(57)【要約】【課題】同期完了後のシフトフィーリングを向上させる。【解決手段】シンクロナイザスリーブ１４のシンクロナイザキー接合部、即ち、シンクロナイザキー１６の先端部が接合する位置に、その軸方向全長に亘って延びる２つの溝であって、一対の面が基端から先端に向けて徐々に拡がるテーパ面、及び、シンクロナイザリング２２をシンクロナイザコーン２０の摩擦面２６に押し付ける同期位置から軸方向端部にかけて、その深さが中央部よりも浅くなった平坦面３４を夫々有するＶ形溝３２を形成すると共に、シンクロナイザキー１６の先端部に、Ｖ形溝３２の中央部に接合したとき、そのテーパ面にのみ接触する一方、Ｖ形溝３２の同期位置から軸方向端部に接合したとき、その平坦面３４にのみ接触するように、一対の面が基端から先端に向けて徐々に狭まるテーパ面を有する突起３８を形成する。【選択図】図１
2008064262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体化されたシンクロナイザハブと、
前記シンクロナイザハブの外周に摺動可能に嵌合されたシンクロナイザスリーブと、
前記シンクロナイザハブの外周面に基端部が埋設される一方、前記シンクロナイザスリーブの内周面に先端部が相対変位可能に接合するシンクロナイザキーと、
前記シンクロナイザキーをシンクロナイザスリーブに向けて付勢するスプリングと、
前記シンクロナイザスリーブの軸方向変位に伴って、前記シンクロナイザキーを介して被同期側の回転部材に形成された摩擦面に押し付けられるシンクロナイザリングと、
を含んで構成される変速機の同期装置において、
前記シンクロナイザスリーブのシンクロナイザキー接合部には、その軸方向全長に亘って延びる少なくとも１つの溝であって、一対の面が基端から先端に向けて徐々に拡がるテーパ面、及び、前記シンクロナイザリングを被同期側の回転部材に形成された摩擦面に押し付ける同期位置から軸方向端部にかけて、その深さが中央部よりも浅くなった平坦面を夫々有するＶ形溝が形成されると共に、
前記シンクロナイザキーの先端部には、前記Ｖ形溝の中央部に接合したとき、そのテーパ面にのみ接触する一方、前記Ｖ形溝の同期位置から軸方向端部に接合したとき、その平坦面にのみ接触するように、一対の面が基端から先端に向けて徐々に狭まるテーパ面を有する突起が形成されたこと
を特徴とする変速機の同期装置。
【請求項２】
前記Ｖ形溝の深さが変化する箇所は、その軸方向に沿って深さが徐々に変化する斜面形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の変速機の同期装置。
【請求項３】
前記シンクロナイザキーの突起の軸方向両端は、前記Ｖ形溝の斜面形状に倣った斜面形状に形成されたことを特徴とする請求項２記載の変速機の同期装置。
【請求項４】
前記シンクロナイザキーの突起は、斜面形状に変化する箇所が円弧形状に面取りされたことを特徴とする請求項３記載の変速機の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の同期装置において、同期完了後のシフトフィーリングを向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期噛合式変速機には、変速時に回転速度の異なる同期側回転部材と被同期側回転部材を同調させるために、周速度差により発生する摩擦力を利用した同期装置が備えられている。同期装置には、その構造の違いによりいくつかの方式が存在するが、操作性，耐久性及び組付作業性が優れているボルグワーナ式が多く用いられている。ボルグワーナ式同期装置は、シンクロナイザスリーブと噛み合うために外周にスプラインを切ったシンクロナイザリングを被同期側回転部材の摩擦面に押し付けるシンクロナイザキー、及び、シンクロナイザキーをシンクロナイザスリーブに押し付けるためのスプリングを含んで構成される。また、ボルグワーナ式同期装置では、シンクロナイザスリーブの軸方向変位に伴って、シンクロナイザキーを介してシンクロナイザリングを摩擦面に押し付けるディテント力を発生させるべく、シンクロナイザキー先端部の突起が、シンクロナイザスリーブ内周面の台形溝に出入りする構成が採用されている。
【０００３】
ところで、同期作用を行うとき、シンクロナイザキーの突起がシンクロナイザスリーブの台形溝に入り込む必要があるが、エアシリンダを使用した変速操作のようにシフトスピードが速いと、突起が台形溝に入り込まず、ディテント力不足によるギヤ鳴きが発生するおそれがある。このため、本出願人は、実用新案登録第２５７７２６１号公報（特許文献１）に記載されるように、シンクロナイザキーとシンクロナイザスリーブとの接合状態を工夫し、くさび効果による摩擦力が発生するようにすることで、シフトスピードにかかわらず安定したディテント力を発生可能な技術を提案した。
【特許文献１】実用新案登録第２５７７２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来提案の同期装置では、シンクロナイザスリーブの変位範囲全域に亘って、図６（Ａ）に示すように、一定したディテント力が発生するため、同期完了後に、シンクロナイザスリーブがシンクロナイザリングを乗り越えて被同期側のシンクロナイザコーンに噛み合うときにも、不必要なディテント力が作用していた。このため、同期完了後の変速操作力が大きくなり、シフトフィーリングが低下するおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、同期が完了したときに、シンクロナイザキーとシンクロナイザスリーブとの間に発生するくさび効果を解除する機構を設けることで、同期完了後におけるシフトフィーリングを向上させた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】
【０００６】
このため、請求項１記載の発明では、回転軸と一体化されたシンクロナイザハブと、前記シンクロナイザハブの外周に摺動可能に嵌合されたシンクロナイザスリーブと、前記シンクロナイザハブの外周面に基端部が埋設される一方、前記シンクロナイザスリーブの内周面に先端部が相対変位可能に接合するシンクロナイザキーと、前記シンクロナイザキーをシンクロナイザスリーブに向けて付勢するスプリングと、前記シンクロナイザスリーブの軸方向変位に伴って、前記シンクロナイザキーを介して被同期側の回転部材に形成された摩擦面に押し付けられるシンクロナイザリングと、を含んで構成される変速機の同期装置において、前記シンクロナイザスリーブのシンクロナイザキー接合部には、その軸方向全長に亘って延びる少なくとも１つの溝であって、一対の面が基端から先端に向けて徐々に拡がるテーパ面、及び、前記シンクロナイザリングを被同期側の回転部材に形成された摩擦面に押し付ける同期位置から軸方向端部にかけて、その深さが中央部よりも浅くなった平坦面を夫々有するＶ形溝が形成されると共に、前記シンクロナイザキーの先端部には、前記Ｖ形溝の中央部に接合したとき、そのテーパ面にのみ接触する一方、前記Ｖ形溝の同期位置から軸方向端部に接合したとき、その平坦面にのみ接触するように、一対の面が基端から先端に向けて徐々に狭まるテーパ面を有する突起が形成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記Ｖ形溝の深さが変化する箇所は、その軸方向に沿って深さが徐々に変化する斜面形状に形成されたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記シンクロナイザキーの突起の軸方向両端は、前記Ｖ形溝の斜面形状に倣った斜面形状に形成されたことを特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記シンクロナイザキーの突起は、斜面形状に変化する箇所が円弧形状に面取りされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、変速機を変速させるべく、シンクロナイザスリーブに変速操作力が伝達されると、シンクロナイザスリーブの軸方向変位に伴って、シンクロナイザキーを介してシンクロナイザリングが被同期側回転部材の摩擦面に押し付けられ、同期側及び被同期側の同期が開始される。このとき、シンクロナイザキーには、スプリングによる付勢力及び回転による遠心力が作用しているので、シンクロナイザキーの突起はＶ形溝のテーパ面に押し付けられ、両者間に摩擦が発生する。そして、この摩擦力は、突起のテーパ面とＶ形溝のテーパ面との間のくさび効果による法線力により増大され、これがシンクロナイザリングを被同期側回転部材の摩擦面に押し付けるディテント力となる。このため、シフトスピードにかかわらず安定したディテント力が発生され、ディテント力不足によるギヤ鳴きなどの不具合発生を防止することができる。
【０００９】
一方、同期側及び被同期側の同期が完了すると、シンクロナイザスリーブの進行を阻止していた摩擦トルクが消滅するため、シンクロナイザスリーブは、シンクロナイザリングを乗り越えて被同期側回転部材に噛み合う。このとき、シンクロナイザキーの突起は、Ｖ形溝のテーパ面から平坦面にのみ接触するようになるため、くさび効果が解除され、ディテント力が急激かつ大幅に低下する。このため、同期完了後には、不必要なディテント力が作用せず、少ない力でシンクロナイザスリーブを変位可能であることから、シフトフィーリングを向上させることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、同期位置を越えるときのシンクロナイザスリーブとシンクロナイザキーとの間の相対変位が円滑になり、例えば、打音などの発生を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、Ｖ形溝及び突起の斜面同士が接触して面接触となるので、その接触面の磨耗を極力抑制することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、Ｖ形溝及び突起の面圧が急激に上昇することが防止され、接触面の磨耗抑制の実効を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明が適用される変速機のボルグワーナ式同期装置（以下「同期装置」という）を示す。
同期装置１０は、シンクロナイザハブ１２と、シンクロナイザスリーブ１４と、シンクロナイザキー１６と、スプリング１８と、被同期側回転部材たるシンクロナイザコーン２０と、シンクロナイザリング２２と、を含んで構成される。
【００１３】
シンクロナイザハブ１２は、回転軸たるメインシャフト（図示省略）と一体化されるべく、メインシャフト外周にスプライン嵌合される。シンクロナイザハブ１２の外周には、変速操作力が伝達されるシフトフォーク（図示省略）により図中左右方向に摺動するシンクロナイザスリーブ１４がスプライン嵌合される。また、シンクロナイザハブ１２の外周面を略３等分した各位置には、図２に示すように、その軸方向に延びる溝２４が夫々形成され、シンクロナイザキー１６の基端部が半径方向に移動可能に埋設される。シンクロナイザキー１６は、シンクロナイザハブ１２の溝２４に収納されたスプリング１８によりシンクロナイザスリーブ１４に向けて付勢され、その先端部がシンクロナイザスリーブ１４の内周面に相対変位可能に接合される。
【００１４】
シンクロナイザコーン２０の外周には、変速操作力の伝達によるシンクロナイザスリーブ１４の軸方向変位に伴って、シンクロナイザキー１６を介してコーン形状の摩擦面２６に押し付けられるシンクロナイザリング２２が嵌合される。シンクロナイザリング２２の外周には、シンクロナイザスリーブ１４と噛み合うためのスプライン２８が形成されると共に、その側端面には、シンクロナイザキー１６の端面が入り込んで回転方向の動きを規制する切欠き（図示省略）が形成される。シンクロナイザリング２２のスプライン２８及び切欠きの幅は、夫々、シンクロナイザキー１６の幅よりも若干大きく形成され、シンクロナイザキー１６に対して所定角度だけ円周方向に相対回転可能になっている。
【００１５】
シンクロナイザスリーブ１４のシンクロナイザキー接合部、即ち、シンクロナイザキー１６の先端部が接合する位置には、その軸方向全長に亘って延びる２つの溝であって、図２に示すように、一対の面が基端から先端に向けて徐々に拡がるテーパ面３０を有するＶ形溝３２が形成される。Ｖ形溝３２は、その延伸方向に沿って、シンクロナイザリング２２をシンクロナイザコーン２０の摩擦面２６に押し付ける同期位置から軸方向端部にかけて、その深さが中央部よりも浅くなった平坦面３４を有する形状に形成される。この場合、Ｖ形溝３２の深さが変化する箇所、即ち、同期位置から軸方向端部へと移行する箇所は、その軸方向に沿って深さが徐々に変化する斜面形状に形成されることが望ましい。
【００１６】
また、シンクロナイザキー１６の先端部には、Ｖ形溝３２の中央部に接合した状態では、そのテーパ面３０にのみ接触する一方、Ｖ形溝３２の同期位置から軸方向端部に接合した状態では、その平坦面３４にのみ接触すべく、一対の面が基端から先端に向けて徐々に狭まるテーパ面３６を有する２つの突起３８が形成される。即ち、シンクロナイザキー１６の先端部がＶ形溝３２の中央部に接合した状態では、図２に示すように、Ｖ形溝３２のテーパ面３０に対して、突起３８のテーパ面３６の外面のみが接触し、いわゆる「くさび効果」を発揮可能な形状に形成される。この場合、突起３８の軸方向両端は、Ｖ形溝３２の斜面形状に倣った斜面形状に形成されることが望ましく、さらに、その斜面形状へと変化する箇所は、円弧形状に面取りされることがより望ましい。
【００１７】
なお、Ｖ形溝３２と突起３８の接触形態は、この逆であってもよい。
次に、かかる構成からなる同期装置１０の作用を説明する。
変速機がニュートラル状態にあるときには、図３に示すように、シンクロナイザキー１６の突起３８は、シンクロナイザスリーブ１４のＶ形溝３２の中央部において、そのテーパ面３６がＶ形溝３２のテーパ面３０にのみ接触している。この状態で、変速機を変速させるべく、シンクロナイザスリーブ１４を図中左方に変位させる変速操作力が伝達されると、図４に示すように、シンクロナイザスリーブ１４の軸方向変位に伴って、シンクロナイザキー１６を介してシンクロナイザリング２２がシンクロナイザコーン２０の摩擦面２６に押し付けられ、同期側及び被同期側の同期が開始される。このとき、シンクロナイザキー１６には、スプリング１８による付勢力及び回転による遠心力が作用しているので、シンクロナイザキー１６の突起３８はＶ形溝３２のテーパ面３０に押し付けられ、両者間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力は、突起３８のテーパ面３６とＶ形溝３２のテーパ面３０との間のくさび効果による法線力により増大され、これがシンクロナイザリング２２をシンクロナイザコーン２０の摩擦面２６に押し付けるディテント力となる。
【００１８】
同期が完了すると、シンクロナイザリング２２とシンクロナイザコーン２０との回転速度が等しくなるので、シンクロナイザスリーブ１４の進行を阻止していた摩擦トルクが消滅する。このため、シンクロナイザスリーブ１４は、図５に示すように、シンクロナイザリング２２を乗り越えた後、シンクロナイザコーン２０に噛み合う。このとき、シンクロナイザキー１６の突起３８は、Ｖ形溝３２のテーパ面３０から平坦面３４にのみ接触するようになるため、突起３８のテーパ面３６とＶ形溝３２のテーパ面３０との間のくさび効果が解除され、図６（Ｂ）に示すように、ディテント力が急激かつ大幅に低下する。このため、同期完了後には、不必要なディテント力が作用せず、少ない力でシンクロナイザスリーブ１４を変位可能であることから、シフトフィーリングを向上させることができる。
【００１９】
また、シンクロナイザスリーブ１４のＶ形溝３２において、その深さが変化する箇所が斜面形状に形成されているため、同期位置を越えるときのシンクロナイザキー１６との間の相対変位が円滑になり、例えば、打音などの発生を抑制することができる。さらに、シンクロナイザキー１６の突起３８の軸方向両端がＶ形溝３２の斜面形状に倣った斜面形状に形成されているため、同期位置を越えるときに斜面同士が接触して面接触となり、接触面の磨耗を極力抑制することができる。そして、突起３８の斜面形状に変化する箇所が円弧形状に面取りされているため、いわゆる面圧が急激に上昇することが防止され、接触面の磨耗抑制の実効を図ることができる。
【００２０】
なお、以上説明した実施形態においては、シンクロナイザスリーブ１４のＶ形溝３２及びシンクロナイザキー１６の突起３８は夫々２つ形成されていたが、少なくとも１つ形成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用された変速機のボルグワーナ式同期装置の構成図
【図２】シンクロナイザキーの埋設状態及び接合状態を説明する断面図
【図３】ニュートラル位置におけるシンクロナイザキーとシンクロナイザスリーブとの位置関係を示し、（Ａ）は要部縦断面図、（Ｂ）は要部横断面図
【図４】同期開始位置におけるシンクロナイザキーとシンクロナイザスリーブとの位置関係を示し、（Ａ）は要部縦断面図、（Ｂ）は要部横断面図
【図５】同期完了位置におけるシンクロナイザキーとシンクロナイザスリーブとの位置関係を示し、（Ａ）は要部縦断面図、（Ｂ）は要部横断面図
【図６】シンクロナイザスリーブの位置とディテント力との関係を示し、（Ａ）は従来技術におけるディテント力変化の特性図、（Ｂ）は本発明におけるディテント力変化の特性図
【符号の説明】
【００２２】
１０  同期装置
１２  シンクロナイザハブ
１４  シンクロナイザスリーブ
１６  シンクロナイザキー
１８  スプリング
２０  シンクロナイザコーン
２２  シンクロナイザリング
２６  摩擦面
３０  テーパ面
３２  Ｖ形溝
３４  平坦面
３６  テーパ面
３８  突起
【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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