JP3084792B2 - 手動変速機の同期噛合装置 - Google Patents

手動変速機の同期噛合装置

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JP3084792B2
JP3084792B2 JP03148098A JP14809891A JP3084792B2 JP 3084792 B2 JP3084792 B2 JP 3084792B2 JP 03148098 A JP03148098 A JP 03148098A JP 14809891 A JP14809891 A JP 14809891A JP 3084792 B2 JP3084792 B2 JP 3084792B2
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    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
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    • F16D23/0612Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation the blocking mechanism comprising a radial pin in an axial slot with at least one branch

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は手動変速機に使用して変
速を容易にするために用いる同期噛合装置(シンクロメ
ッシュ機構)、特にキータイプの同期噛合装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の同期噛合装置としては、
例えば図5に示すものがある。この従来装置は、メイン
シャフト(変速機出力軸)1に駆動結合したシンクロハ
ブ2と、シンクロハブ2の外周にスプライン嵌合したカ
ップリングスリーブ3と、シンクロハブ2に円周方向等
間隔に設けた図示しない3個所の溝に嵌合されスプリン
グ5,6によってカップリングスリーブ3の内周に押圧
付勢されるインサートキー4と、インサートキー4を介
してシンクロハブ2およびカップリングスリーブ3に駆
動係合されるボークリング7,8およびクラッチギヤ
9,10等を具えて成るものであり、変速操作に伴いカッ
プリングスリーブ3が軸方向(例えば右方)に移動する
と、当初これに伴われて移動する各インサートキー4の
端部がボークリング7に当接し、その後カップリングス
リーブ3がボークリング7およびクラッチギヤ9に順次
噛合し、動力伝達がなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置において
は、変速中カップリングスリーブ3の右行に伴い当接点
が変化するインサートキー4は、その右端部がボークリ
ング7に当接した後はボークリング7から遠ざかってボ
ークリング8に接近するように左行し、変速完了時には
その突起4aがカップリングスリーブ3の溝3bから脱出し
た状態でその左端部がボークリング8に当接して軸線に
対して角度θだけ傾いた状態になる。このときボークリ
ング8の当接点には図3および図4(b) に示すように、
インサートキー4に作用する遠心力F、スプリング5,
6のばね力f1 ,f2 に基づく軸方向の力Fa , fa1,
a2が作用し、これら軸方向の力の合計の大きさの力に
よってインサートキー4がボークリング8を左方に押す
ことになり、ボークリング8の摩耗が大きくなってしま
う。
【0004】本発明はスプリングが当接するインサート
キー内周面の中央部が曲面になるようにすることによ
り、上述した問題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の手動変速機の同期噛合装置は、シンクロハブの外周に
スプライン嵌合したカップリングスリーブと、これらシ
ンクロハブおよびカップリングスリーブと一体回転する
よう前記カップリングスリーブの内周に一対のスプリン
グによって押圧付勢した、複数個のインサートキーと、
これらインサートキーの端部が前記カップリングスリー
ブの軸方向移動に伴い当接するよう配置したボークリン
グとを備え、前記カップリングスリーブの更なる軸方向
移動に伴い該カップリングスリーブが前記ボークリング
およびクラッチギヤに順次噛合する、手動変速機の同期
噛合装置において、前記スプリングによって押圧付勢さ
れる前記インサートキー内周面の中央部が、前記シンク
ロハブに関して外方へ突出した断面形状の曲面に形成さ
れていることを特徴とするものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、インサートキーは、変速中カ
ップリングスリーブが軸方向に移動する際に、当初はカ
ップリングスリーブと同一方向に移動するが、カップリ
ングスリーブがさらに同一方向に移動してボークリング
に噛合した後、クラッチギヤに噛合した状態になる変速
完了時には、インサートキーはカップリングスリーブと
は逆方向に移動してその端部が前記ボークリングと対向
する位置のボークリングに当接し、軸線に対して所定角
度傾いた状態になる。この状態において、インサートキ
ーの内周面の中央部が前記シンクロハブに関して外方へ
突出した断面形状の曲面に形成されていることから、こ
の曲面を例えば前記インサートキーの内周面内方に形成
した円弧であって、変速完了状態において該インサート
キーの前記カップリングスリーブの移動方向に対する後
端部のボークリングとの当接点に作用する、該当接点寄
スプリングのばね力に基づく軸方向の力が0になるよう
な半径の円弧とすることにより、変速完了時該インサー
トキーが当接したボークリングを軸方向に押す力が上記
従来例に比べて大幅に減少し、該ボークリングの耐摩耗
性を格段に向上させることができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1(a)〜(c) は、夫々本発明手動変速機の
同期噛合装置の第1実施例の構成を示す図であり、同図
(a) は中立状態を示し、同図(b), (c)は変速中の状態を
示している(この種の手動変速機の同期噛合装置の類似
例としては、例えば実開昭57−203147号を参照のこ
と)。図1(a) 中1はメインシャフトを示し、その外周
にはシンクロハブ2がスプライン嵌合されている。シン
クロハブ2は、その外周に設けたスプライン(図示せ
ず)に、カップリングスリーブ3の内周に設けたスプラ
イン3aをスプライン嵌合されており、またシンクロハブ
2の外周部に円周方向等間隔に配設した通常3個所の溝
(図示せず)にはインサートキー4がシンクロハブ2お
よびカップリングスリーブ3と一体回転し得るように嵌
合されている。インサートキー4は、中立状態において
その外周に設けた突起4aが図示のようにカップリングス
リーブ3の内周に設けた溝3b内に陥入されるよう、その
内周面4bを環状のスプリング(例えばスプレッドスプリ
ング、コイルスプリング)5,6によって常時押圧付勢
されており、各インサートキー4は突起4aを陥入した状
態においてカップリングスリーブ3の軸方向中間位置に
抑止される。
【0008】シンクロハブ2およびカップリングスリー
ブ3の両側(対応するギヤによっては片側の場合もあ
る)にはボークリング7,8およびクラッチギヤ9,10
が夫々同軸に配設されている。ボークリング7,8は、
その内周に設けられた円錘クラッチ面7a, 8aをクラッチ
ギヤ9,10の外周コーン面9a ,10a に夫々嵌合され、
クラッチギヤ9,10は対応する入力ギヤ11, 12に駆動結
合または一体成形されている。この同期噛合装置は、以
下に示すように、これら入力ギヤを選択的にメインシャ
フト1に駆動係合させるよう構成されている。
【0009】ところで本例においては、図1(a) に示す
ように、インサートキー4の内周面4bの中央部をシンク
ロハブ2に関して外方へ突出した断面形状の曲面にして
あり、その曲面とは、インサートキー4の垂直二等分線
L上の内方に原点を有する円弧であって、変速完了状態
においてインサートキー4のカップリングスリーブ3の
移動方向に対する後端部のボークリング8との当接点に
作用する、該当接点寄スプリングのばね力に基づく軸方
向の力が0になるような半径の円弧であるものとする。
内周面4bにこのような曲面を形成することにより、以下
に詳述するようにボークリングの耐摩耗性向上の効果が
得られる。
【0010】ここで、変速完了状態に至るまでの、本例
の同期噛合装置の各部分の作用について図1(a) 〜(c)
によって説明する。まず図1(a) の中立状態(中立位
置)においては、インサートキー4の両端部はボークリ
ング7,8から離間し、インサートキー4の内周部4bは
スプリング5,6の拡開方向ばね力によって外方に向っ
て均等に押圧付勢され、インサートキー4の突起4aはカ
ップリングスリーブ3の溝3bに陥入された状態になって
いる。この状態で図示しないクラッチを切った後に、カ
ップリングスリーブ3に設けた切欠3c内に図示しないシ
フトフォークを挿入して図示しないシフトレバーを例え
ば軸方向に右行させる変速操作を行うと、カップリング
スリーブ3およびインサートキー4が図1(a) の突起陥
入状態のまま右方に移動し、インサートキー4の右端部
がボークリング7に当接する。
【0011】この当接状態においてさらにカップリング
スリーブ3を右方に移動させると、ボークリング7によ
ってインサートキー4の右行が阻止されるため溝3bに陥
入されたインサートキー4の突起4aはスプリング5,6
のばね力に抗して径方向内方に移動し、図1(b) に示す
ように突起部4aと溝3bとの噛合いが外れた状態になる。
このときインサートキー4の右端面によって押されて右
方に移動するボークリング7の、内周円錘クラッチ面7a
はクラッチギヤ9の外周コーン面9aに摩耗係合される。
これにより上述したクラッチ切に伴い発生するカップリ
ングスリーブ3およびギヤ11間の回転速度差を徐々に減
少させる、同期作用がなされる。この同期作用中、同期
が完了して上記回転速度差が0になるまでは、クラッチ
面7aおよびコーン面9a間に引摺りトルクが発生するた
め、カップリングスリーブ3の右方への移動を阻止す
る、いわゆるボーク作用がなされる。
【0012】同期が完了してカップリングスリーブ3お
よびクラッチギヤ9の回転速度が等しくなると上記引摺
りトルクが生じなくなり、カップリングスリーブ3を右
方に移動させることにより、図1(c) に示すように、カ
ップリングスリーブの内周スプライン3aはボークリング
7の外周スプライン7bに噛合する。この状態からさらに
カップリングスリーブ3を右方に移動させると、カップ
リングスリーブの内周スプライン3aがクラッチギヤ9の
外歯に噛合し、最終的には図2に示すように、カップリ
ングスリーブ3が既に同速度で回転しているクラッチギ
ヤ9と滑らかに噛合し、変速を完了する。この結果、入
力ギヤ11はクラッチギヤ9、インサートキー4、カップ
リングスリーブ3およびシンクロハブ2を介してメイン
シャフト1に駆動係合されることになる。
【0013】ところで図2に示す変速完了状態において
は、カップリングスリーブ3の内周スプライン3aおよび
ボークリング7の外周水平面間に案内されるインサート
キー4は、突起4aの上の点aが内周スプライン3aに当接
し、内周面4bの左右端点b,cが夫々ボークリング8,
7に当接し、軸線に対して角度θだけ傾斜した状態にな
る。ここでインサートキー4に作用する遠心力F、スプ
リング6のばね力f1 およびスプリング5のばね力f2
を用いて、インサートキー4が点bにおいてボークリン
グ8を押す力について考察する。インサートキー4の重
心Oと点bとの力の釣合いから、図3に示すように点O
における時計回り方向のモーメントMと点bにおける反
時計回り方向のモーメントM′とは偶力(M=M′)の
関係になることから、遠心力Fに基づきインサートキー
4が点bにおいてボークリング8を軸方向に押す力Fa
はFa = sinθ×F= sinθ×(mv2/r)となる(ただ
しm;インサートキー4の質量、v;インサートキー4
の周速度=シンクロハブ2の回転数、r;インサートキ
ー重心Oのメインシャフト1の中心軸からの距離)。な
おこの力Fa は、図5の従来例においても変速完了時の
状態が図2と同様になる(本例においてインサートキー
内周面4b中央部に設けた円弧は点a,b,cおよび傾斜
角θに影響しない)ことから、同じ大きさになる。
【0014】次にばね力f1 ,f2 によりインサートキ
ー4が点bにおいてボークリング8を軸方向に押す力に
ついて本例と前記従来例とを比較しながら説明する。ま
ず従来例においては、図3と同様にして力の釣合いを考
えると、図4(b) に示すように、ボークリング8寄のス
プリング6のばね力f1 に基づきインサートキー4がボ
ークリング8を軸方向に押す力fa1は、fa1=f1 × t
anθ×μ1 となり(ただしμ1 ;インサートキー内周面
4bの摩擦係数)、同様にスプリング5のばね力f1 に基
づきインサートキー4がボークリング8を軸方向に押す
力fa2は、 fa2=f2 × tanθ×μ1 となる。したがってインサートキー4が点bにおいてボ
ークリング8を軸方向に押す力は(Fa +fa1+fa2
となる。
【0015】一方、本例においては、図1(a) および図
4(a) に示すように、インサートキー4の内周面4bの
中央部をシンクロハブ2に関して外方へ突出した断面形
状の曲面にしてあり、その曲面とは、左右何れの入力ギ
ヤを選択する場合も同一条件になるようインサートキー
4の垂直二等分線L上内方に原点を設定した円弧であっ
て、変速完了状態においてインサートキー4のカップリ
ングスリーブの移動方向に対する後端部側に位置するボ
ークリング(図示例ではボークリング8)寄のスプリン
グ6のばね力f1 に基づくボークリング8を軸方向に押
す力fa1が0になるような半径の円弧である。したがっ
てスプリング5,6によって点bに作用する軸方向の力
は、図4(a) に示すようにスプリング5のばね力f1
基づく力fa22 のみとなり、この力は上記従来例とは逆
方向に作用する力となる。したがって摩擦係数をμ2
すると(μ2 <μ1 )、 fa22 =−(f2 × sinθb ×μ2 ) となり、これに上記Fa を加えた力(Fa +fa22 )に
よってインサートキー4が点bにおいてボークリング8
を押すことになる。
【0016】この結果、点bにおいてインサートキー4
がボークリング8を軸方向に押す力は従来例よりも格段
に減少し、ボークリングの耐摩耗性が格段に向上する。
さらに、上記従来例においては変速完了時遠心力によっ
て径拡大方向に変形するスプリング6がインサートキー
の内周面4bに沿って移動してボークリング8の右端面に
接触し、その部分を摩耗させる問題が生じていたが、本
例ではそのような問題は生じず、耐摩耗性上一層有利に
なる。
【0017】
【発明の効果】かくして本発明の手動変速機の同期噛合
装置は上述の如く、スプリングが当接するインサートキ
ー内周面の中央部が前記シンクロハブに関して外方へ突
出した断面形状の曲面になるようにしたから、この曲面
を例えば前記インサートキーの内周面内方に形成した円
弧であって、変速完了状態において該インサートキーの
前記カップリングスリーブの移動方向に対する後端部の
ボークリングとの当接点に作用する、該当接点寄スプリ
ングのばね力に基づく軸方向の力が0になるような半径
の円弧とすることにより、変速完了時該インサートキー
が当接したボークリングを軸方向に押す力が上記従来例
に比べて大幅に減少し、該ボークリングの耐摩耗性を格
段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a), (b), (c) は本発明手動変速機の同期噛合
装置の第1実施例の構成を示す図である。
【図2】同例の変速完了時の状態を示す図である。
【図3】同例における変速完了時の力の釣合いを説明す
るための図である。
【図4】(a) は同例の作用を説明するための図であり、
(b) は従来例の作用を説明するための図である。
【図5】従来例の手動変速機の同期噛合装置の構成を示
す図である。
【符号の説明】
1 メインシャフト 2 シンクロハブ 3 カップリングスリーブ 3a 内周スプライン 3b 溝 4 インサートキー 4a 突起 4b 内周面 5,6 スプリング 7,8 ボークリング 9,10 クラッチギヤ 11, 12 入力ギヤ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シンクロハブの外周にスプライン嵌合し
    たカップリングスリーブと、これらシンクロハブおよび
    カップリングスリーブと一体回転するよう前記カップリ
    ングスリーブの内周に一対のスプリングによって押圧付
    勢した、複数個のインサートキーと、これらインサート
    キーの端部が前記カップリングスリーブの軸方向移動に
    伴い当接するよう配置したボークリングとを備え、前記
    カップリングスリーブの更なる軸方向移動に伴い該カッ
    プリングスリーブが前記ボークリングおよびクラッチギ
    ヤに順次噛合する、手動変速機の同期噛合装置におい
    て、 前記スプリングによって押圧付勢される前記インサート
    キー内周面の中央部が、前記シンクロハブに関して外方
    へ突出した断面形状の曲面に形成されていることを特徴
    とする、手動変速機の同期噛合装置。
  2. 【請求項2】 前記曲面は、前記インサートキーの内周
    面内方に形成した円弧であって、変速完了状態において
    該インサートキーの前記カップリングスリーブの移動方
    向に対する後端部のボークリングとの当接点に作用す
    る、該当接点寄スプリングのばね力に基づく軸方向の力
    が0になるような半径の円弧であることを特徴とする、
    請求項1記載の手動変速機の同期噛合装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0577078U (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 株式会社シーティーエー Cd収納用トレイ

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JPH0577078U (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 株式会社シーティーエー Cd収納用トレイ

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