(57)【要約】【課題】シンクロナイザリングと変速ギヤとの間から潤滑油を好適に排出することができるシンクロナイザリングおよび変速機の同期装置を提供する。【解決手段】シンクロスリーブと隣接して前記シンクロスリーブと変速ギヤとの間に設けられ、前記変速ギヤの回転数と前記シンクロスリーブの回転数とを同期させる円筒形状のシンクロナイザリングであって、前記変速ギヤと直接、または中間リングを介して接触するための摩擦材が設けられた前記円筒形状の内周面から前記円形環状の外周面まで貫通する穴を有する。【選択図】図３
2018138815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンクロハブと隣接して前記シンクロハブと変速ギヤとの間に設けられ、前記変速ギヤの回転数と前記シンクロハブの回転数とを同期させる円筒形状のシンクロナイザリングであって、
前記変速ギヤと直接、または中間リングを介して接触するための摩擦材が設けられた前記円筒形状の内周面から前記円筒形状の外周面まで貫通する穴を有する、
シンクロナイザリング。
【請求項２】
複数の前記穴が、前記円筒形状の円周方向に沿って設けられる、
請求項１に記載のシンクロナイザリング。
【請求項３】
前記穴は、前記円筒形状の円周方向に沿った長穴である、
請求項１または２に記載のシンクロナイザリング。
【請求項４】
前記穴は、前記内周面側から前記外周面側に向かって内径が小さくなるテーパ形状である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のシンクロナイザリング。
【請求項５】
前記穴は、前記内周面側から前記外周面側に向かって内径が大きくなる逆テーパ形状である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のシンクロナイザリング。
【請求項６】
前記穴は、前記円筒形状の径方向に対して斜めに設けられる、
請求項１から５のいずれか一項に記載のシンクロナイザリング。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のシンクロナイザリングを有する、
変速機の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、変速動作をスムーズに行うためのシンクロナイザリングおよび変速機の同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機の同期装置に用いられるシンクロナイザリングは、変速ギヤ段への変速動作を円滑に行うために、シャフト側と変速ギヤ側の回転を摩擦により同期させるものである。具体的には、シンクロナイザリングの内周面に設けられた摩擦面が、変速ギヤのコーン部に直接または中間リングやインナーギヤ等を介して接触することで、変速ギヤとシンクロナイザリングの回転が同期される。
【０００３】
このように、シンクロナイザリングと変速ギヤの回転は摩擦によって同期されるので、摩擦力を高めるため、シンクロナイザリングの内周面には例えばカーボン等で形成された摩擦材が接合されているのが一般的である。同期の際には、シンクロナイザリングの摩擦材表面に潤滑油が供給され、ることで、好適な摩擦力が得られる。このような変速機の同期装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２１２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シンクロナイザリングの摩擦材と変速ギヤとが接する面（摩擦面）は、摩擦によって高温となる。シンクロナイザリングと変速ギヤの回転の好適な同期のためには、シンクロナイザリングの摩擦材が変速ギヤに押しつけられたとき、摩擦材と変速ギヤとの摩擦によって高温となった潤滑油を適宜排出し、摩擦面に残る潤滑油の量を適正量に調節する必要がある。
【０００６】
従来は、例えば摩擦材に軸方向に沿った溝が設けられており、この溝を通って余剰な潤滑油が排出されていた。しかしながら、このような溝だけでは潤滑油の排出を好適に行うことができず、高温の潤滑油が摩擦面に残って摩擦材等に焼き付きが生じたり、十分な摩擦力が得られなかったりする事態が起こりうる。
【０００７】
本開示は、シンクロナイザリングと変速ギヤとの間から潤滑油を好適に排出することができるシンクロナイザリングおよび変速機の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】
【０００８】
本開示のシンクロナイザリングは、シンクロハブと隣接して前記シンクロハブと変速ギヤとの間に設けられ、前記変速ギヤの回転数と前記シンクロハブの回転数とを同期させる円筒形状のシンクロナイザリングであって、前記変速ギヤと直接、または中間リングを介して接触するための摩擦材が設けられた前記円筒形状の内周面から前記円筒形状の外周面まで貫通する穴を有する。
【０００９】
本開示の変速機の同期装置は、上記シンクロナイザリングを有する変速機の同期装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、シンクロナイザリングと変速ギヤとの間から潤滑油を好適に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】同期装置の構成例を示す図
【図２】シンクロナイザリングについて説明するための平面図
【図３】シンクロナイザリングについて説明するための左側面図
【図４Ａ】円形の断面形状を有する穴を例示した図
【図４Ｂ】シンクロナイザリングの円周方向に長く延びた穴を例示した図
【図４Ｃ】摩擦材側から外周面側にかけて次第に穴の大きさが小さくなるテーパ状の穴を例示した図
【図５Ａ】従来のシンクロナイザリングの平面図
【図５Ｂ】図５ＡにおけるＡ−Ａ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。
【００１３】
なお、以下の説明および参照される図面は、当業者が本開示を理解するために提供されるものであって、本開示の請求の範囲を限定するためのものではない。
【００１４】
図１は、同期装置１の構成例を示す図である。同期装置１は、車両に搭載される変速機（トランスミッション）において、変速ギヤ段への変速動作を円滑に行うために、シャフト側と変速ギヤ側の回転を摩擦により同期させるものである。図１に示すように、同期装置１は、シンクロハブ１１、カップリングスリーブ１２、ギヤ１３、ドグクラッチ１４、シンクロナイザリング２０を有する。
【００１５】
シンクロハブ１１は、シャフト（図示せず）と一体的に回転するようにシャフトに係合されている。シャフトの中心軸とシンクロハブ１１の中心軸とは一致しており、図１に示すように、以下の説明において、軸方向とはシャフトおよびシンクロハブ１１の中心軸に平行な方向（図１における左右方向）を意味する。また、図１に示すように、径方向とはシャフトおよびシンクロハブ１１の中心軸に対して垂直な方向（例えば図１における上下方向）を意味する。
【００１６】
カップリングスリーブ１２は、シンクロハブ１１の外周に、軸方向に移動可能にスプライン係合されている。カップリングスリーブ１２には、外周面にシフトレバーに接続されたシフトフォーク（図示せず）が接続され、運転者がシフトレバーを動かすことによってカップリングスリーブ１２が軸方向に移動する。
【００１７】
ギヤ１３は、変速ギヤである。ギヤ１３は、係合クラッチの一例としてのドグクラッチ１４を有し、ドグクラッチ１４によってカップリングスリーブ１２と噛み合う。
【００１８】
シンクロナイザリング２０は、シンクロハブ１１とドグクラッチ１４との間に設けられ、円筒形状を有する。図２は、シンクロナイザリング２０について説明するための平面図である。また、図３は、シンクロナイザリング２０について説明するための左側面図である。図２はシンクロナイザリング２０のみ図示した平面図であるが、シンクロナイザリング２０を同期装置１内に配置したとき、図２の手前側が図１における右側、すなわちシンクロハブ１１側に対応し、図２の奥側が図１における左側、すなわちドグクラッチ１４側に対応する。
【００１９】
図２および図３に示すように、円筒形状を有するシンクロナイザリング２０の内周面には、摩擦材２１が設けられている。摩擦材２１としては、例えば仮焼コークス、黒鉛、またはこれらの混合物からなる炭素粒子に有機バインダを加えて混合および成形を行ったものを非酸化雰囲気中で高温焼成したカーボンブロックが使用される。このようにカーボンブロックを使用した摩擦材２１は、例えば１０００℃以上の耐熱性と、シンクロナイザリング２０と比較して高い熱伝導性（例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上）とを有する。
【００２０】
この摩擦材２１は、シンクロナイザリング２０がドグクラッチ１４側に押しつけられたとき、ギヤ１３のコーン面１３ｃとの間に設けられた中間リング１５と接触することで、摩擦力によって中間リング１５および後述するインナーリング１６を介してシンクロナイザリング２０とギヤ１３の回転を同期させる。なお、中間リング１５は、図１に示すように、シンクロナイザリング２０とギヤ１３との間に設けられたリング状の部材であり、ギヤ１３とともに回転する。また、中間リング１５とギヤ１３との間にはさらにインナーリング１６が設けられている。インナーリング１６はシンクロハブ１１とともに回転するリング状の部材である。なお、以下の説明において、簡単のため、中間リング１５およびインナーリング１６の記載を省略し、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１が直接ギヤ１３のコーン面１３ｃに接触するように記載することがある。
【００２１】
すなわち、図１に例示した同期装置１は、シンクロナイザリング２０とギヤ１３の回転を同期するように構成されたダブルコーンシンクロ機構を採用している。ただし、本開示はこれに限定されず、例えばシングルコーンや、トリプルコーン以上のシンクロ機構を採用してもよい。
【００２２】
また、図１〜図３に示すように、シンクロナイザリング２０の外周面には、径方向外側に向けて突出する歯２２が複数個設けられている。歯２２の数については、本開示では特に限定しない。図２においては、シンクロナイザリング２０の外周面にほぼ等間隔で設けられた場合を例示しているが、本開示はこれに限定されず、歯２２同士の間隔は一定でなくてもよい。また、図２における歯２２の手前側、すなわちシンクロハブ１１側には、チャンファ２２ａが設けられている。
【００２３】
さらに、図１〜図３に示すように、シンクロナイザリング２０には、摩擦材２１の表面からシンクロナイザリング２０の内周面を経て外周面まで貫通する穴２３（すなわち、シンクロナイザリング２０の径方向に開けられた穴）が設けられている。なお、図２は平面図であるため、穴２３のある位置を点線で示している。穴２３については、詳しくは後述する。
【００２４】
図１に示す同期装置において、変速時の同期動作は、以下のようになる。すなわち、変速開始時には、カップリングスリーブ１２が運転者によるシフトレバーの操作に応じて図１の矢印α方向に移動する。これによって、カップリングスリーブ１２のチャンファがシンクロナイザリング２０のチャンファ２２ａと接触し、シンクロナイザリング２０がカップリングスリーブ１２とともに図１に示す矢印α方向に移動する。すなわち、シンクロナイザリング２０がドグクラッチ１４側へ押される。
【００２５】
シンクロナイザリング２０が矢印α方向に移動すると、内周面に設けられた摩擦材２１がギヤ１３のコーン面１３ｃ等に押しつけられて摩擦力が発生する。この摩擦力によって、シンクロハブ１１（シャフト）の回転が、カップリングスリーブ１２、シンクロナイザリング２０、中間リング１５、インナーリング１６を介してギヤ１３に伝達されて回転の同期がなされる。同期動作が完了した後、カップリングスリーブ１２がシンクロナイザリング２０を介してドグクラッチ１４と噛み合うことで変速が完了する。
【００２６】
このような同期動作において、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１と、ギヤ１３のコーン面１３ｃと、の接触面の潤滑のため、および摩擦によって接触面に発生する熱を冷却するため、図１の矢印βに示すように、シンクロハブ１１とギヤ１３のコーン面１３ｃとの間に潤滑油が供給される。潤滑油の供給は、例えば図示しないオイルポンプ等によって行われればよい。
【００２７】
＜穴２３についての説明＞
次に、シンクロナイザリング２０において、摩擦材２１の表面からシンクロナイザリング２０の内周面を経て外周面まで貫通する穴２３について詳細に説明する。
【００２８】
同期装置１の同期動作において、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１がギヤ１３のコーン面１３ｃに押しつけられるとき、これらの接触面に残る潤滑油が少なすぎると、接触面が高温となり、焼き付きが発生することがある。また、接触面に残る潤滑油が多すぎると、接触面において滑りが発生し、十分な摩擦力を得ることが困難となる。このため、接触面に残る潤滑油の量が適正な量となるように、供給される潤滑油のうち、余剰な潤滑油を排出することが必要である。穴２３は、余剰な潤滑油をシンクロナイザリング２０の摩擦材２１側（内周面側）からシンクロハブ１１側（外周面側）へ排出するために設けられる穴である。
【００２９】
図２および図３では、一例として、シンクロナイザリング２０の円周方向に沿って、複数の穴２３が設けられている。しかしながら、穴２３の数や位置については、本開示では特に限定しない。穴２３は、摩擦材２１の表面からシンクロナイザリング２０の内周面を経て外周面まで貫通するように設けられていれば、１つであってもよいし、複数であってもよい。穴２３の大きさおよび数については、例えば適正量の潤滑油を接触面に残すために必要な排出量に基づいて決定されればよい。適正量の潤滑油を接触面に残すために必要な排出量が、例えば実験等によって求められると、求めた必要な排出量の潤滑油を排出するために必要な穴の開口面積を、例えば実験等によって決定することができる。
【００３０】
また、穴２３の位置については、円筒形状を有するシンクロナイザリング２０の円周方向において、シンクロナイザリング２０の強度が穴２３によってできるだけ低下しないような位置に決定されることが望ましい。具体的には、例えば、複数の穴２３が設けられる場合、穴２３同士が近接して設けられることは強度の観点から好ましくないため、例えば所定以上の距離をおいて等間隔で設けられることが望ましい。
【００３１】
なお、図２および図３には図示しないが、例えばシンクロナイザリング２０に他の構成（例えばスプリングやシンクロキー）と接するための凸部や凹部が設けられている場合には、穴２３はそのような凸部や凹部を避けて設けられることが望ましい。また、穴２３の外周面における開口部は、歯２２と干渉しない位置に設けられることが望ましい。
【００３２】
図４Ａ〜図４Ｃは、穴２３の形状について例示した斜視図である。図４Ａは、円形の断面形状を有する穴２３を例示した図である。図４Ｂは、シンクロナイザリング２０の円周方向に長く延びた穴２３を例示した図である。図４Ｃは、摩擦材２１側から外周面側にかけて次第に穴の大きさが小さくなるテーパ状の穴２３を例示した図である。
【００３３】
穴２３の形状は、同期装置１の特性によって適宜決定されればよい。例えば、穴２３の形状に図４Ｂに示すような長穴を採用した場合には、図４Ａに示すような単なる丸穴を採用した場合と比較して、より多くの潤滑油を排出することができるようになる。また、図４Ｃに示すようなテーパ状の穴を採用した場合には、外周面側の穴の大きさが摩擦材２１側の穴の大きさより小さくなっているため、図４Ａに示すような単なる丸穴を採用した場合と比較して、排出される潤滑油の量を少なくすることができる。
【００３４】
本開示において、穴２３の形状は、図４Ａから図４Ｃに例示した形状に限定されない。例えば、丸穴ではなく、四角形や三角形等、他の断面形状を有する穴を採用してもよい。図４Ｂにおいて、シンクロナイザリング２０の円周方向に沿って長く延びた長穴を例示したが、例えばシンクロナイザリング２０の円周方向に対して斜めの方向に長く延びた長穴を採用してもよい。また、図４Ｂでは長穴の周囲が丸い場合を例示したが、例えば長方形等、他の形状の長穴を採用してもよい。図４Ｃにおいて、摩擦材２１側から外周面側にかけて次第に穴の大きさが小さくなるテーパ状の穴を例示したが、例えば摩擦材２１側から外周面側にかけて次第に穴の大きさが大きくなる逆テーパ状の穴としてもよい。さらに、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、シンクロナイザリング２０の径方向に穴２３を設けた場合を例示しているが、例えば径方向に対して斜め（円周方向に斜め、および／または軸方向に斜めであってもよい）になるように穴２３を設けてもよい。
【００３５】
＜穴２３による効果＞
次に、シンクロナイザリング２０に穴２３を設けることによる効果について説明する。従来の同期装置において、例えば潤滑油を排出するための溝を有するシンクロナイザリングを採用したものがある。図５Ａおよび図５Ｂは、潤滑油を排出するための溝を有する従来のシンクロナイザリング１００を例示した図である。図５Ａは従来のシンクロナイザリング１００の平面図であり、図５Ｂは図５ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。図５Ｂに示すように、シンクロナイザリング１００の内周面に設けられた摩擦材１０１の表面に、シンクロナイザリング１００の軸方向に沿って溝１０２が設けられている。
【００３６】
従来のシンクロナイザリング１００の設けられたこのような溝１０２は、摩擦材１０１とギヤのコーン面や中間リング等（図示せず）とが接触すると、この溝を通って余剰な潤滑油が軸方向に排出されるようになっている。
【００３７】
一方、本開示の実施の形態に係る同期装置１においては、例えば図２および図３に示すように、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１の表面には溝が設けられていない。これは、上記説明したように、シンクロナイザリング２０に摩擦材２１側から外周面側まで貫通する穴２３が設けられており、穴２３によって、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１とギヤ１３のコーン面１３ｃとが押しつけられたとき、十分な潤滑油が排出されるように構成されているからである。穴２３の数、大きさ、位置、形状等は、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１とギヤ１３のコーン面１３ｃとが押しつけられたとき、接触面に適正量の潤滑油が残るように、同期装置１の特性に応じて好適に決定されればよい。
【００３８】
本開示において、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１に溝を設けず、穴２３を設けることによって、以下のような効果を得ることができる。
【００３９】
図５Ｂに示すように、シンクロナイザリング１００の軸方向に沿って溝１０２が設けられている場合、潤滑油は軸方向に排出される。一方、図２および図３に示すように、本開示の実施の形態に係る同期装置１では、シンクロナイザリング２０の径方向に穴２３が設けられているので、潤滑油は径方向外側に向かって排出される。シャフトが回転すると潤滑油には径方向の遠心力が働くため、軸方向に沿って設けられた溝よりも、径方向に開けられた穴２３の方が、より好適に潤滑油を排出することができる。
【００４０】
さらに、本開示の実施の形態に係る同期装置１では、上記したように、また図４Ａ〜図４Ｃに例示したように、シンクロナイザリング２０に設ける穴２３の数、大きさ、位置、形状等を、同期装置１の特性に応じて決定される潤滑油の適正な排出量に基づいて、任意に決定することができる。従って、シンクロナイザリング２０の摩擦材２１とギヤ１３のコーン面１３ｃとの間に残る潤滑油の量をより適正な量とすることができる。
【００４１】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせられてもよい。
【００４２】
＜本開示のまとめ＞
本開示のシンクロナイザリングは、シンクロハブと隣接して前記シンクロハブと変速ギヤとの間に設けられ、前記変速ギヤの回転数と前記シンクロハブの回転数とを同期させる円筒形状のシンクロナイザリングであって、前記変速ギヤと直接、または中間リングを介して接触するための摩擦材が設けられた前記円筒形状の内周面から前記円筒形状の外周面まで貫通する穴を有する。
【００４３】
本開示のシンクロナイザリングにおいて、複数の前記穴が、前記円筒形状の円周方向に沿って設けられる。
【００４４】
本開示のシンクロナイザリングにおいて、前記穴は、前記円筒形状の円周方向に沿った長穴である。
【００４５】
本開示のシンクロナイザリングにおいて、前記穴は、前記内周面側から前記外周面側に向かって内径が小さくなるテーパ形状である。
【００４６】
本開示のシンクロナイザリングにおいて、前記穴は、前記内周面側から前記外周面側に向かって内径が大きくなる逆テーパ形状である。
【００４７】
本開示のシンクロナイザリングにおいて、前記穴は、前記円筒形状の径方向に対して斜めに設けられる。
【００４８】
本開示の変速機の同期装置は、上記シンクロナイザリングを有する変速機の同期装置である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本開示のシンクロナイザリングは、変速動作をスムーズに行うために有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  同期装置
１１  シンクロハブ
１２  カップリングスリーブ
１３  ギヤ
１３ｃ  コーン面
１４  ドグクラッチ
１５  中間リング
１６  インナーリング
２０  シンクロナイザリング
２１  摩擦材
２２  歯
２２ａ  チャンファ
２３  穴
１００  従来のシンクロナイザリング
１０１  摩擦材
１０２  溝
【図１】
2018138815.tif 000003
【図２】
2018138815.tif 000004
【図３】
2018138815.tif 000005
【図４Ａ】
2018138815.tif 000006
【図４Ｂ】
2018138815.tif 000007
【図４Ｃ】
2018138815.tif 000008
【図５Ａ】
2018138815.tif 000009
【図５Ｂ】
2018138815.tif 000010