(57)【要約】【課題】回転速度に関わらず操作力が安定したレバーシンクロナイザ装置を提供する。【解決手段】レバーシンクロナイザ装置１を、動力伝達軸１０に固定されたハブ１１０と、動力伝達軸１０と同心に配置されたギア２０と、ハブ１１０に対して動力伝達軸１０の軸心方向に移動可能に支持され、ハブ１１０とギア２０との間で駆動力を伝達するスリーブ１２０と、摩擦力によってギア２０とハブ１１０との同期を行う同期部材１３０と、スリーブ１２０の内周面に形成された斜面部１２１から受ける力を倍力して同期部材１３０に伝達するレバー部材１４０と、レバー部材１４０とともに動力伝達軸１０回りに回転するウェイト１５０と、回転時にウェイト１５０に作用する遠心力によって、レバー部材１４０をスリーブ１２０から離間させる方向の力を発生させるリンク部１６０とを備える構成とする。【選択図】図３
2007309425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達軸に固定されたハブと、
前記動力伝達軸と同心に配置されたギアと、
前記ハブに対して前記動力伝達軸の軸心方向に移動可能に支持され、前記ハブと前記ギアとの間で駆動力を伝達するスリーブと、
摩擦力によって前記ギアと前記ハブとの同期を行う同期部材と、
前記スリーブの内周面に形成された斜面部から受ける力を倍力して前記同期部材に伝達するレバー部材と、
前記レバー部材とともに前記動力伝達軸回りに回転するウェイトと、
前記回転時に前記ウェイトに作用する遠心力によって、前記レバー部材を前記スリーブから離間させる方向の力を発生させるリンク部と
を備えるレバーシンクロナイザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレバーシンクロナイザ装置において、
前記リンク部は、その少なくとも一部に、前記レバー部材を前記スリーブ側に押圧するバネ部を有すること
を特徴とするレバーシンクロナイザ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレバーシンクロナイザ装置において、
前記レバー部材は、前記動力伝達軸の周方向に離間して複数設けられ、
前記リンク部は、前記複数のレバー部材にわたして設けられ、前記ウェイトの前記遠心力によってこれらを相互に引きつけること
を特徴とするレバーシンクロナイザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の手動変速機に備えられるレバーシンクロ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の手動変速機は、選択されたシフトポジションに対応するギアに対して、シフトレバーの操作と連動して軸方向に移動するスリーブを噛み合わせることによって変速を行う。ギアとスリーブとは、通常異なった速度で回転しているため、手動変速機には、これらをシンクロナイズ（同期）してスムースな変速を可能とするシンクロナイザ装置（シンクロ装置とも称する）が設けられている。
【０００３】
シンクロナイザ装置は、摩擦クラッチの一種であり円錐状の摩擦面を備えたシンクロナイザコーンを、運転者が入力する操作力を利用して加圧接触させ、その摩擦トルクによって回転数差を吸収する。
また、シンクロナイザ装置は、てこ作用による倍力効果を発揮するレバー部材を内蔵し、操作力の低減を図ったレバーシンクロナイザ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
レバーシンクロナイザ装置のレバー部材は、スリーブとギアとの同期中はスリーブの内周面部に形成された斜面と係合してスリーブの進行を阻止し、同期完了後は斜面に押されて内径側に移動することによってスリーブの進行を許可する。
しかし、レバーシンクロナイザ装置は、高速回転時にレバー部材に作用する遠心力によってレバー部材を内径側に移動させるのに必要な力が大きくなり、手動変速機の操作力が大きくなる場合があった。
【０００５】
これに対し、従来、レバーシンクロナイザ装置は、５速ギアへの変速時にレバー部材を内径側に移動させる斜面の傾斜を緩くすることによって、５速ギアへの変速時における操作力の低減を図ったものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２４６２４５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術のように、スリーブ側の斜面の傾斜をチューニングした場合であっても、レバー部材に働く遠心力に起因する操作力の変動そのものは避けることができない。
本発明の課題は、回転速度に関わらず操作力が安定したレバーシンクロナイザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、動力伝達軸に固定されたハブと、前記動力伝達軸と同心に配置されたギアと、前記ハブに対して前記動力伝達軸の軸心方向に移動可能に支持され、前記ハブと前記ギアとの間で駆動力を伝達するスリーブと、摩擦力によって前記ギアと前記ハブとの同期を行う同期部材と、前記スリーブの内周面に形成された斜面部から受ける力を倍力して前記同期部材に伝達するレバー部材と、前記レバー部材とともに前記動力伝達軸回りに回転するウェイトと、前記回転時に前記ウェイトに作用する遠心力によって、前記レバー部材を前記スリーブから離間させる方向の力を発生させるリンク部とを備えるレバーシンクロナイザ装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレバーシンクロナイザ装置において、前記リンク部は、その少なくとも一部に、前記レバー部材を前記スリーブ側へ押圧するバネ部を有することを特徴とするレバーシンクロナイザ装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレバーシンクロナイザ装置において、前記レバー部材は、前記動力伝達軸の周方向に離間して複数設けられ、前記リンク部は、前記複数のレバー部材にわたして設けられ、前記ウェイトの前記遠心力によってこれらを相互に引きつけることを特徴とするレバーシンクロナイザ装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ウェイトに作用する遠心力を利用してレバー部材をスリーブから離間させる方向の力を発生させるリンク部を設けることによって、レバー部材に作用する遠心力の少なくとも一部を相殺することができるから、高速回転時の操作力増加を抑制して回転速度に関わらず操作力を安定させることができる。
（２）リンク部に、レバー部材をスリーブ側に押圧するバネ部を設けることによって、低回転時であっても適切な操作力を発生させることができる。
（３）複数のレバー部材に対して、共通のウェイト及びリンク部によって力を与えることによって、装置の構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、回転速度に関わらず操作力が安定したレバーシンクロナイザ装置を提供するという課題を、１対のレバー部材の間に、ウェイトと、レバー部材を外径側へ押し出す付勢力を発生するとともに、このウェイトが受ける遠心力によってレバー部材を内径側へ引き寄せるスプリングを設けることによって解決した。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明を適用したレバーシンクロナイザ装置の実施例について説明する。
このレバーシンクロナイザ装置は、例えば、乗用車等の自動車の手動変速機に設けられるものである。
図１は、本実施例のレバーシンクロナイザ装置を含む手動変速機の変速機構部を、その回転軸を含む平面で切って見た状態を示す断面図である。
図２は、図１のII‐II部矢視図である。
図３は、図１のIII−III部矢視断面図である。
【００１２】
変速機構部１は、ドリブンシャフト１０、ドリブンギア２０、ニードルローラベアリング３０、レバーシンクロナイザ装置１００を備えている。
ドリブンシャフト１０は、車両のエンジンとクラッチディスクを介して接続された図示しないドライブシャフトから動力の伝達を受け、図示しないトランスファー、ディファレンシャル等に動力を伝達する動力伝達軸である。
ドリブンシャフト１０は、外周面に、後述するハブ１１０が固定されるスプライン部１１が形成されている。
【００１３】
ドリブンギア２０は、図示しないドライブシャフトに固定された図示しないドライブギアと常時噛合するヘリカルギア部２１を備え、内径側にドリブンシャフト１０が挿入され、ドリブンシャフト１０と同心に配置されている。
また、ドリブンギア２０は、コーン部２２、スプライン部２３を備えている。
コーン部２２は、後述するボークリング１３０に形成されたコーン部１３１と摺動する面部であって、ドリブンギア２０のレバーシンクロナイザ装置１００側の端部に設けられ、レバーシンクロナイザ装置１００側の外径が小さいコーン状に形成されている。
スプライン部２３は、ヘリカルギア部２１とコーン部２２との間に配置され、ドリブンギア２０に対応するシフトポジションが変速操作によって選択された場合に、後述するスリーブ１２０のスプライン部１２０ａと噛合し、ドリブンギア２０側からスリーブ１２０へ動力を伝達するものである。
【００１４】
ニードルローラベアリング３０は、ドリブンシャフト１０の外周面とドリブンギア２０の内周面との間に配置され、ドリブンギア２０を、ドリブンシャフト１０に対してその中心軸回りに回転可能に支持するものである。
【００１５】
レバーシンクロナイザ装置１００は、上述したドリブンギア２０に対応するシフトポジションへの変速を行なうものであって、ハブ１１０、スリーブ１２０、ボークリング１３０、レバー１４０、ウェイト１５０、スプリング１６０を備えている。
【００１６】
ハブ１１０は、ドリブンシャフト１０に対して固定された円環状の部材であって、内筒部１１１、フランジ部１１２、外筒部１１３を一体に形成したものである。
内筒部１１１は、その内径側にドリブンシャフト１０が同心に挿入される円筒状の部分であって、内周面部にはドリブンシャフト１０のスプライン部１１とスプライン結合するスプライン穴１１１ａが形成されている。
フランジ部１１２は、内筒部１１１の外周面から外径側へつば状に張り出して形成された面部である。
外筒部１１３は、その内周面がフランジ部１１２の外周縁部に接続された状態でドリブンシャフト１０と同心に配置されたほぼ円筒状の部分であって、その外周面には、スリーブ１２０とスプライン結合するスプライン部１１３ａが形成されている。なお、外筒部１１３は、その周方向において後述するレバー１４０の突起部１４２が配置された領域が切り欠いて形成され、レバー１４０の突起部１４２は、この切り欠き部からスリーブ１２０側へ突き出される。
【００１７】
スリーブ１２０は、ハブ１１０の外径側に設けられた円環状の部材であって、ハブ１１０及びドリブンシャフト１０と同心に配置されている。
スリーブ１２０は、内周面部にハブ１１０の外筒部１１３のスプライン部１１３ａとスプライン結合するスプライン部１２０ａが形成され、このスプラインキーに沿って、ハブ１１０に対してドリブンシャフト１０の軸心方向に摺動可能に支持されている。
【００１８】
また、スリーブ１２０の内周面部の一部には、後述するレバー１４０の突起部１４２が挿入される凹部１２１が形成されている。凹部１２１のドリブンシャフト１０の軸心方向における両側の端面は、スリーブ１２０の軸方向移動時にレバー１４０を内径側へ押し込む分力を生じさせる斜面となっている。
さらに、スリーブ１２０の外周面部には、図示しないシフトレバーとシフトリンケージを介して接続された図示しないシフトフォークの爪部が挿入される周方向溝１２２が形成されている。
【００１９】
ボークリング１３０は、ドリブンシャフト１０の軸心方向において、ドリブンギア２０のコーン部２２とハブ１１０のフランジ部１２０との間に配置された円環状の部材であって、ドリブンシャフト１０と同心に配置され、ドリブンギア２０、ハブ１１０の双方に対して、それぞれドリブンシャフト１０の軸心回りに回転可能となっている。
ボークリング１３０は、コーン部１３１、ラグ１３２を備えている。
コーン部１３１は、ドリブンギア２０のコーン部２２と当接し、摺動する面部であって、その内周面はコーン部２２の外周面と適合するコーン状に形成されている。これらのコーン部２２，１３１は、変速時に加圧接触されることによって摩擦力を発生し、ドリブンギア２０と、ハブ１１０及びスリーブ１２０との同期を行うものである。
ラグ１３２は、ボークリング１３０がハブ１１０のフランジ部１１２と対向する面部から、フランジ部１１２側へ突き出して形成された突起であって、同期が完了するまで、コーン部１３１から入力されるトルクによってレバー１４０をスリーブ１２０側へ押圧し、スリーブ１２０のドリブンギア２０側への進行を阻止（ボーク）するものである。
【００２０】
レバー１４０は、スリーブ１２０がドリブンギア２０側へ移動する際に生じる力を、てこの原理によって倍力し、ボークリング１３０に伝達してこれをドリブンギア２０側へ押圧し、コーン部２２，１３１の間に同期に必要な摩擦力を発生させるものである。レバー１４０は、ドリブンシャフト１０の周方向において例えば約１８０°離間して２つ設けられている。
図３に示すように、レバー１４０は、本体部１４１、突起部１４２、支点部１４３、押圧部１４４を備えている。
【００２１】
本体部１４１は、ドリブンシャフト１０の軸心方向から見た平面形がほぼ円弧状（アーチ状）に形成され、その内側にハブ１１０の内筒部１１１が収容されるようになっている。
突起部１４２は、スリーブ１２０の凹部１２１から軸方向力が入力される部分であって、本体部１４１の円弧部分における外周縁部から突き出して形成され、レバー１４０の力点として機能するものである。
支点部１４３は、本体部１４１の円弧部分の周方向における両端部に設けられている。レバー１４０は、変速操作によって突起部１４２をドリブンギア２０側へ押す方向の入力があった際には、支点部１４３とハブ１１０のフランジ部１１２との接触点を回転中心として、ドリブンギア２０側へ倒れる方向に揺動する。
また、支点部１４３は、ドリブンシャフト１０の軸心方向に突き出して形成され、後述するスプリング１６０が接続されるピン１４３ａが設けられている。
押圧部１４４は、上述したようにレバー１４０が揺動する際にボークリング１３０を押圧する部分であって、突起部１４２と押圧部１４４との中間部に設けられ、レバー１４０の作用点として機能するものである。そして、レバー１４０が揺動する中心から押圧部１４４までの距離Ｌ１、及び、突起部１４２までの距離Ｌ２の比がこのレバー１４０のレバー比となり、レバー１４０はこのレバー比に応じた倍力効果を発揮する。
【００２２】
ウェイト１５０は、金属等の比重の大きい材料によって例えばキューブ状に形成され、ドリブンシャフト１０の周方向において、一方のレバー１４０の支点部１４３と、他のレバー１４０の隣接する支点部１４３との間に挟まれた状態で配置されている。ウェイト１５０は、ドリブンシャフト１０の軸心に対してほぼ対象に１対設けられている。
【００２３】
スプリング１６０は、例えばバネ鋼等の弾性を有する材料の板材を曲げ加工することによって一体に形成された板バネであって、ウェイト１５０と、一対のレバー１４０それぞれのピン１４３ａとを連結するものである。
スプリング１６０は、１対のレバー１４０を相互に離間させ、その突起部１４２をスリーブ１２０の凹部１２１に押圧する方向に付勢力を発生している。また、スプリング１６０は、ウェイト１５０がドリブンシャフト１０回りに回転したときに受ける遠心力を、１対のレバー１４０を相互に引き寄せて突起部１４２をスリーブ１２０の凹部１２１から引き離す方向の力に変換してレバー１４０に伝達するリンク部としても機能する。
【００２４】
スプリング１６０は、保持部１６１、連結部１６２を備えている。
保持部１６１は、ウェイト１５０の回転時における外径側の領域の外面に沿って形成され、ウェイト１５０を保持し、その遠心力を受ける部分である。保持部１６１は、ウェイト１５０が例えばキューブ状に形成されている場合には、その表面に沿って折り曲げられたコの字状又はＵ字状に形成されている。
連結部１６２は、保持部１６１の両端部から、１対のレバー１４０それぞれの隣接するピン１４３ａに向けてほぼ直線状に突き出して形成された領域であって、その先端部は、ピン１４３ａに巻きつけることによってピン１４３ａと連結されている。連結部１６２の延在する方向は、ウェイト１５０への遠心力の作用方向に対して傾斜して配置され、その結果、ウェイト１５０に遠心力が作用すると、各レバー１４０のピン１４３ａにそれぞれ接続された連結部１６２は、これらを相互に引き寄せる方向の分力を発生する。
【００２５】
次に、上述した実施例におけるニュートラル状態からドリブンギア２０に対応するシフトポジションへの変速時の動作について説明する。
運転者が図示しないシフトレバーに入力した操作力は、図示しないシフトリンケージ及びシフトフォークを介してスリーブ１２０に伝達され、これをドリブンシャフト１０の軸心方向に沿ってドリブンギア２０側へ移動させる。
このとき、レバー１４０は、スリーブ１２０の凹部１２１から突起部１４２へドリブンギア２０側への入力を受けることによって、支点部１４３を回転中心として揺動し、ボークリング１３０をドリブンギア２０側へ押圧する。
【００２６】
ボークリング１３０がレバー１４０に押されることによって、ボークリング１３０のコーン部１３１は、ドリブンギア２０のコーン部２２に対して加圧接触し、ここに摩擦力が発生し、ハブ１１０及びスリーブ１２０とドリブンギア２０との同期が開始される。この同期中においては、ボークリング１３０のラグ１３２は、上述した摩擦により生じるトルクによって、レバー１４０の支点部１４３をボークリング１３０の周方向に押圧している。このようにレバー１４０をボークリング１３０のラグ１３２が押圧することによって、レバー１４０の突起部１４２は、スリーブ１２０の凹部１２１に押し付けられ、スリーブ１２０のドリブンギア２０側への進行を阻止する。
【００２７】
ドリブンギア２０の回転数がハブ１１０及びスリーブ１２０の回転数と一致して同期が終了すると、コーン部２３，１３１の摩擦によるトルクが消失することによって、ラグ１３２によるレバー１４０への押圧力も消失する。そして、レバー１４０の突起部１４２は、スリーブ１２０の凹部１２１の斜面部に押されてスリーブ１２０の内径方向に移動する。そして、レバー１４０の突起部１４２がスリーブ１２０の凹部１２１から完全に押し出されると、スリーブ１２０は、ドリブンギア２０側への移動を許容され、スリーブ１２０のスプライン部１２０ａとドリブンギア２０のスプライン部２３とが噛合うことによって変速操作が完了する。
【００２８】
以下、上述した実施例の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
比較例のレバーシンクロ装置は、実施例におけるウェイト１５０及びスプリング１６０を設けていない点を除いて、実施例と実質的に同じ構成を備えるものである。
図４は、実施例と比較例のレバーシンクロナイザ装置において、停止時（または極低回転時）、低回転時、高回転時にレバーが受ける力を示すグラフである。
図４において、縦軸は、レバー１４０及びウェイト１５０に作用する遠心力、及び、スプリング１６０の付勢力によってレバー１４０が受ける力を示し、レバー１４０の突起部１４２をスリーブ１２０の凹部１２１に押圧する側の力（以下、「外向きの力」と称する）を上向きで示す。そして、これらの力の和が大きいほど、変速操作時にレバー１４０をスリーブ１２０の凹部１２１から押し出すために必要な操作力は大きくなる。
【００２９】
比較例においては、レバー１４０が受ける力は、実質的にそれ自体の遠心力のみとなるから、停止時においてはほぼ０となり、回転数に応じて外向きの力が増加する。このため、低回転時と高回転時とのレバー１４０が受ける力の差Ｄ１は大きくなり、高回転時においては変速操作に必要な操作力が大きくなって操作性が低下する。
【００３０】
これに対し、実施例においては、停止時においてはスプリング１６０の付勢力によって外向きの力が発生している。そして、回転数が増加するのに応じて、レバー１４０が受ける遠心力に起因する外向きの力が増加するが、同時にウェイト１５０が受ける遠心力に起因する内向きの力も増加してレバー１４０自体の遠心力の一部を相殺する。なお、スプリング１６０の付勢力は、回転数に関わらずほぼ一定である。
この結果、実施例においても、レバー１４０が受ける力は、低回転時よりも高回転時のほうが大きくなるが、その差Ｄ２は、比較例の場合よりも小さくなる。
【００３１】
以上のように実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ウェイト１５０に作用する遠心力を利用してレバー１４０の突起部１４２をスリーブ１２０の凹部１２１から離間させる方向の力を発生させるスプリング１６０を設けることによって、レバー１４０が受ける遠心力の少なくとも一部を相殺することができるから、回転数に応じた変速操作力の差を低減することができる。
（２）スプリング１６０によってレバー部材１４０の突起部１４２をスリーブ１２０の凹部１２１に押圧する方向に付勢しているから、低回転時であっても適切な操作力を発生させ、同期が未完了にも関わらずウェイト１５０の遠心力によってレバー１４０がスリーブ１２０から離間して変速不良やギア鳴りが発生することを防止できる。
（３）１対のレバー１４０を、共通のウェイト１５０及びスプリング１６０で離間させ又は引き寄せることによって、レバーシンクロナイザ装置１の構成を簡素化することができる。
【００３２】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）レバーシンクロナイザ装置の構成は、実施例の構成に限らず、適宜変更することができる。例えば、スリーブは、ニュートラル位置に対して反対の方向に移動することによって、複数のギアへの変速を行うものであってもよい。
また、ボークリングや、コーン部等の構成や形状等も適宜変更することができる。
（２）実施例のレバーシンクロナイザ装置は、ドリブンシャフト側（被駆動側）に設けられているが、本発明はこれに限らず、レバーシンクロナイザ装置を含む変速機構部を、ドライブシャフト側（駆動側）に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用したレバーシンクロナイザ装置の実施例を含む手動変速機の変速機構部を示す断面図である。
【図２】図１のII‐II部矢視図である。
【図３】図１のIII−III部矢視断面図である。
【図４】実施例と比較例のレバーシンクロナイザ装置において、停止時（または極低回転時）、低回転時、高回転時にレバーが受ける力を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１    変速機構部
１０    ドリブンシャフト
１１    スプライン部
２０    ドリブンギア
２１    ヘリカルギア部
２２    コーン部
２３    スプライン部
３０    ニードルローラベアリング
１００    レバーシンクロナイザ装置
１１０    ハブ
１１１    内筒部
１１１ａ  スプライン穴
１１２    フランジ部
１１３    外筒部
１１３ａ  スプライン部
１２０    スリーブ
１２０ａ  スプライン部
１２１    凹部
１２２    周方向溝
１３０    ボークリング
１３１    コーン部
１３２    ラグ
１４０    レバー
１４１    本体部
１４２    突起部
１４３    支点部
１４４    押圧部
１５０    ウェイト
１６０    スプリング
１６１    保持部
１６２    連結部
【図１】
2007309425.tif 000003
【図２】
2007309425.tif 000004
【図３】
2007309425.tif 000005
【図４】
2007309425.tif 000006