同步啮合装置.pdf

本发明提供一种同步啮合装置。该同步啮合装置能够比以往进一步抑制碰撞音。同步啮合装置(10)具有变速齿轮(14)、同步毂(16)、同步套(18)、同步锥(15)和锁环(24)。在同步毂(16)与锁环(24)上设置有凹部(37)和凸部(42)，该凹部(37)和凸部(42)构成为以能够相对旋转规定的范围的方式卡合。在凹部(37)与凸部(42)之间设置有板簧部(50)，该板簧部(50)从凸部(42)朝向凹部(37)延伸。板簧部(50)的末端由能够自由摆动的自由端构成。

权利要求书
1.  一种变速器的同步啮合装置，其具有：
变速齿轮，其在外周上具有牙嵌齿，该变速齿轮相对旋转自如地轴支承于旋转轴；
同步毂，其固定于所述旋转轴；
同步套，其以在轴向滑动自如的方式与该同步毂的外周花键结合；
同步锥，其配置在所述同步毂与所述变速齿轮之间，并且，被设置为不能与所述变速齿轮相对旋转；以及
锁环，其在外周面上具有与形成于所述同步套的内周面的花键齿啮合自如的牙嵌齿，并且，该锁环能够与所述同步锥进行摩擦接合且配置在所述同步毂与所述变速齿轮之间，
在所述同步毂与所述锁环中的任意一方上设置有凸部，
在所述同步毂与所述锁环中的任意另一方上设置有凹部，该凹部构成为以如下方式与所述凸部卡合：收容所述凸部，并且，使所述同步毂与所述锁环能够以规定的范围相对旋转，
在所述凹部中设置有朝向所述凸部延伸的板簧部，
在所述凸部上设置有收容所述板簧部的末端部的收容部，
所述板簧部的末端部为能够相对于所述凹部自由摆动的自由端，
所述板簧部与所述收容部构成为：在所述同步毂与所述锁环相对旋转时，在所述凸部与所述凹部接触前，所述板簧部的末端部与所述收容部接触。

2.  根据权利要求1所述的同步啮合装置，其特征在于，
所述凹部和所述凸部在所述同步毂和所述锁环的周向上以隔开间隔的方式设置有多个，
与多个所述凹部对应地设置有多个所述板簧部，
多个所述板簧部借助于配置在所述同步毂和所述锁环之间的环状部而一体地构成。

3.  根据权利要求1所述的同步啮合装置，其特征在于，
所述凹部和所述凸部在所述同步毂和所述锁环的周向上以隔开间隔的方式设置有多个，
与多个所述凹部对应地设置有多个所述板簧部，
多个所述板簧部构成为彼此是分体的。

说明书同步啮合装置
技术领域
本发明涉及用于变速器等的同步啮合装置。
背景技术
以往，公知有如下的变速器的同步啮合装置(synchromesh apparatus：同步配合机构)(例如，参照日本专利第4729451号公报)，该同步啮合装置具有：变速齿轮，其在外周上具有牙嵌齿，该变速齿轮能够相对旋转地轴支承于旋转轴；同步毂，其固定于旋转轴；同步套，其以在轴向滑动自如的方式与同步毂的外周花键结合；同步锥，其与变速齿轮不能相对旋转地连结；以及锁环，其在外周面上具有能够与形成在同步套的内周面上的花键齿自如啮合的牙嵌齿，并且，该锁环能够与同步锥摩擦接合且配置在同步毂与变速齿轮之间。
在专利文献1中，在锁环的外周面上形成凸部，在同步毂的内周面上与凸部对应地形成凹部，并利用该凸部与凹部构成将同步毂与锁环的相对旋转限制于规定的范围的卡合机构。
并且，设置有位于凸部与凹部之间的缓冲部，该缓冲部使键弹簧的对应的部分弯曲成矩形状。
并且，还公知有如下装置(例如，参照日本特开平6-159388号公报)：在同步毂的侧面上设置滑动自如的摩擦部件，通过使该摩擦部件与锁环的凸部接合，而利用摩擦力实现凹部与凸部之间的缓冲作用。
发明内容
在日本专利第4729451号公报的同步啮合装置中，存在如下问题：弯曲成矩形状的缓冲部对碰撞音的抑制性能比较低。并且，在日本特开平6-159388号公报的同步啮合装置中，存在如下问题：同步毂与锁环的摩擦力增加，同步套的花键齿拨开锁环的牙嵌齿时的负荷增加。
本发明是鉴于以上的问题而完成的，其目的在于，提供一种同步啮合装置，该同步啮合装置在不会增加拨分负荷的情况下使碰撞音的抑制性能比以往进一步提高。
(1)为了达成上述目的，本发明的特征在于，所述同步啮合装置具有：
变速齿轮，其在外周上具有牙嵌齿，该变速齿轮相对旋转自如地轴支承于旋转轴；
同步毂，其固定于所述旋转轴；
同步套，其以在轴向滑动自如的方式与该同步毂的外周花键结合；
同步锥，其配置在所述同步毂与所述变速齿轮之间，并且，被设置为不能与所述变速齿轮相对旋转；以及
锁环，其在外周面上具有与形成于所述同步套的内周面的花键齿啮合自如的牙嵌齿，并且，该锁环能够与所述同步锥进行摩擦接合且配置在所述同步毂与所述变速齿轮之间，
在所述同步毂与所述锁环中的任意一方上设置有凸部，
在所述同步毂与所述锁环中的任意另一方上设置有凹部，该凹部构成为以如下方式与所述凸部卡合，收容所述凸部，并且，使所述同步毂与所述锁环能够以规定的范围相对旋转，
在所述凹部中设置有朝向所述凸部延伸的板簧部，
在所述凸部上设置有收容所述板簧部的末端部的收容部，
所述板簧部的末端部为能够相对于所述凹部自由摆动的自由端，
所述板簧部与所述收容部构成为：在所述同步毂与所述锁环相对旋转时，在所述凸部与所述凹部接触前，所述板簧部的末端部与所述收容部接触。
根据本发明，没有像以往那样通过使键弹簧的对应部分弯曲成矩形状而形成缓冲部。并且，板簧部的末端为能够自由摆动的自由端。由此，本发明的同步啮合装置能够提高板簧部的缓冲性能，并能够比以往进一步提高对凸部与凹部之间的碰撞音的抑制性能。
并且，本发明的板簧部被固定于凹部。因此，根据本发明，无需担心像以往那样因摩擦力而导致拨分负荷的增加。
(2)并且，在本发明中，可以是，凹部和凸部在同步毂和锁环的周向上以隔开间隔的方式设置有多个，与多个凹部对应地设置有多个板簧部，借助于配置在同步毂和锁环之间的环状部而将多个板簧部一体地构成。
根据该结构，多个板簧部借助于环状部而由1个部件构成。因此，很容易将多个板簧部安装于同步毂，同步啮合装置的组装得以简化。
(3)并且，在本发明中，可以是，凹部和凸部在同步毂和锁环的周向上以隔开间隔的方式设置有多个，与多个凹部对应地设置有多个板簧部，多个板簧部构成为彼此是分体的。
根据该结构，即使在径向的尺寸不同、或凹部和凸部的数量不同等种类不同的同步啮合装置中，也能够容易地应用板簧部。因此，根据本发明的同步啮合装置，能够提高板簧部的通用性，抑制制造多种同步啮合装置的情况下的制造成本。
附图说明
图1是对本发明的第1实施方式的同步啮合装置进行分解并示意性地示出的立体图。
图2是示出第1实施方式的同步啮合装置的剖视图。
图3A是示出第1实施方式的板簧部的说明图。图3B是以分解了图3A的状态进行表示的说明图。
图4A是从轴向示出第1实施方式的板簧部的说明图。图4B是将板簧部放大表示的立体图。
图5A至图5C是示出第1实施方式的同步啮合装置的凹部与凸部碰撞时板簧部的工作状态的说明图。图5A是示出板簧部与收容部接触的状态的说明图。图5B是示出凹部与凸部接触的状态的说明图。图5C是示出板簧部与收容部不接触的状态的说明图。
图6A是示出本发明的第2实施方式的同步啮合装置的凹部的立体图。图6B是示出第2实施方式的板簧部的立体图。
图7A至图7C是示出第2实施方式的同步啮合装置的凹部与凸部碰撞时板簧部的工作状态的说明图。图7A是示出板簧部与收容部接触的状态的说明图。图7B是示出凹部与凸部接触的状态的说明图。图7C是示出板簧部与收容部不接触的状态的说明图。
图8A至图8C是示出本发明的其他实施方式的同步啮合装置的凹部与凸部碰撞时板簧部的工作状态的说明图。图8A是示出板簧部与收容部接触的状态的说明图。 图8B是示出凹部与凸部接触的状态的说明图。图8C是示出板簧部与收容部不接触的状态的说明图。
图9是示意性地示出参考例的同步啮合装置的说明图。
标号说明
10：同步啮合装置；12：牙嵌齿；14：变速齿轮；15：同步锥；16：同步毂；16a：外周部；18：同步套；20：花键齿；22：牙嵌齿；24：锁环；26：同步弹簧；31：轴承；34：连结体；36：花键齿；37：凹部；38：卡合部；42：凸部；44：收容部；50：板簧部；50a：直线切口；52：环状部；54：舌片；54a：U字切口；56：固定部；80：弹簧；86：同步键；X：旋转轴。
具体实施方式
(第1实施方式)
参照图1至图5C对第1实施方式的变速器的同步啮合装置进行说明。同步啮合装置10具有：变速齿轮14，其在外周上具有牙嵌齿12，该变速齿轮14经由轴承31(参照图2)能够相对旋转地支承于旋转轴X(主轴、副轴等)；同步毂16，其与旋转轴X花键结合；同步套18，其能够沿轴向移动地与同步毂16花键结合；锁环24，其在外周上具有能够与形成在同步套18的内周上的花键齿20啮合的牙嵌齿22，并且，锁环24能够与同变速齿轮14一体旋转的同步锥15进行摩擦接合，且配置在同步毂16与变速齿轮14之间；以及同步弹簧26，其配置在锁环24与同步套18之间。
变速齿轮14具有用于贯穿插入轴承31与旋转轴X的贯通孔。在变速齿轮14的轴向一侧(在图1和图2中为左侧)突出设置有头部较细的圆筒形状的同步锥15。在同步锥15的外周面的变速齿轮14侧形成有牙嵌齿12。并且，同步锥15与锁环24的内周面摩擦接合。
在同步毂16的外周缘上形成有以沿轴向延伸的方式突出的外周部16a。该外周部16a经由连结部34而固定于旋转轴X。并且，在同步毂16的外周部16a的外周上形成有花键齿36。并且，在外周部16a的轴向另一侧的端部(图1和图2的右侧端部)上，在周向上等间隔地形成有多个(在本实施方式中为3个)凹部37。
同步套18形成为圆筒状。在同步套18的外周上设置有能够与省略图示的叉卡合的卡合部38。
锁环24形成为圆筒状。在锁环24的外周面的轴向一侧的端部(图1和图2的左侧的端部)上形成有凸部42，该凸部42与同步毂16的凹部37以能够在规定的范围内相对旋转的方式嵌合(卡合)。锁环24的内周面能够与同变速齿轮14一体旋转的同步锥15的外周面摩擦接合。
在本实施方式中，将规定的范围设定为牙嵌齿22的半个间距(从牙嵌齿22的中心到相邻的牙嵌齿22的中心的距离的一半)。由此，锁环24能够相对于同步毂16相对旋转牙嵌齿22的半个间距。
同步弹簧26形成为环状。同步弹簧26伴随着同步套18在轴向上向变速齿轮14侧移动，而将锁环24推向同步锥15。
在同步毂16的外周部16a的轴向另一侧的端面(图1和图2的右侧的端面)配置有将一枚金属板冲裁成环状而形成的环状部52。在环状部52上设置有以与凹部37对应的方式切成大致U字状而成的U字切口54a。并且，由U字切口54a划定的舌片54朝向凹部37(朝向离开凸部42的方向)被弯折成直角。舌片54的周向两侧缘与凹部37的周向两侧面抵接。通过该舌片54与凹部37之间的嵌合，同步毂16与环状部52一体地旋转，两者成为不能相对旋转的状态。
并且，如图4A和图4B所示，在环状部52上形成有直线切口50a，该直线切口50a从U字切口54a的2个角部中的一个角部朝向径向外侧被切至外缘。将由该直线切口50a、U字切口54a与环状部52的外周缘划定的部分从中央朝向锁环24的凸部42弯折成截面为L字状，从而构成第1实施方式的板簧部50。
在设置于锁环24的凸部42上设置有收容部44，该收容部44能够收容板簧部50的末端部。收容部44由V字状的槽构成，并构成为在凸部42与凹部37接触前，板簧部50与收容部44接触。换言之，在板簧部50与收容部44接触时，板簧部50与收容部44被构成为凸部42与凹部37在周向上隔开有间隙。
3个板簧部50为具有弹簧弹性的弹性体，例如，由不锈钢形成。板簧部50的末端部由能够自由摆动的自由端构成。根据车辆处于怠速状态时以及车辆行驶时的、驱动源的转速的最大变动量和锁环24的惯性力矩而求出最大旋转能量，根据所求出的最大旋转能量而将板簧部50设定为所需的弹性力。
并且，作为板簧部50、环状部52以及舌片54的制造方法，首先，将一枚金属板冲裁成环状，在冲裁出的环状的部件上形成U字切口54a和直线切口50a。然后， 如图4B所示，通过弯折舌片54和板簧部50，能够容易地制造与环状部52连接的板簧部50。
接着，对变速器的同步啮合装置10的动作进行说明。将同步套18位于同步毂16的中央的状态定义为空档状态。
首先，关于同步啮合装置10，当同步套18从空档状态起向变速齿轮14侧开始移动时，同步套18的花键齿20按压同步弹簧26，从而在同步锥15与锁环24之间产生摩擦。并且，同步套18的花键齿20与锁环24的牙嵌齿22接触。
并且，当锁环24与同步锥15的旋转同步时，通过同步套18的要向变速齿轮14侧移动的力，锁环24相对于同步套18以同步套18的花键齿20进入锁环24的相邻的牙嵌齿22之间的方式旋转。并且，同步套18的花键齿20拨开锁环24的牙嵌齿22之间而向变速齿轮14侧移动。
并且，拨开了牙嵌齿22之间的同步套18的花键齿20与变速齿轮14的牙嵌齿12接触。并且，同步套18的花键齿20还拨开变速齿轮14的牙嵌齿12而与变速齿轮14的牙嵌齿12啮合。
根据第1实施方式的同步啮合装置10，没有像以往那样通过使键弹簧的对应部分弯曲成矩形状而形成缓冲部。并且，板簧部50的末端是能够自由摆动的自由端。由此，在第1实施方式的同步啮合装置10中，板簧部50比以往更容易摆动，能够提高板簧部50的缓冲性能，从而能够比以往进一步提高对凸部42与凹部37之间的碰撞音的抑制性能。
并且，由于将收容部44形成为V字状，因此，凸部42越接近凹部37的侧壁(参照图5B)，从V字状的收容部44的倾斜面作用于板簧部50的朝向凸部42的轴向面侧的力越强。因此，凸部42越接近凹部37的侧壁，锁环24与同步锥15之间的摩擦力越增加。因此，凸部42比较缓慢地与凹部37的侧壁碰撞，能够进一步提高对碰撞音的抑制性能。
并且，当锁环24与同步锥15的旋转速度同步时，同步套18的花键齿20拨开锁环24的牙嵌齿22之间而向变速齿轮14侧移动。此时，如图5C所示，借助于板簧部50的复原力，锁环24的凸部42要向同步套18的凹部37的中央移动。由此，降低了同步套18的花键齿20在拨开锁环24的牙嵌齿22之间时所要求的拨分负荷。
并且，在以往的同步啮合装置中，也存在如下装置：在同步毂的侧面设置滑动自 如的摩擦部件，通过摩擦阻力在凸部与凹部之间实现缓冲作用。然而，根据本实施方式的同步啮合装置，由于不使用摩擦力，因此能够防止同步套18的花键齿20的、在拨开锁环24的牙嵌齿22之间时所要求的拨分负荷的增加，从而使同步套18的花键齿20与变速齿轮14的牙嵌齿12顺利啮合。
另外，在第1实施方式的同步啮合装置10中，对将凹部37形成在同步毂16上，将凸部42形成在锁环24上的情况进行了说明。然而，本发明的凹部与凸部不限于此。例如，将凹部形成在锁环上、将凸部形成在同步毂上的情况也可以应用本发明，能够得到其效果。
(第2实施方式)
接着，参照图6A至图7C，对本发明的第2实施方式的同步啮合装置10进行说明。图6A是将同步毂16的一部分放大示出的局部剖视图。
第2实施方式的同步啮合装置10除了不具有环状部、板簧部50与收容部44的形状不同以外，其他全部与第1实施方式为相同的结构，标注相同的标号并省略其说明。
关于第2实施方式的凹部37，位于其径向内侧的连结体34形成为截面呈T字状。在第2实施方式的板簧部50的基端上设置有截面为C字状的固定部56，该固定部56以包围截面为T字状的连结体34的外缘的方式被固定于连结体34。
如图6B所示，关于第2实施方式的板簧部50，通过在其基端部扭转90度而构成了相对于固定部56的板平面垂直的板平面。另外，第2实施方式的板簧部50的形成方法不限于此。例如，也可以构成为从固定部56中的覆盖截面为T字状的连结体34的侧面的部分起弯折。
收容部44由U字状的槽构成。与板簧部50的末端部抵接的收容部44的周向的两侧面为倾斜面。由此，在第2实施方式的同步啮合装置10中，与由V字状槽构成的第1实施方式的收容部44一样，也是凸部42越接近凹部37的侧壁，锁环24与同步锥15之间的摩擦力越增加。因此，凸部42比较缓慢地与凹部37的侧壁碰撞，能够进一步提高对碰撞音的抑制性能。
(其他的实施方式)
另外，虽然无法期望进一步提高对碰撞音的抑制性能，但如图8A至图8C所示，即使由与旋转轴X的轴线方向平行的面构成由U字状槽构成的收容部44的周向两侧 面，在板簧部50与收容部44接触时，只要板簧部50与收容部44构成为凸部42与凹部37在周向上隔着间隙，就能够得到对碰撞音的抑制的本发明的作用效果。
并且，在第1和第2实施方式的同步啮合装置10中，使用如下装置进行了说明：同步套18经由同步弹簧26而按压锁环24，使锁环24与同步锥15之间的摩擦力增加，使同步毂16与变速齿轮14的旋转同步。然而，本发明的同步啮合装置不限于此。
例如，如图9的参考例所示，在具有被弹簧80按压于同步套18的同步键86的键式的同步啮合装置中，也可以应用本发明的板簧部和收容部。在该情况下，只要以能够配置本发明的板簧部50的方式对凹部37进行适当设计变更即可。