JP2011190861A

JP2011190861A - 変速機の同期噛合装置

Info

Publication number: JP2011190861A
Application number: JP2010057364A
Authority: JP
Inventors: Yasuharu Sakurada; 康治桜田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】本発明は、駆動力伝達時にスラスト力を受ける歯車の倒れを防止し、ギヤ音を低減することを目的としている。
【解決手段】このため、シンクロハブをシャフトの被同期ギヤ側方に配置し、シンクロスリーブをシンクロハブに配置し、シンクロキーをシンクロハブのキー溝内に配置し、被同期ギヤとシンクロスリーブ間に配置したシンクロナイザリングをシンクロスリーブで被同期ギヤに接触させて被同期ギヤとシャフトを同期させ、その後、内歯をクラッチギヤと噛み合わせる変速機の同期噛合装置において、被同期ギヤが倒れる方向にシンクロハブを配置し、内歯とクラッチギヤの噛合完了位置にシンクロスリーブが移動した場合、被同期ギヤ端面を押圧する押圧部をシンクロスリーブ端面に形成する一方、シンクロスリーブとシンクロキーの対向面に押圧部が被同期ギヤを押圧する状態を維持する係合部を形成した。
【選択図】図１

Description

この発明は変速機の同期噛合装置に係り、特に駆動力伝達時にスラスト力を受ける歯車の倒れの防止を図るとともに、ギヤ音の低減を図る変速機の同期噛合装置に関するものである。

変速機、特に手動変速機（「マニュアルトランスミッション」という。以下、単に「変速機」ともいう。）においては、シャフト上に駆動力伝達時にスラスト力を受けるはすば歯車からなる被同期ギヤを回転自在に支持し、この被同期ギヤの側方にシンクロハブを配置し、被同期ギヤと一体に回転するクラッチギヤと噛み合う内歯を有するシンクロスリーブをシンクロハブの外周部にシャフトの軸方向へ移動可能に配置し、内歯を被同期ギヤのクラッチギヤと噛み合わせる同期噛合装置を構成するものがある。

実開昭５８−６００２７号公報実開平６−５６５５６号公報

ところで、従来の変速機の同期噛合装置においては、図４及び図５に示す如く、シャフト１０２上に駆動力伝達時にスラスト力を受ける被同期ギヤ１０３を、ニードルベアリング１０４及びスペーサ１０５を介して回転自在に支持し、前記シャフト１０２と一体にシンクロハブ１０６を前記被同期ギヤ１０３の側方に配置し、この被同期ギヤ１０３と一体に回転するクラッチギヤ１０７と噛み合う内歯１０８を有するシンクロスリーブ１０９を前記シンクロハブ１０６の外周部に前記シャフト１０２の軸方向へ移動可能に配置している。
また、前記シンクロスリーブ１０９の内周面１０９ｂに形成される凹状の内周溝１１０にスプリング１１１によって押し付けられるシンクロキー１１２を前記シンクロハブ１０６の外周部に設けられるキー溝１１３内に配置し、前記被同期ギヤ１０３と前記シンクロスリーブ１０９との間にシンクロナイザリング１１４を配置している。
そして、前記シンクロスリーブ１０９の軸方向への移動に伴い、前記シンクロナイザリング１１４のコーン部１１５を前記被同期ギヤ１０３のコーン部、正確には前記クラッチギヤ１０７のコーン部１１６に接触させて前記被同期ギヤ１０３の回転と前記シャフト１０２の回転とを同期させる。
その後、更に前記シンクロスリーブ１０９を軸方向に移動させてその内歯１０８を前記被同期ギヤ１０３のクラッチギヤ１０７と噛み合わせている。
つまり、前記変速機の前進用ギヤにおいて、図示しないインプットシャフト側のはすば歯車からなる駆動ギヤ１１７と前記シャフト（「カウンタシャフト」とも換言できる。）１０２の被同期ギヤ１０３とは常時噛み合っている。
このとき、前記駆動ギヤ１１７は図示しないスプラインでインプットシャフトに圧入固定される一方、図４に示す如く、前記被同期ギヤ１０３はシャフト１０２に取り付けられる前記ニードルベアリング１０４上で空転している。
そして、図４に示す前記同期噛合装置１０１のニュートラル状態から前記シンクロスリーブ１０９の外周溝１１８に係合するシフトフォーク１１９を、図５の矢印Ａに示す如く、前記被同期ギヤ１０３側に軸方向へ移動させると、このシンクロスリーブ１０９の軸方向への移動に伴い、前記シンクロナイザリング１１４のコーン部１１５と前記クラッチギヤ１０７のコーン部１１６とが接触し、前記被同期ギヤ１０３の回転と前記シャフト１０２の回転とが同期する。
また、更に前記シフトフォーク１１９よってシンクロスリーブ１０９を前記被同期ギヤ１０３側に軸方向へ移動させると、シンクロスリーブ１０９の内歯１０８が前記被同期ギヤ１０３のクラッチギヤ１０７と噛み合い、図５に示す前記同期噛合装置１０１が噛合状態となってトルクが伝達されるものである。
なお、前記駆動ギヤ１１７から受ける駆動力によって前記被同期ギヤ１０３は、以下の３種類の力を受ける。
（１）ギヤ周方向の力
（２）ギヤ中心方向の力（図５の矢印Ｂ１参照。）
（３）ギヤ軸方向の力（スラスト力）（図５の矢印Ｂ２参照。）
このとき、前記ニードルベアリング１０４上にある前記被同期ギヤ１０３は、トルク伝達時以外は、周囲の部品と接触しないように、左右側面部位にクリアランスＳが設けられている。
しかし、前記被同期ギヤ１０３の左右側面部位にクリアランスＳがあるため、トルクの伝達時にはスラスト力で、図５の矢印Ｂ２に示す如く、前記被同期ギヤ１０３が前記シンクロスリーブ１０９側に倒れ、噛み合い点のズレが発生してしまい、この噛み合い点のズレによってギヤ音が発生するという不都合がある。
また、従来技術においては、前記ニードルベアリング１０４上にある前記被同期ギヤ１０３の倒れを抑える機構はなく、被同期ギヤ１０３が倒れ、それにより噛み合い位置のズレが大きくなり、大きなギヤ音が発生するとともに、シフト位置での保持力がないため、変速機の揺動等でギヤ抜けが惹起されるおそれもあるという不都合がある。

この発明は、駆動力伝達時にスラスト力を受ける歯車の倒れを防止し、ギヤ音を低減することを目的とする。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、駆動力伝達時にスラスト力を受ける被同期ギヤをシャフト上に回転自在に支持し、前記シャフトと一体にシンクロハブを前記被同期ギヤの側方に配置し、この被同期ギヤと一体に回転するクラッチギヤと噛み合う内歯を有するシンクロスリーブを前記シンクロハブの外周部に前記シャフトの軸方向へ移動可能に配置し、スプリングによって前記シンクロスリーブの内周面に押し付けられるシンクロキーを前記シンクロハブの外周部に設けられるキー溝内に配置し、前記被同期ギヤと前記シンクロスリーブとの間にシンクロナイザリングを配置し、前記シンクロスリーブの軸方向への移動に伴い前記シンクロナイザリングのコーン部を前記被同期ギヤのコーン部に接触させて前記被同期ギヤの回転と前記シャフトの回転とを同期させ、その後、更に前記シンクロスリーブを軸方向に移動させてその内歯を前記被同期ギヤのクラッチギヤと噛み合わせる変速機の同期噛合装置において、駆動力伝達時のスラスト力で前記被同期ギヤが倒れる方向に前記シンクロハブを配置し、前記シンクロスリーブの内歯と前記クラッチギヤとの噛み合いが完了する位置に前記シンクロスリーブが移動した場合、前記被同期ギヤの端面を押圧する押圧部を前記シンクロスリーブの端面に形成する一方、前記シンクロスリーブと前記シンクロキーとの対向面には互いに係合して前記シンクロスリーブの押圧部が被同期ギヤを押圧する状態を維持する係合部を形成したことを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの発明によれば、駆動力伝達時にスラスト力を受ける被同期ギヤをシャフト上に回転自在に支持し、シャフトと一体にシンクロハブを被同期ギヤの側方に配置し、被同期ギヤと一体に回転するクラッチギヤと噛み合う内歯を有するシンクロスリーブをシンクロハブの外周部にシャフトの軸方向へ移動可能に配置し、スプリングによってシンクロスリーブの内周面に押し付けられるシンクロキーをシンクロハブの外周部に設けられるキー溝内に配置し、被同期ギヤとシンクロスリーブとの間にシンクロナイザリングを配置し、シンクロスリーブの軸方向への移動に伴いシンクロナイザリングのコーン部を被同期ギヤのコーン部に接触させて被同期ギヤの回転とシャフトの回転とを同期させ、その後、更にシンクロスリーブを軸方向に移動させてその内歯を被同期ギヤのクラッチギヤと噛み合わせる変速機の同期噛合装置において、駆動力伝達時のスラスト力で被同期ギヤが倒れる方向にシンクロハブを配置し、シンクロスリーブの内歯とクラッチギヤとの噛み合いが完了する位置にシンクロスリーブが移動した場合、被同期ギヤの端面を押圧する押圧部をシンクロスリーブの端面に形成する一方、シンクロスリーブとシンクロキーとの対向面には互いに係合してシンクロスリーブの押圧部が被同期ギヤを押圧する状態を維持する係合部を形成した。
従って、上記構造によって、トルク伝達時にスラスト力を受ける被同期ギヤの倒れを防止できる。
そのため、駆動力を伝達するギヤ間の噛み合い点のズレを防止でき、ギヤ音を低減することができる。
また、変速機の振動によるギヤ抜けを防止できる。

図１はこの発明の第１実施例を示す変速機の同期噛合装置のニュートラル状態の概略説明図である。（実施例１）図２は変速機の同期噛合装置のギヤ噛合状態の概略説明図である。（実施例１）図３はこの発明の第２実施例を示す変速機の同期噛合装置のギヤ噛合状態の概略説明図である。（実施例２）図４はこの発明の従来技術を示す変速機の同期噛合装置のスリーブ・ハブ・ギヤのニュートラル状態の概略説明図である。図５は変速機の同期噛合装置のスリーブ・ハブ・ギヤのギヤ噛合状態の概略説明図である。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１及び図２はこの発明の実施例を示すものである。
図１及び図２において、１は変速機の同期噛合装置である。
この同期噛合装置１は、図１及び図２に示す如く、シャフト２上に駆動力伝達時にスラスト力を受ける被同期ギヤ３を、ニードルベアリング４及びスペーサ５を介して回転自在に支持し、前記シャフト２と一体にシンクロハブ６を前記被同期ギヤ３の側方に配置し、この被同期ギヤ３と一体に回転するクラッチギヤ７と噛み合う内歯８を有するシンクロスリーブ９を前記シンクロハブ６の外周部に前記シャフト２の軸方向へ移動可能に配置している。
また、前記シンクロスリーブ９の内周面９ｂに形成される凹状の内周溝１０にスプリング１１によって押し付けられるシンクロキー１２を前記シンクロハブ６の外周部に設けられるキー溝１３内に配置し、前記被同期ギヤ３と前記シンクロスリーブ９との間にシンクロナイザリング１４を配置している。
そして、前記シンクロスリーブ９の軸方向への移動に伴い、前記シンクロナイザリング１４のコーン部１５を前記被同期ギヤ３のコーン部、正確には、前記クラッチギヤ７のコーン部１６に接触させて前記被同期ギヤ３の回転と前記シャフト２の回転とを同期させる。
その後、更に前記シンクロスリーブ９を軸方向に移動させてシンクロスリーブ９の内歯８を前記被同期ギヤ３のクラッチギヤ７と噛み合わせている。
つまり、前記変速機の前進用ギヤにおいて、図示しないインプットシャフト側のはすば歯車からなる駆動ギヤ１７と前記シャフト（「カウンタシャフト」とも換言できる。）２の被同期ギヤ３とは常時噛み合っている。
このとき、前記駆動ギヤ１７は図示しないスプラインでインプットシャフトに圧入固定される一方、図１に示す如く、前記被同期ギヤ３はシャフト２に取り付けられる前記ニードルベアリング４上で空転している。
そして、図１に示す前記同期噛合装置１のニュートラル状態から前記シンクロスリーブ９の外周溝１８に係合するシフトフォーク１９を、図１及び図２において左側に位置する前記被同期ギヤ３側に軸方向へ移動させると、このシンクロスリーブ９の軸方向への移動に伴い、前記シンクロナイザリング１４のコーン部１５と前記クラッチギヤ７のコーン部１６とが接触し、前記被同期ギヤ３の回転と前記シャフト２の回転とが同期する。
また、更に前記シフトフォーク１９によってシンクロスリーブ９を前記被同期ギヤ３側に軸方向へ移動させると、シンクロスリーブ９の内歯８が前記被同期ギヤ３のクラッチギヤ７と噛み合い、図２に示す前記同期噛合装置１が噛合状態となってトルクが伝達される。

このとき、この同期噛合装置１においては、駆動力伝達時のスラスト力で前記被同期ギヤ３が倒れる方向に前記シンクロハブ６を配置し、前記シンクロスリーブ９の内歯８と前記クラッチギヤ７との噛み合いが完了する位置に前記シンクロスリーブ９が移動した場合、前記被同期ギヤ３の端面を押圧する押圧部２０を前記シンクロスリーブ９の端面に形成する一方、前記シンクロスリーブ９と前記シンクロキー１２との対向面には互いに係合して前記シンクロスリーブ９の押圧部２０が被同期ギヤ３を押圧する状態を維持する係合部２１を形成する構成とする。
詳述すれば、前記シンクロハブ６を、駆動力伝達時のスラスト力で前記被同期ギヤ３が倒れる方向、つまり図１において被同期ギヤ３の右側に配置する。
また、前記シンクロスリーブ９の端面には、図１及び図２に楕円枠印Ｍ１に示す如く、前記シンクロスリーブ９の内歯８と前記クラッチギヤ７との噛み合いが完了する位置に前記シンクロスリーブ９が移動した場合、前記被同期ギヤ３の端面に接触してこの端面を押圧する前記押圧部２０を形成する。
更に、前記シンクロスリーブ９において、前記シンクロキー１２と対向する面、つまり図１及び図２に楕円枠印Ｍ２に示す如く、シンクロスリーブ９の内周面９ｂに、前記係合部２１を形成する。
このとき、この係合部２１は、前記シンクロスリーブ９と前記シンクロキー１２とが互いに係合した際に、前記シンクロスリーブ９の押圧部２０が被同期ギヤ３を押圧する状態を維持するように、シンクロスリーブ９の内周面９ｂに形成される前記内周溝１０に対して前記シンクロスリーブ９の移動方向とは反対側の外側部に形成する。
また、前記係合部２１は、傾斜面状に形成されるため、前記スプリング１１の付勢力が前記シンクロキー１２を介してシンクロスリーブ９に伝達された際に、図２に示す斜め状態の矢印Ｃ方向の力が生じ、この矢印Ｃ方向の力によってシンクロスリーブ９を前記被同期ギヤ３の端面側に押し付ける押圧力Ｄ（図２参照。）、つまり図２の矢印Ｂ２に示すギヤ軸方向の力（スラスト力）に対向する力を発生させる。
従って、上記構造によって、トルク伝達時にスラスト力を受ける前記被同期ギヤ３の倒れを前記押圧部２０で防止できる。
また、前記シンクロスリーブ９の内周面９ｂに形成した前記係合部２１によって、前記シンクロスリーブ９と前記シンクロキー１２とが互いに係合した際に、前記シンクロスリーブ９の押圧部２０が被同期ギヤ３を押圧する状態を維持することができる。
そのため、駆動力を伝達するギヤ間の噛み合い点のズレを防止でき、ギヤ音を低減することができる。
また、変速機の振動によるギヤ抜けを防止できる。

追記すれば、変速時、前記シンクロスリーブ９が、前記シンクロハブ６の上部から、シンクロハブ６と前記クラッチギヤ７と前記シンクロナイザリング１４とに噛み合うように移動し、前記同期噛合装置１が噛合状態となってトルクが伝達される。
このとき、前記シンクロスリーブ９を前記被同期ギヤ３の端面側に押し付けることで、被同期ギヤ３の倒れを抑制させ、このとき、押し付ける力の大きさが大きいほど、被同期ギヤ３の倒れを抑制できる。
また、現在、ニュートラル時に他のギヤに前記シンクロスリーブ９が入るのを防止する機構として、シンクロスリーブ９の内周面９ｂに凹状の内周溝１０を形成し、前記シンクロハブ６の外周部に設けられるキー溝１３内には、内周溝１０にスプリング１１によって押し付けられるシンクロキー１２を配置している。
このような移動を防止する機構は、ニュートラル時にのみ使用されている。
この実施例においては、変速時に前記シンクロスリーブ９が移動する位置、つまりシンクロスリーブ９の内周面９ｂに前記係合部２１を形成することで、スプリング１１の押し付け力によってシンクロスリーブ９の押し付け力である図２の押圧力Ｄを発生させることができ、前記被同期ギヤ３の倒れの防止に寄与している。
そして、変速後は前記シンクロスリーブ９と前記被同期ギヤ３とが同期しているため、クリアランスＳがなくなっても両者の間に摺動抵抗は生じない。
また、上述した機構は、前記シンクロキー１２の押し付け力により前記シンクロスリーブ９が移動するのを防止することができるため、シフト抜け対策としても有効な技術である。
なお、前記シンクロキー１２を押し付ける前記スプリング１１のバネ定数を強くすることで、より一層強い力で前記シンクロスリーブ９を前記被同期ギヤ３に押し付けることが可能である。

図３はこの発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。

この第２実施例の特徴とするところは、前記シンクロスリーブ９と前記シフトフォーク１９との間にスラストベアリング３１を設置した点にある。
すなわち、前記シンクロスリーブ９と前記シフトフォーク１９との間の摺動抵抗を発生させないために、図３に示す如く、前記シンクロスリーブ９の外周溝１８において、シンクロスリーブ９のシフトフォーク１９側と前記シフトフォーク１９の前記被同期ギヤ３側との間に前記スラストベアリング３１を設置するものである。
さすれば、前記シフトフォーク１９によってシンクロスリーブ９前記被同期ギヤ３の端面側に押し付けるため、図３の押圧力Ｄを高くすることができ、被同期ギヤ３の倒れを更に抑制することができる。
なお、前記スラストベアリング３１を設置することによって、前記シンクロスリーブ９と前記シフトフォーク１９との摺動を発生されることがない。

１変速機の同期噛合装置
２シャフト
３被同期ギヤ
４ニードルベアリング
６シンクロハブ
７クラッチギヤ
９シンクロスリーブ
１１スプリング
１２シンクロキー
１４シンクロナイザリング
１７駆動ギヤ
１９シフトフォーク
２０押圧部
２１係合部

Claims

駆動力伝達時にスラスト力を受ける被同期ギヤをシャフト上に回転自在に支持し、前記シャフトと一体にシンクロハブを前記被同期ギヤの側方に配置し、この被同期ギヤと一体に回転するクラッチギヤと噛み合う内歯を有するシンクロスリーブを前記シンクロハブの外周部に前記シャフトの軸方向へ移動可能に配置し、スプリングによって前記シンクロスリーブの内周面に押し付けられるシンクロキーを前記シンクロハブの外周部に設けられるキー溝内に配置し、前記被同期ギヤと前記シンクロスリーブとの間にシンクロナイザリングを配置し、前記シンクロスリーブの軸方向への移動に伴い前記シンクロナイザリングのコーン部を前記被同期ギヤのコーン部に接触させて前記被同期ギヤの回転と前記シャフトの回転とを同期させ、その後、更に前記シンクロスリーブを軸方向に移動させてその内歯を前記被同期ギヤのクラッチギヤと噛み合わせる変速機の同期噛合装置において、駆動力伝達時のスラスト力で前記被同期ギヤが倒れる方向に前記シンクロハブを配置し、前記シンクロスリーブの内歯と前記クラッチギヤとの噛み合いが完了する位置に前記シンクロスリーブが移動した場合、前記被同期ギヤの端面を押圧する押圧部を前記シンクロスリーブの端面に形成する一方、前記シンクロスリーブと前記シンクロキーとの対向面には互いに係合して前記シンクロスリーブの押圧部が被同期ギヤを押圧する状態を維持する係合部を形成したことを特徴とする変速機の同期噛合装置。