JP2003222161A - スパーギア変速装置用クラッチ - Google Patents
スパーギア変速装置用クラッチInfo
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Abstract
ブとの間の摺動特性及びシンクロナイザスリーブと連結
体との係合に関して最適化が行われているスパーギア変
速装置用改良クラッチを提供する。 【解決手段】 クラッチ(75)は、外部歯列(44)を有
するシンクロナイザハブ(40)と、その歯列(44)と係
合する内部歯列(14)を有するシンクロナイザスリーブ
(10)と、変速ギアに固定可能で、内部歯列(14)が押
込まれる外部歯列(82)を有する連結体(80)とを備
え、内部歯列(14)が、連結体(80)の外部歯列(82)
とは係合するが、ハブ(40)の外部歯列(44)とは係合
しない傾斜凹部付き歯(18)を有すると共にハブ(40)
の外部歯列(44)と係合する傾斜凹部なし歯(16)を有
し、歯(16、18)がスリーブ(10)の円周全体に亘って
分布して配置されている。
Description
置用、特に自動車変速装置用であって、スパーギア変速
装置のシャフトに固定可能で、外部歯列を有するシンク
ロナイザハブと、シンクロナイザハブの外部歯列と係合
する内部歯列を有し、それにより、シンクロナイザハブ
に対して軸線方向に移動可能になるシンクロナイザスリ
ーブと、シャフトに対し回転自在に配置された変速ギア
に固定可能で、回転方向におけるシンクロナイザハブと
のポジティブロッキング連結のために、シンクロナイザ
スリーブの内部歯列を押込むことができる外部歯列を有
する連結体とを備えており、連結体の外部歯列と係合す
るシンクロナイザスリーブの内部歯列の歯が、傾斜凹部
と、傾斜凹部付き歯とシンクロナイザハブの前記外部歯
列とのロックを防止する手段とを備えているクラッチに
関する。
欧州特許第1 101 966 A2 号により公知である。この種
のクラッチは、純粋なポジティブクラッチとすることも
できるし、摩擦係合によりシャフトと変速ギアとの回転
数適合を実現することが可能なクラッチとすることもで
きる。これは通常では摩擦円錐によって実現される。さ
らに、この種のクラッチには、シンクロナイザスリーブ
に対するシンクロナイザリングの捩れを制限できるよう
公知の方法でシンクロナイザリングを配置してある制動
シンクロナイザも含まれている。
等のために誤って連結体(クラッチギア)の外部歯列か
ら切離されるのを避けるために、シンクロナイザスリー
ブの内部歯列の歯は傾斜凹部を備えている。それに応じ
て、連結体の歯にも同様に傾斜凹部が備えてあることが
多い。
イザスリーブとシンクロナイザハブとの間に縦揺れモー
メントが発生した場合にロックが起こる可能性を有する
という欠点がある。これは特に変速力増大/制動により
明らかになる。この問題を軽減するために、傾斜凹部は
軸線方向を長く形成してあることが多い。しかしなが
ら、これにより、周方向における動力伝達のための面積
が減少する結果となる。
特許第1 101 966 A2 号は、シンクロナイザスリーブの
内部歯列の歯の全てを半径方向に第1部分と第2部分と
に細分することを提案している。半径方向に内側に位置
する部分は傾斜凹部を備え、連結体と係合するような設
計にしてある。これとは反対に、半径方向に外側に位置
する部分は傾斜凹部を備えておらず、内部歯列の全軸線
方向長にわたってシンクロナイザハブの外部歯列と係合
する。シンクロナイザスリーブの内部歯列の歯は全てが
同じ形状にしてある。
明の課題は、シンクロナイザスリーブとシンクロナイザ
ハブとの間の摺動特性及びシンクロナイザスリーブの内
部歯列と連結体(クラッチギア)の外部歯列との係合に
関して最適化が行われているスパーギア変速装置用改良
クラッチ(噛合装置)を提供することにある。
ーギア変速装置用クラッチ(噛合装置)の場合、シンク
ロナイザスリーブの内部歯列が、連結体(クラッチギ
ア)の外部歯列とは係合するが、シンクロナイザハブの
外部歯列とは係合しない傾斜凹部付き歯を有するととも
に、さらに、シンクロナイザハブの外部歯列と係合する
傾斜凹部なし歯を有することと、傾斜凹部付き歯と傾斜
凹部なし歯とをシンクロナイザスリーブの円周全体にわ
たって分布配置することとにより解決される。
ーブと連結体とのポジティブロッキングを担当する歯
と、基本的にシンクロナイザスリーブとシンクロナイザ
ハブとの間の摺動特性を担当する歯との機能分離が実現
する。
部歯列と係合しないことにより、軸線方向における摺動
特性が改善する。シンクロナイザスリーブは傾斜凹部な
し歯のところにおいてだけシンクロナイザハブに案内さ
れることになる。これにより、案内長を大きくすること
ができる。これがさらに縦揺れ遊びの大幅な減少を可能
にする。傾斜凹部付き歯の場合、傾斜凹部付き歯はシン
クロナイザリングの外部歯列と係合しないので、傾斜凹
部の長さを縮小することが可能である。この結果、切削
が最小限で済み、歯の強度が向上する。
とを可能な限り順調に係合させるために、傾斜凹部付き
歯及び連結体の歯の尖り角を傾斜凹部なし歯の尖りを考
慮に入れずに最適化することができる。さらに、特に好
ましいのは、傾斜凹部付き歯と傾斜凹部なし歯とをそれ
ぞれ2つ以上の歯からなるグループに分割し、それらの
グループをシンクロナイザスリーブの円周全体にわたっ
て交互に配置することである。この交互配置により、傾
斜凹部付き歯と傾斜凹部なし歯とを均等にシンクロナイ
ザスリーブの円周全体にわたって分布させることができ
る。クラッチの各要素を不均衡なしで製造することがで
きる。
歯と傾斜凹部なし歯とをそれぞれ3つのグループに分割
することである。これは、一方では、製造にとって好都
合である。他方では、簡単な方法により、ロック等の位
置のような構造的境界条件への適応が可能である。
部付き歯と傾斜凹部なし歯との数は同じである。この方
法により、歯のそれぞれ半分を、シンクロナイザスリー
ブと連結体との係合と、シンクロナイザスリーブとシン
クロナイザハブとの係合と、に使用することができ、そ
の結果、周方向における荷重は均等になる。
部なし歯の方が傾斜凹部付き歯よりも有効幅が小さい。
これにより、たとえ傾斜凹部なし歯が連結体の外部歯列
と係合していたとしても、傾斜凹部なし歯がこの外部歯
列の側面と係合しないようにすることが可能になる。
係合するが、傾斜凹部付き歯とは係合しない外部歯列を
備えたシンクロナイザリングを有することも利点であ
る。
ンクロナイザとして形成されている。シンクロナイザリ
ングは、シンクロナイザスリーブに対する捩れを制限で
きるよう公知の方法で配置してある。シンクロナザリン
グの外部歯列が傾斜凹部なし歯とだけしか係合しないと
いう事実により、シンクロナイザスリーブの歯とシンク
ロナイザリングとのインタロックないしはロックもほぼ
不可能になる。
グの歯と係合することにより、傾斜凹部なし歯及びシン
クロナイザリングの歯の尖りを傾斜凹部付き歯の尖りと
は無関係に選択することができる。これにより、連結体
への係合条件を考慮に入れずに、シンクロナイザスリー
ブの傾斜凹部なし歯及びシンクロナイザリングの歯の尖
りを制動挙動(制動条件)に適合させることが可能であ
る。しかしながら、一般的には、例えば製造技術上の理
由から、傾斜凹部付き歯及び傾斜凹部なし歯の尖りを同
一状態に形成することも可能である。
ザリングの外部歯列が、シンクロナイザスリーブが傾斜
凹部なし歯を有する場所だけにしか歯を有していないこ
とである。すなわち、シンクロナイザリングの外部歯列
は、シンクロナイザスリーブの歯との係合が可能な場所
だけにしか備えられていないのである。
が、シンクロナイザスリーブが傾斜凹部なし歯を有する
場所だけにしか歯を有していないことも利点となる。こ
れにより、歯列が不可欠ではない領域については、コス
トのかかるシンクロナイザハブの歯列の形成が避けられ
ることになる。
ザハブが、少なくともシンクロナイザスリーブ用ロック
(または圧力ブロック)を配置する円周領域において
は、歯を有していないことである。クラッチの非ギアシ
フト位置用ロックは通常はシンクロナイザハブの凹部に
配置してある。従って、まさにそれらの領域において歯
列が不可欠なものとならないようにクラッチを設計する
のが好ましいということが分かる。
ーブの内部歯列の少なくとも若干数の歯が、歯先面から
半径方向に内向きに突出したギアシフト路制限用ストッ
パを備えていることも利点となる。これにより、ギアシ
フト路を構造的に簡単な方法で制限することが可能であ
る。
都度指示してある組合せだけではなく、それ以外の組合
せ又は単独でも利用可能であり、それにより、本発明の
枠を越えることはない。
り、以下の記述においてさらに詳細な説明を行う。図
1、3及び4には、本発明によるクラッチ(噛合装置)
のシンクロナイザスリーブが10で表示してある。正確に
言えば、シンクロナイザスリーブ10は、スパーギア変速
装置の、特に自動車変速装置のシャフトに対し回転自在
に配置した2つの隣接する変速ギア用の2つのクラッチ
を有する公知のシンクロナイザパッケージの構造の一部
である。
置とすることもできるし、自動変速装置とすることもで
きる。スパーギア変速装置をダブルクラッチ変速装置と
することも可能である。
現在の技術水準において公知のものであり、以下では簡
単にしか説明しない。スパーギア変速装置のシャフトに
は、例えばキー溝付き歯と軸線方向保持リングとによ
り、シンクロナイザハブが固定してある。シンクロナイ
ザハブの外部歯列にはシンクロナイザスリーブ10が軸線
方向に移動自在に配置してある。
連結体(クラッチギア)が固定してある。連結体は任意
の方法で各変速ギアと固定することができる。例えば、
連結体を変速ギアと一体形成することができる。あるい
は又、連結体をキー溝付き歯列により変速ギアに固定し
たり、変速ギアに溶接したりすることもできる。連結体
は、シンクロナイザハブの外部歯列に対応する外部歯列
を有する。
ッキング(動力伝達連結)を形成するために、シンクロ
ナイザスリーブの内部歯列が連結体の外部歯列と係合す
るように、シンクロナイザスリーブは軸線方向に移動さ
せられる。さらに、シンクロナイザパッケージの2つの
クラッチの各々は、それ自体としては公知のシンクロナ
イザリングを有する。シンクロナイザリングは捩れが制
限されるようシンクロナイザハブに配置してある。
ロナイザリングには、ブレーキライニングを有する円錐
面が備えてあり、この円錐面は、変速ギアの対応する円
錐面、例えば連結体の円錐面と協働するよう設計してあ
る。多円錐クラッチの場合、シンクロナイザリングの円
錐面は未加工であるか、又はブレーキライニングを備え
ており、別の円錐リング用のパッチポケットが備えられ
ている。
は、シンクロナイザハブの歯列に対応する外部歯列を有
する。シンクロナイザリングの外部歯列は制動歯の役割
を果たす。シンクロナイザスリーブはその軸線方向運動
の際にブロックによりシンクロナイザリングを押す。シ
ンクロナイザリングは、連結体とシンクロナイザリング
との回転数差により、シンクロナイザリングの歯とシン
クロナイザスリーブの歯列とが対向している制動位置に
おいて捩れることになる。回転数が一致すると同時に、
摩擦モーメントが働かなくなり、シンクロナイザリング
は捩れて、リリース位置に達することができる。シンク
ロナイザスリーブはシンクロナイザリングの歯列を通っ
て連結体の歯列と係合する。
リーブ10は在来の態様の半径方向外部溝12を有してお
り、シンクロナイザスリーブ10を軸線方向に動かすため
に、シフトリンケージのシフトフォークがこの外部溝12
と係合する。さらに、シンクロナイザスリーブ10は、傾
斜凹部なし歯16と傾斜凹部付き歯18とからなる内部歯列
14を有する。
れぞれ7本の歯から構成されている。傾斜凹部付き歯の
3つのグループBも同様に7本の歯から構成されてい
る。グループA、Bはシンクロナイザスリーブ10の円周
全体にわたって交互に配置してある。各グループA、B
の間には、それぞれ、一方の側面が傾斜凹部付きで、も
う一方の側面が傾斜凹部なしである歯が設けられてい
る。従って、全体として、内部歯列14は21本の傾斜凹部
付き歯18と、21本の傾斜凹部なし歯16と、6本の中間歯
とを有する。
てある。傾斜凹部19は軸線方向が比較的短く、歯の軸線
方向全長の約1/4〜1/5以上には達していない。グル
ープBの各中央歯20には戻止め溝22が備えてある。各中
央歯20に隣接する2本の歯もこの場合にはこの戻止め溝
の一部を有する。
は2つのクラッチを作動させる役割を果たす。以下で
は、歯列14の一方の軸線方向側面部についてのみ説明を
行う。しかし、当然のことながら、歯列14のもう一方の
軸線方向側面部も構造は同じである。
央歯20の次の次に位置するそれぞれの歯24は、ギアシフ
ト路制限用ストップ歯24として形成してある。ストップ
歯24は歯先面から半径方向に内向きに突出したギアシフ
ト路制限用ストッパ26をそれぞれ有する。ストッパ26は
ギアシフト時には各連結体の対応するストッパ面に当接
する。
に、その軸線方向端にそれぞれ尖り部28を備えている。
それに対応して、傾斜凹部なし歯16もその軸線方向端に
それぞれ尖り部30を備えている。
の分割状態を概略的に示したものである。グループAと
Bがそれぞれ60°の角度範囲を占めている。
実施の形態によるシンクロナイザハブ40が示してある。
シンクロナイザハブ40は、スパーギア変速装置のシャフ
トとの捻り強さ連結(捻りに強い連結)のために、内部
キー溝付き歯列42を有する。
列44を備えている。外部歯列44は傾斜凹部なし歯46を有
する。歯46は、シンクロナイザスリーブ10が傾斜凹部な
し歯を有する円周部分Aに対応するシンクロナイザハブ
40の円周部分だけに備えられている。シンクロナイザハ
ブ40のそれらの中間円周部分には歯列がない。
周部分にそれぞれ半径方向に内向きにのびる中間外部溝
48を有する。外部溝48は、シンクロナイザスリーブ10の
戻止め溝22と係合するよう設計してあるブロックを受け
入れる役割を果たす。さらに、シンクロナイザハブ40は
外部溝48に隣接してそれぞれロッキングストッパ50を有
し、これらのロッキングストッパ50は、シンクロナイザ
ハブ40に対する以下で説明するシンクロナイザリングの
捩れを確実に制限する役割を果たす。
ロナイザリング60の1つの実施の形態が示してある。シ
ンクロナイザリング60はその内周に円錐面62を有する。
この場合、シンクロナイザリング60は多円錐シンクロナ
イザの一部である。図示した実施の形態では、円錐面62
は摩擦ライニングを有していない。円錐面62は詳細には
図示してない別の円錐リングと作動連結しており、この
円錐リングは連結体とポジティブロッキング連結する。
シンクロナイザリング60はその外周に外部歯列64を有す
る。
てあるシンクロナイザスリーブ10のグループAの部分に
対応するシンクロナイザリング60の円周部分だけに複数
の歯66を有する。
イザリングは、シンクロナイザハブ40のそれぞれのロッ
キングストッパ50の間に嵌着する公知のロッキングカム
68を有する。さらに、シンクロナイザリング60はその内
周に別の円錐リング(図示せず)用のパッチポケット70
を有する。
とシンクロナイザハブ40の歯列との協働の概略が示して
ある。シンクロナイザスリーブ10とシンクロナイザハブ
40とが相互に側面心出しされていることが分かる。さら
に、シンクロナイザハブ40が、傾斜凹部付き歯18を備え
たシンクロナイザスリーブの歯列14の領域には、歯を有
していないことが分かる。
ッチの略縦断面図が示してある。図8には、すでに説明
した要素(シンクロナイザスリーブ10、シンクロナイザ
ハブ40、シンクロナイザリング60)に加えて、外部歯列
82を備えた連結体80が示してある。外部歯列82は複数の
歯84を有する。
幅90を有することが分かる。傾斜凹部19の最も深い位置
における歯18の最小幅は92で示してある。図8から分か
るのは、連結体80の歯84が有効幅90と同じだけ相互に離
れているということである。すなわち、歯84の有効幅は
傾斜凹部付き歯18の距離94に等しい。図8からさらに分
かるのは、傾斜凹部なし歯16が、傾斜凹部付き歯18の傾
斜凹部19における幅に等しい有効幅92を有するというこ
とである。すなわち、傾斜凹部なし歯16の有効幅92は傾
斜凹部付き歯18の有効幅よりも小さい。傾斜凹部なし歯
16の距離96はシンクロナイザハブ40の歯46の幅とシンク
ロナイザリング60の歯66の幅とに適合させたものにして
ある。
歯18がシンクロナイザハブ40の歯46とは係合していない
ということである。同様に図8から分かるのは、シンク
ロナイザスリーブ10の歯14が連結体80の歯列82と係合し
ていない場合は、傾斜凹部なし歯16は連結体80の歯84に
は隣接しておらず、いずれにせよ、周方向への動力伝達
に貢献することはないということが分かる。傾斜凹部付
き歯18が歯84と係合する。連結体80の歯84には通常の方
法で傾斜凹部を形成することができる。
断されることがなく、その結果、摺動特性が大幅に向上
する。これとともに実現される案内長の増大により、縦
揺れ遊びが明らかに小さい。傾斜凹部付き歯18はシンク
ロナイザリング60の歯64とは係合せず、その結果、シン
クロナイザリングがかかる障害修正による制動条件の解
消後に再度押されることはなくなる。さらに、歯16及び
歯66の尖り部は、傾斜凹部付き歯18と連結体との係合を
考慮に入れずに、自由に選択することができる。
部、歯等のような)クラッチの個々の機能要素を空間的
分離によりそれぞれ独立して最適化することができる。
全体としては、操作性が明らかに向上し、磨耗が減少す
るクラッチの実現が可能である。傾斜凹部付き歯18は連
結体80の歯列82だけと係合する。これにより、傾斜凹部
の長さを短縮することが可能になり、この結果、切削が
最小限で済み、歯の強度が向上することになる。
り、部品の追加によるコストのかかる解決策が避けられ
る。傾斜凹部付き歯18の尖り角を、制動過程の進行に影
響を与えずに、係合過程の要求に適合させることができ
る。シンクロナイザハブには焼結材料又は焼入れ鋼材料
を使用することができる。全体としては、摺動特性が向
上し、縦揺れ挙動が減少する。係合挙動が向上する。ギ
アジャンパを避けることができる。
ーブの斜視図。
ーブの略側面図。
図。
視図。
の斜視図。
グの斜視図。
ンクロナイザハブの歯の略側面図。
Claims (10)
- 【請求項1】 スパーギア変速装置用、特に自動車変速
装置用であって、スパーギア変速装置のシャフトに固定
可能で、外部歯列(44)を有するシンクロナイザハブ
(40)と、前記シンクロナイザハブ(40)の前記外部歯
列(44)と係合する内部歯列(14)を有し、前記シンク
ロナイザハブ(40)に対して軸線方向に移動可能である
シンクロナイザスリーブ(10)と、前記シャフトに対し
回転自在に配置された変速ギアに固定可能で、回転方向
におけるシンクロナイザハブ(40)とのポジティブロッ
キング連結のために、前記シンクロナイザスリーブ(1
0)の前記内部歯列(14)が押し込まれ得る外部歯列(8
2)を有する連結体(80)とを備えており、さらに、前
記連結体(80)の前記外部歯列(82)と係合する前記シ
ンクロナイザスリーブ(10)の前記内部歯列(14)が、
傾斜凹部(19)を有する歯(18)と、前記傾斜凹部付き
歯(18)と前記シンクロナイザハブ(40)の前記外部歯
列(44)とのロックを防止する手段とを備えているクラ
ッチ(75)において、 前記シンクロナイザスリーブ(10)の前記内部歯列(1
4)が、前記連結体(80)の前記外部歯列(82)とは係
合するが、前記シンクロナイザハブ(40)の前記外部歯
列(44)とは係合しない前記傾斜凹部付き歯(18)を有
するとともに、前記シンクロナイザハブ(40)の前記外
部歯列(44)と係合する傾斜凹部なし歯(16)を有し、
前記傾斜凹部付き歯と傾斜凹部なし歯(16、18)が前記
シンクロナイザスリーブ(10)の円周全体にわたって分
布して配置されていることを特徴とする前記クラッチ
(75)。 - 【請求項2】 前記傾斜凹部付き歯と傾斜凹部なし歯
(16、18)とがそれぞれ2つ以上の歯からなるグループ
(A、B)に分割されており、グループ(A、B)が前記
シンクロナイザスリーブ(10)の円周全体にわたって交
互に配置されていることを特徴とする請求項1記載のク
ラッチ。 - 【請求項3】 前記傾斜凹部付き歯と傾斜凹部なし歯
(16、18)とがそれぞれ3つのグループ(A、B)に分
割してあることを特徴とする請求項2記載のクラッチ。 - 【請求項4】 前記傾斜凹部付き歯と傾斜凹部なし歯
(16、18)との数が同じであることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか一項記載のクラッチ。 - 【請求項5】 前記傾斜凹部なし歯(16)の方が前記傾
斜凹部付き歯(18)よりも有効幅(92)が小さいことを
特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載のクラッ
チ。 - 【請求項6】 前記クラッチ(75)が、さらに、前記傾
斜凹部なし歯(16)とは係合するが、前記傾斜凹部付き
歯(18)とは係合しない外部歯列(64)を備えたシンク
ロナイザリング(60)を有することを特徴とする請求項
1〜5のいずれか一項記載のクラッチ。 - 【請求項7】 前記シンクロナイザリング(60)の前記
外部歯列(64)が、前記シンクロナイザスリーブ(10)
が傾斜凹部なし歯(16)を有する場所だけにしか歯(6
6)を有していないことを特徴とする請求項6記載のク
ラッチ。 - 【請求項8】 前記シンクロナイザハブ(40)の前記外
部歯列(44)が、前記シンクロナイザスリーブ(10)が
前記傾斜凹部なし歯(16)を有する場所だけにしか歯
(46)を有していないことを特徴とする請求項1〜7の
いずれか一項記載のクラッチ。 - 【請求項9】 前記シンクロナイザハブ(40)が、少な
くとも前記シンクロナイザスリーブ(10)用ロックが配
置されている円周領域においては、歯を有していないこ
とを特徴とする請求項8記載のクラッチ。 - 【請求項10】 前記シンクロナイザスリーブ(10)の
前記内部歯列(14)の少なくとも若干数の歯が、歯先面
から半径方向に内向きに突出したギアシフト路制限用ス
トッパ(26)を備えていることを特徴とする請求項1〜
9のいずれか一項記載のクラッチ。
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