CN102032287B - 变速机用同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变速机用同步装置，包括杆构件，具有后退档齿轮噪声防止功能，提高在高速行驶中的向第5档等的变速操作感。在轴套(12)、套筒(20)和同步环(22)之间设有杆构件(24)，在套筒(20)向变速齿轮(18)移动时，借助同步环(22)的花键(22c)将同步环(22)压迫于变速齿轮(18)上而使两者同步，在套筒(20)向与变速齿轮(18)相反的方向移动时，利用杆构件(24)的反转作用，将同步环(22)压迫于变速齿轮18上而使两者同步，使套筒的高速档斜面(20g)和杆构件(24)的顶部(24a)的抵接在套筒(20)直接按压同步环(22)的花键(22c)时结束。

Description

变速机用同步装置

技术领域

本发明涉及在车辆用变速机的变速操作(齿轮切换)时，能够利用杆构件的反转作用向同步环传递朝向与高速档的变速齿轮相反方向的套筒的按压力的同步装置。

背景技术

以往，作为这种变速机用同步装置，在能够压接于第5档变速齿轮的同步环与轴套之间设有杆构件，在向后退(倒)档换挡时，利用杆构件的反转作用向同步环传递朝向与第5档变速齿轮相反的方向的套筒的按压力，通过将套筒压迫于第5档变速齿轮而使该套筒与第5档变速齿轮同步，从而在停止了由离合器盘的惯性产生的旋转之后与后退(后退档)齿轮啮合。

因为利用这样的简单构造能防止向后退档的变速操作时齿轮噪声，所以有助于降低变速机的制造成本(例如参照专利文献1)。

在该情况下，在5档同步作用结束前的期间内，由于同步环的摩擦转矩，杆构件向径向外侧扩张，从而阻止套筒的移动。

在同步作用结束时，由于同步环的摩擦转矩而产生的阻止力消失，所以套筒利用形成在内侧的花键上的斜面，一边将杆构件压向径向内侧一边朝向第5档齿轮前进，完成换挡操作。

此时，在随着旋转产生的离心力的作用下，杆构件受到朝向径向外侧的力，因此，为了使套筒在同步作用后前进，需要克服离心力将杆构件压向内侧。

因此，在高速行驶中的向第5档缓慢的操作(慢换挡)中，有时克服离心力的力成为大于同步作用所需的操作力的值。

特别是在输出轴侧设有第5档同步装置的情况下，与设于输入轴侧的情况相比，同步装置高速旋转，所以克服与转速的平方成正比地增大的离心力所需的操作力变大，作为结果，移动操作感觉较费力。

作为其对策，本申请人提出了通过减小形成在套筒内侧的花键上的斜面角，来减小克服离心力所需的力(参照专利文献2)。

但是，在该申请中，需要在从同步结束起到移动完成的操作中克服作用于杆构件的离心力，有时在高速行驶时的操作中会有不舒适感。

专利文献1：日本特开平9－89002号公报

专利文献2：日本特开2005－113975号公报

欲解决的问题点在于，若在同步结束后的操作中需要克服作用于杆构件的离心力，则无法避免在高速行驶时的操作中的不舒适感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在同步结束后的操作中，无需克服作用于杆构件的离心力，能够改善高速行驶时的操作感的同步装置。

本发明的变速机用同步装置的最主要的特征在于，在设于套筒的内周的槽的两侧，形成从该槽的底部朝向第1内径部去的高速档斜面和从该底部朝向第2内径部去的反转斜面，并且通过将第1内径部的直径设定得大于第2内径部的直径，在同步结束后使高速档斜面和杆构件不接触，从而能够避免在同步结束后的操作中的杆构件的离心力的影响。

即，本发明包括：轴，其传递动力；轴套，其在从固定于该轴上的轮毂部向径向外侧延伸的凸缘部的外周具有形成有多个缺口的花键；套筒，其在内周形成花键，该花键具有槽以及从该槽的底部朝向第1内径部延伸的高速档斜面和从该底部朝向第2内径部延伸的反转斜面，并且在该花键的前端部分的在旋转方向上的两侧面上分别设置倒角，利用花键的嵌合能够沿轴向滑动地支承在轴套的外周；变速齿轮，其相对于上述轴套配置在上述套筒的倒角侧，在轴套侧一体设有能嵌合该套筒的花键和圆锥面；同步环，其配置在上述轴套和变速齿轮之间，形成有能够与该变速齿轮的圆锥面压接的摩擦面，并且在外周设有具有与套筒的倒角接触并在圆锥面和摩擦面进行同步的过程中能够阻止套筒朝向变速齿轮移动的倒角面的花键、在轴套侧设有轴向的第1突起；多个杆构件，其配置在套筒、轴套和同步环之间，能够向同步环传递因套筒轴向移动而产生的按压力，同步环在套筒朝向变速齿轮移动时，被由高速档斜面按压的杆构件按压，将摩擦面压迫于变速齿轮的圆锥面，得到了初始摩擦力，之后，借助形成于外周的花键受到因套筒的移动而产生的按压力，从而与变速齿轮同步，杆构件在套筒朝向与变速齿轮相反的方向移动时，使由反转斜面产生的按压力以轴套为支点反转而向同步环传递，将摩擦面压迫于变速齿轮，从而使两者同步，将套筒的第1内径部的直径设定得大于第2内径部的直径，将第1内径部的直径设定成：在套筒朝向变速齿轮侧移动时，杆构件直至套筒的倒角与同步环的倒角接触为止由套筒的高速档斜面按压并按压同步环，在套筒的倒角与同步环的倒角接触后，高速档斜面和杆构件的抵接结束，杆构件与第1内径部接触。

本发明的变速机用同步装置能够提供一种形成从套筒的槽的底部朝向第1内径延伸的高速档斜面和从该底部朝向到第2内径向延伸的反转斜面，将第1内径设定得大于第2内径，因此，能够避免同步结束后的操作中的杆构件的离心力的影响，在高速行驶时的变速中提高操作感的同步装置。

附图说明

图1是5档用同步装置的主要部分的剖视图。

图2是安装在轴套上的杆构件和弹簧的外观图。

图3是同步环的外观图。

图4是同步环的剖视图。

图5是杆构件的外观图。

图6是杆构件的剖视图。

图7是套筒的剖视图。

图8是套筒的局部放大剖视图。

具体实施方式

以下，基于实施例参照附图说明本发明的实施方式的变速机用同步装置。

实施例1

图1是本发明装置的1实施例的主要部分的剖视图，且是与图2中的A－A线相对应的部分的截面。图2是去掉了图1中的输出轴10、第5档齿轮18和第5档齿轮侧的同步环22等而从右侧(第5档齿轮18侧)看到的外观图。

此外，图3是同步环22的外观，是从图1中的左侧看到的图。而且，图4表示图3的B－B线处的同步环的截面。

而且，图5是杆构件24的外观，是从图1中的左侧看到的图。而且，图6表示图5的C－C线处的杆构件24的截面。

此外，图7表示套筒20的截面，图8表示套筒20的局部扩大截面。

输出轴10与未图示的车轮连接，利用螺母14将轴套12一体地固定在形成于该输出轴10的花键10a上。

由轴承16支承的第5档齿轮18能够旋转地设在轴套12的轮毂12a和输出轴10的凸缘10b之间。

第5档齿轮18始终与同未图示的输入轴一体的第5档驱动齿轮啮合，输入轴与未图示的离合器盘一体旋转，能够与未图示的发动机连接。

在第5档齿轮18上一体形成有离合器齿轮18a，在该离合器齿轮18a的轴套12侧形成有圆锥面18b，而且在该离合器齿轮18a的外周形成有花键18c。

轴套12在轮毂12a的外侧形成有凸缘部12b，在该轴套12的外周具有形成有花键12c的环状部12d，在从环状部12d到凸缘部12b形成有两处缺口12e。另外，在图2中用虚线表示缺口12e的形状。

在轴套12的外侧设有套筒20，形成在该套筒20内周面的花键20a与轴套12的花键12c能够沿轴向滑动地始终嵌合。该花键20a在向第5档的变速操作结束时向图1的右侧移动，与形成在第5档齿轮18的离合器齿轮18a上的花键18c啮合。

此外，如图7所示，在花键20a的第5档齿轮18侧前端部形成有倒角面20b、20c，在花键20a内侧的中央部形成有周向的槽20d，并且在该周向的槽20d的两侧分别形成有高速档斜面20g和反转斜面20i。

即，花键20a在槽20d的左侧形成有第1内径部20f、在右侧形成有第2内径部20h，分别地，从槽20d的底部20e到第1内径部20f形成有高速档斜面20g，并且从槽20d的底部20e到第2内径部20h形成有反转斜面20i。

另外，第1内径部20f仅形成在花键20a中的、与后述的杆构件24的顶部24a抵接的部分即可。

此外，套筒20的第1内径部20f的直径设定得比第2内径部20h的直径大。

另外，在图7的中央部描绘有从轴中心侧看到的花键20a的形状。

而且，在套筒20的外周形成有拨叉槽20j，未图示的换挡拨叉与拨叉槽20j相嵌合，能够使套筒20在图1中向左右移动。

即，图1处于中立状态，然而，分别地，在向第5档变速操作的情况下，利用移动拨叉将套筒20向右侧移动，在向后退档变速操作的情况下，利用移动拨叉将套筒20向左侧移动。

如图1所示，在第5档齿轮18和轴套12之间配置有同步环22。如图1、图3和图4所示，在同步环22的内侧形成有与第5档齿轮18的圆锥面18b相对应的圆锥状的摩擦面22a，分别地，在同步环22的轴套12侧形成有两处第1突起22b，而且在外周形成有花键22c和每处2个的两处第2突起22d，而且在花键22c上形成有倒角面22e、22f。

此外，在第2突起22d的轴套12侧形成有第5档受压面22g，在第1突起22b的两侧形成有倒档受压面22h。

此外，如图1所示，2个杆构件24被设置成夹持在同步环22和轴套12之间。

如图5、图6所示，在杆构件24的中央部形成有顶部24a，并且在杆构件24的两侧具有圆弧形状的臂24b、24c，在臂24b、24c的中间部以形成倒档支点24d、24e的方式分别形成有斜面状的凹部24f、24g。

而且，2个杆构件24的顶部24a分别与图1和图2所示的轴套12的缺口12e卡合，能够相对于轴套12进行径向的移动、轴向的移动和摇动。

在杆构件24的内侧设有弹簧26，利用其扩张力使杆构件24向径向外侧扩张。

在杆构件24位于径向外侧的移动位置的情况下，如图1所示，顶部24a的外侧进入套筒20的槽20d。

此外，杆构件24的第5档齿轮18侧形成按压面24j。

如图2中以虚线所示那样，上述的同步环22的第1突起22b以与2个杆构件24之间在旋转方向上有间隙的方式卡合在2个杆构件24之间，第2突起22d同样地以与轴套12的缺口12e在旋转方向上有间隙的方式相对于轴套12的缺口12e卡合。

即，同步环22相对于轴套12和杆构件24能稍微旋转，该旋转的量是轴套12的花键12c的节距的约1/4，但是2个杆构件24之间(图2所示的尺寸D)的间隙设定得稍大。

但是，在杆构件24移动到径向最内侧时，图2的尺寸D变小，同步环22的能够旋转的范围几乎消失。

另外，图2是在如后所述那样同步环22旋转，第2突起22d与轴套12的缺口12e接触的状态下描绘的。

再有，以如下方式设定第1内径部20f的直径：在套筒20向第5档齿轮18侧移动时，杆构件24在套筒20的摩擦面20a接触同步环22的花键22c之前的期间内由高速档斜面20g按压，在套筒20的摩擦面20a接触同步环22的花键22c之后脱离高速档斜面20g的按压

接着，说明图1所示的同步装置的动作。

在向第5档侧的位置变速操作的情况下，未图示的换挡拨叉使套筒20向第5档齿轮18侧(图1中的右侧)移动。

于是，高速档斜面20g向右侧按压进入套筒20的槽20d中的杆构件24的顶部24a，杆构件24的按压面24j向右侧按压同步环22的第5档受压面22g。

即，杆构件24由于弹簧26向径向外方向的扩张力和作用于杆构件24本身的离心力而向径向外侧扩张，所以在由高速档斜面20g按压时，由与扩张力相对应的载荷按压同步环22，同步环22的摩擦面22a压迫于第5档齿轮18的圆锥面18b。

此时，在输出轴10和第5档齿轮18之间有转速差时，在摩擦面22a和圆锥面18b之间产生摩擦，同步环22相对于轴套12旋转。

即，像上述那样同步环22相对于轴套12容许稍微的相对旋转，所以第2突起22d旋转到与轴套12的缺口12e接触。

此时，第1突起22b在2个杆构件24之间(尺寸D)内相对旋转，但是如图2所示那样仍保持间隙。

在套筒20进一步向右侧移动时，杆构件24被套筒20的高速档斜面20g按压，其分力克服由弹簧26和离心力产生的力，使杆构件24一边向径向内侧移动一边向第5档齿轮18侧移动。

于是，套筒20的倒角面20c、20d的某一方与同步环22的花键22c的倒角面22e、22f的某一方接触。

在与该倒角面20c、20d和22e、22f彼此抵接的大致同时，高速档斜面20g和杆构件24的顶部24a的抵接结束，以后，顶部24a与第1内径部20f接触，并且填满图2中的E部的间隙，第1突起22b与2个杆构件24的端部接触。

在此之后，在该倒角面20c、20d和22e、22f上，套筒20直接按压同步环22。

同步环22被套筒20直接按压，摩擦面22a和圆锥面18b较强地被压接，两者间的摩擦力也增大，由此，作用于同步环22的摩擦转矩增大。

该摩擦转矩成为在倒角面20c、20d和22e、22f上阻止套筒20的前进的阻止力。

即，在预先适当地设定两倒角面20c、20d和22e、22f的角度时，即使套筒20较强地按压，因为由此产生的阻止力大于欲前进的力，所以只要在摩擦面22a和圆锥面18b之间有摩擦，则套筒20的前进就会被倒角面22e、22f的任一方阻止。

这样，在套筒20持续按压同步环22而促进同步作用时，由于摩擦面22a和圆锥面18b之间的摩擦，输出轴10和第5档齿轮18的转速差消失。即完成了同步。

在输出轴10和第5档齿轮18的转速差消失时，因为摩擦面22a和圆锥面18b之间的摩擦转矩消失，所以也消灭了阻止力，套筒20一边利用倒角面20c、20d使同步环22和第5档齿轮18稍微旋转一边前进，与已经没有转速差的第5档齿轮18的花键18c啮合，向第5档的变速操作完成。

此时，因为像上述那样高速档斜面20g和杆构件24的顶部24a的抵接结束，所以无需将杆构件24压向内侧。因此，作用于杆构件24的离心力、弹簧26的张力与在同步完成后的套筒20的前进所需的力无关。

因此，即使在高速行驶中进行向第5档的变速操作的情况下，因为作用于杆构件24的离心力、弹簧26的张力与在同步结束后的套筒20的前进所需的力无关，所以与以往相比操作感提高。

接着，说明从中立位置向后退档位置的变速操作。

通常，因为向后退档位置的变速操作是在车辆停止的状态下进行的，所以输出轴10的转速是0。

另一方面，即使在隔断(释放)了未图示的离合器的情况下，因为未图示的离合器盘和输入轴的惯性，与其联动旋转的第5档齿轮18旋转，所以在与未图示的后退齿轮啮合时，产生不舒适的齿轮噪声。

在该情况下，未图示的换挡拨叉与向第5档的变速操作相反地使套筒20向图1中的左侧移动。于是，套筒20的反转斜面20i将杆构件24的顶部24a向左侧按压而使其移动，杆构件24的倒档支点24d、24e与轴套12的凸缘部12b抵接，以此为支点，臂24b、24c的端部向右侧按压同步环22的倒档受压面22h。

即，杆构件24在以倒档支点24d、24e和轴套12的凸缘部12b的接触点为支点的反转作用下，向与套筒20的前进方向相反的方向按压同步环22。

在此，利用最初由弹簧26使杆构件24向径向外侧扩张的力的分力按压同步环22。

如上所述，在输出轴10停止、第5档齿轮18旋转时，被向第5档齿轮18侧按压的同步环22在摩擦面22a和圆锥面18b之间产生摩擦，由此，相对于轴套12和杆构件24旋转。

在此，同步环22旋转到第2突起22d与轴套12的缺口12e接触。在该阶段中，如图2所示，在第1突起22b和杆构件24之间有间隙。

从上述阶段起，在套筒20进一步向左侧移动时，套筒20一边以其反转斜面20i克服弹簧26的扩张力而将杆构件24压向内侧一边移动。

于是，填满图2的E部侧的间隙，杆构件24的臂24c的端部与同步环22的第1突起22b接触。

同步环22因为受到摩擦面22a和圆锥面18b之间的摩擦转矩，所以第1突起22b阻止杆构件24向内侧移动。

即，若预先适当地设定套筒20的反转斜面20i的倾斜角，则只要摩擦面22a和圆锥面18b之间有摩擦，杆构件24就无法向径向内侧移动，从而阻止向套筒20的左侧移动。

因此，套筒20以反转斜面20i按压杆构件24的顶部，在其反转作用下，同步环22被向第5档齿轮18侧强力地持续按压，发挥同步作用。

由此，在促进同步、第5档齿轮18的旋转停止时，摩擦面22a和圆锥面18b之间的摩擦消失，阻止套筒20的移动的力消失，套筒20一边以反转斜面20i将杆构件24压向内侧一边前进，同与其联动的未图示的后退档齿轮啮合。

因为未图示的离合器盘与第5档齿轮18已经停止，所以后退档齿轮能不发出不舒适的齿轮噪声地进行啮合。

如以上说明可知，在实施例1的同步装置中，由于套筒20的反转斜面20i发挥上述的阻止作用，所以倾斜角较大，然而，高速档斜面20g不发挥阻止作用，所以倾斜角可以较小，而且在与倒角面20c、20d和22e、22f之间抵接的大致同时，高速档斜面20g和杆构件24的顶部24a的抵接结束。

因此，即使在高速行驶中进行向第5档的变速操作的情况下，与离心力相反地将杆构件24压向内侧的力也可以较小，并且同步作用结束后无需将杆构件24压向内侧。

因此，因为作用于杆构件24的离心力、弹簧26的张力与在同步结束后的套筒20的前进所需的力无关，所以与以往相比操作感提高。

上述的实施例在杆构件24上设有凹部24f、24g而形成倒档支点24d、24e，并使该倒档支点24d、24e与轴套12的凸缘部12b(平面)抵接而作为反转作用的支点，但是也可以相反地在轴套12的凸缘部12b侧形成凹部而将杆构件24侧作为平面。

本发明的同步装置基于本领域技术人员的一般知识，为了提高摩擦面的摩擦系数，能够以施加在同步环的摩擦面上形成螺纹、油槽等变更的状态实施。

此外，不限于第5档，也能应用于其他的高速档。另外，也能够与实施例相反地在输入轴侧设有第5档等高速档的同步装置。

此外，使套筒移动的拨叉也可以由驾驶员的手的力或驱动器的驱动力中的任一方驱动。

此外，杆构件24的数量不限定于2个，还可以是多个。

产业上的可利用性

本发明的变速机用同步装置即使在高速行驶中进行向第5档等的变速操作的情况下，因为能减小作用于杆构件的离心力对操作感的影响，所以能应用于供第5档齿轮等高速旋转那样的构成的变速机等。

Claims (2)

1.一种变速机用同步装置，其特征在于，包括：

轴，其传递动力；

轴套，其在从固定于该轴上的轮毂部向径向外侧延伸的凸缘部的外周具有花键，该花键形成有多个缺口；

套筒，其在内周形成花键，该花键具有槽以及从该槽的底部朝向第1内径部延伸的高速档斜面和从上述底部朝向第2内径部延伸的反转斜面，并且在该花键的前端部分的在旋转方向上的两侧面上分别设置倒角，利用上述花键的嵌合能够将上述套筒沿轴向滑动地支承在上述轴套的外周；

变速齿轮，其相对于上述轴套配置在上述套筒的倒角侧，在上述轴套侧一体设有圆锥面和能嵌合上述套筒的花键；

同步环，其配置在上述轴套和上述变速齿轮之间，形成有能够与该变速齿轮的上述圆锥面压接的摩擦面，并且在外周设有具有与上述套筒的倒角相接触并在上述圆锥面和上述摩擦面进行同步的过程中能够阻止上述套筒朝向上述变速齿轮移动的倒角面的花键，在轴套侧设有轴向的第1突起；

多个杆构件，其配置在上述套筒、上述轴套和上述同步环之间，能够向上述同步环传递因上述套筒轴向移动而产生的按压力，

上述同步环在上述套筒朝向上述变速齿轮移动时，被由上述高速档斜面按压的上述杆构件按压，将上述摩擦面压迫于上述变速齿轮的上述圆锥面，而得到了初始摩擦力，之后，借助形成于该同步环的上述外周的花键而受到因上述套筒的移动产生的按压力，从而与上述变速齿轮同步，

上述杆构件在上述套筒朝向与上述变速齿轮相反的方向移动时，使由上述反转斜面产生的按压力以上述轴套为支点反转而向上述同步环传递，将上述摩擦面压迫于上述变速齿轮，从而使两者同步，

将上述套筒的上述第1内径部的直径设定得大于上述第2内径部的直径，

将上述第1内径部的直径设定成：在上述套筒朝向上述变速齿轮侧移动时，上述杆构件直至上述套筒的倒角与上述同步环的倒角接触为止由上述套筒的高速档斜面按压并按压上述同步环，在上述套筒的倒角与上述同步环的倒角接触后，上述高速档斜面和上述杆构件的抵接结束，上述杆构件与上述第1内径部接触。

2.根据权利要求1所述的变速机用同步装置，其特征在于，

具备将上述杆构件向径向外侧按压的弹簧。