JPH08219175A - 同期歯車箱内のガラガラ音を阻止する装置 - Google Patents

同期歯車箱内のガラガラ音を阻止する装置

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JPH08219175A
JPH08219175A JP7332134A JP33213495A JPH08219175A JP H08219175 A JPH08219175 A JP H08219175A JP 7332134 A JP7332134 A JP 7332134A JP 33213495 A JP33213495 A JP 33213495A JP H08219175 A JPH08219175 A JP H08219175A
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ring
synchronization
raised rim
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期歯車箱内の歯車が係合していないときに
同期リングから発生するガラガラ音を阻止するための非
常に簡単な設計の装置および操作モードを提供する。 【解決手段】 歯車が係合していないときに、同期リン
グ(36)は軸(6)上に回転しないように配置された
同期ハブ(10)および該同期ハブ上に軸線方向に移動
可能な同期スリーブ(12)に対して回転することが制
限される。半径方向に作用する板ばね要素(50)が同
期リング(36)の外面(46)と同期ハブ(10)の
隆起をもったリム(34)の内面(48)との間の弓形
スペース(45)内にプレストレスが加えられた状態で
組み込まれている。同期リング(36)と協働する板ば
ね要素(50)は同期リング(36)を同期ハブ(1
0)に対して浮上位置に保持しかつ同期リング(36)
がその端末位置の間で回転してガラガラ音を発生するこ
とを阻止する作用をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は同期歯車箱内の係合
していない歯車用の同期リングから発生するガラガラ音
を阻止する装置にして、歯車が係合していないときに、
同期リングが、一方の側において歯車箱内に組み込まれ
た軸に対して回転しないように配置されかつ同期ハブ上
で軸線方向に移動するように配置された同期スリーブ
と、他方の側において軸上に回転するように取り付けら
れかつトルクを伝達する目的のために軸線方向に移動可
能な同期スリーブと連結可能であるようになされた大歯
車との間に回転するように配置されている種類の装置に
関する。このような装置の目的は同期歯車箱内の係合し
ていない歯車の同期リングにより発生するガラガラ音を
阻止することにある。歯車が係合していないときに、同
期リングはある回転角度の範囲内で同期リングが協働す
る同期スリーブに対して回転可能であるように設計され
ている。従って、同期リングは一方の側において歯車箱
内に組み込まれた軸上に回転しないように配置された同
期ハブと、他方の側において軸上に回転するように支持
されかつトルクを伝達する目的のために同期スリーブと
連結可能であるようになされている同期コーン(クラッ
チリング)との間にゆるく配置されている。同期スリー
ブは慣用の方法で同期ハブ上で軸線方向に移動可能であ
るように支持されている。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】最新の同
期歯車箱は関連した軸と該軸と連結されなければならな
い大歯車との間に完全な同期化が達成される前に同期装
置の軸線方向に移動可能な同期スリーブが関連した大歯
車の同期コーン上のクラッチ歯と係合する可能性を阻止
するためのある種類のロック機構を備えている。これら
のクラッチ歯は大歯車に固定された別個の同期コーン上
に歯の形成されたリムとして配置するか、または大歯車
と一体構成された同期コーン上に配置することができ
る。大歯車はこの歯を有するリムの軸線方向の外側に隣
接した同期リングの対応した円錐形の内面と同期協働す
るようになされる円錐形の外側テーパー摩擦面を有して
いる。
【0003】この内面形状を有しかつ通常同期コーンと
同期スリーブとの間にゆるく取り付けられた同期リング
の円錐形の内面が同期コーンの円錐形の摩擦面と摩擦接
触したときに、同期リングがロック位置(すなわち、端
末位置)まで回転せしめられ、この位置において、同期
スリーブを支える軸と関連した大歯車との間に速度差が
ある限り、同期リング上のロック歯、すなわち、つめが
同期コーンの歯が形成されたリムに向かう同期スリーブ
の軸線方向の移動を阻止する。これらの二つの部分の速
度(回転速度)が完全に等しくなったとき、すなわち、
同期化が完了したときに、同期リングが若干旧位置に戻
る方向に回転し、その結果、軸線方向に移動可能な同期
スリーブの軸線方向に向けられた内側隆起、すなわち、
歯/はめ歯が同期リングのロック歯を越えて滑動しかつ
同期コーンまたは該当する場合には大歯車のトルクを伝
達する歯が形成されたリムの歯の間に更に滑動すること
ができ、それにより軸と大歯車との相互の連結を達成す
ることができる。
【0004】しかしながら、この既知の設計に付随する
一つの問題は軸が係合していないときに、同期リングが
同期コーンと同期スリーブとの間にゆるく取り付けられ
ているためにガラガラ音を発生し、そしてこのゆるく取
り付けられた状態は軸およびその他の連結部分を介し
て、同期リングにシリンダ内の点火パルスの結果として
エンジンから発生したねじり振動を与える。このガラガ
ラ音は同期リングがその両端末位置の間を前後に移動す
るときに起こる。この問題は軸が係合しているときには
同期リングが実際に同期スリーブにより確実にクランプ
されているので、勿論、軸が係合していないときのみに
起こる。この問題はエンジンの速度が低いときに最も顕
著である。より高いエンジン速度およびより高い車両速
度においては、このガラガラ音は実際問題としてその他
のより強力な音により圧倒される。
【0005】従来技術の一つの設計が米国特許第3,2
28,499号明細書から知られており、この設計によ
れば、同期リングが該同期リングと隣接した大歯車との
間に配置された軸線方向に作用するばね装置により中央
部に保持されかつ同期スリーブに対して所定位置に固定
される。しかしながら、この設計による解決方法はこの
ような特殊のばね装置を備えている同期装置を必要と
し、これらのばね装置の一端部は大歯車のハブ部分に近
い大歯車の軸線方向の底部の穴内に留められ、かつ反対
側の端部は同期リングの外側の軸線方向のプラグ内に収
容されている。それゆえに、大歯車および同期リングの
両方はこの特殊の態様に設計されなければならず、かつ
ばね装置もまた大歯車と同期リングとの間にかなりのス
ペースを必要とする。それゆえに、慣用の歯車箱は、同
期リングを安定させるためにかなりの再設計を施さない
限り、この既知の型式のばね装置を設けることができな
い。
【0006】
【課題を解決するための手段】それゆえに、本発明の目
的は同期歯車箱内の歯車が係合していないときに同期リ
ングから発生するガラガラ音を阻止するための非常に簡
単な設計の装置および操作モードを提供することにあ
る。この装置は、同型式の同期歯車箱内に他の理由で利
用されるスペースを超える極めて僅かな余分のスペース
さえ必要とすることなく歯車箱の関連した部分の中に取
り付けることができるばね装置から半径方向に向いた力
を受けて同期リングが保持されるように設計されなけれ
ばならない。また、歯車箱内に組み込まれたその他の部
分または構成部分の設計をなんら変更する必要がないよ
うにしなければならず、また採用されたばね装置がこの
ようなその他の部分および構成部分に対してなんらマイ
ナスの影響をおよぼさないようにしなければならない。
【0007】上記の目的は、本発明によれば、この装置
において、半径方向に作用するばねクランプ要素が同期
リングの外面と同期ハブの隆起リムの内面との間の弓形
スペース内にプレストレスが加えられた状態で挿入され
かつ同期リングを同期ハブの隆起リムに対してプレスト
レスが加えられた中心位置に保持する作用をする特徴を
有することにより達成される。特許請求の範囲のその他
の請求項は本発明による装置のその他の開発された実施
例のその他の特徴を示している。
【0008】本発明による装置は同期リングの外面と同
期ハブの隆起リム部分の内面との間の環状スペース内に
挿入されたプレストレスが加えられた適当数の半径方向
に作用するばねクランプ要素を含んでいる。実際問題と
して、おそらくは、円周方向に等間隔に配置された少な
くとも3個のばねクランプ要素を使用することが有利で
あろう。従って、同期リングがさもなければ(このよう
なばねクランプ要素が設けられていない場合には)同期
ハブと隣接した大歯車との間にゆるく取り付けられてい
るので、ばねクランプ要素は歯車がまだ係合していない
ときに同期リングを同期ハブの隆起リム部分に対してプ
レストレスが加えられた同心位置に保持する作用をす
る。
【0009】ここで関連する種類の同期歯車箱の場合に
は、同期ハブの隆起リムは、通常、少なくとも3個のフ
ランジ状の隆起リム部分からなっている。これらの隆起
リム部分は円周方向に等間隔に配置され、相互に別個に
構成され、かつ外側に隆起を備えている。各々の隆起リ
ム部分はディスク形ウエブ部分を介して同期ハブの中央
部分により連結されかつ支持されている。この場合に
は、ばねクランプ要素の数が隆起リム部分の数と完全に
合致し、その結果ばねクランプ要素が各々の隆起リム部
分に組み込まれる点で有利である。ばねクランプ要素の
最も簡単でありかつこの状況において最も実用的な型式
はおそらくは弓形の板ばね要素であろう。その場合に
は、これらの板ばね要素はプレストレスが加えられてい
ない状態(すなわち、取り付けられる前)およびプレス
トレスが加えられた位置に組み込まれた(すなわち、取
り付けられた状態)ときの両方において隆起リム部分よ
りも小さい曲げ半径を有するように設計される。従っ
て、各々のこのような板ばね要素は同期リングの外面と
それと組み合わされる隆起リム部分の内面との間にクラ
ンプされる。
【0010】弓形の板ばね要素または全く一般的にはば
ねクランプ要素は同期リングを同期ハブに固定し、それ
によりエンジンの点火パルスから生ずるねじり振動が効
果的に減衰されかつ同期リングの端末部分が同期ハブと
衝突することを阻止する。従って、ばねクランプ要素は
半径方向の力を作用し、これは明白に、歯車が係合して
いる間、同期リングの加速が僅かだけより緩やかになる
が、ばねクランプ要素によりひき起こされる加速が緩や
かになる程度は実際問題として事実上感知できない程僅
かであるので問題にはならないことを意味している。
【0011】それゆえに、このように板ばね要素として
有利に設計されたばねクランプ要素は既に利用できるス
ペース内に配置され、従って、少なくとも、板ばね要素
の寸法が妥当な限度内に保持されている限り、歯車箱の
その他の部分またはその同期装置を改造することは全く
必要がない。また、歯車箱および同期装置内に既に利用
できるスペースが十分ありかつ本発明による設計の解決
方法として使用することができるということは、この設
計の解決方法は、過大であると考えられ、それゆえ歯車
箱の適当な改造により可能な限り阻止しなければならな
いガラガラ音を発生する既存の歯車箱に対し有益な解決
方法として直接適用できることを意味している。
【0012】それゆえに、本発明の基本的な概念は以下
のように要約することができる。例えば、板ばね要素で
あってもよいばねクランプ要素は同期リングと同期ハブ
の隆起リムとの間の環状の「間隙スペース」内に取り付
けられる。このようにプレストレスが加えられたばねク
ランプ要素の半径方向の力は同期リングを同期ハブの周
囲の隆起したリムに対して同心的に浮かせた状態に保
ち、それにより同期リングの回転移動はばねクランプ要
素が同期リングと同期ハブの隆起リムとの間のスペース
内に取り付けられたときにばねクランプ要素の変形(す
なわち、曲げ半径の増大)が起こる結果、ばねクランプ
要素が摩擦リングに作用する摩擦モーメントにより阻止
されるかまたは少なくとも弱められる。エンジンの点火
パルスの結果、同期リングに伝達されるねじり振動はこ
の摩擦モーメントに打ち勝つことができず、従って、同
期リングは該同期リングが「ゆるく」配置されたときに
起きるようなガラガラ音を発生することが阻止される。
この摩擦モーメントは、明白に、同期スリーブが移動し
て、歯車が係合することを意味する隆起リムと隣接した
大歯車/同期コーンのクラッチ歯との係合をひき起こす
前に打ち勝たなければならない同期リングの(ロックさ
れた位置から離れる方向の)回転に対してある抵抗を生
ずる。しかしながら、摩擦リングの回転に対するばねク
ランプ要素の摩擦モーメントにより生ずるこの抵抗は、
実際問題として、関連した歯車の手動による係合の間、
すなわち、同期リングのロック位置からの加速の間に運
転手によりほとんど気付かれない程度に極めて小さい。
【0013】本発明によるガラガラ音を阻止する装置は
乗用車のための手動同期5段変速歯車箱において有利に
使用することができる。このような歯車箱においては、
関連する歯車のための同期コーンまたは大歯車は同期リ
ングに面する側においてクラッチ歯の形成された環状リ
ムを有し、一方、軸線方向に移動可能な同期スリーブは
同期ハブの外側隆起の間に係合する内側隆起を有してい
る。この内側隆起はロック位置から離れる方向に回転し
た同期リングを越えて同期スリーブが軸線方向に移動す
る間に大歯車の同期コーンのクラッチ歯と駆動係合し歯
車係合状態にもたらされる。
【0014】
【発明の実施の形態】さて、本発明を本発明による一つ
またはそれ以上の装置が組み込まれた手動同期歯車箱の
移動可能な部分を示す添付図面を参照して説明しかつ以
下にさらに詳説する。
【0015】先ず図1および図2を参照すると、歯車の
ための既知の種類の同期装置が一般的に示されている。
従って、これらの二つの図は本発明自体を例示するので
はなく、その環境状態および本発明が意図する同期型式
のみを例示している。この理由で、その他の図および説
明と比較すると重要でない細部に関してはいくつかの不
一致があるかもしれない。従って、図1および図2は、
例えば、車両用を目的とする図示されていない同期歯車
箱の部分を形成する軸6に取り付けられた1対の大歯車
2および4のための同期装置を示している。大歯車2お
よび4の間には、同期ハブ10と、該同期ハブを包囲す
る同期スリーブ12とを備えている同期装置8が配置さ
れている。大歯車2および4は軸6上で回転するように
取り付けられ、一方、同期ハブ10は軸6の一部分14
上に回転しないように取り付けられ、部分14はみぞを
備えているか、またはスプライン(交互に隆起およびみ
ぞが軸線方向に延びている)を備えている。例示した場
合における二つの異なる歯車の間のシフト(歯車比の変
更)は同期ハブ10によりなされる。従って、同期ハブ
10は軸6に対して回転しないように配置され、大歯車
2または大歯車4のいずれかとトルク伝達駆動結合され
る。大歯車2および4のいずれかとのこの交互の係合は
慣用の方法で同期スリーブ12の内側に形成された内側
の軸線方向の隆起16を同期コーン20上に環状リム状
に形成されたクラッチ歯18と駆動係合させるように同
期スリーブ12を同期ハブ10に対して(図示していな
いシフトフォークにより)軸線方向に移動することによ
り行われる。また、同期コーン20は関連した大歯車
2、4と固く結合され(または歯車2、4と一体化さ
れ)ている。この例では、同期コーン20が大歯車2、
4に強固に溶接されている。
【0016】適当数(例えば、3個)の半径方向にばね
負荷されたロックボール28が慣用の方法で歯車が依然
として係合していないときに同期スリーブ12を軸線方
向中央部に配置するのみでなく、また歯車が係合してい
る間アダプター26を介して関連した同期リング36を
関連した同期コーン20と衝接するように押し付ける作
用を行う。
【0017】同期ハブ10は隆起をもった連結部14を
介して軸6上に回転しないように取り付けられかつ円周
方向に等間隔に配置された3個のディスク形のウエブ3
2を有する環状の中央部分30を備え、ウエブ32の各
々はその外縁において弓形の隆起リム部分34を支持し
ている。これらの隆起リム部分34はウエブ32よりも
実質的に広く、かつ厚く、従って、ウエブ32の両側の
フランジ部分として横方向に突出している。
【0018】1対の同期リング36が慣用の方法で隆起
リム部分34に近接して「ゆるく」取り付けられてい
る。同期リング36は同期コーン20の外面40に対応
する形状を有し該外面領域40に隣接する円錐形の内面
38を有する。
【0019】軸6の速度と関連した大歯車2、4の速度
との同期化は同期スリーブ12を関連した大歯車2また
は4に向かって軸線方向に移動し、それにより関連した
同期コーン20と協働する同期リング36の円錐形の内
面38を同期コーン20の円錐形の表面領域40と摩擦
接触させることにより行われる。これにより、同期リン
グ36はそのロック位置に回転せしめられ、このロック
位置において同期リング36のロック歯44が同期スリ
ーブ12のそれ以上の軸線方向の移動を阻止すると共
に、円錐形の面38および40の間の摩擦が大歯車2、
4の速度を急速に軸6の速度と同じ速度にする。これが
完了したときに、すなわち、同期化が完了したときに、
大歯車2、4に向かう同期スリーブ12の連続的な移動
により、同期リング36をロックしない回転位置に戻
し、この位置において同期スリーブ12の内側の軸線方
向の隆起16が(同期リング36の歯44の間の開口部
を経て)同期リング36を越えて軸線方向に自由に移動
し、そしてその移動は関連した同期コーン20のリム状
の歯18の間に駆動係合が得られるまで継続する。
【0020】今まで述べた説明は同期装置の既知の型式
に関するものである。さて、図1および図2に部分的に
示した一般的な型式の同期歯車箱内の係合していない歯
車の同期リングから発生するガラガラ音を阻止するため
に本発明により同期装置に組み込まれる新規の設計要素
を図3ないし図6を参照してさらに厳密に考察すること
にする。
【0021】前述したように、歯車が係合していないと
き(すなわち、大歯車2または4が係合していないと
き)、図1および図2に示した2個の同期リング36の
各々は一方の側において軸6上に回転しないように取り
付けられた同期スリーブ12と他方の側において軸6上
に回転可能に取り付けられた大歯車2、4または同期コ
ーン20との間に回転するように配置されており、関係
した歯車が係合したときに、大歯車2、4または同期コ
ーン20は同期ハブ10を介して軸6に対して回転しな
いように構成されている同期スリーブ12とトルク伝達
結合されるようになっている。
【0022】特に図3ないし図6から分るように、本発
明の主な顕著な特徴は弓形の板ばね要素50の形態をと
ると有利である半径方向に作用するばねクランプ要素が
同期リング36の外面46と同期ハブ10の隆起をもっ
たリム34の内面48との間の弓形のスペース45(特
に図4および図6参照)内にプレストレスが加えられた
状態で挿入されていることである。このような板ばね要
素は図4に横断面図で示しかつ図6に側面図で示してあ
る。
【0023】例示した実施例においては、同期ハブ10
の隆起リムは3個の隆起リム部分34を備えている。隆
起リム部分34は円周方向に等間隔に配置され、相互に
別個に構成されかつ軸線方向に延びる外側隆起49を備
えている。従って、各同期リング36は3個の板ばね要
素50により確実にクランプされ、板ばね要素50は同
期リング36を同期ハブ10の3個の隆起リム部分34
に対してプレストレスが加えられた状態で保持する作用
をする。
【0024】弓形に曲げられた板ばね要素50はばね鋼
で製造された均一な幅を有する板ばねである。図5およ
び図6から分るように、板ばね要素50はプレストレス
が加えられていない状態(図5および図6における5
0′参照)のみならず、また板ばね要素50がプレスト
レスが加えられた状態(図6における50″)で取り付
けられたときでも隆起リム部分34よりも小さい曲げ半
径を有するように設計されている。板ばね要素50は同
期リング36を同期ハブ10に対して所定位置に保持す
るために十分な力を提供するような寸法に形成かつ適合
されるが、この力は通常のギヤシフト中の同期リング3
6の加速を不必要に重くすることを回避するために必要
以上に大きくしない。
【図面の簡単な説明】
【図1】歯車箱の部分を構成しかつ間に同期装置が配置
された2個の異なる歯車のための大歯車を有する軸を断
面で示した斜視図。
【図2】図1に示した軸のまわりに配置された歯車箱部
分を軸線方向に分解して示した図。
【図3】図1の左側部分に相当する同期ハブおよび同期
リングを備えた大歯車の部分的な軸線方向断面図。
【図4】円A内の図3の部分の拡大図。
【図5】図3のV−V線に沿った部分断面図。
【図6】隆起リム部分および隣接した同期リングの部分
を示した図5の弓形部分Bを拡大して示した図。
【符号の説明】
2 大歯車 4 大歯車 6 軸 8 同期装置 10 同期ハブ 12 同期スリーブ 16 内側隆起 18 歯 20 同期コーン 30 ハブ 32 ディスク形ウエブ部分 34 隆起リム部分 36 同期リング 45 弓形スペース 46 外面 48 内面 49 外側隆起 50 板ばね要素 50′ プレストレスが加えられていない状態 50″ プレストレスが加えられた状態

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同期歯車箱内の係合していない歯車用の
    同期リングから発生するガラガラ音を阻止する装置にし
    て、歯車が係合していないときに、同期リング(36)
    が、一方の側において歯車箱内に組み込まれた軸(6)
    に対して回転しないように配置されかつ同期ハブ(1
    0)上で軸線方向に移動するように配置された同期スリ
    ーブ(12)と、他方の側において軸(6)上に回転す
    るように取り付けられかつトルクを伝達する目的のため
    に軸線方向に移動可能な同期スリーブ(12)と連結可
    能であるようになされた大歯車(2または4)との間に
    回転するように配置されている装置において、半径方向
    に作用するばねクランプ要素(50)が同期リング(3
    6)の外面(46)と同期ハブ(10)の隆起リム(3
    4)の内面(48)との間の弓形スペース(45)内に
    プレストレスが加えられた状態で挿入されかつ同期リン
    グ(36)を同期ハブ(10)の隆起リム(34)に対
    してプレストレスが加えられた中心位置に保持する作用
    をすることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置にして、前記同期
    ハブ(10)の隆起リム(34)が少なくとも3個のフ
    ランジ状の隆起リム部分(34)を備え、隆起リム部分
    (34)は円周方向に等間隔に配置され、相互に別個に
    構成され、かつ外側隆起(49)を備え、かつ隆起リム
    部分(34)の各々はディスク形のウエブ部分(32)
    を介してハブ(30)と連結され、かつハブ(30)に
    より支持されている装置において、ばねクランプ要素が
    いくつかの弓形の板ばね要素(50)からなり、板ばね
    要素(50)の数が隆起リム部分(34)の数に対応し
    かつプレストレスが加えられていない状態(50′)の
    場合とプレストレスが加えられた状態(50″)で組み
    込まれた場合の両方において、板ばね要素(50)が隆
    起リム部分(34)よりも小さい曲げ半径を有し、かつ
    板ばね要素(50)の各々が同期リング(36)の外面
    (46)とそれぞれの隆起リム部分(34)の内面(4
    8)との間にクランプされていることを特徴とする装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の装置に
    して、大歯車(2)または(4)が同期リング(36)
    に面した側において歯(18)の形成された環状のリム
    を有する同期コーン(20)と回転しないように連結さ
    れると共に、軸線方向に移動可能な同期スリーブ(1
    2)が同期ハブ(10)の外側隆起(49)と係合する
    内側隆起(16)を有し、かつ同期リング(36)を越
    える同期スリーブ(12)の軸線方向の移動により内側
    隆起(16)を同期コーン(20)の歯(18)と駆動
    係合させることができることを特徴とする装置。
  4. 【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の装置に
    して、板ばね要素(50)がばね鋼で製造された均一の
    幅を有する弓形に曲げられた板ばねからなることを特徴
    とする装置。
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