手動変速機
【課題】ギヤ抜けを防止するためのテーパ角を、小径側よりも大径側を大きくすることにより、ギヤピース及びスリーブが傾いた時のスプライン歯面の隙間を減少させ、ギヤ抜け防止のためのテーパ面同士の接触タイミングを早めて、ギヤ吸い込み力発生をより早くして、ギヤ吸い込み力の低下を防止可能な手動変速機を提供する。
【解決手段】ギヤピーススプライン９が形成されたギヤピース１、（２）と、スリーブスプライン８が形成されたスリーブ６とが、噛合されてなる手動変速機において、これらギヤピーススプライン９及びスリーブスプライン８の大径側９１、８１のテーパ角θ１、θ３は、小径側９２、８２のテーパ角θ２、θ４よりも広角に形成されてなる。
【解決手段】ギヤピーススプライン９が形成されたギヤピース１、（２）と、スリーブスプライン８が形成されたスリーブ６とが、噛合されてなる手動変速機において、これらギヤピーススプライン９及びスリーブスプライン８の大径側９１、８１のテーパ角θ１、θ３は、小径側９２、８２のテーパ角θ２、θ４よりも広角に形成されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤピーススプラインが形成されたギヤピースと、スリーブスプラインが形成されたスリーブとが、噛合されてなる手動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用の手動変速機（ＭＴ）には、シンクロ機構を含む歯車変速機が装着されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、図５は、従来の手動変速機におけるギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【０００４】
従来の手動変速機の一部であるスリーブ１００の内周面には、スリーブスプライン１０１が形成され、ギヤピース２００側にはギヤピーススプライン２０１が設けられている。
【０００５】
また、互いに噛合する領域における両スプライン１０１、２０１の歯筋形状は、テーパ角θ（歯筋と軸線とのなす角）で、チャンファ側からヒール側に向けて歯厚が徐々に小さくなる「逆テーパ形状」を有している。
【０００６】
そして、前記テーパ角θは、ピッチ円上で一定の角度で設定されている。
【０００７】
これにより、例えば、オフロード走行時における衝撃によって、両スプライン１０１、２０１の延在方向に外力Ｆが加わったとしても、噛合した逆テーパ形状の歯筋がスリーブ１００の軸方向への変位を規制するため、ギヤ抜けを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８０３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６は、図５の要部を概略的に示した模式図である。
【００１０】
ところが、図６に示すように、走行時においては、ギヤピース２００が、相手ギヤ３００のスラスト荷重等の影響によって傾いてしまうと、当該ギヤピース２００の傾きにより、噛合されている両スプライン１０１、２０１が押し下げられて、スリーブ１００も傾いてしまい、これらギヤピース２００及びスリーブ１００が傾きを持って回転することがある。
【００１１】
すなわち、図中二点破線内の拡大図に示すように、ギヤピース２００及びスリーブ１００が傾くことによって、これらギヤピース２００及びスリーブ１００の大径側（外側）が、基準ピッチ円よりも近づくことになる。
【００１２】
そのため、前記ギヤピース２００及びスリーブ１００に形成された夫々のスプライン１０１、２０１同士の歯面には、隙間が生じてしまい、ギヤ抜けを防止するためのテーパ面同士の接触が遅くなってしまうため、ギヤ吸い込み力の発生が遅れ、ギヤ吸い込み力が低下するという問題があった。
【００１３】
また、ギヤ抜けの防止力を大きくするためには、前記テーパ角θを大きくして、夫々のスプライン１０１、２０１の歯筋の逆テーパ形状をきつくすればよいと思われるが、このテーパ角θを歯先基準で全体的に大きくすると、スプライン歯面のガタツキが増えるうえ、両スプライン１０１、２０１のヒール側における歯厚が極端に薄くなってしまい、前記スプライン自体の強度の低下を招くという問題がある。
【００１４】
一方、歯元基準で全体的にテーパ角θを大きくすると、前記ギヤピース２００及びスリーブ１００のギヤ抜けを防止するためのテーパ面に必要な噛合い長さが確保できなくなるという問題も生じる。
【００１５】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とし、ギヤピース及びスリーブが傾いた時のスプライン歯面の隙間を減少させ、ギヤ抜け防止のためのテーパ面同士の接触タイミングを早めて、ギヤ吸い込み力発生をより早くして、ギヤ吸い込み力の低下を防止可能な手動変速機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、
本発明は、ギヤスプラインが形成されたギヤピースと、スリーブスプラインが形成されたスリーブとが、噛合されてなる手動変速機において、これらギヤピーススプライン及びスリーブスプラインの大径側（外側）のテーパ角は、小径側（内側）のテーパ角よりも広角に形成されてなることを特徴にしている。
【００１７】
すなわち、走行時などに、前記ギヤピースが、スラスト荷重等の影響によって傾くと、これに噛合されているスリーブも傾いて、両者のスプラインの大径側が近づくことになる。
【００１８】
ところが、本発明では、噛合されているギヤピーススプライン及びスリーブスプラインの大径側のテーパ角は、小径側のテーパ角よりも広角に形成されているため、両スプラインの歯面の隙間を、従来のものに比べて減少（狭く）できる。
【００１９】
そのため、本発明では、ギヤ抜け防止のためのテーパ面同士の接触タイミングを早めることができ、これにより、ギヤ吸い込み力発生をより早くして、ギヤ吸い込み力の低下を防止することができるのである。
【００２０】
また、本発明では、歯先基準や歯元基準で全体的にテーパ角θを大きくするものではないため、スプライン歯面のガタツキを防止すると共に、当該スプライン自体の強度も維持することができ、更に、テーパ面に必要な噛合い長さも確保できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の手動変速機によれば、ギヤピース及びスリーブが傾いた時のスプライン歯面の隙間を減少して、ギヤ吸い込み力の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の手動変速機を概略的に示した断面図である。
【図２】図１で示したギヤピースの要部を示した拡大説明図である。
【図３】図１で示したスリーブの要部を示した拡大説明図である。
【図４】図２、図３で示したギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【図５】従来の手動変速機におけるギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【図６】図５の要部を概略的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の手動変速機Ａを概略的に示した断面図である。
【００２５】
本実施形態の手動変速機Ａは、回転軸４の軸方向の左右に配置されたギヤピース１、２と、ギヤピース１、２の間に介装されたシンクロ機構３とで構成されている。
【００２６】
周知のとおり、シンクロ機構３は、外周面にギヤピーススプライン９が形成されたハブ５、内周面にスリーブスプライン８が形成されたスリーブ６、および一対のリング７等を有している。
【００２７】
スリーブ６は、回転軸４に固定的に取り付けられたハブ５とスプライン嵌合しており、回転軸４と一体的に回転する。
【００２８】
また、左右のギヤピース１、２は、回転軸４に回転自在に取り付けられているとともに、スリーブ６側のスリーブスプライン８と嵌合可能なギヤピーススプライン９が形成されている。
【００２９】
そして、変速時に、軸方向の左または右のいずれかにスリーブ６をシフトさせると、スリーブ６がリング７を押圧することによって、リング７の内周に形成されたテーパ面とギヤピース１（またはギヤピース２）のコーン面との間で摩擦力が生じる。
【００３０】
この摩擦力の増大に伴い、やがてスリーブ６とギヤピース１、（２）とが回転同期すると、スリーブ６がさらにシフトして、スリーブ６側のスリーブスプライン８が、ギヤピース１、（２）側のギヤピーススプライン９と噛合され、この噛合により、ギヤピース１、（２）の駆動力は、スプライン嵌合したギヤピース１、（２）から回転軸４へと伝達されるのである。
【００３１】
図２は、図１で示したギヤピース１、（２）の要部を示した拡大説明図であり、図３は、図１で示したスリーブ６の要部を示した拡大説明図である。
【００３２】
図４は、図２、図３で示したギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【００３３】
なお、図１〜図４において共通する部位には、同一の符号を付して、重複する説明については、省略している。
【００３４】
このようなギヤピース１、（２）の外周面には、ギヤピーススプライン９が切削加工等の周知手段によって形成されている。
【００３５】
また、本実施形態のギヤピーススプライン９は、大径側９１から小径側９２に向けて傾斜された非対称な略台形状に形成され、当該ギヤピーススプライン９の大径側９１のテーパ角θ１は、小径側９２のテーパ角θ２よりも広角に形成されてなる。
【００３６】
ここで、「テーパ角」とは、軸線Ｏに対して、ギヤピーススプライン９の大径側９１（または小径側９２）の傾斜している角度を意味している。
【００３７】
一方、ギヤピース１に噛合されるスリーブ６の内周面には、スリーブスプライン８が切削加工等の周知手段によって形成されている。
【００３８】
本実施形態のスリーブスプライン８は、大径側８１から小径側８２に向けて傾斜された略台形状であって、当該スリーブスプライン８の大径側８１のテーパ角θ３は、小径側のテーパ角θ４よりも広角に形成されてなる。
【００３９】
このように構成された本実施形態の手動変速Ａでは、図６と同様に、走行時においては、ギヤピース１、（２）が、相手ギヤ（３００）のスラスト荷重等の影響によって、傾いてしまうと、当該ギヤピース１、（２）の傾きにより、噛合されているスプライン９、８が押し下げられて、スリーブ６も傾いてしまい、これらギヤピース１、（２）及びスリーブ６が傾きを持って回転することがある。
【００４０】
すなわち、走行時などにギヤピース１、（２）及びスリーブ６が傾くことによって、これらギヤピース１、（２）及びスリーブ６の大径側９１、８１が、基準ピッチ円よりも近づくことになる。
【００４１】
しかしながら、ギヤピーススプライン９及びスリーブスプライン８の大径側９１、８１のテーパ角θ１、θ３は、夫々の小径側９２、８２のテーパ角θ２、θ４よりも広角に形成されてなる。
【００４２】
そのため、本実施形態の手動変速機Ａによれば、ギヤピース１、（２）及びスリーブ６に形成された夫々のスプライン９、８同士の歯面には、隙間が殆ど生じることがなく、ギヤ抜けを防止するためのテーパ面同士の接触が、従来のものに比べて早くでき、ギヤ吸い込み力の発生を早めて、ギヤ吸い込み力を向上することができる。
【００４３】
また、本実施形態の手動変速機Ａによれば、従来のような歯先基準や歯元基準で全体的にテーパ角θを大きくするものではないため、夫々のスプライン９、８ス歯面のガタツキを防止すると共に、当該スプライン９、８自体の強度も維持することができ、更に、テーパ面に必要な噛合い長さを確保できる。
【００４４】
なお、ギヤピース１、（２）が、例えば、後方に走行するなどして、本実施形態と逆方向に回転されても、ギヤピーススプライン９及びスリーブスプライン８の大径側９１、８１のテーパ角θ１、θ３は、夫々の小径側９２、８２のテーパ角θ２、θ４よりも広角に形成されているので、前記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ 手動変速機
１、２ ギヤピース
６ スリーブ
８ スリーブスプライン
８１ 大径側（スリーブスプライン）
８２ 小径側（スリーブスプライン）
９ ギヤピーススプライン
９１ 大径側（ギヤピーススプライン）
９２ 小径側（ギヤピーススプライン）
θ１、θ３ （大径側）テーパ角
θ２、θ４ （小径側）テーパ角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤピーススプラインが形成されたギヤピースと、スリーブスプラインが形成されたスリーブとが、噛合されてなる手動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用の手動変速機（ＭＴ）には、シンクロ機構を含む歯車変速機が装着されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、図５は、従来の手動変速機におけるギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【０００４】
従来の手動変速機の一部であるスリーブ１００の内周面には、スリーブスプライン１０１が形成され、ギヤピース２００側にはギヤピーススプライン２０１が設けられている。
【０００５】
また、互いに噛合する領域における両スプライン１０１、２０１の歯筋形状は、テーパ角θ（歯筋と軸線とのなす角）で、チャンファ側からヒール側に向けて歯厚が徐々に小さくなる「逆テーパ形状」を有している。
【０００６】
そして、前記テーパ角θは、ピッチ円上で一定の角度で設定されている。
【０００７】
これにより、例えば、オフロード走行時における衝撃によって、両スプライン１０１、２０１の延在方向に外力Ｆが加わったとしても、噛合した逆テーパ形状の歯筋がスリーブ１００の軸方向への変位を規制するため、ギヤ抜けを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８０３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６は、図５の要部を概略的に示した模式図である。
【００１０】
ところが、図６に示すように、走行時においては、ギヤピース２００が、相手ギヤ３００のスラスト荷重等の影響によって傾いてしまうと、当該ギヤピース２００の傾きにより、噛合されている両スプライン１０１、２０１が押し下げられて、スリーブ１００も傾いてしまい、これらギヤピース２００及びスリーブ１００が傾きを持って回転することがある。
【００１１】
すなわち、図中二点破線内の拡大図に示すように、ギヤピース２００及びスリーブ１００が傾くことによって、これらギヤピース２００及びスリーブ１００の大径側（外側）が、基準ピッチ円よりも近づくことになる。
【００１２】
そのため、前記ギヤピース２００及びスリーブ１００に形成された夫々のスプライン１０１、２０１同士の歯面には、隙間が生じてしまい、ギヤ抜けを防止するためのテーパ面同士の接触が遅くなってしまうため、ギヤ吸い込み力の発生が遅れ、ギヤ吸い込み力が低下するという問題があった。
【００１３】
また、ギヤ抜けの防止力を大きくするためには、前記テーパ角θを大きくして、夫々のスプライン１０１、２０１の歯筋の逆テーパ形状をきつくすればよいと思われるが、このテーパ角θを歯先基準で全体的に大きくすると、スプライン歯面のガタツキが増えるうえ、両スプライン１０１、２０１のヒール側における歯厚が極端に薄くなってしまい、前記スプライン自体の強度の低下を招くという問題がある。
【００１４】
一方、歯元基準で全体的にテーパ角θを大きくすると、前記ギヤピース２００及びスリーブ１００のギヤ抜けを防止するためのテーパ面に必要な噛合い長さが確保できなくなるという問題も生じる。
【００１５】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とし、ギヤピース及びスリーブが傾いた時のスプライン歯面の隙間を減少させ、ギヤ抜け防止のためのテーパ面同士の接触タイミングを早めて、ギヤ吸い込み力発生をより早くして、ギヤ吸い込み力の低下を防止可能な手動変速機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、
本発明は、ギヤスプラインが形成されたギヤピースと、スリーブスプラインが形成されたスリーブとが、噛合されてなる手動変速機において、これらギヤピーススプライン及びスリーブスプラインの大径側（外側）のテーパ角は、小径側（内側）のテーパ角よりも広角に形成されてなることを特徴にしている。
【００１７】
すなわち、走行時などに、前記ギヤピースが、スラスト荷重等の影響によって傾くと、これに噛合されているスリーブも傾いて、両者のスプラインの大径側が近づくことになる。
【００１８】
ところが、本発明では、噛合されているギヤピーススプライン及びスリーブスプラインの大径側のテーパ角は、小径側のテーパ角よりも広角に形成されているため、両スプラインの歯面の隙間を、従来のものに比べて減少（狭く）できる。
【００１９】
そのため、本発明では、ギヤ抜け防止のためのテーパ面同士の接触タイミングを早めることができ、これにより、ギヤ吸い込み力発生をより早くして、ギヤ吸い込み力の低下を防止することができるのである。
【００２０】
また、本発明では、歯先基準や歯元基準で全体的にテーパ角θを大きくするものではないため、スプライン歯面のガタツキを防止すると共に、当該スプライン自体の強度も維持することができ、更に、テーパ面に必要な噛合い長さも確保できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の手動変速機によれば、ギヤピース及びスリーブが傾いた時のスプライン歯面の隙間を減少して、ギヤ吸い込み力の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の手動変速機を概略的に示した断面図である。
【図２】図１で示したギヤピースの要部を示した拡大説明図である。
【図３】図１で示したスリーブの要部を示した拡大説明図である。
【図４】図２、図３で示したギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【図５】従来の手動変速機におけるギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【図６】図５の要部を概略的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の手動変速機Ａを概略的に示した断面図である。
【００２５】
本実施形態の手動変速機Ａは、回転軸４の軸方向の左右に配置されたギヤピース１、２と、ギヤピース１、２の間に介装されたシンクロ機構３とで構成されている。
【００２６】
周知のとおり、シンクロ機構３は、外周面にギヤピーススプライン９が形成されたハブ５、内周面にスリーブスプライン８が形成されたスリーブ６、および一対のリング７等を有している。
【００２７】
スリーブ６は、回転軸４に固定的に取り付けられたハブ５とスプライン嵌合しており、回転軸４と一体的に回転する。
【００２８】
また、左右のギヤピース１、２は、回転軸４に回転自在に取り付けられているとともに、スリーブ６側のスリーブスプライン８と嵌合可能なギヤピーススプライン９が形成されている。
【００２９】
そして、変速時に、軸方向の左または右のいずれかにスリーブ６をシフトさせると、スリーブ６がリング７を押圧することによって、リング７の内周に形成されたテーパ面とギヤピース１（またはギヤピース２）のコーン面との間で摩擦力が生じる。
【００３０】
この摩擦力の増大に伴い、やがてスリーブ６とギヤピース１、（２）とが回転同期すると、スリーブ６がさらにシフトして、スリーブ６側のスリーブスプライン８が、ギヤピース１、（２）側のギヤピーススプライン９と噛合され、この噛合により、ギヤピース１、（２）の駆動力は、スプライン嵌合したギヤピース１、（２）から回転軸４へと伝達されるのである。
【００３１】
図２は、図１で示したギヤピース１、（２）の要部を示した拡大説明図であり、図３は、図１で示したスリーブ６の要部を示した拡大説明図である。
【００３２】
図４は、図２、図３で示したギヤピース及びスリーブの噛合状態を示した拡大説明図である。
【００３３】
なお、図１〜図４において共通する部位には、同一の符号を付して、重複する説明については、省略している。
【００３４】
このようなギヤピース１、（２）の外周面には、ギヤピーススプライン９が切削加工等の周知手段によって形成されている。
【００３５】
また、本実施形態のギヤピーススプライン９は、大径側９１から小径側９２に向けて傾斜された非対称な略台形状に形成され、当該ギヤピーススプライン９の大径側９１のテーパ角θ１は、小径側９２のテーパ角θ２よりも広角に形成されてなる。
【００３６】
ここで、「テーパ角」とは、軸線Ｏに対して、ギヤピーススプライン９の大径側９１（または小径側９２）の傾斜している角度を意味している。
【００３７】
一方、ギヤピース１に噛合されるスリーブ６の内周面には、スリーブスプライン８が切削加工等の周知手段によって形成されている。
【００３８】
本実施形態のスリーブスプライン８は、大径側８１から小径側８２に向けて傾斜された略台形状であって、当該スリーブスプライン８の大径側８１のテーパ角θ３は、小径側のテーパ角θ４よりも広角に形成されてなる。
【００３９】
このように構成された本実施形態の手動変速Ａでは、図６と同様に、走行時においては、ギヤピース１、（２）が、相手ギヤ（３００）のスラスト荷重等の影響によって、傾いてしまうと、当該ギヤピース１、（２）の傾きにより、噛合されているスプライン９、８が押し下げられて、スリーブ６も傾いてしまい、これらギヤピース１、（２）及びスリーブ６が傾きを持って回転することがある。
【００４０】
すなわち、走行時などにギヤピース１、（２）及びスリーブ６が傾くことによって、これらギヤピース１、（２）及びスリーブ６の大径側９１、８１が、基準ピッチ円よりも近づくことになる。
【００４１】
しかしながら、ギヤピーススプライン９及びスリーブスプライン８の大径側９１、８１のテーパ角θ１、θ３は、夫々の小径側９２、８２のテーパ角θ２、θ４よりも広角に形成されてなる。
【００４２】
そのため、本実施形態の手動変速機Ａによれば、ギヤピース１、（２）及びスリーブ６に形成された夫々のスプライン９、８同士の歯面には、隙間が殆ど生じることがなく、ギヤ抜けを防止するためのテーパ面同士の接触が、従来のものに比べて早くでき、ギヤ吸い込み力の発生を早めて、ギヤ吸い込み力を向上することができる。
【００４３】
また、本実施形態の手動変速機Ａによれば、従来のような歯先基準や歯元基準で全体的にテーパ角θを大きくするものではないため、夫々のスプライン９、８ス歯面のガタツキを防止すると共に、当該スプライン９、８自体の強度も維持することができ、更に、テーパ面に必要な噛合い長さを確保できる。
【００４４】
なお、ギヤピース１、（２）が、例えば、後方に走行するなどして、本実施形態と逆方向に回転されても、ギヤピーススプライン９及びスリーブスプライン８の大径側９１、８１のテーパ角θ１、θ３は、夫々の小径側９２、８２のテーパ角θ２、θ４よりも広角に形成されているので、前記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ 手動変速機
１、２ ギヤピース
６ スリーブ
８ スリーブスプライン
８１ 大径側（スリーブスプライン）
８２ 小径側（スリーブスプライン）
９ ギヤピーススプライン
９１ 大径側（ギヤピーススプライン）
９２ 小径側（ギヤピーススプライン）
θ１、θ３ （大径側）テーパ角
θ２、θ４ （小径側）テーパ角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤピーススプラインが形成されたギヤピースと、スリーブスプラインが形成されたスリーブとが、噛合されてなる手動変速機において、
これらギヤピーススプライン及びスリーブスプラインの大径側のテーパ角は、小径側のテーパ角よりも広角に形成されてなることを特徴とする手動変速機。
【請求項１】
ギヤピーススプラインが形成されたギヤピースと、スリーブスプラインが形成されたスリーブとが、噛合されてなる手動変速機において、
これらギヤピーススプライン及びスリーブスプラインの大径側のテーパ角は、小径側のテーパ角よりも広角に形成されてなることを特徴とする手動変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２８６０２５（Ｐ２０１０−２８６０２５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３９０５０（Ｐ２００９−１３９０５０）
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１０日（２００９．６．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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