(57)【要約】【課題】  簡単な構成でニュートラル時におけるシンクロナイザリングとコーン部との間の摩擦による引き摺りトルクを低減可能なシンクロメッシュ機構を提供することである。【解決手段】  回転シャフトに相対回転可能に取り付けられた変速ギヤを該回転シャフトの回転速度に同期させる変速機のシンクロメッシュ機構であって、前記回転シャフトに対して相対回転不能に取り付けられ、外周に複数の切欠部を有するシンクロナイザハブと、該シンクロナイザハブの外周に相対回転不能且つ軸方向摺動可能に取り付けられたシンクロスリーブと、前記シンクロナイザハブと共に回転し、内周にテーパ状の押圧面を有するシンクロナイザリングと、前記変速ギヤと一体的に形成され、外周に前記テーパ状押圧面と相補的なテーパ面を有するコーン部と、前記各切欠部に設けられ、前記シンクロナイザリングに対し該シンクロナイザリングが前記コーン部から離間する方向に遠心力の作用により付勢力を発生するピース部材とを具備して構成する。【選択図】図１
2007292151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトに相対回転可能に取り付けられた変速ギヤを該回転シャフトの回転速度に同期させる変速機のシンクロメッシュ機構であって、
前記回転シャフトに対して相対回転不能に取り付けられ、外周に複数の切欠部を有するシンクロナイザハブと、
該シンクロナイザハブの外周に相対回転不能且つ軸方向摺動可能に取り付けられたシンクロスリーブと、
前記シンクロナイザハブと共に回転し、内周にテーパ状の押圧面を有するシンクロナイザリングと、
前記変速ギヤと一体的に形成され、外周に前記テーパ状押圧面と相補的なテーパ面を有するコーン部と、
前記各切欠部に設けられ、前記シンクロナイザリングに対し該シンクロナイザリングが前記コーン部から離間する方向に遠心力の作用により付勢力を発生するピース部材と、
を具備したことを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構。
【請求項２】
前記シンクロナイザリングは、それぞれ前記ピース部材に対向する位置に複数の突起を有する前記シンクロナイザハブの両側に配置された一対のシンクロナイザリングから構成され、
前記ピース部材は、前記各シンクロナイザリングの前記突起に同時に付勢力を発生させる一対の係合部を有していることを特徴とする請求項１記載の変速機のシンクロメッシュ機構。
【請求項３】
前記係合部はテーパ形状をしており、前記各突起は該テーパ形状係合部と相補的な形状のテーパ面を有していることを特徴とする請求項２記載の変速機のシンクロメッシュ機構。
【請求項４】
前記シンクロナイザハブは前記各切欠部に対応して半径方向内側に伸長するガイド孔を有しており、前記各ピース部材は半径方向内側に突出する突出部を有し、該突出部が前記ガイド孔中に挿入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の変速機のシンクロメッシュ機構。
【請求項５】
前記各ガイド孔中に挿入され、前記各ピース部材を半径方向外側に付勢する付勢手段を更に具備したことを特徴とする請求項４記載の変速機のシンクロメッシュ機構。
【請求項６】
前記各ガイド孔は前記シンクロナイザハブを貫通しており、
前記回転シャフトは各ガイド孔に接続する複数のオイル供給用貫通孔を有していることを特徴とする請求項４記載の変速機のシンクロメッシュ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機のシンクロメッシュ機構（同期機構）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に手動変速機は複数段の変速ギヤ列を有しており、シフトレバーによって変速段を切り換えて各段のギヤを噛み合いさせることにより、エンジンの動力を走行条件に応じて変換して取り出し、車輪を駆動している。このような手動変速機においては、ギヤの噛み合い状態を切り換えて変速する際に、変速を迅速且つ容易に行うために、シンクロメッシュ機構を備えている。
【０００３】
シンクロメッシュ機構の一般的な作動原理は、シンクロスリーブがシンクロナイザリングを押すことによって同期荷重を発生させ、差回転のあった変速ギヤとシンクロスリーブの回転を同期させる。
【０００４】
その後、役割を終えたシンクロナイザリングはシンクロスリーブによって掻き分けられる。次に、シンクロスリーブが変速ギヤに一体的に取り付けられたクラッチギヤを掻き分けることにより、変速が完了する。
【０００５】
このようなシンクロメッシュ機構においては、変速ギヤ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とクラッチギヤのコーン部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は、変速ギヤとシンクロナイザハブとの間に遊嵌されているだけで、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。
【０００６】
そのため、シンクロナイザリングにその径方向へのぶれが生じることがあり、コーン部との間のクリアランスをその全周にわたり一定に保持しておくことは困難となる。更に、こうしたぶれが生じることにより、シンクロナイザリングとコーン部との相対回転中に、シンクロナイザリングとコーン部とが一部接触してシンクロナイザリングの引き摺りが発生し、不要な摩擦が生じてしまうことがある。
【０００７】
また、極寒時など、潤滑油の粘度が高い時にはシンクロナイザリングとコーン部との間に介在している潤滑油によって、不要な引き摺りが増大し、摩擦抵抗が増大してしまう場合がある。
【０００８】
非同期ギヤ段のシンクロナイザリングとコーン部との間の摩擦抵抗を軽減することで変速機効率を向上させようとする試みが、例えば特開２００４−７６７６４号公報に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−７６７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上述した特許文献１に開示された変速装置の同期機構では、従来のシンクロメッシュ機構に対して形状変更しなければならない部品の点数が多いため、シンクロメッシュ機構のコストアップを招き、また、スプリングを利用するため組み立てづらいという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来のシンクロメッシュ機構の形状変更を最小限に抑え、簡単な構成で非同期動作時のシンクロナイザリングとコーン部との摩擦を抑制可能な変速機のシンクロメッシュ機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明によると、回転シャフトに相対回転可能に取り付けられた変速ギヤを該回転シャフトの回転速度に同期させる変速機のシンクロメッシュ機構であって、前記回転シャフトに対して相対回転不能に取り付けられ、外周に複数の切欠部を有するシンクロナイザハブと、該シンクロナイザハブの外周に相対回転不能且つ軸方向摺動可能に取り付けられたシンクロスリーブと、前記シンクロナイザハブと共に回転し、内周にテーパ状の押圧面を有するシンクロナイザリングと、前記変速ギヤと一体的に形成され、外周に前記テーパ状押圧面と相補的なテーパ面を有するコーン部と、前記各切欠部に設けられ、前記シンクロナイザリングに対し該シンクロナイザリングが前記コーン部から離間する方向に遠心力の作用により付勢力を発生するピース部材と、を具備したことを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構が提供される。
【００１２】
請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記シンクロナイザリングは、それぞれ前記ピース部材に対向する位置に複数の突起を有する前記シンクロナイザハブの両側に配置された一対のシンクロナイザリングから構成され、前記ピース部材は、前記各シンクロナイザリングの前記突起に同時に付勢力を発生させる一対の係合部を有していることを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構が提供される。
【００１３】
請求項３記載の発明によると、請求項２記載の発明において、前記係合部はテーパ形状をしており、前記各突起は該テーパ形状係合部と相補的な形状のテーパ面を有していることを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構が提供される。
【００１４】
請求項４記載の発明によると、請求項１〜３記載の発明において、前記シンクロナイザハブは前記各切欠部に対応して半径方向内側に伸長するガイド孔を有しており、前記各ピース部材は半径方向内側に突出する突出部を有し、該突出部が前記ガイド孔中に挿入されていることを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構が提供される。
【００１５】
請求項５記載の発明によると、請求項４記載の発明において、前記各ガイド孔中に挿入され、前記各ピース部材を半径方向外側に付勢する付勢手段を更に具備したことを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構が提供される。
【００１６】
請求項６記載の発明によると、請求項４記載の発明において、前記各ガイド孔は前記シンクロナイザハブを貫通しており、前記回転シャフトは各ガイド孔に接続する複数のオイル供給用貫通孔を有していることを特徴とする変速機のシンクロメッシュ機構が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によると、非同期時のシンクロナイザリングと変速ギヤのコーン部間の摩擦による引き摺りトルクを低減することが可能となり、変速機効率を向上することができる。また、回転数が上がれば上がるほど遠心力は強くなり、シンクロナイザリングをコーン部から離間させる推力も高くなるため、引き摺りトルクを低減する効果はより高くなる。
【００１８】
請求項２記載の発明によると、シンプルで小型なピース部材を使用することにより、左右のシンクロナイザリングに対する摩擦による引き摺りトルクの低減を同時に達成可能である。
【００１９】
請求項３記載の発明によると、係合部がテーパ形状となっているため、回転同期を行う際のシンクロ荷重（ボーク荷重）が必要最小限となるようにテーパ角を調整することが可能となる。
【００２０】
請求項４記載の発明によると、ピース部材の突出部がシンクロナイザハブに形成したガイド孔中に挿入されているため、ピース部材の倒れを防止することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明によると、ガイド孔中に付勢手段が設けられているため、非同期動作時に遠心力と付勢手段の付勢力との合力によりシンクロナイザリングをコーン部から離間させることができるため、引き摺りトルクの低減効果がより高くなる。
【００２２】
請求項６記載の発明によると、シンクロナイザハブに形成したガイド孔がオイル供給用貫通孔に接続しているため、遠心力に比例するオイルの吐出圧力を利用して、高回転時にシンクロナイザリングの引き剥がし力を増大させると共に、吐出後のオイルをシンクロメッシュ機構の潤滑にも利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照すると、本発明第１実施形態のシンクロメッシュ機構２０の縦断面図が示されている。カウンタシャフト等の回転シャフト２には１速従動ギヤ４及び２速従動ギヤ８がそれぞれニードルベアリング６，１０を介してカウンタシャフト２に対して回転可能に取り付けられている。
【００２４】
１速従動ギヤ４及び２速従動ギヤ８は、メインシャフトに固定的に取り付けられた図示しない１速駆動ギヤ及び２速駆動ギヤにそれぞれ噛合している。
【００２５】
１速従動ギヤ４はコーン部１２を一体的に有しており、コーン部１２は環状テーパ面１２ａを有している。１速従動ギヤ４には更に、クラッチギヤ１４が一体的に形成されている。
【００２６】
同様に、２速従動ギヤ８はコーン部１６を一体的に有しており、コーン部１６は環状テーパ面１６ａを有している。２速従動ギヤ８には更に、クラッチギヤ１８が一体的に形成されている。
【００２７】
２０はシンクロメッシュ機構であり、１速従動ギヤ４と２速従動ギヤ８の間のカウンタシャフト２上に配置されている。シンクロメッシュ機構２０は、カウンタシャフト２にスプライン結合されたシンクロナイザハブ２２と、シンクロナイザハブ２２の外周にスプライン結合され、シンクロナイザハブ２２に対して相対回転不能且つ軸方向に摺動可能に取り付けられたシンクロスリーブ２４を含んでいる。シンクロスリーブ２４には図示しないシフトフォークが係合する係合溝２４ａとリバー従動ギヤ２５が形成されている。
【００２８】
シンクロナイザハブ２２は図２に示すような構成を有している。図２（Ａ）はシンクロナイザハブ２２の側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。シンクロナイザハブ２２はカウンタシャフト２に結合される内周スプライン２６と、外周スプライン２８を有している。
【００２９】
外周スプライン２８にシンクロスリーブ２４の内周スプラインが嵌合することにより、シンクロスリーブ２４はシンクロナイザハブ２２に対して相対回転不能且つ軸方向摺動可能に取り付けられる。
【００３０】
シンクロナイザハブ２２には円周方向に１２０度離間して３個の切欠３０が形成されている。各切欠３０中には後述するピース部材５０が挿入されている。図２（Ｂ）に示されるように、シンクロナイザハブ２２の両側には環状溝３２，３４が形成されている。
【００３１】
再び図１を参照すると、シンクロナイザハブ２２と１速従動ギヤ４及び２速従動ギヤ８の間には、シンクロナイザギヤ３６，３８がそれぞれ介装されている。シンクロナイザリング３６，３８は図３に示す構造を有している。図３（Ａ）はシンクロナイザリング３６，３８の側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図である。
【００３２】
シンクロナイザリング３６，３８はその外周にシンクロスリーブ２４の内周スプラインと同一ピッチのリングスプライン（リング歯）４０を有している。シンクロナイザリング３６，３８は更に、円周方向に１２０度離間した３個の突起４２を一体的に有している。
【００３３】
図３（Ｂ）に示されるように、各突起４２は内側テーパ面４２ａを有している。更に、シンクロナイザリング３６，３８の内周にはコーン部１２，１６のテーパ面１２ａ，１６ａと相補的な（対応した）環状テーパ面３６ａ，３８ａが形成されている。
【００３４】
環状テーパ面３６ａ，３８ａのテーパ角は、例えば約７°に設定されている。突起４２に形成されたテーパ面４２ａのテーパ角は環状テーパ面３６ａ，３８ａのテーパ角と概略同一であるか、或いは若干大きくなるように形成されている。
【００３５】
図１及び図２（Ａ）に示すように、シンクロナイザハブ２２の各切欠３０中にはピース部材５０が挿入されている。ピース部材５０は図４に示すような構造を有している。図４（Ａ）はピース部材５０の正面図、図４（Ｂ）はその側面図である。
【００３６】
ピース部材５０は一対のテーパ形状係合部５２と、倒れ防止用のリブ５４を有している。テーパ形状係合部５２のテーパ角は、シンクロナイザリング３６，３８に形成された突起４２のテーパ面４２ａのテーパ角と同じである。
【００３７】
図１から明らかなように、コーン部１２及びシンクロナイザリング３６の一部はシンクロナイザハブ２２の環状溝３２中に挿入されており、コーン部１６及びシンクロナイザリング３８の一部はシンクロナイザハブ２２の環状溝３４中に挿入されている。
【００３８】
シンクロスリーブ２４とシンクロナイザリング３６との間にはシンクロナイザスプリング４４が介装されており、シンクロスリーブ２４とシンクロナイザリング３８との間にはシンクロナイザスプリング４６が介装されている。５６はカウンタシャフト２に対して回転不能に取り付けられた３速従動ギヤである。
【００３９】
シンクロナイザリング３６，３８の組付けは、シンクロナイザリング３６，３８の各突起４２がシンクロナイザハブ２２に形成した切欠３０中に嵌合し、突起４２のテーパ面４２ａがピース部材５０のテーパ状係合部５２に当接するように組付ける。
【００４０】
以下、上述した第１実施形態の作用について説明する。シンクロメッシュ機構２０が左右のいずれの方向にも摺動されないニュートラル時には、シンクロメッシュ機構２０はカウンタシャフト２の回転速度と同一速度で回転されているため、ピース部材５０が矢印５１で示す遠心力を受けて半径方向外側に移動し、ピース部材５０のテーパ状係合部５２がシンクロナイザリング３６，３８の突起４２のテーパ面４２ａを半径方向外側に押す。
【００４１】
これにより、シンクロナイザリング３６，３８のテーパ面３６ａ，３８ａをコーン部１２，１６のテーパ面１２ａ，１６ａから離間させる方向の推力が発生するので、シンクロナイザリング３６，３８とコーン部１２，１６との間の摩擦による引き摺りトルク（摩擦損失）を低減することができる。
【００４２】
上述したように、ピース部材５０のテーパ状係合部５２のテーパ角は好ましくは約７°に設定される。このテーパ角を７°以上に設定すれば、シンクロナイザリング３６，３８の引き剥がし力は大きくなるが、シフト時に同期荷重が大きくなるため、バランスを考慮してテーパ状係合部５２のテーパ角は設定される。
【００４３】
また、ピース部材５０の組付け時に径方向のガタ分を考慮した角度範囲内でないと組付けが困難となるため、この点も考慮してピース部材５０のテーパ状係合部５２のテーパ角は設定される。
【００４４】
次に、シフトレバーを１速（ＬＯＷ）にシフトすると、図示しないシフトフォークがシンクロメッシュ機構２０のシンクロスリーブ２４を右方向に摺動させる。これにより、シンクロスリーブ２４の内周スプラインがシンクロナイザスプリング４４を介してシンクロナイザリング３６を押すので、シンクロナイザリング３６の内周テーパ面３６ａがコーン部１２のテーパ面１２ａに押し付けられ、その摩擦力で１速従動ギヤ４の回転がシンクロメッシュ機構２０に伝わり同期が始まる。
【００４５】
なおもシンクロスリーブ２４が右方向に摺動して、シンクロスリーブ２４の内周スプラインがシンクロナイザスプリング４４を押し付けたままシンクロスリーブ２４の内周スプライン先端のチャンファ面がシンクロナイザリング３６のリングスプライン４０のチャンファ面に当接すると、１速従動ギヤ４のコーン部１２のテーパ面１２ａに強い摩擦力が発生して同期が完了する。
【００４６】
同期完了後、同期トルクがなくなったシンクロナイザリング３６のチャンファ面をシンクロスリーブ２４の内周スプライン先端のチャンファ面が掻き分けてシンクロスリーブ２４が移動し、１速従動ギヤ４と一体となっているクラッチギヤ１４にシンクロスリーブ２４が移動してクラッチギヤ１４と噛み合う。
【００４７】
すると、シンクロナイザスプリング４４はシンクロスリーブ２４内の溝に逃げてシンクロナイザリング３６を押す力はなくなるので、シンクロナイザリング３６はシンクロスリーブ２４と一体に回転し、１速位置ＬＯＷへの変速が完了する。
【００４８】
次に、図５乃至図８を参照して、本実施形態に係るシンクロメッシュ機構２０の組立て手順について説明する。まず、図６に示すように、カウンタシャフト２にニードルベアリング６を介して１速従動ギヤ４を取り付ける。次いで、シンクロナイザリング３６をテーパ面３６ａがコーン部１２のテーパ面１２ａに当接するように取り付ける。
【００４９】
次に、図６に示すように、シンクロナイザハブ２２をカウンタシャフト２にスプライン嵌合し、シンクロナイザハブ２２の切欠３０中にピース部材５０を挿入する。このとき、ピース部材５０を半径方向内側に押し付けながら切欠３０中に滑り込ませる。次いで、シンクロスリーブ２４をシンクロナイザハブ２２にスプライン嵌合する。
【００５０】
次いで、図７に示すように、シンクロナイザリング３８を組付け、カラー９，ニードルベアリング１０を介して、図８に示すように２速従動ギヤ８をカウンタシャフト２に対して回転自在に取り付ける。
【００５１】
以上説明した第１実施形態によれば、シンクロメッシュ機構２０のニュートラル時に、シンクロナイザリング３６，３８とコーン部１２，１６との間のフリクションによる引き摺りトルク（摩擦損失）を低減することができる。
【００５２】
回転数が上がれば上がるほど遠心力が強くなり、シンクロナイザリング３６，３８をコーン部１２，１６から離間させる推力も高くなるため、摩擦損失を低減する効果がより向上する。更に、追加する構成部品もピース部材５０のみであり、スプリング等を使用しないため、組立てが容易でコストアップも最小限に抑えられる。
【００５３】
図９を参照すると、本発明第２実施形態をシンクロメッシュ機構２０Ａの断面図が示されている。本実施形態及び以降の実施形態の説明において、上述した第１実施形態と同一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。
【００５４】
本実施形態は、シンクロナイザハブ２２の各切欠３０に対応して半径方向内側に伸長するガイド孔５８を形成する。そして、第１実施形態のピース部材５０の倒れ防止用リブ５４を廃止し、代わりにピース部材５０Ａに半径方向内側に突出する突出部６０を形成する。ピース部材５０Ａの突出部６０をガイド孔５８中に挿入することにより、ピース部材５０Ａをシンクロナイザハブ２２の切欠３０中に取り付ける。
【００５５】
本実施形態によれば、突出部６０がガイド孔５８中に挿入されているため、ピース部材５０Ａの倒れを防止することができ、ピース部材５０Ａをより安定してシンクロナイザハブ２２の切欠３０中に取り付けることができる。
【００５６】
図１０は本発明第３実施形態のシンクロメッシュ機構２０Ｂの断面図を示している。本実施形態は上述した第２実施形態のシンクロメッシュ機構２０Ａにピース部材５０Ａを半径方向外側に付勢するコイルスプリング６２を追加したものである。コイルスプリング６２に換えて他の付勢手段をガイド孔５８に挿入するようにしてもよい。
【００５７】
本実施形態では、回転による遠心力とコイルスプリング６２の付勢力の合力がピース部材５０Ａに作用するため、シンクロナイザリング３６，３８をコーン部１２，１６から離間させるより大きな推力を発生することができ、引き摺りトルクをより低減することができる。
【００５８】
図１１は本発明第４実施形態のシンクロメッシュ機構２０Ｃの断面図を示している。本実施形態では、シンクロナイザハブ２２を貫通してガイド孔５８´を形成し、このガイド孔５８´に対応する位置のカウンタシャフト２にオイル供給孔６４を形成する。
【００５９】
本実施形態によると、遠心力に比例するオイル吐出圧力と、遠心力によるピース部材５０Ａの半径方向外側への移動と相まって、高回転時にシンクロナイザリング３６，３８の引き剥がし力を増大させることができ、吐出後のオイルはシンクロメッシュ機構２０Ｃの潤滑に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明第１実施形態に係るシンクロメッシュ機構の断面図である。
【図２】図２（Ａ）はシンクロナイザハブの側面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。
【図３】図３（Ａ）はシンクロナイザリングの側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図である。
【図４】図４（Ａ）はピース部材の正面図、図４（Ｂ）はその側面図である。
【図５】シンクロメッシュ機構の組立て手順を説明する図である。
【図６】シンクロメッシュ機構の組立て手順を説明する図である。
【図７】シンクロメッシュ機構の組立て手順を説明する図である。
【図８】シンクロメッシュ機構の組立て手順を説明する図である。
【図９】本発明第２実施形態に係るシンクロメッシュ機構の断面図である。
【図１０】本発明第３実施形態に係るシンクロメッシュ機構の断面図である。
【図１１】本発明第４実施形態に係るシンクロメッシュ機構の断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
２    カウンタシャフト
４    １速従動ギヤ
８    ２速従動ギヤ
１２，１６    コーン部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ    シンクロメッシュ機構
２２    シンクロナイザハブ
２４    シンクロスリーブ
３０    切欠
３６，３８    シンクロナイザリング
４２    突起
５０，５０Ａ    ピース部材
５２    テーパ状係合部
５８    ガイド孔
６０    突出部
６２    コイルスプリング
６４    オイル供給孔
【図１】
2007292151.tif 000003
【図２】
2007292151.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007292151.tif 000007
【図６】
2007292151.tif 000008
【図７】
2007292151.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007292151.tif 000011
【図１０】
2007292151.tif 000012
【図１１】
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