JP3812494B2 - シンクロ機構の試験装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等のマニュアル・トランスミッションに使われるシンクロ機構の摩耗試験等に用いる試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のマニュアル・トランスミッションに使われるシンクロメッシュ機構(この明細書では単にシンクロ機構と称する)は、図2に一例を示すように、シンクロリング1と、ギヤコーン2と、スリーブ3と、シンクロハブ4と、ギヤ5などを備えている。
【0003】
上記シンクロ機構において、変速時にシフトフォーク等によってスリーブ3を矢印A方向に移動させると、スリーブ3によってシンクロリング1がギヤコーン2に押付けられる。このときシンクロリング1の内面6とギヤコーン2のテーパ面7との間に摩擦力が発生するため、ギヤコーン2の回転速度とシンクロリング1との回転速度差が減少し、スリーブ3のキー8がギヤコーン2に噛合うことができるようになる。
【0004】
このようにシンクロリング1とギヤコーン2との間に摩擦力が発生するため、シンクロリング1とギヤコーン2が摩耗する。このため従来より、シンクロリング1とギヤコーン2の摩耗を検査する試験が行われている。
【0005】
従来の試験装置として、例えば特許第3075148号公報に示される測定装置あるいは図3に示す試験装置などが提案されている。例えば図3に示す従来の試験装置10は、シンクロリング1を設ける第1の軸11と、この軸11を軸線方向に移動させる油圧シリンダ12と、ギヤコーン2を設ける第2の軸13と、この軸13を回転させるためのモータ14およびクラッチ15を備えた回転機構16と、第2の軸13に設けた慣性体17などを備えている。
【0006】
この試験装置10において、シンクロリング1のギヤコーン2の摩耗試験を行うには、クラッチ15を接続した状態でモータ14によって第2の軸13を所定回転数となるように回転させたのち、クラッチ15を切って慣性体17の慣性力によってギヤコーン2を回転させるとともに、油圧シリンダ12によって第1の軸11を矢印Bで示す方向に移動させることにより、シンクロリング1をギヤコーン2に当接させ、シンクロリング1とギヤコーン2との間に摩擦力を発生させる。
【0007】
この場合、シンクロリング1が停止しているため、上記摩擦力によってギヤコーン2の回転が次第に減速してゆき、最終的にギヤコーン2も停止する。つまりシンクロリング1とギヤコーン2との速度差がゼロになる。そののち、油圧シリンダ12によって第1の軸11を矢印Cで示す方向に移動させることにより、シンクロリング1をギヤコーン2から離し、シンクロリング1とギヤコーン2との間の摩擦力を解消させる。
【0008】
上記の操作を繰返し行うことにより、シンクロリング1とギヤコーン2が摩耗し、その摩耗量を計測することなどにより、シンクロリング1とギヤコーン2の耐久性を評価することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
シンクロリング1とギヤコーン2等の摩擦部材の耐久試験結果は一般にばらつきが大きい。このため、耐久試験の信頼性を高めるには、試験に使用するサンプル数をなるべく多くする必要がある。
【0010】
しかしながら前記従来の試験装置10では、一対のシンクロリング1とギヤコーン2のみの耐久試験を行うことができるだけである。このため多数のサンプルの試験を行うには長時間を必要とし、手数もかかることから、能率良く試験を行うことができる試験装置の開発が望まれていた。
【0011】
従って本発明の目的は、シンクロリングとギヤコーン等のシンクロ部品の摩耗等を能率良く検査することができるシンクロ機構の試験装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のシンクロ機構の試験装置は、互いに向かい合う第1のシンクロリングおよび第1のギヤコーンのうちの一方を取付ける第1のシンクロ部品取付部と、互いに向かい合う第2のシンクロリングおよび第2のギヤコーンのうちの一方を取付ける第2のシンクロ部品取付部と、前記第1および第2のシンクロ部品取付部と一体に回転軸を中心に回転する慣性体と、を有する慣性体ユニットを具備している。さらにこの試験装置は、前記第1のシンクロリングおよび第1のギヤコーンのうちの他方を取付ける第3のシンクロ部品取付部を有する駆動側ユニットと、前記第2のシンクロリングおよび第2のギヤコーンのうちの他方を取付ける第4のシンクロ部品取付部を有する従動側ユニットと、前記駆動側ユニットの前記第3のシンクロ部品取付部を回転させるモータを有する回転機構と、前記駆動側ユニットを前記慣性体ユニットに向けて軸線方向に相対移動させることにより第1のシンクロリングと第1のギヤコーンとを互いに当接させる第1の移動機構と、前記従動側ユニットを前記慣性体ユニットに向けて軸線方向に相対移動させることにより第2のシンクロリングと第2のギヤコーンとを互いに当接させる第2の移動機構とを具備している。
【0013】
慣性体ユニットの第1および第2のシンクロ部品取付部に、たとえば第1のシンクロリングと第2のシンクロリングを取付ける。この場合には、駆動側ユニットの第3のシンクロ部品取付部に第1のギヤコーンを取付け、従動側ユニットの第4のシンクロ部品取付部に第2のギヤコーンを取付ける。
【0014】
この試験装置において、シンクロリングとギヤコーンの摩耗試験等を行う際には、第1のシンクロリングと第1のギヤコーンとを互いに離し、かつ、第2のシンクロリングと第2のギヤコーンも離した状態にする。そして回転機構のモータによって第1のギヤコーンを所定の回転速度まで回転させたのち、第1の移動機構によって第1のギヤコーンを第1のシンクロリングに所定荷重で当接させる。こうすることにより、第1のシンクロリングと第1のギヤコーンとの間に摩擦力が発生し、慣性体ユニットが第1のギヤコーンと一体に回転するようになり、慣性体ユニットの回転が増速してゆく。
【0015】
第1のシンクロリングの回転が第1のギヤコーンの回転と同期した時点で、第1の移動機構によって第1のギヤコーンを第1のシンクロリングから離す。そののち、第2の移動機構によって、第2のギヤコーンを第2のシンクロリングに向かって移動させ、第2のギヤコーンを第2のシンクロリングに所定荷重で当接させる。
【0016】
こうすることにより、第2のシンクロリングと第2のギヤコーンとの間に摩擦力が発生し、第2のギヤコーンが停止しているため、慣性体ユニットの回転が減速してゆく。そして最終的に第2のシンクロリングの回転が停止する。これら一連の工程を繰返し行なうことにより、第1および第2のシンクロリングと、第1および第2のギヤコーンの摩耗試験を行うことができる。
【0017】
なお、第1および第2のシンクロ部品取付部にそれぞれギヤコーンを取付け、第3および第4のシンクロ部品取付部にそれぞれシンクロリングを取付けるようにしてもよい。あるいは、第1および第4のシンクロ部品取付部にそれぞれシンクロリングを取付け、第2および第3のシンクロ部品取付部にそれぞれギヤコーンを取付けて試験を行うようにしてもよい。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態のシンクロ機構試験装置20について、図1を参照して説明する。
この試験装置20は、慣性体ユニット21と、駆動側ユニット22と、従動側ユニット23と、駆動側ユニット22を回転させるための回転機構24と、第1の移動機構25と、第2の移動機構26などを備えている。
【0019】
慣性体ユニット21は、回転軸30を備えている。この回転軸30は、図示しない軸受部材によって、固定側のフレームに回転自在に支持されている。回転体30の一端側(図1において左側)に、第1のシンクロ部品取付部31が設けられている。この第1のシンクロ部品取付部31に、互いに向かい合う一対の第1のシンクロリング1aおよび第1のギヤコーン2aのうち、たとえば第1のシンクロリング1aを取付けるようになっている。
【0020】
回転軸30の他端側(図1において右側)に、第2のシンクロ部品取付部32が設けられている。この第2のシンクロ部品取付部32に、互いに向かい合う一対の第2のシンクロリング1bおよび第2のギヤコーン2bのうち、たとえば第2のシンクロリング1bを取付けるようになっている。
【0021】
さらに前記回転軸30に、シンクロ部品取付部31,32と一体に回転する慣性体33が設けられている。慣性体33は、自動車のトランスミッションのギヤ等の回転側部材のマス(質量)に相当する。
【0022】
駆動側ユニット22は、第1のシャフト41と、第1のシャフト41の端部に設けた第3のシンクロ部品取付部42と、第1のシャフト41に設けたトルク検出器43と、駆動軸44と、慣性体45などを有している。
【0023】
第3のシンクロ部品取付部42には、たとえば第1のギヤコーン2aが取付けられる。第1のシャフト41は、駆動軸44に対して軸線方向に移動可能であるが、第1のシャフト41と駆動軸44はシンクロ部品取付部42と一体に回転するようになっている。
【0024】
従動側ユニット23は、第2のシャフト51と、第2のシャフト51の端部に設けた第4のシンクロ部品取付部52と、第2のシャフト51に設けたトルク検出器53と、荷重検出器54などを有している。第4のシンクロ部品取付部52には、たとえば第2のギヤコーン2bが取付けられる。第2のシャフト51と前記第1のシャフト41および回転軸30は、互いに同一軸線上に位置している。回転軸30と第1のシャフト41は回転可能であるが、第2のシャフト51は回転しないようになっている。
【0025】
回転機構24は、モータ60と、モータ60の回転を駆動軸44に伝えるためのベルト等の伝達部材61などを備えている。モータ60が回転すると、伝達部材61を介して駆動軸44が回転するとともに、第1のシャフト41が回転することにより、第3のシンクロ部品取付部42が回転する。
【0026】
第1の移動機構25は、駆動源の一例としての第1の油圧シリンダ70と、荷重検出器71と、荷重伝達部材72などを備えている。第1の油圧シリンダ70によって第1のシャフト41を軸線方向に移動させることにより、第3のシンクロ部品取付部42を第1のシンクロ部品取付部31に向かって移動させることができる。
【0027】
第2の移動機構26は、駆動源の一例としての第2の油圧シリンダ75を備えている。第2の油圧シリンダ75によって第2のシャフト51を軸線方向に移動させることにより、第4のシンクロ部品取付部52を第2のシンクロ部品取付部32に向かって移動させることができる。
【0028】
第1の油圧シリンダ70と第2の油圧シリンダ75に油圧ユニット80が接続されている。この油圧ユニット80は、油圧ポンプ等の油圧発生源(図示せず)と、切換弁81,82などを含んでいる。切換弁81,82はコントローラ90からの信号によって制御され、第1の油圧シリンダ70と第2の油圧シリンダ75を選択的に作動させることができるようになっている。
【0029】
コントローラ90は、たとえばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いたものである。このコントローラ90には、前述のトルク検出器43,53が検出するトルク検出信号や、荷重検出器54,71が検出する荷重検出信号などが入力されるようになっている。
【0030】
またこの試験装置20は、慣性体ユニット21の回転数などに関する情報を得るための回転センサ91と、駆動側ユニット22の回転数などに関する情報を得るための回転センサ92を備えている。これらの回転センサ91,92の検出信号もコントローラ90に入力される。
次に、上記構成の試験装置20の作用について説明する。
慣性体ユニット21の第1のシンクロ部品取付部31に、たとえば第1のシンクロリング1aを取付ける。第2のシンクロ部品取付部32に、たとえば第2のシンクロリング1bを取付ける。さらに駆動側ユニット22の第3のシンクロ部品取付部42に、たとえば第1のギヤコーン2aを取付ける。従動側ユニット23の第4のシンクロ部品取付部52に、たとえば第2のギヤコーン2bを取付ける。
【0031】
第1のシンクロリング1aと第1のギヤコーン2aとを互いに離し、かつ、第2のシンクロリング1bと第2のギヤコーン2bを互いに離した状態にする。そして回転機構24のモータ60によって第1のギヤコーン2aを所定の回転数に回転させる。第1のギヤコーン2aの回転数は回転センサ92によって検出され、コントローラ90に入力される。
【0032】
第1のギヤコーン2aが所定の回転数に達した時点で、第1の移動機構25を図1中の矢印F1方向に駆動することによって、第1のギヤコーン2aを第1のシンクロリング1aに所定の荷重で当接させる。この際の押付け荷重が荷重検出器71によって検出され、コントローラ90に入力され、所定荷重となるように第1の油圧シリンダ70にフィードバックされる。
【0033】
こうすることにより、第1のシンクロリング1aと第1のギヤコーン2aとの間に摩擦力が発生する。このため第1のシンクロリング1aが慣性体33と一体に回転するようになり、第1のシンクロリング1aの回転が増速してゆく。第1のシンクロリング1aの回転数は回転センサ91によって検出され、コントローラ90に入力される。また、第1のギヤコーン2aに加わるトルクがトルク検出器43によって検出され、コントローラ90に入力される。
【0034】
第1のシンクロリング1aの回転が第1のギヤコーン2aの回転と同期した時点で、第1の移動機構25を前記とは逆方向に作動させることにより、第1のギヤコーン2aを第1のシンクロリング1aから離す。このとき慣性体ユニット21は、慣性体33の質量に基いて惰性により回転を続ける。
【0035】
そして今度は第2の移動機構26によって、第2のギヤコーン2bを第2のシンクロリング1bに向かって矢印F2方向に移動させ、第2のギヤコーン2bを第2のシンクロリング1bに所定荷重で当接させる。この際の押付け荷重が荷重検出器54によって検出され、コントローラ90に入力され、所定荷重となるように第2の油圧シリンダ75にフィードバックされる。
【0036】
油圧シリンダ70,75による押付け力は、実際のトランスミッションでのシフト変換操作の際に起こる条件に見合うように、たとえば0〜2500N、ギヤコーンの回転数はたとえば0〜2500rpmに設定される。
【0037】
第4のシンクロ部品取付部52は常時停止しているため、第2のギヤコーン2bが第2のシンクロリング1bに押付けられて両者間に摩擦力が発生すると、第2のシンクロリング1bと慣性体33の回転が減速してゆく。そして最終的に第2のシンクロリング1bの回転が停止する。
【0038】
これら一連の工程、すなわち第1のギヤコーン2aを第1のシンクロリング1aに当接させる第1の工程と、第2のギヤコーン2bを第2のシンクロリング1bに当接させる第2の工程とを交互に繰返すことにより、2組のシンクロリング1a,1bとギヤコーン2a,2bの摩耗試験を行うことができる。
【0039】
これら第1および第2の工程は、例えば回転センサ91,92等の出力信号に基き、コントローラ90によって油圧ユニット80を制御することにより、自動的に行うことができる。
【0040】
シンクロリング1a,1bとギヤコーン2a,2bの摩耗が進むと、ある時点でトルクが急激に低下する。このトルクは、トルク検出器43,53によって検出することができる。このため、たとえばトルクが急激に低下するまで前記第1および第2の工程を繰返すことにより、所定の摩耗量に至るまでの耐久回数を評価することができる。
【0041】
あるいは、前記第1および第2の工程を繰返す回数を予め決めておき、所定回数に達した時点で試験を終了し、その回数でのシンクロリング1a,1bとギヤコーン2a,2bの摩耗量を測定装置によって計測することにより、摩耗の程度を評価することもできる。
【0042】
前記試験装置20によれば、1台の試験装置20によって、2組のシンクロリング1a,1bとギヤコーン2a,2bの耐久試験を、同じ負荷を与えて能率良く実施することができる。
【0043】
しかも前記試験装置20によれば、第1のシンクロリング1aと第1のギヤコーン2aの増速時の摩耗試験(慣性体ユニット21を増速させる試験)と、第2のシンクロリング1bと第2のギヤコーン2bの減速時の摩耗試験(慣性体ユニット21を減速させる試験)を1台の試験装置20によって同時に効率良く実施することができる。
【0044】
なお、第1および第2のシンクロ部品取付部にそれぞれギヤコーンを取付け、第3および第4のシンクロ部品取付部にそれぞれシンクロリングを取付けるようにしてもよい。あるいは、第1および第4のシンクロ部品取付部にそれぞれシンクロリングを取付け、第2および第3のシンクロ部品取付部にそれぞれギヤコーンを取付けて試験を行うようにしてもよい。また、駆動側ユニット22と従動側ユニット23を図1中のF1,F2方向に移動させる代わりに、慣性体ユニット21をF1,F2方向に移動させるように構成してもよい。
【0045】
また本発明を実施するに当たって、慣性体ユニットや駆動側ユニットおよび従動側ユニットをはじめとして、回転機構、第1および第2の移動機構、シンクロ部品取付部など、本発明の構成要素を本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【0046】
【発明の効果】
請求項1に記載した発明によれば、1台の試験装置によって2組のシンクロリングとギヤコーンの摩耗試験等を能率良く実施することができる。このため評価期間の短縮化を図ることができる。
【0047】
請求項2に記載した発明によれば、第1および第2のシンクロリングを慣性体ユニットに取付け、一方のシンクロリングとギヤコーンの増速時の摩耗試験と、他方のシンクロリングとギヤコーンの減速時の摩耗試験を、1台の試験装置によって効率良く実施することができる。
【0048】
請求項3に記載した発明によれば、第1および第2のギヤコーンを慣性体ユニットに取付け、一方のシンクロリングとギヤコーンの増速時の摩耗試験と、他方のシンクロリングとギヤコーンの減速時の摩耗試験を、1台の試験装置によって効率良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示すシンクロ機構の試験装置を模式的に示す側面図。
【図2】 シンクロ機構の一部を切欠いて示す斜視図。
【図3】 従来の試験装置を模式的に示す側面図。
【符号の説明】
1a…第1のシンクロリング
1b…第2のシンクロリング
2a…第1のギヤコーン
2b…第2のギヤコーン
20…試験装置
21…慣性体ユニット
22…駆動側ユニット
23…従動側ユニット
24…回転機構
25…第1の移動機構
26…第2の移動機構
30…回転軸
31…第1のシンクロ部品取付部
32…第2のシンクロ部品取付部
42…第3のシンクロ部品取付部
52…第4のシンクロ部品取付部
Claims (3)
- 互いに向かい合う第1のシンクロリングおよび第1のギヤコーンのうちの一方を取付ける第1のシンクロ部品取付部と、
互いに向かい合う第2のシンクロリングおよび第2のギヤコーンのうちの一方を取付ける第2のシンクロ部品取付部と、
前記第1および第2のシンクロ部品取付部と一体に回転軸を中心に回転する慣性体と、
を有する慣性体ユニットを具備し、
かつ、
前記第1のシンクロリングおよび第1のギヤコーンのうちの他方を取付ける第3のシンクロ部品取付部を有する駆動側ユニットと、
前記第2のシンクロリングおよび第2のギヤコーンのうちの他方を取付ける第4のシンクロ部品取付部を有する従動側ユニットと、
前記駆動側ユニットの前記第3のシンクロ部品取付部を回転させるモータを有する回転機構と、
前記駆動側ユニットを前記慣性体ユニットに向けて軸線方向に相対移動させることにより第1のシンクロリングと第1のギヤコーンとを互いに当接させる第1の移動機構と、
前記従動側ユニットを前記慣性体ユニットに向けて軸線方向に相対移動させることにより第2のシンクロリングと第2のギヤコーンとを互いに当接させる第2の移動機構と、
を具備したことを特徴とするシンクロ機構の試験装置。 - 前記第1および第2のシンクロ部品取付部にそれぞれ前記第1および第2のシンクロリングを取付け、前記第3および第4のシンクロ部品取付部にそれぞれ前記第1および第2のギヤコーンを取付けることを特徴とする請求項1記載のシンクロ機構の試験装置。
- 前記第1および第2のシンクロ部品取付部にそれぞれ前記第1および第2のギヤコーンを取付け、前記第3および第4のシンクロ部品取付部にそれぞれ前記第1および第2のシンクロリングを取付けることを特徴とする請求項1記載のシンクロ機構の試験装置。
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