JP2005201415A - 変速機のシンクロナイザディテント構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 シフトストローク端部における衝突音を低減させる。
【解決手段】 シンクロナイザスリーブ２の内周を軸方向に延び、ロックプランジャの頭部が半径外方に付勢されつつ移動可能に収納される溝６であって、同期開始から同期完了までにロックプランジャが移動する部分を、その法線が半径方向に対して所定角度αをもって延びる第１の面６ａに形成するとともに、同期完了以降にロックプランジャが移動する部分を、その法線が半径方向に対して第１の面６ａの法線より小さい角度をもって延びる第２の面６ｂに形成する。これにより、同期完了以降にディテント力が発生し、シンクロナイザスリーブ２の軸方向の移動速度が抑制されるので、シンクロナイザスリーブ２がシフトストローク端部に達したときの移動速度が低下し、衝突音を低減させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、変速機のシンクロナイザディテント構造に関し、特にシフトストローク端部における衝突音を低減させる技術に関する。

同期噛合式変速機には、変速時に回転比の異なるメインギヤとメインシャフトとの回転を同調させるために、周速度差により発生する摩擦力を利用した同期機構が備えられている。同期機構の一つであるボルグワーナ式は、実開平５−９００１０号公報（特許文献１）に記載されるように、シンクロナイザスリーブ，シンクロナイザリング，シンクロナイザコーン及びシンクロナイザハブを含んで構成される。メインシャフト外周にスプライン結合されるシンクロナイザハブ外周には、ロックプランジャ，シンクロナイザスプリングを内蔵したシンクロナイザディテントが組み込まれる。一方、シンクロナイザハブの半径外方に配設されるシンクロナイザスリーブ内周には、軸方向に延びつつロックプランジャ頭部が収納される溝が形成される。

一方、変速機にアクチュエータを設け、このアクチュエータによりシンクロナイザスリーブを移動させることによって、変速時間の短縮及びシフト操作力の低減を図る技術が公知となっている。
実開平５−９００１０号公報

しかしながら、このように、アクチュエータによりシンクロナイザスリーブを移動させる構成の変速機では、同期完了すると、シンクロナイザスリーブの軸方向の移動速度を抑制するディテント力が低下し、シンクロナイザスリーブの移動速度が増加してしまう。従って、変速完了してシンクロナイザスリーブがシフトストローク端部において停止するときに発生する衝突音が大きくなる恐れがある。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、同期完了以降のシンクロナイザスリーブの移動速度を低減させて、シフトストローク端部において発生する衝突音を低減させる変速機のシンクロナイザディテント構造を提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の発明は、シンクロナイザスリーブ内周を軸方向に延び、ロックプランジャの頭部が半径外方に付勢されつつ移動可能に収納される溝であって、同期開始から同期完了までに前記ロックプランジャが移動する部分を、その法線が半径方向に対して所定角度をもって延びる第１の面に形成するとともに、同期完了以降に前記ロックプランジャが移動する部分を、その法線が半径方向に対して第１の面の法線より小さい角度をもって延びる第２の面に形成することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記第２の面は、変速完了時に前記ロックプランジャが移動する位置まで、軸方向外方に延びることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記第２の面は、平面であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記第２の面は、軸を通る断面から見て、半径内方に向かって突出する凸状の曲面であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、同期完了以降にロックプランジャが移動する第２の面は、その法線が半径方向に対して第１の面の法線の角度より小さい角度をもって延びているので、同期完了以降に、同期開始から同期完了までに発生する分力より小さい分力が軸方向に発生し、この軸方向の分力がディテント力として作用する。従って、同期完了以降に、ディテント力によりシンクロナイザスリーブの軸方向の移動速度が抑制されるので、シンクロナイザスリーブがシフトストローク端部に達したときの移動速度が低下して、衝突音を低減させることができる。

また、同期開始から同期完了までにロックプランジャが移動する第１の面は、その法線が半径方向に対して所定角度をもって延びているので、同期開始から同期完了までは、所定の分力が軸方向に発生し、この軸方向の所定の分力がディテント力として作用するので、同期開始から同期完了までのディテント力が確保される。
請求項２記載の発明によれば、シンクロナイザスリーブがシフトストローク端部に達する直前までディテント力が作用し、シンクロナイザスリーブがシフトストローク端部に達したときの移動速度が更に低下するので、衝突音をより低減させることができる。

請求項３記載の発明によれば、第２の面を有しない従来の変速機に用いられるシンクロナイザスリーブを、容易に追加工して、第２の面を形成させることができる。
請求項４記載の発明によれば、第２の面と第１の面とがスムーズに連続するようになり、第１の面と第２の面とに接触しつつ往復動するロックプランジャ頭部の磨耗を低減させることができる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明が適用される変速機のボルグワーナ式同期機構を示す。
メインシャフト（図示省略）の外周にスプライン結合されるシンクロナイザハブ１の半径外方には、シンクロナイザスリーブ２がトルク伝達可能にスプライン結合されている。シンクロナイザスリーブ２は、シフトフォーク（図示省略）を介してアクチュエータ（図示省略）により図中左右方向である軸方向に摺動する。

また、シンクロナイザハブ１の外周には、その円周を略３等分した各位置に、略円形断面を有するロックプランジャ３及びシンクロナイザスプリング４を内蔵するシンクロナイザディテント５が組み込まれる。一方、シンクロナイザスリーブ２の内周には、シンクロナイザディテント５に対向する３位置に、シンクロナイザスプリング４により半径外方に付勢されるロックプランジャ３の頭部が収納される、軸方向に延びる溝６が形成される。

溝６は、図２に示すように、同期開始から同期完了までにロックプランジャ３が移動する部分が、その法線が半径方向に対して所定角度αをもって延びる第１の面６ａに形成されるとともに、同期完了以降にロックプランジャ３が移動する部分が、その法線が半径方向に対して第１の面６ａの法線より小さい角度βをもって延びる平面である第２の面６ｂに形成される。なお、ここでは、平面を曲率半径が無限大の曲面と見なし、法線は、曲面に対する法線だけではなく、平面の垂線も含んでいる。

シンクロナイザリング７の内周は、相手側ギヤに固着されるシンクロナイザコーン８のテーパコーン部に嵌合される。シンクロナイザハブ１に対向するシンクロナイザリング７の側面には、シンクロナイザディテント５が組み込まれるシンクロナイザハブ１の溝に嵌合する突起が３箇所突出形成される。また、シンクロナイザリング７の突起の円周方向の幅は、シンクロナイザハブ１の溝より狭くなっており、円周方向に所定角度だけ相対的に回転できるようになっている。

次に、かかる構成からなるボルグワーナ式同期機構の作用を説明する。
アクチュエータを作動させてシフトフォークを介してシンクロナイザスリーブ２をニュートラルの状態から図中左方に移動させると、溝６には、シンクロナイザディテント５に内蔵されたロックプランジャ３が半径外方に付勢されつつ収納されているので、シンクロナイザディテント５がシンクロナイザスリーブ２と一体的に図中左方へと移動する。そして、シンクロナイザリング７は、シンクロナイザディテント５により相手側ギヤのシンクロナイザコーン８に押し付けられる。

シンクロナイザリング７のテーパ面がシンクロナイザコーン８のテーパ面に接触すると、テーパ面は円錐クラッチとして機能し、ここに発生した摩擦トルクによって、シンクロナイザリング７の突起はシンクロナイザハブ１の溝との遊隙分だけ円周方向に相対回転してずれる。そして、シンクロナイザリング７外周のスプライン端部のチャンファとシンクロナイザスリーブ２内周のスプライン端部のチャンファとが向かい合った状態となると共に、シンクロナイザリング７の突起とシンクロナイザハブ１の溝の側面とが接触して、メインシャフトの回転が相手側ギヤのシンクロナイザコーン８に伝達される。

アクチュエータを作動させシフトフォークを図中左方にさらに移動させると、シンクロナイザスリーブ２は、シンクロナイザディテント５のシンクロナイザスプリング４の付勢力に抗してロックプランジャ３を押し下げて移動する。そして、シンクロナイザリング７外周のスプライン端部のチャンファとシンクロナイザスリーブ２内周のスプライン端部のチャンファとが接触し、シンクロナイザスリーブ２の移動を阻止する状態となる。即ち、シンクロナイザリング７とシンクロナイザコーン８との同期が完了するまで、シンクロナイザリング７外周のスプライン端部のチャンファとシンクロナイザスリーブ２内周のスプライン端部のチャンファとの接触面上で、円錐クラッチにより発生する摩擦トルクとシンクロナイザスリーブ２に作用する軸力（シフト力）の円周方向成分とが釣り合って、シンクロナイザスリーブ２の移動を阻止する。また、シフト力は、シンクロナイザリング８とシンクロナイザコーン７とのテーパ面をさらに密着させ、速やかに同期を進行させる。

同期完了即ち、シンクロナイザリング７とシンクロナイザコーン８とが同期して等速になると、円錐クラッチに発生する摩擦トルクが消滅し、シンクロナイザスリーブ２及びシンクロナイザリング７のスプライン端部のチャンファ接触部に作用している移動阻止作用が解除される。このため、シンクロナイザスリーブ２内周のスプライン端部のチャンファは、シンクロナイザリング８外周のスプライン端部のチャンファの斜面を乗り越え、シンクロナイザスリーブ２はシンクロナイザコーン８外周の外スプラインと噛み合って変速が完了する。

このとき、第２の面６ｂは、その法線が半径方向に対して第１の面６ａの法線の角度αより小さい角度βをもって延びているので、同期完了以降に、ロックプランジャ３の頭部が半径外方に付勢されつつ第２の面６ｂに当接することによって、同期開始から同期完了までに発生する分力より小さい分力が軸方向に発生する。そして、この軸方向の分力がディテント力として作用するので、図３中の実線で示すように、同期完了以降にディテント力が発生する。なお、シンクロナイザスリーブ２に第２の面６ｂを有しない構成である従来の変速機の同期装置では、図３中の一点鎖線で示すように、同期完了以降では、ディテント力が低下してしまう。

従って、同期完了以降に、ディテント力によりシンクロナイザスリーブ２の軸方向の移動速度が抑制される。これにより、シンクロナイザスリーブ２がシフトストローク端部に達したときの移動速度が低下するので、衝突音を低減させることができる。
また、第１の面６ａは、その法線が半径方向に対して所定角度αをもって延びているので、同期開始から同期完了までは、所定の分力が軸方向に発生する。そして、この軸方向の所定の分力がディテント力として作用して、同期開始から同期完了までのディテント力が確保される。

また、第２の面６ｂは平面であるので、第２の面６ｂを有しない従来の変速機に用いられるシンクロナイザスリーブを、容易に追加工して、第２の面６ｂを形成させることができる。これにより、本発明の変速機のシンクロナイザディテント構造を容易に実施することができる。
なお、第２の面６ｂは、変速完了時にロックプランジャ３が移動する位置まで軸方向外方に延びることが望ましい。これにより、シンクロナイザスリーブ２がシフトストローク端部に達する直前までディテント力が作用し、シンクロナイザスリーブ２がシフトストローク端部に達したときの移動速度が更に低下するので、衝突音をより低減させることができる。

また、本実施形態では、第２の面６ｂは、平面であるが、軸を通る断面から見て、半径内方に向かって突出する凸状の曲面にしてもよい。これにより、第２の面６ｂと第１の面６ａとがスムーズに連続するようになり、第１の面６ａと第２の面６ｂとに接触しつつ往復動するロックプランジャ３の頭部の磨耗を低減させることができる。

本発明が適用される変速機のボルグワーナ式同期装置の構成図 同上のシンクロナイザスリーブの溝の形状を示す拡大図 同上におけるシンクロナイザスリーブのシフトストローク位置とディテント力との関係を示す図

符号の説明

２ シンクロナイザスリーブ
３ ロックプランジャ
６ 溝
６ａ 第１の面
６ｂ 第２の面

Claims (4)

1. シンクロナイザスリーブ内周を軸方向に延び、ロックプランジャの頭部が半径外方に付勢されつつ移動可能に収納される溝であって、同期開始から同期完了までに前記ロックプランジャが移動する部分を、その法線が半径方向に対して所定角度をもって延びる第１の面に形成するとともに、同期完了以降に前記ロックプランジャが移動する部分を、その法線が半径方向に対して第１の面の法線より小さい角度をもって延びる第２の面に形成することを特徴とする変速機のシンクロナイザディテント構造。
2. 前記第２の面は、変速完了時に前記ロックプランジャが移動する位置まで、軸方向外方に延びることを特徴とする請求項１に記載の変速機のシンクロナイザディテント構造。
3. 前記第２の面は、平面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機のシンクロナイザディテント構造。
4. 前記第２の面は、軸を通る断面から見て、半径内方に向かって突出する凸状の曲面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機のシンクロナイザディテント構造。

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