JP3538979B2 - 同期噛合装置 - Google Patents

同期噛合装置

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の変速機におけ
る同期噛合装置、特にハブスリーブのスプライン歯(以
下、ここではスプライン歯を単に歯と呼ぶことにする)
が、互いに回転制限される同期環の歯と、調整環の歯
と、ドグ歯車の歯とに順に噛み合うようにし、引きずり
トルクが生じても円滑な同期動作を実現する同期噛合装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の同期噛合装置では、ハブスリーブ
の歯が同期環の歯を通過すると、同期環と円錐軸部との
摩擦トルクが解放されるために、ハブスリーブの歯がド
グ歯車の歯に噛み合うまでの間に、引きずりトルクによ
りドグ歯車の歯に対するハブスリーブの歯の並びが変化
し、両者の円滑な噛合いが妨げられることがある。
【0003】上述の問題を解決するものとして、特開平
5-118346号公報には同期環とドグ歯車との間に、ドグ歯
車と同様の中間歯車を僅かに遊転可能にスプライン支持
し、周方向の間隙にゴムなどの弾性体を介装している。
【0004】上述の同期噛合装置によれば、中間歯車の
歯が弾性体によりドグ歯車の歯よりも1/4ピツチほど
偏倚されており、ハブスリーブの歯が中間歯車の歯に接
すると弾性体が撓み、ハブスリーブの歯がドグ歯車の歯
と並ぶ位置へ回転変位し、ハブスリーブの円滑な同期動
作を助ける。しかし、上述の同期噛合装置では、中間歯
車の歯がドグ歯車の歯と並ぶ位置を超えないように、弾
性体の撓み量を規制するものはないから、引きずりトル
クが大きいと、ハブスリーブの歯がドグ歯車の歯に衝突
する恐れがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、ハブスリーブと同期環の噛合い完了後に、
同期環に引きずりトルクが働いても、ハブスリーブとド
グ歯車にずれが生じず、両者が円滑に噛み合うようにし
た、同期噛合装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は回転軸にスプライン嵌合したハブス
リーブに軸方向移動可能のキーを弾性係合し、回転軸に
遊転可能に支持した変速歯車に円錐軸部と真直ぐな軸部
とドグ歯車を形成し、円錐軸部に同期環を、真直ぐな軸
部に調整環をそれぞれ遊転可能に嵌合し、同期環と調整
環の間に軸方向のばね力を及ぼす環状の板ばねを挟み、
同期環の端壁に設けた切欠に前記キーを周方向間隙を存
して係合し、調整環の端壁に設けた切欠にドグ歯車の端
壁から突出する突起を周方向間隙を存して係合した同期
噛合装置において、前記同期環と調整環とドグ歯車にハ
ブスリーブのスプラインの歯と噛み合う歯をそれぞれ備
え、各歯の端部に斜面を形成し、前記ハブスリーブのス
プラインは長い歯と短い歯を周方向に交互に備え、ハブ
スリーブが同期環と噛合い完了しない内に調整環が回動
され、調整環の切欠の側壁がドグ歯車の突起に当り、か
つハブスリーブの長い歯の端部斜面が調整環の歯の端部
斜面に部分的に面接触し、ハブスリーブが調整環を通過
する時、ハブスリーブの長い歯の端部斜面がドグ歯車の
歯の端部斜面に面接触するようにしたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】ハブスリーブと同期環の噛合いが
完了しない内に、板ばねからなる摩擦板により調整環が
回転され、調整環の切欠がドグ歯車の突起に当つて停止
する。この時、同期環の円錐孔と変速歯車の円錐軸部と
の摩擦係合力が解除されるが、同期環に引きずりトルク
が働いても、ハブスリーブと調整環とのずれが生じず、
ハブスリーブの歯の端部斜面が、調整環の歯の端部斜面
に部分的に面接触し、両者の円滑な噛合いを誘導する。
【0008】ハブスリーブと調整環の噛合いが完了する
までに、調整環が僅かに相対逆転され、調整環の歯の端
部斜面がドグ歯車の端部斜面に面接触し、両者の円滑な
噛合いを誘導する。
【0009】
【実施例】図1は本発明による同期噛合装置の要部を示
す側面断面図、図2は同要部の展開平面図である。同期
噛合装置は回転軸44に結合した公知のスプラインハブ
に、長短2種の歯2b,2aを有するハブスリーブ2が
嵌合される一方、回転軸44に軸受45により遊転可能
に支持した変速歯車43のボス部40に、円錐軸部42
と真直ぐな軸部42aとドグ歯車31とが一体に形成さ
れる。歯2a,2bは後述する端部斜面(チヤンハ)の
分だけ長さが異なり、周方向に等間隔にかつ交互に配列
される。
【0010】円錐軸部42に円錐孔14を有する同期環
12が遊転可能に支持され、軸部42aに調整環21が
遊転可能に支持される。ハブスリーブ2の歯2a,2b
と噛合い可能の歯12a,12bが同期環12に、ハブ
スリーブ2の歯2a,2bと噛合い可能の歯21aが調
整環21に、ハブスリーブ2の歯2a,2bと噛合い可
能の歯31aがドグ歯車31にそれぞれ形成される。ハ
ブスリーブ2の歯2a,2bと、調整環21の歯21a
と、ドグ歯車31の歯31aは、各端部に公知の1対の
楔状の斜面(チヤンハ)を形成される。実際には、各歯
12a,21aの完全な形状をなす部分(斜面のない部
分)の長さは非常に短くなつている。
【0011】同期環12の歯12a,12bは歯幅(周
方向の寸法)が歯2a,2bの幅の半分であり、楔状の
斜面は片面だけである。つまり、同期環12の歯12
a,12bの歯幅はハブスリーブ2の歯2a,2bの歯
幅の半分であつて、歯12a,12bの端部斜面の向き
が周方向に交互に異なるように配列され、端部斜面が互
いに向きあつている歯12a,12bの間の隙間はハブ
スリーブ2の歯2a,2bの歯幅と等しく、端部斜面が
互いに向きあつていない歯12a,12bの間の隙間は
ハブスリーブ2の歯2a,2bの歯幅の2倍または2倍
に近い。ここで、歯幅とは歯車のピツチサークルに相当
する部分での寸法をいう。
【0012】ハブスリーブ2の歯2aまたは歯2bの軸
方向中央部に形成した溝3に、図示してないクラツチハ
ブのキー溝に軸方向摺動可能に支持したキー4の中央部
の突起4aが弾性係合される。歯2aの溝3とキー4の
突起4aとの係合は、切り欠かれた左右1対の環状の線
ばね5の拡開力により維持される。キー4は同期環12
の端壁に形成した切欠13に係合可能であり、キー4と
切欠13との間には適当な周方向の隙間s1(図2)が備
えられる。しかし、ハブスリーブ2の回転が常にキー4
を介して同期環12へ伝達されるようにしてもよい。
【0013】同期環12の端壁と調整環21の端壁との
間に、波形に湾曲されかつ環状をなす(ただし、切欠を
有する)板ばね16が介装され、同期環12が図1にお
いて右方へ押されると、板ばね16は同期環12の回転
を調整環21へ伝達する。調整環21の端壁に形成した
切欠22に、ドグ歯車31の端壁から突出する突起32
(図2)が係合される。突起32と切欠22との間に
は、適当な周方向の隙間s1が備えられる。
【0014】次に、本発明による同期噛合装置の作動に
ついて説明する。ハブスリーブ2が図1に示す中立位置
にある時、ハブスリーブ2は回転軸44と一体的に図2
の矢印x方向へ回転し、キー4は同期環12の切欠13
の側壁に当り、同期環12を同方向へ回転する。
【0015】回転軸44の回転を変速歯車43へ伝達す
るために、ハブスリーブ2を右方へ押し続けると、次の
ような動作経過を経てハブスリーブ2がドグ歯車31に
噛み合う。図2に示すように、まず、キー4により同期
環12が右方へ押され、矢印x方向へ回転するハブスリ
ーブ2の長い歯2bが同期環12の歯12aと歯12b
の間の広い隙間へ入り、次いで、短い歯2aが歯12a
と並び、歯2aの端部斜面が歯12bの端部斜面に全面
的に面接触する。引き続き、ハブスリーブ2により同期
環12が右方へ押されると、同期環12の円錐孔14が
円錐軸部42に摩擦係合する。
【0016】同期環12が円錐軸部42に摩擦係合する
と、キー4は同期環12により右方移動を阻止され、キ
ー4は環状の線ばね5の力に抗して、ハブスリーブ2の
溝3から径内方へ引退する。キー4が引退すると、ハブ
スリーブ2はキー4の突起4aを乗り越えて右方へ進
む。
【0017】一方、ハブスリーブ2と同期環12との回
転差動が間隙s1 の範囲で生じる間に、ハブスリーブ2
の短い歯2aの端部斜面が、同期環12の歯12aの端
部斜面に沿つて滑る。この時、同期環12がハブスリー
ブ2により直接右方へ押され、板ばね16を介し調整環
21に摩擦トルクを及ぼす。
【0018】図3に示すように、板ばね16の摩擦トル
クにより調整環21が矢印x方向へ回転されると、調整
環21の切欠22の側壁がドグ歯車31の突起32に当
り、ハブスリーブ2の長い歯2bが調整環21の歯21
aの端部斜面に面接触する。やがて、図4に示すよう
に、ハブスリーブ2の短い歯2aが同期環12の歯12
aと歯12bの間の狭い隙間へ入り、同時にハブスリー
ブ2の長い歯2bの端部斜面が、調整環21の歯21a
の端部斜面に沿つて滑る。
【0019】図5に示すように、ハブスリーブ2の移動
と、ハブスリーブ2と調整環21の回転差動とに伴い、
ハブスリーブ2の長い歯2bが調整環21の歯21aと
歯21aの間へ入ると、調整環21の切欠22の側壁が
ドグ歯車31の突起32に当る。この時、ハブスリーブ
2の長い歯2bの端部斜面が、ドグ歯車31の歯31a
の端部斜面に面接触する。調整環21の切欠22とドグ
歯車31の突起32とは、両者の回転位相を歯2a,2
bの1/4ピツチに位置決めする。
【0020】図6に示すように、ハブスリーブ2の移動
と、ハブスリーブ2とドグ歯車31の回転差動とに伴
い、ハブスリーブ2の長い歯2bの端部斜面が、ドグ歯
車31の歯31aの端部斜面に沿つて滑り、歯2bが歯
31aと歯31aの間へ噛み合う。この間にハブスリー
ブ2の短い歯2aが調整環21の歯21aと歯21aの
間へ入り、さらにドグ歯車31の歯31aと歯31aの
間へ噛み合う。こうして、ハブスリーブ2がドグ歯車3
1に直接噛み合い、回転軸44の回転がハブスリーブ2
を経て変速歯車43へ伝達される。
【0021】従来の同期噛合装置では、ハブスリーブ2
の歯2aが同期環12の歯12aに完全に噛み合うと、
同期環12と円錐軸部42の摩擦係合力が解放され、ハ
ブスリーブ2とドグ歯車31の歯並びに大きなずれが生
じやすい。しかし、本発明では、ハブスリーブ2の長い
歯2bが同期環12の歯12a,12bの間へ進むと、
短い歯2aが歯12aと滑りながら歯12a,12bの
間へ噛み合う。長い歯2が完全に噛み合うと同時に、ハ
ブスリーブ2の長い歯2bが調整環21の歯21aに部
分的に噛み合い、この時、調整環21とドグ歯車31と
の回転差動を隙間s1 の範囲に制限することから、つま
り、両者の回転位相を歯2a,2bの1/4ピツチに位
置決めすることから、ハブスリーブ2とドグ歯車31の
歯並びに大きなずれがなく、ハブスリーブ2と同期環1
2との同期動作後の円滑な噛合いが得られる。
【0022】
【発明の効果】本発明は上述のように、ハブスリーブが
同期環を通過する時、同期環と円錐軸部の摩擦係合力が
解放されても、同期環の回転が板ばねからなる滑り摩擦
板を介して調整環へ伝達され、調整環の切欠とドグ歯車
の突起との係合により、調整環とドグ歯車との回転差動
が規制されるので、ハブスリーブは調整環を通過する
と、ドグ歯車に無理なく噛み合うことになり、衝撃が少
ない円滑な同期噛合い動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る同期噛合装置の側面断面図であ
る。
【図2】同期噛合装置の動作を表す展開平面図である。
【図3】同期噛合装置の動作を表す展開平面図である。
【図4】同期噛合装置の動作を表す展開平面図である。
【図5】同期噛合装置の動作を表す展開平面図である。
【図6】同期噛合装置の動作を表す展開平面図である。
【符号の説明】
2:ハブスリーブ 2a:歯 3:溝 4:キー 5:
線ばね 12:同期環 12a:歯 13:切欠 14:円錐孔 16:板ばね
21:調整環 21a:歯 22:切欠 31:ドグ
歯車 31a:歯 32:突起 42:円錐軸部 42:軸部 43:変速歯車 44:回転軸
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−173971(JP,A) 特開 平6−58344(JP,A) 特開 平5−118346(JP,A) 特開 平4−277324(JP,A) 実開 昭61−29137(JP,U) 実開 昭53−130354(JP,U) 実開 昭52−37136(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 11/00 - 23/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸にスプライン嵌合したハブスリーブ
    に軸方向移動可能のキーを弾性係合し、回転軸に遊転可
    能に支持した変速歯車に円錐軸部と真直ぐな軸部とドグ
    歯車を形成し、円錐軸部に同期環を、真直ぐな軸部に調
    整環をそれぞれ遊転可能に嵌合し、同期環と調整環の間
    に軸方向のばね力を及ぼす環状の板ばねを挟み、同期環
    の端壁に設けた切欠に前記キーを周方向間隙を存して係
    合し、調整環の端壁に設けた切欠にドグ歯車の端壁から
    突出する突起を周方向間隙を存して係合した同期噛合装
    置において、前記同期環と調整環とドグ歯車にハブスリ
    ーブのスプラインの歯と噛み合う歯をそれぞれ備え、各
    歯の端部に斜面を形成し、前記ハブスリーブのスプライ
    ンは長い歯と短い歯を周方向に交互に備え、ハブスリー
    ブが同期環と噛合い完了しない内に調整環が回動され、
    調整環の切欠の側壁がドグ歯車の突起に当り、かつハブ
    スリーブの長い歯の端部斜面が調整環の歯の端部斜面に
    部分的に面接触し、ハブスリーブが調整環を通過する
    時、ハブスリーブの長い歯の端部斜面がドグ歯車の歯の
    端部斜面に面接触することを特徴とする同期噛合装置。
  2. 【請求項2】前記同期環の歯の歯幅はハブスリーブの歯
    の歯幅の半分であつて、歯の端部斜面の向きが周方向に
    交互に異なるように配列され、端部斜面が互いに向きあ
    つている歯の間の隙間はハブスリーブの歯の歯幅と等し
    く、端部斜面が互いに向きあつていない歯の間の隙間は
    ハブスリーブの歯の歯幅の2倍である、請求項1に記載
    の同期噛合装置。
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