JP2000274446A - Dog clutch mechanism and automatic transmission using the same - Google Patents

Dog clutch mechanism and automatic transmission using the same

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JP2000274446A
JP2000274446A JP11079444A JP7944499A JP2000274446A JP 2000274446 A JP2000274446 A JP 2000274446A JP 11079444 A JP11079444 A JP 11079444A JP 7944499 A JP7944499 A JP 7944499A JP 2000274446 A JP2000274446 A JP 2000274446A
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sleeve
spline
hub
speed
clutch mechanism
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JP11079444A
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Japanese (ja)
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Akihiro Nakao
章裕 中尾
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Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
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  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dog clutch mechanism having a simple structure and capable of shortening an axial dimension. SOLUTION: A dog clutch mechanism is provided with a hub 40 integrally rotated with a shaft 6, a gear rotatably supported on the shaft and having an outer spline in an end part opposite the hub 40, and a sleeve 41 engaged with the hub 40 so as to be axially moved and having an inner spline 41a in an inner peripheral part so as to be engaged with the outer spline. A plurality of guide pawls 40b are projectingly provided in the outer peripheral part of the hub 40 so as to be axially extended along the outer peripheral side of the outer spline of the gear, and a guide groove 41c is formed in the inner peripheral part of the sleeve 41 so as to be engaged with the guide pawl so as to axially slide. When the sleeve 41 is axially shifted, the inner spline of the sleeve 41 is engaged only with the outer spline of the gear, and thereby the axial dimension of the sleeve 41 is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はドッグクラッチ機構
およびこのドッグクラッチ機構を用いた自動変速機に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dog clutch mechanism and an automatic transmission using the dog clutch mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動変速機は、一般に、遊星歯車機構と
複数の摩擦係合要素(油圧クラッチおよび油圧ブレー
キ)とを備えており、摩擦係合要素を選択的に係合させ
ることによって、複数の変速段を得るようにしている。
ところで、このような遊星歯車機構と摩擦係合要素とを
用いた自動変速機の他に、マニュアル変速機を用い、そ
の各変速段の切替を電気または油圧アクチュエータを用
いて自動的に行なうようにした自動変速機が知られてい
る。すなわち、この変速機は自動マニュアル変速機と呼
ばれるもので、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との
間に設けられて駆動力の断接を行なうクラッチと、入力
軸と出力軸との間に配置された複数の変速ギヤ対と、所
望の変速段を確立するため各変速ギヤ対を入力軸または
出力軸と選択的に連結する複数の同期装置と、各同期装
置を切替駆動する変速用アクチュエータと、クラッチを
断接駆動するクラッチ用アクチュエータと、車両の走行
状態に応じて変速用アクチュエータおよびクラッチ用ア
クチュエータを制御するコントローラとを備えている。
2. Description of the Related Art An automatic transmission generally includes a planetary gear mechanism and a plurality of friction engagement elements (a hydraulic clutch and a hydraulic brake). Gear speed.
By the way, in addition to the automatic transmission using such a planetary gear mechanism and the friction engagement element, a manual transmission is used, and switching of each gear is automatically performed using an electric or hydraulic actuator. Automatic transmissions are known. That is, this transmission is called an automatic manual transmission, and a clutch provided between the output shaft of the engine and the input shaft of the transmission to connect and disconnect the driving force, and a clutch between the input shaft and the output shaft. A plurality of transmission gear pairs, a plurality of synchronizers for selectively connecting each transmission gear pair to an input shaft or an output shaft to establish a desired gear position, and a transmission for switching and driving each synchronizer. An actuator, a clutch actuator for connecting and disconnecting the clutch, and a controller for controlling the shift actuator and the clutch actuator in accordance with the running state of the vehicle are provided.

【0003】上記のように自動マニュアル変速機の場合
も、変速段の切替装置としては、通常のマニュアル変速
機と同様に同期装置が用いられている。同期装置は2部
材間の回転速度差を小さくする機能を持つものであり、
変速ギヤに一体に形成された外スプライン、ハブおよび
スリーブの他に、シンクロナイザリングやキー、キース
プリングなど多数の部品を必要とし、軸方向のスペース
が増大するという問題がある。
As described above, also in the case of an automatic manual transmission, a synchronizing device is used as a gear shift device, as in a normal manual transmission. The synchronizer has a function of reducing the difference in rotational speed between the two members,
In addition to the outer spline, hub, and sleeve integrally formed with the transmission gear, a number of parts such as a synchronizer ring, a key, and a key spring are required, and there is a problem that an axial space is increased.

【0004】一方、上記のような自動変速機の場合、エ
ンジン回転数制御やクラッチ制御によって、入力軸と出
力軸との回転速度比を比較的自由に制御できる。そのた
め、変速段の切替時に、入力軸と出力軸との回転速度比
が目標とする変速段に応じた速度比に近づくように入力
軸の回転を制御すれば、同期装置は必ずしも必要ではな
い。つまり、同期装置に代えて構造の簡単なドッグクラ
ッチ機構を用いることが可能である。
On the other hand, in the case of the automatic transmission as described above, the rotational speed ratio between the input shaft and the output shaft can be controlled relatively freely by controlling the engine speed or controlling the clutch. Therefore, if the rotation of the input shaft is controlled such that the rotation speed ratio between the input shaft and the output shaft approaches the speed ratio corresponding to the target shift speed at the time of switching the gear, the synchronization device is not necessarily required. That is, it is possible to use a dog clutch mechanism having a simple structure instead of the synchronization device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図1はドッグクラッチ
機構の一例を示し、軸50の上に第1の変速ギヤ51と
第2の変速ギヤ52とが回転自在に支持され、その間に
ハブ53がスプライン嵌合されている。そのため、ハブ
53は軸50と一体回転する。変速ギヤ51,52には
それぞれ対向する部位に外スプライン51a,52aが
設けられており、ハブ53の外周部にもスプライン53
aが形成されている。そして、ハブ53のスプライン5
3aに嵌合したスリーブ54を軸方向にシフトすること
により、スリーブ54をハブ53のスプライン53aと
一方の変速ギヤ51,52の外スプライン51a,52
aとに跨がって噛み合わせ、軸50といずれか一方の変
速ギヤ51,52とを連結するようになっている(図1
に二点鎖線で示す)。
FIG. 1 shows an example of a dog clutch mechanism. A first transmission gear 51 and a second transmission gear 52 are rotatably supported on a shaft 50, and a hub 53 is interposed therebetween. Are spline-fitted. Therefore, the hub 53 rotates integrally with the shaft 50. The transmission gears 51 and 52 are provided with outer splines 51 a and 52 a at opposing portions, respectively.
a is formed. And the spline 5 of the hub 53
By shifting the sleeve 54 fitted in the shaft 3a in the axial direction, the sleeve 54 is connected to the spline 53a of the hub 53 and the outer splines 51a, 52 of one of the transmission gears 51, 52.
a, the shaft 50 and one of the transmission gears 51 and 52 are connected (FIG. 1).
Is indicated by a two-dot chain line).

【0006】しかしながら、ドッグクラッチ機構は、ス
リーブ54がハブ53のスプライン53aと一方の変速
ギヤ51,52の外スプライン51a,52aとの間に
跨がって噛み合うことにより、動力を伝達する構造とな
っているので、スリーブ54の長さLが長くなり、これ
に応じてハブ53の軸方向長さも長くなるという欠点が
ある。そのため、軸方向寸法の短縮にはあまり効果がな
い。
However, the dog clutch mechanism has a structure in which power is transmitted by the sleeve 54 straddling between the spline 53a of the hub 53 and the outer splines 51a, 52a of one of the transmission gears 51, 52. Therefore, there is a disadvantage that the length L of the sleeve 54 is increased, and the axial length of the hub 53 is correspondingly increased. Therefore, it is not so effective in reducing the axial dimension.

【0007】そこで、本発明の目的は、構造が簡単で、
軸方向寸法を短縮できるドッグクラッチ機構を提供する
ことにある。また、他の目的は上記ドッグクラッチ機構
を用いることにより、軸方向にコンパクトな自動変速機
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a simple structure,
An object of the present invention is to provide a dog clutch mechanism capable of reducing the axial dimension. Another object is to provide an automatic transmission that is compact in the axial direction by using the dog clutch mechanism.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は請求項1に記
載の発明によって達成される。すなわち、軸と一体回転
するハブと、軸上に回転自在に支持され、ハブと対向す
る端部に外スプラインを有する回転体と、ハブに対して
軸方向に移動可能に係合し、内周部に回転体の外スプラ
インと係合可能な内スプラインを有するスリーブとを備
え、スリーブを軸方向にシフトすることにより、ハブと
回転体とを選択的に連結するドッグクラッチ機構におい
て、上記ハブの外周部には、回転体の外スプラインの外
周側に沿って軸方向へ延びる複数のガイド爪が突設さ
れ、上記スリーブの内周部には、上記ガイド爪と軸方向
に摺動自在に係合するガイド溝が形成され、上記スリー
ブを軸方向にシフトした際、スリーブの内スプラインが
回転体の外スプラインにのみ係合するように構成されて
いることを特徴とするドッグクラッチ機構を提供する。
The above object is achieved by the present invention. That is, a hub that rotates integrally with the shaft, a rotator that is rotatably supported on the shaft and has an outer spline at an end facing the hub, and movably engages the hub in the axial direction, A dog clutch mechanism that selectively connects the hub and the rotating body by shifting the sleeve in the axial direction, the sleeve including an inner spline that can be engaged with the outer spline of the rotating body. A plurality of guide claws extending in the axial direction along the outer peripheral side of the outer spline of the rotating body are protruded from the outer peripheral portion, and the inner peripheral portion of the sleeve is slidably engaged with the guide claws in the axial direction. A dog clutch mechanism is provided in which a guide groove is formed so that when the sleeve is shifted in the axial direction, the inner spline of the sleeve engages only with the outer spline of the rotating body. .

【0009】ニュートラル状態では、スリーブはハブの
中央部に位置しており、ガイド爪に係合している。ここ
で、スリーブを軸方向へシフトすると、スリーブはガイ
ド爪によってガイドされ、スリーブの内スプラインが回
転体の外スプラインと噛み合う。そして、スリーブの内
スプラインが回転体の外スプラインに完全に係合するま
でシフトさせると、スリーブの内スプラインは回転体の
外スプラインにのみ係合し、ハブに対して軸方向に外れ
た位置となる。つまり、従来のドッグクラッチのよう
に、スリーブの内スプラインがハブと回転体とに跨がっ
てスプライン嵌合する必要がない。この状態で、回転体
を入力側とすると、動力は回転体〜外スプライン〜スリ
ーブ〜ガイド爪〜ハブ〜軸へと伝達される。上記のよう
に、スリーブをシフトした時、スリーブの内スプライン
はハブと回転体の外スプラインとに跨がる必要がないの
で、スリーブの軸方向長さをトルク伝達に必要な最小の
長さに短縮でき、ハブの長さも短縮できる。その結果、
ドッグクラッチ機構の軸方向寸法を短縮できる。
In the neutral state, the sleeve is located at the center of the hub and engages the guide pawl. Here, when the sleeve is shifted in the axial direction, the sleeve is guided by the guide claws, and the inner spline of the sleeve meshes with the outer spline of the rotating body. Then, when the inner spline of the sleeve is shifted until it completely engages with the outer spline of the rotating body, the inner spline of the sleeve engages only with the outer spline of the rotating body, and a position displaced in the axial direction with respect to the hub. Become. That is, unlike the conventional dog clutch, the inner spline of the sleeve does not need to be spline-fitted over the hub and the rotating body. In this state, if the rotating body is on the input side, power is transmitted to the rotating body, the outer spline, the sleeve, the guide pawl, the hub, and the shaft. As described above, when the sleeve is shifted, the inner spline of the sleeve does not need to straddle the hub and the outer spline of the rotating body, so the axial length of the sleeve is set to the minimum length necessary for torque transmission. It can be shortened, and the length of the hub can be shortened. as a result,
The axial dimension of the dog clutch mechanism can be reduced.

【0010】請求項2では、スリーブの内スプラインお
よび回転体の外スプラインの対向する端部に、スリーブ
と回転体との回転速度差によって相互に衝合する側とは
反対側にのみチャンファを設けてある。このようにすれ
ば、スリーブと回転体との間に多少の回転速度差があっ
ても、内スプラインと外スプラインとが衝突した時、チ
ャンファによってはね退けられることがなく、スムーズ
にかみ合わせることができる。そのため、スリーブ
(軸)と回転体との同期回転制御が簡単になるととも
に、スプラインの入り不良や異音発生を防止できる。
According to the present invention, the chamfer is provided only at the side opposite to the side where the inner spline of the sleeve and the outer spline of the rotary body abut against each other due to the rotational speed difference between the sleeve and the rotary body. It is. In this way, even if there is a slight difference in rotational speed between the sleeve and the rotating body, when the inner spline and the outer spline collide, they will not be dislodged by the chamfer and will engage smoothly. Can be. Therefore, synchronous rotation control between the sleeve (shaft) and the rotating body is simplified, and poor spline insertion and generation of abnormal noise can be prevented.

【0011】請求項3は、請求項1または2のドッグク
ラッチ機構を、自動マニュアル変速機に適用したもので
ある。すなわち、入力軸と出力軸との間に配置された複
数の変速ギヤ対と、所望の変速段を確立するため各変速
ギヤ対を入力軸または出力軸と選択的に連結する複数の
切替装置と、各切替装置を切替駆動する変速用アクチュ
エータと、車両の走行状態に応じて変速用アクチュエー
タを制御するコントローラとを備えた自動変速機におい
て、上記切替装置のうちの少なくとも1つは、請求項1
または2に記載のドッグクラッチ機構で構成され、変速
段の切替時に、入力軸と出力軸との回転速度比が所望の
変速段に応じた速度比に近づくように入力軸の回転を制
御する手段が設けられていることを特徴とする自動変速
機である。この場合には、各切替装置の軸方向寸法を短
縮できるので、小形でコンパクトな自動変速機を実現で
きる。なお、入力軸の回転制御を行なう手段としては、
エンジン回転数を制御してもよいし、クラッチのすべり
制御を行なってもよい。さらに、入力軸に補助モータを
設け、このモータの回転によって入力軸の回転制御を行
なってもよい。
According to a third aspect, the dog clutch mechanism according to the first or second aspect is applied to an automatic manual transmission. That is, a plurality of transmission gear pairs disposed between the input shaft and the output shaft, and a plurality of switching devices for selectively connecting each transmission gear pair to the input shaft or the output shaft to establish a desired gear position. An automatic transmission comprising: a shift actuator for switchingly driving each switching device; and a controller for controlling the shift actuator in accordance with a running state of the vehicle, wherein at least one of the switching devices is at least one of:
Or means for controlling the rotation of the input shaft such that the rotation speed ratio between the input shaft and the output shaft approaches a speed ratio corresponding to a desired gear when the gear is switched. Is provided in the automatic transmission. In this case, the size of each switching device in the axial direction can be reduced, so that a small and compact automatic transmission can be realized. As means for controlling the rotation of the input shaft,
The engine speed may be controlled, or slip control of the clutch may be performed. Further, an auxiliary motor may be provided on the input shaft, and rotation of the input shaft may be controlled by rotation of the motor.

【0012】本発明で回転体としては、変速ギヤに限ら
ず、プーリ、スプロケット、回転軸などであってもよ
い。したがって、本発明のドッグクラッチ機構は変速段
の切替装置に限らず、トランスファの2輪・4輪切替装
置や、高・低速切替装置など種々の用途に用いることが
できる。
In the present invention, the rotating body is not limited to the transmission gear, but may be a pulley, a sprocket, a rotating shaft, or the like. Therefore, the dog clutch mechanism of the present invention can be used not only for the shift stage switching device but also for various applications such as a two-wheel / four-wheel switching device for transfer and a high / low speed switching device.

【0013】また、ハブを間にして両側に回転体が設け
られている場合には、ハブのガイド爪は両方向に突出し
ている必要があるが、回転体がハブの片側にのみ設けら
れている場合には、ガイド爪は片側にのみ突出しておれ
ばよい。
When the rotating bodies are provided on both sides of the hub, the guide claws of the hub need to protrude in both directions, but the rotating bodies are provided only on one side of the hub. In this case, the guide claws need only protrude to one side.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1は本発明にかかるドッグクラ
ッチ機構を用いた自動マニュアル変速機の一例の概略構
造を示す。エンジン1の出力軸2は、乾式クラッチ3を
介して変速機4の入力軸6に接続されている。この実施
例の変速機4は、5速仕様のFF横置き式マニュアル変
速機である。変速機4のハウジング5の内部には、入力
軸6と出力軸7とが車幅方向に平行に支持されている。
入力軸6の始端側(エンジン側)には1速ギヤ8と2速
ギヤ9と後退用ギヤ10とが固定され、入力軸6の終端
側には3速ギヤ11と4速ギヤ12と5速ギヤ13とが
順に回転自在に支持されている。3速ギヤ11および4
速ギヤ12は3−4速用切替装置14によって入力軸6
に対して選択的に連結され、5速ギヤ13は5速用切替
装置15によって選択的に入力軸6に連結される。
FIG. 1 shows a schematic structure of an example of an automatic manual transmission using a dog clutch mechanism according to the present invention. The output shaft 2 of the engine 1 is connected to the input shaft 6 of the transmission 4 via the dry clutch 3. The transmission 4 of this embodiment is a five-speed specification FF horizontal manual transmission. An input shaft 6 and an output shaft 7 are supported inside the housing 5 of the transmission 4 in parallel with the vehicle width direction.
A first gear 8, a second gear 9, and a reverse gear 10 are fixed to a starting end (engine side) of the input shaft 6, and a third gear 11, a fourth gear 12, and 5 are provided to an end of the input shaft 6. The speed gear 13 is rotatably supported in order. 3rd gear 11 and 4
The speed gear 12 is controlled by the switching device 14 for 3-4 speed to input shaft 6.
And the fifth speed gear 13 is selectively connected to the input shaft 6 by a fifth speed switching device 15.

【0015】出力軸7の始端側には出力ギヤ16が固定
されている。出力ギヤ16に隣接して1速ギヤ17と2
速ギヤ18とが出力軸7上に回転自在に支持され、これ
らギヤ17,18は1−2速用切替装置19によって出
力軸7に選択的に連結される。1速ギヤ17は入力軸6
上の1速ギヤ8と常時噛み合い、2速ギヤ18は入力軸
6上の2速ギヤ9と常時噛み合っている。切替装置19
には後退用ギヤ20が一体に設けられており、このギヤ
20はアイドラギヤ21を介して入力軸6の後退用ギヤ
10と噛み合い可能となっている。出力軸7の後部側に
は、入力軸6上の3速ギヤ11,4速ギヤ12および5
速ギヤ13と夫々噛み合う3速ギヤ22,4速ギヤ23
および5速ギヤ24が固定されている。出力軸7の出力
ギヤ16はディファレンシャル装置25のリングギヤ2
6と噛み合い、駆動力を左右の駆動軸27,28へ分配
している。
An output gear 16 is fixed to the starting end of the output shaft 7. First gears 17 and 2 adjacent to output gear 16
A speed gear 18 is rotatably supported on the output shaft 7, and these gears 17 and 18 are selectively connected to the output shaft 7 by a 1-2 speed switching device 19. The first gear 17 is the input shaft 6
The first gear 8 is always meshed with the second gear 9 on the input shaft 6. Switching device 19
Is provided integrally with a reversing gear 20, which can mesh with the reversing gear 10 of the input shaft 6 via an idler gear 21. On the rear side of the output shaft 7, the third speed gear 11, the fourth speed gears 12 and 5 on the input shaft 6 are provided.
3rd speed gear 22, 4th speed gear 23 meshing with the speed gear 13 respectively
And the fifth speed gear 24 are fixed. The output gear 16 of the output shaft 7 is the ring gear 2 of the differential device 25.
6, and the driving force is distributed to the left and right drive shafts 27, 28.

【0016】上記クラッチ3および切替装置14,1
5,19は、それぞれクラッチ用アクチュエータ30お
よび変速用アクチュエータ31〜33によって駆動さ
れ、これらアクチュエータ30〜33はコントローラ3
4によって車両の走行状態に応じて制御されている。す
なわち、コントローラ34には予め走行状態に応じたプ
ログラム(変速マップおよびクラッチ制御マップ)が格
納されており、エンジン回転数、車速、スロットル開
度、走行レンジ、入出力軸の回転数などの走行条件に応
じて適切な状態を選択し、この状態となるようにクラッ
チ3および切替装置14,15,19を駆動している。
なお、このような制御はそれ自体公知であるので、詳し
い説明を省略する。アクチュエータ30〜33は油圧式
アクチュエータを用いてもよいし、ステップモータなど
の電動式アクチュエータを用いてもよい。
The clutch 3 and the switching devices 14, 1
5 and 19 are driven by a clutch actuator 30 and a shift actuator 31 to 33, respectively.
4 is controlled according to the running state of the vehicle. That is, the controller 34 stores in advance programs (shift map and clutch control map) corresponding to the running state, and includes running conditions such as engine speed, vehicle speed, throttle opening, running range, and input / output shaft speed. The clutch 3 and the switching devices 14, 15, and 19 are driven so that an appropriate state is selected in accordance with the condition.
Since such control is known per se, a detailed description thereof will be omitted. The actuators 30 to 33 may be hydraulic actuators or electric actuators such as step motors.

【0017】上記切替装置14,15,16はドッグク
ラッチ機構で構成されている。図3,図4は切替装置1
4の詳細構造を示す。ドッグクラッチ機構よりなる切替
装置14は、入力軸6と内スプライン40aによってス
プライン嵌合し、入力軸6と一体回転するハブ40を備
えており、このハブ40は3速ギヤ11と4速ギヤ12
の間に配置されている。3速ギヤ11と4速ギヤ12の
対向する端部には、外スプライン11a,12aが一体
に形成されている。そして、ハブ40の外周には、ハブ
40に対して軸方向に移動可能に係合するスリーブ41
が設けられ、このスリーブ41の内周部には3速ギヤ1
1および4速ギヤ12の外スプライン11a,12aと
係合可能な内スプライン41aが設けられている。スリ
ーブ41の外周部には変速用アクチュエータ31のフォ
ークと係合する周溝41bが形成されている。
The switching devices 14, 15, 16 are formed by a dog clutch mechanism. 3 and 4 show the switching device 1.
4 shows a detailed structure. The switching device 14 including a dog clutch mechanism includes a hub 40 that is spline-fitted to the input shaft 6 by the internal spline 40a and that rotates integrally with the input shaft 6. The hub 40 includes the third gear 11 and the fourth gear 12
It is located between. Outer splines 11a and 12a are integrally formed at opposite ends of the third speed gear 11 and the fourth speed gear 12. A sleeve 41 is engaged with the hub 40 so as to be movable in the axial direction with respect to the hub 40.
Is provided on the inner peripheral portion of the sleeve 41.
An inner spline 41a that can be engaged with the outer splines 11a and 12a of the first and fourth speed gears 12 is provided. A peripheral groove 41b is formed in the outer peripheral portion of the sleeve 41 to engage with the fork of the speed change actuator 31.

【0018】上記ハブ40の外周部には、従来のような
外スプラインが設けられておらず、スプラインに代えて
複数(ここでは3個)のガイド爪40bが突設されてい
る。これらガイド爪40bは3速ギヤ11および4速ギ
ヤ12の外スプライン11a,12aの外周側へオーバ
ーハングするように、軸方向へ延びている。また、スリ
ーブ41の内周部には、上記ガイド爪40bと軸方向に
摺動自在に係合するガイド溝41cが形成されている。
そして、スリーブ41の軸方向寸法Lは、スリーブ41
を軸方向にシフトした際、スリーブ41の内スプライン
41aが一方の外スプライン11a,12aにのみ係合
する寸法に設定されている。
The outer periphery of the hub 40 is not provided with a conventional outer spline, and a plurality of (here, three) guide claws 40b are projected instead of the spline. These guide claws 40b extend in the axial direction so as to overhang on the outer peripheral side of the outer splines 11a and 12a of the third speed gear 11 and the fourth speed gear 12. A guide groove 41c is formed in the inner peripheral portion of the sleeve 41 so as to slidably engage with the guide claw 40b in the axial direction.
The axial dimension L of the sleeve 41 is
When the shaft is shifted in the axial direction, the inner spline 41a of the sleeve 41 is set to a size that engages with only one of the outer splines 11a and 12a.

【0019】ところで、ドッグクラッチ機構の場合、同
期装置とは異なり、スリーブ41とギヤ11,12との
間に回転速度差があると、スムーズに噛み合うことがで
きない。そこで、この実施例ではスムーズな噛み合わせ
を行なうため、次のような2つの手段を講じている。第
1の手段は、図5の(a)に示すようにスリーブ41の
内スプライン41aの軸方向両端に、回転方向側にのみ
チャンファ41dを設けるとともに、ギヤ11,12の
外スプライン11a,12aに、回転方向と反対側にの
みチャンファ11b(ギヤ12の外スプライン12aは
図示せず)を形成した点である。第2の手段は、3速ギ
ヤ11の回転速度Vgがスリーブ41の回転速度Vsよ
りやや速くなるように速度調整した状態で、スリーブ4
1をシフトするようにした点である。
In the case of the dog clutch mechanism, unlike the synchronizer, if there is a rotational speed difference between the sleeve 41 and the gears 11 and 12, smooth engagement cannot be achieved. Therefore, in this embodiment, the following two measures are taken for smooth engagement. As shown in FIG. 5A, the first means is to provide chamfers 41d only on the rotation direction side at both axial ends of the inner splines 41a of the sleeve 41, and to provide the outer splines 11a and 12a of the gears 11 and 12 with the chamfers 41d. The point is that the chamfer 11b (the outer spline 12a of the gear 12 is not shown) is formed only on the side opposite to the rotation direction. The second means is to adjust the speed so that the rotation speed Vg of the third speed gear 11 is slightly higher than the rotation speed Vs of the sleeve 41,
The point is that 1 is shifted.

【0020】すなわち、ギヤ11の回転速度Vgがスリ
ーブ41の回転速度Vsより遅い状態でスリーブ41を
シフトすると、チャンファ41d,11bどうしが衝合
し、スプラインのはね退けによってギヤ入り不良や異音
発生が生じる。これに対し、ギヤ11の回転速度Vgを
スリーブ41の回転速度Vsよりやや速くなるように速
度制御した状態で、スリーブ41をシフトすれば、図5
の(b)〜(c)で示すようにチャンファ41d,11
bとは反対側の平面が衝合し、容易に噛み合わせること
ができる。
That is, if the sleeve 41 is shifted in a state where the rotation speed Vg of the gear 11 is lower than the rotation speed Vs of the sleeve 41, the chamfers 41d and 11b collide with each other, and the spline is rejected, thereby causing poor gear engagement or abnormal noise. Occurs. On the other hand, if the sleeve 41 is shifted in a state where the rotation speed Vg of the gear 11 is controlled so as to be slightly higher than the rotation speed Vs of the sleeve 41, FIG.
As shown in (b) to (c) of FIG.
The plane on the side opposite to b abuts and can be easily engaged.

【0021】上記ギヤ11,12とスリーブ41との回
転速度制御は、入力軸6の回転速度を制御することで実
施できる。入力軸6の回転制御は、例えばエンジン回転
数制御やクラッチ3のすべり制御などによって実施でき
るし、この他に、入力軸6に補助モータを設け、このモ
ータの回転によって入力軸6の回転速度制御を行なうこ
ともできる。いずれにしても、厳密な回転制御を必要と
しないので、実施が容易である。
The rotation speed of the gears 11 and 12 and the sleeve 41 can be controlled by controlling the rotation speed of the input shaft 6. The rotation of the input shaft 6 can be controlled by, for example, engine speed control or slip control of the clutch 3. In addition, an auxiliary motor is provided on the input shaft 6, and the rotation of the motor controls the rotation speed of the input shaft 6. Can also be performed. In any case, since strict rotation control is not required, implementation is easy.

【0022】ここで、上記切替装置14の作動、特に3
速から4速への切替動作を説明する。図3の二点鎖線で
示すように、3速で走行している時に4速へ変速を行な
う必要が生じた場合には、まずエンジントルクを低下さ
せ、3速ギヤ11,22に伝達されたトルクを低下させ
る。そして、アクチュエータ31によってスリーブ41
を図3の左方へシフトし、図3の実線で示すニュートラ
ル状態とする。ここで、エンジン回転数制御やクラッチ
すべり制御によって入力軸6の回転速度をVg>Vsと
なるように制御し、アクチュエータ31によってスリー
ブ41を4速方向(図3の左方向)へシフトする。この
時、スリーブ41はガイド爪40bとガイド溝41cと
によってガイドされ、軸方向へ移動する。そして、スリ
ーブ41がハブ40の外周部から外れ、その内スプライ
ン41aが4速ギヤ12の外スプライン12aと噛み合
う位置までシフトされた時点、シフト終了となる。この
状態で、スリーブ41の内スプライン41aは4速ギヤ
12の外スプライン12aのみと噛み合う。したがっ
て、入力軸6の駆動力は、ハブ40〜ガイド爪40b〜
スリーブ41〜外スプライン12a〜4速ギヤ12へと
伝達され、4速状態となる。なお、スリーブ41を図3
の右方向へシフトした場合(4速から3速への変速時)
も、上記と同様であるので、説明を省略する。
Here, the operation of the switching device 14, in particular, 3
The switching operation from the fourth speed to the fourth speed will be described. As shown by the two-dot chain line in FIG. 3, when it is necessary to shift to the fourth speed while traveling in the third speed, the engine torque is first reduced and the engine torque is transmitted to the third speed gears 11 and 22. Decrease torque. Then, the sleeve 41 is actuated by the actuator 31.
Is shifted to the left in FIG. 3 to be in a neutral state shown by a solid line in FIG. Here, the rotation speed of the input shaft 6 is controlled by engine speed control or clutch slip control so that Vg> Vs, and the sleeve 41 is shifted in the fourth speed direction (leftward in FIG. 3) by the actuator 31. At this time, the sleeve 41 is guided by the guide claw 40b and the guide groove 41c, and moves in the axial direction. Then, the shift ends when the sleeve 41 is disengaged from the outer peripheral portion of the hub 40 and the inner spline 41a is shifted to a position where it meshes with the outer spline 12a of the fourth speed gear 12. In this state, the inner spline 41a of the sleeve 41 meshes with only the outer spline 12a of the fourth speed gear 12. Therefore, the driving force of the input shaft 6 varies from the hub 40 to the guide claws 40b to
The power is transmitted to the sleeve 41 to the outer spline 12a to the fourth speed gear 12, and the fourth speed state is established. The sleeve 41 is shown in FIG.
Shifts rightward (when shifting from 4th to 3rd)
Is also the same as above, and the description is omitted.

【0023】ところで、入力軸6に補助モータを設け、
このモータの回転によって変速時に入力軸6の回転速度
制御を行なう場合には、次のようにすればよい。すなわ
ち、一旦クラッチ3を解放してスリーブ41をニュート
ラル位置へシフトし、補助モータでVg>Vsとなるよ
うに回転合わせを行なった後、スリーブ41を所望のギ
ヤの外スプラインに噛み合わせる。その後でクラッチ3
を締結すればよい。
By the way, an auxiliary motor is provided on the input shaft 6,
When the rotation speed of the input shaft 6 is controlled by the rotation of the motor at the time of gear shifting, the following may be performed. That is, once the clutch 3 is released, the sleeve 41 is shifted to the neutral position, the auxiliary motor is rotated and adjusted so that Vg> Vs, and then the sleeve 41 is engaged with the outer spline of the desired gear. Then clutch 3
Should be concluded.

【0024】図3,図4ではドッグクラッチ機構を3−
4速切替装置14に適用した例を説明したが、同様のド
ッグクラッチ機構を5速切替装置15や1−2速切替装
置19に適用することもできる。ドッグクラッチ機構を
5速切替装置15に適用した場合には、スリーブが片側
にのみシフトすればよいので、ハブのガイド爪は片側に
のみ突出しておればよい。また、ドッグクラッチ機構を
1−2速切替装置19に適用した場合には、スリーブに
後退用ギヤ20を一体に設ける必要がある。
In FIGS. 3 and 4, the dog clutch mechanism is
Although an example in which the present invention is applied to the four-speed switching device 14 has been described, a similar dog clutch mechanism can be applied to the fifth-speed switching device 15 and the 1-2-speed switching device 19. When the dog clutch mechanism is applied to the five-speed switching device 15, since the sleeve only needs to shift to one side, the guide claws of the hub need only protrude to one side. When the dog clutch mechanism is applied to the 1-2 speed switching device 19, it is necessary to integrally provide the sleeve with the reverse gear 20.

【0025】上記のようにドッグクラッチ機構のスリー
ブ41がハブ40と一方の外スプライン11a,12a
とに跨がって噛み合う必要がないので、スリーブ41の
軸方向長さLを従来(図1参照)に比べて短くでき、こ
れに対応してハブ40の軸方向長さも短くすることがで
きる。その結果、このドッグクラッチ機構を装備した変
速機の軸方向長さを短くできる。特に、図2のようなF
F横置き式変速機の場合、その軸方向寸法はエンジンル
ームの幅寸法によって厳しく制約されている。そのた
め、変速機の軸方向寸法を少しでも短縮することが重要
な課題となっているが、上記のように切替装置をドッグ
クラッチ機構で構成することで、軸方向の大幅な短縮が
可能である。
As described above, the sleeve 41 of the dog clutch mechanism is connected to the hub 40 and one of the outer splines 11a, 12a.
Therefore, the axial length L of the sleeve 41 can be reduced as compared with the conventional case (see FIG. 1), and the axial length of the hub 40 can be correspondingly reduced. . As a result, the axial length of the transmission equipped with the dog clutch mechanism can be reduced. In particular, as shown in FIG.
In the case of the F-transverse transmission, the axial dimension is severely restricted by the width of the engine room. For this reason, it is an important issue to reduce the axial dimension of the transmission as much as possible, but by configuring the switching device with a dog clutch mechanism as described above, it is possible to greatly reduce the axial direction. .

【0026】上記実施例では、本発明のドッグクラッチ
機構を自動マニュアル変速機の変速機構に適用した例を
示したが、その他のあらゆる動力伝達機構に適用できる
ことは勿論である。
In the above-described embodiment, an example in which the dog clutch mechanism of the present invention is applied to a transmission mechanism of an automatic manual transmission has been described. However, it is needless to say that the dog clutch mechanism can be applied to all other power transmission mechanisms.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
に記載の発明によれば、ドッグクラッチ機構のハブの外
周部に複数のガイド爪を突設し、スリーブの内周部にガ
イド爪と軸方向に摺動自在に係合するガイド溝を形成
し、スリーブを軸方向にシフトした際、スリーブの内ス
プラインが回転体の外スプラインにのみ係合するように
構成したので、スリーブの軸方向寸法を短縮でき、従来
に比べて軸方向寸法の短いドッグクラッチ機構を実現で
きる。また、上記ドッグクラッチ機構を自動マニュアル
変速機に適用することで、軸方向にコンパクトで、構造
の簡単な自動変速機を提供することができる。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the invention described in (1), a plurality of guide claws are protruded on the outer peripheral portion of the hub of the dog clutch mechanism, and a guide groove is formed on the inner peripheral portion of the sleeve so as to slidably engage with the guide claws in the axial direction. When the sleeve is shifted in the axial direction, the inner spline of the sleeve engages only with the outer spline of the rotating body, so that the axial dimension of the sleeve can be shortened, and the dog having a shorter axial dimension than the conventional one can be used. A clutch mechanism can be realized. Further, by applying the dog clutch mechanism to an automatic manual transmission, it is possible to provide an automatic transmission that is compact in the axial direction and has a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一般的なドッグクラッチ機構の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a general dog clutch mechanism.

【図2】本発明にかかるドッグクラッチ機構を用いた自
動マニュアル変速機の一例の概略機構図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an example of an automatic manual transmission using a dog clutch mechanism according to the present invention.

【図3】図2の3−4速切替装置の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the 3-4 speed switching device of FIG. 2;

【図4】図3の3−4速切替装置のハブとスリーブの分
解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of a hub and a sleeve of the 3-4 speed switching device of FIG. 3;

【図5】スリーブの内スプラインとギヤの外スプライン
との噛み合い動作を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an engagement operation between an inner spline of a sleeve and an outer spline of a gear.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 3 クラッチ 4 変速機 6 入力軸 7 出力軸 14,15,19 切替装置(ドッグクラッチ機構) 11,12 ギヤ(回転体) 11a,12a 外スプライン 30 クラッチ用アクチュエータ 31〜33 変速用アクチュエータ 34 コントローラ 40 ハブ 40b ガイド爪 41 スリーブ 41a 内スプライン 41c ガイド溝 REFERENCE SIGNS LIST 1 engine 3 clutch 4 transmission 6 input shaft 7 output shaft 14, 15, 19 switching device (dog clutch mechanism) 11, 12 gear (rotating body) 11a, 12a outer spline 30 clutch actuator 31-33 shift actuator 34 controller 40 hub 40b guide claw 41 sleeve 41a inner spline 41c guide groove

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】軸と一体回転するハブと、軸上に回転自在
に支持され、ハブと対向する端部に外スプラインを有す
る回転体と、ハブに対して軸方向に移動可能に係合し、
内周部に回転体の外スプラインと係合可能な内スプライ
ンを有するスリーブとを備え、スリーブを軸方向にシフ
トすることにより、ハブと回転体とを選択的に連結する
ドッグクラッチ機構において、上記ハブの外周部には、
回転体の外スプラインの外周側に沿って軸方向へ延びる
複数のガイド爪が突設され、上記スリーブの内周部に
は、上記ガイド爪と軸方向に摺動自在に係合するガイド
溝が形成され、上記スリーブを軸方向にシフトした際、
スリーブの内スプラインが回転体の外スプラインにのみ
係合するように構成されていることを特徴とするドッグ
クラッチ機構。
1. A hub that rotates integrally with a shaft, a rotating body rotatably supported on the shaft and having an external spline at an end facing the hub, and movably engaged with the hub in the axial direction. ,
A dog clutch mechanism that selectively connects the hub and the rotating body by shifting the sleeve in the axial direction, comprising a sleeve having an inner spline that can be engaged with the outer spline of the rotating body on the inner peripheral portion; On the outer periphery of the hub,
A plurality of guide claws extend in the axial direction along the outer peripheral side of the outer spline of the rotating body, and a guide groove slidably engages with the guide claws in the inner peripheral portion of the sleeve in the axial direction. When formed, when the sleeve is shifted in the axial direction,
A dog clutch mechanism, wherein the inner spline of the sleeve is configured to engage only with the outer spline of the rotating body.
【請求項2】上記スリーブの内スプラインおよび回転体
の外スプラインの対向する端部に、スリーブと回転体と
の回転速度差によって相互に衝合する側とは反対側にの
みチャンファが設けられていることを特徴とする請求項
1に記載のドッグクラッチ機構。
2. A chamfer is provided only at the opposite end of the inner spline of the sleeve and the outer spline of the rotator on the side opposite to the side where the sleeve and the rotator abut against each other due to the difference in rotational speed between the sleeve and the rotator. The dog clutch mechanism according to claim 1, wherein
【請求項3】入力軸と出力軸との間に配置された複数の
変速ギヤ対と、所望の変速段を確立するため各変速ギヤ
対を入力軸または出力軸と選択的に連結する複数の切替
装置と、各切替装置を切替駆動する変速用アクチュエー
タと、車両の走行状態に応じて変速用アクチュエータを
制御するコントローラとを備えた自動変速機において、
上記切替装置のうちの少なくとも1つは、請求項1また
は2に記載のドッグクラッチ機構で構成され、変速段の
切替時に、入力軸と出力軸との回転速度比が所望の変速
段に応じた速度比に近づくように入力軸の回転を制御す
る手段が設けられていることを特徴とする自動変速機。
3. A plurality of transmission gear pairs disposed between an input shaft and an output shaft, and a plurality of transmission gear pairs selectively connecting each transmission gear pair to an input shaft or an output shaft to establish a desired gear position. In an automatic transmission including a switching device, a shift actuator that switches and drives each switching device, and a controller that controls the shift actuator according to a traveling state of the vehicle,
At least one of the switching devices is constituted by the dog clutch mechanism according to claim 1 or 2, wherein a speed ratio between the input shaft and the output shaft corresponds to a desired speed when the speed is switched. An automatic transmission, comprising: means for controlling rotation of an input shaft so as to approach a speed ratio.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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