JP2014080986A - 手動変速機の同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手動変速機の同期装置にて、シンクロナイザリングのコーン面がギヤピースのコーン面に喰いつく場合の引き離し性能を向上させること。
【解決手段】手動変速機の同期装置は、クラッチハブ、ハブスリーブ、ギヤピース、シンクロナイザリングを備えている。ハブスリーブの内歯スプライン２２ａには、チャンファ部２２ａ１と斜面部２２ａ２が形成されている。ギヤピースの外歯スプライン２３ａには、チャンファ部２３ａ１と斜面部２３ａ２が形成されている。シンクロナイザリングの外歯スプライン２４ａには、チャンファ部２４ａ１が形成されているとともに、ハブスリーブのチャンファ部２２ａ１がギヤピースのチャンファ部２３ａ１と係合するときにハブスリーブの斜面部２２ａ２に係合する係合部２４ａ２が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速機の同期装置に関し、特に、手動変速機の同期装置に関する。

手動変速機の同期装置には、変速軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインと軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプラインが形成されたハブスリーブと、前記クラッチハブの軸線方向一側に位置して前記変速軸に回転自在に支持された変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されたギヤピースと、前記クラッチハブと前記ギヤピースの間に配置されていて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されており前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより前記ギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて前記変速歯車の回転を前記ハブスリーブの回転に同期させるシンクロナイザリングとを備えているものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。

特開２００１−２５４７５７号公報

上記特許文献１に記載されているような手動変速機の同期装置では、ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、シンクロナイザリングとギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて、変速歯車の回転とハブスリーブの回転が同期される。このときには、変速歯車とハブスリーブの回転差が消滅して、これらが一体的に回転する。このため、ハブスリーブは、シンクロナイザリングを押し分けながら（ギヤピースに対して回転させながら）軸方向に移動して、シフト位置に至る。

ところで、上記特許文献１に記載されているような手動変速機の同期装置においては、シンクロナイザリングとギヤピース間のテーパーコーン部にて、シンクロナイザリングのコーン面がギヤピースのコーン面に喰いつく（圧接する）ことがあって、シンクロナイザリングがギヤピースに対して回転し難くなることがある。この場合には、ハブスリーブがシンクロナイザリングを押し分けることができ難くて、ハブスリーブのシフト位置へのシフトが阻害されるおそれがある。なお、上記した喰いつきは、シンクロナイザリングに喰いつき力以上の力が作用するようにハブスリーブを軸方向に移動させれば、解消することが可能であるが、その場合には、大きなシフト操作力が必要であってシフトフィーリングが阻害される。

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたもの（すなわち、シンクロナイザリングのコーン面がギヤピースのコーン面に喰いつく場合の引き離し性能を向上させて、シフトフィーリングを阻害することなく、上記した喰いつきを解消すること）であり、
変速軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインと軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプラインが形成されたハブスリーブと、前記クラッチハブの軸線方向一側に位置して前記変速軸に回転自在に支持された変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されたギヤピースと、前記クラッチハブと前記ギヤピースの間に配置されていて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されており前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより前記ギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて前記変速歯車の回転を前記ハブスリーブの回転に同期させるシンクロナイザリングとを備えている手動変速機の同期装置において、
前記ハブスリーブの内歯スプラインにおける軸方向の端部には、チャンファ部が形成されているとともに、このチャンファ部に連なり同チャンファ部から遠ざかるにしたがって歯厚を順次薄くする斜面部が形成され、
前記ギヤピースの外歯スプラインには、前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされるときに前記ハブスリーブのチャンファ部と係合するチャンファ部が形成されているとともに、このチャンファ部に連なり同チャンファ部から遠ざかるにしたがって歯厚を順次薄くし前記ハブスリーブがシフト位置にシフトされたときに前記ハブスリーブの斜面部と係合する斜面部が形成され、
前記シンクロナイザリングの外歯スプラインには、前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされるときに前記ハブスリーブのチャンファ部と係合するチャンファ部が形成されているとともに、前記ハブスリーブのチャンファ部が前記ギヤピースのチャンファ部と係合するときに前記ハブスリーブの斜面部に係合する係合部が形成されていることに特徴がある。

本発明による手動変速機の同期装置においては、ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、シンクロナイザリングとギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて、変速歯車の回転とハブスリーブの回転が同期される。このときには、変速歯車とハブスリーブの回転差が消滅して、これらが一体的に回転する。このため、ハブスリーブは、シンクロナイザリングを押し分けながら（ギヤピースに対して回転させながら）軸方向に移動して、シフト位置に至る。

ところで、本発明による手動変速機の同期装置においては、ハブスリーブの内歯スプラインにチャンファ部と斜面部が形成され、ギヤピースの外歯スプラインにチャンファ部と斜面部が形成され、シンクロナイザリングの外歯スプラインにチャンファ部と係合部が形成されている。このため、ハブスリーブが中立位置からシフト位置にシフトされる際に、シンクロナイザリングとギヤピース間のテーパーコーン部にて、シンクロナイザリングのコーン面がギヤピースのコーン面に喰いつく（圧接する）ことがあっても、ハブスリーブの内歯スプラインにおける斜面部がシンクロナイザリングの外歯スプラインにおける係合部に係合して、シンクロナイザリングが周方向（回転方向）および軸方向（上記した喰いつきを引き離す方向）に押動される。

したがって、ハブスリーブをシフト位置に向けて軸方向に移動させることにより、上記した喰いつきを容易に引き離すことが可能であり、引き離し性能を向上させることが可能である。これにより、シフトフィーリングを阻害することなく、上記した喰いつきを解消することが可能である。なお、ハブスリーブがシフト位置に移動すると、ハブスリーブの内歯スプラインにおける斜面部がギヤピースの外歯スプラインにおける斜面部に各斜面にて係合して、ハブスリーブのシフト位置から中立位置への移動（ギヤ抜け）が規制される。

また、本発明による手動変速機の同期装置は、ハブスリーブの内歯スプラインにチャンファ部と斜面部を形成し、ギヤピースの外歯スプラインにチャンファ部と斜面部を形成し、シンクロナイザリングの外歯スプラインにチャンファ部と係合部を形成することによって実施することが可能であるため、シンプルであり安価に実施することが可能である。

上記した本発明の実施に際して、前記シンクロナイザリングの係合部は、前記ハブスリーブの斜面部と面接触可能な斜面形状に形成されていることも可能である。この場合には、シンクロナイザリングの係合部をハブスリーブの斜面部と点接触可能な段付形状とする場合に比して、上記した引き離し性能の信頼性および耐久性を向上させることが可能である。

本発明による手動変速機の同期装置の一実施形態においてシフティングキーが配置されている部位での概略的な断面図である。 図１に示した実施形態においてシフティングキーが配置されていない部位での概略的な断面図である。 図１に示した同期装置のハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けてシフトされる作動途中におけるハブスリーブの内歯スプライン、シンクロナイザリングの外歯スプライン、ギヤピースの外歯スプライン等の関係を概略的に示した作動説明図である。 シンクロナイザリングの変形実施形態を概略的に示した図３相当の作動説明図である。 図示状態にてハブスリーブの内歯スプラインに形成されている斜面部と係合する係合部が、シンクロナイザリングの外歯スプラインに形成されていない実施形態（比較例）を示した図３相当の作動説明図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明による手動変速機の同期装置の一実施形態を示したものであり、図１および図２に示した手動変速機では、軸受を介してケーシング（共に図示省略）に回転自在に支持されている変速軸１１に、変速歯車（ギヤ）１２が軸受１３を介して組付けられている。変速歯車１２は、変速軸１１に対して軸線方向移動が拘束された状態で回転自在に支持されている。また、変速歯車１２の図１右側には、同期装置２０が設けられている。

同期装置２０は、クラッチハブ２１と、ハブスリーブ２２と、ギヤピース２３と、シンクロナイザリング２４とを備えている。クラッチハブ２１は、変速歯車１２の図１右側に設けられていて、変速軸１１に設けた環状のフランジ部１１ａと、変速軸１１に組付けたクリップ１４によって、軸線方向への移動が拘束されている。また、クラッチハブ２１は、変速軸１１と一体的に回転されるように、変速軸１１に対してスプライン結合されている。ハブスリーブ２２は、クラッチハブ２１の外周に組付けられていて、その内周には、クラッチハブ２１の外周に形成された外歯スプライン２１ａ（図２参照）と軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプライン２２ａが形成されている。また、ハブスリーブ２２の外周には、シフトフォークの一部（図示省略）が摺動自在に係合される円周溝２２ｂが形成されている。

ギヤピース２３は、変速歯車１２のクラッチハブ側（図１右側）に一体的に設けられていて、その外周には、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａと噛合可能な外歯スプライン２３ａが形成されている。また、ギヤピース２３のクラッチハブ側端部外周には、コーン面（円錐状軸部）２３ｂが形成されている。シンクロナイザリング２４は、クラッチハブ２１とギヤピースの２３間に配置されていて、その外周には、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａと噛合可能な外歯スプライン２４ａが形成されている。また、シンクロナイザリング２４の内周には、コーン面（円錐状孔部）２４ｂが形成されていて、コーン面（円錐状孔部）２４ｂとギヤピース２３のコーン面（円錐状軸部）２３ｂとによってテーパーコーン部が構成されている。

このため、この同期装置２０においては、ハブスリーブ２２が図１に示した位置（中立位置）から図示左方のシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、変速歯車１２とハブスリーブ２２間（詳細には、ギヤピース２３とシンクロナイザリング２４間に形成されているテーパーコーン部）にて摩擦係合力が得られて、変速歯車１２の回転をハブスリーブ２２の回転に同期させることが可能である。

また、同期装置２０は、シフティングキー２５を備えている。シフティングキー２５は、クラッチハブ２１の外周部における円周方向の３箇所にて、軸線方向に摺動自在に設けられている。このシフティングキー２５は、外力が加わらない状態では、半径方向に付勢力を付与する一対のスプリング２６によって径外方に向けて付勢されていて、その上部が、ハブスリーブ２２の内周部に形成されている凹部２２ｃに収容されるように構成されている。

この同期装置２０においては、ハブスリーブ２２が中立位置にあるとき、図１および図２に示したように、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａがクラッチハブ２１の外歯スプライン２１ａとのみ係合（噛合）されているが、図１左方のシフト位置にシフトされた状態ではハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａがクラッチハブ２１とシンクロナイザリング２４とギヤピース２３の各外歯スプライン２１ａ，２４ａ，２３ａと同時に噛合されるように構成されている。

また、この同期装置２０においては、ハブスリーブ２２が、中立位置からシフト位置に移動するとき、その初期においてシフティングキー２５がハブスリーブ２２によって径内方および軸方向に押されてシンクロナイザリング２４と係合しシンクロナイザリング２４をギヤピース２３に向けて軸方向に押動する。これにより、ギヤピース２３とシンクロナイザリング２４間に形成されているテーパーコーン部（２３ｂ、２４ｂ）にて摩擦係合力が得られて、変速歯車１２の回転がハブスリーブ２２の回転に同期する。

ところで、この実施形態では、図３にて概略的に示したように、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａにおける軸方向の端部に、チャンファ部２２ａ１と斜面部２２ａ２が形成され、ギヤピース２３の外歯スプライン２３ａにチャンファ部２３ａ１と斜面部２３ａ２が形成され、シンクロナイザリング２４の外歯スプライン２４ａにチャンファ部２４ａ１と係合部２４ａ２が形成されている。

ハブスリーブ２２のチャンファ部２２ａ１は、内歯スプライン２２ａの左端に形成されている。ハブスリーブ２２の斜面部２２ａ２は、チャンファ部２２ａ１に連続して形成されていて、チャンファ部２２ａ１から遠ざかるにしたがって内歯スプライン２２ａの歯厚を順次薄くするように形成されている。

ギヤピース２３のチャンファ部２３ａ１は、外歯スプライン２３ａの右端に形成されていて、ハブスリーブ２２が中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされるときにハブスリーブ２２のチャンファ部２２ａ１と係合する。ギヤピース２３の斜面部２３ａ２は、チャンファ部２３ａ１に連続して形成されていて、チャンファ部２３ａ１から遠ざかるにしたがって外歯スプライン２３ａの歯厚を順次薄くするように形成されている。この斜面部２３ａ２は、ハブスリーブ２２がシフト位置にシフトされたときにハブスリーブ２２の斜面部２２ａ２と各斜面にて係合する。

シンクロナイザリング２４のチャンファ部２４ａ１は、外歯スプライン２４ａの右端に形成されていて、ハブスリーブ２２が中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされるときにハブスリーブ２２のチャンファ部２２ａ１と係合する。シンクロナイザリング２４の係合部２４ａ２は、ハブスリーブ２２の斜面部２２ａ２と面接触可能な斜面形状に形成されていて、図３に示したように、ハブスリーブ２２のチャンファ部２２ａ１がギヤピース２３のチャンファ部２３ａ１と係合するときにハブスリーブ２２の斜面部２２ａ２に各斜面にて係合する。

上記のように構成したこの実施形態においては、ハブスリーブ２２が中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより、シンクロナイザリング２４とギヤピース２３との間に形成されているテーパーコーン部（２３ｂ、２４ｂ）にて摩擦係合力が得られて、変速歯車１２の回転とハブスリーブ２２の回転が同期される。このときには、変速歯車１２とハブスリーブ２２の回転差が消滅して、これらが一体的に回転する。このため、ハブスリーブ２２は、シンクロナイザリング２４を押し分けながら（ギヤピース２３に対して回転させながら）軸方向に移動して、シフト位置に至る。

ところで、この実施形態においては、図３にて概略的に示したように、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａにチャンファ部２２ａ１と斜面部２２ａ２が形成され、ギヤピース２３の外歯スプライン２３ａにチャンファ部２３ａ１と斜面部２３ａ２が形成され、シンクロナイザリング２４の外歯スプライン２４ａにチャンファ部２４ａ１と係合部２４ａ２が形成されている。このため、ハブスリーブ２２が中立位置からシフト位置にシフトされる際に、シンクロナイザリング２４とギヤピース２３間のテーパーコーン部（２３ｂ、２４ｂ）にて、シンクロナイザリング２４のコーン面２４ｂがギヤピース２３のコーン面２３ｂに喰いつく（圧接する）ことがあっても、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａにおける斜面部２２ａ２がシンクロナイザリング２４の外歯スプライン２４ａにおける係合部２４ａ２に各斜面にて係合して、ハブスリーブ２２に作用するシフト力Ｆ２２の一部がシンクロナイザリング２４に作用力Ｆ２４として伝達され、シンクロナイザリング２４が周方向（回転方向）および軸方向（上記した喰いつきを引き離す方向）に押動される。

したがって、ハブスリーブ２２をシフト位置に向けて軸方向に移動させることにより、上記した喰いつきを容易に引き離すことが可能であり、引き離し性能を向上させることが可能である。これにより、シフトフィーリングを阻害することなく、上記した喰いつきを解消することが可能である。なお、ハブスリーブ２２がシフト位置に移動すると、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａにおける斜面部２２ａ２がギヤピース２３の外歯スプライン２３ａにおける斜面部２３ａ２に各斜面にて係合して、ハブスリーブ２２のシフト位置から中立位置への移動（ギヤ抜け）が規制される。

また、この実施形態の同期装置２０は、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａにチャンファ部２２ａ１と斜面部２２ａ２を形成し、ギヤピース２３の外歯スプライン２３ａにチャンファ部２３ａ１と斜面部２３ａ２を形成し、シンクロナイザリング２４の外歯スプライン２４ａにチャンファ部２４ａ１と係合部２４ａ２を形成することによって実施することが可能であるため、シンプルであり安価に実施することが可能である。

また、この実施形態では、シンクロナイザリング２４の係合部２４ａ２が、ハブスリーブ２２の斜面部２２ａ２と面接触可能な斜面形状に形成されている。このため、シンクロナイザリング２４の係合部２４ａ２をハブスリーブ２２の斜面部２２ａ２と点接触可能な形状（図４に示したシンクロナイザリング２４の係合部２４ａ２参照）とする場合に比して、上記した引き離し性能の信頼性および耐久性を向上させることが可能である。

なお、上記した実施形態において、ハブスリーブ２２の内歯スプライン２２ａに形成されている斜面部２２ａ２と係合する係合部（上記実施形態の係合部２４ａ２）が、シンクロナイザリング２４の外歯スプライン２４ａに形成されていない場合には、図５に示したように、ハブスリーブ２２に作用するシフト力Ｆ２２の一部がシンクロナイザリング２４に作用力Ｆ２４として伝達され、シンクロナイザリング２４が周方向（回転方向）に押動されるものの、軸方向（上記した喰いつきを引き離す方向）には押動されない。このため、この場合（図５の比較例の場合）には、上記した喰いつきを容易に解消することができない。

上記した実施形態では、シンクロナイザリング２４としてシングルコーンシンクロを採用して実施したが、シンクロナイザリング（２４）としてマルチコーンシンクロ（例えば、トリプルコーンシンクロまたはダブルコーンシンクロ）を採用して実施することも可能であり、種々な変更が可能である。

また、上記した実施形態では、ギヤピース２３が変速歯車１２のクラッチハブ側に一体的に形成されている実施形態に本発明を実施したが、本発明は、ギヤピース（２３）が変速歯車（１２）とは別部材で構成されていて、これらが一体回転可能に連結されている（この場合にも、ギヤピースが変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられている）実施形態にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

１１…変速軸、１２…変速歯車、１３…軸受、２０…同期装置、２１…クラッチハブ、２１ａ…外歯スプライン、２２…ハブスリーブ、２２ａ…内歯スプライン、２２ａ１…チャンファ部、２２ａ２…斜面部、２３…ギヤピース、２３ａ…外歯スプライン、２３ａ１…チャンファ部、２３ａ２…斜面部、２４…シンクロナイザリング、２４ａ…外歯スプライン、２４ａ１…チャンファ部、２４ａ２…係合部

Claims (2)

1. 変速軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインと軸線方向にて摺動可能に噛合される内歯スプラインが形成されたハブスリーブと、前記クラッチハブの軸線方向一側に位置して前記変速軸に回転自在に支持された変速歯車のクラッチハブ側に一体的に設けられて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されたギヤピースと、前記クラッチハブと前記ギヤピースの間に配置されていて前記内歯スプラインと噛合可能な外歯スプラインが外周に形成されており前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされることにより前記ギヤピースとの間に形成されているテーパーコーン部にて摩擦係合力が得られて前記変速歯車の回転を前記ハブスリーブの回転に同期させるシンクロナイザリングとを備えている手動変速機の同期装置において、
   前記ハブスリーブの内歯スプラインにおける軸方向の端部には、チャンファ部が形成されているとともに、このチャンファ部に連なり同チャンファ部から遠ざかるにしたがって歯厚を順次薄くする斜面部が形成され、
   前記ギヤピースの外歯スプラインには、前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされるときに前記ハブスリーブのチャンファ部と係合するチャンファ部が形成されているとともに、このチャンファ部に連なり同チャンファ部から遠ざかるにしたがって歯厚を順次薄くし前記ハブスリーブがシフト位置にシフトされたときに前記ハブスリーブの斜面部と係合する斜面部が形成され、
   前記シンクロナイザリングの外歯スプラインには、前記ハブスリーブが中立位置からシフト位置に向けて軸線方向にシフトされるときに前記ハブスリーブのチャンファ部と係合するチャンファ部が形成されているとともに、前記ハブスリーブのチャンファ部が前記ギヤピースのチャンファ部と係合するときに前記ハブスリーブの斜面部に係合する係合部が形成されている
   手動変速機の同期装置。
2. 請求項１に記載の手動変速機の同期装置において、
   前記シンクロナイザリングの係合部は、前記ハブスリーブの斜面部と面接触可能な斜面形状に形成されている手動変速機の同期装置。

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