JP2020045974A

JP2020045974A - 同期装置

Info

Publication number: JP2020045974A
Application number: JP2018174587A
Authority: JP
Inventors: 池田　正; Tadashi Ikeda; 正池田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-03-26

Abstract

【課題】変速ギヤとシンクロナイザリングとが相対回転している状態において、変速ギヤとシンクロナイザリングとの摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができる同期装置を提供すること。【解決手段】周方向に延びる凸条６２が軸方向に沿って所定ピッチで設けられた内側摩擦面６１を有するブロックリング６０と、内側摩擦面６１と対向し、かつ、凸条６２を軸方向に沿った方向に跨ぐ複数の凹部５５が設けられた外側摩擦面５４を有するギヤコーン５０と、を備える同期装置。【選択図】図２

Description

本開示は、同期装置に関する。

特許文献１には、変速ギヤの外テーパコーン面に複数個の球面凹部を設け、かつ、シンクロナイザリングの内テーパコーン面に０〜３本の油切溝を設け、早期に同期作用の不良が生じるのを抑制した同期装置が開示されている。

実開平１−８２３３４号公報

変速ギヤとシンクロナイザリングとが相対回転している状態において、変速ギヤとシンクロナイザリングとの摩擦面に供給される潤滑油の少ない場合であっても、摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることが求められている。

本開示の目的は、変速ギヤとシンクロナイザリングとが相対回転している状態において、変速ギヤとシンクロナイザリングとの摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができる同期装置を提供することである。

本開示の一態様に係る同期装置は、周方向に延びる凸条が軸方向に沿って所定ピッチで設けられた内側摩擦面を有するブロックリングと、前記内側摩擦面と対向し、かつ、前記凸条を前記軸方向に沿った方向に跨ぐ複数の凹部が設けられた外側摩擦面を有するギヤコーンと、を備える同期装置である。

本開示に係る同期装置によれば、変速ギヤとシンクロナイザリングとが相対回転している状態において、変速ギヤとシンクロナイザリングとの摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができる。

図１は、実施形態に係る同期装置の断面図である。図２は、図１の２矢視図である。図３は、ギヤコーンおよびブロックリングの拡大断面図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。

まず、図１を参照して、本開示の実施形態に係る同期装置１００の全体構成について説明する。図１には、同期装置１００の断面図が示されている。図１における左右方向を「軸方向」、上下方向を「径方向」とそれぞれ定義する。図１における「ＣＬ」は中心線である。

同期装置１００は、シャフト１０と、クラッチハブ２０と、スリーブ３０と、変速ギヤ４０と、ギヤコーン５０と、ブロックリング６０とを備えている。なお、同期装置１００の潤滑方式は、変速ギヤ４０による掻き上げ方式である。

シャフト１０は、変速機ケース（不図示）に軸支されており、中心線ＣＬ回りに回転する。

クラッチハブ２０は、シャフト１０にスプライン結合されており、シャフト１０と一体回転する。クラッチハブ２０の外周面には、スリーブ３０とスプライン嵌合するスプラインが形成されている。

スリーブ３０は、環状の部材である。スリーブ３０の内周面には、クラッチハブ２０のスプラインとスプライン嵌合するスプラインが形成されている。スリーブ３０は、クラッチハブ２０に対して軸方向に移動可能である。スリーブ３０の外周面には、シフトフォーク（不図示）が係合する溝が、全周に亘って形成されている。

変速ギヤ４０は、軸受を介してシャフト１０に軸支されている。変速ギヤ４０は、外周面にギヤ歯が形成された本体部と、本体部の内径側から軸方向に延在する支持部とを有する。

ギヤコーン５０は、例えば鋼製の部品である。ギヤコーン５０は、変速ギヤ４０の支持部に外嵌固定されている。ギヤコーン５０は、外周面にドグ歯５１が形成された本体部５２と、本体部５２から軸方向に延在するテーパ部５３とを有する。ドグ歯５１は、スリーブ３０の内周面に設けられたスプラインと選択的に係合する。テーパ部５３の外周面（「外側摩擦面」の一例）５４は、先端に向けて縮径している。

ブロックリング６０は、例えば銅合金製の部品である。ブロックリング６０は、ギヤコーン５０のテーパ部５３の外周側に配置されている。ブロックリング６０の外周面には、スリーブ３０のスプラインと選択的に係合するスプラインが設けられている。

ブロックリング６０の内周面（「内側摩擦面」の一例）６１は、テーパ部５３の外周面５４と摩擦係合する。内周面６１には、周方向に延びる凸条６２（図３を参照）が形成されている。凸条６２は、螺旋状の凸条である。なお、凸条６２は螺旋状の凸条には限定されない。また、凸条６２の先端には、平面部が設けられている。なお、これに限定されず、凸条６２の先端は、尖っていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。

次に、図２および図３を参照して、ギヤコーン５０およびブロックリング６０について詳細に説明する。図２は、図１の２矢視図である。図２における上下方向を「周方向」と定義する。図２では、ギヤコーン５０の一部分のみを示しており、ギヤコーン５０以外の部品は省略している。図３は、ギヤコーン５０およびブロックリング６０の拡大断面図である。

ギヤコーン５０のテーパ部５３の外周面５４には、複数の凹部５５が設けられている。

図２に示すように、凹部５５は、周方向に等間隔に整列して、全周に亘って設けられている。また、凹部５５は、軸方向に沿った方向に等間隔に整列して設けられている。このような構成により、凹部５５は、円周方向および軸方向に沿った方向で偏りなく、均等に分布している。

凹部５５は、軸方向に沿った方向に複数列並んでいる。軸方向に沿った方向に隣り合う凹部５５同士の間隔をａとすると、各列の間隔は、ａ／２である。また、周方向に隣り合う凹部５５同士の間隔をｂとすると、所定の列の凹部５５と、所定の列と隣り合う列の凹部５５とは、ｂ／２ずれて配置されている。このような構成により、凹部５５の面積を抑制しつつ、凹部５５を均一に配置することができる。

図２に示すように、凹部５５の縁の形状は、円形である。なお、凹部５５の縁の形状は、円形には限定されず、楕円形、長円形等でもよい。また、凹部５５の縁の形状は、直方形、正方形等の矩形でもよい。

図３に示すように、凹部５５は、平面状の底面５６を有する。なお、これに限定されず、凹部５５は、曲面状の底面を有していてもよいし、凹部５５の壁面そのものが球面状でもよい。また、凹部５５の最深部の深さは、例えば０．２ｍｍ以上であることが好ましい。

これらの構成により、凹部５５内に適切に潤滑油を保持することができる。そのため、ブロックリング６０の内周面６１とギヤコーン５０の外周面５４との間に適切に油膜を形成することができる。

図３を参照して、凹部５５と、凸条６２との寸法関係について説明する。凹部５５の軸方向に沿った長さ（すなわち、凹部５５の縁によって形成される円の直径）Ｄ_１は、ブロックリング６０の凸条６２のピッチＰに対して、以下の式（１）を満足するように設定されている。
Ｐ≦Ｄ_１＜２Ｐ・・・（１）

凹部５５の軸方向に沿った長さＤ_１と、凸条６２のピッチＰとが、上述の式（１）を満たすことにより、凹部５５は、凸条６２を軸方向に沿った方向に跨いでいる。これにより、ギヤコーン５０とブロックリング６０との摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができ、変速ギヤ４０の空転時の引き摺りトルクを低減させることができる。

外周面５４の総面積に対する凹部５５の合計面積の割合は、２０％以下であることが好ましい。外周面５４の総面積に対する凹部５５の合計面積の割合を２０％以下とすることで、同期作用を行う際に、外周面５４と内周面６１との間での摩耗量を適切に低減することができる。

そのため、長期に亘って、同期作用を適切に確保しつつ、ギヤコーン５０とブロックリング６０との摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができる。一方、外周面５４の総面積に対する凹部５５の合計面積の割合が２０％を超えると、同期作用を行う際に、外周面５４と内周面６１との間で摩耗が進行し、早期に同期作用の不良が生じる場合がある。

本実施形態において、凹部５５の面積Ａ_５５は、Ａ_５５＝πＤ_１ ^２／４である。したがって、凹部５５の個数をｎ個とすると、凹部５５の合計面積Ａ_{５５ｔｏｔａｌ}は、以下の式（２）で表すことができる。
Ａ_{５５ｔｏｔａｌ}＝ｎ×πＤ_１ ^２／４・・・（２）

一方、外周面５４の総面積Ａ_５４は、例えば以下のようにして算出することができる。ギヤコーン５０に対してブロックリング６０が接触する領域における軸方向の第一の端部から軸方向の対二の端部までの軸方向に沿った距離をＬとする（図３を参照）。

ギヤコーン５０に対してブロックリング６０が接触する領域における軸方向の第一の端部と軸方向の対二の端部との中間点における直径をＤ_２とする（図３を参照）。この場合、外周面５４の総面積Ａ_５４は、以下の式（３）で表すことができる。
Ａ_５４＝Ｌ×πＤ_２・・・（３）

よって、本実施形態では、以下の式（４）を満足させることで、外周面５４の総面積に対する凹部５５の合計面積の割合を２０％以下とすることができる。
５ｎＤ_１ ^２≦４ＬＤ_２・・・（４）

以上説明したように、本実施形態によれば、同期装置１００は、周方向に延びる凸条６２が軸方向に沿って所定ピッチで設けられた内周面６１を有するブロックリング６０と、内周面６１と対向し、かつ、凸条６２を軸方向に沿った方向に跨ぐ複数の凹部５５が設けられた外周面５４を有するギヤコーン５０と、を備える。

これにより、ギヤコーン５０とブロックリング６０との摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができる。

そのため、変速ギヤ４０の空転時の引き摺りトルクを低減させることができる。

また、本実施形態によれば、凹部５５の軸方向に沿った長さは、凸条６２の軸方向に沿った方向のピッチ以上、かつ、凸条６２の軸方向に沿った方向のピッチの２倍よりも短くなるように設定されている。

これにより、凹部５５が確実に凸条６２を軸方向に沿った方向に跨ぐようにすることができる。

また、本実施形態によれば、凹部５５は、周方向に等間隔かつ軸方向に沿った方向に等間隔に設けられている。

これにより、凹部５５を均一に配置することができる。

また、本実施形態によれば、外周面５４の総面積に対する凹部５５の合計面積の割合は、２０％以下である。

これにより、長期に亘って、同期作用を適切に確保しつつ、ギヤコーン５０とブロックリング６０との摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができる。

また、本実施形態によれば、凹部５５は、平面状の底面を有する。また、凹部５５の最深部の深さは、０．２ｍｍ以上に設定されている。

これらにより、凹部５５内に適切に潤滑油を保持することができる。そのため、ブロックリング６０の内周面６１とギヤコーン５０の外周面５４との間に適切に油膜を形成することができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、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。

上述の実施形態では、銅合金製のブロックリングを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、金属製のブロックリングの内周面に、カーボン等の摩擦材を固定したものでもよい。

また、上述の実施形態では、ブロックリングの内周面に、周方向に延びる溝が設けられたものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、ブロックリングの内周面には、周方向に延びる溝に加えて、軸方向に沿った方向に延びる溝が設けられてもよい。

本開示の同期装置によれば、変速ギヤとシンクロナイザリングとが相対回転している状態において、変速ギヤとシンクロナイザリングとの摩擦面の摩擦係数を安定して低減させることができ、摩擦面に供給される潤滑油の少ない同期装置に好適に用いられる。

１０シャフト
２０クラッチハブ
３０スリーブ
４０変速ギヤ
５０ギヤコーン
５１ドグ歯
５２本体部
５３テーパ部
５４外周面
５５凹部
５６底面
６０ブロックリング
６１内周面
６２凸条
１００同期装置

Claims

周方向に延びる凸条が軸方向に沿って所定ピッチで設けられた内側摩擦面を有するブロックリングと、
前記内側摩擦面と対向し、かつ、前記凸条を前記軸方向に沿った方向に跨ぐ複数の凹部が設けられた外側摩擦面を有するギヤコーンと、を備える、
同期装置。
前記凹部の軸方向に沿った長さは、前記所定ピッチ以上であり、かつ、前記所定ピッチの２倍よりも短い、
請求項１に記載の同期装置。
前記凹部は、前記周方向に等間隔かつ前記軸方向に沿った方向に等間隔に設けられている、
請求項１または２に記載の同期装置。
前記外側摩擦面の総面積に対する前記凹部の合計面積の割合は、２０％以下である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の同期装置。
前記凹部は平面状の底面を有する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の同期装置。
前記凹部の最深部の深さは、０．２ｍｍ以上である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の同期装置。