JP6154116B2 - 変速機の同期装置 - Google Patents
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Description
前記スリーブのスプラインを前記ギヤのスプラインへ円滑に噛み合わせるために、前記スリーブのスプラインと前記ギヤのスプラインの対向する端部に、それぞれチャンファを形成している。シンクロナイザリングのスプラインの端部にもチャンファを形成している。
また、シンクロナイザリングのチャンファの稜線角は、スリーブのチャンファの稜線角より大きく設定している。その結果、スリーブの歯がシンクロナイザリングの歯の根元側に当たるため、シンクロナイザリングの破損を防止し、耐久性が向上する。
また、スリーブ、ギヤの各チャンファの面頂角を異なるようにし、角度が小さい方のチャンファに面頂角方向のR面を設けている。また、ギヤのチャンファに稜線角方向のR面を設けている。その結果、スリーブとギヤとの摩擦係数が低くなるため、「ギヤ押し分け力」が減り、シフトの操作性が向上する。
さらに、ギヤのチャンファの稜線角を途中で変えて二段に形成し、外径側チャンファの稜線角とスリーブのチャンファの稜線角とほぼ一致するようにしている。それによって、外径側チャンファがスリーブのチャンファに対して面接触するために、ギヤの偏摩耗の防止、同期性能の向上、シンクロナイザリングの破損防止となる。
なお、シフト力積とは、変速機のシフトの操作性を、操作時間と操作力の積で表したものである。前記シフト力積の値が小さいほど、シフトの操作性が優れていることになる。したがって、シフト力積のさらなる低減を図ることは、シフトの操作性が向上することになる。
また、シンクロナイザリングのチャンファの先端部に面を形成したので、押し分け時においてシンクロナイザリングの歯元に集中する応力が軽減される。そのため、シンクロナイザリングのスプラインの強度が増加する。また、台形形状により、シンクロナイザリングのチャンファがコンパクトになり、材料低減に伴い、コスト低減にもつながる。
また、スリーブのスプラインが、シンクロナイザリングのスプラインを押し分ける量(「押し分け量」という)も小さくすることができる。そのため、ハブに対してシンクロナイザリングを所定角度だけ相対回転可能とするインデックス部におけるシンクロナイザリングの回転変化量が少なくなるので、エンジン回転変動による“たたき”から生じる前記インデックス部の摩耗が減少するため、インデックス部の耐久性が向上する。
なお、ハブ20と、その両側のギヤ30における同期機構は、同様の構造であるので、一方の側についてのみ説明し、他方の側の説明は省略する。
また、前記スリーブ21の内周には、複数のキー24が周方向の複数の所定位置で、前記ハブ20の外周側に形成した穴部28内に設けたスプリング23によって外向きに押圧係合されている。なお、図1では複数のキー24のうち一つのみを図示している。
図1においてハブ20の右側に位置するシンクロナイザリング40は、最も内側に位置するインナーリング40aと、中間に位置するミドルリング40bと、最も外側に位置するアウターリング40cと、からなる。ただし、このマルチシンクロナイザリングに限定されず、シングルシンクロナイザリングでも適用可能である。
前記各シンクロナイザリング40の外周には、前記スリーブ21のスプライン22と噛み合い可能なスプライン41を設けている。一方、前記各シンクロナイザリング40の内周には、前記ピースギヤ部32のコーン面34へ接触するコーン面42を形成している。
さらに、前記シンクロナイザリング40のチャンファ45の先端部は、図2および図3に示すように前記スプライン41の根元から所定の高さ位置を境界稜線44として外周側に形成した第一チャンファ45aと、前記境界稜線44より内周側に形成した第二チャンファ45bと、からなる。前記第二チャンファ45bの稜線角βは、前記第一チャンファ45aの稜線角αより小さく形成している。しかも、図2に示すように回転軸線を通過する垂直面に対する側面視で台形状をなしている。
シフトレバーを操作してスリーブ21を軸方向に移動させると、スリーブ21とキー24は中央の突起でかみ合っているので、スリーブ21の力はキー24に伝わり、前記キー24によってシンクロナイザリング40のコーン面42がピースギヤ部32のコーン面34へ押し付けられ、初期摩擦力を発生させる。その摩擦力によって、シンクロナイザリング40はハブ20およびスリーブ21に対して回動され、所定角度範囲の一方の末端位置に押し付けられて停止する。この時、シンクロナイザリング40のスプライン41のチャンファ45は、スリーブ21のスプライン22のチャンファ25に相対して、スリーブ21のスライドを阻止する状態になる。
本実施形態では、前記シンクロナイザリング40のチャンファ45が、回転軸線を通過する垂直面に直交する平面視で台形状に形成されているので、図6に示すようにスリーブ21のスプライン22がシンクロナイザリング40のスプライン41を押し分けるストローク(「押し分けストローク」という)を短縮することができる。
図6(A)に示すように従来のシンクロナイザリング50のチャンファ51の押し分けストロークS1と、図6(B)に示すように本実施形態のシンクロナイザリング40のチャンファ45の押し分けストロークS2との差ΔS(=S1−S2)が明らかである。差ΔSの分だけ、押し分けストロークの短縮を図ることができる。その結果、押し分け力積を低減できるため、シフトの操作性が向上する。
上記のように押し分けストロークが短縮するので、変速機内部でのシフトストロークを低減でき、合わせてノブ上のシフトストロークも低減できる。
図7は、実線が、従来のシンクロナイザリング50のチャンファ51あるいは本実施形態のシンクロナイザリング40のチャンファ45と、スリーブ21のチャンファ25との接触状態を示すものである。二点鎖線は、押し分けが完了した状態を示すものである。
図7(B)に示すように本実施形態のシンクロナイザリング40のチャンファ45の押し分け量L2は、図7(A)に示すように従来のシンクロナイザリング50のチャンファ51の押し分け量L1より小さいことが明らかである。その結果、押し分け力積を低減できるため、シフトの操作性が向上する。
上記のインデックス部27では、エンジンの回転変動によって、ハブ20のインデックス溝27aと、シンクロナイザリング40のインデックス凸部27bとで繰り返しの衝突が生じる。上記の隙間Aが小さいために、上記の繰り返しの衝突によってインデックス部27が摩耗することになる。しかも、インデックス部27の接触面圧が高いと、インデックス部27の摩耗が著しくなる。
しかし、上記のように押し分け量L2が小さくなることによって、インデックス部27におけるシンクロナイザリング40の回転変化が小さくなるので、ハブ20のインデックス溝27aと、シンクロナイザリング40のインデックス凸部27bの摩耗を減らす効果、つまりインデックス部27の耐久性が向上する。
図8(A)に示すように従来のシンクロナイザリング50のチャンファ51の場合は、押し分けストロークが大きいために、スリーブ21がシンクロナイザリング50の押し分けを完了する前に、前記スリーブ21がピースギヤ部32のスプライン33のチャンファ35と噛み合う領域に入ってしまう。
その結果、図8(A)の実線で示すピースギヤ部32のように、スリーブ21のチャンファ25面の同じ側が、シンクロナイザリング50とピースギヤ部32に接触して二重押し分けとなる。この場合、スリーブ21には、シンクロナイザリング50とピースギヤ部32の両方を押し分ける力がかかるので重くなる。
あるいは、図8(A)の二点鎖線で示すピースギヤ部32のように、スリーブ21のチャンファ25面の異なる側が、シンクロナイザリング50とピースギヤ部32に対して接触してシフトロックとなる。この場合、スリーブ21がシンクロナイザリング50とピースギヤ部32に阻まれて押し分けることができない。
11 回転軸
20 ハブ
21 スリーブ
22 スリーブ側スプライン
23 スプリング
24 キー
25 チャンファ
25a 先端稜線
26 エッジ
27 インデックス部
27a インデックス溝 27b インデックス凸部
28 穴部
30 ギヤ
31 歯部
32 ピースギヤ部
33 ギヤ側スプライン
34 コーン面
35 チャンファ
40 シンクロナイザリング(本実施形態の) 40a インナーリング
40b ミドルリング 40c アウターリング
41 リング側スプライン
42 コーン面
43 面
44 境界稜線
45 チャンファ
45a 第一チャンファ 45b 第二チャンファ
46 稜線
50 シンクロナイザリング(従来の)
51 チャンファ
Claims (6)
- 変速機の同期装置であって、
回転軸の外周上に一体的に回転するハブと、
前記ハブの一側又は両側に位置して前記回転軸に対して相対回転可能に配置したギヤと、
内周に形成したスプラインによって前記ハブの外周上に相対回転不能かつ軸方向に変位可能に設けると共に、同軸方向の変位時に前記スプラインが前記ギヤに形成したスプラインに噛み合って当該ギヤに結合する環状のスリーブと、
前記ハブと前記ギヤの間に配置して外周にスプラインを有すると共に、前記ハブに対して所定角度だけ相対回転可能に組み付けた環状のシンクロナイザリングとを備え、
前記スリーブのスプラインと前記ギヤのスプラインの対向する端部に、それぞれチャンファを形成すると共に、前記シンクロナイザリングのスプラインにおける前記ハブ側の端部にチャンファを形成し、
前記スリーブのチャンファは、一対のチャンファ面を有し、この一対のチャンファ面の先端稜線を外周側に向かうにつれて前記ギヤ側に突出する方向に傾斜させて形成し、
前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部は、前記スリーブのチャンファのエッジに対して退避する面を有し、
該シンクロナイザリングのチャンファの先端部は、
前記シンクロナイザリングのスプラインの根元から所定の高さ位置を境界稜線として外周側に形成した第一チャンファと、
前記境界稜線より内周側に形成し且つ稜線角が前記第一チャンファの稜線角より小さい第二チャンファとからなり、
該第一チャンファ及び第二チャンファが、前記回転軸の回転軸線を通過する垂直面に直交する平断面視で台形状に形成され、前記境界稜線が、先端に向かって次第に幅狭になるコの字状に成形し、
前記回転軸から前記シンクロナイザリングのチャンファの稜線角が変わる境界稜線までの半径であるボーク径を、前記スリーブの小径より大きく設定することで、前記第一チャンファ及び第二チャンファの稜線と前記境界稜線との交点付近が前記スリーブのチャンファ面に接触するようにしたことを特徴とする変速機の同期装置。 - 前記シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角を、前記スリーブのチャンファの稜線角より大きく設定した
ことを特徴とする請求項1記載の変速機の同期装置。 - 前記シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角と、前記スリーブのチャンファの稜線角との差が、0.1°以上で、かつ、30°以下である
ことを特徴とする請求項2に記載の変速機の同期装置。 - 前記シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角が、前記スリーブのチャンファの稜線角より小さく設定された
ことを特徴とする請求項1記載の変速機の同期装置。 - 前記シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角と、前記スリーブのチャンファの稜線角との差が、0.1°以上で、かつ、10°以下である
ことを特徴とする請求項4に記載の変速機の同期装置。 - 前記シンクロナイザリングのチャンファ面の各稜線は、0.1mm以上で、かつ、10mm以下のR曲線で形成している
ことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の変速機の同期装置。
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