JPH0613385Y2 - 歯車変速機の同期装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車等の手動による歯車変速機に、円滑な
変速を可能とするため用いられる歯車変速機の同期装置
に関する。

（従来の技術） 従来、歯車変速機の同期装置としては、例えば、「自動
車工学全書９巻動力伝達装置」（昭和５５年１１月
（株）山海堂発行）の第６５ページ〜第６７ページに記
載されているような装置が知られている。

この従来装置は、キー式同期装置であって、第４図に示
すように、シャフトに固定され、カップリングスリーブ
１００とはスプライン結合されるクラッチハブ１０１
と、該クラッチハブ１０１の周上に軸方向移動可能に内
挿されるインサートキー１０２と、前記クラッチハブ１
０１のスプライン部の内側にクラッチハブ１０１とは同
心に配置されるシンクロナイザリング１０３とを備えた
もので、前記クラッチハブ１０１とシンクロナイザリン
グ１０３との位置決めは、シンクロナイザリング１０３
の外周位置に形成した凹部１０３ａと、クラッチハブ１
０１のキー溝１０１ａに設けられ前記凹部１０３ａに突
出するインサートキー１０２とによって行なわれてい
た。

尚、図中αはクラッチハブ１０１とシンクロナイザリン
グ１０３とがシフト操作開始からインデックス状態に移
行する時やボーク状態から同期状態に移行する時の相対
回転を許す相対回転角で、インサートキー１０２と凹部
１０３ａとの周方向隙間ｔにより得ている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、位置決
め機構がインサートキー１０２とシンクロナイザリング
１０３の外周の凹部１０３ａとによる機構であったた
め、以下に述べるような問題点があった。

インサートキー１０２は凹部１０３ａから外れないよ
うにインサートキー１０２と凹部１０３ａとの引掛寸法
Ｌを所定値以上確保する必要があり、凹部１０３ａの径
方向深さが大きくなるため、シンクロ径φｄを大きくと
れない。

インデックス状態やボーク状態の時には、第５図に示
すように、インサートキー１０２がシンクロナイザリン
グ１０３からトルクＴを受けることになり、キー溝１０
１ａを移動するインサートキー１０２にこじり抵抗や摩
擦抵抗がかかる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上述のような問題点を解決することを目的と
し、この目的達成のために本考案では、シャフトに固定
され、カップリングスリーブとがスプライン結合される
クラッチハブと、該クラッチハブの周上に軸方向移動可
能に内挿されるインサートキーと、前記クラッチハブの
スプライン部の内側にクラッチハブとは同心に配置され
るシンクロナイザリングと、前記クラッチハブとシンク
ロナイザリングとの周方向位置決め機構と、を備えた歯
車変速機の同期装置において、前記周方向位置決め機構
を、前記クラッチハブのハブスプラインの内側位置であ
って、前記シンクロナイザリングと重なり合う部分でイ
ンサートキーの周方向両側部分に形成された一対の位置
決め凹部と、該一対の位置決め凹部に収まる位置のシン
クロナイザリング側に形成された一対の位置決め凸部と
によって構成され、かつ、前記位置決め凹部と位置決め
凸部の周方向幅の差は、クラッチハブとシンクロナイザ
リングとの相対回転角を許容する間隔に割り出し加工誤
差を吸収する隙間を加えた間隔に設定されていることを
特徴とする手段とした。

（作用） 従って、本考案の歯車変速機の同期装置では、上述のよ
うに、周方向位置決め機構を、クラッチハブの位置決め
凹部とシンクロナイザリングの位置決め凸部とによる構
成としたため、インサートキーとは無関係にクラッチハ
ブとシンクロナイザリングとの周方向の位置決めがなさ
れ、シンクロナイザリングのシンクロ径の拡大とインサ
ートキーの移動抵抗軽減とが図られる。

また、位置決め凹部をクラッチハブのハブスプラインの
内側位置に形成したため、位置決め凹部の外周にスプラ
イン部が残り、この残ったスプライン部を含めて荷重分
担がなされることで、クラッチハブのスプライン強度が
高まる。

さらに、位置決め凹部と位置決め凸部の周方向幅の差
を、クラッチハブとシンクロナイザリングとの相対回転
角を許容する間隔に割り出し加工誤差を吸収する隙間を
加えた間隔に設定したため、位置決め凹部と位置決め凸
部の割り出し加工時に誤差を許さない高い加工精度が要
求されず、加工工数及び加工コストの低減が図られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により説明する。尚、この
実施例を述べるにあたって、自動車用歯車変速機のキー
式同期装置を例にとる。

まず、実施例の構成を説明する。

実施例のキー式同期装置Ａは、同期側のアウトプットシ
ャフト１と被同期側のドリブンギヤ２との間に設けられ
る装置で、第１図及び第２図に示すように、クラッチハ
ブ３、カップリングスリーブ４、インサートキー５、キ
ースプリング６、シンクロナイザリング７、クラッチギ
ヤ８を主要な構成としている。

前記アウトプットシャフト１は、２つの段部を設けるこ
とによって大径部と中径部と小径部とが形成され、この
中径部には、ニードルベアリング１０を介して被同期側
部材であるドリブンギヤ２が回転可能に支持され、小径
部には、クラッチハブ３がスプライン結合されている。

尚、前記ドリブンギヤ２には図外のインプットシャフト
側ギヤが噛合され、このドリブンギヤ２と前記クラッチ
ハブ３の軸方向移動はカラー１１によって制限されてい
る。

前記クラッチハブ３は、前記アウトプットシャフト１と
は一体に回転する部材で、このクラッチハブ３の外周に
はハブスプライン３１が形成されていると共に、外周の
１２０度の等間隔位置にはキー溝３２が形成されてい
る。

前記カップリングスリーブ４は、シフトフォークのフォ
ーク部分が係合され、シフト操作によって軸方向へ移動
可能な部材で、このカップリングスリーブ４の内面側に
は、前記ハブスプライン３１に係合されるスリーブスプ
ライン４１が形成され、外面側には図外のシフトフォー
クと係合する環状溝４２が形成されている。

尚、前記スリーブスプライン４１の前記キー溝３２と対
応する位置には、インサートキー５のキー凸部５１と係
合するスプライン凹部４１ａが形成され、また、スリー
ブスプライン４１の両側部には面取りによるチャンファ
４１ｂが形成され、また、スリーブスプライン４１には
噛合ストロークを制限するストッパ部４１ｃが形成され
ている。

前記インサートキー５は、前記カップリングスリーブ４
の軸方移動に伴なって移動し、前記シンクロナイザリン
グ７を押す部材で、前記クラッチハブ３のキー溝３２に
内挿され、径方向外側には環状のキースプリング６，６
によって付勢され、前記キー凸部５１とスプライン凹部
４１ａとの付勢係合が保たれている。

尚、このインサートキー５の端部は、前記シンクロナイ
ザリング７の凹部７１の位置に配置されている。

前記シンクロナイザリング７は、前記クラッチハブ３の
ハブスプライン３１の内側にクラッチハブ３とは同心に
配置された同期部材で、このシンクロナイザリング７の
内面側には、テーパ摩擦面７２が形成され、外周側に
は、リングスプライン７３が形成されている。

尚、前記リングスプライン７３には、前記カップリング
スリーブ４側のチャンファ４１ｂ，４１ｂと対向するチ
ャンファ７３ａが形成されている。

前記クラッチギヤ８は、前記ドリブンギヤ２とスプライ
ン結合されてドリブンギヤ２と共に一体回転する部材
で、このクラッチギヤ８には、前記シンクロナイザリン
グ７のテーパ摩擦面７２と接触するテーパ摩擦面８１が
形成されていると共に、外周部にはギヤスプライン８２
が形成されている。

尚、このギヤスプライン８２には前記チャンファ４１ｂ
と対向するチャンファ８２ａが形成されている。

実施例の周方向位置決め機構は、第３図に示すように、
前記クラッチハブ３のハブスプライン３１の内側位置で
あって、シンクロナイザリング７と重なり合う部分でイ
ンサートキー５の周方向両側部分に形成された一対の位
置決め凹部３３，３４と、該一対の位置決め凹部３３，
３４に収まる位置のシンクロナイザリング７側に形成さ
れた一対の位置決め凸部７４，７５とによって構成され
ている。

尚、前記位置決め凹部３３，３４の周方向幅を位置決め
凸部７４，７５の周方向幅より大きくすることで、クラ
ッチハブ３とシンクロナイザリング７との相対回転角α
を得るようにしている。

また、前記一対の位置決め凸部７４，７５との間に、広
い間隔による凹部７１が形成され、この凹部７１により
形成される空間位置にクラッチハブ３のキー溝３２に内
挿されたインサートキー５が配置される。

また、前記位置決め凹部３４と位置決め凸部７５との間
には、割り出し加工時に加工誤差を吸収するため隙間ｓ
をもたせて形成されている。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）中立状態 ドリブンギヤ２に回転トルクが伝達されると、ドリブン
ギヤ２の回転に伴なって、これにスプライン結合された
クラッチギヤ８が一体的に回転する。

しかし、カップリングスリーブ４が、第１図に示す位置
にあり、クラッチギヤ８とシンクロナイザリング７との
テーパ摩擦面７２，８１に摩擦力が発生しない状態で
は、ドリブンギヤ２の回転トルクはアウトプットシャフ
ト１に伝達されない。

（ロ）シフト操作開始状態 この中立状態から、カップリングスリーブ４をシフト操
作により図面右方向に移動させると、カップリングスリ
ーブ４の移動に伴なってインサートキー５も移動し、イ
ンサートキー５の端面がシンクロナイザリング７の凹部
７１の端面に接触して押し、クラッチギヤ８とシンクロ
ナイザリング７との間隔を狭める。

（ハ）インデックス状態 さらに、カップリングスリーブ４が移動すると、シンク
ロナイザリング７を押圧し、シンクロナイザリング７の
テーパ摩擦面７２はクラッチギヤ８のテーパ摩擦面８１
に接触する。

また、シンクロナイザリング７とクラッチギヤ８との間
には、相対回転があるため、相対回転角α分だけシンク
ロナイザリング７が回転し、カップリングスリーブ４の
チャンファ４１ｂとシンクロナイザリング７のチャンフ
ァ７３ａは相対する位置となる。この状態をインデック
ス状態という。

（ニ）ボーク状態 さらに、カップリングスリーブ４が移動しようとする
と、カップリングスリーブ４とシンクロナイザリング７
のチャンファ４１ｂ，７３ａ同士が接触し、カップリン
グスリーブ４の動きは阻止され、この時のカップリング
スリーブ４の押圧力はシンクロナイザリング７を押す力
となり、両テーパ摩擦面７２，８１間に摩擦トルクが発
生して同期が行なわれる。

（ホ）変速完了状態 前述の同期が完了すると、摩擦トルクが消滅し、カップ
リングスリーブ４の阻止力も解除され、カップリングス
リーブ４は移動可能となり、シンクロナイザリング７を
押し分け、ギヤスプライン８２に噛み合い変速が終了す
る。

以上説明してきたように、実施例のキー式同期装置Ａに
あっては、周方向位置決め機構が、クラッチハブ３側の
一対の位置決め凹部３３，３４とシンクロナイザリング
７側の一対の位置決め凸部７４，７５による機構であ
り、インサートキー５とは無関係に位置決めがなされる
構成であるため、インサートキー５が配置される凹部７
１の深さを、従来のように十分に確保する必要がなく、
同じ外径をもつ従来のシンクロナイザリングよりシンク
ロ径φＤ（＞φｄ）を大きくすることができる。

また、実施例では、シンクロナイザリング７とは周方向
の接触がない凹部７１にインサートキー５を配置してい
るため、このインサートキー５に対しシンクロナイザリ
ング７からのトルクがかからず、インサートキー５の移
動抵抗の軽減を図ることができる。

そして、シンクロ径φＤの拡大とインサートキー５の移
動抵抗の軽減との両者により、シフト操作力の大幅な低
減が達成される。

以上、本考案の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本考
案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があつて
も本考案に含まれる。

例えば、実施例ではシングルコーンのキー式同期装置を
示したが、ダブルコーンタイプの同期装置等にも適用で
きる。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案の歯車変速機の同期装
置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

周方向位置決め機構を、クラッチハブの位置決め凹部
とシンクロナイザリングの位置決め凸部とによる構成と
したため、インサートキーとは無関係に周方向の位置決
めがなされ、シンクロナイザリングのシンクロ径の拡大
とインサートキーの移動抵抗軽減とを図ることができ
る。

位置決め凹部をクラッチハブのハブスプラインの内側
位置に形成したため、位置決め凹部の外周にスプライン
部が残り、クラッチハブのスプライン強度を高めること
ができる。

位置決め凹部と位置決め凸部の周方向幅の差を、クラ
ッチハブとシンクロナイザリングとの相対回転角を許容
する間隔に割り出し加工誤差を吸収する隙間を加えた間
隔に設定したため、位置決め凹部と位置決め凸部の割り
出し加工時に高い加工精度が要求されず、加工工数及び
加工コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の歯車変速機の同期装置を示す軸方向断
面図、第２図は実施例装置の軸直交方向断面図、第３図
は実施例装置の要部拡大図、第４図は従来の歯車変速機
の同期装置を示す軸直交方向断面図、第５図は従来装置
の要部を示す平面図である。 １…アウトプットシャフト（シャフト） ３…クラッチハブ ３１…ハブスプライン ３３，３４…位置決め凹部 ４…カップリングスリーブ ５…インサートキー ７…シンクロナイザリング ７４，７５…位置決め凸部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シャフトに固定され、カップリングスリー
   ブとがスプライン結合されるクラッチハブと、該クラッ
   チハブの周上に軸方向移動可能に内挿されるインサート
   キーと、前記クラッチハブのスプライン部の内側にクラ
   ッチハブとは同心に配置されるシンクロナイザリング
   と、前記クラッチハブとシンクロナイザリングとの周方
   向位置決め機構と、を備えた歯車変速機の同期装置にお
   いて、 前記周方向位置決め機構を、前記クラッチハブのハブス
   プラインの内側位置であって、前記シンクロナイザリン
   グと重なり合う部分でインサートキーの周方向両側部分
   に形成された一対の位置決め凹部と、該一対の位置決め
   凹部に収まる位置のシンクロナイザリング側に形成され
   た一対の位置決め凸部とによって構成され、かつ、前記
   位置決め凹部と位置決め凸部の周方向幅の差は、クラッ
   チハブとシンクロナイザリングとの相対回転角を許容す
   る間隔に割り出し加工誤差を吸収する隙間を加えた間隔
   に設定されていることを特徴とする歯車変速機の同期装
   置。