JP2506071Y2 - 変速機の同期噛合装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、歯車式の変速機において変速時に同期機
構として作用する同期噛合装置に関する。

（従来技術） 歯車式の変速機には複数の歯車列が形成され、この歯
車列（パワートレイン）を適宜選択することにより、入
力軸側から出力軸側に任意の回転数および任意の回転ト
ルクで動力が伝達できるように構成されている。

回転中に上記変速機を操作することによって、変速、
即ち、入力軸側から出力軸側への歯車列を変更する場合
には、新たに動力を伝達しようとする歯車間あるいは歯
車と軸との間で相対的な回転数が異なることより、歯車
式変速機においては円滑に噛合あるいは結合させること
ができない。

このため、従来より、第５図に図示するような構成の
同期噛合装置（特開昭62−52241号）が設けられて、上
記変速時に新たに噛合しようとする歯車間あるいは歯車
と軸との間の噛合あるいは結合が円滑におこなわれるよ
う配慮されている。

この同期噛合装置の構成および機能を、第５図に基づ
いて説明する。即ち、回転軸１上にベアリング２を介し
て回転自在に歯車（被同期部材）３が配設され、また、
この歯車３とスプライン機構を介して一体的に回転する
よう、外周部にスプライン（スリーブ９のスプラインと
噛合するスプライン）が形成されたドッグクラッチ４
が、配設されている。そして、上記ドッグクラッチ４に
は係合孔4aが形成され、この係合孔4aにはコーンリング
５の突出部が挿入され、このコーンリング５は回転方向
において上記ドッグクラッチ４と係合して一体的に回転
するとともに、軸方向に移動自在になっている。また、
上記コーンリング５の内周面側の上記ドッグクラッチ４
上には、外周面が上記コーンリング５の内周面と半径方
向に対峙するよう形成され且つドッグクラッチ４と離間
した側の端部に係合溝6aが突出形成されたインナーブロ
ックリング（単に、インナーリングという）６が、該ド
ッグクラッチ４に対して回転自在に配設されている。一
方、上記コーンリング５の外周側には、内周面が該コー
ンリング５の外周面と対峙するよう形成され且つドッグ
クラッチ４と離間した側の内周端部に上記インナーリン
グ６の係合溝6aに係合する係合片7aが形成されたアウタ
ブロックリング（単に、アウタリングという）７が軸方
向に移動自在に配設されている。また、上記内周側に向
かうアウタリング７の内周端部の垂直壁7bが、上記コー
ンリング５の一端と接触しないような配置構造となって
いる。

さらに、この回転軸１上には、スプライン機構を介し
て該回転軸１と一体的に回転するよう、上記ドッグクラ
ッチ4,コーンリング5,インナーリング6,アウタリング７
を挟んで、歯車３に軸方向に対峙して、ハブ（同期部
材）８が配設されている。

このハブ８と、上記ドッグクラッチ４およびアウタリ
ング７の各外周表面は同一面（架空円筒面）上に形成さ
れこれらの各外周面には同一の歯すじを有するスプライ
ンが形成され、これらは、上記ハブ８の外周上に軸方向
に移動自在に配設されたスリーブ９と噛合可能に構成さ
れている。

そして、このように構成された同期噛合装置は、図示
しない入力側の歯車と上記歯車３が噛合して回転してい
るときに、該歯車３から回転軸１に回転を伝達する場合
には、以下のように作用する。即ち、歯車３と回転軸１
とを結合するために、上記スリーブ９を第５図において
左側に移動させると、この移動で上記アウタリング７が
左側に押圧されコーンリング５を左側に押圧する。この
押圧により、コーンリング５の内周面がインナーリング
６の外周面に、且つコーンリング５の外周面がアウタリ
ング７の内周面と摺接する。この結果、回転軸１側か
ら、該回転軸１と一体的に回転しているハブ８及びスリ
ーブ９と、インナーリング６およびアウタリング７を介
して、歯車３側に回転が伝達され、該歯車３が回転し始
める。

そして、上述のような摺接状態が所定時間維持される
と、歯車３の回転数が徐々に上昇して、インナーリング
6,アウタリング７および回転軸１の回転数と等しくなっ
て同期する。

そして、このように同期した状態で、上記スリーブ９
を図においてさらに左側に移動させると、ハブ8,アウタ
リング7,ドッグクラッチ４の全てのスプラインにスリー
ブ９のスプラインが噛合して、これらが一体的に回転し
て、動力伝達経路が形成されることになる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成の同期噛合装置の場合には、
コーンリング５の内周面と外周面が同一方向の傾斜面よ
り構成されていることより、同期作動させないときに
も、コーンリング５が軸方向に遊び分だけ移動すること
により、該コーンリング５の内周面あるいは外周面が、
インナーリング６あるいはアウタリング７と摺接して回
転トルクが伝達されるため、コーンリングをインナーリ
ングおよびアウタリングのいずれにも摺接させない中立
状態を維持することが困難であった。

また、同期作動時にも、コーンリング５が上記インナ
ーリング６あるいはアウタリング７のいずれか一方のみ
との摺接を交互に繰り返しつつ接合状態になるため、完
全に摺接して同期するまである程度の時間が必要となる
という不都合があった。

また、組立時において、手順的に、インナーリング６
を挿着して後、コーンリング５を挿着するのであるが、
構造的にコーンリング５の内周面と外周面が共に一方へ
傾斜していることより、上記挿着した状態においてコー
ンリング５が滑り落ち勝手になるので、挿着後該コーン
リング５を手で保持したままアウタリング７を挿着しな
ければないないという不都合があった。

本考案は上記現況に鑑みおこなわれたもので上述のよ
うな不都合のない同期噛合装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本請求項１記載の考案にかかる同期噛合装置は、回転
軸上に回転自在に配設された被同期部材と、この被同期
部材に対峙して一体的に回転するよう該回転軸上に配設
された同期部材の間に、これらと相対的に回転自在にな
るようブロックリングを介装し、このブロックリングの
インナーリングとなる外周面とアウタリングとなる内周
面の間に、コーンリングを、その内周面と外周面が上記
インナーリングとアウタリングに摺接するとともに一部
が上記被同期部材側に設けられたドッグクラッチと係合
して同期回転トルクを同期部材側から被同期部材側に伝
達するよう配設した、回転噛合装置において、 上記コーンリングの上記インナーリングの外周面側と
アウタリングの内周面側との両接触面を楔状に形成する
とともに、上記コーンリングを上記ドッグクラッチ側に
非同期動作時にブロックリング側への動きを係止させる
係止手段を設けるか、又は、上記ブロックリングを同期
部材側に非同期動作時に近接させる近接手段を設けたこ
とを特徴とする。

また、本請求項２記載の考案にかかる同期噛合装置
は、回転軸上に回転自在に配設された被同期部材と、こ
の被同期部材に対峙して一体的に回転するよう該回転軸
上に配設された同期部材の間に、これらと相対的に回転
自在になるようブロックリングを介装し、このブロック
リングのインナーリングとなる外周面とアウタリングと
なる内周面の間に、コーンリングを、その内周面と外周
面が上記インナーリングとアウタリングに摺接するとと
もに一部が上記被同期部材側に設けられたドッグクラッ
チと係合して同期回転トルクを同期部材側から被同期部
材側に伝達するよう配設した、回転噛合装置において、 上記コーンリングの上記インナーリングの外周面側と
アウタリングの内周面側との両接触面を楔状に形成する
とともに、上記コーンリングを弾性を有する材質のもの
で形成するとともに環状の一部を切断し、非同期動作時
のコーンリングの中心半径を同期動作時の中心半径より
大きいか等しくしたことを特徴とする。

（作用） しかして、上述のように構成された請求項１記載の同
期噛合装置は、以下のような作用を生じさせる。

即ち、コーンリングの、インナーリングの外周面側とア
ウタリングの内周面側との両接触面が楔状を形成するよ
う構成されていることより、該インナーリングの外周面
側とアウタリングの内周面側との摺接に際して、楔形状
に起因して略同時に摺接する。このため、同期部材側の
上記インナーリングとアウタリングと、被同期部材側の
ドッグクラッチとの連結を、極めて円滑に且つ短時間で
おこなうことができることは勿論のこと、コーンリング
を上記ドッグクラッチ側に非同期動作時に係止させる係
止手段を設けるか、又は、上記ブロックリングを同期部
材側に非同期動作時に近接させる近接手段を設けたた
め、中立状態（非作動状態）にあるときには、コーンリ
ングが被同期部材であるドッグクラッチ側に係止される
結果、上述のようにコーンリングの外周面と内周面が楔
状を形成していることとあいまって、インナーリングお
よびアウタリングとの間に隙間が形成できるため、これ
らが無用に摺接することはない。

さらに、組立時においても、上記構成により、コーン
リングのインナーリングとの接触側の面が回転軸の軸線
に対して傾斜が滑り勝手にならないため、インナーリン
グの外周面上で保持されており、また係止手段が作用し
て、ドッグクラッチ側に係止される結果、簡単に組立を
おこなうことができる。

また、請求項２記載の同期噛合装置では、コーンリン
グを弾性を有する材質のもので形成するとともに環状の
一部を切断し、非同期動作時のコーンリングの中心半径
を同期動作時の中心半径より大きいか等しくした構成に
より、コーンリングは、テーパ面が楔状でしかも半径方
向に縮径自在になるため、コーンリングのテーパ面が、
インナーリングのテーパ面あるいはアウターリングのテ
ーパのいずれかのテーパ面とのみ所謂「片あたり（一方
のテーパ面とのみ接触することをいう）」状態になるこ
とがなく、インナーリング及びアウターリングの両方の
テーパ面に対して適切に当接する状態が形成でき、コー
ンリングを楔状にした構成が有効に機能する。また、コ
ーンリング及びそのテーパ面の寸法精度を必要以上に高
くしなくとも、インナーリング及びアウターリングの両
方のテーパ面に対して上述のように適切に当接させるこ
とができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本実施例にかかる同期噛合装置の構成を示す側
断面図、第２図はコーンリングの構成を示す第１図のＩ
−Ｉ矢視図、第３図はドッグクラッチとコーンリングの
周方向の係合状態を示すその部分の拡大断面図である。

第１図において、１は回転軸で、該回転軸１上にはベ
アリング２を介して回転自在に被同期部材である歯車3
A,3Bが配設されている。これらの歯車3A,3Bは、図示し
ない入力軸側の歯車とそれぞれ噛合することによって、
それらの歯車から回転が伝達されるよう構成されてい
る。

そして、歯車3A,3Bには、スプライン機構を介して一
体的に回転するようそれぞれドッグクラッチ４が配設さ
れ、これらのドッグクラッチ４の外周部には後述するス
リーブ９のスプラインと噛合するスプラインが形成され
ている。

上記ドッグクラッチ４の側面には、係合孔4a（第１
図，第３図参照）が形成され、この係合孔4aには組立ら
れた状態においてコーンリング５の一端の突出片5a（第
１図〜第３図参照）が挿入され、このコーンリング５
は、該ドッグクラッチ４に対して軸方向において移動自
在に且つ回転方向において係合するような配設となる
（第１図，第３図参照）。

また、上記ドッグクラッチ４とコーンリング５の係合
は、第３図に図示するように、周方向において、係合孔
4aおよびこれに係合する突出片5aの各係合（接触）する
面に、コーンリング５をドッグクラッチ４側に近接させ
るような傾斜のテーパ面（請求項１でいう係止手段に該
当）4a′,5a′が形成され、ドッグクラッチ４が回転し
ている状態において、このテーパ面の作用により、コー
ンリング５をドッグクラッチ４側に近接させるように構
成されている。

上記コーンリング５は、第１図に図示するように、後
述するインナーリング６の外周面と摺接する内周面とア
ウタリング７の内周面と摺接する外周面の両方の面が、
楔状を形成するよう構成されている。

また、このコーンリング５は、第２図に図示するよう
に、環状の一部5bが切断され、また、寸法的に、第１
図，第２図に図示するように、自由な状態（外力が作用
しない状態）においてその中心半径（非同期動作時の中
心半径）ｒが、第１図に図示するように、同期噛合装置
に組付けられインナーリング６及びアウタリング７と摺
接した状態での中心半径（同期動作時の中心半径）Ｒよ
り幾分大きめになるような大きさに構成され、且つ弾性
を有する材質のもの（バネ鋼等）が使用されて、上記摺
接した状態において半径方向外側に付勢する方向のバネ
力を生じさせるよう、ドッグクラッチ４側に組付けられ
る。即ち、上記コーンリング５のドッグクラッチ４側へ
の組付けは、組付けられた状態において、これらが回転
する中心軸に対して同心状となり又回転に起因する遠心
力が作用しても上記同心状を維持でき、且つ上記摺接に
際し半径方向内側に自在に縮径可能になるよう、上記コ
ーンリング５が曲率半径ｒ（第１図参照）の状態でドッ
グクラッチ４側に係合・保持する保持片（図示せず）に
よって、ドッグクラッチ４側に組付けられる。

ところで、上記二つの歯車3A,3Bの間の回転軸１上に
は、スプライン機構を介して該回転軸１と一体的に回転
するようハブ８が取着されている。

そして、このハブ８の基部8aの外周上には、外周面が
上記コーンリング５の内周面と半径方向において対峙す
るよう形成され且つ係合溝6aがハブ８のリブ8b側に形成
されたインナーリング６が、該ハブ８に対して回転自在
に且つ軸方向に移動自在に配設されている。このインナ
ーリング６は、ハブ８側に図示しないスプリング（請求
項１でいう近接手段に該当）で引っ張られ、軸方向の外
力が作用しない状態ではハブ８側に後退し上記コーンリ
ング５と接触しないよう構成されている。

一方、上記コーンリング５の外周側には、アウタリン
グ７が、軸方向に移動自在に配設され、該アウタリング
７は、その内周面が該コーンリング５の外周面と半径方
向において対峙するよう形成され、且つ、ハブ８側の内
周端部に上記インナーリング６の係合溝6aに弾押状態で
接触・係合する突出状の係合片7aを具備している。ま
た、このアウタリング７は、第１図の下部に示すように
半径方向外側において上記ハブ８に軸方向に移動自在に
接触支持されている。

尚、この実施例では、製造上の配慮から、ブロックリ
ングを構成するインナーリング６とアウタリング７が別
体に構成されているが、機能上一体に構成しておいて
も、本考案特有の作用効果を生じさせることに関しては
特に支障はない。

また、第１図に図示するように、上記ハブ８の外周側
にはスプライン機構を介して軸方向に移動自在に且つ回
転方向には一体的に回転するようスリーブ９が配設さ
れ、このハブ８とスリーブ９の間の周方向の複数箇所に
おいて、第１図に図示するように、スプリング11を介し
てシンクロナイザーキー（インサートともいう）12が上
記ハブ８に弾性支持される状態で介装されている。ま
た、このスリーブ９とシンクロナイザーキー12が、軸方
向において所定以上の力以下では移動することのないよ
う、これらの接触部に半径方向の係合段13が形成されて
いる。

また、上記ドッグクラッチ4,アウタリング7,ハブ８の
外周表面は同一面（架空円筒面）上にあり、該外周表面
には同一の歯すじを有するスプラインが形成され、上記
スリーブ９のスプラインと噛合可能に構成されている。
尚、第１図において、10はスリーブ９を軸方向に移動さ
せるためのシフトフォークのフォーク部分である。

しかして、上記構成を有する本同期噛合装置は以下の
ように作用する。

即ち、いま仮に、第１図に示す状態から、シフトフォ
ークのフォーク部分10によって、スリーブ９を図におい
て左側に移動させて、回転している歯車3Aと、これに対
して相対回転数をもって回転している回転軸１とを結合
させる場合について説明すると、該回転軸１と一体的に
回転しているハブ８上に位置するスリーブ９を左側に移
動させることにより、該スリーブ９と係合段13で軸方向
に係合し且つ弾性支持されている、シンクロナイザーキ
ー12の側面が、アウタリング７の側面に接触し該アウタ
リング７をインデックスしながら左側に押圧する。この
接触・押圧により、上記係合片7aと係合溝6aを介して、
インナーリング６が左側に押圧され、この結果、該アウ
タリング７の内周面とインナーリング６の外周面が、そ
れぞれ、コーンリング５の楔状を形成する外周面と内周
面に摺接する。この摺接により、回転軸１側から、イン
ナーリング6,アウタリング７からなるブロックリング
と、コーンリング５、ドッグクラッチ４を介して、回転
トルクが、歯車3A側に伝達される。

従って、この状況において回転軸１と相対回転数をも
って回転していた歯車3A（被同期部材側）の回転数が、
徐々に回転軸１の回転数に近づいてゆく側に変化する。

そして、さらにスリーブ９を左側に押圧すると、係合
段13での係合が解除されてシンクロナイザーキー12から
外れたスリーブ９が歯車3A側に移動し、アウタリング７
と第４図に図示するように両者のスプラインの歯の側面
（チャンファー）14部分でも接合して、このアウタリン
グ７をさらにドッグクラッチ４側に押圧する。

この押圧により、アウタリング７およびインナーリン
グ６はさらにコーンリング５と強く摺接して、これらの
間の回転数の差が減少し、最終的に同期が完了する。

上記摺接の際、上記コーンリング５が楔状に構成され
ているため、上記アウタリング７とインナーリング６に
均等に略同時に摺接するとともに、楔作用により、上記
摺接は強力におこなわれることより、同期部材側と被同
期部材側の同期がきわめて短時間におこなわれる。

一方、第１図に示すように、スリーブ９が中間に位置
する中立位置では、上記コーンリング５が、ドッグクラ
ッチ４側とのテーパ面での係合により又コーンリング５
の有するバネ効果により、コーンリング５はドッグクラ
ッチ４側に近接し、またインナーリング６も図示しない
スプリングによりハブ８側に引っ張られることより、該
コーンリング５と上記アウタリング７およびインナーリ
ング６との間が離間する。そして、上述のように離間す
ると、コーンリング５の接触する二つの面が楔形状に形
成されているため、該コーンリング５と上記アウタリン
グ７およびインナーリング６との間に、均等に且つ確実
に隙間が形成され、この結果、コーンリング５と上記ア
ウタリング７およびインナーリング６との間で無用に摺
接が生じることはない。

従って、従来の同期噛合装置のように、中間位置にお
いて被同期部材側に回転トルクが伝達されるようなこと
はない。

さらに、組立時において、本同期噛合装置の場合に
は、コーンリング５が該コーンリング５の内周面と反対
方向の傾斜の外周面を有するインナーリング６で保持さ
れるので、滑りが生じることなく組立も簡単におこなう
ことができる。

尚、上記実施例では、コーンリングを一体のもので構
成しているが、これに代えて、コーンリングを、曲率半
径がｒで、各部材間が、使用回転域（同期作動を行う回
転数域をいう）で遠心力に打って同心円状になるよう互
いに連結部材で連結された、二分割あるいは三分割され
た複数の部材からなるもので構成してもよい。

また、コーンリングの上述のバネ効果を得る必要の無
い場合には、コーンリングを、上述スリットのない環状
の一体のもので構成してもよい。

（考案の効果） 本考案にかかる同期噛合装置は、上述のように構成さ
れ上述のような作用効果を有するため、非常に同期速度
が早い変速機を提供することができ、またスリーブの中
立位置においても同期部材側から回転トルクが伝達され
ることがないため、中立位置を容易に維持することがで
きる変速機を提供することができる。

また、本考案にかかる変速機は、組立時において、簡
単に組み立てることができるため、生産性の向上に寄与
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例にかかる同期噛合装置の構成を示す側
断面図、第２図はコーンリングの構成を示す第１図のＩ
−Ｉ矢視図、第３図はドッグクラッチとコーンリングの
周方向の係合状態を示すその部分の拡大断面図、第４図
はスリーブとアウタリングのスプラインの歯の接合状態
を示す第１図のII−II矢視図、第５図は従来の同期噛合
装置の構成を示す回転中心軸より上半分の側断面図であ
る。 １……回転軸（同期部材）、3A,3B……歯車（被同期部
材）、４……ドッグクラッチ、4a……係合孔、５……コ
ーンリング、６……インナーリング、７……アウタリン
グ、８……ハブ、９……スリーブ。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸上に回転自在に配設された被同期部
   材と、この被同期部材に対峙して一体的に回転するよう
   該回転軸上に配設された同期部材の間に、これらと相対
   的に回転自在になるようブロックリングを介装し、この
   ブロックリングのインナーリングとなる外周面とアウタ
   リングとなる内周面の間に、コーンリングを、その内周
   面と外周面が上記インナーリングとアウタリングに摺接
   するとともに一部が上記被同期部材側に設けられたドッ
   グクラッチと係合して同期回転トルクを同期部材側から
   被同期部材側に伝達するよう配設した、同期噛合装置に
   おいて、 上記コーンリングの上記インナーリングの外周面側とア
   ウタリングの内周面側との両接触面を楔状に形成すると
   ともに、上記コーンリングを上記ドッグクラッチ側に非
   同期動作時にブロックリング側への動きを係止させる係
   止手段を設けるか、又は、上記ブロックリングを同期部
   材側に非同期動作時に近接させる近接手段を設けたこと
   を特徴とする同期噛合装置。
2. 【請求項２】回転軸上に回転自在に配設された被同期部
   材と、この被同期部材に対峙して一体的に回転するよう
   該回転軸上に配設された同期部材の間に、これらと相対
   的に回転自在になるようブロックリングを介装し、この
   ブロックリングのインナーリングとなる外周面とアウタ
   リングとなる内周面の間に、コーンリングを、その内周
   面と外周面が上記インナーリングとアウタリングに摺接
   するとともに一部が上記被同期部材側に設けられたドッ
   グクラッチと係合して同期回転トルクを同期部材側から
   被同期部材側に伝達するよう配設した、同期噛合装置に
   おいて、 上記コーンリングの上記インナーリングの外周面側とア
   ウタリングの内周面側との両接触面を楔状に形成すると
   ともに、上記コーンリングを弾性を有する材質のもので
   形成するとともに環状の一部を切断し、非同期動作時の
   コーンリングの中心半径を同期動作時の中心半径より大
   きいか等しくしたことを特徴とする同期噛合装置。