JP2005344849A - 変速機用クラッチの同期装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機用クラッチにおいて、コーン面の引き摺り抵抗が低減されるマルチコーンシンクロ機構の同期装置を提供する。
【解決手段】 スリーブ２２が中立位置での車両走行時には、ミドルリング３０の内周テーパ面３０ｂとインナシンクロナイザリング２８の外周テーパ面２８ａとの引き摺りによりキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置が円周方向にずらされる力が作用して、キー２４のテーパ面２４ｂによりインナシンクロナイザリング２８を変速歯車１６側へ向かわせる推力が発生させられてインナシンクロナイザリング２８がそのテーパ面２４ｂに沿って移動させられる。これにより、アウタシンクロナイザリング２６とインナシンクロナイザリング２８との相対位置が径方向に離れることになってスリーブ２２が中立位置での車両走行時で発生する一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の引き摺り抵抗が低減される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、変速機用噛合クラッチの同期装置に係り、特に、マルチコーンシンクロ機構が用いられる場合において変速機用噛合クラッチの中立位置でのコーン面の引き摺り抵抗を低減する技術に関するものである。

車両用の変速機として噛合クラッチによって変速段が切り換えられる常時噛合い方式のものが広く知られている。一般に、このような変速機用噛合クラッチには同期装置が備えられており変速段の切換えが速やかに実行される。例えば、その同期装置としてコーン面（テーパ面）を有するアウタシンクロナイザリングおよびインナシンクロナイザリングと、それらの間にあってそれらテーパ面とそれぞれ摺接させられるテーパ面を有するミドルリングとで、構成される所謂マルチコーンシンクロ機構が用いられている。このマルチコーンシンクロ機構は摺接させられるテーパ面すなわち摺接面を複数有することで同期のための摩擦力がより大きくされて強力なシンクロ作用が得られる。反面、それら摺接面の隙間は非常に小さいか或いは隙間が設けられる構造とはなっていないため、動力伝達が遮断される噛合クラッチの中立位置では上記摺接面に引き摺りが発生して変速機の伝達効率を低下させ燃費を悪化させる要因となっている。

そこで、特許文献１には、ダブルコーンシンクロ機構において、アウタシンクロナイザリングとインナシンクロナイザリングとの間にスプリングを設けることで噛合クラッチの中立位置のときには、上記摺接面の隙間を確保する技術が提案されている。また、特許文献２には、同様にダブルコーンシンクロ機構において、アウタシンクロナイザリング、インナシンクロナイザリング、およびミドルリングのそれぞれに遠心力でボールが溝の斜面に沿って入り込み、摺接面が離れる方向にアウタシンクロナイザリング、インナシンクロナイザリング、およびミドルリングの相対位置が移動させられるような機構を設けることで噛合クラッチの中立位置のときには、上記摺接面の隙間を確保する技術が提案されている。

特開平９−２２２１３４号公報 特開２０００−９７２５１号公報 特開平１０−４７３７８号公報 特公平７−１８４４９号公報

しかしながら、特許文献１では、シフト時に摺接面を引き離しているスプリングを押し縮めて摺接面を摺接させる必要がありシフト操作力の増加につながっている。また、特許文献２では、シフト時にも遠心力による摺接面を引き離す作用が加えられ続けるためシフト操作力の増加につながっている。つまり、スプリング力や遠心力で摺接面を引き離しているがシフト時にもその引き離し作用が加えられ続けるため、通常のシフト操作力に加えて引き離し作用を相殺するための力が必要となり速やかに同期させられない可能性があった。また、ダブルコーンシンクロ機構を構成するための部品点数が増加するという課題もあった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、変速機用噛合クラッチにおいて、部品点数が増加することなく変速機用噛合クラッチの中立位置では摺接面の引き摺り抵抗が低減されるとともにシフト時には速やかに同期させられるマルチコーンシンクロ機構の同期装置を提供することにある。

すなわち、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a) 外周歯を有し、回転軸に相対回転不能に配設されたクラッチハブと、(b) そのクラッチハブの外周歯と噛み合う内周歯と、幅方向の中央部において内周側に突き出す凸部とを有し、そのクラッチハブの外周に相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能に嵌合されるとともに、軸方向へ移動させられることにより動力伝達を行う伝達位置および動力伝達を遮断する中立位置に位置決めされるスリーブと、(c) 前記クラッチハブに隣接して、前記回転軸に対して相対回転可能に配設されるとともに、前記スリーブの内周歯と噛み合うための噛合歯と、そのクラッチハブに向かうほど小径となる外周テーパ面とを備えた変速歯車と、(d) 前記クラッチハブとその変速歯車との間において、その変速歯車とともに回転し且つ軸心方向の移動が許容される状態で配設されるとともに、そのクラッチハブに向かうほど小径となる内周テーパ面および外周テーパ面を備えたミドルリングと、(e) 径方向に長手状を成し且つ外周側へ付勢されたキーと、そのキーを径方向のみ相対移動可能に受け入れる嵌合孔部と、そのミドルリングの外周テーパ面に摺接させられる内周テーパ面と、前記スリーブと前記変速歯車とが相対回転する間は前記スリーブの内周歯と係合してそのスリーブの軸方向移動を阻止するための外周係合歯とを備え、前記クラッチハブに所定量以上の相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能に配設されたアウタシンクロナイザリングと、(f) 前記ミドルリングの内周側に配設されるとともに、前記キーを受け入れる係合凹部と、前記ミドルリングの内周テーパ面と摺接するための外周テーパ面と、前記変速歯車の外周テーパ面と摺接するための内周テーパ面とを備えて、前記アウタシンクロナイザリングとでそのキーを介して一対のシンクロナイザリングが構成されるインナシンクロナイザリングとを有し、(g) 前記クラッチハブスリーブが前記中立位置から伝達位置へ移動させられることにともなって前記アウタシンクロナイザリングが変速歯車側へ移動させられると共に前記キーが前記スリーブの凸部によって押し下げられ、前記一対のシンクロナイザリングと前記ミドルリングとの間の摩擦力およびそのシンクロナイザリングと前記変速歯車との間の摩擦力でそのシンクロナイザリングとその変速歯車とが同期回転させられたとき、前記スリーブの内周歯と前記変速歯車の噛合歯とが噛み合わせられる変速機用クラッチの同期装置であって、(h) 前記キーの側面であって、前記スリーブが前記中立位置とされて外周側へ位置させられている場合に前記インナシンクロナイザリングが接触する部位に設けられ、そのインナシンクロナイザリングからの回転トルクが作用するとそのインナシンクロナイザリングを前記変速歯車側へ向かう推力を発生させるテーパ面を含むことにある。

このようにすれば、スリーブが中立位置での車両走行時には、ミドルリングの内周テーパ面とインナシンクロナイザリングの外周テーパ面との摺接面における引き摺りによりキーとインナシンクロナイザリングとの相対位置が円周方向にずらされる力が作用して、インナシンクロナイザリングがキーのテーパ面と接触しインナシンクロナイザリングを変速歯車側へ向かわせる推力が発生させられてインナシンクロナイザリングがそのテーパ面に沿って移動させられる。これにより、アウタシンクロナイザリングとインナシンクロナイザリングとの相対位置が径方向に離れることになる。言い換えれば、ミドルリングの内周テーパ面とインナシンクロナイザリングの外周テーパ面との隙間が広がることになる。この結果、スリーブが中立位置での車両走行時で発生する前記一対のシンクロナイザリングとミドルリングとの間の引き摺り抵抗が低減されて、変速機の動力伝達効率の低下が抑制され燃費の悪化が抑制される。また、スリーブが中立位置から伝達位置へ移動させられる途中となるシフト時には、スリーブによりキーが内周側に押し込まれ、インナシンクロナイザリングはキーのテーパ面に沿って上記とは逆方向に移動させられてキーとインナシンクロナイザリングとの軸方向の相対位置が戻される。よって、シフト時には前記一対のシンクロナイザリングとミドルリングとの摺接面が速やかに摺接させられる。そしてこの摺接面で発生する摩擦力がスリーブの中立位置に比較して増大させられるので、前記一対のシンクロナイザリングと変速歯車との同期回転のための摩擦力が速やかに増大させられる。さらに、キーにはアウタシンクロナイザリングとインナシンクロナイザリングとの相対位置を引き離す機能と連結する機能との双方の機能が兼ね備えられているので、部品点数が少なくなる利点がある。

ここで、好適には、請求項２にかかる発明では、前記キーは、その厚み方向において、前記クラッチハブ側に前記テーパ面を備えるとともに、そのテーパ面の前記インナシンクロナイザリング側に隣接して平坦な第１係合面を備えるものである。このようにすれば、前記テーパ面によりインナシンクロナイザリングを変速歯車側へ向かわせる推力が発生させられてインナシンクロナイザリングが第１係合面に当接させられる位置まで移動させられた状態となると共に、インナシンクロナイザリングが第１係合面に当接させられると平坦な第１係合面によりこの状態が維持される。また、平坦な第１係合面によりこの状態が維持されることで、インナシンクロナイザリングがさらに変速歯車側へ移動させられて変速歯車の外周テーパ面とインナシンクロナイザリングの内周テーパ面との摺接面における引き摺り抵抗が発生する或いは増加することが抑制される。

また、好適には、請求項３にかかる発明では、前記キーは、その側面であって前記テーパ面が設けられた部位の外周側に隣接する部位には、前記第１係合面よりも大きい間隔の第２係合面を備えるものである。このようにすれば、シフト時には、インナシンクロナイザリングの係合凹部に第２係合面が当接するようにスリーブによりキーが内周側に押し込まれるので、キーのテーパ面による作用すなわちアウタシンクロナイザリングとインナシンクロナイザリングとの相対位置を引き離す作用が速やかに解消され、アウタシンクロナイザリングとインナシンクロナイザリングとがキーを介して一体に連結される。このように一体に連結されることで、アウタシンクロナイザリングとインナシンクロナイザリングとがキーを介して一体回転し、スリーブが中立位置から伝達位置へ移動させられる途中となるシフト時には、ミドルリングおよび変速歯車の外周テーパ面とのそれぞれの摺接面における摩擦力が一体に連結されない場合に比較して増大する。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、良く知られた常時噛合い方式の車両用変速機１０（以下、変速機１０と表す）の一部分であって本発明の一実施例であるマルチコーンシンクロ機構の同期装置が適用されるクラッチ１２を説明する部分断面図である。例えば、変速機１０は、走行用の駆動力源としてのガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン或いは電動機等によって回転駆動される入力軸、入力歯車対を介してその入力軸により常時回転させられるカウンタシャフト、およびそのカウンタシャフトとの間に複数の変速歯車対が配設される出力軸を備えており、出力軸上に相対回転可能に配設される変速歯車対の一方と出力軸とを一体回転させるためのクラッチ１２を介してエンジンからの動力を差動歯車装置（終減速機）および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪へ伝達する。図１において、上記出力軸に相当するものが回転軸１４であり、変速歯車対の一方に相当するものが変速歯車１６或いは変速歯車１８である。なお、変速機１０は回転軸１４の軸心Ｃに対して対称的に構成されているため、図１の変速機１０を表す部分においてはその下側が省略されている。また、クラッチ１２は中心線Ａに対して左右が略同一に構成されており、変速歯車１６と変速歯車１８とは異なる変速段を構成するためにギヤ数が異なるだけである。以下の各実施例についても同様である。

クラッチ１２は、回転軸１４上にクラッチハブ２０、スリーブ２２、キー２４、アウタシンクロナイザリング２６、インナシンクロナイザリング２８、ミドルリング３０、およびギヤピース３２を同心に備えている。また、図２はキー２４が配設されていない部分の図１に相当する断面図である。図１は図３に示す回転軸１４の軸心Ｃ方向から見た図における３箇所のＴ部分での断面図であり、図２はそのＴ部分以外での断面図である。よって、キー２４はクラッチ１２の円周方向に略等角度間隔で複数（本実施例では３つ）配設されている。

クラッチハブ２０は、図２に示す外周歯２０ａを有し、スプライン嵌合によって回転軸１４に相対回転不能に配設されるとともに、図示しないスナップリングや軸方向の両側に配設された変速歯車１６、１８によって軸方向の位置が決められている。

スリーブ２２は、略円筒形状を成しており、クラッチハブ２０の外周歯２０ａと噛み合う図２に示す内周歯２２ａと、幅方向の中央部において内周側に突き出す凸部２２ｂとを有し、クラッチハブ２０の外周に相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能にスプライン嵌合されるとともに、図示しないシフトフォークによって動力伝達が可能な状態である伝達位置例えば図４に示すようにスリーブ２２が軸方向右側に移動させられた位置および図１に示すように動力伝達を遮断する状態である中立位置へ移動可能に配設される。例えば、シフトフォークは運転者のシフトレバー操作に連動して機械的に図１の左右方向へ移動させられるようになっている。

変速歯車１６は、クラッチハブ２０に隣接して、ニードルベアリング３６等により回転軸１４に相対回転可能に配設されるているとともに、図示しないスナップリング等によって軸方向の位置が決められている。また、変速歯車１６は、スリーブ２２が前記伝達位置に移動させられるクラッチ１２の作動時に、スリーブ２２の内周歯２２ａと噛み合うための噛合歯３２ａを有している。この噛合歯３２ａは、変速歯車１６のクラッチハブ２０側に例えば圧入や溶接により相対回転不能に固設されているギヤピース３２の外周面に備えられているものである。よって、クラッチ１２の作動時には、変速歯車１６からスリーブ２２およびクラッチハブ２０を介して回転軸１４に動力伝達が行われる。また、変速歯車１６はクラッチハブ２０に隣接してクラッチハブ２０に向かうほど小径となる外周テーパ面（外周コーン面）１６ａを備えている。

ミドルリング３０は、クラッチハブ２０と変速歯車１６との間において、ギヤピース３２のクラッチハブ２０側の円周方向に複数設けられた穴部３２ｂに対応する位置に設けられた突起部３０ａが穴部３２ｂに差し込まれることで位置決めされて、変速歯車１６とともに回転し且つ軸心方向の移動が許容される状態で配設されている。また、ミドルリング３０は、クラッチハブ２０に向かうほど小径となる内周テーパ面（内周コーン面）３０ｂおよび外周テーパ面（外周コーン面）３０ｃを備えている。

アウタシンクロナイザリング２６は、径方向に長手状を成し且つ外周側へ付勢されたキー２４と、キー２４を相対回転不能且つ軸方向の相対移動不能であって径方向のみ相対移動可能に受け入れる嵌合孔部２６ｃと、ミドルリング３０の外周テーパ面３０ｃに摺接させられる内周テーパ面（内周コーン面）２６ａと、スリーブ２２と変速歯車１６とが相対回転している間すなわちスリーブ２２と変速歯車１６とが同期回転するまではスリーブ２２の内周歯２２ａと係合してスリーブ２２の軸方向移動を阻止するための外周係合歯２６ｂとを備え、クラッチハブ２０に所定量以上の相対回転不能すなわち周方向の所定角度Ａの相対回転が許容されつつ相対回転不能、且つ軸方向の相対移動可能にミドルリング３０の外周側に配設されている。

上記アウタシンクロナイザリング２６は、図２に示すようにアウタシンクロナイザリング２６の外周面２６ｄがクラッチハブ２０の外周歯２０ａが設けられている外周環２０ｂの内周面２０ｃに当接するように配設され、キー２４が配設される図３のＴ部分においてクラッチハブ２０の外周環２０ｂに設けられた切り欠き部分にアウタシンクロナイザリング２６の外周面２６ｄに設けられた凸部２６ｅ（図１参照）が嵌められて、クラッチハブ２０に周方向の所定角度Ａの相対回転が許容されつつ相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能に配設されている。上記所定角度Ａの相対回転はスリーブ２２と変速歯車１６とが同期回転するまでスリーブ２２の軸方向移動が阻止されるように例えばスリーブ２２の内周歯２２ａとアウタシンクロナイザリング２６と外周係合歯２６ｂとの周方向の相対位置が歯幅の半分程度のずれが生じるように設けられている。

また、上記キー２４は図１に示すように外周側においてはアウタシンクロナイザリング２６の嵌合孔部２６ｃに受け入れられる形状であるが、内周側においてはその嵌合孔部２６ｃに受入不能にすなわちキー２４がアウタシンクロナイザリング２６の嵌合孔部２６ｃを外周方向へ抜けないようにクラッチハブ側へ段付のストッパ２４ｆが設けられている。また、図１に示すようにスリーブ２２の中立位置においてはスリーブ２２の凸部２２ｂがクラッチハブ２０の両側に配設された２つのキー２４、２５のそれぞれの外周端に挟まれるような状態となってスリーブ２２がキー２４、２５により軸方向の略中央すなわち中立位置に位置決めされるようになっている。そして、スリーブ２２を軸方向へ移動させるための所定の負荷がスリーブ２２に作用すると、スリーブ２２が伝達位置側（変速歯車１６側）へ移動させられることにともなってキー２４がスリーブ２２の凸部２２ｂによりキー２４に作用している外周側への付勢力に抗して内周側へ押し下げられ相対移動させられる。

キー２４に作用している外周側への付勢力は、例えばスプリング３４により生じさせられる。このスプリング３４は、略Ｕ字形状或いは略Ｖ字形状の板バネであって、クラッチハブ２０の外周面とキー２４の内周端との間でそれらに当接するように配設されると共に、このスプリング３４が当接するクラッチハブ２０の外周面に形成された凹部２０ｄに径方向の弾性変形自由に嵌め入れられて周方向の位置が決められている。

インナシンクロナイザリング２８は、ミドルリング３０の内周側に配設されるとともに、キー２４を周方向の所定角度Ｂの相対回転が許容されつつ相対回転不能に受け入れる係合凹部２８ｂと、ミドルリング３０の内周テーパ面３０ｂと摺接するための外周テーパ面（外周コーン面）２８ａと、変速歯車１６の外周テーパ面１６ａと摺接するための内周テーパ面（内周コーン面）２８ｃとを備えている。

以上のように構成されたクラッチ１２には、キー２４を介してアウタシンクロナイザリング２６およびインナシンクロナイザリング２８で構成される一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間に外周テーパ面３０ｃと内周テーパ面２６ａとの摺接面および内周テーパ面３０ｂと外周テーパ面２８ａとの摺接面、および一対のシンクロナイザリングと変速歯車１６との間に外周テーパ面１６ａと内周テーパ面２８ｃとの摺接面を有するマルチコーンシンクロ機構の同期装置が構成されている。

また、本実施例では上記キー２４の形状を工夫することでスリーブ２２が中立位置にある場合には、前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の引き摺り抵抗が低減されるようになっている。以下に、そのキー２４の形状と作用を具体的に説明する。

図５はスリーブ２２が中立位置での車両停止時の場合のキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置関係を示す図であって、図５（ａ）は図１の軸心方向の右側から見たキー２４の正面図であり、図５（ｂ）は図１の円周方向の手前側から見たキー２４の側面図であり、図５（ｃ）は図１の径方向の下側から見たキー２４の底面図である。

図５に示すようにキー２４は略直方体であり、キー２４の側面の内周側であって、スリーブ２２が中立位置とされてキー２４が外周側へ位置させられている車両走行時の場合（図６参照）にインナシンクロナイザリング２８が接触する部位にはテーパ部２４ａが設けられている。テーパ部２４ａは、キー２４の厚み方向においてクラッチハブ２０側に、インナシンクロナイザリング２８からの回転トルクが作用するとインナシンクロナイザリング２８を変速歯車１６側へ向かわせる推力を発生させるテーパ面２４ｂと、テーパ面２４ｂのインナシンクロナイザリング２８側に隣接して平坦な第１係合面２４ｃとを備えている。またキー２４の側面のテーパ部２４ａが設けられた部位に隣接する外周側であって、シフト時の場合（図７参照）にインナシンクロナイザリング２８が接触する部位には第１係合面２４ｃよりも大きい間隔の第２係合面２４ｄを備えている。この第２係合面２４ｄには常にアウタシンクロナイザリング２６の嵌合孔部２６ｃが当接している。

図６はスリーブ２２が中立位置での車両走行時の場合のキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置関係を示す図であって、図５に相当する図である。図６（ａ）は図１の軸心方向の右側から見たキー２４の正面図であり、図６（ｂ）は図１の円周方向の手前側から見たキー２４の側面図であり、図６（ｃ）は図１の径方向の下側から見たキー２４の底面図である。

スリーブ２２が中立位置での車両走行時には、内周テーパ面３０ｂと外周テーパ面２８ａとの摺接面に引き摺りが発生する。その引き摺りによりキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置が円周方向にずらされるようにインナシンクロナイザリング２８からの回転トルクが作用すると、インナシンクロナイザリング２８がテーパ面２４ｂと接触し図６の矢印に示すようにインナシンクロナイザリング２８を変速歯車１６側へ向かわせる推力が発生させられてインナシンクロナイザリング２８がそのテーパ面２４ｂに沿って第１係合面２４ｃに当接させられる位置まで移動させられた状態となる。第１係合面２４ｃは平坦であるためインナシンクロナイザリング２８を変速歯車１６側へ向かわせる推力が発生しないのでこの状態が維持される。

このようにしてキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置が図５の状態から図６の状態へと変化させられる。この結果、アウタシンクロナイザリング２６とインナシンクロナイザリング２８との相対位置が径方向に離れることになる。言い換えれば、内周テーパ面３０ｂと外周テーパ面２８ａとの隙間が広がることになる。本明細書ではこれをキー２４の「引き離し機能」と称する。

また、インナシンクロナイザリング２８が第１係合面２４ｃに当接させられた状態が維持されることで、インナシンクロナイザリング２８がさらに変速歯車１６側へ移動させられて変速歯車１６の外周テーパ面１６ａとインナシンクロナイザリング２８の内周テーパ面２８ｃとの摺接面における引き摺り抵抗が発生する或いは増加することが抑制される。すなわち、キー２４は第１係合面２４ｃによりキー２４の上記「引き離し機能」に対する行き過ぎ防止の機能を有する。

また、キー２４とインナシンクロナイザリング２８との周方向の相対位置すなわち周方向の相対回転が許容される所定角度Ｂは、図６に示すようにキー２４の厚み方向におけるテーパ面２４ｂの長さＨで決定される。また、アウタシンクロナイザリング２６とインナシンクロナイザリング２８との相対位置の離される量すなわち内周テーパ面３０ｂと外周テーパ面２８ａとの隙間もテーパ面２４ｂの長さＨで決定される。また、この長さＨは変速歯車１６の外周テーパ面１６ａとインナシンクロナイザリング２８の内周テーパ面２８ｃとの隙間によって上限が定められる。従って、前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の引き摺り抵抗の低減やシフト時の速やかな摺接による同期回転等を考慮して予め実験等により外周テーパ面１６ａと内周テーパ面２８ｃとの隙間の範囲内で上記長さＨが設定されればよい。

図７はスリーブ２２が中立位置から伝達位置へ移動させられる途中となるシフト時の場合のキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置関係を示す図であって、図５に相当する図である。図７（ａ）は図４の軸心方向の右側から見たキー２４の正面図であり、図７（ｂ）は図４の円周方向の手前側から見たキー２４の側面図であり、図７（ｃ）は図４の径方向の下側から見たキー２４の底面図である。

シフト時にはスリーブ２２の凸部２２ｂによりキー２４が内周側に押し込まれる。すると、図６に示すようなインナシンクロナイザリング２８が第１係合面２４ｃに当接させられている位置から、図７に示すようにキー２４の第２係合面２４ｄがインナシンクロナイザリング２８と当接するようにキー２４がインナシンクロナイザリング２８の係合凹部２８ｂに入り込むことになる。このとき、インナシンクロナイザリング２８はテーパ面２４ｂに沿って図６の矢印とは逆方向に移動させられてキー２４とインナシンクロナイザリング２８との軸方向の相対位置が図５に示すような軸方向の相対位置に戻される。

言い換えれば、シフト時には、係合凹部２８ｂに第２係合面２４ｄが当接するようにスリーブ２２によりキー２４が内周側に押し込まれるので、キー２４の「引き離し機能」が解消される。このようにしてキー２４とインナシンクロナイザリング２８との相対位置がスリーブ２２と変速歯車１６とが同期回転する前に図６の状態から図７の状態へと変化させられる。この結果、アウタシンクロナイザリング２６とインナシンクロナイザリング２８とは、図７に示す第２係合面２４ｄの長さＲの範囲ではテーパ部２４ａにおいて許容される所定角度の相対回転が無くなってスリーブ２２と変速歯車１６とが同期回転する前に相対回転不能にキーを介して一体に連結されることになる。本明細書ではこれをキー２４の「連結機能」と称する。

このようにアウタシンクロナイザリング２６とインナシンクロナイザリング２８とが一体に連結されて一体回転可能となることで、スリーブが中立位置から伝達位置へ移動させられる途中となるシフト時には、ミドルリングおよび変速歯車の外周テーパ面とのそれぞれの摺接面における摩擦力が一体に連結されない場合に比較して増大する。

また、図７に示すようにキー２４において第２係合面２４ｄの長さＲの範囲が確保される必要があるので、テーパ部２４ａの底面から外周側への長さはインナシンクロナイザリング２８の係合凹部２８ｂの厚みよりも短くされる必要がある。さらに、キー２４がインナシンクロナイザリング２８の係合凹部２８ｂに入り込み易いように、第１係合面２４ｃの外周側に隣接して第２係合面２４ｄに連続するようにテーパ面２４ｅを備えている。

また、スリーブ２２が中立位置から伝達位置への移動が開始されるシフト開始時には、キー２４がスリーブ２２により内周側に押し込まれ始める際に変速歯車１６側に押されることで、アウタシンクロナイザリング２６がミドルリング３０に押圧され、アウタシンクロナイザリング２６とミドルリング３０との相対回転で発生する摩擦力によりスリーブ２２とアウタシンクロナイザリング２６とが相対回転させられる。そして、スリーブ２２とアウタシンクロナイザリング２６とはキー２４により周方向に所定角度Ａで相対回転させられた状態でそれ以上の相対回転が阻止されるように位置決めされる。これにより、アウタシンクロナイザリング２６とミドルリング３０とが相対回転している間すなわちスリーブ２２と変速歯車１６とが同期回転するまでの間は、スリーブ２２の内周歯２２ａとアウタシンクロナイザリング２６の外周係合歯２６ｂとの係合によりスリーブ２２の軸方向移動が阻止される。本明細書ではこれをキー２４の「インデックス機能」と称する。

そして、キー２４を介して一体となった前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の摩擦力と、変速歯車１６の外周テーパ面１６ａによるインナシンクロナイザリング２８の内周テーパ面２８ｃへの押圧力すなわち前記一対のシンクロナイザリングと変速歯車１６との間の摩擦力とで前記一対のシンクロナイザリングと変速歯車１６とが同期回転させられたとき、すなわちスリーブ２２と変速歯車１６とが同期回転させられたときスリーブ２２の軸方向移動を阻止するスリーブ２２の内周歯２２ａとアウタシンクロナイザリング２６の外周係合歯２６ｂとの係合作用がなくなり内周歯２２ａが外周係合歯２６ｂの間を抜けてスリーブ２２がさらに変速歯車１６側へ移動させられ、内周歯２２ａとギヤピース３２の噛合歯３２ａとが噛み合わせられて所定の変速段で動力伝達可能な状態が構成される。

なお、図１、図２、および図４における前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の摺接面およびインナシンクロナイザリング２８の内周テーパ面２８ｃと変速歯車１６の外周テーパ面１６ａとの間の摺接面のそれぞれの隙間は、その隙間がわかりやすいように図示したものであって実際の隙間は略接触している程極めて小さいものである。特に、図４においては同期後の状態であり当然接触している。

上述のように、本実施例によれば、スリーブ２２が中立位置での車両走行時には、キー２４の「引き離し機能」によりスリーブ２２が中立位置での車両走行時で発生する前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の引き摺り抵抗が低減されて、変速機の動力伝達効率の低下が抑制され燃費の悪化が抑制される。

また、本実施例によれば、スリーブ２２が中立位置から伝達位置へ移動させられる途中となるシフト時には、キー２４の「連結機能」により前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間の２つの摺接面が速やかに摺接させられる。そして、前記一対のシンクロナイザリングとミドルリング３０との間で発生する摩擦力が非連結と比較して大きくされると共に、インナシンクロナイザリング２８の内周テーパ面２８ｃと変速歯車１６の外周テーパ面１６ａとの間の摺接面で発生する摩擦力がキー２４を介してアウタシンクロナイザリング２６に適切に伝達されるので、前記一対のシンクロナイザリングと変速歯車１６との同期回転のための摩擦力が非連結と比較して増大する。

また、本実施例によれば、キー２４に「引き離し機能」、「連結機能」、および「インデックス機能」の複数の機能が兼ね備えられているので、部品点数が少なくなる利点がある。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、運転者のシフトレバー操作に連動して機械的に左右方向へ移動させられるシフトフォークによってスリーブ２２が軸方向へ移動させられる形式の変速機のクラッチであったが、油圧アクチュエータなどの駆動手段によってスリーブ２２を軸方向へ移動させることにより変速段を自動で切り換える形式の変速機のクラッチ、車両用変速機以外のクラッチ、或いは変速機以外のクラッチにも適用され得る。また、前述の実施例の変速機１０は入力軸を省略して、カウンタシャフトに直接エンジン出力が入力されるようになっていても良いなど、変速機１０自体の構成は種々の態様が可能である。また、クラッチ１２は、回転軸１４側に配設することが望ましいが、カウンタシャフト側に配設することも可能である。

また、前述の実施例では、キー２４は段付のストッパ２４ｆにより外周側へ抜けることが防止されたが、この段付のストッパ２４ｆに替えてキー２４の外周端がスリーブ２２に内接させられて外周側へ抜けることが防止されてもよい。

また、前述の実施例では、クラッチハブ２０の中心線Ａに対して軸方向の両側にクラッチ（シンクロ機構）および変速歯車が配設されていたが、いずれか一方のみが配設される構成であっても本発明は適用され得る。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

車両用変速機の一部分であって本発明の一実施例であるマルチコーンシンクロ機構の同期装置が適用されるクラッチを説明する部分断面図である。 キーが配設されていない部分の図１に相当する断面図である。 回転軸の軸心方向から見た図であってキーが配設されている３箇所をＴ部分で示したものである。 スリーブが軸方向右側に移動させられた動力伝達が可能な状態である伝達位置を示す一例である。 スリーブが中立位置での車両停止時の場合のキーとインナシンクロナイザリングとの相対位置関係を示す図である。 スリーブが中立位置での車両走行時の場合のキーとインナシンクロナイザリングとの相対位置関係を示す図である。 スリーブが中立位置から伝達位置へ移動させられる途中となるシフト時の場合のキーとインナシンクロナイザリングとの相対位置関係を示す図である。

符号の説明

１０：変速機
１２：クラッチ
１４：回転軸
１６、１８：変速歯車
１６ａ：外周テーパ面
２０：クラッチハブ
２０ａ：外周歯
２２：スリーブ
２２ａ：内周歯
２２ｂ：凸部
２４：キー
２４ｂ：テーパ面
２４ｃ：第１係合面
２４ｄ：第２係合面
２６：アウタシンクロナイザリング
２６ａ：内周テーパ面
２６ｂ：外周係合歯
２６ｃ：嵌合孔部
２８：インナシンクロナイザリング
２８ａ：外周テーパ面
２８ｂ：係合凹部
２８ｃ：内周テーパ面
３０：ミドルリング
３０ｂ：内周テーパ面
３０ｃ：外周テーパ面

Claims (3)

1. 外周歯を有し、回転軸に相対回転不能に配設されたクラッチハブと、
   該クラッチハブの外周歯と噛み合う内周歯と、幅方向の中央部において内周側に突き出す凸部とを有し、該クラッチハブの外周に相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能に嵌合されるとともに、軸方向へ移動させられることにより動力伝達を行う伝達位置および動力伝達を遮断する中立位置に位置決めされるスリーブと、
   前記クラッチハブに隣接して、前記回転軸に対して相対回転可能に配設されるとともに、前記スリーブの内周歯と噛み合うための噛合歯と、該クラッチハブに向かうほど小径となる外周テーパ面とを備えた変速歯車と、
   前記クラッチハブと該変速歯車との間において、その変速歯車とともに回転し且つ軸心方向の移動が許容される状態で配設されるとともに、該クラッチハブに向かうほど小径となる内周テーパ面および外周テーパ面を備えたミドルリングと、
   径方向に長手状を成し且つ外周側へ付勢されたキーと、該キーを径方向のみ相対移動可能に受け入れる嵌合孔部と、該ミドルリングの外周テーパ面に摺接させられる内周テーパ面と、前記スリーブと前記変速歯車とが相対回転する間は前記スリーブの内周歯と係合して該スリーブの軸方向移動を阻止するための外周係合歯とを備え、前記クラッチハブに所定量以上の相対回転不能且つ軸方向の相対移動可能に配設されたアウタシンクロナイザリングと、
   前記ミドルリングの内周側に配設されるとともに、前記キーを受け入れる係合凹部と、前記ミドルリングの内周テーパ面と摺接するための外周テーパ面と、前記変速歯車の外周テーパ面と摺接するための内周テーパ面とを備えて、前記アウタシンクロナイザリングとで該キーを介して一対のシンクロナイザリングが構成されるインナシンクロナイザリングと
   を有し、前記クラッチハブスリーブが前記中立位置から伝達位置へ移動させられることにともなって前記アウタシンクロナイザリングが変速歯車側へ移動させられると共に前記キーが前記スリーブの凸部によって押し下げられ、前記一対のシンクロナイザリングと前記ミドルリングとの間の摩擦力および該シンクロナイザリングと前記変速歯車との間の摩擦力で該シンクロナイザリングと該変速歯車とが同期回転させられたとき、前記スリーブの内周歯と前記変速歯車の噛合歯とが噛み合わせられる変速機用クラッチの同期装置であって、
   前記キーの側面であって、前記スリーブが前記中立位置とされて外周側へ位置させられている場合に前記インナシンクロナイザリングが接触する部位に設けられ、該インナシンクロナイザリングからの回転トルクが作用すると該インナシンクロナイザリングを前記変速歯車側へ向かう推力を発生させるテーパ面を含むことを特徴とする変速機用クラッチの同期装置。
2. 前記キーは、その厚み方向において、前記クラッチハブ側に前記テーパ面を備えるとともに、該テーパ面の前記インナシンクロナイザリング側に隣接して平坦な第１係合面を備えるものである請求項１の変速機用クラッチの同期装置。
3. 前記キーは、その側面であって前記テーパ面が設けられた部位の外周側に隣接する部位には、前記第１係合面よりも大きい間隔の第２係合面を備えるものである請求項１または２の変速機用クラッチの同期装置。

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