(57)【要約】【課題】簡単な構成で、変速ギヤの遊転時にシンクロナイザリングの引き摺りトルクが発生するのを防止することができるとともに、同期完了後のシンクロナイザリングの食い付きを防止することができ、製造コストが増大するのを防止することができるとともに小型化を図ることができる信頼性の高い同期装置を提供すること。【解決手段】シンクロナイザリング１３を、クラッチハブ６側に向かうに従って縮径されたコーン面４１ａが内周面に形成されるアウターシンクロナイザリング４１と、コーン面４１ａに当接するようにクラッチハブ６側に向かうに従って縮径されたコーン面４３ａが外周面に形成されるとともに、ギヤピース部９のコーン面１１に対向するコーン面４３ｂが外周面に形成され、径方向に拡径または縮径するように弾性変形自在なインナーシンクロナイザリング４３とから構成する。【選択図】図３
2010242886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的に回転するクラッチハブと、前記回転軸と相対回転可能なように前記回転軸に遊嵌された変速ギヤと、前記回転軸の軸方向に沿って移動自在に設けられ、前記クラッチハブの外周部にスプライン嵌合する内周歯を有するハブスリーブと、前記変速ギヤに設けられ、外周部に前記ハブスリーブの前記内周歯に嵌合可能な外周歯を有するギヤピース部と、前記ハブスリーブと前記ギヤピース部との間に介装され、前記ハブスリーブの内周歯と前記ギヤピース部の外周歯との噛合に際して、前記ハブスリーブにより前記ギヤピース部の外周部に形成されたコーン面に押圧されることにより、前記ハブスリーブおよび前記変速ギヤの回転を同期させるシンクロナイザリングとを備えた同期装置において、
前記シンクロナイザリングを、前記クラッチハブ側に向かうに従って縮径された第１のコーン面が内周面に形成されるアウターシンクロナイザリングと、前記第１のコーン面に当接するように前記クラッチハブ側に向かうに従って縮径された第２のコーン面が外周面に形成されるとともに、前記ギヤピース部のコーン面に対向する第３のコーン面が内周面に形成され、径方向に拡径または縮径するように弾性変形自在なインナーシンクロナイザリングとから構成し、
非同期時には、前記インナーシンクロナイザリングが径方向外方に拡径するように弾性変形することにより、前記アウターシンクロナイザリングを径方向外方に押圧して前記インナーシンクロナイザリングの前記第３のコーン面および前記ギヤピース部の前記コーン面との間に隙間を画成し、同期時には、前記インナーシンクロナイザリングが径方向内方に縮径するように弾性変形することにより、前記ギヤピース部の前記コーン面を押圧することを特徴とする同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期装置に関し、特に、手動変速機に設けられ、回転軸に相対回転可能に取付けられた変速ギヤを回転軸の回転速度に同期させる同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、手動変速機は、複数段の変速ギヤ列を有しており、シフトレバーによって変速段を切換えて各段のギヤを噛合させることにより、内燃機関の動力を走行条件に応じて変換して取り出し、駆動輪を駆動している。
【０００３】
このような手動変速機においては、ギヤの噛み合い状態を切換えて変速する際に、変速を迅速、かつ容易に行うために、同期装置を備えている。
【０００４】
この同期装置は、ハブスリーブがシンクロナイザリングを押圧することによって同期荷重を発生させ、回転差を有する変速ギヤとハブスリーブの回転を同期させ、変速ギヤとハブスリーブの同期が完了したときに、シンクロナイザリングのスプラインがハブスリーブのスプラインによって掻き分けられ、次いで、ハブスリーブが変速ギヤに一体的に取付けられたギヤピース部のスプラインを掻き分けることにより、変速が完了する。
【０００５】
このような同期装置にあっては、変速ギヤの係合時および同期動作時以外には、シンクロナイザリングのテーパ状のコーン面とこのコーン面に対向するギヤピース部のコーン面とが互いに離間されており、相対回転されている。このとき、シンクロナイザリングは、変速ギヤとハブスリーブとの間に遊嵌されているだけで、径方向への変位がある程度許容された状態となっている。
【０００６】
このため、シンクロナイザリングにその径方向へのぶれが生じることがあり、ギヤピース部のコーン面とシンクロナイザリングのコーン面との間の隙間をシンクロナイザリングの円周方向に亘って一定に保持しておくことが困難となる。
【０００７】
このため、シンクロナイザリングとギヤピース部との相対回転中に、このぶれによってシンクロナイザリングのコーン面とギヤピース部のコーン面とが部分的に接触してシンクロナイザリングの引き摺りが発生し、不要な摩擦が生じてしまうことがある。
【０００８】
このようにシンクロナイザリングの引き摺りトルクによる摩擦抵抗の増大が発生してしまうと、手動変速機の駆動効率が悪化してしまい、結果的に燃費の悪化を招いてしまうおそれがある。
【０００９】
また、上述したように、変速ギヤとハブスリーブの同期が完了してハブスリーブが変速ギヤに一体的に取付けられたギヤピース部を掻き分ける際に、シンクロナイザリングのコーン面が、このコーン面に対向するギヤピース部のコーン面に密着する、所謂、食い付きが発生しまうことがある。
【００１０】
このように食い付きが発生すると、シンクロナイザリングがギヤピースに対して回転しないため、ハズフリーブのスプラインがギヤピース部のスプラインを掻き分ける際にシンクロナイザリングが抵抗となってしまい、ハブスリーブのスプラインのチャンファがギヤピース部のスプラインのチャンファに接触してそれ以上進めないロック状態になることがあり、変速を円滑に行うことができないことがある。
【００１１】
前者のようにシンクロナイザリングの引き摺りトルクが発生するのを防止するものとしては、回転軸に取付けられ、外周にスプラインを有するクラッチハブと、クラッチハブの外周部にスプライン嵌合されるとともに、軸方向に摺動自在に取付けられたハブスリーブと、クラッチハブと共に回転し、内周部にテーパ状のコーン面を有するシンクロナイザリングと、変速ギヤと一体的に形成され、外周部にシンクロナイザリングのコーン面と対向するテーパ状のコーン面と、クラッチハブのスプラインに設けられ、シンクロナイザリングが変速ギヤのコーン面から離間する方向にシンクロナイザリングを付勢するピース部材とを備えた同期装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、シンクロナイザリングのテーパ状のコーン面が形成された内周面の裏面にあたる外周面に対して、シンクロナイザリングのコーン面を変速ギヤのコーン面から離間させる方向に付勢するばね部材を設けた同期装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
これらの同時装置では、簡単な構成で変速ギヤの遊転時（ニュートラル時等）におけるシンクロナイザリングと変速ギヤのコーン面との間の摩擦による引き摺りトルクを低減することができる。
【００１４】
また、後者の同期完了後の食い付きの発生を防止するものとしては、シンクロナイザリングのコーン面およびギヤピース部のうちのいずれか一方を２段階に傾斜させるとともに、一方のコーン面を弾性材層により形成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【００１５】
この同期装置にあっては、同期操作を行っているときには弾性材層の圧縮変形によりシンクロナイザリングとギヤピース部との摩擦接触面積を増大させ、かつ、同期操作が完了したときには、弾性材層の復元によってシンクロナイザリングとギヤピース部との摩擦接触面積を大幅に減少させることができる。このため、シンクロナイザリングのコーン面がギヤピース部のコーン面に食い付いてしまうのを防止することができ、同期操作のための大きな制動能力を確保しつつ同期操作完了後にハブスリーブのスプラインをギヤピース部のスプラインと噛合する位置まで円滑に移動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−２９２１５１号公報
【特許文献２】特開２００４−７６７６４号公報
【特許文献３】特開平１−２４２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１、２に記載される従来の同期装置にあっては、シンクロナイザリングのコーン面を変速ギヤのコーン面から離間させる方向に付勢するピース部材やばね部材を設けたため、同期装置に新たに構成部品を追加する必要があった。このため、同期装置の製造コストが増大してしまうとともに同期装置が大型化してしまうという問題があった。
【００１８】
また、同期装置は、高い回転数で回転するため、同期装置の遠心力、回転変動、あるいは振動等によってピース部材やばね部材から異音が発生したり、ピース部材やばね部材の破損が生じるおそれがあり、同期装置の信頼性が低下してしまうおそれがあった。
【００１９】
また、特許文献３に記載される同期装置にあっては、シンクロナイザリングの食い付きを防止することができるが、シンクロナイザリングの引き摺りトルクを防止することができない。
【００２０】
仮に、シンクロナイザリングの引き摺りを防止するためには、特許文献１、２に記載されるようなピース部材やばね部材が必要になってしまうため、同期装置に新たに構成部品を追加する必要があるため、同期装置の製造コストが増大してしまうとともに同期装置が大型化してしまうという問題があった。
【００２１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で、変速ギヤの遊転時にシンクロナイザリングの引き摺りトルクが発生するのを防止することができるとともに、同期完了後のシンクロナイザリングの食い付きを防止することができ、製造コストが増大するのを防止することができるとともに小型化を図ることができる信頼性の高い同期装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る同期装置は、上記目的を達成するため、（１）回転軸と一体的に回転するクラッチハブと、前記回転軸と相対回転可能なように前記回転軸に遊嵌された変速ギヤと、前記回転軸の軸方向に沿って移動自在に設けられ、前記クラッチハブの外周部にスプライン嵌合する内周歯を有するハブスリーブと、前記変速ギヤに設けられ、外周部に前記ハブスリーブの前記内周歯に嵌合可能な外周歯を有するギヤピース部と、前記ハブスリーブと前記ギヤピース部との間に介装され、前記ハブスリーブの内周歯と前記ギヤピース部の外周歯との噛合に際して、前記ハブスリーブにより前記ギヤピース部の外周部に形成されたコーン面に押圧されることにより、前記ハブスリーブおよび前記変速ギヤの回転を同期させるシンクロナイザリングとを備えた同期装置において、前記シンクロナイザリングを、前記クラッチハブ側に向かうに従って縮径された第１のコーン面が内周面に形成されるアウターシンクロナイザリングと、前記第１のコーン面に当接するように前記クラッチハブ側に向かうに従って縮径された第２のコーン面が外周面に形成されるとともに、前記ギヤピース部のコーン面に対向する第３のコーン面が内周面に形成され、径方向に拡径または縮径するように弾性変形自在なインナーシンクロナイザリングとから構成し、非同期時には、前記インナーシンクロナイザリングが径方向外方に拡径するように弾性変形することにより、前記アウターシンクロナイザリングを径方向外方に押圧して前記インナーシンクロナイザリングの前記第３のコーン面および前記ギヤピース部の前記コーン面との間に隙間を画成し、同期時には、前記インナーシンクロナイザリングが径方向内方に縮径するように弾性変形することにより、前記ギヤピース部の前記コーン面を押圧するものから構成されている。
【００２３】
この構成により、非同期時には、インナーシンクロナイザリングが径方向外方に拡径するように弾性変形することにより、アウターシンクロナイザリングを径方向外方に押圧してインナーシンクロナイザリングの第３のコーン面およびギヤピース部のコーン面との間に隙間を画成するので、変速ギヤの遊転時に、インナーシンクロナイザリングの第３のコーン面をギヤピース部のコーン面から離隔させることができ、シンクロナイザリングに引き摺りトルクが発生するのを防止することができる。このため、変速機の駆動効率が悪化するのを防止して燃費を向上させることができる。
【００２４】
また、同期時には、インナーシンクロナイザリングが径方向内方に縮径するように弾性変形することにより、ギヤピース部のコーン面を押圧するので、同期荷重を発生させ、回転差を有する変速ギヤとハブスリーブの回転を同期させることができる。
【００２５】
さらに、変速ギヤとハブスリーブの同期が完了したときの非同期時には、ハブスリーブからシンクロナイザリングに押し付け力が作用しなくなるので、ハブスリーブの外周歯が変速ギヤに一体的に取付けられたギヤピース部の内周歯を掻き分ける際に、インナーシンクロナイザリングの第３コーン面をギヤピース部のコーン面から離隔させることができ、インナーシンクロナイザリングの第３コーン面がギヤピース部のコーン面に食い付いてしまうのを防止することができる。
【００２６】
このため、構成部品を追加することなしにインナーシンクロナイザリングに引き摺りトルクが発生するのを防止することができるとともに、食い付きを防止することができるため、同期装置の製造コストが増大してしまうのを防止することができるとともに、同期装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、構成部品を追加する必要がないため、従来のように同期装置の高回転時に追加部品による異音の発生や破損が生じることがなく、同期装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡単な構成で、変速ギヤの遊転時にシンクロナイザリングの引き摺りトルクが発生するのを防止することができるとともに、同期完了後のシンクロナイザリングの食い付きを防止することができ、製造コストが増大するのを防止することができるとともに小型化を図ることができる信頼性の高い同期装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、同期装置を備えた手動変速機の断面図である。
【図２】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、インナーシンクロナイザリングの正面図である。
【図３】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、同期装置の要部断面部である。
【図４】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、図１の矢印Ａ方向から見た同期装置の要部平面図である。
【図５】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、同期時の同期装置の要部平面図である。
【図６】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、押し分け後の同期装置の要部平面図である。
【図７】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、シフト完了後の同期装置の要部平面図である。
【図８】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、同期時の同期装置の状態を示す同期装置を有する手動変速機の断面図である。
【図９】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、同期終了後の同期装置の状態を示す同期装置を有する手動変速機の断面図である。
【図１０】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、他の形状のインナーシンクロナイザリングの正面図である。
【図１１】本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図であり、他の形状のインナーシンクロナイザリングの正面図である。
【図１２】ピン型同期装置の断面図である。
【図１３】同期時の状態を示すピン型同期装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る同期装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１１は、本発明に係る同期装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図１において、変速機としての手動変速機１は、自動車等の車両の走行状態に応じて内燃機関の回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える動力伝達装置である。手動変速機１としては、車両の運転者が操作するシフトレバーと手動変速機１とが離れており、その間をケーブルおよびリンク等で連結する、所謂、リモートコントロール型の手動変速機１だけでなく、手動変速機１に直接シフトレバーを取付けた、所謂、ダイレクトコントロール方式の手動変速機１であってもよい。
【００３１】
また、リモートコントロール方式において、シフトレバーの位置に関しては特に限定されず、ステアリングコラム部にシフトレバーが取付けられたコラムシフト式、シフトレバーがフロアに取付けられたフロアシフト式等を採用することが可能である。
【００３２】
図１では、常時噛合い式の手動変速機１を示している。また、手動変速機１としては、アクチュエータ等によりセレクトレバーを移動させて変速を行う、半自動変速機や全自動変速機にも本発明を適用することが可能である。
【００３３】
手動変速機１は、回転軸２を備えており、内燃機関からの回転力が伝達されることにより、回転軸２は一点鎖線で示す軸心３を中心として回転するようになっている。回転軸２内には、潤滑油を供給するための潤滑油通路４が設けられており、潤滑油通路４は、回転軸２に沿って一方向に延在し、その一部分が枝分かれして回転軸２の放射方向外方に向かって延びている。なお、潤滑油通路４においては、矢印で示す方向に潤滑油が供給される。
【００３４】
回転軸２にはギヤ５が接続されており、ギヤ５と回転軸２とが一体となって回転するようになっている。回転軸２にはクラッチハブ６が取付けられており、クラッチハブ６は、回転軸２と共に回転するように、回転軸２にスプライン嵌合している。なお、回転軸２に対するクラッチハブ６の固定方法としては、スプライン嵌合に限られず、その他の方法を用いてもよい。
【００３５】
回転軸２には変速ギヤ７、８が遊転自在に設けられており、変速ギヤ７、８は回転軸２に対して相対回転するようになっている。すなわち、図１で示す状態では、回転軸２の回転力が変速ギヤ７、８には伝達されず、変速ギヤ７、８は空転する。
【００３６】
このときに、変速ギヤ７、８の内周部は回転軸２に対して摺動するので、この摺動時の摩擦を低減させるために、潤滑油通路４から矢印で示すように、回転軸２と変速ギヤ７、８との間の摩擦面に潤滑油が供給される。
【００３７】
変速ギヤ７、８にはギヤピース部９、１０がスプライン嵌合されており、このギヤピース部９、１０は、変速ギヤ７、８と一体的に回転するようになっている。なお、ギヤピース部９、１０は図１で示す状態ではクラッチハブ６に固定されていない。このため、変速ギヤ７、８はクラッチハブ６に対して自由に回転することができる。
【００３８】
ギヤピース部９、１０には回転軸２に対して傾斜したテーパ面であるコーン面１１、１２が設けられており、このコーン面１１、１２上にシンクロナイザリング１３、１４が嵌合されている。
【００３９】
シンクロナイザリング１３、１４は、ハブスリーブ１５と変速ギヤ７、８のギヤピース部９、１０との間に介装されており、ハブスリーブ１５の軸方向への移動に伴ってギヤピース部９、１０とクラッチハブ６との回転を同期させるための部品である。
【００４０】
このシンクロナイザリング１３、１４は、アウターシンクロナイザリング４１、４２とアウターシンクロナイザリング４１、４２の内方に設けられたインナーシンクロナイザリング４３、４４とから構成されている。
【００４１】
アウターシンクロナイザリング４１、４２の内周面にはコーン面（第１のコーン面）４１ａ、４２ａが形成されており、このコーン面４１ａ、４２ａは、クラッチハブ６側に向かうに従って縮径されている。
【００４２】
インナーシンクロナイザリング４３、４４の外周面にはコーン面（第２のコーン面）４３ａ、４４ａが形成されており、このコーン面４３ａ、４４ａは、コーン面４１ａ、４２ａに当接するようにクラッチハブ６側に向かうに従って縮径されている。
【００４３】
また、インナーシンクロナイザリング４３、４４の内周面にはコーン面（第３のコーン面）４３ｂ、４４ｂが形成されており、このコーン面４３ｂ、４４ｂは、ギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２に対向して接触している。このため、インナーシンクロナイザリング４３、４４およびギヤピース部９、１０は、コーン面１１、１２、４３ｂ、４４ｂを介して摩擦摺動するようになっている。
【００４４】
また、図２に示すように、インナーシンクロナイザリング４３、４４は、Ｃ字形状に形成されたゴム等の弾性部材から構成されており、径方向に拡径または縮径するように弾性変形自在となっている。
【００４５】
本実施の形態では、アウターシンクロナイザリング４１、４２の外周部とクラッチハブ６とが接触するとともに、アウターシンクロナイザリング４１、４２のコーン面４１ａ、４２ａとインナーシンクロナイザリング４３、４４のコーン面４３ａ、４４ａとが接触することにより、インナーシンクロナイザリング４３、４４の取付け位置が決定されるようになっている。
【００４６】
クラッチハブ６の外周部にはスプライン１８が形成されており、クラッチハブ６の外周部にはハブスリーブ１５が嵌合している。ハブスリーブ１５は、回転軸２の軸心３方向に摺動（スライド）自在となっており、ハブスリーブ１５の内周部に形成されたスプライン１９は、クラッチハブ６のスプライン１８に噛合している。
【００４７】
クラッチハブ６はハブスリーブ１５をスライド自在に保持しており、ハブスリーブ１５は変速ギヤ７または変速ギヤ８のいずれへもスライドすることができるようになっている。また、ハブスリーブ１５の外周部には円環状のシフトフォーク溝１５ａが形成されており、このシフトフォーク溝１５ａには図示しないシフトフォークが嵌合され、ハブスリーブ１５は、シフトフォークによって軸方向に摺動されるようになっている。
【００４８】
また、ギヤピース部９、１０の外周部にはスプライン２０、２１が形成されており、このスプライン２０、２１は、ハブスリーブ１５の内周部に形成されたスプライン１９に嵌合可能になっている。
【００４９】
なお、本実施の形態では、クラッチハブ６、変速ギヤ７、８、ギヤピース部９、１０、シンクロナイザリング１３、１４およびハブスリーブ１５が同期装置３０を構成している。
【００５０】
また、アウターシンクロナイザリング４１、４２の外周部にスプライン４１ｂ、４２ｂが形成されており、このスプライン４１ｂ、４２ｂに対してハブスリーブ１５のスプライン１９が通過可能になっている。
【００５１】
図４は、図１中の矢印Ａで示す方向から見た同期装置３０の平面図である。図４において、ギヤピース部９のスプライン２０は、１列に並ぶように配置されており、それぞれが一定の間隔を有している。
スプライン２０は、相手側のハブスリーブ１５のスプライン１９に嵌合可能なように先端部が細く形成されたチャンファ２０ａを有している。
【００５２】
アウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂは、ギヤピース部９のスプライン２０とハブスリーブ１５のスプライン１９との間に設けられており、ギヤピース部９のスプライン２０と一定の間隔を隔てた位置に配置されている。
【００５３】
また、アウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂとハブスリーブ１５のスプライン１９の対向面には、ハブスリーブ１５がアウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂに嵌合可能なように、それぞれチャンファ４１ｃおよびチャンファ１９ａが形成されている。
【００５４】
本実施の形態では、アウターシンクロナイザリング４１、４２のスプライン４１ｂ、４２ｂとハブスリーブ１５のスプライン１９とが噛合していない非同期時（同期前および同期完了後）には、インナーシンクロナイザリング４３、４４が径方向外方に拡径するように弾性変形することにより、アウターシンクロナイザリング４１、４２を径方向外方に押圧してインナーシンクロナイザリング４３、４４およびギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２との間に隙間Ｓを画成するようになっている（図３参照）。すなわち、本実施の形態のインナーシンクロナイザリング４３、４４は、自然状態においてギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２の外周径よりも大きく形成されている。
【００５５】
また、アウターシンクロナイザリング４１、４２のスプライン４１ｂ、４２ｂとハブスリーブ１５のスプライン１９とが噛合する同期時には、インナーシンクロナイザリング４３、４４が径方向内方に縮径するように弾性変形することにより、ギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２を押圧するようになっている。
【００５６】
次に、同期の動作について説明する。
同期前、すなわち、非同期時には、図１、図３および図４で示すように、ハブスリーブ１５は中立位置にあり、変速ギヤ７およびギヤピース部９は、ハブスリーブ１５に対して空転（遊転）している。
【００５７】
この非同期時には、インナーシンクロナイザリング４３が径方向外方に拡径するように弾性変形することにより、アウターシンクロナイザリング４１を径方向外方に押圧してインナーシンクロナイザリング４３のコーン面４３ｂとギヤピース部９のコーン面１１との間に隙間Ｓを画成するので（図３参照）、変速ギヤ７の遊転時に、インナーシンクロナイザリング４３のコーン面４３ｂをギヤピース部９のコーン面１１から離隔させることができ、シンクロナイザリング１３に引き摺りトルクが発生するのを防止することができる。このため、手動変速機１の駆動効率が悪化するのを防止して燃費を向上させることができる。
【００５８】
図５は、同期時の同期装置３０の平面図である。ハブスリーブ１５と変速ギヤ７との回転を同期させる場合には、図１で示す状態からハブスリーブ１５を変速ギヤ７に近づく方向に移動させる。これにより、アウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂとハブスリーブ１５のスプライン１９とが接触する。このときの状態を図８に示す。
【００５９】
なお、アウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂは、アウターシンクロナイザリング４１の円周方向に沿って多数設けられているが、説明の便宜上、図４〜図７においては、スプライン４１ｂは、３つだけを図示している。
【００６０】
図６は、押し分け後の同期装置３０の平面図である。図６を参照して、さらに同期動作を進めると、ハブスリーブ１５が変速ギヤ７側に移動する。これにより、図５で示す位置からハブスリーブ１５のスプライン１９がギヤピース部９のスプライン２０に移動する。このときに、ハブスリーブ１５の複数のスプライン１９がアウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂを掻き分ける。
【００６１】
このようにアウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂとハブスリーブ１５のスプライン１９とが接触してからハブスリーブ１５のスプライン１９がアウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂを掻き分けるまでに、アウターシンクロナイザリング４１によりインナーシンクロナイザリング４３が径方向内方に押圧されるため、インナーシンクロナイザリング４３が径方向内方に縮径するように弾性変形することにより、ギヤピース部９のコーン面１１を押圧するので、同期荷重を発生させ、回転差を有する変速ギヤ７とハブスリーブ１５の回転を同期させることができる。
【００６２】
図７は、シフト完了後の同期装置３０の断面図である。図６で示す位置からさらにハブスリーブ１５を変速ギヤ７に近づく方向に押込むと、図７で示すようにハブスリーブ１５のスプライン１９がギヤピース部９のスプライン２０の間に入り込む。
【００６３】
この状態では、ハブスリーブ１５のスプライン１９がアウターシンクロナイザリング４１のスプライン４１ｂを通過した後、ハブスリーブ１５のスプライン１９とギヤピース部９のスプライン２０とが一体となって回転し、ハブスリーブ１５からギヤピース部９に動力が伝達される。これによりシフト動作が完了する。この結果、回転軸２と変速ギヤ７とが一体回転する。このときの状態を図９に示す。
【００６４】
図７、図９に示すように変速ギヤ７とハブスリーブ１５の同期が完了したときの非同期時には、ハブスリーブ１５からシンクロナイザリング１３のアウターシンクロナイザリング４１に押し付け力が作用しなくなるので、ハブスリーブ１５のスプライン１９がギヤピース部９のスプライン２０を掻き分ける際に、インナーシンクロナイザリング４３のコーン面４３ｂをギヤピース部９のコーン面１１から離隔させることができ、インナーシンクロナイザリング４３のコーン面４３ｂがギヤピース部９のコーン面１２に食い付いてしまうのを防止することができる。
なお、図４〜図７、図８、図９に示す同期動作は、変速ギヤ８側とシンクロナイザリング１４側も同様の動作である。
【００６５】
このように本実施の形態では、シンクロナイザリング１３、１４を、クラッチハブ６側に向かうに従って縮径されたコーン面４１ａ、４２ａが内周面に形成されるアウターシンクロナイザリング４１、４２と、コーン面４１ａ、４２ａに当接するようにクラッチハブ６側に向かうに従って縮径されたコーン面４３ａ、４４ａが外周面に形成されるとともに、ギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２に対向するコーン面４３ｂ、４４ｂが外周面に形成され、径方向に拡径または縮径するように弾性変形自在なインナーシンクロナイザリング４３、４４とから構成し、非同期時には、インナーシンクロナイザリング４３、４４が径方向外方に拡径するように弾性変形することにより、インナーシンクロナイザリング４３、４４に引き摺りトルクが発生するのを防止して、手動変速機１の駆動効率が悪化するのを防止して燃費を向上させることができるとともに、インナーシンクロナイザリング４３、４４のコーン面４３ｂ、４４ｂがギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２に食い付いてしまうのを防止することができる。
【００６６】
また、同期時には、インナーシンクロナイザリング４３、４４が径方向内方に縮径するように弾性変形することにより、ギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２を押圧するので、同期荷重を発生させ、回転差を有する変速ギヤ７、８とハブスリーブ１５との回転を同期させることができる。
【００６７】
このため、構成部品を追加することなしにシンクロナイザリング１３、１４に引き摺りトルクが発生するのを防止することができるとともに、食い付きを防止することができるため、同期装置３０の製造コストが増大してしまうのを防止することができるとともに、同期装置３０の小型化を図ることができる。
【００６８】
また、構成部品を追加する必要がないため、従来のように同期装置３０の高回転時に追加部品による異音の発生や破損が生じることがなく、同期装置３０の信頼性を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、ギヤピース部９、１０を変速ギヤ７、８と別体に構成しているが、これに限らず、変速ギヤ７、８とギヤピース部９、１０とを一体化してもよい。
【００６９】
また、本実施の形態のインナーシンクロナイザリング４３、４４は、Ｃ字形状に形成されているが、これに限らず、図１０に示すように、インナーシンクロナイザリング４５を、環状の弾性部材が３等分された分割リング４５ａ〜４５ｃと、分割リング４５ａ〜４５ｃを連結するばね等の弾性部材４５ｄから構成してもよい。この場合でも、インナーシンクロナイザリング４５の自然状態は、ギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２の外周径よりも大きくなるように形成される。
【００７０】
また、図１１に示すように、インナーシンクロナイザリング４６を、環状の弾性部材が３等分された分割リング４６ａ〜４６ｃから構成し、この分割リング４６ａ〜４６ｃをアウターシンクロナイザリング４１、４２とギヤピース部９、１０の間に介装してもよい。この場合には、回転軸２の回転に伴う遠心力によって分割リング４６ａ〜４６ｃが放射方向外方に移動する力が作用することで、インナーシンクロナイザリング４６およびギヤピース部９、１０のコーン面１１、１２との間に隙間Ｓを画成することができる。
【００７１】
（ピン型同期装置）
次に、図１２、図１３に基づいて、シンクロナイザリングを有するピン型同期装置を説明する。図１２、図１３は、ピン型の同期装置の要部断面部である。なお、図１２、図１３において、同期装置は、回転軸５１の軸心５２を境にして上下対称となっており、軸心５２の下方は図示省略している。
【００７２】
図１２において、回転軸５１にはハブスリーブ５３が取付けられており、ハブスリーブ５３は、回転軸５１と共に回転するように、回転軸５１の外周部に形成されたスプライン部５１ａにスプライン嵌合している。
【００７３】
回転軸５１には変速ギヤ５４、５５が遊転自在に設けられており、変速ギヤ５４、５５は回転軸５１に対して相対回転するようになっている。すなわち、図１２で示す状態では、回転軸５１の回転力が変速ギヤ５４、５５には伝達されず、変速ギヤ５４、５５は空転する。
【００７４】
変速ギヤ５４、５５には切欠き部５４ａ、５５ａが形成されており、切欠き部５４ａ、５５ａの底面にはスプライン部５４ｂ、５５ｂが形成されており、このスプライン部５４ｂ、５５ｂにはハブスリーブ５３の内周面に形成されるスプライン部５３ａがスプライン嵌合されるようになっている。
【００７５】
切欠き部５４ａ、５５ａの上面には回転軸５１に対して傾斜したテーパ面であるコーン面５４ｃ、５５ｃが設けられており、切欠き部５４ａ、５５ａにはコーン面５４ｃ、５５ｃに対向するようにシンクロナイザリング５６、５７が設けられている。シンクロナイザリング５６、５７は、ハブスリーブ５３の軸方向への移動に伴って変速ギヤ５４、５５と回転軸５１との回転を同期させるための部品である。
【００７６】
このシンクロナイザリング５６、５７は、アウターシンクロナイザリング５８、５９とアウターシンクロナイザリング５８、５９の内方に設けられたインナーシンクロナイザリング６０、６１とから構成されている。
【００７７】
アウターシンクロナイザリング５８、５９の外周面にはコーン面５８ａ、５９ａが形成されているとともに、アウターシンクロナイザリング５８、５９の内周面にはコーン面５８ｂ、５９ｂが形成されており、このコーン面５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂは、ハブスリーブ５３側に向かうに従って拡径されている。
【００７８】
インナーシンクロナイザリング６０、６１の外周面にはコーン面６０ａ、６１ａが形成されており、このコーン面６０ａ、６１ａは、コーン面５８ｂ、５９ｂに当接するようにハブスリーブ５３側に向かうに従って拡径されている。また、インナーシンクロナイザリング６０、６１はロッド６４を介してハブスリーブ５３に連結されている。
【００７９】
また、アウターシンクロナイザリング５８、５９は、図２と同様にゴム等の弾性部材から構成されたＣ字形状に形成されており、径方向に拡径または縮径するように弾性変形自在となっている。
【００８０】
ハブスリーブ５３の外周部には円環状のピン溝５３ｂが形成されており、このピン溝５３ｂにはピン６２が嵌合されている。このピン６２には図示しないシフトレバーに連結されるケーブル６３が取付けられており、ハブスリーブ５３は、ピン６２によって軸方向に摺動されるようになっている。
【００８１】
この同期装置は、ハブスリーブ５３のスプライン部５３ａが変速ギヤ５４、５５に噛合していない非同期時には、アウターシンクロナイザリング５８、５９のコーン面５８ａ、５９ａと変速ギヤ５４、５５のコーン面５４ｃ、５５ｃとの間に隙間Ｓが画成されるようになっている。
【００８２】
次に、同期の動作について説明する。
同期前、すなわち、非同期時には、ハブスリーブ５３は中立位置にあり、変速ギヤ５４、５５は、ハブスリーブ５３に対して空転（遊転）している。
【００８３】
この非同期時には、アウターシンクロナイザリング５８、５９のコーン面５８ａ、５９ａと変速ギヤ５４、５５のコーン面５４ｃ、５５ｃとの間に隙間Ｓが形成されているため、変速ギヤ５４、５５の遊転時に、シンクロナイザリング５６、５７に引き摺りトルクが発生するのを防止することができる。このため、手動変速機の駆動効率が悪化するのを防止して燃費を向上させることができる。
【００８４】
一方、ハブスリーブ５３と変速ギヤ５４（変速ギヤ５５も同様である）との回転を同期させる場合には、ケーブル６３によりピン６２を介してハブスリーブ５３を変速ギヤ５４に近づく方向に移動させる。
【００８５】
これにより、図１３に示すように、インナーシンクロナイザリング６０のコーン面６０ａがアウターシンクロナイザリング５８のコーン面５８ｂに沿って摺動し、アウターシンクロナイザリング５８を径方向外方に押し広げる。
【００８６】
このとき、アウターシンクロナイザリング５８のコーン面５８ａを変速ギヤ５４のコーン面５４ｃに押し付けることにより、同期荷重を発生させ、回転差を有する変速ギヤ５４とハブスリーブ５３の回転を同期させることができる。
【００８７】
このような構成を有する同期装置にあっても、構成部品を追加することなしにシンクロナイザリング５６、５７に引き摺りトルクが発生するのを防止することができるため、同期装置の製造コストが増大してしまうのを防止することができるとともに、同期装置の小型化を図ることができる。
【００８８】
また、構成部品を追加する必要がないため、従来のように同期装置の高回転時に追加部品による異音の発生や破損が生じることがなく、同期装置の信頼性を向上させることができる。
【００８９】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００９０】
以上のように、本発明に係る同期装置は、簡単な構成で、変速ギヤの遊転時にシンクロナイザリングの引き摺りトルクが発生するのを防止することができるとともに、同期完了後のシンクロナイザリングの食い付きを防止することができ、製造コストが増大するのを防止することができるとともに小型化を図ることができる信頼性の高い同期装置を提供するという効果を有し、手動変速機に設けられ、回転軸に相対回転可能に取付けられた変速ギヤを回転軸の回転速度に同期させる同期装置等として有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１  手動変速機（変速機）
２  回転軸
６  クラッチハブ
７、８  変速ギヤ
９、１０  ギヤピース部
１１、１２  コーン面
１３、１４  シンクロナイザリング
１５  ハブスリーブ
３０  同期装置
４１、４２  アウターシンクロナイザリング
４１ａ、４２ａ  コーン面（第１のコーン面）
４３、４４  インナーシンクロナイザリング
４３ａ、４４ａ  コーン面（第２のコーン面）
４３ｂ、４４ｂ  コーン面（第３のコーン面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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