入力歯車３２ａと噛み合うとともに、カウンタ軸１４の外周面に相対回転可能に嵌め付けられている第１カウンタ歯車３４ａとから構成されている。第１カウンタ歯車３４ａが、本発明の遊転歯車に対応する。
【００１５】
第２歯車対３０ｂは、入力軸１２に一体的に設けられている第２入力歯車３２ｂと、その第２入力歯車３２ｂと噛み合うとともに、カウンタ軸１４の外周面に相対回転可能に嵌め付けられている第２カウンタ歯車３４ｂとから構成されている。第２カウンタ歯車３４ｂが、本発明の遊転歯車に対応している。
【００１６】
第３歯車対３０ｃは、入力軸１２の外周面に相対回転可能に嵌め付けられている第３入力歯車３２ｃと、その第３入力歯車３２ｃと噛み合うとともに、カウンタ軸１４に一体的に設けられている第３カウンタ歯車３４ｃとから構成されている。第３入力歯車３２ｃが、本発明の遊転歯車に対応している。
【００１７】
第４歯車対３０ｄは、入力軸１２の外周面に相対回転可能に嵌め付けられている第４入力歯車３２ｄと、その第４入力歯車３２ｄと噛み合うとともに、カウンタ軸１４に一体的に設けられている第４カウンタ歯車３４ｄとから構成されている。第４入力歯車３２ｄが、本発明の遊転歯車に対応している。なお、第１入力歯車３２ａ〜第４入力歯車３２ｄを区別しない場合には、単に入力歯車３２と記載し、第１カウンタ歯車３４ａ〜第４カウンタ歯車３４ｄを区別しない場合には、単にカウンタ歯車３４と記載する。
【００１８】
カウンタ軸１４と出力軸１６との間には、出力ギヤ対３６が設けられている。出力ギヤ対３６は、カウンタ軸１４に一体的に設けられているカウンタギヤ３８と、カウンタギヤ３８と噛み合うとともに、出力軸１６に一体的に設けられているファイナルギヤ４０とから構成されている。カウンタ軸１４の回転が、出力ギヤ対３６を介して出力軸１６に伝達される。
【００１９】
入力軸１２の軸線方向で第３入力歯車３２ｃと第４入力歯車３２ｄとの間に、シンクロメッシュ機構４２が設けられている。シンクロメッシュ機構４２は、入力軸１２と第３入力歯車３２ｃまたは第４入力歯車３２ｄとを回転同期させる同期機構である。なお、シンクロメッシュ機構４２は、公知技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００２０】
シンクロメッシュ機構４２は、図示しないシフトフォークと嵌合するハブスリーブ４２ａを備えており、シフトフォークが入力軸１２の軸線方向に移動すると、ハブスリーブ４２ａについても入力軸１２の軸線方向に移動させられる。
【００２１】
例えば、ハブスリーブ４２ａが入力軸１２の軸線方向で軸受１８側に移動すると、入力軸１２と第３入力歯車３２ｃとが回転同期させられた後、入力軸１２と第３入力歯車３２ｃとが動力伝達可能に接続される。すなわち、入力軸１２とカウンタ軸１４とが第３歯車対３０ｃを介して動力伝達可能に接続される。また、ハブスリーブ４２ａが入力軸１２の軸線方向で軸受２０側に移動すると、入力軸１２と第４入力歯車３２ｄとが回転同期させられた後、入力軸１２と第４入力歯車３２ｄとが動力伝達可能に接続される。すなわち、入力軸１２とカウンタ軸１４とが第４歯車対３０ｄを介して動力伝達可能に接続される。
【００２２】
カウンタ軸１４の軸線方向で第１カウンタ歯車３４ａと第２カウンタ歯車３４ｂとの間に、シンクロメッシュ機構４４が設けられている。シンクロメッシュ機構４４は、カウンタ軸１４と第１カウンタ歯車３４ａまたは第２カウンタ歯車３４ｂとを回転同期させる同期機構である。なお、シンクロメッシュ機構４４は、公知技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００２３】
シンクロメッシュ機構４４は、図示しないシフトフォークと嵌合するハブスリーブ４４ａを備えており、シフトフォークがカウンタ軸１４の軸線方向に移動すると、ハブスリーブ４４ａについてもカウンタ軸１４の軸線方向に移動させられる。
【００２４】
例えば、ハブスリーブ４４ａがカウンタ軸１４の軸線方向で軸受２２側に移動すると、カウンタ軸１４と第１カウンタ歯車３４ａとが回転同期させられた後、カウンタ軸１４と第１カウンタ歯車３４ａとが動力伝達可能に接続される。すなわち、入力軸１２とカウンタ軸１４とが、第１歯車対３０ａを介して動力伝達可能に接続される。また、ハブスリーブ４４ａがカウンタ軸１４の軸線方向で軸受２４側に移動すると、カウンタ軸１４と第２カウンタ歯車３４ｂとが回転同期させられた後、カウンタ軸１４と第２カウンタ歯車３４ｂとが動力伝達可能に接続される。すなわち、入力軸とカウンタ軸１４とが、第２歯車対３０ｂを介して動力伝達可能に接続される。
【００２５】
このように、第１歯車対３０ａ〜第４歯車対３０ｄのうち何れか１つが動力伝達可能に接続されると、その歯車対３０に対応するギヤ段（変速段）が成立する。このとき、他の歯車対を構成する歯車対３０は、空転状態となる。また、第１歯車対３０ａ〜第４歯車対３０ｄの何れも動力伝達可能に接続されない場合には、第１歯車対３０ａ〜第４歯車対３０ｄすべてが空転状態となり、手動変速機１４がニュートラルとなる。
【００２６】
ところで、走行中に手動変速機１４をニュートラルにしたり、運転者による操作または制御（フリーラン走行制御）によってエンジンと手動変速機１４との間のクラッチが開放されると、手動変速機１４が駆動輪側からの回転によって回転させられる。すなわち、出力軸１６の回転が出力ギヤ対３６を介してカウンタ軸１４および入力軸１２に伝達される。ここで、駆動輪側から回転変動が伝達されると、この回転変動が入力軸１２およびカウンタ軸１４にも伝達されるため、歯車対３０の入力歯車３２およびカウンタ歯車３４の歯面間の衝突によって歯打ち音が発生する。なお、各歯車対３０の一方は、回転軸（入力軸１２、カウンタ軸１４）に対して相対回転（遊転）できるため、歯打ち音が発生しやすい。また、比較的低回転速度域にあっては、入力される回転変動が大きいため、歯打ち音も発生しやすい。
【００２７】
本実施例では、上記歯打ち音を抑制するため、各歯車対３０のうち回転軸（入力軸１２、カウンタ軸１４）に対して相対回転可能（遊転可能）な歯車（遊転歯車）に、第１摩擦力付加装置４６ａ〜第４摩擦力付加装置４６ｄ（特に区別しない場合には摩擦力付加装置４６と記載）がそれぞれ設けられている。摩擦力付加装置４６は、回転軸（入力軸１２、カウンタ軸１４）と遊転歯車（３２ｃ、３２ｄ、３４ａ、３４ｂ）との間で摩擦力を発生させるものである。
【００２８】
図２は、第４入力歯車３２ｄを切断線Ａで切断した断面図である。第４入力歯車３２ｄは、入力軸１２の外周面に相対回転可能な状態で嵌め付けられている。具体的には、第４入力歯車３２ｄの内周部に形成されている挿通穴４８に、入力軸１２が相対回転可能な状態で嵌め入れられている。
【００２９】
第４摩擦力付加装置４６ｄは、第４入力歯車３２ｄの内部に、入力軸１２に対して接近および離隔可能に設けられている摩擦部材５４と、第４入力歯車３２ｄと摩擦部材５４との間に予荷重状態で介挿されているコイルスプリング５２とから構成されている。第４入力歯車３２の挿通穴４８によって形成される内周面には、径方向外側に伸びる断面円形の収容穴５０が形成されている。この収容穴５０内に、コイルスプリング５２が予荷重状態で収容されている。コイルスプリング５２の一端は、収容穴５０の穴底と当接するとともに、コイルスプリング５２の他端は、摩擦部材５４と当接している。なお、コイルスプリング５２が、本発明のスプリングに対応している。
【００３０】
摩擦部材５４は、収容穴５０の壁面に沿って移動可能とされている。摩擦部材５４は、コイルスプリング５２と当接する円柱形状の基部と、収容穴５０の穴底に対して反対側に位置する半球状の先端部とから形成されている。摩擦部材５４は、図３(a)に示すように、コイルスプリング５２の付勢力によって、先端部が入力軸１２の外周面に押し付けられる。すなわち、コイルスプリング５２は、摩擦部材５４を入力軸１２の外周面に押し付ける付勢力を付与する付勢部材として機能する。
【００３１】
このように、摩擦部材５４が、入力軸１２の外周面に押し付けられることから、摩擦部材５４と入力軸１２との接触面の摩擦係数とコイルスプリング５２の付勢力とに基づく摩擦力が発生する。この摩擦力によって、第４入力歯車３２ｄが遊転することがなくなるため、第４入力歯車３２ｄと第４カウンタ歯車３４ｄとの歯面の衝突による歯打ち音が抑制される。
【００３２】
また、第４入力歯車３２ｄの回転速度が上昇し、所定の回転速度Ｎａ以上になると、図３(b)に示すように、摩擦部材５４が、回転に伴う遠心力によって、コイルスプリング５２の付勢力に抗って、収容穴５０の壁面に沿って入力軸１２の径方向外側に移動させられる。従って、摩擦部材５４と入力軸１２とが当接しなくなることから、摩擦部材５４と入力軸１２との間で発生する摩擦力が生じなくなる。
【００３３】
ここで、所定の回転速度Ｎａは予め実験的に設定され、歯打ち音が問題とならなくなる回転速度の閾値に設定されている。回転速度が高くなると回転変動も小さくなるため、歯打ち音が発生しにくくなる。また、摩擦部材５４が入力軸１２に押し付けられると引き摺りが発生することから、手動変速機１４の伝達効率が低下する。従って、高回転速度域では、摩擦部材５４と入力軸１２とが当接しないことが望ましい。そこで、コイルスプリング５２の剛性を調整するなどして、歯打ち音が問題とならない回転速度域では、遠心力によって摩擦部材５４が入力軸１２から離れるように設定されている。従って、高回転速度域において、手動変速機１４の伝達効率が低下することが抑制される。なお、図２、３は、入力軸１２と第４入力歯車３２ｄとの間に設けられる第４摩擦力付加装置４６ｄの構造が示されているが、第１摩擦力付加装置４６ａ〜第３摩擦力付加装置４６ｃについても同様に構成されており、同様の効果が得られるようになっている。
【００３４】
上述のように、本実施例によれば、第４入力歯車３２ｄの回転速度が所定の回転速度Ｎａ未満では、コイルスプリング５２の付勢力によって摩擦部材５４が入力軸１２の外周面に押し付けられることで、第４入力歯車３２ｄと回転軸１２との間に摩擦力が付加されるため、第４入力歯車３２ｄの遊転が抑制されて歯打ち音が抑制される。一方、第４入力歯車３２ｄの回転速度が所定の回転速度Ｎａ以上になると、遠心力によって摩擦部材５４が径方向外側に移動し、摩擦部材５４が回転軸から離れることとなる。よって高回転時においては、入力軸１２と第４入力歯車３２ｄとの間で摩擦力が発生しなくなるため、高回転時の手動変速機１４の伝達効率を向上させることができる。
【００３５】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００３６】
図４は、摩擦力付加装置の他の態様を示す図である。図４の手動変速機８０を、前述した実施例の手動変速機１０と比較すると、摩擦力付加装置８２の構造が相違している。
【００３７】
摩擦力付加装置８２は、例えば電気的に作動する電動アクチュエータ８４を備えて構成されている。電動アクチュエータ８４は、ピストン８６を移動可能に構成されている。ピストン８６の先端が、第４入力歯車３２ｄの軸線方向から見た表面（軸線方向の端面）と摺接可能に構成されおり、ピストン８６の先端が第４入力歯車３２ｄと摺接することで、この摺接面において摩擦力が発生する。従って、第４入力歯車３２ｄが遊転しなくなることから、第４歯車対３０ｄで発生する歯打ち音が抑制される。また、回転速度が所定の回転速度Ｎａ以上になると、電動アクチュエータ８４を制御して、ピストン８６を第４入力歯車３２ｄから離すことで、摩擦による引き摺りもなくなり、手動変速機８０の伝達効率低下も抑制される。なお、図４にあっては、第４入力歯車３２ｄに摩擦力を付加する摩擦力付加装置８２のみ示されているが、他の遊転歯車（３２ｃ、３４ａ、３４ｂ）についても、同様の構造を有する摩擦力付加装置が設けられる。
【００３８】
上述のように、電動アクチュエータ８４からなる摩擦力付加装置８２を備える手動変速機８０であっても前述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４０】
例えば、前述の実施例１、２を適宜組み合わせて実施しても構わない。例えば、電動アクチュエータ８４を設けるスペースがない部位では、コイルスプリング５２および摩擦部材５４からなる摩擦力付加装置を設けるなど、歯車対毎に異なる摩擦力付加装置が設けられても構わない。
【００４１】
また、前述の実施例では各歯車対３０ａ〜３０ｄについて、それぞれ摩擦力付加装置４６が設けられているが、必ずしも各歯車対３０ａ〜３０ｄについて設ける必要はなく、歯打ち音が問題となる歯車対について設けられていても構わない。
【００４２】
また、前述の実施例では、摩擦部材５４は、先端が半球状に形成された円柱部材であったが、摩擦部材５４の形状はこれに限定されず、例えば球形状など摩擦力を発生できる形状であれば適宜変更しても構わない。
【００４３】
また、前述の実施例では、電動アクチュエータ８４は、電気的に作動するものであったが、油圧によって作動するアクチュエータなど、アクチュエータの形式については特に限定されない。
【００４４】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０、８０：手動変速機（変速機）
１２：入力軸（回転軸）
１４：カウンタ軸（回転軸）
３２ｃ：第３入力歯車（遊転歯車）
３２ｄ：第４入力歯車（遊転歯車）
３４ａ：第１カウンタ歯車（遊転歯車）
３４ｂ：第２カウンタ歯車（遊転歯車）
４６ａ〜４６ｄ：第１摩擦力付加装置〜第４摩擦力付加装置（摩擦力付加装置）
５２：コイルスプリング（スプリング）
５４：摩擦部材
８２：摩擦力付加装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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