JP3675823B2 - 変速機のための同期装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機のための同期装置であって、駆動軸に相対回動不能に配置された同期体を備えており、該同期体が外周部で外歯列と、一様に分割された多数の縦溝とを有しており、同期体の外歯列にシフトスリーブの内歯列が噛み合い、縦溝にスラスト部材が噛み合うようになっており、同期体内に挿入された各スラスト部材の半径方向外側面を越えて、圧縮コイルばねによってプレロードのかけられ、シフトスリーブの切欠と協働する球状の係止部材が突き出ていて、スラスト部材が、円錐形の摩擦面と係止歯列とを有する少なくとも１つの同期リングと協働する形式のものに関する。
このような形式の変速機のための同期装置は、ドイツ連邦共和国特許第２６１３３８８号明細書により公知である。このような形式の係止式同期においては、同期体の縦溝内に配置されたスラスト部材が、変速過程中に同期開始させる（Ansynchronisieren）ために、つまり各同期リングを隣接するクラッチ体の摩擦面に向かって移動させるために使用される。内実の遠心重りとして構成されたスラスト部材は、斜面を介して、次のような形式で同期リングと協働するようになっている。つまり、変速機のアイドリング時及びエンジンの低回転数時において、同期リングに働く軸方向力に基づいて、歯列のカタカタ音が避けられるような形式で同期リングと協働するようになっている。高速切り換え過程時又は後退走行切り換え時に、クラッチ体と同期体との間の回転数差が生じると、同期リングの係止歯列は、シフトスリーブの内歯列がクラッチ体のクラッチ歯列内に向かって移動するのを阻止する。各スラスト部材はその内部で係止ピンと圧縮コイルばねとを受容している。係止ピンは、球状の端部を有していて、これによってシフトスリーブをそのニュートラル位置で溝内に係止する。切り換え時に係止ピンは軸方向でずらされ、この際に、シフトスリーブによって連行されたスラスト部材は、同期リングを同期開始させるために長手方向の力によって負荷する。回転する部分間の同期回転が得られる瞬間に、シフトスリーブはさらに移動せしめられ、この際に、係止ピンはシフトスリーブの溝から押し出される。鋳造部分又は焼結部分として製造された内実のスラスト部材は、不都合な形式で変速機の回転する質量を高める。この場合、スラスト部材は同期体内で十分にガイドされない。他方、公知の同期装置は、非常に面倒な形式で組み立てることができる複数の部分より構成されている。つまり同期装置を組み立てる場合に、特に小さい個別部分、スラスト部分、係止ピン及び圧縮コイルばねを組み付けなければならないので、手作業による仕上げ作業コストが比較的高い。この場合、一般的な同期装置においては一般に４つのスラスト部材を使用する必要があることを考慮しなければならない。例えば手作業による組み付け過程時に各スラスト部材を装着するのを忘れた時に、品質上の問題も生じ得る。
さらにまた、ドイツ連邦共和国特許第２７０６６６１号明細書によれば、スラスト部材がほぼ軸方向に延びる金属薄板体と、この金属薄板体に堅固に結合されたガイドスリーブとから成っている同期装置が公知である。この場合、ガイドスリーブは、係止体と圧縮コイルばねとを受容する貫通孔を有している。圧縮コイルばねは、一方では同期体に定置に配置された対抗ばね受けで支えられていて、他方では球状の係止体で支えられている。各切り換え時に、圧縮コイルばねは不都合な形式で曲げ負荷にさらされる。何故ならば、シフトスリーブがスラスト部材を係止体と共に軸方向でずらし、これに対して圧縮コイルばねの反対側の端部は同期体の定置の受容部内でガイドされているからである。また、同期装置を組み付ける際に、例えば圧縮コイルばね、係止球、金属薄板体を備えたガイドスリーブ等の多数の部材を個別に、同期体とシフトスリーブとの間にはめ込まなければならないという点も欠点である。このような面倒な組み付け作業時においては、多数の個別部材が存在するために間違いが生じることがある。
そこで本発明の課題は、以上の問題点を避けて、これによって、わずかな組み付けコストで組み立て構成することができ、しかも機能性が長期的に維持され得るような同期装置を提供することである。
この課題を解決した、本発明の請求項１の特徴によれば、縦溝が、横断面で見てＴ字状の外側輪郭を有していて、各スラスト部材が、圧縮コイルばねと係止部材とを受容するスリーブ状の足部と、この足部に結合された直方体状の中空のヘッド部を有している。スラスト部材はこれによって、各縦溝のＴ字形の外側輪郭形状に合致させられ、ひいてはすべての圧縮コイルばねを連行しながら縦溝内で摺動せしめられる。これによって、圧縮コイルばねに圧縮負荷だけが生じるので、圧縮コイルばねの疲労及びひいては破壊は避けられる。本発明によれば圧縮コイルばねはスリーブ状の足部内に挿入されており、これに対して足部に結合されたヘッド部は係止部材を受容するようになっているので、この構成ユニット全体は、前もって組み立てられ、次いで同期装置を組み立てる際に、簡単な形式でこの同期装置内に組み込むことができ、この組み立時に小さい構成部分が紛失することはない。
ドイツ連邦共和国特許第３０１３８５６号明細書によれば、スリーブ状の足部とヘッド部とから成る部材が同期体内に配置されていて、係止部材を受容している。しかしながらこの係止部材は、半径方向の運動をだけを行い、シフトスリーブ内に設けられたストッパと一緒に、遠心力に関連して切り換え作業をしゃ断する。このような切り換えしゃ断によって、同期された領域群の許容できない戻り切り換えは避けられるようになっている。
請求項１の解決策の他に、上位概念に従って構成された同期装置において、同様に同期体内に設けられた縦溝が、横断面で見てＴ字形の外側輪郭形状を有していて、各スラスト部材が、圧縮コイルばねと係止部材とを受容するスリーブ状の足部と、この足部に結合された長方形で板状のヘッド部を有していてよい。この長方形のヘッド部は、円筒形の足部を両側で越えて延びていて、各Ｔ字形の縦溝の段部に沿って滑動する。
請求項３及び４に記載の実施例によれば、ヘッドに二重部分が設けられており、この二重部分は、係止部材を軸方向で固定する保持舌片に移行している。この二重部分に基づいてヘッド部は頑丈に構成されていて、またその形状に基づいて同時に保持舌片を形成している。
請求項５によれば、ヘッド部と足部とが一緒に、切削くずを生じることなしに製造される金属薄板部材として構成されている。このような形式で、圧縮コイルばね及び係止部材を含む構成ユニットは全体で、自動的な製造手段によって製造することができるので、大量生産のために適している。また、このような形式のスラスト部材の構成によって有利な形式で回転する質量が減少される。
請求項６によれば、スリーブ状の足部は、その係止部材を受容する端部で、半径方向内方に変形された保持舌片を有している。これらの保持舌片は、係止部材のための軸方向の終端ストッパを形成しており、この係止部材は、圧縮コイルばねのプレロードを受けて、スリーブ状の足部から飛び出すことはない。足部は、その係止部材をは反対側の端部で鉢状に形成されており、この場合圧縮コイルばねは、その足部の対応する底部で支えられている。
請求項７によれば、請求項６で提案された保持舌片が、縦溝の方向に向けられた足部の領域内に設けることができる。このような形式で、切り換え力を高めるシフトスリーブの接触は避けられる。前述のように、スラスト部材は全体で縦溝のＴ字形の外側輪郭形状に合わされていて、一体的に形成されているので、保持舌片を備えた領域は、切り換え方向で回転しないので、相応の切り換え動作のやりにくさは避けられる。
請求項８の特徴によれば、直方体状のヘッド部はその下側で折り曲げられたガイド舌片を備えており、このガイド舌片によって、スラスト部材は、縦溝の半径方向外方のガイド面に沿ってガイドされている。このような簡単な形式で、金属薄板から折り曲げられたガイド舌片は、ガイド溝の相応の段部上でスムーズに滑動するので、同期過程中にスムーズな動作性が保証される。
請求項９によればヘッド部は保持舌片の領域内で、足部に対して折り曲げられた区分に切欠を有している。部分的に保持舌片を構成するために使用される、打ち抜き成形された切欠によって、スラスト部材の重量は軽減される。ヘッド部の直方体状の形状に基づいてヘッド部は、閉鎖した非常に頑丈なフレームを有しているので、同期開始時にヘッド部は変形することなしに各同期リングに力を伝達させることができる。
請求項１０によれば、足部は、係止部材とは反対側の端部（底部によって閉鎖されている）で排気用の孔を有している。この排気用の孔を通って、足部内に侵入した潤滑油は、係止部材のストローク運動時に押し出され、これによって足部の機能は確実に行われる。
請求項１１によれば、請求項２に従って円板状に構成されてヘッド部が、同期リングに向けられた縁部で、鉛直方向に延びる折り曲げ部を備えている。有利にはシフトスリーブの方向に延びるこの折り曲げ部によって、スラスト部材は各同期リングに当接する。
次に図面を用いて本発明を説明する。図面では４つの実施例が概略的に示されている。
図１は、本発明によるスラスト部材を備えた同期装置の部分的な縦断面図を示す。
図２は、図１に示した同期装置に使用された同期体の部分図を示す。
図３は、図１に使用されたスラスト部材の縦断面図を示す。
図４は、図３のIV−IV線に沿った縦断面図を示す。
図５は、図３及び図４に示したスラスト部材の平面図を示す。
図６は、ヘッド部が二重部分によって形成されているスラスト部材の変化実施例の縦断面図を示す。
図７は、図６に従って形成されたスラスト部材が使用されている同期装置の部分横断面図を示す。
図８は、中空の直方体状のヘッド部材を備えたスラスト部材の第３実施例の縦断面図を示す。
図９は、ヘッド部材が上方に向かって開放する直方体状の部分として構成されたスラスト部材の第４実施例の縦断面図を示す。
図１０は、図９によるスラスト部材の平面図を示す。
図１には、自動車の変速機の軸が示されている。この軸に２つのルーズホイール（Losrad）２，３が自由に回転可能に支承されている。これら２つのルーズホイール２，３の間に同期装置４が配置されており、この同期装置４を介して、２つのルーズホイール２又は３のうちの選択的に一方が軸１に連結可能である。このような形式で変速装置は、種々異なる変速段に切り換えられる。
同期装置４は同期体５を有しており、該同期体５は、軸１の歯列６内に相対回動不能に噛み合う。同期体５の外周部に外歯列７が備えられており、この外歯列７内にシフトスリーブ９の内歯列８が噛み合う。同期体５内にはさらにスラスト部材１０がガイドされており、このスラスト部材１０は金属薄板部分として構成されていて、その内部に、圧縮コイルばね１１と、長手方向でスラスト部材１０を越えて突き出る球状の係止部材１２とを受容する。同期装置４のニュートラル位置では、係止部材１２が、シフトスリーブ９の内歯列８内に形成された切欠１３内に噛み合う。このニュートラル位置においては、２つの可能な変速段のうちのどちらも切り換え可能ではなく、これによって２つのルーズホイール２，３が軸１に対して回転する。
スラスト部材１０の両側には同期リング１４，１５が配置されており、これらの同期リング１４，１５は、外側で係止歯列１６若しくは１７を有していて、内側で摩擦面１８若しくは１９を有している。同期リング１４及び１５の摩擦面１８及び１９は、相応に構成された摩擦面２０及び２１と協働する。これらの摩擦面２０，２１は、ルーズホイール３に形成されていて、またルーズホイール２に相対回動不能に結合されたクラッチリング２２に形成されている。
切り換え過程中に、相応の係止同期動作において、スラスト部材１０を介してまず同期動作中に軸方向の力がそれぞれの同期リング１４又は１５に加えられるので、この同期リング１４又は１５は、その摩擦面１８又は１９を介して、相応の摩擦面２０又は２１によって連行され、同期体に対して所定の角度だけ回転せしめられる。この位置で、係止歯列１６は、シフトスリーブ９がさらにシフトするのを阻止する。このロック作用は、各ルーズホイール２若しくは３と軸１との同期回転が得られてから初めて解消される。この時点で、シフトスリーブ９の内歯列８は、係止歯列１６若しくは１７内を通って移動し、次いで噛み合い歯列２３若しくは２４に噛み合う。
同期体５の特別な構成は、図２に示されている。同期体５はその外側で、一様に分割されたＴ字状の縦溝２５を有している。各縦溝内には、図１に示したように、Ｔ字形の形状に合致するスラスト部材１０が配置されている。この場合、球状の係止部材１２は、同期体５から、外歯列７の基準ピッチ円（Kopfkreis）までほぼ突き出ている。シフトスリーブ９の切り換え運動中に、まずスラスト部材がシフトスリーブ９によって連行され、軸方向力をそれぞれの同期リング１４若しくは１５に加える。これによって、長手方向で摺動可能なスラスト部材内に配置された圧縮コイルばねに、もっぱら圧縮コイルばね１１の軸方向に働く力が作用する。
図３〜図５に示されているように、本発明に従って構成されたスラスト部材１０は、圧縮コイルばね１１と係止部材１２とを受容する足部２６と、直方体状の中空のヘッド部２７とから成っている。本発明によるスラスト部材１０は、切削くずが出ない深絞り加工によって金属薄板より製造されており、従って軽い重量を有している。スリーブ状の足部２６は、その一端部が部分的に底部２８によって閉鎖されており、この場合、この底部２８内に配置された孔２９は、潤滑剤を排気し、及び導出するために使用される。足部は、底部２８に向き合う端部で、半径方向内方に変形された保持舌片３０を有しており、該保持舌片３０は、その中央部で切欠を有しているので、保持舌片３０は全体でフォーク状の輪郭形状を有している（図示せず）。この保持舌片３０の中心平面から９０°ずらして、足部の縁部に接続舌片３１が配置されており、これらの接続舌片３１は、直方体状のヘッド部２７に移行している。ヘッド部２７は、鉛直な壁区分３２によって形成された閉鎖したスペースを有している。この鉛直な壁区分３２から、折り曲げられたガイド舌片３３が保持舌片３０に隣接する領域内に移行している。このガイド舌片３３を介して、スラスト部材１０が図２に示した段部３５に沿って滑動する。特に図３及び図５に示されているように、ヘッド部はその外周面で、やはり保持舌片３０に隣接して切欠３４を備えており、この場合、切欠３４を製造するために打ち抜かれた金属薄板の一部が、保持舌片３０を形成するために利用される。
図１〜図５に示されているように、本発明に従って、同期リング５内で圧縮コイルばねと一緒に摺動可能なスラスト部材１０が設けられており、このスラスト部材１０は、有利な形式で完全な構成ユニットとして圧縮コイルばね１１及び係止部材１２を受容している。足部２６とヘッド部２７とから成る構成ユニットは、有利な形式で切削くずなしで金属薄板より製造することができる。
図６〜図１０には本発明によるスラスト部材のさらに別の３つの変化実施例が示されている。図６及び図７によれば、相応のスラスト部材３６が中空円筒形の足部３７と、平面図で見て長方形の板状のヘッド部３８とから製造されている。この場合、ヘッド部３８は二重部分３９によって形成されており、該二重部分３９は、端部側の保持舌片４０が、圧縮コイルばね４１によって軸方向でプレロード（即ち予荷重）をかけられた係止部材４２に係合する。さらにまた、ヘッド部３８の長手方向延長部から鉛直方向に折り曲げ部４３が延びており、該折り曲げ部４３は、同期装置内で相応の同期リングによって負荷される（詳しく図示せず）。図７に示されているように、スラスト部材３６はその二重部分３９の領域が同期体５の段部４４上でガイドされている。また足部３７は孔４５を備えており、該孔４５を介して足部３７の内部が排気される。相応に構成されたスラスト部材３６は、安価なコストで深絞りプロセスによって製造可能であって、この場合有利な形式で二重部分３９に保持舌片４０が直接形成されている。
さらに別のスラスト部材４６の変化実施例は、図３〜図５に示した実施例のものに対して主に、ヘッド部４８の舌片４７が上方に向かって折り曲げられている点だけが異なっている。
図９及び図１０に示したスラスト部材４９においては、中空円筒形の足部５０が底部５１を有していて、この底部５１が中央でばねセンタリング部として形成されている。このスラスト部材４９のヘッド部５２は、直方体状に形成されていて端面側が開放している。このヘッド部５２の長手方向延長部に折り曲げ部５３が設けられている。スラスト部材４９の内部に、ばね弾性的な係止部材５４が次のように軸方向で固定されている。つまり、圧刻によって折り曲げ部５３に***部５５が形成され、この***部５５で係止部材５４が支えられるように軸方向で固定されている。

Claims (11)

1. 変速機のための同期装置（４）であって、駆動軸（１）に相対回動不能に配置された同期体（５）を備えており、該同期体（５）が外周部で外歯列（７）と、一様に分割された多数の縦溝（２５）とを有しており、同期体（５）の外歯列（７）にシフトスリーブ（９）の内歯列（８）が噛み合い、縦溝（２５）にスラスト部材（１０，４６，４９）が噛み合うようになっており、同期体（５）内に挿入された各スラスト部材（１０，４６，４９）の半径方向外側面を越えて、圧縮コイルばね（１１）によってプレロードのかけられ、シフトスリーブ（９）の切欠（１３）と協働する球状の係止部材（１２，５４）が突き出ていて、スラスト部材（１０，４６，４９）が、円錐形の摩擦面（１８，１９）と係止歯列（１６，１７）とを有する少なくとも１つの同期リング（１４，１５）と協働する形式のものにおいて、
   縦溝（２５）が、横断面で見てＴ字状の外側輪郭を有していて、各スラスト部材（１０，４６，４９）が、完全な構成ユニットとして構成されていて、圧縮コイルばね（１１）と係止部材（１２，５４）とを受容するスリーブ状の足部（２６，５０）と、この足部に結合された直方体状の中空のヘッド部（２７，４８，５２）とを有しており、前記足部（２６，５０）がその一端部で底部（２８）を有していて、この一端部とは反対側の、前記足部の他端部にはばね負荷された係止部材（１２，５４）のための終端ストッパ（３０，５５）が設けられていることを特徴とする、変速機のための同期装置。
2. 変速機のための同期装置（４）であって、駆動軸（１）に相対回動不能に配置された同期体（５）を備えており、該同期体（５）が外周部で外歯列（７）と、一様に分割された多数の縦溝（２５）とを有しており、同期体（５）の外歯列（７）にシフトスリーブ（９）の内歯列（８）が噛み合い、縦溝（２５）にスラスト部材（１０，４６，４９）が噛み合うようになっており、同期体（５）内に挿入された各スラスト部材（１０，４６，４９）の半径方向外側面を越えて、圧縮コイルばね（１１）によってプレロードのかけられ、シフトスリーブ（９）の切欠（１３）と協働する球状の係止部材（１２，５４）が突き出ていて、スラスト部材（１０，４６，４９）が、円錐形の摩擦面（１８，１９）と係止歯列（１６，１７）とを有する少なくとも１つの同期リング（１４，１５）と協働する形式のものにおいて、
   縦溝（２５）が、横断面で見てＴ字状の外側輪郭を有していて、各スラスト部材（３６）が、完全な構成ユニットとして構成されていて、圧縮コイルばね（４１）と係止部材（４２）とを受容するスリーブ状の足部（３７）と、この足部に結合された長方形の板状のヘッド部（３８）とを有しており、足部（３７）がその一端部で底部を有していて、この足部の他端部にはばね負荷された係止部材（４２）のための終端ストッパ（４０）が設けられていることを特徴とする、変速機のための同期装置。
3. ヘッド部（３８）が二重部分（３９）を有している、請求項１又は２記載の同期装置。
4. 二重部分（３９）に、係止部材（４２）を軸方向で固定する保持舌片（４０）が接続している、請求項３記載の同期装置。
5. ヘッド部（２７，３８，４８，５２）と足部（２６，３７，５０）とが共に、切削くずを生じることなしに製造された金属薄板部材として構成されている、請求項１又は２記載の同期装置。
6. スリーブ状の足部（２６）が、その係止部材（１２）を受容する端部で、半径方向内方に変形された保持舌片（３０）を有している、請求項５記載の同期装置。
7. 保持舌片（３０）が、縦溝（２５）の縁部に隣接する領域内に設けられている、請求項６記載の同期装置。
8. 直方体状のヘッド部（２７）が、その下側で折り曲げられたガイド舌片（３３）を有しており、該ガイド舌片（３３）によって、スラスト部材（１０）が、縦溝（２５）の半径方向外側のガイド面でガイドされている、請求項５記載の同期装置。
9. ヘッド部（２７，４８）が、保持舌片（３０）の領域の、足部（２６）に対して折り曲げられた区分で切欠（３４）を有している、請求項６記載の同期装置。
10. 足部（２６，２７）が、係止部材（１２，４２）とは反対側の端部で排気用の孔（２９，４５）を有している、請求項５記載の同期装置。
11. 円板状のヘッド部（３８）が、同期リング（１４，１５）に向けられた側の縁部で、鉛直方向に延びる折り曲げ部（４３）を備えている、請求項１又は２記載の同期装置。

Images