JP6224556B2 - トランスミッションのシンクロ装置 - Google Patents

Description

本発明は、外周にドグ歯を有して回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、前記回転軸に結合されたハブと、前記ハブに軸方向摺動自在にスプライン結合されたスリーブと、前記スリーブの内周のスプライン歯に噛合可能なドグ歯を外周に有するとともに、前記ギヤとの摩擦係合を可能にして前記ハブおよび該ギヤ間に配置されたブロッキングリングとを備えるトランスミッションのシンクロ装置に関する。

かかるトランスミッションのシンクロ装置は、例えば下記特許文献１により公知である。このシンクロ装置は、スリーブのスプライン歯の歯先がブロッキングリングのドグ歯の歯先に当たらないように、スリーブのスプライン歯の歯先の位相とブロッキングリングのドグ歯の歯先の位相とが半ピッチずれており、スプライン歯の歯先の斜面とドグ歯の歯先の斜面とが当接することで、スプライン歯がドグ歯をスムーズに掻き分けて噛合できるようになっている。

特開２００１−１３２７７１号公報

しかしながら、スリーブの位相とギヤの位相との関係は偶然に左右されて自由のコントロールできないため、ブロッキングリングのドグ歯を掻き分けた後のスリーブのスプライン歯の歯先の位相が、たまたまギヤのドグ歯の歯先の位相と一致していると両者の歯先が引っ掛かってしまい、スリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯にスムーズに噛合できなくなる場合がある。

特に、ＤＣＴ（デュアル・クラッチ・トランスミッション）、ＡＭＴ（オートマチック・マニュアル・トランスミッション）、無段変速機に組み合わされた副変速機等においては、シンクロ装置のスリーブがアクチュエータで駆動されるため、シンクロ装置の係合の失敗によるリトライが繰り返されると、変速応答性の低下やトルク抜けが発生して商品性を著しく低下させる懸念がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、スリーブのスプライン歯の歯先とギヤのドグ歯の歯先との引っ掛かりを回避してシンクロ装置のスムーズな係合を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、外周にドグ歯を有して回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、前記回転軸に結合されたハブと、前記ハブに軸方向摺動自在にスプライン結合されたスリーブと、前記スリーブの内周のスプライン歯に噛合可能なドグ歯を外周に有するとともに、前記ギヤとの摩擦係合を可能にして前記ハブおよび該ギヤ間に配置されたブロッキングリングとを備え、前記スリーブのスプライン歯を前記ブロッキングリングのドグ歯および前記ギヤのドグ歯に噛合させることで、前記ギヤを前記回転軸に結合するトランスミッションのシンクロ装置であって、前記ギヤのドグ歯は、歯先が平坦な平歯であって、歯先の軸方向突出量が大きいギヤ側長歯と歯先の軸方向突出量が小さいギヤ側短歯とを交互に配置して構成され、前記スリーブのスプライン歯のうちの相互に隣接する少なくとも２個のスプライン歯は、歯先が平坦な平歯であって、歯先の軸方向突出量が大きいスリーブ側長歯と歯先の軸方向突出量が小さいスリーブ側短歯とで構成されるとともに、前記スリーブのスプライン歯のうちの残りのスプライン歯は、歯先が尖ったチャンファ歯で構成され、前記ブロッキングリングのドグ歯は、歯先が尖ったチャンファ歯で構成され、前記スリーブのチャンファ歯に対向する位置に設けられて前記スリーブ側長歯および前記スリーブ側短歯に対向する位置で欠歯することを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記スリーブ側長歯と歯先と前記スリーブ側短歯の歯先との軸方向距離は、前記ギヤ側長歯の歯先と前記ギヤ側短歯の歯先との軸方向距離よりも大きいことを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置が提案される。

尚、実施の形態の第１ギヤ１６は本発明のギヤに対応し、実施の形態のギヤ側長歯１６ｄおよびギヤ側短歯１６ｅは本発明のギヤのドグ歯に対応し、実施の形態のスリーブ側長歯１９ａ、スリーブ側短歯１９ｂおよびチャンファ歯１９ｃは本発明のスリーブのスプライン歯に対応し、実施の形態の第１ブロッキングリング２０は本発明のブロッキングリングに対応し、実施の形態の第１ブロッキングリング２０のドグ歯２０ａは本発明のブロッキングリングのドグ歯に対応する。

請求項１の構成によれば、シンクロ装置は、外周にドグ歯を有して回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、回転軸に結合されたハブと、ハブに軸方向摺動自在にスプライン結合されたスリーブと、スリーブの内周のスプライン歯に噛合可能なドグ歯を外周に有するとともに、ギヤとの摩擦係合を可能にしてハブおよび該ギヤ間に配置されたブロッキングリングとを備え、スリーブのスプライン歯をブロッキングリングのドグ歯およびギヤのドグ歯に噛合させることで、ギヤを回転軸に結合することができる。

ギヤのドグ歯は、平歯よりなるギヤ側長歯およびギヤ側短歯で構成され、スリーブのスプライン歯は、平歯よりなるスリーブ側長歯およびスリーブ側短歯と、歯先が尖ったチャンファ歯とで構成され、ブロッキングリングのドグ歯は、歯先が尖ったチャンファ歯で構成され、スリーブのチャンファ歯に対向する位置に設けられてスリーブ側長歯およびスリーブ側短歯に対向する位置で欠歯するので、スリーブのチャンファ歯がブロッキングリングのチャンファ歯に噛合してスリーブおよびギヤの回転が同期した後、スリーブおよびギヤの僅かな相対回転により、スリーブ側長歯の平坦な歯先はギヤ側長歯の平坦な歯先あるいはギヤ側短歯の平坦な歯先を滑って引っ掛かることなく、スリーブ側長歯およびギヤ側長歯の側面どうしが当接して軸方向の摺動をガイドすることで、スリーブのスプライン歯をギヤのドグ歯にスムーズに噛合させることができる。

また請求項２の構成によれば、スリーブ側長歯と歯先とスリーブ側短歯の歯先との軸方向距離は、ギヤ側長歯の歯先とギヤ側短歯の歯先との軸方向距離よりも大きいので、スリーブ側長歯１９ａ…およびギヤ側長歯１６ｄ…の側面の当接を速やかに達成し、スリーブ側長歯とギヤ側長歯とを確実に噛合させることができる。

回転軸の軸線に沿うシンクロ装置の縦断面図。 図１の２−２線断面図。 シンクロ装置の作用説明図（その１）。 シンクロ装置の作用説明図（その２）。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ミッションケース１１にボールベアリング１２を介して中空の回転軸１３が回転自在に支持されており、回転軸１３の外周にニードルベアリング１４，１５を介して相対回転自在に支持された第１ギヤ１６および第２ギヤ１７は、シンクロ装置Ｓにより回転軸１３に選択的に結合可能である。

シンクロ装置Ｓは、第１ギヤ１６および第２ギヤ１７間で回転軸１３にスプライン結合されたハブ１８と、ハブ１８の外周に軸方向摺動自在にスプライン結合されたスリーブ１９と、ハブ１８および第１ギヤ１６間に配置された第１ブロッキングリング２０と、ハブ１８および第１ブロッキングリング２０間に配置された第１シンクロナイザスプリング２１と、ハブ１８および第２ギヤ１７間に配置された第２ブロッキングリング２２と、ハブ１８および第２ブロッキングリング２２間に配置された第２シンクロナイザスプリング２３とを備えており、スリーブ１９の右動により第１ギヤ１６が回転軸１３に結合され、スリーブ１９の左動により第２ギヤ１７が回転軸１３に結合される。

シンクロ装置Ｓの右半部、つまり第１ギヤ１６を回転軸１３に結合する部分の構造と、シンクロ装置Ｓの左半部、つまり第２ギヤ１７を回転軸１３に結合する部分の構造とは実質的に同一であるため、以下にシンクロ装置Ｓの右半部を代表として詳細な構造を説明する。

図１および図２に示すように、スリーブ１９の内周にはハブ１８の外周にスプライン嵌合する多数のスプライン歯１９ａ…，１９ｂ…，１９ｃ…が形成され、第１ブロッキングリング２０の外周にはスリーブ１９のスプライン歯１９ｃ…に係合可能な多数のドグ歯２０ａ…が形成され、第１シンクロナイザスプリング２１は、スリーブ１９のスプライン歯１９ａ…，１９ｂ…，１９ｃ…および第１ブロッキングリング２０のドグ歯２０ａ…間に配置される。

第１ギヤ１６は、回転軸１３に回転自在に支持されたボス部１６ａと、ボス部１６ａから径方向外側に延びるディスク部１６ｂと、ディスク部１６ｂの外周に形成された多数のギヤ歯１６ｃ…とを備えており、ボス部１６ａの外周には多数のドグ歯よりなるギヤ側長歯１６ｄ…およびギヤ側短歯１６ｅ…が形成されるとともに、第１ブロッキングリング２０の内周のコーン面２０ｂに当接可能なコーン面１６ｆが形成される。

スリーブ１９のスプライン歯１９ａ…，１９ｂ…，１９ｃ…は、スリーブ側長歯１９ａ…、スリーブ側短歯１９ｂ…およびチャンファ歯１９ｃ…からなる。スリーブ側長歯１９ａ…およびスリーブ側短歯１９ｂ…は相互に隣接して少なくとも一対が設けられており、それらの第１ギヤ１６側の歯先は平坦な平歯で構成される。そしてスリーブ側長歯１９ａ…の歯先の第１ギヤ１６側への突出量は、スリーブ側短歯１９ｂ…の歯先の第１ギヤ１６側への突出量よりも大きくなっている。それに対し、スリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…の歯先は尖った三角歯で構成され、その歯先の第１ギヤ１６側への突出量は、スリーブ側短歯１９ｂ…の歯先の第１ギヤ１６側への突出量と同等か、それよりも小さくなっている。

第１ギヤ１６のドグ歯１６ｄ…，１６ｅ…は、周方向に交互に配置されたギヤ側長歯１６ｄ…およびギヤ側短歯１６ｅ…からなる。ギヤ側長歯１６ｄ…およびギヤ側短歯１６ｅ…のスリーブ１９側の歯先は平坦な平歯で構成され、ギヤ側長歯１６ｄ…の歯先のスリーブ１９側への突出量は、ギヤ側短歯１６ｅ…の歯先のスリーブ１９側への突出量よりも大きくなっている。スリーブ側長歯１９ａ…およびスリーブ側短歯１９ｂ…の歯先間の距離αは、ギヤ側長歯１６ｄ…およびギヤ側短歯１６ｅ…の歯先間の距離βよりも大きく設定される（図２参照）。

スリーブ１９側に向かって尖った三角歯で構成された第１ブロッキングリング２０のドグ歯２０ａ…は、スリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…に対向する部分だけに設けられており、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…およびスリーブ側短歯１９ｂ…に対向する部分は欠歯している。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図３（Ａ）はシンクロ装置Ｓが係合解除したオフギヤ状態であり、中立位置にあるスリーブ１９に対して第１ギヤ１６は相対回転している。

図３（Ｂ）はボーク状態であり、図示せぬアクチュエータによりハブ１８に対してスリーブ１９が右動することで、スリーブ１９が前進する荷重が第１シンクロナイザスプリング２１を介して第１ブロッキングリング２０に伝達され、第１ブロッキングリング２０が第１ギヤ１６に向けて付勢される。スリーブ１９が更に前進すると、スリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…の歯先と第１ブロッキングリング２０のドグ歯２０ａ…の歯先とが斜面どうしで当接し、かつ第１ギヤ１６のコーン面１６ｆと第１ブロッキングリング２０のコーン面２０ｂとが接触して摩擦力によるトルクが発生するため、このトルクにより第１ギヤ１６の回転とスリーブ１９の回転（つまり回転軸１３の回転）との差回転が次第に減少する。このとき、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…と第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…とは接触していない。

図３（Ｃ）は同期完了第１段階であり、第１ギヤ１６とスリーブ１９との差回転がゼロになり、第１ギヤ１６のコーン面１６ｆと第１ブロッキングリング２０のコーン面２０ｂとの間の摩擦力によるトルクが消滅するため、スリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…が第１ブロッキングリング２０のドグ歯２０ａ…を掻き分けることが可能になる。その結果、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…の平坦な歯先と、第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…の平坦な歯先とが当接する。

図４（Ｄ）は同期完了第２段階であり、第１ギヤ１６のコーン面１６ｆと第１ブロッキングリング２０のコーン面２０ｂとの間の摩擦力によるトルクが消滅し、第１ギヤ１６とスリーブ１９とが相対回転し発生し始めることで、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…の平坦な歯先と、第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…の平坦な歯先とが滑ってスリーブ１９が僅かに前進し、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…の平坦な歯先と、第１ギヤ１６のギヤ側短歯１６ｅ…の平坦な歯先とが当接する。

尚、スリーブ１９および第１ギヤ１６の位相により、スリーブ側長歯１９ａ…の歯先とギヤ側長歯１６ｄ…の歯先とが当接しない場合には、図３（Ｃ）の同期完了第１段階または図４（Ｄ）の同期完了第２段階を経由することなく、図４（Ｅ）の案内状態に直接移行する。

図４（Ｅ）は案内状態であり、第１ギヤ１６とスリーブ１９との相対回転自在により、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…の平坦な歯先と、第１ギヤ１６のギヤ側短歯１６ｅ…の平坦な歯先とが滑り、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…の側面と、第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…の側面とが当接する。

図４（Ｆ）はシンクロ装置Ｓが係合したインギヤ状態であり、スリーブ１９は、スリーブ側長歯１９ａ…の側面を第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…の側面に案内されながら前進し、スリーブ１９のスリーブ側長歯１９ａ…、スリーブ側短歯１９ｂ…およびチャンファ歯１９ｃ…が、第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…およびギヤ側短歯１６ｅ…に全て係合し、スリーブ１９および第１ギヤ１６間のトルク伝達が可能になる。

以上のように、本実施の形態によれば、スリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…が第１ブロッキングリング２０のドグ歯２０ａ…に噛合してスリーブ１９および第１ギヤ１６の回転が同期した後、スリーブ１９および第１ギヤ１６の僅かな相対回転により、スリーブ側長歯１９ａ…の平坦な歯先はギヤ側長歯１６ｄ…の平坦な歯先あるいはギヤ側短歯１６ｅ…の平坦な歯先を滑って引っ掛かることなく、スリーブ側長歯１９ａ…およびギヤ側長歯１６ｄ…の側面どうしが当接して軸方向の摺動をガイドすることで、スリーブ１９のスプライン歯１９ａ…，１９ｂ…，１９ｃ…を第１ギヤ１６のドグ歯１６ｄ…，１６ｅ…にスムーズに噛合させることができる。

その際に、スリーブ側長歯１９ａ…の歯先とスリーブ側短歯１９ｂ…の歯先との軸方向距離αは、ギヤ側長歯１６ｄ…の歯先とギヤ側短歯１６ｅ…の歯先との軸方向距離βよりも大きいので（図２参照）、図４（Ｄ）の同期完了第２段階において、スリーブ側短歯１９ｂ…の歯先がギヤ側長歯１６ｄ…の歯先に当接することなく、スリーブ側長歯１９ａ…の歯先がギヤ側短歯１６ｅ…に歯先に確実に当接することが保証され、スリーブ側長歯１９ａ…およびギヤ側長歯１６ｄ…の側面の当接を速やかに達成することができる。

またスリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…の歯先の第１ギヤ１６側への突出量は、スリーブ側短歯１９ｂ…の歯先の第１ギヤ１６側への突出量と同等か、それよりも小さくなっているので（図２参照）、図４（Ｄ）の同期完了第２段階において、スリーブ側長歯１９ａ…の歯先がギヤ側短歯１６ｅ…に歯先に当接する前に、スリーブ１９のチャンファ歯１９ｃ…の尖った歯先が第１ギヤ１６のギヤ側長歯１６ｄ…の歯先に引っ掛かる事態を未然に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではスリーブ側長歯１９ａ…およびスリーブ側短歯１９ｂ…を複数対備えているが、スリーブ側長歯１９ａおよびスリーブ側短歯１９ｂは少なくとも一対あれば良い。

１３ 回転軸
１６ 第１ギヤ（ギヤ）
１６ｄ ギヤ側長歯（ギヤのドグ歯）
１６ｅ ギヤ側短歯（ギヤのドグ歯）
１８ ハブ
１９ スリーブ
１９ａ スリーブ側長歯（スリーブのスプライン歯）
１９ｂ スリーブ側短歯（スリーブのスプライン歯）
１９ｃ チャンファ歯（スリーブのスプライン歯）
２０ 第１ブロッキングリング（ブロッキングリング）
２０ａ 第１ブロッキングリングのドグ歯（ブロッキングリングのドグ歯）
α スリーブ側長歯と歯先とスリーブ側短歯の歯先との軸方向距離
β ギヤ側長歯の歯先とギヤ側短歯の歯先との軸方向距離

Claims (2)

1. 外周にドグ歯（１６ｄ，１６ｅ）を有して回転軸（１３）に相対回転自在に支持されたギヤ（１６）と、前記回転軸（１３）に結合されたハブ（１８）と、前記ハブ（１８）に軸方向摺動自在にスプライン結合されたスリーブ（１９）と、前記スリーブ（１９）の内周のスプライン歯（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）に噛合可能なドグ歯（２０ａ）を外周に有するとともに、前記ギヤ（１６）との摩擦係合を可能にして前記ハブ（１８）および該ギヤ（１６）間に配置されたブロッキングリング（２０）とを備え、前記スリーブ（１９）のスプライン歯（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）を前記ブロッキングリング（２０）のドグ歯（２０ａ）および前記ギヤ（１６）のドグ歯（１６ｄ，１６ｅ）に噛合させることで、前記ギヤ（１６）を前記回転軸（１３）に結合するトランスミッションのシンクロ装置であって、
   前記ギヤ（１６）のドグ歯（１６ｄ，１６ｅ）は、歯先が平坦な平歯であって、歯先の軸方向突出量が大きいギヤ側長歯（１６ｄ）と歯先の軸方向突出量が小さいギヤ側短歯（１６ｅ）とを交互に配置して構成され、
   前記スリーブ（１９）のスプライン歯（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）のうちの相互に隣接する少なくとも２個のスプライン歯は、歯先が平坦な平歯であって、歯先の軸方向突出量が大きいスリーブ側長歯（１９ａ）と歯先の軸方向突出量が小さいスリーブ側短歯（１９ｂ）とで構成されるとともに、前記スリーブ（１９）のスプライン歯（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ）のうちの残りのスプライン歯は、歯先が尖ったチャンファ歯（１９ｃ）で構成され、
   前記ブロッキングリング（２０）のドグ歯（２０ａ）は、歯先が尖ったチャンファ歯で構成され、前記スリーブ（１９）のチャンファ歯（１９ｃ）に対向する位置に設けられて前記スリーブ側長歯（１９ａ）および前記スリーブ側短歯（１９ｂ）に対向する位置で欠歯することを特徴とするトランスミッションのシンクロ装置。
2. 前記スリーブ側長歯（１９ａ）と歯先と前記スリーブ側短歯（１９ｂ）の歯先との軸方向距離（α）は、前記ギヤ側長歯（１６ｄ）の歯先と前記ギヤ側短歯（１６ｅ）の歯先との軸方向距離（β）よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッションのシンクロ装置。

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