JP5351623B2 - ギアピース及びそれを備えた同期装置 - Google Patents

Description

本発明は、ギアピース及びそれを備えた同期装置に関し、特に、ギアピースのチャンファ部の構造に関し、中でも、変速機の同期装置におけるギアピースのチャンファ部の構造に関する。

特許文献１には、シンクロナイザリングを使用した同期装置を有する歯車変速機が開示されている。この同期装置は、外スプラインの軸方向先端に第１のチャンファ部が形成されたギアピースと、内スプラインの軸方向先端に第２のチャンファ部が形成されたスリーブと、外スプラインの軸方向先端に第３のチャンファ部が形成されたシンクロナイザリングと、を有している。

スリーブの内スプラインとギアピースの外スプラインを回転方向に係合させて、両者を同期させる際、スリーブの第２のチャンファ部が、シンクロナイザリングの第３のチャンファ部およびギアピースの第１のチャンファ部と順次接触する。スリーブの第２のチャンファ部とギアピースの第１のチャンファ部の接触位置は、スリーブの第２のチャンファ部とシンクロナイザリングの第３のチャンファ部の接触位置よりも、大径側に位置している。

特開２００９−１９７１８号公報

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、従来例に係るギアピースチャンファ形状を備えた同期装置の問題点を説明する図である。まず、図８（Ｂ）を参照すると、従来、ギアピース１０１の第１のチャンファ部１０３の軸方向先端に形成される稜線１０４は、一直線上に形成されている。

次に、従来例のギアピースチャンファ形状を備えた同期装置において、スリーブ２１とギアピース１０１との回転を同期させる際の動作を説明する。

図８（Ａ）を参照すると、スリーブ２１がシンクロナイザリング３１の方に軸方向に沿ってシフト操作されると、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３の小径側が、シンクロナイザリング３１の第３のチャンファ部３３の小径部に接触し、スリーブ２１とギヤピース１０１の回転が同期する。

図８（Ａ）から図８（Ｂ）を参照して、スリーブ２１の内スプライン２２が、シンクロナイザリング３１の外スプライン３２を押し分け、さらに軸方向に沿ってシフト操作されると、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３の大径側が、ギアピース１０１の第１のチャンファ部１０３の“大径側”（図８（Ｂ）中の小円部参照）に接触する。これは、チャンファ部１０３の軸方向先端に形成される稜線１０４が、一直線上に形成されているためである。

前記接触後、スリーブ２１は、ギアピース１０１を回転方向に押し分け、スリーブ２１は、さらにギアピース１０１の方へシフトして、スリーブ２１の内スプライン２２は、ギアピース１０１の外スプライン１０２と完全に係合する。

この従来例によれば、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３が接触する、ギアピース１０１の第１のチャンファ部１０３の大径側は、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３からの荷重に対する、耐欠け性が不利な設定になっている。その理由は、ギアピース１０１の第１のチャンファ部１０３の大径側のチャンファ長ａが短く、この大径側の断面係数が小さいためである。

本発明の目的は、チャンファ部の耐欠け性が改善されたギアピース及びそれを備えた同期装置を提供することである。

本発明は、第１の視点において、外周面に外スプラインが形成され、該外スプラインの軸方向先端に第１のチャンファ部が形成されたギアピースであって、前記第１のチャンファ部の軸方向先端に形成される稜線部において、稜線の角度を途中で変えて、大径側稜線を小径側稜線の延長線上よりも後退させ、前記第１のチャンファ部は軸方向に延在する大径側及び小径側チャンファ辺を備え、該小径側チャンファ辺のチャンファ長は、大径側チャンファ辺のチャンファ長よりも長いギアピースを提供する。

本発明は、第２の視点において、外周面に外スプラインが形成され、該外スプラインの軸方向先端に第１のチャンファ部が形成されたギアピースと、内周面に内スプラインが形成され、該内スプラインの軸方向先端に第２のチャンファ部が形成されたスリーブと、外周面に外スプラインが形成され、該外スプラインの軸方向先端に第３のチャンファ部が形成されたシンクロナイザリングと、を有し、前記スリーブと前記ギアピースがシフト後、係合する際、該スリーブの前記第２のチャンファ部が、前記シンクロナイザリングの前記第３のチャンファ部および前記ギアピースの前記第１のチャンファ部と順次接触し、該第２のチャンファ部と第１のチャンファ部の接触位置は、該第２のチャンファ部と第３のチャンファ部の接触位置よりも、大径側にある、同期装置において、前記ギアピースの前記第１のチャンファ部の軸方向先端に形成される稜線部で、該稜線の角度を途中で変えて、大径側稜線を小径側稜線の延長線上よりも後退させ、前記第１のチャンファ部は軸方向に延在する大径側及び小径側チャンファ辺を備え、該小径側チャンファ辺のチャンファ長は、大径側チャンファ辺のチャンファ長よりも長い同期装置を提供する。

本発明によれば、ギアピースの第１のチャンファ部の軸方向先端に形成される稜線において、この稜線の角度を途中で変えて、大径側稜線を小径側稜線の延長線上よりも後退させている。これによって、他部材、例えば、スリーブと、ギアピースとをスプライン係合させるため、スリーブを軸方向に沿ってギアピースの方へシフトさせる際、スリーブの第２のチャンファ部は、スリーブから視て大きく後退している、ギアピースの第１のチャンファ部の大径側には接触せず、相対的にスリーブの方に突出しているギアピースの第１のチャンファ部の小径側に接触する。ギアピースの第１のチャンファ部において、スリーブの第２のチャンファ部が接触する小径側は、同大径側よりも、断面係数が高くて耐欠け性が高い。したがって、本発明によれば、チャンファ部の耐欠け性が改善されたギアピース及びそれを備えた同期装置が提供される。

（Ａ）は、本発明の一実施例に係るギアピースを備えたギアの軸方向矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１（Ｂ）のＢ部分拡大図である。 図２に示した外スプラインのチャンファ部を模式的に示す外観図である。 （Ａ）は、図１（Ａ）に示したギアと係合するスリーブの軸方向矢視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 図４（Ｂ）のＤ部分拡大図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施例に係るギアピースを備えた同期装置の動作図である。 本発明の一実施例に係るギアピースを備えた同期装置の利点を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、従来のギアピースチャンファ形状を備えた同期装置の問題点を説明する動作図である。

本発明の実施の形態においては、前記ギアピースに、内周面に内スプラインが形成され該内スプラインの軸方向先端に第２のチャンファ部が形成された他部材を、回転方向に係合させる際、前記ギアピースの前記稜線部において前記稜線の角度が変わる箇所に、前記他部材の第２のチャンファ部が接触する。この稜線の角度が変わる箇所は、ギアピースの第１のチャンファ部の大径側よりも、小径側に位置するため、ギアピースの第１のチャンファ部の耐欠け性が改善される。

本発明の実施の形態においては、前記ギアピースの径方向面に対して、前記大径側稜線の後退角は、前記小径側稜線の後退角よりも大きく設定する。この形態によれば、ギアピースと係合する他部材、例えば、スリーブが傾動した場合であっても、スリーブの第２のチャンファ部が、ギアピースの第１のチャンファ部の大径側に接触することが、可及的に回避される。（例えば、大径側稜線の後退角を０〜３度の範囲に設定し、小径側稜線の後退角を１０〜２０度の範囲に設定する。）

本発明によるギアピースないし同期装置は、シャフトと、前記シャフト上に結合されたハブと、前記ハブに一体回転するよう且つ軸方向にシフト自在に結合されたスリーブと、前記シャフト上に遊嵌され前記ギアピースが形成された変速ギアあるいは別のシャフトと、前記スリーブと前記ギアピースの軸方向間に配置され、摩擦力を発生して両者の回転を同期させていくシンクロナイザリングと、を有し、前記スリーブがシフトされ、前記シンクロナイザリングを付勢しながら、該スリーブが該シンクロナイザリングを介してギアピースの回転を同期させて、該スリーブの内スプラインが該シンクロナイザリングの外スプラインを押し分けた後、さらに、該スリーブの内スプラインが該ギアピースの外スプラインを押し分けて、両スプラインが係合される、変速機に好適に適用される。

以下、図面を参照して本発明の一実施例に係るギアピースが同期装置、例えば、手動変速機の同期装置に適用される例を説明する。図１（Ａ）は、本発明の一実施例に係るギアピースを備えたギアの軸方向矢視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照すると、ギア１１の側部には、ギアピース１が形成されている。ギアピース１の外周面には、外スプライン２が形成されている。

図２は、図１（Ｂ）のＢ部分拡大図である。図３は、図２に示した外スプラインのチャンファ部を模式的に示す外観図である。

図２及び図３を参照すると、ギアピース１の外スプライン２の軸方向先端には、第１のチャンファ部３が形成されている。第１のチャンファ部３の軸方向先端に形成される稜線部４において、稜線の角度は途中で変えられ、大径側稜線５は、小径側稜線６の延長線上よりも後退している。

図４（Ａ）は、図１（Ａ）に示したギアと係合するスリーブの軸方向矢視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照すると、スリーブ２１の内周面には、内スプライン２２が形成されている。

図５は、図４（Ｂ）のＤ部分拡大図である。

図５を参照すると、スリーブ２１の内スプライン２２の軸方向先端には、第２のチャンファ部２３が形成されている。

図２及び図５を参照すると、ギアピース１の第１のチャンファ部３の大径側後退角α、ギアピース１の第１のチャンファ部３の小径側後退角β、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３の後退角γの間の関係は、α＞γ＞βに設定されている。

図４（Ａ）に示したスリーブ２１と、図１（Ａ）に示したギアピース１を回転方向に係合させる際、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３は、後述する図６（Ａ）に示すシンクロナイザリング３１の第３のチャンファ部３３およびギアピース１の第１のチャンファ部３と順次接触する。第２のチャンファ部２３と第１のチャンファ部３の接触位置は、第２のチャンファ部２３と第３のチャンファ部３３の接触位置よりも、大径側に位置する。特に、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３は、ギアピース１の稜線部４において、稜線の角度が変わる箇所、すなわち、大径側稜線５と小径側稜線６の交点部に、接触する。

続いて、以上説明した本発明の一実施例に係るギアピース及びそれを備えた同期装置の機能を説明する。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の一実施例に係るギアピースを備えた同期装置の動作図である。

まず、図６（Ａ）を参照すると、スリーブ２１とギアピース１（図１に示したギア１１）との軸方向間には、前述したシンクロナイザリング３１が配置されている。シンクロナイザリング３１の外周面には、外スプライン３２が形成されている。外スプライン３２の軸方向先端には、第３のチャンファ部３３が形成されている。

次に、スリーブ２１とギアピース１（図１（Ａ）に示したギア１１）との回転を同期させる際の動作を説明する。

図６（Ａ）を参照して、スリーブ２１がシンクロナイザリング３１の方に軸方向に沿ってシフト操作されると、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３の小径側が、シンクロナイザリング３１の第３のチャンファ部３３の小径部に接触する。この接触により発生するシンクロナイザリング３１のテーパコーン面の摩擦力によって、スリーブ２１と、ギヤ１１の回転は、徐々に同期していく。

図６（Ａ）から図６（Ｂ）を参照して、前記同期が完了すると、スリーブ２１の内スプライン２２が、シンクロナイザリング３１の外スプライン３２を押し分け、さらに軸方向に沿ってシフトする。そして、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３の小径側は、ギアピース１の第１のチャンファ部３の“小径側”（図６（Ｂ）中の小円部参照）、詳細には、ギアピース１の稜線部４（図２参照）において、稜線の角度が変わる箇所、すなわち、大径側稜線５と小径側稜線６の交点部に、接触する。

前記接触後、スリーブ２１は、ギアピース１を回転方向に押し分け、スリーブ２１は、さらにギアピース１の方へシフトして、スリーブ２１の内スプライン２２は、ギアピース１の外スプライン２と完全に係合する。

図７は、本発明の一実施例に係るギアピースを備えた同期装置の利点を説明する図である。

図６（Ｂ）及び図７を参照すると、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３が接触する、ギアピース１の第１のチャンファ部３の“小径側”（図６（Ｂ）中の小円部参照）は、スリーブ２１の第２のチャンファ部２３からの荷重に対する、耐欠け性が有利な設定になっている。その理由は、ギアピース１の第１のチャンファ部３の小径側の軸方向チャンファ辺のチャンファ長ｂが、同大径側の軸方向チャンファ辺のチャンファ長ａに比べて長く、この小径側の断面係数が大きいためである。

本発明のギアピース及びそれを備えた同期装置は、変速機、例えば、手動変速機、手動変速機をベースとする自動変速機、その他、所定の遊嵌ギアをシャフトに、或いはシャフト同士を解除可能に結合することにより変速を達成する各種装置に好適に適用される。

１ ギアピース
２ 外スプライン
３ 第１のチャンファ部（ギアピースチャンファ部）
４ 稜線部
５ 大径側稜線
６ 小径側稜線
１１ ギア
２１ スリーブ
２２ 内スプライン
２３ 第２のチャンファ部（スリーブチャンファ部）
３１ シンクロナイザリング
３２ 外スプライン
３３ 第３のチャンファ部（シンクロナイザリングチャンファ部）
α ギアピースの第１のチャンファ部の大径側後退角
β ギアピースの第１のチャンファ部の小径側後退角
γ スリーブの第２のチャンファ部の後退角

Claims (4)

1. 外周面に外スプラインが形成され、該外スプラインの軸方向先端に第１のチャンファ部が形成されたギアピースであって、
   前記第１のチャンファ部の軸方向先端に形成される稜線部において、稜線の角度を途中で変えて、大径側稜線を小径側稜線の延長線上よりも後退させたこと、
   前記第１のチャンファ部は軸方向に延在する大径側及び小径側チャンファ辺を備え、該小径側チャンファ辺のチャンファ長は、大径側チャンファ辺のチャンファ長よりも長いこと、
   を特徴とするギアピース。
2. 前記ギアピースに、内周面に内スプラインが形成され該内スプラインの軸方向先端に第２のチャンファ部が形成された他部材を、回転方向に係合させる際、
   前記ギアピースの前記稜線部において前記稜線の角度が変わる箇所に、前記他部材の第２のチャンファ部が接触する、ことを特徴とする請求項１記載のギアピース。
3. 前記ギアピースの径方向面に対して、前記大径側稜線の後退角は、前記小径側稜線の後退角よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載のギアピース。
4. 外周面に外スプラインが形成され、該外スプラインの軸方向先端に第１のチャンファ部が形成されたギアピースと、
   内周面に内スプラインが形成され、該内スプラインの軸方向先端に第２のチャンファ部が形成されたスリーブと、
   外周面に外スプラインが形成され、該外スプラインの軸方向先端に第３のチャンファ部が形成されたシンクロナイザリングと、
   を有し、
   前記スリーブと前記ギアピースがシフト後、係合する際、該スリーブの前記第２のチャンファ部が、前記シンクロナイザリングの前記第３のチャンファ部および前記ギアピースの前記第１のチャンファ部と順次接触し、該第２のチャンファ部と第１のチャンファ部の接触位置は、該第２のチャンファ部と第３のチャンファ部の接触位置よりも、大径側にある、同期装置において、
   前記ギアピースの前記第１のチャンファ部の軸方向先端に形成される稜線部で、該稜線の角度を途中で変えて、大径側稜線を小径側稜線の延長線上よりも後退させたこと、
   前記第１のチャンファ部は軸方向に延在する大径側及び小径側チャンファ辺を備え、該小径側チャンファ辺のチャンファ長は、大径側チャンファ辺のチャンファ長よりも長いこと、
   を特徴とする同期装置。

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