JP2009150500A - 同期噛合式変速機の同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速時に発生し易い「ギヤ鳴き」を起こり難くする。
【解決手段】回転軸と一体化されたシンクロナイザハブ１２と、その外周に摺動可能に嵌合されたシンクロナイザスリーブと、その軸方向変位に伴って、被同期側回転部材に形成された摩擦面に押し付けられるシンクロナイザリングと、を含んで構成された同期装置において、シンクロナイザハブ１２を、回転軸の外周に固定される同期側ハブ１２Ａと、これと所定角度だけ相対回転可能に配設されつつ、シンクロナイザスリーブが嵌合される被同期側ハブ１２Ｃと、これらの相対回転を中立位置に向けて付勢する弾性部材１２Ｃと、を含んで構成する。そして、同期完了によって駆動力伝達系の捩じりが戻るときの回転変動を、同期側ハブ１２Ａ及び被同期側ハブ１２Ｂを相対回転させつつ弾性部材１２Ｃにより吸収することで、「ギヤ鳴き」を起こり難くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、同期噛合式変速機の同期装置において、変速時に発生し易い「ギヤ鳴き」を起こり難くする技術に関する。

同期噛合式変速機には、変速時に回転速度の異なる同期側回転部材と被同期側回転部材を同期させるために、周速度差により発生する摩擦力を利用した同期装置が備えられている。同期装置には、その構造の違いによりいくつかの方式が存在するが、操作性，耐久性及び組付作業性が優れているボルグワーナ式同期装置が多く利用されている。ボルグワーナ式同期装置では、実開平４−１２７４２８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の軸方向変位に伴って、シンクロナイザリングが被同期側ギヤと一体化されたシンクロナイザコーンの摩擦面に押し付けられ、周速度差により発生する摩擦力を利用して同期が行われる。
実開平４−１２７４２８号公報

ところで、同期噛合式変速機を搭載した車両においては、駆動輪に伝達するトルクが大きい状態で変速を行うと、同期装置に「ギヤ鳴き」が発生することがある。ギヤ鳴きの原因は、トルクによりプロペラシャフトなどの駆動力伝達系が捩れた状態で、同期完了により摩擦力が消滅すると動力伝達系の捩れが戻り、同期側回転部材と被同期側回転部材との間に回転変動が発生するためである。このような回転変動が発生すると、同期完了後にシンクロナイザスリーブがシンクロナイザコーンのスプラインに噛み合うときに、これらの間に回転差が生じて干渉し、「ギヤ鳴き」が発生してしまう。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、出力軸と一体化されているシンクロナイザハブを同期側と被同期側とに分離し、これらの間にばねなどの弾性部材を介在させることで、出力軸の回転変動を弾性部材で吸収して「ギヤ鳴き」を起こり難くした同期噛合式変速機の同期装置を提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の発明では、回転軸と一体化されたシンクロナイザハブと、前記シンクロナイザハブの外周に摺動可能に嵌合されたシンクロナイザスリーブと、前記シンクロナイザスリーブの軸方向変位に伴って、被同期側回転部材に形成された摩擦面に押し付けられるシンクロナイザリングと、を含んで構成された同期噛合式変速機の同期装置において、前記シンクロナイザハブは、前記回転軸の外周に固定される同期側ハブと、該同期側ハブと所定角度だけ相対回転可能に配設されつつ、前記シンクロナイザスリーブが嵌合される被同期側ハブと、前記同期側ハブ及び被同期側ハブの相対回転を中立位置に向けて付勢する弾性部材と、を含んで構成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、前記同期側ハブ及び被同期側ハブは、その一方に形成された突起がその他方に形成された周方向に延びる凹溝に嵌合することで、所定角度だけ相対回転可能になっていることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記弾性部材は、前記突起の両側面と凹溝の周方向端面との間に夫々配設されたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、変速操作によりシンクロナイザスリーブが軸方向に変位すると、シンクロナイザリングは、被同期側回転部材に形成された摩擦面に押し付けられる。シンクロナイザリングが被同期側回転部材の摩擦面に接触すると、その摩擦面が円錐クラッチとして作用し、同期側回転部材と被同期側回転部材との同期が行われる。このとき、同期完了によって駆動力伝達系の捩じりが戻るときの回転変動は、シンクロナイザハブを構成する同期側ハブ及び被同期側ハブを相対回転させつつ、これらの相対回転を中立位置に向けて付勢する弾性部材により吸収される。このため、シンクロナイザリングと被同期側回転部材との位置関係がずれず、シンクロナイザスリーブがシンクロナイザリングを乗り越えて被同期側回転部材に円滑に進行することができる。よって、同期完了後にシンクロナイザスリーブが被同期側回転部材に噛み合うときに、これらの間に干渉が発生せず、「ギヤ鳴き」を起こり難くすることができる。

請求項２記載の発明によれば、同期側ハブ及び被同期側ハブの一方に形成された突起が他方に形成された凹溝に嵌合することで、これらが所定角度だけ相対回転可能になっている。このため、同期側ハブに対して被同期側ハブを組み付けるだけで、これらの相対回転角度を規制することができる。
請求項３記載の発明によれば、突起の両側面と凹溝の周方向端面との間に弾性部材が夫々配設されているため、同期側ハブに対して被同期側ハブが任意方向に相対回転をすることができる。このため、同期噛合式変速機をシフトアップ及びシフトダウンするときに、同期側ハブに対する被同期側ハブの回転方向が異なっても対応することができる。

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同期噛合式変速機のボルグワーナ式同期装置（以下「同期装置」という）を示す。
同期装置１０は、シンクロナイザハブ１２と、シンクロナイザスリーブ１４と、シンクロナイザディテント１６と、シンクロナイザリング１８と、シンクロナイザコーン２０と、を含んで構成される。

シンクロナイザハブ１２は、回転軸たるメインシャフト２２の外周にスプライン結合され、メインシャフト２２と一体化される。シンクロナイザハブ１２の外周には、変速操作力が伝達されるシフトフォーク（図示省略）により図中左右方向に摺動するシンクロナイザスリーブ１４がスプライン結合される。また、シンクロナイザハブ１２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１６Ａ及びプランジャスプリング１６Ｂを内蔵したシンクロナイザディテント１６が組み込まれる。一方、シンクロナイザスリーブ１４の内周には、３つのシンクロナイザディテント１６に対向する各位置に、プランジャスプリング１６Ｂにより半径外方に付勢されるロックプランジャ１６Ａの頭部を収納すべく、軸方向に延びる溝が形成される。

本発明の特徴として、図２に示すように、シンクロナイザハブ１２は、メインシャフト２２の外周に固定される同期側ハブ１２Ａと、これと所定角度だけ相対回転可能に配設されつつ、シンクロナイザスリーブ１４が嵌合される被同期側ハブ１２Ｂと、同期側ハブ１２Ａ及び被同期側ハブ１２Ｂの相対回転を中立位置（外力が作用していないときの位置）に向けて付勢する圧縮コイルばねなどの弾性部材１２Ｃと、を含んで構成される。即ち、同期側ハブ１２Ａは、略段付円筒形状をなし、その内周に形成されたスプラインによってメインシャフト２２にスプライン結合される。被同期側ハブ１２Ｂは、同期側ハブ１２Ａの小径部外周に相対回転可能に嵌合され、その外周にシンクロナイザスリーブ１４とスプライン結合するためのスプラインが形成される。

また、同期側ハブ１２Ａと被同期側ハブ１２Ｂとの相対回転を所定角度に規制すべく、同図（Ｂ）に示すように、同期側ハブ１２Ａの側面に周方向に延びる凹溝１２Ｄが形成される一方、被同期側ハブ１２Ｂの側面に凹溝１２Ｄに嵌合する突起１２Ｅが形成される。そして、突起１２Ｅの両側面と凹溝１２Ｄの周方向端面との間には、同一の弾性係数を有する弾性部材１２Ｃが夫々配設される。なお、同期側ハブ１２Ａに突起１２Ｅを形成する一方、被同期側ハブ１２Ｂに凹溝１２Ｄを形成するようにしてもよい。

シンクロナイザリング１８の内周に形成されたテーパコーン面は、被同期側ギヤ２４に固着されたシンクロナイザコーン２０の外周に形成されたテーパコーン面に摺動可能に嵌合される。シンクロナイザリング１８の側面には、シンクロナイザハブ１２に対する相対回転を規制すべく、シンクロナイザディテント１６が組み込まれるシンクロナイザハブ１２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１８の突起の円周方向の幅は、シンクロナイザハブ１２の溝より狭くなっており、円周方向に所定角度だけ相対回転できるようになっている。

かかる同期装置１０において、駆動力伝達系に配設されたクラッチが切断された後、変速操作によりシンクロナイザスリーブ１４が軸方向に変位すると、シンクロナイザスリーブ１４の内周で軸方向に延びる溝にはロックプランジャ１６Ａがプランジャスプリング１６Ｂにより付勢されているため、シンクロナイザディテント１６はシンクロナイザスリーブ１４と一体的に変位する。そして、シンクロナイザリング１８は、シンクロナイザディテント１６により被同期側ギヤ２４のシンクロナイザコーン２０に押し付けられる。シンクロナイザリング１８のテーパコーン面がシンクロナイザコーン２０のテーパコーン面に接触すると、テーパコーン面は円錐クラッチとして作用し、その摩擦トルクによってシンクロナイザリング１８の突起はシンクロナイザハブ１２の溝との遊隙間だけ円周方向に回転してずれる。このため、シンクロナイザリング１８及びシンクロナイザスリーブ１４のスプライン端部のチャンファ同士が向かい合った状態になると共に、シンクロナイザリング１８の突起とシンクロナイザハブ１２の溝の側面が接触して、メインシャフト２２の回転は被同期側ギヤ２４のシンクロナイザコーン２０に伝達される。

シンクロナイザスリーブ１４を軸方向に変位させる操作力を強めると、シンクロナイザスリーブ１４はロックプランジャ１６Ａを押し下げて進み、シンクロナイザスリーブ１４及びシンクロナイザリング１８のスプライン端部のチャンファ同士が接触して、シンクロナイザスリーブ１４の進行を阻止する状態となる。即ち、シンクロナイザリング１８とシンクロナイザコーン２０とが完全に同期するまで、シンクロナイザリング１８及びシンクロナイザコーン２０のチャンファ同士の接触面上において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１４に作用する軸力（変速操作力）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１４の進行が阻止される。

シンクロナイザスリーブ１４と被同期側ギヤ２４とが完全に同期して等速になると、円錐クラッチに作用する摩擦トルクが消滅するので、シンクロナイザスリーブ１４及びシンクロナイザリング１８のチャンファ接触部に作用しているスリーブ進行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１４のチャンファは、シンクロナイザリング１８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１４は被同期側ギヤ２４に進行してシンクロナイザコーン２０のスプラインと噛み合って変速が完了する。

このとき、駆動トルクにより駆動力伝達系に捩じりが発生し、シンクロナイザハブ１２の同期側ハブ１２Ａと被同期側ハブ１２Ｂとの間に回転差（変動）が発生していても、図３に示すように、弾性部材１２Ｃの付勢力に抗してこれらが相対回転し、その回転差が吸収される。このため、シンクロナイザリング１８及びシンクロナイザコーン２０のチャンファ同士の位置関係がずれず、シンクロナイザスリーブ１４がシンクロナイザリング１８を乗り越えてシンクロナイザコーン２０に円滑に進行することができる。よって、同期完了後にシンクロナイザスリーブ１４がシンクロナイザコーン２０のスプラインに噛み合うときに、これらの間に干渉が発生せず、「ギヤ鳴き」を起こり難くすることができる。

また、突起１２Ｅの両側面と凹溝１２Ｄの周方向端面との間に弾性部材１２Ｃが夫々配設されているため、同期側ハブ１２Ａに対して被同期側ハブ１２Ｂが任意方向に相対回転することができる。このため、同期噛合式変速機をシフトアップ及びシフトダウンするときに、同期側ハブ１２Ａに対する被同期側ハブ１２Ｂの回転方向が異なっても対応することができる。

本発明が適用される同期装置の説明図 シンクロナイザハブの要部を示し、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は横断面図 回転変動を吸収するメカニズムの説明図

符号の説明

１０ 同期装置
１２ シンクロナイザハブ
１２Ａ 同期側ハブ
１２Ｂ 被同期側ハブ
１２Ｃ 弾性部材
１２Ｄ 凹溝
１２Ｅ 突起
１４ シンクロナイザスリーブ
１８ シンクロナイザリング
２０ シンクロナイザコーン
２２ メインシャフト
２４ 被同期側ギヤ

Claims (3)

1. 回転軸と一体化されたシンクロナイザハブと、
   前記シンクロナイザハブの外周に摺動可能に嵌合されたシンクロナイザスリーブと、
   前記シンクロナイザスリーブの軸方向変位に伴って、被同期側回転部材に形成された摩擦面に押し付けられるシンクロナイザリングと、
   を含んで構成され、
   前記シンクロナイザハブは、前記回転軸の外周に固定される同期側ハブと、該同期側ハブと所定角度だけ相対回転可能に配設されつつ、前記シンクロナイザスリーブが嵌合される被同期側ハブと、前記同期側ハブ及び被同期側ハブの相対回転を中立位置に向けて付勢する弾性部材と、を含んで構成されたことを特徴とする同期噛合式変速機の同期装置。
2. 前記同期側ハブ及び被同期側ハブは、その一方に形成された突起がその他方に形成された周方向に延びる凹溝に嵌合することで、所定角度だけ相対回転可能になっていることを特徴とする請求項１記載の同期噛合式変速機の同期装置。
3. 前記弾性部材は、前記突起の両側面と凹溝の周方向端面との間に夫々配設されたことを特徴とする請求項２記載の同期噛合式変速機の同期装置。

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