JP2013194907A - トランスミッションのシンクロ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数の少ない簡単な構造でシンクロ装置のギヤのコーン面とシンクロナイザリングの摩擦面との不要な接触を回避する。
【解決手段】 シンクロ装置Ｓのシンクロナイザリング１７およびギヤ１６間に配置される付勢部材２１が、シンクロナイザリング１７に当接する環状の本体部２１ａと、本体部２１ａの一部を切り欠いて形成した複数の位置決め凹部２１ｂと、本体部２１ａの一部を折り曲げて形成した複数の弾発部２１ｃとを備えるので、位置決め凹部２１ｂがシンクロナイザリング１７に形成した位置決め凸部１７ｃに係合して付勢部材２１を径方向に位置決めし、弾発部２１ｃがギヤ１６に当接してシンクロナイザリング１７を前記ギヤ１６から離反する方向に付勢することができる。単一の付勢部材２１が位置決め凹部２１ｂおよび弾発部２１ｃを一体に備えることで、複数の付勢部材をそれぞれボルトでギヤ１６に固定する場合に比べて、部品点数および組付工数を削減してコストダウンに寄与することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、回転軸に固定されたシンクロナイザハブと、前記回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、前記シンクロナイザハブおよび前記ギヤ間に配置されて前記シンクロナイザハブの回転を前記ギヤのコーン面に伝達する摩擦面が形成されたシンクロナイザリングと、前記シンクロナイザハブに前記回転軸の軸線方向に摺動自在に支持されて前記シンクロナイザリングおよび前記ギヤに係合可能なスリーブとを備えるトランスミッションのシンクロ装置に関する。

マニュアルトランスミッション、オートマチック・マニュアルトランスミッション、デュアルクラッチトランスミッション等に用いられるシンクロ装置は、シンクロナイザリングに形成した摩擦面をギヤに形成したコーン面に圧接し、そこに発生する摩擦力で同期作用を発揮させるようになっている。

シンクロ装置のスリーブが後退してハブとギヤとが切り離されているとき、ギヤのコーン面とシンクロナイザリングの摩擦面とが接触していると、そこに発生する不要な摩擦力によってギヤがハブに引きずられて連れ回りしてしまい、フリクションによるエネルギーロスの原因となったり、特にエンジンのアイドリング運転時におけるトランスミッションの騒音の原因となったりする問題があった。

そこで、ギヤの側面に複数の板ばねの一端部をボルトで固定し、この板ばねの他端部をシンクロナイザリングの側面に当接させることで、シンクロナイザリングをギヤから離反する方向に付勢し、ギヤのコーン面とシンクロナイザリングの摩擦面とが接触するのを防止するものが、下記特許文献１により公知である。

特許第３７７５０５５号公報

しかしながら上記従来のものは、ギヤの周方向に沿って複数の板ばねを配置する必要があり、しかも各々の板ばねがボルトでギヤに固定されているため、多数の板ばねおよびボルトが必要になって部品点数や組付工数が増加する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、部品点数の少ない簡単な構造でシンクロ装置のギヤのコーン面とシンクロナイザリングの摩擦面との不要な接触を回避することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、回転軸に固定されたシンクロナイザハブと、前記回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、前記シンクロナイザハブおよび前記ギヤ間に配置されて前記シンクロナイザハブの回転を前記ギヤのコーン面に伝達する摩擦面が形成されたシンクロナイザリングと、前記シンクロナイザハブに前記回転軸の軸線方向に摺動自在に支持されて前記シンクロナイザリングおよび前記ギヤに係合可能なスリーブとを備えるトランスミッションのシンクロ装置において、前記コーン面および前記摩擦面よりも径方向外側で前記ギヤおよび前記シンクロナイザリングに挟まれる位置に環状の付勢部材を配置し、前記付勢部材は、前記シンクロナイザリングに当接する環状の本体部と、前記本体部の一部を切り欠いて形成した複数の位置決め凹部と、前記本体部の一部を折り曲げて形成した複数の弾発部とを備え、前記位置決め凹部は前記シンクロナイザリングに形成した位置決め凸部に係合して前記付勢部材を径方向に位置決めし、前記弾発部は前記ギヤに当接して前記シンクロナイザリングを前記ギヤから離反する方向に付勢することを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記付勢部材の本体部の外径は、前記スリーブの内径よりも僅かに大きいことを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記弾発部の付勢力は、前記スリーブが前記シンクロナイザリングを駆動するシフト荷重よりも小さいことを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置が提案される。

請求項１の構成によれば、回転軸に固定したシンクロナイザハブに支持されたスリーブを回転軸の軸線方向に摺動させると、スリーブの押圧力によってシンクロナイザリングの摩擦面およびギヤのコーン面間に摩擦力が発生してシンクロナイザハブの回転にギヤの回転が同期し、スリーブによるシンクロナイザハブ、シンクロナイザリングおよびギヤの結合がスムーズに行われる。シンクロナイザハブおよびギヤの結合が解除されているとき、シンクロナイザリングの摩擦面がギヤのコーン面に接触すると、ギヤがシンクロナイザハブに連れ回りしてフリクションや騒音の原因となるが、付勢部材がシンクロナイザリングをギヤから離反する方向に付勢することで、摩擦面およびコーン面の接触を防止して騒音を低減することができる。

付勢部材は、シンクロナイザリングに当接する環状の本体部と、本体部の一部を切り欠いて形成した複数の位置決め凹部と、本体部の一部を折り曲げて形成した複数の弾発部とを備えるので、位置決め凹部がシンクロナイザリングに形成した位置決め凸部に係合して付勢部材を径方向に位置決めし、弾発部がギヤに当接してシンクロナイザリングを前記ギヤから離反する方向に付勢することができる。単一の付勢部材が位置決め凹部および弾発部を一体に備えることで、複数の付勢部材をそれぞれボルトでギヤに固定する場合に比べて、部品点数および組付工数を削減してコストダウンに寄与することができる。

また請求項２の構成によれば、付勢部材の本体部の外径がスリーブの内径よりも僅かに大きいので、移動するスリーブが付勢部材の本体部に係合して該付勢部材をギヤに向けて押圧することで、シンクロナイザリングの摩擦面およびギヤのコーン面を引き離すことができる。

また請求項３の構成によれば、弾発部の付勢力は、スリーブがシンクロナイザリングを駆動するシフト荷重よりも小さいので、シフト荷重で弾発部を変形させてシンクロナイザリングの摩擦面をギヤのコーン面に接触させ、シンクロ機構の機能を支障なく発揮させることができる。

トランスミッションのシンクロ装置の縦断面図。（第１の実施の形態） 図１の２部拡大図（図３の２−２線断面図）。（第１の実施の形態） 図２の３−３線断面図。（第１の実施の形態） シンクロナイザリングおよび付勢部材の斜視図。（第１の実施の形態） 図２に対応する作用説明図。（第１の実施の形態） 図２の３−３線断面図に対応する図。（第２の実施の形態） シンクロナイザリングおよび付勢部材の斜視図。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図５に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、ツインクラッチ式のトランスミッションのシングルコーン型のシンクロ装置Ｓは、トランスミッションの回転軸１１にボス部１２ａがスプライン嵌合するシンクロナイザハブ１２と、シンクロナイザハブ１２のボス部１２ａの径方向外側に環状溝部１２ｂを介して連続するスリーブ支持部１２ｃの外周に形成したチャンファ１２ｄ…に軸方向摺動自在に係合する環状のスリーブ１３と、回転軸１１の外周に嵌合して一体に回転する筒軸１４にニードルベアリング１５を介して相対回転自在に支持されたギヤ１６と、シンクロナイザハブ１２およびギヤ１６間に相対回転自在に配置された環状のシンクロナイザリング１７と、シンクロナイザハブ１２およびシンクロナイザリング１７間に配置された環状のシンクロナイザスプリング１８とを備える。

スリーブ１３の内周にはシンクロナイザハブ１２の外周のチャンファ１２ｄ…に係合するチャンファ１３ａ…が形成され、シンクロナイザリング１７の外周にはスリーブ１３のチャンファ１３ａ…に係合可能なチャンファ１７ａ…が形成され、ギヤ１６に圧入されたドグ歯形成部材１６ａの外周にはスリーブ１３のチャンファ１３ａ…に係合可能なドグ歯１６ｂ…が形成される。シンクロナイザリング１７の内周には環状の摩擦部材１９が設けられ、ギヤ１６のドグ歯形成部材１６ａの外周には前記シンクロナイザリング１７の摩擦部材１９の摩擦面１９ａに当接するコーン面１６ｃが形成される。

スリーブ１３の外周面に形成したフォーク溝１３ｂに、図示せぬ油圧アクチュエータによって回転軸１１の軸線Ｌ方向に移動可能なシフトフォーク２０が嵌合しており、シフトフォーク２０の右動によって右側のギヤ１６が回転軸１１に結合され、シフトフォーク２０の左動によって左側のギヤ１６が回転軸１１に結合される。

シンクロ装置Ｓの右半部の構造と左半部の構造とは実質的に同一であるため、その代表して右半部の構造を更に説明する。

図２〜図４に示すように、ギヤ１６のコーン面１６ｃおよびシンクロナイザリング１７の摩擦部材１９の摩擦面１９ａ（以下、シンクロナイザリング１７の摩擦面１９ａという）よりも径方向外側位置に、ギヤ１６およびシンクロナイザリング１７の相互に対向する側面１６ｄ，１７ｂ間に挟まれるように、環状の付勢部材２１が配置される。付勢部材２１は弾性を有する金属板をプレス成形したもので、環状の本体部２１ａと、本体部２１ａの外周の１２０°ずつ離間した位置を径方向内向きに切り欠いた３個の位置決め凹部２１ｂ…と、本体部２１ａの外周の１２０°ずつ離間した位置を切り起こすことで形成した３個の弾発部２１ｃ…とを備える。３個の位置決め凹部２１ｂ…および３個の弾発部２１ｃ…は、６０°間隔で円周方向に交互に配置される。

一方、シンクロナイザリング１７のギヤ１６の対向する側面１７ｂには、付勢部材２１に向かって突出する３個の位置決め凸部１７ｃ…が１２０°間隔で形成される。付勢部材２１は、その３個の位置決め凹部２１ｂ…をシンクロナイザリング１７の３個の位置決め凸部１７ｃ…に係合させることで、径方向に位置決めされる。この組付状態で、付勢部材２１の本体部２１ａがシンクロナイザリング１７の側面１７ｂに当接し、かつ３個の弾発部２１ｃ…の先端がギヤ１６の側面１６ｄに当接することで、シンクロナイザリング１７はギヤ１６から離反する方向に付勢される。

付勢部材２１の本体部２１ａの外周面はシンクロナイザリング１７のチャンファ１７ａ…の歯溝の底よりも径方向外側に突出し、かつスリーブ１３のチャンファ１３ａ…の歯先よりも径方向外側に突出する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

先ず、図１に基づいてシンクロ装置Ｓの同期作用を説明する。

図示した中立状態にあるスリーブ１３を図示せぬシフトアクチュエータに接続されたシフトフォーク２０で例えば右方向に駆動すると、スリーブ１３はそのチャンファ１３ａ…をシンクロナイザハブ１２のチャンファ１２ｄ…に案内されながら移動し、スリーブ１３のチャンファ１３ａ…の歯先に押圧されたシンクロナイザスプリング１８の荷重がシンクロナイザリング１７に伝達されることで、シンクロナイザリング１７がギヤ１６に向けて付勢される。このとき、シフトアクチュエータがスリーブ１３を駆動するシフト荷重は付勢部材２１の弾発部２１ｃ…の弾発力よりも強いため、シンクロナイザリング１７は弾発部２１ｃ…を弾性変形させながらギヤ１６に向けて移動することができる。

スリーブ１３が更に前進すると、スリーブ１３のチャンファ１３ａ…の歯先とシンクロナイザリング１７のチャンファ１７ａ…の歯先とが当接し、かつギヤ１６のコーン面１６ｃとシンクロナイザリング１７の摩擦面１９ａとが接触して摩擦力によるトルクが発生する。スリーブ１３が更に前進すると、前記トルクによりギヤ１６の回転にスリーブ１３の回転（即ち回転軸１１の回転）が同期し、スリーブ１３のチャンファ１３ａ…がシンクロナイザリング１７のチャンファ１７ａ…を掻き分けることが可能になる。

ギヤ１６の回転にスリーブ１３の回転が同期すると前記トルクが消滅するため、スリーブ１３が更に前進すると、スリーブ１３のチャンファ１３ａ…がシンクロナイザリング１７のチャンファ１７ａ…を掻き分けてスリーブ１３およびシンクロナイザリング１７が一体に結合され、更にスリーブ１３のチャンファ１３ａ…がギヤ１６のドグ歯１６ｂ…を掻き分けて係合することで変速が完了する。

ところで、シンクロ装置Ｓが中立状態にあるとき、シンクロナイザリング１７はシンクロナイザハブ１２と一体に回転するため、シンクロナイザリング１７は回転軸１１に対して相対回転するギヤ１６に対して相対回転し、ギヤ１６のコーン面１６ｃとシンクロナイザリング１７の摩擦面１９ａとの間に発生する引きずりトルクがフリクションロスの原因となったり、トランスミッションの騒音の原因となったりする。このフリクションを低減するには、シンクロナイザリング１７をギヤ１６から離反する方向に付勢し、シンクロナイザリング１７の摩擦面１９ａがギヤ１６のコーン面１６ｃにできるだけ接触しないようにすることが必要である。

本実施の形態によれば、シンクロナイザリング１７の側面１７ｂおよびギヤ１６の側面１６ｄ間に配置した付勢部材２１の弾発部２１ｃ…がギヤ１６からシンクロナイザリング１７を離間させる付勢力を発生する。それに加えて、スリーブ１３の移動に伴ってチャンファ１３ａ…の歯先が付勢部材２１の本体部２１ａの外周面に係合し、付勢部材２１をギヤ１６に向けて押し付ける荷重が発生することで、ギヤ１６とシンクロナイザリング１７とを確実に離間させることができる。これにより、シンクロナイザリング１７の摩擦面１９ａおよびギヤ１６のコーン面１６ｃが接触して引きずりトルクが発生するのを防止し、トランスミッションにフリクションロスや騒音が発生するのを回避することができる。

シンクロ装置Ｓを作動させる際に、シフトアクチュエータがスリーブ１３を駆動するシフト荷重は付勢部材２１の弾発部２１ｃ…の弾発力よりも強く設定されているため、シフトアクチュエータは付勢部材２１の弾発部２１ｃ…を弾性変形させながらシンクロナイザリング１７をギヤ１６に向けて移動させることができる。またスリーブ１３のチャンファ１３ａ…の歯先が付勢部材２１の本体部２１ａの外周面に係合しても、付勢部材２１の本体部２１ａが径方向内向きに弾性変形することで、スリーブ１３のチャンファ１３ａ…は最終的に付勢部材２１を乗り越えてギヤ１６のドグ歯１６ｂ…に支障なく係合することができる。

以上のように、本実施の形態の付勢部材２１は、シンクロナイザリング１７に当接する環状の本体部２１ａに複数の位置決め凹部２１ｂ…および複数の弾発部２１ｃ…を一体に備えており、その位置決め凹部２１ｂ…をシンクロナイザリング１７の位置決め凸部１７ｃ…に係合させるとともに、その弾発部２１ｃ…をギヤ１６の側面１６ｄに当接させるので、複数の付勢部材をそれぞれボルトでギヤ１６に固定する場合に比べて、部品点数および組付工数を削減してコストダウンに寄与することができる。特に、本体部２１ａを切り起こして弾発部２１ｃ…を形成したので、付勢部材２１をプレス成形する際に弾発部２１ｃ…を同時に形成することが可能となり、製造コストの更なる削減が可能になる。

第２の実施の形態

次に、図６および図７に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、付勢部材２１の形状だけが第１の実施の形態と異なっており、その他の構成は第１の実施の形態と同じである。

第２の実施の形態の付勢部材２１は、弾性を有する金属板をプレス成形したもので、細幅で環状に形成された本体部２１ａと、本体部２１ａの外周の１２０°ずつ離間した位置を径方向内向き屈曲させた３個の位置決め凹部２１ｂ…と、本体部２１ａの外周の１２０°ずつ離間した位置２２から径方向に内向きに矩形状に突出する３個の弾発部２１ｃ…とを備えており、弾発部２１ｃ…は径方向に外向きに断面Ｖ字状に折り返される。３個の位置決め凹部２１ｂ…および３個の弾発部２１ｃ…は、６０°間隔で円周方向に交互に配置される。

付勢部材２１の３個の位置決め凹部２１ｂ…はシンクロナイザリング１７の３個の位置決め凸部１７ｃ…に係合し、この組付状態で、付勢部材２１の本体部２１ａがシンクロナイザリング１７のチャンファ１７ａ…の側面１７ｂに当接し、かつ３個の弾発部２１ｃ…の先端がギヤ１６の側面１６ｄに当接することで、シンクロナイザリング１７はギヤ１６から離反する方向に付勢される。そして付勢部材２１の本体部２１ａの外周面はスリーブ１３のチャンファ１３ａ…の歯先よりも僅かに径方向外側に突出する。

本実施の形態によっても、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、付勢部材２１の位置決め凹部２１ｂ…の数および弾発部２１ｃ…の数は実施の形態の各３個に限定されず、適宜変更可能である。

１１ 回転軸
１２ シンクロナイザハブ
１３ スリーブ
１６ ギヤ
１６ｃ コーン面
１７ シンクロナイザリング
１７ｃ 位置決め凸部
１９ａ 摩擦面
２１ 付勢部材
２１ａ 本体部
２１ｂ 位置決め凹部
２１ｃ 弾発部
Ｌ 軸線

Claims (3)

1. 回転軸（１１）に固定されたシンクロナイザハブ（１２）と、
   前記回転軸（１１）に相対回転自在に支持されたギヤ（１６）と、
   前記シンクロナイザハブ（１２）および前記ギヤ（１６）間に配置されて前記シンクロナイザハブ（１２）の回転を前記ギヤ（１６）のコーン面（１６ｃ）に伝達する摩擦面（１９ａ）が形成されたシンクロナイザリング（１７）と、
   前記シンクロナイザハブ（１２）に前記回転軸（１１）の軸線（Ｌ）方向に摺動自在に支持されて前記シンクロナイザリング（１７）および前記ギヤ（１６）に係合可能なスリーブ（１３）とを備えるトランスミッションのシンクロ装置において、
   前記コーン面（１６ｃ）および前記摩擦面（１９ａ）よりも径方向外側で前記ギヤ（１６）および前記シンクロナイザリング（１７）に挟まれる位置に環状の付勢部材（２１）を配置し、
   前記付勢部材（２１）は、前記シンクロナイザリング（１７）に当接する環状の本体部（２１ａ）と、前記本体部（２１ａ）の一部を切り欠いて形成した複数の位置決め凹部（２１ｂ）と、前記本体部（２１ａ）の一部を折り曲げて形成した複数の弾発部（２１ｃ）とを備え、前記位置決め凹部（２１ｂ）は前記シンクロナイザリング（１７）に形成した位置決め凸部（１７ｃ）に係合して前記付勢部材（２１）を径方向に位置決めし、前記弾発部（２１ｃ）は前記ギヤ（１６）に当接して前記シンクロナイザリング（１７）を前記ギヤ（１６）から離反する方向に付勢することを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置。
2. 前記付勢部材（２１）の本体部（２１ａ）の外径は、前記スリーブ（１３）の内径よりも僅かに大きいことを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッションのシンクロ装置。
3. 前記弾発部（２１ｃ）の付勢力は、前記スリーブ（１３）が前記シンクロナイザリング（１７）を駆動するシフト荷重よりも小さいことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトランスミッションのシンクロ装置。

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