CN104718391B - 车辆用手动变速器的同步装置 - Google Patents

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Abstract

本发明包括使变速齿轮(12)的旋转和离合器轮毂(21)的旋转同步的同步器闭锁环(24)，同步器闭锁环(24)包括：在轴向上从环主体部向离合器轮毂(21)突出的轴向突出部，用于设定圆环状的环主体部与轴向上的离合器轮毂(21)之间形成的轴向间隙的大小；在径向上从环主体部向离合器轮毂(21)突出的径向突出部，用于设定在与轴向交差的径向上环主体部与离合器轮毂(21)之间形成的径向间隙的大小；环主体部、轴向突出部、及径向突出部通过金属冲压加工构成为一体形状。由此，能够提供一种在车辆用手动变速器的同步装置中，确保互相面对面的同步器闭锁环与离合器轮毂之间具有适当的间隙、且降低同步器闭锁环的制造成本的技术。

Description

车辆用手动变速器的同步装置
技术领域
本发明涉及一种搭载于车辆的车辆用手动变速器的同步装置。
背景技术
特开2010-236569号公报(特开2010-236569号公报)中公开了车辆用手动变速器的同步装置的一例。该同步装置具备：齿轮，相对于旋转轴可旋转；离合器轮毂，可与旋转轴以一体旋转；齿轮构件，相对于齿轮可移动；同步器闭锁环，套筒向轴向移动时连结该套筒和齿轮构件。同步器闭锁环发挥使齿轮的旋转与套筒的旋转同步的功能，由此使齿轮与离合器轮毂相互地以可一体旋转的方式连结。
发明内容
因此，对于特开2010-236569号公报所公开的那样的同步装置，在现有技术中通过锻造加工及切割加工来制造同步器闭锁环是很常见的。但是，这样的制造方法会妨碍同步器闭锁环的成本的降低。于是，能够通过采用金属冲压加工来制造同步器闭锁环从而力求降低成本。此时，将金属冲压加工适用于同步器闭锁环的制造时，需要一种如下结构：阻止使互相面对面的离合器轮毂和同步器闭锁环之间形成的轴向的间隙(推力间隙)或径向的间隙(径向游隙)放大，以免因为同步器闭锁环相对于离合器轮毂的倾斜度会增大而阻碍同步器闭锁环本来的功能。
于是，本发明是鉴于上述的问题点而提出的，其中的一个目的在于，提供一种能够在车辆所搭载的车辆用手动变速器的同步装置中，确保相互面对面的同步器闭锁环和离合器轮毂之间有适当的间隙，同时能降低同步器闭锁环的制造成本的有效技术。
为了达成该目的，本发明的车辆用手动变速器的同步装置包括离合器轮毂、毂套、齿轮构件及同步器闭锁环。
离合器轮毂作为以可一体旋转的方式设置于旋转轴的圆环状的构件而构成，所述旋转轴在与车辆的驱动轮之间形成动力传递系统。此时，旋转轴的旋转力矩传递至车辆的驱动轮，使驱动轮被驱动。毂套具备内花键，所述内花键与设置于离合器轮毂的外周的外花键卡合，在内花键与离合器轮毂的外花键卡合的状态下，毂套可以在旋转轴的轴向上从第一位置向第二位置移动。齿轮构件形成于以可相对旋转的方式设置于旋转轴的变速齿轮，并具备外花键，所述外花键一方面形成在毂套第一位置不与内花键卡合的非卡合状态、另一方面形成在毂套第二位置与内花键卡合的卡合状态。
同步器闭锁环设置于离合器轮毂与齿轮构件之间，毂套在轴向上从第一位置向第二位置移动时连结毂套和齿轮构件，发挥使变速齿轮的旋转与离合器轮毂的旋转同步的功能。尤其是，该同步器闭锁环使作为构成元件的圆环状的环主体部、轴向突出部、及径向突出部通过金属冲压加工而以一体形状的方式构成。此时，轴向突出部构成为在轴向上从环主体部向离合器轮毂突出的部位，以设定在轴向上的环主体部与离合器轮毂之间形成的轴向间隙(推力间隙)的大小。另外，径向突出部构成为在径向上从环主体部向离合器轮毂突出的部位，以设定在与轴向交差的径向上的环主体部与离合器轮毂之间形成的径向间隙(径向游隙)的大小。
根据上述构成的车辆用手动变速器的同步装置，一方面，通过同步器闭锁环的轴向突出部及径向突出部，能够确保互相面对面的同步器闭锁环与离合器轮毂之间具有适当的间隙(轴向间隙及径向间隙)。另一方面，将同步器闭锁环的构成要素通过金属冲压加工而一体化，由此，例如与使用锻造加工及切割加工的情况相比，能够降低同步器闭锁环的制造成本。另外，没必要为了填上同步器闭锁环与离合器轮毂之间的间隙而变更周边结构或增加部件，其结果，能通过抑制部件数量的增加而降低成本。
在本发明的其他形态的车辆用手动变速器的同步装置中，同步器闭锁环的环主体部包括：沿着轴向以筒状延伸的筒状部和连接于筒状部并沿着径向延伸的凸缘部；优选径向突出部从筒状部向离合器轮毂突出，且轴向突出部从凸缘部向离合器轮毂突出。另外，优选筒状部、凸缘部、径向突出部、及轴向突出部的各自的板厚全部一致。由此，为了获得同步器闭锁环，可以适用板状的金属材料的冲孔加工或弯曲加工等的简单的金属冲压加工。
在本发明的其他形态的车辆用手动变速器的同步装置中，同步器闭锁环中，优选轴向突出部及径向突出部分别以等间隔的方式在环主体部的圆周方向上设置有多个。由此，能使轴向突出部及径向突出部分别较均衡地配置于环主体部的圆周方向。其结果，能够在整个圆周方向较均衡地阻止同步器闭锁环相对于离合器轮毂的倾斜。
如上所述，根据本发明，在车辆用手动变速器的同步装置中，能确保互相面对面的同步器闭锁环与离合器轮毂之间具有适当的间隙，且能够降低同步器闭锁环制造成本。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的车辆用手动变速器的同步装置20的主要部分的剖面图。
图2是示出图1所示的同步装置20的工作时(换挡完成状态)的主要部分的剖面图。
图3是图1中的同步装置20的区域A的放大图。
图4是示出图3中的同步器闭锁环24的一部分的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的手动变速器的同步装置进行说明。
图1示出了车辆所搭载的车辆用手动变速器的一部分。该车辆用手动变速器安装于动力传递系统，所述动力传递系统连结车辆的驱动源即发动机的驱动输出轴与车辆的驱动轮。在该车辆用手动变速器中，在与车辆的驱动轮之间形成动力传递系统的旋转轴(也被称为“变速轴”)11经由轴承13安装有变速齿轮12(也被称为“换挡齿轮”)。旋转轴11经由轴承以可相对旋转的方式支撑于壳体(均省略图示)。变速齿轮12绕旋转轴11形成为圆环状，且以在该轴向X上的移动被阻止的状态相对可旋转地支撑于旋转轴11。另外，在变速齿轮12的邻接区域(图1中为变速齿轮12的左侧)设置有同步装置20。
该同步装置20具备离合器轮毂21、毂套22、齿轮构件23、同步器闭锁环24。这些构成构件均由金属材料形成。该同步装置20相当于本发明的“车辆用手动变速器的同步装置”。
离合器轮毂21在旋转轴11周围以圆环状形成，沿着旋转轴11中的轴向X设置于与变速齿轮12连接的区域(图1中为变速齿轮12的左侧)。该离合器轮毂21被从旋转轴11向与轴向X交叉的径向Y延伸的环状的凸缘部11a和组装于旋转轴11的挡圈14从两侧夹持，由此在轴向X上的移动受到阻止。另外，该离合器轮毂21以与变速齿轮12具有同轴的方式构成，以与旋转轴11一起绕轴的方向可一体旋转的方式，与旋转轴11花键结合。在离合器轮毂21的外周形成有多个外花键21a。该离合器轮毂21相当于本发明的“离合器轮毂”。
毂套22在离合器轮毂21的外周以圆环状形成并安装于离合器轮毂21的外周，其内周具备多个内花键22a。这些内花键22a以使毂套22相对于离合器轮毂21在旋转轴11的轴向X上可移动的方式与离合器轮毂21的多个外花键21a卡合(啮合)。另外，在该毂套22的外周形成有沿着其圆周方向延伸的圆周槽22b。用于将毂套22向轴向X驱动的换挡叉(图示省略)卡合于该圆周槽22b。该毂套22相当于本发明的“毂套”。
齿轮构件23以一体的方式形成于变速齿轮12中与离合器轮毂21面对面的区域(图1中变速齿轮12的左侧)，在其外周形成有多个外花键23a，该多个外花键23a可与毂套22的多个内花键22a卡合(啮合)。多个外花键23a一方面形成在毂套22的第一位置不与多个内花键22a卡和的非卡合状态，另一方面形成在毂套22的第二位置与多个内花键22a卡合的卡合状态。该齿轮构件23相当于本发明的“齿轮构件”。
同步器闭锁环24绕齿轮构件23以圆环状形成，在轴向X上配置于离合器轮毂21和齿轮构件23之间。该同步器闭锁环24发挥使变速齿轮12的旋转和毂套22的旋转同步的功能。为达到该目的，毂套22通过换挡叉(省略图示)在轴向X上从图1所示的第一位置(中立位置)换挡至图2所示的第二位置(换挡位置)(移动)时，该同步器闭锁环24在变速齿轮12(齿轮构件23)和毂套22之间的区域(具体而言，齿轮构件23与同步器闭锁环24之间的卡合部25)产生摩擦卡合力，由此使变速齿轮12与毂套22相互以可一体旋转的方式连结。此时，卡合部25包括：圆锥状轴部23b，设置于齿轮构件23；圆锥状孔部24b，设置于同步器闭锁环24，这些轴部23b及孔部24b相卡合。另外，在该同步器闭锁环24的外周形成有多个外花键24a，该多个外花键24a可与毂套22的多个内花键22a卡合(啮合)。该同步器闭锁环24相当于本发明的“同步器闭锁环”。
另外，同步装置20具备众所周知的换挡键(shifting key，省略图示)。换挡键以可在轴向X上滑动的方式设置在离合器轮毂21的外周部的圆周方向的三处。该换挡键在不施加外力的状态下，通过作为弹簧元件的一对弹簧30受到向径向外侧的弹性作用力，其上部容纳于形成在毂套22的内周部的凹部22c。
在该同步装置20中，毂套22位于图1中的第一位置(中立位置)时，毂套22的内花键22a仅与离合器轮毂21的外花键21a卡合(啮合)。另一方面，在毂套22换挡至轴向X上的图1中的右方而设定在第二位置(换挡位置)的状态下，如图2所示，毂套22的内花键22a同时卡合(啮合)于离合器轮毂21的外花键21a、同步器闭锁环24的外花键24a及齿轮构件23的外花键23a等三个不同的部位。
另外，在该同步装置20中，毂套22从图1所示的第一位置(中立位置)向图2所示的第二位置(换挡位置)移动时，换挡键(省略图示)在该移动初期通过毂套22来抵抗弹簧30所施加的弹性作用力而被推向径向内侧方向及轴向，从而与同步器闭锁环24卡合，毂套斜面会推压同步器闭锁环斜面，从而使同步器闭锁环24在轴向X上被推向齿轮构件23。由此，通过齿轮构件23与同步器闭锁环24之间的卡合部25(轴部23b及孔部24b)，在这些齿轮构件23和同步器闭锁环24之间的区域产生摩擦卡合力。其结果，使变速齿轮12的旋转和毂套22的旋转同步，变速齿轮12和毂套22互相地以一体方式旋转。此时，作为同步器闭锁环24采用单锥面同步器。
此外，在上述构成的同步装置20中，同步器闭锁环24通过金属冲压加工来制造，因此，与通过锻造加工及切割加工来制造该同步器闭锁环的情况相比，有利于实现降低成本。此处所说的金属冲压加工是指，大体上冲压机上安装凸凹构成的金属模具，主要通过用强力将板状的材料夹持在金属模具之间来使金属材料变形的加工。例如，弯曲加工、剪切加工、冲孔加工、切断加工、拉伸加工、法兰成型加工、压缩成型加工、接合加工等都是金属冲压加工的典型例。
在该同步器闭锁环24的制造中适用金属冲压加工时，为了通过使同步器闭锁环24相对于离合器轮毂21的倾斜度增大来发挥同步器闭锁环本来的功能，需要使形成在互相面对面的同步器闭锁环24和离合器轮毂21之间的间隙不扩大的结构。具体而言，参照图3，需要阻止互相面对面的离合器轮毂21和同步器闭锁环24之间所形成的轴向X上的间隙(图3中的推力间隙(轴向间隙)Cs)或径向Y上的间隙(图3中的径向游隙(径向间隙)CR)扩大的结构。
于是，本实施方式的同步器闭锁环24的特征是，具有参照图3及图4那样的结构。该同步器闭锁环24包括构成圆环状的环主体部的筒状部26、凸缘部27、突出部28，29，这些构成元件通过金属冲压加工成型为一体形状。
如图3所示，筒状部26具有规定的板厚d1，并将在轴向X上远离离合器轮毂21的端部26a和离合器轮毂21侧的端部26b区间构成为沿着轴向X延伸的筒状的部位。凸缘部27具有规定的板厚d2，并将连接于筒状部26的端部26a的端部27a和远离筒状部26的端部27b区间构成为沿着与轴向X交差的径向Y延伸的凸缘状的部位。此时，筒状部26的板厚d1和凸缘部27的板厚d2可以一致，也可以不一致。尤其是，通过使筒状部26的板厚d1和凸缘部27的板厚d2一致的方式构成，能够用弯曲加工等的简单的金属冲压加工来形成筒状部26及凸缘部27。
突出部28在径向Y上从构成环主体部的筒状部26向离合器轮毂21的内周侧(图3中的下侧)的径向面对面部21c突出。该突出部28相当于本发明的“径向突出部”。该突出部28发挥作为间隙设定部功能，所述间隙设定部用于将在离合器轮毂21的径向面对面部21c和筒状部26之间的面对面区域形成的径向游隙CR设定为所期望的大小。此时，突出部28的轴向X的板厚可以与筒状部26的板厚d1相一致，也可以不一致。尤其是，通过使突出部28的板厚与筒状部26的板厚d1一致的方式构成，能够在筒状部26通过实施弯曲加工等的简单的金属冲压加工来形成突出部28。
突出部29在轴向X上从构成环主体部的凸缘部27向离合器轮毂21的侧面侧(图3中的右侧)的轴向面对面部21b突出。该突出部29相当于本发明的“轴向突出部”。该突出部29发挥作为间隙设定部的功能，所述间隙设定部用于将离合器轮毂21的轴向面对面部21b和凸缘部27之间的面对面区域形成推力间隙CS设定为所期望的大小。此时，突出部29的径向Y的板厚可以与凸缘部27的板厚d2相一致，也可以不一致。尤其是，通过使突出部29的板厚与凸缘部27的板厚d2一致的方式而构成，能够在凸缘部27通过实施弯曲加工等的简单的金属冲压加工来形成突出部28。
如图4所示，在同步器闭锁环24的圆周方向Z上，两个突出部28，29均设置在同一位置，且优选分别以等间隔方式设置多个。图4所示的实施例中，由互相邻接的两个突出部28而成的角度θ及由互相邻接的两个突出部29而成的角度θ都呈90°，两个突出部28，29分别设置有四个。另一方面，该角度θ、及两个突出部28，29的各自的数量并不限定于此，可根据同步器闭锁环24的规格进行适当的变更。
上述构成的同步器闭锁环24可通过金属冲压加工，例如通过以下的工序来制造。首先，通过冲孔加工将板状的金属材料成型为环状的平板。此时，该同步器闭锁环24的多个外花键24a也同时成型。然后，通过拉伸加工将该环状的平板成型为具备筒状部26及凸缘部27的构件。然后，该构件中，对筒状部26的端部26b进行弯曲加工，并对凸缘部27的端部27b进行弯曲加工。该结果，得到图3及图4所示的形状的同步器闭锁环24。另一方面，也可以对属于金属冲压加工的其他的加工进行各种组合，从而制造图3及图4所示的形状的同步器闭锁环24。
根据上述的实施方式，一方面，通过同步器闭锁环24的轴向X的突出部29和径向Y的突出部28，能够确保互相面对面的同步器闭锁环24和离合器轮毂21之间具有适当的间隙(推力间隙CS及径向游隙CR)。此时的“适当的间隙”定义为，能够阻止同步器闭锁环24相对于离合器轮毂21的倾斜度超过规定级别而增大的间隙。另一方面，使作为同步器闭锁环24的构成元件的筒状部26、凸缘部27、及突出部28，29通过金属冲压加工呈一体化，由此，例如与采用锻造加工及切割加工的情况相比，能够降低同步器闭锁环24的制造成本。另外，没必要为了填上同步器闭锁环24与离合器轮毂21之间的间隙而变更周边结构或增加部件，该结果，也能通过抑制部件数量的增加来降低成本。
另外，优选地，在上述的实施方式的同步器闭锁环24中，以使筒状部26、凸缘部27、及突出部28，29的各自的板厚全部相一致。由此，为了获得同步器闭锁环24，能够适用板状的金属材料的冲孔加工或弯曲加工等简单的金属冲压加工。
另外，根据上述的实施方式的同步器闭锁环24，优选使突出部28以等间隔的方式设置于筒状部26的圆周方向Z上，使突出部29以等间隔的方式设置于凸缘部27的圆周方向Z上。由此，能够较均衡地配置各突出部28，29。该结果，能够在整个上较均衡地阻止同步器闭锁环24相对于离合器轮毂21的倾斜。
本发明不仅限定于上述的典型的实施方式，可进行各种应用或变形。例如，可以实施应用了上述实施方式的以下各方式。
在上述的实施方式的同步器闭锁环24中，根据需要选择各部位的板厚。例如，作为同步器闭锁环24的构成要素的筒状部26、凸缘部27、及突出部28，29中，可以使至少其中两个的板厚相一致，或使全部的构成要素的板厚互不相同。
在上述的实施方式的同步器闭锁环24中，可使突出部28以任意间隔在筒状部26的圆周方向Z上设置有多个，使突出部29以任意间隔在凸缘部27的圆周方向Z上设置有多个。
另外，在上述的实施方式中公开的是，采用单锥面同步器作为同步器闭锁环24的情况，但是在本发明中，可采用多个多锥面同步器(例如，三锥面同步器或双锥面同步器)。
基于上述的实施方式或各种变更例的记载时，本发明可以采用如下结构：“一种车辆用手动变速器的同步装置，包括：
圆环状的离合器轮毂，以一体旋转的方式设置于在与车辆的驱动轮之间形成动力传递系统的旋转轴，
圆环状的毂套，具备与设置在所述离合器轮毂的外周的外花键卡合的内花键，在所述内花键与所述离合器轮毂的所述外花键卡合的状态下，可以在所述旋转轴的轴向上从第一位置向第二位置移动，
齿轮构件，形成于以可相对旋转的方式设置于所述旋转轴的变速齿轮，并具备外花键，所述外花键一方面形成在所述毂套所述第一位置不与所述内花键卡合的非卡合状态、另一方面形成在所述毂套所述第二位置与所述内花键卡合的卡合状态，
同步器闭锁环，设置于所述离合器轮毂与所述齿轮构件之间，所述毂套在所述轴向上从所述第一位置向所述第二位置移动时连结所述毂套与所述齿轮构件，并使所述变速齿轮的旋转与所述离合器轮毂的旋转同步；
所述同步器闭锁环包括：
圆环状的环主体部，
轴向突出部，在所述轴向上从所述环主体部向所述离合器轮毂突出，以设定在所述轴向上的所述环主体部与所述离合器轮毂之间形成的轴向间隙的大小，
径向突出部，在所述径向上从所述环主体部向所述离合器轮毂突出，以设定在与所述轴向交差的径向上的所述环主体部与所述离合器轮毂之间形成的径向间隙的大小；
所述环主体部、所述轴向突出部及所述径向突出部通过金属冲压加工构成为一体形状。”
由此，提供一种尤其是通过金属冲压加工来简单地制造同步器闭锁环的车辆用手动变速器的同步装置。此时，虽然优选使用金属冲压加工，但是也可以根据需要采用其他的加工方法。

Claims (3)

1.一种车辆用手动变速器的同步装置，包括：
圆环状的离合器轮毂，以能一体旋转的方式设置于旋转轴，所述旋转轴是在与车辆的驱动轮之间形成动力传递系统的旋转轴，
圆环状的毂套，具备与设置在所述离合器轮毂的外周的外花键卡合的内花键，在所述内花键与所述离合器轮毂的所述外花键卡合的状态下，可以在所述旋转轴的轴向上从第一位置向第二位置移动，
齿轮构件，形成于以可相对旋转的方式设置于所述旋转轴的变速齿轮，并具备在所述毂套的所述第一位置形成不与所述内花键卡合的非卡合状态、而在所述毂套的所述第二位置形成与所述内花键卡合的卡合状态的外花键，
同步器闭锁环，设置于所述离合器轮毂与所述齿轮构件之间，所述毂套在所述轴向上从所述第一位置向所述第二位置移动时连结所述毂套与所述齿轮构件，并使所述变速齿轮的旋转与所述离合器轮毂的旋转同步；
其特征在于，
所述同步器闭锁环包括：
圆环状的环主体部，
轴向突出部，在所述轴向上从所述环主体部向所述离合器轮毂突出，以设定在所述轴向上的所述环主体部与所述离合器轮毂之间形成的轴向间隙的大小，
径向突出部，在所述径向上从所述环主体部向所述离合器轮毂突出，以设定在与所述轴向交差的径向上的所述环主体部与所述离合器轮毂之间形成的径向间隙的大小；
所述环主体部、所述轴向突出部及所述径向突出部通过金属冲压加工构成为一体形状。
2.根据权利要求1所述的车辆用手动变速器的同步装置，
所述同步器闭锁环的所述环主体部包括：
筒状部，沿着所述轴向以筒状延伸，
凸缘部，连接于所述筒状部且沿着所述径向延伸；
所述径向突出部从所述筒状部向所述离合器轮毂突出，且所述轴向突出部从所述凸缘部向所述离合器轮毂突出，且所述筒状部、所述凸缘部、所述径向突出部及所述轴向突出部各自的板厚全部相一致。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用手动变速器的同步装置，
在所述同步器闭锁环中，所述轴向突出部及所述径向突出部分别以等间隔在所述环主体部的圆周方向上设置有多个。
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