JP6358285B2 - 手動変速機の同期装置 - Google Patents

Description

本発明は、手動変速機の同期装置に関する技術分野に属する。

一般に、車両に搭載される手動変速機は、クラッチを介してエンジンの出力軸に連結されたプライマリシャフトと、このプライマリシャフトに平行に配置されたセカンダリシャフト（カウンタシャフトとも呼ばれる）とを有する。これら両軸間には、各変速段毎にギヤ列が設けられ、車両のドライバーによるチェンジレバーの操作により、所望の変速段に対応する１つのギヤ列のみが動力伝達状態となるように構成されている。

このような手動変速機においては、通常、前進変速段用のギヤ列には常時噛合い式のギヤ列が採用される。この常時噛合い式のギヤ列では、プライマリシャフト及びセカンダリシャフトのうちの一方に固定された固定ギヤと、他方のシャフトに遊嵌された遊転ギヤとが常時噛み合っており、車両走行中にドライバーのチェンジレバーのシフト操作により所望の変速段への変速が行われるときに、該変速段のギヤ列における上記遊転ギヤと該遊転ギヤが設けられた回転軸との回転を、当該変速段用の同期装置によって同期させることで、該ギヤ列での動力伝達状態が円滑に実現される。

上記同期装置は、例えば特許文献１に示されているように、上記回転軸上に固設されたクラッチハブと、このクラッチハブの外周側に、該クラッチハブに対して上記回転軸の軸方向に摺動可能にかつ相対回転不能に設置されたハブスリーブと、上記回転軸上において上記クラッチハブに対して上記軸方向の一方側に設置された被同期ギヤ（上記遊転ギヤ）と、上記ハブスリーブに対して上記軸方向の被同期ギヤ側に配設されたシンクロナイザリングと、を備えている。そして、上記同期装置は、上記ハブスリーブが上記クラッチハブに対して上記軸方向の上記被同期ギヤ側に摺動するときにおいて、上記ハブスリーブ側に設けられた同期摺動面（コーン面）と上記シンクロナイザリング側に設けられた同期摺動面（コーン面）とが互いに上記回転軸の周方向に摺動することにより、上記被同期ギヤの回転を上記回転軸の回転に同期させる同期動作を実行させ、該同期動作の実行後に、上記スリーブに設けたスリーブスプラインを、上記被同期ギヤに設けたギヤスプラインと係合させるように構成されており、この係合により、上記回転軸と上記被同期ギヤとが一体的に回転するようになる。

特開平８−２００３９７号公報

ここで、ドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を低減するためには、上記ハブスリーブ側の同期摺動面及び上記シンクロナイザリング側の同期摺動面を、回転軸の径方向の出来る限り外側に設けることが望ましい。すなわち、上記同期動作時のトルクは、（上記両同期摺動面にかかる荷重）×（上記両同期摺動面間の摩擦係数）×（上記両同期摺動面の半径）となるので、同じ大きさのトルクを得るのに、上記両同期摺動面の半径を大きくすれば、上記両同期摺動面にかかる荷重、つまりシフト操作力を小さくすることができるようになる。

上記特許文献１では、上記ハブスリーブ側の同期摺動面がハブスリーブの外周面に設けられており、この点では、ドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を低減するには好ましい形態となっている。

しかし、上記特許文献１では、ハブスリーブ側の同期摺動面がハブスリーブの外周面に設けられていても、上記シフト操作力を低減することができないという問題がある。すなわち、特許文献１では、ハブスリーブのスリーブスプラインが被同期ギヤのギヤスプラインと係合する際に、ハブスリーブのクラッチハブに対する被同期ギヤ側への摺動によってシンクロナイザリングが初期位置から前進移動することになるが、このときにシンクロナイザリングが線ばねの弾圧保持力に抗して前進移動し、ハブスリーブが、スリーブスプラインとギヤスプラインとが係合しない中立位置へ後退移動すると、シンクロナイザリングが線ばねの弾圧保持力により上記初期位置に押し戻されるようになっている。このことから、チェンジレバーのシフト操作力に、上記線ばねの弾圧保持力が加わることになる。また、シンクロナイザリングが上記線ばねによって上記初期位置に押し戻されない場合には、次回の同期動作を適切に行うことができなくなるので、シンクロナイザリングを上記初期位置に確実に押し戻す必要があり、このことから、上記線ばねの弾圧保持力を小さくすることは困難である。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両のドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を出来る限り低減するとともに、ハブスリーブが中立位置へ後退移動するときに、シンクロナイザリングを、次回の同期動作を適切に行える初期位置にまで戻すことができるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、手動変速機の同期装置を対象として、回転軸上に固設されたクラッチハブと、上記クラッチハブの外周側に、該クラッチハブに対して上記回転軸の軸方向に摺動可能にかつ相対回転不能に設置され、内周面にスリーブスプラインが形成されたハブスリーブと、上記回転軸上における上記クラッチハブに対して上記軸方向の一方側に、該回転軸に対して相対回転自在に設置され、上記スリーブスプラインと係合可能なギヤスプラインが設けられた被同期ギヤと、上記ハブスリーブに対して上記軸方向の被同期ギヤ側に配設され、上記ギヤスプラインと係合可能なシンクロスプラインが設けられたシンクロナイザリングと、を備え、上記同期装置は、上記ハブスリーブが上記クラッチハブに対して上記軸方向の上記被同期ギヤ側に摺動するときにおいて、上記スリーブスプライン及び上記シンクロスプラインと上記ギヤスプラインとの非係合状態で、上記ハブスリーブ側に設けられた同期摺動面と上記シンクロナイザリング側に設けられた同期摺動面とが互いに摺動することにより、上記被同期ギヤの回転を上記回転軸の回転に同期させる同期動作を実行させ、該同期動作の実行後に、上記スリーブスプライン及び上記シンクロスプラインを上記ギヤスプラインと係合させるように構成され、上記ハブスリーブ側の同期摺動面及び上記シンクロナイザリング側の同期摺動面は、上記スリーブスプラインよりも上記回転軸の径方向の外側に位置しており、上記ハブスリーブに設けられ、該ハブスリーブと共に上記軸方向に移動しかつ上記シンクロナイザリングの上記軸方向の被同期ギヤ側を覆うカバー部材を更に備え、上記シンクロナイザリングは、アウタリング、ミドルリング及びインナリングを有するトリプルコーン型のものであり、上記ミドルリングは、上記ハブスリーブに該ハブスリーブと共に回転するように支持されていて、該ハブスリーブとして働くものであり、上記アウタリング及び上記インナリングは、上記被同期ギヤに対して所定量の相対回転が許容された状態で該被同期ギヤに支持されていて、上記同期動作の実行の際に、上記被同期ギヤに対して相対回転しないで該被同期ギヤと共に回転するように構成されている、という構成とした。

上記の構成により、ハブスリーブが、スリーブスプラインとギヤスプラインとが係合しない中立位置へ後退移動するときに、そのハブスリーブに設けられたカバー部材により、シンクロナイザリングを、シンクロスプラインとギヤスプラインとが係合しない位置であって次回の同期動作を適切に行える初期位置にまで戻すことができる。これにより、シンクロナイザリングを初期位置にまで戻すための、ばね等の付勢手段は不要になるか、又は、付勢手段の付勢力を低減することができる。このように付勢手段が不要になるか、又は、付勢手段の付勢力を低減できることと、ハブスリーブ側の同期摺動面及びシンクロナイザリング側の同期摺動面が、スリーブスプラインよりも回転軸の径方向の外側に設けられていることとによって、車両のドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を出来る限り低減することができるようになる。

また、上記シンクロナイザリングがトリプルコーン型のものであることにより、同期動作の時間を短縮して、より一層軽快なシフト操作を実現することができる。

上記手動変速機の同期装置において、上記カバー部材は、上記アウタリング、上記ミドルリング及び上記インナリングの全ての上記軸方向の被同期ギヤ側を覆っている、ことが好ましい。

こうすることで、ハブスリーブが中立位置へ後退移動するときに、アウタリング、ミドルリング及びインナリングの全てをスムーズに回転軸の軸方向に移動させることができ、この結果、ドライバーがチェンジレバーをシフト操作の完了位置からニュートラル状態に戻す操作の操作力が増大するのを抑制することができる。

上記手動変速機の同期装置において、上記アウタリングは、上記インナリングを介して上記被同期ギヤに支持されている、ことが好ましい。

これにより、トリプルコーン型のシンクロナイザリングを簡単な構成にして、狭いスペースに容易に配設することができるようになる。

上記手動変速機の同期装置において、上記ハブスリーブの外周部には、該ハブスリーブを上記クラッチハブに対して上記軸方向に摺動させるためのシフトフォークが嵌合する嵌合部が設けられており、上記ハブスリーブ側の同期摺動面及び上記シンクロナイザリング側の同期摺動面は、上記嵌合部よりも上記径方向の内側に位置している、ことが好ましい。

このことで、シンクロナイザリング及びカバー部材を、シフトフォークと干渉しないように容易にかつコンパクトに設けることができる。

以上説明したように、本発明の手動変速機の同期装置によると、ハブスリーブ側の同期摺動面及びシンクロナイザリング側の同期摺動面が、スリーブスプラインよりも回転軸の径方向の外側に設けられ、上記ハブスリーブに、該ハブスリーブと共に上記回転軸の軸方向に移動しかつ上記シンクロナイザリングの被同期ギヤ側を覆うカバー部材が設けられていることにより、車両のドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を出来る限り低減することができるともに、ハブスリーブが中立位置へ後退移動するときにシンクロナイザリングを、次回の同期動作を適切に行える初期位置にまで戻すことができる。また、上記シンクロナイザリングがトリプルコーン型のものであることにより、同期動作の時間を短縮して、より一層軽快なシフト操作を実現することができる。

本発明の実施形態に係る手動変速機の同期装置を示す断面図である。 シンクロナイザリングを、回転軸の軸方向のハブスリーブ側から見た図である。 シンクロナイザリングのインナリングの突出部及び被同期ギヤの凹状部を、回転軸の軸方向のハブスリーブ側から見た図である。 インナリングの突出部が被同期ギヤの凹状部内における周方向の一方の端に移動した状態を示す図３相当図である。 同期装置の作動前におけるインナリングの突出部と被同期ギヤの凹状部との位置関係を示す、該凹状部を被同期ギヤの径方向外側から見た図である。 同期装置の作動前におけるスリーブスプライン、シンクロスプライン及びギヤスプラインの位置関係を示す図である。 インナリングの突出部が被同期ギヤの凹状部内における周方向の一方の端に移動した状態を示す図５相当図である。 シンクロスプラインのスプライン歯の傾斜面とギヤスプラインのスプライン歯の傾斜面とが接触した状態を示す図６相当図である。

シンクロスプラインのスプライン歯の一方の傾斜面とギヤスプラインのスプライン歯の一方の傾斜面との接触により、被同期ギヤがインナリングに対して相対回転した状態を示す図５相当図である。 スリーブスプライン及びシンクロスプラインとギヤスプラインとが係合している状態を示す図６相当図である。 車両のドライバーによるチェンジレバーのシフト操作完了時の状態を示す図１相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る手動変速機の同期装置１を示す。この手動変速機は、図示は省略するが、自動車等の車両に搭載されていて、クラッチを介してエンジンの出力軸に連結されたプライマリシャフトと、このプライマリシャフトに平行に配置されたセカンダリシャフト（カウンタシャフト）とを有する。これら両シャフト間には、複数の前進変速段用のギヤ列が設けられている。これらギヤ列は、プライマリシャフト及びセカンダリシャフトのうちの一方に固定された固定ギヤと、他方のシャフトに遊嵌された遊転ギヤとが常時噛み合った常時噛合い式のギヤ列である。

上記同期装置１は、各前進変速段用のギヤ列における遊転ギヤである被同期ギヤ２１と、該被同期ギヤ２１が設けられる回転軸２（上記プライマリシャフト又は上記セカンダリシャフト）との回転を同期させて、被同期ギヤ２１を回転軸２と共に回転させるようにするものである。図１では、或る１つの変速段（以下、特定変速段という）用のギヤ列の被同期ギヤ２１と回転軸２とを同期させる同期装置１を示す。被同期ギヤ２１の中心部には、回転軸２が貫通する貫通孔２１ｆが形成されており、この貫通孔２１ｆの内径は回転軸２の径よりも大きくて、被同期ギヤ２１が回転軸２に対して遊転可能になされている（図１では、貫通孔２１ｆの径を実際よりも大きく描いている）。尚、図１中、一点鎖線で示す線Ｃは、回転軸２の中心線であり、図１では、回転軸２の中心線Ｃに対して上半分のみを示す。

同期装置１は、回転軸２上に固設されたクラッチハブ３を備えている。クラッチハブ３は、内周部３ａと、外周部３ｂと、これら内周部３ａと外周部３ｂとを連結する連結部３ｃとを有している。これら内周部３ａ及び外周部３ｂは、連結部３ｃよりも回転軸２の軸方向（以下、単に軸方向という）の両側に延設されている。

クラッチハブ３の内周面（内周部３ａの内周面）は、回転軸２に固定されている。クラッチハブ３の外周面（外周部３ｂの外周面）の全周には、後述のスリーブスプライン８と係合するハブスプライン４が設けられている。このハブスプライン４のスプライン歯４ａ及びスプライン溝４ｂは、上記軸方向に延びている。

クラッチハブ３の外周側（外周部３ｂの外周側）には、ハブスリーブ７が設けられている。このハブスリーブ７も、クラッチハブ３と同様に、内周部７ａと、外周部７ｂと、これら内周部７ａと外周部７ｂとを連結する連結部７ｃとを有している。ハブスリーブ７の内周部７ａ及び外周部７ｂも、連結部７ｃよりも上記軸方向の両側に延設されている。

ハブスリーブ７の内周面（内周部７ａの内周面）の全周には、スリーブスプライン８が形成されている。このスリーブスプライン８のスプライン歯８ａ及びスプライン溝８ｂも、上記軸方向に延びている。そして、ハブスプライン４とスリーブスプライン８との係合（ハブスプライン４のスプライン歯４ａとスリーブスプライン８のスプライン溝８ｂとの係合、及び、ハブスプライン４のスプライン溝４ｂとスリーブスプライン８のスプライン歯８ａとの係合）により、ハブスリーブ７は、クラッチハブ３に対して上記軸方向に摺動可能にかつ相対回転不能に設置されている。

ハブスリーブ７の外周部７ｂの外周面における上記軸方向の中央部には、該ハブスリーブ７をクラッチハブ３に対して上記軸方向（本実施形態では、被同期ギヤ２１側（図１の右側）に摺動させるためのシフトフォーク（図示せず）が嵌合する嵌合部７ｄが設けられている。この嵌合部７ｄは、外周部７ｂの外周面の周方向全体に亘って溝状に形成されたものである。上記車両のチェンジレバーがニュートラル状態にあるとき、スリーブスプライン８の上記軸方向の全体がハブスプライン４の上記軸方向の全体と係合した位置にあり、上記軸方向において、ハブスリーブ７の連結部７ｃがクラッチハブ３の連結部３ｃと略同じ位置に位置する。このときのハブスリーブ７の上記軸方向の位置を中立位置という。そして、上記車両のドライバーによるチェンジレバーのニュートラル状態から上記特定変速段へのシフト操作により、上記シフトフォークが上記軸方向の被同期ギヤ２１側に移動することで、ハブスリーブ７が上記中立位置からクラッチハブ３に対して上記軸方向の被同期ギヤ２１側に摺動する（前進移動する）ことになる。

ハブスリーブ７の外周部７ｂにおける上記軸方向の被同期ギヤ２１側に延設された部分の内周面には、コーン面とされた同期摺動面７ｅが形成されている。この同期摺動面７ｅの径は、上記軸方向において被同期ギヤ２１に近いほど大きくされている。

回転軸２上におけるクラッチハブ３に対して上記軸方向の一方側（図１では、右側）に、被同期ギヤ２１が回転軸２に対して相対回転自在に設置されている。また、ハブスリーブ７に対して上記軸方向の被同期ギヤ２１側には、シンクロナイザリング１１が配設されている。このシンクロナイザリング１１には、後述するように、シンクロスプライン１５が設けられている（特に図２参照）。シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａ及びスプライン溝１５ｂは、上記軸方向に延びている。

被同期ギヤ２１は、上記固定ギヤの歯部と噛み合う歯部２１ａを有する。被同期ギヤ２１において歯部２１ａに対するクラッチハブ３側の部分には、スリーブスプライン８及びシンクロスプライン１５、並びに、シンクロナイザリング１１における後述のインナリング１４の突出部１４ｂと係合する係合部２１ｂが設けられている。尚、図２（シンクロナイザリング１１を、上記軸方向のハブスリーブ７側から見た図）には、被同期ギヤ２１の係合部２１ｂ（後述の凹状部２１ｃ及びギヤスプライン２２）を、一点鎖線で示す。

図２及び図３に示すように、係合部２１ｂの周側面における周方向の３箇所には、該周側面から被同期ギヤ２１の径方向内側に凹む凹状部２１ｃが形成されている。各凹状部２１ｃは、係合部２１ｂの周側面に開口しているとともに、被同期ギヤ２１のクラッチハブ３側の端面（係合部２１ｂのクラッチハブ３側の端面でもある）にも開口している。

また、係合部２１ｂの周側面において周方向に相隣接する凹状部２１ｃの間の３箇所には、ギヤスプライン２２が設けられている。ギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａ及びスプライン溝２２ｂは、上記軸方向に延びている。ギヤスプライン２２は、スリーブスプライン８及びシンクロスプライン１５と係合可能である。

ハブスリーブ７が上記中立位置にあるときには、スリーブスプライン８は、ギヤスプライン２２と係合していない。そして、上記シフト操作の完了時には、スリーブスプライン８がハブスプライン４及びギヤスプライン２２の両方に係合することで、被同期ギヤ２１がクラッチハブ３及びハブスリーブ７を介して回転軸２と共に回転することになる。このときのハブスリーブ７の上記軸方向の位置をシフト位置という（図１１参照）。尚、ハブスリーブ７が上記シフト位置にあるとき、シンクロスプライン１５もギヤスプライン２２と係合する。このときのシンクロナイザリング１１の上記軸方向の位置を係合位置という。

被同期ギヤ２１のクラッチハブ３側の端面において凹状部２１ｃが開口していない部分には、リング状の線ばね２４が収容されるばね収容溝２１ｄが形成されている（図１及び図３参照）。線ばね２４は、断面円形、又は、断面楕円形（長軸が上記軸方向若しくは回転軸２の径方向に延びる楕円形）のものが好ましいが、シンクロナイザリング１１（詳細には、後述のインナリング１４の突出部１４ｂ）に対して後述の如く動作させることができるのであれば、どのような断面形状であってもよい。

また、被同期ギヤ２１のクラッチハブ３側の端面においてばね収容溝２１ｄよりも被同期ギヤ２１の径方向内側の部分は、ばね収容溝２１ｄから径方向外側の部分よりもクラッチハブ３側に突出しており、この突出部分の側周面には、抜け止め収容溝２１ｅが形成されており、この抜け止め収容溝２１ｅには、ばね収容溝２１ｄに収容された線ばね２４がばね収容溝２１ｄから抜け出るのを阻止するリング状の抜け止め部材２５が嵌められて固定されている（図１及び図５参照（図３及び図４では、抜け止め部材２５の記載を省略している））。

本実施形態では、シンクロナイザリング１１は、その径方向の外側から順に、アウタリング１２、ミドルリング１３及びインナリング１４を有するトリプルコーン型のものである。ミドルリング１３は、アウタリング１２とインナリング１４との間に挟まれているとともに、ハブスリーブ７に該ハブスリーブ７と共に回転するように支持されていて、該ハブスリーブ７として働くものである。アウタリング１２、ミドルリング１３及びインナリング１４は、インナリング１４の内周側の部分を除いて、ハブスリーブ７における内周部７ａと外周部７ｂとの間に位置している。

図１及び図２に示すように、ミドルリング１３において上記軸方向のハブスリーブ７側の面における周方向の３箇所には、ハブスリーブ７の連結部７ｃに形成された嵌合孔７ｆに嵌合固定される嵌合突部１３ａが形成されており、ミドルリング１３は、この嵌合突部１３ａの嵌合孔７ｆへの嵌合固定により、ハブスリーブ７に該ハブスリーブ７と共に回転するように支持されることになる。ミドルリング１３の外周面及び内周面には、コーン形状とされた外周側及び内周側同期摺動面１３ｂ，１３ｃがそれぞれ設けられている。これらの同期摺動面１３ｂ，１３ｃは、ハブスリーブ７側に設けられた同期摺動面と見做すことができる。これらの同期摺動面１３ｂ，１３ｃの径も、上記軸方向において被同期ギヤ２１に近いほど大きくされている。

アウタリング１２の外周面には、ハブスリーブ７の同期摺動面７ｅと対応するコーン形状の外周側同期摺動面１２ａが形成され、アウタリング１２の内周面には、ミドルリング１３の外周側同期摺動面１３ｂと対応するコーン形状の内周側同期摺動面１２ｂが形成されている。また、インナリング１４の外周面には、ミドルリングの内周側同期摺動面１３ｃと対応するコーン形状の同期摺動面１４ａが形成されている。

被同期ギヤ２１の回転を回転軸２の回転に同期させる同期動作の際には、ハブスリーブ７側の同期摺動面（ハブスリーブ７自体の同期摺動面７ｅと、ハブスリーブ７側に設けられた同期摺動面と見做すことが可能な、ミドルリング１３の外周側及び内周側同期摺動面１３ｂ，１３ｃとを含む）と、シンクロナイザリング１１側の同期摺動面（アウタリング１２の外周側及び内周側同期摺動面１２ａ，１２ｂ並びにインナリング１４の同期摺動面１４ａ）とが互いにシンクロナイザリング１１の周方向に摺動することになる。すなわち、上記同期動作の際には、ハブスリーブ７の同期摺動面７ｅとアウタリング１２の外周側同期摺動面１２ａとが摺動し、アウタリング１２の内周側同期摺動面１２ｂとミドルリング１３の外周側同期摺動面１３ｂとが摺動し、ミドルリング１３の内周側同期摺動面１３ｃとインナリング１４の同期摺動面１４ａとが摺動する。

本実施形態では、ハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃ及びシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａは、スリーブスプライン８（詳細には、スプライン溝８ｂ）よりも回転軸２の径方向の外側でかつ嵌合部７ｄよりも回転軸２の径方向の内側に位置している。このようにハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃ及びシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａをスリーブスプライン８よりも回転軸２の径方向の外側に位置させることで、ハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃ及びシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａの半径を大きくすることができ、これにより、上記ドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を小さくすることができる。一方、ハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃ及びシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａを嵌合部７ｄよりも回転軸２の径方向の外側に位置させる場合には、同期装置１が大型化しないようにしながらシンクロナイザリング１１及び後述のカバー部材３１を上記シフトフォークと干渉しないように設けることが困難になるので、嵌合部７ｄよりも回転軸２の径方向の内側に位置させるようにしている。但し、ハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃ及びシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａを嵌合部７ｄよりも回転軸２の径方向の外側に位置させるようにすることも可能である。

図１及び図２に示すように、インナリング１４の内周側の部分は、クラッチハブ３及びハブスリーブ７の上記軸方向の被同期ギヤ２１側を覆うようになされている。インナリング１４の内周面における周方向の３箇所には、インナリング１４の径方向内側に突出する突出部１４ｂが形成されている。また、インナリング１４の内周面において周方向に相隣接する突出部１４ｂの間の３箇所には、シンクロスプライン１５が設けられており、これら３箇所のシンクロスプライン１５が上記３箇所のギヤスプライン２２とそれぞれ係合可能になっている。

各突出部１４ｂは、係合部２１ｂの周側面における凹状部２１ｃの開口から凹状部２１ｃ内に入り込んだ後、ハブスリーブ７側（クラッチハブ３側）に折れ曲がって、被同期ギヤ２１のクラッチハブ３側の端面における凹状部２１ｃの開口から凹状部２１ｃの外側に出て、クラッチハブ３の外周部３ｂの径方向内側でかつ連結部３ｃの近傍位置にまで延びている。

各突出部１４ｂにおける折れ曲がり部分から先端にかけての部分は、上記軸方向に延びる軸方向延設部１４ｃとされている。この軸方向延設部１４ｃの径方向内側の面、及び、該面に繋がる、折れ曲がり部分の角部に形成された傾斜面１４ｄは、線ばね２４に当接するようになされている。このようにインナリング１４は、線ばね２４を介して被同期ギヤ２１に支持されている。傾斜面１４ｄは、上記軸方向において被同期ギヤ２１に近付くほど回転軸２の中心線Ｃから遠ざかるように傾斜している。

各突出部１４ｂの周方向の幅ｄ１は、被同期ギヤ２１の凹状部２１ｃの周方向の幅ｄ２よりも小さくされており（図３及び図５参照）、インナリング１４は、被同期ギヤ２１に対して所定量（ｄ２−ｄ１）の相対回転が許容されている。このようにインナリング１４は、被同期ギヤ２１に対して上記所定量の相対回転が許容された状態で該被同期ギヤ２１に支持されている。

図２に示すように、アウタリング１２において上記軸方向の被同期ギヤ２１側の面における周方向の３箇所には、アウタリング１２の径方向内側に突出する突起部１２ｃが形成されている。各突起部１２ｃは、ミドルリング１３を超えてインナリング１４の位置にまで延びていて、突起部１２ｃの先端部がインナリング１４に固定されている。これにより、アウタリング１２は、インナリング１４を介して被同期ギヤ２１に支持され、アウタリング１２及びインナリング１４は、被同期ギヤ２１に対して上記所定量の相対回転が許容された状態で該被同期ギヤ２１に支持されることになる。

図６に示すように、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａにおける上記軸方向の被同期ギヤ２１側の端部は、当該スプライン歯１５ａをシンクロナイザリング１１の径方向外側から見たとき、２つの傾斜面１５ｃが形成されるように三角形状に尖った形状をなしている。同様に、ギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａにおける上記軸方向のシンクロナイザリング１１側の端部も、２つの傾斜面２２ｃが形成されるように三角形状に尖った形状をなし、スリーブスプライン８のスプライン歯８ａにおける上記軸方向の被同期ギヤ２１側の端部も、２つの傾斜面８ｃが形成されるように三角形状に尖った形状をなしている。

ハブスリーブ７が上記中立位置にあるとき、インナリング１４における突出部１４ｂの傾斜面１４ｄが線ばね２４に当接している（図１参照）。このときのシンクロナイザリング１１の上記軸方向の位置を、初期位置という。この初期位置では、シンクロスプライン１５は、上記軸方向においてギヤスプライン２２とスリーブスプライン８との間に位置していて、ギヤスプライン２２と係合していない。傾斜面１４ｄが線ばね２４に当接しているときには、線ばね２４は傾斜面１４ｄに対して殆ど力を作用させていない。

ハブスリーブ７が上記中立位置からクラッチハブ３に対して上記軸方向の被同期ギヤ２１側に摺動した（前進移動した）とき、シンクロナイザリング１１もハブスリーブ７に押されて上記軸方向の被同期ギヤ２１側に移動する。このシンクロナイザリング１１の移動の初期において、突出部１４ｂの傾斜面１４ｄによって、線ばね２４における突出部１４ｂに対応する部分が径方向内側に押圧されて、図４に示すように、線ばね２４が、軸方向延設部１４ｃの径方向内側の面に当接するようになる。これにより、インナリング１４の回転に僅かなブレーキがかかり、このため、突出部１４ｂが、上記固定ギヤとの噛み合いにより回転している被同期ギヤ２１の凹状部２１ｃ内で相対的に移動して、凹状部２１ｃ内における周方向の一方の端（図４では、右側の端）に移動することになる。突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の一方の端に移動した後は、インナリング１４（及びアウタリング１２）は、被同期ギヤ２１に対して相対回転しないで該被同期ギヤ２１と共に回転することになる。

図４では、被同期ギヤ２１が矢印で示す方向に回転しているために、突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の右側の端に移動することになるが、被同期ギヤ２１が図４とは逆方向に回転している場合には、突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の左側の端に移動することになる。このようにインナリング１４の回転に少しだけブレーキをかければ、突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の一方又は他方の端に移動するので、線ばね２４の付勢力としてはかなり小さくて済み、線ばね２４の付勢力が上記ドライバーのチェンジレバーのシフト操作力に影響を及ぼすようなことはない。

突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の上記一方の端に移動したときには、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａとの周方向の位置関係が、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａにおける２つの傾斜面１５ｃのうちの一方の傾斜面１５ｃと、ギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａにおける２つの傾斜面２２ｃのうちの一方の傾斜面２２ｃとが接触可能な位置関係となり（図８参照）、これにより、上記同期動作の前に、ギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａがシンクロスプライン１５のスプライン溝１５ｂにいきなり入り込むようなことはない。一方、突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の上記他方の端に移動したときには、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａとの周方向の位置関係が、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａの２つの傾斜面１５ｃのうちの他方の傾斜面１５ｃと、ギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａの２つの傾斜面２２ｃのうちの他方の傾斜面２２ｃとが接触可能な位置関係となる。このように突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内の一方の端に移動しても他方の端に移動しても、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａの傾斜面１５ｃとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａの傾斜面２２ｃとが接触可能な位置関係となるように、上記所定量が設定されている。

ハブスリーブ７の外周部７ｂには、シンクロナイザリング１１の上記軸方向の被同期ギヤ２１側を覆うリング状のカバー部材３１が設けられている。このカバー部材３１の外周縁部は、ハブスリーブ７の外周部７ｂの外周面及び被同期ギヤ２１側の端面に固定されており、その固定された部分から、回転軸２の径方向内側に延びている。カバー部材３１は、シンクロナイザリング１１におけるアウタリング１２、ミドルリング１３及びインナリング１４の全ての上記軸方向の被同期ギヤ２１側を覆っている。カバー部材３１は、ハブスリーブ７に固定されていることにより、ハブスリーブ７と共に上記軸方向に移動することになる。カバー部材３１は、ハブスリーブ７が上記シフト位置から上記中立位置へ後退移動するときに、シンクロナイザリング１１を、上記係合位置から、次回の同期動作を適切に行える上記初期位置にまで戻すためのものである。尚、カバー部材３１は、アウタリング１２のみの上記軸方向の被同期ギヤ２１側を覆うようにしてもよく、アウタリング１２及びミドルリング１３のみの上記軸方向の被同期ギヤ２１側を覆うようにしてもよい。

次に、上記のように構成された同期装置１の動作について、図１、図５〜図１１を参照して説明する。尚、図５〜図１１に示すＸ方向は上記軸方向であり、Ｙ方向は被同期ギヤ２１の周方向である。

同期装置１の作動前は、図１に示すように、ハブスリーブ７が上記中立位置にあり、シンクロナイザリング１１が上記初期位置にある。また、図１及び図６に示すように、スリーブスプライン８及びシンクロスプライン１５とギヤスプライン２２とは非係合状態にある。さらに、インナリング１４の突出部１４ｂは、被同期ギヤ２１の凹状部２１ｃ内において周方向のどの位置に位置するかは定まっていない。

上記ドライバーによりチェンジレバーのニュートラル状態から上記特定変速段へのシフト操作がなされたとき、そのシフト操作に連動するように、上記シフトフォークを介して、ハブスリーブ７が上記中立位置からクラッチハブ３に対して上記軸方向の被同期ギヤ２１側に摺動する（前進移動する）。この前進移動するハブスリーブ７に押されてシンクロナイザリング１１も上記軸方向の被同期ギヤ２１側に移動する。つまり、インナリング１４の突出部１４ｂが凹状部２１ｃ内において歯部２１ａ側に移動する。この突出部１４ｂの移動の初期において、上記したように、突出部１４ｂの傾斜面１４ｄによって、線ばね２４における突出部１４ｂに対応する部分が径方向内側に押圧されて、線ばね２４が軸方向延設部１４ｃの径方向内側の面に当接するようになり、これにより、突出部１４ｂが、被同期ギヤ２１の凹状部２１ｃ内で相対的に移動して、凹状部２１ｃ内における周方向の一方の端に移動する（図７参照）。尚、図７及び図８に記載の矢印は、被同期ギヤ２１の回転方向を示している。

ハブスリーブ７が被同期ギヤ２１側に更に前進移動すると、図８に示すように、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａの一方の傾斜面１５ｃとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａの一方の傾斜面２２ｃとが接触した状態になる。このとき、スリーブスプライン８及びシンクロスプライン１５とギヤスプライン２２とは未だ非係合の状態にある。この状態で、ハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃとシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａとが互いにシンクロナイザリング１１の周方向に摺動することにより、被同期ギヤ２１の回転を回転軸２の回転に同期させる同期動作が実行される。この同期動作の実行の際、インナリング１４（及びアウタリング１２）は、被同期ギヤ２１に対して相対回転しないで該被同期ギヤ２１と共に回転する。また、ミドルリング１３は、クラッチハブ３及びハブスリーブ７を介して、回転軸２と共に回転する。上記同期動作の実行により、被同期ギヤ２１とハブスリーブ７（回転軸２）とが同じ回転速度で回転することになる。

そして、上記同期動作の実行後、ハブスリーブ７が被同期ギヤ２１側に更に前進移動すると、シンクロスプライン１５のスプライン歯１５ａの一方の傾斜面１５ｃとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａの一方の傾斜面２２ｃとの接触により、被同期ギヤ２１がインナリング１４に対して図９に示す矢印の方向に相対回転して、シンクロスプライン１５のスプライン溝１５ｂとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａとの位置合わせ（シンクロナイザリング１１の周方向の位置合わせ）が行われる。これにより、ギヤスプライン２２とシンクロスプライン１５とが係合し、その後直ぐに、ギヤスプライン２２とスリーブスプライン８とが係合することになる（図１０参照）。このギヤスプライン２２とスリーブスプライン８との係合直前に、スリーブスプライン８のスプライン歯８ａの位置とギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａとの位置関係によっては、スリーブスプライン８のスプライン歯８ａの傾斜面８ｃとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａの傾斜面２２ｃとが接触して、スリーブスプライン８のスプライン溝８ｂとギヤスプライン２２のスプライン歯２２ａとの位置合わせが行われる。

上記ドライバーによる上記シフト操作の完了時には、図１１に示すように、ハブスリーブ７が上記シフト位置に位置し、シンクロナイザリング１１が上記係合位置に位置する。このとき、スリーブスプライン８は、ハブスプライン４と係合したまま、ギヤスプライン２２と係合した状態となる。これにより、回転軸２と被同期ギヤ２１とが一体的に回転するようになり、回転軸２と、上記固定ギヤが固定された別の回転軸との間で、特定変速段用のギヤ列を介して動力を伝達できるようになる。

上記ドライバーがチェンジレバーを上記シフト操作の完了位置からニュートラル状態に戻す操作を行うと、上記シフトフォークを介して、ハブスリーブ７が上記中立位置へ後退移動する。このとき、ハブスリーブ７にカバー部材３１が設けられていないと仮定すると、シンクロナイザリング１１は上記係合位置に位置したままとなって、次回の同期動作を適切に行うことができなくなる可能性が高くなる。線ばね２４の復元力は、シンクロナイザリング１１をその径方向外側に押圧する力であり、シンクロナイザリング１１を上記初期位置に戻すような向きに作用してはおらず、しかも、線ばね２４の復元力も弱いので、線ばね２４の復元力によってシンクロナイザリング１１が上記初期位置に戻ることはない。

ここで、上記特許文献１のように、線ばね２４の復元力を、シンクロナイザリング１１を上記初期位置に戻すような向きに作用させるようにして、線ばね２４の復元力によってシンクロナイザリング１１を上記初期位置に戻すように構成した場合、シンクロナイザリング１１を上記初期位置に確実に戻すためには、線ばね２４の復元力を強くする必要がある。このように線ばね２４の復元力を強くすると、チェンジレバーのシフト操作力が大きくなって、ドライバーはスムーズなシフト操作を行えなくなる可能性が高くなる。

しかし、本実施形態では、ハブスリーブ７が上記中立位置へ後退移動するときに、そのハブスリーブ７に設けられたカバー部材３１により、シンクロナイザリング１１を、次回の同期動作を適切に行える上記初期位置にまで戻すことができる。これにより、シンクロナイザリング１１を上記初期位置にまで戻すための、ばね等の付勢手段は不要になるか、又は、又は、付勢手段の付勢力を低減することができる。このように付勢手段が不要になるか、又は、付勢手段の付勢力を低減できることにより、ハブスリーブ７側の同期摺動面７ｅ，１３ｂ，１３ｃ及びシンクロナイザリング１１側の同期摺動面１２ａ，１２ｂ，１４ａが、スリーブスプライン８よりも回転軸２の径方向の外側に設けられていることと相俟って、ドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を出来る限り低減することができるようになり、ドライバーはチェンジレバーを軽快にシフト操作することができるようになる。

また、カバー部材３１は、シンクロナイザリング１１におけるアウタリング１２、ミドルリング１３及びインナリング１４の全ての上記軸方向の被同期ギヤ２１側を覆っているので、ハブスリーブ７が上記中立位置へ後退移動するときに、アウタリング１２、ミドルリング１３及びインナリング１４の全てをスムーズに上記軸方向に移動させることができ、この結果、ドライバーがチェンジレバーをシフト操作の完了位置からニュートラル状態に戻す操作の操作力が増大するのを抑制することができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、手動変速機の同期装置に有用であり、特に車両のドライバーのチェンジレバーのシフト操作力を低減しようとする場合に有用である。

１ 手動変速機の同期装置
２ 回転軸
３ クラッチハブ
４ ハブスプライン
７ ハブスリーブ
７ｄ 嵌合部
７ｅ 同期摺動面
８ スリーブスプライン
１１ シンクロナイザリング
１２ アウタリング
１２ａ 外周側同期摺動面
１２ｂ 内周側同期摺動面
１３ ミドルリング
１３ｂ 外周側同期摺動面
１３ｃ 内周側同期摺動面
１４ インナリング
１４ａ 同期摺動面
１５ シンクロスプライン
２１ 被同期ギヤ
２２ ギヤスプライン
３１ カバー部材

Claims (4)

1. 手動変速機の同期装置であって、
   回転軸上に固設されたクラッチハブと、
   上記クラッチハブの外周側に、該クラッチハブに対して上記回転軸の軸方向に摺動可能にかつ相対回転不能に設置され、内周面にスリーブスプラインが形成されたハブスリーブと、
   上記回転軸上における上記クラッチハブに対して上記軸方向の一方側に、該回転軸に対して相対回転自在に設置され、上記スリーブスプラインと係合可能なギヤスプラインが設けられた被同期ギヤと、
   上記ハブスリーブに対して上記軸方向の被同期ギヤ側に配設され、上記ギヤスプラインと係合可能なシンクロスプラインが設けられたシンクロナイザリングと、を備え、
   上記同期装置は、上記ハブスリーブが上記クラッチハブに対して上記軸方向の上記被同期ギヤ側に摺動するときにおいて、上記スリーブスプライン及び上記シンクロスプラインと上記ギヤスプラインとの非係合状態で、上記ハブスリーブ側に設けられた同期摺動面と上記シンクロナイザリング側に設けられた同期摺動面とが互いに摺動することにより、上記被同期ギヤの回転を上記回転軸の回転に同期させる同期動作を実行させ、該同期動作の実行後に、上記スリーブスプライン及び上記シンクロスプラインを上記ギヤスプラインと係合させるように構成され、
   上記ハブスリーブ側の同期摺動面及び上記シンクロナイザリング側の同期摺動面は、上記スリーブスプラインよりも上記回転軸の径方向の外側に位置しており、
   上記ハブスリーブに設けられ、該ハブスリーブと共に上記軸方向に移動しかつ上記シンクロナイザリングの上記軸方向の被同期ギヤ側を覆うカバー部材を更に備え、
   上記シンクロナイザリングは、アウタリング、ミドルリング及びインナリングを有するトリプルコーン型のものであり、
   上記ミドルリングは、上記ハブスリーブに該ハブスリーブと共に回転するように支持されていて、該ハブスリーブとして働くものであり、
   上記アウタリング及び上記インナリングは、上記被同期ギヤに対して所定量の相対回転が許容された状態で該被同期ギヤに支持されていて、上記同期動作の実行の際に、上記被同期ギヤに対して相対回転しないで該被同期ギヤと共に回転するように構成されていることを特徴とする手動変速機の同期装置。
2. 請求項１記載の手動変速機の同期装置において、
   上記カバー部材は、上記アウタリング、上記ミドルリング及び上記インナリングの全ての上記軸方向の被同期ギヤ側を覆っていることを特徴とする手動変速機の同期装置。
3. 請求項１又は２記載の手動変速機の同期装置において、
   上記アウタリングは、上記インナリングを介して上記被同期ギヤに支持されていることを特徴とする手動変速機の同期装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の手動変速機の同期装置において、
   上記ハブスリーブの外周部には、該ハブスリーブを上記クラッチハブに対して上記軸方向に摺動させるためのシフトフォークが嵌合する嵌合部が設けられており、
   上記ハブスリーブ側の同期摺動面及び上記シンクロナイザリング側の同期摺動面は、上記嵌合部よりも上記径方向の内側に位置していることを特徴とする手動変速機の同期装置。

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