JP4069992B2

JP4069992B2 - トランスミッションのシンクロナイザ装置

Info

Publication number: JP4069992B2
Application number: JP26954298A
Authority: JP
Inventors: 野実星
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: JP2000097251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メインシャフトに設けられたハブとスプラインを介して係合するスリーブが設けられ、そのスリーブが軸方向に摺動してハブの両側に設けられているギヤと選択的に係合するよう構成されたトランスミッションのシンクロナイザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図３において、ハブ１の左側に示すようにハブ１の外周に軸方向に摺動自在にスプライン２ａを介して設けられたスリーブ２とシンクロナイザリング６とシンクロナイザコーン４及びハブ１で構成されているシングルコーンのシンクロナイザ装置は知られている。
【０００３】
また、ハブ１の右側に示すようにハブ１の外周に軸方向に摺動自在にスプライン２ａを介して設けられたスリーブ２と第１のシンクロナイザリング１３及び第２のシンクロナイザリング１５とシンクロナイザコーン１６及びハブ１で構成されているダブルルコーンのシンクロナイザ装置もまた知られている。
【０００４】
ここで、符号Ｃはハブ１が固着されているメインシャフトのセンタラインを示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の何れの技術においても、シンクロナイザリング６は軸方向に移動してシンクロナイザリング６のコーン部６ｂはシンクロナイザコーン４のコーン部４ａと、また、第１及び第２のシンクロナイザリング１３、１５は軸方向に移動してシンクロナイザコーン１６のコーン部１６ａ、１６ｂと接触することにより同期させているため軸方向に位置規制されておらず、スリーブ２が中央部に位置している間はコーン面にて引きずりトルクが発生し、摩擦損失が発生する。
【０００６】
したがって、本発明は引きずりトルクが発生しないトランスミッションのシンクロナイザ装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のトランスミッションのシンクロナイザ装置は、メインシャフト（Ｃ）に固着されたハブ（１）の両側にはシンクロナイザリングを介装してギヤ（３、１０）が回転自在に設けられ、前記ハブ（１）とスプライン（１ｓ、２ａ）を介してスリーブ（２）が軸方向に摺動自在に設けられており、そのスリーブ（２）が摺動して前記ハブ（１）とギヤ（３、１０）とを選択的に係合するように構成されたトランスミッションのシンクロナイザ装置において、一方のギヤ（３）との間に介装されたシンクロナイザリング（６）にはそのギヤ（３）に固着されたシンクロコーンのコーン部（４ａ）と僅かな隙間を有して対向するコーン部（６ｂ）を備え、かつその円筒部（９）外周にスチールボール（Ｂ）が収納される複数の凹部（９ａ）が同一円周上に設けられ、前記ハブ（１）のリング状に形成されたフランジ部（７）内周側の対応する位置には断面Ｖ字状に形成された溝（８ａ）が全周に設けられ、前記シンクロナイザリング（６）に設けられた複数の凹部（９ａ）にはスチールボール（Ｂ）がそれぞれ突出自在に収納されている。
【０００８】
そして、他方のギヤ（１０）との間には、第１のシンクロナイザリング（１３）と、そのコーン部とシンクロコーン（１６）を挟んで対向する第２のシンクロナイザリング（１５）とが介装され、前記第１のシンクロナイザリング（１３）の円筒部（１４）外周にスチールボール（Ｂ）が収納される複数の凹部（１４ａ）が同一円周上に設けられ、前記ハブ（１）のリング状に形成されたフランジ部（７）内周側の対応する位置には断面Ｖ字状に形成された溝（８ｂ）が全周に設けられており、さらに前記ハブ（１）のボス部（１ｂ）外周にスチールボール（Ｂ）が収納される複数の凹部（１ａ）が同一円周上に設けられ、そのボス部（１ｂ）外周に遊合されている第２のシンクロナイザリング（１５）の内周側の対応する位置には断面Ｖ字状に形成された溝（１５ａ）が全周に設けられており、そして前記ギヤ（１０）のボス部に固着されたクラッチギヤ（１１）に遊合されたシンクロナイザコーン（１６）の遊合部内周にＶ字状の溝（１６ａ）が設けられ、その溝（１６ａ）にはクラッチギヤ（１１）に設けられた複数の凹部（１１ａ）にそれぞれ突出自在に挿入されたピン（１７）の先端部が係合する構成であり、前記シンクロナイザリング（６）、第１のシンクロナイザリング（１３）、ハブ（１）およびクラッチギヤ（１１）それぞれの回転に伴う遠心力によって各ボール（Ｂ）およびピン（１７）が各凹部（９ａ、１４ａ、１ａ、１１ａ）より突出し、それぞれＶ字状溝（８ａ、８ｂ、１５ａ、１６ａ）に係合され、シンクロナイザリング（６）、第１のシンクロナイザリング（１３）、第２のシンクロナイザリング（１５）およびシンクロナイザコーン（１６）のそれぞれが軸方向に位置を規制され、かつ半径方向には中立位置にセンタリングされる構成である。
【０００９】
上述した構成を具備する本発明によれば、スチールボール（或いはピン）に遠心力が作用しない場合には従来と同様である。
【００１０】
一方、スチールボール（或いはピン）に遠心力が作用する場合には、該ボールはメインシャフトに対して半径方向外方に移動してＶ字状の溝に入り、該Ｖ字状の溝が形成されているシンクロリングを中立位置にセンタリングする。従って、それぞれのコーンは接触しない。
【００１１】
また、本発明のトランスミッションのシンクロナイザ装置は、メインシャフト（Ｃ）に固着されたハブ（１）の両側にはシンクロナイザリングを介装してギヤ（３、１０）が回転自在に設けられ、前記ハブ（１）とスプライン（１ｓ、２ａ）を介してスリーブ（２）が軸方向に摺動自在に設けられており、そのスリーブ（２）が摺動して前記ハブ（１）とギヤ（３、１０）とを選択的に係合するように構成されたトランスミッションのシンクロナイザ装置において、前記シンクロナイズリングは、第１のシンクロナイザリング（２３）と、そのコーン部とシンクロコーン（１６）を挟んで対向する第２のシンクロナイザリング（２５）とよりなり、その第２のシンクロナイザリング（２５）は前記ハブのボス部（１ｂ）に抜け止め（２７、２８）を設けて挿入され、そして第１のシンクロナイザリング（２３）の半径方向内方に延びるフランジ部（２３ａ）との対向位置にはそのフランジ部（２３ａ）方向にそれぞれスプリング（２６）で付勢されたボール（Ｂ）が挿入された複数の孔（２５ａ）が設けられ、そして前記ギヤ（１０）のボス部に固着されたクラッチギヤ（１１）に遊合されたシンクロナイザコーン（１６）の遊合部内周にＶ字状の溝（１６ａ）が設けられ、その溝（１６ａ）にはクラッチギヤ（１１）に設けられた複数の凹部（１１ａ）にそれぞれ突出自在に挿入されたピン（１７）の先端部が係合する構成であり、前記スプリング（２６）で付勢されたボール（Ｂ）によって第１のシンクロナイズリング（２３）と第２のシンクロナイズリング（２５）とが離間され、クラッチギヤ（１１）の回転に伴う遠心力によりピン（１７）が凹部（１１ａ）より突出し、Ｖ字状の溝（１６ａ）に係合され、シンクロナイザコーン（１６）が軸方向に位置を規制され、かつ半径方向には中立位置にセンタリングされる構成である。
【００１３】
また、このように構成すれば、部品数を少なく出来るという利点がある。
【００１４】
本発明によるトランスミッションのシンクロナイザ装置を実施するに際し、前記スチールボールが挿入される凹部の深さは、ボールが沈んだ場合にシンクロナイザリングのコーン部が対向するコーン部に接触するだけ軸方向に移動することを妨げず、Ｖ字状の溝の深さはボールの最大径部が凹部の端部から突出しないよう構成されるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図において、従来技術と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して重複説明は省略する。
【００１７】
図１は本発明にかかるシンクロナイザ装置の要部を示す断面図であり、符号Ｃで代表するメインシャフトにはハブ１が固着されており、そのハブ１は外周にリング状に形成されたフランジ部７が設けられ、そのフランジ部７の外周にはスプライン１ｓが形成されており、そのスプライン１ｓにはスリーブ２のスプライン２ａが摺動自在に係合している。
【００１８】
また、そのハブ１の左側にはギヤ３（例えば３速メインギヤ）がメインシャフトＣに回転自在に取り付けられ、そのギヤ３のハブ１側のボス３ａにはシンクロナイザコーン（以下、シンクロコーンと記載）４が固着されており、そのシンクロコーン４のコーン部４ａの外周には、そのコーン部４ａと僅かな隙間を保持して対面するコーン部６ｂが形成されたシンクロナイザリング（以下、シンクロリングと記載）６がハブ１のフランジ部７の内周に遊合されている。ここで、符号５、６ａはスリーブ２のスプラインと係合するシンクロコーン４及びシンクロリング６のスプライン部をそれぞれ示し、符号５ａはスプライン端部の面取りをそれぞれ示している。
【００１９】
また、ハブ１の右側にはギヤ１０（例えば、２速メインギヤ）がメインシャフトに回転自在に取り付けられており、そのギヤ１０のハブ１側のボスにはスリーブ２のスプライン２ａと係合するスプライン部１２を有するクラッチギヤ１１が固着され、そのクラッチギヤ１１には内外周にコーンが形成されているシンクロコーン１６が軸方向（図における左右）に摺動自在に取り付けられている。
【００２０】
そして、そのシンクロコーン１６の外周側には第１のシンクロリング１３が設けられ、内周側にハブ１のボスに遊合された第２のシンクロリング１５が設けられ、ダブルコーン型のシンクロナイザ装置を構成している。ここで、符号１３ａはスリーブ２のスプライン２ａと係合するスプラインを示し、１２ａは面取りをそれぞれ示しており、以上の説明は、ハブの左側にシングルコーン型、右側にダブルコーン型を備えた従来公知のシンクロナイザ装置と全く同じ技術に関するものである。なお、符号２ｂはスリーブ２を摺動させる図示しないシフトフォークと係合する溝を示している。
【００２１】
そして、本願においては、シンクロリング６の円筒部９の外周に凹部９ａが形成され、その凹部９ａの深さはボールＢが挿入されたときシンクロリング６の図における左右方向の摺動を邪魔しない深さに形成されている。そして、ハブ１のフランジ７の内周にはシンクロリング６のコーン部６ｂとシンクロコーン４のコン部４ａとが接触しない中立位置に凹部９ａの中心と対応するＶ字状の溝８ａが全周に設けられている。
【００２２】
また、第１のシンクロリング１３とハブ１のフランジ７の内周、及びハブ１のボス外周と第２のシンクロリング１５の内周とには、それぞれスチールボールＢが挿入される凹部１４ａ、１ａ及びそれらのボールが突出した場合にシンクロリングを中立位置に位置決めするＶ字状の溝が前記シングルコーンの場合と同様に設けられている。そして、それらのシンクロリング１３、１５のコーン部がピン１７がクラッチギヤ１１のＶ字状の溝１６ａと係合した状態で、シンクロコーン１６の内外周のコーン部と接触しないよう位置決めされている。
【００２３】
以下、作用について説明する。
【００２４】
例えば、図１は車両が２速ギヤ１０及び３速ギヤ３を使用しないで他のギヤ、例えば５速で走行中の態様を示し、スリーブ２はハブの中央の位置にあって、ハブ１とスリーブ２とは図示しない現在走行中のギヤ（例えば、５速）の回転速度で回転し、ギヤ３と１０とはメインシャフト（センタラインＣで示す）に対して回転自在に取り付けられているので、メインシャフトとは異なる回転速度で回転している。したがって、この状態では３個のボールＢ及びピン１７には遠心力が作用してメインシャフトＣに対して外方に移動してＶ字状の溝に入り、それぞれのＶ字状の溝８ａ、８ｂ、１５ａ及び１６ａが形成されているシンクロリング６、第１のシンクロリング１３、第２のシンクロリング１５及びシンクロコーン１６を中立位置にセンタリングしているため、それぞれのコーンは接触しない。
【００２５】
すなわち、センタリングされた状態でシンクロコーン６、第１及び第２のシンクロコーンはハブ１に連れ回りし、シンクロコーン１６はギヤ１０に連れ回りされる。
【００２６】
そして、例えば、３速にシフトする場合は、図示しないシフトフォークでスリーブ２を左に移動する力が加えられると、ボールＢは凹部９ａに押し込まれるので、ボールＢがない場合と同様にシンクロナイザ装置は作動する。
【００２７】
また、上記のボールに替えて、ピンを使用してもよいが、ピン１７は脱落防止のためにボールに替えることは出来ない。
【００２８】
図２は、本発明の別の実施形態を示し、第１の実施形態に対して第２のシンクロリング１３に設けられた凹部１４ａ、対応するＶ字状溝８ｂ及びボールＢと第２のシンクロリング１５に設けられたＶ字状溝１５ａ、ハブ１のボスに設けられた凹部１ａ及びボールＢとが省略されている。そして、それらに替えて、第２のシンクロリング２５をハブ１のボス１ｂに挿入してワッシャ２７及びスナップリング２８で抜け止めし、第１のシンクロリング２３の半径方向内側に延びたフランジ部２３ａから離れるように付勢するボールＢとスプリング２６とが第２のシンクロリング２５に設けられた孔２５ａに設けられている。
【００２９】
第１のシンクロリング２３と第２のシンクロリング２５とがスプリング２６とボールＢとで常に離れるように付勢されているので、シンクロコーン１６と接触することが防止され、同様の作用効果を得ることが出来る。第１の実施形態より部品数が少ない利点がある。
【００３０】
上記の例は、ハブの左右にシングルコーンとダブルコーンとを設けているがこれに限定されるものでなく、左右が同じシングルコーン、ダブルコーンであっても同様に構成することが出来る。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されており、シンクロナイザ装置の遊転時におけるひきずりトルクがなくなるため、トランスミッションの伝達効率が向上し、車両の走行燃費が向上し、シンクロ性能改善によりギヤシフト操作が容易になり、ドライバーの疲労軽減により安全性向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すシンクロナイザ装置の要部断面図。
【図２】本発明の別の実施形態を示す要部断面図。
【図３】従来のシンクロナイザ装置の要部の例を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・ハブ
２・・・スリーブ
３、１０・・・ギヤ
４、１６・・・シンクロナイザコーン
６・・・シンクロナイザリング
７・・・フランジ部
９ａ・・・凹部
１１・・・クラッチギヤ
１３、２３・・・第１のシンクロナイザリング
１５、２５・・・第２のシンクロナイザリング
１７・・・ピン

Claims

メインシャフト（Ｃ）に固着されたハブ（１）の両側にはシンクロナイザリングを介装してギヤ（３、１０）が回転自在に設けられ、前記ハブ（１）とスプライン（１ｓ、２ａ）を介してスリーブ（２）が軸方向に摺動自在に設けられており、そのスリーブ（２）が摺動して前記ハブ（１）とギヤ（３、１０）とを選択的に係合するように構成されたトランスミッションのシンクロナイザ装置において、一方のギヤ（３）との間に介装されたシンクロナイザリング（６）にはそのギヤ（３）に固着されたシンクロコーンのコーン部（４ａ）と僅かな隙間を有して対向するコーン部（６ｂ）を備え、かつその円筒部（９）外周にスチールボール（Ｂ）が収納される複数の凹部（９ａ）が同一円周上に設けられ、前記ハブ（１）のリング状に形成されたフランジ部（７）内周側の対応する位置には断面Ｖ字状に形成された溝（８ａ）が全周に設けられ、前記シンクロナイザリング（６）に設けられた複数の凹部（９ａ）にはスチールボール（Ｂ）がそれぞれ突出自在に収納されており、
そして、他方のギヤ（１０）との間には、第１のシンクロナイザリング（１３）と、そのコーン部とシンクロコーン（１６）を挟んで対向する第２のシンクロナイザリング（１５）とが介装され、前記第１のシンクロナイザリング（１３）の円筒部（１４）外周にスチールボール（Ｂ）が収納される複数の凹部（１４ａ）が同一円周上に設けられ、前記ハブ（１）のリング状に形成されたフランジ部（７）内周側の対応する位置には断面Ｖ字状に形成された溝（８ｂ）が全周に設けられており、さらに前記ハブ（１）のボス部（１ｂ）外周にスチールボール（Ｂ）が収納される複数の凹部（１ａ）が同一円周上に設けられ、そのボス部（１ｂ）外周に遊合されている第２のシンクロナイザリング（１５）の内周側の対応する位置には断面Ｖ字状に形成された溝（１５ａ）が全周に設けられており、そして前記ギヤ（１０）のボス部に固着されたクラッチギヤ（１１）に遊合されたシンクロナイザコーン（１６）の遊合部内周にＶ字状の溝（１６ａ）が設けられ、その溝（１６ａ）にはクラッチギヤ（１１）に設けられた凹部（１１ａ）に突出自在に挿入されたピン（１７）の先端部が係合する構成であり、
前記シンクロナイザリング（６）、第１のシンクロナイザリング（１３）、ハブ（１）およびクラッチギヤ（１１）それぞれの回転に伴う遠心力によって各ボール（Ｂ）およびピン（１７）が各凹部（９ａ、１４ａ、１ａ、１１ａ）より突出し、それぞれＶ字状溝（８ａ、８ｂ、１５ａ、１６ａ）に係合され、シンクロナイザリング（６）、第１のシンクロナイザリング（１３）、第２のシンクロナイザリング（１５）およびシンクロナイザコーン（１６）のそれぞれが軸方向に位置を規制され、かつ半径方向には中立位置にセンタリングされる構成であることを特徴とするトランスミッションのシンクロナイザ装置。
メインシャフト（Ｃ）に固着されたハブ（１）の両側にはシンクロナイザリングを介装してギヤ（３、１０）が回転自在に設けられ、前記ハブ（１）とスプライン（１ｓ、２ａ）を介してスリーブ（２）が軸方向に摺動自在に設けられており、そのスリーブ（２）が摺動して前記ハブ（１）とギヤ（３、１０）とを選択的に係合するように構成されたトランスミッションのシンクロナイザ装置において、前記シンクロナイズリングは、第１のシンクロナイザリング（２３）とそのコーン部とシンクロコーン（１６）を挟んで対向する第２のシンクロナイザリング（２５）とよりなり、その第２のシンクロナイザリング（２５）は前記ハブのボス部（１ｂ）に抜け止め（２７、２８）を設けて挿入され、そして第１のシンクロナイザリング（２３）の半径方向内方に延びるフランジ部（２３ａ）との対向位置にはそのフランジ部（２３ａ）方向にそれぞれスプリング（２６）で付勢されたボール（Ｂ）が挿入された複数の孔（２５ａ）が設けられ、そして前記ギヤ（１０）のボス部に固着されたクラッチギヤ（１１）に遊合されたシンクロナイザコーン（１６）の遊合部内周にＶ字状の溝（１６ａ）が設けられ、その溝（１６ａ）にはクラッチギヤ（１１）に設けられた複数の凹部（１１ａ）にそれぞれ突出自在に挿入されたピン（１７）の先端部が係合する構成であり、前記スプリング（２６）で付勢されたボール（Ｂ）によって第１のシンクロナイズリング（２３）と第２のシンクロナイズリング（２５）とが離間され、クラッチギヤ（１１）の回転に伴う遠心力によりピン（１７）が凹部（１１ａ）より突出し、Ｖ字状の溝（１６ａ）に係合され、シンクロナイザコーン（１６）が軸方向に位置を規制され、かつ半径方向には中立位置にセンタリングされる構成であることを特徴とするトランスミッションのシンクロナイザ装置。
前記スチールボール（Ｂ）が挿入される凹部（９ａ、１４ａ、１ａ）の深さは、ボール（Ｂ）が沈んだ場合にシンクロナイザリング（６、１３、１５）のコーン部が対向するコーン部に接触するだけ軸方向に移動することを妨げず、Ｖ字状の溝（８ａ、８ｂ、１５ａ）の深さはボール（Ｂ）の最大径部が凹部（９ａ、１４ａ、１ａ）の端部から突出しないよう構成されている請求項１または２に記載のトランスミッションのシンクロナイザ装置。