JP2007327548A - Synchronizing device and transmission equipped therewith - Google Patents
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Description
この発明は、同期装置およびそれを用いた変速機に関し、より特定的には、第一回転部材と第二回転部材とを同期部材を介して同期させる同期装置およびそれを用いた変速機に関するものである。 The present invention relates to a synchronization device and a transmission using the same, and more particularly to a synchronization device that synchronizes a first rotation member and a second rotation member via a synchronization member and a transmission using the same. It is.
従来、同期装置は、たとえば実開平5−81538号公報(特許文献1)、実開平5−8054号公報(特許文献2)、実開平5−52366号公報(特許文献3)、特開昭52−156259号公報(特許文献4)および実開昭51−39151号公報(特許文献5)に開示されている。
特許文献1では、シンクロナイザーリングの円錐状内周面すなわち歯車側円垂体に対する接触面をねじ状連続溝で形成し、かつ接触面積が小径側で大径側より大きい技術を開示している。 Patent Document 1 discloses a technique in which a conical inner peripheral surface of a synchronizer ring, that is, a contact surface with a gear-side circular body is formed as a threaded continuous groove, and a contact area is smaller on the small diameter side than on the large diameter side.
特許文献2では、アウターシンクロリングおよびインナーシンクロリングのテーパ面の角度と、これらと組合うセンターコーンの各テーパ面の角度とを、センターコーンの小径部側のテーパ面とアウターシンクロリング、インナーシンクロリングのテーパ面とのみが当接可能な異なる角度とする技術が開示されている。 In Patent Document 2, the angle of the taper surface of the outer sync ring and the inner sync ring and the angle of each taper surface of the center cone combined therewith, the taper surface on the small diameter side of the center cone, the outer sync ring, and the inner sync ring A technique is disclosed in which only different angles can be brought into contact with only the tapered surface of the ring.
特許文献3では、小径側に第一コーン面を形成し、大径側に第二コーン面を形成し、第二コーン面の開き半角は歯車のコーン面よりも大きく設定される技術が開示されている。 Patent Document 3 discloses a technique in which a first cone surface is formed on the small diameter side, a second cone surface is formed on the large diameter side, and the opening half angle of the second cone surface is set larger than the cone surface of the gear. ing.
特許文献4では、限界コーンアングルより大きい角度のコーン面を有し、変速ギヤと実質的一体のシンクロナイザーリングと、限界コーンアングルより小さい角度のコーン面を有し、シフト動作を受けるシンクロナイザーリングと、内外周面がシンクロナイザーリングおよびシンクロナイザーディスクのコーン面に接触し、少なくとも2分割構成されかつ変速ギヤに対し主方向に一体的に回転し、軸方向に一定量摺動可能で半径方向に分割浮動可能である中間ディスクとを備えた変速機の噛み合い装置が開示されている。 In Patent Document 4, a synchronizer ring having a cone surface with an angle larger than the limit cone angle and substantially integral with the transmission gear, and a synchronizer ring having a cone surface with an angle smaller than the limit cone angle and receiving a shift operation. The inner and outer peripheral surfaces are in contact with the cone surface of the synchronizer ring and the synchronizer disc, are at least divided into two parts, rotate integrally in the main direction with respect to the transmission gear, and can slide in a certain amount in the axial direction and in the radial direction A transmission meshing device including an intermediate disk that can be divided and floated is disclosed.
特許文献5では、シンクロナイザーリングの円錐面およびその円錐面と接触する歯車の円錐面の大径部から接触が開始されるように構成された変速機の同期装置が開示されている。 Patent Document 5 discloses a transmission synchronizer configured to start contact from a conical surface of a synchronizer ring and a large diameter portion of a conical surface of a gear that contacts the conical surface.
しかしながら、従来の技術においては、シンクロナイザーリングがギヤ側に食い付くという問題があった。 However, the conventional technique has a problem that the synchronizer ring bites into the gear side.
そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、食い付きを抑えつつ、大きな摩擦力を発生することが可能な同期装置およびそれを用いた変速機を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a synchronizer capable of generating a large frictional force while suppressing biting and a transmission using the same. The purpose is to do.
この発明に従った同期装置は、回転軸を中心に回転することが可能な第一回転部材と、第一回転部材に対して回転軸を中心として回転することが可能な第二回転部材と、第一回転部材と第二回転部材との間に介在して第一回転部材と第二回転部材とを同期させることが可能な同期部材とを備える。第一回転部材は、回転軸に対して第一傾斜角度θ1を有する第一傾斜面と、第一傾斜面よりも小さい第二傾斜角度θ2を有する第二傾斜面とを有する。同期部材は、同期動作前および同期動作後には第一傾斜面と接触し、同期動作中には同期部材は第二傾斜面と接触する。 The synchronization device according to the present invention includes a first rotating member capable of rotating around a rotating shaft, a second rotating member capable of rotating around the rotating shaft with respect to the first rotating member, And a synchronization member that is interposed between the first rotation member and the second rotation member and can synchronize the first rotation member and the second rotation member. The first rotating member has a first inclined surface having a first inclination angle θ1 with respect to the rotation axis, and a second inclined surface having a second inclination angle θ2 smaller than the first inclined surface. The synchronizing member contacts the first inclined surface before and after the synchronizing operation, and the synchronizing member contacts the second inclined surface during the synchronizing operation.
このように構成された同期装置では、同期部材は同期動作中に傾斜角度の小さい第二傾斜面と接触するため、摩擦力を大きくすることができる。 In the synchronizer configured as described above, the synchronizing member comes into contact with the second inclined surface having a small inclination angle during the synchronization operation, and thus the frictional force can be increased.
これに対し、同期動作前および同期動作後には傾斜の大きい第一傾斜面と接触するため、食い付きが発生することを防止できる。その結果、食い付きの発生を抑制し、かつ大きな摩擦力を発生させることができる同期装置を提供することができる。 On the other hand, since it contacts the first inclined surface having a large inclination before and after the synchronization operation, it is possible to prevent biting. As a result, it is possible to provide a synchronizer that can suppress the occurrence of biting and can generate a large frictional force.
好ましくは、同期部材と第一および第二傾斜面との摩擦係数をμとすると、第一傾斜角度θ1と摩擦係数とはμ<tanθ1で示す関係を満たす。 Preferably, when the friction coefficient between the synchronization member and the first and second inclined surfaces is μ, the first inclination angle θ1 and the friction coefficient satisfy the relationship represented by μ <tan θ1.
この発明に従った変速機は、上述の同期装置を備える。 A transmission according to the present invention includes the synchronization device described above.
この発明に従えば、同期部材の食い付きを抑制しつつ、かつ大きな摩擦力を発生することができる同期装置およびそれを用いた変速機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a synchronization device that can generate a large frictional force while suppressing biting of the synchronization member, and a transmission using the same.
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。図1は、この発明の実施の形態に従った手動変速機の断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. FIG. 1 is a cross-sectional view of a manual transmission according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、手動変速機100は、自動車の走行状態に応じてエンジンの回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える動力伝達装置である。手動変速機100として、車両の運転者が操作するシフトレバーと手動変速機100とが離れており、その間をケーブルおよびリンクなどで連結する、いわゆるリモートコントロール型の手動変速機100であってもよく、手動変速機100に直接シフトレバーを取付けた、いわゆるダイレクトコントロール方式の手動変速機100であってもよい。
Referring to FIG. 1,
また、リモートコントロール方式において、シフトレバーの位置に関しては、特に限定されず、ステアリングコラム部にシフトレバーが取付けられたコラムシフト式、シフトレバーするように、回転シャフト10にスプライン嵌合している。
In the remote control system, the position of the shift lever is not particularly limited, and the column shift type in which the shift lever is attached to the steering column portion is fitted to the
なお、回転シャフト10に対するクラッチハブ50の固定方向としては、スプライン嵌合に限られず、その他の溶接等の方法を用いてもよい。
The fixing direction of the
図1では、回転軸13を中心として対称形状に各構成部材が配置されている。回転シャフト10にはギヤ22が嵌め合わせられており、ギヤ22と回転シャフト10との間にはベアリング(図示せず)が存在する。そのため、ギヤ22は回転シャフト10に対して相対回転することが可能である。図1で示す状態では、回転シャフト10の回転力がギヤ22には伝達されず、ギヤ22は空転する。ギヤ22の内周面側が回転シャフト10と向かい合っている。ギヤ22と回転シャフト10との間に潤滑油が供給されていてもよい。
In FIG. 1, the constituent members are arranged symmetrically about the
ギヤ22にはギヤピース32が設けられている。ギヤピース32はギヤ22と一体であってもよく、また別体であってもよい。ギヤピース32はギヤ22とともに回転する構成であればよい。ギヤピース32は図1で示す状態ではクラッチハブ50に係合していない。そのため、ギヤピース32はクラッチハブ50に対して自由に回転することが可能である。
The
ギヤピース32近傍では、回転軸13に対して傾斜したコーン部34が設けられている。コーン部34上にシンクロナイザーリング42が嵌め合わせられている。シンクロナイザーリング42は、ギヤ22とクラッチハブ50およびハブスリーブ60と同期させるための部材であり、テーパ面であるコーン部44を有する。内周側に設けられたコーン部44はギヤ22のコーン部34と接触しており、摩擦摺動する。円錐形状のコーン部44は回転軸13に対して傾斜している。
In the vicinity of the
コーン部34は傾斜角度の大きい第一傾斜面134と、傾斜角度の小さい第二傾斜面234とを有する。第一傾斜面134の第一傾斜角度θ1は第二傾斜面234の第二傾斜角度θ2よりも大きい。傾斜角度は徐々に変化しており、第一傾斜面134から第二傾斜面234に近づくにつれて傾斜角度が小さくなっている。すなわち、この実施の形態では、連続的に傾斜角度が変化しているが、これに限られず、断続的に傾斜角度が変化してもよい。すなわち、ある点を境に大きい第一傾斜角度θ1と小さい第二傾斜角度θ2とに分けられていてもよい。
The
図1で示す同期動作開始前には、シンクロナイザーリング42のコーン部44はギヤ22のコーン部34のうち第一傾斜面134と接触している。シンクロナイザーリング42は外周歯46を有する。
Before the start of the synchronization operation shown in FIG. 1, the
クラッチハブ50にはシフティングキー65が嵌め合わせられている。シフティングキー65にハブスリーブ60が嵌合してしる。ハブスリーブ60は回転軸13の延びる方向に摺動可能である。ハブスリーブ60の内周歯61はクラッチハブ50と噛み合っており、かつ内周歯61はシンクロナイザーリング42の外周歯46およびギヤピース32の外周歯36と嵌まり合うことが可能である。
A shifting
クラッチハブ50はハブスリーブ60を軸方向にスライド可能に保持する。ハブスリーブ60は凹部62を有し、凹部62はシフトフォークにより挟まれて保持される。シフトフォークが凹部62を回転軸13方向へ動かすと、これに伴いハブスリーブ60およびシフティングキー65も回転軸13方向に移動する。ハブスリーブ60の内周側に設けられた凹部63がシフティングキー65の凸部69と嵌まり合っている。
The
この実施の形態に限られず、2つ以上のシンクロナイザーリングが存在する、いわゆるマルチコーン型のシンクロナイザーリングを有する同期装置に本発明を適用することも可能である。 The present invention is not limited to this embodiment, and the present invention can be applied to a synchronizer having a so-called multi-cone synchronizer ring in which two or more synchronizer rings exist.
図2は、図1中のシンクロナイザーリングの斜視図である。図2を参照して、シンクロナイザーリング42は円周方向に配置される複数の外周歯46を有する。シンクロナイザーリング42のコーン部44はシンクロナイザーリング42の内周面側に設けられている。シンクロナイザーリング42では、半径方向に延びるように切込45が設けられる。このような切込45を設けるのは同期前と同期中でシンクロナイザーリング42のコーン角を大きく変えるためである。すなわち、シンクロナイザーリング42の変形量を大きくするために切込45が設けられている。切込45は必ずしも設ける必要はなく、十分に弾性変形する材料を用いれば、切込45は必ずしも設ける必要はない。
FIG. 2 is a perspective view of the synchronizer ring in FIG. Referring to FIG. 2, the
次に、図1および図2で示す手動変速機の同期動作について説明する。
シフトレバーがシフトフォークと連結されている。シフトレバーを動かすことによって、シフトフォークが動く。シフトフォークはハブスリーブ60を矢印301で示す方向に動かす。シフティングキー65の凸部69がハブスリーブ60の凹部63と噛み合っているためにハブスリーブ60の動きはシフティングキー65に伝わる。シフティングキー65はシンクロナイザーリング42をギヤ22のコーン部34に押付けてシンクロ作用(同期作用)を開始する。
Next, the synchronization operation of the manual transmission shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
A shift lever is connected to the shift fork. The shift fork moves by moving the shift lever. The shift fork moves the
図3は、同期動作中の手動変速機の断面図である。図3を参照して、シンクロナイザーリング42がシフティングキー65によりコーン部34に押付けられると、シフティングキー65からの圧力により、シンクロナイザーリング42は傾斜角の小さい第二傾斜面234と接触する。また、ハブスリーブ60の内周歯61がシンクロナイザーリング42の外周歯46と接触する。すなわち、同期動作中では、ハブスリーブ60に働く力はシンクロナイザーキースプリングに打勝って、ハブスリーブ60はシフティングキー65の凸部69を乗り越えてギヤ22側へ移動する。しかし、ハブスリーブ60の内側のスプラインとしての内周歯61と、シンクロナイザーリング42のスプラインとしての外周歯46は食い違ったままで接触している。したがって、ハブスリーブ60に加わる力は食い違ったままで接触しているスプラインを介してシンクロナイザーリング42をギヤ22のコーン部34へさらに強く押付け、その摩擦力で強いシンクロ作用(同期作用)を行なう。このとき、シンクロナイザーリング42のコーン部44は小さな第二傾斜角度θ2の第二傾斜面234と接触しているため、強い力でコーン部44と第二傾斜面234との間での押付けが行なわれる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the manual transmission during the synchronous operation. Referring to FIG. 3, when the
図4は、同期動作終了時の手動変速機の断面図である。図4を参照して、ハブスリーブ60とギヤ22との回転速度が等しくなると、シンクロナイザーリング42は回転方向に自由となる。したがって、ハブスリーブ60の内側の内周歯61はシンクロナイザーリング42の外周歯46を押し退けて進み、円滑にギヤピース32の外周歯36とハブスリーブ60の内周歯61とが噛み合う。また、同期が終了した場合には、シンクロナイザーリング42に押付力が発生しないため、シンクロナイザーリング42は同期前の位置にまで戻り、シンクロナイザーリング42のコーン部44は大きな第一傾斜角度θ1を有する第一傾斜面134と接触する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the manual transmission at the end of the synchronization operation. Referring to FIG. 4, when the rotational speeds of
このようなシンクロナイザーリング42の動作において、シンクロナイザーリング42を回転させるコーントルク(摩擦力)Tc、シンクロナイザーリング42のコーン部44とギヤ22のコーン部34との摩擦係数をμ、コーン部44とコーン部34との接触部分の内径(コーン径)をRc、コーン部44とコーン部34との接触部分の角度(コーン角)をθ、コーン部44とコーン部34との押付力をFとすると、以下の関係式が成り立つ。
In the operation of the
Tc=μRcF/sinθ
コーントルクTcを大きくするには、コーン角θを小さくすればよい。しかしながら、摩擦係数μがtanθよりも大きくなると食い付きが発生する。
Tc = μRcF / sin θ
In order to increase the cone torque Tc, the cone angle θ may be decreased. However, when the friction coefficient μ is larger than tan θ, biting occurs.
そこで、本発明では、コーン部34側に2種類のコーン角として第一傾斜角度θ1および第二傾斜角度θ2を作る。シンクロナイザーリング42のチャンファー部を押付けているときと、開放しているときとで接触する部位を変えることで、同期時と、同期後の接触コーン角を変えることができる。接触部である第一傾斜面134において、摩擦係数μがtanθよりも小さくなるように第一傾斜角度θ1を設定すれば、同期時にはこの制約なしにコーン角を小さくすることが可能となる。
Therefore, in the present invention, the first inclination angle θ1 and the second inclination angle θ2 are made as two types of cone angles on the
すなわち、本発明に従った同期装置は、回転軸13を中心に回転することが可能な第一回転部材としてのハブスリーブ60と、ハブスリーブ60に対して回転軸13を中心として回転することが可能な第二回転部材としてのギヤ22と、ギヤ22とハブスリーブ60との間に介在してギヤ22およびハブスリーブ60を同期させることが可能な同期部材としてのシンクロナイザーリング42とを備える。ギヤ22は、回転軸13に対して第一傾斜角度θ1を有する第一傾斜面134と、第一傾斜面134よりも小さい第二傾斜角度θ2を有する第二傾斜面234とを有する。シンクロナイザーリング42は、同期動作前および同期動作後には、第一傾斜面134と接触し、同期動作中には、シンクロナイザーリング42は第二傾斜面234と接触する。
That is, the synchronization device according to the present invention can rotate around the
さらに、シンクロナイザーリング42と第一および第二傾斜面134,234との摩擦係数をμとすると、第一傾斜角度θ1と摩擦係数μとは、μ<tanθ1で示す関係を満たす。
Furthermore, when the friction coefficient between the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 シャフト、13 回転軸、22 ギヤ、32 ギヤピース、33,34 コーン部、36 外周歯、42 シンクロナイザーリング、60 ハブスリーブ、61 内周歯、62 凹部、134 第一傾斜面、234 第二傾斜面。 10 Shaft, 13 Rotating shaft, 22 Gear, 32 Gear piece, 33, 34 Cone, 36 Outer teeth, 42 Synchronizer ring, 60 Hub sleeve, 61 Inner teeth, 62 Recess, 134 First inclined surface, 234 Second inclined surface.
Claims (3)
前記第一回転部材に対して回転軸を中心として回転することが可能な第二回転部材と、
前記第一回転部材と前記第二回転部材との間に介在して前記第一回転部材と前記第二回転部材とを同期させることが可能な同期部材とを備え、
前記第一回転部材は、前記回転軸に対して第一傾斜角度θ1を有する第一傾斜面と、前記第一傾斜面よりも小さい第二傾斜角度θ2を有する第二傾斜面とを有し、
前記同期部材は、同期動作前および同期動作後には前記第一傾斜面と接触し、同期動作中には前記同期部材は前記第二傾斜面と接触する、同期装置。 A first rotating member capable of rotating about a rotation axis;
A second rotating member capable of rotating about the rotation axis with respect to the first rotating member;
A synchronization member that is interposed between the first rotation member and the second rotation member and capable of synchronizing the first rotation member and the second rotation member;
The first rotating member has a first inclined surface having a first inclination angle θ1 with respect to the rotation axis, and a second inclined surface having a second inclination angle θ2 smaller than the first inclined surface,
The synchronization device, wherein the synchronization member contacts the first inclined surface before and after the synchronization operation, and the synchronization member contacts the second inclined surface during the synchronization operation.
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CN108194532A (en) * | 2018-03-27 | 2018-06-22 | 天津天海同步科技有限公司 | Blind slot formula synchronizing device |
CN108253037A (en) * | 2018-03-27 | 2018-07-06 | 天津天海同步科技有限公司 | Blind slot force booster type synchronizing device |
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