JP4927001B2 - Transmission synchromesh mechanism - Google Patents
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本発明は車両などに用いられる変速機のシンクロメッシュ機構に関し、より詳細にはマルチコーン構造のシンクロメッシュ機構に関する。 The present invention relates to a synchromesh mechanism for a transmission used in a vehicle or the like, and more particularly to a synchromesh mechanism having a multi-cone structure.
車両用変速機の一種に、所定の変速比を実現する複数組の変速ギヤ対と、いずれかの変速ギヤ対を選択し駆動側と従動側とを同期させた後に動力を伝達するように結合するシンクロメッシュ機構と、シンクロメッシュ機構を操作する手動操作部またはアクチュエータ操作部と、を備えた同期噛合式変速機がある。シンクロメッシュ機構では、駆動側と従動側とに相補的なテーパ形状の内周コーン部と外周コーン部とを設け、両者を摺接することで同期を達成するテーパコーンクラッチを構成することが一般的である。また、同期容量を増大させ、変速操作をスムースにして同期時間を短縮するために、複数のシンクロナイザリングを設けて複数のコーン面で摺接するようにしたマルチコーン構造を用いる場合もある。 Coupled to a type of vehicle transmission to transmit power after selecting multiple transmission gear pairs to achieve a predetermined transmission ratio and selecting either transmission gear pair to synchronize the drive side and the driven side. There is a synchronous mesh transmission that includes a synchromesh mechanism that operates and a manual operation unit or an actuator operation unit that operates the synchromesh mechanism. In the synchromesh mechanism, it is common to construct a tapered cone clutch that achieves synchronization by providing complementary tapered inner and outer cones on the drive side and driven side, and sliding them together It is. In some cases, a multi-cone structure is used in which a plurality of synchronizer rings are provided so as to be in sliding contact with a plurality of cone surfaces in order to increase the synchronization capacity, to make the speed change operation smooth and to shorten the synchronization time.
本願出願人は、このマルチコーン構造のシンクロメッシュ機構の一例を、特許文献1のマルチコーン型同期装置に開示している。特許文献1の同期装置は、シャフト上に組付けたクラッチハブとギヤとの間に、3個のシンクロナイザリングすなわちアウタリング、ミドルリング、及びインナリングを同軸内外に配置し、アウタリング及びインナリングをクラッチハブに連結し、ミドルリングをギヤに連結し、この3個のリングで複数のテーパコーンクラッチを構成している。また、アウタリングを押圧操作する部材として、軸方向に移動可能なハブスリーブを例示している。
The applicant of the present application discloses an example of the multi-cone structure synchromesh mechanism in the multi-cone synchronizer of
マルチコーン構造のシンクロメッシュ機構では、動力を伝達しないときに回転軸と変速ギヤとが遊転できるように3個のリング部材の間には通常クリヤランスを設けるようにしている。また、動力を伝達するときに摩擦が生じて両者が同期回転するように、リング部材は相対変位可能としている。例えば、インナリングの相対変位を可能とするために、連結爪部及び係合孔を設ける。連結爪部は、インナリングの小径側端面から軸方向に延設される略板状の部材であり、周方向に3箇所程度設けるのが一般的である。そして、ハブまたはアウタリングに係合孔を設け、連結爪部がクリヤランスを有して嵌合するように構成する。インナリングはハブとともに回転し、ハブに対してクリヤランス分だけ相対変位し得るようになっている。同様に、ミドルリングが変速ギヤとともに回転し、かつ変速ギヤに対して相対変位し得るように構成することができる。
ところで、上述のマルチコーン構造のシンクロメッシュ機構において、クリヤランスを有する3個のシンクロナイザリングは厳密な姿勢及び相互の位置関係が定まらず、特に同軸内外配置の中間に位置するミドルリングが回転軸に対して傾斜する場合がある。ミドルリングが傾斜した状態で同期操作の荷重が加えられると、軸方向に部分的に突出した小径側端面がインナリングの連結爪部に摺接することが起こり得る。つまり、ミドルリングの内周側の内周コーン部の一部分と連結爪部の外面とがわずかな対向面積で摺接して偏摩耗が生じ、荷重が大きい場合には焼付きが発生するおそれがある。また、焼付きに至らないまでもミドルリングの内周コーン部が荒れるため、機能低下や寿命短縮のおそれがある。 By the way, in the above-mentioned multi-cone structure synchromesh mechanism, the three synchronizer rings having the clearance are not strictly positioned and the mutual positional relationship is determined. May tilt. When a synchronous operation load is applied in a state where the middle ring is inclined, it is possible that the small-diameter side end face partially protruding in the axial direction is in sliding contact with the connecting claw portion of the inner ring. That is, a part of the inner peripheral cone part on the inner peripheral side of the middle ring and the outer surface of the coupling claw part are in sliding contact with each other with a slight facing area, and uneven wear occurs, and seizure may occur when the load is large. . Moreover, since the inner peripheral cone part of the middle ring is roughened even before seizure occurs, there is a risk that the function may be reduced or the life may be shortened.
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、ミドルリングが傾斜した状態で同期操作の荷重が加えられても内周側の内周コーン部に偏摩耗が生じず、従来よりも信頼性を高めた変速機のシンクロメッシュ機構を提供する。 The present invention has been made in view of the above background, and even when a synchronous operation load is applied in a state where the middle ring is inclined, uneven wear does not occur in the inner peripheral cone portion, which is more reliable than in the past. To provide a synchromesh mechanism for a transmission with improved speed.
本発明の変速機のシンクロメッシュ機構は、外周に突設されたハブを有する回転軸と、該回転軸の該ハブの隣に遊転可能に設けられる変速ギヤと、該ハブと該変速ギヤとの間に配置されてテーパ筒形状の外周側に第1外周コーン部を有し内周側に第2内周コーン部を有するとともに大径側端面で該変速ギヤに連結されるミドルリングと、該ミドルリングの外周に配置されて該第1外周コーン部に摺接可能な第1内周コーン部を有するとともに小径側端面で該ハブに連結されるアウタリングと、該ミドルリングの内周に配置されて該第2内周コーン部に摺接可能な第2外周コーン部を有するとともに小径側端面から軸方向に延設されて前記ハブまたは前記アウタリングに連結される連結爪部を有するインナリングと、該ハブの外周に配置され軸方向に操作されることにより該アウタリングを軸方向に駆動して該第1内周コーン部と該第1外周コーン部とを摺接させさらに該第2内周コーン部と該第2外周コーン部とを摺接させるスリーブと、を備える変速機のシンクロメッシュ機構であって、前記インナリングの前記連結爪部はその外面側に、前記ミドルリングが傾斜したときに該ミドルリングの小径側端面が摺接する傾斜面をもつことを特徴とする。 A synchromesh mechanism for a transmission according to the present invention includes a rotating shaft having a hub projecting on the outer periphery, a transmission gear provided to be free to rotate next to the hub of the rotating shaft, the hub and the transmission gear, A middle ring that is disposed between and has a first outer peripheral cone portion on the outer peripheral side of the tapered cylindrical shape, a second inner peripheral cone portion on the inner peripheral side, and connected to the transmission gear on the large-diameter side end surface; An outer ring disposed on the outer periphery of the middle ring and having a first inner peripheral cone portion slidably contacting the first outer peripheral cone portion and coupled to the hub at a small-diameter end surface; and an inner periphery of the middle ring Inner having a second outer peripheral cone portion that is arranged and slidably contacted with the second inner peripheral cone portion, and has a connecting claw portion that extends in the axial direction from the end surface on the small diameter side and is connected to the hub or the outer ring. A ring and a shaft arranged on the outer periphery of the hub The outer ring is driven in the axial direction to drive the outer ring in the axial direction to bring the first inner cone portion and the first outer cone portion into sliding contact, and the second inner cone portion and the second outer cone. A synchromesh mechanism of a transmission comprising a sleeve that is in sliding contact with the portion, wherein the connecting claw portion of the inner ring is on the outer surface side thereof, and the end surface on the small diameter side of the middle ring when the middle ring is inclined It has the characteristic that it has the inclined surface which slidably contacts.
さらに、前記インナリングの前記連結爪部は、前記傾斜面の底から離れる方向に厚さが増加する緩斜面を有し、該傾斜面と該緩斜面とでV字溝を形成する、ことが好ましい。 Furthermore, the connecting claw portion of the inner ring has a gentle slope whose thickness increases in a direction away from the bottom of the slope, and the slope and the slope form a V-shaped groove. preferable.
また、前記連結爪部の前記傾斜面に摺接する前記ミドルリングの前記小径側端面の内周側は、面取り加工された面取り端部あるいは丸みを有する丸み端部とされている、ことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the inner peripheral side of the small diameter side end surface of the middle ring that is in sliding contact with the inclined surface of the connecting claw portion is a chamfered chamfered end portion or a rounded end portion having roundness.
また、前記インナリングは内周側に第3内周コーン部を有し、前記変速ギヤは該第3内周コーン部に摺接可能な第3外周コーン部を有する、ことでもよい。 Further, the inner ring may have a third inner peripheral cone portion on the inner peripheral side, and the transmission gear may have a third outer peripheral cone portion capable of sliding contact with the third inner peripheral cone portion.
本発明の変速機シンクロメッシュ機構では、インナリングの連結爪部の外面側に傾斜面を設け、ミドルリングが傾斜したときにその小径側端面で傾斜面に摺接するようにした。したがって、ミドルリングの内周側の第2内周コーン部は連結爪部に摺接せず、コーン面に偏摩耗は生じない。これにより、焼付きや荒れを防止して同期性能を維持することができ、従来よりも機構の信頼性を高めることができる。さらに、傾斜面と緩斜面とでV字溝を形成した態様では、より確実にミドルリングの第2内周コーン部をインナリングの連結爪部から離隔することができる。 In the transmission synchromesh mechanism of the present invention, an inclined surface is provided on the outer surface side of the connecting claw portion of the inner ring, and when the middle ring is inclined, the end surface on the small diameter side is in sliding contact with the inclined surface. Therefore, the second inner peripheral cone portion on the inner peripheral side of the middle ring does not slide in contact with the connecting claw portion, and uneven wear does not occur on the cone surface. Thereby, seizure and roughening can be prevented and synchronization performance can be maintained, and the reliability of the mechanism can be improved as compared with the conventional case. Further, in the aspect in which the V-shaped groove is formed by the inclined surface and the gentle inclined surface, the second inner peripheral cone portion of the middle ring can be more reliably separated from the connecting claw portion of the inner ring.
また、ミドルリングの小径側端面の内周側を面取り端部あるいは丸み端部とした態様では、連結爪部の傾斜面とミドルリングの小径側端面との摺接によるストレスを緩和することができる。 Moreover, in the aspect which made the inner peripheral side of the small diameter side end surface of the middle ring a chamfered end portion or a rounded end portion, it is possible to relieve stress due to sliding contact between the inclined surface of the coupling claw portion and the small diameter side end surface of the middle ring. .
本発明を実施するための最良の形態を、図1〜図6を参考にして説明する。図1は本発明の実施例の変速機のシンクロメッシュ機構を説明する軸方向断面図である。実施例のシンクロメッシュ機構1は、回転軸2、変速ギヤ3、ミドルリング4、アウタリング5、インナリング6、スリーブ7からなり、回転速度の異なる回転軸2と変速ギヤ3とをトリプルコーン構造により同期させた後に結合させるものである。図示されるように、シンクロメッシュ機構1は回転軸2の軸心Aを中心にして、概ね軸対称に構成されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an axial sectional view for explaining a synchromesh mechanism of a transmission according to an embodiment of the present invention. The
回転軸2は、変速機の入力軸または出力軸であり、カウンター軸であってもよい。図示されるように、回転軸2の外周には幅広の鍔状のハブ21が一体的に突設され、ハブ21の外周には外スプライン22が形成されている。また、回転軸2の中心には潤滑油を供給するための軸方向油路25が設けられ、軸方向油路25から径方向に2本の径方向油路26、27が分岐して回転軸2の外周に開いている。第1の径方向油路26は、3個のリング4、5、6が互いに摺接するコーン面を潤滑するためのものであり、第2の径方向油路27は、変速ギヤ3を軸支するニードルベアリング部31を潤滑するためのものである。
The rotating
変速ギヤ3は、回転軸2のハブ21の軸方向図中右隣に配置され、前述のようにニードルベアリング部31により遊転可能に保持されている。変速ギヤ3の外周には図略の他のギヤに噛合する歯32が設けられ、左側面にはギヤピース33が一体に設けられている。ギヤピース33の外周には、ハブ21の外スプライン22と同径同ピッチの外スプライン34が形成されている。ギヤピース33の図中左側面の周方向の3箇所にはそれぞれ、ミドルリング5を連結保持する係合部35が形成されておいる。また、ギヤピース33の左側面内周から左方に向けてテーパ筒形状の摺接部36が突設されている。摺接部36の外周側には、第3外周コーン部37が形成されている。
The
ハブ21とギヤピース33との間で摺接部36の外周には、内側から順番にインナリング6、ミドルリング4、アウタリング5、が設けられている。これらは、一般的にはシンクロナイザリングと総称されるものである。図2は、3個のシンクロナイザリング4〜6が互いに摺接する摺接部位を説明する拡大断面図である。
An
ミドルリング4は、図2に示されるようにテーパ筒形状で、その外周側に第1外周コーン部41を有し内周側に第2内周コーン部42を有している。また、ミドルリング4の図中右側の大径側端面43の周方向の3箇所からそれぞれ、連結爪部44が右方に向けて延設されている。連結爪部44はギヤピース33の係合部35にクリヤランスを有して嵌合し、連結されている。したがって、ミドルリング4は、ギヤピース33とともに回転し、かつギヤピース33に対して相対変位可能であり、ミドルリング4がギヤピース33に対して傾斜する場合も起こり得る。なお、ミドルリング4の図中左側の小径側端面45の内周側は、面取り加工されて、本発明の面取り端部に相当する面取り傾斜面46が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
アウタリング5は、ミドルリング4の外周に配置されて、テーパ筒形状の本体部51を有する部材である。本体部51の内周側には第1内周コーン部52が形成され、第1内周コーン部52はミドルリング4の第1外周コーン部41に摺接可能とされている。本体部51の図中右側から径方向外向きに外鍔状部53が突設されており、外鍔状部53の外縁にはハブ21の外スプライン22と同径同ピッチの外スプライン54が形成されている。外鍔状部53の図中左側の周方向3箇所にはそれぞれ、後述のシンクロキー72が当接する被押圧部55が形成されている。本体部51の図中左側から径方向内向きに内鍔状部56が突設されており、内鍔状部56の周方向の3箇所にはそれぞれ係合孔57が形成されている。内鍔状部56は、ハブ21の左側の凹部23にクリヤランスを有して保持されている。したがって、アウタリング5は、ハブ21とともに回転し、かつハブ21に対して相対変位可能となっている。
The
インナリング6は、ミドルリング4の内周に配置されるテーパ筒形状の部材である。インナリング6の外周側には第2外周コーン部61が形成され、第2外周コーン部61はミドルリング4の第2内周コーン部42に摺接可能とされている。インナリング6の内周側には第3内周コーン部62が形成され、第3内周コーン部62はギヤピース33の摺接部36の第3内周コーン部37に摺接可能とされている。インナリング6の図中左側の小径側端面63の周方向の3箇所からそれぞれ、連結爪部64が左方に向けて延設されている。連結爪部64は、アウタリング5の内鍔状部56の係合孔57にクリヤランスを有して嵌合し、連結されている。したがって、インナリング6はアウタリング5及びハブ21とともに回転し、かつアウタリング5及びハブ21に対して相対変位可能となっている。そして、連結爪部64の外面側には、V字溝65が形成されている。
The
図3は、インナリング6の連結爪部64の外面側に形成されたV字溝65を説明する拡大図である。V字溝65は、図示されるように図中左側が高く右側が低い傾斜面66と、傾斜面66の右側の底67から軸方向右側に離れる方向に厚さが増加して徐々に高くなる緩斜面68とにより形成されている。緩斜面68の傾きは、概ね第2外周コーン部61の傾きに一致している。
FIG. 3 is an enlarged view for explaining the V-shaped
図1に戻り、スリーブ7は内スプライン71を有し、ハブ21の外周の外スプライン22に嵌合して、軸方向左右に移動可能とされている。スリーブ7の内スプライン71は、軸方向右側に移動することにより、アウタリング5の外スプライン54及びギヤピース33の外スプライン34にも嵌合するようになっている。スリーブ7の内周とハブ21との間には周方向の3箇所に空隙が設けられ、各空隙にシンクロキー72が配設されている。シンクロキー72は、付勢ばね73により径方向外向きに付勢されるとともに、軸方向左右に移動できるようになっている。
Returning to FIG. 1, the
スリーブ7及びシンクロキー72は周知の一般的な構造を有しており、機能の概要は以下のとおりである。すなわち、図略の操作部によりスリーブ7が軸方向右側に操作されると、始めはシンクロキー72が一緒に移動してアウタリング6の被押圧部55に当接し、これを押圧する。アウタリング6は右方向に駆動されて、その第1内周コーン部52がミドルリング4の第1外周コーン部41に摺接する。この摺接によりミドルリング6は右方向に駆動されて、第2内周コーン部42がインナリング6の第2外周コーン部に摺接する。さらに、インナリング6も右方向に駆動されて、第3外周コーン部62がギヤピース33の第3外周コーン部37に摺接する。以上3箇所のコーン面における摺接により、回転軸2と変速ギヤ3との同期が短時間で達成される。同期後は、スリーブ7のみが軸方向に移動してアウタリング5及びギヤピース33の外スプライン54、34に嵌合結合し、確実に動力を伝達するようになっている。
The
次に、実施例のシンクロメッシュ機構1の動作及び作用について、従来構成と比較しながら説明する。前述したように3個のシンクロナイザリング4、5、6は相対変位し得るので、常に回転軸2と平行な姿勢を維持し、それぞれの内外周コーン面が全面で摺接するとは限らない。図4は、回転軸2に対してミドルリング5が傾斜した状態を例示する断面図である。この例では、傾斜したミドルリング5の上部の小径側端面45Hが図中左方に突出し、下部の小径側端面45Lが図中右方に退いた状態で、アウタリング5及びインナリング6は傾斜せず回転軸2と平行な姿勢を保っている。図4の状態では、ミドルリング4の第2内周コーン部41とインナリング6の第2外周コーン面61とは、全面では摺接できない。そして、ミドルリング4がインナリング6の連結爪部64に摺接することが起こり得る。
Next, the operation and action of the
図5は、図4における傾斜したミドルリング4と連結爪部64との摺接状態を示す拡大図である。図示されるように、ミドルリング4はその小径側端面45Hの内周側の面取り傾斜面46で、連結爪部64の傾斜面66に摺接する。この状態で、同期操作の荷重F1が加えられても、荷重F1は面取り傾斜面46及び傾斜面66を押し合う方向に作用する。したがって、ミドルリング4の第2内周コーン部41に荷重F1が作用することはなく、第2内周コーン部41の一部が連結爪部64に摺接して偏摩耗を生じることもない。
FIG. 5 is an enlarged view showing a sliding contact state between the inclined
なお、傾斜面66の反対側に緩斜面68を設けてV字溝65としたことで、より確実にミドルリングの第2内周コーン部41を離隔することができる。さらに、ミドルリング4に面取り傾斜面46を設けたことにより、鋭利なエッジでの摺接によるストレスを緩和することができる。面取り傾斜面46に代えて丸みを有する丸み端部としても、同様にストレスを緩和する効果が得られる。
In addition, by providing the gentle
これに対し、従来構成においてミドルリング4が傾斜した場合の作用を、図6を参考にして説明する。図6は、従来構成において、傾斜したミドルリング4と連結爪部64との摺接状態を示す図である。従来構成では、連結爪部64の外面は平面69となっている。このため、ミドルリング4はその面取り傾斜面46、第2内周コーン部41、及び両者の境界線で連結爪部64の平面69に摺接する。この状態で、同期操作の荷重F2が加えられると、荷重F2は第2内周コーン部41及び平面69を押し合う方向に作用する。したがって、ミドルリング4の第2内周コーン部41に荷重F2が作用して偏摩耗が生じ、荷重F2が大きい場合には焼付きが発生するおそれがある。
On the other hand, the operation when the
以上説明したように、本実施例のシンクロメッシュ機構1では連結爪部64の外面にV字溝65を設けたので、ミドルリング4が傾斜した場合にも第2内周コーン部41は連結爪部64に摺接せず、偏摩耗を生じることもない。したがって、従来よりも信頼性を高めることができた。なお、ギヤピース33の第3外周コーン部37及び、インナリング6の第3内周コーン部62は必須ではなく、本発明はダブルコーン構造でも実施可能である。
As described above, in the
1:変速機のシンクロメッシュ機構
2:回転軸
21:ハブ 22:外スプライン 23:凹部
3:変速ギヤ
33:ギヤピース 35:係合部
4:ミドルリング
41:第1外周コーン部 42:第2内周コーン部
43:大径側端面 44:連結爪部
45、45H、45L:小径側端面 46:面取り傾斜面(面取り端部)
5:アウタリング
52:第1内周コーン部 57:係合孔
6:インナリング
61:外周コーン部 63:小径側端面
64:連結爪部 65:V字溝
66:傾斜面 67:傾斜面の底 68:緩斜面
7:スリーブ
72:シンクロキー
1: Transmission synchromesh mechanism 2: Rotating shaft
21: Hub 22: Outer spline 23: Concave portion 3: Transmission gear
33: Gear piece 35: Engagement part
4: Middle ring
41: 1st outer periphery cone part 42: 2nd inner periphery cone part
43: Large diameter side end surface 44: Connection claw part
45, 45H, 45L: Small-diameter side end surface 46: Chamfered inclined surface (chamfered end)
5: Outering
52: 1st inner periphery cone part 57: Engagement hole 6: Inner ring
61: Outer cone part 63: Small diameter side end face
64: Connection claw part 65: V-shaped groove
66: inclined surface 67: bottom of inclined surface 68: gentle slope 7: sleeve
72: Synchro key
Claims (4)
前記インナリングの前記連結爪部はその外面側に、前記ミドルリングが傾斜したときに該ミドルリングの小径側端面が摺接する傾斜面をもつことを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構。 A rotating shaft having a hub projecting on the outer periphery, a transmission gear provided so as to be free to rotate next to the hub of the rotating shaft, and a tapered cylindrical outer periphery disposed between the hub and the transmission gear A middle ring that has a first outer cone part on the side and a second inner cone part on the inner circumference side and is connected to the transmission gear at the large-diameter side end face, and is disposed on the outer circumference of the middle ring and An outer ring connected to the hub at a small-diameter side end surface and having a first inner peripheral cone portion slidably contacted with the outer peripheral cone portion; An inner ring having a second outer peripheral cone portion that can be slidably contacted and extending in the axial direction from an end surface on the small diameter side and connected to the hub or the outer ring, and a shaft disposed on the outer periphery of the hub The outer ring when operated in the direction A transmission comprising a sleeve that is driven to slidably contact the first inner peripheral cone portion and the first outer peripheral cone portion, and further slidably contact the second inner peripheral cone portion and the second outer peripheral cone portion. A synchromesh mechanism,
The synchromesh mechanism for a transmission, wherein the connecting claw portion of the inner ring has an inclined surface on an outer surface side thereof, which is in contact with a small-diameter side end surface of the middle ring when the middle ring is inclined.
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