(57)【要約】【課題】  簡単かつ低コストで、軽量コンパクトな構成でありながら、変速時の操作力を軽減することができる変速装置の同期装置を提供する。【解決手段】  本発明は、一方の軸に回転連結されている複数の回転連結側変速ギヤと、他方の軸に回転自在に支持されている複数の回転自在側変速ギヤ５と、が、常時噛み合っていて、複数の回転自在側変速ギヤ５のうちの一つを選択して可動部材６を介して記他方の軸３と回転連結することで変速するようにした変速装置の同期装置であって、変速の際に、可動部材６を係合させる前に、可動部材５の移動に連動して、軸側同期要素８を移動させ、変速ギヤ側同期要素７に押し付けることで連れ廻り力を発生させて同期を図るが、その際に、他方の軸３の回転力の分力を生じさせ、当該分力が、軸側同期要素８を、変速ギヤ側同期要素７の方向へ押し出すように作用することを特徴とする。【選択図】図１
2012159157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸或いは出力軸の一方に対して回転連結されると共に軸方向に並んで配設される複数の回転連結側変速ギヤと、対応する回転連結側変速ギヤに各々噛合されると共に入力軸或いは出力軸の他方に対して同軸的かつ回転自在に配設される複数の回転自在側変速ギヤと、を備え、前記複数の回転自在側変速ギヤのうちから選択される一つに、前記他方と一体的に回転連結されつつ軸方向に移動可能に構成される可動部材を移動させて係合させることにより、所定の変速比で前記一方と前記他方とを回転連結するようにした変速装置の同期装置であって、
変速の際に、対応する可動部材を係合させる前に、可動部材の移動に連動して、前記他方の軸と一体回転すると共に軸方向移動可能に支持される軸側同期要素を軸方向に移動させ、該当の回転自在側変速ギヤと一体回転する変速ギヤ側同期要素に押し付けることで連れ廻り力を発生させ、該当の回転自在側変速ギヤと、前記他方の軸と、の間で同期を図るようにしたものにおいて、
前記他方の軸の回転力の分力を生じさせ、当該分力が、前記軸側同期要素を、前記変速ギヤ側同期要素方向へ押し出すように作用することを特徴とする変速装置の同期装置。
【請求項２】
前記分力は、前記他方の軸と、前記軸側同期要素と、が、斜面を介して当接することにより生じさせられることを特徴とする請求項１に記載の変速装置の同期装置。
【請求項３】
前記変速ギヤ側同期要素方向へ押し出すように作用する分力に所定に抗するように、前記軸側同期要素が所定に弾性付勢されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変速装置の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速装置の同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用車（トラック、バスなど）などの車両に用いられている変速装置（変速機）は、例えば、図７の上側に示すように、インプットシャフト１からの回転入力が入力されるカウンターシャフト２に略一体的に支持される複数変速段の各変速ドライブギヤと、これらの各変速ドライブギヤにそれぞれ対応して噛合すると共にメインシャフト（アウトプットシャフト）３に回転自在に設けられる複数変速段の各変速ドリブンギヤと、が常時噛み合っていて（リバースギヤの場合はカウンターギヤを介して常時噛み合っている）、所望の変速段の変速ドリブンギヤをアウトプットシャフト３と一体的に回転させるように、アウトプットシャフト３と一体的に回転しているスリーブを、軸方向に移動させて所望の変速ドリブンギヤとスプライン機構などを介して係合させることで、所望の変速段へ変速操作を行うように構成されている。
【０００３】
かかる変速装置においては、変速操作の際に、回転速度差に伴うスプライン溝の相対的な位置ズレ（同期不足）により、前記スリーブが、所望の変速ドリブンギヤとの係合の際に弾かれることなどが生じて、ギヤ鳴りや不快な振動が生じることがある。
【０００４】
このようなギヤ鳴きなどの円滑でない変速操作を改善する技術として、例えば、図７の下側に示したような構造例や、特許文献１に記載されているように、いわゆる同期機構（シンクロ機構）を設けるようにすることが知られている。
【０００５】
なお、図７において、符号１はインプットシャフト、符号２はカウンターシャフト、符号３はメインシャフト（アウトプットシャフト）、符号４はシフトフォーク、符号５は変速ドリブンギヤ、符号６はスリーブ、符号７はシンクロコーン、符号８はシンクロリング、符号９はシンクロキー、符号１０はシンクロヘッド、符号１１はキースプリング、符号１２はハブである。
【０００６】
ここで、商用車（トラック、バスなど）などの変速装置は、乗用車などの変速装置に比べてサイズが大きく、比較的大容量のシンクロ機構が必要となって変速時の操作力が大きくなるため、運転者の負担を軽減するために、例えばアシスト装置（所謂パワーシフト装置）を設けることも行われている。
【０００７】
このようなアシスト装置（所謂パワーシフト装置）においては、変操作初期にシフトフォーク４を軸方向にスライドさせてシンクロリング８をシンクロキー９に押し付けることで、カウンターシャフト２（ドライブギヤ）延いてはドリブンギヤ５と、メインシャフト３と、の間で同期を図るが、このときのシンクロリング８の押し付け力に関し、運転者によるマニュアル操作力に、例えば、図８に例示するようなアクチュエータにより５００〜１０００Ｎ程度付加することで補助している。
【０００８】
このアシスト装置がない場合には、従来においては、チェンジレバーが重く、変速操作を円滑に行うことができないものである。なお、アシスト装置（所謂パワーシフト装置）の動力源としては、例えば、空気圧や油圧、或いは電動モータや電磁式アクチュエータなどが利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２５４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このようなアシスト装置（パワーシフト装置）は構成が複雑で、装置自体のコスト、重量、サイズ、部品点数などが増加する一方、装置の大型化や重量の増加などや設置スペースの問題などを招くと共に、動力源も必要で製品コストが嵩むといった実情がある。
【００１１】
このため、変速装置において、装置の大型化や重量の増加などを招かず、製品コストも増加することなく、変速時の操作力を軽減し、運転者の負担を軽減することができるようにすることが望まれる。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストで、軽量コンパクトな構成でありながら、変速時の操作力を軽減することができ、以って運転者の負担を軽減したり、アシスト装置（パワーシフト装置）を省略したり小容量化することに貢献可能な変速装置の同期装置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】
【００１３】
このため、本発明に係る変速装置の同期装置は、
入力軸或いは出力軸の一方に対して回転連結されると共に軸方向に並んで配設される複数の回転連結側変速ギヤと、対応する回転連結側変速ギヤに各々噛合されると共に入力軸或いは出力軸の他方に対して同軸的かつ回転自在に配設される複数の回転自在側変速ギヤと、を備え、前記複数の回転自在側変速ギヤのうちから選択される一つに、前記他方と一体的に回転連結されつつ軸方向に移動可能に構成される可動部材を移動させて係合させることにより、所定の変速比で前記一方と前記他方とを回転連結するようにした変速装置の同期装置であって、
変速の際に、対応する可動部材（例えばスリーブ）を係合させる前に、可動部材の移動に連動して、前記他方の軸と一体回転すると共に軸方向移動可能に支持される軸側同期要素（例えばシンクロリング）を軸方向に移動させ、該当の回転自在側変速ギヤと一体回転する変速ギヤ側同期要素（例えばシンクロコーン）に押し付けることで連れ廻り力を発生させ、該当の回転自在側変速ギヤと、前記他方の軸と、の間で同期を図るようにしたものにおいて、
前記他方の軸の回転力の分力を生じさせ、当該分力が、前記軸側同期要素を、前記変速ギヤ側同期要素方向へ押し出すように作用することを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記分力は、前記他方の軸と、前記軸側同期要素と、が、斜面を介して当接することにより生じさせられることを特徴とすることができる。
【００１５】
本発明において、前記変速ギヤ側同期要素方向へ押し出すように作用する分力に所定に抗するように、前記軸側同期要素が所定に弾性付勢されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単かつ低コストで、軽量コンパクトな構成でありながら、変速時の操作力を軽減することができ、以って運転者の負担を軽減したり、アシスト装置（パワーシフト装置）を省略したり小容量化することに貢献可能な変速装置の同期装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る変速装置の同期装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】同上実施形態に係る変速装置の同期装置におけるシンクロリングのインデックスストッパ部（図１のＡ部）を拡大して示す斜視図である。
【図３】同上実施形態に係る変速装置の同期装置におけるシンクロリングのインデックスストッパ部に作用する力を説明するための模式図（軸方向と直交する方向から見た図）である。
【図４】同上実施形態に係る変速装置の同期装置におけるシンクロリングをハブ方向へ引き付けるための構成例を示す断面図（軸方向と直交する方向から見た図）である。
【図５】本発明に係る変速装置の同期装置におけるシンクロリングのインデックスストッパ部の構造と設計条件を説明するための図である。
【図６】本発明に係る各種の関係式を示す図である。
【図７】従来の変速装置及びその同期装置を拡大して示す図である。
【図８】従来の変速装置に用いられるアシスト装置（パワーシフト装置）の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る変速装置の一実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施形態により、本発明が限定されるものではない。
【００１９】
本実施の形態に係る変速装置の基本的な構成は、図７の上側に示したものと同様、インプットシャフト１からの回転入力が入力されるカウンターシャフト２に略一体的に支持される複数変速段の各変速ドライブギヤ（本発明に係る回転連結側変速ギヤ）と、これらの各変速ドライブギヤにそれぞれ対応して噛合すると共にメインシャフト（アウトプットシャフト）３に回転自在に設けられる複数変速段の各変速ドリブンギヤ（本発明に係る回転自在側変速ギヤ）と、が常時噛み合っていて（リバースギヤの場合はカウンターギヤを介して常時噛み合っている）、所望の変速段の変速ドリブンギヤをアウトプットシャフト３と一体的に回転させるように、アウトプットシャフト３と一体的に回転しているスリーブ６（本発明に係る可動部材に相当）を、軸方向に移動させて所望の変速ドリブンギヤとスプライン機構などを介して係合させることによって変速が行われる。
【００２０】
なお、変速の際には、図７の下側に示したように、スリーブ６と変速ドリブンギヤ５とが円滑に係合できるように、各変速段毎にシンクロコーン７が変速ドリブンギヤ５と略一体回転するように設けられ、シンクロコーン７（本発明に係る変速ギヤ側同期要素）に対応するシンクロリング８（本発明に係る軸側同期要素）が軸方向に移動可能にアウトプットシャフト３上に略一体回転するように設けられ、シフトフォーク４によりスリーブ６が移動される際に、スリーブ６がシンクロリング８をシンクロコーン７に押し付けることで、同期が図られるようになっている。
【００２１】
本実施の形態における変速装置の同期装置には、図１に示すように、メインシャフト（アウトプットシャフト）３にスプライン係合されて一体回転するハブ１２の外周スプライン溝に、スリーブ６の内側スプライン溝が軸方向に移動自在に係合されると共に、ハブ１２やスリーブ６の両サイドにこれらと同軸的にシンクロリング８（８Ａ、８Ｂ）が設けられている。
【００２２】
シンクロリング８（８Ａ、８Ｂ）の外周は、スリーブ６の内側スプライン溝と係合可能に構成されると共に、スリーブ６の軸方向への移動を介して、シンクロリング８（８Ａ、８Ｂ）の内周面（図４等を参照）を、対応するシンクロコーン７のテーパー面（図４等を参照）に押し付けることで、摩擦力やオイルせん断力を生じさせて、シンクロリング８（８Ａ、８Ｂ）と略一体回転するメインシャフト（アウトプットシャフト）３と、シンクロコーン７と略一体回転する変速ドリブンギヤ５と、の間で回転差を縮小して同期を図るようになっている。
【００２３】
ここで、本実施の形態に係るシンクロリング８（８Ａ，８Ｂ）は、図２に一部を拡大して示すように、インデックスストッパ部８０の周方向端部８０Ａ、８０Ｂが、軸方向（幅方向）の内側に向かってその間隔（周方向端部８０Ａ、８０Ｂの間隔）が幅広となるようなテーパー形状に形成されている。なお、従来は、図２に示したように、インデックスストッパ部の周方向端部は、軸方向に平行に延在して矩形形状に形成されている。
【００２４】
このインデックスストッパ部８０は、図３に示すように、ハブ１２の外周に設けられている凹状のインデックスストッパ溝１２０に係合される。
【００２５】
本実施の形態においては、図３に示したように、シンクロリング８（８Ａ，８Ｂ）のインデックスストッパ部８０は、その周方向端部８０Ａ、８０Ｂ間距離が軸方向（幅方向）の内側に向かって幅広となるようなテーパー形状に形成したため、ハブ１２のインデックスストッパ溝１２０に係合してその側壁に当接した際に、回転するハブ１２のインデックスストッパ溝１２０からシンクロリング８は回転モーメント力を受けることとなり、そのシンクロリング８に作用する回転方向モーメント力Ｆ３は、周方向端面８０Ａ（８０Ｂ）の斜面により、シンクロリング８をハブ１２から離れる方向（シンクロコーン７方向）へ作用する力（アシスト力Ｆ４）の成分を発生させることになる。
【００２６】
このように、本実施の形態によれば、回転力の分力を発生させ、その分力によって、シンクロリング８をシンクロコーン７の方向へ押し付ける力（アシスト力Ｆ４）を作用させることができる構成としたので、空気圧や油圧、或いは電動モータや電磁式アクチュエータなどによって変速操作力を補助するアシスト装置（所謂パワーシフト装置）を省略することなどが可能となっている。
【００２７】
なお、シンクロリング８の周方向端部８０Ａ、８０Ｂの斜面角度（テーパー角度）αは、図５に示した設計条件及び図６に示した「式１」の関係式に基づいて決定することができる。
【００２８】
また、本実施の形態においては、図４に示すように、ハブ１２を挟んで両側に配設されている一対のシンクロリング８（８Ａ，８Ｂ）同士がスプリング（セットスプリング）２０により連結されている。これにより、当該シンクロリング８（８Ａ，８Ｂ）をシンクロコーン７へ押し付けるべきでないとき、すなわち、該等する変速段への変速でないとき（例えば、他の変速段への変速時など）に、シンクロリング８（８Ａ，８Ｂ）がアシスト力によりシンクロコーン７方向へ押し出されないようになっている。
【００２９】
なお、スプリング２０による張力Ｆ０は、インデックスストッパ部８０の周方向端部８０Ａ（８０Ｂ）の斜面（テーパー面）に発生する摩擦力による軸方向力Ｆ１より大きくなるように設定される。この張力Ｆ０も、図６に示した「式１」の関係式に基づいて決定することができる。
【００３０】
このような構成を備えた本実施の形態に係る同期装置は、以下のように動作する。
（ｉ）車両が走行を開始すると、ハブ１２、シンクロリング８、シンクロコーン７が、他の部品と共に回転を始める。これにより、シンクロリング８は、ハブ１２との係合（インデックスストッパ部８０とインデックスストッパ溝１２０との係合）により、図３に示したように、ハブ１２から押し出される方向の力（アシスト力Ｆ４）を受けるようになが、スプリング２０の張力Ｆ０により、ハブ１２側へ引き付けられている。
これにより、遊転時において、シンクロリング８がシンクロコーン７へ押し付けられて、不必要なときにおいても同期が図られて、回転抵抗が大きくなったり、各部摩耗が進行したりするといったおそれを回避することができるようになっている。
【００３１】
（ｉｉ）このような状態から、所望の変速段への変速操作が開始されると、チェンジレバー（シフトセレクトレバー）から与えられる操作力Ｆ２が、シフトフォーク４を介してスリーブ６へ伝達されると、その力Ｆ２がシンクロキー９に伝達され、スプリング２０の張力Ｆ０（原位置への戻し力）を超えて（図６の式３参照）、シンクロリング８をシンクロコーン７へ押し付けるようになる。
【００３２】
（ｉｉｉ）すると、シンクロリング８と、シンクロコーン７と、の間の回転速度差から、両者間において摩擦力が発生し、シンクロリング８が、シンクロコーン７に引き摺られるようになる。すなわち、シンクロリング８の回転方向に回転モーメント力Ｆ３が発生するようになる（図６の式４参照）。
【００３３】
（ｉｖ）回転モーメント力Ｆ３が発生し、当該回転モーメント力Ｆ３がインデックスストッパ部８０の周方向端部８０Ａ（８０Ｂ）の斜面（テーパー面）に作用すると、図３に示したように、メインシャフト３の軸方向（対応するシンクロコーン７の方向）へ向かう分力Ｆ４が発生する。この分力Ｆ４が、シンクロリング８を対応するシンクロコーン７へ押し付けるアシスト力となる。
従って、空気圧や油圧、或いは電動モータや電磁式アクチュエータなどを利用したアシスト装置（所謂パワーシフト装置）による変速操作力の補助と同様のアシスト効果を奏することができる。
すなわち、シンクロリング８を対応するシンクロコーン７へ押す力Ｆ５は、インデックスストッパ部８０が矩形形状である従来構造（図２参照）においては、操作力Ｆ２と等しい（Ｆ５＝Ｆ２）が、インデックスストッパ部８０がテーパー形状とした本実施の形態の場合には、Ｆ５は、操作力Ｆ２と、分力Ｆ４と、の合力になる（Ｆ５＝Ｆ２＋Ｆ４）。
これにより、本実施の形態によれば、アシスト装置（所謂パワーシフト装置）を備えた場合と同様に、変速時のチェンジレバー操作力を軽減することができる。
よって、本実施の形態によれば、操作力を小さくして円滑な変速操作を実現しつつ、アシスト装置（所謂パワーシフト装置）を省略したり小容量化することができることになる。
【００３４】
（ｖ）同期が進行し、シンクロリング８とシンクロコーン７の回転速度差が小さくなって、やがて回転速度差が０となり同期が完了すると、回転モーメント力Ｆ３が消滅する（Ｆ３＝０）。
その後は、通常の同期装置と同様に、スリーブ６の内側スプライン溝が、変速ドリブンギヤ５と一体回転するドグへ噛み込まれ、これにより所望の変速ドリブンギヤ５とメインシャフト３とが回転連結されて変速が完了する。
【００３５】
このように、本実施の形態に係る同期装置によれば、メインシャフト３延いてはハブ１２の回転力から分力を発生させることができる構成とし、その分力を利用してシンクロリング８をシンクロコーン７へ押し付けるアシスト力を発生させるようにしたので、簡単かつ低コストで、軽量コンパクトな構成でありながら、変速時の操作力を軽減することができ、以って運転者の負担を軽減したり、アシスト装置（パワーシフト装置）を省略したり小容量化することに貢献することができる。
【００３６】
なお、シフトフォーク４やスリーブ６をスライドさせる変速操作は、運転者が自ら行う場合に限定されるものではなく、運転者や変速制御装置からの変速指示に従ってアクチュエータが変速操作を行う場合においても、同期のための操作力を軽減可能な本発明に係る同期装置を採用することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、シンクロリング８のインデックスストッパ部８０の周方向端部８０Ａ及び８０Ｂを斜面（テーパー面）としたが、シフトアップ時或いはシフトダウン時の何れかの場合のみアシスト力を作用させることで目的が達せられるような場合には、周方向端部８０Ａ及び８０Ｂの何れか一方を斜面（テーパー面）としない構成（平坦な形状など）とすることもできる。
【００３８】
更に、本実施の形態では、シンクロリング８のインデックスストッパ部８０側を斜面（テーパー面）としたが、これに限定されるものではなく、ハブ１２のインデックスストッパ溝１２０を斜面（テーパー面）とすることもでき、かかる場合にはインデックスストッパ部８０の斜面（テーパー面）とせず、従来同様の矩形形状とすることもできる。すなわち、シンクロリング８のインデックスストッパ部８０と、ハブ１２のインデックスストッパ溝１２０と、の当接部（当接面や当接点）に、回転モーメント力Ｆ３が作用したときに、シンクロリング８をシンクロコーン７へ押し付ける力（アシスト力Ｆ４）を発生させることができるものであれば、本発明の範囲に含まれるものである。
【００３９】
また、本実施の形態では、ハブ１２を挟んで両側にシンクロリング８（８Ａ、８Ｂ）を配設した場合について例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、何れか一方の側にのみシンクロリング８（８Ａ或いは８Ｂ）を配設した構成の同期装置に適用可能である。
【００４０】
更に、仕様や状況によっては、スプリング２０を省略した構成とすることも可能である。
【００４１】
ところで、本実施の形態は、形式を問わずシンクロ機構を備えた変速装置であれば、手動式変速装置に限定されるものではなく、電子制御などを用いて自動的に変速操作を行う自動変速装置にも適用可能である。
【００４２】
以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１    インプットシャフト
２    カウンターシャフト
３    メインシャフト（アウトプットシャフト）
４    シフトフォーク
５    変速ドリブンギヤ（本発明に係る回転自在側変速ギヤ）
６    スリーブ（本発明に係る可動部材）
７    シンクロコーン（本発明に係る変速ギヤ側同期要素）
８    シンクロリング（本発明に係る軸側同期要素）
９    シンクロキー
１０    シンクロヘッド
１１    キースプリング
１２    ハブ
８０    インデックスストッパ部
１２０    インデックスストッパ溝
【図１】
2012159157.tif 000003
【図２】
2012159157.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012159157.tif 000008
【図７】
2012159157.tif 000009
【図８】
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