(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の手動変速機に使用するシンクロナイザ組立体であって、内側表面のある中央開口を有する滑り可能なクラッチスリーブと、前記スリーブの半径方向内側に配置されかつ軸方向スプラインが内側表面に形成されたハブであって、被駆動軸に作動的に接続されたハブと、前記ハブの側部に隣接した少なくとも一つのブロッカリングであって、軸方向の歯を有するブロッカリングと、前記ハブの側部でかつ前記ブロッカリングと軸方向に隔てて前記軸に軸受けされた少なくとも一つの伝達歯車であって外側の歯を有する伝達歯車と、前記クラッチスリーブと作動的に係合するシフトフォークとを備え、前記ハブ、ブロッカリング、歯車及びクラッチスリーブが前記被駆動軸を囲み、前記ブロッカリング及び歯車は前記スリーブが軸方向に移動したとき係合されるようになっている相補の円錐摩擦面を有し、前記スリーブが、前記ハブの外側スプラインと滑り可能に係合しかつ少なくとも一つのブロッカリングの周辺の歯及び少なくとも一つの歯車の歯と選択的に係合する内側軸方向スプラインを有する、シンクロナイザ組立体において、
前記スリーブの内側表面にありかつ前記ハブの外側表面に向いている環状の中央溝と、前記ブロッカリングの各々に形成されかつ前記ハブ内に伸びている、複数の円周方向に隔てられ内側に伸びている突起と、前記溝内に配置されたほぼ円形のワイヤばねとを備え、前記ワイヤばねが前記中央凹部と係合するようになっており、前記ワイヤばねが前記ブロッカリングと係合するとき前記スリーブの軸方向移動時に推力が前記ブロッカリングに加えられるシンクロナイザ組立体。
【請求項２】
請求項１に記載のシンクロナイザ組立体において、前記ハブが前記ブロッカリングの突起を受けるように整合された複数の軸方向に伸びる周辺ノッチを有するシンクロナイザ組立体。
【請求項３】
請求項１に記載のシンクロナイザ組立体において、前記ブロッカリングの突起は、前記スリーブがいずれかの軸方向に移動されたとき前記ばねによって選択的に係合されるようになっているシンクロナイザ組立体。
【請求項４】
請求項１に記載のシンクロナイザ組立体において、前記ワイヤばねが不連続でかつ一端の舌部内で終わり、前記ハブは、前記ばねの本体を受けるための中央環状ノッチを外側表面に有しかつ前記ばねの舌部を受けるための半径方向ノッチを有するシンクロナイザ組立体。
【請求項５】
請求項４に記載のシンクロナイザ組立体において、前記クラッチスリーブの溝が、前記ワイヤばねを受けるように、交差する傾斜面を外側表面に有するシンクロナイザ組立体。
【請求項６】
請求項５に記載のシンクロナイザ組立体において、前記傾斜面は前記クラッチスリーブが軸方向のいずれかの方向に軸方向に移動するとき前記ワイヤばねを半径方向に圧縮するシンクロナイザ組立体。
【請求項７】
請求項４に記載のシンクロナイザ組立体において、前記ワイヤばねは形状及び横断面がほぼ円形であり、自由端と反対端の舌部とを有するシンクロナイザ組立体。
【請求項８】
請求項１に記載のシンクロナイザ組立体において、前記ワイヤばねが連続するほぼ円形の部材であるシンクロナイザ組立体。
【請求項９】
請求項８に記載のシンクロナイザ組立体において、前記スリーブは内側に伸びる二次の歯の組を備え、その二次の歯はブロッカリングの突起と対応しかつそれと軸方向に整合され、その二次の歯は前記スリーブの一次の歯より小さい直径を有するシンクロナイザ組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用の手動変速機に使用されるような変速機シンクロナイザに関し、単純化した構造により従来のシンクロナイザが必要としていた多くの部品を省略したシンクロナイザ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブロッカリング式の自動車用の手動変速機は、通常、シンクロナイザスリーブの初期移動時にブロッカリングを円錐摩擦面に向かって予め偏倚し或いは着座させる複数のストラット及びばねを備えていた。更に詳細には、そのようなシンクロナイザ組立体は、通常、被駆動軸に取り付けられ外側にスプラインが形成されたハブと、ハブに滑り可能に取り付けられかつシフトフォーク等により軸方向に移動されるようになっていて、内側にスプラインが形成されたカラー又はスリーブと、シンクロナイザの一方の側又は両側のブロッカリング及び協働する歯車クラッチング要素とで構成されていた。また、典型的には、そのようなシンクロナイザ組立体には、ハブに滑り可能に取り付けられかつブロッカリングが中央位置すなわち中立位置のいずれかの側にある位置に移動されたときそのブロッカリングと接触するように配置された複数のバーすなわちストラットが含まれていた。これらのストラットは一つ又はそれ以上のばねによって半径方向外側に偏倚されかつスリーブの内周に形成された溝と係合する外側表面に突起を備えていた。
【０００３】
この構造により、ストラット及びばねはスリーブと共に移動止め機能を達成しかつ軸方向に移動したときスリーブに追従するようになっていた。ストラットはブロッカリングと接触していたため、リングは円錐摩擦面に着座しかつシンクロナイザの作用に対して適当な位置に割り決めされていた。更に、スリーブの軸方向移動はストラット上の移動止め力に打ち勝ってそれらをばねに抗して半径方向に圧縮し、かつ通常の方法で同期作用が完了した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、構造を単純化して部品点数を少なくしたシンクロナイザ組立体を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動車用の手動変速機に使用するシンクロナイザ組立体であって、内側表面のある中央開口を有する滑り可能なクラッチスリーブと、前記スリーブの半径方向内側に配置されかつ軸方向スプラインが内側表面に形成されたハブであって、被駆動軸に作動的に接続されたハブと、前記ハブの側部に隣接した少なくとも一つのブロッカリングであって、軸方向の歯を有するブロッカリングと、前記ハブの側部でかつ前記ブロッカリングと軸方向に隔てて前記軸に軸受けされた少なくとも一つの伝達歯車であって外側の歯を有する伝達歯車と、前記クラッチスリーブと作動的に係合するシフトフォークとを備え、前記ハブ、ブロッカリング、歯車及びクラッチスリーブが前記被駆動軸を囲み、前記ブロッカリング及び歯車は前記スリーブが軸方向に移動したとき係合されるようになっている相補の円錐摩擦面を有し、前記スリーブが、前記ハブの外側スプラインと滑り可能に係合しかつ少なくとも一つのブロッカリングの周辺の歯及び少なくとも一つの歯車の歯と選択的に係合する内側軸方向スプラインを有する、シンクロナイザ組立体において、
前記スリーブの内側表面にありかつ前記ハブの外側表面に向いている環状の中央溝と、前記ブロッカリングの各々に形成されかつ前記ハブ内に伸びている、複数の円周方向に隔てられ内側に伸びている突起と、前記溝内に配置されたほぼ円形のワイヤばねとを備え、前記ワイヤばねが前記中央凹部と係合するようになっており、前記ワイヤばねが前記ブロッカリングと係合するとき前記スリーブの軸方向移動時に推力が前記ブロッカリングに加えられるように構成されている。
【０００６】
【作用】
本発明は、シンクロナイザ組立体内でのストラット及びばねの集合を、ハブ内の中央に配置されかつ軸方向に移動可能なスリーブの適当な向かい合う溝すなわち切欠き構造と協働する単一のほぼ円形のワイヤばねで置き換えている点で、従来技術のシンクロナイザの改良である。ブロッカリングの複数の突起はハブの切欠きを通してワイヤばねに接近した位置まで軸方向内側に伸びる。
【０００７】
本発明の第１の実施例において、ハブは円形のワイヤばねを受ける中央に配置された溝が形成されている。ハブの溝はクリアランスのためだけでありかつシンクロナイザの適切な動作のためにワイヤばねがいずれかの方向に十分な距離移動できるように十分な幅を有する。ワイヤばねはラグすなわち舌部から内側に曲がった一端と不連続であり、かつハブの別の切欠きは舌部と協働してばねが軸方向に移動するのを許容するがばねの回転を阻止する。シンクロナイザの組立体において、ワイヤばねはハブの溝内にほぼ位置決めされかつ半径方向内側に圧縮され、舌部はハブの別の切欠きと係合している。スリーブは、それから、ハブ及びばねの上で軸方向に組み立てられ、予め負荷が加えられたばねはばねを内側溝構造内に嵌める。
【０００８】
本発明の第２の実施例において、ワイヤばねは連続する円形のワイヤでありかつ内側に曲がった舌部がない。同時に、ハブの別の切欠きも必要でない。この実施例の組立体において、連続するワイヤばねはハブの環状の溝内で局部的に配置されかつスリーブをハブに組み立てたとき弾性的に変形され、ばねの残りの部分がスリーブの環状の溝と係合するのを許容する。別の構造はハブを２部品構造にし、その２部品構造は組み立てられたとき溝構造を限定する。組み立てにおいて、連続するワイヤばねは第１の主ハブ部分の適所に配置され、第２のハブ部分はその後第１のハブ部分に組み立てられかつ保持リング又は他の適当な締め具で固定され、スリーブはその後通常の方法で軸方向に組み立てられる。
【０００９】
ワイヤばねの幾つかの構造は本発明のために描かれている。すなわち、横断面が円形のほぼ円形のワイヤばね、反対側が平らにされたほぼ円形のワイヤばね及び複数の半径方向に隆起されたセクションを有するほぼ円形のワイヤばねである。半径方向に隆起されたセクションを有する形状は不連続ばねで使用される。このシンクロナイザの動作はストラット及びばねの通常の装置と同じである。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
本発明の実施例が示されている図面において、図１は本発明による改良したシンクロナイザ組立体１０の第１の実施例の一部が拡大して示され、そのシンクロナイザ組立体は変速機（図示せず）の被駆動軸１１に取り付けられる。一対の歯車１２及び１３がシンクロナイザ１０の両側で被駆動軸１１に支持されている。内側にスプラインが形成されたハブ１４は、軸の拡大部分１１ａのスプライン付き部分１５を介して軸１１に接続され、その軸１１は歯車１２により囲まれかつ外側に伸びて拡大したリング１６で終わっている。軸方向に移動可能なスリーブすなわちカラー１７が外側のリング１６の半径方向外側に配置されかつ１８において内側にスプラインが形成され、ハブと共に回転するがそのハブに関して軸方向にどちらの方向にも移動できるようにリング１６の外側スプライン１９と係合する。
【００１１】
ハブ１４の両側でかつ歯車１２及び１３のそれぞれのリセス１２ａ及び１３ａ内には、一対のブロッカリング２１及び２２が配置され、各ブロッカリングは内側のテーパ付き表面２４と、ハブの拡大したリング１６の一方の側と相補を成しかつそれを受ける外側リセス２５とを有する。リセス２５はブロッカリング本体に半径方向フランジ２６を限定し、その半径方向フランジは軸方向の歯２７で終わり、その歯２７はスリーブ１７の隅のスプライン歯の隙間と概して整合されているが通常はその隙間と係合していない。
【００１２】
ハブリング１６の外側表面には、スリーブ１７の内側表面の中央の環状溝３６と半径方向に整合された環状溝すなわちチャンネル３５が同心的に配置され、整合され向かい合う溝３５及び３６は単一のほぼ円形のばね３７をその中に受けている。また、各ブロッカリング２１及び２２は、ハブ１４の整合された軸方向切欠き４１内にワイヤばねに接近する位置まで軸方向内側に伸びていて一対の円周方向に隔てられた突起３８及び３９を有している。これらの突起は歯の角度位置に関して精密に位置決めされ、ブロッカリングの突起すなわちタブは歯２７の中央に整合される。各突起３８及び３９が嵌まる切欠き４１は精密に位置決めされて歯１８の中央と整合され、突起と歯との間の角度的なクリアランスはユニットの同期作用に厳密である。したがって、突起すなわちタブ３８及び３９の角度的過剰移動は歯１８のピッチよりわずかに小さい。図２に示されるように、ばね３７は一方の自由な円弧状端部で不連続に終わりかつ曲がった反対端すなわち舌部４３を有し、その舌部は突起用の切欠きの中央の位置でハブに形成された切欠き４４内に受けられている。
【００１３】
ワイヤばね３７はシンクロナイザ組立体内で半径方向に圧縮されかつハブ１４の溝３５内に位置決めされる。スリーブ１７はそれからハブ１４及びばね３７の上に組み立てられ、ばねの予備負荷がばねをスリーブの内側溝３６内にパチンと嵌める。ハブの溝３５はクリアランスのためだけであり、ワイヤばねがシンクロナイザの適切な動作を許容するのに十分な距離だけ軸方向に移動するのを許容する十分な幅を有する。
【００１４】
単一のワイヤばね３７を有するシンクロナイザの動作はストラット及びばねの通常の装置を有するシンクロナイザと同じである。スリーブ１７が、スリーブ１７の外側表面の外側環状溝４６内のシフトフォーク４５（図１参照）によって左に軸方向に移動されると、ワイヤばね３７は、ばねを溝３６内に保持するばね自身の半径方向張力によりスリーブと共に移動する。ワイヤばねの側面はブロッカリング２１の突起３８と接触しかつ歯車１２の相補の円錐摩擦面４７と係合するブロッカリングを円錐摩擦面２４との着座位置に偏倚し、被駆動軸と一緒の歯車１２の回転を促進する。スリーブを軸方向に引き続き移動すると、ワイヤばねは、静止のブロッカリングと接触することによってそれ以上の軸方向移動が阻止されるので、半径方向に圧縮される。スリーブの溝３６は、スリーブが軸方向に移動したときリングが半径方向に徐々に圧縮されるように、傾斜した側面４８が設けられている。スリーブが更に移動すると、スリーブの歯１８はブロッカリングのフランジ２６の歯２７と係合する。スリーブが引き続き移動するとブロッカリングが僅かに回転し、スリーブ１８の歯が歯２７の間の歯の隙間を通過して歯車１２の肩部３３の歯３１と係合するのを許容し、ハブ１４、スリーブ１７、ブロッカリング２１及び歯車１２を被駆動軸１１と共に回転させる。明らかなように、スリーブが反対方向に移動すると、ワイヤばね３７は反対側のブロッカリング２２の突起３９に抗して移動し、その結果、ブロッカリングが反対側の歯車１３の円錐摩擦面４９と係合して歯車と被駆動軸との一緒の回転を促進する。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、不連続ワイヤばねはほぼ円形の形状を有していてそのワイヤは円形の横断面を有しているが、これだけがスリーブ１７及びブロッカリング２１及び２２と共に機能する形状とは限らない。
【００１６】
図６及び図７は、ワイヤばねの形状を除いては図１及び図２に示されるものと全般的に同じである第２のシンクロナイザ組立体５１を示し、同じ部品には図１の参照番号に接尾語「ａ」を付して示す。このシンクロナイザ組立体のワイヤばね５２はほぼ円形で、ほぼ湾曲した端部４２ａと曲がった舌部４３ａとを有し、かつブロッカリングの突起３８ａ及び３９ａと数が同じでその突起とほぼ整合した複数の隆起したセクション５３を有しており、その隆起したセクションはスリーブが連続して軸方向に移動するとき真円形状のそれに比較して異なった力の特性を発揮する。第２のばねに対するこの異なった特性は、シンクロナイザ組立体を所望のシフト感覚及び特性に対する最適の特性に変える。この実施例のワイヤばねの全体の形状及び動作はどの場合と同じである。
【００１７】
図８はシンクロナイザ組立体用のワイヤばね５５の第３の形状を示し、その形状において、ワイヤばねは各ブロッカリングの突起とより良く接触させるために平らな側面５６が設けられている。
【００１８】
図９は本発明の第２の実施例の一部を示し、その実施例において、ワイヤばねは連続する円形のワイヤでありかつ図２及び図３に示されるような端部４２及び舌部４３を備えていない。加えて、切欠き４４は省略されており、この実施例において同じ部品は図１の参照番号と同じ参照番号に接尾語「ｂ」が付されている。この組立体のワイヤばね５８は突起又は隆起セクションがない連続する円形のリングである。スリーブ５７は、ブロッカリングの突起３８ｂ及び３９ｂに対応しかつそれと軸方向に整合された三つ又はそれ以上の組の内側に伸びる歯５９が設けられている。内側歯１８ｂの残りの部分は内側に伸びる歯５９の組の間でスリーブ５７の内周の部分を占めている。溝又は切欠き３６ｂが伸長する歯５９の内側に向く表面６０に設けられ、その切欠きには図１の溝３６と同様の傾斜する側面４８ｂが設けられている。組み立てにおいて、ばね５８はハブ１４ｂの溝と一側部に沿って係合されかつ徐々に弾性的に変形されてハブの溝の残りの部分と係合する。ばねはその後ハブの切欠き４１ｂの区域で半径方向に圧縮され、それからスリーブ５７が普通の方法で軸方向に組み立てられる。
【００１９】
図１１において、ばね５８の外径はスリーブの歯１８ｂの最内側表面によって形成される直径より小さい。ばねの予備負荷はばねをスリーブの溝３６ｂ内に保持し、ばねの外径は歯１８ｂの内側表面から内側に隔てられている。スリーブ５７が軸方向に移動されると、ばね５８はばねがブロッカリングの突起３８ｂと接触するまでスリーブと共に移動し、ブロッカリングを前に述べたように歯車に向かって偏倚する。スリーブを引き続いて移動すると、ばね５８は図１２に示される位置まで溝の側面４８ｂに沿って内側に変形される。ばねは歯５９の表面６０によって半径方向内側に押され、かつ歯５９の間の区域で半径方向外側に広げられる。この広がりを許容するために、ばねの外周と歯１８ｂの最内側の表面との間で十分な隙間が設けられる。スリーブを引き続いて移動すると、シンクロナイザ組立体は通常の方法でその動作を完了する。
【００２０】
図１０は本発明の第２の実施例の別の構造を示している。ある場合において、図９に示される構造に対して記載されたようにばねを変形することによって、ハブにばねを組み立てるために不十分な隙間が存在する。示された代わりの実施例はばねを変形する必要なくハブにばねを組み立てる。図１０に示されるように、ハブはハブリングに１／２の切欠き４１ｃを与えるように肩部を形成する主本体部分を含み、二次の本体部分はハブリング及び中央の切欠きの反対の１／２を形成する。スプライン付き接続部６２は部品を回転する関係に保ちかつ接続部は部分６１の軸方向移動を阻止するハブ本体１４ｃの適当な溝内で保持リング６３によって固定されている。組み立てにおいて、ばねは最初にハブ１４ｃ上の位置に置かれる。部品６１はそれからスプライン６２を整合して組み立てられ、かつ組立体は保持リング６３と固定される。組立体の残りの部分及びシンクロナイザ組立体の動作は前述の構造と同じである。
【００２１】
後進歯車又は第５歯車の場合のようにシンクロナイザが一方向にゆっくり動く必要がある組立体において、図１３はこれらの状態に対して図１０に示されるものと同じハブの別の構造を示し、同じ部品には同じ参照番号に接尾語「ｄ」を付して示す。この構造において、ハブ１４ｄは外側の部分的な環状リング１６ｄが設けられ、その環状リング１６ｄはブロッカリング２６ｄに形成された肩部内に伸び、リング及びハブは内側に伸びるブロッカリングの突起３８ｄを受ける複数の切欠き４１ｄを有する。肩部３５ｄはばね５８ｄを受ける切欠きを形成するが、保持リング６３ｄによって適所に保持されている環状のリング６１ｄを受けるように反対側に開口している。この構造は、シンクロナイザを動作させかつ歯車１２ｄを係合させるためにスリーブ１７ｄの移動が一方向のみである点を除いて、前の実施例と同じである。
【００２２】
本発明の第２の実施例の連続する円形のワイヤばねが円形の横断面を有するものとして示されてきたが、図８に示されるものと同様の平らな側面を有する横断面も使用され得る。
【００２３】
本発明のシンクロナイザ組立体は自動車の変速機に適用され、特にエンジンと駆動輪との間の自動車ドライブトレイン内の手動変速機に適用される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、シンクロナイザ組立体の部品点数を少なくできて構造が簡単となり、併せてコストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単純化したワイヤばね構造を利用する変速機のシンクロナイザ組立体の第１の実施例の拡大部分断面図である。
【図２】図１に比較して縮小して示す図１のセンサ２−２に沿って切断した断面図である。
【図３】ばね、ハブ及びブロッカリングの構造を詳細に示す図２の一部の拡大部分断面図である。
【図４】ブロッカリングの突起の詳細を示すブロッカリングの一部の部分斜視図である。
【図５】ばね用の溝とブロッカリングの突起を受ける切欠きとを示すシンクロナイザ組立体のハブの部分横断面図である。
【図６】図１と同様の拡大部分断面図であるが、ワイヤばねの第２の形状を示す図である。
【図７】縮小してかつ図２と同じ方向で見た図６のワイヤばねの側立面図である。
【図８】図１と同様の拡大部分断面図であるが、ワイヤばねの第３の形状を示す図である。
【図９】図１と同様の拡大部分断面図であるが、本発明の第２の実施例を示す図である。
【図１０】図９と同様の拡大部分断面図であるが、第２の実施例のハブ構造の構成を示す図である。
【図１１】円形のばねの構造及び図９の実施例のスリーブを示す図２と同様の部分横断面図である。
【図１２】シンクロナイザの動作中の位置にあるばね及びスリーブを示す図１１と同様の図である。
【図１３】図１０と同様の拡大部分断面図であるが、一方向装置用の別のハブ構造を示す図である。
【符号の説明】
１０  シンクロナイザ組立体          １１  被駆動軸
１２、１３  歯車                    １７  スリーブ
２１、２２  ブロッカリング          ３５、３６  溝
３７  ワイヤばね                    ４５  シフトフォーク
５１  シンクロナイザ組立体          ５２  ワイヤばね
５３  セクション                    ５５  ワイヤばね
５８  ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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