JP2004125030A

JP2004125030A - 変速機

Info

Publication number: JP2004125030A
Application number: JP2002288307A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yamada; 山田　研一
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】変速機の動力伝達効率を向上させ、耐久性を向上させる。
【解決手段】この変速機は回転軸に固定される固定歯車と回転軸に回転自在となる浮動歯車３１とからなる複数の変速歯車列を切り換える変速機である。浮動歯車３１を備える回転軸には、浮動歯車３１に噛み合い回転軸と浮動歯車３１とを連結および連結解除するスリーブ４１ｂを設ける。スリーブ４１ｂと浮動歯車３１とを同期回転させるシンクロナイザーリング５０には、内周面５０ａに潤滑油を収容する螺旋溝５７を形成する。この螺旋溝５７はシンクロナイザーリング５０の浮動歯車３１に対する相対回転Ｖｒ１によって潤滑油を浮動歯車３１に向けて押し出す方向に傾斜される。よって、シンクロナイザーリング５０と浮動歯車３１との相対回転により螺旋溝５７から潤滑油は押し出され、シンクロナイザーリング５０は浮動歯車３１より引き離されて摺動抵抗が軽減される。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変速機に関し、特に複数の変速歯車列のうち動力を伝達する変速歯車列を切り換える変速機に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手動変速機や平行軸式の自動変速機は、エンジン動力がクラッチを介して入力されるとともに複数の駆動歯車が設けられた入力回転軸と、それぞれの駆動歯車と常時噛合って変速歯車列を形成する複数の従動歯車が設けられた出力回転軸とを有している。変速歯車列を形成する駆動歯車と従動歯車とのいずれか一方は、回転軸に対して回転自在に設けられる浮動歯車となっており、動力伝達を行う際には浮動歯車と回転軸とが噛み合いクラッチによって連結される。運転者がシフトレバーを操作すると、噛み合いクラッチが作動して複数の変速歯車列のいずれかが動力伝達状態に切り換えられ、運転者の操作に応じたギヤ比が選択されることになる。
【０００３】
複数の変速歯車列はそれぞれ異なったギヤ比に形成されるため、円滑に変速歯車列を動力伝達状態に切り換える際には、浮動歯車と回転軸との回転速度を合わせる必要がある。そこで、噛み合いクラッチにはシンクロメッシュ機構などの同期機構が設けられ、浮動歯車と回転軸との同期が図られている。同期機構にはキー式、ピン式、サーボ式など各種の型式があるが、いずれも浮動歯車と回転軸とを噛み合わせる前に、回転軸側のシンクロナイザーリングを浮動歯車に接触させることで摩擦トルクを発生させ、この摩擦トルクを用いて浮動歯車と回転軸とを同期回転させるものである。
【０００４】
浮動歯車には軸方向に延びるテーパ状のコーン部が形成され、シンクロナイザーリングの内周面にはコーン部に嵌合するように摩擦面が形成されており、このコーン部と摩擦面とを接触させることで摩擦トルクを発生させている。しかしながら、変速機内には潤滑油が収容されるため、コーン部と摩擦面との間に介在する潤滑油が摩擦トルクを減少させ、同期作用に影響を与えることになる。そこで、シンクロナイザーリングの摩擦面に溝を形成することによってコーン部と摩擦面との間に介在する油膜を切り、摩擦トルクを早急に高める様にしたシンクロナイザーリングも多く用いられている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２５７７２６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
浮動歯車と回転軸とが切り離された状態では、浮動歯車と、回転軸と共に回転するシンクロナイザーリングとは、回転速度差を持って互いに回転運動を行っている。浮動歯車の回転速度はその浮動歯車が形成する変速歯車列のギヤ比に応じて定められる一方、シンクロナイザーリングの回転速度は動力伝達状態となる変速歯車列のギヤ比に応じて定められる。
【０００７】
このような回転速度差を持ってシンクロナイザーリングと浮動歯車とは摺接するため、シンクロナイザーリングと浮動歯車との間には摺動抵抗が発生することとなり、この摺動抵抗は変速機の動力伝達効率を低下させる要因となる。また、摺接することによりシンクロナイザーリングやコーン部に摩耗が発生し、変速機の耐久性が低下するおそれもあった。特に、低速段や高速段の変速歯車列においては、浮動歯車とシンクロナイザーリングとの回転速度差が大きく現れるため、摺動抵抗の増加が問題となっていた。
【０００８】
本発明の目的は、変速機の摺動抵抗を軽減して動力伝達効率を向上することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、変速機の摺動抵抗を軽減して耐久性を向上することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の変速機は、エンジンに連結される入力回転軸と、駆動輪に連結され前記入力回転軸に平行な出力回転軸との間に設けられ、回転軸に固定される固定歯車と回転軸に回転自在に設けられて前記固定歯車に噛み合う浮動歯車とにより形成される変速歯車列を複数対備えた変速機であって、前記浮動歯車を備える回転軸に設けられ、前記浮動歯車に噛み合って前記回転軸と前記浮動歯車とを連結する動力伝達状態および連結を解除する切断状態に切り換えるスリーブと、前記浮動歯車に一体に形成されたテーパ部に嵌合されるとともに内周面に潤滑油を収容する螺旋溝が形成され、前記スリーブと前記浮動歯車とを同期回転させるシンクロナイザーリングとを有し、前記シンクロナイザーリングの前記浮動歯車に対する相対回転によって前記潤滑油を前記浮動歯車に向けて押し出す方向に前記螺旋溝を傾斜させたことを特徴とする。
【００１１】
これにより、シンクロナイザーリングがスリーブと浮動歯車とを同期回転させないスリーブの切断状態にあっては、シンクロナイザーリングと浮動歯車との相対回転によって螺旋溝から潤滑油が押し出され、これによる反力がシンクロナイザーリングに加えられる。よって、シンクロナイザーリングは浮動歯車より引き離され、シンクロナイザーリングと浮動歯車との間における摺動抵抗を軽減することができる。従って、変速機の動力伝達効率を向上させることができ、変速機の摩耗を防止して耐久性を向上させることができる。
【００１２】
本発明の変速機は、前記変速歯車列のうち最低速変速歯車列の前記浮動歯車に嵌合する低速側シンクロナイザーリングと、最高速変速歯車列の前記浮動歯車に嵌合する高速側シンクロナイザーリングとのそれぞれに前記螺旋溝を形成することを特徴とする。これにより、螺旋溝が潤滑油を押し出すことによってシンクロナイザーリングが受ける反力を、常に浮動歯車から離れる方向に作用させることができ、常に摺動抵抗を軽減することができる。
【００１３】
本発明の変速機は、２つの前記浮動歯車の間に前記スリーブを配置して前記浮動歯車のいずれか一方と前記スリーブとを選択的に同期回転させる際には、前記浮動歯車に嵌合する前記シンクロナイザーリングのそれぞれに形成される前記螺旋溝をそれぞれ逆方向に傾斜させることを特徴とする。これにより、２つの浮動歯車に嵌合するシンクロナイザーリングのそれぞれに、螺旋溝による潤滑油の押しによって作用する反力を、共に浮動歯車から離れる方向に作用させることができ、摺動抵抗を軽減することができる。
【００１４】
本発明の変速機は、前記螺旋溝を複数条に形成することを特徴とする。これにより、螺旋溝のリードを大きくすることができ、相対回転速度が低い場合であってもシンクロナイザーリングに浮動歯車から離れる方向に反力を与えることができるため摺動抵抗を軽減することができる。
【００１５】
本発明の変速機は、前記シンクロナイザーリングの内周面に前記螺旋溝を軸方向に連通する連通溝を形成することを特徴とする。これにより、螺旋溝による潤滑油の押し出し力を調整することができ、シンクロナイザーリングに作用する反力を調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態である変速機１０を示すスケルトン図であり、図示する矢印は前進走行時における回転軸の回転方向を示す。図１に示すように、変速機１０はエンジン１１に連結される回転軸である入力回転軸１２と、これと平行に設けられ駆動輪に連結される回転軸である出力回転軸１３とを有している。出力回転軸１３はセンタデファレンシャル装置１４を介して前輪駆動軸１５と後輪駆動軸１６とに連結されており、前輪駆動軸１５は図示しない前輪と連結され、後輪駆動軸１６は図示しない後輪と連結される。このように、図示する変速機１０は四輪駆動車に適用される手動変速機であり、車両に対して進行方向に搭載される縦置き式となっている。
【００１８】
トランスミッションケース１７内には、エンジン１１のクランク軸１８にクラッチ１９を介して連結される入力回転軸１２と、この入力回転軸１２に対して平行となってこれよりも下方に配置される中空の出力回転軸１３とがそれぞれ回転自在に組み込まれている。入力回転軸１２には低速段側の第１速と第２速の固定歯車２１，２２が固定され、中高速段側の第３速〜第５速の浮動歯車２３〜２５が回転自在に設けられている。一方、出力回転軸１３には固定歯車２１，２２にそれぞれ常時噛合って第１速と第２速の変速歯車列を形成する浮動歯車３１，３２が回転自在に設けられ、浮動歯車２３〜２５にそれぞれ常時噛合って第３速〜第５速の変速歯車列を形成する固定歯車３３〜３５が固定されている。
【００１９】
出力回転軸１３には変速歯車列のうち第１速と第２速のいずれかを動力伝達状態に切り換えるとともに、いずれにも動力を伝達しない切断状態に切り換えるための第１の噛み合いクラッチ４１が設けられている。一方、入力回転軸１２には第３速と第４速のいずれかを動力伝達状態に切り換えるとともに切断状態に切り換えるための第２の噛み合いクラッチ４２と、第５速の変速歯車列を動力伝達状態と切断状態とに切り換えるための第３の噛み合いクラッチ４３とが設けられている。
【００２０】
それぞれの噛み合いクラッチ４１〜４３は同期噛み合いクラッチ、つまりシンクロメッシュ機構により形成されている。第１の噛み合いクラッチ４１は、出力回転軸１３に固定されるシンクロハブ４１ａとこれに軸方向に摺動自在に設けられるスリーブ４１ｂとを有し、スリーブ４１ｂは浮動歯車３１，３２に設けられたスプライン３１ａ，３２ａに噛み合うようになっている。第２および第３の噛み合いクラッチ４２，４３はそれぞれ入力回転軸１２に固定されるシンクロハブ４２ａ，４３ａと、それぞれ軸方向に摺動自在に設けられるスリーブ４２ｂ，４３ｂを有しており、それぞれ浮動歯車２３〜２５に設けられたスプライン２３ａ〜２５ａに噛み合うようになっている。
【００２１】
入力回転軸１２には後退用の駆動歯車２６が一体に設けられ、スリーブ４１ｂには後退用の従動歯車３６が取り付けられており、図示しないアイドラ軸に軸方向に摺動自在に設けられた図示しないアイドラ歯車を駆動歯車２６と従動歯車３６とに噛み合わせると、入力回転軸１２の回転は逆転されて出力回転軸１３に伝達される。アイドラ歯車の軸方向移動は図示しない作動機構により行われる。
【００２２】
このように、運転者のシフトレバー操作により第１速〜第５速の変速段が設定された場合には、それぞれの噛み合いクラッチ３１〜３３が作動され、入力回転軸１２に入力されたエンジン動力は変速段に応じた駆動力に変換されて出力回転軸１３に伝達される。また、後退段に設定された場合には、入力回転軸１２に入力されたエンジン動力がアイドラ歯車を介して回転方向を逆に変換されて出力回転軸１３に伝達される。
【００２３】
出力回転軸１３の後方端部には差動歯車列４４と多板クラッチ４５とを備えるセンタデファレンシャル装置１４が装着され、このセンタデファレンシャル装置１４を介して前輪駆動軸１５と後輪駆動軸１６とが出力回転軸１３に連結されている。センタデファレンシャル装置１４は差動歯車列４４と多板クラッチ４５とを介して接続された駆動歯車４６を有しており、この駆動歯車４６に噛み合うように後輪駆動軸１６に固定されて従動歯車４７が設けられている。また、センタデファレンシャル装置１４は差動歯車列４４を介して前輪駆動軸１５に連結されている。このセンタデファレンシャル装置１４により旋回時やスリップ時に前輪と後輪に回転差が発生した場合には差動歯車列４４の差動回転により回転差が吸収される。
【００２４】
センタデファレンシャル装置１４を介して後輪に向けて分配されたエンジン動力は、後輪駆動軸１６から図示しないリヤデファレンシャル装置を介して図示しない後輪に伝達される一方、図示しない前輪に向けて分配されたエンジン動力は、中空の出力回転軸１３の内部に回転自在に組み込まれる前輪駆動軸１５からフロントデファレンシャル装置４８を介して前輪に伝達される。
【００２５】
図２は噛み合いクラッチの分解斜視図であり、図３は噛み合いクラッチを形成するスリーブの切断状態から動力伝達状態にかけての作動状況を説明する説明図である。図３（Ａ）はスリーブの切断状態を示し、（Ｂ）は切断状態から動力伝達状態に作動する際の過程状態を示し、（Ｃ）は動力伝達状態を示す。なお、図２および図３に示す噛み合いクラッチとしては、第１速の浮動歯車３１と出力回転軸１３とを動力伝達状態および切断状態に切り換える第１の噛み合いクラッチ４１を示しており、スリーブ４１ｂに設けられる後退用の従動歯車３６や、第２速を形成する浮動歯車３２は省略している。また、第１の噛み合いクラッチ４１を図示するが、第２および第３の噛み合いクラッチ４２，４３も同様の構造を有しており、同様の同期過程を経てスリーブ４２ｂ，４３ｂを動力伝達状態に作動させている。
【００２６】
図２に示すように、第１の噛み合いクラッチ４１は出力回転軸１３に固定されるシンクロハブ４１ａと、シンクロハブ４１ａの径方向外方に軸方向に摺動自在となって設けられるスリーブ４１ｂとを有している。また、出力回転軸１３に回転自在に設けられる浮動歯車３１の一端面には複数の歯３１ｂを備えるスプライン３１ａが形成され、さらにスプライン３１ａから軸方向に延びてテーパ状のコーン部４９が形成されている。浮動歯車３１とシンクロハブ４１ａとの間にはシンクロナイザーリング５０が設けられており、その内周面にはコーン部４９と対面するように摩擦面５０ａが形成されている。シンクロナイザーリング５０の浮動歯車３１側の端部には放射方向に複数の歯５０ｂが形成され、シンクロハブ４１ａ側の端部には複数のキー溝５０ｃが形成されている。
【００２７】
図２および図３に示すように、シンクロハブ４１ａの外周部にはシンクロナイザーリング５０のキー溝５０ｃに入り込む複数のキー５１が所定の範囲内で軸方向に移動自在に装着されており、これらのキー５１は図示しないスプリングによりスリーブ４１ｂの内周面に向けて押し付けられている。また、キー５１の表面にはスリーブ内周面の凹部５２に入り込む凸部５３が形成されており、スリーブ４１ｂとキー５１とは所定の推力まで一体となって軸方向に移動するようになっている。さらに、スリーブ４１ｂの内周面には複数の歯５４が形成されており、この歯５４がスプライン３１ａの歯３１ｂに噛み合ってスリーブ４１ｂから浮動歯車３１に動力を伝達する。なお、スリーブ４１ｂの外周面には溝５５が形成されており、この溝５５には運転者のシフト操作に連動して軸方向に作動する図示しないシフトフォークが装着される。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、スリーブ４１ｂの切断状態においてはキー溝５０ｃにキー５１が入り込んでおり、シンクロナイザーリング５０とスリーブ４１ｂとはシンクロハブ４１ａを介して出力回転軸１３と一体に回転運動を行う状態となっている。また、浮動歯車３１は固定歯車２１と常時噛み合っているため、第１速を形成する変速歯車列のギヤ比に応じた回転速度で回転運動を行うようになっている。たとえば、いずれの噛み合いクラッチ４１〜４３も噛み合っていない停車の中立状態から、スリーブ４１ｂを浮動歯車３１に噛み合わせて動力伝達を行う第１速に変速操作を行う場合を考えると、浮動歯車３１には入力回転軸１２からの回転が固定歯車２１を介して伝達されるため、浮動歯車３１は所定の回転速度Ｖａで回転運動を行う。一方、停車の中立状態であるため出力回転軸１３は回転運動を行っておらず、出力回転軸１３と一体となって回転するシンクロナイザーリング５０とスリーブ４１ｂとは停止状態となる。
【００２９】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、運転者のシフトレバー操作によりスリーブ４１ｂが浮動歯車３１に向けて軸方向に押し付けられると、スリーブ４１ｂはキー５１を伴って軸方向に移動する。このキー５１はシンクロナイザーリング５０の摩擦面５０ａを浮動歯車３１のコーン部４９に接触するまで移動される。このとき、シンクロナイザーリング５０と浮動歯車３１との間には相対回転があるため、シンクロナイザーリング５０はキー溝５０ｃの隙間分だけ回転して、スリーブ４１ｂ側の歯５４とシンクロナイザーリング５０側の歯５０ｂとの切り欠き面が対面する位置に位置決めされる。
【００３０】
さらにスリーブ４１ｂが軸方向に移動すると、スリーブ４１ｂとキー５１とは切り離され、スリーブ４１ｂのみがシンクロナイザーリング５０に向けて移動する。そして、スリーブ４１ｂとシンクロナイザーリング５０が切り欠き面を介して当接することにより、コーン部４９に対してシンクロナイザーリング５０の摩擦面５０ａが押し付けられる。この押し付け動作によりコーン部４９と摩擦面５０ａとの間には摩擦トルクが発生し、浮動歯車３１の動力がシンクロナイザーリング５０およびスリーブ４１ｂを介して出力回転軸１３に伝達され始める。しかし、停車状態ではスリーブ４１ｂの回転速度Ｖｂは０であり、動力伝達に伴って浮動歯車３１の回転は徐々に下げられる同期作動が開始される。
【００３１】
続いて、図３（Ｃ）に示すように、浮動歯車３１の回転速度Ｖａとスリーブ４１ｂの回転速度Ｖｂとが等しくなるまで（この場合は停止）同期作動が行われると、スリーブ４１ｂがさらに移動することによってシンクロナイザーリング５０の歯５０ｂを押し分け、浮動歯車３１のスプライン３１ａに設けられる歯３１ｂにスリーブ４１ｂの歯５４が噛み合って変速動作は完了する。
【００３２】
このように、シンクロナイザーリング５０から生ずる摩擦トルクによって、浮動歯車３１とスリーブ４１ｂとを同期回転させることができ、円滑な変速動作を可能としている。しかしながら、スリーブ４１ｂが図３（Ａ）に示す切断状態となっている時には、浮動歯車３１とシンクロナイザーリング５０との間に生ずる回転速度差によって摺動抵抗が発生しうる状態となっている。
【００３３】
図４は動力伝達状態に切り換えられる各変速歯車列に応じて、各浮動歯車２３〜２５，３１，３２の回転数と回転軸１２，１３の回転数との関係を示す表である。Ｎｉは入力回転軸１２の回転数を示し、ｉ１〜ｉ５は第１速〜第５速の変速歯車列のギヤ比を示している。なお、ギヤ比についてはｉ１＞ｉ２＞ｉ３＞ｉ４＞ｉ５の関係を有している。第１速および第２速の浮動歯車３１，３２に対応する回転軸の回転数としては出力回転軸１３の回転数が示され、第３速〜第５速の浮動歯車２３〜２５に対応する回転軸の回転数としては入力回転軸１２の回転数が示されている。つまり、回転軸の回転数の欄には、各変速歯車列の浮動歯車２３〜２５，３１，３２が回転自在に設けられた回転軸の回転数が示されている。
【００３４】
図４に示すように、斜線で示す欄では、該当する浮動歯車２３〜２５，３１，３２と回転軸１２，１３とがスリーブ４１ｂ〜４３ｂを介して噛み合っているため、歯車の回転数と回転軸の回転数とは等しくなっている。また、太線枠で示す欄では、歯車の回転数が回転軸の回転数よりも大きくなっており、これら以外の細線枠で示す欄では、歯車の回転数が回転軸の回転数よりも小さくなっている。
【００３５】
従って、最低速変速歯車列を形成する第１速の浮動歯車３１が切断状態となる時には、浮動歯車３１は常に出力回転軸１３よりも回転速度が遅くなる。つまり、浮動歯車３１のコーン部４９がシンクロナイザーリング５０よりも遅く回転している。同様に、最高速変速歯車列を形成する第５速の浮動歯車２５が切断状態となる時には、浮動歯車２５は常に入力回転軸１２よりも回転速度が遅くなり、浮動歯車２５のコーン部４９がシンクロナイザーリングよりも遅く回転する状態となる。
【００３６】
図５は第１速の浮動歯車３１と低速側シンクロナイザーリングであるシンクロナイザーリング５０との回転関係を示す説明図であり、平面図と、平面図のＡ−Ａ線に沿う断面図と、シンクロナイザーリング５０の拡大図とを示している。また、図６は第５速の浮動歯車２５と高速側シンクロナイザーリングであるシンクロナイザーリング５６との回転関係を示す説明図であり、平面図と、平面図のＡ−Ａ線に沿う断面図と、シンクロナイザーリング５６の拡大図とを示している。
【００３７】
まず、図５に示すように、浮動歯車３１の切断状態においては、浮動歯車３１は回転速度Ｖｇ１で回転するのに対して、シンクロナイザーリング５０は浮動歯車３１よりも速い回転速度Ｖｓ１で回転する。このため、シンクロナイザーリング５０は浮動歯車３１に対して相対速度Ｖｒ１で矢印方向に回転することになる。
【００３８】
ここで、図５に示すように、シンクロナイザーリング５０の摩擦面５０ａには潤滑油を収容する螺旋溝つまりネジ溝５７が形成されており、このネジ溝５７は左回りで浮動歯車３１方向に進む左ネジ溝となっている。シンクロナイザーリング５０側から浮動歯車３１を見たときには、シンクロナイザーリング５０は図示するように右回りに浮動歯車３１に対して相対回転するため、摩擦面５０ａの左ネジ溝５７が浮動歯車３１に向けて潤滑油を圧送する。このように、シンクロナイザーリング５０に形成される左ネジ溝５７のポンプ作用によって、シンクロナイザーリング５０は潤滑油の圧送方向とは逆方向に反力を受けるため、コーン部４９からシンクロナイザーリング５０の摩擦面５０ａは離され、コーン部４９と摩擦面５０ａとの接触による摺動抵抗は軽減される。
【００３９】
また、図６に示すように、浮動歯車２５の切断状態においては、浮動歯車２５は回転速度Ｖｇ５で回転するのに対して、シンクロナイザーリング５６は浮動歯車２５よりも速い回転速度Ｖｓ５で回転する。このため、シンクロナイザーリング５６は浮動歯車２５に対して相対速度Ｖｒ５で矢印方向に回転することになる。
【００４０】
ここで、シンクロナイザーリング５６の摩擦面５６ａには潤滑油を収容する螺旋溝つまりネジ溝５８が形成されており、このネジ溝５８は右回りで浮動歯車２５方向に進む右ネジ溝となっている。シンクロナイザーリング５６側から浮動歯車２５を見たときには、シンクロナイザーリング５６は図示するように左回りに浮動歯車２５に対して相対回転するため、摩擦面５６ａの右ネジ溝５８が浮動歯車２５に向けて潤滑油を圧送する。このように、シンクロナイザーリング５６に形成される右ネジ溝５８のポンプ作用によって、シンクロナイザーリング５６は潤滑油の圧送方向とは逆方向に反力を受けるため、コーン部５９からシンクロナイザーリング５６の摩擦面５６ａは離され、コーン部５９と摩擦面５６ａとの接触による摺動抵抗は軽減される。
【００４１】
このように、第１速および第５速の浮動歯車３１，２５に嵌合して同期回転のための摩擦トルクを発生するシンクロナイザーリング５０，５６には、切断状態において生じる浮動歯車３１，２５に対する相対回転によって、潤滑油を浮動歯車３１，２５に向けて押し出す方向に傾斜されたネジ溝５７，５８が形成されている。このため、ネジ溝５７，５８のポンプ作用によりシンクロナイザーリング５０，５６は反力を受け、浮動歯車３１，２５とシンクロナイザーリング５０，５６との間に生ずる摺動抵抗を軽減することができ、変速機１０の動力伝達効率を向上させ、変速機１０の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
なお、図示する変速機１０においては、第１の噛み合いクラッチ４１が出力回転軸１３に設けられ、かつ第１の噛み合いクラッチ４１が浮動歯車３１の車両後方側に設けられているため、ネジ溝５７は左ネジ溝に形成されているが、第１の噛み合いクラッチ４１が入力回転軸１２に設けられたときや、第１の噛み合いクラッチ４１が浮動歯車３１の車両前方側に設けられたときにはネジ溝５７が右ネジ溝に形成される。また、図１に示す入力回転軸１２の回転方向が逆向きとなる場合にも右ネジ溝に形成することは言うまでもない。つまり、ネジ溝５７，５８の傾斜方向は、浮動歯車３１，２５に対するシンクロナイザーリング５０，５６の相対回転方向によって定められるものである。
【００４３】
また、図４に示すように、第２速の浮動歯車３２については、第１速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられたときには、浮動歯車３２がシンクロナイザーリングより速く回転する一方、第３速〜第５速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられたときには、浮動歯車３２がシンクロナイザーリングより遅く回転する。つまり、第１速に切り換えられた際の浮動歯車３２に対する相対回転方向はシンクロナイザーリング側から見て右回りとなり、第３速〜第５速に切り換えられた際の相対回転方向は左回りと第１速に対して逆向きとなる。この場合には、使用頻度の高い第３速〜第５速における効果を考慮して、浮動歯車３２を同期回転させるシンクロナイザーリングのネジ溝は右ネジ溝に形成される。
【００４４】
このように、スリーブ４１ｂの軸方向移動により、第１速と第２速との浮動歯車３１，３２のそれぞれに嵌合する２つのシンクロナイザーリングには、それぞれ逆方向に傾斜されるネジ溝が形成されることになる。
【００４５】
第３速の浮動歯車２３については、第１速および第２速に切り換えられたときには、浮動歯車２３がシンクロナイザーリングより遅く回転する一方、第４速および第５速に切り換えられたときには、浮動歯車３２がシンクロナイザーリングより速く回転する。つまり、第１速および第２速に切り換えられた際の浮動歯車２３に対する相対回転方向はシンクロナイザーリング側から見て左回りとなる一方、第４速および第５速に切り換えられた際の相対回転方向は右回りとなり第１速および第２速に切り換えられた際の相対回転方向に対して逆向きとなる。この場合には、使用頻度の高い第４速および第５速における効果を考慮して、浮動歯車２３を同期回転させるシンクロナイザーリングのネジ溝は左ネジ溝に形成される。
【００４６】
第４速の浮動歯車２４については、第１速〜第３速に切り換えられたときには、浮動歯車２４がシンクロナイザーリングより遅く回転する一方、第５速に切り換えられたときには、浮動歯車２４がシンクロナイザーリングより速く回転する。つまり、第１速〜第３速に切り換えられた際の浮動歯車２４に対する相対回転方向はシンクロナイザーリング側から見て右回りとなる一方、第３速〜第５速に切り換えられた際の相対回転方向は左回りとなり第１速〜第３速に切り換えられた際の相対回転方向に対して逆向きとなる。この場合には、第５速に対して使用頻度の高い第１速〜第３速における効果を考慮して、浮動歯車２４を同期回転させるシンクロナイザーリングのネジ溝は左ネジ溝に形成される。
【００４７】
図７は本発明の他の実施の形態における変速機のシンクロナイザーリング６０を示す断面図である。図７に示すように、シンクロナイザーリング６０の摩擦面６０ａに形成する螺旋溝として２条ネジ溝６１を形成しても良い。２条ネジ溝６１に形成すると、ネジ溝のリードを大きく採ることができ、シンクロナイザーリング６０と浮動歯車との相対回転速度差が小さな場合であってもネジ溝によるポンプ作用を増大させることができる。これにより、シンクロナイザーリング６０に対して充分な反力を与えることができ、コーン部と摩擦面６０ａとの間における摺動抵抗を軽減することができる。なお、２条ネジ溝６１に限定されることなく、変速歯車列のギヤ比等に応じて３条以上のネジ溝に形成しても良いことは言うまでもない。
【００４８】
また、シンクロナイザーリング５０，５６，６０の摩擦面５０ａ，５６ａ，６０ａに、軸方向に隣接するネジ溝５７，５８，６１を連通する連通溝を形成しても良い。これにより、連通溝を潤滑油が流れてネジ溝５７，５８，６１によるポンプ作用が若干低下するが、第２速〜第４速のように走行時の変速段によってシンクロナイザーリングの浮動歯車３２，２３，２４に対する相対回転方向が異なる変速歯車列に適用すれば、ネジ溝の傾斜方向と相対回転方向とが同一となる変速段により走行を行うことでポンプ作用による反力が浮動歯車に向かって発生する場合であっても、これによる影響を緩和することができる。
【００４９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、本発明の変速機は前進５段の手動変速機のみならず、前進２段以上の変速段を有する手動変速機であれば適用することができる。また、図示する変速機１０は四輪駆動車用であるが、後輪駆動車用または前輪駆動車用の変速機に適用しても良い。
【００５０】
また、変速機としては手動変速機のみならず、平行軸式の自動変速機などシンクロナイザーリングによる同期機構を有する変速機に適用することができる。さらに、噛み合いクラッチ４１〜４３に設けられる同期機構としては、キー式を図示しているが、ピン式やサーボ式などの同期機構であっても良い。
【００５１】
さらに、第１の噛み合いクラッチ４１は出力側回転軸１３に設けられ、第２および第３の噛み合いクラッチ４２，４３は入力側回転軸１２に設けられているが、第１の噛み合いクラッチ４１を入力側回転軸１２に設け、第２および第３の噛み合いクラッチ４２，４３を出力側回転軸１３に設けても良く、全ての噛み合いクラッチ４１〜４３を入力側回転軸１２または出力側回転軸１３に設けても良い。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、シンクロナイザーリングがスリーブと浮動歯車とを同期回転させないスリーブの切断状態にあっては、シンクロナイザーリングと浮動歯車との相対回転によって螺旋溝から潤滑油が押し出され、これによる反力がシンクロナイザーリングに加えられる。よって、シンクロナイザーリングは浮動歯車より引き離され、シンクロナイザーリングと浮動歯車との間における摺動抵抗を軽減することができる。従って、変速機の動力伝達効率を向上させることができ、変速機の摩耗を防止して耐久性を向上させることができる。
【００５３】
本発明によれば、最低速変速歯車列と最高速変速歯車列との浮動歯車に嵌合するシンクロナイザーリングに螺旋溝を形成することにより、螺旋溝が潤滑油を押し出すことによってシンクロナイザーリングが受ける反力を、常に浮動歯車から離れる方向に作用させることができ、常に摺動抵抗を軽減することができる。
【００５４】
本発明によれば、２つの浮動歯車にそれぞれ嵌合するシンクロナイザーリングの螺旋溝をそれぞれ逆方向に傾斜させることにより、螺旋溝による潤滑油の押しによって作用する反力を、シンクロナイザーリングのそれぞれに浮動歯車から離れる方向に作用させることができ、摺動抵抗を軽減することができる。
【００５５】
本発明によれば、螺旋溝を複数条に形成することにより、螺旋溝のリードを大きくすることができ、相対回転速度が低い場合であってもシンクロナイザーリングに浮動歯車から離れる方向に反力を与えることができるため摺動抵抗を軽減することができる。
【００５６】
本発明によれば、螺旋溝を軸方向に連通する連通溝を形成することにより、螺旋溝による潤滑油の押し出し力を調整することができ、シンクロナイザーリングに作用する反力を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である変速機として四輪駆動車用の手動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】図１の噛み合いクラッチを示す分解斜視図である。
【図３】図１のスリーブの切断状態から動力伝達状態にかけての作動状況を説明する説明図である。（Ａ）はスリーブの切断状態を示し、（Ｂ）は切断状態から動力伝達状態に作動する際の過程状態を示し、（Ｃ）は動力伝達状態を示す。
【図４】動力伝達状態に切り換えられる各変速歯車列に応じて、各浮動歯車の回転数と回転軸の回転数との関係を示す表である。
【図５】第１速の浮動歯車とシンクロナイザーリングとの回転関係を示す説明図である。
【図６】第５速の浮動歯車とシンクロナイザーリングとの回転関係を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である変速機のシンクロナイザーリングを示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　変速機
１１　　エンジン
１２　　入力回転軸（回転軸）
１３　　出力回転軸（回転軸）
２１，２２　　固定歯車
２３〜２５　　浮動歯車
３１，３２　　浮動歯車
３３〜３５　　固定歯車
４１ｂ　スリーブ
４２ｂ　スリーブ
４３ｂ　スリーブ
４９　　コーン部
５０　　シンクロナイザーリング（低速側シンクロナイザーリング）
５０ａ　摩擦面（内周面）
５６　　シンクロナイザーリング（高速側シンクロナイザーリング）
５６ａ　摩擦面（内周面）
５７　　ネジ溝（螺旋溝）
５８　　ネジ溝（螺旋溝）
５９　　コーン部
６０　　シンクロナイザーリング
６０ａ　摩擦面（内周面）
６１　　２条ネジ溝（螺旋溝）

Claims

エンジンに連結される入力回転軸と、駆動輪に連結され前記入力回転軸に平行な出力回転軸との間に設けられ、回転軸に固定される固定歯車と回転軸に回転自在に設けられて前記固定歯車に噛み合う浮動歯車とにより形成される変速歯車列を複数対備えた変速機であって、
前記浮動歯車を備える回転軸に設けられ、前記浮動歯車に噛み合って前記回転軸と前記浮動歯車とを連結する動力伝達状態および連結を解除する切断状態に切り換えるスリーブと、
前記浮動歯車に一体に形成されたテーパ部に嵌合されるとともに内周面に潤滑油を収容する螺旋溝が形成され、前記スリーブと前記浮動歯車とを同期回転させるシンクロナイザーリングとを有し、
前記シンクロナイザーリングの前記浮動歯車に対する相対回転によって前記潤滑油を前記浮動歯車に向けて押し出す方向に前記螺旋溝を傾斜させたことを特徴とする変速機。
請求項１記載の変速機において、前記変速歯車列のうち最低速変速歯車列の前記浮動歯車に嵌合する低速側シンクロナイザーリングと、最高速変速歯車列の前記浮動歯車に嵌合する高速側シンクロナイザーリングとのそれぞれに前記螺旋溝を形成することを特徴とする変速機。
請求項１または２記載の変速機において、２つの前記浮動歯車の間に前記スリーブを配置して前記浮動歯車のいずれか一方と前記スリーブとを選択的に同期回転させる際には、前記浮動歯車に嵌合する前記シンクロナイザーリングのそれぞれに形成される前記螺旋溝をそれぞれ逆方向に傾斜させることを特徴とする変速機。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速機において、前記螺旋溝を複数条に形成することを特徴とする変速機。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の変速機において、前記シンクロナイザーリングの内周面に前記螺旋溝を軸方向に連通する連通溝を形成することを特徴とする変速機。