JP5297998B2 - 車両用変速機のシンクロ機構 - Google Patents
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Description
図1は、車両用変速機100に用いる本発明のシンクロ機構10を示す側断面図である。なお、以下の説明では、回転軸12の軸方向(図中矢印S方向)を単に軸方向と称し、回転軸12の回転方向(R方向)、周方向及び半径方向をそれぞれ単に回転方向、周方向、半径方向と称する。
シンクロ機構10は、回転軸12と一体的に回転するシンクロハブ20と、シンクロハブ20と同期回転するシンクロスリーブ30と、変速ギヤ14と一体的に回転する一対のクラッチギヤ40と、変速ギヤ14とシンクロハブ20との間に配設された一対のシンクロリング50とを備えている。シンクロリング50は、回転方向にシンクロハブ20に対して一定の回転自由度を持ちながらシンクロハブ20と一体的に回転する。シンクロリング50は、シンクロスリーブ30とクラッチギヤ40との回転を同期させる。
また、シンクロスリーブ30の内周面には、内歯スプライン34が形成されている。内歯スプライン34は、周方向に所定間隔おきに配列された多数の歯(第2係合歯)を有している。当該多数の歯の各々は、軸方向へ延びている。
内歯スプライン34は、複数対(本実施形態では3対)のシンクロリング50の位置規制用の歯(第1リング規制歯、以下、スリーブ側規制歯という)35と、当該3対のスリーブ側規制歯35以外の歯である駆動トルク伝達用の歯(駆動力伝達歯、以下、スリーブ側駆動歯という)36とを備えている。スリーブ側駆動歯36は、内歯スプライン34の周方向に亘って広範囲に配設されている一方、3対のスリーブ側規制歯35は、等間隔(本実施形態では120°間隔)おきに配設されている。ここで、各対のスリーブ側規制歯35は、各対のハブ側駆動短歯25を周方向に挟むように配設されている。また、各1本のスリーブ側駆動歯36が、各位置規制用凹部29における周方向の中央部に配設され、多数のスリーブ側駆動歯36が、ハブ側駆動長歯26と周方向へかけて交互に配列されている。
スリーブ側規制歯35の軸方向の長さは、スリーブ側駆動歯36の軸方向の長さよりも短くなっている。つまり、スリーブ側規制歯35の軸方向クラッチギヤ40側の端部は、スリーブ側駆動歯36の軸方向クラッチギヤ40側端部よりも軸方向におけるシンクロハブ20の中央側に配置され、スリーブ側規制歯35の軸方向シンクロハブ20側端部は、スリーブ側駆動歯36の軸方向シンクロハブ20側端部よりも変速ギヤ14側に配置されている。
ここで、スリーブ側駆動歯36のバックテーパ部38と、ギヤ側駆動歯46のバックテーパ部48とは、凹凸関係にある。このため、内歯スプライン34をギヤ側外歯スプライン44側へ移動させることにより、バックテーパ部38とバックテーパ部48とを互いに当接させて係合させることで、シンクロスリーブ30とクラッチギヤ40とを係合状態に保持する保持手段を構成する。
当該3個の位置規定用凸部53は、リング側外歯スプライン54よりシンクロハブ20側に、同期操作時のシンクロリング回転方向の位置を規定する位置規定用凹部29に対応して配設されている。位置規定用凸部53の周方向の幅は、位置規定用凹部29の周方向の幅より狭く設定されており、位置規定用凸部53は、位置規定用凹部29の中に周方向へ相対移動可能に配設されている。即ち、シンクロリング50は、位置規定用凸部53の幅と位置規定用凹部29の幅との差分だけシンクロハブ20に対して相対回転可能で一定の回転自由度を持ち、シンクロリング50とシンクロハブ20との相対位置は、位置規定用凸部53と位置規定用凹部29とにより規定される。尚、位置規定用凸部53と位置規定用凹部29とで、位置規定手段を構成する。
なお、ここで説明するチャンファ部57も前述のチャンファ部37と同様に偏心させた二つのチャンファ面からなるもの、もしくは、幅方向一端から他端へ傾斜した一つのチャンファ面からなるものとしてもよく、前述のチャンファ部47と同様に、対向するチャンファ部37に応じて設定してよい。
ここで、リング側規制歯55の軸方向の長さは、同期歯56の軸方向の長さよりも短くなっている。リング側規制歯55の軸方向シンクロハブ20側の端部は、同期歯56の軸方向シンクロハブ20の端部よりも軸方向シンクロハブ20側に配置されている。
ここで、リング側規制歯55は、同期歯56を、軸方向シンクロハブ20側に延長した構成となっている。リング側規制歯55の軸方向の全長は、L3であり、同期歯56の軸方向の全長は、L4である。リング側規制歯55の全長L3は、リング側規制歯55及び同期歯56の軸方向変速ギヤ14側の端部からハブ側駆動短歯25までの軸方向距離より短く設定されており、リング側規制歯55とハブ側駆動短歯25との動作干渉が防止されている。
また、リング側規制歯55の歯幅方向両側の側面(第3係合面、以下、係合面という)55Aは、互いに平行に形成され、同期歯56の周方向両側の側面(第2係合面、以下、係合面という)56Aは、互いに平行に形成されている。係合面55Aの軸方向長さL5は、係合面56Aの軸方向長さL6より長く設定されており、係合面55Aの軸方向シンクロハブ20側の端部は、側面56Aの軸方向シンクロハブ20側の端部よりも軸方向シンクロハブ20側に配置されている。また、リング側規制歯55と同期歯56とのチャンファ部57は、同一形状及び同一寸法である。
また、スリーブ側駆動歯36のバックテーパ部38のクラッチギヤ40側の端部からスリーブ側規制歯35のクラッチギヤ40側の端部までの軸方向の距離L7は、リング側規制歯55のシンクロハブ20側の端部から同期歯56のシンクロハブ20側の端部までの軸方向の距離(L3−L4)よりも長く設定されている。
次に、シンクロ機構10の同期操作について説明する。
この際、シンクロスリーブ30が、シンクロリング50のコーン面52をクラッチギヤ40のコーン面42により一層強い力で押圧させ、より一層大きいコーントルクを発生させる。当該状態において、シンクロリング50及びシンクロスリーブ30とクラッチギヤ40とは、同期操作を行う。そして、シンクロリング50及びシンクロスリーブ30とクラッチギヤ40との同期操作が完了してこれらの差回転が生じなくなると、コーントルクが消滅する。
そして、スリーブ側駆動歯36は、チャンファ部37の図中上側のチャンファ面からチャンファ部47の図中下側のチャンファ面に対して矢印R2方向の力を与えてクラッチギヤ40を矢印R2方向へ回転させながら、軸方向変速ギヤ14側へ移動する。この際、スリーブ側規制歯35は、係合面32をリング側規制歯55の係合面55Aに当接させた状態で軸方向変速ギヤ14側へ移動する。
ここで、図11には、シンクロ機構の一般的な構成として、シンクロスリーブ30の内歯スプライン34の歯を全てスリーブ側駆動歯36とし、シンクロリング50のリング側外歯スプライン54の歯を全て同期歯56とした比較例を示している。この図に示すように、当該比較例では、同期操作完了後、シンクロスリーブ30がシンクロリング50を押し分け、クラッチギヤ40と当接するまでの間で、回転方向がフリー(回転の自由度を持つ)となっているシンクロリング50が、引きずり抵抗や攪拌抵抗などのドラグトルク等で、シンクロスリーブ30に対し相対的にR2方向へ回転してしまうと、同期歯56がスリーブ側駆動歯36に当接する。この際、同期歯56の幅方向外側の角部が、スリーブ側駆動歯36のバックテーパ部38の溝部に嵌まり込む。
また、本実施形態では、シンクロスリーブ30の一部の歯(本実施形態では3対6本の歯)の長さをそれ以外の歯よりも短くすることによりスリーブ側規制歯35を構成している。また、シンクロリング50の一部の歯(本実施形態では3対6本の歯)の長さをそれ以外の歯よりも長くすることによりリング側規制歯55を構成している。これにより、シンクロハブ20の外歯スプライン24の同一ピッチで配列された同一幅の歯を、位置規定用凹部29を除く全域に亘って配列することができる。また、シンクロスリーブ30の内歯スプライン34の同一ピッチで配列された同一幅の歯を、外歯スプライン24を設ける領域全体に外歯スプライン24の歯と交互に配列することができる。
また、シンクロスリーブ30及びシンクロリング50の互いに当接する歯数を増加させることができる。従って、シンクロスリーブ30及びシンクロリング50の同期作用に寄与するチャンファ部の数を増加させることができ、以って、1個1個のチャンファ部に作用する衝撃を低減して当該チャンファ部の耐久性を向上させることができる。
また、本実施形態では、スリーブ側駆動歯36のクラッチギヤ40側の端部からスリーブ側規制歯35のクラッチギヤ40側の端部までの軸方向の距離L7が、リング側規制歯55のシンクロハブ20側の端部から同期歯56のシンクロハブ20側の端部までの軸方向の距離(L3−L4)よりも長く設定されている。これにより、スリーブ側駆動歯36が同期歯56に当接した時点で、スリーブ側規制歯35とリング側規制歯55とが非接触となる。即ち、スリーブ側駆動歯36と同期歯56との同期動作が、スリーブ側規制歯35とリング側規制歯55とが当接するのに先行して実施される。また、スリーブ側駆動歯36のチャンファ部37の幅方向外側の角部からスリーブ側規制歯35のクラッチギヤ40側の端部までの軸方向の距離L7は、係合面55Aのシンクロハブ20側の端部から係合面56Aのシンクロハブ20側の端部までの軸方向の距離(L5−L6)よりも長く設定されている。これにより、スリーブ側駆動歯36のチャンファ面の歯幅方向外側の角部が、同期歯56の係合面56Aに当接する時点まで、スリーブ側規制歯35とリング側規制歯55とは依然として非接触となる。従って、スリーブ側駆動歯36が同期歯56を図中矢印R2方向へ回転させる動作が、スリーブ側規制歯35、リング側規制歯55により阻害されることを防止できる。
例えば、本実施形態では、シンクロハブ20の回転軸方向両側に変速ギヤ14を配置した両側シンクロ機構を示したが、シンクロハブ20の回転軸方向一側のみに変速ギヤ14を配置した片側シンクロ機構に本発明を用いてもよい。
12 回転軸
14 変速ギヤ
15 ボス
20 シンクロハブ
21 ボス部
22 円盤部
23 外周部
24 ハブ側外歯スプライン(第1係合歯)
25 ハブ側駆動短歯(第1係合歯)
26 ハブ側駆動長歯(第1係合歯)
29 位置規制用凹部
30 シンクロスリーブ
31 ストレート部
32 係合面(第1係合面)
33 係合面
34 内歯スプライン(第2係合歯)
35 スリーブ側規制歯(第1リング規制歯)
36 スリーブ側駆動歯(駆動力伝達歯)
37 チャンファ部(第1スプラインチャンファ面)
38 バックテーパ部(第1傾斜面)
39 ストレート部
40 クラッチギヤ
41 コーン部
42 コーン面
44 ギヤ側外歯スプライン(第3係合歯)
46 ギヤ側駆動歯
47 チャンファ部(第2スプラインチャンファ面)
48 バックテーパ部(第2傾斜面)
50 シンクロリング
52 コーン面
53 位置規制用凸部
54 リング側外歯スプライン(第4係合歯)
55 リング側規制歯(第2リング規制歯)
55A 係合面(第3係合面)
56 同期歯
56A 係合面(第2係合面)
57 チャンファ部(第3スプラインチャンファ面)
62 キー
100 車両用変速機
Claims (5)
- 回転軸と一体的に回転し、外周に、前記回転軸の軸方向に延びる、前記回転軸の回転方向に配列された複数の第1係合歯を有するシンクロハブと、
前記シンクロハブと同期回転すると共に前記軸方向にスライド移動可能であり、内周に、前記軸方向に延びる、前記回転方向に配列された複数の第2係合歯を有するシンクロスリーブと、
前記回転軸に相対回転可能に支持された変速ギヤと一体的に回転し、外周に、前記軸方向に延びる、前記回転方向に配列された複数の第3係合歯を有するクラッチギヤと、
前記シンクロスリーブと前記クラッチギヤとの相対回転を低減させる同期操作を行い、外周に、前記軸方向に延びる、前記回転方向に配列された複数の第4係合歯を有するシンクロリングとを備え、
前記第2係合歯は、
前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部に、前記軸方向における歯の先端側に向けて歯幅を狭くするように形成され前記軸方向における前記クラッチギヤ側にスライド移動する際に前記シンクロリング及び前記クラッチギヤを前記回転方向へ相対的に移動させる第1スプラインチャンファ面が形成されると共に、前記軸方向における歯の中央側に向けて歯幅を狭くするように形成される第1傾斜面が形成され、更に、前記第1係合歯と前記第3係合歯とに係合する駆動力伝達歯と、
前記回転方向の両側部に、前記第1係合歯と前記第4係合歯とに係合する第1係合面が形成され、前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部が、前記駆動力伝達歯の前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部よりも前記軸方向における前記シンクロハブ側に配置された第1リング規制歯とで構成されており、
前記第3係合歯は、
前記軸方向における前記シンクロスリーブ側の端部に、前記軸方向における歯の先端側に向けて歯幅を狭くするように形成され前記第1スプラインチャンファ面と当接する第2スプラインチャンファ面が形成されると共に、前記軸方向における歯の変速ギヤ側に向けて歯幅を狭くするように形成され、前記第1傾斜面と係合して前記シンクロスリーブと前記クラッチギヤとを係合状態に保持する保持手段を構成するする第2傾斜面が形成され、
前記第4係合歯は、
前記軸方向における前記シンクロスリーブ側の端部に、前記軸方向における歯の先端側に向けて歯幅を狭くするように形成され、前記軸方向へスライド移動する前記第1スプラインチャンファ面と当接する第3スプラインチャンファ面が形成され、前記軸方向における前記クラッチギヤ側に、前記軸方向へスライド移動する前記駆動力伝達歯と係合する第2係合面が形成された同期歯と、
前記回転方向の両側部の少なくとも一方に、前記軸方向における前記シンクロハブ側の端部が、前記第2係合面の前記軸方向における前記シンクロハブ側の端部よりも前記軸方向における前記シンクロハブ側に配置され、前記第1係合面に当接して前記シンクロリングの前記回転方向の位置を規制する第3係合面が形成された第2リング規制歯とで構成され、
前記第2リング規制歯と前記軸方向に対向する前記第1係合歯の前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部は、前記同期歯と前記軸方向に対向する前記第1係合歯の前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部よりも前記軸方向における前記シンクロハブの中央側に配置されている
車両用変速機のシンクロ機構。 - 前記第2リング規制歯の前記軸方向における前記シンクロハブ側の端部が、前記同期歯における前記軸方向における前記シンクロハブ側の端部よりも前記軸方向における前記シンクロハブ側に配置されている請求項1に記載の車両用変速機のシンクロ機構。
- 前記第1傾斜面の前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部から前記第1リング規制歯の前記軸方向における前記クラッチギヤ側の端部までの前記軸方向の距離が、前記第2係合面の前記軸方向における前記シンクロハブ側の端部から前記第3係合面の前記軸方向における前記シンクロハブ側の端部までの前記軸方向の距離以上に設定されている請求項1又は請求項2に記載の車両用変速機のシンクロ機構。
- 前記シンクロハブには、前記同期操作時の前記シンクロリングの前記回転方向の位置を規定する位置規定用凹部が設けられ、
前記シンクロリングには、前記位置規定用凹部に係合し、前記同期操作時の前記シンクロリングの前記回転方向の位置を規定する位置規定用凸部が設けられ、
前記シンクロスリーブの前記第1リング規制歯と、前記シンクロリングの第2リング規制歯とは、前記位置規定用凸部及び前記位置規定用凹部と前記回転方向の位置が一致するように配設されている請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の車両用変速機のシンクロ機構。 - 前記第1リング規制歯と前記第2リング規制歯とを備える複数の規制部が、前記回転方向に互いに等間隔離れて配設されている請求項1から請求項4までの何れか1項に記載の車両用変速機のシンクロ機構。
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