JP2007139166A - Synchronizer for transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸に一体的に設けたクラッチハブにスプライン係合されて往復シフトされるスリーブにより変速歯車を切り換えるようにした変速機の同期装置に関する。 The present invention relates to a transmission synchronization device in which a transmission gear is switched by a sleeve that is spline-engaged and reciprocally shifted to a clutch hub provided integrally with a rotating shaft.
この種の変速機の同期装置としては、特許文献1に開示された技術がある。この技術は、回転軸に一体的に設けたクラッチハブにスリーブを往復動可能にスプライン係合し、回転軸には円錐面と外歯スプラインが同軸的に形成された変速歯車をクラッチハブの一側に回転自在に設けるとともに、変速歯車とクラッチハブの間に円錐面と係合可能な円錐穴及び外歯スプラインが同軸的に形成されたシンクロナイザリングを軸線方向移動及び回動可能に設けたものである。この技術では、スリーブを軸線方向にシフトすることにより、シンクロナイザリングの円錐穴を変速歯車の円錐面に摩擦係合させるとともにその外歯スプラインをスリーブの内歯スプラインと係合させて変速歯車の回転をクラッチハブの回転と同期させてから、スリーブの内歯スプラインと変速歯車の外歯スプラインを係合させてクラッチハブと変速歯車を連結させている。
上述した特許文献1の技術では、シンクロナイザリングはその外周面が多少の隙間をおいてクラッチハブの外周部の内面により軸線方向移動及び回動可能に支持されており、変速歯車がスリーブによりクラッチハブに連結されていない状態では、シンクロナイザリングは自重などにより下がりあるいは傾いて、円錐穴と円錐面が線状にあるいは点状に当接することがあり、このことはシンクロナイザリングが変速歯車側に偏って位置して、円錐穴と円錐面の間の隙間が減少した場合に生じる。そして変速歯車とクラッチハブが連結されていないこの状態では変速歯車がクラッチハブ及びシンクロナイザリングに対し相対回転しているので、上述のように円錐穴と円錐面が当接していると円錐穴と円錐面の摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じ、あるいは局部的な偏摩耗を生じるという問題がある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。 In the technique of Patent Document 1 described above, the synchronizer ring is supported by the inner surface of the outer peripheral portion of the clutch hub so as to be able to move and rotate in the axial direction with a slight gap. In a state where the synchronizer ring is not connected to the shaft, the synchronizer ring may be lowered or inclined due to its own weight, etc., and the conical hole and the conical surface may come into contact with each other linearly or in a point shape. This occurs when the gap between the conical hole and the conical surface is reduced. In this state where the transmission gear and the clutch hub are not connected, the transmission gear rotates relative to the clutch hub and the synchronizer ring. Therefore, if the conical hole and the conical surface are in contact as described above, the conical hole and the conical hole are in contact with each other. There is a problem that energy loss occurs due to surface wear and friction, or local uneven wear occurs. The object of the present invention is to solve each of these problems.
このために、本発明による変速機の同期装置は、回転軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインに係合される内歯スプラインが内周に形成されて軸線方向に往復シフトされるスリーブと、クラッチハブの一側において回転軸に回転自在に支持されクラッチハブ側となるボス部に内歯スプラインと係合される外歯スプライン及び円錐面が一体的に形成された変速歯車と、クラッチハブと変速歯車の間に同クラッチハブに対し軸線方向移動及び回動可能に支持されスリーブの軸線方向のシフトにより変速歯車に向って押圧されて内周に同軸的に形成された円錐穴が円錐面に摩擦係合されるとともに外周に形成された外歯スプラインが内歯スプラインと係合して変速歯車の回転をクラッチハブの回転に同期させるシンクロナイザリングを備えてなる変速機の同期装置において、クラッチハブとシンクロナイザリングには、この両者の相対回動により円周方向において互いに当接してシンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻す第1係合部と第2係合部を形成したことを特徴とする
ものである。
To this end, a transmission synchronization device according to the present invention includes a clutch hub that is rotated integrally with a rotary shaft, and an internal spline that is engaged with an external spline formed on the outer periphery of the clutch hub. And a sleeve that is reciprocally shifted in the axial direction, and an external spline and a conical surface that are rotatably supported on a rotating shaft on one side of the clutch hub and engaged with an internal spline on a boss portion on the clutch hub side. Is integrally formed between the transmission gear and the clutch hub, and the clutch hub is axially movable and rotatable with respect to the clutch hub and is pressed toward the transmission gear by the axial shift of the sleeve. A conical hole formed coaxially on the periphery is frictionally engaged with the conical surface, and an external spline formed on the outer periphery engages with the internal spline, thereby rotating the transmission gear wheel. In a transmission synchronizer provided with a synchronizer ring that synchronizes with a rotation, the clutch hub and the synchronizer ring are in contact with each other in the circumferential direction by relative rotation of both of them, and the synchronizer ring is pulled back to the clutch hub side. The engaging portion and the second engaging portion are formed.
前項に記載の変速機の同期装置において、第1係合部と第2係合部の何れか一方は半径方向外側から見て回転軸の中心軸線に対し傾斜する傾斜面を有するものとし、この傾斜面が他方の一部と当接してシンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻すようにすることが好ましい。 In the transmission synchronization device described in the preceding paragraph, one of the first engagement portion and the second engagement portion has an inclined surface that is inclined with respect to the central axis of the rotation shaft when viewed from the outside in the radial direction. It is preferable that the inclined surface is in contact with a part of the other so that the synchronizer ring is pulled back to the clutch hub side.
上述した請求項1の発明によれば、変速歯車がクラッチハブに連結されておらず、従ってシンクロナイザリングがクラッチハブに連結されていない状態で回転軸を回転させれば、クラッチハブとシンクロナイザリングに形成された第1係合部と第2係合部が互いに当接して、シンクロナイザリングはクラッチハブ側に引き戻される。これにより円錐穴と円錐面の間の隙間が増大するので、自重などによりシンクロナイザリングが下がりあるいは傾いても、円錐穴と円錐面が線状あるいは点状に当接することはなくなり、従って円錐穴と円錐面の摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じたり、あるいは局部的な偏摩耗を生じたりすることはなくなる。 According to the first aspect of the present invention, if the rotating shaft is rotated in a state where the transmission gear is not connected to the clutch hub and the synchronizer ring is not connected to the clutch hub, the clutch hub and the synchronizer ring are connected. The formed first engaging portion and second engaging portion come into contact with each other, and the synchronizer ring is pulled back to the clutch hub side. As a result, the gap between the conical hole and the conical surface increases, so that even if the synchronizer ring is lowered or inclined due to its own weight, the conical hole and the conical surface do not come into contact with each other in a linear or dotted manner. There will be no energy loss due to wear or friction on the conical surface, or local uneven wear.
また上述した請求項2の発明によれば、第1係合部と第2係合部の何れか一方を半径方向外側から見て回転軸の中心軸線に対し傾斜する傾斜面を有するものとし、他方の一部をこの傾斜面に当接させるようにしており、シンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻すための構造がきわめて簡単になるので実施に要するコストを低下させることができる。 Further, according to the invention of claim 2 described above, it has an inclined surface that is inclined with respect to the central axis of the rotating shaft when one of the first engaging portion and the second engaging portion is viewed from the outside in the radial direction, Since the other part is brought into contact with the inclined surface, and the structure for pulling the synchronizer ring back to the clutch hub side becomes very simple, the cost required for implementation can be reduced.
以下に、図1〜図3により、本発明による変速機の同期装置を実施するための最良の形態の説明をする。この変速機は、回転軸10、クラッチハブ16、第1及び第2変速歯車20,25、第1及び第2シンクロナイザリング22,27並びにスリーブ30を備えている。
The best mode for carrying out the transmission synchronization apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The transmission includes a
主として図1に示すように、回転軸10は一体的に形成したフランジ部10aに続いて、次第に小径となる第1〜第4軸部11,12,13,14が一体的に形成されたものである。クラッチハブ16は外歯スプライン16aが形成された外周部16bとそれよりも幅が狭いボス部を有し、このボス部が回転軸10の第2軸部12にスプラインを介して同軸的に固定されてリテーナリング17により抜け止めされている。外周部16bとボス部の間となるクラッチハブ16の両側は、環状にえぐられて、外周部16bの両側部は円筒状になってクラッチハブ16から突出されている。
As shown mainly in FIG. 1, the rotating
第1変速歯車20はフランジ部10aとクラッチハブ16の間となる第1軸部11にニードル軸受23を介して回転自在に支持され、クラッチハブ16側となるボス部には、実質的に第1変速歯車20の一部である第1ギヤピース21が一体的に圧入固定されている。第1ギヤピース21の外周には、クラッチハブ16側である先端部が先細となる円錐面21bが形成され、円錐面21bの根本側に形成したフランジの外周には外歯スプライン16aと同一歯形の外歯スプライン21aが形成されている。第2変速歯車25はクラッチハブ16と第4軸部14の間となる第3軸部13にニードル軸受28を介して回転自在に支持され、リテーナリング18及びワッシャ18aにより抜け止めされている。第1変速歯車20の場合と同様、第2変速歯車25のクラッチハブ16側となるボス部には第2ギヤピース26が一体的に圧入固定され、その円錐面26b及び外歯スプライン26aを含む形状は第1ギヤピース21と同一である。
The
クラッチハブ16の第1変速歯車20側となる外周部16bの一側の円筒状部の内面には、環状の第1シンクロナイザリング22の外周面22aが多少の隙間をおいて嵌合され、これにより第1シンクロナイザリング22は、クラッチハブ16と第1変速歯車20の間にクラッチハブ16に対し軸線方向移動及び回動可能に支持されている。第1シンクロナイザリング22には、内周に第1ギヤピース21の円錐面21bと摩擦係合可能な円錐穴22cが同軸的に形成され、クラッチハブ16の外周部16bから軸線方向外側に突出する端縁に形成したフランジの外周には外歯スプライン16aと同一歯形の外歯スプライン22dが形成されている。クラッチハブ16と第2変速歯車25の間には、第2シンクロナイザリング27が、第1シンクロナイザリング22と同様にクラッチハブ16に対し軸線方向移動及び回動可能に支持され、その外周面27a、円錐穴27c及び外歯スプライン27dを含む形状は第1シンクロナイザリング22と同一である。
The outer
スリーブ30は、その内周に形成した内歯スプライン30aがクラッチハブ16の外周部16bの外歯スプライン16aに軸線方向摺動自在に係合され、外周には円周溝30bが形成されている。スリーブ30は、円周溝30bに係合されるシフトフォーク(図示省略)により第1変速歯車20側にシフトされれば内歯スプライン30aが外歯スプライン22d及び外歯スプライン21aと係合可能であり、第2変速歯車25側にシフトされれば内歯スプライン30aが外歯スプライン27d及び外歯スプライン26aと係合可能である。
The
図1〜図3に示すように、クラッチハブ16の外周部16bには円周方向を3等分した各位置に軸線方向に沿ってやや深い溝が形成され、この各溝には軸線方向及び半径方向摺動可能にシフティングキー31が設けられている。このシフティングキー31は長手方向中央部に両側にゆるい傾斜面を有する突部31aが形成されており、各溝の底面に形成した孔内に設けたスプリング32により半径方向外向きに付勢されて、突部31aはスリーブ30の内歯スプライン30aの内側に形成した両側にゆるい傾斜面を有する凹部に弾性的に係合されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the outer
主として図2及び図3に示すように、クラッチハブ16の外周部16bの両側の円筒状部には、各シフティングキー31を中心とする円周方向のある範囲にわたり片側に各3個の第2切欠き16f,16gが形成され、また各第2切欠き16f,16gの間にも片側に各3個の第1切欠き(第1係合部)16d,16eが形成されている。各第2切欠き16f,16gの円周方向の両側縁は回転軸10の中心軸線を含む平面上にあって互いに平行であるが、各第1切欠き16d,16eの両側縁は半径方向外側から見て回転軸10の中心軸線に対し傾斜する傾斜面16d1,16e1となっている。各第1切欠き16d,16eの両側の傾斜面16d1,16e1の傾斜は互いに逆向きで、各第1切欠き16d,16eは開放側から奥に進むにつれて次第に幅が広くなっている。
As shown mainly in FIGS. 2 and 3, the cylindrical portions on both sides of the outer
主として図2及び図3に示すように、第1シンクロナイザリング22の外周面22aには、クラッチハブ16の各第1及び第2切欠き16d,16f内に突出するが外歯スプライン16aの歯底円より外側には突出しない第1及び第2突起22b,22eが形成されている。第1突起22bの円周方向の幅は第1切欠き16dの幅より小さく、その両側縁は半径方向外側から見て対応する第1傾斜面16d1と実質的に隙間なく当接可能な第2傾斜面22b1となっている。従って第1シンクロナイザリング22は、一方の第2傾斜面22b1が対応する第1傾斜面16d1と当接される位置と、他方の第2傾斜面22b1が対応する第1傾斜面16d1と当接される位置との間で、クラッチハブ16に対し回動可能である。なお第1突起22bはクラッチハブ16側となる先端部の幅が最大であるが、この最大幅は第1切欠き16dの開放側の最小幅よりも小である。第2突起22eの円周方向の両側縁は互いに平行でその円周方向の幅は第2切欠き16fの幅より小さいが、上述した第1及び第2傾斜面16d1,22b1の当接による拘束がなされない回動可能範囲内では、第2切欠き16fと第2突起22eの各両側縁が互いに当接されることはないようになっている。第2シンクロナイザリング27の外周面27aにも、クラッチハブ16の各第1及び第2切欠き16e,16g内に突出する第1及び第2突起27b,27eが形成されている。第2シンクロナイザリング27の各部分の形状及びクラッチハブ16の各部分の形状との関係は上述した第1シンクロナイザリング22の場合と同じであるので、詳細な説明は省略する。
As shown mainly in FIGS. 2 and 3, the outer
図示は省略したが、回転軸10と平行に設けられた回転軸には各変速歯車20,25と噛合される変速歯車が固定され、次に述べるようにスリーブ30をシフトして互いに噛合される1対の変速歯車を切り換えることにより、両回転軸の間で変速段の切り換えがなされる。
Although not shown, a transmission gear meshed with each of the transmission gears 20 and 25 is fixed to a rotation shaft provided in parallel with the
次に上述した実施形態の作動の説明をする。図1に示す中立状態から、円周溝30bに係合したシフトフォーク(図示省略)によりスリーブ30を第1変速歯車20側にシフトすれば、スプリング32と突部31aによりスリーブ30に弾性的に係合されたシフティングキー31がスリーブ30とともに移動して第1シンクロナイザリング22の第2突起22eに当接して押圧し、第1シンクロナイザリング22の円錐穴22cを円錐面21bに摩擦係合させて第1変速歯車20の回転速度をクラッチハブ16の回転速度に近づけ、さらにスリーブ30の内歯スプライン30aを第1シンクロナイザリング22の外歯スプライン22dに係合させ、第1変速歯車20の回転がクラッチハブ16の回転と同期したところで内歯スプライン30aを第1変速歯車20の外歯スプライン21aと係合させて、第1変速歯車20をクラッチハブ16に連結させる。シフトフォークによりスリーブ30を図1の状態に戻せば、第1シンクロナイザリング22に対するシフティングキー31の押圧力もなくなるので、円錐面21bと円錐穴22cによる摩擦係合も解除され、第1シンクロナイザリング22は前述した第1及び第2傾斜面16d1,22b1の当接による拘束がなされない範囲内においてクラッチハブ16に対し回動自在となる。シフトフォークによりスリーブ30を第2変速歯車25側にシフトした場合には、上述と同様にして第2変速歯車25がクラッチハブ16に連結され、またスリーブ30をもとに戻せば、第2シンクロナイザリング27は第1及び第2傾斜面16e1,27b1の当接による拘束がなされない範囲内においてクラッチハブ16に対し回動自在となる。
Next, the operation of the above-described embodiment will be described. When the
例えば回転軸10が原動機により駆動される状態で、スリーブ30が高速段である第2変速歯車25側にシフトされた場合には、第2変速歯車25は回転軸10及びクラッチハブ16と同じ速度で回転され、第1変速歯車20はそれよりも速い速度で同じ向きに回転される。前述のように第1シンクロナイザリング22は外周面22aが多少の隙間をおいてクラッチハブ16の第1変速歯車20側となる外周部16bの一側の円筒状部の内面に多少の隙間をおいて嵌合されて支持されており、従って第1シンクロナイザリング22は自重などにより下がりあるいは傾いて、円錐穴22cと円錐面21bが母線に沿って線状にあるいは角部が点状に当接することがある。その場合にはその当接部の摩擦により引きずられて第1シンクロナイザリング22はクラッチハブ16に対し回動し、第1突起22bの何れか一方の第2傾斜面22b1がそれと対応する第1切欠き16dの第1傾斜面16d1に円周方向において当接して停止する。この両傾斜面16d1,22b1の向きは前述の通りであるので、この停止により両傾斜面16d1,22b1の間に作用する押圧力によりクラッチハブ16側に向かう力が生じて、第1シンクロナイザリング22はクラッチハブ16側に引き戻される。これにより円錐面21bと円錐穴22cの間の隙間が増大するので、自重などにより第1シンクロナイザリング22が下がりあるいは傾いても、円錐面21bと円錐穴22cが線状あるいは点状に当接することはなくなり、従って円錐面21bと円錐穴22cの摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じたり、あるいは局部的な偏摩耗を生じたりすることはなくなる。スリーブ30が低速段である第1変速歯車20側にシフトされた場合には、第2変速歯車25は第1変速歯車20はそれよりも遅い速度で同じ向きに回転される点を除き、同じような作用により第2シンクロナイザリング27はクラッチハブ16側に引き戻される。これにより円錐面26bと円錐穴27cの間の隙間が増大するので、円錐面26bと円錐穴27cが線状あるいは点状に当接することはなくなり、これらの摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じたり、あるいは局部的な偏摩耗を生じたりすることはなくなる。
For example, when the
上述した実施形態では、クラッチハブ16には円周方向両側に半径方向外側から見て回転軸10の中心軸線に対し傾斜する第1傾斜面16d1,16e1を有する第1切欠き16d,16eを形成し、各シンクロナイザリング22,27には同様に傾斜した第2傾斜面22b1,27b1を有する第1突起22b,27bを形成し、この第1切欠き16d,16eと第1突起22b,27bを、円周方向において互いに当接して各シンクロナイザリング22,27をクラッチハブ16側に引き戻す第1及び第2係合部16d,16e及び22b,27bとしており、このようにすれば第1及び第2係合部16d,16e及び22b,27bの構造がきわめて簡単になるので実施に要するコストを低下させることができる。しかしながら本発明の第1及び第2係合部16d,16e及び22b,27bはこのような構造に限られるものではなく、種々の構造のものが使用可能である。あるいはまた、第1係合部16d,16eと第2係合部22b,27bの何れか一方は図2に示すような傾斜面16d1,16e1または傾斜面22b1,27b1を有するものとし、他方はそれと当接する円弧状などの部分を傾斜面の代わりに設けるようにしてもよく、そのようにすれば第1及び第2係合部16d,16e及び22b,27bの構造はさらに簡単になるので実施に要するコストを一層低下させることができる。
In the embodiment described above, the
また上述した実施形態では、各シンクロナイザリング22,27には合計で各6個の突起22b,27b,22e,27eをそれぞれ形成し、これに対応してクラッチハブ16の両側にはそれぞれ合計で各6個の切欠き16d,16e,16f,16gを形成しているが、各6個の突起は各3個の第2突起22e,27eを省略して各3個の第1突起22b,27bのみとし、これに対応して各6個の切欠きは各3個の第2切欠き16f,16gを省略して各3個の第1切欠き16d,16eのみとし、シフティングキー31は向かい合う3対の第1突起22b,27bの間に配置するようにしてもよい。このようにすれば構造が簡略化されるので製造コストをさらに低下させることができる。なお必要ならば、各第1突起22b,27bと各第1切欠き16d,16eの円周方向の幅を適宜広くしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, each of the synchronizer rings 22 and 27 is formed with a total of six
さらに上述した実施形態では、クラッチハブ16の両側に変速歯車20,25及びシンクロナイザリング22,27を設けた例につき説明しているが、本発明はこれに限られるものではなく、変速段数によってはクラッチハブの一側に変速歯車及びシンクロナイザリングを設けるようにして実施することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the transmission gears 20 and 25 and the synchronizer rings 22 and 27 are provided on both sides of the
10…回転軸、16…クラッチハブ、16a…外歯スプライン、16d,16e…第1係合部(第1切欠き)、16d1,16e1…第1傾斜面(一部)、20,25…変速歯車、21a,26a…外歯スプライン、21b,26b…円錐面、22,27…シンクロナイザリング、22b,27b…第2係合部(第1突起)、22b1,27b1…第2傾斜面(一部)、22c,27c…円錐穴、22d,27d…外歯スプライン、30…スリーブ、30a…内歯スプライン。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
In the transmission synchronization device according to the preceding item, either one of the first engagement portion and the second engagement portion has an inclined surface that is inclined with respect to a central axis of the rotation shaft when viewed from the outside in the radial direction, A synchronizer for a transmission, wherein the inclined surface comes into contact with a part of the other to pull back the synchronizer ring toward the clutch hub.
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