JP2005291423A - 変速機用同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自己サーボ作用による同期性能の向上を得る変速機用同期装置において、操作フィーリングの悪化を回避する。
【解決手段】スリーブ１６の溝１６ｅに係合し、該スリーブ１６から軸方向に押圧され、同期リング２４のチャンファ２４ｅ、２４ｆを押圧する過程で該同期リング２４に生ずる摩擦トルクをハブ１２の斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊに伝えるスラストピース２６を備え、スラストピース２６が、同期リング２４を軸方向に押圧して行う同期作用が終了した後に、同期リング２４とハブ１２の間における相対回転を規制する規制手段を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用手動変速機の変速操作（ギヤ切り替え）時に、スリーブから同期リングへの押圧力を、同期リングで発生する摩擦トルクによって増大させ、同期能力を高めることが可能な変速機用同期装置に関するものである。

従来、この種の変速機用同期装置としては、同期リングで発生する摩擦トルクをスリーブまたは推力板の斜面を介してハブに伝達する過程で、ハブとスリーブまたは推力板との間で生ずるスラスト、すなわち自己サーボ作用によって同期能力を高める作用を得るようにしたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、ハブとスリーブとの間でスラストを発生させる方式（特許文献１の第１図乃至第１２図）にあっては、同期作用終了後にスリーブおよび同期リングをハブ（特許文献１のスリーブ受け４に相当）に対して若干回転させて、スリーブとハブとが特許文献１の第１１図のように相対回転できない状態にしてから、スリーブとギヤ側のスプライン（特許文献１のスプライン２１、３１に相当）とを噛み合わせるようにしている。

このため、スリーブ受けには傾斜面４５が形成され、この傾斜面４５に沿ってスリーブ６の傾斜面６６が移動するようになっており、この間、スリーブ６が軸方向に無駄な移動をしなければならない。すなわち、同期作用とは関係ない軸方向の移動を余計にすることになり、結果としてスリーブ６を動かす操作ストロークまたは操作力が大きくなるので、操作フィーリングを悪化させる。

一方、ハブと推力板との間でスラストを発生させる方式（特許文献１の第１３図乃至第２０図）にあっては、第２０図の（ハ）乃至（ニ）間のように同期が終了してからスリーブ６がギヤ側のスプライン２１と噛み合うまでの間、同期リング５がスラスト板１０とともにハブ（同公報におけるスリーブ受け４）に対して相対回転可能であるため、この間において同期したハブおよびスリーブと変速ギヤとの間に再び回転差が生じ、スリーブとギヤ側のスプライン６１、２１同士が噛み合う際に両者の衝突が起き、操作フィーリングを悪化させる。
特公昭４５−３５６８４号公報

解決しようとする問題点は、自己サーボ作用による同期性能の向上と操作フィーリングが両立できない点である。
本発明の目的は、簡単な構造で同期能力を向上させながら、操作フィーリングの悪化を防止することが可能な同期装置を提供することにある。

本発明は、ハブとスラストピースとの間、またはスリーブと同期リングとの間に、同期終了からスリーブが変速ギヤのスプラインと噛み合うまでの間に、両者の相対回転が起きないように規制手段を設けることを最も主要な特徴とする。
すなわち、同期リング、ハブおよびスリーブと変速ギヤとの間の同期作用が終了した段階において、同期リングは変速ギヤと一体になっているとともにスラストピースと係合しているので、ハブとスラストピースとの間、またはスリーブと同期リングとの間に、両者を係合する規制手段を設け、これを係合することによってスリーブと変速ギヤとの間において相対回転を規制してから、スリーブと変速ギヤのスプライン同士を噛み合わせるように構成した。

本発明の変速機用同期装置は、簡単な構造で、同期リングに生ずる摩擦トルクを軸方向のスラストに変換して、これを同期リングを押圧する力の一部にすることで、スリーブからの押圧力に対して同期能力（摩擦トルク）を向上することを実現しながら、同期作用が終了してからスリーブと変速ギヤのスプライン同士が噛み合うまでの間において、同期リングのハブに対する相対回転が起きないので、スリーブと変速ギヤのスプライン同士が衝突することによる操作フィーリングの悪化を防止することができる。
また、同期リングのハブに対する相対回転を規制するための、スリーブの余計な軸方向の移動がないので、スリーブのストロークが増えることに起因する操作フィーリングの悪化を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る変速機用同期装置を、各実施例に基づき図とともに説明する。

図１は、本発明装置の１実施例の主要部の断面図であって、図２におけるＡ−Ａ線の断面である。図２は、図１における入力軸１０と３速ギヤ２０と４速ギヤ２２を取り去って右側（３速ギヤ２０側）から見た外観図である。
また、図３は図１の上側の要部を拡大したものである。

入力軸１０は、図示しないクラッチディスクを介してエンジンと連結可能になっている。
入力軸１０には、ハブ１２がこれらに形成したスプライン１０ａ、１２ａ同士で回転方向に一体に結合されており、ブッシュ１４も同図中左側から圧入されて入力軸１０と一体になっている。
ハブ１２は、ボス部１２ｂから外側へ延びるフランジ部１２ｃと、このフランジ部１２ｃの外周の環状部１２ｄにスプライン１２ｅが形成され、ハブ１２にはスリーブ１６が、これらに形成されたスプライン１２ｅ、１６ａ同士で軸方向に相対移動可能に係合している。

そして、入力軸１０には、ベアリング１８ａを介して３速ギヤ２０が、ブッシュ１４の外側にベアリング１８ｂを介して４速ギヤ２２が、それぞれハブ１２を挟むように配置され、回転自在に支持されている。
なお、３速ギヤ２０および４速ギヤ２２は本発明の変速ギヤを構成し、それぞれ図示しない出力軸側の相手ギヤと噛み合っており、それらを通じて車両の車輪と連結されている。
３速ギヤ２０および４速ギヤ２２のハブ１２側には、スリーブ１６のスプライン１６ａと噛み合うスプライン２０ａおよび２２ａと、円錐状の摩擦面２０ｂ、２２ｂが形成してある。

スリーブ１６にはこの外周にフォーク溝１６ｂが形成され、ここに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スリーブ１６を軸方向に移動可能になっている。

スリーブ１６は、図１の状態のようにハブ１２のスプライン１２ｅのみに噛み合いスプライン２０ａ、２２ａ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１６の左方部分がハブ１２のスプライン１２ｅに噛み合ったまま右方部分が３速ギヤ２０のスプライン２０ａに噛み合う３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１６の右方部分がハブ１２のスプライン１２ｅに噛み合ったまま左方部分が４速ギヤ２２のスプライン２２ａに噛み合う４速位置となるように、スリーブ１６の長さおよび位置関係を設定する。

３速ギヤ２０および４速ギヤ２２とハブ１２との間には、互いに同じ形状の同期リング２４、２４がそれぞれ配置されている。
これらの同期リング２４には、摩擦面２０ｂ、２２ｂに対応した摩擦面２４ａ、２４ａが形成されており、後述するように摩擦面２０ｂおよび２４ａ同士と、摩擦面２２ｂおよび２４ａ同士が、圧接されたとき同期作用を行う。

両同期リング２４とハブ１２およびスリーブ１６との間には、スラストピース２６が周上の３カ所にそれぞれ配置されている。
また、両同期リング２４と３個のスラストピース２６との間にはスプリング２８が配置されている。

以上のように各構成部品が配置されているが、これらの形状と各構成部品間の関係を詳述する。
ハブ１２は図４に示してあり、同図（ａ）が図２に対応したハブ１２の外観図であり、同図（ｂ）が（ａ）の上方から見たハブ１２の部分拡大外観図である。
フランジ部１２ｃから環状部１２ｄにかけて、周上３カ所の切り欠き１２ｆが形成してあり、該切り欠き１２ｆの回転方向両側には斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊが形成してある。

この斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊは、後述するようにスラストピース２６が当接してここに回転方向の力が作用すると、これを軸方向の力に変換してスラストピース２６を押圧するようになっている。
環状部１２ｄの切り欠き１２ｆに近い部分にガイドスプライン１２ｍ、１２ｎが形成してあり、それぞれにガイドチャンファ１２ｏ、１２ｐ、１２ｑ、１２ｒを有する。

スリーブ１６は図５に示してあり、同図（ｃ）が図２に対応したスリーブ１６の外観図であり、同図（ｄ）が（ｃ）における矢視Ｂを部分展開したスリーブ１６の外観図である。
各スプライン１６ａの軸方向両端にはチャンファ１６ｃ、１６ｄが形成されており、内周には溝１６ｅが形成される。この溝１６ｅの両側面は押圧面１６ｆ、１６ｇを構成する。

同期リング２４は図６に示してあり、同図（ｅ）が図１に対応した同期リング２４の断面図であり、同図（ｆ）が（ｅ）を右側から見た同期リング２４の外観図である。
前述のように同期リング２４の内側は円錐状の摩擦面２４ａになっており、３速ギヤ２０および４速ギヤ２２の摩擦面２０ｂ、２２ｂに対面するようにしている。
外周の３カ所に突起２４ｂが設けられ、その回転方向両側には側面２４ｃ、２４ｄが形成され、ハブ１２に向かって軸方向に突き出されるとともに斜面２４ｅ、２４ｆが形成され、ハブ１２側の端部には３カ所中２カ所に窪み２４ｇが、残りの１カ所に連結突起２４ｈが形成されている。

図６（ｇ）は、同図（ｆ）において窪み２４ｇが形成された矢視Ｃの、同図（ｈ）は連結突起２４ｈが形成された同図（ｅ）の上方からの、それぞれ部分外観を表す。
この窪み２４ｇと連結突起２４ｈとは、図１に示すようにハブ１２を挟んで２個の同期リング２４を互い違いに組み合わせることで、２カ所において一方の連結突起２４ｈが他方の窪み２４ｇに係合して、回転方向において連結するようになっている。

スラストピース２６は図７に示してあり、同図（ｉ）が図２に対応したスラストピース２６の外観図であり、同図（ｊ）が（ｉ）の下方から見て展開したスラストピース２６の外観図であり、それぞれ拡大図である。
スラストピース２６は、（ｉ）に示すように正面から見た全体形状は円弧状になっており、（ｊ）に示す側面２６ａ、２６ｂがスリーブ１６の押圧面１６ｆ、１６ｇに対応するように挿入され、溝１６ｅに沿って回転方向に移動可能になっている。

スラストピース２６の中央部には溝２６ｃが形成され、この溝２６ｃは同期リング２４の突起２４ｂに対応させるとともに、チャンファ２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇと側面２６ｊ、２６ｋが形成されている。
すなわち、側面２６ｋ、２６ｊは同期リング２４の側面２４ｃ、２４ｄに対応して両者は摺動可能であり、チャンファ２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇは同様に同期リング２４のチャンファ２４ｅ、２４ｆに対応しており、後述の同期作用において両者は当接して押圧力の伝達をするとともに互いに摺動可能である。

また、スラストピース２６の両側にはスラストチャンファ２６ｊ、２６ｋ、２６ｌ、２６ｍが形成されており、このスラストチャンファ２６ｊ、２６ｋ、２６ｌ、２６ｍはハブ１２の斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊにそれぞれ対応している。
すなわち、スラストピース２６は、同期リング２４とハブ１２とスリーブ１６の間に配置されており、スリーブ１６と一緒に軸方向に移動可能であるとともに同期リング２４の突起２４ｂと係合して、同期リング２４とともに回転方向に移動するとスラストチャンファ２６ｊ、２６ｋ、２６ｌ、２６ｍがハブ１２の斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊに当接可能である。

そして、スラストピース２６の両端部にはガイド爪２６ｎ、２６ｏが形成され、両ガイド爪２６ｎ、２６ｏは互いに点対称にガイドチャンファ２６ｐ、２６ｑ、２６ｒ、２６ｓが形成されている。
さらに、スラストピース２６の径方向内側には内面チャンファ２６ｔ、２６ｕが形成され、スプリング２８と当接可能になっている。

スプリング２８は断面が円形であって環状になっており、図１および図３に示すようにスラストピース２６の内面チャンファ２６ｔ、２６ｕと同期リング２４との間に配置されている。
このため、スラストピース２６が軸方向に移動する場合は、内面チャンファ２６ｔ、２６ｕによって環状のスプリング２８を三角形状に近づけるようにやや変形させながら、スプリング２８の外側を通過することができる。

次に、図１に示した同期装置の作動を説明する。
分かり易くするため、図８に示す拡大展開図を基に説明する。
すなわち、図８は、中立状態の図１の上方から見た部分展開図であり、ハブ１２から４速ギヤ２２のスプライン２２ａまでを描いてあり、ハブ１２はスプライン１２ｅおよびガイドスプライン１２ｍ、１２ｎの外観を、スリーブ１６はスプライン２２ａを４本のみ描いた部分断面を、同期リングは突起２４ｂを中心とした部分外観を、スラストピース２６の断面を、スプリング２８の部分外観を、それぞれ要点のみを表している。

なお、図１に見るようにハブ１２に面した側は、３速ギヤ２０側も４速ギヤ２２側と実質的に対称の形状および構造になっており、作動も基本的に同じであるので、中立状態から４速ギヤ２２側への変速における作動を中心に説明する。
図８において、スラストピース２６は、ハブ１２の切り欠き１２ｆの内部にあって、中立状態においては図示のように切り欠き１２ｆに当接しているので、回転方向（図８の左右方向）には移動できない。
同期リング２４は、突起２４ｂがスラストピース２６の溝２６ｃに係合しているが、中立状態においては図に見るように回転方向に若干の隙間をもっているので、スラストピース２６に対して相対回転可能である。

以下、図９を基にスリーブ１６が４速ギヤ２２側へ順次移動するステップごとに説明する。なお、図９の（ｌ）は図８を縮小して図１と同じ尺度で描いた中立状態であり、以下、スリーブ１６はハブ１２に対して（ｍ）（ｎ）（ｏ）（ｐ）と順次軸方向（図中の上下方向）に４速ギヤ２２側へ移動する。
なお、分かり易くするため（ｋ）から（ｏ）にかけて、一点鎖線でハブ１２の切り欠き１２ｆの中心を描いてある。

図９の（ｋ）（ｌ）の左側に描いた矢印は、４速ギヤ２２がハブ１２などに対して相対回転していることを示す。
始めに、図示しないシフトフォークによってスリーブ１６が４速ギヤ２２側へ押されて移動を始めると、最初にスラストピース２６の内面チャンファ２６ｕがスプリング２８に当接し（図３を参照）、これを介して同期リング２４を軸方向に押し始める。
すなわち、スプリング２８を三角形状に変形させるのに要する力に見合った、軸方向の荷重が押圧力として同期リング２４に作用する。

スプリング２８の張力にうち勝ってスリーブ１６が４速ギヤ２２側へやや進んだ状態が（ｎ）であり、この際にスプリング２８は３カ所のスラストピース２６によって径方向内側へ押され、前述のようにおむすび状に変形して、スラストピース２６はスプリング２８の外側に乗り上げている。

それとともに、スプリング２８から軸方向に押圧された同期リング２４は、摩擦面２４ａが４速ギヤ２２の摩擦面２２ｂに押しつけられ、相対回転差がある両者の間に摩擦が生じる。
この摩擦トルクにより同期作用が始まり、同期リング２４は４速ギヤ２２につられて、スラストピース２６やハブ１２に対してやや相対回転する。

一方、このときにスラストピース２６はスリーブ１６とともに４速ギヤ２２側へ若干移動しているので、同期リング２４に作用する摩擦トルクによって同期リング２４と一緒に右側方向に回転して、スラストチャンファ２６ｊがハブ１２の斜面１２ｉに当接し、同期リング２４で生じた摩擦トルクは斜面１２ｉに作用する。
このとき、図１０に示す拡大図のように、摩擦トルクＴｆによって軸方向の力Ｆｔが生じ、これがスラストピース２６を４速ギヤ２２側へ押すスラストになる。

したがって、スリーブ１６が図示しないシフトフォークから押圧される力をＦｍとした場合、スラストピース２６が同期リング２４を４速ギヤ２２側へ押圧する力は、ＦｍとＦｔの和になる。
すなわち、摩擦トルクＴｆを発生させるために同期リング２４を軸方向へ押す押圧力のうち、Ｆｔは摩擦トルクによって発生する自己サーボ力であり、Ｆｍに付加されて同期リング２４を押圧するので、自己サーボ力がない同期装置に比べて同じ摩擦トルク（同期力）を得るのに要するスリーブ１６からの押圧力はＦｔだけ小さくて済むことになる。これが、自己サーボ力による倍力作用で同期性能が向上する原理である。

図９の（ｌ）は、同期リング２４がＦｍ＋Ｆｔで押圧されて同期作用を行って、ハブ１２に対する４速ギヤ２２の相対回転差がやや縮小した状態を表している。
図１０および図９の（ｌ）で分かるように、スラストピース２６はチャンファ２６ｆが同期リング２４のチャンファ２４ｅと当接し、これを軸方向に押圧している。
したがって、チャンファ２６ｆとチャンファ２４ｅの傾斜角を適切に設定しておくことにより、同期リング２４と４速ギヤ２２との間に相対回転差があって前述の摩擦トルクが生じている限り、スラストピース２６は同期リング２４に軸方向の進行を阻止されて４速ギヤ側へ移動することができず、同期リング２４を押圧し続け、自己サーボ力Ｆｔもそれに加勢し続ける。

この同期作用によって、やがて、４速ギヤ２２と同期リング２４との回転差がなくなると、摩擦トルクが消滅するので、スラストピース２６はチャンファ２６ｆによって同期リング２４を左側へ相対回転させながら４速ギヤ２２側へ進行し、図９の（ｍ）になる。（ｍ）は、チャンファ２６ｆがチャンファ２４ｅを通過し終わった状態である。

このとき、スラストピース２６のガイド爪２６ｏのガイドチャンファ２６ｓが、ハブ１２のガイドスプライン１２ｎのガイドチャンファ１２ｑに当接しかかっていることが分かる。
すなわち、（ｍ）の状態に至ると同期リング２４はハブ１２に対して相対回転が制約されるようになる。つまり、（ｍ）において、ハブ１２に対して同期リング２４が右側方向へ相対回転しようとするとスラストピース２６のスラストチャンファ２６ｌがハブ１２のチャンファ１２ｉと当接して制約を受け、左側方向へ相対回転しようとするとスラストピース２６のガイドチャンファ２６ｓがハブ１２のガイドチャンファ１２ｑに当接して制約を受ける。

ここからさらにスリーブ１６が４速ギヤ２２側へ進行すると図９の（ｎ）に至る。
すなわち、スリーブ１６の進行とともにスラストピース２６はハブ１２の斜面１２ｉに沿って移動して、これに伴いハブ１２に対して右側方向へ相対回転するが、同時にスラストピース２６のガイドチャンファ２６ｓがハブ１２のガイドチャンファ１２ｑに沿って移動するので同期リング２４およびスラストピース２６がハブ１２に対して相対回転する上で制約を受け続ける。

さらにスリーブ１６が４速ギヤ２２側へ進行して、スプライン１６ａが４速ギヤ２２のスプライン２２ａと噛み合った状態が図９の（ｏ）である。
このように、スプライン１６ａとスプライン２２ａとが噛み合う直前において、同期リング２４およびこれと一体になった４速ギヤと、ハブ１２およびスリーブ１６との間で相対回転が規制されるので、スリーブ１６と４速ギヤ２２の間で相対回転が起きず、スプライン１６ａとスプライン２２ａとはスムーズに噛み合いため、互いに衝突して操作フィーリングを悪化させることがない。

また、（ｍ）から（ｎ）にかけてスリーブ１６が４速ギヤ２２側へ軸方向に移動する量は通常の同期装置における移動量と同じであり、無駄な移動がないので、この間における移動量が増えて操作フィーリングが悪化することもない。
すなわち、（ｍ）から（ｎ）にかけてのスリーブ１６の移動長さは、同期リング２４および４速ギヤ２２の摩擦面２４ａ、１４ｂの摩耗を見込んだ分を含んでおり、元々あったスリーブ１６の所定移動距離の範囲内であって、このためにスリーブ１６の移動距離が増えることはない。

図９の（ｋ）乃至（ｏ）は、ハブ１２に対して４速ギヤ２２が右側方向へ相対回転している例を示したが、逆の左側方向へ相対回転がある場合の作動について、図１１で説明する。ここでも一点鎖線でハブ１２の切り欠き１２ｆの中心を描いてある。
図１１は図９の（ｏ）に対応した状態を描いてあり、（ｌ）乃至（ｎ）に相当する図は省略するが、これらは切り欠き１２ｆの中心に対して対称になる。
図１１は、ガイド爪２６ｏとガイドスプライン１２ｎとの係合が、図９の（ｏ）とやや異なっているものの、この場合も、同期リング２４はスラストピース２６およびハブ１２によって相対回転を規制されている。

一方、スリーブ１６を図９の（ｏ）から（ｋ）に戻して、さらに３速ギヤ２０側へ変速操作する際に、３速ギヤ２０側と４速ギヤ２２側の同期リング２４同士が回転方向において連結されているため、スムーズにスリーブ１６を３速ギヤ２０側へ移動することができる。

以上の説明でわかるように、同じ同期容量（摩擦トルク）を得るためにスリーブ１６がスラストピース２６を介して同期リング２４を押圧する荷重は、Ｆｔだけ小さく済むので、Ｆｍの値を同じで比較すると同期性能が高くなり、その倍率は以下になる。
（Ｆｍ＋Ｆｔ）／Ｆｍ

また、同期作用が終了した後において、ハブ１２に対する同期リング２４の相対回転が規制されるため、スリーブ１６のスプライン１６ａが４速ギヤ２２のスプライン２２ａと噛み合うまでに両スプライン１６ａ、２２ａ間で回転差が生じないので、スムーズに噛み合うことができる。

さらに、ハブ１２に対する同期リング２４の相対回転を規制するために、スリーブ１６の軸方向の移動量が増えることがないので、移動量増大に伴う操作フィーリングの悪化を回避することができる。
実施例１に示した本発明の変速機用同期装置によれば、自己サーボ作用による同期性能の向上を果たしながら、操作フィーリングの悪化を避けることができる。

図１２、１３は、本発明の変速機用同期装置における第２の実施例を表す。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
図１２は同期リング２４の外観を示す図で、実施例１における図６（ｆ）に対応している。また、図１３は実施例１における図１１に対応した拡大図である。

実施例１との相違点は、同期リング２４の外周上の３カ所にスプライン２４ｈを有し、ガイドチャンファ２４ｉ、２４ｊが形成されていることである。
また、このスプライン２４ｈに対応してスリーブ１６にガイドスプライン１６ｆが形成されている。

すなわち、図１３はスリーブ１６のスプライン１６ａと４速ギヤ２２のスプライン２２ａとが噛み合った状態を表しており、ガイドスプライン１６ｆは他のスプライン１６ａと軸方向長さと歯厚がやや異なっていることがわかる。
また、実施例１にあった、ハブ１２のガイドスプライン１２ｍ、１２ｎおよびスラストピース２６にあったガイド爪２６ｎ、２６ｏがない。

詳細の説明は省略するが、実施例１の図９において、（ｍ）から（ｏ）で説明したのと同様に、同期作用が終了してスリーブ１６が進行するとともに、ガイドスプライン１６ｆがスプライン２４ｈの片面と係合することで、同期リング２４のハブ１２に対する相対回転を規制することができる。
この場合も、同期リング２４のハブ１２に対する相対回転を規制するために、スリーブ１６の移動量が増えることはない。

詳細の説明は省略したが、実施例２に示した本発明の変速機用同期装置においても、自己サーボ作用による同期性能の向上を果たしながら、操作フィーリングの悪化を避けることができる。

図１４、１５は、本発明の変速機用同期装置における第３の実施例を表す。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
図１４は実施例１の図３に対応する部分拡大断面図であり、図１５は同じく図２に対応する部分拡大外観図であって、スプリング２８と３速ギヤ２０側の同期リング２４を取り去って描いてある。

実施例１と異なるのは、同期リング２４の他に内側リング３０と中間リング３２を有していることである。
すなわち、内側リング３０はハブ１２側に突起３０ａを形成して、ハブ１２に形成した内側切り欠き１２ｓと回転方向に若干の隙間を有して係合しており、４速ギヤ２２の摩擦面２２ｂに対応した内側摩擦面３０ｂと外周に外側摩擦面３０ｃを形成している。
また、中間リング３２は突起３２ａが形成されて４速ギヤ２２に形成した窪み２２ｅと回転方向に係合しており、内側リング３０の外側摩擦面３０ｃに対応する内側摩擦面３２ｂと、同期リング２４の摩擦面２４ａに対応する外側摩擦面３２ｃとを形成している。

したがって、実施例２はいわゆるマルチコーン式の同期装置であり、同期リング２４が４速ギヤ２２側への押圧力を受けると、摩擦面２４ａと外側摩擦面３２ｃ同士、内側摩擦面３２ｂと外側摩擦面３０ｃ同士、内側摩擦面３０ｂと摩擦面２２ｂ同士の、３カ所で同時に圧接されて摩擦トルクを生じることになる。
そのため、同期リング２４を押圧する力を同じとしても、実施例１より大幅に大きな摩擦トルクを得ることができて、同期能力が大きくなる。

その他の構造および作動は実施例１と同様であり、同期作用終了からスリーブ１６が４速ギヤ２２と噛み合うまでの間における、両者の相対回転を規制するので、スプライン１６ａと２２ａ同士の衝突が起きず、操作フィーリングを悪化させることがない。
また、スリーブ１６と４速ギヤ２２の相対回転を規制するために、余計なスリーブ１６の移動がないので、移動距離が大きくなることに起因する操作フィーリングの悪化もない。

なお、図示と詳細な説明は省略するが、実施例３に示したマルチコーン式の構成にあっても、実施例２で説明した手段で、スリーブ１６と４速ギヤ２２の相対回転を規制することができる。
詳細の説明は省略したが、実施例３に示した本発明の変速機用同期装置においても、自己サーボ作用による同期性能の向上を果たしながら、操作フィーリングの悪化を避けることができる。

図１６、１７は、本発明の変速機用同期装置における第４の実施例を表す。
ここでは、実施例１および実施例３と異なる部分を中心に説明し、それらと実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
図１６は実施例１の図３に対応する部分拡大断面図であり図１４にも対応しており、図１７は同じく図２に対応する部分拡大外観図であって図１５にも対応しており、図１５と同様に、スプリング２８と３速ギヤ２０側の同期リング２４を取り去って描いてある。

実施例４も実施例３と同様にマルチコーン式の同期装置であるが、実施例３と異なるのは、同期リング２４と内側リング３０とが回転方向に連結されていることである。
すなわち、同期リング２４には連結突起２４ｆが設けてあり、これの切り欠き２４ｇが内側リング３０の突起３０ａと係合している。

このため、同期リング２４が４速ギヤ２２側への押圧力を受けると、摩擦面２４ａと外側摩擦面３２ｃ同士、内側摩擦面３２ｂと外側摩擦面３０ｃ同士、内側摩擦面３０ｂと摩擦面２２ｂ同士の、３カ所で同時に圧接されて摩擦トルクを生じることは実施例３と同様である。

実施例３と異なるのは、これら３カ所の摩擦トルクが全て同期リング２４に伝わり、実施例１で説明したように、ハブ１２の斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊのいずれかに作用して、自己サーボ作用による同期容量の増大を得ることである。
したがって、ハブ１２の斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊおよび同期リング２４のチャンファ２４ｅ、２４ｆの傾斜角を適切に設定する必要はあるが、実施例１と同様の作動を行う。

また、同期作用終了からスリーブ１６が４速ギヤ２２と噛み合うまでの間における、両者の相対回転を規制できるので、スプライン１６ａと２２ａ同士の衝突が起きず、操作フィーリングを悪化させることがない。
さらに、スリーブ１６と４速ギヤ２２の相対回転を規制するための、余計なスリーブ１６の移動がないので、移動距離が大きくなることに起因する操作フィーリングの悪化もない。

なお、図示と詳細な説明は省略するが、実施例４に示したマルチコーン式の構成にあっても、実施例２で説明した手段で、スリーブ１６と４速ギヤ２２の相対回転を規制することができる。
詳細の説明は省略したが、実施例４に示した本発明の変速機用同期装置においても、自己サーボ作用による同期性能の向上を果たしながら、操作フィーリングの悪化を避けることができる。

以上説明したように、本発明の変速機用同期装置は、同期時の摩擦トルクを活用した自己サーボ作用によって同期性能の向上を得ながら、同期作用終了からスリーブ１６が４速ギヤ２２と噛み合うまでの間における、両者の相対回転を規制するとともに、相対回転を規制するのにスリーブ１６の余計な移動がないので、これらに起因する操作フィーリングの悪化を避けることができる。

このため、手動変速機にあっては操作力の軽減をはかることができて操作性の向上に貢献するとともに、電気モーター等のアクチュエーターによる変速操作を行う変速機にあってはアクチュエーターの容量を小さくすることが可能になり、軽量化や車両の燃費向上に貢献する。

なお、実施例１乃至実施例４は、入力軸１０上に同期装置を配置した場合であるが、出力軸側に配置しても同様の作用をすることは言うまでもない。
また、ハブ１２の斜面１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊと同期リング２４のチャンファ２４ｅ、２４ｆ、およびこれらに対応するスラストピース２６のチャンファ２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、スラストチャンファ２６ｊ、２６ｋ、２６ｌ、２６ｍは、傾斜面として説明したが、螺旋面であってもよい。

本発明の変速機用同期装置は、当業者の一般的な知識に基づいて、摩擦面における摩擦係数を高めるために同期リングの摩擦面にネジや油溝を形成するなどの変更を加えた態様で実施することができるとともに、摩擦面に適切な材料を用いることによって安定した同期性能の向上を得ることができる。

操作フィーリングの悪化を回避しながら同期性能の向上を得ることができるので、特に小型化や製造コストの低減を要求される乗用車用変速機に適用してメリットを得ることができるとともに、アクチュエーターで変速操作を行う変速機などに適用することができる。

３速、４速用同期装置における要部の断面図である。（実施例１） 図１から３速、４速ギヤを取り去って３速ギヤ側から見た外観図である。 図１の部分拡大図である。 ハブの外観図である。 スリーブの外観図である。 同期リングの断面図および外観図である。 スラストピースの外観図である。 要部の詳細を説明する外観および断面図である。 作動の詳細を示す説明図である。 作動の詳細を説明する拡大図である。 他の作動状態を説明する作動図である。 同期リングの外観図である。（実施例２） 要部の詳細を説明する外観および断面図である。 要部の拡大断面図である。（実施例３） 要部の拡大外観図である。 要部の拡大断面図である。（実施例４） 要部の拡大外観図である。

符号の説明

１０ 入力軸
１２ ハブ
１４ ブッシュ
１６ スリーブ
１８ ベアリング
２０ ３速ギヤ
２２ ４速ギヤ
２４ 同期リング
２６ スラストピース
２８ スプリング
３０ 内側リング
３２ 中間リング

Claims (5)

1. 動力を伝える軸と、
   該軸に固定されるボス部から径方向外側に延ばしたフランジ部の外周に複数の切り欠きとスプラインとを形成するとともに、前記切り欠きに回転方向の力を軸方向の力に転換可能な斜面を形成したハブと、
   内周にスプラインと該スプラインの内側に溝とが形成され、前記ハブの前記スプラインに軸方向摺動可能に支持されたスリーブと、
   該スリーブが嵌合可能なスプラインおよび摩擦面が前記ハブ側に一体的に設けられた変速ギヤと、
   該変速ギヤの前記摩擦面に圧接可能な摩擦面が形成され、外周にチャンファを有する突起が設けられた同期リングと、
   前記スリーブの溝に挿入され、該スリーブから軸方向に押圧されて、前記同期リングの前記チャンファを押圧する過程で該同期リングに生ずる摩擦トルクを前記ハブの前記斜面に伝えるスラストピースと、
   前記スラストピースが前記同期リングを軸方向に押圧して行う同期作用が終了した後に、前記同期リングと前記ハブの間における相対回転を規制する規制手段とを備えたことを特徴とする変速機用同期装置。
2. 前記規制手段は、前記ハブに形成したガイドスプラインと、
   前記スラストピースに形成したガイド爪とを有し、該ガイド爪が、前記ハブの前記ガイドスプラインと当接または係合することにより、前記同期リングと前記ハブとの相対回転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。
3. 前記規制手段は、前記同期リングに形成したスプラインと、
   前記スリーブに形成したガイドスプラインとを有し、該ガイドスプラインが、前記同期リングの前記スプラインと係合することにより、前記同期リングと前記ハブとの相対回転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。
4. 前記同期リングは、２個であり、該２個の前記同期リングが、前記ハブを挟んで配置されるとともに、互いに回転方向に連結していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の変速機用同期装置。
5. 前記スラストピースの径方向内側に内面チャンファを形成し、該内面チャンファと前記同期リングとの間に環状のスプリングを配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の変速機用同期装置。
   

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