(57)【要約】【課題】構成の複雑化を招くことなく、相対回転時のシンクロナイザリングとコーン部との摩擦を好適に抑制することのできる歯車変速装置の同期機構及びシンクロナイザリングを提供する。【解決手段】同期機構１は、略円錐状の押圧面１２の形成されたシンクロナイザリング８と、押圧面１２に対して当接可能な略円錐状の被押圧面１５の形成されたコーン部１４とを有している。押圧面１２には、回転軸方向に延びる複数の油溝１０が形成されるとともに、油溝１０の一部は、断面くさび形状に形成された揚力発生溝１１とされている。【選択図】　　　図１
2004060810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車変速装置に設けられた２つの回転要素に対して、その一方の回転要素に一体回転可能、且つその回転軸方向に変位可能に配設されて略円錐状の押圧面の形成されたシンクロナイザリングと、他方の回転要素に一体回転可能に配設されて前記押圧面に対して当接可能な略円錐状の被押圧面の形成されたコーン部とを有し、前記２つの回転要素の係合時にそれら回転要素の回転を同期させる歯車変速装置の同期機構において、
前記押圧面及び前記被押圧面の両面の少なくとも一方には、回転軸方向に延びる複数の油溝が形成されてなり、その複数の油溝の少なくとも一部は、断面くさび形状に形成された揚力発生溝とされてなる
ことを特徴とする歯車変速装置の同期機構。
【請求項２】
前記揚力発生溝は、その周方向両側面のうち、一方の側面の周方向長さが他方の側面に比して大きく形成されてなる請求項１に記載の歯車変速装置の同期機構。
【請求項３】
前記揚力発生溝は、その周方向両側面のうちの一方の側面は、その該当溝の形成された面に対する傾斜角が他方の側面に比して小さく形成されてなる請求項１に記載の歯車変速装置の同期機構。
【請求項４】
前記揚力発生溝として、周方向に対して互いに対称となった２形態の溝を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の歯車変速装置の同期機構。
【請求項５】
前記揚力発生溝は、該当溝の形成された面の周方向にそれぞれ間隔をおいた少なくとも３箇所以上に形成されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の歯車変速装置の同期機構。
【請求項６】
略円錐状の押圧面を有して歯車変速装置の同期機構に適用されるシンクロナイザリングにおいて、
前記押圧面には、その周方向にそれぞれ所定間隔をおいて回転軸方向に延びる複数の油溝が形成されるとともに、その複数の油溝の少なくとも一部は、断面くさび形状に形成された揚力発生溝とされてなる
ことを特徴とするシンクロナイザリング。
【請求項７】
前記揚力発生溝は、その周方向両側面のうち、一方の側面の周方向長さが他方の側面に比して大きく形成されてなる請求項６に記載のシンクロナイザリング。
【請求項８】
前記揚力発生溝は、その周方向両側面のうち、一方の側面の前記押圧面に対する傾斜角が他方の側面に比して小さく形成されてなる請求項６に記載のシンクロナイザリング。
【請求項９】
前記揚力発生溝として、周方向に対して互いに対称となった２形態の溝を有してなる請求項６〜８のいずれかに記載のシンクロナイザリング。
【請求項１０】
前記揚力発生溝は、前記押圧面の周方向にそれぞれ間隔をおいた少なくとも３箇所以上に形成されてなる請求項６〜９のいずれかに記載のシンクロナイザリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車変速装置の同期機構、及びその同期機構に適用されるシンクロナイザリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載等の歯車変速装置には、変速操作時に互いに異なる回転速度で回転される２つの回転要素の回転速度を同期させ、滑らかな変速を可能とする同期機構（シンクロメッシュ機構）が設けられている。
【０００３】
ここで、図６を参照して、そうした同期機構の一種であるキー式の同期機構３０の構成を説明する。同図に示されるキー式の同期機構３０は、大きくは、スリーブ３１、シンクロナイザハブ３２、シンクロナイザリング３３，３４、シンクロナイザキー３９等を備えて構成されている。また、この同期機構３０の適用される歯車変速装置のメインシャフト４１上には、直接連結されずに同軸を有して相対回転可能に、１速用及び２速用の２つの変速ギヤ３５，３６がそれぞれ配設されている。
【０００４】
こうした同期機構３０のシンクロナイザハブ３２は、メインシャフト４１上に、一体回転可能に配設されている。また、シンクロナイザハブ３２の外周には、スリーブ３１が外嵌されている。スリーブ３１は、シンクロナイザハブ３２に対して、一体回転しながら回転軸方向に変位可能となっている。そして、スリーブ３１は、シフトレバー（図示略）の操作に応じて、適宜、回転軸方向に変位されるようになっている。
【０００５】
一方、各変速ギヤ３５，３６のシンクロナイザハブ３２に対向する端部には、コーン部３７，３８がそれぞれ一体に形成されている。コーン部３７，３８の外周は、シンクロナイザハブ３２側に向けて縮径する略円錐状に形成された被押圧面３７ａ，３８ａとなっている。
【０００６】
こうした各変速ギヤ３５，３６とシンクロナイザハブ３２との間には、シンクロナイザリング３３，３４がそれぞれ介設されている。シンクロナイザリング３３，３４の内周は、略円錐状に形成された押圧面３３ａ，３４ａとなっており、その押圧面３３ａ，３４ａは、対応する変速ギヤ３５，３６と当接可能となっている。各シンクロナイザリング３３，３４は、シンクロナイザキー３９を介して、スリーブ３１に対して一体可能に連結されるとともに、各対応する変速ギヤ３５，３６のコーン部３７，３８の外周に、相対回転可能にそれぞれに遊嵌されている。更に、各シンクロナイザリング３３，３４は、それぞれ対向する変速ギヤ３５，３６側に向けてのスリーブ３１が変位されると、シンクロナイザキー３９を介して、各対応する変速ギヤ３５，３６に向けて付勢されるようにもなっている。
【０００７】
次に、こうした同期機構３０のニュートラルから１速への変速動作を説明する。歯車変速装置のシフト位置がニュートラルに設定されているときには、１速用、２速用のいずれの変速ギヤ３５，３６も、メインシャフト４１に連結されておらず、同メインシャフト４１上で空転されている。そのため、両変速ギヤ３５，３６及びメインシャフト４１の回転速度は、それぞれ異なった回転速度となっている。
【０００８】
ここで上記シフトレバーが１速に対応した位置に操作されると、スリーブ３１が１速用の変速ギヤ３５側に向けて変位され、それに連動してシンクロナイザキー３９も同方向に変位される。そして、シンクロナイザリング３３は、シンクロナイザキー３９により付勢されて１速用の変速ギヤ３５側に向けて押し付けられる。その結果、シンクロナイザリング３３の押圧面３３ａは、１速用の変速ギヤ３５の被押圧面３７ａに押圧されるようになる。
【０００９】
こうした押圧面３３ａと被押圧面３７ａとの押圧に応じて生じる摩擦力により、メインシャフト４１と１速用の変速ギヤ３５との同期が図られる。そしてそれらの同期が完了した時点で、メインシャフト４１と１速用の変速ギヤ３５とが係合され、１速への変速動作が完了する。
【００１０】
以上のように、同期機構３０は、略円錐状の押圧面３３ａ，３４ａの形成されたシンクロナイザリング３３，３４と、同じく略円錐状に形成され、押圧面３３ａ，３４ａに対して当接可可能な略円錐状の被押圧面３７ａ，３８ａの形成されたコーン部３７，３８とを有して形成されている。そして、シンクロナイザリング３３，３４が一体回転可能に連結されたメインシャフト４１の回転と、コーン部３７，３８が一体に形成された両変速ギヤ３５，３６の回転とを、押圧面３３ａ，３４ａと被押圧面３７ａ，３８ａとの押圧により同期させている。
【００１１】
なお、こうした同期機構３０の各要素は、摺動部の潤滑等のため、潤滑油に浸された状態で動作している。そのため、例えば特開平１１−１９０３６２号公報に見られるように、シンクロナイザリング３３，３４の押圧面３３ａ，３４ａに、回転軸方向に延びる油溝を形成し、被押圧面３７ａ，３８ａへの押圧に際し、当接面間から速やかに潤滑油を排出させ、早急に必要な面圧を確保できるようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような同期機構３０では、シンクロナイザリング３３，３４のコーン部３７，３８への押し付けに応じて発生する摩擦力で同期を行う構造となっている。ところが、以下に述べるように、そうしたシンクロナイザリング３３，３４とコーン部３７，３８との摩擦が、歯車変速装置内での動力伝達効率を低下させ、ひいては燃費を悪化させる要因ともなっている。
【００１３】
変速ギヤ３５，３６の係合時、及び同期動作時以外には、シンクロナイザリング３３，３４とコーン部３７，３８とは、互いに離間され、相対回転されている。このときシンクロナイザリング３３，３４は、変速ギヤ３５，３６とシンクロナイザハブ３２等との間に遊嵌されているだけで、その回転軸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。そのため、シンクロナイザリング３３，３４にその径方向へのぶれが生じることがあり、コーン部３７，３８との間にクリアランスをその全周に亘り一定に保持しておくことが困難となっている。
【００１４】
こうしたぶれが生じれば、シンクロナイザリング３３，３４とコーン部３７，３８との相対回転中に、押圧面３３ａ，３４ａと被押圧面３７ａ，３８ａとが一部接触し、不要な摩擦が生じることがある。また接触しないまでも、それら対向面間の一部で十分なクリアランスが確保されなくなり、それら対向面間に介在された潤滑油の粘性により、不要な回転抵抗が生み出されることもある。そうした不要な摩擦等により、歯車変速装置内での動力伝達効率の低下を招いていた。
【００１５】
ちなみに、円周方向に等間隔をおいて慣性質量となるボールを配設し、それらボールに作用する遠心力により、相対回転のシンクロナイザリングの中心軸位置を保持する構成の同期機構は、従来より知られている。また円周方向に等間隔をおいてシンクロナイザキー、及びそれらキーを外周方向に向けて付勢するばねを配設し、そのばねの付勢力により、相対回転時のシンクロナイザリングの中心位置を保持する構成の同期機構も、知られている。
【００１６】
しかしながら、これらの構造を採用すれば、部品点数が増加して構成の複雑化は避けられない。また、上記ボールの遠心力を利用した構成にあっては、回転速度への依存性があり、低回転速度時等には、十分にシンクロナイザリングの中心位置を保持することができなくなるおそれがある。また上記ばねの付勢力を利用した構成は、シンクロナイザキーを備えるキー式の同期装置にしか採用することができない等、適用可能な同期機構に制限がある。
【００１７】
なお、こうした摩擦の問題は、上記のようなキー式の同期装置に限らず、シンクロナイザリングとコーン部との押圧を通じて同期を行う構成の同期機構に概ね共通したものとなっている。
【００１８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、構成の複雑化を招くことなく、相対回転時のシンクロナイザリングとコーン部との摩擦を好適に抑制することのできる歯車変速装置の同期機構及びシンクロナイザリングを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
以下、こうした課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、歯車変速装置に設けられた２つの回転要素に対して、その一方の回転要素に一体回転可能、且つその回転軸方向に変位可能に配設されて略円錐状の押圧面の形成されたシンクロナイザリングと、他方の回転要素に一体回転可能に配設されて前記押圧面に対して当接可能な略円錐状の被押圧面の形成されたコーン部とを有し、前記２つの回転要素の係合時にそれら回転要素の回転を同期させる歯車変速装置の同期機構において、前記押圧面及び前記被押圧面の両面の少なくとも一方には、回転軸方向に延びる複数の油溝が形成されてなり、その複数の油溝の少なくとも一部は、断面くさび形状に形成された揚力発生溝とされてなるものである。
【００２０】
上記構成では、回転軸方向への変位によってシンクロナイザリングがコーン部に近接すると、シンクロナイザリングの押圧面がコーン部の被押圧面に押し付けられ、その押圧により、上記２つの回転要素の同期がなされる。このとき、押圧面と被押圧面との間に介在されていた潤滑油は、揚力発生溝も含めた各油溝を通じて両面間から排出される。
【００２１】
一方、押圧面と被押圧面とが離間されているときには、シンクロナイザリングとコーン部との相対回転に応じて、それら両面間に介在された潤滑油に流れが生じる。こうした潤滑油の流れが生じると、断面くさび形状に形成された揚力発生溝により、両面を互いに離間させる揚力が発生される。そのため、両面にクリアランスが確保され易くなり、シンクロナイザとコーン部との相対回転に伴う摩擦損失が低減されるようになる。しかも、こうした摩擦損失の低減効果は、油溝の形状変更という、わずかな設計変更だけで得られる。したがって、上記構成によれば、構成の複雑化を招くことなく、相対回転時のシンクロナイザリングとコーン部との摩擦を好適に抑制することができる。
【００２２】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歯車変速装置の同期機構において、前記揚力発生溝の周方向両側面のうち、一方の側面の周方向長さを他方の側面に比して大きく形成したものである。
【００２３】
上記構成のように、揚力発生溝の周方向両側面のうち、一方の側面の周方向長さを他方の側面に比して大きく形成すれば、その一方の側面は、押圧面又は被押圧面に対する傾斜角の小さい傾斜面となる。そのため、他方の側面側から一方の側面側への潤滑油の流れに応じて、揚力発生溝に、押圧面と被押圧面とを互いに離間させる揚力を発生させることができる。
【００２４】
また請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の歯車変速装置の同期機構において、前記揚力発生溝の周方向両側面のうちの一方の側面は、その周方向両側面のうちの一方の側面は、その該当溝の形成された面に対する傾斜角が他方の側面に比して小さく形成されたものである。
【００２５】
上記構成の如く揚力発生溝を形成すれば、他方の側面側から一方の側面側への潤滑油の流れに応じて、揚力発生溝に、押圧面と被押圧面とを互いに離間させる揚力を発生させることができる。
【００２６】
また請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の歯車変速装置の同期機構において、前記揚力発生溝として、周方向に対して互いに対称となった２形態の溝を有するようにしたものである。
【００２７】
上記構成によれば、シンクロナイザリングとコーン部とがいずれの方向に相対回転しようとも、押圧面と被押圧面とを互いに離間させる揚力を発生して摩擦を低減することができる。
【００２８】
また請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の歯車変速装置の同期機構において、前記揚力発生溝を、該当溝の形成された面の周方向にそれぞれ間隔をおいた少なくとも３箇所以上に形成するようにしたものである。
【００２９】
上記構成では、回転軸心から見て、少なくとも３方向以上に揚力発生溝が形成されることとなるため、回転軸心の位置を保持させるように、各揚力発生溝の発生する揚力をバランスさせるができる。これにより、押圧面と被押圧面との接触を、それらの全周に亘り良好に抑制することが可能となる。
【００３０】
また請求項６に記載の発明は、略円錐状の押圧面を有して歯車変速装置の同期機構に適用されるシンクロナイザリングにおいて、前記押圧面には、その周方向にそれぞれ所定間隔をおいて回転軸方向に延びる複数の油溝が形成されるとともに、その複数の油溝の少なくとも一部は、断面くさび形状に形成された揚力発生溝とされたものである。
【００３１】
上記構成では、シンクロナイザリングの押圧面の押し付けによる同期に際して、揚力発生溝も含めた各油溝を通じて潤滑油が排出される。一方、押圧面が押し付けられていないときには、押圧面とその押圧面による押し付けを受ける面（被押圧面）と間に介在された油に流れが生じ、その流れに伴い断面くさび形状に形成された揚力発生溝によって両面を互いに離間させる揚力が発生される。そのため、両面にクリアランスが確保され易くなり、シンクロナイザの相対回転に伴う摩擦損失が低減されるようになる。しかも、こうした摩擦損失の低減効果は、油溝の形状変更という、わずかな設計変更だけで得られる。したがって、上記構成によれば、構成の複雑化を招くことなく、シンクロナイザリングの押圧面の摩擦を好適に抑制することができる。
【００３２】
また請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のシンクロナイザリングにおいて、前記揚力発生溝を、その周方向両側面のうち、一方の側面の周方向長さが他方の側面に比して大きく形成したものである。
【００３３】
上記構成のように、揚力発生溝の周方向両側面のうち、一方の側面の周方向長さを他方の側面に比して大きく形成すれば、その一方の側面は、押圧面に対する傾斜角の小さい傾斜面となる。そのため、他方の側面側から一方の側面側への潤滑油の流れに応じて、揚力発生溝に、押圧面と被押圧面とを互いに離間させる揚力を発生させることができる。
【００３４】
また請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のシンクロナイザリングにおいて、前記揚力発生溝を、その周方向両側面のうち、一方の側面の前記押圧面に対する傾斜角が他方の側面に比して小さく形成したものである。
【００３５】
上記構成の如く揚力発生溝を形成すれば、他方の側面側から一方の側面側への潤滑油の流れに応じて、揚力発生溝に、押圧面と被押圧面とを互いに離間させる揚力を発生させることができる。
【００３６】
また請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれかに記載のシンクロナイザリングにおいて、前記揚力発生溝として、周方向に対して互いに対称となった２形態の溝を有したものである。
【００３７】
上記構成によれば、シンクロナイザリングがいずれの方向に相対回転しようとも、押圧面の摩擦を低減することができる。
また請求項１０に記載の発明は、請求項６〜９のいずれかに記載のシンクロナイザリングにおいて、前記揚力発生溝を、該当溝の形成された面の周方向にそれぞれ間隔をおいた少なくとも３箇所以上に形成するようにしたものである。
【００３８】
上記構成では、シンクロナイザリングの回転軸心から見て、少なくとも３方向以上に揚力発生溝が形成されることとなるため、その回転軸心の位置を保持させるように、各揚力発生溝の発生する揚力をバランスさせるができる。これにより、押圧面の全周に亘り良好に接触を抑制することが可能となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を車載用の歯車変速装置に適用した第１実施形態を、図１〜図４に従って説明する。
【００４０】
図１に、本実施形態の同期機構（キー式シンクロメッシュ機構）１の分解斜視構造を示す。この同期機構１は、メインシャフトと所定の変速ギヤ１３との２つの回転要素の係合時にそれらの回転を同期させるために、歯車変速装置内に設けられている。
【００４１】
同図１に示されるように、同期機構１は、スリーブ２、シンクロナイザハブ４、シンクロナイザキー６、キースプリング７、シンクロナイザリング８、及び変速ギヤ１３を備えている。これらの同期機構１の各構成要素は、図５に示される従来の同期機構とほぼ同様の態様で、歯車変速装置のメインシャフト上に配設されている。すなわち、メインシャフト上には、スプライン係合を通じて一体回転可能にシンクロナイザハブ４が固定されるとともに、そのシンクロナイザハブ４に隣接して同メインシャフトに対して相対回転可能な状態で変速ギヤ１３が配設されている。またシンクロナイザハブ４の外周には、スリーブ２が配設され、更にシンクロナイザハブ４と変速ギヤ１３との間には、シンクロナイザリング８が介設されている。
【００４２】
スリーブ２の内周には、軸方向に延びるスプライン２ａが刻設されている。このスプライン２ａは、シンクロナイザハブ４の外周に刻設されたスプライン４ａと係合されている。これにより、スリーブ２は、シンクロナイザハブ４に対して一体回転可能、且つ軸方向に相対変位可能な状態で配設されている。更にスリーブ２の外周には、シフトフォークが係合される環状の溝３が刻設されている。これにより、スリーブ２は、運転者のシフト操作に応じてシフトフォークにより駆動されて、軸方向に変位されるようになっている。　シンクロナイザハブ４の外周面には、周方向に等間隔をおいて、軸方向に延びる複数の（同図１では３つの）キー溝５が形成されている。各キー溝５には、シンクロナイザキー６がそれぞれ配設されている。各シンクロナイザキー６の軸方向中央部には、外周側に突出した突起６ａがそれぞれ形成されており、この突起６ａは、スリーブ２の内周面に形成された周方向に延びる環状の溝２ｂに係合可能となっている。更に各シンクロナイザキー６は、環状のキースプリング７によってそれぞれ外周側に付勢されており、スリーブ２の内周面に向けて押し付けられている。
【００４３】
一方、変速ギヤ１３のシンクロナイザハブ４側には、スリーブ２内周のスプライン２ａと係合可能なスプライン１３ａが一体に形成されている。更にそのスプライン１３ａのシンクロナイザハブ４側には、コーン部１４が一体に突出形成されている。コーン部１４の外周は、シンクロナイザハブ４側に向かって縮径する略円錐状に形成された被押圧面１５となっている。
【００４４】
シンクロナイザリング８の内周は、上記被押圧面１５と同様の略円錐状に形成された押圧面１２となっており、シンクロナイザリング８は、コーン部１４の被押圧面１５上に相対回転可能に遊嵌されている。シンクロナイザリング８の変速ギヤ１３側外周には、上記スリーブ２内周のスプライン２ａと係合可能なスプライン８ａが一体に形成されている。更にシンクロナイザリング８のシンクロナイザハブ４側の外周面には、シンクロナイザキー６がそれぞれ挿入される複数の（同図１では３つの）キー溝９が設けられている。そしてシンクロナイザリング８とシンクロナイザハブ４とは、シンクロナイザキー６とキー溝５、９との係合を通じて、一体回転されるようになっている。
【００４５】
次に、歯車変速装置の変速動作に伴う同期機構１の変速ギヤ１３の係合動作を説明する。変速ギヤ１３の噛合開始前には、スリーブ２は変速ギヤ１３から離間された位置にあり、スリーブ２内周のスプライン２ａは、シンクロナイザハブ４のスプライン４ａのみに係合された状態となっている。すなわち、スリーブ２内周のスプライン２ａは、シンクロナイザリング８のスプライン８ａ、及び変速ギヤ１３のスプライン１３ａのいずれとも係合されていない状態となっている。そのため、変速ギヤ１３は、シンクロナイザハブ４に対して、すなわち上記メインシャフトに対して自由に相対回転可能な状態となっている。
【００４６】
さて、運転者の変速操作を開始すると、まずクラッチが切られ、エンジンからメインシャフトへの動力伝達が遮断される。そして、運転者のシフト操作に応じて、シフトフォークによりスリーブ２がメインシャフト上を変速ギヤ１３側へと摺動させられる。このときのシンクロナイザキー６は、その突起６ａとスリーブ２内周の溝２ｂとの嵌合を通じて、スリーブ２と一体となって変速ギヤ１３側へと変位する。これにより、シンクロナイザリング８は、シンクロナイザキー６に押されて、スリーブ２と共に変速ギヤ１３側に向けて変位され、押圧面１２が被押圧面１５に押し付けられるようになる。
【００４７】
こうしてシンクロナイザリング８がコーン部１４に押し付けられると、押圧面１２と被押圧面１５との間に摩擦が発生する。そしてその摩擦により、シンクロナイザリング８とコーン部１４との回転速度差が、すなわち上記メインシャフトと変速ギヤ１３との回転速度が次第に縮小されるようになる。
【００４８】
その後、上記シフトフォークがスリーブ２を変速ギヤ１３方向へと更に移動させようとすると、スリーブ２の内周の溝２ｂに対するシンクロナイザキー６の突起６ａの嵌合が解除され、スリーブ２の更なる変速ギヤ１３側への変位が許容されるようになる。そしてその更なる変位により、スリーブ２内周のスプライン２ａが、シンクロナイザリング８のスプライン８ａと係合しようとする。
【００４９】
ところが、このときのシンクロナイザリング８は、コーン部１４との摩擦により付勢されて、シンクロナイザキー６とキー溝５、９とのクリアランスにより許容される分だけ周方向に変位されており、両スプライン２ａ、８ａの回転位相は、若干ずれた状態となっている。そのため、スリーブ２内周のスプライン２ａの軸方向端面がシンクロナイザリング８のスプライン８ａの軸方向端面に当接され、上記スリーブ２の更なる変位が規制されるようになる。すなわち、スリーブ２が、シンクロナイザリング８を変速ギヤ１３側に向けて直接押し付けるようになる。これにより、シンクロナイザリング８の押圧面１２がコーン部１４の被押圧面１５に密着されて、それら押圧面１２と被押圧面１５との摩擦が増大されるため、メインシャフトの回転と変速ギヤ１３の回転とが同期されるようになる。
【００５０】
同期が完了すると、スリーブ２が更に変速ギヤ１３側に変位され、その内周のスプライン２ａがシンクロナイザリング８のスプライン８ａ、及び変速ギヤ１３のスプライン１３ａに順次係合される。以上により、変速動作に伴う同期機構１の変速ギヤ１３の係合動作がすべて完了することとなる。
【００５１】
さて、こうした本実施の形態の同期機構１では、図２に示されるように、シンクロナイザリング８の押圧面１２には、軸方向に延びる複数の油溝１０が形成されている。この油溝１０は、上記のようなシンクロナイザリング８のコーン部１４への押し付けに際して、押圧面１２と被押圧面１５との間に介在された潤滑油を速やかに排出するため、及び押圧面１２と被押圧面１５との接触面積を調整して上記押し付け時の面圧を高めるために設けられている。
【００５２】
次にこうした押圧面１２の油溝について詳細に説明する。なお、以下の説明では、シンクロナイザリング８をそのシンクロナイザハブ４側から見たとき、すなわちキー溝９の刻設された側から見たときの反時計回り方向を「回転方向」といい、時計回り方向を「反回転方向」という。ちなみに本実施の形態の同期機構１では、コーン部１４に対するシンクロナイザリング８の相対回転の方向は、常に上記回転方向となっている。
【００５３】
同図２に示されるように、シンクロナイザリング８内周の押圧面１２にあって、隣接したキー溝９の間の部分には、それぞれ複数の（ここではそれぞれ８つの）油溝１０が等間隔に形成されている。そして、こうした油溝１０のうち、シンクロナイザリング８の周方向において、キー溝９の設けられた部位の上記回転方向側の側方に対応する位置に形成された溝１１が上記揚力発生溝となっている。
【００５４】
ちなみに、シンクロナイザリング８のキー溝９の設けられた部位は、キー溝９のために肉厚が薄くなっており、その内周に油溝１０を形成すれば、強度の維持が困難となる。そのため、このシンクロナイザリング８では、キー溝９の設けられた部位を避けるように油溝１０が設けられている。
【００５５】
図３に示されるように、揚力発生溝１１は、他の油溝１０と異なった断面形状に形成されている。すなわち、揚力発生溝１１以外の各油溝１０の横断面（油溝の延伸方向に垂直な断面）は、二等辺三角形状に形成されており、その両側の斜面１０ａ、１０ｂの長さは、共に同じ長さＬ１となっている。これに対して、揚力発生溝１１の横断面では、反回転方向側の斜面１１ａの長さと回転方向側の斜面１１ｂの長さとが異ならされている。詳しくは、回転方向側の斜面１１ｂの長さは、上記他の油溝１０の両側の斜面１０ａ、１０ｂと同じ長さＬ１となっている。これに対して、反回転方向側の斜面１１ｂの長さＬ２は、上記長さＬ１よりも十分に大きくされている（Ｌ１＜Ｌ２）。すなわち、押圧面１２に対する斜面１１ａの傾斜角は、同じく押圧面１２に対する斜面１１ｂの傾斜角に比して、十分小さくされている。これにより、揚力発生溝１１は、反回転方向に向かって溝深さが徐々に浅くなる断面くさび形状とされている。
【００５６】
こうしたシンクロナイザリング８では、コーン部１４への押し付けに際し、押圧面１２と被押圧面１５との間に介在された潤滑油は、油溝１０及び揚力発生溝１１の双方を通じて外部へ排出される。これにより、押し付け時の押圧面１２と被押圧面１５との間の摩擦力が、より早急且つ確実に確保されるようになっている。
【００５７】
一方、押圧面１２が被押圧面１５から離間されて、シンクロナイザリング８がコーン部１４が相対回転しているときには、揚力発生溝１１は次のように機能する。図４に示すように、シンクロナイザリング８がコーン部１４に対して上記回転方向に相対回転すると、押圧面１２と被押圧面１５との間に介在された潤滑油は、その相対回動に応じて、同図に矢印Ａで示される方向、すなわち反回転方向に流れるようになる。こうした潤滑油の流れが生じると、油溝１０及び揚力発生溝１１の反回転方向側の斜面１０ａ、１１ａには、その流れに応じて圧力の作用を受けるようになる。
【００５８】
このとき、押圧面１２に対する傾斜角の十分に小さい揚力発生溝１１の斜面１１ａでは、そうした圧力の作用により、被押圧面１５から押圧面１２を離間させる方向、すなわちシンクロナイザリング８の外径方向に対して、より大きい揚力Ｆが発生されるようになる。よって、こうした揚力発生溝１１を設けることで、シンクロナイザリング８とコーン部１４との相対回転に際して、押圧面１２を被押圧面１５から離間させる揚力Ｆが発生されて、それら押圧面１２と被押圧面１５との接触が抑制されるようになる。
【００５９】
しかも、このシンクロナイザリング８では、その周方向において等間隔をおいた３箇所に、より大きい揚力Ｆを発生する揚力発生溝１１が設けられている。そのため、各揚力発生溝１１の発生する揚力Ｆは、シンクロナイザリング８の回転軸心で釣り合い、それらの合力により、シンクロナイザリング８の回転軸心の位置が保持されるようになる。よって、押圧面１２と被押圧面１５との接触は、それらの全周に亘って好適に抑制されるようになっている。
【００６０】
以上説明したように本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、シンクロナイザリング８の押圧面１２に形成された油溝１０の一部を、断面くさび形状に形成されて、シンクロナイザリング８とコーン部１４との相対回転に伴う潤滑油の流れにより、押圧面１２を被押圧面１５から離間させる揚力Ｆを発生する揚力発生溝１１としている。したがって、相対回転時の押圧面１２と被押圧面１５との接触を抑制し、それら面間の摩擦を低減することができる。そしてひいては、歯車変速装置内での動力損失を低減し、燃費向上が図られるようにもなる。
【００６１】
（２）しかも、シンクロナイザリング８の押圧面１２に形成される油溝１０の一部の形状を変更するだけで、上記のような摩擦低減効果を得られる。したがって、構成の複雑化を招くことなく、上記のような摩擦低減効果を得ることができる。
【００６２】
（３）本実施形態では、揚力発生溝１１が、シンクロナイザリング８の周方向において等間隔をおいた３箇所に設けられており、各揚力発生溝１１の発生する揚力Ｆがシンクロナイザリング８の回転軸心で釣り合うようになっている。したがって、シンクロナイザリング８の回転軸心の位置を好適に保持でき、相対回転時の押圧面１２と被押圧面１５との接触を、それらの全周に亘って好適に抑制できる。
【００６３】
（４）本実施形態では、揚力発生溝１１を、キー溝９に隣接した位置に形成し、更に上記揚力Ｆを発生する斜面１１ａをキー溝９側に設けている。このシンクロナイザリング８のキー溝９部分の内周には、強度保持のために元より油溝１０の設けられていないため、上記配置により、溝幅の広い揚力発生溝１１を、各油溝１０の間隔を拡げたり、その数を削減したりせずとも設けることができる。
【００６４】
（第２実施形態）
続いて、本発明を具体化した第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
同期機構１の構成によっては、シンクロナイザリング８とコーン部１４との相対回転の方向が、状況に応じて反転されることがある。このような場合、第１実施形態の構成では、一方向への相対回転に際して摩擦を低減できても、その反対方向への相対回転に際しては摩擦低減効果は得られない。そこで、本実施形態では、以下のような構成により、そうした相対回転方向の反転に関わらず、摩擦低減効果が得られるようにしている。
【００６６】
図５に示されるように、本実施形態のシンクロナイザリング５０では、その押圧面５１にあってキー溝５２の周方向の両側部に対応する位置に、揚力発生溝５３、５４がそれぞれ設けられている。これら２つの揚力発生溝５３、５４は、周方向に対して互いに対称となる形状にそれぞれ形成されている。すなわち、キー溝５２の上記回転方向（図５では反時計回り方向）側の側部に設けられた揚力発生溝５３は、その反回転方向側の斜面５３ａの長さが、その反回転方向側の斜面５３ｂに比して大きくなるよう形成されている。これに対して、キー溝５２の反回転方向側の側部に設けられた揚力発生溝５４は、その回転方向側の斜面５４ａの長さが、その反回転方向側の斜面５４ｂに比して大きくなるよう形成されている。すなわち、この２つの揚力発生溝５３、５４は、押圧面５１に対する傾斜角のより小さい斜面５３ａ、５４ａの周方向における位置が、互いに逆向きとなっている。ちなみに、これら２つの揚力発生溝５３、５４は、シンクロナイザリング５０に設けられた３つのキー溝５２にそれぞれ対応して設けられている。
【００６７】
こうしたシンクロナイザリング５０が上記コーン部１４に対して回転方向に相対回転すると、押圧面５１と被押圧面１５との間に介在された潤滑油は、反回転方向に流れるようになる。このときには、上記傾斜角の小さい斜面５３ａがその流れ下流側に位置する揚力発生溝５３によって、押圧面５１を被押圧面１５から離間させる揚力Ｆが発生されるようになる。これとは逆にシンクロナイザリング５０が上記コーン部１４に対して回転方向に相対回転するときには、潤滑油は反回転方向に流れるため、上記傾斜角の小さい斜面５４ａがその流れ下流側に位置する揚力発生溝５４によって上記揚力Ｆが発生されるようになる。そのため、本実施形態では、シンクロナイザリング５０とコーン部１４との相対回転の方向に関わらず、常に押圧面５１と被押圧面１５との摩擦を低減することができる。
【００６８】
なお、本発明にかかる歯車変速装置の同期機構及びシンクロナイザリングは上記各実施の形態に限定されるものではなく、それら実施の形態を適宜変更した、例えば次のような形態として実現することもできる。
【００６９】
・上記実施形態では、シンクロナイザリングの押圧面において、キー溝の両側部に対応する位置に揚力発生溝を設けるようにしているが、他の油溝の配置等に問題が無ければ、揚力発生溝の位置は任意に変更しても良い。
【００７０】
・上記実施形態では、揚力発生溝を（第２実施形態では各形態の揚力発生溝５３，５４をそれぞれ）、シンクロナイザリングの周方向に等間隔をおいた３箇所に設けるようにしているが、４箇所以上に設けるようにしても良い。要は、３つ以上の揚力発生溝があれば、各揚力発生溝の揚力を回転軸心で釣り合わせて、シンクロナイザリングの回転軸心の位置を保持させるように設定することができる。
【００７１】
・上記実施形態では、各揚力発生溝の断面形状をすべて合同にしているが、必ずしもそのようにしなくても良い。その場合、各揚力発生溝の発生する揚力の大きさに違いが生じてしまうことがあるが、各揚力発生溝の間隔を適宜調整することで、各揚力発生溝の揚力をバランスさせることは可能である。例えば、他の油溝やキー溝の配置等の都合上、すべての揚力発生溝の断面形状を合同とすることが困難な場合もあり、そうした場合には、上記対応が有効である。また、相対回転時の潤滑油の流れの強さが押圧面の部位により異なる場合、あえて揚力発生溝の断面形状を部位毎に異ならせることで、各揚力発生溝の揚力をバランスさせるといったことも可能である。
【００７２】
・更に、同期機構の構成によっては、各揚力発生溝の揚力を回転軸心で釣り合わせるように設定しない方が良いこともある。例えば、相対回転に際して、外力の作用等により片当たりが生じ、押圧面の特定箇所のみが被押圧面に接触してしまうような場合には、奏した特定箇所で適宜な揚力が得られるように、各揚力発生溝の揚力のバランスを調整することで、より適切に摩擦低減を図ることができる。そうした場合には、状況によっては、２つ以下の揚力発生溝でも、良好な摩擦低減を図れることもある。
【００７３】
・上記実施形態では、シンクロナイザリングの押圧面に形成された油溝の一部を断面くさび形状に形成された揚力発生溝としているが、被押圧面に押し付けられたときの摩擦力やその際の潤滑油の排出性が十分に確保できるのであれば、油溝のすべてを揚力発生溝として形成しても良い。
【００７４】
・油溝や揚力発生溝の断面形状は、必ずしも上記実施形態で例示した形状に限られない。要は、揚力発生溝が、その両側面の少なくとも一方を押圧面に対する傾斜角が十分に小さい斜面とした断面くさび形状に形成されていれば、相対回転時の摩擦低減効果を奏することができる。
【００７５】
・上記実施形態では、シンクロナイザリングの押圧面に油溝や揚力発生溝を形成するようにしているが、コーン部の被押圧面にそれらを形成するようにしても良い。押圧面、被押圧面のいずれに形成したとしても、油溝や揚力発生溝は、ほぼ同等の機能を奏することができる。
【００７６】
・上記実施形態では、キー式の同期機構に本発明を適用した場合を説明したが、同期機構の形式はこれに限られない。要は、押圧面の形成されたシンクロナイザリングと、被押圧面の形成されたコーン部とを有して、回転を同期させる歯車変速装置の同期機構であれば、或いはそのシンクロナイザリングであれば、本発明を適用することができる。そしてそれにより、上記実施形態と同様或いはそれに準じた効果を奏することができる。
【００７７】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）　前記一方の回転要素はシャフトであり、前記他方の回転要素は該シャフトに相対回転可能に配設されたギヤである請求項１〜５のいずれかに記載の歯車変速装置の同期機構。
【００７８】
（ロ）　前記押圧面は前記シンクロナイザリングの内周に形成され、前記被押圧面は前記コーン部の外周に形成されてなる請求項１〜５、及び上記（イ）のいずれかに記載の歯車変速装置の同期機構。
【００７９】
（ハ）　前記押圧面は、該当シンクロナイザリングの内周に形成されてなる請求項６〜１０のいずれかに記載のシンクロナイザリング。
（ニ）　請求項６〜１０、及び上記（ハ）のいずれかに記載のシンクロナイザリングにおいて、前記同期機構を構成するキーの挿入されるキー溝を更に備えるとともに、前記揚力発生溝は、該当シンクロナイザリングの周方向において、前記キー溝の設けられた部位のいずれか一方の側方に対応する位置に形成されてなることを特徴とするシンクロナイザリング。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態についてその同期機構の分解斜視図。
【図２】同実施形態のシンクロナイザリングの斜視図。
【図３】同実施形態のシンクロナイザリングのキー溝周辺部の正面図。
【図４】同実施形態の作用を示す模式図。
【図５】第２実施形態についてそのシンクロナイザリングのキー溝周辺部の正面図。
【図６】従来の歯車変速装置の同期機構の側部断面構造を示す断面図。
【符号の説明】
１，３０…同期機構、２，３１…スリーブ、４，３２…シンクロナイザハブ、５，９…キー溝、６，３９…シンクロナイザキー、７，４０…キースプリング、８，３３，３４，５０…シンクロナイザリング、１０…油溝、１０ａ，１０ｂ…油溝１０の周方向側面、１１，５３，５４…揚力発生溝、１１ａ，１１ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ…揚力発生溝１１の周方向側面、１２，３３ａ，３４ａ，５１…押圧面、１３，３５，３６…変速ギヤ、１４，３７，３８…コーン部、１５，３７ａ，３８ａ…被押圧面、４１…メインシャフト。
【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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