JP2008151242A - マルチコーン型同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 遊転時のミドルリングの傾きを規制してリング間の片当たりをなくし、リングの偏摩耗抑制し、焼付が発生しないマルチコーン型同期装置を提供する。
【解決手段】 本発明のマルチコーン型同期装置１は、シャフト２と、クラッチハブ３と、ギヤ４と、ギヤ４に一体的に回転可能に結合されたギヤピース５と、シャフト２上においてクラッチハブ３とギヤピース５との間に配置され、アウタリング６、ミドルリング７及びインナリング８とからなるテーパーコーンクラッチと、スリーブ９と、を有するマルチコーン型同期装置１において、クラッチハブ３または／およびギヤピース５は、ミドルリング７が接触する位置に、軸方向に対して傾斜した規制部３１を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車において使用される手動変速機で用いられるマルチコーン型同期装置に関する。

自動車は、エンジンの動力を走行条件に応じて変換して取り出すための変速機を備えている。変速機にはギヤ式やベルト式等があり、動力伝達損失の少ないギヤ式の変速機が多用されている。

ギヤ式の手動の変速機は入力されるエンジンの動力を走行条件に応じて出力する目的で複数段の変速ギヤ列を切り替える装置である。手動変速機は複数段の変速ギヤ列を有しており、シフトレバーを操作することによってギヤ列を切り替えて各段のギヤを噛合させる。

手動変速機は、ギヤの噛合を切り替えて変速する際に、変速を迅速かつ容易に行うために、同期装置を備えている。例えば特許文献１及び特許文献２に、コーン面（テーパ面）を有するアウタリング及びインナリングと、それらの間にあってそれらのテーパ面とそれぞれ摺接させられるテーパ面を有するミドルリングとで、構成されるマルチコーン型同期装置が開示されている。

このようなマルチコーン型同期装置は、基本的に、シャフト上に互いに相対回転可能に組み付けられたクラッチハブとギヤとの間に、アウタリング、ミドルリング及びインナリングとからなるテーパーコーンクラッチを形成する。

一般的に、アウタリング及びインナリングは、回転方向に対してクラッチハブと一体的に回転し軸方向に対してはある程度自由に移動できるように連結される。そして、ミドルリングは回転方向に対してギヤと一体的に回転し軸方向に対してはある程度自由に移動できるように連結される。

このマルチコーン型同期装置は摺接させられるテーパ面（摺接面）を複数有することで、同期のための摩擦力が大きく、強力な同期作用が得られる同期装置として機能する。

ところで、かかる形式のマルチコーン型同期装置においては、動力の伝達が遮断される遊転時に、図３に示すように、各リング６、７、８は遊転状態にあって任意の方向に傾いて回転している。このため、互いに相対回転しているアウタリング６、ミドルリング７及びインナリング８間で、ミドルリング７がアウタリング６及びインナリング８に片当たりして偏摩耗を生じることがある。片当たりが強い場合には焼付が発生する。
特開平１１−２８０７８６号公報 特開２０００−１１０８４８号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、マルチコーン型同期装置の遊転時において、ミドルリングの傾きを規制してリング間の片当たりをなくし、リングの偏摩耗を抑制し、焼付が発生しないマルチコーン型同期装置を提供することを目的とする。

本発明のマルチコーン型同期装置は、シャフトと、
該シャフト上に固定され外周側に係合歯をもつクラッチハブと、
該シャフト上に回転可能に保持されたギヤと、
該クラッチハブ及び該ギヤの間に位置し該ギヤに結合され外周側に係合歯をもつギヤピースと、
該シャフトと同軸的で該クラッチハブに該クラッチハブ側が係合し外周側に係合歯及び該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつアウタリングと、該シャフトと同軸的で該アウタリングに該クラッチハブ側が係合し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面をもつインナリングと、該ギヤピースにギヤピース側が係合し該アウタリングの該内周面に摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面及び該インナリングの該外周面と摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつミドルリングと、からなるテーパーコーンクラッチと、
該アウタリングの該係合歯及び該ギヤピースの該係合歯と係合する係合歯をもち該クラッチハブに軸方向摺動可能にキーを介して保持されるスリーブと、を有し、
該クラッチハブ側から該ギヤ側へ該スリーブが軸方向摺動することにより、該クラッチハブ、該アウタリング及び該ギヤピースの順で該スリーブの該係合歯を係合一体化させ該クラッチハブと該ギヤピースとを結合させ該クラッチハブ及び該ギヤの回転の同期動作を行うマルチコーン型同期装置において、
前記クラッチハブまたは／および前記ギヤピースは、前記ミドルリングが接触する面である規制面が径方向に行くに従って該ミドルリングから離れるテーパ面であることを特徴とする。

従来のマルチコーン型同期装置においてもミドルリングは、クラッチハブのギヤ側の面及びミドルリングが係合するギヤピースのクラッチハブ側の面（本明細書においてはそれぞれを「規制面」と称する）のうちのいずれかに当接することで、遊転時における傾斜が一定以下に規制されている。

本発明のマルチコーン型同期装置では、遊転時にミドルリングが接触することがあるクラッチハブのギヤ側の面及びミドルリングが係合するギヤピースのクラッチハブ側の面のうちの両方あるいはどちらか一方の規制面の形状として径方向に行くに従ってミドルリングから軸方向に離れるテーパ面としている。

これにより、傾いたミドルリングが規制面に接触すると、ミドルリングの傾きを正すモーメントが発生し、ミドルリングの傾きが是正される。つまり、ミドルリングが傾こうとする力が傾斜面に沿った成分とその直角成分とに分かれ、傾斜面に沿ってミドルリングの姿勢が変化するため、それ以上傾くことができなくなる。結果、ミドルリングがアウタリング及びインナリングと片当たりすることが抑制され、偏摩耗を低減することができる。

なお、規制面を設ける部位として、クラッチハブのギヤ側の面について本発明のテーパ面とすることでミドルリングがクラッチハブ側に傾いた状態（ミドルリングの上方がクラッチハブ側に偏った状態）を効果的に是正することができ、ミドルリングが係合するギヤピースのクラッチハブ側の面について本発明のテーパ面とすることでミドルリングがギヤピース側に傾いた状態（ミドルリングの上方がギヤピース側に偏った状態）を効果的に是正することができる。

本発明のマルチコーン型同期装置で用いられるクラッチハブまたは／およびギヤピースの傾斜面は、前記シャフトの軸直角方向に対して前記ミドルコーンに想定される最大傾き角度より大きい角度で傾いていることが望ましい。これにより、傾斜面に沿ったモーメントが外周側に発生しミドルリングを傾かせるモーメントよりも大きくなるため、ミドルリングを傾かせるモーメントを打ち消し、ミドルリングの姿勢を矯正するように働くこととなる。ここで、「最大傾き角度」とは、本発明のマルチコーン型同期装置が遊転状態である場合にミドルリングが傾く可能性がある最大の角度であり、アウタリング、ミドルリング、インナリングのそれぞれが遊転時に軸方向に移動できる量が大きくなるにつれて概ね大きくなる角度である。

本発明のマルチコーン型同期装置によれば、ミドルリングが接触する部材の形状を上述の形状とすることで、ミドルリングの傾きを是正するモーメントを発生させることができるので、遊転時においてミドルリングの傾き発生を規制することができる。結果、ミドルリングがアウタリング及びインナリングと片当たりすることが抑制され、偏摩耗を低減することができる。

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。

（実施例）
本実施例のマルチコーン型同期装置の構成断面図を図１に、図１の要部を抜き出した断面図を図２に示す。

本実施例のマルチコーン型同期装置１は、シャフト２と、シャフト２上に固定されたクラッチハブ３と、シャフト２上に回転可能に保持されたギヤ４と、クラッチハブ３とギヤ４の間に位置しギヤ４に結合されたギヤピース５と、シャフト２上においてクラッチハブ３とギヤピース５との間に配置されるテーパーコーンクラッチと、クラッチハブ３の外周において軸方向摺動可能に装着されるスリーブ９とを有する。

クラッチハブ３は、テーパーコーンクラッチに対する面において、ミドルリング７が接触する規制部３１（規制面：本実施例はクラッチハブ側に規制面を設けている例である）を有する。この規制部３１は、軸方向に対してテーパーコーンクラッチ側に向かって径が狭まるテーパ状の斜面を形成している。規制部３１の傾斜角は、軸方向垂直に対して、ミドルリング７が傾く最大の角度と同じかそれより大きい角度で形成される。なお、クラッチハブ３は外周側に図示されていない係合歯を有する。

ギヤ４は、ベアリング４１を介してシャフトに回転自在に保持されている。

ギヤピース５は、軸方向においてクラッチハブ３側にコーン状外周面５１が形成されて、ギヤ４側の外周に係合歯５２が形成されている。そして、クラッチハブ３側にミドルリング５２と連結する連結部５３が形成されている。

テーパーコーンクラッチは、図１及び図２に示すように、アウタリング６と、ミドルリング７と、インナリング８とからなる。アウタリング６及びインナリング８はクラッチハブ３に一体回転可能に連結され、ミドルリング７はアウタリング６とインナリング８との間に位置しギヤ４に一体回転可能にギヤピース５を介して連結されている。アウタリング６は、図２に示すように、外周にアウタ係合歯６１を有し、クラッチハブ側の径が小さくなるコーン状内周面６２が形成されている。そして、アウタリング６にはインナリング８のインナ爪部８１と係合するためのアウタ連結部６３が、等間隔になるように３カ所形成されている。また、アウタリング６は、スリーブ９が軸方向ギヤ４側に移動してクラッチハブ３とギヤピース５とを連結する際、スリーブ９のチャンファと噛合するアウタチャンファ６４を有する。次に、ミドルリング７は、アウタリング６のコーン状内周面７２と摺接するコーン状外周面７１と、内周面にコーン状内周面７２と、ギヤピース５と係合するミドル爪部７３とを有する。ミドル爪部７３は、ギヤピース５側に突出した形状で等間隔に３カ所形成されている。次に、インナリング８は、ミドルリング７のコーン状内周面７２と摺接するコーン状外周面８２と、ギヤピース５のコーン状外周面５１と摺接するコーン状内周面８３とを有する。

スリーブ９は、クラッチハブ３側からギヤ側へ軸方向摺動することにより、クラッチハブ３、アウタリング６のアウタ係合歯６１及びギヤピース５の係合歯５２と順に係合する係合歯（図示せず）をもち、内周側に位置するキー９１を介してクラッチハブ３に保持されている。

本実施例のマルチコーン型同期装置１の基本的な動作を簡単に説明する。シャフト２とギヤ４との回転を同期させる際、スリーブ９は軸方向ギヤ４側に移動する。この移動は、スリーブ９の外周に形成されている周溝９２に、図示していないシフトフォークが係合されて、シフトフォークに連結されたシフトレバー（図示せず）の操作にもとづいて行われる。スリーブ９の移動により、まずアウタリング６との間に摩擦力が発生し、スリーブ９の内周側のチャンファ（図示せず）とアウタリング６のアウタチャンファ６４とが接触する。そして、テーパーコーンクラッチを介して、ギヤピース５（ギヤ４）にシャフト２の回転が伝達される。スリーブ９とギヤピース５との回転差がなくなると、スリーブ９はアウタリング６を押し分けながら、さらにギヤピース５側へ移動し、ギヤピース５の係合歯５２のチャンファ５２１と摺接した後、スリーブ９のスプラインとギヤピース５の係合歯５２とが完全に噛合して同期動作が完了する。

本実施例のマルチコーン型同期装置１は、上記同期動作をしていない時、テーパーコーンクラッチの各リング６、７及び８が遊転状態で、アウタリング６及びインナリング８とミドルリング７とは相対回転をしている。この時、アウタリング６、ミドルリング７及びインナリング８とはわずかな間隔を保って回転していることとなるが、実際には各リングは傾きながら回転する。アウタリング６はクラッチハブ３により傾きを規制され、インナリング８はギヤピース５のコーン状外周面５１によって傾きが規制される。クラッチハブ３及びギヤピース５は、鉄又は鉄を含む合金で形成されており各リングより硬いので、アウタリング６やインナリング８が接触しても片減りしにくい。そして、ミドルリング７が傾くと、クラッチハブ３に形成された規制部３１にミドルリング７が接触することにより、規制部３１の傾斜面に沿ったモーメントが発生し、ミドルリング７の姿勢が規制されることとなる。図２において、ミドルリング７は軸方向クラッチハブ３側が上方へギヤピース５側が下方に傾くモーメントが発生している。ミドルリング７は、下方がクラッチハブ３の規制部３１に接触し、規制部３１の傾斜面に沿って、外周方向のモーメントが発生する。これにより、ミドルリング７のクラッチハブ３側が下方に下がろうとするため、ミドルリング７のギヤピース５側が上方に上がろうとする。つまり、ミドルリング７の傾かせていたモーメントを打ち消すモーメントが発生するため、ミドルリング７の傾きが矯正されることとなる。これにより、ミドルリング７がアウタリング及びインナリングに片当たりすることが抑制され、偏摩耗しにくく、また焼き付きなども発生しにくくなる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、規制部３１の傾斜面をミドルリング７のミドル爪部７３が連結するギヤピース５の連結部５３に形成することも考えられ、規制部３１とミドル爪部７３の両面を傾斜させることも可能である。また、マルチコーン型同期装置１としてトリプルコーンについて説明したが、ダブルコーンに用いることもできる。

本実施例のマルチコーン型同期装置の構成断面図である。 図１の要部を抜き出した断面図である。 従来のマルチコーン型同期装置の要部を抜き出した断面図である。

符号の説明

１：マルチコーン型同期装置
２：シャフト
３：クラッチハブ
４：ギヤ
５：ギヤピース
６：アウタリング
７：ミドルリング
８：インナリング
９：スリーブ
３１：規制部
４１：ベアリング
５１：コーン状外周面
５２：係合歯
５３：連結部
６１：アウタ係合歯
６２：コーン状内周面
６３：アウタ連結部
６４：アウタチャンファ
７１：コーン状外周面
７２：コーン状内周面
７３：ミドル爪部
８１：インナ爪部
８２：コーン状外周面
８３：コーン状内周面
９１：スリーブチャンファ
９２：キー
９３：周溝
５２１：チャンファ

Claims (2)

1. シャフトと、
   該シャフト上に固定され外周側に係合歯をもつクラッチハブと、
   該シャフト上に回転可能に保持されたギヤと、
   該クラッチハブ及び該ギヤの間に位置し該ギヤに結合され外周側に係合歯をもつギヤピースと、
   該シャフトと同軸的で該クラッチハブに該クラッチハブ側が係合し外周側に係合歯及び該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつアウタリングと、該シャフトと同軸的で該アウタリングに該クラッチハブ側が係合し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面をもつインナリングと、該ギヤピースにギヤピース側が係合し該アウタリングの該内周面に摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面及び該インナリングの該外周面と摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつミドルリングと、からなるテーパーコーンクラッチと、
   該アウタリングの該係合歯及び該ギヤピースの該係合歯と係合する係合歯をもち該クラッチハブに軸方向摺動可能にキーを介して保持されるスリーブと、を有し、
   該クラッチハブ側から該ギヤ側へ該スリーブが軸方向摺動することにより、該クラッチハブ、該アウタリング及び該ギヤピースの順で該スリーブの該係合歯を係合一体化させ該クラッチハブと該ギヤピースとを結合させ該クラッチハブ及び該ギヤの回転の同期動作を行うマルチコーン型同期装置において、
   前記クラッチハブまたは／および前記ギヤピースは、前記ミドルリングが接触する面である規制面が径方向に行くに従って該ミドルリングから軸方向に離れるテーパ面であることを特徴とするマルチコーン型同期装置。
2. 前記規制面は、前記シャフトの軸直角方向に対して前記ミドルコーンに想定される最大傾き角度より大きい角度で傾いている請求項１に記載のマルチコーン型同期装置。

Images