JP5302211B2 - 同期装置の同期リング - Google Patents

Description

本発明は、複数の凹部と凹部に配置された摩擦要素とを有する環状体を備えた、自動車変速機の同期装置の同期リング（シンクロナイジング・リング）に関する。

（発明の背景）
車両変速機の同期リングは、概して、その内面領域またはその外面領域に摩擦面を有する円錐形に設計された摩擦リング（フリクションリング）によって形成される。摩擦リングが両方の表面領域に摩擦面を有する場合、それはまた、中間リングと称される。中間リングの摩擦面は、外側ケーシングでの同期動作の間、外側同期リングに形成される摩擦面に、摩擦によって接続される。同時に、中間リングの内面領域に形成される摩擦面は、内側同期リングの摩擦面と摩擦接触する。外側同期リングは、確実に同期本体に接続され、例えば、より小さい直径のその側面上に形成され且つ半径方向内側に向けられたドライバー突出部（ノーズ）によって、内側同期リングのクリアランス内に係合する。内側同期リングは、従って同様に、外側同期リングによって確実に同期本体に接続されている。

このタイプの同期装置は、多数の個別のパーツから構成されており、そのため製造するのが困難である。大量生産には、同期リングを非切断方法で成形によって板金（シートメタル）から製造することが適しているとわかった。しかしながら、成形によって作り出されるリングは、大部分が要求される精度を満たさない摩擦面を有する。従って、一般に、切断、再加工又はホーニングが必要である。摩擦ライニングが摩擦面に接着される場合、環状体のいかなる誤差も摩擦面へ移され、摩擦面は同様に再加工されなければならない。例えば接着結合による摩擦ライニングの貼り付けは、従って、困難であり、コストが大きい。

この問題を回避するために、摩擦ライニングを複数の要素に分割すること、及び、このような要素が大きい数又は小さい数のいずれの場合も、摩擦ライニングを望ましい寸法および形状に組み立てることが、ＡＴ１０７７５５に提案されている。摩擦リングは複数の穴部を有するベース本体から構成され、穴部の壁は円錐形状を有している。複数の摩擦体が、穴部に押し込まれている。円弧の形のシートがネジによってベース本体に固定され、摩擦要素がシートの内側に確実に保持される。この摩擦リングでは、摩擦体が比較的複雑で且つ取り付けが困難なアクセサリによって確実に保持されるか、或いは、非確実に個別に固定されなければならない。どちらの手段も、製造に関して相当な費用を必要とする。

更なる一般的な同期リングが、ＤＥ３７０５６５７Ａ１から公知である。支持リングとしてのベース本体を有し且つ摩擦ライニングが設けられた同期リングが示されており、摩擦ライニングは、摩擦面の円周上に分配される多数の摩擦体から作られている。摩擦要素は、支持リングの開いた凹部に確実に圧入される。この方法は特に焼結リングに適しているが、全ての種類の摩擦ライニングに適してはいない。支持リングおよび摩擦要素が再加工されない場合、同期装置がシフト操作中であるときに、いくつかの摩擦要素が他より非常に高い負荷を受け、このことがこの同期リングの故障の原因となる可能性がある。

（本発明の目的）
従って、本発明が基づいている目的は、従来技術において概説した不都合を防ぐことである。

本発明によれば、この目的は、環状体が複数の凹部内に複数の摩擦要素を案内するケージを形成し、摩擦要素が凹部内に移動可能に又は回転可能に保持されるという、請求項１の特徴部分によって達成される。ギアを変えるとき、同期リングは軸方向に移動され、同期本体と直接又は間接的にギア選択ホイールに接続された対向コーン（カウンターコーン）の両方に当接する。複数の摩擦要素が小さい遊び量によって環状体に対するそれらの位置を変えることができるので、環状体と対向コーンの両方の製造誤差を補償することが可能である。従って、有利に、環状体の再加工が省かれるだけでなく、摩擦接触する対向面（カウンター面）の再加工もまた省かれる。本発明は、従って同時に、例えば、外側及び内側同期リングのより有利な製造を行うことを可能にする。

摩擦要素の軸方向移動可能性および回転可能性によって達成されることは、リングが２、３点によってだけではなく、すべての摩擦要素によってその対向面に支持されることである。摩擦クラッチのより高い耐荷重能力又は性能がまた結果的に達成される。

同期リングの凹部は、ポケットまたは開口として摩擦要素の形状に適合される。本発明の改良例において、ポケットは、摩擦要素より大きく設計され、少なくとも１つの側面に、摩擦要素を案内する保持ノーズを有する。

本発明の有利な実施形態において、環状体は、非切断方法で成形加工によって板金から製造される。この場合、例えば深絞りによって、同期リングがその最終形状にされる前に、凹部を環状体に形成することが有利である。特に簡単な方法では、薄肉の板金材料が使用され、薄肉の板金材料から、凹部が打ち抜かれる。代わりに、環状体をプラスチックから製造することができる。

摩擦要素は、環状体とは別個に製造され、同時に又は連続して、機械的に環状体に接続される。厳密な寸法の安定が大量生産では重要でなく、本発明による装置によって製造誤差が補償されるので、それらは、非常にコスト的に効率よく製造されることができる。

本発明の改良例において、摩擦要素は凸面を有する。それらは、例えば、外側及び内側に球状に湾曲し、半径方向の湾曲が、同期リングのそれから、実質的に離れなくてもよい。凸形状は、傾斜の間、摩擦体の本体縁での支持を防止する。したがって、局部的な負荷が広域支持接触によって減少する。

更なる実施形態において、凹部はノーズを有し、それによって、摩擦要素が環状体に接続されている。ノーズはまた、一般に単数または複数の保持位置として設計され得る。打ち抜き（パンチング）による製造では、複雑な形状でも簡単に実現することができる。この代わりに、摩擦要素が突起を有し、それによって、摩擦体が動作可能なように環状体に接続される。

本発明は更に、同じ環状体が意図された様々な用途に使用されることができることを可能にする。それぞれの用途に対して、適切な摩擦要素を、従っていずれの場合も、モジュラー原理で組み合わせることができる。以前のコーティングした中間リングとは違って、本発明によれば、異なる摩擦材料でも、同じ同期装置内で簡単に使用することができる。この目的のために、異なる材料からなる摩擦要素が、いずれの場合も交互に凹部に配置される。

真鍮材料又は炭素（カーボン）からなる焼結材料が、摩擦要素の適切な材料であるとわかった。摩擦要素を、完全に摩擦材料から構成してもよい。しかしながら、それらはまた、他の材料で被覆された材料から構成してもよい。

本発明の改良例において、摩擦要素は、取り付けられた状態では円周方向に互いから離れて間隔を置いて配置される。結果として、いずれの場合も、同期リングの軸方向端部から軸方向に続く複数の溝が形成される。溝は、同期化プロセスの間、排出されなければならない油を受け入れるのに役に立つ。同期化の間、油の放出を補助するために、本発明の他の改良例では、摩擦要素には構造面が設けられる。構造面は、同様に、トライボロジー的性質を改良するのに役に立つ。これらは、例えば、横方向に導かれる小さい油チャネルであることができる。

請求項９によれば、摩擦要素は、矩形でない菱形の形状を有する。従って、溝は軸方向に対して斜めに走り、それにより、同期リングが回転するときに油の放出を加速する。請求項１０によれば、溝が１つの軸方向端部に向かって広がるという点で、このことはまた補助され得る。摩擦要素がせん断された不等辺四辺形の形で不規則な四角形の形状を有するという点で、このことは達成される。

本発明はまた、請求項１に記載の少なくとも１つの同期リングとの、及び、摩擦対向面を有する対向コーンとの同期化に関する。対向コーンは、例えば、直接ギア選択ホイールに、或いは又、直接同期本体に配置されてもよい。環状体内での移動の自由の結果、これらの対向面における製造誤差もまた吸収されることができ、それにより、これらは再加工される必要がない。同様に同期装置の他の要素についてのコスト削減が、それによって達成される。

本発明は、従って、簡単な方法で同期化のための摩擦リングを提供することを可能にし、前記摩擦リングは同時に多数の位置で荷重を支え、従ってより低い摩耗及び良好な調整動作を有している。

本発明を、いくつかの図面を参照して以下で説明する。

同期装置の横断面図を示す。 外側同期リング、中間リング、及び内側同期リングを有する本発明による同期装置の横断面図を示す。 摩擦要素なしで中間リングの環状体の斜視図を示す。 摩擦要素と共に他の中間リングの環状体の斜視図を示す。 個々の摩擦要素を示す。

（図面の詳細な説明）
図１は、一例として、外側同期リング１９を有し、中間同期リング１８を有し、且つ、内側同期リング２１を有する同期装置を示す。同期本体１３は、回転可能に固定される配置をもたらすために、内側の歯によって伝動軸に固定される。ギア選択ホイール１６が、同期本体１３の隣に配置される。ギア選択ホイール１６にクラッチ本体１７が接続され、クラッチ本体１７のクリアランス１７ａ内に中間リング１８のドライバーボス１８ａが係合している。中間リング１８は、対向コーン８としての外側同期リング１９の摩擦対向面９と共に、第１の摩擦対２０を、また、内側同期リング２１の摩擦対向面９’と共に、第２の摩擦対２２を形成する。摩擦対向面９および９’は、再加工されない。ギア選択ホイール１６と同期本体１３の接合は、摺動スリーブ１４によって行われる。

内側同期リング２１の内側リム２１ａは、クリアランスによって中断され、同期本体１３の段部（ステップ）によって部分的に隠される。段部はクリアランス内に係合し、従って内側同期リング２１は確実に同期本体１３に接続される。外側同期リング１９は、そのリムによって確実に同期本体１３に接続される。同期本体１３に対する外側同期リング１９の確実な接合は、そのリムのクリアランス１９ａによって行われる。

図２は、外側同期リング１９、中間リング１８、及び内側同期リング２１から構成されている同期リング組立体２３を示す。外側同期リング１９と内側同期リング２１の間には、複数の摩擦要素４が、中間リング１８の複数の隙間（クリアランス）３内に配置される。

図３及び４は、いずれの場合も、環状体及び実質的に矩形のデザインである複数の凹部３を有する中間同期リング１８として同期リング１を示す。これらの場合、凹部は、等距離で配置され、軸方向に走る。ドライバーボス１８ａを経て導入される力を確実に吸収することができるように、図４の中間同期リング１８では、ドライバーボス１８ａの荷重支持領域１５には凹部３がない。摩擦力は、この結果としてわずかだけ低下する。凹部３の間に、環状体の基本的な材料が、油を排出する溝１２を形成する。凹部における摩擦要素４の遊びは、約１ミリメートルになる。

図５は、球状に湾曲し、摩擦コーティング２５を有する摩擦要素４を示す。摩擦要素４は更に、その半径方向に方向付けられた面２５に、油を運び去る油チャネル２４を備えた構造面７を有する。

１ 同期リング（シンクロナイジング・リング）
２ 環状体
３ 凹部
４ 摩擦要素
５ 第１の摩擦要素
６ 第２の摩擦要素
７ 構造面
８ 対向コーン（カウンターコーン）
９，９’ 摩擦対向面
１０ 軸方向端部
１１ 軸方向端部
１２ 溝
１３ 同期本体
１４ 摺動スリーブ
１５ 荷重支持領域
１６ ギア選択ホイール
１７ クラッチ本体
１７ａ クリアランス
１８ 中間リング
１８ａ ドライバーボス
１９ 外側同期リング
１９ａ クリアランス
２０ 第１の摩擦対
２１ 内側同期リング
２１ａ 内側リム
２２ 第２の摩擦対
２３ 同期リング組立体
２４ 油チャネル
２５ 摩擦コーティング
２６ 半径方向に方向付けられた面

Claims (13)

1. 自動車変速機の同期装置用の同期リング（１）であって、
   開口部として形成された複数の凹部（３）を有する円錐形の環状体（２）と、
   前記凹部（３）内に配置された複数の摩擦要素（４）と
   を備え、
   前記環状体（２）が前記凹部（３）内に前記摩擦要素（４）を案内するケージを形成し、
   前記凹部（３）が前記環状体の軸方向に延び、
   前記摩擦要素（４）が前記凹部（３）内に軸方向に移動可能及び／又は回転可能に配置される、同期リング。
2. 前記環状体（２）が非切断方法で成形によって板金から又はプラスチックから製造される、請求項１に記載の同期リング。
3. 前記凹部（３）が打ち抜きによって製造される、請求項１に記載の同期リング。
4. 前記摩擦要素（４）がコーティングを施される、請求項１に記載の同期リング。
5. 前記摩擦要素（４）が凸面を有する、請求項１に記載の同期リング。
6. 前記摩擦要素（４）が第１の摩擦要素（５）及び第２の摩擦要素（６）として異なる材料から製造される、請求項１に記載の同期リング。
7. 前記摩擦要素（４）が構造面（７）を有する、請求項１に記載の同期リング。
8. 前記同期リング（１）の軸方向端部（１０、１１）の一方から他方へ溝（１２）が形成されるように、前記摩擦要素（４）が互いから離れて間隔を置いて配置される、請求項１に記載の同期リング。
9. 前記溝（１２）が前記軸方向に対して斜めに走るように、前記摩擦要素（４）が非矩形の菱形形状の断面を有する、請求項８に記載の同期リング。
10. 前記溝（１２）が前記軸方向に対して斜めに走り、一方の軸方向端部に向かって広がるように、前記摩擦要素（４）が不規則な四角形の形状（せん断された不等辺四辺形）を有する、請求項８に記載の同期リング。
11. 請求項１に記載の少なくとも１つの同期リング、及び、摩擦対向面（９）を有する対向コーン（８）による同期化であって、前記摩擦対向面（９）が再加工されない、同期化。
12. 前記凹部（３）が少なくとも１つの側面に保持ノーズを有し、前記保持ノーズによって前記摩擦要素（４）が前記環状体（２）に動作可能に接続される、請求項１に記載の同期リング。
13. 前記摩擦要素（４）が突起を有し、前記突起によって前記摩擦要素（４）が前記環状体（２）に動作可能に接続される、請求項１に記載の同期リング。

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