JP2006220298A - 同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】「がりがり振動」と、シンクロナイザーリングの固着を防止することを可能にする同期装置を提供する。
【解決手段】変速機の回転軸に取り付けられたボス２上をアイドルピニオン３の方へ滑動するシフタ１を有し、シフタ１の歯１ａは、回転軸とアイドルピニオンを連結する噛み合いクラッチ連結段階の前の同期段階に、少なくとも１つのシンクロナイザーリング７の歯７ｂを通過した後で、アイドルピニオンの噛み合いクラッチ４ａの間に係合する同期装置において、アイドルピニオン３は、軸方向のスプライン溝３ｂとクラッチ座金４を有し、クラッチ座金４は、シフタ１と、シンクロナイザーリング７の摩耗管理間隙ｇを自動的に調整する位置復帰バネ８、９の押力を受けて、スプライン溝３ｂ上を軸方向に可動の、スプライン溝３ｂに対する噛み合いクラッチを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、平行な軸と歯車装置を有する機械式変速機の速度同期装置に関する。

本発明は、１または複数のシンクロナイザーリングを有する同期装置に適用される。

本発明は、変速機の回転軸に取り付けられたボス上を、アイドルピニオンの方へ滑動するシフタを有し、上記シフタの歯は、上記回転軸と上記アイドルピニオンとを回転状態で連結するための噛み合いクラッチ連結段階の前の、上記回転軸と上記アイドルピニオンとの回転速度の同期段階に、少なくとも１つのシンクロナイザーリングの歯を通過した後で、上記アイドルピニオンの噛み合いクラッチの間に係合する、同期装置を対象とする。

古典的に、シンクロナイザーリングは、軸方向の歯と、同期段階の間にシフタから圧力を受けてピニオンの対応する面に対向して支持されるようになる摩擦円錐面を有する。同期段階の終わりには、シフタの歯は、シンクロナイザーリングの歯を横切り、噛み合いクラッチとの接続に先立つ「自由移動（ｖｏｌ ｌｉｂｒｅ）」と呼ばれる段階の間、ピニオンの噛み合いクラッチの方向への移動を続行する。

ギヤ比移行時の噛み合いクラッチによる接続段階において、シフタの歯が１または複数のシンクロナイザーリングとアイドルピニオンの噛み合いクラッチとの間の距離を移動する自由移動間における、アイドルピニオンの噛み合いクラッチとシフタの歯との間の偶発的な同期解除に関連して、アイドルピニオンの噛み合いクラッチとシフタの歯との間に側方の衝撃が発生する。

自由移動間にシフタの歯が移動する距離が短いほど、シフタの歯はアイドルピニオンに急速に到達し、従ってピニオンの同期解除の発生は少ない。このため、同期装置を最適化するためには、シフタの歯の移動距離をできるだけ短縮する必要がある。

特に文献ＤＥ １ ９６４ ６８５０、文献ＵＳ ４ ７１２ ６６２に記載されているような既知の同期装置においては、自由移動の距離は、シンクロナイザーリングの摩耗管理間隙を常に含む。このような摩耗管理間隙は、シンクロナイザーリングの摩擦円錐面の磨耗のために、同期が完成する前に、シンクロナイザーリングがピニオンの側面に衝突しないようにするために必要である。この従来技術によれば、新品の状態から、シンクロナイザーリングの「摩耗管理間隙」が、たとえ小さいとしても不可欠である。

摩耗管理間隙と自由移動を最小限まで減少（除去ではない）させるために、より耐久力のある材料を使用することによって磨耗現象を制限するか、シンクロナイザーリングの摩擦面の拡張が摩耗管理間隙の短縮にとって有利な、複数のシンクロナイザーリング、すなわち「二重円錐」を同期装置の中に積み重ねて設けることが提案されている。

しかしながら、上記の解決策は、例えば２速への移行及び３速への移行の際に、運転者によって不快に感じられる、変速レバーの頭部に対する「がりがり振動（ｃｒｏｑｕｅｍｅｎｔ）」を除去することを可能にしない。このような「がりがり振動」は、シンクロナイザーリングの「固着（ｃｏｌｌａｇｅ）」からも発生することがある。
ＤＥ １ ９６４ ６８５０ ＵＳ ４ ７１２ ６６２

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、「がりがり振動」と、シンクロナイザーリングの固着を防止することを可能にする同期装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、変速機の回転軸に取り付けられたボス上を、アイドルピニオンの方へ滑動するシフタを有し、上記シフタの歯は、上記回転軸と上記アイドルピニオンとを回転状態で連結するための噛み合いクラッチ連結段階の前の、上記回転軸と上記アイドルピニオンとの回転速度の同期段階に、少なくとも１つのシンクロナイザーリングの歯を通過した後で、上記アイドルピニオンの噛み合いクラッチの間に係合する同期装置において、上記アイドルピニオンは、軸方向のスプライン溝とクラッチ座金を有し、上記クラッチ座金は、上記シフタと、上記シンクロナイザーリングの摩耗管理間隙を自動的に調整するための位置復帰バネの押力を受けて、上記スプライン溝上を軸方向に可動の、スプライン溝に対する噛み合いクラッチを有することを特徴とする。

この場合、上記位置復帰バネは、上記クラッチ座金の面と上記アイドルピニオンの面に対向して支持されることを特徴とする。

またこの場合、上記シンクロナイザーリングの摩耗管理間隙は、組立て時に、上記クラッチ座金の後面と上記アイドルピニオンの面の間に設けられることを特徴とする。

またこの場合、非活性位置において、上記シンクロナイザーリングは、上記クラッチ座金の横方向の面に近接して、上記横方向の面に接触することなく存在することを特徴とする。

またこの場合、上記位置復帰バネは、コイルバネであることを特徴とする。

またこの場合、上記位置復帰バネは、波形座金であることを特徴とする。

またこの場合、唯一の上記シンクロナイザーリングのみを有することを特徴とする。

またこの場合、２つの上記シンクロナイザーリングを有する、二重円錐型であることを特徴とする。

本発明によれば、クラッチ座金の、アイドルピニオンに連結されたスプライン溝上における滑動は、シンクロナイザーリングの摩耗のために一般に設けられる摩耗管理間隙を自動的に調整することを可能にする。

また、クラッチ座金の位置の復帰は、位置復帰バネと軸方向のストッパによって確保される。

最後に、本発明は、「単一円錐」、「二重円錐」、「三重円錐」の同期装置に対して、類似の条件において適用される。

本発明の同期装置の利点は多数ある。第１に、摩耗管理間隙が位置復帰バネによって自動的に調整されるので、自由移動段階がほぼ全体的に消滅し、「がりがり振動」現象が減らされる。

また本発明によれば、シフタの反転時における位置復帰バネの軸方向の作用によって、シンクロナイザーリングの摩擦面の固着の問題が改善され、ギヤ係合時には、シフタが位置復帰バネを介してアイドルピニオンを押しつけるので、係合中のギヤの跳躍に抗する助けになる。

最後に、シンクロナイザーリングが摩耗したときにも、１または複数の同期円錐の摩耗の程度に係りなく、摩耗管理間隙は自動的に調整されるので、同期装置は、新品状態と同じ条件で動作する。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して行う、以下の本発明の否限定的な実施の形態の説明を読むことによって明らかとなるであろう。これらの添付図面において、
−図１〜３は、それぞれ非活性位置と、同期段階と、ギヤ係合位置における、本発明による同期装置の第１の実施の形態を示し、
−図４は、本発明による同期装置の第２の実施の形態を示し、
−図５は、本発明による同期装置の第２の実施の形態において使用される波形座金の側面図である。

提案される同期装置は、従来技術と同様に、変速機の回転軸（図示しない）に固定されたボス２上を滑動するシフタ１を有する。シフタ１は、シフトフォーク（図示しない）によって操作されると、非活性位置（図１）から離れてアイドルピニオン３の方向へ滑動する。シフタ１の歯１ａは、回転軸とアイドルピニオン３とを回転状態で連結するための連結段階の前の、回転軸とアイドルピニオン３との回転速度の同期段階（図２）間に、少なくとも１つのシンクロナイザーリング７の歯７ｂを通過した後で、ギヤ係合位置（図３）における噛み合いクラッチによる連結の前に、クラッチ座金４の噛み合いクラッチ４ａの間に進入する。シンクロナイザーリング７及びアイドルピニオン３は、本発明に従って、相補的な２つの摩擦円錐面７ａ、３ａを有し、更に、アイドルピニオン３は、軸方向のスプライン溝３ｂと、同期の際にシンクロナイザーリング７の摩耗管理間隙「ｇ」を自動的に塞ぐように、シフタ１の押力を受けてスプライン溝３ｂの上を滑動する噛み合いクラッチ座金４を有する。

アイドルピニオン３の噛み合いクラッチ４ａは、クラッチ座金４によって支持され、クラッチ座金４の位置の復帰は、クラッチ座金４の面４ｃとアイドルピニオン３の面３ｃに対向して支持されるコイルバネ８（位置復帰バネ）によって確保される。

図１〜３に示す第１の実施の形態においては、クラッチ座金４を、停止リング６に対向して、アイドルピニオン３から離れた位置へ復帰させる、コイルバネ８の断面が示されている。図４に示す第２の実施の形態においては、位置復帰バネは、コイルバネと同様の支持をもたらす、例えば「ベルヴィル座金（ｒｏｎｄｅｌｌｅ Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ）」である、波型座金９である。しかしながら、あらゆるその他のタイプのバネを、本発明の枠を逸脱することなく使用することができる。

図１（非活性位置）には、シンクロナイザーリング７とクラッチ座金４との間に、僅かな遊び「ｊ」が示されている。この遊びは、シンクロナイザーリング７とクラッチ座金４の単なる分離間隔に相当し、シンクロナイザーリング７がシフタ１の押力を受けてクラッチ座金４を押し返す図２（同期段階）においては存在しない。最後に、図３（ギヤ係合位置）においては、もはやシフタ１からの作用を受けないシンクロナイザーリング７は、クラッチ座金４から分離される。

また、シンクロナイザーリング７の摩耗管理間隙に該当する、クラッチ座金４の後面４ｅとアイドルピニオン３の面３ｃとの間の間隔ｇは、同期段階（図２）においては非活性位置（図１）におけるよりも小さく、ギヤが係合されたとき（図３）には存在しなくなる。

このように、組み立ての際には、クラッチ座金４の後面４ｅとアイドルピニオン３の面３ｃとの間に、シンクロナイザーリング７の摩耗管理間隙「ｇ」が設けられるが、従来技術の同期装置におけるような、シンクロナイザーリングとアイドルピニオンの間の摩耗管理間隙は設けられない。非活性位置において、シンクロナイザーリング７の後面７ｄは、クラッチ座金４の横方向の面に近接して、クラッチ座金４の横方向の面に接触することなく存在する。

本同期装置の動作原理は以下のとおりである。噛み合いクラッチ４ａを有するクラッチ座金４は、アイドルピニオン３に対して、スプライン溝３ｂ上を軸方向に可動である。非活性位置においては、クラッチ座金４は、アイドルピニオン３の面３ｃとクラッチ座金４の面４ｃに支持される位置復帰バネ（コイルバネ８または波型座金９）によって、停止リング６に向けて軸方向に押し付けられる。シンクロナイザーリング７は、軸方向に拘束されていない。

非活性位置（図１）から離れると、同期段階（図２）の間は、シフタ１は、シンクロナイザーリング７の歯７ｂの入口に面して支持され、シンクロナイザーリング７の後面７ｄは、クラッチ座金４の前面４ｄと接触するようになる。この同期段階においては、シンクロナイザーリング７の摩擦円錐面７ａは、アイドルピニオン３の摩擦円錐面３ａから分離されている。そこで、シフタ１は、回転軸とアイドルピニオン３との同期を確立するために、摩擦円錐面７ａと摩擦円錐面３ａが相対的に不動化されるまで、シンクロナイザーリング７を軸方向に移動させる。

同時に、シフタ１は、クラッチ座金４を押し返し、クラッチ座金４は、同時に位置復帰バネ（コイルバネ８または波型座金９）を圧縮しながら、スプライン溝３ｂ上を滑動する。

従来技術と同様に、同期が確立されているときのシフタの反転段階の間には、シフタの歯１ａは、シンクロナイザーリング７の歯７ｂを側方に押して、シンクロナイザーリング７の歯７ｂを通り抜ける。シフタの反転が終わったときには、位置復帰バネ（コイルバネ８または波型座金９）は弛緩し、シンクロナイザーリング７をアイドルピニオン３の摩擦円錐面から離して押し戻して、シンクロナイザーリング７とシフタ１との間に作用する角度方向のトルクを減少させ、シンクロナイザーリング７をシフタ１から開放する。

摩耗管理間隙「ｇ」（一般には、シンクロナイザーリングの後面とアイドルピニオンの噛み合いクラッチの面との間に設けられる。）は、本発明においては、クラッチ座金４の後面４ｅとアイドルピニオン３の面３ｃとの間に設けられるので、ギヤ変更に付随する自由移動段階は、従来の同期装置に比して、著しく短縮される。

噛み合いクラッチによる接続の際に、位置復帰バネは、実際にはクラッチ座金４に支持されているアイドルピニオン３の噛み合いクラッチ４ａの中へのシフタ１の歯１ａの挿入を助けるので、有利な効果をもたらす。ギヤが係合されるときには、シフタ１は、噛み合いクラッチ４ａを通り抜ける行程をたどり、クラッチ座金４を、その後面４ｅが軸方向に支持された状態で、アイドルピニオン３に押しつける。このようにして、シフタ１は、クラッチ座金４からボス２の方向へトルクを正常に伝達する。シフタ１は、位置復帰バネを介してピニオン３を押しつける傾向を有するので、ギヤの跳躍に抗する力を作用させる。

図４に示す第２の実施の形態においては、コイルバネ８に代わる波型座金９すなわち「ベルヴィル座金」が、コイルバネ８と同一の機能、すなわちクラッチ座金を停止リングに支持されるように復帰させる機能を果たす。

上記の説明は、単一円錐の同期装置に関してなされたが、本発明は、２つのシンクロナイザーリングを有する「２重円錐」型の同期装置にも、３つのシンクロナイザーリングを有する「３重円錐」型の同期装置にも、類似の条件において適用されるので、単一円錐の同期装置に限定されるものではない。

本発明の同期装置の利点は多数ある。第１に、摩耗管理間隙が位置復帰バネによって自動的に調整されるので、自由移動段階がほぼ全体的に消滅し、「がりがり振動」現象が減らされる。

また本発明によれば、シフタの反転段階における、位置復帰バネの軸方向の作用によってシンクロナイザーリングの摩擦面の固着の問題が改善され、ギヤ係合時には、シフタが位置復帰バネを介してアイドルピニオンを押しつけるので、係合中のギヤ比の跳躍に抗する助けになる。

最後に、シンクロナイザーリングが摩耗したときにも、１または複数の同期円錐の摩耗の程度に係りなく、摩耗管理間隙は自動的に調整されるので、同期装置は、新品状態と同じ条件で動作する。

本発明による同期装置の第１の実施の形態の、非活性位置における断面図である。 本発明による同期装置の第１の実施の形態の、同期段階における断面図である。 本発明による同期装置の第１の実施の形態の、ギヤ係合位置における断面図である。 本発明による同期装置の第２の実施の形態の断面図である。 本発明による同期装置の第２の実施の形態において使用される波形座金の側面図である。

符号の説明

１…シフタ
１ａ…シフタの歯
２…ボス
３…アイドルピニオン
３ａ…アイドルピニオンの摩擦円錐面
３ｂ…スプライン溝
３ｃ…アイドルピニオンの面
４…クラッチ座金
４ａ…クラッチ座金の噛み合いクラッチ
４ｃ…クラッチ座金の面
４ｅ…クラッチ座金の後面
６…停止リング
７…シンクロナイザーリング
７ａ…シンクロナイザーリング摩擦円錐面
７ｂ…シンクロナイザーリングの歯
７ｄ…シンクロナイザーリングの後面
８…コイルバネ８
９…波型座金
ｊ…遊び
ｇ…摩耗管理間隙

Claims (8)

1. 変速機の回転軸に取り付けられたボス（２）上を、アイドルピニオン（３）の方へ滑動するシフタ（１）を有し、上記シフタ（１）の歯（１ａ）は、上記回転軸と上記アイドルピニオンとを回転状態で連結するための噛み合いクラッチ連結の前の、上記回転軸と上記アイドルピニオンとの回転速度の同期段階に、少なくとも１つのシンクロナイザーリング（７）の歯（７ｂ）を通過した後で、上記アイドルピニオンの噛み合いクラッチ（４ａ）の間に係合する同期装置において、上記アイドルピニオン（３）は、軸方向のスプライン溝（３ｂ）とクラッチ座金（４）を有し、上記クラッチ座金（４）は、上記シフタ（１）と、上記シンクロナイザーリング（７）の摩耗管理間隙（ｇ）を自動的に調整するための、位置復帰バネ（８、９）の押力を受けて、上記スプライン溝（３ｂ）上を軸方向に可動の、スプライン溝（３ｂ）に対する噛み合いクラッチを有することを特徴とする同期装置。
2. 上記位置復帰バネ（８、９）は、上記クラッチ座金（４）の面（４ｃ）と上記アイドルピニオン（３）の面（３ｃ）に対向して支持されることを特徴とする、請求項１に記載の同期装置。
3. 上記シンクロナイザーリング（７）の摩耗管理間隙（ｇ）は、組立て時に、上記クラッチ座金（４）の後面（４ｅ）と上記アイドルピニオン（３）の面（３ｃ）の間に設けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の同期装置。
4. 非活性位置において、上記シンクロナイザーリング（７）は、上記クラッチ座金（４）の横方向の面（４ｄ）に近接して、上記横方向の面（４ｄ）に接触することなく存在することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の同期装置。
5. 上記位置復帰バネは、コイルバネ（８）であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の同期装置。
6. 上記位置復帰バネは、波形座金（９）であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の同期装置。
7. 唯一の上記シンクロナイザーリング（７）のみを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の同期装置。
8. ２つの上記シンクロナイザーリング（７）を有する、二重円錐型であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の同期装置。

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