(57)【要約】【課題】シンクロナイザーリングの内周面における螺旋溝、縦溝の占める面積を低減しながら、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の排油性を維持する。【解決手段】コーン面と摩擦係合する内周面５１に、螺旋溝５３１と、この螺旋溝５３１に交差する複数の縦溝５３２とが形成されたシンクロナイザーリング５０を備え、シンクロナイザーリング５０のクラッチギヤ側の側面には、縦溝５３２から連続して、回転中心側から遠心側に向かって、溝幅を拡大しつつ溝深さを縮小した油排出促進溝５４１が形成された手動変速機の同期装置１００。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーン面と摩擦係合する内周面に、螺旋溝と、この螺旋溝に交差する複数の縦溝とが形成されたシンクロナイザーリングを備える手動変速機の同期装置において、
前記シンクロナイザーリングのクラッチギヤ側の側面には、前記縦溝から連続して、回転中心側から遠心側に向かって、溝幅を拡大しつつ溝深さを縮小した油排出促進溝が形成されていることを特徴とする手動変速機の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される手動変速機の同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される手動変速機の同期装置において、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の排油性を向上させるための技術が従来より提案されている（例えば特許文献１〜３を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１５６６５１号公報
【特許文献２】実開平５−５８９６５号公報
【特許文献３】特開平７−１１９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
手動変速機の同期装置のシンクロナイザーリングには、多くの場合、黄銅などの比較的摩耗し易い材料が使用されている。また、シンクロナイザーリングの内周面には、螺旋状に形成された螺旋溝や回転軸線方向に形成された縦溝が設けられており、その溝の面積分だけコーン面に対する接触面積が少なくなっている。この種のシンクロナイザーリングは、内周面が摩耗し易く、耐久性の向上が求められていた。
【０００５】
シンクロナイザーリングの内周面の耐久性を向上させるには、（１）シンクロナイザーリングのサイズを全体的に大きくして内周面の面圧を低減する。（２）焼結材などの耐摩耗性に優れた材料をシンクロナイザーリングに採用する。（３）シンクロナイザーリングの内周面における螺旋溝、縦溝の占める面積を低減する。以上（１）〜（３）の対策が考えられる。
【０００６】
しかし、（１）の対策によれば、コストアップ、重量増等の別の問題が生じるので採用は困難である。また、（２）の対策によっても、コストアップの問題が生じるので採用が困難である。
【０００７】
また、（３）の対策によれば、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の排油性が低下して、シンクロナイザーリングのコーン面に対する摩擦係合力（特に摩擦係合初期における摩擦係合力）が低下する。このため、（３）の対策を採用するには、シンクロナイザーリングの内周面における螺旋溝、縦溝の占める面積を低減しても、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の排油性を低下させないようにすることが必要であった。
【０００８】
本発明は上記の実情に鑑みて創案されたものであり、シンクロナイザーリングの内周面における螺旋溝、縦溝の占める面積を低減しても、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の排油性を維持することが可能な手動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】
【０００９】
上記目的を達成するための手段として、本発明の手動変速機の同期装置は、以下のように構成されている。
【００１０】
すなわち、本発明の手動変速機の同期装置は、コーン面と摩擦係合する内周面に、螺旋溝と、この螺旋溝に交差する複数の縦溝とが形成されたシンクロナイザーリングを備えるものを前提としており、前記シンクロナイザーリングのクラッチギヤ側の側面には、前記縦溝から連続して、回転中心側から遠心側に向かって、溝幅を拡大しつつ溝深さを縮小した油排出促進溝が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成を備える手動変速機の同期装置によれば、油排出促進溝が縦溝に連続して設けられていることから、縦溝内での油の流れは、縦溝の端部で途切れることなく、油排出促進溝内に連続して形成される。このため、油排出促進溝が設けられていないシンクロナイザーリングと比較して縦溝内での油の排出が促進され、その結果、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の油の排油性が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油排出促進溝によって縦溝内での油の排出が促進されることから、シンクロナイザーリングの内周面における螺旋溝、縦溝の占める面積を低減しても、シンクロナイザーリングの内周面とコーン面との間の排油性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る手動変速機の同期装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシンクロナイザーリングの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るシンクロナイザーリングの部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に示す同期装置１００は、クラッチハブ１０、スリーブ２０、ボール３０、キー４０、シンクロナイザーリング５０、クラッチギヤ６０、変速ギヤ７０等を備えている。このうち、シンクロナイザーリング５０、クラッチギヤ６０および変速ギヤ７０は、それぞれ低速段用および高速段用（例えば３速段用および４速段用）が設けられている。
【００１６】
クラッチハブ１０は、入力軸１にスプライン嵌合されており、入力軸１と一体に回転する。
【００１７】
スリーブ２０は、その内歯２１がクラッチハブ１０の外歯（不図示）に噛合しており、クラッチハブ１０および入力軸１と一体に回転する。このスリーブ２０は、入力軸１の軸線Ｎ方向に移動可能であり、シフトレバー操作が行われることで、シフトレバーと連動するセレクター２によって軸線Ｎ方向に移動される。
【００１８】
ボール３０は、キー４０内で径方向（入力軸１の径方向）へ移動可能に嵌め込まれており、図示しないスプリングによりスリーブ２０の内周面側に押圧されている。ボール３０は、ニュートラル時には、図１に示すように、スリーブの内周面に形成された凹部２２に嵌入されており、セレクター２によってスリーブ２０が移動されると、凹部２２から脱離可能となっている。
【００１９】
キー４０は、スリーブ２０の凹部２２に係合して軸線Ｎ方向に移動するボール３０とともに同方向に移動してシンクロナイザーリング５０の内側面５３を押圧する。
【００２０】
シンクロナイザーリング５０は、キー４０にその内側面５３を押圧されることで、軸線Ｎ方向クラッチギヤ６０側に移動し、その内周面５１をコーン面６１に摩擦係合させる。また、シンクロナイザーリング５０の外周部には、スリーブ２０の内歯２１に噛合可能に形成されたシンクロナイザーリングギヤ５２が設けられている。なお、シンクロナイザーリング５０の構造については後にさらに詳細に説明する。
【００２１】
クラッチギヤ６０は、その内周部が変速ギヤ７０にスプライン嵌合されており、変速ギヤ７０と一体に回転する。クラッチギヤ６０の外歯６２は、スリーブ２０の内歯２１に噛合可能となっている。また、クラッチギヤ６０には、シンクロナイザーリング５０の内周面と摩擦係合するコーン面６１が一体に設けられている。コーン面６１は、同期装置１００の軸線Ｎ方向中心位置に向かって縮径し、軸線Ｎを中心とする円錐台の側面状に形成されている。
【００２２】
変速ギヤ７０は、入力軸１の外周にベアリング３を介して相対回転自在に設けられており、図示しない出力軸に回転一体に設けられた他のギヤと常時噛合する外歯７１を有している。
【００２３】
上記同期装置１００において、図示しないシフトレバーがシフト操作されると、セレクター２は、スリーブ２０をいずれか一方へ（図１において右側又は左側）移動させる。このスリーブ２０の移動に伴って、スリーブ２０の凹部２２に係合したボール３０とキー４０も同方向へ移動し、キー４０は、シンクロナイザーリング５０の内側面５３を押圧する。すると、シンクロナイザーリング５０の内周面５１は、クラッチギヤ６０に設けられたコーン面６１に押し付けられ、摩擦係合による回転同期が始まる。
【００２４】
さらに、スリーブ２０が同方向に移動すると、ボール３０がスリーブ２０の凹部２２から脱離して、スリーブ２０の内歯２１は、シンクロナイザーリングギヤ５２に噛合する。そして、回転同期完了後、シンクロナイザーリング５０の内歯２１がクラッチギヤ６０の外歯６２に噛合して変速動作が完了する。
【００２５】
つぎに、シンクロナイザーリング５０の構造について詳細に説明する。
【００２６】
シンクロナイザーリング５０は、前記コーン面６１と摩擦係合する、円錐台の側面状の内周面５１を有している。そして、この内周面５１には、螺旋状に形成された螺旋溝５３１と、この螺旋溝５３１に交差して形成された複数の縦溝５３２とが設けられている。図２に示すように、この縦溝５３２の溝底部５３２ａも内周面５１と同様に傾斜しているため、縦溝内の油は、シンクロナイザーリング５０の回転による遠心作用によって、クラッチギヤ６０側へ排出される。
【００２７】
螺旋溝５３１は、シンクロナイザーリング５０の内周面５３がコーン面６１に押し付けられる際に、内周面５３とコーン面６１との間の油を逃がして摩擦係合力を高めるために設けられている。また、螺旋溝５３１内の油は、縦溝５３２に流れ込み、既述したように、遠心作用により、クラッチギヤ６０側へ排出される。
【００２８】
シンクロナイザーリング５０のクラッチギヤ６０側の側面５４（以下「外側面５４」ともいう。）には、縦溝５３２から連続した油排出促進溝５４１が形成されている。この油排出促進溝５４１は、図２および図３に示すように、溝幅がシンクロナイザーリング５０の回転中心側から遠心側に向かって拡大しており、溝深さがシンクロナイザーリング５０の回転中心側から遠心側に向かって縮小したものとなっている。より詳細には、油排出促進溝５４１の溝幅は、シンクロナイザーリング５０の回転中心側から遠心側に向かって一定の角度で拡大している。また、油排出促進溝５４１の溝底部５４１ａは、シンクロナイザーリング５０の回転中心側から遠心側に向かって溝深さが一定の勾配で縮小している。
【００２９】
本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０は、油排出促進溝５４１を有することから以下の作用効果を奏する。
【００３０】
すなわち、油排出促進溝５４１は、縦溝５３２に連続していることから、遠心作用により形成される縦溝５３２内での油の流れは、縦溝５３２の端部で途切れることなく、油排出促進溝５４１内でも連続して形成される。このため、油排出促進溝５４１が設けられていないシンクロナイザーリングと比較して縦溝５３２内の油の排出が促進され、その結果、シンクロナイザーリング５０の内周面５３とコーン面６１との間の排油性が向上する。
【００３１】
流体工学の分野において、管路の流路断面積が急激に広がる場合に、その広がり度合いに応じて大きな損失ヘッドが生じることがよく知られている。この理論に当てはめると、従来のシンクロナイザーリングでは、油排出促進溝が設けられていないため、縦溝内（管路）の流路断面積は、その端部において急激に拡大するものであるといえる。よって、縦溝内の損失ヘッドは比較的大きくなる。
【００３２】
一方、本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０によれば、縦溝５３２（管路）に連続して油排出促進溝５４１が設けられていることから、縦溝５３２の端部における流路断面積の拡大は比較的緩和されているといえる。よって、油排出促進溝５４１が設けられていないシンクロナイザーリングと比較して管路（縦溝５３２内の流れ）の損失ヘッドは低減され、縦溝５３２内の油の排出が促進される。
【００３３】
また、図２に示すように、油排出促進溝５４１の溝底部５４１ａは、回転中心側から遠心側に向かって溝深さが縮小するように一定の勾配にて形成されているため、油排出促進溝５４１の溝底部５４１ａと縦溝５３２の溝底部５３２ａとの成す角θは、９０°より大きくなっている。これにより、縦溝５３２から油排出促進溝５４１に流れ込んだ油は、油排出促進溝５４１に沿って流れ易くなり、縦溝５３２内の油の排出が更に促進されることとなる。
【００３４】
なお、流体工学の分野において、曲がり管路内の流路断面で２次流れが生じ、その曲がり角α（ここで、α＝１８０°−θである。）が大きいほど損失ヘッドが大きくなることがよく知られている。この理論に当てはめると、従来のシンクロナイザーリングでは、油排出促進溝が設けられていないため、縦溝（管路）の端部における曲がり角αは９０°となる。これに対し、本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０では、縦溝５３２（管路）に連続して油排出促進溝５４１が設けられていることから、θは９０°より大きくなり（図２参照）、曲がり角αは従来のシンクロナイザーリングの曲がり角αである９０°より小さくなる。この結果、本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０の縦溝５３２内の損失ヘッドの方が従来のシンクロナイザーリングの縦溝内の損失ヘッドよりも低くなり、縦溝５３２内の油の排出が促進されるといえる。
【００３５】
縦溝５３２内の油は、図１の拡大図の矢印Ｐに示す方向に流れて排出されるが、この場合、縦溝５３２の下流側の流路断面積が大きい方が縦溝５３２内での油の排出が促進される。本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０によれば、上記油排出促進溝５４１が設けられていることで、縦溝５３２の下流側の流路断面積は、シンクロナイザーリング５０の外側面５４とクラッチギヤ６０との間の隙間Ｌに油排出促進溝５４１内の流路断面積が加算されたものとなるため、従来のシンクロナイザーリングと比較して、縦溝の下流側の流路断面積が大きくなる。よって、本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０の縦溝５３２内での油の排出は、油排出促進溝５４１が設けられていない従来のシンクロナイザーリングと比較して促進される。
【００３６】
ところで、図３の矢印Ｃに示す方向にシンクロナイザーリング５０が回転すると、縦溝５３２から出た油は、半径方向に対して回転方向へ傾斜した矢印Ｂに示す方向を主流とした流れを油排出促進溝５４１内で形成する。油排出促進溝５４１は、回転中心側から遠心側に向かって一定角度で拡大していることから、この主流の形成を妨げないようになっており、その分、縦溝５３２内の油の排出が促進される。
【００３７】
また、油排出促進溝５４１の回転方向後側の側壁５４１ｂは、油排出促進溝５４１内での油の主流から外れてよどんだ流れを遠心側に押し出すように作用する。このことによっても、縦溝５３２内の油の排出が促進される。
【００３８】
以上に説明したシンクロナイザーリング５０を備える同期装置１００によれば、油排出促進溝５４１によって、縦溝５３２内の油の排出が促進され、その結果、シンクロナイザーリング５０の内周面５３とコーン面６１との間の排油性が向上する。
【００３９】
したがって、本実施形態に係るシンクロナイザーリング５０を備える同期装置１００によれば、シンクロナイザーリング５０の内周面５３に占める縦溝５３２および螺旋溝５３１の溝面積を低減しても、上記排油性を従来と同程度に維持することが可能である。そして、シンクロナイザーリング５０の内周面５３に占める溝面積を低減することで、コーン面６１に対する接触面積を増加させることができ、シンクロナイザーリング５０の内周面５３の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
また、シンクロナイザーリングに高い耐久性が要求されることから焼結材等の高価な材料を使用せざるを得なかった同期装置においては、本発明を適用することで、高い耐久性を確保しつつ、シンクロナイザーリングの材料として黄銅等の比較的安価な材料を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、例えば、自動車に搭載される手動変速機の同期装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｎ  軸線
５０  シンクロナイザーリング
５１  内周面
５４  外側面（クラッチギヤ側の側面）
６０  クラッチギヤ
６１  コーン面
１００  同期装置
５３１  螺旋溝
５３２  縦溝
５４１  油排出促進溝
【図１】
2011144822.tif 000003
【図２】
2011144822.tif 000004
【図３】
2011144822.tif 000005