JP3775055B2 - 同期装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速操作時、入力側と出力側との回転速度差を同期させるのに用いられる同期装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手動式変速機を搭載した自動車は、ギヤを用いた常時噛合式変速機が搭載されている。
通常、こうした変速機には、変速操作がスムーズに行えるよう、噛合状態を切換える際、ギヤの周速度を同期させる同期装置が組込まれている。
【０００３】
この同期装置には、一般に円錐面（コーン）同士を押し付けたときに生じる摩擦力を利用した摩擦同期機構が用いられている。この機構には、例えば変速機の各種変速ギヤ段をなす互いに向き合うように配置された入力側／出力側の一方にコーン面を設け、他方にスリーブが装着されたシンクロハブを設け、上記のコーン面の周りに内面に摩擦面が形成されたシンクロナイザリングを遊転自在に設けた構造が採用される。そして、シフトレバーでスリーブを操作して、シンクロナイザリングをコーン面へ向かって移動させると、シンクロナイザリングの内面の円錐面で形成された摩擦面がコーン面に押し付けられ（摩擦接触）、このとき両面間に発生する摩擦力で、切換えるギヤの回転速度の差を同期させるようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本願発明者らが騒音解析を行った結果、変速機内の各部における回転抵抗の増加は、クラッチディスクのねじり方向バネ特性上の中立点（Ｔ／Ｍ抵抗で決定される点）の変化をきたし、変速機から発するアイドル時騒音の要因となることがわかった。
【０００５】
さらに解析を進めると、コーン面の周りに遊転自在に遊嵌されるシンクロナイザリングが、同期動作していないとき、内面の摩擦面がコーン面と接触していることが確認された。本願発明者らが追求したところ、このシンクロナイザリングの不必要な接触が、変速機の内部で回転抵抗に大小のバラツキをもたらし、変速機の騒音大小のバラツキに影響を与えていることがわかった。特にアイドリング運転時は、シンクロナイザリング部に抵抗が付加され、これが顕著にアイドル騒音の増加として表われていた。この抵抗がＴ／Ｍ別にバラツキ、これが大きな要因となってクラッチディスクは同一であってもＴ／Ｍ別に騒音レベルが異なるという場合が発生していた。
【０００６】
アイドル騒音のバラツキを抑える技術には、特開平６−２２９４６０号公報に開示されているようにアイドリング運転時、回転軸上で遊転するギヤを押え付けて、歯打ち音の発生を防ぐ技術が提案されている。しかし、シンクロナイザリングを要因とした騒音を軽減する技術ではなく、同シンクロナイザリングの回転抵抗を要因とした騒音の発生を防ぐ技術が要望されている。
【０００７】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、シンクロナイザリングを要因とした騒音、特にアイドル騒音の低減に効果を発揮する同期装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した同期装置は、摩擦同期機構を構成するシンクロナイザリングをコーン面から離れる方向へ付勢する付勢手段と、摩擦同期機構を構成するシンクロハブに設けられるスリーブ受け部とシンクロナイザリングとの間に介装されるボールを備えて付勢されるシンクロナイザリングをコーン面に触れずに該コーン面の軸心線沿いにスライド自在に支持する支持機構と、を設けて、シンクロナイザリングにコーン面へ押付ける力が加わらないとき、すなわち回転速度の差を同期させていないときは、付勢手段の付勢力により、シンクロナイザリングを強制的にコーン面から離し、コーン面と触れない地点で待機させるようにした。
【０００９】
これにより、シンクロナイザリングが、回転するコーン側の回転抵抗とならずにすみ、同回転抵抗の大小バラツキを要因とした騒音、特にアイドル騒音が低減されるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は自動車（車両）に搭載された手動式変速機の一部、例えば３速ギヤ／４速ギヤという変速ギヤ段を切換えるギヤ切換系を示し、図中１はエンジンの出力軸（図示しない）につながる入力軸、２は同入力軸１に設けたプライマリーギヤ、３は入力軸１と直列的に配設された出力軸、４は同出力軸３に回転自在に設けた３速用ギヤである。
【００１１】
プライマリーギヤ２からは、同プライマリーギヤ２と噛み合うカウンタ軸５が入／出力軸１、３と並行に延びている。そして、同カウンタ軸５に設けてある３速用カウンタギヤ６が出力軸３上の３速用ギヤ４と噛み合っている。なお、７はプライマリーギヤ２と噛み合うギヤを示す。
【００１２】
この入／出力軸１，３間、詳しくはプライマリーギヤ２と３速用ギヤ４との間には、３速ギヤ／４速ギヤ用の同期装置８が組み付けられている。
この同期装置８には、摩擦力を利用した摩擦同期機構１９が用いられている。同機構１９は、例えば外周部にスリーブ１１が組込まれたシンクロハブ１０を、３速用ギヤ４から突き出ている出力軸３の軸端部外周にスプライン１２を介して支持し、このシンクロハブ１０を挟むプライマリーギヤ２／３速用ギヤ４の各端面にコーン１３，１４を突設し、各コーン１３、１４で形成されるコーン面１５、１６の周りにシンクロナイザリング１７，１８を遊転自在に嵌挿させた構造が採用されている。
【００１３】
またスリーブ１１の内面にはキー１１ａが形成されている。各コーン１３，１４および各シンクロナイザリング１７、１８の外周部には、チャンファよりなるキー溝１３ａ、１４ａ、１７ａ、１８ａと鍔状部１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂが設けてある。さらに各シンクロナイザリング１７、１８の内面には、コーン面１３、１４と組み合う円錐面で形成される摩擦面２０，２１が形成してある。
【００１４】
これにより、シフトレバー（図示しない）の操作で、スリーブ１１を３速用ギヤ４側へ移動させれば、シンクロナイザリング１７の摩擦面２０がコーン面１５に押し付けられ（摩擦接触）、このとき発生する摩擦力により、シンクロナイザイリング１７を介してシンクロハブ１０側と３速用ギヤ４との回転速度の差が減少（同期）するようにしてある。そして、この同期でキー嵌合しやすくなったシンクロナイザリング１７のキー溝１７ａ、３速用ギヤ４のキー溝１３ａに対して、スリーブ１１のキー１１ａが挿入され、３速用ギヤ４を通じた動力伝達が行えるようにしてある。むろん、スリーブ１１を３速用ギヤ４側へ移動させれば、同様に回転速度差が同期され、４速ギヤ（入／出力軸１，３の直結）の切換えが行われる。
【００１５】
こうした同期装置８に、同期作用をしていないシンクロナイザリング１７、１８がコーン１３，１４の回転抵抗となるのを防ぐようにした工夫が施してある（本願の要部）。同工夫は、各シンクロナイザリング１７、１８をコーン１３，１４から離れる方向へ向かい該コーン１３，１４の軸心方向沿いに並行に付勢する技術である。
【００１６】
この付勢技術を達成するための構造として、例えば図１および図２に示されるように各コーン１３、１４の軸心と一致させつつ、各シンクロナイザリング１７，１８をシンクロハブ１０側、すなわち各コーン１３，１４から離れる方向にスライド自在に支持する支持機構２５と、弾性部材、例えば板ばね２６を用いてシンクロナイザリング１７，１８をコーン１３，１４側から押圧する押圧機構２７（付勢手段）とが採用してある。
【００１７】
これら各機構２５，２７は、両シンクロナイザリング１７，１８とも同じで、このうちの例えば４速ギヤを同期させるシンクロナイザリング１８側について説明すれば、支持機構２５には、図２に示されるようにシンクロナイザリング１８と、シンクロハブ１０の外周部からシンクロナイザリング１８の外周部を覆うように張り出しているスリーブ受部１０ａとの間の複数箇所、例えば６個所にボール２８を介装した構造が用いてある。
【００１８】
詳しくは、支持機構２５には、図３に示されるように例えばスリーブ受部１０ａの内周面（６個所の部位）に円弧形の凹部２９を形成し、この凹部２９と対向するシンクロナイザリング１８の外周面部分に軸心方向に平行に延びる平底形の溝部３０を形成し、これら凹部２９と溝部３０との間にボール２８を転動自在に介装したスライド構造が用いられている。つまり、シンクロナイザリング１８は、ボール２８の転がりを利用して、コーン１４の軸心と一致させたまま、同コーン１４の軸心方向と平行にスライド自在に支持してある。これにより、シンクロナイザリング１８がプライマリーギヤ２側へ変位すれば、シンクロナイザリング１８の摩擦面２１がコーン面１６に押付けられ、反対にシンクロハブ１０側へ変位させれば、シンクロナイザリング１８の摩擦面２１がコーン面１６から離れるようにしてある。
【００１９】
また押圧機構２５には、例えば図３に示されるようにシンクロナイザリング１８の鍔部１８ｂと向き合うコーン１６の鍔部１６ｂの内面部分に、コーン１６の周方向に延びる帯状の収容溝３１を形成し、この収容溝３１内に一端部だけを固定した弓形の板ばね２６を収容した構造が用いられる。このばね構造が鍔部１６ｂの周方向に複数設けられ、これら収容溝３１外へ張り出した板ばね２６の円弧部分で、シンクロナイザリング１８をコーン１６から離れる方向に押圧している。そして、この押圧を利用して、同期作動していない状態のとき、強制的にシンクロナイザリング１８をコーン面１７から離れた位置へ移動させるようにしてある。また各板ばね２６には、レバー操作によるシンクロナイザリング１８の移動を損なわない弾性力をもつ部材が選ばれ、変速操作に影響を与えないようにしてある。但し、３２は板ばね２６の一端部を収容溝３１に固定するためのねじを示す。
【００２０】
こうした付勢構造により、シンクロナイザリング１８の同期動作を損なわずに、コーン１４の回転抵抗を減少させるようにしている。
すなわち、同期装置８は、シフトレバー（図示しない）の操作で、スリーブ１１をプライマリーギヤ２側へ移動させると、板ばね２６が変形、つまり板ばね２６の弾性力に抗して、シンクロナイザリング１８がコーン１４側へスライドし、同シンクロナイザ１８の摩擦面２１がコーン面１６に押し付けられる。このとき発生する摩擦力により、シンクロナイザイリング１８を介してシンクロハブ１０側とプライマリーギヤ２（入力軸）との回転速度の差が減少する。そして、この同期でキー嵌合しやすくなったシンクロナイザリング１８のキー溝１８ａ、プライマリーギヤ２側のキー溝１４ａに対して、スリーブ１１のキー１１ａが挿入され、入力軸１から直接入力される動力伝達（４速ギヤ）に切り換わる。
【００２１】
シフトレバーを戻したり、他の変速ギヤ段の変速が行われたりして、シンクロナイザリング１８を拘束する力がなくなると、すなわち同期させる外力が加わらない状態になると、板ばね２６がシンクロナイザリング１８を押圧して、同リング全体を移動させる。すると、シンクロナイザリング１８は、ボール２８、溝部３０をガイドとして、コーン面１６から離れコーン１６と同軸を保ちながら、シンクロハブ１０側へ移動する。
【００２２】
これにより、図１にも示されるようにシンクロナイザリング１８は、コーン面１６から離れ、同コーン面１６と触れない地点で待機されるようになる。
なお、これは３速用ギヤ４のときも同様である。
【００２３】
それ故、シンクロナイザリング１８は、同期動作していない間、回転するコーン１４側の回転抵抗とならずにすみ、同回転抵抗バラツキを要因とした騒音の低減を図ることができる。特にアイドル騒音の低減に多大な効果をもたらす。
【００２４】
しかも、コーン１４と同軸方向沿いにシンクロナイザリング１８を案内する構造だと、簡単な構造で、シンクロナイザリング１８を、コーン面１６の位置からシンクロハブ１０側の待機位置へまで、コーン面１６から浮かせながら移動させることができ、無用な回転抵抗をコーン１４に与えずにすむ。特にシンクロハブ１０のスリーブ受部１０ａとシンクロナイザリング１８の外周部との間にボール２８を介装した支持機構２５を用いて、シンクロナイザリング１８をコーン１４から浮かせて移動させたので、コーン１４に対する回転抵抗の付加は最小限に抑制され、一層、高い騒音の低減効果を発揮させることができる。
【００２５】
図４は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、ボールでなく、滑り軸受構造を用いて、シンクロナイザリング１８をコーン１６の軸心方向に沿ってスライド自在に支持した支持機構２５（案内手段）を採用したものである。
【００２６】
具体的には、支持機構２５は、コーン１６の基部外周面に円筒状部３５を形成し、この円筒状部３５の外周面に同面に油膜を形成するための油溝３６を形成する。そして、シンクロナイザリング１８のコーン側の内面に、円筒状部３５と嵌挿する環部３７を形成して、シンクロナイザリング１８が、油で潤滑されている円筒状部３５の外周面、すなわち軸方向に延びるガイド面３５ａにならって、コーン１６の軸心上をスライドできるようにしたものである。
【００２７】
このような支持機構２５でも、第１の実施形態と同様、コーン１６に対してシンクロナイザリング１８を回転抵抗として付加させずにすむ。しかも、同支持機構２５は、嵌合構造を用いればよいので、構造的に簡単である。
【００２８】
但し、図４において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、上述した実施形態では、ボールや滑り軸受け構造を用いて、シンクロナイザリングをコーン面に触れずにコーン面の軸心方向沿いにガイドする例を挙げたが、これに限らずに、他の構造、手段を用いて、シンクロナイザリングをガイドしてもよい。
【００２９】
また上述した実施形態では、板ばねを用いて、シンクロナイザリングを付勢するようにした例を挙げたが、これに限らず、他の弾性部材、例えば波ばね、皿ばねなどを用いてシンクロナイザリングを付勢するようにしてもよい。
【００３０】
また上述した実施形態では、３速ギヤ／４速ギヤを切換える同期装置に本発明を適用したが、これに限らず、他の変速ギヤ段の切換えに用いられる同期装置に本発明を適用してもよいことはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、シンクロナイザリングにコーン面へ押付ける力が加わらないとき、すなわち回転速度の差を同期させていないときは、シンクロナイザリングが強制的にコーン面から離れ、コーン面と触れない地点で待機させることができる。
【００３２】
したがって、シンクロナイザリングが、回転するコーン側の回転抵抗とならずにすみ、同回転抵抗のバラツキを要因とした騒音の低減を図ることができる。特にアイドル騒音の低減に多大な効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る同期装置を示す断面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】同装置のシンクロナイザリングをコーン面から離す構造の詳細を説明するための図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る同期装置の要部を説明するための図。
【符号の説明】
１…プライマリーギヤ
３…３速用ギヤ
８…同期装置
１０…シンクロハブ
１０ａ…スリーブ受け部
１１…スリーブ
１３、１４…コーン
１５、１６…コーン面
１７、１８…シンクロナイザリング
１９…摩擦同期機構
２０，２１…摩擦面
２５…支持機構
２６…板ばね
２７…押圧機構（付勢手段）
２８…ボール
３５ａ…ガイド面
３６ａ…油溝。

Claims (1)

1. コーン面と、同コーン面の周りに遊転自在に設けた内面に前記コーンと組み合う形状の摩擦面が形成されたシンクロナイザリングと、前記コーン面側に移動することによって前記シンクロナイザリングの摩擦面を前記コーン面に押し付けるスリーブと、前記スリーブが外周部に組込まれるとともに前記シンクロナイザリングの外周部を覆うように張り出すスリーブ受け部が設けられるシンクロハブと、を有し、前記シンクロナイザリングが前記コーン面と接近する方向へ並行に移動されると、同シンクロナイザリングの摩擦面が前記コーン面に押し付けられて回転速度差を同期させる摩擦同期機構と、
   前記シンクロナイザリングを前記コーン面から離れる方向へ付勢する付勢手段と、
   前記シンクロナイザリングと前記スリーブ受け部との間に介装されるボールを備え、前記付勢されるシンクロナイザリングを前記コーン面に触れずに該コーン面の軸心方向沿いにスライド自在に支持する支持機構と
   を具備したことを特徴とする同期装置。

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