CN103912601B - 用于变速器的同步器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变速器的同步器。所述同步器包括具有换挡齿轮的套筒。同步键设置到所述齿毂从而朝着所述套筒突出。同步器锁环围绕所述齿毂的圆周而布置。变速器齿轮可自由旋转地围绕所述同步器锁环而设置并且在周向上具有朝着所述套筒的离合器齿轮。所述换挡齿轮基于相对于所述同步键的接触状态而具有不同的轮齿厚度，从而使得所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度。

Description

用于变速器的同步器

技术领域

本发明一般地涉及一种用于变速器的同步器，更特别地，涉及这样一种用于变速器的同步器，其中套筒齿的形状被改变以减小施加到同步键表面上的压力，并且缩短套筒的运动行程，从而方便操纵杆操作，同时能够移除止动销，从而节约成本并减少同步器的重量。

背景技术

一般而言，用于变速器的同步器是同步手动变速器的一部分，该同步手动变速器通过传动机构由变速器操纵杆操纵和驱动，从而分别对设置在输入轴和输出轴上的一对传动齿轮的转速(RPM)进行同步，从而允许这对齿轮平稳啮合，由此防止变速器受到冲击。

参考图1，同步器构造为使得其齿毂2联接至齿轮轴1的齿条以与齿轮轴1一起旋转，套筒3设置为在齿毂2的轴向方向上移动。也就是说，轮齿轴向形成在齿毂2的圆周上，套筒3在其内圆周上设有换挡齿轮3a以与齿毂2的轮齿啮合，从而使得套筒3在齿毂2的轴向方向上可移动。

齿毂2在其圆周的中心处还设置有同步键4，该同步键4朝着套筒3的内圆周弹性突出并抵靠套筒3的内圆周，因此套筒3可以位于齿毂2的中心处。

齿毂2具有围绕其上部的同步器锁环5，其中同步器锁环5的内圆周在变速器齿轮的侧面上具有锥形摩擦表面5b，且在其外表面的侧面上具有同步齿轮5a。

此外，变速器齿轮6围绕同步器锁环5安装，从而使得变速器齿轮相对于齿轮轴1可自由旋转。变速器齿轮在其内圆周上具有锥形摩擦表面6b，从而该表面与同步器锁环5的摩擦表面形成摩擦接触以使同步器锁环的RPM同步，并且变速器齿轮在摩擦表面6b的面对变速器齿轮6的一侧上具有离合器齿轮6a，从而与装配到变速器齿轮的换挡齿轮3a齿啮合。

利用这种构造，当操纵变速器操纵杆时，套筒被朝着相关的变速器齿轮推动从而导致同步器锁环和变速器齿轮的摩擦表面彼此摩擦接触，从而完成它们之间的同步化。然后，当套筒进一步朝着变速器齿轮推动时，套筒的换挡齿轮与变速器齿轮的离合器齿轮啮合从而改变速度。

但是，这种常规同步器的问题在于，换挡齿轮与同步键接触的区域较为狭窄，从而增加了施加至与同步键接触的表面的压力，由此降低了换挡齿轮以及同步键的耐久性。

此外，在常规的同步器中，为了确保稳固的传动且防止齿轮脱离，将移动换挡拨叉的止动销安装至控制轴，因此其增加了成本和重量。

常规的手动变速器同步器已经在韩国专利No.10-2012-0003635的公开发表中进行了公开。

但是，该同步器还不能解决上述问题。

关于相关技术的描述仅提供用于对本发明的背景的理解，而不应当被解释为已为本领域一般技术人员所承认的相关技术。

发明内容

因此，本发明已经考虑到相关技术中产生的上述问题，并且旨在提出一种用于变速器的同步器，其中套筒齿的形状被改变以减小施加到其与同步键接触的表面上的压力，并且缩短套筒的运动行程，从而方便操纵杆操作，同时能够利用换挡齿轮形状的变化来移除止动销，从而节约成本并减少同步器的重量。

为了达到以上目的，根据本发明的一个方面提供了一种用于变速器的同步器，其包括：套筒，所述套筒可旋转地围绕联接至齿轮轴的齿毂设置，从而使得所述套筒在所述齿轮轴的轴向方向上可移动，所述套筒在其内圆周上具有换挡齿轮；同步键，所述同步键设置到所述齿毂从而朝着所述套筒突出，使得所述同步键的一端被所述换挡齿轮支撑；同步器锁环，所述同步器锁环围绕所述齿毂的圆周布置；以及变速器齿轮，所述变速器齿轮可自由旋转地围绕所述同步器锁环而设置并且在周向上具有朝着所述套筒的离合器齿轮，其中，当所述套筒移动时，所述换挡齿轮与所述离合器齿轮恰当地啮合，其中，所述换挡齿轮基于相对于所述同步键的接触状态而具有不同的轮齿厚度，从而使得所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度。

根据本发明的另一方面提供了一种用于变速器的同步器，其包括：套筒，所述套筒在其内圆周上具有换挡齿轮，其中所述换挡齿轮基于相对于同步键的接触状态而具有不同的轮齿厚度，从而使得所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度。

所形成的所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度的1.5倍。

与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮可形成为其相对的端部被切去的形状，从而该换挡齿轮不与离合器齿轮啮合，使得不与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮与所述离合器齿轮啮合。

不与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮构造为与所述离合器齿轮啮合，其中将与所述离合器齿轮啮合的所述换挡齿轮的轮齿厚度形成为具有对应于所述离合器齿轮的轮齿厚度的50％到90％的轮齿厚度。

中心凹槽可形成在与所述同步键接触的所述换挡齿轮的中心处，并且止动表面可形成为在所述中心凹槽的相对的侧部上的切口形状，从而使得当依据所述套筒的移动而发生同步啮合时，所述同步键与所述止动表面形成接触，并且被所述止动表面支撑。

根据本发明的用于变速器的同步器，换挡齿轮与同步键形成接触的第一轮齿厚度形成为大于该换挡齿轮的第二轮齿厚度(即，常规使用的轮齿厚度)，从而使得施加到换挡齿轮与同步键接触的表面的压力被分散和减小，因此换挡齿轮以及与换挡齿轮接触的同步键的耐久性都得以增加。

此外，根据本发明，换挡齿轮与离合器齿轮啮合的轮齿厚度形成为更薄，从而在换挡齿轮相对于离合器齿轮的啮合长度上产生富余，由此通过该啮合长度的富余而使得套筒的移动行程减小。这样，当套筒的移动行程减小时，变速器操纵杆的操纵力减小，这是因为如果变速器操纵杆的行程恒定，则杠杆比增大。

更进一步，根据本发明，在随着套筒移动而速度改变的过程中，同步键滑动越过从中心凹槽的相对侧突出的倒角部分，并且被止动表面支撑。这样，被止动表面支撑的同步键变为与突出的倒角部分接合，从而确保稳固的速度变化并防止速度变化之后齿轮脱离啮合。由此，因为止动销的功能可被本发明的构造所替代，因此去除了常规安装的止动销，从而节约了安装止动销将产生的费用，且由此节省了同步器的重量。

附图说明

通过随后结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：

图1为根据相关技术的用于变速器的同步器的视图；

图2为显示了根据本发明的用于变速器的同步器在其同步啮合之前的状态的结构的视图；

图3为显示根据本发明的用于变速器的同步器在其同步啮合之后的状态的结构的视图；

图4为形成在同步器中的套筒内圆周上的换挡齿轮的形状的视图，其中换挡齿轮的轮齿具有不同的厚度；

图5为显示取决于将与离合器齿轮啮合的换挡齿轮的轮齿厚度的减小的套筒行程减小的视图；以及

图6为显示取决于图5中显示的套筒行程的减小的变速器操纵杆的杠杆比增加的视图。

具体实施方式

下面将更为具体地引用本发明的优选实施方案，其中一个实例显示在附图中。可能的情况下，贯穿附图和说明书中相同的附图标记将用于指代相同或类似的部件。

图2为显示根据本发明的用于变速器的同步器在其同步啮合之前的状态的结构的视图；图3为显示根据本发明的用于变速器的同步器在其同步啮合之后的状态的结构的视图；并且图4为形成在同步器中的套筒30的内圆周上的换挡齿轮31的形状的视图，其中换挡齿轮的轮齿具有不同的厚度；

参考图2至4，根据本发明的用于变速器的同步器一般包括套筒30、同步键40、同步器锁环50以及变速器齿轮60。

具体地，套筒30围绕联接至齿轮轴10的齿毂20可旋转地设置，齿毂从而使得套筒在齿轮轴10的轴向方向上可移动。套筒在其内圆周上具有换挡齿轮31。同步键40设置到齿毂20从而朝着套筒30突出，使得同步键40的一端被换挡齿轮31支撑。同步器锁环50围绕齿毂20的圆周进行布置。变速器齿轮60可自由旋转地围绕同步器锁环50设置，并且在朝着套筒30的方向上沿周向具有离合器齿轮61。当套筒30移动时，换挡齿轮31与离合器齿轮61恰当地啮合。

这里，同步键40设置有张紧簧41，其弹性地安装在齿毂20中以朝着套筒30弹性压迫同步键40。

同步器锁环50具有第一锥形接触表面52，变速器齿轮60具有与所述第一锥形接触表面52摩擦接触的第二锥形接触表面62，使得当第一和第二接触表面52和62彼此摩擦接触时，同步器锁环和变速器齿轮同步。

也就是说，当操纵变速器操纵杆时，套筒30朝着变速器齿轮60推动，以允许同步器锁环50的第一接触表面52与变速器齿轮60的第二接触表面62借助于同步键40而彼此形成摩擦接触，启动同步动作。这里，由于同步器锁环50与套筒30一起旋转，并且变速器齿轮60具有不同的圆周RPM，因此在旋转期间首先发生打滑。然而，随着同步动作的进行，打滑逐渐减弱并且实现完全同步。

然后，一旦同步化完成套筒30和变速器齿轮60具有相同的RPM时，套筒30则进一步朝着变速器齿轮60被推动，从而使得形成在套筒30上的换挡齿轮31与变速器齿轮60的离合器齿轮61啮合。由此，从发动机传输的动力经由成对的变速器齿轮60而被传递至输出轴。

如图3中所详细地显示，换挡齿轮31根据相对于同步键40的接触状态可具有第一和第二轮齿厚度L1和L2。第一轮齿厚度L1可以是换挡齿轮31与同步键40形成接触的厚度，而第二轮齿厚度L2可以是换挡齿轮31不与同步键40形成接触的厚度，其中所述第一轮齿厚度优选大于所述第二轮齿厚度。

具体地，换挡齿轮31与同步键40形成接触的第一轮齿厚度L1可以大于换挡齿轮31不与同步键40形成接触的第二轮齿厚度L2的1.5倍。

也就是说，换挡齿轮31与同步键40形成接触的第一轮齿厚度L1形成为大于换挡齿轮31不与同步键40形成接触的第二轮齿厚度L2，(即，常规使用的轮齿厚度)，从而使得相对于同步键40的接触表面相对地增大，由此分散和减小施加到换挡齿轮与同步键40形成接触的表面上的压力。因此，换挡齿轮31以及与换挡齿轮31接触的同步键40的耐久性都得以增加。

在本发明中，换挡齿轮31可构造为使得与同步键40形成接触的换挡齿轮31的相对端部被切去，从而不与离合器齿轮61啮合，使得不与同步键40形成接触的换挡齿轮31与离合器齿轮61啮合。

这里，与同步键40接触的换挡齿轮31具有增厚的轮齿厚度L1，同时具有止动表面33，该止动表面33形成这样的形状：换挡齿轮的相对端部被切去用以实现止动功能，该止动功能将在下文进行描述。由此，当依据套筒30的移动而发生同步啮合时，与同步键40形成接触的换挡齿轮31不能与离合器齿轮61啮合。

此外，在本发明中，不与同步键40形成接触的换挡齿轮31能够与离合器齿轮61啮合。这里，该换挡齿轮31可形成为变薄了一定的轮齿厚度。

具体地，不与同步键40形成接触的换挡齿轮31与离合器齿轮61啮合，并且该构造中，与离合器齿轮61啮合的换挡齿轮31的轮齿厚度L1形成为具有对应于离合器齿轮61的轮齿厚度L3的50％到90％的轮齿厚度。

图5为显示取决于将与离合器齿轮61啮合的换挡齿轮31的轮齿厚度的减小的套筒30的行程减小的视图。

套筒30的行程减小的操作将参考图5进行描述。这里，应注意到这里所使用的尺寸仅仅用来帮助人们容易地理解本发明，因此本发明并不限于此。

在换挡齿轮31的轮齿厚度形成为更薄之前，当换挡齿轮31与离合器齿轮61啮合时，换挡齿轮31和离合器齿轮61的轮齿之间的啮合长度(a)保持在2mm，并且套筒30同时移动的行程为8.8mm。

相反，在换挡齿轮31被切去一定量(标示为偏离的折线)而变薄的情况下，当换挡齿轮31与离合器齿轮啮合时，换挡齿轮31和离合器齿轮61的轮齿之间的啮合长度(b)增加至2.34mm。但是，由于换挡齿轮31和离合器齿轮61之间的啮合长度应该仍然固定为2mm，因此啮合长度发生了增量为0.34mm的富余。

这样，套筒30的移动行程减小了0.34mm的增量，因此套筒30的行程S2减小至8.46mm，其比套筒30的原始行程(即8.8mm)小0.34mm。

这样，如图6所示，当套筒30的移动行程减小时，变速器操纵杆的操纵力减小，这是因为如果变速器操纵杆的行程S1恒定，则杠杆比增大。

同时，根据本发明，中心凹槽32形成在与同步键40形成接触的换挡齿轮31的中心处，并且止动表面33形成为在中心凹槽32的相对的侧部上的切口形式。由此，当依据套筒30的移动而发生同步啮合时，同步键40能够与止动表面33形成接触，并且被该止动表面33支撑。

也就是说，在随着套筒30移动而速度改变的过程中，同步键40滑动越过从中心凹槽32的相对侧突出的倒角部分，并且被止动表面33支撑。这样，被止动表面33支撑的同步键40变为与突出的倒角部分接合，从而确保稳固的速度变化并防止速度变化之后齿轮脱离啮合。

根据本发明的用于变速器的同步器，换挡齿轮31与同步键40形成接触的第一轮齿厚度L1形成为大于换挡齿轮31的第二轮齿厚度(即，常规使用的轮齿厚度)，从而使得施加到与同步键40接触的换挡齿轮31的表面上的压力被分散和减小，从而增加换挡齿轮31以及与换挡齿轮31接触的同步键40的耐久性。

此外，根据本发明，换挡齿轮31与离合器齿轮61啮合的轮齿厚度L2形成为更薄，从而产生换挡齿轮31相对于离合器齿轮61的啮合长度上的富余，由此使得套筒30的移动行程减小了啮合长度的富余。这样，当套筒30的移动行程减小时，变速器操纵杆的操纵力减小，这是因为如果变速器操纵杆的行程恒定，则杠杆比增大。

更进一步，根据本发明，在随着套筒30移动而速度改变的过程中，同步键40滑动越过从中心凹槽32的相对侧突出的倒角部分，并且被止动表面33支撑。这样，被止动表面33支撑的同步键40与突出的倒角部分形成接合，从而确保稳固的速度变化并防止速度变化之后齿轮脱离啮合。由此，因为止动销的功能可被本发明的构造所替代，因此去除了常规安装的止动销，从而节约了安装止动销将产生的费用，并且由此节省了同步器的重量。

尽管出于说明的目的已描述了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员将意识到，各种修改、增加和替代都是可行的，而并不脱离在所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (3)

1.一种用于变速器的同步器，其包括：

套筒，所述套筒能够旋转地围绕联接至齿轮轴的齿毂而设置，从而使得所述套筒能够在所述齿轮轴的轴向方向上移动，所述套筒在其内圆周上具有换挡齿轮；

同步键，所述同步键设置到所述齿毂从而朝着所述套筒突出，使得所述同步键的一端被所述换挡齿轮支撑；

同步器锁环，所述同步器锁环围绕所述齿毂的圆周而布置；以及

变速器齿轮，所述变速器齿轮能够自由旋转地围绕所述同步器锁环而设置并且在周向上具有朝着所述套筒的离合器齿轮，

其中，当所述套筒移动时，所述换挡齿轮与所述离合器齿轮恰当地啮合，

其中，所述换挡齿轮基于相对于所述同步键的接触状态而具有不同的轮齿厚度，从而使得所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度；

其中，不与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮构造为与离合器齿轮啮合，并且与所述离合器齿轮啮合的所述换挡齿轮的轮齿厚度形成为具有对应于所述离合器齿轮的轮齿厚度的50％到90％的轮齿厚度：

其中，所述换挡齿轮构造与离合器齿轮的啮合端为锥形啮合；

其中，与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮形成为其相对的端部被切去的形状，从而所述换挡齿轮不与离合器齿轮啮合，使得不与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮与所述离合器齿轮啮合；

其中，中心凹槽形成在与所述同步键接触的所述换挡齿轮的中心处，并且止动表面形成为在所述中心凹槽的相对的侧部上的切口形状，从而使得当依据所述套筒的移动发生同步啮合时，所述同步键与所述止动表面形成接触，并且被所述止动表面支撑；

其中，所述止动表面设置成与同步键顶面相应的水平延伸的平面；

其中，在所述中心凹槽和所述止动表面之间设置有防止齿轮脱离的倒角部分。

2.一种用于变速器的同步器，其包括：

套筒，所述套筒在其内圆周上具有换挡齿轮，其中所述换挡齿轮基于相对于同步键的接触状态而具有不同的轮齿厚度，从而使得所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度，

其中，不与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮构造为与离合器齿轮啮合，并且与所述离合器齿轮啮合的所述换挡齿轮的轮齿厚度形成为具有对应于所述离合器齿轮的轮齿厚度的50％到90％的轮齿厚度：

其中，所述换挡齿轮构造与离合器齿轮的啮合端为锥形啮合；

其中，与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮形成为其相对的端部被切去的形状，从而所述换挡齿轮不与离合器齿轮啮合，使得不与所述同步键形成接触的所述换挡齿轮与所述离合器齿轮啮合；

其中，中心凹槽形成在与所述同步键接触的所述换挡齿轮的中心处，并且止动表面形成为在所述中心凹槽的相对的侧部上的切口形状，从而使得当依据所述套筒的移动发生同步啮合时，所述同步键与所述止动表面形成接触，并且被所述止动表面支撑；

其中，所述止动表面设置成与同步键顶面相应的水平延伸的平面；

其中，在所述中心凹槽和所述止动表面之间设置有防止齿轮脱离的倒角部分。

3.根据权利要求2所述的用于变速器的同步器，其中，所形成的所述换挡齿轮与所述同步键形成接触的轮齿厚度大于所述换挡齿轮不与所述同步键形成接触的轮齿厚度的1.5倍。