(57)【要約】ドッグクラッチは、第１ドライブシャフト（１６０）および第２ドライブシャフト（１７０）を備え、ドライブシャフトは、デュアルスプラインコネクタ（１５０）によって互いに接続可能である。デュアルスプラインコネクタは、第１ドライブシャフト（１６０）および第２ドライブシャフト（１７０）の長手方向軸に沿って移動可能であり、第１ドライブシャフトの外スプラインと噛み合う内スプラインが設けられている。デュアルスプラインコネクタは、さらに、軸方向移動すると第２ドライブシャフトの内スプラインに接続または非接続することができる外スプラインが設けられる。デュアルスプラインコネクタの外スプラインおよび／または第２ドライブシャフトの内スプラインのいずれかまたは両方は、内および外スプラインの部分接続を可能にする手段が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ドライブシャフト（１６０）および第２ドライブシャフト（１７０）を備えるドッグクラッチであって、前記ドライブシャフトは、デュアルスプラインコネクタ（１５０）によって互いに接続可能であり、前記デュアルスプラインコネクタ（１５０）は、第１ドライブシャフト（１６０）および第２ドライブシャフト（１７０）の長手方向軸に沿って移動可能であり、第１ドライブシャフトの外スプラインと噛み合う内スプラインが設けられ、前記デュアルスプラインコネクタは、さらに、軸方向移動すると第２ドライブシャフトの内スプラインに接続または非接続することができる外スプラインが設けられ、
デュアルスプラインコネクタの外スプラインおよび／または第２ドライブシャフトの内スプラインのいずれかまたは両方に、内スプラインと外スプラインとの部分接続を可能にする手段が設けられていることを特徴とする、ドッグクラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載のドッグクラッチであって、内スプラインと外スプラインとの部分接続を可能にする前記手段は、噛み合いスプラインに接触するように配置されたスプラインの端部に設けられた凹部（１５７）である、ドッグクラッチ。
【請求項３】
請求項２に記載のドッグクラッチであって、前記凹部は、トルク伝達表面（１５８）および底表面（１５９）を備える、ドッグクラッチ。
【請求項４】
請求項３に記載のドッグクラッチであって、前記トルク伝達表面（１５８）は、それが接触するように配置されたスプラインに対応する形状を有する、ドッグクラッチ。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のドッグクラッチであって、前記凹部は、主方向にトルクを伝達するように意図されたスプラインの側面と反対にあるスプラインの側面に配置される、ドッグクラッチ。
【請求項６】
請求項１に記載のドッグクラッチであって、内スプラインも外スプラインも、少なくとも２つの列に分けられる、ドッグクラッチ。
【請求項７】
請求項６に記載のドッグクラッチであって、スプライン列の１つは、他のスプライン列よりも早くその噛み合いスプラインに接続する、ドッグクラッチ。
【請求項８】
請求項７に記載のドッグクラッチであって、他のスプライン列よりも早くその噛み合いスプラインに接続するスプライン列のスプラインは、他のスプライン列よりも薄いスプラインが設けられる、ドッグクラッチ。
【請求項９】
請求項８に記載のドッグクラッチであって、その噛み合いスプラインにより早く接続するスプライン列のスプラインは、ドッグクラッチが主方向にトルクを伝達するときにトルクを伝達するのに役立つように、位置する、ドッグクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１および第２ドライブシャフトを備えるドッグクラッチに関し、そのドライブシャフトは、デュアルスプラインコネクタによって互いに接続可能であり、デュアルスプラインコネクタは、第１および第２ドライブシャフトの長手方向軸に沿って移動可能である。デュアルスプラインコネクタには、第１ドライブシャフトの外スプラインと噛み合う内スプラインが設けられ、デュアルスプラインコネクタには、さらに、軸方向移動すると第２ドライブシャフトの内スプラインに接続または非接続することができる外スプラインが設けられる。
【背景技術】
【０００２】
クラッチは、駆動源（例えばエンジン）を、駆動手段（例えば車両のドライブシャフト）に接続または非接続するのに使用される。クラッチは大きく分けて２種類に分類できる。すなわち、駆動源と駆動手段との間のスリップを許容する摩擦クラッチと、接続または非接続するドッグクラッチと、である。ほとんどのドッグクラッチは、シャフト上のスプラインの形であることが多い、何らかの爪と共に設計され、それは、別のシャフト上の対応する構造に係合することができる。ドッグクラッチの１つの問題は、それが、駆動源と駆動手段との回転速度が極めて等しいことを必要とすることである。もしそうでないなら、爪は、他のシャフトの対応する構造に係合しないかもしれない。爪は、伝達されるトルクを伝達するために適切に係合せずに、係合するはずである対応する構造上で「バウンス」するからである。
【０００３】
ドッグクラッチの使用の１つの共通分野は、四輪駆動用途であり、四輪駆動用途では、二輪駆動と四輪駆動との間でシフトすることができれば有益である。これは、エンジンを前輪または後輪を駆動することから切り離すまたは係合させることによって行われる。
【０００４】
接続されるシャフトの回転速度が等しくない場合の係合の問題に対する１つの解決策は、ドッグクラッチを「緩み」と共に設計すること（すなわち、対応する構造の間隙を増加させること）である。この解決策の１つの問題は、ドッグクラッチが、「クロンキー（ｃｌｏｎｋｙ）」になる（すなわち、負トルクから正トルクへのまたはその逆のトルクシフト中のトルク伝達中断をもたらす）ことがあることである。
【０００５】
特許文献１では、ドッグクラッチであって、爪が、噛み合うはずである開口の大きさの最大で半分であり、爪を延伸位置に付勢するばねと共に配置されている。接続されるシャフトの回転速度が異なるならば、接続は、噛み合うはずである開口に入る爪の１つによって開始し、その後に隣り合う爪も開口に入り、従って「クロンク（ｃｌｏｎｋ）」フリー接続を作り出す。
【０００６】
特許文献１による解決策は、しかしながら、複雑であり、製造するのに費用がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２２１６９８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、クロンクフリー接続を可能にしながら、つながれるシャフトの回転速度が異なる場合に係合することができるドッグクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、デュアルスプラインコネクタの外スプラインおよび／または第２ドライブシャフトの内スプラインのいずれかまたは両方に、内スプラインと外スプラインとの部分接続を可能にする手段が設けられている、ドッグクラッチを提供することによって、従来技術の問題を解決する、または少なくとも緩和する。
【００１０】
本発明の一実施形態では、内スプラインと外スプラインとの部分接続を可能にする手段は、噛み合いスプラインに接触するように配置されたスプラインの端部に設けられた凹部であり、凹部は、トルク伝達表面および底表面を備える。
【００１１】
最良のトルク伝達を提供するために、トルク伝達表面は、それが接触するように配置されたスプラインに対応する形状を有することができる。
【００１２】
内スプラインおよび外スプラインが完全接触するときにドッグクラッチのトルク伝達能力を減少させないために、凹部は、主方向にトルクを伝達するように意図されたスプラインの側面と反対にあるスプラインの側面に配置されることができる。
【００１３】
ドッグクラッチを接続／非接続するのに必要なストロークを減少させるために、内スプラインも外スプラインも、少なくとも２つの列に分けられることができる。この実施形態では、スプライン列の１つは、他のスプライン列よりも早くその噛み合いスプラインに接続することができる。
【００１４】
部分接続を可能にするために、他のスプライン列よりも早くその噛み合いスプラインに接続するスプライン列のスプラインには、他のスプライン列よりも薄いスプラインが設けられることができる。
【００１５】
以下では、本発明は、添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】非接続状態にある本発明によるドッグクラッチの一部を示す側断面図である。
【図２】図１の図と同じであるが、接続状態にあるドッグクラッチを示す側断面図である。
【図３ａ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図３ｂ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図３ｃ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図３ｄ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図３ｅ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図３ｆ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図３ｇ】接続されるシャフトの１つが他のシャフトよりも速い速度で回転する場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ａ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｂ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｃ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｄ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｅ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｆ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｇ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図４ｈ】シャフトの各回転速度が反対である場合のスプライン接続の順序の第１実施形態を示す概略上面図である。
【図５ａ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図５ｂ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図５ｃ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図５ｄ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図５ｅ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図５ｆ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図５ｇ】回転速度差が図３ａ‐３ｇの速度差と同じであるスプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ａ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｂ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｃ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｄ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｅ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｆ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｇ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｈ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【図６ｉ】シャフトの各回転速度が反対である（すなわち、図４ａ‐４ｈの速度差と同じである）スプライン接続の順序の第２実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１および２に関し、ドッグクラッチの接続／非接続配置１００が断面図で示されている。接続／非接続配置１００は、制御ユニット１１０を備え、制御ユニット１１０は、中心軸１３０周りに偏心して配置された制御ピン１２０を回転させるように動作可能である。制御ピンは、さらに、デュアルスプラインコネクタ１５０の周囲トラック１４０に接続され、デュアルスプラインコネクタ１５０は、スプラインドライブシャフト１６０に長手方向に滑ることができるように搭載される。デュアルスプラインコネクタ１５０の内面には、スプラインドライブシャフト１６０のスプラインと噛み合う内スプラインが設けられ、デュアルスプラインコネクタがスプラインドライブシャフトと常に共に回転するようになっているが、すでに述べたように、それは、長手方向に（すなわち、スプラインドライブシャフトの長さ軸に沿って）滑ることができる。
【００１８】
さらに、デュアルスプラインコネクタは、第２ドライブシャフト１７０に接続可能である。第２ドライブシャフトには、内スプライン１７５が設けられ、デュアルスプラインコネクタ１５０には、第２ドライブシャフト１７０の内スプライン１７５と噛み合う外スプライン１５５が設けられている。
【００１９】
図１では、ドッグクラッチは、非接続状態である。これは、制御ユニット１１０を、ピン１２０がその位置が図１の右に達するように、回転させることによって実現する。ピン１２０とトラック１４０との間の協働のために、デュアルスプラインコネクタは、図１の右にされ、第２ドライブシャフト１７０の内スプライン１７５から離れている。
【００２０】
スプラインドライブシャフトと第２ドライブシャフトとを互いに接続するために、制御ユニットは、ピン１２０、およびその結果としてデュアルスプラインコネクタ１５０を左に回転させるように、制御される。その後、第２ドライブシャフトの内スプライン１７５と、デュアルスプラインコネクタの外スプラインとは、係合し、スプラインドライブシャフトと第２ドライブシャフトとの回転は、同じである。
【００２１】
しかしながら、スプラインドライブシャフトと第２ドライブシャフトとの回転速度に初期差があると、デュアルスプラインコネクタ１５０の外スプライン１５５と、第２ドライブシャフト１７０の内スプライン１７５と、を係合させるのは困難なこともある。単に、接続するのに利用できる時間が、内スプラインと外スプラインとが完全に整列するときであるという理由からである。
【００２２】
本発明によると、これは、接続動作中に互いに最初に出会う外および／または内スプラインのいずれかまたは両方の端部を、非対称にすることによって解決される。
【００２３】
図３ａ‐３ｇは、内スプライン１７５と外スプライン１５５との間の接続を促進するスプライン設計の例示的第１実施形態を示す。見られるように、外スプラインには、凹部１５７が設けられ、凹部１５７は、スプラインが、完全に整列せずに、部分的に係合することができるようにする。凹部は、トルク伝達表面１５８および底表面１５９を提供し、トルク伝達表面１５８は、内スプライン１７５と接触するできる限り大きい表面積を提供するように適合された形状を有する。注目すべきは、凹部１５７は、好ましくは、その噛み合うスプラインに力を伝達しないスプラインの側面に位置することである。さらに、底表面１５８がかなり平坦であると、好ましい。図３ａ‐３ｇは、スプライン１５５の回転速度が内スプライン１７５の回転速度よりも当初は速い状況に対する接続順序を示す。
【００２４】
図３ａでは、スプラインは、完全に非接続である。
【００２５】
図３ｂでは、制御ユニットは、スプラインが接触し始めるように、制御される。見られるように、スプラインは、互いに対してロックしない。それらは整列していないからである。
【００２６】
図３ｃでは、スプライン１５５が、スプライン１７５が凹部１５７と整列するように、スプライン１７５に対してどのように動かされたかが示されている。
【００２７】
図３ｄでは、スプライン間の接続は、凹部１５７に入るスプライン１７５によって始まる。
【００２８】
図３ｅでは、スプラインは、完全に整列し、スプライン１５５は、一方向にスプライン１７５に対してロックされる。スプラインの回転速度は、今や同じであり、スプラインは整列している。
【００２９】
図３ｆおよび３ｇでは、スプライン１５５および１７５の整列は、完全に係合のスプラインを可能にする。
【００３０】
注目すべきは、凹部１５７は、スプラインの初期係合を可能にすることである。もしそれが存在しなければ、スプライン間の整列の時間は、スプラインが適切に係合するのに短すぎる。
【００３１】
図４ａ‐４ｃでは、スプライン１５５および１７５の反対の回転速度差に対する接続順序が示されている。すなわち、回転速度がスプライン１５５に関してより遅いときである。図４ａ‐４ｃのイベントの順序は、図３ａ‐３ｃのイベントの順序と同じであるが、その後、それはわずかに異なる。図４ｄでは、スプラインは、整列したが、スプライン１５５および１７５の間の係合の代わりに、凹部１５７とスプライン１７５との間の係合がある。この係合は、スプラインを同じ速度で共に回転させるが、スプラインは整列していないので、図３ｆおよび３ｇのように、接続は完了しない。この位置で、スプライン１７５とトルク伝達接触する凹部の領域が、スプライン１７５とトルク伝達接触しないスプライン１５５に対応する形状を有すると望ましいことに、注意が必要である。
【００３２】
しかしながら、遅かれ早かれ、スプライン間にトルク伝達のシフトがある。これは、図４ｅに示され、図３ａ‐３ｄによる回転速度の差と同じである回転差をもたらす。結果として起こる完全係合は、図４ｆ‐４ｈに示され、図３ｅ‐３ｇに示される順序と同じである。
【００３３】
この位置が、ドッグクラッチによって伝達されるトルクが限定される状況での使用に限定されると望ましく、例えばエンジン駆動よりもエンジンブレーキが存在する方向である。
【００３４】
図５ａ‐５ｇでは、スプライン配置の別の実施形態が示されている。接続されるべきであるスプラインに最初に接触するスプラインの端部に凹部１５７を有するのではなく、スプラインの２つの列１８０，１８５および１９０，１９５があり、列１９５は、図３および４の凹部１５７が設けられているスプラインの端部と同じタスクを行う。以下で、機能性の説明をする。
【００３５】
最初に、スプライン列１９０および１９５がスプライン列１８０および１８５よりも速い回転速度で回転する機能性である。
【００３６】
図５ａでは、ドッグクラッチは、完全に非接続である。
【００３７】
図５ｂでは、制御ユニットは、デュアルスプラインコネクタを作動させ始めたが、スプライン列１９５はスプライン列１８５と係合し、スプライン列間に回転接続が起きないようになっている（図３ｂおよび４ｂの状況と比較）。
【００３８】
図５ｃでは、スプライン列１８５のスプラインは、スプライン列１９５のスプラインと整列し、スプライン１８５の端部がスプライン１９５間の空間に入ることができることを意味する。これは、図５ｄでなされる。図５ｅでは、スプライン列１９５のスプラインの端部は、スプライン１８５と接触し、従ってスプライン列１８５をスプライン列１８５と共に回転させる。これは、スプライン列１８０のスプラインが、スプライン列１９０のスプラインと噛み合うことができるようにする（図５ｆおよび５ｇ）。
【００３９】
スプライン列１８０，１８５および１９０，１９５の回転速度が、それぞれ、反対の場合、接続順序は、図４ａ‐４ｈと共に開示された接続順序と同じになる。すなわち、伝達されたトルクのリバースが、スプラインが完全接触するのに必要とされる。第２実施形態について、これは、図６ａ‐６ｉに示されている。
【００４０】
本発明によると、「クロンク」フリー接続、およびドッグクラッチのドライブシャフトの回転速度の差があるときにもドッグクラッチの接続を可能にする、ドッグクラッチが提供される。
【図１】
2017538903.tif 000003
【図２】
2017538903.tif 000004
【図３ａ】
2017538903.tif 000005
【図３ｂ】
2017538903.tif 000006
【図３ｃ】
2017538903.tif 000007
【図３ｄ】
2017538903.tif 000008
【図３ｅ】
2017538903.tif 000009
【図３ｆ】
2017538903.tif 000010
【図３ｇ】
2017538903.tif 000011
【図４ａ】
2017538903.tif 000012
【図４ｂ】
2017538903.tif 000013
【図４ｃ】
2017538903.tif 000014
【図４ｄ】
2017538903.tif 000015
【図４ｅ】
2017538903.tif 000016
【図４ｆ】
2017538903.tif 000017
【図４ｇ】
2017538903.tif 000018
【図４ｈ】
2017538903.tif 000019
【図５ａ】
2017538903.tif 000020
【図５ｂ】
2017538903.tif 000021
【図５ｃ】
2017538903.tif 000022
【図５ｄ】
2017538903.tif 000023
【図５ｅ】
2017538903.tif 000024
【図５ｆ】
2017538903.tif 000025
【図５ｇ】
2017538903.tif 000026
【図６ａ】
2017538903.tif 000027
【図６ｂ】
2017538903.tif 000028
【図６ｃ】
2017538903.tif 000029
【図６ｄ】
2017538903.tif 000030
【図６ｅ】
2017538903.tif 000031
【図６ｆ】
2017538903.tif 000032
【図６ｇ】
2017538903.tif 000033
【図６ｈ】
2017538903.tif 000034
【図６ｉ】
2017538903.tif 000035
【国際調査報告】
2017538903.tif 000036
2017538903.tif 000037