(57)【要約】【課題】倍力機構を備えた変速機用同期装置において、回転時に同期リングを真円に保持して同期リングの偏摩耗を防止可能な変速機用同期装置を提供する。【解決手段】倍力機構としてレバー部材を有し、該レバー部材を半径方向外側に押圧する複数の突起を同期リングに一体に備えた同期装置において、同期リング（５６）の突起（５７）と異なる位置にバランスウェイト（５９）を設けるようにした。【選択図】　　　図４
2004019809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に一体回転可能に固定されたハブと、
該ハブの外周にスプライン嵌合して軸方向移動可能に支持され、前記回転軸と一体回転するスリーブと、
前記ハブに近接して前記回転軸周りに回転自在に支持され、前記スリーブとスプライン嵌合するクラッチギヤ及び同期用の摩擦面を有するコーン部が前記ハブ側に一体に設けられた変速ギヤと、
前記ハブと一体回転可能に配設され、前記変速ギヤの前記コーン部に押圧可能な同期用の摩擦面を有する環状のテーパ部が設けられた同期リングと、
前記ハブと前記同期リングとの間にそれぞれ前記同期リングに沿い弧状に設けられ、同期動作時に外周の一部が前記スリーブと当接して、前記スリーブの押圧力を前記同期リングに伝達する複数のレバー部材と、
前記同期リングに前記ハブ側に突出して一体に設けられ、前記複数のレバー部材のうち隣り合うレバー部材間の隙間に円周方向で一定の遊びを有して嵌合されてなり、同期中に前記コーン部と前記テーパ部との摩擦力により前記レバー部材を半径方向外側に押圧し、前記ハブと前記変速ギヤとの同期が所定の同期状態となるまで前記レバー部材の半径方向内側への移動を規制する複数の突起とを備え、
前記同期リングは、前記突起と異なる位置にバランスウェイトを有することを特徴とする変速機用同期装置。
【請求項２】
前記複数のレバー部材は同一形状の２個のレバー部材からなり、前記複数の突起は前記同期リングに対角に２個設けられており、
前記同期リングは、前記バランスウェイトを前記突起と略９０度をなす位置に対角に２個有することを特徴とする、請求項１記載の変速機用同期装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機用同期装置に係り、詳しくは、変速機用同期装置の同期リング構造に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
変速機用同期装置としてキー式同期装置が知られている。しかしながら、当該キー式同期装置では、スリーブからの入力をそのまま同期リングに伝達する構造であるため、同期装置の径を拡大することなくシフトレバーの操作力を軽減したり摩擦係数の小さな材料で十分な摩擦力を得ることができないという問題があり、近年、特開平９−８９００２号公報に開示されるように、簡単な構成でスリーブの押圧力を拡大して同期リングへ伝達できる倍力機構を備えた同期装置が開発されている。
【０００３】
当該公報に開示される同期装置は、例えば、スリーブを支持しながらこれにスプライン嵌合するハブと同期リングとの間に少なくとも２個の複数のレバー部材を設け、シフト時においてスリーブをこのレバー部材の半径方向外側部分に押し当て、レバー部材を最内側部分を支点に回動させてレバー部材の腹部（途中部分）を同期リングに当接させ、梃子の作用によりスリーブの押圧力を拡大（倍力）して同期リングに伝達するよう構成されている。
【０００４】
また、当該同期装置では、同期リングにレバー部材の数に対応した複数のブロック状の突起がハブ側に形成されており、当該突起は複数のレバー部材端間の隙間に一定の遊びを有して嵌合されている。これにより、同期中において同期リング内周面の環状のテーパ部とギヤ側のコーン部間に生じる摩擦力を利用して複数のレバー部材を半径方向外側に押圧可能となり、レバー部材の半径方向外側部分がストッパとして機能して同期中におけるスリーブのギヤ側への移動が規制される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に開示されるように、同期リングにブロック状の突起が設けられていると、突起を設けた部分の質量が他の部分よりも大きいため、回転時においてこの部分の遠心力だけが特に大きくなって同期リングが楕円状に変形するという現象が発生する。
【０００６】
このように同期リングが楕円変形すると、同期リングのテーパ部とギヤ側のコーン部とが偏接触し、同期リングのテーパ部に偏摩耗が発生し好ましいことではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、倍力機構を備えた変速機用同期装置において、回転時に同期リングを真円に保持して同期リングの偏摩耗を防止可能な変速機用同期装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の変速機用同期装置に係る発明では、回転軸に一体回転可能に固定されたハブと、該ハブの外周にスプライン嵌合して軸方向移動可能に支持され、前記回転軸と一体回転するスリーブと、前記ハブに近接して前記回転軸周りに回転自在に支持され、前記スリーブとスプライン嵌合するクラッチギヤ及び同期用の摩擦面を有するコーン部が前記ハブ側に一体に設けられた変速ギヤと、前記ハブと一体回転可能に配設され、前記変速ギヤの前記コーン部に押圧可能な同期用の摩擦面を有する環状のテーパ部が設けられた同期リングと、前記ハブと前記同期リングとの間にそれぞれ前記同期リングに沿い弧状に設けられ、同期動作時に外周の一部が前記スリーブと当接して、前記スリーブの押圧力を前記同期リングに伝達する複数のレバー部材と、前記同期リングに前記ハブ側に突出して一体に設けられ、前記複数のレバー部材のうち隣り合うレバー部材間の隙間に円周方向で一定の遊びを有して嵌合されてなり、同期中に前記コーン部と前記テーパ部との摩擦力により前記レバー部材を半径方向外側に押圧し、前記ハブと前記変速ギヤとの同期が所定の同期状態となるまで前記レバー部材の半径方向内側への移動を規制する複数の突起とを備え、前記同期リングは、前記突起と異なる位置にバランスウェイトを有することを特徴としている。
【０００８】
従って、同期リングは、複数の突起の質量が大きいため、回転すると当該突起の部分の遠心力が大きくなって楕円変形しようとするのであるが、突起と異なる位置にバランスウェイトが設けられていると、当該バランスウェイトの部分でも同様の遠心力が働いて楕円変形しようとすることになり、結果として突起による楕円変形が相殺されることになり、回転中であっても真円に近い状態に保持される。これにより、変速ギヤのコーン部と同期リングのテーパ部との偏接触が解消され、当該テーパ部の偏摩耗が良好に防止されることになり、同期リング、ひいては同期装置の作動不良が防止され、同期装置の延命化が図られる。
【０００９】
好ましくは、併せて同期リングの突起の質量を極力軽減するのがよく、これにより、突起の質量とともにバランスウェイトの質量が小さく抑えられ、同期リングは良好に真円に近い状態に保持される。
また、請求項２の変速機用同期装置に係る発明では、前記複数のレバー部材は同一形状の２個のレバー部材からなり、前記複数の突起は前記同期リングに対角に２個設けられており、前記同期リングは、前記バランスウェイトを前記突起と略９０度をなす位置に対角に２個有することを特徴としている。
【００１０】
従って、同一形状の２個のレバー部材が設けられ、これに合わせて突起が同期リングに対角に２個設けられている場合には、バランスウェイトを突起と略９０度をなす位置に対角に２個設けることで、突起による楕円変形が良好に相殺され、同期リングは良好に真円に近い状態に保持される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る変速機用同期装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る変速機用同期装置の縦断面図が示されている。なお、同図では、同期装置を軸方向で視て９０°で切断した断面を示している。つまり、図１のセンタラインよりも上側が同期装置の垂直断面を示し、下側が水平断面を示している。
【００１２】
図１に示すように、出力シャフト１には、ベアリング２を介して例えば２速ギヤ１０が、ベアリング３を介して例えば３速ギヤ２０が回転自在に接続されており、これら２速ギヤ１０と３速ギヤ２０との間に同期装置本体３０が配設されている。
出力シャフト１の２速ギヤ１０と３速ギヤ２０との間の外周面には、外周スプライン４が形成されており、当該外周スプライン４に同期装置本体３０のハブ３２が嵌合されている。詳しくは、ハブ３２の内周面には内周スプライン３４が形成されており、内周スプライン３４が外周スプライン４に圧入されている。
【００１３】
図２を参照すると、同期装置本体３０を２速ギヤ１０側から視た図が示されており、以下図２をも参照して説明する。
ハブ３２の外周には軸方向で摺動自在にしてスリーブ４０が嵌合されている。詳しくは、ハブ３２の外周面には外周スプライン３６が形成される一方、スリーブ４０の内周面には内周スプライン４２が形成されており、内周スプライン４２が外周スプライン３６に沿い軸方向で摺動自在に嵌合されている。
【００１４】
２速ギヤ１０のスリーブ４０側には、２速ギヤ１０と一体的にクラッチギヤ１２が設けられており、クラッチギヤ１２にはスリーブ４０の内周スプライン４２が噛合可能である。また、３速ギヤ２０のスリーブ４０側にも、３速ギヤ２０と一体的にクラッチギヤ２２が設けられており、クラッチギヤ２２にはやはりスリーブ４０の内周スプライン４２が噛合可能である。つまり、当該同期装置は、内周スプライン４２がハブ３２の外周面上を軸方向で摺動し、内周スプライン４２がクラッチギヤ１２或いはクラッチギヤ２２と選択的に噛合することで、２速ギヤ１０とハブ３２或いは３速ギヤ２０とハブ３２とがスリーブ４０を介して一体に回転可能に構成されている。これにより、エンジン（図示せず）からの駆動力が選択的に２速ギヤ１０或いは３速ギヤ２０を介して出力シャフト１に伝達される。
【００１５】
さらに、２速ギヤ１０のハブ３２側には、クラッチギヤ１２と一体にして同期用の摩擦面を有するコーン部１４が形成されており、同様に、３速ギヤ２０のハブ３２側には、クラッチギヤ２２と一体にして同期用の摩擦面を有するコーン部２４が形成されている。
２速ギヤ１０のコーン部１４や３速ギヤ２０のコーン部２４周りには、それぞれ同期リングユニット５０が軸方向に遊びを有して外嵌されている。詳しくは、当該同期装置は、コーン部１４、２４とともに同一傾斜角のセンタコーン５２を配したトリプルコーン構造を有しており、同期リングユニット５０は、センタコーン５２を挟むようにインナリング５４とアウタリング５６から構成されている。より詳しくは、クラッチギヤ１２やクラッチギヤ２２には孔１３、２３がそれぞれ複数穿設されており、一方センタコーン５２には爪５３が複数形成されており、センタコーン５２は当該爪５３が孔１３や孔２３に軸方向に遊びを有して嵌合することで２速ギヤ１０のコーン部１４や３速ギヤ２０のコーン部２４と一体に回転する。インナリング５４とアウタリング５６については、後述するようにハブ３２と一体に回転する。
【００１６】
そして、これらインナリング５４とアウタリング５６及びセンタコーン５２は、２速ギヤ１０や３速ギヤ２０のコーン部１４、２４がインナリング５４の内周面に形成された環状のテーパ部５４ａと摺接し、インナリング５４の外周面に形成されたコーン部５４ｂがセンタコーン５２の内周面に形成された環状のテーパ部５２ａと摺接し、センタコーン５２の外周面に形成されたコーン部５２ｂがアウタリング５６の内周面に形成された環状のテーパ部５６ａと摺接するように半径方向に順次配設されている。
【００１７】
また、ハブ３２と同期リングユニット５０との間には、出力シャフト１を挟み、倍力機構として機能する一対のレバー部材６０、６１が設けられている。
図３を参照すると、図２から同期リングユニット５０及びセンタコーン５２を除いた図が示されており、以下図３をも参照して説明する。
図３に示すように、レバー部材６０、６１は、それぞれ略馬蹄形状（弧状）をして同期リングユニット５０に沿うように配設されており、外周中央には、ハブ３２の切欠部３５と嵌合するよう外方に突出してレバー頭部（外周の一部）６２、６３が一体に形成されている。また、レバー部材６０とレバー部材６１とは、一対の両端６４、６４と一対の両端６５、６５との間に一定のクリアランスが形成されるように配設されており、このクリアランスは、一部切り欠かれたリング状のスプリング７０がレバー部材６０、６１を半径方向外側に押圧することで保持されている。また、レバー部材６０、６１と同期リングユニット５０との間には、薄板７２が挿入されている。
【００１８】
レバー部材６０、６１のレバー頭部６２、６３の先端には、図１にレバー頭部６２で示すように、ハブ３２側に面してテーパ面６２ａ、６３ａが形成されており、一方、スリーブ４０の内周スプライン４２のうち、切欠部３５に対応する部分についてはテーパ面６２ａ、６３ａに対向するようにしてテーパ面４２ａが形成されている。
【００１９】
即ち、当該同期装置は、スリーブ４０が軸方向で摺動すると、内周スプライン４２のテーパ面４２ａがレバー頭部６２、６３のテーパ面６２ａ、６３ａと当接し、水平方向の分力でレバー頭部６２、６３を軸方向に変位させ、同時に垂直方向の分力でレバー頭部６２、６３、即ちレバー部材６０、６１をスプリング７０のばね力に抗して半径方向内側に押し下げるように構成されている。
【００２０】
アウタリング５６には、レバー部材６０、６１の上記一対の両端６４、６４と一対の両端６５、６５との間の一定のクリアランスに円周方向で一定の遊びを有して嵌合するようにして一対のブロック状の突起５７、５７が対角位置に一体に形成されている。
アウタリング５６の当該突起５７には、半径方向内側に延びて爪５８が設けられており、一方インナリング５４には当該爪５８に対応するように部材５５がハブ３２側に延びて係合溝５５ａが形成されており、爪５８と係合溝５５ａとが嵌合している。
【００２１】
つまり、インナリング５４は係合溝５５ａ、爪５８を介してアウタリング５６と連結され、アウタリング５６はブロック状の突起５７及び一対の両端６４、６４と一対の両端６５、６５間の一定のクリアランスを介してレバー部材６０、６１と連結され、レバー部材６０、６１はレバー頭部６２、６３、切欠部３５を介してハブ３２と連結されている。これにより、インナリング５４、アウタリング５６及びレバー部材６０、６１はハブ３２と一体に回転する。
【００２２】
以下、このように構成された同期装置の作用について簡単に説明する。なお、ここではスリーブ４０を２速ギヤ１０側に操作する場合について説明するが、３速ギヤ２０側に操作する場合についても同様である。
スリーブ４０が例えば２速ギヤ１０側に操作されると、上述したように、先ず、内周スプライン４２のテーパ面４２ａがレバー頭部６２、６３のテーパ面６２ａ、６３ａと当接する。これにより、水平方向の分力でレバー頭部６２、６３が軸方向に変位することになるが、このとき、レバー部材６０、６１は一対の両端６４、６４及び一対の両端６５、６５を支点に回動し、レバー部材６０、６１の腹部６０ａ、６１ａが薄板７２を介してアウタリング５６を押圧することになる。つまり、レバー頭部６２、６３を力点とし、一対の両端６４、６４及び一対の両端６５、６５を支点とすると、レバー部材６０、６１の腹部６０ａ、６１ａが作用点となり、スリーブ４０を動かす力が梃子の作用によって拡大（倍力）され、アウタリング５６がレバー部材６０、６１を介して比較的大きな力で２速ギヤ１０側に押圧される。
【００２３】
これにより、アウタリング５６とセンタコーン５２間、センタコーン５２とインナリング５４間及びインナリング５４と２速ギヤ１０のコーン部１４間に容易にして確実に摩擦力が発生し、ハブ３２と２速ギヤ１０との同期が速やかに達成される。
また、内周スプライン４２のテーパ面４２ａがレバー頭部６２、６３のテーパ面６２ａ、６３ａと当接すると、上述したように、垂直方向の分力によってレバー頭部６２、６３、即ちレバー部材６０、６１がスプリング７０のばね力に抗して半径方向内側に押し下げられることになるが、同期リングユニット５０とセンタコーン５２及び２速ギヤ１０のコーン部１４間に摩擦力が発生している間、即ち同期中は、当該摩擦力でアウタリング５６の一対のブロック状の突起５７、５７も回転方向に移動しようとしてレバー部材６０、６１の一対の両端６４、６４の一方及び一対の両端６５、６５の一方を押圧することになるので、当該押圧力によってレバー部材６０、６１の半径方向内側への移動が一時的に規制される。
【００２４】
これにより、ハブ３２と２速ギヤ１０とが所定の同期状態となるまでの間は、レバー頭部６２、６３によってスリーブ４０の２速ギヤ１０側への移動が阻止され、ハブ３２と２速ギヤ１０が未だ同期していないうちにスリーブ４０が不用意にクラッチギヤ１２と接触することが確実に防止される。
ハブ３２と２速ギヤ１０とが同期すると、上記摩擦力は減少するので、レバー部材６０、６１はスプリング７０のばね力に抗して半径方向内側に上記一定の遊び分移動してスリーブ４０が２速ギヤ１０側に移動可能となり、スリーブ４０はクラッチギヤ１２と噛合する。これにより変速が完了する。
【００２５】
ところで、図４を参照すると、アウタリング５６をハブ３２側から視た図が示されており、以下、同図及び図１、図２に基づき、本発明に係るアウタリング５６の特徴的構造及びその作用について説明する。
アウタリング５６には、上述したように一対のブロック状の突起５７、５７が対角位置に一体に形成されているが、本発明に係るアウタリング５６では、さらに、ブロック状の突起５７と略９０°をなす位置に対角に、回転中心、即ち軸心とアウタリング５６の重心とが一致するようにして同一質量の一対（２個）のバランスウェイト５９、５９が一体に形成されている。この場合、バランスウェイト５９は、円周方向でブロック状の突起５７と略同一の幅寸法を有し、突起５７と略同一の質量を有しているのが望ましい。
【００２６】
また、ブロック状の突起５７には、切欠５７ａが設けられており、これによりブロック状の突起５７の質量が極力軽減されている。
このように、アウタリング５６に一対のブロック状の突起５７、５７とともに一対のバランスウェイト５９、５９が設けられていると、一般に、アウタリング５６の回転によって遠心力が生じ、遠心力はＦ＝ｍｒω２（ｍ：質量、ｒ：回転半径、ω：角速度）であって質量が大きい部分ほど大きな遠心力が働きアウタリング５６が楕円変形するのであるが、一対のブロック状の突起５７、５７に働く遠心力により生じる楕円変形が略同一の質量を有する一対のバランスウェイト５９、５９に働く遠心力によって相殺されることになり、回転中であってもアウタリング５６は真円に近い状態に保持される。
【００２７】
これにより、アウタリング５６が回転中に楕円変形すると、アウタリング５６のテーパ部５６ａとセンタコーン５２のコーン部５２ｂとが偏接触してテーパ部５６ａが偏摩耗するおそれがあるところ、バランスウェイト５９を設けたことでこのような偏接触が解消され、テーパ部５６ａの偏摩耗が良好に防止され、アウタリング５６やセンタコーン５２、ひいては同期装置の作動不良が防止され、同期装置の延命化が図られる。
【００２８】
なお、ブロック状の突起５７には切欠５７ａが設けられて質量が極力軽減されているので、突起５７とともにバランスウェイト５９を比較的軽くして質量バランスの偏りを防止でき、これによりアウタリング５６を良好に真円に近い状態に保持できる。
以上で本発明に係る変速機用同期装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、アウタリング５６に一対の突起５７、５７と略９０°をなすように一対のバランスウェイト５９、５９を設けるようにしたが、アウタリング５６を真円に近い状態に保持できれば、バランスウェイトをアウタリング５６の複数箇所に設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、アウタリング５６のブロック状の突起５７に切欠５７ａを設けて質量の軽減を図っているが、切欠５７ａ以外にも突起５７の余肉を削るようにすればバランスウェイト５９をより軽減でき、アウタリング５６をさらに良好に真円に近い状態に保持できる。
【００３０】
また、上記実施形態では、アウタリング５６にバランスウェイト５９を設ける場合について説明したが、インナリング５４やセンタコーン５２に本発明を適用するようにしてもよい。例えば、係合溝５５ａの形成される部材５５の遠心力によっても楕円変形が生じるが、当該楕円変形を相殺するようにインナリング５４上にバランスウェイトを設けるようにしてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、トリプルコーン構造からなる同期装置について説明したが、本発明は当然にシングルコーン構造またはダブルコーン構造からなる同期装置にも良好に適用可能である。
また、上記実施形態では、レバー部材がレバー部材６０、６１の２個からなる同期装置について説明したが、レバー部材を３個以上備え、アウタリングにブロック状の突起が３個所以上存在する同期装置であっても本発明を良好に適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の変速機用同期装置によれば、倍力機構としてレバー部材を有し、該レバー部材を半径方向外側に押圧する複数の突起を同期リングに一体に備えた同期装置において、同期リングの突起と異なる位置にバランスウェイトを設けるようにしたので、同期リングの突起による楕円変形を相殺し、回転中であっても同期リングを真円に近い状態に保持でき、変速ギヤのコーン部と同期リングのテーパ部との偏接触を解消して該テーパ部の偏摩耗を良好に防止することができる。これにより、同期リング、ひいては同期装置の作動不良を防止し、同期装置の延命化を図ることができる。
【００３３】
また、請求項２の変速機用同期装置によれば、同一形状の２個のレバー部材が設けられ、これに合わせて突起が同期リングに対角に２個設けられている場合において、バランスウェイトを突起と略９０度をなす位置に対角に２個設けるようにしたので、突起による楕円変形を良好に相殺でき、同期リングを良好に真円に近い状態に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速機用同期装置の縦断面図である。
【図２】同期装置本体を２速ギヤ側から視た図である。
【図３】図２から同期リングユニット及びセンタコーンを除いた図である。
【図４】アウタリングをハブ側から視た図である。
【符号の説明】
１　出力シャフト
１０　２速ギヤ
２０　３速ギヤ
３０　同期装置本体
３２　ハブ
４０　スリーブ
５０　同期リングユニット
５２　センタコーン
５４　インナリング
５６　アウタリング
５７　突起
５７ａ　切欠
５９　バランスウェイト
６０、６１　レバー部材
【図１】
2004019809.tif 000003
【図２】
2004019809.tif 000004
【図３】
2004019809.tif 000005
【図４】
2004019809.tif 000006