JP2004108588A - 同期システム - Google Patents

Abstract

【課題】　より容易に製造でき、コンパクトな構造を有し、シフトスリーブの運動を容易にする同期システムを実現する。
【解決手段】　手動変速機用の同期システムであって、ギヤ（１２）、シフトスリーブ（１４）および数個のスラスタ（２６）を有する。シフトスリーブ（１４）は内歯（１６）でギヤ（１２）と変位可能に噛合している。各スラスタ（２６）はポット状ケーシング（３２）およびスプリング（３４）を有する。ケーシング（３２）はギヤ（１２）の軸方向溝（２４）に装着されている。スプリング（３４）はシフトスリーブ（１４）の内歯（１６）に向かって推力を発生し、圧力部材（２８）を内歯（１６）に押し付ける。この同期システムは、スラスタ（２６）のケーシング（３２）がギヤ（１２）の溝（２４）の底部で傾動可能に支持されていることを特徴とする。
【選択図】　　　図１０

Description

　本発明は手動変速機用の同期システムに関する。このシステムはギヤ、シフトスリーブおよび複数のスラスタを有する。シフトスリーブはギヤの内歯と変位可能に噛合している。スラスタはギヤとシフトスリーブの間に配置され、各スラスタの箱状ケーシングがギヤの軸方向溝に保持されている。スラスタケーシングの底部に支持されたスプリングが戻り止めをシフトスリーブの内歯に押し付けている。

　手動変速機において、共通のシャフトに装着された二個のギヤが駆動連結される前に、同期システムが両ギヤを同期させる。このため、シャフトに固定された駆動ギヤとシャフト上で回転する従動ギヤの間に同期リングを設け、このリングを従動ギヤと摩擦係合するように押し付けることができる。駆動ギヤ上のシフトスリーブを従動ギヤに向けて移動すると、シフトスリーブの内歯は先ず同期リングの斜歯に接触し、その結果、同期リングの摩擦面が従動ギヤに押し付けられる。駆動ギヤおよび従動ギヤの回転速度が同じでない限り、同期リングとの接触により生じる摩擦が及ぼすトルクは、シフトスリーブが更に変位することを阻止する。回転速度が同じ時のみ、シフトスリーブを移動して従動ギヤの外歯に押し付けることができる位置まで同期リングはシフトスリーブに対して回転でき、その結果、従動ギヤは駆動ギヤに捻り連結される。駆動ギヤとシフトスリーブの間に配置されたスラスタは両者間の遊隙を排除し、それにより騒音および磨耗の減少に貢献する。

　この種の同期システムが知られている（例えば特許文献１を参照）。このシステムでは、スラスタを収容する軸方向溝はＴ字状の外形を有する。スラスタのハウジングは、この外形の相補形状を有し、戻り止めを備えた端部の近くで軸方向溝の肩部上に支持されている。従って、スラスタは軸方向溝内で変位するように案内される。戻り止めは駆動ギヤの内歯の凹部にスプリングで押し込まれている。シフトスリーブを移動すると、スラスタは先ず同期リングに接するまで短い距離だけ運ばれる。その時のみ、戻り止めはスプリングの力に抗して押し戻され、シフトスリーブはキャッチ（留め金）の僅かな抵抗に打ち勝って更に移動できる。しかし、Ｔ字状溝の製作は比較的高価である。更に、スラスタを収容するために比較的大きいスペースが必要であり、半径方向外端で広くなっているＴ字状溝により、ギヤの外歯は比較的大きい円周方向長さにわたって中断される。更に、スラスタケーシングの広い頭部がスプリングの大きい力でＴ字状溝の肩部に押し付けられるので、スラスタの移動中に摩擦および磨耗が生じる。

ＤＥ１９５８０５５８Ｃ１

　従って、本発明の目的は、より容易に製造でき、コンパクトな構造を有し、シフトスリーブの運動を容易にする同期システムを実現することにある。

　この目的は、スラスタのケーシングをギヤの溝の底部で傾動できるように支持することにより達成される。

　請求項１に記載の発明は、変速機用の同期システムであって、ギヤ（１２）、シフトスリーブ（１４）および複数のスラスタ（２６、２６’、２６”、２６’”）を有し、シフトスリーブ（１４）はその内歯（１６）でギヤ（１２）と変位可能に噛合し、スラスタ（２６、２６’、２６”、２６’”）はギヤ（１２）とシフトスリーブ（１４）の間に配置され、各スラスタは箱状ケーシング（３２）、スプリング（３４）および圧力部材（２８）を有し、箱状ケーシング（３２）はギヤ（１２）の軸方向溝（２４）に保持され、スプリング（３４）はケーシング（３２）の底部（３６）に支持されて圧力部材（２８）をシフトスリーブ（１４）の内歯（１６）に押し付けている上記同期システムにおいて、
　スラスタ（２６、２６’、２６”、２６’”）のケーシング（３２）がギヤ（１２）の軸方向溝（２４）の底部で傾動可能に支持されていることを特徴とする同期システムである。

　請求項２に記載の発明は、圧力部材（２８）がシフトスリーブ（１４）の内歯（１６）の凹部（３０）に係合するキャッチであることを特徴とする請求項１に記載の同期システムである。

　請求項３に記載の発明は、スラスタ（２６、２６’）のケーシング（３２）がプラスチック成形体であることを特徴とする請求項１または２に記載の同期システムである。

　請求項４に記載の発明は、ケーシング（３２）の壁部に形成されたクリンプ（３８）により圧力部材（２８）が脱落しないようにケーシング内に保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の同期システムである。

　請求項５に記載の発明は、スラスタケーシング（３２）の底部（３６）が丸いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の同期システムである。

　請求項６に記載の発明は、スラスタケーシング（３２）が半径方向外端に突起（４２）を有し、突起（４２）がシフトスリーブ（１４）の内歯（１６）間のスペース内に達していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の同期システムである。

　請求項７に記載の発明は、突起（４２）が自由端で丸く、この丸みがスラスタ（２６、２６’）の半径方向内端を中心とする円弧に相当していることを特徴とする請求項６に記載の同期システムである。

　請求項８に記載の発明は、スラスタ（２６）のケーシング（３２）が正方形または方形のポストの形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の同期システムである。

　請求項９に記載の発明は、スラスタ（２６）がその縦軸を中心として９０度回転対称であることを特徴とする請求項８に記載の同期システムである。

　請求項１０に記載の発明は、スラスタ（２６’）のケーシング（３２）が、その半径方向外端に、溝（２４）の縦方向に延在する方形断面の厚い頭部（４６）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の同期システムである。

　請求項１１に記載の発明は、スラスタ（２６”、２６’”）のケーシング（３２）の底部とスロット（２４）の底部が凹凸面（５６、５８、６０、６２）で相互に適合していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の同期システムである。

　請求項１２に記載の発明は、スラスタ（２６”）のケーシング（３２）が、溝（２４）の底部に形成された突起（５８）に係合される凹部（５６）を有することを特徴とする請求項１１に記載の同期システムである。

　請求項１３に記載の発明は、スラスタ（２６’”）のケーシング（３２）が、その底部に、溝（２４）の底部の凹部（６２）に係合する突起（６０）を有することを特徴とする請求項１１に記載の同期システムである。

　本発明の動機システムによると、シフトスリーブの運動中に、スラスタのケーシングは全体としてギヤに相対して移動せず、その半径方向内端で僅かに揺動するだけであり、そのため、ケーシングはシフトスリーブの運動を妨げない。同時に、この設計により、ギヤの溝をより狭くし且つ単純な方形の外形にすることができる。従って、スラスタケーシングを単純な形状、およびギヤの円周方向においてより小さい寸法にすることもできる。

　本発明の有利な実施形態が従属請求項に記載されている。

　スラスタのケーシングはプラスチック製にするのが望ましく、戻り止め（例えば、ボールキャッチ）を受ける端部にボールキャッチの脱落を防ぐ迫持受が形成される。ケーシングの底部は僅かに丸くすることが望ましく、それにより、ケーシングの傾動中にギヤの溝の底部で転動できる。

　スラスタケーシングは正方形ポストの形状にすることができるが、その半径方向外端でギヤの軸方向に僅かに厚くしても良い。スラスタケーシングが正方形ポストの形状であれば、その底部を球面にすることにより、スラスタケーシングを相互に９０度回転した異なる位置で任意（選択的）にギヤの溝に挿入できる。このようにして、ギヤにスラスタを装着する時に誤差を回避する。

　スラスタケーシングは半径方向外端に延長部を有するのが望ましく、この延長部はシフトスリーブの内歯間に係合する。この場合、シフトスリーブのスプリングが壊れたり、キャッチボディが無くなったり詰まったりしても、まだシフトスリーブをスラスタケーシングの突起で支持できるので、シフトスリーブとギヤの間のチャタリングを防止できる。

　本発明の実施形態を、以下に図面を参照して説明する。

　図１は、中立位置における同期システムの断面図を示す。図２は、複数のスラスタが設けられ且つ断面で表されたギヤ上のシフトスリーブを示す。図３は、図２に示されたスラスタの拡大断面図を示す。図４は、スラスタの側面図を示す。図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図を示す。図６は、スラスタの平面図を示す。図７〜９は、別の実施形態のスラスタの側面図、縦断面図および平面図を示す。図１０および１１は、図１と同様の断面図であり、同期システムの異なる位置を示す。図１２および１３は、更に別の二実施形態のスラスタの縦断面図を示す。

　図１は、シャフト１０にスプラインで結合され且つシフトスリーブ１４で囲まれたギヤ１２を示す。シフトスリーブは内歯１６でギヤ１２の歯と噛合し、ギヤ上でシャフト１０の軸方向に変位できる。

　ギヤ１２およびシフトスリーブの両側に配置された同期リング１８および２０は、ギヤ１２およびシフトスリーブ１６と共に回転するが、限定角度範囲内でギヤ１２に相対して回転できる。同期リング２０の前記ギヤと反対側に示されたギヤ２２は、シャフト１０上で回転するように取り付けられ、シフトスリーブ１４でギヤ１２に連結されてギヤ１２と共に回転できる。他方の同期リング１８のギヤ１２と反対側には、異なる直径の付加ギヤが配置されるが、図示されない。シフトスリーブ１４がいづれかの方向に変位することにより、ギヤ２２または図示されない付加ギヤがシャフト１０で駆動され、その結果、異なる変速比が得られる。

　図２に示されるように、ギヤ１２は外周に三つの溝２４を有する。溝２４は軸方向に連続しており、１２０度の間隔で配置されている。溝２４は半径方向に長い断面を有し、ギヤ１２の外歯をその一本の歯の部分で中断している。スラスタ２６は溝２４に挿入されるが、図２では一つだけ挿入された状態を示している。図１では、断面は、スラスタ２６が挿入された溝２４の上部を通る。スラスタ２６はボール２８（以後、戻り止めボールと呼ぶ）を支持する。戻り止めボール２８は半径方向外側に弾性偏向させられ（弾性的に押され）、図１に示すように、シフトスリーブ１４の歯の一本に形成された浅いトラフ状凹部３０に係合する。

　図３〜６はスラスタ２６をより詳細に示す。スラスタ２６は、プラスチック成形された箱状スラスタケーシング３２を有する。ケーシング３２は方形で略正方形のポスト形状を有する。図３の断面図および図４の立面図では、ケーシング３２は、溝２４の幅に相当する幅を有する。それらに垂直な方向（図５の断面図）では、ケーシング幅は僅かに狭い。ケーシング内部に形成された円筒穴にスプリング３４が収容されている。スプリング３４はスラスタケーシング３２の底部３６上に支持され、戻り止めボール２８を上方に偏向させてシフトスリーブに押し付ける。戻り止めボール２８は、円筒穴の拡張された上部で変位するように収容されているが、図５に断面で示すケーシング３２の幾分薄い壁部上の僅かなクリンプ加工３８により、脱落しないようにケーシング内に永久保持される。組み立て中に戻り止めボール２８を、このようにケーシング３２に嵌合でき、その結果、スラスタ２６を組立済みユニットとしてギヤ１２に挿入できる。ケーシング底部３６の近くに、トランスミッションオイル排液用の穴４０（図５）が設けられる。

　さらに図５に示すように、スラスタケーシング３２の底部３６は僅かに丸い。

　図３に断面で示すスラスタケーシング３２の壁部は突起４２を形成している。突起４２はクリンプ３８の上方に突出することにより開口４４（図４）を形成している。シフトスリーブ１４上の凹部３０が設けられた歯が開口４４に係合する。

　図７〜９は、前記スラスタ２６と異なるスラスタ２６’を示す。スラスタ２６’のケーシング３２は、半径方向外端（図７〜９では上端）に、軸方向溝２４の方向に拡張された長い方形平面の厚い頭部４６を有する。このようにして溝２４においてケーシング３２をより良好に案内できると同時に、クリンプ３８におけるより大きい剛性が得られる。

　図５および８に示すように、両スラスタ２６および２６’の突起４２は丸い上端を有する。この丸みは、底部３６の丸みの底部クレストと同心の円弧に対応している。

　次に、図１０および１１を参照して、この同期システムの動作を説明する。

　図１０では、シフトスリーブ１４は図１と比べて右に僅かに移動しており、内歯１６は同期リング２０の外歯４８の斜面上を移動する。シフトスリーブ１４の移動中、スラスタ２６は、溝２４の底部に接している下端を中心として揺動する。この揺動はケーシング３２の底部３６の丸みにより容易になる。この傾動により、戻り止めボール２８はシフトスリーブの凹部３０との係合を継続する。図１０に示す状態では、スラスタ２６の傾動は、そのケーシング３２が同期リング２０に接触するために制限される。

　従って、図１および１０に示す両位置間におけるシフトスリーブ１４の移動中、摩擦抵抗に打ち勝つ必要は全く無い。なぜならば、スラスタ２６は、ギヤ１２とシフトスリーブ１４の相対運動を可能にすると同時に常に遊隙を排除する継手として作用するからである。

　図１０に示す状態の同期リング２０は変位して、その円錐摩擦面でギヤ２２の外側テーパ面５０に圧接している。その結果、ギヤ２２は、ギヤ１２、シフトスリーブ１４および同期リング２０で形成されるユニットの回転速度に摩擦で加速または減速される。等速にならない限り、依然として高トルクを受けている同期リング２０の外歯４８の斜面がシフトスリーブ１４の移動に対して大きい抵抗を与えることにより、依然として内歯１６はギヤ２２の外歯５２と噛合できない。等速になると、シフトスリーブ１４を図１１に示す位置まで更に移動できる。この位置では、シフトスリーブ１４は両ギヤ１２および２２間の連結動作を生じる。戻り止めボール２８は、もはやシフトスリーブ１４のこの更なる移動に追従できないので、スプリング３４の力に抗してシフトスリーブの凹部３０から押し出される。このように、ギヤ２２がギヤ１２に連結される時は、スラスタ２６が生じる戻り止め抵抗に打ち勝つ必要がある。

　更に、シフトスリーブ１４の運動は、図示されないシフトフォークで制御される。シフトフォークはシフトスリーブの外周溝５４に係合し、シフトスリーブを図１および１１に示す位置に保持する。

　スラスタ２６、特にスラスタ２６’のケーシング３２の突起４２を丸くすることにより、このケーシングは傾動によりシフトスリーブの内歯１６に衝突することがなく、戻り止めボール２８だけがシフトスリーブと接触する。しかし、図２に示すように、突起４２は内歯１６間に深く入り込むので、スラスタ２６のケーシング３２は戻り止めボール２８と無関係に（独立して）ギヤ１２とシフトスリーブ１４の間のスペーサとして作用することもでき、それにより、スプリング３４が破損した場合や弱すぎる場合に歯のチャター（チャタリング）を防ぐ。

　スラスタ２６の図示されない変形例では、そのケーシング３２の平面は完全な正方形とすることができ、突起４２を形成しているケーシング壁部に、凹部４４と同様の凹部を設けることができる。この場合、スラスタ２６の底部３６を球面にし、スラスタを縦軸を中心として大体９０度対称にすることにより、スラスタを任意の姿勢で溝２４に挿入できる。

　ギヤの溝２４は軸方向に連続しているので、スラスタ２６および２６’を装着し易い。溝２４は両端が開放されているが、スラスタは同期リング１８および２０で所定位置に保持されているので脱落しない。

　図１２および１３は、スラスタ２６および２６’と異なるスラスタ２６”および２６’”を示す。スラスタ２６”および２６’”は、ギヤ１２の溝２４内で滑らないように、それらの底部３６で保持されている。スラスタ２６”の凹部５６が、溝２４の底部から突出している突起５８に係合されている。スラスタ２６’”の突起６０が、ギヤ１２の溝２４の底部の溝６２に係合している。突起５８および６０と凹部５６および６２は、図１２および１３と平行な平面でスラスタが傾動できるように相互に適合している。

　本発明により、シフトスリーブの運動を容易にする、製造が容易で且つコンパクトな構造を有する変速機用の同期システムが提供される。これにより、比較的安価な変速機用の同期システムが提供される。

中立位置における同期システムの断面図である。 複数のスラスタが設けられ且つ断面で表されたギヤ上のシフトスリーブを示した図である。 図２に示されたスラスタの拡大断面図である。 スラスタの側面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 スラスタの平面図である。 別の実施形態のスラスタの側面図である。 別の実施形態のスラスタの縦断面図である。 別の実施形態のスラスタの平面図である。 図１と同様の同期システムの断面図である。 図１０の同期システムの異なる状態を示した断面図である。 別の実施形態のスラスタの縦断面図である。 更に別の実施形態のスラスタの縦断面図である。

符号の説明

　１０　シャフト
　１２　ギヤ
　１４，１６　シフトスリーブ
　１８，２０　同期リング
　２４　溝
　２６　スラスタ
　２８　戻り止めボール
　３２　スラスタケーシング
　３４　スプリング

Claims (13)

1. 　変速機用の同期システムであって、ギヤ、シフトスリーブおよび複数のスラスタを有し、シフトスリーブはその内歯でギヤと変位可能に噛合し、スラスタはギヤとシフトスリーブの間に配置され、各スラスタは箱状ケーシング、スプリングおよび圧力部材を有し、箱状ケーシングはギヤの軸方向溝に保持され、スプリングはケーシングの底部に支持されて圧力部材をシフトスリーブの内歯に押し付けている上記同期システムにおいて、
   　スラスタのケーシングがギヤの軸方向溝の底部で傾動可能に支持されていることを特徴とする同期システム。
2. 　圧力部材がシフトスリーブの内歯の凹部に係合するキャッチであることを特徴とする請求項１に記載の同期システム。
3. 　スラスタのケーシングがプラスチック成形体であることを特徴とする請求項１または２に記載の同期システム。
4. 　ケーシングの壁部に形成されたクリンプにより圧力部材が脱落しないようにケーシング内に保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の同期システム。
5. 　スラスタケーシングの底部が丸いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の同期システム。
6. 　スラスタケーシングが半径方向外端に突起を有し、突起がシフトスリーブの内歯間のスペース内に達していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の同期システム。
7. 　突起が自由端で丸く、この丸みがスラスタの半径方向内端を中心とする円弧に相当していることを特徴とする請求項６に記載の同期システム。
8. 　スラスタのケーシングが正方形または方形のポストの形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の同期システム。
9. 　スラスタがその縦軸を中心として９０度回転対称であることを特徴とする請求項８に記載の同期システム。
10. 　スラスタのケーシングが、その半径方向外端に、溝の縦方向に延在する方形断面の厚い頭部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の同期システム。
11. 　スラスタのケーシングの底部とスロットの底部が凹凸面で相互に適合していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の同期システム。
12. 　スラスタのケーシングが、溝の底部に形成された突起に係合される凹部を有することを特徴とする請求項１１に記載の同期システム。
13. 　スラスタのケーシングが、その底部に、溝の底部の凹部に係合する突起を有することを特徴とする請求項１１に記載の同期システム。

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