トランスミッション

【課題】スプライン溝にかかる応力集中をこれまで以上に緩和できてスプライン軸を備えたトランスミッションを提供する。
【解決手段】スプライン溝２０に嵌合された歯車４１を備えるメインシャフト１２と、スプライン溝２０に嵌合された歯車４３を備えるカウンタシャフト１３とを有しており、歯車同士の噛み合いを変更することにより、メインシャフト１２からカウンタシャフト１３への動力伝達の回転比率を変更可能に構成されたトランスミッション１である。そして、スプライン溝２０における軸方向の少なくとも1つの溝端部２０ａは、スプライン溝２０の溝底面２０ｂの軸線方向中央部２１が溝終端側へ向かうに連れ溝深さＨが浅くなる湾曲面に構成され、さらに、溝端部２０ａは、溝底面２０ｂの溝幅方向の両脇部２０ｅの溝横断面方向における曲率が溝終端側へ向って徐々に大きくなるように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランスミッションに関し、特に、ドグクラッチが設けられたトランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の変速歯車対を有する多段式のトランスミッションにおいて、メインシャフトおよびカウンタシャフト上を摺動可能に設けられた変速ギヤやスリーブを、両シャフト上を移動させることで変速を行う構造のものがある。この変速動作は、メインシャフトおよびカウンタシャフトと平行に摺動するシフトフォークを駆動させることで円滑に変速動作を行うようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたものは、メインシャフトとカウンタシャフトとの間に複数の歯車対を有する変速機と、メインシャフト上に配設されるクラッチとを備えるトランスミッションである。そして、複数の歯車対のうち、回転駆動力を伝達する１つの歯車対を選択するために軸方向に摺動可能に取り付けられた摺動可能ギヤと、軸方向に摺動不能に取り付けられた摺動不能ギヤとの間にドグクラッチが設けられた構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４８９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前掲のメインシャフトと変速歯車との接続並びにカウンタシャフトと変速歯車との接続においては、両シャフトがスプライン軸として構成されてスプライン嵌合により行われている。この種のスプライン嵌合においては、シャフトにおける応力集中を緩和する目的で、例えば、特許文献１（特許文献１の図１）に示されているように、スプライン溝には、スプライン溝端部が軸縦断面方向から見てテーパ形状となる構造が採用されている。
【０００６】
この構造は、例えば、図１６に示すように、スプライン軸１１２に設けられたスプライン溝１２０が、その溝端部１２０ａが溝終端側（図１６において左側）に向って溝深さを浅くするようなテーパ面１２１ｂにて構成されている。
【０００７】
この種の溝端部１２０ａの構造によりある程度の効果を奏することはできるが、特に、ドグクラッチを用いたトランスミッションのスプライン軸においては、急激な動力伝達力の変化がありスプライン溝に大きな応力集中が生じ易く、これまで以上にスプライン溝にかかる応力を緩和できてスプライン軸への負荷をより軽減できるトランスミッションの構造が切望されていた。
【０００８】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スプライン溝にかかる応力をこれまで以上に効果的に緩和できるスプライン軸を備えたトランスミッションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、スプライン溝に嵌合された歯車を備えるメインシャフトと、スプライン溝に嵌合された歯車を備えるカウンタシャフトとを有しており、前記歯車同士の噛み合いを変更することにより、前記メインシャフトから前記カウンタシャフトへの動力伝達の回転比率を変更可能に構成されたトランスミッションにおいて、
前記スプライン溝における軸方向の少なくとも1つの溝端部は、前記スプライン溝の溝底面の軸線方向中央部が溝終端側へ向かうに連れ溝深さが浅くなるシャフト中心方向にへこむ湾曲面に構成され、さらに、前記溝端部は、溝底面の溝幅方向の両脇部の溝横断面方向における曲率が溝終端側へ向って徐々に大きくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記溝端部はその終端輪郭線が平面視で溝外側に膨らむ湾曲線に形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の構成に加えて、前記溝端部は湾曲した溝底面の軸方向の長さが最大溝深さの４倍以上に構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の構成に加えて、前記溝端部は、溝最深部を横断する溝空間の横断面積に対して、前記溝端部の切れ上がり始端から溝終端側に向って前記溝端部の全長の６０％までの領域において、溝空間の横断面積の断面積変化率は、切れ上がり始端から溝終端側へ前記溝端部の全長の１％の位置移動に対して０．３％以下に構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、このように、スプライン溝の溝底面の軸線方向中央部が溝終端側へ向かうに連れ溝深さが浅くなるシャフト中心方向にへこむ湾曲面に構成されたことに加えて、この湾曲底面がその両脇部の溝横断面方向における曲率を軸方向端部へ向かうに連れて徐々に大きくなるという構成が相乗することで、スプライン溝の溝端部における特定部位への応力集中が緩和され応力分散が効果的に行われ、更に、最大応力の低減をはかることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、スプライン溝の最終端部分の形状が湾曲線にて構成されることで、溝端部のなだらかな形状により、応力分散を効果的に図ることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、スプライン溝の溝端部の湾曲した溝底面の軸方向の長さが最大溝深さの４倍以上に構成されたことで、応力分散を効果的に図ることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、スプライン溝の溝端部にて形成される溝空間の横断面積の変化率が、溝端部の切れ上がり始端から溝終端側に向って前記溝端部の全長の６０％までの領域において、切れ上がり始端から溝終端側へ前記溝端部の全長の１％の位置移動に対して０．３％以下に構成されたことにより、応力分散を効果的に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るトランスミッションの第１実施形態の要部断面図である。
【図２】図１に示すメインシャフトの要部（Ｍ部分）の部分斜視図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図２に示すスプライン溝の溝端部を示す平面図である。
【図５】図２のＸ−Ｘ線に沿った部分の断面図
【図６】図４に示すスプライン溝におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿った部分の断面図である。
【図７】図６に示す各断面（（Ａ−Ａ線）〜（Ｄ−Ｄ線））を重ね合わせるように図示した説明図である。
【図８】図２に示すスプライン軸の動力伝達時における応力分布図である。
【図９】図１５に示す従来のスプライン軸におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った部分の各断面を重ね合わせるように図示した説明図である。
【図１０】図１５に示す従来のスプライン軸の動力伝達時における応力分布図である。
【図１１】第２実施形態におけるスプライン溝の溝端部を示す平面図である。
【図１２】図１１におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿った部分の各断面図を重ね合わせるように図示した説明図である。
【図１３】図１１に示す第２実施形態のスプライン軸の動力伝達時における応力分布図である。
【図１４】スプライン溝の溝端部における溝空間の断面積変化率を示すグラフである。
【図１５】従来のスプライン軸の斜視図である。
【図１６】図１５におけるＸ−Ｘ線に沿った部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、図１〜図１０を参照して第１実施形態を説明する。
なお、図１は、自動二輪車に適用された本実施形態の常時噛合式のトランスミッションの要部断面図である。また、図２はメインシャフト１２の要部（図１におけるＭ部分）の斜視図である。また、図３は図２の部分拡大図であり、図４はスプライン溝の溝端部を示す平面図であり、図５は図２および図４のＸ−Ｘ線に沿った部分の断面図、図６は図４におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿った部分の断面図であり、図７は図６の各断面を重ね合わせるように示した図である。また、図８は図２に示すスプライン軸の動力伝達時における応力分布図、図９は図１５に示す従来のスプライン軸におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った部分の各断面を重ね合わせるように図示した説明図、図１０は図１５に示す従来のスプライン軸の動力伝達時における応力分布図である。
【００１９】
先ず図１において、この常時噛合式のトランスミッション１は、相互に平行な軸線を有してクランクケース１１に回転自在に支承されるメインシャフト１２およびカウンタシャフト１３と、選択的な確立を可能としてメインシャフト１２およびカウンタシャフト１３間に設けられる複数変速段たとえば５段である第１〜第５速用歯車列Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５とを備える。
【００２０】
メインシャフト１２の一端部には、動力源であるエンジンの不図示のクランクシャフトおよびメインシャフト１２間の動力接・断を切換える発進クラッチ１４が装着されており、この発進クラッチ１４は、前記クランクシャフトから一次減速装置１５およびトルクダンパ１６を介して動力が伝達されるクラッチアウタ１７と、該クラッチアウタ１７内の中心部に配置されてメインシャフト１２に相対回転不能に結合されるクラッチインナ１８と、クラッチアウタ１７の周壁に軸方向摺動可能にスプライン嵌合される複数枚の駆動摩擦板１９…と、それらの駆動摩擦板１９…と交互に重ねられるとともにクラッチインナ１８の外周に軸方向摺動可能にスプライン嵌合される複数枚の被動摩擦板７０…と、最も内側の駆動摩擦板１９を受けるようにしてクラッチインナ１８の内端に一体に設けられる受圧板７１と、最も外側の駆動摩擦板１９を押圧可能とした加圧板２２と、該加圧板２２を受圧板７１側に向けて付勢するクラッチばね２３とを備える。
【００２１】
而してクラッチばね２３の付勢力をもって駆動摩擦板１９…および被動摩擦板７０…が加圧板２２および受圧板７１間に挟持されると、発進クラッチ１４はクラッチアウタ１７およびクラッチインナ１８間を相互に摩擦連結するクラッチオン状態となる。
【００２２】
またクラッチインナ１８の中心部には、加圧板２２との間にレリーズベアリング２４を介在させたレリーズ部材２５が配置されており、このレリーズ部材２５に、メインシャフト１２内に軸方向移動可能に挿入されるプッシュロッド２６が連接される。而して不図示のクラッチレバーを操作することでプッシュロッド２６が押されることにより、加圧板２２はクラッチばね２３のばね力に抗して後退せしめられ、それにより各駆動摩擦板１９…および各被動摩擦板７０…が自由状態となり、発進クラッチ１４は、クラッチアウタ１７およびクラッチインナ１８間を非連結としたクラッチオフ状態となる。
【００２３】
発進クラッチ１４とは反対側でカウンタシャフト１３の一部はクランクケース１１から突出されており、このクランクケース１１からのカウンタシャフト１３の突出端部に駆動スプロケット２７が固定される。而して駆動スプロケット２７には、不図示の後輪に回転動力を伝達するための不図示のチェーンが巻き掛けられる。
【００２４】
ところで、第１速用歯車列Ｇ１は、メインシャフト１２に一体に形成された第１速用駆動歯車３１と、カウンタシャフト１３に軸方向位置を一定として相対回転自在に支承されるとともに第１速用駆動歯車３１に噛合する第１速用被動歯車３２とから成り、第２速用歯車列Ｇ２は、メインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転不能に装着される第２速用駆動歯車３３と、カウンタシャフト１３に軸方向位置を一定としつつ相対回転自在に支承されるとともに第２速用駆動歯車３３に噛合する第２速用被動歯車３４とから成り、第３速用歯車列Ｇ３は、メインシャフト１２との相対回転を不能とした第３速用駆動歯車３５と、カウンタシャフト１３に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承されるとともに第３速用駆動歯車３５に噛合する第３速用被動歯車３６とから成り、第４速用歯車列Ｇ４は、メインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承される第４速用駆動歯車３７と、カウンタシャフト１３に相対回転を不能として装着されて第４速用駆動歯車３７に噛合する第４速用被動歯車３８とから成り、第５速用歯車列Ｇ５は、メインシャフト１２に軸方向位置を一定として相対回転可能に支承される第５速用駆動歯車３９と、カウンタシャフト１３に相対回転を不能として装着されて第５速用駆動歯車３９に噛合する第５速用被動歯車４０とから成る。
【００２５】
メインシャフト１２に対する軸方向位置が一定である第４速用駆動歯車３７および第５速用駆動歯車３９間でメインシャフト１２には、第１シフタ４１が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第３速用駆動歯車３５は第１シフタ４１の外周に一体に形成される。またカウンタシャフト１３に対する軸方向位置が一定である第１速用被動歯車３２および第３速用被動歯車３６間でカウンタシャフト１３には、第２シフタ４２が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第２シフタ４２の外周には第５速用被動歯車４０が一体に形成される。さらにカウンタシャフト１３に対する軸方向位置が一定である第２速用被動歯車３４および第３速用被動歯車３６間でカウンタシャフト１３には、第３シフタ４３が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第３シフタ４３の外周に第４速用被動歯車３８が一体に形成される。
【００２６】
本実施形態における常時噛合式のトランスミッション１は、第１〜第５速用歯車列Ｇ１〜Ｇ５を選択的に確立するための第１〜第５ドッグクラッチＣ１〜Ｃ５を備える。
【００２７】
第１ドッグクラッチＣ１は、軸方向位置を一定とした第１回転体である第５速用駆動歯車３９と、第５速用駆動歯車３９に近接、離反することを可能として第５速用駆動歯車３９に同軸に対向配置される第２回転体としての第１シフタ４１との間に設けられる。
【００２８】
第２ドッグクラッチＣ２は、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第４速用駆動歯車３７と、第４速用駆動歯車３７に近接、離反することを可能として第４速用駆動歯車３７に同軸に対向配置される第２回転体としての第１シフタ４１との間に設けられる。
【００２９】
第３ドッグクラッチＣ３は、軸方向位置を一定とした第１回転体である第１速用被動歯車３２と、第１速用被動歯車３２に近接、離反することを可能として第１速用被動歯車３２に同軸に対向配置される第２回転体としての第２シフタ４２との間に設けられる。
【００３０】
第４ドッグクラッチＣ４は、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第４速用被動歯車３８と、第３速用被動歯車３６に近接、離反することを可能として第３速用被動歯車３６に同軸に対向配置される第２回転体としての第２シフタ４２との間に設けられる。
【００３１】
第５ドッグクラッチＣ５は、軸方向位置を一定とした第１回転体としての第２速用被動歯車３４と、第２速用被動歯車３４に近接、離反することを可能として第２速用被動歯車３４に同軸に対向配置される第２回転体としての第３シフタ４３との間に設けられる。
【００３２】
なお、第４速用被動歯車３８には環状凹部３８ａが、第５速用被動歯車４０には環状凹部５９が、第１シフタ４１には環状凹部４６が形成されており、図示しないシフトフォークが係合して、このシフトフォークによってスプライン溝上を軸方向に歯車が移動して、ドグクラッチの係合が適宜行われてシフトチェンジをするように構成されている。
【００３３】
前掲したように、メインシャフト１２およびカウンタシャフト１３に取付けられた各歯車は、両シャフトの外周に形成されたスプライン溝２０に嵌合されており、この嵌合によって歯車同士の噛み合いが適宜変更されてメインシャフト１２からカウンタシャフト１３への動力伝達の回転比率が変更される。そして、特にシフトチェンジのときのメインシャフト１２およびカウンタシャフト１３にかかる応力は大きくなる。したがって、スプライン溝２０に対して応力集中が発生する。
【００３４】
以下、このスプライン溝２０に対する応力集中を回避する構造について、図２〜図１１を参照して詳細に説明する。
【００３５】
本実施形態のトランスミッション１におけるスプライン溝２０は、図２および図３に示すように、スプライン溝２０の軸方向一端の溝端部２０ａが軸線方向ならびに軸円周方向（矢印Ｓにて示す方向）に湾曲した湾曲構造となっている。
この湾曲構造における第１の構造である軸線方向の湾曲は、図３および図５に示すように、溝底面２０ｂの軸線方向中央部２１が溝終端側へ向かうに連れて溝深さを浅くするような大きな曲率半径ｒ２を有して構成されている。すなわち、この構造はスプライン溝２０を構成する溝底面２０ｂが溝終端側へ向ってその溝深さＨを徐々に浅く（Ｈ１，Ｈ２…）して行くように、その曲率半径ｒ２の曲率中心が適宜設定された構成である。
【００３６】
また、湾曲構造における第２の構造である軸円周方向に湾曲は、溝端部２０ａが溝底面２０ｂの溝幅方向（図３，図４および図５において矢印Ｓ方向）の両脇部２０ｅ，２０ｅの曲率が溝終端側（図中矢印Ｇ方向）へ向って徐々に大きくなるように構成されている。したがって、両脇部２０ｅ，２０ｅは、図４に示すように、溝深さが浅くなり始めの位置である切れ上がり始端ＳＰから（溝端部２０ａの始まり位置）から溝終端側（左方向）に向ってその途中まで幅（図中の矢印Ｓ方向の幅）が徐々に大きくなり、側壁面２０ｃ，２０ｃの平坦部が無くなる位置ＭＰから溝終端側に向って幅が狭くなるように構成されている。
【００３７】
なお、溝幅方向の両脇部２０ｅ，２０ｅは、図中においては、溝端部２０ａ以外の箇所では、湾曲底面の横断面において軸半径方向に沿った側壁面２０ｃ，２０ｃと溝底面２０ｂとの交差する角部分として示されるが、本実施形態における溝端部２０ａにおいては、その殆どの部位が湾曲面で幅（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４…）が変化する面として構成され、終端輪郭線２０ｆの部分においては連続する湾曲線として構成されている。
なお、図４においては、両脇部２０ｅ，２０ｅはその略中央谷部分を示す線として、仮想線Ｋ，Ｋにして示してある。また、図４においては、両脇部２０ｅ，２０ｅは溝端部２０ａの溝終端側（終端輪郭線２０ｆの部分）において離れて図示してあるが、実際には、重なるように構成されている。
【００３８】
本実施形態で云う、両脇部２０ｅ，２０ｅの曲率が溝終端側（図中矢印Ｇ方向）へ向って徐々に大きくなるような構成とは、図６に示すように、溝端部２０ａ以外のＡ−Ａ線断面に比べて、溝終端側（図中矢印Ｇ方向）に順次近づく順に、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿った部分の断面の形状において、その曲率半径が曲率半径Ｒ１からＲ４に向かって徐々に大きくなるように構成されている。
すなわち、図７に図６の各Ａ−Ａ線からＥ−Ｅ線までの断面を重ね合わせるように示してあるが、図７に示すように、溝端部２０ａは、溝終端側も向うに連れて側壁面２０ｃ，２０ｃが小さくなって行くと共に両脇部２０ｅ，２０ｅの曲率が大きくなって行き、合わせて溝が浅くなって行くように構成されている。
【００３９】
このように、スプライン溝２０の溝底面２０ｂの軸線方向中央部２１が湾曲した構成に加えて、両脇部２０ｅ，２０ｅの溝横断面方向における曲率を溝終端側へ向かうに連れて徐々に大きくなるという構成が相乗することで、スプライン溝２０の溝端部２０ａにおける特定部位への応力集中が緩和され応力分散が効果的に行われ、更に、最大応力の低減をはかることができる。
このことは、本実施形態において、例えば、第１シフタ４１に駆動力が作用する場合の溝端部２０ａの応力分布について解析した応力分布の模式図を図８に示す。
この図８に示す応力分布図と、比較例として従来の応力分布図の模式図である図１０とを比較することでその相違をより明らかにすることができる。
【００４０】
比較する前に、まず、図９および図１０に示す比較例について説明する。
図９は、図７と同様に、図１５に示した溝端部１２０ａのＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿った部分の断面の形状を、重ね合わせるように示してある。図９に示されているように、従来の溝端部１２０ａでは、側壁面１２０ｃ，１２０ｃと溝底面１２０ｂとの交差する部分である両脇部１２０ｅ，１２０ｅの角度はどの断面においても変わることなく一定である。また、溝底面１２０ｂの幅も一定である。
【００４１】
そして、図９および図１５に示すスプライン軸１１２の溝端部１２０ａの応力分布は、図１０に示すように、その最大値を示す領域Ｐ１が軸の回転方向（Ｙ方向）で歯車が図中上側の側壁面１２０ｃに形成される。そして、この領域Ｐ１を中心にして、溝端部１２０ａの溝屈曲ライン１２５，１２６に沿って他の部分よりも高応力の領域である、領域Ｐ２、領域Ｐ３，領域Ｐ４，領域Ｐ５が狭い範囲に密集した状態で延びている。
【００４２】
なお、応力分布領域の大きさは、領域Ｐ１＞領域Ｐ２＞領域Ｐ３＞領域Ｐ４＞領域Ｐ５＞領域Ｐ６＞領域Ｐ７＞領域Ｐ８＞領域９Ｐ＞領域Ｐ１０となっている。また、溝端部２０ａの平面視の形状は輪郭が直線的であり、各角部が交わる交点１３０，１３１が応力領域の境界ポイントを形成しており、特に、溝屈曲ライン１２５，１２６側の交点１３０，１３０を境界ポイントとして分布境界線が集まっている。
【００４３】
これに対して本実施形態においては、図８に示す応力分布図においては、最大応力領域である領域Ｐ１を中心にして広がる領域は、図１０の各分布領域の形状に比べて、その広がり方が溝幅全体に広く且つその輪郭線においてもなだらか曲線で構成された境界線となっている。また、本実施形態においては、従来のような溝屈曲ライン１２５，１２６が無いだけでなく溝底面２０ｂ全体がなだらかな曲面で構成されていることから、応力が効果的に分散されていることが分かる。
また、最大領域Ｐ１に生じた最大応力の数値においては、比較例と同じ条件下において、本実施形態の構造の場合、比較例に比べて２６％も低減させることができた。
【００４４】
また、本実施形態においては、溝端部２０ａはその終端輪郭線２０ｆが平面視で溝外側に膨らむ湾曲線に形成されている。スプライン溝２０の最終端部分の形状が湾曲線にて構成されることで、溝端部２０ａのなだらかな形状（屈曲部分が少ない形状）により、応力分散を効果的に図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、溝端部２０ａは湾曲した溝底面２０ｂの軸方向の長さＬ（図５参照）が最大溝深さＨに比べて十分長く構成されている。この長さＬは最大深さＨに対して４倍以上に構成されていることで、応力分散効果において良い効果を得られることがわかった。
【００４６】
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について、図１１〜図１３を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、第１実施形態と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
図１１はスプライン溝２０の溝端部２０ａを示す平面図であり、図１２は図１１におけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線に沿った部分の断面図を重ね合わせるように示した説明図である。また、図１３は第１実施形態と同様の条件におけるスプライン溝２０の溝端部２０ａ付近の応力分布を示す。
【００４７】
本実施形態においても、溝底面２０ｂの軸線方向中央部２１は第１実施形態と同じ構成であり、また、湾曲構造における軸円周方向に湾曲は、第１実施形態と同様に、溝端部２０ａが溝底面２０ｂの溝幅方向（図１１において矢印Ｓ方向）の両脇部２０ｅ，２０ｅの曲率が溝終端側（図中矢印Ｇ方向）へ向って徐々に大きくなるように構成されている。
【００４８】
本実施形態における第1実施形態と異なる構成は、溝端部２０ａにおいて、溝底面２０ｂと溝幅方向の両脇部２０ｅ，２０ｅとが明確に分れた構成となっている点である。これは、図１２に示すように、本実施形態では、溝端部２０ａにおいても溝底面２０ｂの平坦部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが設けられ、溝底面２０ｂは溝終端側に向ってその幅（Ｗ６＞Ｗ７＞Ｗ８＞Ｗ９）が徐々に小さくなるように構成されている。
【００４９】
この構成は、図１２に示すように、両脇部２０ｅ，２０ｅの曲率が溝終端側（図１１における矢印Ｇ方向）へ向って徐々に大きくなる構成は第１実施形態と同様であるが、終端輪郭線２０ｆまで溝底面２０ｂの平坦部が残った構成である。すなわち、溝端部２０ａはその終端輪郭線２０ｆが平面視で溝外側に膨らむ湾曲線に形成されているが、軸線方向中央部２１の部分に若干の直線部２１ｆを有している。しかし、スプライン溝２０の終端輪郭線２０ｆの全体としては湾曲線にて構成されることで、溝端部２０ａのなだらかな形状（屈曲部分が少ない形状）により、応力分散を効果的に図ることができる。
【００５０】
図１３に示す応力分布図においても、図１０に示す従来の応力分布図と比較すると、従来のような溝屈曲ライン１２５，１２６は形成されず、溝底面２０ｂはその全体がなだらかな曲面で構成されていることから、最大応力領域である領域Ｐ１を中心にして、図１０の各分布領域の形状に比べて広がりが広く、その全体的な輪郭線は鋭角部の少ないなだらかの曲線で構成された分布となっている。したがって、応力が効果的に分散されていることが分かる。
また、領域Ｐ１に生じた最大応力の数値においても、従来の場合と同じ条件下において、本実施形態の構造の場合、従来に比べて２１％も低減させることができた。
【００５１】
以下、本発明の前掲の実施形態に基づいてテストした実施例１，２について図１４を参照して説明する。なお、比較例としては、図１６に示す従来の溝端部１２０ａについて実施したデータである。
なお、図１４に示すグラフには、本実施形態の溝端部２０ａと従来の溝端部１２０ａの溝の横断面積（溝の空間をメインシャフトの横断方向に沿って切断した面積）の変化の例を示してある。
【００５２】
そして、この実施結果を見ると、図１４に示されているように、比較例の断面積の変化は、図中のＱにて示す範囲で急激な面積変化が生じている。
これに対して、本実施例１，２においては、溝端部２０ａは、溝最深部を横断する溝空間（Ａ−Ａ断面に相当する溝空間）の横断面積に対して、溝端部２０ａの浅くなり始まり側（グラフ左側）から溝終端側（グラフ右側）に向って全長の６０％までの領域において断面変化が安定していることで、好ましい結果が得られる知見を得た。このような急激な面積変化によって応力集中がし易いことに比較して、本実施形態の断面積の変化はなだらかな曲線であり、応力集中が起こり難い。
そして、更に、溝端部２０ａは、溝最深部を横断する溝空間の横断面積に対して、溝端部２０ａの切れ上がり始端から溝終端側に向って溝端部２０ａの全長の６０％までの領域において、溝空間の横断面積の断面積変化率は、切れ上がり始端から溝終端側へ前記溝端部２０ａの全長の１％の位置移動に対して０．３％以下であると、前掲の図８に示すように、応力分散が効果的にできる知見を得ることができた。
【００５３】
以上、本発明についてドグクラッチを有する常時噛合式のトランスミッションにおけるメインシャフトに適用した第１および第２実施形態について説明したが、カウンタシャフト１３にも適用可能であることは勿論、例えば、ツインクラッチ式のトランスミッション、他の鞍乗型車両、四輪自動車でもよく、さらには、本発明が対象とするスプライン軸を有する動力伝達機構に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１トランスミッション
１２メインシャフト
１３カウンタシャフト
２０スプライン溝
２０ａ溝端部
２０ｂ溝底面
２０ｃ側壁面
２１軸線方向中央部
Ｈ溝深さ
Ｌ溝端部の長さ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン溝（２０）に嵌合された歯車を備えるメインシャフト（１２）と、スプライン溝（２０）に嵌合された歯車を備えるカウンタシャフト（１３）とを有しており、前記歯車同士の噛み合いを変更することにより、前記メインシャフト（１２）から前記カウンタシャフト（１３）への動力伝達の回転比率を変更可能に構成されたトランスミッション（１）において、
前記スプライン溝（２０）における軸方向の少なくとも1つの溝端部（２０ａ）は、前記スプライン溝（２０）の溝底面（２０ｂ）の軸線方向中央部（２１）が溝終端側へ向かうに連れ溝深さ（Ｈ）が浅くなるシャフト中心方向にへこむ湾曲面に構成され、さらに、前記溝端部（２０ａ）は、前記溝底面（２０ｂ）の溝幅方向の両脇部（２０ｅ，２０ｅ）の溝横断面方向における曲率が溝終端側へ向って徐々に大きくなるように構成されていることを特徴とするトランスミッション（１）。
【請求項２】
前記溝端部（２０ａ）はその終端輪郭線（２０ｆ）が平面視で溝外側に膨らむ湾曲線に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション（１）。
【請求項３】
前記溝端部（２０ａ）は湾曲した前記溝底面（２０ｂ）の軸方向の長さ（Ｌ）が最大溝深さ（Ｈ）の４倍以上に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のトランスミッション（１）。
【請求項４】
前記溝端部（２０ａ）は、溝最深部を横断する溝空間の横断面積に対して、前記溝端部（２０ａ）の切れ上がり始端（ＳＰ）から溝終端側に向って前記溝端部（２０ａ）の全長の６０％までの領域において、溝空間の横断面積の断面積変化率は、切れ上がり始端（ＳＰ）から溝終端側へ前記溝端部（２０ａ）の全長の１％の位置移動に対して０．３％以下に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のトランスミッション（１）。

【図１】