JP3018856B2 - 同期噛合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のトランスミッ
ション等に用いられる同期噛合装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のトランスミッションには、同期
噛合装置が装着されている。この同期噛合装置、例え
ば、ワーナタイプのものは、トランスミッションの回転
軸に一体回転可能に軸支されたクラッチハブの外周に、
同クラッチハブと一体回転可能かつ、回転軸の軸方向へ
移動可能に組付けられてシフトフォークが係合されたス
リーブ、傾斜部が形成され、各変速ギヤに一体的に設け
られるクラッチギヤ、各クラッチギヤとスリーブの間に
設けられ、クラッチギヤの傾斜部に係合する同期リン
グ、スリーブに所定間隔を持って設けられた同期リング
に係合するシンクロキー等から主に構成されている。

【０００３】そして、変速操作によりシフトフォークが
移動すると、スリーブと共にシンクロキーがシフトフォ
ーク移動方向に移動して同期リンクを軸方向に押し、ク
ラッチギヤと同期リングを摩擦係合させる。これ動作に
よって、同期リングがクラッチハブに対する遊び分だけ
相対回転して、スリーブの歯部と同期リングの歯部とが
相対する状態にインデックスされる。さらに、この状態
からスリーブが移動すると、スリーブと同期リングの歯
部同士が当接してスリーブの移動が阻止され、同期リン
グがクラッチハブに対してさらに強く摩擦係合され、ス
リーブとクラッチギヤとの変速時における各変速ギヤの
回転速度を同期させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のエン
ジンの高出力化や大排気量化に伴うシンクロ容量の増
大、すなわち、同期リングとクラッチギヤとの係合摩擦
力を大きくするのに、同期リングやクラッチギヤの大径
化や、所謂ダブルシンクロやトリプルシンクロ化して、
同期リングとクラッチギヤとの係合摩擦面を大きくして
対応しているのであるが、これ以上のシンクロ容量増大
を図る場合、同期噛合装置の大径化や同期リングとクラ
ッチギヤとの係合摩擦面の増加といった従来の対向策で
は、取付けスペース増大、装置の複雑化による耐久性の
低下等の問題を招くおそれがある。

【０００５】また、ワーナタイプの同期噛合装置におい
ては、同期時において、回転軸と一体回転している被同
期側の回転が低下する同期崩れを起こし、シフトレバー
の引っ掛かりや２段モーション等のシフトフィーリング
の悪化やギヤ鳴き等の不具合を抱えていて、商品性を低
下させている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、回転
軸に取付けられたクラッチハブと、クラッチハブの外周
において一体回転可能かつ回転軸の軸方向へ移動可能に
組付けられたスリーブと、回転軸に対して相対回転可能
な変速ギヤと、変速ギヤ上に形成されたクラッチギヤ
と、スリーブとクラッチギヤとの間に配設された同期リ
ングと、変速ギヤの軸方向への移動をクラッチハブとは
反対側で規制する規制部材とからなる同期噛合装置にお
いて、変速ギヤと規制部材の互いに対向する端面の少な
くとも一方に、摩擦材を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】回転軸に対して相対回転可能な変速ギヤの軸方
向への移動を同回転軸に取付けられたクラッチハブとは
反対側で規制する規制部材と変速ギヤの互いに対向する
端面の少なくとも一方に摩擦材を設けたので、同期リン
グとクラッチギヤ以外の部位にあらたな係合摩擦面が形
成されることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図面を用
いて詳細に説明する。図１において、符号１はワーナー
型の同期噛合装置を示す。この同期噛合装置１は、トラ
ンスミッションの回転軸である出力軸２に上に相対回転
可能に軸支された変速ギヤＧ１，Ｇ２、変速ギヤＧ１，
Ｇ２の間の出力軸２上に回り止めされて一体回転可能に
軸支された中間のクラッチハブ３、クラッチハブ３の外
周において一体回転可能かつ出力軸２の軸方向へ移動可
能に組付けられたスリーブ８、クラッチハブ３を挟んで
その左右両側に位置する変速ギヤＧ１，Ｇ２上にそれぞ
れ設けられたクラッチギヤ４Ａ，４Ｂ、クラッチギヤ４
Ａ，４Ｂとスリーブ８との間にそれぞれ配設された同期
リング５Ａ，５Ｂ、変速ギヤＧ１，Ｇ２と接触して同ギ
ヤの軸方向への移動をクラッチハブ３とは反対側で規制
する規制部材としての突起部６及びスラストワッシャ７
から主に構成されている。

【０００９】さらに詳述すると、左右それぞれのクラッ
チギヤ４Ａ，４Ｂは、外周にスプライン４ａとスプライ
ン４ｂがそれぞれ設けられていると共に、ハブ４ｃ，４
ｄの外周面がテーパーコーン部４ｅ，４ｆとして形成さ
れており、変速ギアＧ１，Ｇ２の内端Ｇ１ａ，Ｇ２ａに
それぞれスプライン係合されて各ギヤと一体回転可能と
されている。

【００１０】左右一対の同期リング５Ａ，５Ｂは、それ
ぞれの中心にクラッチギヤ４Ａ，４Ｂのテーパーコーン
部４ｅ，４ｆと対応するテーパー面を有するテーパー孔
５ａ，５ｂが設けられていると共に、同リング５Ａ，５
Ｂの外周側には、クラッチギヤのスプライン４ａ，４ｂ
と対応するスプライン５ｃ，５ｄがそれぞれ設けられて
いる。

【００１１】スリーブ８は、クラッチハブ３および左右
の同期リング５Ａ，５Ｂの外周部にまたがるように配設
されていて、その外周面には、変速動作によって矢印
ａ，ｂ方向に摺動するシフトフォーク１０が係合される
係合溝８ａが形成されている。

【００１２】スリーブ４の内周面には、クラッチギヤ４
Ａ，４Ｂのスプライン４ａ，４ｂ並びに同期リング５
Ａ，５Ｂのスプライン５ｃ，５ｄと対応するスプライン
８ｂが形成されている。このスプライン８ｂには、後述
するシンクロキーと対応する部位に凹部８ｃが形成され
ている。

【００１３】クラッチハブ３とスリーブ８との間には、
凹部８ｃに係合する凸部９ａが形成されシンンクロキー
９が所定間隔をもって配置されている。このシンクロキ
ー９は、クラッチハブ３の外周に配設されるリング状の
バネ１１，１２によってスリーブのスプライン８ｂに圧
接されている。

【００１４】突起部６とスラストワッシャ７は、反対側
でそれぞれ変速ギアＧ２と変速ギアＧ１の外端側に配設
されている。突起部６はリング状であって、出力軸２の
外周上に一体形成されており、側面６ａ，６ｂが円周方
向に向かって窄まる向きの傾斜が付けられている。側面
６ａと対向する変速ギアＧ２の外端面Ｇ２ｂは、側面６
ａと平行となる傾斜部とされていて、同外端面Ｇ２ｂに
は、摩擦材１３が変速ギヤＧ２の周方向に向かって貼設
されている。ここでの外端面Ｇ２ｂと側面６ａが接触面
である。摩擦材１３は、銅を含む合金から構成されてい
て、外端面Ｇ２ｂに溶着されている。

【００１５】一方、変速ギアＧ１の外端面Ｇ１ｂと対向
するスラストワッシャ７の側面７ａには、円周方向に向
かって末広がりとなる傾斜部１４ａを有する摩擦材１４
が、摩擦材１３同様、周方向に向かって貼設されてお
り、対向する外端面Ｇ１ｂも傾斜部１４ａと平行となる
傾斜部とされている。摩擦材１４は、耐熱、耐油性に優
れた樹脂で成形されていて、スラストワッシャ７の側面
７ａに溶着されている。

【００１６】この同期噛合装置１は、スリーブ８が外周
にスプライン係合されて取り付けられている中間のクラ
ッチハブ３をトランスミッションの出力軸２に軸支させ
ると共に、同期リング５Ａ，５Ｂをテーパーコーン部４
ｅ，４ｆに装着したクラッチギヤ４Ａ，４Ｂを、クラッ
チハブ３を挟んでその軸方向両側に軸支して組み立てら
れる。また、この組立時に各同期リング５Ａ，５Ｂは、
クラッチハブ３に対して少なくともスプライン５ｃ，５
ｄの半ピッチ分だけ相対回転し得るように係合される。
そして、この後からは、スリーブ８の係合溝８ｃにシフ
トフォーク１０が取り付けられ、このシフトフォーク１
０を介してスリーブ８を軸方向に往復移動切り替え可能
としている。

【００１７】このような構成の同期噛合装置１の動作に
ついて説明する。シフトフォーク１０を例えば矢印ｂ方
向に向かってシフト動作させると、スリーブ８が図１の
状態である中立位置から同期リング５Ｂ側に移動する。
すると、図２に示すように、同期リング５Ｂの内端面５
ｅが、シンクロキー９の端面９ｂで押されてクラッチギ
ヤ４Ｂ側に移動され、テーパー孔５ｂがクラッチギヤ４
Ｂのテーパーコーン部４ｆに押しつけられる。

【００１８】この動作に伴い、同期リング５Ｂがクラッ
チハブ３に対する遊び分だけ相対回転して、スリーブ８
のスプライン８ｂの端部のチャンファと同期リング５Ｂ
のスプライン５ｄのチャンファとが相対する状態にイン
デックスされる。

【００１９】さらに、この状態からスリーブ８が移動す
ると、両チャンファ同士が当接してスリーブ８の移動が
阻止されると共に、スリーブの凹部８ｃとシンクロキー
９の凸部９ａとの係合が解除されて、凸部９ａがスプラ
イン８ｂによってバネ１１，１２のバネ力抗して押し下
げられる。そして、同期リング５Ｂのテーパー孔５ｂの
内面がテーパーコーン部４ｆに強く摩擦係合されて第１
の係合摩擦力が発生する。

【００２０】また、シンクロキー９による同期リング５
Ｂへの押圧力は、クラッチギヤ４Ｂを介して変速ギヤＧ
２を矢印ｂ方向に移動させ、スリーブ８と対向側に位置
する変速ギアＧ２の外端面Ｇ２ｂに設けられた摩擦材１
３を突起部６の側面６ａに押圧し、テーパーコーン部４
ｆとテーパー孔５ｂとによる係合摩擦とは別の第２の係
合摩擦力が発生する。これら２つの発生する係合摩擦力
の作用により同期リング５Ｂを介してスリーブ８とクラ
ッチギヤ４Ｂとの同期が行われる。

【００２１】第２の係合摩擦力の発生時においては、非
回転状態にある変速ギアＧ２が、出力軸２と一体回転す
る突起部６に摩擦係合するので、回転軸２の回転が非回
転状態にある変速ギアＧ２に伝達する。すると、変速ギ
アＧ２が同期に備えて予め回転状態となるので、出力軸
２と一体回転している被同期側であるスリーブ８が同期
リング５Ｂと係合するときにおける抵抗が低減し、スリ
ーブ８の回転力の落ち込みが軽減されて同期崩れが防止
される。

【００２２】スリーブの凹部８ｃとシンクロキー９の凸
部９ａとの係合が解除されると、同期リング５Ｂとテー
パーコーン部４ｆとの間に作用する摩擦トルクが消滅
し、さらに、第１及び第２の係合摩擦力による同期作用
によってスリーブ８とクラッチギヤ４Ｂとの回転差が無
くなる。

【００２３】すると、スリーブ８の阻止力が解除されて
移動が可能になり、図３に示すように、そのスプライン
８ｂが同期リング５Ｂのスプライン５ｄを押し分けてク
ラッチギヤ４Ｂのスプライン４ｂに噛合してシフト動作
が完了する。

【００２４】なお、この状態からシフトフォーク１０を
介してスリーブ８を中立位置側に戻す動作が起こされる
と、上述した動作とは逆の順序を経て中立位置に戻さ
れ、図１の状態に復帰する。

【００２５】また、中立位置からスリーブ８がクラッチ
ギヤ４Ａ側へ移動されると、クラッチギヤ４Ａの場合と
同様にしてスリーブ８とクラッチギヤ４Ａとの噛合がな
されると共に、変速ギアＧ１の外端面Ｇ１ｂが摩擦材１
４に押圧される。

【００２６】この時の両者の摩擦係合により第２の係合
摩擦力が発生して、同期リング５Ａとクラッチギヤ４Ａ
のテーパー孔５ａとテーパコーン部４ｅとの摩擦係合に
より発生する第１の係合摩擦力と相まって、スリーブ８
とクラッチギヤ４Ａとの同期が行われる。

【００２７】従って、この実施例の同期噛合装置１の構
造によれば、テーパーコーン部４ｅ，４ｆとテーパー孔
５ａ，５ｂとによる第１の係合摩擦力と、摩擦材１３と
突起部６あるいは、摩擦材１４と変速ギヤＧ１の外端面
Ｇ１ｂとの摩擦係合による第２の係合摩擦力とにより同
期が行われる。また、第２の係合摩擦力により、同期す
る側のクラッチギヤの回転の落ち込みである所謂、同期
くずれを防止できる。

【００２８】次に、図４，図５を用いて第２の実施例を
説明する。第２の実施例は、第１の実施例の変速ギヤＧ
１，Ｇ２に対応する変速ギヤＧ３，Ｇ４の外端面Ｇ３
ｂ，Ｇ４ｂと、同外端面Ｇ３ｂ，Ｇ４ｂと対向配置され
る規制部材としてのスラストワッシャ７０及び突起部６
０とを、変速ギヤの円周方向に延出すると共に、摩擦材
２３，２４をそれぞれ変速ギヤＧ３，Ｇ４と、スラスト
ワッシャ７０及び突起部６０との間に配設したものであ
る。なお、重複説明を省くため、第１の実施例と同一作
用をする部材には、第１の実施例で用いた符号を付す。

【００２９】変速ギヤＧ３，Ｇ４は、図４，５に示すよ
うに、出力軸２上に相対回転可能に軸支されており、シ
フト動作によって矢印ａ，ｂ方向にそれぞれわずかに変
位される。

【００３０】変速ギヤＧ３の摺接面としての外端面Ｇ３
ｂは、図４に２点鎖線で示す第１の実施例における変速
ギア（Ｇ１）よりも円周方向に巾Ｗだけ大きく形成され
ている。スラストワッシャ７０の外径は、２点鎖線で示
す第１実施例のワッシャ（７）より巾Ｗ１だけ径大に形
成されていて、外端面Ｇ３ｂと対向する摺接面７０ａが
大きく形成されている。

【００３１】外端面Ｇ３ｂには、摩擦材２４が設けられ
ている。この摩擦材２４は、外端面Ｇ３ｂ全面にモリブ
デンコーティングを施したものであり、樹脂や金属等か
らなる摩擦材よりも低いミュー（μ）とされている。

【００３２】変速ギヤＧ４の摺接面としての外端面Ｇ４
ｂは、図５に２点鎖線で示す第１の実施例における変速
ギア（Ｇ２）よりも円周方向に巾Ｗ’だけ大きく形成さ
れていて、それに伴い突起部６０も、２点鎖線で示す第
１実施例の突起部（６）より巾Ｗ'１だけ径大とされて
おり、外端面Ｇ４ｂと対向する摺接面７０ａが大きく形
成されている。外端面Ｇ４ｂには、耐熱、耐油性に優れ
た樹脂から構成される摩擦材２３がその全面に溶着され
ている。

【００３３】このように、各変速ギヤの外端面と対向す
る突起部６０及びワッシャ７０の摺接面６０ａ，７０ａ
の面積を大きくすると共に、それに伴い摩擦部２３，２
４も大きくすることで、摩擦材２３，２４と摺接面６０
ａ，７０ａとによる第２の係合摩擦力が第１実施例のも
のより大きくできる。

【００３４】図６は、第２実施例の変形例を示す。変速
ギヤＧ４の摺接面として他端面Ｇ４ｂの円周方向側（図
６において上縁部）には、リンク状に形成した摩擦材２
３が突起部６０の摺接面６０ａと対向して配置されてい
る。また、他端面Ｇ４ｂの下部Ｇ４ｃは、摩擦材２３の
配置面より軸方向に低くなるように削られている。

【００３５】突起部６０の下部６０ｂは、摩擦材２３と
対向する部位を残して軸方向に殺ぎ落されていて、出力
軸２の回転時に対する突起部６０によるマスの軽量化が
なされている。

【００３６】このように、摩擦材２３を外端面Ｇ４ｂの
円周方向側に設けることで、回転軸２に設けた変速ギヤ
Ｇ４と突起部６０を下部を薄くできるので、摩擦面を確
保しながら、出力軸２の総重量を低減することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上、本発明によれば、規制部材と変速
ギアの互いに対向する端面の少なくとも一方に摩擦材を
設けるだけで、同期噛合装置の大径化や同期リングとク
ラッチギヤとの係合摩擦面の増加といった従来の対策を
することなくシンクロ容量を大きくできるので、取付け
スペース増大や装置の複雑化が免れ、装置の耐久性の向
上と共に、従来装置の流用によるコストの低減につなが
る。

【００３８】また、非回転状態にある変速ギアを、回転
軸と一体回転する規制部材に摩擦係合させることで、回
転軸と非回転状態にある変速ギアとの同期を図る場合、
回転軸の回転が非回転状態にある変速ギアに伝達される
ので、回転軸と一体回転している被同期側の同期崩れを
防止できる。よって、同期崩れによるシフトフィーリン
グの低下やギア鳴き等の不具合の発生が低減され、商品
力の向上につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す同期噛合装置の側面断
面図である。

【図２】図１に示す同期噛合装置の同期動作を示す部分
拡大断面図である。

【図３】図２に示す同期噛合装置の同期完了状態を示す
部分拡大断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例にかかる変速ギアとスラ
ストワッシャの拡大断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例にかかる変速ギアと突起
部の拡大断面図である。

【図６】図５に示す本発明の第２の実施例の変形例であ
る変速ギアと突起部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 同期噛合装置 ２ 回転軸（出力軸） ３ クラッチハブ ４Ａ，４Ｂ クラッチギヤ ５Ａ，５Ｂ 同期リング ６，６０ 突起部 ７，７０ スラストワッシャ ６，７，６０，７０ 規制部材 ８ スリーブ １３，１４，２３，２４ 摩擦材 Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ 変速ギヤ ６ａ,７ａ,６０ａ,７０ａ 規制部材の接触面 Ｇ１ｂ,Ｇ２ｂ,Ｇ３ｂ,Ｇ４ｂ 変速ギヤの接触面

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 11/00 - 23/14 F16H 3/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に取付けられたクラッチハブと、 上記クラッチハブの外周において一体回転可能かつ上記
   回転軸の軸方向へ移動可能に組付けられたスリーブと、 上記回転軸に対して相対回転可能な変速ギヤと、 上記変速ギヤ上に形成されたクラッチギヤと、 上記スリーブと上記クラッチギヤとの間に配設された同
   期リングと、 上記変速ギヤの軸方向への移動を上記クラッチハブとは
   反対側で規制する規制部材とからなる同期噛合装置にお
   いて、 上記変速ギヤと上記規制部材の互いに対向する端面の少
   なくとも一方に、摩擦材を設けたことを特徴とする同期
   噛合装置。