JP2007315570A - 同期装置および変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな操作力で大きな押付け力を発揮する同期装置。
【解決手段】ギヤピース３２とハブスリーブ６０との間に介在してハブスリーブ６０およびギヤピース３２を同期させることが可能で、かつギヤピース３２の支点領域３２Ａに係合可能なシンクロナイザリング１４２を備える。シンクロナイザリング１４２はハブスリーブ６０側に設けられ、回転軸１３に対して傾斜して外周側コーン部１４４と、ギヤピース３２側に設けられ、回転軸１３に対して傾斜した内周側コーン部１４６とを有する。ハブスリーブ６０側から外周側コーン部１４４の力点領域１４４Ａに力が加えられるとシンクロナイザリング１４２が支点領域３２Ａを中心として回動し、内周側コーン部１４６の作用点領域１４６Ａがギヤピース３２側に力を加えることでハブスリーブ６０とギヤピース３２とがシンクロナイザリング１４２を介して同期する。
【選択図】図１

Description

この発明は、同期装置および変速機に関し、より特定的には、回転軸に対して傾斜した傾斜面を有する同期装置およびそれを用いた変速機に関するものである。

従来、同期装置は、たとえば特開平６−７４２５４号公報（特許文献１）、特開平９−８９００２号公報（特許文献２）および特開平６−１０９６７号公報（特許文献３）に開示されている。
特開平６−７４２５４号公報 特開平９−８９００２号公報 特開平６−１０９６７号公報

特許文献１では、同期容量を増加させるために、コーン径を大きくするか、コーン角度を小さくするか、テーパ摩擦面の摩擦係数を大きくするか、テーパ摩擦面の押付け力を大きくする技術が開示されている。

特許文献２では、ハブと同期リングの間に配置され、スリーブの変速ギヤ側への移動に伴う押圧力を受け、押圧力を倍力して同期リングに伝達する倍力機構を備えた同期装置が開示されている。

特許文献３では、トリプルコーン型同期装置が開示されている。
しかしながら、従来の技術では、押付け力を大きくすれば、操作力が大きくなるという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、操作力を増加させることなく、押付け力を大きくすることが可能な同期装置を提供することを目的とする。

この発明に従った同期装置は、回転軸を中心に回転することが可能な第一回転部材と、第一回転部材に対して回転軸を中心として回転することが可能な第二回転部材と、第一回転部材と第二回転部材との間に介在して第一回転部材および第二回転部材を同期させることが可能で、かつ第二回転部材の支点に係合可能な第一同期部材とを備える。第一同期部材は、第一回転部材側に設けられ、回転軸に対して傾斜した第一傾斜面と、第二回転部材側に設けられ、回転軸に対して傾斜した第二傾斜面とを有する。第一回転部材側から第一傾斜面の力点に力が加えられると第一同期部材が支点を中心として回動し、第二傾斜面の作用点が第二回転部材側に力を加えることで第一回転部材と第二回転部材とが第一同期部材を介して同期する。支点から力点までの距離は、支点から作用点までの距離よりも長い。

このように構成された同期装置においては、支点から力点までの距離は、支点から作用点までの距離よりも長いため、小さな力で第一同期部材により増幅されて第二回転部材を介して押付ける。その結果、力が増幅されることで、少ない操作力で大きな押付け力を発生することができる。

好ましくは、第一同期部材と第一回転部材との間に介在する第二同期部材をさらに備える。

好ましくは、第一同期部材と第二回転部材との間に介在する第三同期部材をさらに備える。

この発明に従った変速機は、上述のいずれかの同期装置を備える。

この発明に従えば、小さな操作力で大きな押付け力を発生させることが可能な同期装置およびそれを用いた変速機を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った手動変速機の断面図である。図１を参照して、手動変速機１００は、自動車の走行状態に応じてエンジンの回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える動力伝達装置である。手動変速機１００として、車両の運転者が操作するシフトレバーと手動変速機１００が離れており、その間をケーブルおよびリンクなどで連結する、いわゆるリモートコントロール型の手動変速機１００でもよく、手動変速機１００に直接シフトレバーを取付けた、いわゆるダイレクトコントロール方式の手動変速機１００であってもよい。

また、リモートコントロール方式において、シフトレバーの位置に関しては、特に限定されず、ステアリングコラム部にシフトレバーが取付けられたコラムシフト式、シフトレバーがフロアに取付けられたフロアシフト式などを採用することも可能である。

図１では、常時噛み合い式の手動変速機を示している。また、手動変速機として、アクチュエータなどによりセレクトレバーを移動させて変速を行なう、いわゆるシーケンシャルタイプの変速機にも本発明を適用することが可能である。

手動変速機１００は、回転シャフト１０を有する。回転シャフト１０は回転軸１３を中心として回転することが可能であり、エンジンからの回転力が回転シャフト１０に伝えられる。

回転シャフト１０には、クラッチハブ５０が取付けられている。クラッチハブ５０は回転シャフト１０と共に回転するように、回転シャフト１０にスプライン嵌合している。

なお、回転シャフト１０に対するクラッチハブ５０の固定方法としては、スプライン嵌合に限られず、その他の通常の方法を用いてもよい。

図１では、回転軸１３を中心として対称形状に各構成部材が配置されている。回転シャフト１０には、ギヤ２２が嵌め合わせられており、ギヤ２２と回転シャフト１０との間にはベアリング（図示せず）が存在する。そのため、ギヤ２２は回転シャフト１０に対して相対回転することが可能である。図１で示す状態では、回転シャフト１０の回転力がギヤ２２には伝達されず、ギヤ２２は空転する。ギヤ２２の内周面側が回転シャフト１０と向かい合っている。ギヤ２２と回転シャフト１０との間に潤滑油が供給されてもよい。

ギヤ２２にはギヤピース３２が設けられている。ギヤピース３２はギヤ２２と一体であってもよく、また別体であってもよい。ギヤピース３２はギヤ２２と共に回転する構成であればよい。ギヤピース３２は図１で示す状態ではクラッチハブ５０に係合していない。そのため、ギヤピース３２はクラッチハブ５０に対して自由に回転することが可能である。

ギヤピース３２およびギヤ２２は、回転軸１３に対して傾斜したテーパ面であるコーン部３４を有する。コーン部３４上にシンクロナイザリング２４２が嵌め合わせられている。シンクロナイザリング２４２はギヤ２２とクラッチハブ５０およびハブスリーブ６０とを同期させるための装置であり、テーパ面である外周側コーン部２４４および内周側コーン部２４６を有する。シンクロナイザリング２４２の内周側コーン部２４６および外周側コーン部２４４はギヤピース３２のコーン部３４と接触しており、摩擦摺動する。

コーン部３４と、シンクロナイザリング２４２の内周側コーン部２４６とは広い面で接触するが、その接触面の中心部が当接点領域２４２Ａとなる。当接点領域２４２Ａでは矢印７０２で示す方向にシンクロナイザリング２４２からギヤ２２側へ矢印７０２で示す方向の力Ｆ２が加えられる。支点領域３２Ａから当接点領域２４２Ａまでの距離はＬ２である。

シンクロナイザリング１４２はギヤ２２と支点領域３２Ａにおいて係合している。シンクロナイザリング１４２はシンクロナイザリング２４２の外周側に位置している。シンクロナイザリング１４２の内周側コーン部１４６はシンクロナイザリング２４２の外周側コーン部２４４と向き合っており、かつ当接している。また、シンクロナイザリング１４２の外周側コーン部１４４はシンクロナイザリング４２の内周側コーン部４４と向かい合っている。シンクロナイザリング１４２の内周側コーン部１４６および外周側コーン部１４４のいずれもテーパ面であり、回転軸１３に対して傾斜している。

シンクロナイザリング１４２は支点領域３２Ａによりギヤ２２と係合している。シンクロナイザリング１４２は、シンクロナイザリング４２から押されると、矢印７０３で示す方向に、シンクロナイザリング２４２を力Ｆ３で押圧する。シンクロナイザリング１４２の内周側コーン部１４６とシンクロナイザリング２４２の外周側コーン部２４４とは広い面で接触し、その中心が作用点領域１４６Ａである。作用点領域１４６Ａから支点領域３２Ａまでの距離はＬ３である。

シンクロナイザリング４２は内周側コーン部４４を有し、内周側コーン部４４がシンクロナイザリング１４２の外周側コーン部１４４と当接している。シンクロナイザリング４２はクラッチハブ５０およびシフティングキー６５に向かい合い、かつ外周歯４６を有する。シンクロナイザリング４２は矢印７０１で示す方向に大きさがＦ１の力をシンクロナイザリング１４２に対して加えることが可能である。シンクロナイザリング４２がシンクロナイザリング１４２に力を加える点が力点領域１４４Ａである。シンクロナイザリング４２の内周側コーン部４４とシンクロナイザリング１４２の外周側コーン部１４４とは広い面で接触するが、接触面の中心が力点領域１４４Ａとなる。

シンクロナイザリング４２，１４２，２４２は円錐面形状の内周側コーン部４４，１４６，２４６と外周側コーン部１４４，２４４を有する。支点領域３２Ａ、力点領域１４４Ａおよび作用点領域１４６Ａは回転軸１３を中心として円周方向に延びており、線状の領域である。

クラッチハブ５０にはシフティングキー６５が嵌め合わせられており、シフティングキー６５にハブスリーブ６０が嵌合している。ハブスリーブ６０は回転軸１３の延びる方向に摺動可能である。ハブスリーブ６０の内周歯６１はクラッチハブ５０と噛み合っており、かつ内周歯６１はシフティングキー６５と噛み合っている。クラッチハブ５０はハブスリーブ６０を軸方向にスライド可能に保持する。ハブスリーブ６０は凹部６２を有し、凹部６２はシフトフォークにより挟まれて保持される。シフトフォークが凹部６２を軸方向へ動かすと、これに伴いハブスリーブ６０およびシフティングキー６５も軸方向に移動する。ハブスリーブ６０の内周側に設けられた凹部６３がシフティングキー６５の凸部６９と嵌まり合っている。

この実施の形態では、トリプルコーン型の同期装置を有する手動変速機１００を示している。内周側から順にシンクロナイザリング２４２がインナーコーンとなり、シンクロナイザリング１４２がミドルコーンとなり、シンクロナイザリング４２がアウタコーンとなる。

このような手動変速機１００において、力点領域１４４Ａの半径Ｒ１は作用点領域１４６Ａの半径Ｒ３よりも小さいか同じである。同様に、作用点領域１４６Ａの半径Ｒ３は当接点領域２４２Ａの半径Ｒ２よりも小さい。

シンクロナイザリング１４２は支点領域３２Ａでギヤピース３２と当たる構造とされている。これにより、シンクロナイザリング４２の内周側コーン部４４から矢印７０１で示す力Ｆ１を受けた場合には、シンクロナイザリング１４２からシンクロナイザリング２４２に作用する力Ｆ３は、シンクロナイザリング１４２がレバーとして働くため、Ｆ３＝Ｆ１×Ｌ１／Ｌ３となって増大する。

図２および図３は、同期の動作を説明するための手動変速機の図である。図２を参照して、ハブスリーブ６０の凹部６２がシフトフォークに連結され、そのシフトフォークはシフトレバーに連結されている。シフトレバーを動かすと、ハブスリーブ６０はギヤピース３２へ近づく方向に動く。このとき、ハブスリーブ６０の凹部６３とシフティングキー６５の凸部６９は中央で噛み合っているため力はシフティングキー６５に伝わり、シフティングキー６５はシンクロナイザリング４２を押付ける。その結果、シンクロナイザリング４２が矢印７０１で示す方向にシンクロナイザリング１４２を押す。これにより、シンクロナイザリング４２とシンクロナイザリング１４２が同期する。矢印７０１で押された力は支点領域３２Ａを中心としてシンクロナイザリング１４２を回動させる。これにより、シンクロナイザリング１４２は矢印７０３で示す方向にシンクロナイザリング１４２が回動する。これにより、シンクロナイザリング１４２がシンクロナイザリング２４２を押付ける。シンクロナイザリング２４２は矢印７０２で示す方向に大きさがＦ２の力をギヤ２２に加える。これにより、ハブスリーブ６０の回転とギヤピース３２との回転が同期する。

図３を参照して、同期後にギヤピース３２の外周歯３６とハブスリーブ６０の内周歯６１とが嵌り合うことでハブスリーブ６０の回転がギヤピース３２およびギヤ２２に伝えられる。これにより、回転シャフト１０、クラッチハブ５０からハブスリーブ６０を経由してギヤ２２へ動力が伝達される。

すなわち、実施の形態１に従った手動変速機１００は、回転軸１３を中心に回転することが可能な第一回転部材としてのハブスリーブ６０と、ハブスリーブ６０に対して回転軸１３を中心に回転することが可能な第二回転部材としてのギヤ２２と、ハブスリーブ６０とギヤ２２との間に介在してハブスリーブ６０およびギヤ２２を同期させることが可能で、かつギヤ２２の支点領域３２Ａに係合可能な第一同期部材としてのシンクロナイザリング１４２とを備える。シンクロナイザリング１４２は、ハブスリーブ６０側に設けられ、回転軸１３に対して傾斜した第一傾斜面としての外周側コーン部１４４と、ギヤ２２側に設けられ、回転軸１３に対して傾斜した第二傾斜面としての内周側コーン部１４６とを備える。ハブスリーブ６０側から外周側コーン部１４４の力点領域１４４Ａに力が加えられるとシンクロナイザリング１４２が支点領域３２Ａを中心として回動し、内周側コーン部１４６の作用点領域１４６Ａがギヤ２２側に力を加えることでハブスリーブ６０とギヤ２２とがシンクロナイザリング１４２を介して同期する。支点領域３２Ａから力点領域１４４Ａまでの距離Ｌ１は、支点領域３２Ａから作用点領域１４６Ａまでの距離Ｌ３よりも長い。

手動変速機１００は、シンクロナイザリング１４２とハブスリーブ６０との間に介在する第二同期部材としてのシンクロナイザリング４２をさらに備える。また、手動変速機１００は、シンクロナイザリング１４２とギヤ２２との間に介在する第三同期部材としてのシンクロナイザリング２４２をさらに備える。

このように構成された手動変速機１００の同期装置では、梃子の原理により、小さな力を大きな力に変換して押付け力を増大することが可能である。その結果、小さな操作力で大きな押付け力を発生することが可能な同期装置を提供することができる。

（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に従った手動変速機の断面図である。図４を参照して、この発明の実施の形態２に従った手動変速機１００では、ハブスリーブ６０とギヤ２２およびギヤピース３２との間に２つのシンクロナイザリング４２，１４２が設けられている点で、実施の形態１に従った手動変速機１００と異なる。すなわち、実施の形態２に従った手動変速機１００は、ダブルコーン型の同期装置を有する。シンクロナイザリング１４２が直接ギヤ２２の一部分を矢印７０３で示す方向に押圧している。シンクロナイザリング１４２は支点領域３２Ａにおいてギヤピース３２と係合している。支点領域３２Ａから力点領域１４４Ａまでの距離は、支点領域３２Ａから作用点領域１４６Ａの距離までよりも長い。そのため、シンクロナイザリング４２によりシンクロナイザリング１４２が押圧されると、シンクロナイザリング１４２は支点領域３２Ａを中心として回動する。このとき、上述の長さ関係が存在するため、いわゆる梃子の原理により矢印７０１で示す力Ｆ１が増幅されて矢印７０３で示す大きさの力Ｆ３となる。これにより、小さな操作力で大きな押付け力を発揮することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従った手動変速機の断面図である。 同期の動作を説明するための手動変速機の図である。 同期の動作を説明するための手動変速機の図である。 この発明の実施の形態２に従った手動変速機の断面図である。

符号の説明

１０ 回転シャフト、１３ 回転軸、２２ ギヤ、３２ ギヤピース、３２Ａ 支点領域、３６ 外周歯、４２，１４２，２４２ シンクロナイザリング、４４ コーン部、６０ ハブスリーブ、６１ 内周歯、６２ 凹部、１４４，２４４ 外周側コーン部、１４４Ａ 力点領域、１４６，２４６ 内周側コーン部、１４６Ａ 作用点領域、１００ 手動変速機、７０１，７０２，７０３ 矢印。

Claims (4)

1. 回転軸を中心に回転することが可能な第一回転部材と、
   前記第一回転部材に対して回転軸を中心として回転することが可能な第二回転部材と、
   前記第一回転部材と前記第二回転部材との間に介在して前記第一回転部材および前記第二回転部材を同期させることが可能で、かつ前記第二回転部材の支点に係合可能な第一同期部材とを備え、
   前記第一同期部材は、前記第一回転部材側に設けられ、回転軸に対して傾斜した第一傾斜面と、
   前記第二回転部材側に設けられ、回転軸に対して傾斜した第二傾斜面とを有し、
   前記第一回転部材側から前記第一傾斜面の力点に力が加えられると前記第一同期部材が前記支点を中心として回動し、前記第二傾斜面の作用点が前記第二回転部材側に力を加えることで前記第一回転部材と前記第二回転部材とが前記第一同期部材を介して同期し、
   前記支点から前記力点までの距離は、前記支点から前記作用点までの距離よりも長い、同期装置。
2. 前記第一同期部材と前記第一回転部材との間に介在する第二同期部材をさらに備えた、請求項１に記載の同期装置。
3. 前記第一同期部材と前記第二回転部材との間に介在する第三同期部材をさらに備えた、請求項１に記載の同期装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の同期装置を備えた変速機。

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