(57)【要約】【課題】各リング間及びインナリングとギヤピース間との摺接面での遊転時の摺動抵抗を低減できるマルチコーン型同期装置を提供する。【解決手段】本発明のマルチコーン型同期装置１は、シャフト２と、クラッチハブ３と、ギヤ４と、ギヤ４に一体回転可能に結合されたギヤピース５と、クラッチハブ３とギヤピース５との間に配置されアウタリング６、ミドルリング７及びインナリング８とからなるテーパーコーンクラッチと、スリーブ９と、を有するマルチコーン型同期装置１において、ミドルリング７がギヤピース５と連結するミドル爪部７３及びギヤピース５のミドル爪部７３が係合される連結部５３の形状が軸方向に対して傾斜しており、クラッチハブ３とアウタリング６との軸方向の間隔がアウタリング６がクラッチハチ３側に移動することができるだけの十分な広さがあることを特徴とする。【選択図】図１
2008151175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
該シャフト上に固定され外周側に係合歯をもつクラッチハブと、
該シャフト上に回転可能に保持されたギヤと、
該クラッチハブ側に位置し該ギヤに結合され外周側に係合歯をもつギヤピースと、
該シャフトと同軸的で該クラッチハブに該クラッチハブ側が係合し外周側に係合歯及び該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつアウタリングと、該シャフトと同軸的で該アウタリングの該クラッチハブ側に係合し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面をもつインナリングと、該ギヤピースにギヤピース側が係合し該アウタリングの該内周面に摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面及び該インナリングの該外周面と摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつミドルリングと、からなるテーパーコーンクラッチと、
該アウタリングの該係合歯及び該ギヤピースの該係合歯と係合する係合歯をもち該クラッチハブに軸方向摺動可能にキーを介して保持されるスリーブと、を有し、
該スリーブの軸方向摺動により該クラッチハブと該アウタリングさらに該ギヤピースを一体化させ該クラッチハブと該ギヤピースとを結合させ該クラッチハブ及び該ギヤの回転の同期動作を行うマルチコーン型同期装置において、
前記ミドルリングが前記ギヤピースと連結する爪部の当接面及び該ギヤピースの該ミドルリングが係合される当接面は該ミドルリングが該クラッチハブ側に押される方向に傾斜した傾斜面であり、
前記クラッチハブと前記アウタリングとの前記シャフトの軸方向の間隔が、該ミドルリングの該クラッチハブ側への移動に該アウタリングが該クラッチハブ側に押されて移動できる十分な軸方向の間隔を有することを特徴とするマルチコーン型同期装置。
【請求項２】
前記連結部及び前記爪部の形状は前記ギヤピース側に向かって狭まる請求項１に記載のマルチコーン型同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車において使用される手動変速機で用いられるマルチコーン型同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、エンジンの動力を走行条件に応じて変換して取り出すための変速機を備えている。変速機にはギヤ式やベルト式等があり、動力伝達損失の少ないギヤ式の変速機が多用されている。ギヤ式の手動の変速機は、複数段の変速ギヤ列を有しており、シフトレバーを操作することによってギヤ列を切り替えて各段のギヤを噛合させることにより、エンジンの動力を走行条件に応じ、変換して取り出している。変速機は、ギヤの噛合を切り替えて変速する際、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。同期装置として、例えば特許文献１及び特許文献２には、コーン面（テーパ面）を有するアウタリング及びインナリングと、それらの間にあってそれらのテーパ面とそれぞれ摺接させられるテーパ面を有するミドルリングとで、構成されるマルチコーン型同期装置が開示されている。このようなマルチコーン型同期装置は、基本的に、シャフト上に互いに相対回転可能に組み付けられたクラッチハブとギヤ間とに、アウタリング、ミドルリング及びインナリングとからなるテーパーコーンクラッチを形成する。アウタリング及びインナリングはクラッチハブに一体的に回転可能に連結し、ミドルリングはギヤに一体的に回転可能に連結し、軸方向に自由に移動可能にされるのが一般的である。このマルチコーン型同期装置は摺接させられるテーパ面（摺接面）を複数有することで、同期のための摩擦力が大きく、強力な同期作用が得られる同期装置として機能する。しかしながら、リング間の摺接面及びリングとクラッチハブ又はギヤ（ギヤピース）との隙間は非常に小さいため、動力の伝達が遮断される遊転時には、それらの間で引き摺りが発生して変速機の伝達効率を低下させ燃費を悪化させる要因となっている。
【０００３】
特許文献３では、アウタリングの外周の摺接面に凹部及び対向するクラッチハブの内周面にＶ字状の溝を形成し凹部にスチールボールが突出自在に収納され、インナリングの外周の摺接面にＶ字状の溝及び対向するクラッチハブの内周面に凹部を形成しスチールボールを突出自在に収納させ、そしてミドルリングの内周面にＶ字状及び対向するギア（ギアピース）に凹部を形成しスチールボールを突出自在に収納させ、遊転時でスチールボールに遠心力が作用する場合にはボールがＶ字状の溝に入り、各リングがそれぞれの対向するリング、クラッチハブやギヤ（ギヤピース）の摺接面と接しない位置に保たれる仕組みが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２８０７８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１０８４８号公報
【特許文献３】特開２０００−９７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献３では、凹部とＶ字状の溝とをクラッチハブ、ギヤ（ギヤピース）及びリングに設けなければならないため、部品作成に手間が必要となる上、部品点数も増える。その上、ボールに遠心力が働いている間は摺接面を引き離す作用が加え続けられるため、ギヤ接続時に操作力の増加を伴い、従来と比べて速やかに同期できない可能性もある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、簡単な形状で各リング間及びインナリングとギヤピース間との摺接面での遊転時の摺動抵抗を低減できるマルチコーン型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】
本発明のマルチコーン型同期装置は、シャフトと、
該シャフト上に固定され外周側に係合歯をもつクラッチハブと、
該シャフト上に回転可能に保持されたギヤと、
該クラッチハブ側に位置し該ギヤに結合され外周側に係合歯をもつギヤピースと、
該シャフトと同軸的で該クラッチハブに該クラッチハブ側が係合し外周側に係合歯及び該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつアウタリングと、該シャフトと同軸的で該アウタリングの該クラッチハブ側に係合し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面をもつインナリングと、該ギヤピースにギヤピース側が係合し該アウタリングの該内周面に摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状外周面及び該インナリングの該外周面と摺接し該クラッチハブ側が径小となるコーン状内周面をもつミドルリングと、からなるテーパーコーンクラッチと、
該クラッチハブの該係合歯及び該アウタリングの該係合歯及び該ギヤピースの該係合歯と係合する係合歯をもち該クラッチハブに軸方向摺動可能に保持されるスリーブと、を有し、
該スリーブの軸方向摺動により該クラッチハブと該アウタリングさらに該ギヤピースを一体化させ該クラッチハブと該ギヤピースとを結合させ該クラッチハブ及び該ギヤの回転の同期動作を行う。
【０００７】
上記課題を解決する本発明のマルチコーン型同期装置は、前記ミドルリングが前記ギヤピースと連結する爪部の当接面及び該ギヤピースの該ミドルリングが係合される連結部の当接面が該ミドルリングが該クラッチハブ側に押される方向に傾斜した傾斜面であり、前記クラッチハブと前記アウタリングとの前記シャフトの軸方向の間隔が、該ミドルリングの該クラッチハブ側への移動に該アウタリングが該クラッチハブ側に押されて移動できる十分な軸方向の間隔を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のマルチコーン型同期装置は、ギヤピースとミドルリングとが係合するミドルリングの爪部の当接面とそれと当接するギヤピースの連結部の当接面とが、軸方向に対して同じ方向に傾斜している。この当接面は、ギヤピースの回転方向に対して傾斜しており、平面状あるいは円弧状の面とすることができる。これにより、ギヤピースの回転により同回転するギヤピースの爪部において、爪部の当接面はギヤピースの連結部の当接面から回転方向の力を受け、それに対する反力として傾斜面に対して垂直成分と傾斜方向成分とが発生するため、ミドルリングが傾斜に沿ってクラッチハブ側に移動することになる。ミドルリングが傾斜に沿ってギヤピース側からクラッチハブ側に移動することによって、ミドルリングのコーン面がインナリングのコーン面から離れ、インナリングがミドルリングによりギヤピースに押しつけられなくなり、インナリングとギヤピースとの摺接面（コーン面）の接触がなくなり、摺動抵抗が減少することとなる。そして、ミドルリングがクラッチハブ側に移動するためアウタリングとの摺接面との接触を避けるため、アウタリングとクラッチハブとの軸方向の間隔がミドルリングとクラッチハブとの軸方向の間隔より広く確保することにより、アウタリングがクラッチハブ側に移動することができる。結果、ミドルリングがギヤピース側からクラッチハブ側に移動することにより、インナリングとギヤピースとの摺接面での摺動抵抗が低減し、アウタリングはミドルリングがクラッチハブ側へ移動してもクラッチハブ側に逃げる余裕（間隔）があるため、遊転時に摺接面に発生していた摺動抵抗が低減でき効率の悪化を抑制することができ、また接触による焼き付けも発生しにくくなる。
【０００９】
本発明のマルチコーン型同期装置で用いられる前記連結部及び爪部の形状は、前記ギヤピース側に向かって狭まるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマルチコーン型同期装置によれば、まずミドルリングがギヤピース側からクラッチハブ側に移動することとなるため、インナリングをギヤピースに押しつけることがなくなる。これにより、インナリングとギヤピースとの摺接面（コーン面）での接触による摺動抵抗が低減する。次に、ミドルリングがクラッチハブ側に移動することにより、アウタリングと接触することとなりやすくなるのを、アウタリングとクラッチハブとの軸方向間隔を広げることでアウタリングをクラッチハブ側に移動できる余裕（間隔）を設けることで避ける。よって、ミドルリングとアウタリングとの摺接面での接触が発生しにくい。結果、ミドルリングの爪部及びギヤピースの連結部の形状を軸方向に対して傾斜させ、クラッチハブとアウタリングとの軸方向間隔を広げるだけで、各リング間及びインナリングとギヤピース間との摺接面での遊転時の摺動抵抗を低減でき、効率悪化を抑制しかつ接触による焼き付けの発生も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明にかかるマルチコーン型同期装置について、自動車のエンジンの動力を駆動輪に伝達するのに用いられる変速機の一構成要素として、実施例を用いて具体的に説明する。
【００１２】
（実施例）
本実施例のマルチコーン型同期装置の一部断面図を図１に示し、その一部構成部品を拡大した断面図を図２に示している。
【００１３】
本実施例のマルチコーン型同期装置１は、図１及び図２に示すように、シャフト２と、シャフト２上に固定されたクラッチハブ３と、シャフト２上に回転可能に保持されたギヤ４と、クラッチハブ３側に位置しギヤ４に一体的に回転可能に結合されたギヤピース５と、クラッチハブ３とギヤ４との間に配置されるテーパーコーンクラッチと、クラッチハブ３の外周において軸方向摺動可能に装着されるスリーブ９と、を有する。
【００１４】
クラッチハブ３は外周側に係合歯（図示せず）をもち、テーパーコーンクラッチに対する面において、アウタリング６までの軸方向の間隔がミドルリング７までの間隔より広くなるように段差が設けられている。
【００１５】
ギヤ４は、ベアリング４１を介してシャフトに回転自在に保持されている。
【００１６】
ギヤピース５は、軸方向においてクラッチハブ３側にコーン状外周面５１が形成され、軸方向でギヤ４側の外周に係合歯５２が形成されている。そして、クラッチハブ３側にミドルリング７と連結する連結部５３が形成されている。連結部５３は、図３に示されるように、ミドルリング７のミドル爪部７３が差し込まれる切り欠き状のものが外周に等間隔で形成されており、その当接面５３１が軸方向クラッチハブ３側に向かって拡張するように形成されている。図３は、クラッチハブ３側からギヤピース５とミドル爪部７３とをみた断面図である。連結部５３は、図４に示すように、クラッチハブ３側に向かって径が拡がる穴を等間隔で３カ所設けることもできる。
【００１７】
テーパーコーンクラッチは、図１及び図２に示すように、アウタリング６と、ミドルリング７と、インナリング８とからなる。アウタリング６及びインナリング８はクラッチハブ３に一体回転可能に連結され、ミドルリング７はアウタリング６とインナリング８との間に位置しギヤ４に一体回転可能にギヤピース５を介して連結されている。アウタリング６は、図２に示すように、外周にアウタ係合歯６１を有し、クラッチハブ側の径が小さくなるコーン状内周面６２が形成されている。そして、アウタリング６はインナリング８のインナ爪部８１と係合するためのアウタ連結部６３が、等間隔になるように３カ所に形成されている。また、アウタリング６は、スリーブ９が軸方向ギヤ４側に移動してクラッチハブ３とギヤピース５とを連結する際、スリーブ９のスリーブチャンファ９１と噛合するアウタチャンファ６４を有する。次に、ミドルリング７は、アウタリング６のコーン状内周面６１と摺接するコーン状外周面７１と、内周面にコーン状内周面７２と、ギヤピース５と係合するミドル爪部７３とを有する。ミドル爪部７３は、図３に示すように、ギヤピース５側に突出した形状で等間隔に３カ所形成されており、その先端部分の当接面７４がギヤピース５の連結部５３の当接面５３１と同様に、クラッチハブ３側に向かって拡張するように形成されている。インナリング８は、ミドルリング７のコーン状内周面７２と摺接するコーン状外周面８２と、ギヤピース５のコーン状外周面５１と摺接するコーン状内周面８３とを有する。
【００１８】
スリーブ９は、アウタリング６のアウタ係合歯６１及びギヤピース５の係合歯５２と係合する係合歯（図示せず）をもち、内周側に位置するキー９２を介してクラッチハブ３に軸方向摺動可能に保持されている。
【００１９】
本実施例のマルチコーン型同期装置１の基本的な動作を簡単に説明する。シャフト２とギヤ４との回転を同期させる際、スリーブ９は軸方向ギヤピース５側に移動する。この移動は、スリーブ９の外周に形成されている周溝９３に、図示していないシフトフォークが係合されて、シフトフォークに連結されたシフトレバー（図示せず）の操作にもとづいて行われる。スリーブ９の移動により、まずアウタリング６との間に摩擦力が発生し、スリーブ９の内周側のスリーブチャンファ９１とアウタリング６のアウタチャンファ６４とが接触する。そして、テーパーコーンクラッチを介して、ギヤピース５（ギヤ４）にシャフト２の回転が伝達される。スリーブ９とギヤピース５との回転差がなくなると、スリーブ９はアウタリング６を押し分けながら、さらにギヤピース５側へ移動し、ギヤピース５の係合歯５２のチャンファ５２１と摺接した後、スリーブ９の係合歯とギヤピース５の係合歯５２とが完全に噛合して同期動作が完了する。
【００２０】
本実施例のマルチコーン型同期装置１は、上記同期動作をしていない時、テーパーコーンクラッチの各リング６、７及び８が遊転状態で、アウタリング６及びインナリング８とミドルリング７とは相対回転をしている。ミドルリング７はギヤピース５の連結部５３にミドル爪部７３が係合している。ミドル爪部７３の当接面７４と連結部５３の当接面５３１とは、図５に示すように、互いにテーパ形状をしており、連結部５３にミドル爪部７３が嵌め込まれるように同じ傾斜を形成している。図５は径方向外周側から結合部分を見た図であり、図中の上下方向が回転方向であり、左側がクラッチハブ３側、右側がギヤ４側となる。この図４において、上から下へとギヤピース５が回転している場合、ミドルリング７も同様に上から下へと回転する。一方、ミドルリング７のコーン状内周面７２と対向するコーン状外周面８２を持つインナリング８は、ミドルリング７と同回転ではなく相対回転をしている。そのため、ミドルリング７が図中の下から上へと引き摺られる。
【００２１】
しかし、本実施例のマルチコーン型同期装置１で用いられるミドルリング７とギヤピース５とは、連結部分の形状がクラッチハブ３側に向かって拡がるテーパ形状であるため、ミドルリング７が引き摺られた場合、ミドルリング７は軸方向クラッチハブ３側に移動することとなる。これにより、ミドルリング７とインナリング８とは適度な間隔を保った状態で相対回転できるため、引き摺りが抑制される。ちなみに、従来の連結部分の形状は、図６に示すように、互いに回転方向に対して直角となる形状である。そのため、引き摺り抵抗が発生した場合、回避できる手段がなく、同期装置の効率悪化の原因となっていた。
【００２２】
そして、ミドルリング７がクラッチハブ３側に移動すると、ミドルリング７のコーン状外周面７１とアウタリング６のコーン状内周面６２との間隔が狭まるが、本実施例のマルチコーン型同期装置１で用いられるクラッチハブ３は、軸方向においてアウタリング６までの間隔が広くなるように形成されているため、アウタリング６がクラッチハブ３側に移動することができる。これにより、アウタリング６とミドルリング７との間隔が保たれ、コーン状内周面６２とコーン状外周面７１との間で摺動抵抗が発生しにくく、また接触することによる焼き付けも起こりにくくなる。
【００２３】
さらに、ミドルリング７が軸方向クラッチハブ３側に移動することにより、インナリング８がギヤピース５側に押しつけられることなく適度な間隔を保つことができるため、コーン状外周面８２とギヤピース５のコーン状外周面５１との間の摺動抵抗の発生を抑制することができる。
【００２４】
よって、本実施例のマルチコーン型同期装置１によれば、簡単な形状で各リング間及びインナリングとギヤピース間との摺接面での遊転時の摺動抵抗を低減することができ、また焼き付けの発生も抑制することができる。
【００２５】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、マルチコーン型同期装置１としてトリプルコーンについて説明したが、ダブルコーンに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施例のマルチコーン型同期装置１の一部断面図である。
【図２】本実施例のマルチコーン型同期装置１の一部構成部品を拡大した断面図である。
【図３】本実施例のマルチコーン型同期装置１に用いられるギヤピース５をクラッチハブ３側からみた図である。
【図４】本実施例のマルチコーン型同期装置１に用いられるギヤピース５の変形型の図である。
【図５】図１及び図２のギヤピース５とミドル爪部７３とを径方向外周側からみた断面図である。
【図６】従来のギヤピース５とミドル爪部７３とを径方向外周側からみた断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：マルチコーン型同期装置
２：シャフト
３：クラッチハブ
４：ギヤ
５：ギヤピース
６：アウタリング
７：ミドルリング
８：インナリング
９：スリーブ
４１：ベアリング
５１、７１、８２：コーン状外周面
５２：係合歯
５３：連結部
６１：アウタ係合歯
６２、７２、８３：コーン状内周面
６３：アウタ連結部
６４：アウタチャンファ
７３：ミドル爪部
７４、５３１：当接面
８１：インナ爪部
９１：スリーブチャンファ
９２：キー
９３：周溝
５２１：チャンファ
【図１】
2008151175.tif 000003
【図２】
2008151175.tif 000004
【図３】
2008151175.tif 000005
【図４】
2008151175.tif 000006
【図５】
2008151175.tif 000007
【図６】
2008151175.tif 000008