JP2002039211A - 変速機用同期装置−１ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レバー部材のてこ作用により同期容量の
増大をはかった変速機の同期装置において、レバー部材
の作用点で押圧される同期リングの被押圧面の摩滅を防
ぐとともに、バランスウエイトとレバー部材との係合が
外れるのを防止する。 【解決手段】 レバー部材３４、４０を半径方向外側へ
広げる作用をするスプリング３６、４２の舌部３６−
１、４２−１を、レバー部材３４、４０の押圧部３４−
４ａ、３４−４ｂ、４０−４ａ、４０−４ｂと、同期リ
ング３２、３８の被押圧面３２−２、３８−２との間に
介在させるとともに、バランスウエイト４４の軸方向の
移動をスプリング３６とハブ１２とで規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用変速機の変
速操作（ギヤ切り替え）時に、操作力をスリーブとハブ
および同期リングとの間に複数のレバー部材のてこ作用
により同期リングを倍力して押圧する変速機用同期装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スリーブとハブおよび同期リング
との間に複数のレバー部材を配置し、スリーブがレバー
部材のてこ作用でリングを倍力して押圧する変速機用同
期装置としては、特開平９−８９００２号公報に記載の
ものがある。

【０００３】上記、従来例にあっては、スリーブとハブ
および同期リングとの間に複数のレバー部材が配置さ
れ、スリーブの変速ギヤへ向かう移動による押圧力をて
こ作用で倍力して前記同期リングに伝達することによ
り、同じ操作力に対して一般的なワーナー型の同期装置
より高い同期容量を得ている。

【０００４】すなわち、一般的なワーナー型の同期装置
においては同期リングを押圧する力はスリーブの変速ギ
ヤへ向かう移動による押圧力のみであったが、これをレ
バー部材のてこ作用で倍力して前記同期リングに伝達す
るため、スリーブの押圧力をレバー比倍した力で同期リ
ングを押圧することで、同期リングと変速ギヤとの摩擦
面同士を強力に圧接して高い同期容量（摩擦トルク）を
得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の変速機用同
期装置にあっては、レバー部材が小さな接触面積で同期
リングを直接押圧する構成であるため、同期リング側に
圧痕がつき、同期リングが磨滅しやすいという問題があ
る。

【０００６】すなわち、レバー部材がてこ作用を行うた
め、レバー部材が同期リングを押圧する部位は線接触に
ならざるを得ず、また、一般的にレバー部材は熱処理し
た鉄であるのに対し、同期リングは摩擦力確保のため銅
合金でできている。このため、硬度の低い同期リング側
に圧痕がつきやすくなる。さらに、従来の例では、レバ
ー部材に遠心力が作用するため、高速走行中のシフト時
にレバー部材を内側へ押し込むには大きな力を要するの
で、変速に要する操作力が重くなるという問題があっ
た。

【０００７】本発明は、レバー部材による倍力機能を確
保しながら、同期リングの磨滅を防止し、耐久性を向上
させることが可能な変速機の同期装置を提供することを
第１の目的とする。さらに本発明は、レバー部材に作用
する遠心力で高速走行時の変速操作が重くなるのを防止
できるようにした変速機の同期装置を提供することを第
２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明の変速機用同期装置にあっ
ては、動力を伝える軸と、この軸に固定され外周にスプ
ラインを有するハブと、内周にスプラインが形成されハ
ブの外周にスプライン嵌合により支持されたスリーブ
と、このスリーブがスプライン嵌合可能なクラッチギヤ
および同期のための摩擦面がハブ側に一体に設けられた
変速ギヤと、この変速ギヤの摩擦面に押圧可能な摩擦面
を有する同期リングと、スリーブとハブおよび同期リン
グとの間に複数のレバー部材が配置されて、スリーブの
変速ギヤへ向かう移動による押圧力をレバー部材がてこ
作用で倍力して同期リングに伝達する変速機用同期装置
にあって、レバー部材と同期リングとの間に介在させる
フラット部を有し、かつレバー部材を半径方向外側に付
勢するスプリングを設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の本発明の変速機用同期装
置にあっては、レバー部材とバランスウェイトとが、傾
斜面同士で係合してこれらに働く遠心力によるレバー部
材とバランスウェイトの半径方向の力が打ち消し合うと
ともに、スプリングによりバランスウェイトの軸方向の
移動を規制するようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の作用】請求項１に記載の本発明の車両用同期装
置にあっては、シフト時にスリーブが操作力で軸方向に
移動押圧される。この力は、レバー部材のてこ作用によ
り倍力されて同期リングへ伝えられる。このとき、レバ
ー部材と同期リングとの間にはスプリングのフラット部
が介在している。したがって、レバー部材による同期リ
ングの押圧は、スプリングのフラット部により接触面積
が大きい状態でなされる。また、スプリングは、レバー
部材を半径方向外側へ付勢しているので、同期が始まる
際にスリーブがレバー部材を介して同期リングを押圧し
て初期摩擦トルクを発生させる。同期が完了したら、ス
リーブはレバー部材を半径方向内側へ押し込んで、軸方
向へ移動して変速ギヤのクラッチギヤと噛み合い、シフ
トが終了する。

【００１１】請求項２に記載の本発明の車両用同期装置
にあっては、レバー部材とバランスウェイトとが、傾斜
面同士で係合されている。軸の回転でレバー部材とバラ
ンスウェイトとには、遠心力が働く。この遠心力は、軸
が高回転するほど大きくなる。この状態でレバー部材が
半径方向外側へ向かう遠心力が作用するため、シフト操
作時に上記スプリング力に加えこのレバー部材に作用す
る遠心力分が増加してシフト力が重くなることになる。
しかし、このとき、同時にバランスウェイトにも遠心力
が働き、傾斜面によりレバー部材に作用する半径方向外
側へ向かう遠心力をうち消す役目を果たす。なお、バラ
ンスウェイトが軸方向へ移動してレバー部材との係合が
外れるのをスプリングにより防ぐ。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づき説明する。図１、図２は、本発明に係る車両用変
速機における同期装置の要部断面を示す図である。図１
は図２におけるＡ−Ｏ−Ａ線での断面図、図２は図１に
おけるＢ−Ｂ線での断面図である。図において、１０は
軸（本例では出力軸）であり、この軸１０の図中、中央
には外スプライン部１０−１、この右隣には小径部１０
−２が、また左隣には大径部１０−３がそれぞれ一体的
に形成してある。

【００１３】この軸１０の外スプライン部１０−１には
半径方向に延びるハブ１２をスプライン結合して、これ
らが常時一体回転するようにしてある。ハブ１２はこの
外周に形成したスプライン１２−１に、リング状のスリ
ーブ１４のスプライン１４−１が噛み合わされて、スリ
ーブ１４を回転方向に一体でかつ軸方向に相対移動可能
に支持する。スリーブ１４の外周には周方向に沿ってフ
ォーク溝１４−２が形成され、図示しないシフトフォー
クが摺動可能に嵌め合わされて、図示しないシフトレバ
ーによりこれに連動してシフトフォークが回転するスリ
ーブ１４を軸方向に移動可能である。

【００１４】上記小径部１０−２は、外周にブッシュ１
６、軸受１８ａを介して１速ギヤ２０を回転自在に支持
しており、この１速ギヤ２０は軸１０に平行に配置した
図示しないカウンタ軸に一体の１速駆動ギヤに常時噛み
合っている。１速ギヤ２０のハブ１２側には外周にクラ
ッチギヤ２２を設けるとともに、その内側に円錐状の摩
擦面２４を形成する。

【００１５】一方、大径部１０−３の外周には１速ギヤ
２０と同様に、軸受１８ｂを介して２速ギヤ２６を回転
自在に支承する。２速ギヤ２６は、図示しないカウンタ
軸に一体の２速駆動ギヤに常時噛み合っている。２速ギ
ヤ２６のハブ１２側には外周にクラッチギヤ２８を設け
るとともに、さらにハブ１２側に円錐状の摩擦面３０を
形成する。

【００１６】スリーブ１４は、図１の状態のようにハブ
１２のスプライン１２−１のみに噛み合いクラッチギヤ
２２、２８とは噛み合わない中立位置、図１の状態から
右方へ所定量移動したときはスリーブ１４の左方部分が
ハブ１２のスプライン１２−１に噛み合ったまま右方部
分がクラッチギヤ２２に噛み合う１速位置、図１の状態
から左方へ所定量移動したときはスリーブ１２の右方部
分がハブ１２のスプライン１２−１に噛み合ったまま左
方部分がクラッチギヤ２８に噛み合う２速位置となるス
リーブ１４の長さ、および位置関係としてある。

【００１７】最初に、２速ギヤ２６側から説明する。３
２は２速同期リングであり、ハブ１２と１速ギヤ２０と
の間に配置するとともにこの２速同期リング３２には、
前記２速ギヤ２６の摩擦面３０に対応する摩擦面３２−
１およびハブ１２側に被押圧面３２−２が形成されて、
後述の同期作用時に被押圧面３２−２が押圧されて摩擦
面３２−１と２速ギヤ２６の摩擦面３０との摩擦面同士
が圧接可能としてある。

【００１８】スリーブ１４のスプライン１４−１の一部
内側には２速ギヤ２６側に第２傾斜面１４−３が、１速
ギヤ２０側に第１傾斜面１４−４が、それぞれ形成され
ている。スリーブ１４とハブ１２と２速同期リング３２
との間には、２個の円弧状の２速レバー部材３４が環状
になるように配置されている。図２に示すように、これ
ら２個の２速レバー部材３４は円弧の中央部が半径方向
外側へ突出する頂部３４−１を有し、これらの頂部３４
−１が、ハブ１２に１８０度離れて形成された２つの切
り欠き１２−２、１２−３に係合している。

【００１９】このため、後述するように同期作用時にお
いて、２個の２速レバー部材３４は切り欠き１２−２、
１２−３にガイドされて軸方向に揺動可能である。さら
に、図１に示すように、この頂部３４−１に傾斜面３４
−２が形成され、前述のスリーブ１４の第２傾斜面１４
−３と相対して、後述の同期作用時に２速レバー部材３
４のてこ作用の「力点」となるようにしてある。

【００２０】２個の２速レバー部材３４の両端部３４−
３ａ、３４−３ｂは、図２のように互いに向き合わされ
て、図４に示すように２速同期リング３２からハブ１２
に向けて延びる２カ所の突起３２−３を、周方向の隙間
を有して挟むように配置されている。また、この２速レ
バー部材３４の両端部３４−３ａ、３４−３ｂは軸方向
にハブ１２と接して、後述の同期作用時に２速レバー部
材３４のてこ作用の「支点」となるようにしてある。

【００２１】また、２速レバー部材３４には円弧の中間
に位置する押圧部３４−４ａ、３４−４ｂが形成され、
後述する同期作用時に２速同期リング３２の被押圧面３
２−２を押圧し、２速レバー部材３４のてこ作用の「作
用点」として作用するようになっている。以上の「力
点」「支点」「作用点」の関係は図４に示す。

【００２２】２速レバー部材３４の内側には２速スプリ
ング３６が配置されている。２速スプリング３６は図３
のように環状に曲げられており、その展開形状は図５の
ようになっている。２速スプリング３６は、その弾性力
により２個の２速レバー部材３４を半径方向外側へ押し
広げるように付勢するとともに、４箇所で突出され、環
状部から直角方向（組み付け時は半径方向となる）に曲
げた４つの舌部（フラット面）３６−１を形成する。こ
れらの舌部３６−１は、２速レバー部材３４の押圧部
（作用点）３４−４ａ、３４−４ｂと２速同期リング３
２の被押圧面３２−２との間に挟まれた位置に置かれて
いる。すなわち、２速レバー部材３４の押圧部３４−４
ａ、３４−４ｂは、２速スプリング３６の舌部３６−１
を介して２速同期リング３２の被押圧面３２−２を押す
ように配置される。

【００２３】また、図２に示すように、２速レバー部材
３４は、これらの両端部３４−３ａ、３４−３ｂの内側
に、傾斜面３４−５ａ、３４−５ｂがそれぞれ形成され
る。また、バランスウェイト４４にも、両端部の外側に
傾斜面４４−１ａ、４４−１ｂがそれぞれ形成される。
２個の２速レバー部材３４の内側には２個のバランスウ
ェイト４４が２速レバー部材と互い違いとなるように配
置されて、これらバランスウェイト４４の傾斜面４４−
１ａ、４４−１ｂが、２速レバー部材３４の傾斜面３４
−５ａ、３４−５ｂに接する。これらの傾斜面で接する
ため、２個のバランスウエイト４４が半径方向外側へ移
動するためには、２個の２速レバー部材３４は半径方向
内側へ移動しなければならないように構成されている。

【００２４】すなわち、バランスウエイト４４は舌部４
２−１とハブ１２の間にあって、全体が回転すると遠心
力により半径方向外側へ移動しようとして、傾斜面４４
−１ａ、４４−１ｂが２速レバー部材３４の傾斜面３４
−５ａ、３４−５ｂを押圧する。このため、２速レバー
部材３４に作用する遠心力と、バランスウエイト４４に
作用する遠心力とが互いに相殺する関係になる。

【００２５】なお、２速スプリング３６は、これらの舌
部３６−１が図１のように２速レバー部材３４と２速同
期リング３２に挟まれて軸方向の移動が規制されてい
る。したがって、バランスウエイト４４は、２速スプリ
ング３６とハブ１２に挟まれて軸方向に移動できないの
で、バランスウエイト４４と２速レバー部材３４との係
合が外れる恐れはない。

【００２６】以上は２速ギヤ２６側の２速レバー部材３
４、２速同期リング３２、スリーブ１４の第２傾斜面１
４−３、２速スプリング３６等について説明したが、１
速ギヤ２０側も基本的に同様に構成するが、バランスウ
エイトは設けられていない。すなわち、１速は２速に較
べて低回転域（自動車の低速度域）で使用されるので、
遠心力の影響が少なくバランスウエイトを必要としな
い。

【００２７】上記の構成になる本発明の実施の形態にお
ける同期装置の作動につき、以下、２速への変速操作
（シフト）に伴う同期作用を中心に説明する。中立位置
では図１に示すように、スリーブ１４は１速ギヤ２０、
２速ギヤ２６のクラッチギヤ２２、２８のいずれとも噛
み合っていない。したがって、図示しないエンジンが稼
動中で図示しないクラッチが接続され１速ギヤ２０、２
速ギヤ２６が回転していても、この回転力はスリーブ１
４、ハブ１２、軸１０には伝わらず車輪を駆動すること
はない。

【００２８】ここで、２速にシフトするため図示しない
シフトフォークを移動し始めると、スリーブ１４のスプ
ライン１４−１がハブ１２のスプライン１２−１をスラ
イドし、ハブ１２に対し図１中左方向へ移動する。この
ときスリーブ１４の傾斜面１４−３が２個の２速レバー
部材３４の傾斜面３４−２、に接し、２速スプリング３
６の弾性による付勢力に応じて２速レバー部材３４を押
すと、２速レバー部材３４は端部３４−３ａ、３４−４
ｂがハブ１２に当接してここをてこの支点、傾斜面３４
−２での接触点をてこの力点、押圧部３４−４ａ、３４
−４ｂが２速スプリング３６の舌部３６−１を介して２
速同期リング３２の被押圧面３２−２に当たって、てこ
の作用点として機能する。

【００２９】したがって、スリーブ１４で２速レバー部
材３４を押す力が倍力されて２速同期リング３２を押し
つけるので、２速同期リング３２の摩擦面３２−１と２
速ギヤ２６の摩擦面３０とが強く押しつけられ摩擦トル
クが発生する。この摩擦トルクによりスリーブ１４側と
２速ギヤ２６のクラッチギヤ２８側との同期作用が行わ
れる。同期作用が終了すると、スリーブ１４は２速レバ
ー部材３４を半径方向内側へ押し込みながら進行し、ク
ラッチギヤ２８と噛み合いシフトが完了する。この結果
エンジンの回転力は２速ギヤ２６で減速されてクラッチ
ギヤ２８、スリーブ１４、ハブ１２を介して軸１０に伝
わり図示しない車輪を駆動する。

【００３０】このスリーブ１４が２速レバー部材３４を
半径方向内側へ押し込みながら進行する際、２速レバー
部材３４には回転による遠心力が作用するので、スリー
ブ１４が進行するためには遠心力に打ち勝つ必要があ
る。遠心力は回転数の２乗に比例して大きくなるので、
高速走行中における２速へのシフト時の操作力が増大す
る。

【００３１】しかし、前述のように２個のバランスウエ
イト４４が２個の２速レバー部材３４を連結するように
配置され、バランスウエイト４４の傾斜面４４−１ａ、
４４−１ｂが２速レバー部材３４の傾斜面３４−２に接
しているため、２速レバー部材３４に作用する遠心力と
バランスウエイト４４に作用する遠心力とが相殺して、
遠心力の影響を無視できる程度に小さくすることができ
る。

【００３２】したがって、バランスウエイト４４を設け
たことにより、高速走行時における２速シフトの操作力
を軽減する。また、前述のように、バランスウエイト４
４は２速スプリング３６とハブ１２に挟まれており、軸
方向の移動を規制されるので、２個の２速レバー部材３
４との係合が外れる恐れはない。

【００３３】２速から１速へシフトするときは、シフト
レバーを操作してスリーブ１４を図１中右方向へ移動さ
せてクラッチギヤ２８から外し、中立位置を経由して１
速ギヤ２０側へ向かわせ、２速シフト時同様の１速レバ
ー部材４０によるてこ作用により強い摩擦トルクで同期
し、１速ギヤのクラッチギヤ２２にスリーブ１４のスプ
ライン１４−１を噛みあわせることでシフトを完了す
る。このときエンジンの回転数は２速時より大きい減速
比で減速されてクラッチギヤ２２、スリーブ１４、ハブ
１２を介して軸１０に伝わり図示しない車輪を駆動す
る。

【００３４】１速シフトは２速シフトに較べて低い速度
で行われるので、１速レバー部材４０に作用する遠心力
の影響は小さく、バランスウエイトはなくても問題な
い。また、２速シフト、１速シフトのいずれにおいて
も、２速レバー部材３４、１速レバー部材４０の押圧部
３４−４ａ、３４−４ｂ、４０−４ａ、４０−４ｂと、
２速同期リング３２、１速同期リング３８の被押圧面３
２−２、３８−２との間には、２速スプリング３６、１
速スプリング４２の舌部３６−１、４２−１がそれぞれ
介在するため、強い力が作用しても２速同期リング３
２、１速同期リング３８の被押圧面３２−２、３８−２
が摩滅する恐れがない。

【００３５】以上の説明で分かるように、上記実施態様
による同期装置にあっては、それぞれのレバー部材３
４、４０のてこ作用で同期のための強い摩擦トルクを得
ることが可能でありながら、各同期リング３２、３８の
被押圧面３２−２、３８−２が摩滅することを防ぐこと
ができる。また、高速走行時における２速シフトの操作
力を軽減できる。なお、舌部３６−１は、全体をフラッ
ト面としたが、少なくとも接触押圧部分がほぼフラット
であればよい。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明の変
速機用同期装置によれば、以下のような効果を得ること
ができる。 （１） 請求項１に記載の本発明の変速機用同期装置に
よれば、レバー部材のてこ作用による倍力機能を利用す
るときでも、レバー部材と同期リングとの間に、レバー
部材を半径方向外側へ付勢するスプリングのフラット部
を介在させたので、同期リングにレバー部材から作用す
る接触面積を大きくして同期リングの摩耗を防止し耐久
性を向上させることができる。

【００３７】（２） 請求項２に記載の本発明の変速機
用同期装置によれば、軸が高回転しているときでも遠心
力によりレバー部材が半径方向外側へ飛び出そうとする
のを、同じく遠心力で半径方向外側へ移動しようとする
バランスウェイトを用いて、互いの傾斜面により打ち消
し合いシフト力が遠心力分重くなるのを防ぐことができ
る。またこのバランスウェイトの軸方向の移動をスプリ
ングにて阻止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の変速機用同期装置の断面図であり、図
２におけるＡ−Ｏ−Ａ線での断面図でもある。

【図２】本発明の変速機用同期装置の断面図であり、図
１におけるＢ−Ｂ線での断面図でもある。

【図３】本発明の変速機用同期装置における、２速スプ
リング正面図である。

【図４】本発明の変速機用同期装置における、レバー部
材のてこ作用を説明する図であり、レバー部材のみ外観
で他は断面を表す。

【図５】図３に示した２速スプリングの材料である。

【符号の説明】

１０：軸（出力軸） １２：ハブ １４：スリーブ １６：ブッシュ １８：軸受 ２０：１速ギヤ ２２：クラッチギヤ ２４：摩擦面 ２６：２速ギヤ ２８：クラッチギヤ ３０：摩擦面 ３２：突起 ３４：２速レバー部材 ３６：２速スプリング ３６−１：舌部（フラット面） ３８：１速同期リング ４０：１速レバー部材 ４２：１速スプリング ４４：傾斜面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力を伝える軸と、この軸に固定され外
   周にスプラインを有するハブと、内周にスプラインが形
   成され前記ハブの外周にスプライン嵌合により支持され
   たスリーブと、該スリーブがスプライン嵌合可能なクラ
   ッチギヤおよび同期のための摩擦面が前記ハブ側に一体
   に設けられた変速ギヤと、この変速ギヤの摩擦面に押圧
   可能な摩擦面を有する同期リングと、前記スリーブと前
   記ハブおよび前記同期リングとの間に複数のレバー部材
   が配置されて、前記スリーブの前記変速ギヤへ向かう移
   動による押圧力を前記レバー部材がてこ作用で倍力して
   前記同期リングに伝達する変速機用同期装置において、
   前記レバー部材と前記同期リングとの間に介在させるフ
   ラット部を有し、かつ前記レバー部材を半径方向外側に
   付勢するスプリングを設けたことを特徴とする変速機用
   同期装置。
2. 【請求項２】 前記レバー部材とバランスウェイトと
   が、傾斜面同士で係合してこれらに働く遠心力による前
   記レバー部材と前記バランスウェイトの半径方向の力が
   打ち消し合うとともに、前記スプリングにより前記バラ
   ンスウェイトの軸方向の移動を規制するようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載の変速機用同期装置。