JP4729451B2

JP4729451B2 - 変速機の同期装置

Info

Publication number: JP4729451B2
Application number: JP2006204480A
Authority: JP
Inventors: 橋本　　学; 健一新田
Original assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-07-27
Also published as: JP2008032072A

Description

本発明は、車両等に搭載された変速機、特に手動変速機にあって変速時に回転速度の異なる二つのギアを同期させて円滑に噛み合わせる変速機の同期装置に関する。

こうした同期装置としては周知のように、メインシャフトとカウンタシャフトとの平行軸式のものが広く採用されており、その中でも特に、キー式シンクロメッシュ機構を有して上記回転速度の異なる２つのギアを同期させる方式のものが、現在、広く普及している。このような方式の同期装置の上記メインシャフト側の構造についてその一部断面構造を図４に、またその分解斜視構造を図５にそれぞれ示す。

まずは図４に示されるように、この同期装置にあっては、メインシャフト１００にスプライン結合されたシンクロナイザハブ２０１の外周に同じくスプライン結合によってスリーブ２０２が軸方向へ移動可能に配設されている。このスリーブ２０２の外周に設けられている溝２０２ａに対してシフトレバーに連結されたシフトフォーク（共に図示略）が嵌め込まれるようになる。すなわち、シフトレバーのシフト操作に追従してスリーブ２０２が軸方向に摺動する。またこの同期装置にあって、スリーブ２０２の内周側には、その端面に対向する態様にてシンクロナイザリング２０３が設けられている。このシンクロナイザリング２０３は、メインシャフト１００上を空転する、正確には変速機のクラッチシャフト（図示略）と一体に回転する変速ギア１０２と上記スリーブ２０２（シンクロナイザハブ２０１）との同期を仲介する部分である。そしてその内周には、図５の分解斜視図に示されるように、変速ギア１０２のコーン部１０２ａと当接した際に高い摩擦力を得るための油切りと面圧を高めるための溝が切られている。一方、これも図５に示されるように、上記シンクロナイザハブ２０１の外周には３つのキー溝２０１ａが形成されており、これらキー溝２０１ａには、３つのシンクロナイザキー２０４（図中ではその１つを示す）がそれぞれ設けられている。そして、シンクロナイザハブ２０１の側面には円環溝２０１ｂが形成されており、この円環溝２０１ｂ内に張架されたキースプリング２０５によって３つのシンクロナイザキー２０４がスリーブ２０２の内周面に付勢されることにより、これらシンクロナイザキー２０４の突起部２０４ｂがその内周面に形成されている凹部２０２ｂに係合される。また、これらシンクロナイザキー２０４は、その端部２０４ａが上記シンクロナイザリング２０３の外周に形成されているキー溝２０３ａにも所定の角度内において相対回転可能に係合されており、これによってスリーブ２０２（シンクロナイザハブ２０１）とシンクロナイザリング２０３との同期回転が図られている。そして図４は、このような状態での上記各部の断面構造に相当する図として描かれている。

したがって、このような同期装置にあって、いま、上記シフトレバーのシフト操作に応じてスリーブ２０２が上記変速ギア１０２側へ変位したとすると、このスリーブ２０２に係合されているシンクロナイザキー２０４も変速ギア１０２側へ移動する。すなわち、このシンクロナイザキー２０４の移動を通じて、シンクロナイザリング２０３に設けられているキー溝２０３ａの壁面と共に、このシンクロナイザリング２０３が変速ギア１０２側に押圧される。これにより、シンクロナイザリング２０３の内周面が変速ギア１０２の上記コーン部１０２ａに当接して、それらの間に摩擦が発生する。そして、この摩擦により、変速ギア１０２とシンクロナイザリング２０３との相対回転速度の差が減少し、シンクロナイザリング２０３がシンクロナイザハブ２０１に対して相対回転しようとする。ただしそのときには、シンクロナイザハブ２０１と一体に回転するシンクロナイザキー２０４が上記キー溝２０３ａの周方向の壁面に当接されることとなり、結局は、これらシンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転は阻止されるようになる。

その後、スリーブ２０２が更に変速ギア１０２側に変位されると、スリーブ２０２の内周に設けられたスプライン２０２ｃがシンクロナイザリング２０３の外周に設けられたスプライン２０３ｂに噛合しようとする。ただし、このような同期装置にあっては、シンクロナイザキー２０４が上記キー溝２０３ａの周方向の壁面に当接される条件下でこれらスプライン２０２ｃ，２０３ｂが若干ずれるように形成されており、これによってスリーブ２０２の変位が規制され、その後はシンクロナイザリング２０３がスリーブ２０２によって直接押圧されるようになる。このときには、上記シンクロナイザリング２０３の内周面と変速ギア１０２のコーン部１０２ａとの間の摩擦が増大し、シンクロナイザリング２０３と変速ギア１０２との回転速度の差が更に減少する。そして、シンクロナイザリング２０３と変速ギア１０２との回転速度の差がなくなると、シンクロナイザリング２０３によるスリーブ２０２の変位に対する規制作用がなくなる。このため、スリーブ２０２が更に変速ギア１０２側へ変位してその内周面に設けられたスプライン２０２ｃがシンクロナイザリング２０３のスプライン２０３ｂ及び変速ギア１０２のスプライン１０２ｂに順次係合し、変速操作が完了する。なお、このとき、上記シンクロナイザキー２０４の突起部２０４ｂとスリーブ２０２の内周面に形成されている凹部２０２ｂとの係合は解除されている。

ところで、このようなキー式シンクロメッシュ機構を有する同期装置にあっては、シンクロナイザリング２０３と変速ギア１０２との摩擦による係合過程における上記シンクロナイザキー２０４とシンクロナイザリング２０３に設けられたキー溝２０３ａの周方向の壁面との当接時、シンクロナイザキー２０４に対して大きな衝突荷重が生じることがある。そして、このような衝突荷重が生じる場合には、例えばシンクロナイザキー２０４の変形を招くなど、上述した変速操作に際しての操作性が悪化する懸念がある。

そこで従来は、例えば特許文献１に見られるように、上記シンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転を阻止する際の衝突荷重を分担する手段を備えるようにした同期装置なども提案されている。すなわちこの同期装置では、図６に、主に上記シンクロナイザハブ２０１、スリーブ２０２、及びシンクロナイザリング２０３の関係を示すように、特にシンクロナイザリング２０３に対して新たに３つの突起２０３ｃを形成するとともに、シンクロナイザハブ２０１にもこれら突起２０３ｃに各々対応する３つの凹部２０１ｃを形成するようにしている。そして、これら突起２０３ｃと凹部２０１ｃとの係合によってシンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転を阻止することにより、シンクロナイザキー２０４自身がシンクロナイザリング２０３に設けられたキー溝２０３ａの周方向の壁面に当接されることを回避するようにしている。そのため、シンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転を阻止するときに生じる衝突荷重に起因してシンクロナイザキー２０４に不要な荷重が加わることも好適に回避され、ひいてはより円滑な変速操作が実現されるようになる。
特開平１０−６１６７７号公報

このように、シンクロナイザリング２０３に対しては上記突起２０３ｃを、またシンクロナイザハブ２０１に対しては上記凹部２０１ｃをそれぞれ設け、それらの係合に基づきシンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転を阻止することで、操作性の改善に併せて、シンクロナイザキー２０４自体の保護が図られるようにもなる。ただし、こうした同期装置にあっては上述のように、シンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転が阻止された後、スリーブ２０２のスプライン２０２ｃとシンクロナイザリング２０３のスプライン２０３ｂとが若干ずれた状態から係合状態に移行する。そのため、図６に例示した特許文献１に記載の同期装置の構造について、先の図４を引用してその７―７線に沿った断面図に相当する図として図７に示すように、上記突起２０３ｃと凹部２０１ｃの内壁との間には、その周方向に余裕代となる隙間Ｇａが設けられている。そして、この隙間Ｇａの範囲でシンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転が許容されている。すなわち、変速操作に際して、それらシンクロナイザリング２０３とシンクロナイザハブ２０１との相対回転が阻止されている間は、突起２０３ｃと凹部２０１ｃの内壁とは周方向に密着した状態に維持されるが、変速操作が行われていないときには、凹部２０１ｃ内において上記余裕代となる隙間Ｇａの範囲内での突起２０３ｃの自由移動が許容される。このため、原動機となる例えば内燃機関の出力軸の回転変動等によりシンクロナイザリング２０３とシンクロナイザハブ２０１とが回転方向に加振されるようなことがあると、上記突起２０３ｃが上記凹部２０１ｃの内壁に繰返し衝突するようになる。そして、このような衝突が起こる場合には、それに起因して高周波異音が発生したり、あるいはそれら突起２０３ｃと凹部２０１ｃとの間の磨耗が無視できないものとなる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、キー式シンクロメッシュ機構としての操作性、並びに耐久性を維持しつつ、内燃機関等の原動機側の回転変動等に起因する異音の発生や部材間の磨耗を抑制することのできる変速機の同期装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、メインシャフトにスプライン結合されたシンクロナイザハブの外周に同じくスプライン結合されてシフトレバーの操作に伴いメインシャフトの軸方向に移動するスリーブを有し、このスリーブの内周に設けられているスプラインと前記メインシャフト上を空転する変速ギアに設けられているスプラインとの係合によってこの変速ギアの回転を前記メインシャフトの回転に同期させるにあたり、前記シンクロナイザハブの外周に設けられた溝に収容されるかたちで前記スリーブとの間に介在してスリーブ内周面の一部との係合に基づきスリーブの移動に追従してメインシャフトの軸方向に移動可能なシンクロナイザキーと、前記シンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に張架されてこのシンクロナイザキーをスリーブ内周面側に付勢するキースプリングと、前記同期のための仲介部として前記変速ギアと摩擦係合される面及び前記スリーブの内周に設けられているスプラインと前記変速ギアに設けられているスプラインとの係合を中継するスプライン及び前記シンクロナイザキーが係合されるキー溝を有して前記シンクロナイザハブと前記変速ギアとの間に介在するシンクロナイザリングとを備え、シフトレバーの操作に伴い、シンクロナイザキーをシンクロナイザリングのキー溝に係合させた状態でシンクロナイザリングを変速ギア側に押圧しつつ前記同期を図るようにした変速機の同期装置において、前記シンクロナイザハブと前記シンクロナイザリングとの間には、前記シンクロナイザキーによる前記シンクロナイザリングの押圧に際して前記シンクロナイザキーとは別途にそれらシンクロナイザハブとシンクロナイザリングとの相対回転を規制する係合機構が設けられてなり、前記キースプリングは、この係合機構の係合部間周方向に介在する形状を有して前記シンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に張架されてなることを特徴とする。

こうしたキー式シンクロメッシュ機構を有する同期装置にあっては前述のように、その同期動作に際し、シンクロナイザハブとシンクロナイザリングとの相対回転が阻止された後、スリーブのスプラインとシンクロナイザリングのスプラインとが若干ずれた状態から係合状態に移行する。そのため、上記係合機構にあっても、その係合部間には、こうしたスプライン間の移行を許容すべく、その周方向に余裕代となる隙間が設けられている必要がある。すなわち、変速操作に際してそれらシンクロナイザリングとシンクロナイザハブとの相対回転が阻止されている間は、上記係合機構の係合部が周方向に密着した状態に維持されるが、変速操作が行われていないときには、上記余裕代となる隙間の範囲内で同係合部の自由移動が許容されている。このため、例えば原動機出力軸の回転変動等によりシンクロナイザリングとシンクロナイザハブとが回転方向に加振されるようなことがあれば、上記係合機構の係合部間には前述した繰り返しの衝突が発生するようになる。この点、上記構成によれば、シンクロナイザキーをスリーブ内周面側に付勢するキースプリングが、係合機構の係合部間周方向に介在する形状を有してシンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に張架されるため、係合機構の係合部間の直接の接触を抑制することができるようになるとともに、キースプリング自身の弾性によってそれら係合部間の衝突を緩和することができるようにもなる。その結果、特に変速操作が行われていないときにおけるこうした係合部間の衝突を緩和することができ、ひいてはこれに起因する異音及び各部材の磨耗等も好適に抑制することができるようになる。しかも、係合部間のこのような衝突の緩和がキー式シンクロメッシュ機構としての構成部品の一つであるキースプリングの形状変更のみによって行われるため、その実現が容易であるとともに、コスト的なメリットも大きい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の変速機構の同期装置において、前記係合機構が、前記シンクロナイザリングの前記キー溝が設けられた周面に対応して設けられてなることを特徴とする。

同構成によれば、係合機構がシンクロナイザリングのキー溝が設けられた周面に対応して設けられるため、少なくともシンクロナイザリングに関しては、上記キー溝の形成に併せて同係合機構を構成する係合部の形成を行うことができるようになる。これにより、製造面での便宜が図られるようになるとともに、スペース的な面でも、より少ない制約のもとに同係合機構を形成することができるようになる。またこれにより、キースプリングについても、その係合部間周方向に介在する部分を他の部分と同一の平面内に、すなわち二次元形状にて形成することができるため、その形成も容易となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の変速機の同期装置において、前記係合機構は、前記シンクロナイザリングの前記キー溝が設けられた周面に形成された突起と、前記シンクロナイザハブの前記突起に対応した位置に同突起の周方向への幅に対し同じく周方向への所定の余裕代を有して設けられた凹部とからなることを特徴とする。

シンクロナイザハブは前述のように、そもそもその外周にシンクロナイザキーを収容するための溝を有して形成されることから、これに新たに上記凹部を形成することも容易である。また、他方のシンクロナイザリングにあっても、例えば上記キー溝が設けられた周面の上記突起を設ける位置に対応してその周方向の両サイドを切削するなどにより同突起の形成が可能になる。すなわち、同構成によれば、上記係合機構をより容易に、しかも省スペースのもとに形成することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の変速機の同期装置において、前記シンクロナイザキー及び前記係合機構は、それぞれその複数が互いに等間隔に補間し合う態様にて設けられてなることを特徴とする。

このように、シンクロナイザキー及び係合機構の複数が互いに等間隔に補間し合う態様にて設けられる同構成によれば、シンクロナイザハブやシンクロナイザリングといった回転体としての重量的なバランスを保ちつつ、それら各回転体の回転速度を同期させることができるようになる。このため、それらシンクロナイザハブとシンクロナイザリングとの相対回転を規制する際の衝突荷重についてもこれを緩和しつつ、且つ均等に分担させることができ、安定したシフト操作の維持を図ることができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速機の同期装置において、前記キースプリングが前記シンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に対して周方向に摺動可能に張架されてなることを特徴とする。

キースプリングは、シンクロナイザハブの円環溝に張架されてシンクロナイザキーをスリーブ内周面に付勢するといった構造上、同スプリングはシンクロナイザキー及びシンクロナイザハブと一体に回転する。したがって、このようなキースプリングがシンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に対して周方向に摺動可能に張架される上記構成によれば、シンクロナイザハブとシンクロナイザリングとの相対回転が発生する際に、このキースプリングもシンクロナイザハブ及びシンクロナイザキーに対して相対回転するようになる。すなわち、キースプリングとシンクロナイザキー及び円環溝の壁面との接触部に生じる摩擦によってシンクロナイザリングとシンクロナイザハブとの相対回転にかかるエネルギを消耗させることができ、係合機構の係合部間の緩衝効果を更に高めることができるようになる。

以下、本発明を車両に搭載される手動変速機の同期装置に適用した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
この実施形態の同期装置も、メインシャフトとカウンタシャフトとの平行軸式のものにあって前述したキー式シンクロメッシュ機構を採用した同期装置であり、図１には、先の図４に対応して、メインシャフト側の一部断面構造を、また図２には、その分解斜視構造をそれぞれ示している。なお、これら図１、図２において、先の図４あるいは図５に示した要素と対応する要素にはそれぞれ対応する符号を付して示している。

まずは図１に示されるように、この実施形態の同期装置にあっても、変速機のメインシャフト１０にスプライン結合されたシンクロナイザハブ２１の外周に、同じくスプライン結合によってスリーブ２２が軸方向へ移動可能に配設されている。そして、このスリーブ２２の外周に設けられている溝２２ａに対してシフトレバーに連結されたシャフトフォーク（共に図示略）が嵌め込まれるようになる。すなわち、シフトレバーのシフト操作に追従してスリーブ２２が軸方向に摺動する。また、このスリーブ２２の内周側には、その端面に対向する態様にてシンクロナイザリング２３が設けられている。このシンクロナイザリング２３も前述のように、ベアリング１５を介してメインシャフト１０上を空転する、正確には変速機のクラッチシャフト（図示略）と一体に回転する変速ギア１２と上記スリーブ２２（シンクロナイザハブ２１）との同期を仲介する仲介部である。そして、このシンクロナイザリング２３の内周には図２に示されるように、変速ギア１２のコーン部１２ａと当接した際に高い摩擦力を得るための油切りと面圧を高めるための溝が切られていることも、先の従来の同期装置と同様である。

一方、これも図２に示されるように、上記シンクロナイザハブ２１の外周には３つのキー溝２１ａが形成されており、これらキー溝２１ａには、３つのシンクロナイザキー２４（図中ではその１つを示す）がそれぞれ設けられている。そして、シンクロナイザハブ２１の側面には円環溝２１ｂが形成されており、この円環溝２１ｂ内に張架された棒状のキースプリング２５によって３つのシンクロナイザキー２４がスリーブ２２の内周面に付勢されることにより、これらシンクロナイザキー２４の突起部２４ｂがスリーブ２２の内周面に形成されている凹部２２ｂに係合される。また、これらシンクロナイザキー２４は、その端部２４ａが上記シンクロナイザリング２３の外周に形成されているキー溝２３ａにも所定の角度内において相対回転可能に係合されている。

また、この実施形態の同期装置にあって、シンクロナイザハブ２１の外周には、３つの凹部２１ｃが形成されているとともに、シンクロナイザリング２３にはこれら凹部２１ｃに各々対応する３つの突起２３ｃが形成されている。そして、この実施形態の同期装置にあっては、これら凹部２１ｃと突起２３ｃとの係合により、シンクロナイザハブ２０１とシンクロナイザリング２０３との相対回転が阻止される。なお、これら凹部２１ｃとからなる係合機構は、図２からも明らかなように、キー溝２１ａとが互いに等間隔に補間し合う態様にて設けられている。さらにこの実施形態の同期装置において上記キースプリング２５には、係合機構を構成するこれら凹部２１ｃと突起２３ｃとの係合部に各々対応して、矩形状の３つの緩衝部２５ａが形成されている。

以下、図３を参照して、シンクロナイザハブ２１、シンクロナイザリング２３、シンクロナイザキー２４及びキースプリング２５の周方向における相対位置についてそれらの関係を詳しく説明する。ここで、図３は、先の図１の３−３線に沿った断面構造を示したものである。

同図３に示されるように、係合機構を構成する係合部、すなわち上記突起２３ｃと凹部２１ｃとがそれぞれ係合する状態下で、シンクロナイザキー２４の端部２４ａとシンクロナイザリング２３のキー溝２３ａとがそれぞれ係合している。ここで、凹部２１ｃは突起２３ｃの周方向への幅に対し同じく周方向への余裕代となる隙間Ｄ１を有するとともに、キー溝２３ａはシンクロナイザキー２４の端部２４ａの周方向への幅に対し同じく周方向への余裕代となる隙間Ｄ２を有している。なお、隙間Ｄ２は隙間Ｄ１よりも大きく設定されている。

そして、キースプリング２５は、シンクロナイザリング２３のキー溝２３ａが設けられた周面に対応してシンクロナイザハブ２１の円環溝２１ｂ内に張架されることによって、３つのシンクロナイザキー２４をスリーブ２２の内周面側に付勢している。なお、このキースプリング２５の端部２５ｂは上記円環溝２１ｂの内壁に摺接されている。また、キースプリング２５の上記緩衝部２５ａは、突起２３ｃの外壁に沿って径方向に突出する矩形形状を有し、凹部２１ｃの内壁と突起２３ｃとの間の周方向に介在するように配設されている。またこの実施形態において、上記凹部２１ｃは緩衝部２５ａの周方向への幅に対しても同じく周方向に所定の隙間を有する関係にて設けられている。

次に、これら図１〜図３を参照して、この実施形態の同期装置の変速操作が行われるときの動作について説明する。
変速操作の際には、上述したように、シフトレバーのシフト操作に応じてスリーブ２２が変速ギア１２側へ変位する。そしてこのとき、このスリーブ２２に係合されているシンクロナイザキー２４も変速ギア１２側へ移動し、シンクロナイザリング２３のキー溝２３ａの壁面の押圧を通じて、同シンクロナイザリング２３を変速ギア１２側に押圧する。これにより、シンクロナイザリング２３の内周面が変速ギア１２のコーン部１２ａに当接して、それらの間に摩擦が発生する。そして、この摩擦により、変速ギア１２とシンクロナイザリング２３との相対回転速度の差が減少し、シンクロナイザリング２３がシンクロナイザハブ２１に対して相対回転しようとする。すなわちこのとき、シンクロナイザリングの突起２３ｃがシンクロナイザハブ２１の凹部２１ｃに対して相対回転しようとするとともに、シンクロナイザリング２３のキー溝２３ａがシンクロナイザキー２４に対して相対回転しようとする。ただし、この実施形態の同期装置では、上記隙間Ｄ２が隙間Ｄ１よりも大きく設定されているため、上記係合機構を構成する突起２３ｃと凹部２１ｃとの係合によってシンクロナイザハブ２１とシンクロナイザリング２３との相対回転が阻止されるようになる。なおこの際、上記緩衝部２５ａが凹部２１ｃの内壁と突起２３ｃとの間の周方向に介在するように配設されているため、突起２３ｃが緩衝部２５ａを凹部２１ｃの周方向の内壁に押圧するようになっている。

その後、スリーブ２２が更に変速ギア１２側に変位されると、スリーブ２２の内周に設けられたスプライン２２ｃがシンクロナイザリング２３の外周に設けられたスプライン２３ｂに噛合しようとする。ただし、同期装置５０にあっては、突起２３ｃと凹部２１ｃとが係合する条件下でこれらスプライン２２ｃ，２３ｂが若干ずれるように形成されており、これによってスリーブ２２の変位が規制され、その後はシンクロナイザリング２３がスリーブ２２によって直接押圧されるようになる。このときには、シンクロナイザリング２３の内周面と変速ギア１２のコーン部１２ａとの間の摩擦が増大し、シンクロナイザリング２３と変速ギア１２との回転速度の差が更に減少する。そして、シンクロナイザリング２３と変速ギア１２との回転速度の差がなくなると、シンクロナイザリング２３によるスリーブ２２の変位に対する規制作用がなくなるため、スリーブ２２が更に変速ギア１２側へ変位して、スプライン２２ｃがスプライン２３ｂ及び変速ギア１２に形成されたスプライン１２ｂに順次係合し、変速操作が完了する。

一方、こうした変速操作が行われない期間には前述のように、突起２３ｃが凹部２１ｃに対して隙間Ｄ１の範囲内で自由移動することが許容されている。このため、例えば原動機となる内燃機関の出力軸の回転変動等によりシンクロナイザリング２３とシンクロナイザハブ２１とが回転方向に加振されるようなことがあれば、上記突起２３ｃと凹部２１ｃとの間にはした繰り返しの相対回転が発生するようになる。

ここで、キースプリング２５は、シンクロナイザハブ２１の円環溝２１ｂに張架されてシンクロナイザキー２４をスリーブ２２内周面に付勢するといった構造上、同キースプリング２５はシンクロナイザキー２４及びシンクロナイザハブ２１と一体に回転する。したがって、このようなキースプリング２５がシンクロナイザハブ２１の円環溝２１ｂに対して周方向に摺動可能に張架される上記構成によれば、シンクロナイザハブ２１とシンクロナイザリング２３との相対回転が発生する際に、このキースプリング２５もシンクロナイザハブ２１及びシンクロナイザキー２４に対して相対回転するようになる。

以上説明したように、この実施形態にかかる変速機の同期装置によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）シンクロナイザキー２４をスリーブ２２の内周面側に付勢するキースプリング２５が、凹部２１ｃと突起２３ｃとの係合部間周方向に介在する形状を有してシンクロナイザハブ２１の側面に設けられた円環溝２１ｂに張架されるため、凹部２１ｃと突起２３ｃの内壁との直接の接触を抑制することができるようになる。また、キースプリング２５自身の弾性によって凹部２１ｃと突起２３ｃの内壁との衝突を緩和することができるようになる。その結果、特に変速操作が行われていないときにおけるこうした衝突を緩和することができ、ひいてはこれに起因する異音及び各部材の磨耗等も好適に抑制することができるようになる。しかも、凹部２１ｃと突起２３ｃの内壁との間のこのような衝突の緩和がキー式シンクロメッシュ機構としての構成部品の一つであるキースプリングの形状変更のみによって行われるため、その実現が容易であるとともに、コスト的なメリットも大きい。

（２）また、キースプリング２５は、シンクロナイザハブ２１の円環溝２１ｂに張架されてシンクロナイザキー２４をスリーブ２２内周面に付勢するといった構造上、同キースプリング２５はシンクロナイザキー２４及びシンクロナイザハブ２１と一体に回転する。したがって、このようなキースプリング２５が円環溝２１ｂに対して周方向に摺動可能に張架される上記構成によれば、シンクロナイザハブ２１とシンクロナイザリング２３との相対回転が発生する際に、このキースプリング２５もシンクロナイザハブ２１及びシンクロナイザキー２４に対して相対回転するようになる。すなわち、キースプリング２５とシンクロナイザキー２４及び円環溝２１ｂの壁面との接触部に生じる摩擦によってシンクロナイザリング２３とシンクロナイザハブ２１との相対回転にかかるエネルギを消耗させることができ、突起２３ｃと凹部２１ｃとの係合部間の緩衝効果を更に高めることができるようになる。

（３）係合機構を構成する突起２３ｃと凹部２１ｃとがシンクロナイザリング２３のキー溝２３ａが設けられた周面に対応して設けられるため、少なくともシンクロナイザリング２３に関しては、上記キー溝２３ａの形成に併せて突起２３ｃと凹部２１ｃとの形成を行うことができるようになる。これにより、製造面での便宜が図られるようになるとともに、スペース的な面でも、より少ない制約のもとに同係合機構を形成することができるようになる。またこれにより、キースプリング２５についても、それら凹部２１ｃの内壁と突起２３ｃとの間周方向に介在する緩衝部２５ａを他の部分と同一の平面内に、すなわち二次元形状にて形成することができるため、その形成も容易となる。

（４）シンクロナイザハブ２１は、そもそもその外周にシンクロナイザキー２４を収容するためのキー溝２１ａを有して形成されることから、これに新たに凹部２１ｃを形成することも容易である。また、他方のシンクロナイザリング２３にあっても、キー溝２１ａが設けられた周面の突起２３ｃを設ける位置に対応してその周方向の両サイドを切削するなどにより同突起の形成が可能になる。すなわち、同構成によれば、上記突起２３ｃ及び凹部２１ｃをより容易に、しかも省スペースのもとに形成することが可能となる。

（５）シンクロナイザキー２４及び上記係合機構の複数が互いに等間隔に補間し合う態様にて設けられる同構成によれば、シンクロナイザハブ２１やシンクロナイザリング２３といった回転体としての重量的なバランスを保ちつつ、それら各回転体の回転速度を同期させることができるようになる。このため、それらシンクロナイザハブ２１とシンクロナイザリング２３との相対回転を規制する際の衝突荷重についてもこれを緩和しつつ、且つ均等に分担させることができ、安定したシフト操作の維持を図ることができるようになる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、シンクロナイザハブ２１に形成した凹部２１ｃがキースプリング２５の緩衝部２５ａの周方向への幅に対して同じく周方向に所定の隙間を有する構造を採用した。これに対し、キースプリング２５の緩衝部２５ａのみでも十分な緩衝効果が得られる場合には、上記凹部２１ｃの内壁に沿うかたちでこの緩衝部２５ａを形成し、緩衝部２５ａの周方向において凹部２１ｃの内壁と緩衝部２５ａとの間の隙間を割愛するようにしてもよい。

・上記実施形態では、シンクロナイザハブ２１の外周に３つの凹部２１ｃと３つのキー溝２１ａとを互いに等間隔に補間し合う態様にて設けるようにした。これに代えて、例えば２つのキー溝２１ａの間に２つの凹部２１ｃを設けるなど、凹部２１ｃとキー溝２１ａとを必ずしも等間隔でない態様にて設ける構造を採用することもできる。ただしこの場合であれ、それら回転体としての重量的なバランスは維持されることが望ましい。

・上記実施形態では、係合機構、すなわちシンクロナイザハブ２１に形成された凹部２１ｃとシンクロナイザリング２３に形成された２３ｃとの係合によりシンクロナイザハブ２１とシンクロナイザリング２３との相対回転を規制する構造とした。ただし、係合機構としてはこれに限らず、他に例えば、シンクロナイザハブ２１に突起を形成するとともに、シンクロナイザリング２３に凹部を形成し、これら突起と凹部との係合によりシンクロナイザハブ２１とシンクロナイザリング２３との相対回転を規制する構造としてもよい。

・上記実施形態では、棒状のスプリングからなるキースプリング２５を採用するようにしているが、例えば板状など他の形状のスプリングからなるキースプリングを採用することもできる。

・また、上記キースプリング２５が特に棒状のスプリングからなる場合には、例えば同キースプリング２５をシンクロナイザリング２３よりもシンクロナイザハブ２１側に設けて、緩衝部２５ａがキースプリング２５を形成する面から直角に突出して係合機構の係合部間周方向に介在するいわゆる三次元形状のスプリングとして形成してもよい。

この発明にかかる変速機の同期装置の一実施形態についてそのメインシャフト側の一部断面構造を示す断面図。同実施形態の同期装置のキー式シンクロメッシュ機構についてその分解斜視構造を示す斜視図。図１の３−３線に沿った断面構造を示す断面図。従来の変速機の同期装置についてそのメインシャフト側の一部断面構造を示す断面図。同じく従来の同期装置のキー式シンクロメッシュ機構についてその分解斜視構造を示す斜視図。従来の同期装置に採用されているキー式メッシュ機構の他の構造についてその分解斜視構造を示す斜視図。図６の構造を図４の７−７線に沿った断面構造に相当する図として便宜的に示した断面図。

符号の説明

１０…メインシャフト、１２…変速ギア、１２ａ…コーン部、１２ｂ…スプライン、１５…ベアリング、２１…シンクロナイザハブ、２１ａ…キー溝、２１ｂ…円環溝、２１ｃ…凹部、２２…スリーブ、２２ａ…溝、２２ｂ…凹部、２２ｃ…スプライン、２３…シンクロナイザリング、２３ａ…キー溝、２３ｂ…スプライン、２３ｃ…突起、２４…シンクロナイザキー、２４ａ…端部、２４ｂ…突起部、２５…キースプリング、２５ａ…緩衝部、２５ｂ…端部、５０…同期装置、１００…メインシャフト、１０２…変速ギア、１０２ａ…コーン部、１０２ｂ…スプライン、２０１…シンクロナイザハブ、２０１ａ…キー溝、２０１ｂ…円環溝、２０１ｃ…凹部、２０２…スリーブ、２０２ａ…溝、２０２ｂ…凹部、２０２ｃ…スプライン、２０３…シンクロナイザリング、２０３ａ…キー溝、２０３ｂ…スプライン、２０３ｃ…突起、２０４…シンクロナイザキー、２０４ａ…端部、２０４ｂ…突起部、２０５…キースプリング。

Claims

メインシャフトにスプライン結合されたシンクロナイザハブの外周に同じくスプライン結合されてシフトレバーの操作に伴いメインシャフトの軸方向に移動するスリーブを有し、このスリーブの内周に設けられているスプラインと前記メインシャフト上を空転する変速ギアに設けられているスプラインとの係合によってこの変速ギアの回転を前記メインシャフトの回転に同期させるにあたり、前記シンクロナイザハブの外周に設けられた溝に収容されるかたちで前記スリーブとの間に介在してスリーブ内周面の一部との係合に基づきスリーブの移動に追従してメインシャフトの軸方向に移動可能なシンクロナイザキーと、前記シンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に張架されてこのシンクロナイザキーをスリーブ内周面側に付勢するキースプリングと、前記同期のための仲介部として前記変速ギアと摩擦係合される面及び前記スリーブの内周に設けられているスプラインと前記変速ギアに設けられているスプラインとの係合を中継するスプライン及び前記シンクロナイザキーが係合されるキー溝を有して前記シンクロナイザハブと前記変速ギアとの間に介在するシンクロナイザリングとを備え、シフトレバーの操作に伴い、シンクロナイザキーをシンクロナイザリングのキー溝に係合させた状態でシンクロナイザリングを変速ギア側に押圧しつつ前記同期を図るようにした変速機の同期装置において、
前記シンクロナイザハブと前記シンクロナイザリングとの間には、前記シンクロナイザキーによる前記シンクロナイザリングの押圧に際して前記シンクロナイザキーとは別途にそれらシンクロナイザハブとシンクロナイザリングとの相対回転を規制する係合機構が設けられてなり、前記キースプリングは、この係合機構の係合部間周方向に介在する形状を有して前記シンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に張架されてなる
ことを特徴とする変速機の同期装置。
前記係合機構が、前記シンクロナイザリングの前記キー溝が設けられた周面に対応して設けられてなる
請求項１に記載の変速機の同期装置。
前記係合機構は、前記シンクロナイザリングの前記キー溝が設けられた周面に形成された突起と、前記シンクロナイザハブの前記突起に対応した位置に同突起の周方向への幅に対し同じく周方向への所定の余裕代を有して設けられた凹部とからなる
請求項２に記載の変速機の同期装置。
前記シンクロナイザキー及び前記係合機構は、それぞれその複数が互いに等間隔に補間し合う態様にて設けられてなる
請求項２または３に記載の変速機の同期装置。
前記キースプリングが前記シンクロナイザハブの側面に設けられた円環溝に対して周方向に摺動可能に張架されてなる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速機の同期装置。