JP2016098926A

JP2016098926A - 手動変速機の同期装置

Info

Publication number: JP2016098926A
Application number: JP2014237424A
Authority: JP
Inventors: 裕俊田中; Hirotoshi Tanaka; 市川　雅也; Masaya Ichikawa; 雅也市川; 英也大澤; Hideya Osawa
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-30
Also published as: EP3026285A2; EP3026285A3; US20160146269A1

Abstract

【課題】手動変速機の同期装置にて、ハブスリーブの軸線方向長さを短くすることが可能な同期装置を提供すること。【解決手段】手動変速機の同期装置は、クラッチハブ２１、ハブスリーブ２２、ギヤピース、シンクロナイザリングを備えるとともに、シフティングキー機構３０を備えている。シフティングキー機構３０のシンクロナイザキー３３は、クラッチハブ２１に対して円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられているキー３１と、このキー３１に設けられている径方向の取付孔３１ｂに径方向に移動可能な状態で組付けられていてコイルスプリング３４によって径外方に付勢される移動体３２によって構成されている。移動体３２における取付孔３１ｂから径外方に突出しハブスリーブ２２の内周面に係合する頂部３２ａの形状が、軸線方向にて直線状に延びる係合部３２ａ１を有する形状に形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、手動変速機の同期装置に関し、特に、当該同期装置におけるシフティングキー機構のシンクロナイザキーとしてボールキー（クラッチハブの円周数ヶ所に組付けられているキーと、このキーに移動可能に組付けられているボール（移動体）によって構成されている）が採用されている手動変速機の同期装置に関する。

手動変速機の同期装置は、一般に、
変速軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインと軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプラインが形成されたハブスリーブと、前記クラッチハブの軸線方向一側に位置して前記変速軸に回転自在に支持された変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されたギヤピースと、前記クラッチハブと前記ギヤピースの間に配置されていて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されており前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより前記ギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて前記変速歯車の回転を前記ハブスリーブの回転に同期させるシンクロナイザリングとを備えているとともに、
前記クラッチハブの円周数ヶ所に円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられていて、スプリングによって径外方に付勢されており、前記ハブスリーブが中立位置にあるとき、前記内歯スプラインの軸方向中間に設けたキー溝に離脱可能な状態で係合するシンクロナイザキーを備えていて、前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けてシフトされるとき、前記シンクロナイザリングを軸方向に押動するシフティングキー機構を備えている。

ところで、上記したシフティングキー機構のシンクロナイザキーが、前記クラッチハブに対して円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられているキーと、このキーに設けられている径方向の取付孔に径方向に移動可能な状態で組付けられている移動体（ボール）によって構成され、前記スプリングが、一端にて前記クラッチハブの外周に係合し他端にて前記移動体の内周側に前記取付孔を通して係合するコイルスプリングによって構成されているものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。

特開２０００−１５４８３４号公報

上記特許文献１に記載されている手動変速機の同期装置では、キーに設けられている径方向の取付孔に径方向に移動可能な状態で組付けられている移動体として、球形状のボールが採用されている。このため、ハブスリーブが軸線方向長さを短く設定されて、同ハブスリーブが中立位置から一方のシフト位置に向けて軸線方向にシフトされたとき（シフト完了時）に、ハブスリーブとボール間に、ボールの径外方への移動を規制するための掛り代（係合部）が無い場合には、ボールがコイルスプリングの付勢力により取付孔から径外方に異常に突出するおそれがある。この場合には、ボールとこれを収容保持するキーが、他方の軸線方向に移動して、他方に配置されているシンクロナイザリングを軸線方向に押動することとなる。かかる不具合を未然に防止するために、上記した掛り代がハブスリーブとボール間に確保されるように、ハブスリーブの軸線方向長さが必要十分に確保されていて、ハブスリーブの軸線方向長さを短くすることは難しい。

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたもの（すなわち、シフト完了時において、ハブスリーブと移動体間に、移動体の径外方への移動を規制するための掛り代を必要十分に確保することが可能であって、ハブスリーブの軸線方向長さを短くすること可能な同期装置を提供すること）であり、
上記したクラッチハブ、ハブスリーブ、ギヤピース、シンクロナイザリングを備えるとともに、上記したシフティングキー機構を備えている手動変速機の同期装置において、
前記シフティングキー機構のシンクロナイザキーが、前記クラッチハブに対して円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられているキーと、このキーに設けられている径方向の取付孔に径方向に移動可能な状態で組付けられている移動体によって構成され、前記スプリングが、一端にて前記クラッチハブの外周に係合し他端にて前記移動体の内周側に前記取付孔を通して係合するコイルスプリングによって構成されていて、前記移動体における前記取付孔から径外方に突出し前記ハブスリーブの内周面に係合する頂部の形状が、軸線方向にて直線状に延びる係合部を有する形状（すなわち、軸線方向に長い長円形状）に形成されていることに特徴がある。上記した軸線方向にて直線状に延びる係合部は、帯状または線状であってもよい。

本発明による手動変速機の同期装置においては、ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、シフティングキー機構がシンクロナイザリングを軸方向に押動する。このため、シンクロナイザリングとギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて、変速歯車の回転とハブスリーブの回転が同期される。このときには、変速歯車とハブスリーブの回転差が消滅して、これらが一体的に回転する。このため、ハブスリーブは、シンクロナイザリングをギヤピースに対して回転させながら軸方向に移動して、シフト位置に至る。

ところで、本発明による手動変速機の同期装置においては、シンクロナイザキーの構成部材である移動体として、球状のボールに代えて、移動体におけるキーの取付孔から径外方に突出しハブスリーブの内周面に係合する頂部の形状が軸線方向にて直線状に延びる係合部を有する形状（例えば、軸線方向に長い長円形状）に形成されている移動体（非球形状ボール）が採用されている。このため、本発明では、移動体として球状のボールを採用する場合に比して、シフト完了時にハブスリーブと移動体間に確保される掛り代（移動体の径外方への移動を規制するための掛り代）を軸線方向にて必要十分に長くすることが可能であって、掛り代を軸線方向にて長くした分に相当する量のハブスリーブの軸線方向長さを短くすることが可能である。

本発明による手動変速機の同期装置の一実施形態において、シフティングキー機構が配置されている部位での、ハブスリーブが中立位置にあるときの概略的な断面図である。図１に示したクラッチハブ、ハブスリーブ、シフティングキー機構の関係を示した概略的な斜視図である。図２に示したシフティングキー機構におけるキー単体の斜視図である。図２に示したシフティングキー機構における移動体（非球形状ボール）単体の斜視図である。図１に示したハブスリーブが図示左方のシフト位置にシフトされた状態での、ハブスリーブと移動体の関係を示す作動説明図である。図５に示した本発明の移動体に代えて、球状の移動体が採用されている実施形態での、図５相当の作動説明図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明による手動変速機の同期装置の一実施形態を示したものであり、図１に示した手動変速機ＭＴでは、軸受を介してケーシング（共に図示省略）に回転自在に支持されている変速軸１１に、各変速歯車（ギヤ）１２Ｒ，１２Ｌが各軸受１３Ｒ，１３Ｌを介して組付けられている。各変速歯車１２Ｒ，１２Ｌは、変速軸１１に対して軸線方向移動が拘束された状態で回転自在に支持されている。また、各変速歯車１２Ｒ，１２Ｌ間には、同期装置２０が設けられている。

同期装置２０は、クラッチハブ２１と、ハブスリーブ２２と、左右一対のギヤピース２３Ｒ，２３Ｌと、左右一対のシンクロナイザリング２４Ｒ，２４Ｌとを備えているとともに、シフティングキー機構３０を備えている。クラッチハブ２１は、変速歯車１２Ｒ，１２Ｌ間に設けられていて、両変速歯車１２Ｒ，１２Ｌによって、軸線方向への移動が拘束されている。また、クラッチハブ２１は、変速軸１１と一体的に回転されるように、変速軸１１に対してスプライン結合されている。ハブスリーブ２２は、クラッチハブ２１の外周に組付けられていて、その内周には、クラッチハブ２１の外周に形成された外歯スプライン２１ａ（図２参照）と軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプライン２２ａが形成されている。また、ハブスリーブ２２の外周には、シフトフォークの一部（図示省略）が摺動自在に係合される円周溝２２ｂが形成されている。

各ギヤピース２３Ｒ，２３Ｌは、各変速歯車１２Ｒ，１２Ｌのクラッチハブ側に一体的に設けられていて、その外周には、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａと噛合可能な外歯スプライン２３Ｒａ，２３Ｌａが形成されている。また、各ギヤピース２３Ｒ，２３Ｌのクラッチハブ側端部外周には、コーン面（円錐状軸部）２３Ｒｂ，２３Ｌｂが形成されている。各シンクロナイザリング２４Ｒ，２４Ｌは、クラッチハブ２１とギヤピースの２３間に配置されていて、その外周には、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａと噛合可能な外歯スプライン２４Ｒａ，２４Ｌａが形成されている。また、各シンクロナイザリング２４Ｒ，２４Ｌの内周には、コーン面（円錐状孔部）２４Ｒｂ，２４Ｌｂが形成されていて、コーン面（円錐状孔部）２４Ｒｂ，２４Ｌｂと各ギヤピース２３Ｒ，２３Ｌのコーン面（円錐状軸部）２３Ｒｂ，２３Ｌｂとによってテーパーコーン部が構成されている。

このため、この同期装置２０においては、ハブスリーブ２２が図１に示した位置（中立位置）から図示左方のシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、変速歯車１２Ｌとハブスリーブ２２間（詳細には、ギヤピース２３Ｌとシンクロナイザリング２４Ｌ間に形成されているテーパーコーン部）にて摩擦係合力が得られて、変速歯車１２Ｌの回転をハブスリーブ２２の回転に同期させることが可能である。また、ハブスリーブ２２が図１に示した位置（中立位置）から図示右方のシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、変速歯車１２Ｒとハブスリーブ２２間（詳細には、ギヤピース２３Ｒとシンクロナイザリング２４Ｒ間に形成されているテーパーコーン部）にて摩擦係合力が得られて、変速歯車１２Ｒの回転をハブスリーブ２２の回転に同期させることが可能である。

シフティングキー機構３０は、クラッチハブ２１の外周部における円周方向の３箇所にて、周方向にて等間隔に設けられている。各シフティングキー機構３０は、図２に示したように、キー３１と移動体３２によって構成されているシンクロナイザキー３３と、コイルスプリング３４によって構成されている。キー３１は、図２および図３に示したように、一対のアーム部３１ａにてクラッチハブ２１に対して円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられていて、ハブスリーブ２２が中立位置にあるとき、内歯スプライン２２ａの軸方向中間に設けたキー溝２２ａ１に離脱可能な状態で係合している。また、キー３１の中央部には、径方向の取付孔３１ｂが設けられていて、この取付孔３１ｂには移動体３２が径方向に移動可能な状態で組付けられている。コイルスプリング３４は、一端（内端）にてクラッチハブ２１の外周に係合し、他端（外端）にて移動体３２の内周側に取付孔３１ｂを通して係合していて、移動体３２を径外方に付勢している。

ところで、この実施形態においては、図４に示したように、移動体３２が非球形状に形成されていて、移動体３２における取付孔３１ｂから径外方に突出しハブスリーブ２２の内周面に係合する頂部３２ａの形状が、軸線方向にて直線状に延びる係合部３２ａ１を有する形状（すなわち、周方向で見て軸線方向に長い長円形状）に形成されている。係合部３２ａ１は、所定の幅Ｗ、所定の軸線方向長さＳで帯状に形成されている。なお、移動体３２の内周にはコイルスプリング３４の他端（外端）と係合する突起３２ｂが設けられている。

上記のように構成したこの実施形態においては、ハブスリーブ２２が中立位置から各シフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、シフティングキー機構３０が各シンクロナイザリング２４Ｒ，２４Ｌを軸方向に押動する。このため、各シンクロナイザリング２４Ｒ，２４Ｌと各ギヤピース２３Ｒ，２３Ｌとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて、各変速歯車１２Ｒ，１２Ｌの回転とハブスリーブ２２の回転が同期される。このときには、各変速歯車１２Ｒ，１２Ｌとハブスリーブ２２の回転差が消滅して、これらが一体的に回転する。このため、ハブスリーブ２２は、各シンクロナイザリング２４Ｒ，２４Ｌを各ギヤピース２３Ｒ，２３Ｌに対して回転させながら軸方向に移動して、シフト位置に至る。

ところで、この実施形態においては、シンクロナイザキー３３の構成部材である移動体３２として、球状のボールに代えて、移動体３２におけるキー３１の取付孔３１ｂから径外方に突出しハブスリーブ２２の内周面に係合する頂部３２ａの形状が軸線方向にて直線状に延びる係合部３２ａ１を有する形状（図４に示した形状）に形成されている移動体（非球形状のボール）３２が採用されている。このため、この実施形態では、移動体３２として球状のボールを採用する場合（図６参照）に比して、シフト完了時にハブスリーブ２２と移動体３２間に確保される掛り代（図５に示した移動体３２の径外方への移動を規制するための掛り代Ａ）を軸線方向にて必要十分に長くすることが可能であって、掛り代を軸線方向にて長くした分に相当する量のハブスリーブの軸線方向長さ（図５のＡ参照）を短くすることが可能である。なお、上記した掛り代Ａは、移動体３２に形成されている係合部３２ａ１のジョイントクラッチ方向長さＳの半分に相当するものである。

なお、上記した実施形態においては、係合部３２ａ１が、所定の幅Ｗ、所定の軸線方向長さＳで帯状となるように移動体３２を形成して本発明を実施したが、係合部３２ａ１の幅Ｗを小さくして、係合部３２ａ１が線状となるように移動体３２を形成して本発明を実施することも可能である。

また、上記した実施形態では、各シンクロナイザリングとしてシングルコーンシンクロを採用して実施したが、各シンクロナイザリングとしてマルチコーンシンクロ（例えば、トリプルコーンシンクロまたはダブルコーンシンクロ）を採用して実施することも可能であり、種々な変更が可能である。

また、上記した実施形態では、各ギヤピースが各変速歯車のクラッチハブ側に一体的に形成されている実施形態に本発明を実施したが、本発明は、各ギヤピースが各変速歯車とは別部材で構成されていて、これらが一体回転可能に連結されている（この場合にも、各ギヤピースが各変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられている）実施形態にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

１１…変速軸、１２Ｒ，１２Ｌ…変速歯車、１３Ｒ，１３Ｌ…軸受、２０…同期装置、２１…クラッチハブ、２１ａ…外歯スプライン、２２…ハブスリーブ、２２ａ…内歯スプライン、２２ａ１…キー溝、２３Ｒ，２３Ｌ…ギヤピース、２４Ｒ，２４Ｌ…シンクロナイザリング、３０…シフティングキー機構、３１…キー、３１ａ…アーム部、３１ｂ…取付孔、３２…移動体、３２ａ…頂部、３２ａ１…軸線方向にて直線状に延びる係合部、３３…シンクロナイザキー、３４…コイルスプリング

Claims

変速軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインと軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプラインが形成されたハブスリーブと、前記クラッチハブの軸線方向一側に位置して前記変速軸に回転自在に支持された変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されたギヤピースと、前記クラッチハブと前記ギヤピースの間に配置されていて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されており前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより前記ギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて前記変速歯車の回転を前記ハブスリーブの回転に同期させるシンクロナイザリングとを備えているとともに、
前記クラッチハブの円周数ヶ所に円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられていて、スプリングによって径外方に付勢されており、前記ハブスリーブが中立位置にあるとき、前記内歯スプラインの軸方向中間に設けたキー溝に離脱可能な状態で係合するシンクロナイザキーを備えていて、前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けてシフトされるとき、前記シンクロナイザリングを軸方向に押動するシフティングキー機構を備えている手動変速機の同期装置において、
前記シフティングキー機構のシンクロナイザキーが、前記クラッチハブに対して円周方向に位置決めされるとともに軸線方向および径方向に変位可能な状態で組付けられているキーと、このキーに設けられている径方向の取付孔に径方向に移動可能な状態で組付けられている移動体によって構成され、前記スプリングが、一端にて前記クラッチハブの外周に係合し他端にて前記移動体の内周側に前記取付孔を通して係合するコイルスプリングによって構成されていて、前記移動体における前記取付孔から径外方に突出し前記ハブスリーブの内周面に係合する頂部の形状が、軸線方向にて直線状に延びる係合部を有する形状に形成されている手動変速機の同期装置。
請求項１に記載の手動変速機の同期装置において、
前記移動体における頂部に形成されて軸線方向にて直線状に延びる係合部は、帯状または線状である手動変速機の同期装置。