JPS6252241A - 歯車変速機の同期装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、歯車変速機に用いられる同期装置の改良に
関する。

〔従来の技術〕

従来の歯車変速機の同期装置としては、例えば特公昭４
６−１７６４２号公報に記載されているようなものがあ
る。

それは、回転軸にスプライン結合されたハブと、このハ
ブに回転方向へ一体且つ軸方向へ移動可能に支持された
スリーブと、回転軸に回転自在に支持されたギヤと、こ
のギヤの内側に設けた内部スプラインに噛合するギヤス
プラインを設けたクラッチギヤと、このクラッチギヤの
テーパコーン部に外嵌され且つリングスプラインを設け
たシンクロメツシュリングと、前記ギヤとクラッチギヤ
との間に摩擦係合可能に介在したコーンリングと、を備
え、前記コーンリングに設けた複数の凸部を前記ハブに
設けた複数の四部に各係合してコーンリングとハブとを
回転方向に一体とすることにより、使用部品の外形や直
径等を増加することな〈従来装置に比して摩擦面積を大
幅に大きくし、伝達トルクの容量を増加するようにして
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の変速機の同期装置にあ
っては、ハブに設けた凹部とこれに係合するコーンリン
グに設けた凸部との回転方向の互いの接触面が軸方向と
平行に展開するよう形成されていたため、同期操作時、
３個所ある円錐摩擦面に作用する力が人の操作力による
もののみであって増幅されることがなかったことから、
伝達トルクの容量を十分に大きくすることができないと
いう問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、同期側部材に対して回転方向へは一体を
なし且つ軸方向へは移動可能に支持されたスリーブと被
同期側部材に回転方向へ一体に支持されたクラッチギヤ
との間に、互いに同心に配置され且つ一方の部材に設け
た凸部と他方の部材に設けた四部とを係合させることに
より回転方向へ一体をなし且つ前記同期側部材の回転に
連動するシンクロアウタリング及びシンクロインナリン
グを介在させた歯車変速機の同期装置において、前記シ
ンクロアウタリングと前記シンクロインナリングとの間
に、前記クラッチギヤと回転方向へ一体をなすコーンリ
ングを前記シンクロアウタリング及びシンクロインナリ
ングとそれぞれ摩擦係合可能に介在させると共に、前記
凸部及び前記凹部間の前記回転方向に対向する互いの接
触面を、伝達トルクの大きさに応じて凸部が凹部内に食
い込むよう前記回転方向に対して傾斜させることにより
、上記問題点を解決することを特徴としている。

〔作用〕

而して、この発明では、同期側部材であるハブと被同期
側部材であるギヤとを回転方向へ一体とするためスリー
ブを軸方向へ移動させると、キーがスリーブと一体に移
動してシンクロアウタリングを押圧し、これによりシン
クロアウタリング及びシンクロインナリングとコーンリ
ングとの間に摩擦トルクが発生し、このようにして同期
が行われる。そして、同期が完了すると、摩擦トルクが
消滅し且つスリーブの阻止力も解除されて該スリーブが
移動可能となり、シンクロアウタリングを押し分けてス
リーブスプラインがギヤスプラインに噛み合い、これに
より変速が終了する。このとき、シンクロアウタリング
及びシンクロインナリングに設けた凸部及び四部間の回
転方向に対向する互いに傾斜している接触面により、同
期側部材と被同期側部材との回転差に応じて凸部が凹部
内に食い込み、このようにしてシンクロアウタリング及
びシンクロインナリング間にセルフサーボ効果が働き、
従って、両リング間の結合力が増加するため、小さな操
作力であっても確実に同期させることができ、迅速且つ
容易に変速操作を行うことができる。

〔実施例〕

以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明すると、第１図に示す１が、手動変速
機の出力軸等の回転軸であり、この回転軸１は、段部を
２個所設けることによって大径部と中径部と小径部とを
形成している。回転軸１の中径部には、被同期側部材で
あるギヤ２がベアリング３を介して回転自在に外嵌支持
されていて、このギヤ２には、図示しない入力軸側のギ
ヤが噛合される。さらに、回転軸１の小径部にはスプラ
イン１ａを設け、このスプライン１ａには同期側部材で
あるハブ４をスプライン結合していると共に、このハブ
４及び前記ギヤ２の軸方向への移動をカラー１５によっ
て制限している。

上記ハブ４の外周にはハブスプライン４ａが形成されて
いて、このハブスプライン４ａには、これと嵌合するこ
とができるスリーブスプライン５ａを有するスリーブ５
を軸方向へ移動可能にスプライン嵌合している。スリー
ブ５の外周には、図示しないシフトフォークのフォーク
部分が係合される環状溝５ａが、また、各スプライン歯
の両側には面取り状のチャンファ５ｂ、５ｂがそれぞれ
形成されていて、そのギヤ２側には、シンクロアウタリ
ング６のリングスプライン６ａを臨ませている。さらに
、ハブ４には円周方向に等角度隔てて３個の溝（図に表
れない）が設けられていて、その溝内には、図に表れな
いキーを軸方向へ移動可能に介装している。そして、キ
ーはスリーブ５側に突出する突起を有し、その突起がス
リーブ５に設けられた係合溝に係合されていると共に、
環状のワイヤばねによって半径方向外側に付勢されてい
る。

シンクロアウタリング６の半径方向内側には円錐形の大
側摩擦面６ａを形成していると共に、その大側摩擦面６
ａの小径側には、半径方向内側に突出する複数の凸部７
を設けている。このシンクロアウタリング６の内側には
、外周に円錐形の軸側摩擦面８ａを形成したシンクロイ
ンナリング８を同心に配置していると共に、その軸側摩
擦面８ａの小径側には、前記凸部７の先部が挿入されて
回転方向に係合できる凹部９を設けている。凸部７及び
凹部９の形状は、第２図に断面して示すように、回転方
向Ｘに対向する互いの接触面７ａ。

９ａを該回転方向Ｘに対してそれぞれ所定角度θだけ傾
斜させて設定している。なお、シンクロインナリング８
は、クラッチギヤ１０の筒軸部１０ａに回転自在に外嵌
されている。

クラッチギヤ１０の外周には、前記シンクロアウタリン
グ６のリングスプライン６ｂの外側に臨むギヤスプライ
ン１０ａが、また内周にはスプライン１０ｂがそれぞれ
形成されている。そして、このクラッチギヤ１０の内側
に設けたスプライン１０ｂを前記ギヤ２のボス部外周に
設けたスプライン２ａに嵌合することにより、ギヤ２と
クラッチギヤ１０とを回転方向に一体としている。

また、前記シンクロアウタリング６とシンクロインナリ
ング８との間には、テーバコーン状をなすコーンリング
１１を介在させている。このコーンリング１１の外周に
はシンクロアウタリング６の大側摩擦面６ａに合致する
外部摩擦面１１ａが、また、内周にはシンクロインナリ
ング８の軸側摩擦面８ａに合致する内部摩擦面１１ｂが
それぞれ形成されていると共に、それら摩擦面１１ａ、
１１ｂの大径側には軸方向に突出する複数の突起１１ｃ
を設けている。このコーンリング１１の突起１１ｃは、
クラッチギヤ１０に設けた係合穴１０Ｃに係合されてい
て、これでクラッチギヤ１０とコーンリング１１とを回
転方向に一体としている。

なお、ハブスプライン４ａ、スリーブスプライン５ａｚ
リングスプライン６ｂ及びギヤスプライン１０ａの各ピ
ッチ円及びモジュールは互いに等しく設定されていて、
スリーブ５をギヤ２側へ移動させると、常時ハブスプラ
イン４ａに噛合しているスリーブスプライン５ａが、そ
の移動量に応じてリングスプライン６ｂ及びギヤスプラ
イン１０ａと噛合することができる。そして、リングス
プライン６ｂ及びギヤスプライン１０ａの各スリーブ５
側には、それぞれ面取り状のチャンファ６ｃ、ｌＱｄを
形成している。

次に、作用について説明する。

回転力がギヤ２に伝達されると、そのギヤ２の回転力に
より、これにスプライン結合されたクラッチギヤ１０と
、このクラッチギヤ１０の係合穴１０Ｃに突起１１ｃが
係合されたコーンリング１１とが一体的に回転する。し
かしながら、ギヤ２はベアリング３を介して回転軸１に
回転自在に支持されていると共に、クラッチギヤ１０及
びコーンリング１１とシンクロインナリング８及びシン
クロアウタリング６との間にはそれぞれ隙間が設けられ
ているため、ギヤ２側の回転力は、インナ・アウタ両リ
ング６．８及び回転軸１には伝達されない。

この状態から、ギヤ２に伝達された回転力を回転軸１に
伝達する（変速）ため、図示しないコントロールレバー
のシフト操作によってスリーブ５が第１図において左方
向へ移動すると、シンクロアウタリング６のキー溝に係
合している図に表れないキーがスリーブ５と一体に移動
してそのキー溝端面に接触する。さらにスリーブ５が左
方向へ移動すると、キーがシンクロアウタリング６をク
ラッチギヤ１０側に押圧し、これにより、シンクロアウ
タリング６の大側摩擦面６ａがコーンリング１１の外部
摩擦面１１ａに係合すると共に、シンクロアウタリング
６に付与された押圧力によりコーンリング１１が若干ク
ラッチギヤ１０側に移動するため、該コーンリング１１
の内部摩擦面１１ｂがシンクロインナリング８の軸側摩
擦面８ａに係合する。

このとき、シンクロアウタリング６とコーンリング１１
との間には相対回転があるため、キー溝の回転方向への
隙間分だけシンクロアウタリング６が回転し、これによ
り、スリーブ５のチャンファ５ｂとシンクロアウタリン
グ６のチャンファ６Ｃとが相対する位置（インデックス
状態）に相対変化する。さらにスリーブ５を移動しよう
とすると、スリーブ５とシンクロアウタリング６の各チ
ャンファ５ｂ、６ｃ同士が接触し、スリーブ５の動きが
阻止されると共に、そのスリーブ５の押圧力により、シ
ンクロアウタリング６とコーンリング１１との間及びコ
ーンリング１１とシンクロインナリング８との間に摩擦
トルクが発生し、これにより、同期が行われる。

このように同期が完了すると、前記摩擦１〜ルクが消滅
すると共に、スリーブ５の移動に抗する阻止力も解除さ
れ、該スリーブ５が移動可能な状態となる。その結果、
スリーブ５を移動しようとする力によってスリーブスプ
ライン５ａが、シンクロアウタリング６のリングスプラ
イン６ａを押し分けつつ、さらにクラッチギヤ１０側に
移動してギヤスプライン１０ａに噛み合う。これにより
、スリーブ５を介してクラッチギヤ１０とハブ４とが連
結されて回転方向に一体となり、ギヤ２に伝達された回
転力が、クラッチギヤ１０、スリーブ５及びハブ４を介
して回転軸１に伝達される。

この場合、シンクロアウタリング６の大側摩擦面６ａと
コーンリング１１の外部摩擦面１１ａとの間に発生した
摩擦ｌ・ルクによってシンクロアウタリング６にトルク
が伝達されると、そのｉ・ルク及びコーンリング１１の
内部摩擦面１１ｂとシンクロインナリング８の軸側摩擦
面８ａとの間に発生した摩擦トルクにより、シンクロア
ウタリング６に設けた凸部７が凹部９に係合するシンク
ロインナリング８が該シンクロアウタリング６と一体に
回転する。このとき、シンクロアウタリング６の凸部７
及びシンクロインナリング８の四部９間の回転方向に対
向する互いの接触面は、トルクの大きさに応じて食い込
み側への分力が増加するよう該回転方向Ｘに対して所定
角度θだけ傾斜して設定されているため、アウタ及びイ
ンナ両リング６．８とコーンリング１１との間には、人
のシフト操作に伴う押圧力のみではなく、前記凸部７と
凹部９との係合により発生する分力に基づく倍力された
サーボ効果を伴う力が作用する。

従って、スリーブ５に作用する人の操作力が小さい場合
であっても、凸部７と凹部９との係合によるセルフザー
ボ効果によって大きな摩擦トルクを得ることができる。

そのため、シンクロアウタリング及びシンクロインナリ
ング間の結合力を大幅に増加させることができ、小さな
操作力で舘実に同期させることができて迅速且つ容易に
変速操作を行うことができる。

第３図及び第４図には、この発明の他の実施例を示す。

この実施例は、シンクロインナリング１８の軸側摩擦面
１８ａの大径側に半径方向外側に突出する複数の凸部１
７を設けると共に、これらの凸部１７に係合することが
できる複数の凹部１９をシンクロインナリングエ６の大
側摩擦面１６ａの大径側に設け、これら凸部１７及び凹
部１９の係合により両リング１６．１８を回転方向に一
体としたものである。そのため、円錐筒状をなすコーン
リング２１には、その小径側に半径方向内側に突出する
複数の突起２１ｃを設けると共に、これらの突起２ＩＣ
が係合できる切欠き２２をクラッチギヤ２０の筒軸部２
０ａの先端部に設け、これら突起２１と切欠き２２との
係合によってクラッチギヤ２０とコーンリング２１とを
回転方向に一体としている。

他の構成及び作用は前記実施例と同様であり、このよう
に構成することによっても前記実施例と同様の効果を得
ることができる。

〔発明の効果〕 以上説明してきたように、この発明によれば、同期側部
材側のスリーブと被同期側部材側のクラッチギヤとの間
に、一方の部材に設けた凸部と他方の部材に設けた凹部
との保合により一体に回転するシンクロアウタリングと
シンクロインナリングとを介在させ、これらアウタ及び
インナ両リング間にコーンリングを介在させると共に、
これら３個のリングを互いに摩擦結合可能に構成し、さ
らに、前記凸部及び凹部間の回転方向に対向する互いの
接触面を該回転方向に対して傾斜させるようにしたため
、シンクロアウタリング及びシンクロインナリング間に
前記凸部と凹部との係合による摩擦トルクのセルフサー
ボ効果を生起させることができ、変速操作時、人の操作
力以上の力を作用させることができる。従って、人のシ
フト操作力が小さい場合であっても、凸部と凹部との係
合に基づくセルフサーボ効果によって大きな摩擦トルク
を得ることができるため、シンクロアウタリング及びシ
ンクロインナリング間の結合力を大幅に増加させること
ができ、小さな操作力で確実に同期させることができる
と共に、迅速且つ容易に変速操作を行うことができると
いう効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を断面して示した説明図、
第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図はこの発明の
他の実施例を示す要部説明図、第４図は第３図のＩＶ−
ＩＶ線断面図である。 １・・・・・・回転軸、２・・・・・・ギヤ（被同期側
部材）、４・・・・・・ハブ（同期側部材）、４ａ・・
・・・・ハブスプライン、５・・・・・・スリーブ、５
ａ・・・・・・スリーブスプライン、６．１６・・・・
・・シンクロアウタリング、６ｂ・・・・・・リングス
プライン、７，１７・・・・・・凸部、８゜１８・・・
・・・シンクロインナリング、９，１９・・・・・・凹
部、１０．２０・・・・・・クラッチギヤ、１０ａ・・
・・・・ギヤスプライン、１０ｃ・・・・・・係合穴、
１１．２１・・・・・・コーンリング、ｌｌｃ、２１ｃ
・・・・・・突起、２２・・・・・・切欠き

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同期側部材に対して回転方向へは一体をなし且つ軸方向
   へは移動可能に支持されたスリーブと被同期側部材に回
   転方向へ一体に支持されたクラッチギヤとの間に、互い
   に同心に配置され且つ一方の部材に設けた凸部と他方の
   部材に設けた凹部とを係合させることにより回転方向へ
   一体をなし且つ前記同期側部材の回転に連動するシンク
   ロアウタリング及びシンクロインナリングを介在させた
   歯車変速機の同期装置において、前記シンクロアウタリ
   ングと前記シンクロインナリングとの間に、前記クラッ
   チギヤと回転方向へ一体をなすコーンリングを前記シン
   クロアウタリング及びシンクロインナリングとそれぞれ
   摩擦係合可能に介在させると共に、前記凸部及び前記凹
   部間の前記回転方向に対向する互いの接触面を、伝達ト
   ルクの大きさに応じて凸部が凹部内に食い込むよう前記
   回転方向に対して傾斜させたことを特徴とする歯車変速
   機の同期装置。