JP2013257016A - トランスミッションのシンクロ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 永久磁石でシンクロナイザハブに対してシンクロナイザリングを吸着したとき、シンクロナイザリングの摩擦面とギヤのコーン面との不要な接触を回避する。
【解決手段】 シンクロナイザハブ１２の外周部を径方向内側に切り欠いた凹部１２ｅに固定された永久磁石２１は、シンクロナイザリング１７に対向する側に第１テーパー面２１ａを備え、シンクロナイザリング１７は永久磁石２１の第１テーパー面２１ａに吸着可能な第２テーパー面１７ｃを備えるので、シンクロナイザハブ１２およびギヤ１６の結合が解除されているとき、永久磁石２１の磁力でシンクロナイザリング１７をシンクロナイザハブ１２に引き付けることで、第１、第２テーパー面２１ａ，１７ｃが密着してシンクロナイザリング１７をシンクロナイザハブ１２およびギヤ１６に対して芯出しし、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に接触しないようにしてフリクションや騒音の発生を防止することができる。
【選択図】 図３

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シンクロナイザ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シンクロナイザ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、シンクロナイザハブに埋め込んだ永久磁石でシンクロナイザリングを吸着し、シンクロナイザリングの摩擦面をギヤのコーン面から離反させるものが、下記特許文献１により公知である。

実開昭６０−１５６２２９号公報

しかしながら、上記従来のものは、シンクロナイザリングがシンクロナイザハブに埋め込んだ永久磁石に吸着されたとき、そのシンクロナイザリングをシンクロナイザハブに対して同軸に芯出しする手段を持たないため、シンクロナイザリングの摩擦面の円周方向の一部がギヤのコーン面の円周方向の一部に接触してしまい、その接触部に不要な摩擦力が発生してしまう可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、永久磁石でシンクロナイザハブに対してシンクロナイザリングを吸着したとき、シンクロナイザリングの摩擦面とギヤのコーン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、前記シンクロナイザハブの外周部を径方向内側に切り欠いた凹部に永久磁石を固定し、前記永久磁石は前記シンクロナイザリングに対向する側に第１テーパー面を備え、前記シンクロナイザリングは前記永久磁石の前記第１テーパー面に吸着可能な第２テーパー面を備え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、前記永久磁石は、径方向外側に前記第１テーパー面を備えるとともに、径方向内側に設けたクリップを介して前記凹部に着脱自在に固定され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、前記永久磁石の径方向外端は前記スリーブの径方向内端よりも径方向内側に位置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４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記シンクロナイザハブは少なくとも３個の前記永久磁石を備え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。

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の外周部を径方向内側に切り欠いた凹部に固定された永久磁石は、シンクロナイザリングに対向する側に第１テーパー面を備え、シンクロナイザハブは永久磁石の第１テーパー面に吸着可能な第２テーパー面を備えるので、シンクロナイザリングおよびギヤの結合が解除されているとき、永久磁石の磁力でシンクロナイザリングをシンクロナイザハブに引き付けることで、第１、第２テーパー面が密着してシンクロナイザリングをシンクロナイザハブおよびギヤに対して芯出しし、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しないようにしてフリクションや騒音の発生を防止することができる。

また請求項２の構成によれば、永久磁石は径方向内側に設けたクリップを介してシンクロナイザハブの凹部に着脱自在に固定されるので、径方向外側の第１テーパー面と干渉することなく永久磁石をシンクロナイザハブに固定することができ、しかも既存のシンクロナイザハブに大きな変更を施すことなく永久磁石を容易に固定することができる。

また請求項３の構成によれば、永久磁石の径方向外端はスリーブの径方向内端よりも径方向内側に位置するので、潤滑油中に含まれる鉄粉等が永久磁石に吸着した場合であっても、スリーブは前記鉄粉等と干渉することなくシンクロナイザハブに対して支障なく摺動することができる。

また請求項４の構成によれば、シンクロナイザハブは少なくとも３個の永久磁石を備えるので、永久磁石の吸着力を円周方向に均等に作用させることで、シンクロナイザリングの傾きを防止して更に精度の高い芯出しを可能にすることができる。

トランスミッションのシンクロ装置の縦断面図（図４の１−１線断面図）。 トランスミッションのシンクロ装置の縦断面図（図４の２−２線断面図）。 図２の３部拡大図。 図３の４−４線断面図。 シンクロナイザハブおよびシンクロナイザリングの相互に対向する面を示す図。 図３の６−６線断面図。

以下、図１〜図６に基づいて本発明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の外周に形成したスプライン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の外周のスプライン１２ｄ…に係合するスプライン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のスプライン１３ａ…に係合可能なスプライン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のスプライン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（以下、シンクロナイザリング１７の摩擦面１９ａという）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３〜図６に示すように、回転軸１１の外周にスプライン嵌合するシンクロナイザハブ１２の外周には、径方内向きに切り欠かれた３個の凹部１２ｅ…が円周方向に１２０°間隔で形成されており、各凹部１２ｅに対応する位置で１個のスプライン１２ｄと、その両側の２個のスプライン１２ｄ，１２ｄの一部とが切り欠かれている。

各凹部１２ｅには永久磁石２１が合成樹脂製のクリップ２２を介して固定される。永久磁石２１は径方向外端部に、軸線Ｌ方向両側が径方向内側に向かうように傾斜する一対の第１テーパー面２１ａ，２１ａが形成される。永久磁石２１に径方向内端に接着されたクリップ２２は、一対の脚部２２ａ，２２ａと、脚部２２ａ，２２ａの先端から相互に対向する方向に突出する一対の爪部２２ｂ，２２ｂとを備えており、脚部２２ａ，２２ａを弾性変形させて爪部２２ｂ，２２ｂをシンクロナイザハブ１２に凹設した係合孔１２ｆ，１２ｆに係合させることで、永久磁石２１がシンクロナイザハブ１２の凹部１２ｅに着脱自在に固定される。

シンクロナイザハブ１２の軸線Ｌ方向両側にそれぞれ配置されたシンクロナイザリング１７，１７の外周部には、シンクロナイザハブ１２に向かって突出する各３個の凸部１７ｂ…が円周方向に１２０°間隔で形成される。各凸部１７ｂの先端には、永久磁石２１の第１テーパー面２１ａに当接可能な第２テーパー面１７ｃが形成される。第１、第２テーパー面２１ａ，１７ｃは、軸線Ｌを中心とする円錐面の一部を構成する。

シンクロナイザハブ１２の凹部１２ｅの円周方向の幅は、その内部に嵌合するシンクロナイザリング１７の凸部１７ｂの円周方向の幅よりも大きく設定されており、凸部１７ｂの一対のストッパ面１７ｄ，１７ｄの一方が凹部１２ｅの一対のストッパ面１２ｇ，１２ｇの一方に当接することで、シンクロナイザハブ１２およびシンクロナイザリング１７は円周方向両側にそれぞれスプライン１２ｄ…，１７ａ…の半ピッチ分だけ相対回転可能である。

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はそのスプライン１３ａ…をシンクロナイザハブ１２のスプライン１２ｄ…に案内されながら移動し、スリーブ１３のスプライン１３ａ…の船底形状の凸部１３ｃ…がシンクロナイザスプリング１８を押圧し（図２参照）、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。

スリーブ１３が更に前進すると、スリーブ１３のスプライン１３ａ…の歯先とシンクロナイザリング１７のスプライン１７ａ…の歯先とが当接して押圧することで、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。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）が同期すると、スリーブ１３が更に前進し、スリーブ１３のスプライン１３ａ…のチャンファがシンクロナイザリング１７のスプライン１７ａ…のチャンファ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のスプライン１３ａ…のチャンファがシンクロナイザリング１７のスプライン１７ａ…のチャンファを掻き分け、更にスリーブ１３のスプライン１３ａ…のチャンファがギヤ１６のドグ歯１６ｂ…を掻き分け、スリーブ１３のスプライン１３ａ…とギヤ１６のドグ歯１６ｂ…とが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、図３から明らかなように、シンクロナイザハブ１２に設けた永久磁石２１…がシンクロナイザリング１７を吸着することで、シンクロナイザリング１７がギヤ１６から引き離されるように付勢されるため、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とが離間して相互に接触することが防止される。このとき、シンクロナイザリング１７が軸線Ｌに対して偏心した状態になると、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とが円周方向の１カ所で接触する可能性があるが、シンクロナイザハブ１２に設けた永久磁石２１…の第１テーパー面２１ａ…とシンクロナイザリング１７の第２テーパー面１７ｃ…とが永久磁石２１…の吸着力で密着するため、シンクロナイザリング１７は軸線Ｌに対して芯出し（センタリング）され、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との間には３６０°に亙る隙間が形成され、フリクションロスや騒音の発生が確実に防止される。

尚、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永久磁石２１…の吸着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永久磁石２１…の吸着力に打ち勝って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。

また永久磁石２１…は１２０°間隔で３カ所に設けられるので、永久磁石２１…の吸着力を円周方向に均等に作用させることで、シンクロナイザリング１７の傾きを防止して更に精度の高い芯出しを可能にすることができる。

また永久磁石２１…は径方向内側に設けたクリップ２２…を介してシンクロナイザハブ１２の凹部１２ｅ…に着脱自在に固定されるので、クリップ２２…は第１テーパー面２１ａ…と干渉することなく永久磁石２１…をシンクロナイザハブ１２に固定することができ、しかも既存のシンクロナイザハブ１２に大きな変更を施すことなく永久磁石２１…を容易に固定することができる。

また永久磁石２１…の径方向外端はスリーブ１３の径方向内端よりも径方向内側に位置するので（図３参照）、潤滑油中に含まれる鉄粉等が永久磁石２１…に吸着した場合であっても、スリーブ１３は前記鉄粉等と干渉することなくシンクロナイザハブ１２に対して支障なく摺動することができる。

またシンクロナイザリング１７の第２テーパー面１７ｃ…を形成する凸部１７ｂ…のストッパ面１７ｄ…をシンクロナイザハブ１２の凹部１２ｅ…のストッパ面１２ｇ…に接触させることで、特別の凹凸係合部を設けることなく、シンクロナイザリング１７およびシンクロナイザハブ１２の相対回転角度を規制することが可能となり、シンクロナイザリング１７およびシンクロナイザハブ１２の小型軽量化に寄与することができる。

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、実施の形態では永久磁石２１…を３個備えているが、その数は３個に限定されるものではない。ただし、３個以上の永久磁石２１…を円周方向に等間隔に配置すれば、吸着力を円周方向に均等に配分してシンクロナイザリング１７の傾きを防止することができる。

１１ 回転軸
１２ シンクロナイザハブ
１２ｅ 凹部
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 第２テーパー面
１９ａ 摩擦面
２１ 永久磁石
２１ａ 第１テーパー面
２２ クリップ
Ｌ 軸線

Claims (4)

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、
   前記シンクロナイザハブ（１２）の外周部を径方向内側に切り欠いた凹部（１２ｅ）に永久磁石（２１）を固定し、前記永久磁石（２１）は前記シンクロナイザリング（１７）に対向する側に第１テーパー面（２１ａ）を備え、前記シンクロナイザリング（１７）は前記永久磁石（２１）の前記第１テーパー面（２１ａ）に吸着可能な第２テーパー面（１７ｃ）を備え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. 前記永久磁石（２１）は、径方向外側に前記第１テーパー面（２１ａ）を備えるとともに、径方向内側に設けたクリップ（２２）を介して前記凹部（１２ｅ）に着脱自在に固定されることを特徴とする、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. 前記永久磁石（２１）の径方向外端は前記スリーブ（１３）の径方向内端よりも径方向内側に位置することを特徴とする、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。
4. 前記シンクロナイザハブ（１２）は少なくとも３個の前記永久磁石（２１）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のトランスミッションのシンクロ装置。

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