JP2018096463A

JP2018096463A - 変速機の同期噛合装置

Info

Publication number: JP2018096463A
Application number: JP2016241713A
Authority: JP
Inventors: 直弘金子; Naohiro Kaneko
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】シャフトの軸径を効果的に拡張する。【解決手段】シャフト２に一体回転可能に設けられたハブ１１と、ハブ１１の外周に一体回転可能且つ軸方向に移動可能に結合されたスリーブ１２と、シャフト２に相対回転可能に設けられた変速ギヤ２０と、スリーブ１２と噛合可能な円環状のドグギヤ３０と、内周部にテーパ状の第１摩擦面４０Ａを有するシンクロナイザリング４０とを備え、変速ギヤ２０には、ハブ１１側に突出する円筒状のボス部２２が一体形成され、ボス部２２の基端側外周部には、ドグギヤ３０の内周部が一体回転可能に固定され、ボス部２２の突出端側には、第１摩擦面４０Ａと摺接可能なテーパ状の第２摩擦面２４Ａを有するコーン部２４が形成された。【選択図】図２

Description

本発明は、変速機の同期噛合装置に関する。

この種の同期噛合装置として、変速機のシャフトに一体回転可能に設けられたハブと、ハブの外周歯と常時噛合する内周歯を有すると共に、シフト方向に移動可能なスリーブと、シャフトにニードルベアリング等を介して相対回転可能に軸支された変速ギヤと、スリーブの内周歯と噛合可能なドグ歯を有すると共に、変速ギヤに一体回転可能に固定されたドグギヤと、ハブとドグギヤとの間に配されたシンクロナイザリングとを備える構造が一般的に広く実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。

このような同期噛合装置は、スリーブのシフト移動によりシンクロナイザリングを押圧して同期荷重を生じさせ、スリーブとドグギヤとの回転数が同期すると、スリーブがさらにシフト移動してドグギヤと噛合することで、変速ギヤをシャフトと同期結合（ギヤイン）させるように構成されている。

特開２００８−０６４２２８号公報特開２００６−３２９３６９号公報

ところで、上記従来技術のような同期噛合装置において、シンクロナイザリングとの間で同期荷重を生じさせるコーン部は、ドグギヤ側に一体形成されるのが一般的である。このようなドグギヤの強度を向上させるべく、ドグギヤの肉厚を径方向に拡張すると、変速ギヤに挿通されたシャフトが縮径されることになり、シャフトの剛性を十分に確保できなくなる課題がある。一方、シャフトの剛性を確保すべく、シャフトを拡径すると、これに伴いドグギヤの貫通穴内径を拡張する必要があり、ドグギヤの肉厚を十分に確保できなくなる課題がある。

また、ドグギヤを変速ギヤに溶接で固定すると、溶接時の熱変形によってドグギヤの精度が低下する課題もある。

本開示の技術は、シャフトの軸径を効果的に拡張することができる同期噛合装置を提供することを目的とする。

本開示の技術は、シャフトに一体回転可能に設けられたハブと、前記ハブの外周に一体回転可能且つ軸方向に移動可能に結合されたスリーブと、その一側面を前記ハブの側面に対向させると共に、前記シャフトに相対回転可能に設けられた変速ギヤと、前記ハブと前記変速ギヤとの間に配されると共に、前記スリーブと噛合可能な円環状のドグギヤと、前記ハブと前記ドグギヤとの間に配されると共に、その内周部にテーパ状の第１摩擦面を有するシンクロナイザリングと、を備え、前記変速ギヤには、前記一側面から前記ハブ側に突出する円筒状のボス部が一体形成され、前記ボス部の基端側外周部には、前記ドグギヤの内周部が一体回転可能に固定され、前記ボス部の突出端側には、前記第１摩擦面と摺接可能なテーパ状の第２摩擦面を有するコーン部が形成されたことを特徴とする。

また、前記ボス部の基端側外周部に外周スプラインが形成され、前記ドグギヤの内周部に前記外周スプラインに嵌合する内周スプラインが形成されてもよい。

また、前記変速ギヤが前記シャフトに軸受を介して回転可能に軸支され、前記シャフトには、前記軸受に潤滑油を供給する油路が形成され、前記ボス部の内周面と前記シャフトの外周面との間に、前記油路から前記軸受に供給された潤滑油を流通させる油流通路として機能する所定の空隙が確保されてもよい。

また、前記ボス部に前記空隙を流れる潤滑油を前記第１摩擦面と前記第２摩擦面との間に供給する油供給路が形成されてもよい。

本開示の技術によれば、シャフトの軸径を効果的に拡張することができる。

本発明の一実施形態に係る同期噛合装置を示す模式的な縦断面図である。本発明の一実施形態に係る同期噛合装置の要部を示す模式的な縦断面図である。本発明の一実施形態に係る同期噛合装置と、一般的な同期噛合装置とを比較する模式図である。他の実施形態に係る同期噛合装置の要部を示す模式的な縦断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る変速機の同期噛合装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施形態の同期噛合装置１０は、変速機１の図示しない変速機ケース内に回転自在に設けられたシャフト（メインシャフト又は、カウンタシャフト）２に装着されている。より具体的には、同期噛合装置１０は、少なくとも、シンクロハブ１１と、シンクロスリーブ１２と、変速ギヤ２０と、ドグギヤ３０と、シンクロナイザリング４０とを備えている。なお、図中において、符号５１はニードルベアリング、符号５２はシャフト２に形成された軸方向油路、符号５３はシャフト２に形成された径方向油路をそれぞれ示している。

シンクロハブ１１は、略円環状を呈しており、その内周部をシャフト２の外周にスプライン嵌合されて、シャフト２に一体回転可能に設けられている。また、シンクロハブ１１の外周側には複数の外周歯１１Ａが設けられている。

シンクロスリーブ１２は、略リング状に形成されており、その内周部にはシンクロハブ１１の外周歯１１Ａと常時噛合する複数の内周歯１２Ａが設けられている。また、シンクロスリーブ１２の外周部には、図示しないシフトフォークと係合する環状凹溝１２Ｂが形成されている。シンクロスリーブ１２は、シンクロハブ１１に一体回転可能且つ軸方向（シフト方向）に移動可能にスプライン結合されており、図示しないシフト操作装置の作動に応じてシフトフォークと一体にシフト移動されるようになっている。

変速ギヤ２０は、その軸中心にシャフト２を挿通させるシャフト挿通穴２７が貫通形成された略円環状を呈している。変速ギヤ２０は、そのシャフト挿通穴２７内周とシャフト２外周との間に介装されたニードルベアリング５１を介して、シャフト２に相対回転可能に軸支されている。また、変速ギヤ２０の外周部には、図示しない他の変速ギヤと常時噛合する複数の変速ギヤ歯２１が設けられている。さらに、変速ギヤ２０の側部には、シンクロハブ１１側に向って突出する略円筒状のボス部２２が一体形成されている。ボス部２２の先端側には、軸方向に対して傾斜するテーパ状の摩擦面２４Ａを有するコーン部２４が設けされている。

ドグギヤ３０は、略円環状を呈しており、その外周部には、シンクロスリーブ１２の内周歯１２Ａと噛合可能な複数のドグ歯３０Ａが設けられている。また、ドグギヤ３０は、その貫通穴３１の内周側を変速ギヤ２０のボス部２２外周に一体回転可能に固定されている。変速ギヤ２０とドグギヤ３０との固定構造の詳細については後述する。

シンクロナイザリング４０は、シンクロハブ１１とドグギヤ３０との間に設けられており、その内周部には、コーン部２４の摩擦面２４Ａに摺接可能なテーパ状の摩擦面４０Ａが形成されている。シンクロスリーブ１２のシフト移動に伴いシンクロナイザリング４０の摩擦面４０Ａがコーン部２４の摩擦面２４Ａに押し付けられると同期荷重が生じ、シンクロスリーブ１２とドグギヤ３０の回転数が同期すると、シンクロスリーブ１２がさらに移動してドグギヤ３０と完全に噛合することで、変速ギヤ２０をシャフト２と同期結合（ギヤイン）させるようになっている。

次に、図２に基づいて、変速ギヤ２０とドグギヤ３０との固定構造の詳細について説明する。

変速ギヤ２０のシンクロハブ１１と対向する一側部には、シャフト貫通孔２７周縁からシンクロハブ１１側に向って突出る円筒状のボス部２２が一体形成されている。ボス部２２は、基端側の円筒部２３と、先端側のコーン部２４とを備えている。コーン部２４の先端側には、軸方向に対して傾斜するテーパ状の摩擦面２４Ａが形成されている。円筒部２３の外周部には、複数の外周スプライン２３Ａが設けられている。

ドグギヤ３０は、その貫通穴３１の内径Ｄ１を円筒部２３の外径Ｄ２よりも大きく形成されており、貫通穴３１内に円筒部２３が挿入されるようになっている。また、貫通穴３１の内周部には、円筒部２３の外周スプライン２３Ａと噛合される複数の内周スプライン３１Ａが設けられている。すなわち、貫通穴３１内に円筒部２３を挿入して、その内周スプライン３１Ａを外周スプライン２３Ａとスプライン嵌合させることで、ドグギヤ３０が変速ギヤ２０の円筒部２３に一体回転可能に固定されるように構成されている。

本実施形態において、ボス部２２（円筒部２３及び、コーン部２４）の内径Ｄ３は、シャフト２の外径Ｄ４よりも僅かに大きく形成されており、ボス部２２の内周面とシャフト２の外周面との間には所定の空隙Ｃが確保されている。空隙Ｃは、シャフト２の軸方向油路５２から径方向油路５３を介してニードルベアリング５１に供給された潤滑油を同期噛合装置１０の各摺動要素に向けて流通させる油路として機能するようになっている。

以上のように構成された本実施形態の同期噛合装置１０によれば、図３（Ａ）に示すように、ドグギヤ３０を固定する円筒部２３及び、シンクロナイザリングに摺接されるコーン部２４が変速ギヤ２０に一体形成されている。これにより、図３（Ｂ）に示すコーン部１２４が円筒部１２３とは別体のドグギヤ１３０側に形成された従来構造１００に比べ、ドグギヤ３０の貫通穴３１を拡径して、円筒部２３及びコーン部２４を径方向外側にオフセットしても、ギヤ強度を十分に確保することが可能になり、シャフト２の軸径を効果的に拡張することができるようになる。

また、ドグギヤ３０をスプライン嵌合させる円筒部２３が、従来構造１００の円筒部１２３に比べ、径方向外側にオフセットされることで、各スプライン２３Ａ，３１Ａの面圧が効果的に低減されようになる。これにより、各スプライン２３Ａ，３１Ａの噛合い長さＬを短くすることが可能となり、同期噛合装置１０の小型化や軽量化を図ることもできる。

また、ドグギヤ３０を変速ギヤ２０の円筒部２３に溶接することなくスプライン嵌合により固定することで、溶接時の熱変形によるドグギヤ３０の精度低下も効果的に防止することが可能になる。

また、ボス部２２の内周面とシャフト２の外周面との間の空隙Ｃを潤滑油の流通路として機能させることで、同期噛合装置１０の各摺動要素に潤滑油が効果的に供給されるようになり、発熱や摩耗、引き摺り損失等の増加を低減することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、図４に示すように、ボス部２２に、その内周側から摩擦面２４Ａに向かって径方向に斜めに伸びる複数の油供給油路２６を形成してもよい。このように油供給油路２６を設ければ、各摩擦面２４Ａ，４０Ａの間に潤滑油を効果的に供給することが可能になる。

１変速機
２シャフト
１０同期噛合装置
１１シンクロハブ
１２シンクロスリーブ
２０変速ギヤ
２２ボス部
２３円筒部
２３Ａ外周スプライン
２４コーン部
３０ドグギヤ
３１Ａ内周スプライン
４０シンクロナイザリング

Claims

シャフトに一体回転可能に設けられたハブと、
前記ハブの外周に一体回転可能且つ軸方向に移動可能に結合されたスリーブと、
その一側面を前記ハブの側面に対向させると共に、前記シャフトに相対回転可能に設けられた変速ギヤと、
前記ハブと前記変速ギヤとの間に配されると共に、前記スリーブと噛合可能な円環状のドグギヤと、
前記ハブと前記ドグギヤとの間に配されると共に、その内周部にテーパ状の第１摩擦面を有するシンクロナイザリングと、を備え、
前記変速ギヤには、前記一側面から前記ハブ側に突出する円筒状のボス部が一体形成され、
前記ボス部の基端側外周部には、前記ドグギヤの内周部が一体回転可能に固定され、
前記ボス部の突出端側には、前記第１摩擦面と摺接可能なテーパ状の第２摩擦面を有するコーン部が形成された
ことを特徴とする変速機の同期噛合装置。
前記ボス部の基端側外周部に外周スプラインが形成され、前記ドグギヤの内周部に前記外周スプラインに嵌合する内周スプラインが形成された
請求項１に記載の変速機の同期噛合装置。
前記変速ギヤが前記シャフトに軸受を介して回転可能に軸支され、
前記シャフトには、前記軸受に潤滑油を供給する油路が形成され、
前記ボス部の内周面と前記シャフトの外周面との間に、前記油路から前記軸受に供給された潤滑油を流通させる油流通路として機能する所定の空隙が確保された
請求項１又は２に記載の変速機の同期噛合装置。
前記ボス部に前記空隙を流れる潤滑油を前記第１摩擦面と前記第２摩擦面との間に供給する油供給路が形成された
請求項３に記載の変速機の同期噛合装置。