JP4121821B2

JP4121821B2 - Synchro device

Info

Publication number: JP4121821B2
Application number: JP2002292149A
Authority: JP
Inventors: 憲明斉藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP2004125112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の手動変速機などに用いられるシンクロ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシンクロ装置として、シンクロリングおよびスリーブなどを備えたシンクロ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このシンクロ装置は、回転軸と、これに対して軸線回りに回転自在の変速ギヤとを互いに同期させながら連結するものであり、変速ギヤの外周面には、多数のドグ歯状のギヤ歯が所定角度ごとに周方向に沿って配列されている。また、シンクロリングの外周面にも、多数のドグ歯状のリングギヤ歯が、ギヤ歯の所定角度よりも大きい所定角度ごとに周方向に沿って配列されている。
【０００３】
スリーブの内周面には、多数のスプライン歯が上記ギヤ歯と同じ所定角度ごとに周方向に沿って配列されており、これらのスプライン歯が回転軸のスプライン歯に噛み合っていることにより、スリーブは、回転軸に軸線方向に摺動自在に設けられている。また、スリーブのスプライン歯は、リング用スプライン歯およびギヤ用スプライン歯の２種類のもので構成されており、複数のリング用スプライン歯と、２つのギヤ用スプライン歯とが交互に周方向に沿って配列されている。このリング用スプライン歯は、同期動作の初期において、シンクロリングのリングギヤ歯に当接した後、互いに噛み合うものであり、これらのリング用スプライン歯およびギヤ歯の互いに対向する先端部は、互いに面接触可能な角度の片斜面状に形成されたチャンファ面を有するチャンファとなっている。さらに、ギヤ用スプライン歯は、同期動作中、リング用スプライン歯がリングギヤ歯に当接した後に、ギヤ歯に当接するものであり、先端がリング用スプライン歯の先端よりも変速ギヤ側に向かって軸線方向に所定長さ分、突出している。
【０００４】
また、シンクロリングは、スリーブに対して、リングギヤ歯の軸線方向の中心線が隣り合う２つのリング用スプライン歯の中間にある位置を中心とする所定の回動角度で回動可能に設けられており、この所定の回動角度は、前記スプライン歯間の所定角度よりも小さい値に設定されている。これにより、以上のシンクロ装置では、同期動作の際、スリーブが変速ギヤ側に摺動すると、そのリング用スプライン歯がシンクロリングのリングギヤ歯に当接し、互いに噛み合うとともに、変速ギヤと回転軸が互いに同期し始める。そして、両者の回転が同期した時点で、スリーブがリングギヤをかき分けながら変速ギヤ側にさらに摺動し、ギヤ用スプライン歯が変速ギヤのギヤ歯に当接した後、互いに噛み合うことにより、変速ギヤと回転軸との同期動作が完了する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２６５８５３９号公報（第４〜６頁、第１〜４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のシンクロ装置によれば、同期動作の際、スリーブのリング用スプライン歯がシンクロリングのリングギヤ歯に当接した直後、駆動系のねじり振動などに起因して、変速ギヤと回転軸の回転同期が一時的に崩れ、変速ギヤ側の回転速度がスリーブ側の回転速度よりも大きくなることがある（２段入り現象）。その場合、この速度差により、スリーブが変速ギヤ側にさらに摺動しても、ギヤ用スプライン歯と変速ギヤのギヤ歯は、片斜面同士で当接することなく、ギヤ用スプライン歯の歯先がギヤ歯の歯先によって逆に弾かれてしまう。さらに、変速ギヤのギヤ歯が、隣り合う２つのギヤ用スプライン歯間の角度と同じ角度ごとに配置されているので、ギヤ用スプライン歯が最初のギヤ歯に弾かれた後、後続のギヤ歯にも続けて弾かれてしまう。このように、ギヤ用スプライン歯が変速ギヤのギヤ歯に弾かれる状態が続けて発生することで、ギヤ用スプライン歯がギヤ歯に当接した後、互いに噛み合うまでの時間、すなわち同期動作が完了するまでの時間が長くなったり、あるいは、スリーブを変速ギヤ側に力任せに無理に摺動させて噛み合わせると、変速ショックが発生したりすることがある。その結果、商品性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、２つの回転体間における同期動作をより迅速かつ確実に完了できるシンクロ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、互いに間隔を存して配置されかつ同一の軸線回りに回転自在の第１回転体（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）主軸１１、ハブ１９）と第２回転体（主軸側前進３速ギヤ１５ａ、テーパーコーン３３）との間でトルクを伝達するために、第１および第２回転体を互いに同期させながら連結する同期動作を行うシンクロ装置１（１−２速用シンクロ装置１ａ、３−４速用シンクロ装置１ｂ、５速用シンクロ装置１ｃ）であって、内周面に周方向に沿って配列された複数のスプライン歯２１を有し、複数のスプライン歯２１を介した第１回転体とのスプライン嵌め合いにより第１回転体と一体に回転しかつ第１回転体に対して軸線方向に摺動自在のスリーブ２０と、同期動作の際にスリーブ２０を第２回転体側に押圧することにより摺動させる押圧手段（シフトフォーク２４）と、第１回転体と第２回転体との間に回転自在に設けられ、スリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに、第２回転体との間の摩擦により第２回転体と互いに同期するリング（アウターリング３１、インナーリング３２）と、を備え、スリーブ２０の複数のスプライン歯２１は、スリーブ２０の内周面に所定の第１角度θ１ごとに設けられた複数の第１スプライン歯２２と、複数の第１スプライン歯のうちの隣り合う各２つの間に、所定の第１角度θ１よりも小さい所定の第２角度θ２の間隔を互いに隔てて設けられ、第２回転体側の先端が複数の第１スプライン歯２２の先端よりも第２回転体から離間するように配置された複数の第２スプライン歯２３と、を含み、リング（アウターリング３１、インナーリング３２）は、リングの外周面に周方向に沿って所定の第１角度と等しい所定の第４角度θ４ごとに配列され、スリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに複数のスプライン歯２１と噛み合う複数のリングギヤ歯３１ｂを有し、第２回転体は、第２回転体の外周面に周方向に沿って所定の第２角度よりも大きくかつ所定の第１角度および所定の第４角度と等しい所定の第３角度θ３ごとに配列され、リングの複数のリングギヤ歯３１ｂよりも第１回転体から離間した位置に配置され、スリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに、複数の第１スプライン歯２２にそれぞれ当接した後、複数のスプライン歯２１と互いに噛み合う複数のギヤ歯１５２を有し、第１回転体（ハブ１９）は、リングに係合し、第１回転体に対するリングの相対的な回転を所定の回転範囲に規制する規制部（切欠溝１９ｂ）を有しており、所定の回転範囲は、複数のリングギヤ歯３１ｂの各々が、互いに隣り合う２つの第１スプライン歯２２，２２の間に位置し、かつスリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに隣り合う各２つの第２スプライン歯２３，２３にのみ挟まれた状態で噛み合うような範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
このシンクロ装置によれば、同期動作の際に、スリーブが、押圧手段により第２回転体側に押圧されることで第２回転体側に摺動すると、スリーブの複数のスプライン歯が複数のリングギヤ歯に噛み合い、リングが第２回転体との間の摩擦により第２回転体との同期を開始し、両者の回転が同期した後、スリーブがその複数のスプライン歯で複数のリングギヤ歯をかき分けながら第２回転体側に摺動し、複数の第１スプライン歯が複数のギヤ歯にそれぞれ当接した後、複数のスプライン歯が複数のギヤ歯と噛み合う。その際、複数のギヤ歯は、複数のリングギヤよりも第１回転体から離間した位置に配置されているので、リングと第２回転体が互いに同期してから、複数のスプライン歯と複数のリングギヤとの噛み合いが開始された後、複数の第１スプライン歯が複数のギヤ歯にそれぞれ当接する。以上のような同期動作により、第１回転体および第２回転体が互いに同期しながら連結される。このシンクロ装置では、第１スプライン歯およびギヤ歯がそれぞれ、第２スプライン歯間の間隔である第２角度よりも大きい第１角度およびこれと等しい第３角度ごとに配列されているとともに、複数の第２スプライン歯が隣り合う各２つの第１スプライン歯間に設けられているので、隣り合う２つのギヤ用スプライン歯と複数のリング用スプライン歯とが交互に設けられている従来の場合よりも、第１スプライン歯間およびギヤ歯間の間隔を大きく設定することができる。これにより、上記同期動作中、複数の第１スプライン歯が複数のギヤ歯にそれぞれ当接する際に、動力伝達系のねじり振動などに起因して、第２回転体と第１回転体の回転同期が同期前の差回転に対して逆向きに一時的に崩れることで、最初の当接時に第１スプライン歯がギヤ歯に弾かれたとしても、両者の次回の当接時までにスリーブが第２回転体側に摺動する距離を、従来よりも大きく確保でき、それにより、次回の当接時に第１スプライン歯がギヤ歯に噛み合う確率を従来よりも高めることができる。その結果、スリーブの複数のスプライン歯が複数のリングギヤとの噛み合いを開始してから、複数のギヤ歯に噛み合うまでの時間を短縮でき、第１および第２回転体の同期動作を従来よりも迅速かつ確実に完了することができる。その結果、商品性を向上させることができる。
【００１０】
さらに、このシンクロ装置によれば、規制部により、リングの第１回転体に対する相対的な回転が所定の回転範囲に規制され、この所定の回転範囲は、複数のリングギヤ歯の各々が、互いに隣り合う２つの第１スプライン歯の間に位置し、かつスリーブが第２回転体側に摺動したときに隣り合う各２つの第２スプライン歯にのみ挟まれた状態で噛み合うような範囲に設定されているので、同期動作の際、スリーブが第２回転体側に摺動したときに、第１スプライン歯が各リングギヤ歯に当接することなく、隣り合う各２つの第２スプライン歯のみが各リングギヤ歯と互いに噛み合う。このように、同期動作の際、スリーブが第２回転体側に摺動したときに、第１スプライン歯が、各リングギヤ歯と当接することがないので、第１スプライン歯の第２回転体側の先端を、第２回転体のギヤ歯に可能な限り近づけて配置することができ、その結果、同期動作の開始から、第１スプライン歯がギヤ歯に当接するまでの時間を短縮することができ、同期動作の完了までの時間をさらに短縮することができる。さらに、ギヤ歯の数を第１スプライン歯と同一に設定できるので、第２スプライン歯に対応するギヤ歯を省略できる分、第２回転体を軽量化できるとともに、製造コストを削減できる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシンクロ装置１において、第１スプライン歯２２およびギヤ歯１５２はそれぞれ、互いに対向する先端部に、主チャンファ面２２ｂ，１５４を含み、軸線方向の中心線に対して非対称に形成されたチャンファ２２ａ，１５３を有しており、これらのチャンファ２２ａ，１５３は、主チャンファ面２２ｂ，１５４が回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動作の際に主チャンファ面２２ｂ，１５４と反対側から互いに当接するように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
このシンクロ装置によれば、第１スプライン歯およびギヤ歯はそれぞれ、互いに対向する先端部に、主チャンファ面を含み、軸線方向の中心線に対して非対称に形成されたチャンファを有しており、これらのチャンファは、主チャンファ面が回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動作の際に主チャンファ面と反対側から互いに当接するように配置されているので、同期動作の際、第２スプライン歯がリングギヤ歯と互いに噛み合ってから、第１スプライン歯がギヤ歯に当接し、噛み合うまでの時間をさらに短縮することができる。それにより、同期動作の完了までの時間をより一層、短縮できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るシンクロ装置について説明する。図１は、本実施形態のシンクロ装置１が適用された車両の駆動系２の概略構成を示している。同図に示すように、この駆動系２は、図示しない車両に搭載されたエンジン３の動力を駆動輪４，４に伝達するものであり、クラッチ５、手動変速機８、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７などを備えている。
【００１７】
この手動変速機８は、変速動作を行うためのシフトレバー９と、エンジン３にクラッチ５を介して連結された主軸１１（第１回転体）と、これに平行な副軸１２と、これらの軸１１，１２上に設けられた前進１〜５速ギヤ対１３〜１７および３つのシンクロ装置１と、リバースギヤ列（図示せず）などを備えている。
【００１８】
前進１〜５速ギヤ対１３〜１７は、互いに異なるギヤ比に設定されており、主軸１１にそれぞれ一体に設けられた主軸側前進１，２速ギヤ１３ａ，１４ａと、主軸１１上にそれぞれ回転自在に設けられた主軸側前進３〜５速ギヤ１５ａ〜１７ａと、副軸１２上にそれぞれ回転自在に設けられた副軸側前進１，２速ギヤ１３ｂ，１４ｂと、副軸１２に一体に設けられた副軸側前進３〜５速ギヤ１５ｂ〜１７ｂとで構成されており、対をなすギヤ同士は常に噛み合っている。
【００１９】
また、シンクロ装置１としては、１−２速用シンクロ装置１ａ、３−４速用シンクロ装置１ｂおよび５速用シンクロ装置１ｃの３つのものがそれぞれ設けられており、副軸側前進１，２速ギヤ１３ｂ，１４ｂは、１−２速用シンクロ装置１ａを介して副軸１２に連結可能に構成されている。また、主軸側前進３，４速ギヤ１５ａ，１６ａおよび主軸側前進５速ギヤ１７ａはそれぞれ、３−４速用シンクロ装置１ｂおよび５速用シンクロ装置１ｃを介して主軸１１に連結可能に構成されている。これらの３つのシンクロ装置１ａ〜１ｃはいずれも、ワイヤ１０および後述するシフトフォーク２４（図２に１つのみ図示）などを介してシフトレバー９に連結されており、後述するように、変速時のシフトレバー９の操作によって選択された前進側の変速ギヤ段に応じて、ギヤ１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１６ａ，１７ａのいずれかを副軸１２または主軸１１に同期させながら連結する同期動作を実行する。
【００２０】
さらに、副軸１２には、これと一体に駆動ギヤ１８が設けられている。この駆動ギヤ１８は、差動ギヤ機構６の被駆動ギヤ６ａと常に噛み合っており、これにより、副軸１２の回転に伴い、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７を介して駆動輪４，４が駆動される。
【００２１】
次に、本実施形態のシンクロ装置１について説明する。なお、前述した１−２速用、３−４速用および５速用シンクロ装置１ａ〜１ｃは、互いに同様に構成されているので、以下、３−４速用シンクロ装置１ｂを例にとって説明する。
【００２２】
この３−４速用シンクロ装置１ｂは、シフトレバー９の操作により前進３速ギヤ段または前進４速ギヤ段が選択されたときに、主軸側前進３速ギヤ１５ａまたは主軸側前進４速ギヤ１６ａを主軸１１に同期させながら連結する同期動作を行うものである。この３−４速用シンクロ装置１ｂでは、２つのギヤ１５ａ，１６ａの同期動作を行う構造は互いに同様に構成されているので、以下、主軸側前進３速ギヤ１５ａ（第２回転体）側の同期動作を行う構造を例にとって説明する。
【００２３】
図２は、ニュートラル状態にある３−４速用シンクロ装置１ｂの断面を示しており、図３は、図２のＡ−Ａ線の位置で周方向に沿って破断した断面を平面的に展開した状態を示している。なお、図２では、主軸側前進４速ギヤ１６ａ側の同期動作を行う構造は省略されている。また、図３では、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されており、この点は、後述する図８〜１１でも同様である。さらに、以下の説明において、図２および図３の左側を「左」、右側を「右」という。
【００２４】
図２に示すように、３−４速用シンクロ装置１ｂは、スリーブ２０、ブロッキングリング３０およびシンクロスプリング４０などを備えている。スリーブ２０は、図４に示すように、円環状に形成され、その内周面には、多数のスプライン歯２１が周方向に沿って所定の第２角度θ２（例えば８．５７゜）ごとに配列されている。
【００２５】
また、主軸１１には、ハブ１９（第１回転体）がスプライン嵌め合いにより取り付けられており、このハブ１９は、図示しないカラーおよび軸受などにより主軸１１に対して軸線方向に移動不能に固定されている。図５に示すように、このハブ１９の外周面には、多数のスプライン歯１９ａが周方向に沿って配列されているとともに、３つの切欠溝１９ｂ（規制部）が、軸線方向に沿って延びるように形成され、１２０゜間隔で配置されている。スリーブ２０は、そのスプライン歯２１がハブ１９のスプライン歯１９ａと互いに噛み合っていることにより、ハブ１９に軸線方向に摺動自在に設けられており、３−４速用シンクロ装置１ｂがニュートラル状態にあるときには、図２に示す位置に保持される。
【００２６】
さらに、スリーブ２０のスプライン歯２１は、図３および図４に示すように、第１スプライン歯２２および第２スプライン歯２３の２種類のもので構成されており、この第１スプライン歯２２は、その左端が第２スプライン歯２３の左端よりも左側すなわち主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に所定距離分、ずれた位置に配置されている。
【００２７】
第１スプライン歯２２は、前記第２角度θ２の３倍の値に相当する所定の第１角度θ１（＝３×θ２）ごとに設けられており、その左端部にチャンファ２２ａを備えている。このチャンファ２２ａは、軸線方向の中心線に対して互いに非対称に形成された傾斜面状の主・副２つのチャンファ面２２ｂ，２２ｃを有しており、主チャンファ面２２ｂの面積は、副チャンファ面２２ｃの面積よりも大きな値に設定されている。
【００２８】
また、第２スプライン歯２３は、隣り合う各２つの第１スプライン歯２２，２２の間に上記第２角度θ２の間隔で設けられている。すなわち、２つの第２スプライン歯２３，２３が、隣り合う各２つの第１スプライン歯２２，２２の間に配置されている。第２スプライン歯２３は、その左端部にチャンファ２３ａを備えており、このチャンファ２３ａは、軸線方向の中心線に対して互いに対称に形成された傾斜面状の２つのチャンファ面２３ｂ，２３ｂを有している。
【００２９】
さらに、スリーブ２０の外周面には、シフトフォーク２４が嵌合している。このシフトフォーク２４（押圧手段）は、ワイヤ１０を介してシフトレバー９に連結されており、シフトレバー９の操作により３速ギヤ段が選択されると、それに伴ってスリーブ２０を主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に押圧し、摺動させる。
【００３０】
一方、ブロッキングリング３０は、半径方向の外側および内側に配置されたアウターリング３１（リング）およびインナーリング３２（リング）と、両リング３１，３２間に配置されたテーパーコーン３３（第２回転体）とで構成されている。これらのアウターリング３１およびインナーリング３２は、それぞれに形成された係止片３１ａ，３２ａ同士の係合によって、相対回転不能に互いに係止されている。
【００３１】
テーパーコーン３３の外周面および内周面はそれぞれ、テーパー面３３ａ，３３ｂになっており、アウターリング３１の内周面およびインナーリング３２の外周面に回転自在に接している。さらに、インナーリング３２の内周面も、テーパ面３２ｂになっており、主軸側前進３速ギヤ１５ａの後述するテーパー面１５６に回転自在に接している。以上のように、このシンクロ装置１ｂは、マルチコーンタイプのものとして構成されている。
【００３２】
また、図６に示すように、アウターリング３１の外周面には、ドグ歯状のリングギヤ歯３１ｂが、周方向に沿って所定の第４角度θ４（図３参照）ごとに配列されており、この第４角度θ４は、前記第１角度θ１と等しい値に設定されている。このリングギヤ歯３１ｂの右端面は、傾斜面状の２つのチャンファ面３１ｃ，３１ｃになっている。これらのチャンファ面３１ｃ，３１ｃは、軸線方向の中心線に対して互いに対称に形成され、第２スプライン歯２３のチャンファ面２３ｂ，２３ｂと同じ傾斜角度に設定されている。
【００３３】
さらに、アウターリング３１の外周面には、キー状の３つの凸部３１ｄが形成されており、各凸部３１ｄは、周方向に沿って１２０゜ごとに配置されている。また、図７に示すように、３つの凸部３１ｄは、ハブ１９の３つの切欠溝１９ｂにそれぞれ係合しているとともに、各凸部３１ｄの周方向の幅は、切欠溝１９ｂの側壁間の幅よりも小さい値に設定されている。これにより、ハブ１９に対するアウターリング３１の相対的な回動が、第２スプライン歯２３，２３間の中心位置に対して両振り（両側）で、前記第２角度θ２の１／２に等しい所定の回動範囲内に規制される。また、凸部３１ｄおよび切欠溝１９ｂは、アウターリング３１が上記回動範囲の中心に位置するときに、各リングギヤ歯３１ｂが隣り合う２つの第２スプライン歯２３，２３間の中心に位置するように、配置されている。以上により、スリーブ２０がブロッキングリング３０側に摺動した場合、リングギヤ歯３１ｂは、第１スプライン歯２２に当接することなく、２つの第２スプライン歯２３，２３のいずれかに当接し、互いに噛み合う。
【００３４】
また、シンクロスプリング４０は、アウターリング３１とハブ１９の間に配置され、アウターリング３１の凸部３１ｄによって支持されている。図２に示すように、３−４速用シンクロ装置１ｂがニュートラル状態にあって、スリーブ２０がニュートラル位置にあるときには、シンクロスプリング４０は、スリーブ２０の第１スプライン歯２２に当接しない状態に保持される。
【００３５】
一方、主軸側前進３速ギヤ１５ａは、変速ギヤ歯が形成された基部１５０と、これからハブ１９側に突出する円筒部１５１とからなり、この円筒部１５１の右端部の外周面は、前記インナーリング３２の内周のテーパー面３２ｂに接するテーパー面１５６になっている。また、円筒部１５１の外周面には、ドグ歯状のギヤ歯１５２が、周方向に沿って所定の第３角度θ３（図３参照）ごとに配列されており、この第３角度θ３は、前記第１角度θ１と等しい値に設定されている。
【００３６】
このギヤ歯１５２は、その右端部にチャンファ１５３を備えており、このチャンファ１５３は、軸線方向の中心線に対して互いに非対称に形成された傾斜面状の主・副２つのチャンファ面１５４，１５５を有しており、主チャンファ面１５４の面積は、副チャンファ面１５５の面積よりも大きな値に設定されている。これらの主・副チャンファ面１５４，１５５は、第１スプライン歯２２の主・副チャンファ面２２ｂ，２２ｃと同じ傾斜角度を有し、主チャンファ面１５４，２２ｂ同士が主軸１１の回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動くずれを起こした際に副チャンファ面１５５，２２ｃ側から互いに当接するように配置されている。
【００３７】
また、テーパーコーン３３の左端部には、主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に突出する凸部３３ｃが形成されており、この凸部３３ｃが主軸側前進３速ギヤ１５ａの円筒部１５１に形成された凹部１５７に係合している。これにより、主軸側前進３速ギヤ１５ａが主軸１１に対して相対的に回転する際には、テーパーコーン３３は主軸側前進３速ギヤ１５ａと一体に回転する。
【００３８】
次に、以上のように構成された３−４速用シンクロ装置１ｂの同期動作を、図８および図９を参照しながら説明する。両図は、前進２速ギヤ段などの前進低速ギヤ段から前進３速ギヤ段にシフトアップされる際の動作例を示している。
【００３９】
図９（ａ）および図２に示すように、シフトレバー９がニュートラル位置にあることで、スリーブ２０がニュートラル位置にあるときには、第１および第２スプライン歯２２，２３がいずれもシンクロスプリング４０に接していない状態にあることで、シンクロスプリング４０のばね力がアウターリング３１に作用しないため、アウターリング３１およびインナーリング３２と、テーパーコーン３３とは、相対回転可能な状態に保持される。したがって、アウターリング３１およびインナーリング３２はハブ１９と一体に回転する一方、テーパーコーン３３は主軸側前進３速ギヤ１５ａと一体に回転するが、その際、両リング３１，３２に対して相対回転可能な状態に保持されることで、同期動作は生じない。
【００４０】
また、シフトアップ中においては、ギヤ比の関係により、図８（ａ）に示すように、主軸１１すなわちスリーブ２０のスプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１の方が、主軸側前進３速ギヤ１５ａすなわちギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２よりも大きい値になる。
【００４１】
この状態から、図９（ｂ）に示すように、スリーブ２０がシフトフォーク２４により主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に押圧され、摺動すると、その第１スプライン歯２２が、シンクロスプリング４０を介してブロッキングリング３０を主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に押圧する。これにより、互いに接している２つのテーパ面を介して押圧力が伝達されることで、アウターリング３１とテーパーコーン３３との間、テーパーコーン３３とインナーリング３２との間、およびインナーリング３２と主軸側前進３速ギヤ１５ａの円筒部１５１との間に摩擦力が生じ、アウターリング３１が回転する。その結果、第２スプライン歯２３が、そのチャンファ面２３ｂでリングギヤ歯３１ｂのチャンファ面３１ｃに当接し（図８（ｂ））、それにより、ブロッキングリング３０は、主軸側前進３速ギヤ１５ａ側にさらに押圧されることが可能になり、上記摩擦力が増大する（シンクロ装置１のボーク機能）。
【００４２】
以上のような同期動作により、図８（ｂ）に示すように、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａが互いに同期し、第１および第２スプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１と、ギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２が同じ値になる。
【００４３】
このように主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａが同期した状態から、図９（ｃ）に示すように、スリーブ２０がその第２スプライン歯２３でアウターリング３１のギヤ歯３１ｂをかき分けながら、主軸側前進３速ギヤ１５ａ側にさらに摺動すると、２つの第２スプライン歯２３，２３がリングギヤ歯３１ｂを挟み込む位置まで移動し、これらが互いに噛み合う（図８（ｃ））。その際、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａの同期後、それまでに作用していた駆動系２のトルクがシンクロ装置１ｂの同期により解放されることで生じるねじり振動などに起因して、図８（ｃ）に示すように、ギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２がスプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１よりも一時的に大きくなることがある。その場合には、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動し、第１スプライン歯２２が副チャンファ面２２ｃ側からギヤ歯１５２の副チャンファ面１５５側に当接したときに、両者が互いに噛み合うことなく、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２によって弾かれてしまうことがある（２段入り現象）。
【００４４】
そのような状態が発生したとしても、第１スプライン歯２２が、スプライン歯２１のピッチである第２角度θ２の３倍の値に相当する第１角度θ１ごとに、配列されているので、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接するまでに、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動する距離を従来よりも長く確保でき、それにより、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接した際、これに係止される確率を格段に高めることができる。したがって、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側にさらに摺動すると、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に当接し、これに係止される（図８（ｄ）、図９（ｄ））。それにより、図８（ｄ）に示すように、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａが再度、同期し、第１および第２スプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１と、ギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２が再び同じ値になる。
【００４５】
そして、スリーブ２０の主軸側前進３速ギヤ１５ａ側への摺動に伴い、図８（ｅ）および図９（ｅ）に示すように、隣り合う第１および第２スプライン歯２２，２３がギヤ歯１５２を挟み込む位置まで移動し、これらが互いに噛み合う。以上により、主軸側前進３速ギヤ１５ａが主軸１１に連結され、同期動作が完了する。
【００４６】
以上の本実施形態のシンクロ装置１によれば、第１スプライン歯２２が、スプライン歯２１のピッチである第２角度θ２の３倍の値に相当する第１角度θ１ごとに、配列されているので、同期動作中、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２にそれぞれ当接する際に、それまでに作用していた駆動系２のトルクがシンクロ装置１ｂの同期により解放されることで生じるねじり振動などに起因して、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａの同期が一時的に崩れることで、最初の当接時に第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に弾かれたとしても、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接するまでに、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動する距離を従来よりも大きく確保でき、それにより、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接した際、これに係止される確率を格段に高めることができる。その結果、同期動作を従来よりも迅速かつ確実に完了することができ、商品性を向上させることができる。
【００４７】
また、アウターリング３１の凸部３１ｂがハブ１９の切欠溝１９ｂに係合していることで、同期動作中、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動した際に、第１スプライン歯２２がリングギヤ歯３１ｂに当接することなく、ギヤ歯１５２に当接するので、第１スプライン歯２２のギヤ歯１５２側の先端を、ギヤ歯１５２に可能な限り近づけて配置できることで、同期動作の開始から、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に当接するまでの時間を短縮することができ、それにより、同期動作をさらに迅速に完了することができる。この当接の際、第１スプライン歯２２およびギヤ歯１５２は、副チャンファ面２２ｃ，１５５側から互いに当接するように配置されているので、同期動作の完了までの時間をさらに短縮できる。
【００４８】
さらに、ギヤ歯１５２の数が第１スプライン歯２２と同一に設定され、第２スプライン歯２３に対応するギヤ歯１５２が省略されているので、その分、主軸側前進３速ギヤ１５ａを軽量化できるとともに、製造コストを削減できる。
【００４９】
なお、前述した各種のギヤ歯２２，２３，３１ｂ，１５２の数、形状および配置は、実施形態の例に限らず、適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、第１スプライン歯２２およびギヤ歯１５２を、副チャンファ面のない、主チャンファ面のみのチャンファを有するように構成してもよく、第２スプライン歯２３と同様の軸線方向に対称な形状のチャンファを有するように構成してもよい。
【００５０】
さらに、図１０に２点鎖線で示すように、主軸側前進３速ギヤ１５ａにおいて、ギヤ歯１５８を、ギヤ歯１５２よりもブロッキングリング３０から離間した位置でかつ隣り合うギヤ歯１５２，１５２間に、前記第２角度θ２ごとに配置してもよい。このようにすれば、シンクロ装置１により、主軸側前進３速ギヤ１５ａを主軸１１にさらに堅固に連結できるとともに、ギヤ歯１５２の耐久性を高めることができる。
【００５１】
また、図１１に示すように、３つの第２スプライン歯２３を、隣り合う各２つの第１スプライン歯２２，２２間に等間隔で設けるとともに、３つの第２スプライン歯２３に対向する位置に、これらに噛み合う２つのリングギヤ歯３１ｂ，３１ｂを設けてもよい。
【００５２】
さらに、実施形態は、本発明のシンクロ装置１を車両の駆動系２の手動変速機８に適用した例であるが、本発明のシンクロ装置はこれに限らず、様々な産業機械の動力伝達部に適用可能であることは言うまでもない。例えば、本発明のシンクロ装置１を、船舶用内燃機関の動力系に適用してもよい。
【００５３】
また、実施形態は、本発明のシンクロ装置をマルチコーンタイプのものに適用した例であるが、本発明のシンクロ装置は、シングルコーンタイプのものにも適用可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のシンクロ装置によれば、２つの回転体間における同期動作をより迅速かつ確実に完了できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシンクロ装置およびこれを適用した車両の駆動系の概略構成を示す構造線図である。
【図２】ニュートラル状態にあるシンクロ装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線の位置で周方向に沿って破断した断面を平面的に展開した図である。
【図４】スリーブの概略構成を示す正面図である。
【図５】（ａ）ハブの概略構成を示す正面図と（ｂ）そのＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】（ａ）ブロッキングリングのアウターリングの概略構成を示す正面図と（ｂ）そのＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】（ａ）シンクロ装置に組み込んだ状態でのアウターリングおよびハブを示す正面図と（ｂ）そのＤ−Ｄ矢視図である。
【図８】シンクロ装置のシフトアップ時の同期動作例を示す説明図である。
【図９】シンクロ装置のシフトアップ時の同期動作例を示す説明図である。
【図１０】シンクロ装置の変形例を示す図である。
【図１１】シンクロ装置の他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１シンクロ装置
１ａ１−２速用シンクロ装置（シンクロ装置）
１ｂ３−４速用シンクロ装置（シンクロ装置）
１ｃ５速用シンクロ装置（シンクロ装置）
１１主軸（第１回転体）
１５ａ主軸側前進３速ギヤ（第２回転体）
１５２ギヤ歯
１５３チャンファ
１５４主チャンファ面
１９ハブ（第１回転体）
１９ｂ切欠溝（規制部）
２０スリーブ
２１スプライン歯
２２第１スプライン歯
２２ａチャンファ
２２ｂ主チャンファ面
２３第２スプライン歯
２４シフトフォーク
３１アウターリング（リング）
３１ｂリングギヤ歯
３２インナーリング（リング）
３３テーパーコーン（第２回転体）
θ１第１角度
θ２第２角度
θ３第３角度
θ４第４角度 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchro device used for a manual transmission of an automobile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of synchronization device, a synchronization device including a synchronization ring and a sleeve is known (for example, see Patent Document 1). In this synchronizing device, a rotating shaft and a transmission gear that is rotatable about the axis are connected in synchronization with each other. A large number of dog-tooth gear teeth are provided on the outer peripheral surface of the transmission gear. They are arranged along the circumferential direction at every predetermined angle. A large number of dog-tooth ring gear teeth are arranged on the outer peripheral surface of the synchro ring along the circumferential direction at predetermined angles larger than the predetermined angle of the gear teeth.
[0003]
A large number of spline teeth are arranged along the circumferential direction at the same predetermined angle as the gear teeth on the inner peripheral surface of the sleeve, and these spline teeth mesh with the spline teeth of the rotating shaft. Is provided on the rotating shaft so as to be slidable in the axial direction. The spline teeth of the sleeve are composed of two types of ring spline teeth and gear spline teeth, and a plurality of ring spline teeth and two gear spline teeth are alternately arranged along the circumferential direction. Are arranged. The ring spline teeth are in mesh with each other after being in contact with the ring gear teeth of the synchro ring at the initial stage of the synchronous operation, and the tip portions of the ring spline teeth and the gear teeth facing each other are in surface contact with each other. It is a chamfer having a chamfer surface formed in the shape of a single bevel at a possible angle. Further, the gear spline teeth contact the gear teeth after the ring spline teeth abut on the ring gear teeth during the synchronous operation, and the tip thereof is closer to the transmission gear side than the tip of the ring spline teeth. It protrudes by a predetermined length in the axial direction.
[0004]
Further, the synchro ring is provided so as to be rotatable with respect to the sleeve at a predetermined rotation angle centered on a position where the center line in the axial direction of the ring gear teeth is between two adjacent ring spline teeth. The predetermined rotation angle is set to a value smaller than the predetermined angle between the spline teeth. As a result, in the above synchronizer, when the sleeve slides toward the speed change gear during the synchronous operation, the ring spline teeth come into contact with the ring gear teeth of the synchro ring and mesh with each other, and the speed change gear and the rotating shaft are mutually connected. Start syncing. When the rotations of the two are synchronized, the sleeve further slides toward the speed change gear while scraping the ring gear, and the gear spline teeth come into contact with the gear teeth of the speed change gear and then mesh with each other, thereby The synchronous operation with the rotating shaft is completed.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2658539 (pages 4-6, FIGS. 1-4)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the conventional synchro device described above, the rotation of the transmission gear and the rotary shaft is caused by torsional vibration of the drive system immediately after the ring spline teeth of the sleeve abut on the ring gear teeth of the synchro ring during the synchronous operation. The synchronization may be temporarily lost, and the rotational speed on the transmission gear side may become larger than the rotational speed on the sleeve side (two-stage entering phenomenon). In this case, even if the sleeve further slides toward the speed change gear due to this speed difference, the gear spline teeth and the gear teeth of the speed change gear do not come into contact with each other on the one inclined surface, and the teeth of the gear spline teeth do not touch each other. The gear teeth are repelled by the tooth tips. Further, since the gear teeth of the transmission gear are arranged at the same angle as the angle between two adjacent gear spline teeth, the gear spline teeth are repelled by the first gear teeth and then the subsequent gear teeth. It will continue to be played. In this way, the state in which the gear spline teeth are continuously repelled by the gear teeth of the transmission gear is generated, so that the time until the gear spline teeth abut on the gear teeth and mesh with each other, that is, the synchronization operation is completed. There is a possibility that a shift shock may occur when the time until the shift is long, or when the sleeve is forcedly slid and meshed with the transmission gear. As a result, merchantability is reduced.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a synchro device that can complete a synchronization operation between two rotating bodies more quickly and reliably.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is a first rotating body (for example, in the embodiment (hereinafter, the same in this section) that is spaced apart from each other and that is rotatable about the same axis. In order to transmit torque between the main shaft 11, the hub 19) and the second rotating body (main shaft side forward third gear 15a, taper cone 33), the first and second rotating bodies are connected in synchronization with each other. A synchronization device 1 (1-2-speed synchronization device 1a, 3-4-speed synchronization device 1b, 5-speed synchronization device 1c) that performs an operation, and a plurality of synchronization devices arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface A sleeve having spline teeth 21 and rotating integrally with the first rotating body by a spline fitting with the first rotating body via the plurality of spline teeth 21 and slidable in the axial direction with respect to the first rotating body 20 and synchronous movement In this case, a pressing means (shift fork 24) that slides the sleeve 20 by pressing it against the second rotating body and a first rotating body and a second rotating body are rotatably provided. A ring (outer ring 31, inner ring 32) that synchronizes with the second rotating body by friction with the second rotating body when sliding toward the two rotating body side, and a plurality of spline teeth of the sleeve 20 21 includes a plurality of first spline teeth 22 provided on the inner peripheral surface of the sleeve 20 for each predetermined first angle θ1 and a predetermined first interval between two adjacent ones of the plurality of first spline teeth. A predetermined second angle θ <b> 2 smaller than one angle θ <b> 1 is provided to be spaced apart from each other, and the tip on the second rotating body side is disposed so as to be farther from the second rotating body than the tips of the plurality of first spline teeth 22. Multiple second Wherein the spline teeth 23, the ring (outer ring 31, inner ring 32) along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the ringEvery predetermined fourth angle θ4 equal to the predetermined first angleA plurality of ring gear teeth 31b that are arranged and mesh with the plurality of spline teeth 21 when the sleeve 20 slides toward the second rotating body side, and the second rotating body follows the outer circumferential surface of the second rotating body along the circumferential direction. Larger than the predetermined second angleAnd equal to the predetermined first angle and the predetermined fourth angleWhen the sleeve 20 is slid toward the second rotating body and arranged at a predetermined third angle θ3, arranged at a position farther from the first rotating body than the plurality of ring gear teeth 31b of the ring, the plurality of first A plurality of gear teeth 152 that mesh with the plurality of spline teeth 21 after being in contact with the spline teeth 22 respectively, the first rotating body (hub 19) engages with the ring, and the ring with respect to the first rotating body It has a restricting portion (notch groove 19b) that restricts relative rotation within a predetermined rotation range. In the predetermined rotation range, each of the plurality of ring gear teeth 31b is adjacent to each other two first spline teeth 22. , 22 and when the sleeve 20 slides to the second rotating body side, adjacent to each of the two second spline teeth 23, 23onlyIt is set to the range which meshes | engages in the state pinched | interposed.
[0009]
  According to this synchronizer, when the sleeve is slid to the second rotating body side by being pressed to the second rotating body side by the pressing means during the synchronous operation, the plurality of spline teeth of the sleeve are converted into the plurality of ring gear teeth. After the meshing, the ring starts to synchronize with the second rotating body due to friction with the second rotating body, and after the rotation of both is synchronized, the sleeve rotates the second ring gear teeth with its plurality of spline teeth. After sliding toward the rotating body and the plurality of first spline teeth abutting the plurality of gear teeth, the plurality of spline teeth mesh with the plurality of gear teeth. In this case, since the plurality of gear teeth are arranged at positions farther from the first rotating body than the plurality of ring gears, the plurality of spline teeth and the plurality of ring gears are synchronized after the ring and the second rotating body are synchronized with each other. Are started, the plurality of first spline teeth come into contact with the plurality of gear teeth, respectively. The first rotating body and the second rotating body are coupled in synchronization with each other by the above-described synchronization operation. In this synchronizer, the first spline teeth and the gear teeth are respectively larger than the second angle that is the interval between the second spline teeth,Equal to thisSince it is arranged for every third angle, and a plurality of second spline teeth are provided between each two adjacent first spline teeth, two adjacent gear spline teeth and a plurality of ring spline teeth The gap between the first spline teeth and the gear teeth can be set larger than in the conventional case in which and are alternately provided. Thus, during the synchronization operation, when the plurality of first spline teeth come into contact with the plurality of gear teeth, due to torsional vibration of the power transmission system, the rotation synchronization between the second rotating body and the first rotating body is achieved. Is temporarily collapsed in the opposite direction to the differential rotation before synchronization, so that even if the first spline teeth are repelled by the gear teeth at the first contact, the sleeve will be The distance that slides toward the two-rotor body can be ensured to be greater than in the prior art, whereby the probability that the first spline teeth mesh with the gear teeth at the next contact can be increased. As a result, the time from when the plurality of spline teeth of the sleeve start meshing with the plurality of ring gears until meshing with the plurality of gear teeth can be shortened, and the synchronous operation of the first and second rotating bodies can be performed more quickly than before. And it can be completed reliably. As a result, merchantability can be improved.
[0010]
  Further, according to this synchronization apparatus, the relative rotation of the ring with respect to the first rotating body is restricted within a predetermined rotation range by the restricting unit, and each of the plurality of ring gear teeth is adjacent to each other. Two adjacent second spline teeth that are located between the two matching first spline teeth and that are adjacent when the sleeve slides toward the second rotating body.onlySince the range is set so as to engage with each other in the sandwiched state, the first spline teeth are adjacent to each other without contacting the ring gear teeth when the sleeve slides toward the second rotating body during the synchronization operation. Each two second spline teethonlyMeshes with each ring gear tooth. As described above, when the sleeve is slid toward the second rotating body during the synchronous operation, the first spline teeth do not come into contact with the ring gear teeth, so that the tip of the first spline teeth on the second rotating body side. Can be arranged as close as possible to the gear teeth of the second rotating body, and as a result, the time from the start of the synchronous operation until the first spline teeth contact the gear teeth can be shortened, The time until the completion of the synchronization operation can be further shortened.Furthermore, since the number of gear teeth can be set to be the same as that of the first spline teeth, the second rotating body can be reduced in weight and the manufacturing cost can be reduced as much as the gear teeth corresponding to the second spline teeth can be omitted.
[0012]
  Claim2The invention according to claim11, each of the first spline teeth 22 and the gear teeth 152 includes main chamfer surfaces 22b and 154 at the tip portions facing each other, and is formed asymmetrically with respect to the axial center line. These chamfers 22a and 153 are such that the main chamfer surfaces 22b and 154 are opposite to each other with respect to the rotation direction, and are opposite to the main chamfer surfaces 22b and 154 during the synchronization operation. It arrange | positions so that it may mutually contact | abut.
[0013]
According to this synchronizer, each of the first spline teeth and the gear teeth has a chamfer that is formed asymmetrically with respect to the center line in the axial direction, including the main chamfer surface at the tip portions facing each other. These chamfers are arranged so that the main chamfer surfaces are opposite to each other in the rotation direction and are in contact with each other from the opposite side to the main chamfer surface during the synchronization operation. The time until the first spline teeth come into contact with the gear teeth after the two spline teeth mesh with the ring gear teeth can be further shortened. Thereby, the time until the completion of the synchronization operation can be further shortened.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a synchronization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a drive system 2 of a vehicle to which a synchro device 1 of the present embodiment is applied. As shown in the figure, this drive system 2 transmits the power of an engine 3 mounted on a vehicle (not shown) to drive wheels 4, 4, and includes a clutch 5, a manual transmission 8, and a differential gear mechanism 6. And drive shafts 7, 7 and the like.
[0017]
The manual transmission 8 includes a shift lever 9 for performing a speed change operation, a main shaft 11 (first rotating body) connected to the engine 3 via a clutch 5, a counter shaft 12 parallel to the main shaft 11, The first to fifth forward gear pairs 13 to 17 and the three synchronizers 1 provided on the shafts 11 and 12 and a reverse gear train (not shown) are provided.
[0018]
The first to fifth forward gear pairs 13 to 17 are set to different gear ratios, and rotate on the main shaft 11 and the main shaft side forward first and second speed gears 13a and 14a integrally provided on the main shaft 11, respectively. The main shaft side forward third to fifth speed gears 15a to 17a provided freely, the sub shaft side forward first and second speed gears 13b and 14b rotatably provided on the sub shaft 12, respectively, and the sub shaft 12 are integrated. The auxiliary shaft side forward 3-5 gears 15b-17b are provided, and the paired gears are always meshed with each other.
[0019]
In addition, as the synchronizer 1, there are provided one each of a first-second synchronizer 1a, a third-fourth synchronizer 1b, and a fifth-speed synchronizer 1c. The speed gears 13b and 14b are configured to be connectable to the countershaft 12 via the 1-2 speed synchronizer 1a. Further, the main shaft side forward third and fourth speed gears 15a and 16a and the main shaft side forward fifth speed gear 17a are configured to be connectable to the main shaft 11 via the 3-4 speed synchronizer 1b and the fifth speed synchronizer 1c, respectively. ing. All of these three synchronization devices 1a to 1c are connected to the shift lever 9 via the wire 10 and a shift fork 24 (only one is shown in FIG. 2) to be described later. In accordance with the forward shift gear selected by operating the shift lever 9, a synchronization operation is performed in which one of the gears 13b, 14b, 15a, 16a, 17a is connected to the sub shaft 12 or the main shaft 11 while being synchronized. To do.
[0020]
Further, the sub-shaft 12 is provided with a drive gear 18 integrally therewith. The drive gear 18 is always meshed with the driven gear 6 a of the differential gear mechanism 6, so that the drive wheel 4 is driven via the differential gear mechanism 6 and the drive shafts 7 and 7 with the rotation of the auxiliary shaft 12. , 4 are driven.
[0021]
Next, the synchro device 1 of the present embodiment will be described. Since the above-described 1-2 speed, 3-4 speed, and 5 speed sync devices 1a to 1c are configured in the same manner, the 3-4 speed sync device 1b will be described below as an example. .
[0022]
The 3-4 speed synchronizer 1b is configured such that when the forward third speed gear stage or the forward fourth speed gear stage is selected by operating the shift lever 9, the main spindle side forward third speed gear 15a or the main spindle side forward fourth speed gear 16a is selected. Are synchronized with the main shaft 11 while being synchronized. In the 3-4 speed synchronizer 1b, the structures for performing the synchronous operation of the two gears 15a, 16a are configured in the same manner. Therefore, hereinafter, the main shaft side forward third speed gear 15a (second rotating body) side will be described. An example of a structure that performs a synchronous operation will be described.
[0023]
2 shows a cross section of the 3-4 speed synchronizer 1b in the neutral state, and FIG. 3 is a plan view of the cross section broken along the circumferential direction at the position of the line AA in FIG. Shows the state. In FIG. 2, the structure for performing the synchronous operation on the main shaft side forward fourth gear 16a side is omitted. Further, in FIG. 3, the hatching of the cross section is omitted for easy understanding, and this is the same in FIGS. 8 to 11 described later. Furthermore, in the following description, the left side in FIGS. 2 and 3 is referred to as “left”, and the right side is referred to as “right”.
[0024]
As shown in FIG. 2, the 3-4 speed synchronizer 1b includes a sleeve 20, a blocking ring 30, a sync spring 40, and the like. As shown in FIG. 4, the sleeve 20 is formed in an annular shape, and a large number of spline teeth 21 are formed on the inner circumferential surface thereof at predetermined second angles θ2 (for example, 8.57 °) along the circumferential direction. It is arranged.
[0025]
A hub 19 (first rotating body) is attached to the main shaft 11 by spline fitting. The hub 19 is fixed to the main shaft 11 so as not to move in the axial direction by a collar and a bearing (not shown). ing. As shown in FIG. 5, a large number of spline teeth 19 a are arranged along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the hub 19, and three notch grooves 19 b (regulating portions) extend along the axial direction. And are arranged at intervals of 120 °. The sleeve 20 is slidably provided in the axial direction in the hub 19 by the spline teeth 21 meshing with the spline teeth 19a of the hub 19, and the 3-4 speed synchronizer 1b is in the neutral state. In some cases, it is held at the position shown in FIG.
[0026]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the spline teeth 21 of the sleeve 20 are composed of two types of first spline teeth 22 and second spline teeth 23, and the first spline teeth 22 are The left end of the second spline teeth 23 is disposed at a position shifted from the left end of the second spline teeth 23 by a predetermined distance on the left side, that is, on the main shaft side forward third gear 15a side.
[0027]
The first spline teeth 22 are provided for each predetermined first angle θ1 (= 3 × θ2) corresponding to a value that is three times the second angle θ2, and a chamfer 22a is provided at the left end thereof. The chamfer 22a has two inclined main and sub chamfer surfaces 22b and 22c formed asymmetric with respect to the axial center line. The area of the main chamfer surface 22b is the sub chamfer surface. It is set to a value larger than the area of 22c.
[0028]
The second spline teeth 23 are provided between the two adjacent first spline teeth 22 and 22 at the interval of the second angle θ2. That is, the two second spline teeth 23 and 23 are disposed between the two adjacent first spline teeth 22 and 22. The second spline tooth 23 is provided with a chamfer 23a at the left end thereof, and this chamfer 23a has two inclined chamfer surfaces 23b and 23b formed symmetrically with respect to the center line in the axial direction. is doing.
[0029]
Further, a shift fork 24 is fitted to the outer peripheral surface of the sleeve 20. The shift fork 24 (pressing means) is connected to the shift lever 9 via the wire 10, and when the third gear is selected by operating the shift lever 9, the sleeve 20 is moved forward 3 on the main shaft side accordingly. Press and slide toward the speed gear 15a.
[0030]
On the other hand, the blocking ring 30 includes an outer ring 31 (ring) and an inner ring 32 (ring) disposed on the outer and inner sides in the radial direction, and a tapered cone 33 (second rotating body) disposed between the rings 31 and 32. ) And. The outer ring 31 and the inner ring 32 are locked to each other such that they cannot be rotated relative to each other by the engagement of the locking pieces 31a and 32a formed on each of them.
[0031]
The outer peripheral surface and inner peripheral surface of the tapered cone 33 are tapered surfaces 33a and 33b, respectively, and are in contact with the inner peripheral surface of the outer ring 31 and the outer peripheral surface of the inner ring 32 in a freely rotatable manner. Further, the inner peripheral surface of the inner ring 32 is also a tapered surface 32b, and is rotatably in contact with a tapered surface 156 (described later) of the main shaft side forward third speed gear 15a. As described above, the synchro device 1b is configured as a multi-cone type.
[0032]
Further, as shown in FIG. 6, dog-like ring gear teeth 31 b are arranged on the outer peripheral surface of the outer ring 31 for each predetermined fourth angle θ4 (see FIG. 3) along the circumferential direction. The fourth angle θ4 is set to a value equal to the first angle θ1. The right end surface of the ring gear tooth 31b is formed as two inclined chamfer surfaces 31c and 31c. These chamfer surfaces 31 c and 31 c are formed symmetrically with respect to the axial center line, and are set at the same inclination angle as the chamfer surfaces 23 b and 23 b of the second spline teeth 23.
[0033]
Furthermore, three key-shaped convex portions 31d are formed on the outer peripheral surface of the outer ring 31, and each convex portion 31d is arranged every 120 ° along the circumferential direction. Further, as shown in FIG. 7, the three convex portions 31d are respectively engaged with the three notched grooves 19b of the hub 19, and the circumferential width of each convex portion 31d is between the side walls of the notched grooves 19b. It is set to a value smaller than the width of. As a result, the relative rotation of the outer ring 31 with respect to the hub 19 is a predetermined value equal to ½ of the second angle θ2 in both swings (both sides) with respect to the center position between the second spline teeth 23, 23. It is regulated within the rotation range. Further, the convex portion 31d and the notch groove 19b are arranged such that each ring gear tooth 31b is positioned at the center between the two adjacent second spline teeth 23, 23 when the outer ring 31 is positioned at the center of the rotation range. Is arranged. As described above, when the sleeve 20 slides toward the blocking ring 30, the ring gear teeth 31 b abut against one of the two second spline teeth 23, 23 without abutting against the first spline teeth 22 and mesh with each other. .
[0034]
The sync spring 40 is disposed between the outer ring 31 and the hub 19 and is supported by the convex portion 31 d of the outer ring 31. As shown in FIG. 2, when the 3-4 speed synchronizer 1b is in the neutral state and the sleeve 20 is in the neutral position, the sync spring 40 is not in contact with the first spline teeth 22 of the sleeve 20. Retained.
[0035]
On the other hand, the main shaft side forward third-speed gear 15a includes a base portion 150 on which transmission gear teeth are formed, and a cylindrical portion 151 projecting from the hub 19 to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 151. A tapered surface 156 is in contact with the tapered surface 32 b on the inner periphery of the ring 32. In addition, on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 151, dog-tooth gear teeth 152 are arranged at predetermined third angles θ3 (see FIG. 3) along the circumferential direction. The value is set equal to the first angle θ1.
[0036]
The gear tooth 152 includes a chamfer 153 at the right end thereof, and the chamfer 153 has two inclined main and sub chamfer surfaces 154 and 155 which are formed in an asymmetrical manner with respect to the axial center line. The area of the main chamfer surface 154 is set to a value larger than the area of the sub chamfer surface 155. These main and sub chamfer surfaces 154 and 155 have the same inclination angle as the main and sub chamfer surfaces 22 b and 22 c of the first spline teeth 22, and the main chamfer surfaces 154 and 22 b are in relation to the rotation direction of the main shaft 11. They are positioned on opposite sides of each other and are arranged so as to come into contact with each other from the side of the sub chamfer surfaces 155 and 22c when a synchronous displacement occurs.
[0037]
Further, a convex portion 33c is formed at the left end portion of the tapered cone 33 so as to protrude toward the main shaft side forward third speed gear 15a, and this convex portion 33c is formed on the cylindrical portion 151 of the main shaft side forward third speed gear 15a. Engaging with the recess 157. Thereby, when the main shaft side forward third gear 15a rotates relative to the main shaft 11, the tapered cone 33 rotates integrally with the main shaft side forward third gear 15a.
[0038]
Next, the synchronization operation of the 3-4 speed synchronizer 1b configured as described above will be described with reference to FIGS. Both figures show an operation example when shifting up from a forward low speed gear stage such as a forward second gear stage to a forward third gear stage.
[0039]
As shown in FIG. 9A and FIG. 2, when the shift lever 9 is in the neutral position, the first and second spline teeth 22 and 23 are both connected to the sync spring 40 when the sleeve 20 is in the neutral position. Since the spring force of the synchro spring 40 does not act on the outer ring 31 because it is not in contact with the outer ring 31, the outer ring 31, the inner ring 32, and the tapered cone 33 are held in a relatively rotatable state. Therefore, while the outer ring 31 and the inner ring 32 rotate integrally with the hub 19, the tapered cone 33 rotates integrally with the main shaft side forward third speed gear 15 a, but at this time, relative rotation with respect to both the rings 31 and 32. By being held in a possible state, no synchronization operation occurs.
[0040]
Further, during the shift up, due to the gear ratio, as shown in FIG. 8 (a), the rotational speed N1 of the main shaft 11, that is, the spline teeth 22 and 23 of the sleeve 20, is the main shaft side forward third gear 15a. That is, the value is larger than the rotational speed N2 of the gear teeth 152.
[0041]
From this state, as shown in FIG. 9B, when the sleeve 20 is pressed and slid by the shift fork 24 toward the main shaft side forward third gear 15 a, the first spline teeth 22 are interposed via the sync spring 40. Then, the blocking ring 30 is pressed toward the main shaft side forward third gear 15a. As a result, the pressing force is transmitted through the two tapered surfaces that are in contact with each other, so that the outer ring 31 and the tapered cone 33, the tapered cone 33 and the inner ring 32, and the inner ring 32 are connected. A frictional force is generated between the main shaft side forward third gear 15a and the cylindrical portion 151, and the outer ring 31 rotates. As a result, the second spline teeth 23 come into contact with the chamfer surface 31c of the ring gear teeth 31b at the chamfer surface 23b (FIG. 8B), so that the blocking ring 30 moves toward the main shaft side forward third gear 15a. Furthermore, it becomes possible to press, and the said friction force increases (boke function of the synchronizer 1).
[0042]
By the synchronous operation as described above, as shown in FIG. 8 (b), the main shaft 11 and the main shaft side forward third speed gear 15a are synchronized with each other, the rotational speed N1 of the first and second spline teeth 22, 23, and the gear The rotational speed N2 of the tooth 152 becomes the same value.
[0043]
Thus, from the state where the main shaft 11 and the main shaft side forward third gear 15a are synchronized, as shown in FIG. 9C, the sleeve 20 scrapes the gear teeth 31b of the outer ring 31 with its second spline teeth 23. When sliding further toward the main shaft side forward third gear 15a, the two second spline teeth 23, 23 move to a position where the ring gear teeth 31b are sandwiched, and these mesh with each other (FIG. 8 (c)). At that time, after synchronization of the main shaft 11 and the main shaft side forward third gear 15a, the torque of the drive system 2 that has been operating until then is released due to the torsional vibration generated by the synchronization of the synchro device 1b. As shown in FIG. 8C, the rotational speed N2 of the gear teeth 152 may be temporarily higher than the rotational speed N1 of the spline teeth 22 and 23. In that case, when the sleeve 20 slides to the main shaft side forward third gear 15a side and the first spline teeth 22 contact the sub chamfer surface 155 side of the gear teeth 152 from the sub chamfer surface 22c side, The first spline teeth 22 may be repelled by the gear teeth 152 without being engaged with each other (a two-stage entering phenomenon).
[0044]
Even if such a state occurs, the first spline teeth 22 are arranged for each first angle θ1 corresponding to a value that is three times the second angle θ2 that is the pitch of the spline teeth 21. The distance by which the sleeve 20 slides toward the main shaft side forward third gear 15a before the one spline tooth 22 comes into contact with the gear tooth 152 can be secured longer than the conventional one. When the tooth 152 comes into contact with the tooth 152 next time, the probability of being locked to the tooth 152 can be remarkably increased. Accordingly, when the sleeve 20 further slides toward the main shaft side forward third gear 15a, the first spline teeth 22 abut against the gear teeth 152 and are locked thereto (FIGS. 8D and 9D). ). As a result, as shown in FIG. 8D, the main shaft 11 and the main shaft side forward third gear 15a are synchronized again, and the rotational speed N1 of the first and second spline teeth 22 and 23 and the rotation of the gear teeth 152 are synchronized. The speed N2 becomes the same value again.
[0045]
As the sleeve 20 slides toward the main shaft side forward third gear 15a, the adjacent first and second spline teeth 22 and 23 are geared as shown in FIGS. 8 (e) and 9 (e). It moves to the position where the tooth 152 is sandwiched, and these mesh with each other. As described above, the main shaft side forward third speed gear 15a is connected to the main shaft 11, and the synchronization operation is completed.
[0046]
According to the synchro device 1 of this embodiment described above, the first spline teeth 22 are arranged for each first angle θ1 corresponding to a value that is three times the second angle θ2 that is the pitch of the spline teeth 21. Therefore, during the synchronous operation, when the first spline teeth 22 come into contact with the gear teeth 152, the torsional vibration generated by the torque of the drive system 2 acting so far being released by the synchronization of the synchronizer 1b, etc. Because of this, the synchronization between the main shaft 11 and the main shaft side forward third gear 15a is temporarily broken, so that even if the first spline teeth 22 are repelled by the gear teeth 152 at the first contact, the first spline teeth The distance by which the sleeve 20 slides toward the main shaft side forward third gear 15a before the next contact of the gear teeth 152 with the gear teeth 152 can be ensured, so that the first spline teeth 22 can move to the gear teeth 15. When it comes into contact with 2 next time, the probability of being locked by this can be remarkably increased. As a result, the synchronization operation can be completed more quickly and reliably than before, and the merchantability can be improved.
[0047]
Further, since the convex portion 31b of the outer ring 31 is engaged with the notch groove 19b of the hub 19, the first spline is detected when the sleeve 20 slides to the main shaft side forward third gear 15a side during the synchronous operation. Since the teeth 22 abut on the gear teeth 152 without contacting the ring gear teeth 31b, the tip of the first spline teeth 22 on the gear teeth 152 side can be arranged as close as possible to the gear teeth 152. The time from the start until the first spline teeth 22 abut against the gear teeth 152 can be shortened, whereby the synchronization operation can be completed more quickly. At the time of this contact, the first spline teeth 22 and the gear teeth 152 are arranged so as to contact each other from the side of the sub chamfer surfaces 22c and 155, so that the time until the completion of the synchronization operation can be further shortened.
[0048]
Furthermore, since the number of gear teeth 152 is set to be the same as that of the first spline teeth 22 and the gear teeth 152 corresponding to the second spline teeth 23 are omitted, the main spindle side forward third speed gear 15a is reduced in weight accordingly. In addition, the manufacturing cost can be reduced.
[0049]
In addition, it cannot be overemphasized that the number, shape, and arrangement | positioning of various gear teeth 22,23,31b, 152 mentioned above can be suitably changed not only in the example of embodiment. For example, the first spline teeth 22 and the gear teeth 152 may be configured to have a chamfer having only the main chamfer surface without a sub chamfer surface, and have the same symmetrical shape as the second spline teeth 23 in the axial direction. It may be configured to have a chamfer.
[0050]
Further, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 10, in the main shaft side forward third speed gear 15 a, the gear teeth 158 are located farther from the blocking ring 30 than the gear teeth 152 and between the adjacent gear teeth 152, 152. , Each second angle θ2 may be arranged. If it does in this way, while the main shaft side advance 3rd speed gear 15a can be more firmly connected to the main shaft 11 by the synchronizer 1, the durability of the gear teeth 152 can be improved.
[0051]
Further, as shown in FIG. 11, three second spline teeth 23 are provided at equal intervals between two adjacent first spline teeth 22, 22, and at positions facing the three second spline teeth 23. Two ring gear teeth 31b and 31b meshing with these may be provided.
[0052]
Further, the embodiment is an example in which the synchro device 1 of the present invention is applied to the manual transmission 8 of the drive system 2 of the vehicle. Needless to say, this is applicable. For example, the synchro device 1 of the present invention may be applied to a power system of a marine internal combustion engine.
[0053]
The embodiment is an example in which the synchronization device of the present invention is applied to a multi-cone type, but the synchronization device of the present invention can also be applied to a single-cone type.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the synchronization device of the present invention, the synchronization operation between the two rotating bodies can be completed more quickly and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram showing a schematic configuration of a synchronizing device according to an embodiment of the present invention and a drive system of a vehicle to which the synchronizing device is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a synchro device in a neutral state.
FIG. 3 is a plan view of a cross-sectional view broken along the circumferential direction at the position of line AA in FIG.
FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of a sleeve.
5A is a front view showing a schematic configuration of a hub, and FIG. 5B is a view taken along the line BB in FIG.
6A is a front view showing a schematic configuration of an outer ring of a blocking ring, and FIG. 6B is a view taken along the line CC in FIG.
7A is a front view showing an outer ring and a hub in a state where it is incorporated in a synchronizer, and FIG. 7B is a view taken along the line DD of FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a synchronization operation when the sync device is upshifted.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a synchronous operation when the sync device is upshifted.
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the synchro device.
FIG. 11 is a diagram showing another modification of the synchro device.
[Explanation of symbols]
      1 Synchro device
      1a 1-2 speed synchronizer (synchronizer)
      1b Synchronizer for 3-4 speed (synchronizer)
      1c 5-speed synchronizer (synchronizer)
    11 Spindle (first rotating body)
    15a Main shaft side forward third gear (second rotating body)
    152 gear teeth
    153 Chamfa
    154 Main chamfa face
    19 Hub (first rotating body)
    19b Notch groove (Regulator)
    20 sleeve
    21 spline teeth
    22 First spline teeth
    22a Chanfa
    22b Main chamfa face
    23 Second spline teeth
    24 shift fork
    31 Outer ring (ring)
    31b Ring gear teeth
    32 Inner ring (ring)
    33 Tapered cone (second rotating body)
    θ1 1st angle
    θ2 Second angle
    θ3 3rd angle
    θ4    4th angle

Claims

In order to transmit torque between the first rotating body and the second rotating body that are spaced apart from each other and are rotatable about the same axis, the first and second rotating bodies are synchronized with each other. A synchronization device that performs synchronized operation to be coupled,
A plurality of spline teeth arranged along the circumferential direction on the inner circumferential surface, and rotates integrally with the first rotator by a spline fit with the first rotator via the plurality of spline teeth; A sleeve slidable in the axial direction with respect to the first rotating body;
A pressing means for sliding the sleeve by pressing the sleeve toward the second rotating body during the synchronization operation;
The second rotating body is rotatably provided between the first rotating body and the second rotating body, and when the sleeve slides toward the second rotating body, the second rotating body is caused by friction with the second rotating body. A ring that synchronizes with the rotating body,
With
The plurality of spline teeth of the sleeve are:
A plurality of first spline teeth provided at predetermined first angles on the inner peripheral surface of the sleeve;
Between two adjacent ones of the plurality of first spline teeth, a predetermined second angle smaller than the predetermined first angle is provided to be spaced apart from each other, and the tip on the second rotating body side is the A plurality of second spline teeth arranged so as to be separated from the second rotating body rather than the tips of the plurality of first spline teeth,
The ring is
Arranged on the outer circumferential surface of the ring at predetermined fourth angles equal to the predetermined first angle along the circumferential direction, and meshes with the plurality of spline teeth when the sleeve slides toward the second rotating body. Having a plurality of ring gear teeth,
The second rotating body is
Are arranged in each said third angle to the outer circumferential surface along the circumferential direction of a predetermined equal to the predetermined first magnitude KuKatsu of the predetermined than the second angle of the angle and the predetermined fourth angle of the second rotary member, The ring is disposed at a position farther from the first rotating body than the plurality of ring gear teeth of the ring, and contacts the plurality of first spline teeth when the sleeve slides toward the second rotating body. A plurality of gear teeth that mesh with the plurality of spline teeth;
The first rotating body includes:
Having a restricting portion that engages with the ring and restricts relative rotation of the ring with respect to the first rotating body within a predetermined rotation range;
The predetermined rotation range is such that each of the plurality of ring gear teeth is positioned between two adjacent first spline teeth and adjacent when the sleeve slides toward the second rotating body. A synchronizer that is set in a range that meshes with only the two second spline teeth.

Each of the first spline teeth and the gear teeth includes a chamfer formed at an abutting end portion including a main chamfer surface and asymmetrically with respect to an axial center line;
The chamfers are arranged such that the main chamfer surfaces are located on opposite sides of the rotation direction and are in contact with each other from the opposite side to the main chamfer surfaces during a synchronous operation. Item 2. The synchronization device according to Item 1.