(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速ギヤの切り換えを行うシンクロ機構において、
アウタスプラインが外周面に形成されたハブと、
インナスプラインとキースプリング収納溝とが内周面に形成されており、前記ハブとスプライン嵌合するスリーブと、
前記スリーブ側の前記インナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインが形成されたリングと、
前記キースプリング収納溝に収納され、前記スリーブのシフトに応じて、インデックス荷重を発生させるキースプリングとを有し、
前記キースプリングの端部には、前記キースプリング収納溝を形成する一方の壁部側に突出した第１の湾曲部と、前記キースプリング収納溝を形成する他方の壁部側に湾曲して突出した第２の湾曲部とが形成されており、
前記スリーブのシフト量に対するインデックス荷重の特性に関して、前記第１の湾曲部が前記一方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性と、前記第２の湾曲部が前記他方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性とが相違することを特徴とするシンクロ機構。
【請求項２】
前記第１の湾曲部が前記一方の壁部端に当接するタイミングは、前記第２の湾曲部が前記他方の壁部端に当接するタイミングとずれていることを特徴とする請求項１に記載されたシンクロ機構。
【請求項３】
前記一方の壁部端のチャンファ形状および前記他方の壁部端のチャンファ形状は、前記キースプリング収納溝の中心線に対して非対称に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載されたシンクロ機構。
【請求項４】
前記第１の湾曲部は、前記第２の湾曲部よりも軸方向の外側に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載されたシンクロ機構。
【請求項５】
スリーブをシフトさせることにより、一対の変速ギヤの切り換えを行うシンクロ機構を有する変速機において、
回転軸と、
前記回転軸の軸方向に沿って、アウタスプラインが外周面に形成されたハブと、
前記回転軸の軸方向に沿って、前記ハブとスプライン嵌合するインナスプラインと、キースプリング収納溝とが内周面に形成されたスリーブと、
前記スリーブ側の前記インナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインが形成された一対のリングと、
前記キースプリング収納溝に収納され、前記スリーブのシフトに応じて、インデックス荷重を発生させるキースプリングと、
前記一方のリング側のアウタスプラインを介して、前記スリーブ側のインナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインを有する第１の変速ギヤと、
前記他方のリング側のアウタスプラインを介して、前記スリーブ側のインナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインを有する第２の変速ギヤとを有し、
前記キースプリングの端部には、前記キースプリング収納溝を形成する一方の壁部側に突出した第１の湾曲部と、前記キースプリング収納溝を形成する他方の壁部側に湾曲して突出した第２の湾曲部とが形成されており、
前記スリーブのシフト量に対するインデックス荷重の特性に関して、前記第１の湾曲部が前記一方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性と、前記第２の湾曲部が前記他方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性とが相違することを特徴とする変速機。
【請求項６】
前記第１の湾曲部が前記一方の壁部端に当接するタイミングは、前記第２の湾曲部が前記他方の壁部端に当接するタイミングとずれていることを特徴とする請求項５に記載された変速機。
【請求項７】
前記一方の壁部端のチャンファ形状および前記他方の壁部端のチャンファ形状は、前記キースプリング収納溝の中心線に対して非対称に形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載された変速機。
【請求項８】
前記第１の湾曲部は、前記第２の湾曲部よりも軸方向の外側に位置していることを特徴とする請求項５または６に記載された変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンクロ機構およびそれを用いた変速機に係り、特に、ギヤ鳴き防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用変速機（ＭＴ）には、一対の変速ギヤ列の切り換えを行う常時噛合式のシンクロ機構が装着されている。シンクロ機構は、回転速度の異なる２つの回転部材（スリーブと変速ギヤ）を同期させて、両回転部材の噛み合いを容易に行うための装置である。一般的なシンクロ機構としては、ハブ、スリーブ、リング、キースプリング等からなるイナーシャロック・キー方式が採用されている。変速初期のインデックス状態では、キースプリングの弾性変形によってインデックス荷重が発生し、リングがインデックス位置へ導かれる。
【０００３】
図９は、従来のシンクロ機構におけるキースプリングの取付状態を示す図である。スリーブ５０の内周面には、軸方向に沿って、インナスプライン５１と少なくとも一つのキースプリング収納溝５２とが形成されている。それぞれのキースプリング収納溝５２には、弾性変形可能なキースプリング５３が取り付けられている。各キースプリング５３の端部には、円弧状に湾曲した一対の湾曲部５３ａ，５３ｂが一体形成されており、これらの湾曲部５３ａ，５３ｂは、キースプリング収納溝５２の壁部端５４ａ，５４ｂよりも軸方向外側に突出している。なお、これらの壁部端５４ａ，５４ｂは、キースプリング収納溝５２の中心線Ｃに対して対称なチャンファ形状を有している。
【０００４】
図１０は、上記のシンクロ機構におけるインデックス荷重の特性図である。インデックス状態では、スリーブ５０とキースプリング５３とが一体にシフトする。そして、キースプリング５３が図示しないリングに突き当たるとともに、キースプリング５３の湾曲部５３ａ，５３ｂが壁部端５４ａ，５４ｂと当接する（この状態におけるスリーブ５０のシフト量をａとする）。これにより、キースプリング５３の湾曲部５３ａ，５３ｂがキースプリング収納溝５２の溝幅方向に縮み変位するため、インデックス荷重Ｆ（＝Ｆ１＋Ｆ２）が発生する。ここで、Ｆ１は、湾曲部５３ａが壁部端５４ａに当接することにより生じる荷重であり、Ｆ２は、湾曲部５３ｂが壁部端５４ｂに当接することにより生じる荷重である。これらの荷重Ｆ１，Ｆ２は、スリーブ５０のシフト量Ｓの増大（それに伴う湾曲部５３ａ，５３ｂの縮み変位量の増大）とともに増加する。そして、湾曲部５３ａ，５３ｂがキースプリング収納溝５２に完全に押し込まれれると、荷重Ｆ１，Ｆ２は減少して所定値に収束する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシンクロ機構では、壁部端５４ａ，５４ｂのチャンファ形状は、キースプリング収納溝５２の中心線Ｃに対して対称に形成されている。したがって、図１０に示したように、荷重Ｆ１，Ｆ２は、同じタイミング（シフト量ａ）で発生し、スリーブ５０のシフト量に対して同様の変化特性となる。しかしながら、この特性では、十分なインデックス荷重Ｆを確保可能な範囲（スリーブ５０のシフト量Ｓの範囲）が限定されているため、インデックス作用が不安定化する可能性がある（インデックス不良）。このようなインデックス不良が生じると、例えば、リングが適切なインデックス位置に導かれる前に、スリーブ５０側のインナスプラインがリングを通り抜けて変速ギヤと衝突し、ギヤ鳴きが発生する可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、インデックス不良によるギヤ鳴きを有効に防止することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、第１の発明は、変速ギヤの切り換えを行うシンクロ機構において、アウタスプラインが外周面に形成されたハブと、インナスプラインとキースプリング収納溝とが内周面に形成されており、ハブとスプライン嵌合するスリーブと、スリーブ側のインナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインが形成されたリングと、キースプリング収納溝に収納され、スリーブのシフトに応じて、インデックス荷重を発生させるキースプリングとを有する。ここで、キースプリングの端部には、キースプリング収納溝を形成する一方の壁部側に突出した第１の湾曲部と、キースプリング収納溝を形成する他方の壁部側に湾曲して突出した第２の湾曲部とが形成されている。また、スリーブのシフト量に対するインデックス荷重の特性に関して、第１の湾曲部が一方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性と、第２の湾曲部が他方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性とが相違している。
【０００８】
第２の発明は、スリーブをシフトさせることにより、一対の変速ギヤの切り換えを行うシンクロ機構を有する変速機において、回転軸と、回転軸の軸方向に沿って、アウタスプラインが外周面に形成されたハブと、回転軸の軸方向に沿って、ハブとスプライン嵌合するインナスプラインと、キースプリング収納溝とが内周面に形成されたスリーブと、スリーブ側のインナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインが形成された一対のリングと、キースプリング収納溝に収納され、スリーブのシフトに応じて、インデックス荷重を発生させるキースプリングと、一方のリング側のアウタスプラインを介して、スリーブ側のインナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインを有する第１の変速ギヤと、他方のリング側のアウタスプラインを介して、スリーブ側のインナスプラインとスプライン嵌合可能なアウタスプラインを有する第２の変速ギヤとを有する。ここで、キースプリングの端部には、キースプリング収納溝を形成する一方の壁部側に突出した第１の湾曲部と、キースプリング収納溝を形成する他方の壁部側に湾曲して突出した第２の湾曲部とが形成されている。また、スリーブのシフト量に対するインデックス荷重の特性に関して、第１の湾曲部が一方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性と、第２の湾曲部が他方の壁部端に当接することにより生じる荷重特性とが相違している。
【０００９】
ここで、第１または第２の発明において、第１の湾曲部が一方の壁部端に当接するタイミングは、第２の湾曲部が他方の壁部端に当接するタイミングとずれていることが好ましい。
【００１０】
また、第１または第２の発明において、一方の壁部端のチャンファ形状および他方の壁部端のチャンファ形状は、キースプリング収納溝の中心線に対して非対称に形成されていることが好ましい。
【００１１】
さらに、第１または第２の発明において、第１の湾曲部は、第２の湾曲部よりも軸方向の外側に位置することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態に係るシンクロ機構を用いた前進６段のマニュアル変速機の断面図である。メインシャフト３１は、軸受３６，３７によって軸支されており、このシャフト３１の下方にはカウンタシャフト３３が平行に配置されている。このカウンタシャフト３３は、軸方向に貫通した中空状のシャフトであり、その中にはフロントドライブシャフト３４が挿通されている。また、メインシャフト３１の略同軸線上には、リヤドライブシャフト３５が配置されている。そして、メインシャフト３１とカウンタシャフト３３との間には、３つのシンクロ機構４０〜４２を含む歯車変速機構が介装されている。これらのシンクロ機構４０〜４２の具体的な構造については後述するが、第１のシンクロ機構４０は、カウンタシャフト３３によって支持された１速ドリブンギヤと２速ドリブンギヤとの切り換えを行う。また、第２のシンクロ機構４１は、メインシャフト３１によって支持された３速ドライブギヤ４４ａと４速ドライブギヤ４５ａとの切り換えを行う。３速ドライブギヤ４４ａと４速ドライブギヤ４５ａのそれぞれは、回転自在にメインシャフト３１に取り付けられており、カウンタシャフト３３に結合された３速ドリブンギヤ４４ｂ、４速ドリブンギヤ４５ｂと噛合している。さらに、第３のシンクロ機構４２は、メインシャフト３１により回転自在に支持された５速ドライブギヤと６速ドライブギヤとの切り換えを行う。さらに、５速ドライブギヤ４６ａと６速ドライブギヤ４７ａのそれぞれは、カウンタシャフト３３に結合された５速ドリブンギヤ４６ｂ、６速ドリブンギヤ４７ｂと噛合している。
【００１３】
エンジンのクランクシャフトからの動力は、クラッチ３２を介して、メインシャフト３１に伝達される。そして、シンクロ機構４０〜４２により設定されたギヤ比で変速された後、その動力がカウンタシャフト３３に伝達される。カウンタシャフト３３の動力は、センターディファレンシャル装置３８を介して、前輪駆動用のフロントドライブシャフト３４と後輪駆動用のリヤドライブシャフト３５とに伝達される。フロントドライブシャフト３４の回転数は、このシャフト３４の端部に取り付けられたピニオン部３９とそれと噛合したハイポイドドリブンギヤ４３とよって適切に減速され、この減速された動力で前輪が駆動する。
【００１４】
図２は、上述した第１のシンクロ機構４０の断面図である。なお、本発明の特徴部分に関してはシンクロ機構４０〜４２はすべて同一構成を有している。したがって、第２および第３のシンクロ機構４１，４２については、説明を省略する。
【００１５】
シンクロ機構４０として、シフト操作力の低減を図るため、ダブルコーンシンクロと呼ばれるタイプを用いている。シンクロ機構４０の軸方向左右には、回転軸（カウンタ軸３３）に回転自在に取り付けられた変速ギヤ１，２（ドリブンギヤ）が取り付けられている。これらの変速ギヤ１，２は、メインシャフト３１に固定的に取り付けられたドライブギヤと一体的に回転する。また、変速ギヤ１，２は、アウタスプライン１ａ，２ａが形成された部材と一体化されている。
【００１６】
変速ギヤ１，２の間に介装されたシンクロ機構４０は、ハブ４、スリーブ５、リング７ａ〜７ｃ、キースプリング１０等で構成されている。スリーブ５の内周面には、回転軸の軸方向Ｌに沿ってインナスプライン６が形成されており、このインナスプライン６は、回転軸と一体的に回転するハブ４の外周面に形成されたアウタスプラインとスプライン嵌合している。したがって、スリーブ５は、軸方向Ｌへ変位可能な状態で、回転軸およびハブ４と一体的に回転する。なお、詳細については後述するが、スリーブ５の内周面には、軸方向Ｌに沿って延在する複数のキースプリング収納溝が形成されている。
【００１７】
スリーブ５の右側にはリング７ａが介装されている。このリング７ａの外周には、スリーブ５側のインナスプラインと嵌合可能なアウタスプライン８が形成されており、その内周にはコーン面９ａが形成されている。スリーブ５が右側へシフトした場合、このコーン面９ａが変速ギヤ２側のコーン面と当接して、変速ギヤ２とスリーブ５とを同期させるのに必要な摩擦力が発生する。
【００１８】
一方、スリーブ５の左側にはアウタリング７ｂ、インナリング７ｃおよびシンクロコーン３が介装されている。アウタリング７ｂの外周には、スリーブ５側のインナスプラインと嵌合可能なアウタスプライン８が形成されており、その内周にはコーン面９ｂが形成されている。また、アウタリング７ｂと独立して回転可能なインナリング７ｃの外周にはコーン面９ｃが形成されている。そして、インナリング７ｂとアウタリング７ｃとの間には、変速ギヤ１と一体的に回転するシンクロコーン３が介装されている。スリーブ５が左側へシフトした場合、アウタリング７ｂのコーン面９ｂとインナリング７ｃのコーン面９ｃとがシンクロコーン３と接触し、シンクロコーン３を挟み込むため、強力な摩擦力が発生する。これにより、変速ギヤ１とスリーブ５との同期作用が生じる。
【００１９】
図３は、スリーブ５の内周面の形状を示す図である。スリーブ５の内周面には、軸方向に沿ったインナスプライン６が形成されている。インナスプライン６の端部近傍の形状は、歯先に向かうに従って幅が広くなっていく逆テーパーを有している。また、所定位置（例えば３カ所）には、軸方向に沿ったキースプリング収納溝２１が形成されている。それぞれのキースプリング収納溝２１には、キースプリング１０がはめ込まれている。なお、インナスプライン６とキースプリング収納溝２１の壁部端にはチャンファが形成されている。
【００２０】
図４は、キースプリング１０の外観斜視図である。このキースプリング１０は、所定形状のスプリング鋼板に折り曲げ加工を施すことにより一体形成され、本体部１１、連結部１２および湾曲部１３ａ，１３ｂを有する。一対の本体部１１は、キースプリング収納溝２１の溝幅相当の間隔で対向している。また、本体部１１の略中央に設けられた連結部１２は、一対の本体部１１を連結しており下方に突出している。図２に示したように、この突出した連結部１２は左右のリング７ａ，７ｂの間に位置しており、変速初期の段階では連結部１２がリング７ａ，７ｂを軸方向外側に押し出す。また、キースプリング１０の端部には、キースプリング収納溝２１の一方の壁部側に突出した第１の湾曲部１３ａと、他方の壁部側に湾曲して突出した第２の湾曲部１３ｂとが形成されている。スリーブ５のシフト操作によって、これらの湾曲部１３ａ，１３ｂが縮幅方向に変形（縮み変位）すると、後述するインデックス荷重が発生する。
【００２１】
図５は、キースプリング１０の動作説明図である。キースプリング収納溝２１を形成する上壁部２２の壁部端２２ａにおけるチャンファ形状および下壁部２３の壁部端２３ａにおけるチャンファ形状は、キースプリング収納溝２１の中心線Ｃに対して非対称になるように形成されている。スリーブ５を軸線方向Ｓにシフトさせた場合、まず、第１の湾曲部１３ａが壁部端２３ａと当接する（このときのスリーブ５のシフト量をａとする）。スリーブ５をさらにシフトさせると、第２の湾曲部１３ｂが壁部端２２ａと当接する（このときのスリーブ５のシフト量をｂとする）。このようにして、キースプリング１０の湾曲部１３ａ，１３ｂが当接するチャンファ歯元の相対位置を相違させる。その結果、スリーブ５のシフト時に、湾曲部１３ａ，１３ｂが壁部端２２ａ，２３ａに当接するタイミングがシフト量（ｂ−ａ）分だけずれる。
【００２２】
図６は、インデックス荷重Ｆの特性図である。シフト量ａのタイミングで、キースプリング１０の第１の湾曲部１３ａが壁部端２３ａと当接し、第１の湾曲部１３ａがキースプリング収納溝２１の溝幅方向に縮み変位し始める。したがって、シフト量ａのタイミング以降、第１の湾曲部１３ａの弾性変形に起因した荷重Ｆ１が発生する。一方、シフト量ｂのタイミングで、キースプリング１０の第２の湾曲部１３ｂが壁部端２２ａと当接し、第２の湾曲部１３ｂがキースプリング収納溝２１の溝幅方向に縮み変位し始める。したがって、シフト量ｂのタイミング以降、第２の湾曲部１３ｂの弾性変形に起因した荷重Ｆ２が発生する。インデックス荷重は、荷重Ｆ１と荷重Ｆ２の和となる。
【００２３】
このように、本実施形態では、キースプリング収納溝２１の壁部端２２ａ，２３ａのチャンファ形状を中心線Ｃに対して非対称に形成している。これにより、荷重Ｆ１，Ｆ２の荷重特性に位相差を設けて、湾曲部１３ａ，１３ｂが壁部端２２ａ，２３ａに当接するタイミングをずらしている。これにより、発生する荷重Ｆ１，Ｆ２が分散されて、有効なインデックス荷重Ｆが発生する領域（図６において斜線で示した領域）が拡大する。したがって、図１０に示した変化特性と比較した場合、当接タイミングをずらした分だけ、有効なインデックス荷重Ｆを確保できる範囲が拡大するため、インデックス作用を安定化させることが可能性となる。その結果、インデックス状態が適切に形成される前に、スリーブ５側のインナスプラインがリング側のアウタスプラインを通り抜けて変速ギヤと衝突してしまうことを有効に防止できるため、ギヤ鳴きの発生を抑制することができる。
【００２４】
また、従来では、ギヤ鳴きの発生を防止するために、高い部品寸法精度が要求されていた。これに対して、本実施形態では、部品寸法精度を緩和してもギヤ鳴きの発生を防止することができるため、コスト的なメリットも大きい。
【００２５】
なお、本発明は、スリーブのシフト量に対するインデックス荷重の特性に関して、キースプリングに形成された第１の湾曲部の荷重特性が第２の湾曲部のそれと相違するような構造に広く適用することができる。図７は、他の一例としてのキースプリングの外観斜視図であり、図８は、そのキースプリングの動作説明図である。
【００２６】
本形態に係るキースプリング１０では、第１の湾曲部１３ａが第２の湾曲部１３ｂよりも軸方向の外側に位置するようにオフセットしている。また、壁部端２２ａ，２３ａのチャンファ形状は、中心線Ｃに対して対称となっている
【００２７】
スリーブ５を軸方向Ｓにシフトした場合、第１の湾曲部１３ａが第２の湾曲部１３ｂよりも外側にオフセットしている分だけ、第１の湾曲部１３ａの方が早く壁部端２３ａと当接する。したがって、スリーブ５のシフト時に、湾曲部１３ａ，１３ｂの当接タイミングをずらすことができるので、上述した実施形態と同様に、インデックス不良によるギヤ鳴きの発生を抑制することができ、部品寸法精度の緩和を図ることができる。
【００２８】
なお、第１の湾曲部と第２の湾曲部との当接タイミングをずらす手法は、本発明の最も好ましい実施形態ではあるが、それ以外にも、荷重Ｆ１，Ｆ２のピークをずらすことによりインデックス荷重領域の拡大を図ることも可能である。また、一方の荷重特性Ｆ１を他方の荷重特性Ｆ２よりも緩慢に変化させることによりインデックス荷重領域の拡大を図ってもよい（この場合は、当接タイミングが同じであってもよい）。
【００２９】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、スリーブのシフト量に対するインデックス荷重の特性に関して、第１の湾曲部がキースプリング収納溝の壁部端に当接することにより生じる特性と、第２の湾曲部がキースプリング収納溝の壁部端に当接することにより生じる特性とを相違させている。これにより、インデックス荷重の発生範囲を拡大することができるため、インデックス不良の発生を有効に防止できる。その結果、ギヤ鳴きの発生を有効に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】前進６段のマニュアル変速機の断面図
【図２】シンクロ機構の断面図
【図３】スリーブの内周面の形状を示す図
【図４】キースプリングの外観斜視図
【図５】キースプリングの動作説明図
【図６】インデックス荷重の特性図
【図７】他のキースプリングの外観斜視図
【図８】他のキースプリングの動作説明図
【図９】従来のシンクロ機構におけるキースプリングの取付状態を示す図
【図１０】従来のインデックス荷重の特性図
【符号の説明】
１，２  変速ギヤ、
３  シンクロコーン、
４  ハブ、
５  スリーブ、
６  インナスプライン、
７ａ〜７ｃ  リング、
８  アウタスプライン、
９ａ〜９ｃ  コーン面、
１０  キースプリング、
１１  本体部、
１２  連結部、
１３ａ  第１の湾曲部、
１３ｂ  第２の湾曲部、
２１  キースプリング収納溝、
２２  上壁部、
２３  下壁部、
４０  シンクロ機構
【図１】
0004459411.tif 000002
【図２】
0004459411.tif 000003
【図３】
0004459411.tif 000004
【図４】
0004459411.tif 000005
【図５】
0004459411.tif 000006
【図６】
0004459411.tif 000007
【図７】
0004459411.tif 000008
【図８】
0004459411.tif 000009
【図９】
0004459411.tif 000010
【図１０】
0004459411.tif 000011