JP3750353B2 - 変速機の同期装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，自動車，建設機械及び作業用機械等に用いられる変速機の同期装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，変速機における二つのギヤレシオ間の変速には，ギヤと一体になって回転するスプラインクラッチを有する低速側ギヤと，ギヤと一体になって回転するスプラインクラッチを有する高速側ギヤとの間に，出力軸と一体となって回転するクラッチハブを配置し，そのクラッチハブ上に設けられたスプラインと嵌合することによって摺動自在なスリーブが使用されている。実際の変速は，クラッチハブのスプラインと嵌合しているスリーブを摺動させ，スリーブを低速側ギヤ又は高速側ギヤのスプラインクラッチとスプライン嵌合させることで変速及び動力伝達を行っている。
【０００３】
スリーブをクラッチハブに対して摺動させる方式として，各スリーブの周溝にシフトアームを嵌合し，シフトロッドを操作することによってシフトアームを支持又は作動させるものがある。それぞれのシフトアームとシフトロッドとは，ボルト，スプリングピン又は溶接等の適宜の固着手段によって固定されている。したがって，一対の低速と高速のギヤ間の変速に対して，シフトアームとシフトロッドとが各一つ使用されており，前進５段後進１段の変速機においては，３本のシフトロッド，前進６段後進１段の変速機においては４本のシフトロッドが用いられている。
【０００４】
図１及び図２には，変速機の一例が示されている。図１及び図２は，この発明による変速機の同期装置の一例を示す図であるが，その前提となる部分の構造は従来の変速機の同期装置の構造と同じであるので，図１及び図２を参照して，変速機の同期装置の基本的な構造の概略を説明する。変速機１において，入力軸（図示せず）からの駆動力は，歯車を介して一旦，カウンタ軸２（図２）に伝達され，カウンタ軸２に固定された歯車３３を常に回転している。カウンタ軸２と平行な出力軸３には，カウンタ軸２上の歯車３３と常時噛み合う大径の歯車から小径の歯車まで（一部を図１において，歯車６，７のみを示す）が，それぞれ軸受（軸受８，９のみを示す）を介して回転自在に配設されている。出力軸３の中間部分が軸受５を介してアルミニウム合金製のケーシング４に回転自在に支持されている。歯車６は低速変速用の歯車であり，歯車７は高速変速用の歯車である。したがって，変速がニュートラルの状態では，出力軸３に支持された歯車６，７を含むすべての歯車は，出力軸３上を空転している。出力軸３と歯車６，７との間には，同期装置１０が配設されている。図示しないシフトレバーの操作によって，同期装置１０を作動することにより，歯車６，７のいずれか一方の歯車が出力軸３と連結される。なお，逆転用の歯車は，カウンタ軸の歯車と出力軸上の歯車との間にリバースアイドル歯車が介在されている。
【０００５】
同期装置１０は，出力軸３とスプライン嵌合して出力軸３と一体に回転するように設けられたクラッチハブ１１と，クラッチハブ１１の両側において歯車６，７と一体に設けられ且つドグ歯１４が外周に形成されたドグ歯体１３，１３と，クラッチハブ１１とドグ歯体１３との間に配設されると共にクラッチハブ１１とドグ歯体１３の相対回転を同期させるブロックリング１５，１５，及び軸方向に摺動可能に設けられ且つクラッチハブ１１の外周面に形成されたスプライン１２と係合するスプライン歯１８が内周面に形成された環状のスリーブ１７を備えている。ブロックリング１５とドグ歯体１３との嵌合面は，円錐クラッチ面１６となっており，ブロックリング１５がドグ歯体１３方向にシフトすることによりブロックリング１５とドグ歯体１３とがクラッチ係合する。スリーブ１７の外周部には，後述するシフトアーム２０が嵌合する周溝１９が形成されている。ニュートラル状態では，図１に示すように，スリーブ１７のスプライン歯１８はクラッチハブ１１のスプライン１２に係合しているだけで，ブロックリング１５の歯やドグ歯１４とは噛み合っていない。ブロックリング１５，１５は出力軸３の軸方向に移動可能である。ドグ歯１４，ブロックリング１５及びスリーブ１７は，同期装置におけるスプラインクラッチを構成している。出力軸３上において回転自在な他の対の変速用歯車と出力軸３との間にも，同様の同期装置が配設されている。なお，ドグ歯体１３，１３とは歯車６，７に一体的に設けられているので，歯車６，７は，ドグ歯付き歯車となっている。
【０００６】
例えば前進５速後進１速の場合，第１速及び後進用，第２速及び第３速用，並びに第４速及び第５速用の合計３本のシフトロッドが，それぞれケーシング４に形成された嵌合穴において各シフトロッドの軸方向（シフト方向）に変位可能に支持されている。各シフトロッドには，それぞれ，変速用のシフトアームが取り付けられている。図１に示す例の場合，シフトロッド３０がケーシング４に形成された嵌合孔３１に軸方向摺動可能に嵌入されている。シフトアーム２０は，シフトロッド３０にボルト等の適宜の固着手段によって固定された本体部分２１と，本体部分２１からスリーブ１７の外周に沿って延びるアーム部分２２とから成る。シフトアーム２０にはスリーブ１７が対応しており，シフトアーム２０のアーム部分２２の先端に設けられた爪部２３がスリーブ１７の周溝１９に係合している。シフトレバーを操作すると，シフトロッド３０と共にシフトアーム２０が軸方向に変位し，スリーブ１７は，シフトアーム２０によってクラッチハブ１１とのスプライン嵌合部に沿ってシフトする。
【０００７】
潤滑油溜まりからの潤滑油の汲上げの様子が図２に示されている。変速機１のケーシング４内には潤滑油が溜まっており，潤滑油溜まりの油面が３２で示されている。カウンタ軸２に固定され且つ二点鎖線でピッチ円を示した歯車３３の下方の一部が，潤滑油溜まりに浸された状態で回転する。歯車３３が図で時計方向に回転することにより，潤滑油溜まり内の潤滑油Ｌが，矢印で示すように撥ね上げられる。撥ね上げられた潤滑油の一部は，歯車３３と噛み合う歯車６又は７に隣接して配設され且つクラッチハブ１１と共に回転するスリーブ１７の周溝１９に付着し，更に上方に運ばれる。
【０００８】
この変速機１は，上記のように構成されており，次のように操作される。シフトレバー（変速操作レバー）による変速操作によってシフトアーム２０を介してスリーブ１７を左右のいずれかの軸方向にシフトさせると，スリーブ１７のスプライン歯１８の先端がブロックリング１５と係合すると共に，ブロックリング１５をドグ歯１４の円錐クラッチ面１６に対して押しつける。その結果，ブロックリング１５とドグ歯１４が形成されたドグ歯体１３とは摩擦クラッチ係合し，ブロックリング１５と歯車６又は７との回転は同期状態になる。スリーブ１７を更に同方向に移動させると，スリーブ１７のスプライン歯１８がブロックリング１５の歯と完全に噛み合う。スリーブ１７とブロックリング１５との同期作用が得られると，スリーブ１７を更に同方向に移動させることで，スプライン歯１８とドグ歯１４との噛合いがスムーズに行える。スリーブ１７のシフトが完了した時点で，歯車６又は７からドグ歯体１３，スリーブ１７，クラッチハブ１１，及び出力軸３に至る動力伝達径路が形成される。
【０００９】
図５は従来の変速機の同期装置におけるシフトアームの爪部とスリーブの周溝との嵌合部を示す断面図であり，図６は図５に示す同期装置のシフトアームの爪部とスリーブの周溝との嵌合部において，スリーブの周溝内に付着した潤滑油がシフトアームの爪部に到達する様子を示す説明図である。従来の変速機の同期装置では，シフトアームに符号４０を付して説明する。シフトアーム４０のアーム部分４２の先端に設けられた爪部４３がスリーブ１７の周溝１９に嵌合しており，シフトレバーを操作してシフトアーム４０をシフトロッド３０の軸方向にシフトすることにより，スリーブ１７が軸方向に操作される。スリーブ１７は，出力軸３に対して回転方向には一体であるので，出力軸３と共に高速回転する。一方，シフトアーム４０はスリーブ１７と共に回転しないので，出力軸３が回転しているときには，シフトアーム４０の爪部４３は常にスリーブ１７の周溝１９内を走行する。シフトアーム４０のシフト方向の動きを遊びやガタツキなくスリーブ１７に伝達するため，爪部４３と周溝１９との間にはシフト方向の隙間を可及的に少なくなるように設定されている。したがって，摺動部４４には，常時，潤滑油を供給する必要がある。
【００１０】
図２に基づいて説明したように，スリーブ１７と共に回転する潤滑油は，スリーブ１７がその回転によって爪部４３に対して回り込むリーティング側となる一方の爪部４３に衝突する。シフトアーム４０とスリーブ１７とは，互いに高速で摺動するにもかかわらず，摺動部４４に対して潤滑油を供給し且つ供給された潤滑油を維持することが困難である。即ち，スリーブ１７の周溝１９とシフトアーム４０の爪部４３との摺動部４４においては，既に述べたように，周溝１９の側面である摺動面４５と，シフトアーム４０の爪部４３の側面である摺動面４６との間に形成される隙間は比較的小さい。図６に示すように，シフトアーム４０の爪部４３の先端部４７の形状は潤滑油の流れに対して直角なため，潤滑油は，爪部４３の先端部４７に衝突した後，そのまま跳ね返り，摺動面４５と摺動面４６との間の狭い隙間４４ａ，４４ｂに充分な潤滑油を供給することができない。そのため，摺動面４５，４６は，潤滑油不足に陥って摩耗や焼付き等の発生が懸念される。また，跳ね返らずに供給される潤滑油も，摺動部４４においては，爪部４３と周溝１９との間の大きい方の隙間（図６では右側の隙間４４ｂ）に片寄って供給されるおそれがある。
【００１１】
シフトアーム（シフトフォーク）がスリーブの摺動溝内で円滑な作動を確保すると共にシフトアームと摺動溝との接触面における摩損の発生を防止するため，シフトアームの摺動構造として，実公昭５７−４１８号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたシフトアームの摺動構造によれば，スリーブの摺動溝に嵌合するシフトアームのシフト部に，このスリーブの回転方向に対向する角部に斜状又は円弧状等の面取り部と，この面取り部を基端とし且つ面取り部からシフト部の途中まで一条乃至複数状の油溝とが設けられている。スリーブの回転に伴って，摺動溝に付着している潤滑油が，シフト部で掻き落とされることなく面取り部から油溝に流入し，接触面を潤滑する。
【００１２】
また，シフトアームとスリーブの摺動溝との接触面の潤滑として，実公昭６２−２６６６号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたシフトアームは，滴下した又は飛沫した潤滑油を集める収集部からシフトアームの摺動面に潤滑油を送油することができる。潤滑油を集める収集部は，シフトアームの摺動爪部よりも幅広の支持骨部の先端を若干延長した集油壁によって構成されている。収集部は，集油壁の両側に壁を設けてコ字状の集油溝，或いは，支持骨部の先端部にスリーブに面する側を開口した集油槽として形成することができる。集油槽には，摺動面に潤滑油を送油するための油孔を形成することもできる。
【００１３】
また，シフトアームのスリーブとの摺動面の耐摩耗性を向上するものとして，特開昭５７−７９５３４号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたシフトアームは，鋳鉄製のシフトアームの爪部にクロムメッキ皮膜を形成した後に，この皮膜表面をパフ研摩することによって表面粗さを５ミクロンＲｚ以下にしたものである。高周波焼入れのように摺動面に熱歪を発生させることなく表面粗さを小さくすることができる。
【００１４】
更に，シフトアームの爪部とスリーブの溝との摺動面に潤滑油を供給する構造が，実公昭６３−２９０２号公報に開示されている。この公報に開示された構造によれば，潤滑油は，シフトアームの爪部の先端から穿設された給油路と，更にこの給油路に交差する貫通孔を通じて爪部の摺動面に供給されるが，給油路に入り込んだ潤滑油だけを貫通孔に導くのみであり，その他のシフトアームの爪部の先端部に到達した潤滑油は従来の構造のものと同様に，ただ跳ね返るのみであって摺動面に供給されることがない。また，貫通孔が潤滑油の流れに対して直角に延びているため，潤滑油の供給の偏りを是正する効果がない。更に，このような給油孔と貫通孔とを形成するには，機械加工の工数が増加して，製造コストが上昇するという問題点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって，高速回転するスリーブの溝内を移動する潤滑油がシフトアームの爪部に衝突したときに，潤滑油がシフトアームの爪部によって単に跳ね返されるのではなく，潤滑油の衝突の勢いでシフトアームの爪部とスリーブの溝とが互いに摺動する摺動面に供給されるように案内することを可能とする変速機の同期装置を得る点で解決すべき課題がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記課題を解決することであり，潤滑油と衝突するシフトアームの爪部の形状に工夫を施して，シフトアームの爪部に衝突した潤滑油をシフトアームの爪部とスリーブの溝との互いに摺動する摺動面に導いて，摺動面を充分に潤滑して，シフトアームがスリーブに対して円滑な作動をすると共に，摩損を防止することができる変速機の同期装置を提供することである。
【００１７】
前記目的を達成するため、この発明による変速機の同期装置は、回転軸に固定されたクラッチハブ、該クラッチハブに摺動自在に嵌合すると共に周溝が形成されたスリーブ、及び前記スリーブを前記クラッチハブに対して摺動させるため先端部に前記スリーブの前記周溝に係合する爪部を有するシフトアームを具備してなる変速機の同期装置において、前記シフトアームの前記爪部の先端部には、潤滑油を前記爪部と前記スリーブの前記周溝との摺動部に供給する先細ガイド面が形成されており、該先細ガイド面は、前記爪部の先端部の中央部において交差すると共に前記摺動部を形成する前記爪部の摺動面に傾斜して接続する一対の傾斜面によって構成されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明における変速機の同期装置は、上記のように構成されているので、次のように作動する。即ち、スリーブの周溝に係合するシフトアームの爪部の先端部には、潤滑油を爪部とスリーブの周溝との互いに摺動する摺動面に供給する先細ガイド面が形成されているので、先細ガイド面はスリーブの回転方向に対向する方向に突出する状態となり、爪部の先端部に衝突した潤滑油は、その勢いによって先細ガイド面に沿って流れて摺動部に供給される。また、シフトアームは、シフト操作レバーの操作によっていずれの横方向にもシフトされるが、潤滑油は衝突した傾斜面によって、爪部の両側の摺動部に均等に分配されるように供給される。
【００２０】
この変速機の同期装置において，前記シフトアームは，前記爪部の前記先細ガイド面と前記スリーブの前記周溝との間に形成される空間の外側を覆って前記潤滑油を捕捉する捕捉部を有している。爪部の先端部に衝突する潤滑油は，スリーブによる遠心力のために外側に飛び散る傾向があるが，先細ガイド面の側方において周溝との間に形成される空間に進入した潤滑油は，シフトアームの捕捉部によって捕捉されて摺動部の潤滑に有効に供給されることになる。
【００２１】
更に，この変速機の同期装置において，変速比が互いに異なる歯車の組合せを選択可能にするため前記回転軸には前記スリーブと噛合い可能な複数のドグ歯付き歯車が回転可能に設けられ，前記ドグ歯付き歯車にはブロックリングがクラッチ係合可能に配設されており，変速操作レバーの操作に応じて前記シフトアームが前記スリーブをシフトし，前記ブロックリングが前記ドグ歯付き歯車とクラッチ係合し，且つ前記スリーブが前記ドグ歯付き歯車に噛み合うことにより，前記回転軸と前記ドグ歯付き歯車との回転数が同期する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明における変速機の同期装置の実施例について説明する。図１はこの発明における変速機の同期装置の一実施例の一部を示す断面図，図２はこの発明における変速機の同期装置の断面図，図３は図１に示す変速機の同期装置の一部を示す斜視図，図４は図１に示す変速機の同期装置のシフトアームの爪部の回りにおける潤滑油の流れを示す説明図である。
【００２３】
図１及び図２に示す変速機１の同期装置１０の基本的な構造は，既に従来の技術の欄で説明したとおりであるので，重複する説明を省略する。シフトアーム２０は，その本体部分２１とスリーブ１７の外周に沿って延びるアーム部分２２とから成り，アーム部分２２の先端部内側に爪部２３が形成されている。爪部２３は，スリーブ１７の周溝１９内に摺動嵌合する。シフトアーム２０の一対のアーム部分２２，即ち，リーディング側となるアーム部分２２（Ｌ）とトレーリング側となるアーム部分２２（Ｔ）とは，部品としての汎用性を高めるために対称形に製作されているが，摺動部２４への潤滑油の供給の観点で重要なアーム部分２２は，図４の右側に示すスリーブ１７が回り込む，即ち，リーディング側となるアーム部分２２（Ｌ）である。
【００２４】
爪部２３の先端部は，先細ガイド面２７に形成されている。即ち，爪部２３の幅方向両側の摺動面２６から先端に向かうに従って先細の傾斜面２８，２８が形成されている。アーム部分２２が延びる方向とスリーブ１７の回転方向とは，互いに対抗する方向である。傾斜面２８，２８は，最先端となる稜線２９で交差している。シフトアーム２０は，いずれのシフト方向にもシフトされるので，稜線２９を爪部２３の幅の中心に位置させて先細ガイド面２７を対称形に形成するのが好ましい。
【００２５】
爪図２３を上記のように構成した同期装置１０においては，図２に示したように，歯車３３によって撥ね上げられた潤滑油Ｌは，その一部がスリーブ１７の回転に連れられて運ばれ，シフトアーム２０の爪部２３の先端部において先細ガイド面２７に衝突する。図４に示すように，先細ガイド面２７に衝突した潤滑油Ｌは，矢印で示すように，傾斜面２８，２８の傾斜方向に沿って流れ，スリーブ１７と爪部２３との間に形成する隙間２４ａ，２４ｂに流入し，摺動部２４を潤滑する。これによって，周溝１９の摺動面２５と爪部２３の摺動面２６とが潤滑され，焼付けや摩損が発生するのが防止される。スリーブ１７の回転方向Ｔに対して直角な端面を有する従来のシフトアーム４０の爪部４３の場合のように，衝突の際に潤滑油の勢いが完全に止まって，潤滑すべき摺動面間に形成される隙間２４ａ，２４ｂに流れ込まなくなるというようなことがない。
【００２６】
シフトアーム２０は，アーム部分２２の先端部において，爪部２３の先細ガイド面２７とスリーブ１７の周溝１９との間に形成される空間，即ち，傾斜面２８，２８によって生じた楔状の空間の外側を覆う捕捉部２２ａを有している。捕捉部２２ａは，先細ガイド面２７に衝突した潤滑油Ｌを捕捉して，潤滑油Ｌがその遠心力によって外部へ飛び散るのを防止する働きをする。捕捉された潤滑油Ｌは，摺動面２５，２６間に形成される隙間２４ａ，２４ｂに順次供給されて摺動部２４を潤滑する。
【００２７】
傾斜面２８，２８には，それぞれが接続する摺動面２６にまで延びる１本又は複数本の案内溝３５を形成することができる。傾斜面２８に従って流れる潤滑油Ｌは，案内溝３５によって，摺動部２４に向かって一層確実に案内する傾向を持つことになる。先細ガイド面２７は，上記の実施例では平面としての傾斜面２８から構成されているが，これに限らず，先細で且つ潤滑油の供給においてガイド作用を有するのであれば，曲面に形成してもよいことは明らかである。また，図１〜図４に示した変速機１の同期装置１０においては，シフトアーム２０の先細ガイド面２７が，スリーブ１７の周溝１９の底面に対して直角に形成されているが，シフトアーム２０の爪部２３の先端部に形成する先細ガイド面は，稜線２９がスリーブ１７の周溝１９の底部に近い部分ほどシフトアーム２０の本体部分２１に近づくように，傾斜面２８，２８を周溝１９の底面に対して傾斜した状態に形成することもできる。先細ガイド面２７をこのように形成すると，スリーブ１７の回転に伴って運ばれて先細ガイド面に衝突した潤滑油には，爪部２３の幅方向両側に寄せる力と共に，周溝１９の底部の方向に作用する力が生じる。潤滑油に働く遠心力をこの周溝１９の底部の方向に作用する力で相殺させることができ，摺動面２５，２６のうち周溝１９の底部に近い領域にも充分な潤滑油Ｌを送り込むことができる。また，両方のアーム部分２２の爪部２３に先細ガイド面２７を形成しているので，変速機１の組立において，先細ガイド面２７の案内作用によって，シフトアーム２０の爪部２３をスリーブ１７の周溝１９に嵌合させることが容易になる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明による変速機の同期装置は，上記のようにシフトアームの爪部の先端部に，潤滑油を爪部とスリーブの周溝との摺動部に供給する先細ガイド面を形成したものであるので，高速回転するスリーブの溝内を運ばれる潤滑油がシフトアームの爪部に衝突したときに，潤滑油は衝突の勢いで先細ガイド面に案内されて摺動部に供給され，摺動面を充分に潤滑する。したがって，シフトアームはスリーブに対して円滑に摺動すると共に，シフトアームの操作時にもスリーブを滑らかにシフト方向に移動させることができる。その結果，スリーブの周溝の摺動面及びシフトアームの爪部の摺動面の潤滑油切れに起因する焼付けや摩損を防止することができ，変速機の同期装置の耐久性を向上し，且つ長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における変速機の同期装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】この発明における変速機の同期装置の潤滑油の供給についての説明図である。
【図３】図１に示す変速機の同期装置の一部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１に示す変速機の同期装置のシフトアームの爪部による潤滑油の流れを示す説明図である。
【図５】従来の変速機の同期装置のシフトアームとスリーブとの嵌合部における断面図である。
【図６】図５に示す変速機の同期装置のシフトアームの爪部による潤滑油の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 変速機
３ 出力軸
４ ケーシング
６，７ ドグ歯付き歯車
１０ 同期装置
１１ クラッチハブ
１３ ドグ歯体
１４ ドグ歯
１５ ブロックリング
１６ 円錐クラッチ
１７ スリーブ
１９ 周溝
２０ シフトアーム
２１ 本体部分
２２ アーム部分
２２ａ 捕捉部
２３ 爪部
２４ 摺動部
２５，２６ 摺動面
２７ 先細ガイド面
２８ 傾斜面
２９ 稜線
３０ シフトロッド
【発明の属する技術分野】
この発明は，自動車，建設機械及び作業用機械等に用いられる変速機の同期装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に，変速機における二つのギヤレシオ間の変速には，ギヤと一体になって回転するスプラインクラッチを有する低速側ギヤと，ギヤと一体になって回転するスプラインクラッチを有する高速側ギヤとの間に，出力軸と一体となって回転するクラッチハブを配置し，そのクラッチハブ上に設けられたスプラインと嵌合することによって摺動自在なスリーブが使用されている。実際の変速は，クラッチハブのスプラインと嵌合しているスリーブを摺動させ，スリーブを低速側ギヤ又は高速側ギヤのスプラインクラッチとスプライン嵌合させることで変速及び動力伝達を行っている。
【０００３】
スリーブをクラッチハブに対して摺動させる方式として，各スリーブの周溝にシフトアームを嵌合し，シフトロッドを操作することによってシフトアームを支持又は作動させるものがある。それぞれのシフトアームとシフトロッドとは，ボルト，スプリングピン又は溶接等の適宜の固着手段によって固定されている。したがって，一対の低速と高速のギヤ間の変速に対して，シフトアームとシフトロッドとが各一つ使用されており，前進５段後進１段の変速機においては，３本のシフトロッド，前進６段後進１段の変速機においては４本のシフトロッドが用いられている。
【０００４】
図１及び図２には，変速機の一例が示されている。図１及び図２は，この発明による変速機の同期装置の一例を示す図であるが，その前提となる部分の構造は従来の変速機の同期装置の構造と同じであるので，図１及び図２を参照して，変速機の同期装置の基本的な構造の概略を説明する。変速機１において，入力軸（図示せず）からの駆動力は，歯車を介して一旦，カウンタ軸２（図２）に伝達され，カウンタ軸２に固定された歯車３３を常に回転している。カウンタ軸２と平行な出力軸３には，カウンタ軸２上の歯車３３と常時噛み合う大径の歯車から小径の歯車まで（一部を図１において，歯車６，７のみを示す）が，それぞれ軸受（軸受８，９のみを示す）を介して回転自在に配設されている。出力軸３の中間部分が軸受５を介してアルミニウム合金製のケーシング４に回転自在に支持されている。歯車６は低速変速用の歯車であり，歯車７は高速変速用の歯車である。したがって，変速がニュートラルの状態では，出力軸３に支持された歯車６，７を含むすべての歯車は，出力軸３上を空転している。出力軸３と歯車６，７との間には，同期装置１０が配設されている。図示しないシフトレバーの操作によって，同期装置１０を作動することにより，歯車６，７のいずれか一方の歯車が出力軸３と連結される。なお，逆転用の歯車は，カウンタ軸の歯車と出力軸上の歯車との間にリバースアイドル歯車が介在されている。
【０００５】
同期装置１０は，出力軸３とスプライン嵌合して出力軸３と一体に回転するように設けられたクラッチハブ１１と，クラッチハブ１１の両側において歯車６，７と一体に設けられ且つドグ歯１４が外周に形成されたドグ歯体１３，１３と，クラッチハブ１１とドグ歯体１３との間に配設されると共にクラッチハブ１１とドグ歯体１３の相対回転を同期させるブロックリング１５，１５，及び軸方向に摺動可能に設けられ且つクラッチハブ１１の外周面に形成されたスプライン１２と係合するスプライン歯１８が内周面に形成された環状のスリーブ１７を備えている。ブロックリング１５とドグ歯体１３との嵌合面は，円錐クラッチ面１６となっており，ブロックリング１５がドグ歯体１３方向にシフトすることによりブロックリング１５とドグ歯体１３とがクラッチ係合する。スリーブ１７の外周部には，後述するシフトアーム２０が嵌合する周溝１９が形成されている。ニュートラル状態では，図１に示すように，スリーブ１７のスプライン歯１８はクラッチハブ１１のスプライン１２に係合しているだけで，ブロックリング１５の歯やドグ歯１４とは噛み合っていない。ブロックリング１５，１５は出力軸３の軸方向に移動可能である。ドグ歯１４，ブロックリング１５及びスリーブ１７は，同期装置におけるスプラインクラッチを構成している。出力軸３上において回転自在な他の対の変速用歯車と出力軸３との間にも，同様の同期装置が配設されている。なお，ドグ歯体１３，１３とは歯車６，７に一体的に設けられているので，歯車６，７は，ドグ歯付き歯車となっている。
【０００６】
例えば前進５速後進１速の場合，第１速及び後進用，第２速及び第３速用，並びに第４速及び第５速用の合計３本のシフトロッドが，それぞれケーシング４に形成された嵌合穴において各シフトロッドの軸方向（シフト方向）に変位可能に支持されている。各シフトロッドには，それぞれ，変速用のシフトアームが取り付けられている。図１に示す例の場合，シフトロッド３０がケーシング４に形成された嵌合孔３１に軸方向摺動可能に嵌入されている。シフトアーム２０は，シフトロッド３０にボルト等の適宜の固着手段によって固定された本体部分２１と，本体部分２１からスリーブ１７の外周に沿って延びるアーム部分２２とから成る。シフトアーム２０にはスリーブ１７が対応しており，シフトアーム２０のアーム部分２２の先端に設けられた爪部２３がスリーブ１７の周溝１９に係合している。シフトレバーを操作すると，シフトロッド３０と共にシフトアーム２０が軸方向に変位し，スリーブ１７は，シフトアーム２０によってクラッチハブ１１とのスプライン嵌合部に沿ってシフトする。
【０００７】
潤滑油溜まりからの潤滑油の汲上げの様子が図２に示されている。変速機１のケーシング４内には潤滑油が溜まっており，潤滑油溜まりの油面が３２で示されている。カウンタ軸２に固定され且つ二点鎖線でピッチ円を示した歯車３３の下方の一部が，潤滑油溜まりに浸された状態で回転する。歯車３３が図で時計方向に回転することにより，潤滑油溜まり内の潤滑油Ｌが，矢印で示すように撥ね上げられる。撥ね上げられた潤滑油の一部は，歯車３３と噛み合う歯車６又は７に隣接して配設され且つクラッチハブ１１と共に回転するスリーブ１７の周溝１９に付着し，更に上方に運ばれる。
【０００８】
この変速機１は，上記のように構成されており，次のように操作される。シフトレバー（変速操作レバー）による変速操作によってシフトアーム２０を介してスリーブ１７を左右のいずれかの軸方向にシフトさせると，スリーブ１７のスプライン歯１８の先端がブロックリング１５と係合すると共に，ブロックリング１５をドグ歯１４の円錐クラッチ面１６に対して押しつける。その結果，ブロックリング１５とドグ歯１４が形成されたドグ歯体１３とは摩擦クラッチ係合し，ブロックリング１５と歯車６又は７との回転は同期状態になる。スリーブ１７を更に同方向に移動させると，スリーブ１７のスプライン歯１８がブロックリング１５の歯と完全に噛み合う。スリーブ１７とブロックリング１５との同期作用が得られると，スリーブ１７を更に同方向に移動させることで，スプライン歯１８とドグ歯１４との噛合いがスムーズに行える。スリーブ１７のシフトが完了した時点で，歯車６又は７からドグ歯体１３，スリーブ１７，クラッチハブ１１，及び出力軸３に至る動力伝達径路が形成される。
【０００９】
図５は従来の変速機の同期装置におけるシフトアームの爪部とスリーブの周溝との嵌合部を示す断面図であり，図６は図５に示す同期装置のシフトアームの爪部とスリーブの周溝との嵌合部において，スリーブの周溝内に付着した潤滑油がシフトアームの爪部に到達する様子を示す説明図である。従来の変速機の同期装置では，シフトアームに符号４０を付して説明する。シフトアーム４０のアーム部分４２の先端に設けられた爪部４３がスリーブ１７の周溝１９に嵌合しており，シフトレバーを操作してシフトアーム４０をシフトロッド３０の軸方向にシフトすることにより，スリーブ１７が軸方向に操作される。スリーブ１７は，出力軸３に対して回転方向には一体であるので，出力軸３と共に高速回転する。一方，シフトアーム４０はスリーブ１７と共に回転しないので，出力軸３が回転しているときには，シフトアーム４０の爪部４３は常にスリーブ１７の周溝１９内を走行する。シフトアーム４０のシフト方向の動きを遊びやガタツキなくスリーブ１７に伝達するため，爪部４３と周溝１９との間にはシフト方向の隙間を可及的に少なくなるように設定されている。したがって，摺動部４４には，常時，潤滑油を供給する必要がある。
【００１０】
図２に基づいて説明したように，スリーブ１７と共に回転する潤滑油は，スリーブ１７がその回転によって爪部４３に対して回り込むリーティング側となる一方の爪部４３に衝突する。シフトアーム４０とスリーブ１７とは，互いに高速で摺動するにもかかわらず，摺動部４４に対して潤滑油を供給し且つ供給された潤滑油を維持することが困難である。即ち，スリーブ１７の周溝１９とシフトアーム４０の爪部４３との摺動部４４においては，既に述べたように，周溝１９の側面である摺動面４５と，シフトアーム４０の爪部４３の側面である摺動面４６との間に形成される隙間は比較的小さい。図６に示すように，シフトアーム４０の爪部４３の先端部４７の形状は潤滑油の流れに対して直角なため，潤滑油は，爪部４３の先端部４７に衝突した後，そのまま跳ね返り，摺動面４５と摺動面４６との間の狭い隙間４４ａ，４４ｂに充分な潤滑油を供給することができない。そのため，摺動面４５，４６は，潤滑油不足に陥って摩耗や焼付き等の発生が懸念される。また，跳ね返らずに供給される潤滑油も，摺動部４４においては，爪部４３と周溝１９との間の大きい方の隙間（図６では右側の隙間４４ｂ）に片寄って供給されるおそれがある。
【００１１】
シフトアーム（シフトフォーク）がスリーブの摺動溝内で円滑な作動を確保すると共にシフトアームと摺動溝との接触面における摩損の発生を防止するため，シフトアームの摺動構造として，実公昭５７−４１８号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたシフトアームの摺動構造によれば，スリーブの摺動溝に嵌合するシフトアームのシフト部に，このスリーブの回転方向に対向する角部に斜状又は円弧状等の面取り部と，この面取り部を基端とし且つ面取り部からシフト部の途中まで一条乃至複数状の油溝とが設けられている。スリーブの回転に伴って，摺動溝に付着している潤滑油が，シフト部で掻き落とされることなく面取り部から油溝に流入し，接触面を潤滑する。
【００１２】
また，シフトアームとスリーブの摺動溝との接触面の潤滑として，実公昭６２−２６６６号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたシフトアームは，滴下した又は飛沫した潤滑油を集める収集部からシフトアームの摺動面に潤滑油を送油することができる。潤滑油を集める収集部は，シフトアームの摺動爪部よりも幅広の支持骨部の先端を若干延長した集油壁によって構成されている。収集部は，集油壁の両側に壁を設けてコ字状の集油溝，或いは，支持骨部の先端部にスリーブに面する側を開口した集油槽として形成することができる。集油槽には，摺動面に潤滑油を送油するための油孔を形成することもできる。
【００１３】
また，シフトアームのスリーブとの摺動面の耐摩耗性を向上するものとして，特開昭５７−７９５３４号公報に開示されたものがある。この公報に開示されたシフトアームは，鋳鉄製のシフトアームの爪部にクロムメッキ皮膜を形成した後に，この皮膜表面をパフ研摩することによって表面粗さを５ミクロンＲｚ以下にしたものである。高周波焼入れのように摺動面に熱歪を発生させることなく表面粗さを小さくすることができる。
【００１４】
更に，シフトアームの爪部とスリーブの溝との摺動面に潤滑油を供給する構造が，実公昭６３−２９０２号公報に開示されている。この公報に開示された構造によれば，潤滑油は，シフトアームの爪部の先端から穿設された給油路と，更にこの給油路に交差する貫通孔を通じて爪部の摺動面に供給されるが，給油路に入り込んだ潤滑油だけを貫通孔に導くのみであり，その他のシフトアームの爪部の先端部に到達した潤滑油は従来の構造のものと同様に，ただ跳ね返るのみであって摺動面に供給されることがない。また，貫通孔が潤滑油の流れに対して直角に延びているため，潤滑油の供給の偏りを是正する効果がない。更に，このような給油孔と貫通孔とを形成するには，機械加工の工数が増加して，製造コストが上昇するという問題点がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって，高速回転するスリーブの溝内を移動する潤滑油がシフトアームの爪部に衝突したときに，潤滑油がシフトアームの爪部によって単に跳ね返されるのではなく，潤滑油の衝突の勢いでシフトアームの爪部とスリーブの溝とが互いに摺動する摺動面に供給されるように案内することを可能とする変速機の同期装置を得る点で解決すべき課題がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記課題を解決することであり，潤滑油と衝突するシフトアームの爪部の形状に工夫を施して，シフトアームの爪部に衝突した潤滑油をシフトアームの爪部とスリーブの溝との互いに摺動する摺動面に導いて，摺動面を充分に潤滑して，シフトアームがスリーブに対して円滑な作動をすると共に，摩損を防止することができる変速機の同期装置を提供することである。
【００１７】
前記目的を達成するため、この発明による変速機の同期装置は、回転軸に固定されたクラッチハブ、該クラッチハブに摺動自在に嵌合すると共に周溝が形成されたスリーブ、及び前記スリーブを前記クラッチハブに対して摺動させるため先端部に前記スリーブの前記周溝に係合する爪部を有するシフトアームを具備してなる変速機の同期装置において、前記シフトアームの前記爪部の先端部には、潤滑油を前記爪部と前記スリーブの前記周溝との摺動部に供給する先細ガイド面が形成されており、該先細ガイド面は、前記爪部の先端部の中央部において交差すると共に前記摺動部を形成する前記爪部の摺動面に傾斜して接続する一対の傾斜面によって構成されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明における変速機の同期装置は、上記のように構成されているので、次のように作動する。即ち、スリーブの周溝に係合するシフトアームの爪部の先端部には、潤滑油を爪部とスリーブの周溝との互いに摺動する摺動面に供給する先細ガイド面が形成されているので、先細ガイド面はスリーブの回転方向に対向する方向に突出する状態となり、爪部の先端部に衝突した潤滑油は、その勢いによって先細ガイド面に沿って流れて摺動部に供給される。また、シフトアームは、シフト操作レバーの操作によっていずれの横方向にもシフトされるが、潤滑油は衝突した傾斜面によって、爪部の両側の摺動部に均等に分配されるように供給される。
【００２０】
この変速機の同期装置において，前記シフトアームは，前記爪部の前記先細ガイド面と前記スリーブの前記周溝との間に形成される空間の外側を覆って前記潤滑油を捕捉する捕捉部を有している。爪部の先端部に衝突する潤滑油は，スリーブによる遠心力のために外側に飛び散る傾向があるが，先細ガイド面の側方において周溝との間に形成される空間に進入した潤滑油は，シフトアームの捕捉部によって捕捉されて摺動部の潤滑に有効に供給されることになる。
【００２１】
更に，この変速機の同期装置において，変速比が互いに異なる歯車の組合せを選択可能にするため前記回転軸には前記スリーブと噛合い可能な複数のドグ歯付き歯車が回転可能に設けられ，前記ドグ歯付き歯車にはブロックリングがクラッチ係合可能に配設されており，変速操作レバーの操作に応じて前記シフトアームが前記スリーブをシフトし，前記ブロックリングが前記ドグ歯付き歯車とクラッチ係合し，且つ前記スリーブが前記ドグ歯付き歯車に噛み合うことにより，前記回転軸と前記ドグ歯付き歯車との回転数が同期する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明における変速機の同期装置の実施例について説明する。図１はこの発明における変速機の同期装置の一実施例の一部を示す断面図，図２はこの発明における変速機の同期装置の断面図，図３は図１に示す変速機の同期装置の一部を示す斜視図，図４は図１に示す変速機の同期装置のシフトアームの爪部の回りにおける潤滑油の流れを示す説明図である。
【００２３】
図１及び図２に示す変速機１の同期装置１０の基本的な構造は，既に従来の技術の欄で説明したとおりであるので，重複する説明を省略する。シフトアーム２０は，その本体部分２１とスリーブ１７の外周に沿って延びるアーム部分２２とから成り，アーム部分２２の先端部内側に爪部２３が形成されている。爪部２３は，スリーブ１７の周溝１９内に摺動嵌合する。シフトアーム２０の一対のアーム部分２２，即ち，リーディング側となるアーム部分２２（Ｌ）とトレーリング側となるアーム部分２２（Ｔ）とは，部品としての汎用性を高めるために対称形に製作されているが，摺動部２４への潤滑油の供給の観点で重要なアーム部分２２は，図４の右側に示すスリーブ１７が回り込む，即ち，リーディング側となるアーム部分２２（Ｌ）である。
【００２４】
爪部２３の先端部は，先細ガイド面２７に形成されている。即ち，爪部２３の幅方向両側の摺動面２６から先端に向かうに従って先細の傾斜面２８，２８が形成されている。アーム部分２２が延びる方向とスリーブ１７の回転方向とは，互いに対抗する方向である。傾斜面２８，２８は，最先端となる稜線２９で交差している。シフトアーム２０は，いずれのシフト方向にもシフトされるので，稜線２９を爪部２３の幅の中心に位置させて先細ガイド面２７を対称形に形成するのが好ましい。
【００２５】
爪図２３を上記のように構成した同期装置１０においては，図２に示したように，歯車３３によって撥ね上げられた潤滑油Ｌは，その一部がスリーブ１７の回転に連れられて運ばれ，シフトアーム２０の爪部２３の先端部において先細ガイド面２７に衝突する。図４に示すように，先細ガイド面２７に衝突した潤滑油Ｌは，矢印で示すように，傾斜面２８，２８の傾斜方向に沿って流れ，スリーブ１７と爪部２３との間に形成する隙間２４ａ，２４ｂに流入し，摺動部２４を潤滑する。これによって，周溝１９の摺動面２５と爪部２３の摺動面２６とが潤滑され，焼付けや摩損が発生するのが防止される。スリーブ１７の回転方向Ｔに対して直角な端面を有する従来のシフトアーム４０の爪部４３の場合のように，衝突の際に潤滑油の勢いが完全に止まって，潤滑すべき摺動面間に形成される隙間２４ａ，２４ｂに流れ込まなくなるというようなことがない。
【００２６】
シフトアーム２０は，アーム部分２２の先端部において，爪部２３の先細ガイド面２７とスリーブ１７の周溝１９との間に形成される空間，即ち，傾斜面２８，２８によって生じた楔状の空間の外側を覆う捕捉部２２ａを有している。捕捉部２２ａは，先細ガイド面２７に衝突した潤滑油Ｌを捕捉して，潤滑油Ｌがその遠心力によって外部へ飛び散るのを防止する働きをする。捕捉された潤滑油Ｌは，摺動面２５，２６間に形成される隙間２４ａ，２４ｂに順次供給されて摺動部２４を潤滑する。
【００２７】
傾斜面２８，２８には，それぞれが接続する摺動面２６にまで延びる１本又は複数本の案内溝３５を形成することができる。傾斜面２８に従って流れる潤滑油Ｌは，案内溝３５によって，摺動部２４に向かって一層確実に案内する傾向を持つことになる。先細ガイド面２７は，上記の実施例では平面としての傾斜面２８から構成されているが，これに限らず，先細で且つ潤滑油の供給においてガイド作用を有するのであれば，曲面に形成してもよいことは明らかである。また，図１〜図４に示した変速機１の同期装置１０においては，シフトアーム２０の先細ガイド面２７が，スリーブ１７の周溝１９の底面に対して直角に形成されているが，シフトアーム２０の爪部２３の先端部に形成する先細ガイド面は，稜線２９がスリーブ１７の周溝１９の底部に近い部分ほどシフトアーム２０の本体部分２１に近づくように，傾斜面２８，２８を周溝１９の底面に対して傾斜した状態に形成することもできる。先細ガイド面２７をこのように形成すると，スリーブ１７の回転に伴って運ばれて先細ガイド面に衝突した潤滑油には，爪部２３の幅方向両側に寄せる力と共に，周溝１９の底部の方向に作用する力が生じる。潤滑油に働く遠心力をこの周溝１９の底部の方向に作用する力で相殺させることができ，摺動面２５，２６のうち周溝１９の底部に近い領域にも充分な潤滑油Ｌを送り込むことができる。また，両方のアーム部分２２の爪部２３に先細ガイド面２７を形成しているので，変速機１の組立において，先細ガイド面２７の案内作用によって，シフトアーム２０の爪部２３をスリーブ１７の周溝１９に嵌合させることが容易になる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明による変速機の同期装置は，上記のようにシフトアームの爪部の先端部に，潤滑油を爪部とスリーブの周溝との摺動部に供給する先細ガイド面を形成したものであるので，高速回転するスリーブの溝内を運ばれる潤滑油がシフトアームの爪部に衝突したときに，潤滑油は衝突の勢いで先細ガイド面に案内されて摺動部に供給され，摺動面を充分に潤滑する。したがって，シフトアームはスリーブに対して円滑に摺動すると共に，シフトアームの操作時にもスリーブを滑らかにシフト方向に移動させることができる。その結果，スリーブの周溝の摺動面及びシフトアームの爪部の摺動面の潤滑油切れに起因する焼付けや摩損を防止することができ，変速機の同期装置の耐久性を向上し，且つ長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における変速機の同期装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】この発明における変速機の同期装置の潤滑油の供給についての説明図である。
【図３】図１に示す変速機の同期装置の一部を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１に示す変速機の同期装置のシフトアームの爪部による潤滑油の流れを示す説明図である。
【図５】従来の変速機の同期装置のシフトアームとスリーブとの嵌合部における断面図である。
【図６】図５に示す変速機の同期装置のシフトアームの爪部による潤滑油の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 変速機
３ 出力軸
４ ケーシング
６，７ ドグ歯付き歯車
１０ 同期装置
１１ クラッチハブ
１３ ドグ歯体
１４ ドグ歯
１５ ブロックリング
１６ 円錐クラッチ
１７ スリーブ
１９ 周溝
２０ シフトアーム
２１ 本体部分
２２ アーム部分
２２ａ 捕捉部
２３ 爪部
２４ 摺動部
２５，２６ 摺動面
２７ 先細ガイド面
２８ 傾斜面
２９ 稜線
３０ シフトロッド
Claims (3)
- 回転軸に固定されたクラッチハブ、該クラッチハブに摺動自在に嵌合すると共に周溝が形成されたスリーブ、及び前記スリーブを前記クラッチハブに対して摺動させるため先端部に前記スリーブの前記周溝に係合する爪部を有するシフトアームを具備してなる変速機の同期装置において、
前記シフトアームの前記爪部の先端部には、潤滑油を前記爪部と前記スリーブの前記周溝との摺動部に供給する先細ガイド面が形成されており、該先細ガイド面は、前記爪部の先端部の中央部において交差すると共に、前記摺動部を形成する前記爪部の摺動面に傾斜して接続する一対の傾斜面によって構成されていることを特徴とする変速機の同期装置。 - 前記シフトアームは、前記爪部の前記先細ガイド面と前記スリーブの前記周溝との間に形成される空間の外側を覆って前記潤滑油を捕捉する捕捉部を有していることを特徴とする請求項１に記載の変速機の同期装置。
- 変速比が互いに異なる歯車の組合せを選択可能にするため前記回転軸には前記スリーブと噛合い可能な複数のドグ歯付き歯車が回転可能に設けられ、前記ドグ歯付き歯車にはブロックリングがクラッチ係合可能に配設されており、変速操作レバーの操作に応じて前記シフトアームが前記スリーブをシフトし、前記ブロックリングが前記ドグ歯付き歯車とクラッチ係合し、且つ前記スリーブが前記ドグ歯付き歯車に噛み合うことにより、前記回転軸と前記ドグ歯付き歯車との回転数が同期するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機の同期装置。
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