CN1908454A - 变速箱用同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高借助自身伺服作用的同步性能的变速箱用同步装置，用简单的构造避免在不实施同步作用状态时同步环与变速齿轮之间拖曳摩擦的增大。在轮毂(20)的缺口(20f)的轴向端部四角形成有能把旋转方向的力变换为轴向力的斜面(20h、20i、20j、20k)；设有在四角形成斜面(28c、28d)的推进零件(28)，该推进零件(28)插入于该缺口(20f)和形成在套筒(24)内周的凹部(24g)；从同步环(16)受到转矩的推进零件(28)在轮毂(20)与推进零件(28)的斜面之间把转矩变换为轴向的推力，推压同步环(16)，当套筒(24)在中立位置时，轮毂(20)与推进零件(28)的斜面间不接触。

Description

变速箱用同步装置

技术领域

本发明涉及一种变速箱用同步装置，该变速箱用同步装置在车辆用变速箱的变速操作(齿轮切换)时，用同步环产生的摩擦转矩，使套筒对同步环的推压力增大，从而可提高同步能力。

背景技术

以往，这种变速箱用同步装置公知有如下这样的，在轮毂与同步环之间用斜面形成接点，把在同步环产生的摩擦转矩的一部分传递给轮毂的过程中产生的推力，用作推压同步环的推压载荷的一部分，即借助自身伺服作用提高同步能力。(例如见美国专利第2410511号)

上述的以往在轮毂与同步环之间用斜面形成接点，产生推力的方式(美国专利第2410511号的图3)中，即使在不实施同步作用的状态，例如在套筒位于中立位置那样的在该同步环以外的位置行驶中等时，同步环的拖曳摩擦转矩产生推力，使得同步环与配对变速齿轮之间的拖曳摩擦增大。

即，上述以往的同步装置中，套筒位于中立位置时，由于轮毂与同步环之间，两者的斜面总是能接触，所以，即使是拖曳摩擦那样的小转矩，该转矩也作用在两斜面间，变换为轴向的推力，该推力把同步环推向配对齿轮侧，助长了拖曳。

由此，拖曳摩擦增大，引起耗油量增加、使变速箱的油温上升等问题。

为此，必须实施总是将同步环朝齿轮相反侧拉(例如见专利文献EP第0743466A1号)等的对策，但这样一来，使零件数目增多，组装作业也复杂化，结果，制造成本提高。

发明内容

本发明要解决的问题是，在不实施同步作用的状态，同步环与变速齿轮之间的拖曳摩擦增大。

本发明的目的是提供一种同步装置，该同步装置能用简单的构造确保自身的伺服作用，同时在套筒位于中立位置时等不实施同步作用时，不引起同步环与变速齿轮之间的拖曳摩擦的增大。

本发明的变速箱用同步装置的最主要的特征是，把在同步环产生的摩擦转矩的一部分通过大致H字形的推进零件作用到轮毂的斜面上，从而确保自身伺服作用，并在套筒位于中立位置时，使推进零件与轮毂的斜面相互不接触。

即，本发明的变速箱用同步装置具有：轴、轮毂、套筒、变速齿轮、同步环、推进零件；

上述轴，用于传递动力；

上述轮毂，在从固定在上述轴上的毂部向径向外侧延伸而成的凸缘部的外周形成多个缺口和花键，并在缺口的轴向端部四角分别形成有能把旋转方向的力变换为轴向力的斜面；

上述套筒，可沿轴向滑动地支承在上述轮毂的花键上，并在内周分别形成花键和在该花键的一部分的内侧具有斜面的凹部；

上述变速齿轮，分别配置在上述轮毂的轴向两侧，并在靠上述轮毂一侧一体地设有可供套筒嵌合的花键和摩擦面；

上述同步环，与上述各变速齿轮分别对应地、在上述轮毂的轴向两侧配置在该轮毂与上述各变速齿轮之间，形成有可与上述变速齿轮的摩擦面压接的摩擦面，并在外周形成具有倒角的花键和突起；

上述推进零件，插入上述套筒的凹部，可在上述轮毂的缺口内沿轴向移动；

该推进零件在外周面具有与上述套筒的斜面结合、被朝轴向推压的斜面，并且，在旋转方向与上述同步环的突起结合，可将该突起朝轴向推压，且在从径向外侧看到的四角形成突起部，在该突起部上形成与上述轮毂的斜面对应的斜面。

本发明的变速箱用同步装置，用简单的构造把同步环产生的摩擦转矩的一部分变换为轴向的推力，将该推力作为推压同步环的力的一部分，从而实现自身伺服作用的同时，在车辆行驶中那样套筒位于中立位置时，不引起同步环与配对变速齿轮之间的拖曳摩擦。因此，可抑制耗油量变多、变速箱的油温上升。

附图说明

图1是3速、4速用同步装置的要部剖视图(实施例1)。

图2是从图1中除去3速、4速齿轮、同步环，从3速齿轮侧看到的外观图。

图3是图1的局部放大图。

图4是轮毂的正面外观图。

图5是从图4上方看到的展开放大外观图。

图6是套筒的正面外观图。

图7是从图6中B方向看到的展开放大外观图。

图8是同步环的剖视图。

图9是从图8的左侧看到的外观图。

图10是从图8的上方看到的展开放大外观图。

图11是推进零件的侧面放大外观图。

图12是从左侧看图11的外观图。

图13是从图11的上方看到的展开放大外观图。

图14是说明动作的图。

图15是说明动作的图。

图16是说明动作的图。

图17是说明动作的图。

图18是变速操作结束状态的要部放大剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图和各实施例说明本发明实施方式的变速箱用同步装置。

实施例1

图1是本发明实施例1的变速箱用同步装置的主要部分剖视图，是沿图2中A-O-A线剖切的剖视图。图2是把图1中的输入轴10、3速齿轮12、4速齿轮14及两个同步环16和弹簧18除去后、从图1中右侧(3速齿轮12侧)看到的外观图。图3是将图1的上侧要部放大，并标注详细标记的图。

输入轴10可通过未图示的离合器与发动机连接。

在输入轴10和轮毂20，借助形成在它们上的花键10a、20a，在旋转方向结合成为一体，另外，轴瓦22从图中左侧压接地套在输入轴10上。因此，轮毂20在被输入轴10的大径部和轴瓦22夹着的状态，沿轴向固定在输入轴10上。

轮毂20具有毂部20b、从该毂部20b朝径向外侧延伸的凸缘部20c、和设在该凸缘部20c外周的环状部20d。在轮毂20的外周侧配置有套筒24。轮毂20和套筒24借助形成在它们上的花键20e、24a，沿轴向彼此可相对移动地结合。

并且，在输入轴10上通过轴承26a配置有3速齿轮12，并在轴瓦22的外侧通过轴承26b配置有4速齿轮14。3速齿轮12和4速齿轮14夹着轮毂20，可自由旋转地被支承。

另外，3速齿轮12和4速齿轮14构成本发明的变速齿轮，分别与未图示的输出轴侧的配对齿轮啮合，通过它们与车辆的车轮连接。

在3速齿轮12和4速齿轮14的靠轮毂20一侧，形成有与套筒24的花键24a啮合的花键12a、14a、以及圆锥形的摩擦面12b、14b。

在套筒24上的外周形成有拨叉槽24b，未图示的换档拨叉可滑动地嵌合在该拨叉槽24b内。未图示的变速杆被手动或促动器操作时，通过与其连动的换档拨叉，可以使套筒24沿轴向移动。

套筒24的长度和位置关系这样设定：图1所示的状态是，套筒24位于仅与轮毂20的花键20e啮合而不与花键12a、14a啮合的中立位置，从图1的状态向右方移动规定量后，套筒24到达其左方部分仍与轮毂20的花键20e啮合、但右方部分与3速齿轮12的花键12a啮合的3速位置；从图1的状态向左方移动规定量后，套筒24的右方部分仍与轮毂20的花键20e啮合、但左方部分与4速齿轮14的花键14a啮合的4速位置。

在3速齿轮12及4速齿轮14与轮毂20之间，以相反朝向分别配置有彼此形状相同的同步环16。

在这些同步环16上分别形成有与摩擦面12b、14b对应的摩擦面16a，如后所述，摩擦面12b和摩擦面16a及摩擦面14b和摩擦面16a，相互压接时分别实施同步作用。

如图4所示，轮毂20从凸缘部20c到环状部20d，在周边形成了3处缺口20f，如图1～图3所示，该缺口20f中，在同步环16、16之间以及与轮毂20及套筒24之间分别配置有3个推进零件28。

另外，如图3所示，在推进零件28的径向内侧，在轮毂20的两侧分别配置有弹簧18，借助这些弹簧的弹力分别使推进零件28朝径向外侧推开。

如上述那样配置了各构成零件，下面说明它们的形状及各构成零件之间的关系。

图4、图5表示轮毂20。图4是与图2对应的、轮毂20的外观图。图5是从图4的上方看到的展开形状的轮毂20的局部放大外观图。

如这些图所示，在缺口20f的轴向两端的4个部位形成有斜面20h、20i、20j、20k。

这些斜面20h、20i、20j、20k形成为这样的形状：当如后所述那样推进零件28与这些斜面抵接，对这些斜面作用旋转方向的力时，这些斜面能将旋转方向的力变换为轴向的力，朝轴向推压推进零件28。

在轮毂20上形成有轴向的孔20l，将后述弹簧的端部插入该孔20l并进行牵拉。

图6和图7表示套筒24。图6是与图2对应的、套筒24的正面外观图。图7是从图6中B方向看到的展开形状的局部放大外观图。

一并参照图3进行说明，各花键24a的轴向两端形成有倒角24c、24d。在3个部位的各3个花键24a的内侧形成有具有斜面24e、24f的凹部24g，并在轴向中央部形成有周向的槽24h。

另外，槽24h只要形成在周边至少3个部位的花键24a上即可，也可以在全周的花键上形成。

在这些凹部24g和槽24h中结合有后述的推进零件28。

图8、图9、图10表示同步环16。图8是与图1对应的剖视图。图9是从图8的左侧看到的外观图。

另外，图10是从图9的上方看到的展开形状的局部放大外观图，是向右旋转90度的图。

如上所述，同步环16的内侧形成为圆锥形的摩擦面16a，与3速齿轮12、4速齿轮14的摩擦面12b、14b相面对。

在同步环16的外周具有与套筒24对应的花键16b，在靠轮毂20一侧的端部形成有倒角面16c、16d。

另外，在靠轮毂20一侧的外周3个部位设有突起16e，这些突起16e与后述的推进零件28结合。

图11、图12、图13都是将推进零件28放大表示的图。

图11是与图1、图3对应的、推进零件28的外观图。图12是从左侧看图11的外观图。图13是从图11的上方看到的展开形状的图。

如图13所示，从轮毂20的径向外侧朝中心看，推进零件28大致呈H字形，具有2个对称的凹部28a、28a，在四角形成有具有斜面28b、28c的突起部28d、28e，这些突起部28d、28e形成在以外周中央的突起28k为中心对称的位置。

两侧的斜面28b、28c与轮毂20的斜面20h、20i、20j、20k对应，但严格地说，稍稍呈圆弧形，角部抹圆。

另外，凹部28a分别具有底面28f、侧面28g、28h，这些底面和侧面也抹圆。

如图11所示，在推进零件28的外周形成有斜面28i、28j，该斜面与套筒24的斜面24e、24f对应。

另外，在推进零件28的外周中央形成有突起28k，该突起28k与套筒24的槽24h结合。

另外，在内周两侧的2个部位形成有具有斜面的槽28l，如图3所示，弹簧18卡在该槽28l内，把推进零件28朝上述径向外侧推压。

如图12所示，从正面看，推进零件28的整体形状是圆弧形，如图1至图3所示，3个推进零件28结合在套筒24的凹部24g和槽24h内。

另外，如图14所示，推进零件28与轮毂20的缺口20f结合，并且，2个同步环16的突起16e分别与凹部28a结合。

另外，图14是将图3中的C-C部的周向展开断面及外观向右旋转90度所描绘的局部放大图。图中，为了清楚起见，阴影线也用实线画出，花键24a用细线画出。

图中没有详细地表示弹簧18的形状，但从图2可见，该弹簧18是局部缺口的环状，其一端朝轴向弯折，该弯折部插入轮毂20的孔20l内，限制相对于轮毂20的旋转方向的移动。

下面，说明图1所示同步装置的动作。

参照图3和图14以后的展开图，说明动作。

图3和图14表示套筒24在中立位置的状态，在该状态，推进零件28被2个弹簧18朝外侧推开，与套筒24的凹部24g结合，并且，突起28o与套筒24的槽24h结合。

下面，说明套筒24朝3速齿轮12侧移动的情形。

图15的状态是，套筒24和与其结合的推进零件28一起朝3速齿轮12侧移动，推进零件28的底面28f推压同步环16的突起16e。

这时，套筒24的斜面24f将推进零件28的斜面28j朝轴向推压，其力与推进零件28被弹簧18朝外侧推的力相应(同时见图3)。

被推进零件28朝3速齿轮12侧推压的同步环16，其摩擦面16a与3速齿轮12的摩擦面12b抵接(见图3)。

这时，当轮毂20与3速齿轮12之间有转速差时，摩擦面16a、12b之间就产生摩擦，由于该摩擦，同步环16被该拖曳而朝一方旋转。

图15中，同步环16被拖曳而旋转的结果，突起16e与推进零件28的侧面28g抵接将其朝周向推，结果，推进零件28以4速齿轮14侧的突起部28d、28e部为支点摆动，斜面28b与轮毂20的斜面20i抵接。

因此，在摩擦面16a、12b之间产生的摩擦转矩作用在斜面28b、20i间。由此，作用在斜面28b、20i间的摩擦转矩被变换为轴向的力(推力)，推进零件28被朝着3速齿轮12侧推，该力使得底面28f推压同步环16的突起16e。

图16的状态是，套筒24从图15的状态进一步向3速齿轮12侧移动，花键24a的倒角24c与同步环16的倒角16c接触。

这时，推进零件28被套筒24的斜面28j推压，抵抗弹簧18的弹力而被推入径向内侧(见图3)。

套筒24用倒角24c推压同步环16的倒角16c时，力的关系发生变化。

即，与通常的锁环式(Borg Warner)同步装置同样地，这样设定倒角24c、16c的角度：倒角24c推压倒角16c而产生的摩擦面16a、12b之间的摩擦转矩Tf总是大于倒角24c、16c之间产生的推开转矩Ts。

因此，只要在摩擦面16a、12b间产生了摩擦转矩Tf，套筒24就不能推开同步环16朝3速齿轮12侧前进，用倒角24c、16c继续推压同步环16。

这时，摩擦转矩Tf与推开转矩Ts的转矩差，从同步环16的突起16e作用到推进零件28的侧面28g上，最后，从斜面28b作用到轮毂20的斜面20i上。

结果，与前述同样地，作用在斜面28b、20i间的转矩差被变换为轴向的力，将推进零件28往3速齿轮12侧推，该力从底面28f推压同步环16的突起16e。

因此，摩擦面16a、12b间的摩擦转矩是由从套筒24推压同步环16的力、和在斜面28b、20i间产生的轴向力的总和而产生的。

即，与通常的锁环式同步装置相比，只有斜面28b、20i间产生的轴向力使摩擦转矩增大，提高同步性能。

结果，当轮毂20侧与3速齿轮12侧的转速差消失时，摩擦面16a、12b间不产生摩擦转矩，如图17所示，倒角24c推开同步环16的倒角16c，套筒24朝着3速齿轮12侧前进。

这时，同步环16的旋转方向位置被推回到图14的状态，同样地，与突起16e结合的推进零件28也摆动返回。

图17表示同步作用结束的状态，以后，套筒24前进，如图18的剖视图所示，与3速齿轮12的花键12a啮合，变速操作结束。

这时，如图18所示，由于推进零件28的突起28k与套筒24的斜面24e抵接，所以，制约推进零件28朝4速齿轮14侧移动。

从上面的说明可知，为得到相同同步容量(摩擦转矩)，套筒24推同步环16的载荷与通常的锁环式同步装置相比，较小的载荷就能得到相同的同步容量，因此相应提高同步性能。

另外，在不实施同步作用的状态，即，推进零件28位于中立位置时或变速操作结束时，如图14和图17所示，推进零件28在轮毂20的缺口20f内，斜面28b、28c都不与轮毂20的斜面20h、20i、20j、20k接触。

因此，即使任何转矩作用在推进零件28上，也不产生轴向的力，在同步环16与变速齿轮12、14之间即使产生拖曳摩擦，也不会使该摩擦增大。

由此，不需要已往那样要采用防止拖曳阻力增大的措施，所以，组装容易，可减少制造成本。

另外，实施例1中说明的是将同步装置配置在输入轴10上，但是，当然配置在输出轴侧也具有同样的作用。

另外，说明的是轮毂20的斜面20h、20i、20j、20k以及与它们对应的推进零件28的斜面28e、28d为倾斜面，但也可以是螺旋面。

本发明的变速箱用同步装置，根据本领域技术人员的常识，可以进行变更来实施，例如，为了提高摩擦面的摩擦系数，在同步环的摩擦面上形成螺纹或油槽等。并且，可通过在摩擦面采用适当的材料来得到更高的同步性能，或者本发明也可以应用于具有称为多锥面的、多个摩擦面的同步装置。

产业上利用的可能性

本发明的变速箱用同步装置，将摩擦转矩的一部分变换为轴向的力作为推压同步环的辅助力量来提高同步性，并且，在推进零件位于中立位置时或者变速操作结束时，不增大拖曳摩擦，所以，具有可适用于要求降低制造成本的乘用车用变速箱的优点，并且，也可适用于具有用促动器进行变速操作的同步装置的变速箱等。

Claims (5)

1.一种变速箱用同步装置，其特征在于，具有：轴、轮毂、套筒、变速齿轮、同步环、推进零件；

上述轴，用于传递动力；

上述轮毂，在从固定在上述轴上的毂部向径向外侧延伸而成的凸缘部的外周形成多个缺口和花键，并在上述缺口的轴向端部四角分别形成有能把旋转方向的力变换为轴向力的斜面；

上述套筒，可沿轴向滑动地支承在上述轮毂的花键上，在内周分别形成花键和在该花键的一部分内侧具有斜面的凹部；

上述变速齿轮，分别配置在上述轮毂的轴向两侧，并在靠上述轮毂侧一体地设有可供套筒嵌合的花键和摩擦面；

上述同步环，与上述各变速齿轮分别对应地、在上述轮毂的轴向两侧配置在该轮毂与上述各变速齿轮之间，形成有可与上述变速齿轮的上述摩擦面压接的摩擦面，并在外周形成具有倒角的花键和突起；

上述推进零件，插入到上述套筒的凹部，可在上述轮毂的缺口内沿轴向移动；

该推进零件在外周面具有与上述套筒的斜面结合、被朝轴向推压的斜面，并且，在旋转方向与上述同步环的突起结合，可朝轴向推压该突起，且在从径向外侧看到的四角形成突起部，在该突起部上形成与上述轮毂的斜面对应的斜面。

2.根据权利要求1所述的变速箱用同步装置，其特征在于，从上述径向外侧看，上述推进零件是大致H字形，使上述同步环的突起与该H字形的凹部结合。

3.根据权利要求1或2所述的变速箱用同步装置，其特征在于，上述推进零件四角的斜面，在上述套筒位于中立位置时都不与上述轮毂的斜面抵接，在上述套筒朝一变速齿轮侧移动后，上述推进零件四角的斜面中只有靠变速齿轮侧的斜面能与上述轮毂的斜面抵接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的变速箱用同步装置，其特征在于，具有将上述推进零件朝上述径向外侧推开的弹簧。

5.根据权利要求4所述的变速箱用同步装置，其特征在于，在上述套筒的上述凹部的中央部形成有周向的槽，并在上述推进零件上设置可与该槽结合的突起。

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