JPH04282032A - 同期噛合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として自動車用歯
車変速機のシフト機構に使用される同期噛合装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７〜図１０に普及タイプ（ボルグワー
ナタイプ）の同期噛合装置におけるシフト過程が、それ
ぞれスプラインの配置図で示されている。この装置にお
いてハブスリーブ内周のシフトスプライン５８が図７の
ニュートラル状態から変速ギヤ側の噛合スプライン７６
に向けてシフト操作されると、図８のようにシフトスプ
ライン５８のチャンファ６０がシンクロナイザリング外
周の同期スプライン８２のチャンファ８３に接触し、周
知の機能によってハブスリーブ側と変速ギヤ側との回転
同期作用が開始される。この同期作用の後は、図９のよ
うに前記シフトスプライン５８が前記同期スプライン８
２を押し分けて進行し、図１０のようにシフトスプライ
ン５８と前記噛合スプライン７６との噛合いが開始され
る。そして最終的には図１１のようにシフトスプライン
５８が噛合スプライン７６に噛合ってシフトが完了する
。ところがこの同期噛合装置では、図８の同期作用の終
了時から図１０の噛合い開始時までの間においてハブス
リーブ側と変速ギヤ側との間に再び回転差が生じる。 この結果、前記シフトスプライン５８と噛合スプライン
７６との噛合い時に一種のギヤ鳴りを起こすことがある
。これは通常「二段入り現象」と称され、シフト操作の
フィーリング上好ましくない現象である。

【０００３】そこでこの「二段入り現象」を防止するた
めに、これまでにも種々の対策がとられている。例えば
特開昭４８−６７６４９号公報には、ハブスリーブ内周
のスプラインを同期用のものと噛合用のものとに分けた
同期噛合装置が開示されている。この装置の同期用スプ
ラインは噛合用スプラインよりも短く形成され、シフト
時に噛合用スプラインが同期用スプラインよりも先行す
るようになっている。このため、同期用スプラインによ
る同期作用の終了から変速ギヤ側のスプラインに対する
噛合用スプラインの噛合い開始までのシフト時間が短く
なる。これにより、同期終了から噛合い開始までの間で
の前述した回転差が生じにくく、もって前記「二段入り
現象」が防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記公報
におけるハブスリーブ内周の同期用及び噛合用のスプラ
インは、変速ギヤ側のスプラインと同ピッチに形成され
ているため、その加工が難しく、制作コストも高くなる
。また同期用スプラインは、同期作用を終了した後にお
いては特別な機能を果たすことなく、その他の噛合用ス
プラインと共に変速ギヤ側のスプラインに噛合うだけで
ある。したがってハブスリーブ内周のスプラインの形状
を変更し、その加工が複雑になった割りには利点が少な
い。なおこの種の同期噛合装置においては、一般に前記
変速ギヤ側のスプラインに対するハブスリーブのスプラ
インの噛合い終了後に、このハブスリーブのシフト動作
を止めるためのシフトストッパーを備えている。このシ
フトストッパーとしては、変速ギヤ側のスプラインの歯
の端部に一体に形成された突起部でハブスリーブの動き
を直接受け止める形式と、フォークシャフトの軸上に形
成された大径部やスナップリングを変速機ケースに当て
てフォークシャフトの移動量を規制する形式とがある。 いずれの形式も長所、短所があるが、ストッパー位置を
正確に位置決めできる点では前者の形式が優れている。 ただしこの形式では、変速ギヤ側のスプラインの必要歯
幅に加えて前記突起部が形成されるため、この突起部の
寸法分だけ同期噛合装置の軸長が大きくなるといった短
所がある。そして前記公報の同期噛合装置においても、
当然のことながら前記シフトストッパーが必要である。 したがって前記の短所を覚悟の上で、いずれかの形式の
シフトストッパーを採用しているのである。

【０００５】この発明の技術的課題は、ハブスリーブの
シフトスプラインのピッチを変速ギヤ側の噛合スプライ
ンのピッチより大きく設定し、このシフトスプラインに
噛合用チャンファとは別に同期用チャンファを一体に形
成するとともに、この同期用チャンファをシフトストッ
パーとしても機能させることにより、前記シフトスプラ
インの加工を簡素化し、かつ同期噛合装置の軸長を増や
すことなくシフトストッパー位置を確実に決定すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の同期噛合装置は次のように構成されている
。すなわちシフト操作によってハブスリーブを変速ギヤ
側へスライドさせることにより、シンクロナイザリング
を通じてハブスリーブ側と変速ギヤ側との相互の回転数
を同期させた後、前記ハブスリーブ内周のシフトスプラ
インが前記シンクロナイザリング外周の同期スプライン
を通過して変速ギヤ側の噛合スプラインに噛合ってシフ
トが完了する同期噛合装置において、前記ハブスリーブ
のシフトスプラインのピッチが前記変速ギヤ側の噛合ス
プラインのピッチの二倍以上に設定されているとともに
、このシフトスプラインは前記噛合スプラインのチャン
ファに対応した形状の噛合用チャンファと、これとは別
に形成されて前記同期作用時にシンクロナイザリングの
同期スプラインのチャンファに接触する同期用チャンフ
ァとを一体に備えている。しかもこの同期用チャンファ
は、前記噛合スプラインに対する前記シフトスプライン
の噛合い終了後においてこの噛合スプラインのチャンフ
ァに接触するように設定されている。

【０００７】

【作用】前記構成によれば、ハブスリーブのシフトスプ
ラインのピッチが大きいため、その加工が簡単となり、
またこのシフトスプラインが噛合用チャンファとは別に
同期用チャンファを備えていることから、シンクロナイ
ザリングの同期スプライン及び変速ギヤ側の噛合スプラ
インにおけるそれぞれのチャンファの諸元を、他方の制
約を受けることなく、個々の要求に基づいて自由に設定
できる。特に前記変速ギヤ側の噛合スプラインに対する
シフトスプラインの噛合い終了後においては、このシフ
トスプラインの同期用チャンファが噛合スプラインのチ
ュンファに接触してシフトストッパー機能を果たす。こ
れによりハブスリーブの動きを直接受け止める形式の長
所、つまりストッパー位置を正確に位置決めできる機能
を生かしたまま、この形式の短所である同期噛合装置の
軸長の増加が回避される。

【０００８】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面にしたがって説
明する。図６にボルグワーナタイプの同期噛合装置が断
面図で示されている。この図６において、変速機の入力
軸１０及び出力軸１１は同軸状に配置されている。そし
て出力軸１１は、入力軸１０の軸心部及び図示しない変
速機ケースに対して回転自在に支持されている。この出
力軸１１の軸上には同期噛合装置のクラッチハブ１２が
、この出力軸１１と共に回転するように支持されている
。このクラッチハブ１２の外周には、ハブスリーブ１６
が出力軸１１の軸線に沿ってスライド可能に組付けられ
ている。すなわちクラッチハブ１２の外周に形成されて
いるスプライン１４に対し、ハブスリーブ１６の内周に
形成されているシフトスプライン１８が相互に嵌合され
ているのである。また前記出力軸１１の軸上には、変速
ギヤ３０がニードルローラベアリング３２により出力軸
１１に対して相対的な回転可能に支持されている。この
変速ギヤ３０は、図示しないカウンタギヤに所定のギヤ
比で噛合っており、このカウンタギヤを通じて前記入力
軸１０からの回転力を受けて回転する。なお前記ハブス
リーブ１６の外周に形成されている環状溝２２には、シ
フトフォーク２４の爪部（図示しない）が係合している
。変速機のシフト操作により、このシフトフォーク２４
を通じてハブスリーブ１６がスライド操作されるのは周
知のとおりである。

【０００９】前記変速ギヤ３０のボス部の外周にはスプ
ラインピース３４が、この変速ギヤ３０と共に回転する
ように固定されている。このスプラインピース３４は、
その外周に前記ハブスリーブ１６のシフトスプライン１
８と噛合い可能な噛合スプライン３６を備えている。同
じくスプラインピース３４にはテーパコーン部３８が一
体に形成されている。そしてこのテーパコーン部３８の
外周には、シンクロナイザリング４０が組付けられてい
る。このシンクロナイザリング４０は、外周のアウタリ
ング４０Ａと内周のインナリング４０Ｃとの間にミドル
リング４０Ｂを介在させた三層タイプのもので、アウタ
リング４０Ａはその外周に同期スプライン４２を備えて
いる。なおこのシンクロナイザリング４０は、その回転
方向に関してアウタリング４０Ａとインナリング４０Ｃ
とが互いに係合しており、ミドルリング４０Ｂは前記ス
プラインピース３４に係合している。これによりアウタ
リング４０Ａ及びインナリング４０Ｃと、ミドルリング
４０Ｂ及びテーパコーン部３８との間で滑り摩擦を生じ
させることができ、このときの摩擦抵抗で後述する同期
作用が果たされる。

【００１０】図１に前記シフトスプライン１８、噛合ス
プライン３６及び同期スプライン４２の配置図が示され
ている。この図１から明らかなように、シフトスプライ
ン１８のピッチは噛合スプライン３６のピッチの二倍に
設定されている。つまりシフトスプライン１８の歯は、
噛合スプライン３６の歯に対して一歯おきに欠歯となっ
ている。また各シフトスプライン１８は、それぞれの端
部に形成された噛合用チャンファ１９と、この噛合用チ
ャンファ１９から退いた箇所の両側に形成された同期用
チャンファ２０とを有する。そして噛合用チャンファ１
９は噛合スプライン３６のチャンファ３７に、かつ同期
用チャンファ２０は同期スプライン４２のチャンファ４
３にそれぞれ対応した形状となっている。このように同
期用チャンファ２０を噛合用チャンファ１９とは別に設
けたことで、これらのチャンファ１９，２０、噛合スプ
ライン３６及び同期スプライン４２の各チャンファ３７
，４３の設計の自由度が高くなる。なぜなら各チャンフ
ァの形状や諸元を噛合用、同期用のそれぞれの機能に基
づいて個別に選定できるからである。なおシフトスプラ
イン１８、噛合スプライン３６及び同期スプライン４２
のモジュールについても同様の理由によってその自由度
が高まる。

【００１０】次に前記構成の同期噛合装置のシフト操作
について説明する。図２〜図５にシフトの過程が図１と
ほぼ同様のスプライン配置図で示されている。そこでシ
フト操作により前記ハブスリーブ１６を変速ギヤ３０に
向けてスライドさせると、そのシフトスプライン１８が
図１及び図２のニュートラル状態から噛合スプライン３
６に向けて移動する。これにより図３で示されているよ
うにシフトスプライン１８の同期用チャンファ２０が同
期スプライン４２のチャンファ４３に接触し、前記シン
クロナイザリング４０をシフト方向へ押す。この結果、
シンクロナイザリング４０と前記スプラインピース３４
のテーパコーン部３８との間で前述した摩擦抵抗が生じ
、この摩擦抵抗によって出力軸１１と変速ギヤ３０との
回転数を同期させる作用が開始される。このとき、シフ
トスプライン１８の噛合用チャンファ１９は噛合スプラ
イン３６のチャンファ３７に近づいているが、まだ噛合
いは開始されていない。

【００１１】前記同期作用が終了すると、シフトスプラ
イン１８の移動に伴って同期用チャンファ２０と同期ス
プライン４２のチャンファ４３との間で滑りが生じ、シ
フトスプライン１８は同期スプライン４２を押し分けて
進み、図４の滑り終了位置に達する。この直後にシフト
スプライン１８と噛合スプライン３６との噛合いが開始
される。このため同期作用の終了から噛合い開始までの
間において、再び出力軸１１と変速ギヤ３０との回転数
に差が生じることがなく、もって前述した「二段入り現
象」が回避される。そしてシフトスプライン１８と噛合
スプライン３６との噛合いが開始された後は、シフトス
プライン１８がさらに移動して噛合スプライン３６の間
に進入し、図５の噛合い終了状態となる。この噛合い終
了状態においては、図５で示されているようにシフトス
プライン１８の前記同期用チャンファ２０が噛合スプラ
イン３６のチャンファ３７に接触している。これにより
前記ハブスリーブ１６のシフト動作終了後の停止位置が
決定され、いわゆるシフトストッパー機能が果たされる
。

【００１２】なお一般的なシフトストッパーの形式には
、前にも触れたようにスプラインピースの端部にその噛
合スプラインよりも大径となるように形成された突起部
でハブスリーブを受け止めるタイプ（ピースストッパー
タイプ）と、フォークシャフトの軸上に形成された大径
部などを変速機ケースの壁で受け止めるタイプ（ケース
ストッパータイプ）とがある。ピースストッパータイプ
は前記突起部の分だけ同期噛合装置の軸長が大きくなり
、ケースストッパータイプはシフトフォークの撓みなど
が原因となってストッパー位置にばらつきが生じる。 そして一般的な噛合装置では本実施例も含めて、前記シ
フトスプライン１８及び噛合スプライン３６のそれぞれ
の歯面が、ギヤ抜け防止のためのテーパ面となっている
。このテーパ面の機能により、例えば図５の噛合い終了
状態においてはシフトスプライン１８を常にシフト方向
に引き込む力が発生している。シフトストッパーの一つ
の機能としては、この引き込み力に対してハブスリーブ
１６を正規のストッパー位置に保持することであるが、
前記ケースストッパータイプではハブスリーブがシフト
方向へ余分に引き込まれることがある。この結果は図６
に示されているハブスリーブ１６の環状溝２２の一側面
がシフトフォーク２４の爪部に押し付けられ、この爪部
の異常摩耗を招くこととなる。このような実情に対して
本実施例では、ピースストッパータイプの長所を生かし
つつ、その短所である軸長の増加が解消される。

【００１３】また前記の同期作用時には、すでに説明し
たようにシフトスプライン１８の同期用チャンファ２０
を同期スプライン４２のチャンファ４３に接触させる必
要があるが、この接触は予め決められているチャンファ
同士となるようにインデックス機能によって選定される
。このインデックス機能は、ボルグワーナタイプの同期
噛合装置においては、クラッチハブ側に組付けられたシ
フティングキーと、シンクロナイザリングに形成されて
シフティングキーの端部が係合するキー溝との関係によ
って得られる。これに対し本実施例では、ハブスリーブ
１６の各シフトスプライン１８の間にシンクロナイザリ
ング４０の同期スプライン４２が配置されているため、
これらのスプライン１８，４２の回転方向に関する間隔
の設定次第で前記インデックス機能が得られる。したが
ってシンクロナイザリング４０のアウタリング４０Ａに
キー溝を形成する必要がなく、その剛性が高くなって前
記の同期作用がより安定する。しかもインデックス機能
がハブスリーブ１６とシンクロナイザリング４０との間
で直接的に果たされるため、一定のインデックス精度を
保持する場合には加工精度を下げることが可能となり、
前記キー溝の廃止とも相まってコストの低減が図られる
。

【００１４】前記インデックス機能に関しては、さらに
シフトロックの問題がある。すなわちインデックス機能
によりシンクロナイザリング４０がハブスリーブ１６に
対して相対的に回転させられる方向と、同期作用の終了
後にシフトスプライン１８が同期スプライン４２を押し
分けて進むときのシンクロナイザリング４０の回転方向
とが同一になると、シフト不能に陥ってシフトロック状
態となる。この現象は例えば従来の噛合装置の同期作用
時を表した図８において、シフトスプライン５８と噛合
スプライン７６とが図面とは逆のチャンファ同士で接触
した場合に発生する。そこでこれまでの噛合装置におい
ても、各スプラインにおけるチャンファの寸法精度、あ
るいは相互間のクリアランスの精度等を管理して予め設
定されたチャンファ同士が接触するように設計されてい
る。しかしながら長期間の使用に伴う各部の摩耗や変形
を考慮した場合、シフトロックの問題を全く無視するこ
とはできない。この問題に関しても本実施例では、前記
シフトスプライン１８の側面に同期用チャンファ２０が
形成されていることから、各部の摩耗や変形を考えても
必ず予定されたチャンファ同士を接触させることが可能
となり、シフトロックの問題が解消される。

【００１５】以上、本発明の一実施例を図面にしたがっ
て説明したが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、種々の実施態様が含まれている。例えば前記ハ
ブスリーブ１６のシフトスプライン１８のピッチは、噛
合スプライン３６のピッチの二倍に設定されているが、
二倍以上であれば同期噛合装置としての機能を損なわな
い範囲で任意に選定できる。

【００１６】

【発明の効果】このように本発明は、ハブスリーブのシ
フトスプラインの加工が簡素化されて制作コストの低減
が図られるとともに、同期噛合装置の軸長を増やすこと
なくシフトストッパー位置が確実に決定され、ギヤ抜け
防止機能に伴うシフトフォークの摩耗の減少などが図ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同期噛合装置におけるニュートラル状態の各ス
プラインの配置図である。

【図２】図１を簡略化した各スプラインの配置図である
。

【図３】同期作用時の各スプラインを図２と対応させて
表した配置図である。

【図４】滑り終了時の各スプラインを図２と対応させて
表した配置図である。

【図５】噛合い終了時の各スプラインを図２と対応させ
て表した配置図である。

【図６】同期噛合装置の断面図である。

【図７】従来の同期噛合装置におけるニュートラル状態
を表した各スプラインの配置図である。

【図８】従来の同期噛合装置における同期作用時の各ス
プラインの配置図である。

【図９】従来の同期噛合装置における滑り終了時の各ス
プラインの配置図である。

【図１０】従来の同期噛合装置における噛合い開始時の
各スプラインの配置図である。

【図１１】従来の同期噛合装置における噛合い終了時の
各スプラインの配置図である。

【符号の説明】

１６　　ハブスリーブ １８　　シフトスプライン １９　　噛合用チャンファ ２０　　同期用チャンファ ３０　　変速ギヤ ３６　　噛合スプライン ３７　　チャンファ ４０　　シンクロナイザリング ４２　　同期スプライン ４３　　チャンファ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シフト操作によってハブスリーブを変
   速ギヤ側へスライドさせることにより、シンクロナイザ
   リングを通じてハブスリーブ側と変速ギヤ側との相互の
   回転数を同期させた後、前記ハブスリーブ内周のシフト
   スプラインが前記シンクロナイザリング外周の同期スプ
   ラインを通過して変速ギヤ側の噛合スプラインに噛合っ
   てシフトが完了する同期噛合装置において、前記ハブス
   リーブのシフトスプラインのピッチが前記変速ギヤ側の
   噛合スプラインのピッチの二倍以上に設定されていると
   ともに、このシフトスプラインは前記噛合スプラインの
   チャンファに対応した形状の噛合用チャンファと、これ
   とは別に形成されて前記同期作用時にシンクロナイザリ
   ングの同期スプラインのチャンファに接触する同期用チ
   ャンファとを一体に備え、しかもこの同期用チャンファ
   は、前記噛合スプラインに対する前記シフトスプライン
   の噛合い終了後においてこの噛合スプラインのチャンフ
   ァに接触するように設定されていることを特徴とした同
   期噛合装置。