(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドグクラッチの断続により変速を行う変速機において、前記ドグクラッチを構成する一方の雄ダボを角形とし、その係合面を曲面にするとともに、このダボと係合する相手側の雌ダボの係合面を平面にし、
前記雄ダボの相手側雌ダボとの接触位置を雌ダボの中心より回転半径方向外方にオフセットしたことを特徴とする変速機。
【請求項２】
背の高さが高低の雄ダボを交互に配するとともに、これと係合する相手側の雌ダボの数を半数にしたことを特徴とする請求項１に記載した変速機。
【請求項３】
前記背の低い側の雄ダボの先端面の高さ公差を鍛造加工による最大加工公差とし、機械加工を行わない鍛造肌のままにしたことを特徴とする請求項２に記載した変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動２輪車等に好適なドグクラッチ式変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の変速機における従来のドグクラッチは角型又は丸型の雄ダボを同一高さで配列し、雄と相手側の雌ダボとが噛み合ってトルクを伝達する（一例として、実公昭５９−４８６７号及び実公平４−２２１０７号）。また、雄ダボの高さを２段とし、ダボ数を２段側の総数の半分としている列は知られているが、背の低い雄ダボも背の高い雄ダボと同様に機械加工している。なお、本願において雌ダボとは、ダボ穴及び雄ダボと嵌合する凹部の双方をいうものとする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来例においては、雄ダボの噛み合いチャンスを向上しようとすると雄ダボの間の距離をを広げることになるが、雄ダボそのものも小さくしなければならなくなる。しかし、雄ダボのサイズ縮小は、その強度が確保できるところまでしか変更できないので、小さくすることに自ずから制限があり、噛み合いチャンスの大幅な向上は不可能である。また、噛み合った後の遊びもそれぞれの機種の特性により大小を調整する必要があり、雄ダボの設計には機種制約を受けることになる。さらには、足によるチェンジとモーターによるチェンジで、それぞれダボ諸元の異なるギヤを設定しなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の第１発明に係る変速機は、ドグクラッチの断続により変速を行う変速機において、前記ドグクラッチを角形のダボとし、一方のダボの係合面を曲面にするとともに、このダボと係合する相手側の係合面を平面にしたことを特徴とする。
【０００５】
また、雄ダボの相手側雌ダボとの接触位置を雌ダボの中心より回転半径方向外方にオフセットしたことを特徴とする。第２の発明は上記第１の発明において、背の高さが高低の雄ダボを交互に配するとともに、これと係合する相手側の雌ダボの数を半数にしたことを特徴とする。第３の発明は上記第２の発明において、背の低い側の雄ダボの先端面の高さ公差を鍛造加工による最大加工公差とし、機械加工を行わない鍛造肌のままにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
第１発明によれば、雄ダボを角形とし、かつその係合面を曲面とし、相手側の係合面を平面としたので、噛み合いのピッチ円が設定でき、これを調整することにより、接触位置を最も有利な場所に特定できる。
【０００７】
さらに、ピッチ円を設定して噛み合いの半径を外周側にオフセットすると接触部の半径が大きくなり、肉厚の大きな部分で接触するので強度面で有利となる。また、通常の雄ダボは、内径側の根元に応力が集中しやすいので、接触点を外周側へオフセットすることによって、作用部を内径側の根本から遠ざけることができる。この結果、同様サイズの雄ダボに比較して強度がより向上する。
【０００８】
第２の発明によれば、動的なダボの噛み合いチャンスは、ダボ同士の噛み合い始めで決まるから、高低２段の雄ダボの組合わせにすることによって、最初の噛み合いは背の高い雄ダボ間に相手の雄ダボが飛び込むことにより生じるので大きな噛み合いチャンスを確保できる。ダボの噛み合いが完了すると、背の低い雄ダボも噛み合うので、噛み合い後に決まる遊びも小さく設定することができる。したがって、噛み合いチャンスは大きく、遊びは小さくすることができ、設計の自由度が大きくなる。その結果、足によるチェンジとモーターによるチェンジを同一ギヤで両立させることもできる。
【０００９】
第３の発明によれば、背の低い雄ダボの最大公差を鍛造加工による最大公差とすれば、鍛造のままで使用可能となる。したがって、背の低い方のダボを機械加工せずに鍛造肌で残しておくことができるのでそれだけ製造工数が少なくなり、コストダウンできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は実施例に係るダボの噛み合いを説明する図、図２は実施例の適用された変速機の断面図、図３はドグクラッチのダボ形成面を示す図、図４は相手側のダボ形成面を示す図、図５はダボの噛み合いを説明する作用図である。
【００１１】
図２に示すようにこの変速機はメイン軸１とカウンタ軸２を平行に配置し、各軸上に設けたギヤを噛み合わせ、かつシフタ３〜５を軸上に移動させて噛み合うギヤの組み合わせを選択する常時噛み合い式であり、メイン軸１上へ１速ギヤ１１、２速ギヤ１２がメイン軸１と一体に形成され、３速ギヤ１３が軸方向移動自在にスプライン結合された第１シフタ３の外周に形成され、４速ギヤ１４及び５速ギヤ１５は遊転自在に支持される。
【００１２】
第１シフタ３の側面のうち、４速ギヤ１４側には雄ダボ３１が設けられ、４速ギヤ１４の対向側面に形成された雄ダボ３１ａと噛み合い可能である。また、第１シフタ３の他側には雄ダボ３２が形成され、５速ギヤ１５の対向面に形成されている雌ダボ３２ａと噛み合うようになっている。
【００１３】
カウンタ軸２上には、１速ギヤ２１，２速ギヤ２２，３速ギヤ２３及びリバースギヤ２０が遊転自在に支持され、４速ギヤ２４及び５速ギヤ２５が軸上へ固定されている。１速ギヤ２１と３速ギヤ２３の間に第３シフタ５、２速ギヤ２２とリバースギヤ２０の間に第２シフタ４がそれぞれ軸方向移動自在にスプライン結合されている。さらにカウンタ軸２の軸端には出力ギヤ２６が一対回転可能に固定され、出力軸６の被動出力ギヤ６１と噛み合っている。
【００１４】
第３シフタ５の側面のうち１速ギヤ２１側には雄ダボ５１が形成され、１速ギヤ２１の対向面に形成された雌ダボ５１ａと噛み合い可能になっている。第３シフタ５の他側面には、雄ダボ５２が形成され、３速ギヤ２３の対向面に形成された雌ダボ５２ａと噛み合い可能である。
【００１５】
第２シフタ４は両側面に雄ダボ４１，４２が形成され、雄ダボ４１は２速ギヤ２２の対向面に形成された雌ダボ４１ａと噛み合い可能である。他側面の雄ダボ４２は、１速ギヤ２１の対向面に形成された雌ダボ４２ａと噛み合い可能である。
【００１６】
第３シフタ５を図の左方向へ移動させると、雄ダボ５１が雌ダボ５１ａと噛み合い、１速ギヤ１１と２１の噛み合いを選択する。同様に、第２シフタ４を図の左方向へ移動させて雄ダボ４１と雌ダボ４１ａを噛み合わせると、２速ギヤ１２と２２の噛み合わせを選択する。第３シフタ５を図の右方へ移動させて雄ダボ５２を雌ダボ５２ａへ噛み合わせると３速ギヤ１３と２３の噛み合わせを選択する。
【００１７】
第１シフタ３を図の左方へ移動させると、雄ダボ３１が雌ダボ３１ａと噛み合い、４速ギヤ１４と２４の噛み合わせを選択する。また第１シフタ３を右方へ移動させると、雄ダボ３２が雌ダボ３２ａと噛み合い、５速ギヤ１５と２５の噛み合わせを選択する。
【００１８】
さらに、リバースギヤ２０は図示しない別軸上のアイドルリバースギヤを介して１速ギヤ１１と噛み合っているので、カウンタ軸２上の他のシフトギヤと逆回転をしており、第２シフタ４を図の右方へ移動させて雄ダボ４２と雌ダボ４２ａを噛み合わせると、１速ギヤ１１、アイドルリバースギヤ、リバースギヤ２０及び第２シフタ４の噛み合いを介して、カウンタ軸２を逆回転させてリバース出力する。
【００１９】
次に、ダボ構造について、４速ギヤ２４を例にして説明する（他のシフタやギヤにおいても同様となる）。図３は雄ダボ５１をカウンタ軸２の軸方向に沿って図の左方向から示した図であり、図４は噛み合い相手側となる１速ギヤ２１の雌ダボ５１ａを図の右方から示す。
【００２０】
これらの図に明らかなように、雄ダボ５１は、略４角柱状をなす角ダボとして周方向へ等間隔で計８個が一体に軸方向へ突出形成されるとともに、これらの雄ダボ５１は背の高いダボ（Ａを添えて区別する）と背の低いダボ（Ｂを添えて区別する。なお、図中に格子模様を付したものに相当する）を交互に配置してある。
【００２１】
このうちの一組を図１に拡大して示すように、各ダボ５１の内径部７０よりも外径部７１が幅広く、さらに、左右の側辺７２及び側辺７３はそれぞれ中心方向へ互いの間隔が狭くなるように傾斜する曲面で形成される略台形状をなす。また、各ダボ５１の４隅はそれぞれ面取りされたＲ形状をなす。図１において明らかなように、左右の側辺７２及び７３は、曲面Ｃをなし、雄ダボ５１ａに対する接触点Ｐが雄ダボ５１の回転半径方幅の中心点Ｏよりも外方となるように設定されている。
【００２２】
一方、雌ダボ５１ａは周方向へ等間隔に形成された略扇形のダボ穴であり、隣り合う雌ダボ５１ａは外周側が幅広となる放射状の仕切り壁８０で仕切られ、その雌ダボ５１ａに臨む壁面８１は平面Ｄ（図１）をなし、かつ各コーナー部は面取りされたＲ形状をなす。雌ダボ５１ａは一組の雄ダボ５１（Ａ）と５１（Ｂ）を対にして嵌合する大きさであり、すなわち、雌ダボ５１ａの数は雄ダボ５１の数の半分になっている。
【００２３】
第３シフタ５は鍛造品であり、雄ダボ５１及び雄ダボ５２はそれぞれ一体に鍛造で形成されるが、雄ダボ５１については、背の高い雄ダボ５１（Ａ）は表面を機械加工されている。一方、背の低い雄ダボ５１（Ｂ）は特に機械加工されず鍛造肌のままとなっている。
【００２４】
図５は図３の５−５線断面として、背の高い雄ダボ５１（Ａ）及び背の低い雄ダボ５１（Ｂ）の高さの相違を誇張して示したものであり、背の高い雄ダボ５１（Ａ）の高さＨ１はシフトストロークの有効ダボ高さとダボ根元Ｅにおける曲面のＲとの最大値を足した実ダボ高さである。背の低い雄ダボ５１（Ｂ）の高さＨ２は、背の高い雄ダボ５１（Ａ）の高さＨ１に対して△Ｈだけ低くなっている。背の低い雄ダボ５１（Ｂ）の高さＨ２は公差を鍛造加工の最大公差として設定され、必ず噛み合うために必要な絶対的な噛み合い量を確保できる段差として△Ｈを設定しているので、シフトストロークからこの段差を引いたものが低い側の有効ダボ高さとなる。
【００２５】
次に、本実施例の作用を説明する。図５に示すように、雄ダボ５１が雌ダボ５１ａと噛み合うとき、まず背の高い雄ダボ５１（Ａ）が雌ダボ５１ａへ入り、仕切り壁８０の壁面８１へ突き当たる。このとき、背の高い雄ダボ５１（Ａ）は背が高く、隣り合う背の高い雄ダボ５１（Ａ）間の距離が隣り合う背の高い雄ダボ５１（Ａ）と背の低い雄ダボ５１（Ｂ）の距離Ｄの倍となるから、噛み合いチャンスが多くなり、素早く壁面８１へ突き当たって係合できる。
【００２６】
係合後は図１に示すように、背の低い雄ダボ５１（Ｂ）も雌ダボ５１ａへ入るので遊びが 適正となる。しかも雄ダボ５１は、係合面となる側面７３がＲ形状をなし、接触点Ｐは、その中心Ｏからｄだけ外周側となる位置で平面である壁面８１へ接触するので、強度の弱い内径部７０側の接触を避けることができる。しかも、側辺７３が曲面になっているため、壁面８１との接触が滑らかになる。したがってこの接触点Ｐの位置がピッチ円の半径となる。
【００２７】
そこで、接触点Ｐをその中心Ｏより外周側へ移動させると、肉厚の大きな部分でトルク伝達を行えるので、耐久性が向上する。また、接触点Ｐはピッチ円の設定により任意に設定できる。そのうえ背の低い雄ダボ５１（Ｂ）は鍛造肌のまま残した非加工部としたので、雄ダボ５１に対する機械加工を半減してコストダウンできる。
【００２８】
一方、逆トルクがかかるときは、背の低い雄ダボ５１（Ｂ）が直近の壁面８１と接触するので、背の高い雄ダボ５１（Ａ）単独の場合と比べれば、明らかに接触のタイミングを早くして変速時の打音を軽減させることができる。このように、本実施例によれば、噛み合いチャンスは大きく、遊びは小さくすることができ、設計の自由度が大きくなる。その結果、足によるチェンジとモーターによるチェンジを同一ギヤで両立させることもできる。
【００２９】
なお、本願発明は、上記実施例に限定されず、種々に変更可能であり、例えば、背の高い側のダボ端面も鍛造肌のままで残してもよく、この場合には、さらに安いコストで生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るダボの噛み合いを説明する図
【図２】実施例の適用された変速機の断面図
【図３】ドグクラッチの雄ダボ形成面を示す図
【図４】相手側の雌ダボ形成面を示す図
【図５】ダボの噛み合いを説明する作用図
【符号の説明】
１：メイン軸、２：カウンタ軸、３：第１シフト軸、４：第２シフト軸、
５：第３シフト軸、３１・３２・４１・４２・５１・５２：雄ダボ、
３１ａ・３２ａ・４１ａ・４２ａ・５１ａ・５２ａ：雌ダボ
【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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