JPH0744828Y2 - 同期噛合装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は手動変速機の変速操作を円滑にするためのボル
グワーナ式の同期噛合装置に関する。更に詳しくはダブ
ルコーンシンクロの同期噛合装置に関するものである。

［従来の技術］ この種の同期噛合装置として、第８図に示すように変速
機の主軸１にクラッチハブ２をスプライン嵌合し、この
クラッチハブ２の外周に形成された溝にシンクロナイザ
キー2aを摺動可能に組込み、このクラッチハブ２に隣接
するシンクロナイザリング５の内側にアウタコーン６及
びインナコーン７を配設し、アウタコーン６の複数の突
起6aを主軸１に回転可能に嵌合された入力ギヤ９と一体
的に回転するクラッチギヤ８の係合溝8aに係合させたも
のが知られている。

このダブルコーンシンクロは、リング５とアウタコーン
６との間の第１同期接触面及びアウタコーン６とインナ
コーン７との間の第２同期接触面の２つの同期接触面を
有するため、同期操作力が低減される特長を有する。

このダブルコーンシンクロ機構は同期した後でシフタス
リーブ４のスプラインチャンファがシンクロナイザリン
グ５のスプラインチャンファを滑動するときに、アウ
タコーン６とインナコーン７との間で回転方向の滑りを
必要とする。更にスリーブ４が進み、このスプラインチ
ャンファがクラッチギヤ８のスプラインチャンファを滑
動するときに、アウタコーン６とシンクロナイザリン
グ５との間で、またアウタコーン６とインナコーン７
との間で、それぞれ回転方向の滑りを必要とする。

本出願人は、ダブルコーンシンクロ機構において上記
及びの回転方向の滑りが生じるように、変速機の主軸
１にスプライン嵌合されたインナコーンブッシュ３に対
してインナコーン７が回転方向に遊びをもって嵌合され
た変速機の同期噛合装置を実用新案登録出願した（実願
平1-43340）。上記及びの回転方向の滑りによっ
て、アウタコーンのテーパ面とインナコーンのコーン面
とを引き剥がすことなく、かき分けが行われるため、同
期後のシフタスリーブのシンクロナイザリングに対する
かき分け操作力を低減させることができる。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、従来のアウタコーン６は第９図に示すように突
起6aの両側面6bが係合溝8aの両側壁8bに係合することに
よってその回転方向（Ｘ方向）で位置決めされていて、
この係合溝8aの幅と突起6aの幅との差はクラッチギヤの
ギヤピッチの1/8未満に設定されているに過ぎないた
め、シフタスリーブがシンクロナイザリングをかき分
け、更にクラッチギヤをかき分けて、シフタスリーブの
外周歯がクラッチギヤに入っていくときに、必ずアウタ
コーンのコーン面とシンクロナイザリングのテーパ面と
の引き剥がしを伴う。この引き剥がしには大きなシフト
操作力を要するため、更にシフト操作力の軽減が望まれ
ていた。

本考案の目的は、シフト操作力のうちシフタスリーブが
シンクロナイザリングをかき分けるときの操作力を軽減
できるのに加えて、シフト操作力のうちシフタスリーブ
がクラッチギヤをかき分けるときの操作力を、アウタコ
ーンのテーパ面とインナコーンのコーン面及びアウタコ
ーンのコーン面とシンクロナイザリングのテーパ面との
引き剥がし頻度又は引き剥がし量を減少することにより
軽減できる同期噛合装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本考案の構成を、実施例に対
応する第１図及び第２図に基づいて説明する。

本考案は、主軸10にスプライン嵌合されたクラッチハブ
13と、シフタスリーブ16移動時にハブ13と一体的に回転
し、内周にテーパ面21aが形成されたシンクロナイザリ
ング21と、外周にリング21のテーパ面21aに対向するコ
ーン面22aと内周にテーパ面22bがそれぞれ形成され、か
つ主軸10に回転可能に嵌合された入力ギヤ12側の側面に
複数の突起22cが設けられたアウタコーン22と、入力ギ
ヤ12と一体的に回転し、突起22cの係合する係合溝28が
形成されたクラッチギヤ24と、外周にアウタコーン22の
テーパ面22bに対向するコーン面23aが形成されたインナ
コーン23とを備えた同期噛合装置の改良である。

その特徴ある構成は、主軸10とインナコーン23との間に
設けられ、主軸10にスプライン嵌合され、かつインナコ
ーン23に回転方向に遊びをもって嵌合されたインナコー
ンブッシュ14を備え、クラッチギヤ24の係合溝28の回転
方向の幅Ｔがアウタコーン22の突起22cの回転方向の幅
ｗよりクラッチギヤ24のギヤピッチの1/8以上1/2以内だ
け広く形成されたところにある。

［作用］ インナコーン23をインナコーンブッシュ14に対して回転
方向に遊びをもって嵌合し、かつクラッチギヤ24の係合
溝28の回転方向の幅Ｔをアウタコーン22の突起22cの回
転方向の幅ｗより所定量だけ広げることによって、シフ
タスリーブ16のシンクロナイザリング21のかき分け時
に、アウタコーン22のテーパ面22bとインナコーン23の
コーン面23aとを、或いはアウタコーン22のコーン面22a
とシンクロナイリング21のテーパ面21aとを引き剥がさ
なくても、シフタスリーブ16の内周歯がシンクロナイザ
リング21の外周歯に入り込める。

またスリーブ16のクラッチギヤ24のかき分け時に、アウ
タコーン22のテーパ面22bとインナコーン23のコーン面2
3aとを、或いはアウタコーン22のコーン面22aとシンク
ロナイザリング21のテーパ面21aとを引き剥がさなくと
も、或いは僅かに引き剥がすだけで、シフタスリーブ16
の内周歯がクラッチギヤ24に入り込める。この結果、シ
フト操作力のうちスリーブ16がリング21及びクラッチギ
ヤ24をかき分けるときの操作力を軽減できる。

［実施例］ 次に本考案の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第２図に示すように、変速機の主軸10には軸受11を介し
て入力ギヤ12が回転可能に嵌合される。この入力ギヤ12
は図示しないカウンタ軸のカウンタギヤに噛合する。ま
た主軸10にはクラッチハブ13とインナコーンブッシュ14
が主軸10と一体的に回転するようにスプライン嵌合され
る。

ハブ13の外周にはスプラインとキー溝（図示せず）とリ
ング係合溝13a（第４図）が形成される。このスプライ
ンにはシフタスリーブ16が主軸方向に摺動可能に嵌合
し、キー溝にはシンクロナイザキー17がやはり摺動可能
に組込まれる。このキー17の中央にはピン18が貫通し、
ピン18はスプリング19によりニュートラル時にはスリー
ブ16の内面の溝16aに押し付けられる。16bはシフトフォ
ーク（図示せず）の嵌入する外周環状溝である。シフタ
スリーブ16に隣接してシンクロナイザリング21が設けら
れ、このリング21のハブ側周縁に突設されたリングスト
ッパ21b（第４図）は前記ハブ13のリング係合溝13aに係
合する。またリング21の外周にはスリーブ16の摺動時に
スリーブ16のスプラインが噛合する歯が形成され、リン
グ21の内周にはテーパ面21aが形成される。

シンクロナイザリング21と前述したインナコーンブッシ
ュ14の間にはアウタコーン22とインナコーン23の２つの
コーンが配設される。アウタコーン22はその外周にリン
グ21のテーパ面21aに対向するコーン面22aを有し、その
内周にインナコーン23の外周のコーン面23aに対向する
テーパ面22bを有する。コーン面23a及びテーパ面22bに
は湿式摩擦ライニング材、例えばフェノール樹脂、摩擦
紙のような材質の摩擦材29がそれぞれ貼着される。

第３図に詳しく示すように、インナコーン23はインナコ
ーンブッシュ14に対して回転方向に遊びをもって嵌合さ
れる。すなわちインナコーンブッシュ14の外周にはイン
ナコーン23が嵌合され、このインナコーン23の内周には
凹溝26が軸方向に設けられる。この例では４箇所の凹溝
26が等間隔に設けられる。これらの凹溝26はインナコー
ン23がインナコーンブッシュ14に対して回転方向の遊び
を有するようにインナコーン23の回転方向に幅広に形成
される。またインナコーンブッシュ14の外周には凹溝26
の幅より小幅のピン溝14aが凹溝と同数だけ軸方向に設
けられる。凹溝26とピン溝14aに囲まれる空間にはピン
溝14aに添ってピン27が配置される。

第２図に戻って、アウタコーン22の入力ギヤ側の側面に
は複数の突起22cが設けられる。この例では、第１図に
示すように３個の突起22cが等間隔にアウタコーン22の
側面に設けられ、これらの突起22cは入力ギヤ12に噛合
するクラッチギヤ24に形成された３個の係合溝28にそれ
ぞれ係合するようになっている。

第５図（ｃ）及び第１図に示すようにクラッチギヤ24の
ギヤピッチをＰとし、クラッチギヤの係合溝28の回転方
向の幅をＴとし、アウタコーン22の突起22cの回転方向
の幅をｗとするとき、幅Ｔが幅ｗよりギヤピッチＰの1/
8以上1/2以内だけ広く形成される。幅Ｔが幅ｗよりギヤ
ピッチＰの1/8未満だけしか広くしないと、従来の不具
合が生じ、また幅Ｔが幅ｗよりギヤピッチＰの1/2を越
えて広くすると、がたが大きくなり過ぎたり或いはクラ
ッチギヤ24の歯数が少なくなり過ぎて強度上の問題が生
じる。

この例ではクラッチギヤ24のギヤピッチＰは8.10mmであ
って、幅Ｔが幅ｗより1/2、すなわち4.05mmだけ広い。
また第４図（ａ）に示すようにハブ13のリング係合溝13
aの幅ｆは16.0mmであって、シンクロナイザリング21の
リングストッパ21bの幅ｇは10.7mmである。また第６図
（ａ）に示すようにピン27の直径Ｄは5.0mmであって、
インナコーン23の凹溝26の幅ｈは11.8mmである。更に第
１図に示すようにアウタコーン22の突起22cとクラッチ
ギヤ２の係合溝28とのラジアル方向（Ｙ方向）の間隔ｄ
はアウタコーン22の位置決めを行うために0.26〜0.53mm
の範囲内に設定される。また係合溝28の溝底部28a断面
が円弧状に形成され、これに係合する突起22cの内面が
溝底部28aの円弧と同心の円弧状に形成される。

次にこのような構成の同期噛合装置の動作を第２図及び
第４図〜第７図に基づいて説明する。

（ａ）第１段階（第４図（ａ）〜第７図（ａ）） 先ず、図示しないシフトフォークによりシフタスリーブ
16を矢印Ａ方向（第２図）にシフトすると、キー17もス
リーブ16とともに移動してシンクロナイザリング21を押
すため、リング21のテーパ面21aが的確にアウタコーン2
2のコーン面22aと摩擦接触する。リング21はアウタコー
ン22の回転に引き摺られて回転し、そのリングストッパ
21bがハブ13のリング係合溝13aに係止する。これにより
シフタスリーブ16とシンクロナイザリング21は所定の僅
かなずれ（第５図（ａ））をもって、即ち常に同一位相
でそれぞれのスプラインチャンファ同士が相対する。同
時にアウタコーン22のテーパ面22bがインナコーン23の
コーン面23aと的確に摩擦接触し、インナコーン23がア
ウタコーン22の回転に引き摺られてインナコーンブッシ
ュ14に対して相対的に回転し始める。

（ｂ）第２段階（第４図（ｂ）〜第７図（ｂ）） 続いてシフタスリーブ16を矢印Ａ方向にシフトすると、
シフタスリーブ４のスプラインチャンファがシンクロナ
イザリング５のスプラインチャンファを強く押し、同期
が始まる。

このときピン27はインナコーン23の凹溝26の一方の端縁
に位置し（第６図（ｂ））、アウタコーン22の突起22c
はクラッチギヤ24の係合溝28の他方の端縁に位置する。

（ｃ）第３段階（第４図（ｃ）〜第７図（ｃ）） 同期が完了した後、更にシフトするとシフタスリーブ16
はシンクロナイザリング21をかき分けて前進する。これ
によりリング21は2.65mm（幅ｆ−幅ｇ）/2）だけ変位
し、同時にインナコーン23はブッシュ14に対して上記か
き分け量（2.65mm）だけ相対的に変位し（ピン27がイン
ナコーン23の凹溝26の一方の端縁から他方の端縁側に2.
65mm離れて位置する。）、かき分けが完了する。このか
き分け時には、アウタコーン22のテーパ面22bとインナ
コーン23のコーン面23aとが、或いはアウタコーン22の
コーン面22aとシンクロナイザリング21のテーパ面21aと
が引き剥がされないので、シフト操作力のうち上記かき
分け時の操作力は極めて小さい。

第５図（ｃ）では次の説明を容易にするために、かき分
け完了時にシフタスリーブ16のスプラインチャンファの
中心がクラッチギヤ24のスプラインチャンファの中心に
相対した場合を示す。

（ｄ）第４段階（第４図（ｄ）〜第７図（ｄ−２）） 更に続いてシフトして、スリーブ16が第５図（ｃ）の状
態からクラッチギヤ24をかき分けてクラッチギヤ24の外
周歯に噛合した場合には、スリーブ16はシンクロナイザ
リング21をギヤピッチＰの1/2の4.05mmだけクラッチギ
ヤ24に対して相対的に変位させる。

ここで、第５図（ｃ）の破線矢印Ｃに示すようにスリー
ブ16が前進して第５図（d-2）に至った場合には、アウ
タコーン22の突起22cがクラッチギヤ24の係合溝28内の
隙間（Ｔ−ｗ＝4.05mm）を移動し得る範囲である（第７
図（d-2））ため、シンクロナイザリング21はアウタコ
ーン22及びインナコーン23と一体的に、言換えればアウ
タコーン22のコーン面及びテーパ面がそれぞれリング21
のテーパ面及びインナコーン23のコーン面から引き剥が
されることなく、スリーブ16がリング21とクラッチギヤ
24に噛合する。この結果、かき分け操作は殆ど抵抗力な
しで行うことができる。

また、ここで第５図（ｃ）の破線矢印Ｂに示すようにス
リーブ16が前進して第５図（d-1）に至った場合には、
インナコーン23が第３段階で変位した量（2.65mm）だけ
逆転してインナコーン23の凹溝26の一方の端縁がピン27
に当接するまでは、アウタコーン22のコーン面とリング
21のテーパ面だけが引き剥がされ、上記逆転後、アウタ
コーン22のコーン面及びテーパ面がそれぞれリング21の
テーパ面及びインナコーン23のコーン面から引き剥がさ
れて、スリーブ16がリング21とクラッチギヤ24に噛合す
る。この結果、逆転変位までの間のかき分け操作を軽減
することができる。

なお、上記例ではクラッチギヤの係合溝28の回転方向の
幅Ｔがアウタコーン22の突起22cの回転方向の幅ｗより
ギヤピッチＰの1/2としたが、ギヤピッチＰの1/2以下で
あって1/8以上であれば、上記例よりその効果は高くな
いが、かき分け操作力を従来より軽減することができ
る。

［考案の効果］ 以上述べたように、従来の同期噛合装置では、シフタス
リーブがシンクロナイザリングとクラッチギヤをかき分
けて、両者に噛合するときには、必ずアウタコーンのコ
ーン面とシンクロナイザリングのテーパ面とが引き剥が
され、大きなシフト操作力を要していたものが、本考案
によれば、インナコーンをインナコーンブッシュに対し
て遊びをもたせ、かつアウタコーンの突起の幅よりクラ
ッチギヤの係合溝を所定量広くすることにより、シフタ
スリーブのシンクロナイザリングのかき分け時にアウタ
コーンのテーパ面とインナコーンのコーン面及びアウタ
コーンのコーン面とシンクロナイザリングのテーパ面と
の引き剥がすことがなく、シフタスリーブのクラッチギ
ヤのかき分け時にアウタコーンのテーパ面とインナコー
ンのコーン面及びアウタコーンのコーン面とシンクロナ
イザリングのテーパ面との引き剥がし頻度又は引き剥が
し量を減少することができる。この結果、シフト操作力
のうちシフタスリーブがシンクロナイザリング及びクラ
ッチギヤをかき分けるときの操作力を軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例同期噛合装置のアウタコーンとク
ラッチギヤとの係合を示す第２図のＩ−Ｉ線の断面図。 第２図はその軸方向断面図。 第３図は第２図のIII−III線断面図。 第４図（ａ）〜（ｄ）はそのリングストッパのリング係
合溝に対する関係をシフタスリーブのシフト量に応じて
示す要部断面図。 第５図（ａ）〜（d-2）はそのシフタスリーブの同期及
びかき分け状況をそのシフト量に応じて示す図。 第６図（ａ）〜（d-2）はそのインナコーンとインナコ
ーンブッシュとの相対変位をシフタスリーブのシフト量
に応じて示す断面図。 第７図（ａ）〜（d-2）はそのアウタコーンの突起とク
ラッチギヤとの相対変位をシフタスリーブのシフト量に
応じて示す断面図。 第８図は従来例同期噛合装置の断面図。 第９図はそのアウタコーンとクラッチギヤとの係合を示
す第８図のVIII−VIII線断面図。 10:主軸、12:入力ギヤ、13:クラッチハブ、14:インナコ
ーンブッシュ、16:シフタスリーブ、21:シンクロナイザ
リング、21a:シンクロナイザリングのテーパ面、22:ア
ウタコーン、22a:アウタコーンのコーン面、22b:アウタ
コーンのテーパ面、22c:アウタコーンの突起、23:イン
ナコーン、23a:インナコーンのコーン面、23b:インナコ
ーンのテーパ面、24:クラッチギヤ、28:クラッチギヤの
係合溝。 T:クラッチギヤの係合溝の回転方向の幅 w:アウタコーンの突起の回転方向の幅

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸（10）にスプライン嵌合されたクラッ
   チハブ（13）と、 シフタスリーブ（16）移動時に前記ハブ（13）と一体的
   に回転し、内周にテーパ面（21a）が形成されたシンク
   ロナイザリング（21）と、 外周に前記リング（21）のテーパ面（21a）に対向する
   コーン面（22a）と内周にテーパ面（22b）がそれぞれ形
   成され、かつ前記主軸（10）に回転可能に嵌合された入
   力ギヤ（12）側の側面に複数の突起（22c）が設けられ
   たアウタコーン（22）と、 前記入力ギヤ（12）と一体的に回転し、前記突起（22
   c）の係合する係合溝（28）が形成されたクラッチギヤ
   （24）と、 外周に前記アウタコーン（22）のテーパ面（22b）に対
   向するコーン面（23a）が形成されたインナコーン（2
   3）と を備えた同期噛合装置において、 前記主軸（10）と前記インナコーン（23）との間に設け
   られ、前記主軸（10）にスプライン嵌合され、かつ前記
   インナコーン（23）に回転方向に遊びをもって嵌合され
   たインナコーンブッシュ（14）を備え、 前記クラッチギヤ（24）の係合溝（28）の回転方向の幅
   （Ｔ）が前記アウタコーン（22）の突起（22c）の回転
   方向の幅（ｗ）より前記クラッチギヤ（24）のギヤピッ
   チの1/8以上1/2以内だけ広く形成されたことを特徴とす
   る同期噛合装置。