CN102022450B - 变速箱用同步装置 - Google Patents

Abstract

一种变速箱用同步装置。即使在轮毂花键部的轴向长度较短的情况下，也能使推力零件摆动而能谋求提高同步性能。与相当于轮毂的花键(16a)一体的输入齿轮(16)，在凸缘部(16c)上形成与缺口(16b)对应的轴向的支承孔(16d)，并且，在缺口(16b)的端部形成增力斜面(16f)，推力零件(32)的一端***在支承孔(16d)中，在另一端侧具有推压同步环(30)的斜面(32d、32e)和从该同步环(30)接受转矩的端面(32c)，使其在从该同步环(30)接受转矩时，另一端侧以支承孔(16d)为摆动支点向旋转方向摆动，形成于该推力零件(32)上的承压斜面(32f)与增力斜面(16f)抵接，将由转矩产生的旋转方向的力变换成轴向的推力，将其传递到同步环(30)上。

Description

变速箱用同步装置

技术领域

本发明涉及一种在车辆用变速箱进行变速操作(切换齿轮)时，用同步环产生的摩擦转矩使套筒对同步环的推压力增大，由此能提高同步能力的变速箱用同步装置。 

背景技术

以往，公知有这种变速箱用同步装置，在轮毂和同步环之间用斜面形成接点，把在将同步环产生的摩擦转矩的一部分或全部传递给轮毂的过程中产生的推力，用作同步环的推压负载的一部分，即通过自增力(self-energizing)作用获得提高同步能力的作用(例如参照专利文献1、专利文献2)。 

在上述的以往例中，在轮毂和同步环之间设有推力零件，在套筒处于中立位置的状态下(专利文献1的图14、专利文献2的图14)，使斜面彼此互不接触，防止由于在同步环上产生的拖曳摩擦转矩而产生推力。 

其结构如下：在进行同步作用时，***在形成于轮毂上的缺口中的推力零件从同步环接受摩擦转矩，以轮毂的缺口中为摆动中心进行摆动，从而使在推力零件上形成的斜面和在轮毂上形成的斜面接触。 

但是，在该方法中存在如下问题，为了使推力零件摆动，需要使缺口具有某种程度的轴向长度，而难以应用于轮毂花键部的轴向长度短的倒档等的同步装置上。 

即，在同一轴上有2个齿轮而在两者之间设置同步装置等情况下，有时轮毂与一个齿轮形成为一体而花键部的轴向长度较短，难以应用上述以往例。 

专利文献1：日本特开2007-040491号公报 

专利文献2：日本特开2007-225071号公报 

发明内容

发明要解决的问题

要解决的问题如下：为了使推力零件在形成于轮毂上的缺口中摆动，难以应用于轮毂的花键部的轴向长度较短的同步装置上。 

本发明的目的在于提供一种即使在轮毂的花键部的轴向长度较短的情况下，也能使推力零件摆动，能够谋求提高同步性能的同步装置。 

用于解决问题的方案

本发明的变速箱用同步装置，包括：轴；齿轮，其在上述轴上旋转，且一体地形成有具有外周花键的轮毂；套筒，其形成有与外周花键对应的内周花键，能沿轴向移动地装配在轮毂的外周花键上；被同步构件，其与轴同轴地旋转，且具有圆锥外表面；同步环，其配置在齿轮和被同步构件之间，且具有圆锥内表面；多个推力零件，它们被***到形成于轮毂上的缺口中，且配置成能在套筒和同步环之间传递轴向推力，在该变速箱用同步装置中，在齿轮的内径侧凸缘部上形成有与缺口对应的轴向的支承孔，并且，在缺口的被同步构件侧形成增力斜面，推力零件的轴向一端侧***到支承孔中，并且，在另一端侧形成有从同步环接受摩擦转矩的端面和能将该摩擦转矩传递到增力斜面的承压斜面，利用摩擦转矩使另一端侧以支承孔为摆动支点向旋转方向摆动且使斜面与增力斜面抵接，由此将由摩擦转矩产生的旋转方向的力变换成轴向的推力而将该推力传递到同步环。 

发明的效果

本发明的变速箱用同步装置由于在齿轮的凸缘部形成支承孔而在该支承孔内***推力零件的一端，因此，即使在轮毂的花键部的轴向长度较短的情况下，推力零件也能摆动，所以，既防止了由于同步环的拖曳摩擦转矩而产生推力，还能提高同步性能。 

附图说明

图1是倒档同步装置的剖视图。(实施例1) 

图2是图1的主要部分放大图。 

图3是从右侧看图1的输入齿轮的局部外观图。 

图4是表示推力零件和弹簧的关系的图。 

图5是从右侧看图1的同步环的局部外观图。 

图6是从图5的上方看的展开外观图。 

图7是从上方看图2的花键剖面的展开图。 

图8是图7的主要部分放大图。 

图9是同步过程中的相当于图7的图。 

图10是套筒从图9的状态前进后的图。 

图11是套筒从图10的状态前进后而使操作结束了的图。 

附图标记说明

10：轴；12：箱体；14：罩盖；16：输入齿轮；18：驱动齿轮；20、22：轴承；24、26：垫圈；28：套筒；30：同步环；32：推力零件；34：弹簧 

具体实施方式

以下，基于各实施例与附图一起对本发明的实施方式的变速箱用同步装置进行说明。 

实施例1

图1是本发明的实施例1的变速箱用同步装置和其周边部的剖视图，是从轴10的中心画出上半部分的剖面的图。 

另外，图2是放大图1的主要部分的图。 

轴10被未图示的形成于箱体12和罩盖14上的孔12a、14a支承两端。 

虽然在轴10上借助轴承20和22分别能自由旋转地支承有输入齿轮16和驱动齿轮18，但输入齿轮16和驱动齿轮18的轴向移动借助轴10的凸缘10a和垫圈24及26限制于箱体12和罩盖14。 

另外，驱动齿轮18构成本发明的被同步构件。 

输入齿轮16与未图示的配合齿轮啮合，通过与该配合齿轮连接的离合器片(clutch disk)与发动机连接。另外，驱动齿轮18与未图示的其他配合齿轮啮合，通过该配合齿轮与车辆的车轮连接。 

输入齿轮16和驱动齿轮18是倒档齿轮。 

在输入齿轮16上形成有花键16a，且能够沿轴向移动地装配有形成有与该花键16a配合的花键28a的套筒28。该花键16a的一部分相当于通常的同步装置上的轮毂。 

即，轮毂与输入齿轮16成为一体。 

在驱动齿轮18上也形成有花键18a，与套筒28的花键28a相对应。 

在套筒28的外周上形成有用于供未图示的拔叉配合的拔叉槽28b，在变速操作中通过拔叉使套筒28沿轴向移动。 

因为这些，若套筒28在图1中向轴向右侧移动而使花键28a和花键18a啮合，则能使输入齿轮16和驱动齿轮18通过套筒28连接，且能用上述发动机的转矩驱动车轮。 

在输入齿轮16的花键16a部与驱动齿轮18及套筒28之间设有同步环30。同步环30的内侧形成有圆锥状的摩擦面30a，与形成在驱动齿轮18上的圆锥面18b相对应。通过该摩擦面30a和圆锥面18b之间进行摩擦而进行后述的同步作用。 

图3是在图1中从右侧看输入齿轮16的局部主视放大图。 

如在图2和图3中所看到的那样，在输入齿轮16的花键16a上在外周的3处形成有缺口16b，如图3所示，在同步环30（用细的双点划线画的）的外周形成有突起部30b，该突起部30b如后述的那样沿旋转方向具有若干间隙地卡合在上述缺口16b中。 

在输入齿轮16中，在凸缘部16c上与上述3处缺口16b相对应地形成有支承孔16d，如在图3中所看到的那样，推力零件32与支承孔16d相卡合，且如图2所示地与套筒28的内侧相卡合。 

即，如图2所示，在推力零件32上形成有槽32a，且套筒28的突起28c卡合在槽32a中。而且，在套筒28的花键28a中，切下3处图中的右侧后所剩下的剩余部分是突起28c。 

弹簧34卡合在形成于推力零件32的径向内侧的弹簧槽32b中。图4是在从右侧看图1的情况下，表示弹簧34和推力零件32的关系的图，用剖面画出了推力零件32。 

弹簧34，如在图4中看到的那样，用弯曲的线材制成“C”字形，用其弹性所产生的张力使推力零件32向套筒28的内周侧扩张。 

而且，如图4所示，弹簧34的端部34a向半径方向外侧弯曲而卡合在输入齿轮16的未图示的孔中，限制弹簧34向旋转方向移动。 

图5是在图1中从左侧看同步环30的局部主视图，图6是画出从图5的上方看的展开形状的图，图5和图6都是放大图。 

图7是从径向外侧看各花键16a、18a、28a的剖面的、展开的图，图8是放大图7的主要部分的图。 

在图7中，为了容易理解，除去突起28c而用细线画出套筒28的花键28a。 

在此，以图5、图8为中心，详细地对推力零件32的周边进行说明。 

在同步环30的突起部30b的中央部形成有轴向的槽30c，槽30c的周向宽度为推力零件32能通过的尺寸。 

在槽30c的端部形成有斜面30d、30e，如在图8中所看到的那样，在推力零件32上形成有与斜面30d、30e相对应的斜面32d、32e。 

在同步环30的突起部30b上设有从背面30f向输入齿轮16侧突出的卡定部30g，且形成有旋转方向的卡定面30h和30i。 

若同步环30从图8的状态相对输入齿轮16向一侧旋转Z程度，则卡定面30h与推力零件32的端面34c抵接，若向相反侧旋转Y程度，则卡定面30i与输入齿轮16的缺口1b的卡定面16e抵接。 

在推力零件32上形成有承压斜面32f，在输入齿轮16上形成有与承压斜面32f对应的增力斜面16f。 

而且，推力零件32能在输入齿轮16的支承孔16d中沿轴向移动，并且，以支承孔16d内为摆动中心如后述的那样摆动。 

以下说明图1所示的同步装置的工作。 

以与图8和图7相对应的图9～图11所示的工作图为中心对其工作进行说明。 

图9～图11所示的工作图也与图7、图8同样是展开图。 

在使未图示的离合器分离而在输入齿轮16和驱动齿轮18之间存在转速差的状态下向倒档变速的情况下，首先通过未图示 的拔叉使套筒28开始向各图中的右侧移动。 

若推力零件32也与套筒28一起移动，则首先，卡合在推力零件32的槽32a中的弹簧34与同步环30的背面30f抵接。 

由于弹簧34通过由弹性引起的张力卡合在弹簧槽32b中，所以，若套筒28进一步向右侧移动，则弹簧34如欲从弹簧槽32b上脱离一样，被向径向内侧压缩，且用与其张力相对应的力沿轴向推压同步环30。 

由于该推压力，同步环30的摩擦面30a被压靠在驱动齿轮18的圆锥面18b上，摩擦面30a和圆锥面18b之间产生摩擦，由于该摩擦的转矩，同步环30相对输入齿轮16进行相对旋转，成为图9所示的状态。 

即，由于摩擦面30a和圆锥面18b之间的摩擦转矩，图8的间隙Z缩小，同步环30的卡定面30h与推力零件32抵接，且在推力零件32中，斜面32d与同步环30的斜面30d抵接，并且，如图9所示，推力零件32以支承孔16d内为中心摆动，从而使承压斜面32f与输入齿轮16的增力斜面16f抵接。 

若套筒28要进一步向右侧移动，则一起移动的推力零件32的斜面32d推压同步环30的斜面30d，进一步将摩擦面30a压靠在驱动齿轮18的圆锥面18b上。 

在此，若恰当地设定斜面32d和斜面30d的倾斜角，则只要在摩擦面30a和圆锥面18b之间产生摩擦转矩，推力零件32就会持续推压同步环30，进行输入齿轮16和驱动齿轮18之间的同步作用。 

此时，摩擦面30a和圆锥面18b之间的使推力零件32摆动的摩擦转矩从推力零件32的承压斜面32f传递到输入齿轮16的增力斜面16f上，在此产生推力。 

即，由摩擦转矩引起的旋转方向的负载在承压斜面32f和增 力斜面16f上变换成轴向负载，结果，该负载(推力)使推力零件32更加强有力地推压同步环30。 

就是说，由于能够获得在未图示的拔叉向右侧推压套筒28的力上增加了在承压斜面32f、16f之间产生的负载的、所谓的增力效果，所以，能发挥比通常的同步装置高出与这部分所发挥的效果相应的同步性能，即所谓的增力效果。 

若继续向右侧推压套筒28，则上述增力效果也作为助力而使得输入齿轮16和驱动齿轮18之间的转速差不久就消失。 

在此，若进一步向右侧推压套筒28，则推力零件32利用斜面32f推开同步环30而使同步环30相对旋转上述间隙Z的程度，成为图10所示那样的位置关系。 

然后，若套筒28进一步向右侧移动，则不久如图11所示，套筒28的花键28a与驱动齿轮18的花键18a啮合，伴随同步作用的变速操作结束。 

如在以上说明中所了解的那样，为了获得相同的同步负载(摩擦转矩)，未图示的拔叉推压套筒28的负载，由于具有上述增力效果的部分而比通常的锁环式(Borg Warner)同步装置小就可以了，所以，可以说由此而提高了同步性能。 

由于相当于以往的轮毂的输入齿轮16的花键16a的轴向长度较短，所以，尽管推力零件32在花键16a的缺口内的摆动与以往例同样困难，可是如以上所述能获得增力效果，这是因为使推力零件32卡合在形成于输入齿轮16上的支承孔16d中，且能使推力零件32以该支承孔16d内为中心进行摆动的缘故。 

而且，在用实施例说明的结构中，虽然推力零件32只在旋转方向的一侧形成有承压斜面32f，但在变速箱的倒档等中，这已经足够了。 

但是，如果推力零件在旋转方向的两侧形成承压斜面，且 与其相对应地也追加齿轮(在上述例子中是输入齿轮16)侧的斜面的话，不管旋转方向如何，都能够制成具有增力效果的同步装置。 

本发明的变速箱用同步装置，根据本领域技术人员的常识，可以改变方式来实施，例如，为了提高摩擦面的摩擦系数，在同步环的摩擦面上形成螺纹或油槽等，而且，可通过在摩擦面上使用适当的材料，获得更高的同步性能、应用于称为多锥面的具有多个摩擦面的同步装置。 

产业上的可利用性

由于即使是在轴向和径向空间较小的倒档等的同步装置中也能获得增力效果，便于提高同步性能，所以，特别适用于要求体积小重量轻的乘用车用变速箱而能获得优点，而且，也适用于具有用传动装置进行变速操作的同步装置的变速箱等。 

Claims (2)

1.一种变速箱用同步装置，其特征在于，包括：

轴；

齿轮，其在上述轴上旋转，且一体地形成具有外周花键的轮毂；

套筒，其形成有与上述外周花键对应的内周花键，能沿轴向移动地装配在上述轮毂的外周花键上；

被同步构件，其与上述轴同轴地旋转，且具有圆锥外表面；

同步环，其配置在上述齿轮和上述被同步构件之间，且具有圆锥内表面；

多个推力零件，它们被***到形成于上述轮毂上的缺口中，且配置成能在上述套筒和上述同步环之间传递轴向推力，

其中，在上述齿轮的内径侧凸缘部上形成有与上述缺口对应的轴向的支承孔，并且，在上述缺口的上述被同步构件侧形成增力斜面，

上述推力零件的轴向一端侧***到上述支承孔中，并且，在另一端侧形成有从上述同步环接受摩擦转矩的端面和能将该摩擦转矩传递到上述增力斜面的承压斜面，利用上述摩擦转矩使上述另一端侧以上述支承孔为摆动支点向旋转方向摆动且使上述斜面与上述增力斜面抵接，由此将由上述摩擦转矩产生的旋转方向的力变换成轴向的推力而将该推力传递到上述同步环。

2.根据权利要求1所述的变速箱用同步装置，其特征在于，在上述推力零件的径向内侧形成凹部，在该凹部中设置使该推力零件向径向外侧扩张的弹簧，在上述推力零件与上述套筒一起向上述被同步构件侧移动时，上述弹簧用与其张力相应的力沿轴向推压上述同步环。

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