(57)【要約】【課題】変速歯車とクラッチハブが連結されていない状態で、同期装置の円錐穴と円錐面が当接して摩耗や摩擦によるエネルギ損失が生じるのを防止する。【解決手段】回転軸１０に一体的に設けたクラッチハブ１６にスリーブ３０を往復動可能にスプライン係合し、回転軸には円錐面２１ｂ，２６ｂと外歯スプライン２１ａ，２６ａが同軸的に形成された変速歯車２０，２５をクラッチハブの一側に回転自在に設け、変速歯車とクラッチハブの間には円錐面と係合可能な円錐穴２２ｃ，２７ｃ及び外歯スプライン２２ｄ，２７ｄが形成されたシンクロナイザリング２２，２７が軸線方向移動及び回動可能に設けられている。クラッチハブとシンクロナイザリングには、この両者の相対回動により互いに当接してシンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻す第１及び第２係合部１６ｄ，１６ｅ，２２ｂ，２７ｂが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインに係合される内歯スプラインが内周に形成されて軸線方向に往復シフトされるスリーブと、前記クラッチハブの一側において前記回転軸に回転自在に支持され前記クラッチハブ側となるボス部に前記内歯スプラインと係合される外歯スプライン及び円錐面が一体的に形成された変速歯車と、前記クラッチハブと前記変速歯車の間に同クラッチハブに対し軸線方向移動及び回動可能に支持され前記スリーブの軸線方向のシフトにより前記変速歯車に向って押圧されて内周に同軸的に形成された円錐穴が前記円錐面に摩擦係合されるとともに外周に形成された外歯スプラインが前記内歯スプラインと係合して前記変速歯車の回転を前記クラッチハブの回転に同期させるシンクロナイザリングを備えてなる変速機の同期装置において、前記クラッチハブとシンクロナイザリングには、この両者の相対回動により円周方向において互いに当接して前記シンクロナイザリングを前記クラッチハブ側に引き戻す第１係合部と第２係合部を形成したことを特徴とする変速機の同期装置。
【請求項２】
前項に記載の変速機の同期装置において、前記第１係合部と第２係合部の何れか一方は半径方向外側から見て前記回転軸の中心軸線に対し傾斜する傾斜面を有し、この傾斜面が他方の一部と当接して前記シンクロナイザリングを前記クラッチハブ側に引き戻すことを特徴とする変速機の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に一体的に設けたクラッチハブにスプライン係合されて往復シフトされるスリーブにより変速歯車を切り換えるようにした変速機の同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機の同期装置としては、特許文献１に開示された技術がある。この技術は、回転軸に一体的に設けたクラッチハブにスリーブを往復動可能にスプライン係合し、回転軸には円錐面と外歯スプラインが同軸的に形成された変速歯車をクラッチハブの一側に回転自在に設けるとともに、変速歯車とクラッチハブの間に円錐面と係合可能な円錐穴及び外歯スプラインが同軸的に形成されたシンクロナイザリングを軸線方向移動及び回動可能に設けたものである。この技術では、スリーブを軸線方向にシフトすることにより、シンクロナイザリングの円錐穴を変速歯車の円錐面に摩擦係合させるとともにその外歯スプラインをスリーブの内歯スプラインと係合させて変速歯車の回転をクラッチハブの回転と同期させてから、スリーブの内歯スプラインと変速歯車の外歯スプラインを係合させてクラッチハブと変速歯車を連結させている。
【特許文献１】特開平１０−４７３７６号公報（段落〔００１０〕〜〔００１４〕、図１）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献１の技術では、シンクロナイザリングはその外周面が多少の隙間をおいてクラッチハブの外周部の内面により軸線方向移動及び回動可能に支持されており、変速歯車がスリーブによりクラッチハブに連結されていない状態では、シンクロナイザリングは自重などにより下がりあるいは傾いて、円錐穴と円錐面が線状にあるいは点状に当接することがあり、このことはシンクロナイザリングが変速歯車側に偏って位置して、円錐穴と円錐面の間の隙間が減少した場合に生じる。そして変速歯車とクラッチハブが連結されていないこの状態では変速歯車がクラッチハブ及びシンクロナイザリングに対し相対回転しているので、上述のように円錐穴と円錐面が当接していると円錐穴と円錐面の摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じ、あるいは局部的な偏摩耗を生じるという問題がある。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このために、本発明による変速機の同期装置は、回転軸と一体的に回転されるクラッチハブと、このクラッチハブの外周に形成された外歯スプラインに係合される内歯スプラインが内周に形成されて軸線方向に往復シフトされるスリーブと、クラッチハブの一側において回転軸に回転自在に支持されクラッチハブ側となるボス部に内歯スプラインと係合される外歯スプライン及び円錐面が一体的に形成された変速歯車と、クラッチハブと変速歯車の間に同クラッチハブに対し軸線方向移動及び回動可能に支持されスリーブの軸線方向のシフトにより変速歯車に向って押圧されて内周に同軸的に形成された円錐穴が円錐面に摩擦係合されるとともに外周に形成された外歯スプラインが内歯スプラインと係合して変速歯車の回転をクラッチハブの回転に同期させるシンクロナイザリングを備えてなる変速機の同期装置において、クラッチハブとシンクロナイザリングには、この両者の相対回動により円周方向において互いに当接してシンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻す第１係合部と第２係合部を形成したことを特徴とする
ものである。
【０００５】
前項に記載の変速機の同期装置において、第１係合部と第２係合部の何れか一方は半径方向外側から見て回転軸の中心軸線に対し傾斜する傾斜面を有するものとし、この傾斜面が他方の一部と当接してシンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻すようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
上述した請求項１の発明によれば、変速歯車がクラッチハブに連結されておらず、従ってシンクロナイザリングがクラッチハブに連結されていない状態で回転軸を回転させれば、クラッチハブとシンクロナイザリングに形成された第１係合部と第２係合部が互いに当接して、シンクロナイザリングはクラッチハブ側に引き戻される。これにより円錐穴と円錐面の間の隙間が増大するので、自重などによりシンクロナイザリングが下がりあるいは傾いても、円錐穴と円錐面が線状あるいは点状に当接することはなくなり、従って円錐穴と円錐面の摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じたり、あるいは局部的な偏摩耗を生じたりすることはなくなる。
【０００７】
また上述した請求項２の発明によれば、第１係合部と第２係合部の何れか一方を半径方向外側から見て回転軸の中心軸線に対し傾斜する傾斜面を有するものとし、他方の一部をこの傾斜面に当接させるようにしており、シンクロナイザリングをクラッチハブ側に引き戻すための構造がきわめて簡単になるので実施に要するコストを低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、図１〜図３により、本発明による変速機の同期装置を実施するための最良の形態の説明をする。この変速機は、回転軸１０、クラッチハブ１６、第１及び第２変速歯車２０，２５、第１及び第２シンクロナイザリング２２，２７並びにスリーブ３０を備えている。
【０００９】
主として図１に示すように、回転軸１０は一体的に形成したフランジ部１０ａに続いて、次第に小径となる第１〜第４軸部１１，１２，１３，１４が一体的に形成されたものである。クラッチハブ１６は外歯スプライン１６ａが形成された外周部１６ｂとそれよりも幅が狭いボス部を有し、このボス部が回転軸１０の第２軸部１２にスプラインを介して同軸的に固定されてリテーナリング１７により抜け止めされている。外周部１６ｂとボス部の間となるクラッチハブ１６の両側は、環状にえぐられて、外周部１６ｂの両側部は円筒状になってクラッチハブ１６から突出されている。
【００１０】
第１変速歯車２０はフランジ部１０ａとクラッチハブ１６の間となる第１軸部１１にニードル軸受２３を介して回転自在に支持され、クラッチハブ１６側となるボス部には、実質的に第１変速歯車２０の一部である第１ギヤピース２１が一体的に圧入固定されている。第１ギヤピース２１の外周には、クラッチハブ１６側である先端部が先細となる円錐面２１ｂが形成され、円錐面２１ｂの根本側に形成したフランジの外周には外歯スプライン１６ａと同一歯形の外歯スプライン２１ａが形成されている。第２変速歯車２５はクラッチハブ１６と第４軸部１４の間となる第３軸部１３にニードル軸受２８を介して回転自在に支持され、リテーナリング１８及びワッシャ１８ａにより抜け止めされている。第１変速歯車２０の場合と同様、第２変速歯車２５のクラッチハブ１６側となるボス部には第２ギヤピース２６が一体的に圧入固定され、その円錐面２６ｂ及び外歯スプライン２６ａを含む形状は第１ギヤピース２１と同一である。
【００１１】
クラッチハブ１６の第１変速歯車２０側となる外周部１６ｂの一側の円筒状部の内面には、環状の第１シンクロナイザリング２２の外周面２２ａが多少の隙間をおいて嵌合され、これにより第１シンクロナイザリング２２は、クラッチハブ１６と第１変速歯車２０の間にクラッチハブ１６に対し軸線方向移動及び回動可能に支持されている。第１シンクロナイザリング２２には、内周に第１ギヤピース２１の円錐面２１ｂと摩擦係合可能な円錐穴２２ｃが同軸的に形成され、クラッチハブ１６の外周部１６ｂから軸線方向外側に突出する端縁に形成したフランジの外周には外歯スプライン１６ａと同一歯形の外歯スプライン２２ｄが形成されている。クラッチハブ１６と第２変速歯車２５の間には、第２シンクロナイザリング２７が、第１シンクロナイザリング２２と同様にクラッチハブ１６に対し軸線方向移動及び回動可能に支持され、その外周面２７ａ、円錐穴２７ｃ及び外歯スプライン２７ｄを含む形状は第１シンクロナイザリング２２と同一である。
【００１２】
スリーブ３０は、その内周に形成した内歯スプライン３０ａがクラッチハブ１６の外周部１６ｂの外歯スプライン１６ａに軸線方向摺動自在に係合され、外周には円周溝３０ｂが形成されている。スリーブ３０は、円周溝３０ｂに係合されるシフトフォーク（図示省略）により第１変速歯車２０側にシフトされれば内歯スプライン３０ａが外歯スプライン２２ｄ及び外歯スプライン２１ａと係合可能であり、第２変速歯車２５側にシフトされれば内歯スプライン３０ａが外歯スプライン２７ｄ及び外歯スプライン２６ａと係合可能である。
【００１３】
図１〜図３に示すように、クラッチハブ１６の外周部１６ｂには円周方向を３等分した各位置に軸線方向に沿ってやや深い溝が形成され、この各溝には軸線方向及び半径方向摺動可能にシフティングキー３１が設けられている。このシフティングキー３１は長手方向中央部に両側にゆるい傾斜面を有する突部３１ａが形成されており、各溝の底面に形成した孔内に設けたスプリング３２により半径方向外向きに付勢されて、突部３１ａはスリーブ３０の内歯スプライン３０ａの内側に形成した両側にゆるい傾斜面を有する凹部に弾性的に係合されている。
【００１４】
主として図２及び図３に示すように、クラッチハブ１６の外周部１６ｂの両側の円筒状部には、各シフティングキー３１を中心とする円周方向のある範囲にわたり片側に各３個の第２切欠き１６ｆ，１６ｇが形成され、また各第２切欠き１６ｆ，１６ｇの間にも片側に各３個の第１切欠き（第１係合部）１６ｄ，１６ｅが形成されている。各第２切欠き１６ｆ，１６ｇの円周方向の両側縁は回転軸１０の中心軸線を含む平面上にあって互いに平行であるが、各第１切欠き１６ｄ，１６ｅの両側縁は半径方向外側から見て回転軸１０の中心軸線に対し傾斜する傾斜面１６ｄ１，１６ｅ１となっている。各第１切欠き１６ｄ，１６ｅの両側の傾斜面１６ｄ１，１６ｅ１の傾斜は互いに逆向きで、各第１切欠き１６ｄ，１６ｅは開放側から奥に進むにつれて次第に幅が広くなっている。
【００１５】
主として図２及び図３に示すように、第１シンクロナイザリング２２の外周面２２ａには、クラッチハブ１６の各第１及び第２切欠き１６ｄ，１６ｆ内に突出するが外歯スプライン１６ａの歯底円より外側には突出しない第１及び第２突起２２ｂ，２２ｅが形成されている。第１突起２２ｂの円周方向の幅は第１切欠き１６ｄの幅より小さく、その両側縁は半径方向外側から見て対応する第１傾斜面１６ｄ１と実質的に隙間なく当接可能な第２傾斜面２２ｂ１となっている。従って第１シンクロナイザリング２２は、一方の第２傾斜面２２ｂ１が対応する第１傾斜面１６ｄ１と当接される位置と、他方の第２傾斜面２２ｂ１が対応する第１傾斜面１６ｄ１と当接される位置との間で、クラッチハブ１６に対し回動可能である。なお第１突起２２ｂはクラッチハブ１６側となる先端部の幅が最大であるが、この最大幅は第１切欠き１６ｄの開放側の最小幅よりも小である。第２突起２２ｅの円周方向の両側縁は互いに平行でその円周方向の幅は第２切欠き１６ｆの幅より小さいが、上述した第１及び第２傾斜面１６ｄ１，２２ｂ１の当接による拘束がなされない回動可能範囲内では、第２切欠き１６ｆと第２突起２２ｅの各両側縁が互いに当接されることはないようになっている。第２シンクロナイザリング２７の外周面２７ａにも、クラッチハブ１６の各第１及び第２切欠き１６ｅ，１６ｇ内に突出する第１及び第２突起２７ｂ，２７ｅが形成されている。第２シンクロナイザリング２７の各部分の形状及びクラッチハブ１６の各部分の形状との関係は上述した第１シンクロナイザリング２２の場合と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００１６】
図示は省略したが、回転軸１０と平行に設けられた回転軸には各変速歯車２０，２５と噛合される変速歯車が固定され、次に述べるようにスリーブ３０をシフトして互いに噛合される１対の変速歯車を切り換えることにより、両回転軸の間で変速段の切り換えがなされる。
【００１７】
次に上述した実施形態の作動の説明をする。図１に示す中立状態から、円周溝３０ｂに係合したシフトフォーク（図示省略）によりスリーブ３０を第１変速歯車２０側にシフトすれば、スプリング３２と突部３１ａによりスリーブ３０に弾性的に係合されたシフティングキー３１がスリーブ３０とともに移動して第１シンクロナイザリング２２の第２突起２２ｅに当接して押圧し、第１シンクロナイザリング２２の円錐穴２２ｃを円錐面２１ｂに摩擦係合させて第１変速歯車２０の回転速度をクラッチハブ１６の回転速度に近づけ、さらにスリーブ３０の内歯スプライン３０ａを第１シンクロナイザリング２２の外歯スプライン２２ｄに係合させ、第１変速歯車２０の回転がクラッチハブ１６の回転と同期したところで内歯スプライン３０ａを第１変速歯車２０の外歯スプライン２１ａと係合させて、第１変速歯車２０をクラッチハブ１６に連結させる。シフトフォークによりスリーブ３０を図１の状態に戻せば、第１シンクロナイザリング２２に対するシフティングキー３１の押圧力もなくなるので、円錐面２１ｂと円錐穴２２ｃによる摩擦係合も解除され、第１シンクロナイザリング２２は前述した第１及び第２傾斜面１６ｄ１，２２ｂ１の当接による拘束がなされない範囲内においてクラッチハブ１６に対し回動自在となる。シフトフォークによりスリーブ３０を第２変速歯車２５側にシフトした場合には、上述と同様にして第２変速歯車２５がクラッチハブ１６に連結され、またスリーブ３０をもとに戻せば、第２シンクロナイザリング２７は第１及び第２傾斜面１６ｅ１，２７ｂ１の当接による拘束がなされない範囲内においてクラッチハブ１６に対し回動自在となる。
【００１８】
例えば回転軸１０が原動機により駆動される状態で、スリーブ３０が高速段である第２変速歯車２５側にシフトされた場合には、第２変速歯車２５は回転軸１０及びクラッチハブ１６と同じ速度で回転され、第１変速歯車２０はそれよりも速い速度で同じ向きに回転される。前述のように第１シンクロナイザリング２２は外周面２２ａが多少の隙間をおいてクラッチハブ１６の第１変速歯車２０側となる外周部１６ｂの一側の円筒状部の内面に多少の隙間をおいて嵌合されて支持されており、従って第１シンクロナイザリング２２は自重などにより下がりあるいは傾いて、円錐穴２２ｃと円錐面２１ｂが母線に沿って線状にあるいは角部が点状に当接することがある。その場合にはその当接部の摩擦により引きずられて第１シンクロナイザリング２２はクラッチハブ１６に対し回動し、第１突起２２ｂの何れか一方の第２傾斜面２２ｂ１がそれと対応する第１切欠き１６ｄの第１傾斜面１６ｄ１に円周方向において当接して停止する。この両傾斜面１６ｄ１，２２ｂ１の向きは前述の通りであるので、この停止により両傾斜面１６ｄ１，２２ｂ１の間に作用する押圧力によりクラッチハブ１６側に向かう力が生じて、第１シンクロナイザリング２２はクラッチハブ１６側に引き戻される。これにより円錐面２１ｂと円錐穴２２ｃの間の隙間が増大するので、自重などにより第１シンクロナイザリング２２が下がりあるいは傾いても、円錐面２１ｂと円錐穴２２ｃが線状あるいは点状に当接することはなくなり、従って円錐面２１ｂと円錐穴２２ｃの摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じたり、あるいは局部的な偏摩耗を生じたりすることはなくなる。スリーブ３０が低速段である第１変速歯車２０側にシフトされた場合には、第２変速歯車２５は第１変速歯車２０はそれよりも遅い速度で同じ向きに回転される点を除き、同じような作用により第２シンクロナイザリング２７はクラッチハブ１６側に引き戻される。これにより円錐面２６ｂと円錐穴２７ｃの間の隙間が増大するので、円錐面２６ｂと円錐穴２７ｃが線状あるいは点状に当接することはなくなり、これらの摩耗や摩擦によるエネルギ損失を生じたり、あるいは局部的な偏摩耗を生じたりすることはなくなる。
【００１９】
上述した実施形態では、クラッチハブ１６には円周方向両側に半径方向外側から見て回転軸１０の中心軸線に対し傾斜する第１傾斜面１６ｄ１，１６ｅ１を有する第１切欠き１６ｄ，１６ｅを形成し、各シンクロナイザリング２２，２７には同様に傾斜した第２傾斜面２２ｂ１，２７ｂ１を有する第１突起２２ｂ，２７ｂを形成し、この第１切欠き１６ｄ，１６ｅと第１突起２２ｂ，２７ｂを、円周方向において互いに当接して各シンクロナイザリング２２，２７をクラッチハブ１６側に引き戻す第１及び第２係合部１６ｄ，１６ｅ及び２２ｂ，２７ｂとしており、このようにすれば第１及び第２係合部１６ｄ，１６ｅ及び２２ｂ，２７ｂの構造がきわめて簡単になるので実施に要するコストを低下させることができる。しかしながら本発明の第１及び第２係合部１６ｄ，１６ｅ及び２２ｂ，２７ｂはこのような構造に限られるものではなく、種々の構造のものが使用可能である。あるいはまた、第１係合部１６ｄ，１６ｅと第２係合部２２ｂ，２７ｂの何れか一方は図２に示すような傾斜面１６ｄ１，１６ｅ１または傾斜面２２ｂ１，２７ｂ１を有するものとし、他方はそれと当接する円弧状などの部分を傾斜面の代わりに設けるようにしてもよく、そのようにすれば第１及び第２係合部１６ｄ，１６ｅ及び２２ｂ，２７ｂの構造はさらに簡単になるので実施に要するコストを一層低下させることができる。
【００２０】
また上述した実施形態では、各シンクロナイザリング２２，２７には合計で各６個の突起２２ｂ，２７ｂ，２２ｅ，２７ｅをそれぞれ形成し、これに対応してクラッチハブ１６の両側にはそれぞれ合計で各６個の切欠き１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ，１６ｇを形成しているが、各６個の突起は各３個の第２突起２２ｅ，２７ｅを省略して各３個の第１突起２２ｂ，２７ｂのみとし、これに対応して各６個の切欠きは各３個の第２切欠き１６ｆ，１６ｇを省略して各３個の第１切欠き１６ｄ，１６ｅのみとし、シフティングキー３１は向かい合う３対の第１突起２２ｂ，２７ｂの間に配置するようにしてもよい。このようにすれば構造が簡略化されるので製造コストをさらに低下させることができる。なお必要ならば、各第１突起２２ｂ，２７ｂと各第１切欠き１６ｄ，１６ｅの円周方向の幅を適宜広くしてもよい。
【００２１】
さらに上述した実施形態では、クラッチハブ１６の両側に変速歯車２０，２５及びシンクロナイザリング２２，２７を設けた例につき説明しているが、本発明はこれに限られるものではなく、変速段数によってはクラッチハブの一側に変速歯車及びシンクロナイザリングを設けるようにして実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による変速機の同期装置の一実施形態を説明する縦断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】図２の３−３断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０…回転軸、１６…クラッチハブ、１６ａ…外歯スプライン、１６ｄ，１６ｅ…第１係合部（第１切欠き）、１６ｄ１，１６ｅ１…第１傾斜面（一部）、２０，２５…変速歯車、２１ａ，２６ａ…外歯スプライン、２１ｂ，２６ｂ…円錐面、２２，２７…シンクロナイザリング、２２ｂ，２７ｂ…第２係合部（第１突起）、２２ｂ１，２７ｂ１…第２傾斜面（一部）、２２ｃ，２７ｃ…円錐穴、２２ｄ，２７ｄ…外歯スプライン、３０…スリーブ、３０ａ…内歯スプライン。
【図１】
2007139166.tif 000003
【図２】
2007139166.tif 000004
【図３】
2007139166.tif 000005