JP2019124299A - 同期装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】同期装置のドグギヤとシンクロナイザリングとの摺動面に潤滑油を効果的に導入する。【解決手段】シャフト１０に一体回転可能に設けられたハブ４１と、ハブ４１の外周歯と噛合する内周歯を有するスリーブ４２と、シャフト１０に相対回転可能な変速ギヤ２０に設けられた円環状の本体部４３Ｂ及び、本体部４３Ｂからハブ４１側に突出するテーパコーン部４３Ｃを有するドグギヤ４３と、ドグギヤ４３とハブ４１との間に配置されると共に、テーパコーン部４３Ｃの外周面と摺接可能な内周面を有するシンクロナイザリング４５とを備える同期装置４０の潤滑構造であって、本体部４３Ｂの外周から径方向内側に所定の深さで窪むと共に、少なくともシンクロナイザリング４５のドグギヤ４３側に臨む側面を露出させる径方向油溝８０を備えた。【選択図】図２

Description

本開示は、同期装置の潤滑構造に関する。

一般的に、変速機においては、変速ギヤや同期装置等の各摺動要素に発生する摩擦を低減するために、これら各摺動要素に対して変速機ケース内の底部側からカウンタギヤによって掻き上げられた潤滑油を供給している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−０３６４９２号公報

ところで、同期装置のドグギヤとシンクロナイザリングとの隙間は微小であるため、これらドグギヤのテーパコーン部とシンクロナイザリングとの摺動面に十分な潤滑油を導入することができないといった課題がある。

本開示の技術は、同期装置のドグギヤとシンクロナイザリングとの摺動面に潤滑油を効果的に導入することを目的とする。

本開示の技術は、シャフトに一体回転可能に設けられたハブと、前記ハブの外周歯と噛合する内周歯を有するスリーブと、前記シャフトに相対回転可能な変速ギヤに設けられた円環状の本体部及び、該本体部から前記ハブ側に突出するテーパコーン部を有するドグギヤと、前記ドグギヤと前記ハブとの間に配置されると共に、前記テーパコーン部の外周面と摺接可能な内周面を有するシンクロナイザリングと、を備える同期装置の潤滑構造であって、前記本体部の外周から径方向内側に所定の深さで窪むと共に、少なくとも前記シンクロナイザリングの前記ドグギヤ側に臨む側面を露出させる径方向油溝を備えることを特徴とする。

また、前記径方向油溝の少なくとも前記シンクロナイザリング側の底部が、前記テーパコーン部と前記シンクロナイザリングとの摺接面よりも径方向内側に位置することが好ましい。

また、前記テーパコーン部の外周面から所定の深さで窪むと共に、その一端側を前記径方向油溝と連通させており、前記テーパコーン部の外周面を前記本体部側から前記ハブ側に向かって軸方向に延びる軸方向油溝をさらに備えることが好ましい。

また、前記軸方向油溝の底部が、前記本体部側から前記ハブ側に向かって径方向外側に位置するように傾斜して形成されていることが好ましい。

本開示の技術によれば、同期装置のドグギヤとシンクロナイザリングとの摺動面に潤滑油を効果的に導入することができる。

本実施形態に係る変速機の一部を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係る同期装置の潤滑構造を示す模式的な斜視図である。 本実施形態に係る同期装置の潤滑構造を示す模式的な断面図である。 （Ａ）は、他の実施形態に係る同期装置の潤滑構造を示す模式的な断面図であり、（Ｂ）は、他の実施形態に係る同期装置の潤滑構造を示す模式的な斜視図である。 （Ａ）は、他の実施形態に係る同期装置の潤滑構造を示す模式的な断面図であり、（Ｂ）は、他の実施形態に係る同期装置の潤滑構造を示す模式的な斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る同期装置の潤滑構造について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［第一実施形態］
図１は、本実施形態に係る変速機の一部を示す模式的な断面図である。同図に示すように、変速機の変速機ケース２内には、図示しないベアリングを介して回転自在に軸支されたメインシャフト１０及び、カウンタシャフト５０が互いに平行に配置されている。

メインシャフト１０には、ニードルベアリング１１を介してメインギヤ２０が相対回転可能に軸支されている。また、メインシャフト１０には、メインギヤ２０をメインシャフト１０と選択的に同期結合（ギヤイン）させる同期装置４０がメインギヤ２０の側部に隣接して配置されている。

メインギヤ２０は、その内周面をニードルベアリング１１に軸支された円環状のメインギヤ本体部２１と、メインギヤ本体部２１の外周に所定のピッチで形成された複数のメインギヤ歯２２とを備えている。

カウンタシャフト５０には、カウンタギヤ６０が一体回転可能に設けられている。カウンタギヤ６０は、その内周をカウンタシャフト５０の外周にスプライン嵌合させた円環状のカウンタギヤ本体部６１と、カウンタギヤ本体部６１の外周に所定のピッチで形成されると共に、メインギヤ歯２２と常時噛合する複数のカウンタギヤ歯６２とを備えている。本実施形態において、変速機の各摺動要素には、カウンタギヤ６０の回転に伴い変速機ケース２の底部側からカウンタギヤ歯６２によって掻き上げられる潤滑油が供給されるようになっている。

同期装置４０は、メインシャフト１０の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されたシンクロナイザハブ４１と、シンクロナイザハブ４１の外周歯４１Ａと噛合する内周歯４２Ａを有するシンクロナイザスリーブ４２と、メインギヤ本体部２１に一体回転可能にスプライン嵌合されたドグギヤ４３と、シンクロナイザハブ４１とドグギヤ４３との間に配置されたシンクロナイザリング４５とを備えている。

ドグギヤ４３は、その外周に複数のドグ歯４３Ａが形成された略円環状のドグギヤ本体部４３Ｂと、ドグギヤ本体部４３Ｂの側部からシンクロナイザハブ４１側に突出するテーパコーン部４３Ｃとを備えている。テーパコーン部４３Ｃの外周面は、ドグギヤ本体部４３Ｂ側からシンクロナイザハブ４１側に向かって径方向内側に傾斜するように形成されている。

シンクロナイザリング４５は、径方向外側に位置する外側リング４５Ａと、径方向内側に位置する内側リング４５Ｂと、これら外側リング４５Ａと内側リング４５Ｂとの間に配置された中間リング４５Ｃとを備えている。外側リング４５Ａの内周面は中間リング４５Ｃの外周面と摺接し、中間リング４５Ｃの内周面は内側リング４５Ｂの外周面と摺接する。また、内側リング４５Ｂの内周面は、テーパコーン部４３Ｃの外周面と摺接する。

中間リング４５Ｃには、ドグギヤ４３側に突出する複数の突出部４６Ｃ（図示例では１個のみ示す）が周方向に所定のピッチで形成されている。これら複数の突出部４６Ｃの先端側は、ドグギヤ本体部４３Ｂに形成された複数の貫通穴４７Ｃにそれぞれ受容されている。内側リング４５Ｂには、シンクロナイザハブ４１側に突出する複数の突出部４６Ｂが周方向に所定のピッチで形成されている。これら複数の突出部４６Ｂの先端側は、シンクロナイザハブ４１に形成された複数の貫通穴４７Ｂにそれぞれ受容されている。

同期装置４０は、図示しないシフトフォークによってシンクロナイザスリーブ４２がシフト移動され、シンクロナイザスリーブ４２がシンクロナイザリング４５の外側リング４５Ａを押圧すると、各リング４５Ａ〜Ｃの摺動面及び、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面に同期荷重を生じさせる。同期荷重によりシンクロナイザスリーブ４２とドグギヤ４３との回転数が同期すると、シンクロナイザスリーブ４２がさらにシフト移動してドグギヤ４３と完全噛合することで、メインギヤ２０がメインシャフト１０と選択的に同期結合（ギヤイン）するように構成されている。

本実施形態において、ドグギヤ４３のドグギヤ本体部４３Ｂには、各リング４５Ａ〜Ｃの摺動面及び、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面に潤滑油を積極的に導入するための径方向油溝８０が設けられている。

以下、図２に基づいて、径方向油溝８０の詳細について説明する。なお、図中において、符号７０は、ギヤイン動作時にシンクロナイザリング４５のシンクロ歯４５Ｄをシンクロナイザスリーブ４２（図１参照）の内周歯チャンファと位置合わせさせるインデックスブロックを示している。

図２に示すように、径方向油溝８０は、ドグギヤ本体部４３Ｂの貫通穴４７Ｃがない部位を外周から径方向内側に略Ｕ字状に切り欠くことにより形成されており、略径方向に延びる側面部８０Ｂ，Ｃと、軸心側に位置する底部８０Ａとを有する。径方向油溝８０の溝深さＤは、好ましくは、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面（内側リング４５Ｂのドグギヤ本体部４３Ｂ側に臨む側面の内周縁Ａ）を露出させる深さで形成されている。また、径方向油溝８０の溝幅（周方向の開口幅）Ｗは、好ましくは、ドグ歯４３Ａの２個（２ピッチ）以上の幅で形成されている。図示例において、径方向油溝８０は一個のみ示されているが、複数個の径方向油溝８０をドグギヤ本体部４３Ｂの周方向に等ピッチで配置することが好ましい。また、径方向油溝８０の底部８０Ａは、少なくともシンクロナイザリング４５側の部位が、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺接面よりも径方向内側に位置していればよい。

このように、ドグギヤ本体部４３Ｂに、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面を露出させる径方向油溝８０を凹設すると、カウンタギヤ６０（図１参照）により掻き上げられた潤滑油が、図３中に矢印Ｘで示すように、径方向油溝８０内を流れて、各リング４５Ａ〜Ｃの摺動面及び、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面に積極的に導入されるようになる。

これにより、各リング４５Ａ〜Ｃの摺動面及び、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面に潤滑油が効果的に供給されるようになり、各摺動面の冷却効果を促進させることが可能となる。特に、ドグギヤに対してシンクロナイザリングが相対回転可能になる非ギヤイン時（ニュートラル時）であっても、摺動面に安定して油膜を形成することで冷却効率の低下を抑制することが可能になる。

また、カウンタギヤ６０により掻き上げられる潤滑油が各摺動面に効果的に供給されることで、メインシャフト１０等に潤滑油を流通させる別系統のシャフト油路等を設ける必要がなくなり、装置全体の簡素化、さらには、製造工数の削減を図ることができる。

また、ギヤイン動作時には、径方向油溝８０が各摺動面から潤滑油を効果的に排出させる排出孔として機能することで、同期装置４０の性能が損なわれることも効果的に防止することができる。

［第二実施形態］
次に、図４，５に基づいて、第二実施形態に係る同期装置の潤滑構造を説明する。第二実施形態の潤滑構造は、上記第一実施形態の径方向油溝８０に加え、テーパコーン部４３Ｃに形成された軸方向油溝９０をさらに備えたものである。

具体的には、軸方向油溝９０は、テーパコーン部４３Ｃの外周面から径方向内側に所定の深さで窪むと共に、テーパコーン部４３Ｃの外周面をドグギヤ本体部４３Ｂ側からシンクロナイザハブ４１側に向かって軸方向に延設されている。軸方向油溝９０のドグギヤ本体部４３Ｂ側の端部Ｂは、好ましくは、径方向油溝８０を流れる潤滑油を確実に流入させるように、径方向油溝８０の径方向内側の端部と連通している。また、軸方向油溝９０のシンクロナイザハブ４１側の端部Ｃは、好ましくは、潤滑油が軸方向油溝９０内を円滑に流れるように、シンクロナイザハブ４１側に開口している。

軸方向油溝９０の溝深さは、図４に示すように、ドグギヤ本体部４３Ｂ側の端部Ｂからシンクロナイザハブ４１側の端部Ｃに亘って略等しい深さで形成されてもよい。或は、図５に示すように、軸方向油溝９０の溝側部が、ドグギヤ本体部４３Ｂ側の端部Ｂからシンクロナイザハブ４１側の端部Ｃに向かって径方向外側に傾斜するように形成されてもよい。軸方向油溝９０の溝側部を端部Ｂから端部Ｃに向かって径方向外側に傾斜させれば、回転に伴う遠心力によって、潤滑油が軸方向油溝９０内を径方向内側の端部Ｂから径方向外側に位置する端部Ｃに向かって円滑に流されるようになる。

このように、テーパコーン部４３Ｃの外周面に軸方向油溝９０を設けることで、内側リング４５Ｂとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面に潤滑油がより確実に供給されるようになり、摺動面の冷却効果を確実に促進させつつ、摺動面に安定して油膜を形成することが可能になる。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、径方向油溝８０の個数や開口幅Ｗは、上記実施形態に限定されず、同期装置４０が適用されるギヤ段やドグギヤ４３のギヤ径、歯数等に応じて適宜に設定することができる。

また、シンクロナイザリング４５を構成する各リング４５Ａ〜Ｃは、図示例の３本に限定されず、１本や２本、或は、４本以上のリングで構成されてもよい。何れの場合も、径方向油溝８０を、最も内側のリングとテーパコーン部４３Ｃとの摺動面を露出させる溝深さで形成すればよい。

また、軸方向油溝９０は、テーパコーン部４３Ｃの外周面に形成されるものとして説明したが、シンクロナイザリング４５の強度を確保できる範囲にて、シンクロナイザリング４５の内周面に形成してもよい。

また、同期装置４０は、メインシャフト１０側に適用されるものとして説明したが、カウンタシャフト５０に遊転ギヤが設けられる場合には、カウンタシャフト５０側に適用することもできる。

２ 変速機ケース
１０ メインシャフト
１１ ニードルベアリング
２０ メインギヤ
４０ 同期装置
４１ シンクロナイザハブ
４２ シンクロナイザスリーブ
４３ ドグギヤ
４３Ｂ ドグギヤ本体部
４３Ｃ テーパコーン部
４５ シンクロナイザリング
４５Ａ 外側リング
４５Ｂ 内側リング
４５Ｃ 中間リング
５０ カウンタシャフト
６０ カウンタギヤ
８０ 径方向油溝
８０Ａ 底部
９０ 軸方向油溝

Claims (4)

1. シャフトに一体回転可能に設けられたハブと、前記ハブの外周歯と噛合する内周歯を有するスリーブと、前記シャフトに相対回転可能な変速ギヤに設けられた円環状の本体部及び、該本体部から前記ハブ側に突出するテーパコーン部を有するドグギヤと、前記ドグギヤと前記ハブとの間に配置されると共に、前記テーパコーン部の外周面と摺接可能な内周面を有するシンクロナイザリングと、を備える同期装置の潤滑構造であって、
   前記本体部の外周から径方向内側に所定の深さで窪むと共に、少なくとも前記シンクロナイザリングの前記ドグギヤ側に臨む側面を露出させる径方向油溝を備える
   ことを特徴とする同期装置の潤滑構造。
2. 前記径方向油溝の少なくとも前記シンクロナイザリング側の底部が、前記テーパコーン部と前記シンクロナイザリングとの摺接面よりも径方向内側に位置する
   請求項１に記載の同期装置の潤滑構造。
3. 前記テーパコーン部の外周面から所定の深さで窪むと共に、その一端側を前記径方向油溝と連通させており、前記テーパコーン部の外周面を前記本体部側から前記ハブ側に向かって軸方向に延びる軸方向油溝をさらに備える
   請求項１又は２に記載の同期装置の潤滑構造。
4. 前記軸方向油溝の底部が、前記本体部側から前記ハブ側に向かって径方向外側に位置するように傾斜して形成されている
   請求項３に記載の同期装置の潤滑構造。
   

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