(57)【要約】【課題】大きな押付力を発揮でき、かつ食い付きが発生することを防止できる同期装置を提供する。【解決手段】同期装置は、ギヤ２２とハブスリーブ６０との間に介在してギヤ２２およびハブスリーブ６０を同期させることが可能なシンクロナイザーリング４２を備える。ギヤ２２は、回転軸１３に対して第一傾斜角度θ１を有する第一傾斜面１３４と、第一傾斜面１３４よりも小さい第二傾斜角度θ２を有する第二傾斜面２３４とを有する。シンクロナイザーリング４２は、同期動作前および同期動作後には第一傾斜面１３４と接触し、同期動作中にはシンクロナイザーリング４２は第二傾斜面２３４と接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転することが可能な第一回転部材と、
前記第一回転部材に対して回転軸を中心として回転することが可能な第二回転部材と、
前記第一回転部材と前記第二回転部材との間に介在して前記第一回転部材と前記第二回転部材とを同期させることが可能な同期部材とを備え、
前記第一回転部材は、前記回転軸に対して第一傾斜角度θ１を有する第一傾斜面と、前記第一傾斜面よりも小さい第二傾斜角度θ２を有する第二傾斜面とを有し、
前記同期部材は、同期動作前および同期動作後には前記第一傾斜面と接触し、同期動作中には前記同期部材は前記第二傾斜面と接触する、同期装置。
【請求項２】
前記同期部材と、前記第一および第二傾斜面との摩擦係数をμとすると、前記第一傾斜角度θ１と前記摩擦係数μとはμ＜ｔａｎθ１で示す関係を満たす、請求項１に記載の同期装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の同期装置を備えた変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同期装置およびそれを用いた変速機に関し、より特定的には、第一回転部材と第二回転部材とを同期部材を介して同期させる同期装置およびそれを用いた変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、同期装置は、たとえば実開平５−８１５３８号公報（特許文献１）、実開平５−８０５４号公報（特許文献２）、実開平５−５２３６６号公報（特許文献３）、特開昭５２−１５６２５９号公報（特許文献４）および実開昭５１−３９１５１号公報（特許文献５）に開示されている。
【特許文献１】実開平５−８１５３８号公報
【特許文献２】実開平５−８０５４号公報
【特許文献３】実開平５−５２３６６号公報
【特許文献４】特開昭５２−１５６２５９号公報
【特許文献５】実開昭５１−３９１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、シンクロナイザーリングの円錐状内周面すなわち歯車側円垂体に対する接触面をねじ状連続溝で形成し、かつ接触面積が小径側で大径側より大きい技術を開示している。
【０００４】
特許文献２では、アウターシンクロリングおよびインナーシンクロリングのテーパ面の角度と、これらと組合うセンターコーンの各テーパ面の角度とを、センターコーンの小径部側のテーパ面とアウターシンクロリング、インナーシンクロリングのテーパ面とのみが当接可能な異なる角度とする技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３では、小径側に第一コーン面を形成し、大径側に第二コーン面を形成し、第二コーン面の開き半角は歯車のコーン面よりも大きく設定される技術が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、限界コーンアングルより大きい角度のコーン面を有し、変速ギヤと実質的一体のシンクロナイザーリングと、限界コーンアングルより小さい角度のコーン面を有し、シフト動作を受けるシンクロナイザーリングと、内外周面がシンクロナイザーリングおよびシンクロナイザーディスクのコーン面に接触し、少なくとも２分割構成されかつ変速ギヤに対し主方向に一体的に回転し、軸方向に一定量摺動可能で半径方向に分割浮動可能である中間ディスクとを備えた変速機の噛み合い装置が開示されている。
【０００７】
特許文献５では、シンクロナイザーリングの円錐面およびその円錐面と接触する歯車の円錐面の大径部から接触が開始されるように構成された変速機の同期装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、従来の技術においては、シンクロナイザーリングがギヤ側に食い付くという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、食い付きを抑えつつ、大きな摩擦力を発生することが可能な同期装置およびそれを用いた変速機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】
【００１０】
この発明に従った同期装置は、回転軸を中心に回転することが可能な第一回転部材と、第一回転部材に対して回転軸を中心として回転することが可能な第二回転部材と、第一回転部材と第二回転部材との間に介在して第一回転部材と第二回転部材とを同期させることが可能な同期部材とを備える。第一回転部材は、回転軸に対して第一傾斜角度θ１を有する第一傾斜面と、第一傾斜面よりも小さい第二傾斜角度θ２を有する第二傾斜面とを有する。同期部材は、同期動作前および同期動作後には第一傾斜面と接触し、同期動作中には同期部材は第二傾斜面と接触する。
【００１１】
このように構成された同期装置では、同期部材は同期動作中に傾斜角度の小さい第二傾斜面と接触するため、摩擦力を大きくすることができる。
【００１２】
これに対し、同期動作前および同期動作後には傾斜の大きい第一傾斜面と接触するため、食い付きが発生することを防止できる。その結果、食い付きの発生を抑制し、かつ大きな摩擦力を発生させることができる同期装置を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、同期部材と第一および第二傾斜面との摩擦係数をμとすると、第一傾斜角度θ１と摩擦係数とはμ＜ｔａｎθ１で示す関係を満たす。
【００１４】
この発明に従った変速機は、上述の同期装置を備える。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に従えば、同期部材の食い付きを抑制しつつ、かつ大きな摩擦力を発生することができる同期装置およびそれを用いた変速機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。図１は、この発明の実施の形態に従った手動変速機の断面図である。
【００１７】
図１を参照して、手動変速機１００は、自動車の走行状態に応じてエンジンの回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える動力伝達装置である。手動変速機１００として、車両の運転者が操作するシフトレバーと手動変速機１００とが離れており、その間をケーブルおよびリンクなどで連結する、いわゆるリモートコントロール型の手動変速機１００であってもよく、手動変速機１００に直接シフトレバーを取付けた、いわゆるダイレクトコントロール方式の手動変速機１００であってもよい。
【００１８】
また、リモートコントロール方式において、シフトレバーの位置に関しては、特に限定されず、ステアリングコラム部にシフトレバーが取付けられたコラムシフト式、シフトレバーするように、回転シャフト１０にスプライン嵌合している。
【００１９】
なお、回転シャフト１０に対するクラッチハブ５０の固定方向としては、スプライン嵌合に限られず、その他の溶接等の方法を用いてもよい。
【００２０】
図１では、回転軸１３を中心として対称形状に各構成部材が配置されている。回転シャフト１０にはギヤ２２が嵌め合わせられており、ギヤ２２と回転シャフト１０との間にはベアリング（図示せず）が存在する。そのため、ギヤ２２は回転シャフト１０に対して相対回転することが可能である。図１で示す状態では、回転シャフト１０の回転力がギヤ２２には伝達されず、ギヤ２２は空転する。ギヤ２２の内周面側が回転シャフト１０と向かい合っている。ギヤ２２と回転シャフト１０との間に潤滑油が供給されていてもよい。
【００２１】
ギヤ２２にはギヤピース３２が設けられている。ギヤピース３２はギヤ２２と一体であってもよく、また別体であってもよい。ギヤピース３２はギヤ２２とともに回転する構成であればよい。ギヤピース３２は図１で示す状態ではクラッチハブ５０に係合していない。そのため、ギヤピース３２はクラッチハブ５０に対して自由に回転することが可能である。
【００２２】
ギヤピース３２近傍では、回転軸１３に対して傾斜したコーン部３４が設けられている。コーン部３４上にシンクロナイザーリング４２が嵌め合わせられている。シンクロナイザーリング４２は、ギヤ２２とクラッチハブ５０およびハブスリーブ６０と同期させるための部材であり、テーパ面であるコーン部４４を有する。内周側に設けられたコーン部４４はギヤ２２のコーン部３４と接触しており、摩擦摺動する。円錐形状のコーン部４４は回転軸１３に対して傾斜している。
【００２３】
コーン部３４は傾斜角度の大きい第一傾斜面１３４と、傾斜角度の小さい第二傾斜面２３４とを有する。第一傾斜面１３４の第一傾斜角度θ１は第二傾斜面２３４の第二傾斜角度θ２よりも大きい。傾斜角度は徐々に変化しており、第一傾斜面１３４から第二傾斜面２３４に近づくにつれて傾斜角度が小さくなっている。すなわち、この実施の形態では、連続的に傾斜角度が変化しているが、これに限られず、断続的に傾斜角度が変化してもよい。すなわち、ある点を境に大きい第一傾斜角度θ１と小さい第二傾斜角度θ２とに分けられていてもよい。
【００２４】
図１で示す同期動作開始前には、シンクロナイザーリング４２のコーン部４４はギヤ２２のコーン部３４のうち第一傾斜面１３４と接触している。シンクロナイザーリング４２は外周歯４６を有する。
【００２５】
クラッチハブ５０にはシフティングキー６５が嵌め合わせられている。シフティングキー６５にハブスリーブ６０が嵌合してしる。ハブスリーブ６０は回転軸１３の延びる方向に摺動可能である。ハブスリーブ６０の内周歯６１はクラッチハブ５０と噛み合っており、かつ内周歯６１はシンクロナイザーリング４２の外周歯４６およびギヤピース３２の外周歯３６と嵌まり合うことが可能である。
【００２６】
クラッチハブ５０はハブスリーブ６０を軸方向にスライド可能に保持する。ハブスリーブ６０は凹部６２を有し、凹部６２はシフトフォークにより挟まれて保持される。シフトフォークが凹部６２を回転軸１３方向へ動かすと、これに伴いハブスリーブ６０およびシフティングキー６５も回転軸１３方向に移動する。ハブスリーブ６０の内周側に設けられた凹部６３がシフティングキー６５の凸部６９と嵌まり合っている。
【００２７】
この実施の形態に限られず、２つ以上のシンクロナイザーリングが存在する、いわゆるマルチコーン型のシンクロナイザーリングを有する同期装置に本発明を適用することも可能である。
【００２８】
図２は、図１中のシンクロナイザーリングの斜視図である。図２を参照して、シンクロナイザーリング４２は円周方向に配置される複数の外周歯４６を有する。シンクロナイザーリング４２のコーン部４４はシンクロナイザーリング４２の内周面側に設けられている。シンクロナイザーリング４２では、半径方向に延びるように切込４５が設けられる。このような切込４５を設けるのは同期前と同期中でシンクロナイザーリング４２のコーン角を大きく変えるためである。すなわち、シンクロナイザーリング４２の変形量を大きくするために切込４５が設けられている。切込４５は必ずしも設ける必要はなく、十分に弾性変形する材料を用いれば、切込４５は必ずしも設ける必要はない。
【００２９】
次に、図１および図２で示す手動変速機の同期動作について説明する。
シフトレバーがシフトフォークと連結されている。シフトレバーを動かすことによって、シフトフォークが動く。シフトフォークはハブスリーブ６０を矢印３０１で示す方向に動かす。シフティングキー６５の凸部６９がハブスリーブ６０の凹部６３と噛み合っているためにハブスリーブ６０の動きはシフティングキー６５に伝わる。シフティングキー６５はシンクロナイザーリング４２をギヤ２２のコーン部３４に押付けてシンクロ作用（同期作用）を開始する。
【００３０】
図３は、同期動作中の手動変速機の断面図である。図３を参照して、シンクロナイザーリング４２がシフティングキー６５によりコーン部３４に押付けられると、シフティングキー６５からの圧力により、シンクロナイザーリング４２は傾斜角の小さい第二傾斜面２３４と接触する。また、ハブスリーブ６０の内周歯６１がシンクロナイザーリング４２の外周歯４６と接触する。すなわち、同期動作中では、ハブスリーブ６０に働く力はシンクロナイザーキースプリングに打勝って、ハブスリーブ６０はシフティングキー６５の凸部６９を乗り越えてギヤ２２側へ移動する。しかし、ハブスリーブ６０の内側のスプラインとしての内周歯６１と、シンクロナイザーリング４２のスプラインとしての外周歯４６は食い違ったままで接触している。したがって、ハブスリーブ６０に加わる力は食い違ったままで接触しているスプラインを介してシンクロナイザーリング４２をギヤ２２のコーン部３４へさらに強く押付け、その摩擦力で強いシンクロ作用（同期作用）を行なう。このとき、シンクロナイザーリング４２のコーン部４４は小さな第二傾斜角度θ２の第二傾斜面２３４と接触しているため、強い力でコーン部４４と第二傾斜面２３４との間での押付けが行なわれる。
【００３１】
図４は、同期動作終了時の手動変速機の断面図である。図４を参照して、ハブスリーブ６０とギヤ２２との回転速度が等しくなると、シンクロナイザーリング４２は回転方向に自由となる。したがって、ハブスリーブ６０の内側の内周歯６１はシンクロナイザーリング４２の外周歯４６を押し退けて進み、円滑にギヤピース３２の外周歯３６とハブスリーブ６０の内周歯６１とが噛み合う。また、同期が終了した場合には、シンクロナイザーリング４２に押付力が発生しないため、シンクロナイザーリング４２は同期前の位置にまで戻り、シンクロナイザーリング４２のコーン部４４は大きな第一傾斜角度θ１を有する第一傾斜面１３４と接触する。
【００３２】
このようなシンクロナイザーリング４２の動作において、シンクロナイザーリング４２を回転させるコーントルク（摩擦力）Ｔｃ、シンクロナイザーリング４２のコーン部４４とギヤ２２のコーン部３４との摩擦係数をμ、コーン部４４とコーン部３４との接触部分の内径（コーン径）をＲｃ、コーン部４４とコーン部３４との接触部分の角度（コーン角）をθ、コーン部４４とコーン部３４との押付力をＦとすると、以下の関係式が成り立つ。
【００３３】
Ｔｃ＝μＲｃＦ／ｓｉｎθ
コーントルクＴｃを大きくするには、コーン角θを小さくすればよい。しかしながら、摩擦係数μがｔａｎθよりも大きくなると食い付きが発生する。
【００３４】
そこで、本発明では、コーン部３４側に２種類のコーン角として第一傾斜角度θ１および第二傾斜角度θ２を作る。シンクロナイザーリング４２のチャンファー部を押付けているときと、開放しているときとで接触する部位を変えることで、同期時と、同期後の接触コーン角を変えることができる。接触部である第一傾斜面１３４において、摩擦係数μがｔａｎθよりも小さくなるように第一傾斜角度θ１を設定すれば、同期時にはこの制約なしにコーン角を小さくすることが可能となる。
【００３５】
すなわち、本発明に従った同期装置は、回転軸１３を中心に回転することが可能な第一回転部材としてのハブスリーブ６０と、ハブスリーブ６０に対して回転軸１３を中心として回転することが可能な第二回転部材としてのギヤ２２と、ギヤ２２とハブスリーブ６０との間に介在してギヤ２２およびハブスリーブ６０を同期させることが可能な同期部材としてのシンクロナイザーリング４２とを備える。ギヤ２２は、回転軸１３に対して第一傾斜角度θ１を有する第一傾斜面１３４と、第一傾斜面１３４よりも小さい第二傾斜角度θ２を有する第二傾斜面２３４とを有する。シンクロナイザーリング４２は、同期動作前および同期動作後には、第一傾斜面１３４と接触し、同期動作中には、シンクロナイザーリング４２は第二傾斜面２３４と接触する。
【００３６】
さらに、シンクロナイザーリング４２と第一および第二傾斜面１３４，２３４との摩擦係数をμとすると、第一傾斜角度θ１と摩擦係数μとは、μ＜ｔａｎθ１で示す関係を満たす。
【００３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態に従った手動変速機の断面図である。
【図２】図１中のシンクロナイザーリングの斜視図である。
【図３】同期動作中の手動変速機の断面図である。
【図４】同期動作終了時の手動変速機の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  シャフト、１３  回転軸、２２  ギヤ、３２  ギヤピース、３３，３４  コーン部、３６  外周歯、４２  シンクロナイザーリング、６０  ハブスリーブ、６１  内周歯、６２  凹部、１３４  第一傾斜面、２３４  第二傾斜面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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