JP2004125112A

JP2004125112A - シンクロ装置

Info

Publication number: JP2004125112A
Application number: JP2002292149A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Saito; 斉藤　憲明
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP4121821B2

Abstract

【課題】２つの回転体間における同期動作をより迅速かつ確実に完了できるシンクロ装置を提供する。
【解決手段】主軸１１と前進３速ギヤ１５ａの同期動作を行うシンクロ装置１のスリーブ２０のスプライン歯２１は、第１角度θ１ごとに設けられた第１スプライン歯２２と、２つの第１スプライン歯２２間に第２角度θ２（＜θ１）の間隔で設けられ、第１スプライン歯２２よりもギヤ１５ａから離間した位置に配置された第２スプライン歯２３と、を含む。ブロッキングリング３０のアウターリング３１は、スリーブ２０が前進３速ギヤ１５ａ側に摺動したときにスプライン歯２１と噛み合うリングギヤ歯３１ｂを有し、前進３速ギヤ１５ａは第３角度θ３（＞θ２）ごとに配列され、スリーブ２０が前進３速ギヤ１５ａ側に摺動したときに、第１スプライン歯２２に当接し、噛み合う複数のギヤ歯１５２を備える。
【選択図】　図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の手動変速機などに用いられるシンクロ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシンクロ装置として、シンクロリングおよびスリーブなどを備えたシンクロ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このシンクロ装置は、回転軸と、これに対して軸線回りに回転自在の変速ギヤとを互いに同期させながら連結するものであり、変速ギヤの外周面には、多数のドグ歯状のギヤ歯が所定角度ごとに周方向に沿って配列されている。また、シンクロリングの外周面にも、多数のドグ歯状のリングギヤ歯が、ギヤ歯の所定角度よりも大きい所定角度ごとに周方向に沿って配列されている。
【０００３】
スリーブの内周面には、多数のスプライン歯が上記ギヤ歯と同じ所定角度ごとに周方向に沿って配列されており、これらのスプライン歯が回転軸のスプライン歯に噛み合っていることにより、スリーブは、回転軸に軸線方向に摺動自在に設けられている。また、スリーブのスプライン歯は、リング用スプライン歯およびギヤ用スプライン歯の２種類のもので構成されており、複数のリング用スプライン歯と、２つのギヤ用スプライン歯とが交互に周方向に沿って配列されている。このリング用スプライン歯は、同期動作の初期において、シンクロリングのリングギヤ歯に当接した後、互いに噛み合うものであり、これらのリング用スプライン歯およびギヤ歯の互いに対向する先端部は、互いに面接触可能な角度の片斜面状に形成されたチャンファ面を有するチャンファとなっている。さらに、ギヤ用スプライン歯は、同期動作中、リング用スプライン歯がリングギヤ歯に当接した後に、ギヤ歯に当接するものであり、先端がリング用スプライン歯の先端よりも変速ギヤ側に向かって軸線方向に所定長さ分、突出している。
【０００４】
また、シンクロリングは、スリーブに対して、リングギヤ歯の軸線方向の中心線が隣り合う２つのリング用スプライン歯の中間にある位置を中心とする所定の回動角度で回動可能に設けられており、この所定の回動角度は、前記スプライン歯間の所定角度よりも小さい値に設定されている。これにより、以上のシンクロ装置では、同期動作の際、スリーブが変速ギヤ側に摺動すると、そのリング用スプライン歯がシンクロリングのリングギヤ歯に当接し、互いに噛み合うとともに、変速ギヤと回転軸が互いに同期し始める。そして、両者の回転が同期した時点で、スリーブがリングギヤをかき分けながら変速ギヤ側にさらに摺動し、ギヤ用スプライン歯が変速ギヤのギヤ歯に当接した後、互いに噛み合うことにより、変速ギヤと回転軸との同期動作が完了する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２６５８５３９号公報（第４〜６頁、第１〜４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のシンクロ装置によれば、同期動作の際、スリーブのリング用スプライン歯がシンクロリングのリングギヤ歯に当接した直後、駆動系のねじり振動などに起因して、変速ギヤと回転軸の回転同期が一時的に崩れ、変速ギヤ側の回転速度がスリーブ側の回転速度よりも大きくなることがある（２段入り現象）。その場合、この速度差により、スリーブが変速ギヤ側にさらに摺動しても、ギヤ用スプライン歯と変速ギヤのギヤ歯は、片斜面同士で当接することなく、ギヤ用スプライン歯の歯先がギヤ歯の歯先によって逆に弾かれてしまう。さらに、変速ギヤのギヤ歯が、隣り合う２つのギヤ用スプライン歯間の角度と同じ角度ごとに配置されているので、ギヤ用スプライン歯が最初のギヤ歯に弾かれた後、後続のギヤ歯にも続けて弾かれてしまう。このように、ギヤ用スプライン歯が変速ギヤのギヤ歯に弾かれる状態が続けて発生することで、ギヤ用スプライン歯がギヤ歯に当接した後、互いに噛み合うまでの時間、すなわち同期動作が完了するまでの時間が長くなったり、あるいは、スリーブを変速ギヤ側に力任せに無理に摺動させて噛み合わせると、変速ショックが発生したりすることがある。その結果、商品性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、２つの回転体間における同期動作をより迅速かつ確実に完了できるシンクロ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、互いに間隔を存して配置されかつ同一の軸線回りに回転自在の第１回転体（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）主軸１１、ハブ１９）と第２回転体（主軸側前進３速ギヤ１５ａ、テーパーコーン３３）との間でトルクを伝達するために、第１および第２回転体を互いに同期させながら連結する同期動作を行うシンクロ装置１（１−２速用シンクロ装置１ａ、３−４速用シンクロ装置１ｂ、５速用シンクロ装置１ｃ）であって、内周面に周方向に沿って配列された複数のスプライン歯２１を有し、複数のスプライン歯２１を介した第１回転体とのスプライン嵌め合いにより第１回転体と一体に回転しかつ第１回転体に対して軸線方向に摺動自在のスリーブ２０と、同期動作の際にスリーブ２０を第２回転体側に押圧することにより摺動させる押圧手段（シフトフォーク２４）と、第１回転体と第２回転体との間に回転自在に設けられ、スリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに、第２回転体との間の摩擦により第２回転体と互いに同期するリング（アウターリング３１、インナーリング３２）と、を備え、スリーブ２０の複数のスプライン歯２１は、スリーブ２０の内周面に所定の第１角度θ１ごとに設けられた複数の第１スプライン歯２２と、複数の第１スプライン歯のうちの隣り合う各２つの間に、所定の第１角度θ１よりも小さい所定の第２角度θ２の間隔を互いに隔てて設けられ、第２回転体側の先端が複数の第１スプライン歯２２の先端よりも第２回転体から離間するように配置された複数の第２スプライン歯２３と、を含み、リング（アウターリング３１、インナーリング３２）は、リングの外周面に周方向に沿って配列され、スリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに複数のスプライン歯２１と噛み合う複数のリングギヤ歯３１ｂを有し、第２回転体は、第２回転体の外周面に周方向に沿って所定の第２角度よりも大きい所定の第３角度θ３ごとに配列され、リングの複数のリングギヤ歯３１ｂよりも第１回転体から離間した位置に配置され、スリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに、複数の第１スプライン歯２２にそれぞれ当接した後、複数のスプライン歯２１と互いに噛み合う複数のギヤ歯１５２を有していることを特徴とする。
【０００９】
このシンクロ装置によれば、同期動作の際に、スリーブが、押圧手段により第２回転体側に押圧されることで第２回転体側に摺動すると、スリーブの複数のスプライン歯が複数のリングギヤ歯に噛み合い、リングが第２回転体との間の摩擦により第２回転体との同期を開始し、両者の回転が同期した後、スリーブがその複数のスプライン歯で複数のリングギヤ歯をかき分けながら第２回転体側に摺動し、複数の第１スプライン歯が複数のギヤ歯にそれぞれ当接した後、複数のスプライン歯が複数のギヤ歯と噛み合う。その際、複数のギヤ歯は、複数のリングギヤよりも第１回転体から離間した位置に配置されているので、リングと第２回転体が互いに同期してから、複数のスプライン歯と複数のリングギヤとの噛み合いが開始された後、複数の第１スプライン歯が複数のギヤ歯にそれぞれ当接する。以上のような同期動作により、第１回転体および第２回転体が互いに同期しながら連結される。このシンクロ装置では、第１スプライン歯およびギヤ歯がそれぞれ、第２スプライン歯間の間隔である第２角度よりも大きい第１角度および第３角度ごとに配列されているとともに、複数の第２スプライン歯が隣り合う各２つの第１スプライン歯間に設けられているので、隣り合う２つのギヤ用スプライン歯と複数のリング用スプライン歯とが交互に設けられている従来の場合よりも、第１スプライン歯間およびギヤ歯間の間隔を大きく設定することができる。これにより、上記同期動作中、複数の第１スプライン歯が複数のギヤ歯にそれぞれ当接する際に、動力伝達系のねじり振動などに起因して、第２回転体と第１回転体の回転同期が同期前の差回転に対して逆向きに一時的に崩れることで、最初の当接時に第１スプライン歯がギヤ歯に弾かれたとしても、両者の次回の当接時までにスリーブが第２回転体側に摺動する距離を、従来よりも大きく確保でき、それにより、次回の当接時に第１スプライン歯がギヤ歯に噛み合う確率を従来よりも高めることができる。その結果、スリーブの複数のスプライン歯が複数のリングギヤとの噛み合いを開始してから、複数のギヤ歯に噛み合うまでの時間を短縮でき、第１および第２回転体の同期動作を従来よりも迅速かつ確実に完了することができる。その結果、商品性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシンクロ装置１において、第１回転体（ハブ１９）は、リングに係合し、第１回転体に対するリングの相対的な回転を所定の回転範囲に規制する規制部（切欠溝１９ｂ）を有しており、所定の回転範囲は、複数のリングギヤ歯３１ｂの各々が、互いに隣り合う２つの第１スプライン歯２２，２２の間に位置し、かつスリーブ２０が第２回転体側に摺動したときに隣り合う各２つの第２スプライン歯２３，２３に噛み合うような範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
このシンクロ装置によれば、規制部により、リングの第１回転体に対する相対的な回転が所定の回転範囲に規制され、この所定の回転範囲は、複数のリングギヤ歯の各々が、互いに隣り合う２つの第１スプライン歯の間に位置し、かつスリーブが第２回転体側に摺動したときに隣り合う各２つの第２スプライン歯に噛み合うような範囲に設定されているので、同期動作の際、スリーブが第２回転体側に摺動したときに、第１スプライン歯が各リングギヤ歯に当接することなく、隣り合う各２つの第２スプライン歯が各リングギヤ歯と互いに噛み合う。このように、同期動作の際、スリーブが第２回転体側に摺動したときに、第１スプライン歯が、各リングギヤ歯と当接することがないので、第１スプライン歯の第２回転体側の先端を、第２回転体のギヤ歯に可能な限り近づけて配置することができ、その結果、同期動作の開始から、第１スプライン歯がギヤ歯に当接するまでの時間を短縮することができ、同期動作の完了までの時間をさらに短縮することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のシンクロ装置１において、第１スプライン歯２２およびギヤ歯１５２はそれぞれ、互いに対向する先端部に、主チャンファ面２２ｂ，１５４を含み、軸線方向の中心線に対して非対称に形成されたチャンファ２２ａ，１５３を有しており、これらのチャンファ２２ａ，１５３は、主チャンファ面２２ｂ，１５４が回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動作の際に主チャンファ面２２ｂ，１５４と反対側から互いに当接するように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
このシンクロ装置によれば、第１スプライン歯およびギヤ歯はそれぞれ、互いに対向する先端部に、主チャンファ面を含み、軸線方向の中心線に対して非対称に形成されたチャンファを有しており、これらのチャンファは、主チャンファ面が回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動作の際に主チャンファ面と反対側から互いに当接するように配置されているので、同期動作の際、第２スプライン歯がリングギヤ歯と互いに噛み合ってから、第１スプライン歯がギヤ歯に当接し、噛み合うまでの時間をさらに短縮することができる。それにより、同期動作の完了までの時間をより一層、短縮できる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のシンクロ装置１において、所定の第１角度θ１は、所定の第３角度θ３と同じ値に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
このシンクロ装置によれば、ギヤ歯の数を第１スプライン歯と同一に設定できるので、第２スプライン歯に対応するギヤ歯を省略できる分、第２回転体を軽量化できるとともに、製造コストを削減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るシンクロ装置について説明する。図１は、本実施形態のシンクロ装置１が適用された車両の駆動系２の概略構成を示している。同図に示すように、この駆動系２は、図示しない車両に搭載されたエンジン３の動力を駆動輪４，４に伝達するものであり、クラッチ５、手動変速機８、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７などを備えている。
【００１７】
この手動変速機８は、変速動作を行うためのシフトレバー９と、エンジン３にクラッチ５を介して連結された主軸１１（第１回転体）と、これに平行な副軸１２と、これらの軸１１，１２上に設けられた前進１〜５速ギヤ対１３〜１７および３つのシンクロ装置１と、リバースギヤ列（図示せず）などを備えている。
【００１８】
前進１〜５速ギヤ対１３〜１７は、互いに異なるギヤ比に設定されており、主軸１１にそれぞれ一体に設けられた主軸側前進１，２速ギヤ１３ａ，１４ａと、主軸１１上にそれぞれ回転自在に設けられた主軸側前進３〜５速ギヤ１５ａ〜１７ａと、副軸１２上にそれぞれ回転自在に設けられた副軸側前進１，２速ギヤ１３ｂ，１４ｂと、副軸１２に一体に設けられた副軸側前進３〜５速ギヤ１５ｂ〜１７ｂとで構成されており、対をなすギヤ同士は常に噛み合っている。
【００１９】
また、シンクロ装置１としては、１−２速用シンクロ装置１ａ、３−４速用シンクロ装置１ｂおよび５速用シンクロ装置１ｃの３つのものがそれぞれ設けられており、副軸側前進１，２速ギヤ１３ｂ，１４ｂは、１−２速用シンクロ装置１ａを介して副軸１２に連結可能に構成されている。また、主軸側前進３，４速ギヤ１５ａ，１６ａおよび主軸側前進５速ギヤ１７ａはそれぞれ、３−４速用シンクロ装置１ｂおよび５速用シンクロ装置１ｃを介して主軸１１に連結可能に構成されている。これらの３つのシンクロ装置１ａ〜１ｃはいずれも、ワイヤ１０および後述するシフトフォーク２４（図２に１つのみ図示）などを介してシフトレバー９に連結されており、後述するように、変速時のシフトレバー９の操作によって選択された前進側の変速ギヤ段に応じて、ギヤ１３ｂ，１４ｂ，１５ａ，１６ａ，１７ａのいずれかを副軸１２または主軸１１に同期させながら連結する同期動作を実行する。
【００２０】
さらに、副軸１２には、これと一体に駆動ギヤ１８が設けられている。この駆動ギヤ１８は、差動ギヤ機構６の被駆動ギヤ６ａと常に噛み合っており、これにより、副軸１２の回転に伴い、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７を介して駆動輪４，４が駆動される。
【００２１】
次に、本実施形態のシンクロ装置１について説明する。なお、前述した１−２速用、３−４速用および５速用シンクロ装置１ａ〜１ｃは、互いに同様に構成されているので、以下、３−４速用シンクロ装置１ｂを例にとって説明する。
【００２２】
この３−４速用シンクロ装置１ｂは、シフトレバー９の操作により前進３速ギヤ段または前進４速ギヤ段が選択されたときに、主軸側前進３速ギヤ１５ａまたは主軸側前進４速ギヤ１６ａを主軸１１に同期させながら連結する同期動作を行うものである。この３−４速用シンクロ装置１ｂでは、２つのギヤ１５ａ，１６ａの同期動作を行う構造は互いに同様に構成されているので、以下、主軸側前進３速ギヤ１５ａ（第２回転体）側の同期動作を行う構造を例にとって説明する。
【００２３】
図２は、ニュートラル状態にある３−４速用シンクロ装置１ｂの断面を示しており、図３は、図２のＡ−Ａ線の位置で周方向に沿って破断した断面を平面的に展開した状態を示している。なお、図２では、主軸側前進４速ギヤ１６ａ側の同期動作を行う構造は省略されている。また、図３では、理解の容易化のために断面部分のハッチングが省略されており、この点は、後述する図８〜１１でも同様である。さらに、以下の説明において、図２および図３の左側を「左」、右側を「右」という。
【００２４】
図２に示すように、３−４速用シンクロ装置１ｂは、スリーブ２０、ブロッキングリング３０およびシンクロスプリング４０などを備えている。スリーブ２０は、図４に示すように、円環状に形成され、その内周面には、多数のスプライン歯２１が周方向に沿って所定の第２角度θ２（例えば８．５７゜）ごとに配列されている。
【００２５】
また、主軸１１には、ハブ１９（第１回転体）がスプライン嵌め合いにより取り付けられており、このハブ１９は、図示しないカラーおよび軸受などにより主軸１１に対して軸線方向に移動不能に固定されている。図５に示すように、このハブ１９の外周面には、多数のスプライン歯１９ａが周方向に沿って配列されているとともに、３つの切欠溝１９ｂ（規制部）が、軸線方向に沿って延びるように形成され、１２０゜間隔で配置されている。スリーブ２０は、そのスプライン歯２１がハブ１９のスプライン歯１９ａと互いに噛み合っていることにより、ハブ１９に軸線方向に摺動自在に設けられており、３−４速用シンクロ装置１ｂがニュートラル状態にあるときには、図２に示す位置に保持される。
【００２６】
さらに、スリーブ２０のスプライン歯２１は、図３および図４に示すように、第１スプライン歯２２および第２スプライン歯２３の２種類のもので構成されており、この第１スプライン歯２２は、その左端が第２スプライン歯２３の左端よりも左側すなわち主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に所定距離分、ずれた位置に配置されている。
【００２７】
第１スプライン歯２２は、前記第２角度θ２の３倍の値に相当する所定の第１角度θ１（＝３×θ２）ごとに設けられており、その左端部にチャンファ２２ａを備えている。このチャンファ２２ａは、軸線方向の中心線に対して互いに非対称に形成された傾斜面状の主・副２つのチャンファ面２２ｂ，２２ｃを有しており、主チャンファ面２２ｂの面積は、副チャンファ面２２ｃの面積よりも大きな値に設定されている。
【００２８】
また、第２スプライン歯２３は、隣り合う各２つの第１スプライン歯２２，２２の間に上記第２角度θ２の間隔で設けられている。すなわち、２つの第２スプライン歯２３，２３が、隣り合う各２つの第１スプライン歯２２，２２の間に配置されている。第２スプライン歯２３は、その左端部にチャンファ２３ａを備えており、このチャンファ２３ａは、軸線方向の中心線に対して互いに対称に形成された傾斜面状の２つのチャンファ面２３ｂ，２３ｂを有している。
【００２９】
さらに、スリーブ２０の外周面には、シフトフォーク２４が嵌合している。このシフトフォーク２４（押圧手段）は、ワイヤ１０を介してシフトレバー９に連結されており、シフトレバー９の操作により３速ギヤ段が選択されると、それに伴ってスリーブ２０を主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に押圧し、摺動させる。
【００３０】
一方、ブロッキングリング３０は、半径方向の外側および内側に配置されたアウターリング３１（リング）およびインナーリング３２（リング）と、両リング３１，３２間に配置されたテーパーコーン３３（第２回転体）とで構成されている。これらのアウターリング３１およびインナーリング３２は、それぞれに形成された係止片３１ａ，３２ａ同士の係合によって、相対回転不能に互いに係止されている。
【００３１】
テーパーコーン３３の外周面および内周面はそれぞれ、テーパー面３３ａ，３３ｂになっており、アウターリング３１の内周面およびインナーリング３２の外周面に回転自在に接している。さらに、インナーリング３２の内周面も、テーパ面３２ｂになっており、主軸側前進３速ギヤ１５ａの後述するテーパー面１５６に回転自在に接している。以上のように、このシンクロ装置１ｂは、マルチコーンタイプのものとして構成されている。
【００３２】
また、図６に示すように、アウターリング３１の外周面には、ドグ歯状のリングギヤ歯３１ｂが、周方向に沿って所定の第４角度θ４（図３参照）ごとに配列されており、この第４角度θ４は、前記第１角度θ１と等しい値に設定されている。このリングギヤ歯３１ｂの右端面は、傾斜面状の２つのチャンファ面３１ｃ，３１ｃになっている。これらのチャンファ面３１ｃ，３１ｃは、軸線方向の中心線に対して互いに対称に形成され、第２スプライン歯２３のチャンファ面２３ｂ，２３ｂと同じ傾斜角度に設定されている。
【００３３】
さらに、アウターリング３１の外周面には、キー状の３つの凸部３１ｄが形成されており、各凸部３１ｄは、周方向に沿って１２０゜ごとに配置されている。また、図７に示すように、３つの凸部３１ｄは、ハブ１９の３つの切欠溝１９ｂにそれぞれ係合しているとともに、各凸部３１ｄの周方向の幅は、切欠溝１９ｂの側壁間の幅よりも小さい値に設定されている。これにより、ハブ１９に対するアウターリング３１の相対的な回動が、第２スプライン歯２３，２３間の中心位置に対して両振り（両側）で、前記第２角度θ２の１／２に等しい所定の回動範囲内に規制される。また、凸部３１ｄおよび切欠溝１９ｂは、アウターリング３１が上記回動範囲の中心に位置するときに、各リングギヤ歯３１ｂが隣り合う２つの第２スプライン歯２３，２３間の中心に位置するように、配置されている。以上により、スリーブ２０がブロッキングリング３０側に摺動した場合、リングギヤ歯３１ｂは、第１スプライン歯２２に当接することなく、２つの第２スプライン歯２３，２３のいずれかに当接し、互いに噛み合う。
【００３４】
また、シンクロスプリング４０は、アウターリング３１とハブ１９の間に配置され、アウターリング３１の凸部３１ｄによって支持されている。図２に示すように、３−４速用シンクロ装置１ｂがニュートラル状態にあって、スリーブ２０がニュートラル位置にあるときには、シンクロスプリング４０は、スリーブ２０の第１スプライン歯２２に当接しない状態に保持される。
【００３５】
一方、主軸側前進３速ギヤ１５ａは、変速ギヤ歯が形成された基部１５０と、これからハブ１９側に突出する円筒部１５１とからなり、この円筒部１５１の右端部の外周面は、前記インナーリング３２の内周のテーパー面３２ｂに接するテーパー面１５６になっている。また、円筒部１５１の外周面には、ドグ歯状のギヤ歯１５２が、周方向に沿って所定の第３角度θ３（図３参照）ごとに配列されており、この第３角度θ３は、前記第１角度θ１と等しい値に設定されている。
【００３６】
このギヤ歯１５２は、その右端部にチャンファ１５３を備えており、このチャンファ１５３は、軸線方向の中心線に対して互いに非対称に形成された傾斜面状の主・副２つのチャンファ面１５４，１５５を有しており、主チャンファ面１５４の面積は、副チャンファ面１５５の面積よりも大きな値に設定されている。これらの主・副チャンファ面１５４，１５５は、第１スプライン歯２２の主・副チャンファ面２２ｂ，２２ｃと同じ傾斜角度を有し、主チャンファ面１５４，２２ｂ同士が主軸１１の回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動くずれを起こした際に副チャンファ面１５５，２２ｃ側から互いに当接するように配置されている。
【００３７】
また、テーパーコーン３３の左端部には、主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に突出する凸部３３ｃが形成されており、この凸部３３ｃが主軸側前進３速ギヤ１５ａの円筒部１５１に形成された凹部１５７に係合している。これにより、主軸側前進３速ギヤ１５ａが主軸１１に対して相対的に回転する際には、テーパーコーン３３は主軸側前進３速ギヤ１５ａと一体に回転する。
【００３８】
次に、以上のように構成された３−４速用シンクロ装置１ｂの同期動作を、図８および図９を参照しながら説明する。両図は、前進２速ギヤ段などの前進低速ギヤ段から前進３速ギヤ段にシフトアップされる際の動作例を示している。
【００３９】
図９（ａ）および図２に示すように、シフトレバー９がニュートラル位置にあることで、スリーブ２０がニュートラル位置にあるときには、第１および第２スプライン歯２２，２３がいずれもシンクロスプリング４０に接していない状態にあることで、シンクロスプリング４０のばね力がアウターリング３１に作用しないため、アウターリング３１およびインナーリング３２と、テーパーコーン３３とは、相対回転可能な状態に保持される。したがって、アウターリング３１およびインナーリング３２はハブ１９と一体に回転する一方、テーパーコーン３３は主軸側前進３速ギヤ１５ａと一体に回転するが、その際、両リング３１，３２に対して相対回転可能な状態に保持されることで、同期動作は生じない。
【００４０】
また、シフトアップ中においては、ギヤ比の関係により、図８（ａ）に示すように、主軸１１すなわちスリーブ２０のスプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１の方が、主軸側前進３速ギヤ１５ａすなわちギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２よりも大きい値になる。
【００４１】
この状態から、図９（ｂ）に示すように、スリーブ２０がシフトフォーク２４により主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に押圧され、摺動すると、その第１スプライン歯２２が、シンクロスプリング４０を介してブロッキングリング３０を主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に押圧する。これにより、互いに接している２つのテーパ面を介して押圧力が伝達されることで、アウターリング３１とテーパーコーン３３との間、テーパーコーン３３とインナーリング３２との間、およびインナーリング３２と主軸側前進３速ギヤ１５ａの円筒部１５１との間に摩擦力が生じ、アウターリング３１が回転する。その結果、第２スプライン歯２３が、そのチャンファ面２３ｂでリングギヤ歯３１ｂのチャンファ面３１ｃに当接し（図８（ｂ））、それにより、ブロッキングリング３０は、主軸側前進３速ギヤ１５ａ側にさらに押圧されることが可能になり、上記摩擦力が増大する（シンクロ装置１のボーク機能）。
【００４２】
以上のような同期動作により、図８（ｂ）に示すように、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａが互いに同期し、第１および第２スプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１と、ギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２が同じ値になる。
【００４３】
このように主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａが同期した状態から、図９（ｃ）に示すように、スリーブ２０がその第２スプライン歯２３でアウターリング３１のギヤ歯３１ｂをかき分けながら、主軸側前進３速ギヤ１５ａ側にさらに摺動すると、２つの第２スプライン歯２３，２３がリングギヤ歯３１ｂを挟み込む位置まで移動し、これらが互いに噛み合う（図８（ｃ））。その際、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａの同期後、それまでに作用していた駆動系２のトルクがシンクロ装置１ｂの同期により解放されることで生じるねじり振動などに起因して、図８（ｃ）に示すように、ギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２がスプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１よりも一時的に大きくなることがある。その場合には、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動し、第１スプライン歯２２が副チャンファ面２２ｃ側からギヤ歯１５２の副チャンファ面１５５側に当接したときに、両者が互いに噛み合うことなく、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２によって弾かれてしまうことがある（２段入り現象）。
【００４４】
そのような状態が発生したとしても、第１スプライン歯２２が、スプライン歯２１のピッチである第２角度θ２の３倍の値に相当する第１角度θ１ごとに、配列されているので、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接するまでに、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動する距離を従来よりも長く確保でき、それにより、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接した際、これに係止される確率を格段に高めることができる。したがって、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側にさらに摺動すると、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に当接し、これに係止される（図８（ｄ）、図９（ｄ））。それにより、図８（ｄ）に示すように、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａが再度、同期し、第１および第２スプライン歯２２，２３の回転速度Ｎ１と、ギヤ歯１５２の回転速度Ｎ２が再び同じ値になる。
【００４５】
そして、スリーブ２０の主軸側前進３速ギヤ１５ａ側への摺動に伴い、図８（ｅ）および図９（ｅ）に示すように、隣り合う第１および第２スプライン歯２２，２３がギヤ歯１５２を挟み込む位置まで移動し、これらが互いに噛み合う。以上により、主軸側前進３速ギヤ１５ａが主軸１１に連結され、同期動作が完了する。
【００４６】
以上の本実施形態のシンクロ装置１によれば、第１スプライン歯２２が、スプライン歯２１のピッチである第２角度θ２の３倍の値に相当する第１角度θ１ごとに、配列されているので、同期動作中、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２にそれぞれ当接する際に、それまでに作用していた駆動系２のトルクがシンクロ装置１ｂの同期により解放されることで生じるねじり振動などに起因して、主軸１１と主軸側前進３速ギヤ１５ａの同期が一時的に崩れることで、最初の当接時に第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に弾かれたとしても、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接するまでに、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動する距離を従来よりも大きく確保でき、それにより、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に次に当接した際、これに係止される確率を格段に高めることができる。その結果、同期動作を従来よりも迅速かつ確実に完了することができ、商品性を向上させることができる。
【００４７】
また、アウターリング３１の凸部３１ｂがハブ１９の切欠溝１９ｂに係合していることで、同期動作中、スリーブ２０が主軸側前進３速ギヤ１５ａ側に摺動した際に、第１スプライン歯２２がリングギヤ歯３１ｂに当接することなく、ギヤ歯１５２に当接するので、第１スプライン歯２２のギヤ歯１５２側の先端を、ギヤ歯１５２に可能な限り近づけて配置できることで、同期動作の開始から、第１スプライン歯２２がギヤ歯１５２に当接するまでの時間を短縮することができ、それにより、同期動作をさらに迅速に完了することができる。この当接の際、第１スプライン歯２２およびギヤ歯１５２は、副チャンファ面２２ｃ，１５５側から互いに当接するように配置されているので、同期動作の完了までの時間をさらに短縮できる。
【００４８】
さらに、ギヤ歯１５２の数が第１スプライン歯２２と同一に設定され、第２スプライン歯２３に対応するギヤ歯１５２が省略されているので、その分、主軸側前進３速ギヤ１５ａを軽量化できるとともに、製造コストを削減できる。
【００４９】
なお、前述した各種のギヤ歯２２，２３，３１ｂ，１５２の数、形状および配置は、実施形態の例に限らず、適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、第１スプライン歯２２およびギヤ歯１５２を、副チャンファ面のない、主チャンファ面のみのチャンファを有するように構成してもよく、第２スプライン歯２３と同様の軸線方向に対称な形状のチャンファを有するように構成してもよい。
【００５０】
さらに、図１０に２点鎖線で示すように、主軸側前進３速ギヤ１５ａにおいて、ギヤ歯１５８を、ギヤ歯１５２よりもブロッキングリング３０から離間した位置でかつ隣り合うギヤ歯１５２，１５２間に、前記第２角度θ２ごとに配置してもよい。このようにすれば、シンクロ装置１により、主軸側前進３速ギヤ１５ａを主軸１１にさらに堅固に連結できるとともに、ギヤ歯１５２の耐久性を高めることができる。
【００５１】
また、図１１に示すように、３つの第２スプライン歯２３を、隣り合う各２つの第１スプライン歯２２，２２間に等間隔で設けるとともに、３つの第２スプライン歯２３に対向する位置に、これらに噛み合う２つのリングギヤ歯３１ｂ，３１ｂを設けてもよい。
【００５２】
さらに、実施形態は、本発明のシンクロ装置１を車両の駆動系２の手動変速機８に適用した例であるが、本発明のシンクロ装置はこれに限らず、様々な産業機械の動力伝達部に適用可能であることは言うまでもない。例えば、本発明のシンクロ装置１を、船舶用内燃機関の動力系に適用してもよい。
【００５３】
また、実施形態は、本発明のシンクロ装置をマルチコーンタイプのものに適用した例であるが、本発明のシンクロ装置は、シングルコーンタイプのものにも適用可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のシンクロ装置によれば、２つの回転体間における同期動作をより迅速かつ確実に完了できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシンクロ装置およびこれを適用した車両の駆動系の概略構成を示す構造線図である。
【図２】ニュートラル状態にあるシンクロ装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線の位置で周方向に沿って破断した断面を平面的に展開した図である。
【図４】スリーブの概略構成を示す正面図である。
【図５】（ａ）ハブの概略構成を示す正面図と（ｂ）そのＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】（ａ）ブロッキングリングのアウターリングの概略構成を示す正面図と（ｂ）そのＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】（ａ）シンクロ装置に組み込んだ状態でのアウターリングおよびハブを示す正面図と（ｂ）そのＤ−Ｄ矢視図である。
【図８】シンクロ装置のシフトアップ時の同期動作例を示す説明図である。
【図９】シンクロ装置のシフトアップ時の同期動作例を示す説明図である。
【図１０】シンクロ装置の変形例を示す図である。
【図１１】シンクロ装置の他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１　　シンクロ装置
１ａ　１−２速用シンクロ装置（シンクロ装置）
１ｂ　３−４速用シンクロ装置（シンクロ装置）
１ｃ　５速用シンクロ装置（シンクロ装置）
１１　　主軸（第１回転体）
１５ａ　主軸側前進３速ギヤ（第２回転体）
１５２　ギヤ歯
１５３　チャンファ
１５４　主チャンファ面
１９　　ハブ（第１回転体）
１９ｂ　切欠溝（規制部）
２０　　スリーブ
２１　　スプライン歯
２２　　第１スプライン歯
２２ａ　チャンファ
２２ｂ　主チャンファ面
２３　　第２スプライン歯
２４　　シフトフォーク
３１　　アウターリング（リング）
３１ｂ　リングギヤ歯
３２　　インナーリング（リング）
３３　　テーパーコーン（第２回転体）
θ１　　第１角度
θ２　　第２角度
θ３　　第３角度

Claims

互いに間隔を存して配置されかつ同一の軸線回りに回転自在の第１回転体と第２回転体との間でトルクを伝達するために、当該第１および第２回転体を互いに同期させながら連結する同期動作を行うシンクロ装置であって、
内周面に周方向に沿って配列された複数のスプライン歯を有し、当該複数のスプライン歯を介した前記第１回転体とのスプライン嵌め合いにより前記第１回転体と一体に回転しかつ前記第１回転体に対して軸線方向に摺動自在のスリーブと、
前記同期動作の際に前記スリーブを前記第２回転体側に押圧することにより摺動させる押圧手段と、
前記第１回転体と前記第２回転体との間に回転自在に設けられ、前記スリーブが前記第２回転体側に摺動したときに、前記第２回転体との間の摩擦により前記第２回転体と互いに同期するリングと、
を備え、
前記スリーブの前記複数のスプライン歯は、
当該スリーブの内周面に所定の第１角度ごとに設けられた複数の第１スプライン歯と、
当該複数の第１スプライン歯のうちの隣り合う各２つの間に、前記所定の第１角度よりも小さい所定の第２角度の間隔を互いに隔てて設けられ、前記第２回転体側の先端が前記複数の第１スプライン歯の先端よりも前記第２回転体から離間するように配置された複数の第２スプライン歯と、を含み、
前記リングは、
当該リングの外周面に周方向に沿って配列され、前記スリーブが前記第２回転体側に摺動したときに前記複数のスプライン歯と噛み合う複数のリングギヤ歯を有し、
前記第２回転体は、
当該第２回転体の外周面に周方向に沿って前記所定の第２角度よりも大きい所定の第３角度ごとに配列され、前記リングの前記複数のリングギヤ歯よりも前記第１回転体から離間した位置に配置され、前記スリーブが前記第２回転体側に摺動したときに、前記複数の第１スプライン歯にそれぞれ当接した後、前記複数のスプライン歯と互いに噛み合う複数のギヤ歯を有していることを特徴とするシンクロ装置。
前記第１回転体は、
前記リングに係合し、前記第１回転体に対する前記リングの相対的な回転を所定の回転範囲に規制する規制部を有しており、
当該所定の回転範囲は、前記複数のリングギヤ歯の各々が、互いに隣り合う２つの前記第１スプライン歯の間に位置し、かつ前記スリーブが前記第２回転体側に摺動したときに隣り合う各２つの前記第２スプライン歯に噛み合うような範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシンクロ装置。
前記第１スプライン歯および前記ギヤ歯はそれぞれ、互いに対向する先端部に、主チャンファ面を含み、軸線方向の中心線に対して非対称に形成されたチャンファを有しており、
これらのチャンファは、前記主チャンファ面が回転方向に対して互いに逆側に位置し、同期動作の際に前記主チャンファ面と反対側から互いに当接するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のシンクロ装置。
前記所定の第１角度は、前記所定の第３角度と同じ値に設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシンクロ装置。