JP4675154B2 - シンクロ装置 - Google Patents

Description

本発明は、マニュアルトランスミッション、その他、自動マニュアルトランスミッション等におけるシンクロ装置に関するものである。

従来、この種のシンクロ装置としては、特許文献１に開示されているように、出力軸にスプライン嵌合されたシンクロハブと、シンクロハブの外周にスプライン嵌合されたスリーブと、シンクロハブとスリーブとのスプライン嵌合部分に配置されたインサートキーと、インサートキーをスリーブ内面に押し付けるスプリングと、シンクロハブに隣接したクラッチギヤのコーン面上に嵌合されたシンクロナイザリングとを備えるものが提案されている。
この装置では、出力軸の軸心からインサートキーとスプリングとの接触面までの距離を、出力軸の軸心からシンクロハブ内面までの距離に比べて小さく設定することで、インサートキーをスリーブ内面に確実に押し付けることができるものとしている。

また、出力軸の回転、即ちシンクロハブの回転によってスプリングに作用する遠心力を利用して、シンクロハブの回転数とシンクロナイザリングの回転数との回転数差に応じた必要押付力をインサートキーに作用させることができるものとしている。
実願平３−７７８２４号

しかしながら、このような装置では、スプリングに作用する遠心力がシンクロハブの回転数の２乗に比例して増加するため、シンクロハブの回転数とシンクロナイザリングの回転数との回転数差に応じた必要押付力以上の押付力がスプリングに作用して、インサートキーがスリーブに強く押し付けられて、スリーブを移動させるために強い力が必要となり、操作力の悪化を招く場合が生じ、特にエンジンが高回転化傾向にある近年においては、この課題を解決することは急務である。

本発明のシンクロ装置は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、操作力の悪化を防止することを目的の一つとし、また、耐久性向上を目的の一つとし、更に、サイズアップすることなくシンクロ容量を増加することを目的の一つとするものであり、その請求項１は、シンクロハブと、該シンクロハブに対して摺動可能に外嵌されたシンクロスリーブの内周面にインサートシフティングキーを押し付けるシンクロスプリングと、を備えるシンクロ装置において、前記シンクロハブの回転に伴い前記シンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整可能な調整手段を備えることである。

また請求項２は、前記調整手段は、前記シンクロスプリングに遠心力が作用した際、該シンクロスプリングの外周面の少なくとも一部を前記シンクロハブの内周面に積極的に当接させることで該シンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整可能な手段であることである。

また請求項３は、前記調整手段は、前記シンクロスプリングの前記インサートシフティングキーとの当接面以外の箇所に半径方向外方へ膨出させた膨出部を形成し、該膨出部の形状および／または膨出量を調整することにより前記遠心力の増加程度を調整可能な手段であることである。

また請求項４は、前記調整手段は、前記シンクロスプリングに肉厚部と肉薄部とを形成
して断面形状を変化させることにより、前記遠心力の増加程度を調整可能な手段であることである。

また請求項５は、前記調整手段は、前記シンクロハブの内周面に半径方向内方へ突出させた突出部を形成し、前記シンクロスプリングの外周面を該突出部に当接させることにより前記遠心力の増加程度を調整可能な手段であることである。

また請求項６は、前記シンクロスプリングは、前記インサートシフティングキーと当接する部分において凸形状に形成され、該凸形状部を該インサートシフティングキーに当接させたことである。

また請求項７は、前記凸形状部の少なくとも一つが前記シンクロスプリングと前記シンクロハブとの相対回転を防止するように構成したことである。

また請求項８は、前記凸形状部の少なくとも一つは、略Ｍ字状に形成され、該略Ｍ字の凹部に前記インサートシフティングキーを係合させることで前記相対回転を防止するように構成したことである。

本発明のシンクロ装置は、シンクロハブの回転に伴いシンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整可能な調整手段を備えることにより、インサートシフティングキーに必要以上の押付力が作用するのを防止することができ、シンクロスリーブを移動させるために強い力が必要となることがなく、操作力の悪化を防止することができる。
また、シンクロスプリングにかかる負荷を低減できるため、耐久性が向上するものとなる。

また、調整手段は、シンクロスプリングに遠心力が作用した際、シンクロスプリングの外周面の少なくとも一部をシンクロハブの内周面に積極的に当接させることでシンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整可能な手段であることにより、簡単な構成でシンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整することができるものとなる。

また、調整手段は、シンクロスプリングのインサートシフティングキーとの当接面以外の箇所に半径方向外方へ膨出させた膨出部を形成し、膨出部の形状および／または膨出量を調整することにより遠心力の増加程度を調整可能な手段であることにより、簡易な構成でシンクロスプリングの外周面をシンクロハブの内周面に積極的に当接させることができるものとなる。

また、調整手段は、シンクロスプリングに肉厚部と肉薄部とを形成して断面形状を変化させることにより、遠心力の増加程度を調整可能な手段であることにより、簡易な構成でシンクロスプリングの外周面をシンクロハブの内周面に積極的に当接させることができるものとなる。

また、調整手段は、シンクロハブの内周面に半径方向内方へ突出させた突出部を形成し、シンクロスプリングの外周面を突出部に当接させることにより遠心力の増加程度を調整可能な手段であることにより、簡易な構成でシンクロスプリングの外周面をシンクロハブの内周面の突出部に積極的に当接させることができるものとなる。

また、シンクロスプリングは、インサートシフティングキーと当接する部分において凸形状に形成され、凸形状部をインサートシフティングキーに当接させたことにより、インサートシフティングキーの底面がシンクロハブの内周面より半径方向において外方となる位置にインサートシフティングキーを配置することができるため、その分、インサートシフティングキーに隣接するシンクロナイザリングのサイズをアップすることができ、インサートシフティングキーと干渉することなくシンクロナイザリングの厚みを大とすることができて、装置全体のサイズアップをすることなく、シンクロ容量を増加することができるものとなる。

また、凸形状部の少なくとも一つが、シンクロスプリングとシンクロハブとの相対回転を防止するように構成したことにより、新たに相対回転防止機構を形成する必要がないものとなる。

また、凸形状部の少なくとも一つは、略Ｍ字状に形成され、略Ｍ字の凹部にインサートシフティングキーを係合させることで、相対回転を防止するように構成したことにより、簡単な構造でシンクロスプリングとシンクロハブとの相対回転を良好に防止することができるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、マニュアルトランスミッションにおけるシンクロ装置の要部拡大配置構成図であり、出力軸１には、スプライン２ａを介してシンクロハブ２が設けられており、このシンクロハブ２の外周には、スプライン嵌合されてシンクロスリーブ３が設けられ、シンクロハブ２とシンクロスリーブ３とのスプライン嵌合部分には、インサートシフティングキー４が配置されている。
このインサートシフティングキー４をシンクロスリーブ３の内面に押し付けるために、シンクロスプリング５が設けられている。

また、シンクロハブ２に隣接して図示左側には、ベアリング８を介して出力軸１の外周に回転可能に４速用のクラッチギヤ６が設けられており、このクラッチギヤ６のテーパー状のコーン部６ａの面上に嵌合されてシンクロナイザリング７が設けられている。
また、シンクロハブ２の図示右側には、出力軸１にベアリング１１を介して回転可能に３速用のクラッチギヤ９が設けられ、このクラッチギヤ９のテーパー状のコーン面上に嵌合されてシンクロナイザリング１０が設けられている。

なお、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、シンクロスリーブ３を省略して、シンクロハブ２と、シンクロスプリング５と、インサートシフティングキー４を図示している。
図２に示すように、シンクロハブ２の外周には、３つの溝２ｂ，２ｂ，２ｂが形成されており、この各溝２ｂ内を前後方向に移動できるように、インサートシフティングキー４がそれぞれ配置されている。
このインサートシフティングキー４をシンクロスリーブ３の内周面に押し付けるためのシンクロスプリング５は、切欠Ｋが形成されて略Ｃ字状をなしており、シンクロスプリング５のインサートシフティングキー４に当接する部分は、半径方向に外方へ向かって突出された凸形状部５ｃ，５ｃ，５ｃとなっている。また、この凸形状部５ｃ，５ｃ，５ｃ以外の部分には、基準部５ａよりもシンクロハブ２の内周面側へ膨出して膨出部５ｂ，５ｂが一体形成されている。

なお、凸形状部５ｃとインサートシフティングキー４との当接面と、出力軸中心Ｃ間の距離ｂは、出力軸中心Ｃとシンクロハブ２の内周面間の距離ａよりも大に設定されている。そのため、インサートシフティングキー４の底面が、シンクロハブ２の内周面より半径方向において外方位置となり、その分、インサートシフティングキー４に隣接するシンクロナイザリング７，１０は、インサートシフティングキー４と干渉することなく、その厚みを大とすることができるため、装置全体のサイズアップをすることなく、シンクロ容量が増加できるように構成されている。

また、凸形状部５ｃの内、中央の凸形状部５ｃには、Ｍ字状に凹ませたＭ字凹部５ｄが形成されており、このＭ字凹部５ｄにインサートシフティングキー４を係合させることができて、シンクロスプリング５とシンクロハブ２との相対回転を防止できるように構成されている。
なお、シンクロスプリング５の膨出部５ｂ，５ｂと、シンクロハブ２の内周面間には、隙間Ｍが形成されており、この隙間Ｍは、インサートシフティングキー４をシンクロスリーブ３の内周面に確実に押し付けるために必要な隙間である。

このようなシンクロ装置においては、シフトレバーが操作されると、シンクロスリーブ３のフォーク溝３ａ内に嵌り込んだ図示しないフォークを介し、シンクロスリーブ３が前後の何れか側、即ち図１では左右何れか側に動き、シンクロスリーブ３に押し付けられているインサートシフティングキー４が、シンクロスリーブ３とともに移動して、インサートシフティングキー４が左右何れか側のシンクロナイザリング７または１０に当たり、シンクロスリーブ３とシンクロナイザリング７または１０が同期して噛み合うこととなる。更にシンクロスリーブ３が移動すると、シンクロナイザリング７または１０が、クラッチギヤ６または９のテーパー状のコーン部６ａの面で摩擦しながら、出力軸１に遊嵌されているクラッチギヤ６または９と同期し、シンクロスリーブ３はインサートシフティングキー４から外れて、クラッチギヤ６または９と噛み合うこととなる。

なお、出力軸１の回転、即ちシンクロハブ２の回転によってシンクロスプリング５に作用する遠心力を利用して、シンクロハブ２の回転数とシンクロナイザリング７または１０の回転数との回転数差に応じたシンクロスリーブ３の内周面に対する必要押付力をインサートシフティングキー４に作用させるのであるが、シンクロスプリング５に作用する遠心力はシンクロハブ２の回転数の２乗に比例して増加するため、シンクロハブ２の回転数とシンクロナイザリング７または１０の回転数との回転数差に応じた必要押付力以上の押付力がシンクロスプリング５に作用してしまう。そのため、本例ではシンクロスプリング５に膨出部５ｂ，５ｂが予め形成されており、シンクロハブ２が一定回転数以上になると、このシンクロスプリング５の膨出部５ｂ，５ｂがシンクロハブ２の内周面に接触して、インサートシフティングキー４への押付力を軽減させることができるものとなる。

即ち図３に示すように、ΔＮａの点で、膨出部５ｂがシンクロハブ２の内周面に接触を開始することで、シンクロスプリング５に作用する遠心力による２次曲線は、理論必要押付力Ｆの直線に近づくこととなり、シンクロスプリング５に作用する遠心力の増加を調整することができて、インサートシフティングキー４に必要以上の押付力が作用することを防止することができるものとなる。ここで、図３中Ｆ０は、初期押付力である。
なお、膨出部５ｂの形状、即ち、基準部５ａに対する膨出量を調整することでΔＮａの点を調整することができる。
そのため、インサートシフティングキー４がシンクロスリーブ３に必要以上に強く押圧されることがなく、シンクロスリーブ３を移動させるために強い力が必要となることがなく、操作力の悪化を防止することができる。また、シンクロスプリング５にかかる負荷を低減できるため、耐久性が向上するものとなる。
実施例では、図３中において、ΔＮを出力軸１の回転数からシンクロナイザリング７または１０の回転数を引いた回転数差を示すものとしたが、クラッチギヤ６または９の回転数、即ち、図示しない入力軸の回転数をシンクロナイザリング７または１０の回転数に代用して用いるものとしても良い。

次に図４は、図２の変更例を示すものである。
図４では、シンクロスプリング５の膨出部５ｂを波状に形成して、膨出部５ｂ１と、その両側に膨出部５ｂ２，５ｂ２を形成させたものである。膨出部５ｂ１は、膨出部５ｂ２に比して膨出量が大きくなるよう形成されている。
このような波状の膨出部５ｂ１，５ｂ２，５ｂ２が形成されたシンクロスプリング５を用いることで、図５に示すように、回転数差ΔＮａの位置で、膨出部５ｂ１の部分がシンクロハブ２の内周面と接触を開始し、回転数差ΔＮｂの位置で、膨出部５ｂ２，５ｂ２がシンクロハブ２の内周面と接触を開始し、これにより、より理論必要押付力Ｆに近づけることができて、シンクロスプリング５の押付力Ｆが必要以上にインサートシフティングキー４に作用することを良好に防止できるものとなる。
なお、図５中Ｆ０は、初期押付力である。

なお、図２及び図４では、シンクロスプリング５の厚み、即ち断面形状は均一のものであるが、例えば図６に示すように、シンクロスプリング５の断面形状を変化させて、肉厚部５ｆと、その両側に肉薄部５ｇ，５ｇを形成させておけば、遠心力により先に肉薄部５ｇ，５ｇの部分がシンクロハブ２の内周面と接触を開始し、その後、肉厚部５ｆの部分がシンクロハブ２の内周面と接触を開始することになるから、膨出部５ｂを形成する場合と同様、シンクロスプリング５に作用する遠心力の増加程度を調整でき、インサートシフティングキー４に必要以上の押付力が作用するのを防止できるものとなる。

このように、シンクロスプリング５に膨出部５ｂ或いは波状に膨出部５ｂ１，５ｂ２を形成させて、インサートシフティングキー４に必要以上の押付力が作用するのを防止することができ、またシンクロスプリング５の断面形状を変化させることによっても、同じようにインサートシフティングキー４に必要以上の押付力が作用するのを防止できるものとなる。

上記実施例では、シンクロスプリング５に膨出部５ｂを形成して、膨出部５ｂをシンクロハブ２の内周面に接触させることでシンクロスプリング５に作用する遠心力の増加程度を調整するものとしたが、これとは逆に、シンクロハブ２の内周面にシンクロスプリング５側に突出させた突出部を形成させ、この突出部にシンクロスプリング５を接触させることでシンクロスプリング５に作用する遠心力の増加程度を調整するものとしたり、これらの組み合わせによりシンクロスプリング５に作用する遠心力の増加程度を調整するものとしても良い。
また、上記実施例では、シンクロスプリング５をシンクロハブ２の内周面に積極的に当接させることでシンクロスプリング５に作用する遠心力の増加程度を調整するものとしたが、調整手段は、シンクロスプリング５に作用する遠心力の増加程度を調整できるものであれば如何なる構造であっても構わない。

シンクロ装置の要部拡大配置構成図である。 図１のＡ−Ａ線断面におけるシンクロハブとシンクロスプリングとインサートシフティングキーの配置構成図である。 図２のように膨出部を設けたシンクロスプリングによる押付力を示す線図である。 シンクロスプリングに波状に膨出部を形成させた場合の図２に対応した断面構成図である。 図４のシンクロスプリングによる押付力を示す線図である。 シンクロスプリングの断面形状を変化させた変更例を示す図２に対応した断面構成図である。

１ 出力軸
２ シンクロハブ
２ａ スプライン
３ シンクロスリーブ
３ａ フォーク溝
４ インサートシフティングキー
５ シンクロスプリング
５ａ 基準部
５ｂ 膨出部
５ｂ１，５ｂ２ 膨出部
５ｃ 凸形状部
５ｄ Ｍ字凹部
５ｆ 肉厚部
５ｇ 肉薄部
６，９ クラッチギヤ
７，１０ シンクロナイザリング
８，１１ ベアリング
Ｋ 切欠

Claims (8)

1. シンクロハブと、該シンクロハブに対して摺動可能に外嵌されたシンクロスリーブの内周面にインサートシフティングキーを押し付けるシンクロスプリングと、を備えるシンクロ装置において、前記シンクロハブの回転に伴い前記シンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整可能な調整手段を備えることを特徴とするシンクロ装置。
2. 前記調整手段は、前記シンクロスプリングに遠心力が作用した際、該シンクロスプリングの外周面の少なくとも一部を前記シンクロハブの内周面に積極的に当接させることで、該シンクロスプリングに作用する遠心力の増加程度を調整可能な手段である請求項１に記載のシンクロ装置。
3. 前記調整手段は、前記シンクロスプリングの前記インサートシフティングキーとの当接面以外の箇所に半径方向外方へ膨出させた膨出部を形成し、該膨出部の形状および／または膨出量を調整することにより前記遠心力の増加程度を調整可能な手段である請求項２に記載のシンクロ装置。
4. 前記調整手段は、前記シンクロスプリングに肉厚部と肉薄部とを形成して断面形状を変化させることにより、前記遠心力の増加程度を調整可能な手段である請求項２に記載のシンクロ装置。
5. 前記調整手段は、前記シンクロハブの内周面に半径方向内方へ突出させた突出部を形成し、前記シンクロスプリングの外周面を該突出部に当接させることにより前記遠心力の増加程度を調整可能な手段である請求項２ないし請求項４の何れかに記載のシンクロ装置。
6. 前記シンクロスプリングは、前記インサートシフティングキーと当接する部分において凸形状に形成され、該凸形状部を該インサートシフティングキーに当接させた請求項１ないし請求項５の何れかに記載のシンクロ装置。
7. 前記凸形状部の少なくとも一つが前記シンクロスプリングと前記シンクロハブとの相対回転を防止するように構成したことを特徴とする請求項６に記載のシンクロ装置。
8. 前記凸形状部の少なくとも一つは、略Ｍ字状に形成され、該略Ｍ字の凹部に前記インサートシフティングキーを係合させることで前記相対回転を防止するように構成した請求項７に記載のシンクロ装置。

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