JP4570110B2

JP4570110B2 - Manual transmission synchronization mechanism

Info

Publication number: JP4570110B2
Application number: JP2000058936A
Authority: JP
Inventors: 潤藪田; 博史山下
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP2001248659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両等に搭載される手動変速機の同期機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は、互いに同軸的かつ相対回転可能に並設された第１及び第２回転部材と、内周に形成したスプラインにより第１回転部材の外周上に相対回転不能かつ軸方向に変位可能に結合するとともに同軸方向の変位時に前記スプラインにて第２回転部材に形成されたスプラインに噛合い同第２回転部材に結合する環状のスリーブと、第１及び第２回転部材の間に配設されて外周にスプラインを形成してなるとともに第１回転部材に対して所定角度だけ相対回転可能に組み付けられた環状の同期リングを備え、この同期リングは第１及び第２回転部材の間に回転差があるときは外周に形成したスプラインの第１回転部材側の端部に形成したチャンファにてスリーブのスプラインの第２回転部材側の端部に形成されたチャンファに当接してスリーブの第２回転部材側への変位を規制し、第１及び第２回転部材の回転が同期すれば第１回転部材に対し相対的に回動されてスリーブの第２回転部材側への変位を許容することにより両チャンファの間の当接を解除して外周に形成したスプラインにてスリーブのスプラインに噛合い同スリーブの第２回転部材への噛合いを許容するようになっている。この同期リングは、通常はスリーブと比較して硬度が低い材料により形成されている。
【０００３】
上記場合において、従来は、図４，５に示したように、同期リング１のチャンファ２の先端稜線２ａが内側に向かうにつれて第１回転部材側に突出する方向に傾斜し、スリーブ３のチャンファ４の先端稜線４ａが外側に向うにつれて第２回転部材側に突出する方向に傾斜し、かつ同期リング１のチャンファ２の先端稜線２ａの軸方向の傾斜角θ２がスリーブ３のチャンファ４の先端稜線４ａの軸方向の傾斜角θ４より大きくなる（図４（ａ）参照）ように各チャンファ２，４を形成して、同期リング１が第２回転部材との間に回転差があるときそのチャンファ２の先端稜線２ａにてスリーブ３のチャンファ４の内側稜線４ｂに当接してスリーブ３の第２回転部材側への変位を規制するようにする（図４に示した状態）のが普通であった。なお、図４，５において、同期リング１がスリーブ３に当接する位置を黒丸により示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置においては、第１及び第２回転部材の間に回転差があるときは同期リング１がスリーブ３の第２回転部材側への変位を規制しているが、第１及び第２回転部材の回転が同期すると、スリーブ３の第２回転部材側への変位に伴い、まず同期リング１のチャンファ２の先端稜線２ａがスリーブ３のチャンファ４の内側稜線４ｂに沿って摺動し、次にスリーブ３のチャンファ４の基部の内側の頂点４ｃが同期リング１のチャンファ２のチャンファ面２ｂ上を摺動して（図５に示した状態）、同期リング１がスリーブの第２回転部材への噛合いを許容する位置まで回動する。この場合、同期リング１の硬度がスリーブ３の硬度と比較して低いために、上記摺動時の後半においては、スリーブ３のチャンファ４の頂点４ｃ付近がそれよりも硬度が低い同期リング１のチャンファ２のチャンファ面２ｂに喰い込み、その喰い込み範囲はチャンファ４の内側稜線４ｂからそれと大きい角度で交差するチャンファ４の基部稜線４ｄに沿って延び、この喰い込み範囲内となる基部稜線４ｄによりチャンファ２のチャンファ面２ｂを削りながらスリーブ３は第２回転部材側に変位することになり、このため同変位に対して生じる抵抗力が大きくなって同変位に要する操作力が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、スリーブが第２回転部材側に変位する際に同期リングのチャンファ面を削り取る量を減少させるようにして、小さな操作力によりスリーブを変位させることが可能な手動変速機の同期機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成上の特徴は、前記手動変速機の同期機構において、同期リングの外周に形成したスプラインのチャンファは、同スプラインの根本から略同一高さの位置に沿って同チャンファに形成した境界稜線を境界としてそれより半径方向外側に形成された第１チャンファと、それより半径方向内側に形成されてその先端稜線の軸方向の傾斜角が第１チャンファの先端稜線の軸方向の傾斜角より小さくかつ０より大きい第２チャンファとからなるものとして、第１及び第２チャンファの先端稜線の中間部には境界稜線との交点位置に同先端稜線の両端を結ぶ直線に対し第１回転部材側に突出した先端頂点を形成し、これにより同期リングは、第１及び第２回転部材の間に回転差があるときは先端頂点にてスリーブのチャンファのチャンファ面に当接して同スリーブの第２回転部材側への変位を規制し、第１及び第２回転部材の回転が同期すればまず同期リングのスプラインのチャンファの先端頂点がスリーブのチャンファのチャンファ面上を摺動し、次にスリーブのスプラインとチャンファの間に形成される基部稜線がその上に定められたある１箇所において同期リングの第１及び第２チャンファの間の境界稜線に沿って摺動して同期リングが第１転部材に対し相対的に回動されるようにしたことにある。
【０００７】
【作用・効果】
上記本発明の構成上の特徴を有する手動変速機の同期機構においては、第１及び第２回転部材の間に回転差があるときは同期リングがスリーブの第２回転部材側への変位を規制しているが、第１及び第２回転部材の回転が同期すると、スリーブの第２回転部材側への変位に伴い、まず同期リングのチャンファの先端頂点がスリーブのチャンファのチャンファ面上を摺動し、次いでスリーブのチャンファの基部稜線が同期リングの第１及び第２チャンファの間の境界稜線に沿って摺動して、同期リングがスリーブの第２回転部材への噛合いを許容する位置まで回動する。上記作動の前半においては、スリーブと比較して硬度が低い同期リングの先端頂点がスリーブのチャンファ面に喰い込んでこれを削ることはない。本発明の手動変速機の同期機構では第２チャンファの先端稜線の軸方向の傾斜角を第１チャンファの先端稜線の軸方向の傾斜角より小さくかつ０より大きくし、先端稜線の中間部に形成した先端頂点をハブ側に突出させたので、先端稜線と先端稜線の間の角度は相当大きい鈍角となり、第１及び第２チャンファの各チャンファ面の間の交差角はそれよりもさらに大きい鈍角となる。そして上記作動の後半においては、スリーブのチャンファの基部稜線は同期リングのスプラインの第１及び第２チャンファの境界稜線に当接して両チャンファ面に喰い込み、その喰い込み範囲は基部稜線に沿って第１及び第２チャンファ面の両方に延び、この喰い込み範囲内となる基部稜線により第１及び第２チャンファ面を削りながらスリーブは第２回転部材側に変位する。この際に本発明の同期リングの第１及び第２チャンファ面にスリーブのチャンファの基部稜線に沿って生じる喰い込み範囲長は、前記従来技術の同期リングのチャンファ面に基部稜線に沿って生じる喰い込み範囲長とほゞ同程度となるが、喰い込み部の深さの最大値は、本発明では境界稜線付近である喰い込み範囲の中央付近に生じるのに対し、前述した従来技術ではチャンファの内側稜線付近である喰い込み範囲の一端付近に生じるので、本発明の喰い込み部の深さの最大値は、前記従来技術の喰い込み部の深さの最大値よりも減少する。したがって本発明において喰い込み範囲内となる基部稜線により同期リングの第１及び第２チャンファ面から削り取られる量は、前記従来技術において喰い込み範囲内となる基部稜線により同期リングのチャンファ面から削り取られる量よりも減少する。このように本発明によれば、スリーブが第２回転部材側に移動する際に、そのチャンファが同期リングのチャンファを削り取る量は前記従来技術と比較して減少するため、上記したスリーブと同期リングの間の各摺動時にスリーブの変位に対して生じる抵抗力が小さく保たれ、スリーブを小さな操作力で変位させることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１〜３に示した手動変速機の同期機構は、主軸１０の外周上に相対回転不能に結合して同主軸１０と一体的に回転するハブ１１（第１回転部材）と、ハブ１１の両側にてそれぞれ主軸１０の外周上に相対回転可能に組み付けられて図示しない入力軸から入力された回転駆動力により回転駆動される一対のギア２０，２０と、各ギア２０，２０のハブ１１側にそれぞれ一体的に形成された一対の同期コーン２１，２１（第２回転部材）とを備えている。
【０００９】
ハブ１１の外周には、環状のスリーブ１２が内周に形成したスプライン１３により相対回転不能かつ軸方向に変位可能に結合している。スリーブ１２は、図示しないシフト機構を介して手動操作されて軸方向に変位し、同変位時にスプライン１３にて同期コーン２１，２１の外周に形成されたスプライン２２，２２に選択的に噛合って同期コーン２１，２１に結合するようになっている。スリーブ１２のスプライン１３の両側の端部には、チャンファ１４がそれぞれ形成されている（うち一方を図２，３にて詳細に示す）。チャンファ１４は、各スプライン山の中心線に対し対照的に配置された一対のチャンファ面１４ａ，１４ａからなり、その先端稜線１４ｂが半径方向外側（図２，３における上側）に向うにつれて同期コーン２１側に突出する方向に傾斜するように形成されている。また、各同期コーン２１，２１のスプライン２２，２２のスリーブ１２側の端部にも、上記スリーブ１２のスプライン１３との噛合いを円滑にするための図示しないチャンファが形成されている。スリーブ１２の内周には、周方向の複数の所定位置にて、キー１５が一対のスプリング１６，１６によりそれぞれ外向きに押圧係合している（うち一つのみを図示）。
【００１０】
ハブ１１及び各同期コーン２１，２１の間には、環状の同期リング１７，１７がそれぞれ配設されている。同期リング１７，１７は、スリーブ１２と比較して硬度の低い材料により形成され、それぞれハブ１１側に形成した溝１７ａ，１７ａにてキー１５により周方向に隙間をおいて係止されるようになっており、溝１７ａ，１７ａの周方向位置及び長さに関係してハブ１１及びスリーブ１２に対し所定角度範囲（スリーブ１２及び同期コーン２１の各スプライン１３，２２の約１／２ピッチ）だけ相対的に回動できるようになっている。同期リング１７，１７の内周には、同期コーン２１，２１のハブ１１側に形成されたコーン面２１ａ，２１ａに接触するコーン面１７ｂ，１７ｂが形成されている。同期リング１７，１７の外周には、スリーブ１２のスプライン１３と噛合い可能なスプライン１８，１８が形成されている。各同期リング１７，１７のスプライン１８，１８のスリーブ１２側の端部には、チャンファ１９がそれぞれ形成されている（うち一方を図２，３にて詳細に示す）。
【００１１】
同期リング１７のスプライン１８に形成されたチャンファ１９は、スプライン１８の根本から略同一高さの位置に沿ってチャンファ１９自体に形成された境界稜線１９ｇを境界としてそれより半径方向外側に形成された第１チャンファ１９ａと、それより半径方向内側に形成された第２チャンファ１９ｂとからなる。第１及び第２チャンファ１９ａ，１９ｂは、それぞれスプライン山の中心面に対し対照的に配置された各一対のチャンファ面１９ｃ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｄからなる。第１チャンファ１９ａは、その先端稜線１９ｅが半径方向内側に向かうにつれてハブ１１側に突出する方向に傾斜し、かつ同先端稜線１９ｅの軸方向の傾斜角θ１９がスリーブ１２のチャンファ１４の先端稜線１４ｂの軸方向の傾斜角θ１４より大きくなる（図２（ａ）参照）ように形成されている。第２チャンファ１９ｂは、その先端稜線１９ｆが軸方向に対して垂直（すなわち軸方向の傾斜角が０）となるように形成されている。なお、第２チャンファ１９ｂの先端稜線１９ｆは、第１チャンファ１９ａの先端稜線１９ｅの軸方向の傾斜角θ１９より小さい範囲内で軸方向に傾斜していてもよく、すなわち第２チャンファ１９ｂのチャンファ１９の軸方向の傾斜角は第１チャンファ１９ａの先端稜線１９ｅの軸方向の傾斜角θ１９より小さくかつ０より大きいものとしてもよい。第１及び第２チャンファ１９ａ，１９ｂの間の境界稜線１９ｇ上には、各先端稜線１９ｅ，１９ｆとの交点位置にて先端頂点１９ｈが形成されている。先端稜線１９ｅ，１９ｆはこの先端頂点１９ｈにおいてく字状に屈折されており、この先端頂点１９ｈは先端稜線１９ｅ，１９ｆの両端を結ぶ直線に対しスリーブ１２側、すなわちハブ（第１回転部材）１１側に突出している（図２（ａ）及び図３（ａ）参照）。これにより、チャンファ１９は、主軸１０及びハブ１１とギア２０及び同期コーン２１との間に回転差があるとき、先端頂点１９ｈにてスリーブ１２のチャンファ１４のチャンファ面１４ａに当接してスリーブ１２の同期コーン２１側への変位を規制するようになっている。
【００１２】
次に、上記のように構成した手動変速機の同期機構の動作を説明する。変速の初期であって、主軸１０及びハブ１１とギア２０及び同期コーン２１との間に回転差があるとき、スリーブ１２が前記シフト機構を介し手動操作されて一方の同期コーン２１側に変位し始めると、まず、キー１５により同期リング１７が同期コーン２１に対して押付けられる。このとき、同期コーン２１のコーン面２１ａから受ける動摩擦力により、同期リング１７はハブ１１及びスリーブ１２に対し回動され前述した所定角度範囲の一方の末端位置に押し付けられて停止され、そのスプライン１８のチャンファ１９の先端頂点１９ｈはスリーブ１２のスプライン１３のチャンファ１４のチャンファ面１４ａに対向する位置に保たれる。
【００１３】
上記状態から、キー１５がスプリング１６に抗して内側に移動してスリーブ１２がさらに同期コーン２１側に変位すると、スリーブ１２のチャンファ１４のチャンファ面１４ａは同期リング１７のチャンファ１９の先端頂点１９ｈに当接して、同期リング１７を前述した所定角度範囲の一方の末端位置から押し戻す向きに回動させる力を生じるが、上述した動摩擦力が作用している限り押し戻されることはなく、前述した所定角度範囲の一方の末端位置に押し付けられて停止されたままであるので、スリーブ１２のそれ以上の変位は規制される（図２に示した状態）。しかし、上記同期コーン２１と同期リング１７との間の動摩擦力により主軸１０及びハブ１１並びにギア２０及び同期コーン２１の回転が同期すると、同期コーン２１と同期リング１７との間の動摩擦力が無くなるため、スリーブ１２はそのチャンファ１４のチャンファ面１４ａにより同期リング１７を前述した所定角度範囲の一方の末端位置から押し戻し回動させて同期コーン２１側に変位し始める。このときは、先ず同期リング１７のチャンファ１９の先端頂点１９ｈがスリーブ１２のチャンファ１４のチャンファ面１４ａ上を摺動することになる。
【００１４】
上記状態から、さらにスリーブ１２が同期コーン２１側に変位して同期リング１７が同期コーン２１に対し回動して先端頂点１９ｈがスリーブ１２のスプライン１３とその端部に形成されたチャンファ１４の間の基部稜線１４ｃの位置を越えると、基部稜線１４ｃはその上に定められたある１箇所において同期リング１７の第１及び第２チャンファ１９ａ，１９ｂの間の境界稜線１９ｇに沿って摺動し始める（図３に示した状態）。そして、同期リング１７がスリーブ１２の同期コーン２１への噛合いを許容する位置まで回動すると、スリーブ１２はそのスプライン１３がまず同期リング１７のスプライン１８と噛合い、次いで同期コーン２１のスプライン２２と噛合ってこれと結合する。これにより、前記入力軸から入力された回転駆動力がギア２０、スリーブ１２及びハブ１１を介して主軸１０に伝達されるようになる。なお、図２，３において、同期リング１７がスリーブ１２に当接する位置を黒丸により示す。
【００１５】
上述のように、上記実施形態においては、ハブ１１及び同期コーン２１の回転が同期すれば、スリーブ１２の同期コーン２１側への変位に伴い、まずその前半においては同期リング１７のチャンファ１９の先端頂点１９ｈがスリーブ１２のチャンファ１４のチャンファ面１４ａ上を摺動し、後半においてはスリーブ１２のチャンファ１４の基部稜線１４ｃが同期リング１７の第１及び第２チャンファ１９ａ，１９ｂの間の境界稜線１９ｇに沿って摺動して、同期リング１７がスリーブ１２の同期コーン２１への噛合いを許容する位置まで回動する。同期リング１７，１７は、スリーブ１２と比較して硬度の低い材料により形成されているので、上述した作動の前半においては、同期リング１７のチャンファ１９の先端頂点１９ｈがスリーブ１２のチャンファ１４のチャンファ面１４ａ上を摺動する場合に、同期リング１７の先端頂点１９ｈがスリーブ１２のチャンファ面１４ａに喰い込んでこれを削ることはない。また同期リング１７のスプライン１８のチャンファ１９は半径方向外側の第１チャンファ１９ａと半径方向内側の第２チャンファ１９ｂよりなるものとし、第２チャンファ１９ｂの先端稜線１９ｆの軸方向の傾斜角を第１チャンファ１９ａの先端稜線１９ｅの軸方向の傾斜角より小さくかつ０より大きくし、先端稜線１９ｅ，１９ｆの中間部に形成した先端頂点１９ｈをハブ１１側に突出させたので、先端稜線１９ｅと先端稜線１９ｆの間の角度は相当大きい鈍角となり、境界稜線１９ｇにおける第１及び第２チャンファ１９ａ，１９ｂの各チャンファ面１９ｃ，１９ｄの間の交差角はそれよりもさらに大きい鈍角となる。そして上述した作動の後半においては、スリーブ１２のチャンファ１４の基部稜線１４ｃは黒丸で示す位置において同期リング１７のスプライン１８のチャンファ１９の境界稜線１９ｇに当接して第１及び第２チャンファ面１９ｃ，１９ｄに喰い込み、その喰い込み範囲はチャンファ１９の境界稜線１９ｇからそれと大きい角度で交差する基部稜線１４ｃに沿って第１及び第２チャンファ面１９ｃ，１９ｄの両方に延び、この喰い込み範囲内となる基部稜線１４ｃにより第１及び第２チャンファ１９ａ，１９ｂのチャンファ面１９ｃ，１９ｄを削りながらスリーブ１２は同期コーン２１側に変位する。本発明及び前述した従来技術におけるスリーブのチャンファと同期リングのチャンファの傾斜角及びそれらの間に加わる荷重が同程度であるとすれば、本発明のスリーブ１２のチャンファ面１４ａと同期リング１７の第１及び第２チャンファ面１９ｃ，１９ｄの間の当接面積と前記従来技術のスリーブ３のチャンファ面と同期リング１のチャンファ面の間の当接面積は同程度となり、第１及び第２チャンファ面１９ｃ，１９ｄに基部稜線１４ｃに沿って生じる喰い込み範囲長は、図４及び５により説明した従来技術のチャンファ面２ｂに基部稜線４ｄに沿って生じる喰い込み範囲長と同程度となる、しかし喰い込み部の深さの最大値は、この実施形態では境界稜線１９ｇ付近すなわち喰い込み範囲の中央付近に生じるのに対し、前述した従来技術ではチャンファ４の内側稜線４ｂ付近すなわち喰い込み範囲の一端付近に生じるので、この実施形態の喰い込み部の深さの最大値は前出した実施形態の半分程度になる。したがってこの実施形態では上述した作動の後半において喰い込み範囲内となる基部稜線１４ｃにより同期リング１７の第１及び第２チャンファ面１９ａ，１９ｂから削り取られる量は、前述した従来技術において喰い込み範囲内となる基部稜線４ｄにより同期リング１のチャンファ面２ｂから削り取られる量の半分程度になる。このようにこの実施形態によれば、スリーブ１２が同期コーン２１側に変位する際に、前記従来技術と比較してスリーブ１２のチャンファ１４が同期リング１７のチャンファ１９を削ることが少なくなり、したがって上記摺動時にスリーブ１２の変位に対して生じる抵抗力が小さくなるのでスリーブ１２を小さな操作力で変位させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る手動変速機の同期機構の全体を示す縦断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１の同期リングのスプラインのチャンファ及びスリーブのスプラインのチャンファの一状態を示す拡大図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、前記同期リングのスプラインのチャンファ及びスリーブのスプラインのチャンファの前記図２に示した状態から移行した状態を示した拡大図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、従来の手動変速機の同期機構における同期リングのスプラインのチャンファ及びスリーブのスプラインのチャンファの一状態を示した拡大図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、前記従来の同期リングのスプラインのチャンファ及びスリーブのスプラインのチャンファの前記図４に示した状態から移行した状態を示した拡大図である。
【符号の説明】
１０…主軸、１１…第１回転部材（ハブ）、１２…スリーブ、１３…スプライン、１４…チャンファ、１４ａ…チャンファ面、１４ｃ…基部稜線、１７…同期リング、１８…スプライン、１９…チャンファ、１９ａ…第１チャンファ、１９ｂ…第２チャンファ、１９ｅ，１９ｆ…先端稜線、１９ｇ…境界稜線、１９ｈ…先端頂点、２０…ギア、２１…第２回転部材（同期コーン）、２２…スプライン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronization mechanism of a manual transmission mounted on, for example, a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of device has a first and second rotating members arranged coaxially and in a relatively rotatable manner, and a spline formed on the inner periphery so that relative rotation is impossible on the outer periphery of the first rotating member and the axial direction. Between the first and second rotating members, and an annular sleeve that engages with the second rotating member at the spline and is coupled to the second rotating member when displaced in the coaxial direction. And an annular synchronizing ring which is formed so as to be rotatable relative to the first rotating member by a predetermined angle . The synchronizing ring includes the first and second rotating members. abuts the chamfer formed at the end of the second rotary member side of the sleeve at the chamfer formed at an end portion of the first rotary member side of the spline formed on the outer peripheral spline when the rotational difference is between Regulating the displacement of the second rotary member side of the sleeve Te, of the relative rotation with respect to the first rotary member when the rotation of the first and second rotating member synchronously to the second rotary member side of the sleeve is adapted to permit the engagement of the second rotary member abutting meshing released and at splines formed on the outer peripheral and the splines of the sleeve of the same sleeve between the two chamfer by allowing the displacement. This synchronization ring is usually made of a material having a lower hardness than the sleeve.
[0003]
In the above case, conventionally, as shown in FIGS. 4 and 5, the chamfer 4 of the sleeve 3 is inclined so as to protrude toward the first rotating member as the tip ridge line 2a of the chamfer 2 of the synchronization ring 1 goes inward. The tip ridge line 4a of the chamfer 4 of the sleeve 3 is inclined such that the tip ridge line 4a of the chamfer 2 protrudes toward the second rotating member, and the inclination angle θ2 of the tip ridge line 2a of the chamfer 2 of the synchronization ring 1 is axially inclined. When the chamfers 2 and 4 are formed so as to be larger than the inclination angle θ4 in the axial direction (see FIG. 4A), and the synchronization ring 1 has a rotation difference between the second rotation member, the chamfer 2 The tip edge line 2a of the sleeve 3 is in contact with the inner edge line 4b of the chamfer 4 of the sleeve 3 so as to restrict the displacement of the sleeve 3 toward the second rotating member (the state shown in FIG. 4). . 4 and 5, the positions where the synchronization ring 1 contacts the sleeve 3 are indicated by black circles.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Above in the conventional apparatus, when there is a rotational difference between the first and second rotary members are synchronizing ring 1 is to regulate the displacement of the second rotary member side of the sleeve 3, but the first and second rotary When the rotation of the member is synchronized, the tip ridge line 2a of the chamfer 2 of the synchronization ring 1 first slides along the inner ridge line 4b of the chamfer 4 of the sleeve 3 in accordance with the displacement of the sleeve 3 toward the second rotation member. Then, the apex 4c inside the base of the chamfer 4 of the sleeve 3 slides on the chamfer surface 2b of the chamfer 2 of the synchronization ring 1 (the state shown in FIG. 5), and the synchronization ring 1 becomes the second rotating member of the sleeve. It rotates to the position which accept | permits an engagement. In this case, due to the low hardness of the synchronizing ring 1 has in comparison with the hardness of the sleeve 3, the upper Kisuri in the second half of the perturbed are synchronizing ring hardness is lower apex near 4c chamfer 4 than that of the sleeve 3 1 see write eating of the chamfer surface 2b of the chamfer 2, range extends along the base ridge 4d of the chamfer 4 which intersects at a large angle with that from the inside edge line 4b of the chamfer 4 embedding the base portion ridgeline to be within the range narrowing the eating chamfer sleeve 3 while scraping the chamfer surface 2b of 2 will be displaced to the second rotary member side by 4d, Thus resulting Ru resistance force increases becomes in the operating force required for the displacement is large for the same displacement There was a problem of becoming.
[0005]
The present invention has been made to cope with the above-described problems, and its purpose is to reduce the amount of scraping of the chamfer surface of the synchronization ring when the sleeve is displaced toward the second rotating member, thereby reducing a small operating force. It is an object of the present invention to provide a manual transmission synchronization mechanism capable of displacing a sleeve.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A structural feature of the present invention is that in the synchronization mechanism of the manual transmission, the chamfer of the spline formed on the outer periphery of the synchronization ring is a boundary formed on the chamfer along the position of substantially the same height from the root of the spline. a first chamfer which is formed radially outward than the ridge line as the boundary, the inclination angle of the formed it from radially inward axial direction of the front edge is higher than the inclination angle of the axial front edge of the first chamfer as consisting of a not greater than smaller KuKatsu 0 second chamfer, the middle portion of the front edge of the first and second chamfer first rotating relative to the straight line connecting both ends of the front edge to the intersection of the boundary edge forming a tip apex projecting member, thereby synchronizing ring chamfer surface of the chamfer of the sleeve at the tip apex is when there is a rotational difference between the first and second rotary member It abuts to regulate the displacement of the second rotary member side of the sleeve, first and second rotation of the rotary member is synchronized to lever first synchronizer ring at the tip apex of the chamfer of the spline on the chamfer surface of the chamfer of the sleeve And then the base ridge formed between the sleeve spline and the chamfer is slid along a boundary ridge between the first and second chamfers of the synchronization ring at one location defined thereon. Thus, the synchronization ring is rotated relative to the first rolling member .
[0007]
[Action / Effect]
In the manual transmission synchronization mechanism having the structural features of the present invention described above, when there is a rotational difference between the first and second rotating members, the synchronizing ring restricts the displacement of the sleeve toward the second rotating member. Although it has to, when the rotation of the first and second rotary members are synchronized with the displacement of the second rotary member side of the sleeve, the tip apex of the chamfer of the synchronization ring not a or is over the chamfer surface of the chamfer of the sleeve And then the base ridge of the sleeve chamfer slides along the boundary ridge between the first and second chamfers of the synchronization ring, allowing the synchronization ring to engage the second rotating member of the sleeve. Rotate to position. In the first half of the above operation, the tip of the synchronizing ring, which has a lower hardness than the sleeve, does not bite into the chamfer surface of the sleeve and cut it. In the synchronization mechanism of the manual transmission according to the present invention, the inclination angle in the axial direction of the tip ridge line of the second chamfer is smaller than 0 and larger than 0 in the middle direction of the tip ridge line. Since the leading end apex protruded toward the hub side, the angle between the leading edge ridge line and the leading edge ridge line becomes a considerably large obtuse angle, and the crossing angle between the chamfer surfaces of the first and second chamfers is larger than that. Become. In the latter half of the above operation, the base ridge line of the sleeve chamfer abuts on the boundary ridge line of the first and second chamfers of the splines of the synchronization ring and bites into both chamfer surfaces, and the biting range is along the base ridge line. The sleeve extends to both the first and second chamfer surfaces, and the sleeve is displaced toward the second rotating member while the first and second chamfer surfaces are cut by the base ridge line that is within the biting range. In this case, the biting range length generated along the base ridge line of the sleeve chamfer on the first and second chamfer surfaces of the synchronization ring of the present invention is the bite generated along the base ridge line of the chamfer surface of the prior art synchronization ring. The maximum depth of the biting portion occurs near the center of the biting range near the boundary ridge line in the present invention, whereas in the above-described conventional technology, the maximum depth of the biting portion is about the same. Since it occurs near one end of the biting range near the inner ridge line, the maximum depth of the biting portion of the present invention is smaller than the maximum depth of the biting portion of the prior art. Therefore, in the present invention, the amount scraped off from the first and second chamfer surfaces of the synchronization ring by the base ridge line that is within the biting range is scraped from the chamfer surface of the synchronization ring by the base ridge line that is within the biting range in the prior art. Decrease than amount. According to the present invention, when the sleeve is moved to the second rotary member side, the amount of chamfer takes scraping chamfer of the synchronizer ring of that is to be reduced compared to the prior art, a sleeve as described above resistance force arising against displacement of the sleeve during the sliding between the synchronizing ring is kept small, it is possible to displace the sleeve with a small operating force.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3, the manual transmission synchronization mechanism shown in FIG. 1 includes a hub 11 (first rotating member) that is coupled to the outer periphery of the main shaft 10 so as not to rotate relative to the main shaft 10, and rotates integrally with the main shaft 10. A pair of gears 20 and 20 that are assembled on the outer circumference of the main shaft 10 on both sides so as to be relatively rotatable and are rotationally driven by a rotational driving force input from an input shaft (not shown), and the hub 11 side of each gear 20 and 20 And a pair of synchronous cones 21 and 21 (second rotating member) formed integrally with each other.
[0009]
An annular sleeve 12 is coupled to the outer periphery of the hub 11 by a spline 13 formed on the inner periphery so as not to be relatively rotatable and to be axially displaceable. The sleeve 12 is manually operated via a shift mechanism (not shown) and is displaced in the axial direction. When the sleeve 12 is displaced, the sleeve 12 is selectively engaged with the splines 22 and 22 formed on the outer circumferences of the synchronous cones 21 and 21. The synchronous cones 21 and 21 are coupled. Chamfers 14 are respectively formed at both ends of the spline 13 of the sleeve 12 (one of which is shown in detail in FIGS. 2 and 3). The chamfer 14 is composed of a pair of chamfer surfaces 14a and 14a arranged in contrast to the center line of each spline mountain, and the synchronization cone 21 as the tip ridge line 14b faces radially outward (upward in FIGS. 2 and 3). It is formed so as to incline in a direction protruding to the side. In addition, chamfers (not shown) for smoothly engaging the splines 13 of the sleeve 12 are formed at the ends of the splines 22 and 22 of the synchronization cones 21 and 21 on the sleeve 12 side. On the inner periphery of the sleeve 12, a key 15 is pressed and engaged outwardly by a pair of springs 16 and 16 at a plurality of predetermined positions in the circumferential direction (only one of which is shown).
[0010]
Between the hub 11 and the synchronization cones 21 and 21, annular synchronization rings 17 and 17 are respectively disposed. The synchronization rings 17 and 17 are made of a material having a lower hardness than that of the sleeve 12, and are locked with a gap in the circumferential direction by a key 15 in grooves 17a and 17a formed on the hub 11 side, respectively. In relation to the circumferential positions and lengths of the grooves 17a and 17a, the hub 11 and the sleeve 12 are in a predetermined angular range (about 1/2 pitch of the splines 13 and 22 of the sleeve 12 and the synchronization cone 21). It can rotate relatively. Cone surfaces 17b and 17b that contact cone surfaces 21a and 21a formed on the hub 11 side of the synchronization cones 21 and 21 are formed on the inner periphery of the synchronization rings 17 and 17, respectively. Splines 18 and 18 that can mesh with the splines 13 of the sleeve 12 are formed on the outer periphery of the synchronization rings 17 and 17. Chamfers 19 are respectively formed at the ends of the splines 18 and 18 on the sleeve 12 side of the synchronization rings 17 and 17 (one of which is shown in detail in FIGS. 2 and 3).
[0011]
The chamfer 19 formed on the spline 18 of the synchronization ring 17 is formed radially outward from the base of the spline 18 with a boundary edge 19g formed on the chamfer 19 itself as a boundary along a substantially same height position. It consists of a first chamfer 19a and a second chamfer 19b formed radially inward from it. Each of the first and second chamfers 19a and 19b includes a pair of chamfer surfaces 19c, 19c, 19d, and 19d arranged in contrast to the center plane of the spline mountain. The first chamfer 19a is inclined in a direction protruding toward the hub 11 as the tip ridge line 19e goes radially inward, and the axial inclination angle θ19 of the tip ridge line 19e is the tip ridge line 14b of the chamfer 14 of the sleeve 12. It is formed so as to be larger than the inclination angle θ14 in the axial direction (see FIG. 2A). The second chamfer 19b is formed such that the tip edge line 19f is perpendicular to the axial direction (that is, the inclination angle in the axial direction is 0) . Incidentally, the front edge 19f of the second chamfer 19b can be inclined in the axial direction in the tilt angle θ19 smaller range in the axial direction of the front edge 19 e of the first chamfer 19 a rather good, that is, the second chamfer 19b The angle of inclination of the chamfer 19 in the axial direction may be smaller than the angle of inclination θ19 in the axial direction of the tip edge line 19e of the first chamfer 19a and larger than 0 . On the boundary ridge line 19g between the first and second chamfers 19a and 19b, a tip vertex 19h is formed at the intersection point with each tip ridge line 19e and 19f. The tip ridge lines 19e and 19f are refracted in a square shape at the tip vertices 19h. The tip vertices 19h are on the sleeve 12 side, that is, the hub (first rotating member) 11 with respect to a straight line connecting both ends of the tip ridge lines 19e and 19f. It protrudes to the side (see FIG. 2 (a) and FIG. 3 (a)). Thus, when there is a rotational difference between the main shaft 10 and the hub 11 and the gear 20 and the synchronization cone 21, the chamfer 19 contacts the chamfer surface 14a of the chamfer 14 of the sleeve 12 at the tip apex 19h. The displacement to the synchronous cone 21 side is regulated.
[0012]
Next, the operation of the synchronization mechanism of the manual transmission configured as described above will be described. When there is a rotational difference between the main shaft 10 and the hub 11 and the gear 20 and the synchronization cone 21 at the initial stage of the speed change, the sleeve 12 is manually operated via the shift mechanism and is displaced to the one synchronization cone 21 side. When starting, first, the synchronization ring 17 is pressed against the synchronization cone 21 by the key 15. In this case, the dynamic friction force received from the cone surface 21a of the synchronizing cone 21, the synchronizing ring 17 is stopped by being pressed against the one end position of the predetermined angular range that is rotated Shi pairs hub 11 and the sleeve 12 described above, As a tip apex 19h of the chamfer 19 of the spline 18 is kept in a position facing the chamfer surface 14a of the chamfer 14 of the spline 13 of the sleeve 12.
[0013]
From the above state, when the key 15 moves inwardly against the spring 16 and the sleeve 12 is further displaced toward the synchronization cone 21 side, the chamfer surface 14a of the chamfer 14 of the sleeve 12 becomes the tip apex 19h of the chamfer 19 of the synchronization ring 17. , A force that rotates the synchronization ring 17 in a direction to push it back from one end position within the predetermined angle range described above is generated, but is not pushed back as long as the above-described dynamic friction force is applied. since pressed against the one end position of the angular range remains is stopped, further displacement of the sleeve 12 is Ru is regulated (the state shown in FIG. 2). However, the dynamic friction force between the rotation of the main shaft 10 and the hub 11 and the gear 20 and the synchronizing cone 21 is synchronized by the dynamic frictional force, a synchronization cone 21 and the synchronizer ring 17 between the synchronizing cone 21 and the synchronizing ring 17 is Since the sleeve 12 disappears, the sleeve 12 starts to be displaced toward the synchronization cone 21 by rotating the synchronization ring 17 back from one end position within the predetermined angle range by the chamfer surface 14 a of the chamfer 14 . At this time , first, the tip apex 19h of the chamfer 19 of the synchronization ring 17 slides on the chamfer surface 14a of the chamfer 14 of the sleeve 12.
[0014]
From the above state, the sleeve 12 is further displaced toward the synchronization cone 21, the synchronization ring 17 is rotated with respect to the synchronization cone 21, and the tip apex 19 h is between the spline 13 of the sleeve 12 and the chamfer 14 formed at the end thereof. When the position of the base ridge line 14c is exceeded, the base ridge line 14c starts to slide along the boundary ridge line 19g between the first and second chamfers 19a and 19b of the synchronization ring 17 at one position defined thereon. (The state shown in FIG. 3). When the synchronization ring 17 is rotated to a position allowing the sleeve 12 to engage with the synchronization cone 21, the spline 13 of the sleeve 12 first meshes with the spline 18 of the synchronization ring 17 , and then the spline 22 of the synchronization cone 21 . To mesh with this. As a result, the rotational driving force input from the input shaft is transmitted to the main shaft 10 via the gear 20, the sleeve 12 and the hub 11. 2 and 3, the positions where the synchronization ring 17 contacts the sleeve 12 are indicated by black circles.
[0015]
As described above, in the above embodiment, if synchronization is the rotation of the hub 11 and the synchronizing cone 21, in association with the displacement of the synchronizing cone 21 of the sleeve 12, first, in the first half of the chamfer 19 of the synchronizing ring 17 The tip apex 19h slides on the chamfer surface 14a of the chamfer 14 of the sleeve 12, and in the latter half, the base ridge line 14c of the chamfer 14 of the sleeve 12 is the boundary ridge line between the first and second chamfers 19a and 19b of the synchronization ring 17. By sliding along 19g, the synchronization ring 17 is rotated to a position where the engagement of the sleeve 12 with the synchronization cone 21 is allowed. Since the synchronization rings 17 and 17 are made of a material having a lower hardness than the sleeve 12, in the first half of the operation described above, the tip apex 19 h of the chamfer 19 of the synchronization ring 17 is the chamfer of the chamfer 14 of the sleeve 12. When sliding on the surface 14 a, the tip apex 19 h of the synchronization ring 17 does not bite into the chamfer surface 14 a of the sleeve 12 and cut it. The chamfer 19 of the spline 18 of the synchronization ring 17 is composed of a first chamfer 19a on the radially outer side and a second chamfer 19b on the radially inner side, and the axial inclination angle of the tip ridge line 19f of the second chamfer 19b is the first. Since the tip apex 19h formed at the intermediate part of the tip ridges 19e and 19f is protruded toward the hub 11 by making it smaller than the inclination angle in the axial direction of the tip ridge 19e of the chamfer 19a and larger than 0, the tip ridge 19e and the tip ridge The angle between 19f is a considerably large obtuse angle, and the crossing angle between the chamfer surfaces 19c and 19d of the first and second chamfers 19a and 19b at the boundary ridge line 19g is an even larger obtuse angle. In the latter half of the operation described above, the base ridge line 14c of the chamfer 14 of the sleeve 12 contacts the boundary ridge line 19g of the chamfer 19 of the spline 18 of the synchronization ring 17 at the position indicated by the black circle, and the first and second chamfer surfaces 19c, The biting range extends to both the first and second chamfer surfaces 19c and 19d along the base ridge line 14c intersecting with the boundary ridge line 19g of the chamfer 19 at a large angle from the boundary ridge line 19g of the chamfer 19. The sleeve 12 is displaced toward the synchronous cone 21 while the chamfer surfaces 19c and 19d of the first and second chamfers 19a and 19b are cut by the base ridgeline 14c. Assuming that the inclination angle of the chamfer of the sleeve and the chamfer of the synchronization ring and the load applied between them in the present invention and the prior art are the same, the chamfer surface 14a of the sleeve 12 and the synchronization ring 17 of the present invention are the same. The contact area between the first and second chamfer surfaces 19c and 19d and the contact area between the chamfer surface of the sleeve 3 of the prior art and the chamfer surface of the synchronization ring 1 are approximately the same, and the first and second chamfer surfaces The biting range length generated along the base ridgeline 14c at 19c, 19d is comparable to the biting range length generated along the base ridgeline 4d on the prior art chamfer surface 2b described with reference to FIGS. In this embodiment, the maximum value of the depth of the concavity portion occurs near the boundary ridge line 19g, that is, near the center of the biting range. Since the operator occurs near one end of the range embedding ie near the inner ridge 4b of the chamfer 4, the maximum value of the depth of eating inclusive of this embodiment is about half of the embodiments issued before. Therefore, in this embodiment, the amount scraped off from the first and second chamfer surfaces 19a and 19b of the synchronization ring 17 by the base ridge line 14c that is in the biting range in the latter half of the operation described above is within the biting range in the above-described prior art. The base ridgeline 4d becomes about half of the amount scraped from the chamfer surface 2b of the synchronization ring 1. According to the this embodiment, when the sleeve 12 is displaced in synchronization cone 21 side, the prior art Rukoto decreases cutting a chamfer 19 of chamfer 14 is synchronizing ring 17 of the sleeve 12 as compared, Thus it is possible to displace the sleeve 12 with a small operating force since resistance force generated against the displacement of the sleeve 12 when the sliding is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an entire synchronization mechanism of a manual transmission according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are enlarged views showing one state of a spline chamfer and a sleeve spline chamfer of the synchronization ring of FIG. 1;
FIGS. 3A and 3B are enlarged views showing a state in which the spline chamfer and the sleeve spline chamfer of the synchronization ring are shifted from the state shown in FIG. 2;
FIGS. 4A and 4B are enlarged views showing one state of a spline chamfer of a synchronization ring and a spline chamfer of a sleeve in a synchronization mechanism of a conventional manual transmission.
FIGS. 5A and 5B are enlarged views showing a state in which the conventional synchronization ring spline chamfer and sleeve spline chamfer are shifted from the state shown in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main shaft, 11 ... 1st rotation member (hub), 12 ... Sleeve, 13 ... Spline, 14 ... Chamfer, 14a ... Chamfer surface, 14c ... Base ridgeline, 17 ... Synchronous ring, 18 ... Spline, 19 ... Chamfer, 19a ... 1st chamfer, 19b ... 2nd chamfer, 19e, 19f ... tip edge line, 19g ... boundary edge line, 19h ... tip vertex, 20 ... gear, 21 ... second rotating member (synchronous cone), 22 ... spline.

Claims

互いに同軸的かつ相対回転可能に並設された第１及び第２回転部材と、
内周に形成したスプラインにより前記第１回転部材の外周上に相対回転不能かつ軸方向に変位可能に結合するとともに同軸方向の変位時に前記スプラインにて前記第２回転部材に形成されたスプラインに噛合い同第２回転部材に結合する環状のスリーブと、
前記スリーブと比較して硬度が低い材料により形成され、前記第１及び第２回転部材の間に配設されて外周にスプラインを形成してなるとともに前記第１回転部材に対して所定角度だけ相対回転可能に組み付けられた環状の同期リングを備え、この同期リングは前記第１及び第２回転部材の間に回転差があるときは前記外周に形成したスプラインの前記第１回転部材側の端部に形成したチャンファにて前記スリーブのスプラインの前記第２回転部材側の端部に形成されたチャンファに当接して前記スリーブの前記第２回転部材側への変位を規制し、前記第１及び第２回転部材の回転が同期すれば前記第１回転部材に対し相対的に回動されて前記スリーブの前記第２回転部材側への変位を許容することにより前記両チャンファの間の当接を解除して前記外周に形成したスプラインにて前記スリーブのスプラインに噛合い同スリーブの前記第２回転部材への噛合いを許容する手動変速機の同期機構において、
前記同期リングの外周に形成したスプラインのチャンファは、同スプラインの根本から略同一高さの位置に沿って同チャンファに形成した境界稜線を境界としてそれより半径方向外側に形成された第１チャンファと、それより半径方向内側に形成されてその先端稜線の軸方向の傾斜角が前記第１チャンファの先端稜線の軸方向の傾斜角より小さくかつ０より大きい第２チャンファとからなるものとして、前記第１及び第２チャンファの先端稜線の中間部には前記境界稜線との交点位置に同先端稜線の両端を結ぶ直線に対し前記第１回転部材側に突出した先端頂点を形成し、
これにより前記同期リングは、前記第１及び第２回転部材の間に回転差があるときは前記先端頂点にて前記スリーブのチャンファのチャンファ面に当接して同スリーブの前記第２回転部材側への変位を規制し、
前記第１及び第２回転部材の回転が同期すればまず前記同期リングのスプラインのチャンファの先端頂点が前記スリーブのチャンファのチャンファ面上を摺動し、次に前記スリーブのスプラインとチャンファの間に形成される基部稜線がその上に定められたある１箇所において前記同期リングの前記第１及び第２チャンファの間の境界稜線に沿って摺動して前記同期リングが前記第１回転部材に対し相対的に回動される
ことを特徴とする手動変速機の同期機構。First and second rotating members arranged coaxially and relatively rotatably, and
The spline formed on the inner periphery is coupled to the outer periphery of the first rotating member so as not to be relatively rotatable and axially displaceable, and meshes with the spline formed on the second rotating member by the spline when displaced in the coaxial direction. An annular sleeve coupled to the second rotating member;
It is formed of a material having a lower hardness than the sleeve, and is disposed between the first and second rotating members to form a spline on the outer periphery, and is relative to the first rotating member by a predetermined angle. comprising a synchronizing ring rotatably assembled annular, end of the synchronizing ring is the first rotary member side of the spline formed in the periphery when there is rotational difference between said first and second rotary members contact with the chamfer formed at an end of the second rotary member side of the spline of the sleeve at the formed chamfer to regulate the displacement of the second rotary member side of said sleeve, said first and second the contact between the front Symbol both chamfer by rotation of the second rotation member to permit the displacement of the relative rotation with respect to the first rotary member when synchronizing to said second rotary member side of the sleeve Cancel In synchronization mechanism of manual transmission permit engagement to the second rotary member spline meshing the sleeve of the sleeve with splines formed on the outer periphery Te,
The spline chamfer formed on the outer periphery of the synchronization ring includes a first chamfer formed radially outward from a boundary ridge line formed in the chamfer along a position at substantially the same height from the root of the spline. , as formed it from radially inward inclination angle of the axial direction of the front edge comprising a first chamfer of not greater than than smaller KuKatsu 0 tilt angle of the axial direction of the front edge second chamfer, Forming a tip apex that protrudes toward the first rotating member with respect to a straight line connecting both ends of the tip ridge line at an intersection position with the boundary ridge line at an intermediate portion of the tip ridge line of the first and second chamfers ;
Whereby said synchronizing ring, said first and said second rotary member side of the contact with the sleeve chamfer surface of the chamfer of the sleeve at the tip apex when the second is rotational difference between the rotary member To regulate the displacement to
Sliding the first and chamfer top surface rotation of the chamfer at the tip apex the sleeve chamfer of spline to lever first the synchronizing ring synchronization of the second rotary member, then during the spline and chamfer of the sleeve The base ridge line formed on the first ring is slid along a boundary ridge line between the first and second chamfers of the synchronization ring at a certain position defined on the base ridge line. A synchronizing mechanism for a manual transmission, wherein the synchronizing mechanism is relatively rotated .