JPH0989002A - 変速機の同期装置 - Google Patents
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Abstract
グ40との間に、スリーブ28の変速ギア14,140
側への移動に伴う押圧力をを倍力して同期リング40,
400に伝達する倍力機構を設ける。更に前進変速ギア
側の倍力機構に加え、スリーブのリバースシフトによる
押圧力を受けた際に、押圧力を反転して同期リングに伝
達して同期作用させることでドライブ軸の回転を停止さ
せる後進同期機構を設ける。
Description
用いられる同期装置に関し、特に同期性能を向上させる
ためのワーナ型の同期装置に関する。
置としては、例えばワーナ型の同期装置が知られてい
る。ワーナの同期装置は、周知のように、同期リングの
外周に設けられたチャンファ面をスリーブのスプライン
に形成したチャンファ面で押し、同期リングの内周円錐
面と変速ギア側の外周円錐面との間の摩擦により、スリ
ーブと変速ギアとの回転差をなくす同期作用を行う。
ンと変速ギア側のクラッチギアにスリーブのスプライン
をスムーズに噛み合わせることができる。即ち、ワーナ
型同期装置においては、シフトフォークを動かすことに
よりスリーブの移動が開始されるとキーが一緒に移動
し、キーは同期リングの溝にぶつかり、これを押す。そ
して、同期リングは変速ギアの外周円錐面に押し付けら
れ、その摩擦によって変速ギアは同期を始め、キーの突
起部がスリーブ内面の溝から外れ、さらにスリーブが移
動すると、スリーブ内面のスプラインの先端チャンファ
が、同期リングのスプラインの先端に当たり、ここでス
リーブの移動は同期リングによって阻止される。
し、同期リングは円錐内面に押し付けられて大きな摩擦
力が発生し、これによってスリーブと変速ギアの同期が
進行する。このようにして同期が完了し、スリーブと変
速ギアとの相対速度差がなくなれば摩擦トルクは消滅
し、同期リングは回転可能になり、スリーブは同期リン
グを通過し、変速ギア側のクラッチギアと噛み合って変
速が完了する。
うな従来の同期装置にあっては、同期リングを変速ギア
の外周円錐面に押し付ける力は、操作機構のシフトフォ
ークからスリーブに作用する押圧力と同じであり、同期
能力を高めるためには円錐面の径を増大するか、円錐面
の数を増やすなど構成が複雑になり、簡単な構成で同期
能力を高めることが困難であるという問題があった。
て、後進段へのシフト操作に際して、リバースギヤ鳴り
を防止するために、第5速用のスリーブを第5速ギアと
反対方向(後進段方向)に移動する場合においても、第
5速ギアと同期させることでドライブ軸の回転を停止す
ることができれば、リバースギヤ鳴りを防止できること
が知られている。しかし、従来の同期装置にあっては、
スリーブを反対方向へ移動させて同期することが困難で
あるという問題があった。
てなされたもので、簡単な構成で同期能力を大幅に高め
ることができる変速機の同期装置を提供することを目的
とす
置は、動力回転を出力する出力軸と、出力軸に固定され
外周にスプラインを形成したハブと、内周に形成したス
プラインをハブの外周スプラインに嵌め入れることで軸
方向に摺動可能に装着されたスリーブと、出力軸上に回
転可能に軸承されバブ側に外周円錐面を形成すると共に
外周円錐面に続いてスリーブの内周スプラインが軸方向
の移動によって噛み合うクラッチギアを一体に備えた変
速ギアと、変速ギアの外周円錐面に相対する内周円錐面
を有し、スリーブと外周円錐面との間に配置された同期
リングとを備える。このような同期装置について本発明
は、スリーブの変速ギア側への移動に伴う押圧力を受
け、この押圧力を倍力して同期リングに伝達する倍力機
構を、ハブと同期リングとの間に設けたことを特徴とす
る。
称位置となる少なくとも2ケ所に、支点として作用する
一対の支点突起を有する。一対の突起の両側には、少な
くとも円周方向で2分割された一対のレバーが、支点突
起に対し一定のクリアランスを介してリング状に配置さ
れる。一対のレバーはスプリングによってラジアル方向
に押し広げられている。一対のレバーの外周部中央には
レバー頭部が突出される。レバー頭部には、スリーブの
移動に伴う軸方向の押圧力を受けて中心に向かうラジア
ル方向の分力と軸方向の分力に分解する力点を形成する
テーパエッジが形成される。
の力点の押圧で生成された軸方向の分力を倍力して同期
リングの端面の所定位置に伝達する作用点を形成する作
用点突起が設けられる。この倍力機構は、支点から力点
までの距離L1に対し、支点から作用点までの距離L2
が短くなるように設定することで、スリーブによる押圧
力を(L1/L2)倍に倍力して同期リングを押すこと
ができる。
が変速ギアの外周円錐面に摩擦接触した際に、支点突起
から各レバーの端面に加わる反力が、一対のアームに設
けたレバー頭部のテーパエッジの押圧で生成されるラジ
アル方向の分力に打つ勝つように、テーパエッジの角度
を設定している。このためレバーの支点位置が押し込み
を受けてもラジアル方向に移動せず、倍力した押圧力を
同期リングに確実に伝達できる。倍力機構の変形例とし
て、同期リングのハブ側端面の対称位置となる複数箇所
に外周側を頂点とした三角形状の複数の支点突起を突出
させ、支点突起の各々に、三角形状の穴を備えた複数の
レバーを嵌め入れてリング状に配置してもよい。
同期インナリングの間にコーンを配置したダブルシンク
ロコーン構造を備えてもよい。この場合、倍力機構は、
同期アウタリング及び同期インナリングの各々のハブ側
端面の対称位置となる少なくとも2ケ所に突出された支
点として作用する複数の支点突起を設け、一対のレバー
には、レバー頭部の力点の押圧で生成された軸方向の分
力を倍力して同期アウタリングの端面の所定位置に伝達
する作用点を形成する作用点突起を設ける。
変速機において、後進段へのシフトに再して、5速ギア
の反対側へのスリーブ移動でも、5足ギアとの同期作用
を可能にして後進段への操作に際してギヤ鳴りを防止す
ることができる変速機の同期装置が提供される。この場
合も、動力回転が入力するドライブ軸と、ドライブ軸に
固定され外周にスプラインを形成したハブと、内周に形
成したスプラインをハブの外周スプラインに嵌め入れる
ことで軸方向に摺動可能に装着されたスリーブと、前記
ハブに対する一方のドライブ軸上に回転可能に軸承さ
れ、ハブ側に外周円錐面を形成すると共に外周円錐面に
続いてスリーブの内周スプラインが軸方向の移動によっ
て噛み合うクラッチギアを一体に備えた前進変速ギア
と、前進変速ギアの外周円錐面に相対する内周円錐面を
有し、スリーブと外周円錐面との間に配置された同期リ
ングとを備えた同期装置であって、後進段へシフトする
際に5速同期装置のスリーブが5速ギアの反対側へ移動
するものを対象とする。
リーブの前進変速ギア側への移動に伴う押圧力を受けた
際に、押圧力を倍力して同期リングに伝達する倍力機構
をハブと同期リングの間に配置する。また、スリーブの
後進変速ギア側への移動に伴う押圧力を受けた際に、押
圧力を反転して同期リングに伝達することによる同期作
用でドライブ軸の回転を停止させる後進同期機構を、倍
力機構と兼ねる。
称位置となる少なくとも2ケ所に、第1支点として作用
する一対の第1支点突起を有する。各第1支点突起の両
側には、少なくとも円周方向で2分割された一対のレバ
ーが、支点突起に対し一定のクリアランスを介してリン
グ状に配置される。一対のレバーはスプリングによって
ラジアル方向に押し広げられている。一対のレバーの外
周部中央にはレバー頭部が突出される。
側への移動に伴う軸方向の押圧力を受けて中心に向かう
ラジアル方向の分力と軸方向の分力に分解する第1力点
を形成する第1テーパエッジが形成される。更に一対の
リンクレバー毎に、レバー頭部の第1力点の押圧で生成
された軸方向の分力を倍力して同期リングの端面の所定
位置に伝達する第1作用点を形成する第1作用点突起が
設けられる。
での距離L1に対し、第1支点から第1作用点までの距
離L2が短くなるように設定することで、スリーブによ
る押圧力を(L1/L2)倍に倍力して同期リングを押
すことができる。また倍力機構は、同期リングの内周円
錐面が変速ギアの外周円錐面に摩擦接触した際に、第1
支点突起から各レバーの端面に加わる反力が、一対のリ
ングアームに設けたアーム頭部の第1テーパエッジの押
圧で生成されるラジアル方向の分力に打つ勝つように、
第1テーパエッジの角度を設定している。このためレバ
ーの第1支点位置がラジアル方向の押し込みを受けても
移動せず、同期リングに倍力した押圧力を確実に伝達で
きる。
ア側のエッジに形成され、スリーブの5速ギアと反対側
への移動に伴う押圧力を受ける第2力点を形成する第2
テーパエッジを備える。また第2テーパエッジの第2力
点に加わる軸方向の押圧力を反転して各レバーの端部の
第2作用点から同期リングに伝達させる第2支点を形成
するハブ端面に形成された第2支点突起を備える。この
後進同期機構は、第2支点から第2力点および第2作用
点までの各々の距離L3,L4が略等しくなるように設
定している。
同期装置の断面図である。図1において、出力シャフト
10にはベアリング120,12を介して1速ギア14
0と2速度ギア14が回転自在に配置され、その間に同
期装置100を配置している。1速ギア140と2速度
ギア14には、図示しないアイドラギアを介してクラッ
チを経由したエンジンからの動力回転が入力される。
ライン軸10−1となっており、スプライン軸10−1
に同期装置のハブ22が内周スプライン20により嵌込
み固定されている。ハブ22は外周部に外周スプライン
26を形成している。ハブ22の外周スプライン26に
は、スリーブ28の内周スプライン30が軸方向に移動
自在に嵌め込まれる。
する。2速ギア14のスリーブ28側にはクラッチギア
16が一体に形成され、スリーブ28の内周スプライン
30の噛み込みを可能としている。クラッチギア16に
続いては、外周円錐面18が設けられる。外周円錐面1
8の部分には、内周円錐面42を備えた同期リング40
が配置される。
ッチギア160が一体に形成され、スリーブ28の内周
スプライン30の噛み込みを可能としている。クラッチ
ギア160に続いては、外周円錐面180が設けられ
る。外周円錐面180の部分には、内周円錐面420を
備えた同期リング400が配置される。更に本発明にあ
っては、同期リング40,400とハブ22の間に倍力
機構を設けている。
置を取出して示している。以下の説明は、2速ギア14
側を例にとるが、1速ギア140側も同じである。同期
リング40とハブ22の間に倍力機構を構成する一対の
レバー50−1,50−2を設けている。倍力機構を構
成するレバー50−1,50−2のハブ22に対する組
付け状態は、図2のIII−III断面となる図3から明らか
になる。尚、図3はスリーブ28を除いている。
プライン26の間のリブの窪みの部分には、周方向に2
分割された馬蹄形のレバー50−1,50−2が組み込
まれている。レバー50−1,50−2は、外周中央に
レバー頭部52−1,52−2を一体に形成している。
レバー50−1,50−2の両端は一定間隔を離して配
置されており、この部分に2速ギア14側に配置してい
る同期リング40の端面から突出されたブロック状の支
点突起44−1,44−2を配置している。レバー頭部
52−1,52−2の内側には、一部が切り欠かれたリ
ング状のスプリング60が組み込まれ、レバー50−
1,50−2をラジアル方向に押し広げている。このよ
うなスプリング60の組み込み状態において、同期リン
グ40の突起44−1,44−2に対し、レバー50−
1,50−2の両端部との間には一定のクリアランス4
5−1,45−2が形成されている。
2−1,52−2は、図2の断面図から明らかなよう
に、先端部を2速ギア14側に延在したL字断面形状を
もち、スリーブ28側のエッジ部分にテーパエッジ54
−1,54−2を形成している。このテーバエッジ54
−1,54−2に対しては、スリーブ28の内周スプラ
イン30の左側に形成したテーパ面36が接触してい
る。このレバー頭部52−1に対するスリーブ28の内
周スプライン30及びカップリングギアのクラッチギア
16及び同期リング40の関係は、図2のIV−IV断面を
展開した図4から明らかになる。
イン30は、レバー50−1のレバー頭部52−1の突
出位置で切り欠かれ、レバー頭部52−1のテーパ位置
54−1に相対するテーパ面を形成している。このた
め、スリーブ28をクラッチギア16側にシフトフォー
クの操作によって移動させると、レバー頭部52−1の
テーパエッジ54−1を内周スプライン30に切欠き形
成したテーパ面36(図2参照)で押すことになる。し
たがって、レバー頭部52−1はスリーブ28の移動に
伴った押圧力が加わる力点を形成することになる。
期リング40の外観とハブ22及びスリーブ28側を一
部断面にて表わしている。同期リング40は端面よりハ
ブ22側に突起44−1を延在している。突起44−1
の反対側には、図3から明らかなように、突起44−2
が位置している。この突起44−1に対しては、上下に
レバー50−1,50−2が配置しており、内側に設け
たスプリング60によってラジアル方向に押し広げられ
ている。レバー50−1,50−2より突出したレバー
頭部52−1,52−2はテーパエッジ54−1,54
−2を有し、テーパエッジ54−1,54−2に、スリ
ーブ28の内周スプライン30に形成したテーパ面36
が相対している。更にレバー50−1,50−2の同期
リング40に相対した端面には支点突起58−1,58
−2が形成され、支点突起58−1,58−2によって
同期リング40の端面に当接している。
ー50−1,50−2によって同期リング40を押圧す
る際の作用点を形成する。ここでレバー50−1,50
−2のテーパ位置54−1,54−2を力点、作用点突
起58−1,58−2を作用点とした場合の支点位置
は、同期リング40の突起44−1,44−2に対する
レバー50−1,50−2の接触状態での位置となる。
構としてのレバー50−1,50−2を介して同期リン
グ40を押圧したときの摩擦接触による同期開始時にお
いて、2速ギア14の外周円錐面18に対する同期リン
グ40の内周円錐面42の押し付けによる摩擦接触で、
例えば図3の突起44−1に対し上側のレバー50−1
の左側下端部が当接し、同時に突起44−2の下側にレ
バー50−2の右上側の端部が当接した状態となり、こ
の突起44−1,44−2に対するレバー50−1,5
0−2の各端部の当接で支点が形成される。
例にとると、同期リング40の突起44−1に対する端
部の当接で形成される支点位置をO、スリーブ28の移
動でレバー頭部52−1のテーパエッジ54−1に押圧
力が加わる作用点をP、レバー50−1の端面に形成し
た作用点突起58−1の位置をQとすると、支点Oに対
する力点Pまでの距離はL1となり、これに対し支点O
に対する作用点Qまでの距離L2はより短い距離L2に
設定される。
O、力点P、作用点Qとの関係から、力点Pに加わる軸
方向の押圧力をFin、作用点Qから同期リング40に加
わる軸方向の押圧力をFout とすると、次の関係式が成
立する。 Fin×L1=Fout ×L2 (1) したがって、作用点Qに加わる力Fout は、 Fout =Fin×(L1/L2) (2) となる。ここで、L1>L2の関係にあることから、
(L1/L2)は1を超える値となり、スリーブ28の
移動による押圧力Finを(L1/L2)倍に倍力した力
Fout で同期リング40を押圧することができる。
52−1の力点Pに軸方向の押圧力Finを加えると、こ
の力は同時に軸方向の力と中心に向かうラジアル方向の
力に分解される。このためレバー50−1は、その端部
によって同期リング40の突起44−1を押すことにな
る。このとき、もしレバー50−1の押す力によって同
期リング40が動いてしまうと、テーパエッジ54−1
における軸方向の分力は大きく減少し、倍力機構の機能
が失われてしまう。したがって、スリーブ28の移動に
よるレバー50−1の突起44−1を押す力に対し、同
期リング40の摩擦接触による反力が打ち勝たなければ
ならない。したがって本発明にあっては、同期作用によ
る摩擦接触で同期リング40の突起44−1に加わる反
力が、スリーブ28の移動でレバー50−1をラジアル
方向に押す分力に打ち勝つように、テーパエッジ52−
1の角度を設定している。
する。図2において、スリーブ28の外周に形成された
フォーク溝38には、図示しないシフトフォークが嵌め
込まれており、シフト操作に伴うシフトフォークの作動
でスリーブ28を左側に押すことによって2速シフト動
作が行われる。スリーブ28の左側への移動により、ま
ずレバー50−1,50−2のテーパエッジ54−1,
54−2にスリーブ28の内周スプライン30のテーパ
面36が当接し、レバー50−1,50−2を左側に押
すことで同期リング40を押し、同期リング40の内周
円錐面42がハブ22と回転差のある2速ギア14の外
周円錐面18に接触し、同期リング40との摩擦による
2速ギア14側の同期が開始される。
の開始時に、初期状態において図2のように突起44−
1,44−2に対しクリアランス45−1,45−2を
介して位置しているレバー50−1,50−2に対して
同期リング40の相対的に回転して、突起44−1,4
4−2に当接する。この状態で図4に示す例えばレバー
50−1における支点O、力点P、及び作用点Qのリン
ク関係が成立し、前記(2)式に従って倍力した押圧力
を同期リング40に加えて強く押し付ける。
力(トルク)は、スリーブ28の押圧によりレバー50
−1をラジアル方向内側へ押し込む力に打ち勝ってお
り、突起44−1が動かないことから、スリーブ28に
よる押圧力をそのまま倍力して同期リング40に伝達す
ることができる。この倍力作用による同期リング40の
押圧で同期リング40と2速ギア14の回転が完全に一
致すると、摩擦トルクがなくなる。
1,44−2を介してレバー50−1,50−2を押し
戻す力がなくなり、このためスリーブ28のテーパ面3
6がスプリング60には抗してレバー50−1,50−
2を内側へ押しこんで、クラッチギア16にスムーズに
噛み込むことができる。このときの内周スプライン30
のテーパ面36によるレバー50−1,50−2の内側
への押しこみで、同期リング40を図2の初期状態にお
けるクリアランス45−1,45−2分だけ元に戻すよ
うに回転させることになり、同期リング40はシフト終
了時には再び初期状態に戻る。
5段後進1段の変速機について5速ギアの同期装置につ
いて倍力機構を設け、スリーブが5速ギアの反対側へ移
動する後進ギアへのシフトの際に5速ギアに同期させる
後進同期機構を設けたことを特徴とする。図6におい
て、ドライブシャフト102にはベアリング12を介し
て5速ギア14−1が回転自在に装着されている。5速
ギア14−1に続いてスプライン軸102−1に同期装
置のハブ22がスプライン20により嵌込み固定され、
スナップリング24により抜け止めされている。ドライ
ブシャフト102には、エンジンからの動力がクラッチ
を介して入力され、5速度ギア14−1は図示しない出
力軸に連結された5速ドリブンギアと噛み合っている。
ブギアが連結され、リバースドライブギアに対しリバー
スシフトにより着脱自在なリバースアイドラギアを介し
てリバースドリブンギアが配置され、5速シフトに対す
る反対側へのリバースシフトにより、リバースアイドラ
ギアがリバースドライブギアとリバースドリブンギアの
間に移動して両者を噛み合わせることで、出力軸にリバ
ース回転を伝達させる。このような5速シフトの反対側
へリバースシフトする変速機としては、例えば日産自動
車株式会社製造のF50A変速機が知られている。
は図2の実施形態と同じである。即ちスリーブ22の外
周スプライン26には、フォーク溝38を備えたハブ2
8の内周スプライン36が軸方向に移動自在に嵌め込ま
れている。5速ギア14−1側にはクラッチギア16が
一体に形成され、クラッチギア16に続いて外周円錐面
18が形成される。
円錐面42を備えた同期リング40が配置される。同期
リング40とハブ22の間には一対の馬蹄形状のレバー
50−1,50−2が配置され、内側に設けたスプリン
グ60によりラジアル方向に押し広げられている。レバ
ー50−1,50−2は、中央外周部に突出したレバー
頭部54−12,54−22を有する。レバー頭部54
−12を例にとると、5速ギア14−1の反対側側に第
1テーパエッジ54−11を形成し、5速ギア14−1
側に第2テーパエッジ54−12を形成している。
バー頭部52−1の第1及び第2のテーパエッジ54−
11,54−12に対応した括り抜き形状をもち、テー
パエッジ54−11に対応してテーパ面36−11を形
成し、テーパエッジ54−12に対応してテーパ面36
−12を形成している。このようなレバー50−1のレ
バー頭部52−1の構造は、下側に示しているレバー5
0−2のレバー頭部52−2についても同じである。
28を除いた状態で表わしている。図7から明らかなよ
うに、ハブ22の軸装着部側と外周スプライン26との
間のリング状の窪みには、半月状のレバー50−1,5
0−2が組み込まれている。レバー50−1,50−2
の両端部の間には、同期リングの端面から突出された突
起44−1,44−2が位置し、スプリング60による
ラジアル方向への押し広げにより、レバー端部との間に
一定のクリアランス45−1,45−2を形成してい
る。
り、スリーブ28の内周スプライン30に対するレバー
50−1のレバー頭部52−1の関係が分かる。即ち、
レバー50−1から突出したレバー頭部52−1に対応
したスリーブ28の外周スプライン30の切り欠きによ
り、レバー頭部52−1の右側の第1テーパエッジ54
−11に対する第1テーパ面36−11と左側の第2テ
ーパエッジ54−12に対する第2テーパ面36−12
が対応して形成されている。
し、ハブ22及びスリーブ28側を一部断面で表わして
いる。レバー50−1を例にとると、スリーブ28の内
周スプライン36のテーパ面36−11が当接する第1
テーパエッジ54−11が5速ギアの同期装置の倍力機
構における第1力点を形成する。またレバー50−1の
同期開始時の摩擦接触により、突起44−1に対するレ
バー端部の当接位置が第1支点を形成する。
端面に設けた作用点突起58−1が作用点を形成する。
下側のレバー50−2についても、レバー頭部52−2
の右側の第1テーパエッジ54−21がスリーブ28の
テーパ面36−11の押圧による第1力点、突起44−
1の反対側に位置する突起44−2(図6参照)に対す
るレバー端部の当接位置が第1支点、更に作用点突起5
8−2による同期リング40の端面の当接位置が第1作
用点となる。
1、力点位置をP1、作用点位置をQ1とすると、前記
(2)式と同様にして、 Fout 1=Fin1×(L1/L2) (3) とした倍力作用が得られる。次に図6について、5速ギ
ア14−1と反対側にシフトする際の後進同期機構を説
明する。この後進同期機構は、5速ギア14−1に対す
る同期装置における倍力機構と一体に設けられる。まず
レバー50−1を例にとると、レバー頭部52−1の5
速ギア14−1側に設けた第2テーパエッジ54−12
とこれに相対したスリーブ28のテーパ面36−12
は、5速ギア14−1と反対側にシフトする際にドライ
ブシャフト10を5速ギア14−1に同期させることに
よってドライブシャフト10の回転を停止させる後進同
期のために設けられている。
1と反対側に移動させると、テーパ面36−12による
押圧力をレバー頭部52−1の第2テーパエッジ54−
12で受け、この5速ギア14−1と反対側への押圧力
をレバー50−1で5速ギア14−1側の押圧力に反転
して同期リング40に加える。この押圧力を反転させる
ための機構として、図7に示すように、ハブ26の軸部
側の端面からは、レバー50−1について張出部64−
1,64−2が設けられ、レバー50−2については張
出部64−3,64−4が設けられている。この張出部
64−1〜64−4は、図9のハブ22の断面から明ら
かなように、レバー50−1,50−2のほぼ中央に当
接し、そのエッジ部分をレバー50−1,50−2の第
2支点位置Q2としている。
52−1の第2テーパエッジ54−12を第2力点位置
P2としている。また支点位置Q2に対し下側のレバー
50−1の端部側面を同期リング40に対する第2作用
点Q2の位置としている。この第2作用点Q2は、同期
リング40の端面に突出した突起44−1の両側に台形
張出部46−1,46−2を形成して接触させることで
実現している。
反対側に移動したときにレバー50−1の第2テーパエ
ッジ54−12に加わる押圧力をFin2、同期リング4
0の台形張出部46−1の作用点Q2に加わる反転され
た押圧力をFout 2とし、支点位置O2に対する第2力
点P2までの距離をL4、また第2作用点Q2までの距
離をL3とすると、次の関係式が成り立つ。
FOUT 2は、 Fout 2=Fin2×(L4/L3) (5) となる。L3とL4をほぼ同じに設定しておくことで、
スリーブ28の移動に伴う押圧力Fin2に等しい反転さ
れた押圧力Fout 2を同期リング40に加えることがで
きる。このように反転した押圧力で同期リング40を押
すことで、5速ギア14−1の外周円錐面18に同期リ
ング40の内周円錐面42が押圧されて摩擦接触し、リ
バースシフト時にクラッチの切離しでドライブシャフト
10が慣性回転していても、停止状態にある5速ギア1
4−1への同期リング40の摩擦接触によってドライブ
シャフト10の回転を停止させ、ギア鳴りを起こすこと
なく図示しないリバースアイドラギアをリバースドライ
ブギアとリバースドリブンギアの間に噛み合わせること
ができる。
する。まず図6における前進側の5速ギア14−1に対
するシフト動作については、図1の実施形態と同じであ
る。即ち、シフトレバーの5速へのシフトを行うと、図
示しないシフトフォークによってスリーブ28が左側に
移動する。このため、レバー50−1,50−2のレバ
ー頭部52−1,52−2の右側に設けている第1テー
パエッジ54−11,54−21がスリーブ28の内周
スプライン36のテーパ部36−11で軸方向に押さ
れ、同期リング40の内周円錐面42を5速ギア14−
1側の外周円錐面18に押し付けることによる摩擦接触
で同期を行い、同期完了でスリーブ28のスプライン3
6がクラッチギア16に噛み込んでシフトを完了する。
4−1と反対側へのシフト動作を説明する。一般に、前
進5段後進1段の変速機にあっては、運転者が操作する
シフトレバーの操作パターンは図10のようになってい
る。第5速のシフト位置90は通常、リバースシフト位
置92と同列になっており、ニュートラル位置94を中
心に互いに反対側に位置している。
転している状態でクラッチを開放してシフト操作を行う
場合、変速機の車軸側の出力軸は停止しているが、エン
ジン側のドライブ軸はクラッチディスクと共に惰性で回
転しており、シフト操作の際には入力側のドライブ軸の
回転を止めないと、各変速ギアのシフトに際してギア鳴
りと呼ばれる現象が起きて不快な噛み合い音を発生す
る。
けられているが、リバース側の変速ギアには同期装置を
設けないのが一般的である。このため、車両を後進させ
るためにリバースギアへのシフト操作を行うとギア鳴り
を起こす可能性が高い。このようなリバースシフト時の
ギア鳴りに対し、クラッチを開放してリバースシフトす
る直前に一旦前進5速にシフト操作してからクラッチを
開放したままリバースシフトすると、前進5速の同期装
置の作用で入力側のドライブ軸の回転が止まり、ギア鳴
りを起こすことなくリバースシフトできることが知られ
ている。
際に前進側変速ギアの同期装置を作用させて入力側のド
ライブシャフトの回転を止めれば、ギア鳴りを起こさず
にリバースシフトが可能となる。図6〜図9の実施形態
にあっては、リバースシフト時のギア鳴りを防止するた
め、リバースシフトに連動して5速ギア14−1に設け
ている同期装置を作動させることができる。
ーをニュートラル位置94からリバース位置92にシフ
トすると、シフト機構に設けたシフトフォークによって
スリーブ28が5速ギア14−1と反対側に移動され
る。このスリーブ28の移動により内周スプライン30
のテーパ面36−12,36−22が、ハブ22側に配
置しているレバー50−1,50−2の第2テーパエッ
ジ54−12,54−22を軸方向に押圧する。即ち、
図9のレバー50−1側を例にとると、スリーブ28の
5速ギア14−1と反対側への移動により、レバー頭部
52−1の左側の第2テーパエッジ36−12となる第
2作用点P2に軸方向の押圧力Fin2が加わる。このた
め、レバー52−1はハブ22の端面の張出部64−1
のエッジ部分を第2支点位置O2として時計回りに回動
し、レバー下端部の作用点Q2によって同期リング40
の台形張出部40−1を左方向にFout 2の押圧力で押
圧する。
同様にして、同期リング40を左方向に押圧する。この
ため図5において、同期リング42が5速ギア14−1
側に押され、その内周円錐面42がギア側の外周円錐面
18に押し付けられ、摩擦接触を起こす。このときドラ
イブシャフト10がクラッチ切離しによりクラッチディ
スクと共に慣性回転していたとすると、停止している5
速ギア14−1の外周円錐面18に対する同期リング4
0の摩擦接触でドライブシャフト10の回転を停止させ
る。
対側に押されると、スプリング60に抗して中心軸側に
レバー50−1,50−2を内側に押しこみ、5速ギア
14−1側の同期作用によって図示しないリバースアイ
ドラギアをスムースにリバースドライブギアとリバース
ドリブンギアの間に噛み合わせることができる。図11
は、図2の変速装置に使用される本発明の倍力機構の他
の実施形態である。図11は、図2の同期装置を倍力機
構として設けているレバー50−1,50−2の代わり
に使用される部分を同期リング40と共に示している。
まず同期リング40の端面には、円周方向の3ヶ所に頂
点を外周方向に位置させた三角形の支点突起48−1,
48−2,48−3を設けている。
対しては、円周方向に3分割されたレバー50−11,
50−12,50−13が配置される。レバー50−1
1〜50−13のそれぞれは、同期リング40の三角形
状の支点突起48−1〜48−3に対し頂点側の2辺で
一定のクリアランスをもって配置される三角形の穴66
−1,66−2,66−3を形成し、この穴66−1〜
66−3を同期リング40の支点突起48−1〜48−
3の各々に嵌め入れている。
側に配置した一部を切り欠いたリング状のスプリングに
よりラジアル方向に押し広げられ、この初期状態で支点
突起48−1〜48−3と穴66−1〜66−3の頂点
側の2辺の間に図示のように一定のクリアランスが形成
されている。更にレバー50−11〜50−13のそれ
ぞれは、外周中央部にレバー頭部52−11,52−1
2.52−13を突出している。
それぞれは図1のレバー50−1,50−2のレバー頭
部52−1,52−2と同じものであり、円周スプライ
ン30のテーパ面36の押圧を受けるテーパエッジ54
−11,54−12,54−13を備えている。この図
11に示す同期リング40及びレバー50−11〜50
−13を図2の同期リング40及びレバー50−1,5
0−2の代わりに組み込むことで、図2の実施形態と同
様にして、スリーブ28のシフト時の2速ギア14側へ
の移動の際に同期リング40をテーパエッジ52−11
〜52−13に対する押圧力を倍力して加えることがで
きる。
3のレバー頭部52−11〜52−13の各々につい
て、図6の実施形態のレバー50−1,50−2のレバ
ー頭部52−1,52−2と同様、両方のエッジにテー
パエッジを設けることで5速ギア14−1にシフトする
際の倍力作用とリバースギア70にシフトする際の後進
同期作用を同様に実現することができる。
である。図12において、ハブ22の出力軸に装着する
ためのボスと外周スプライン26との間のリブの窪み部
分の左側にはレバー50−11と50−21が配置さ
れ、右側の窪みにはレバー50−12と50−22が配
置される。レバー50−11,50−12とレバー50
−21,50−22は、図3のレバー50−1,50−
2と同じ円周方向に自分割した馬蹄形状を有するが、テ
ーパエッジ54−1,54−2はもたない。
に、図12ではブロック80−1,80−2を設けてい
る。ブロック80−1,80−2はブロック80−1を
例にとると、スリーブ28の内周スプライン36に形成
したテーパエッジ36−11,36−12に対応するテ
ーパエッジ82−11,82−12を有する。同様に、
下側のレバー50−21,50−22に対して設けたブ
ロック80−2も、スリーブ28の内周スプライン36
に形成したテーパ面36−21,36−22に対応した
テーパエッジ82−21,82−22を形成している。
1,50−22の同期リング40に対する配置は、図3
の実施形態と同様、クリアランス45−1,45−2を
もって突起44−1,44−2の両側にスプリング60
によるラジアル方向の押圧を受けて組み付けられてい
る。更に、レバー50−11,50−12,50−2
1,50−22の変速ギア側の端面即ち各変速ギア側の
同期リングに相対する端面には、図5の実施形態のよう
に、作用点Qとして作用する作用点突起58−1に相当
する突起が図示しない位置に設けられている。このよう
な図12の第6構造を備えた同期装置にあっては、スリ
ーブ28を左側の変速ギアにシフトする際にも右側の変
速ギアにシフトする際にも、いずれについてもシフトレ
バーの移動による押圧力を倍力した力を同期装置の同期
リングに加えて同期性能を高めることができる。
期装置にダブルコーン構造を用いたことを特徴とする。
図12において、2速ギア14のクラッチ16に続いて
設けられる同期リングの部分には、同期アウタリング4
0−1と同期インナリング40−2の間にコーン84を
設けることでダブルコーン構造を実現している。コーン
84は左側の円周方向の複数箇所に爪85を突出してお
り、爪85はクラッチギア16の端面に形成された穴8
8−1,88−2に嵌め込まれている。このためコーン
84は、軸方向に移動自在で且つ変速ギア15に対し回
転方向は規制されている。
スリーブ28は省略している。破線で示すコーン84の
内側に配置した同期インナリング40−2の半径方向の
相対する2ヶ所の端面には突起44−11,44−12
が形成されている。また同期アウタリング40−2につ
いても同様に、突起44−21,44−22が形成され
ている。
44−21,44−22に対し、レバー端面を一定のク
リアランスを離して半月状のレバー50−1,50−2
が組み込まれ、内側に配置したスプリング60によりラ
ジアル方向に押し広げられた状態で組み付けられてい
る。レバー50−1,50−2は、図3の実施形態と同
様、レバー頭部52−1,52−2を有し、スリーブ2
8の内周スプラインの当接部にテーパエッジ54−1,
54−2を形成している。
フト操作に伴ってスリーブ28が2速ギア14側に移動
すると、内周スプライン30のテーパ面36によりレバ
ー50−1,50−2のテーパエッジ54−1,54−
2を軸方向に押圧する。この力はレバー50−1,50
−2の拡大作用により倍力されて、同期アウタリング4
0−2を左側に押圧する。
円錐面がコーン84の外周円錐面に押圧接触して摩擦力
を発生し、更にコーン84の内周円錐面が同期インナリ
ング40−2の外周円錐面に押圧されて、摩擦接触によ
るトルクを生ずる。これによって出力軸10で回転して
いるハブ22の回転に2速ギア14側が追従回転して同
期し、両者の回転が一致するとスリーブ28はレバー5
0−1,50−2を押し下げてスムーズにクラッチギア
16に嵌まり込む。
倍力機構を実現するスリーブ28の内周スプラインのテ
ーパ面及びレバーのレバー頭部のテーパエッジは、直接
的なテーパ面を例にとっているが、それぞれのテーパ面
はある程度の曲率半径を有する曲面であっても差し支え
ない。また上記の実施例にあっては、倍力機構及び後進
同期機構で使用するレバーの数を2枚と3枚の場合を例
にとっているが、これらの数も必要に応じて適宜に定め
ることができる。
より大きくするために各円錐面にネジを切ったり油溝を
設けるなど、更にリング状のスプリング60に限定され
ずスプリング形状や配置などの種々の変更や改良などに
ついては、本発明の倍力機構及び後進同期機構の機能を
損なわない範囲で適宜の変形した実施が可能である。
リーブの押圧力を倍力して同期リングに作用させたた
め、同期能力を大幅に向上できる。また前進5段更新1
断の変速機における後進段へのシフトに際してギア鳴り
を確実に防止することができる。
機構を備えた同期装置の断面図;
の断面図;
面図;
装置の断面図;
開断面図;
説明図;
施形態の要部説明図;
施形態の断面図;
形態の断面図;
図;
Claims (11)
- 【請求項1】動力回転を出力する出力軸と、 前記出力軸に固定され外周にスプラインを形成したハブ
と、 内周に形成したスプラインを前記ハブの外周スプライン
に嵌め入れることで軸方向に摺動可能に装着されたスリ
ーブと、 前記出力軸上に回転可能に軸承され、前記バブ側に外周
円錐面を形成すると共に該外周円錐面に続いて前記スリ
ーブの内周スプラインが軸方向の移動によって噛み合う
クラッチギアを一体に備えた変速ギアと、 前記変速ギアの外周円錐面に相対する内周円錐面を有
し、前記スリーブと前記外周円錐面との間に配置された
同期リングと、 前記ハブと前記同期リングの間に配置され、前記スリー
ブの前記変速ギア側への移動に伴う押圧力を受け、該押
圧力を倍力して前記同期リングに伝達する倍力機構と、
を設けたことを特徴とする変速機の同期装置。 - 【請求項2】請求項1記載の変速機の同期装置の於い
て、 前記倍力機構は、 前記同期リングのハブ側端面の対称位置となる少なくと
も2ケ所に突出された支点として作用する一対の支点突
起と、 少なくとも円周方向で2分割され、前記一対の支点突起
の両側に一定のクリアランスを介してリング状に配置さ
れた一対のレバーと、 前記一対のレバーの外周部中央に突出され、前記スリー
ブの移動に伴う軸方向の押圧力を受けて中心に向かうラ
ジアル方向の分力と軸方向の分力に分解する力点を形成
するテーパエッジを備えたレバー頭部と、 前記レバー頭部の力点の押圧で生成された軸方向の分力
を倍力して同期リングの端面の所定位置に伝達する作用
点を形成する前記一対のレバー毎に形成された作用点突
起と、を備えたことを特徴ととする変速機の同期装
置。。 - 【請求項3】請求項1記載の変速機の同期装置に於い
て、前記支点から前記力点までの距離L1に対し、前記
支点から前記作用点までの距離L2が短くなるように設
定したことを特徴と変速機の同期装置。 - 【請求項4】請求項2記載の変速機の同期装置に於い
て、前記同期リングの内周円錐面が前記変速ギアの外周
円錐面に摩擦接触した際に前記支点突起から前記各レバ
ーの端面に加わる反力が、前記一対のレバーに設けたレ
バー頭部のテーパエッジの押圧で生成されるラジアル方
向の分力に打つ勝つように、前記テーパエッジの角度を
設定したことを特徴と変速機の同期装置。 - 【請求項5】請求項2記載の変速機の同期装置に於い
て、前記倍力機構の支点突起として、同期リングのバブ
側端面の円周方向で外周側を頂点とした三角形状の複数
の支点突起を均等に配置し、複数の支点突起毎に、一定
のクリアランスをもった配置される三角形状の対応する
穴を各々備えた複数のレバーを配置したことを特徴と変
速機の同期装置。 - 【請求項6】請求項1記載の変速機の同期装置に於い
て、前記同期リングは、同期アウタリングと同期インナ
リングの間にコーンを配置したダブルコーン構造を備え
たことを特徴と変速機の同期装置。 - 【請求項7】請求項6記載の変速機の同期装置に於い
て、 前記倍力機構は、 前記同期アウタリング及び同期インナリングの各々のハ
ブ側端面の対称位置となる少なくとも2ケ所に突出され
た支点として作用する複数の支点突起と、 少なくとも円周方向で2分割され、前記複数の支点突起
の両側に一定のクリアランスを介してリング状に配置さ
れた一対のレバーと、 前記一対のレバーの外周部中央に各々突出され、前記ス
リーブの移動に伴う軸方向の押圧力を受けて中心に向か
うラジアル方向の分力と軸方向の分力に分解する力点を
形成するテーパエッジを備えたレバー頭部と、 前記レバー頭部の力点の押圧で生成された軸方向の分力
を倍力して前記同期アウタリングの端面の所定位置に伝
達する作用点を形成する前記一対のリンクレバー毎に形
成された作用点突起と、を備えたことを特徴と変速機の
同期装置。。 - 【請求項8】動力回転が入力するドライブ軸と、 前記ドライブ軸に固定され外周にスプラインを形成した
ハブと、 内周に形成したスプラインを前記ハブの外周スプライン
に嵌め入れることで軸方向に摺動可能に装着されたスリ
ーブと、 前記前記ハブに対する一方のドライブ軸上に回転可能に
軸承され、前記バブ側に外周円錐面を形成すると共に該
外周円錐面に続いて前記スリーブの内周スプラインが軸
方向の移動によって噛み合うクラッチギアを一体に備え
た前進変速ギアと、 前記前進変速ギアの外周円錐面に相対する内周円錐面を
有し、前記スリーブと前記外周円錐面との間に配置され
た同期リングと、 前記ハブと前記同期リングの間に配置され、前記スリー
ブの前記前進変速ギア側への移動に伴う押圧力を受けた
際に、該押圧力を倍力して前記同期リングに伝達する倍
力機構と、 前記倍力機構と一体に設けられ、前記スリーブの前記前
進変速ギアの反対側への移動に伴う押圧力を受けた際
に、該押圧力を反転して前記同期リングに伝達すること
による同期作用で前記ドライブ軸の回転を停止させる後
進同期機構と、を設けたことを特徴とする変速機の変速
機の同期装置。 - 【請求項9】請求項8記載の変速機の同期装置に於い
て、 前記倍力機構は、 前記同期リングのバブ側端面の対称位置となる少なくと
も2ケ所に突出され、第1支点として作用する一対の第
1支点突起と、 少なくとも円周方向で2分割され、前記第1支点突起の
両側に一定のクリアランスを介してリング状に配置され
た一対のレバーと、 前記一対のレバーの外周部中央に各々突出され、前記ス
リーブの移動に伴う軸方向の押圧力を受けて中心に向か
うラジアル方向の分力と軸方向の分力に分解する第1力
点を形成する第1テーパエッジを前記後進変速ギア側の
エッジに備えたレバー頭部と、 前記レバー頭部の第1力点の押圧で生成された軸方向の
分力を倍力して同期リングの端面の所定位置に伝達する
第1作用点を形成する前記一対のレバー毎に形成された
第1作用点突起と、を備え、 前記後進同期機構は、 前記レバー頭部の前記前進変速ギア側のエッジに形成さ
れ、前記スリーブの前記前進変速ギアの反対側への移動
に伴う押圧力を受ける第2力点を形成する第2テーパエ
ッジと、 前記前記第2テーパエッジの第2力点に加わる軸方向の
押圧力を反転して前記各レバーの端部の第2作用点から
前記同期リングに伝達させる第2支点を形成する前記ハ
ブ端面に形成された第2支点突起と、を備えたことを特
徴と変速機の同期装置。。 - 【請求項10】請求項9記載の変速機の同期装置に於い
て、前記倍力機構は、前記同期リングの内周円錐面が前
記変速ギアの外周円錐面に摩擦接触した際に前記支点突
起から前記各レバーの端面に加わる反力が、前記一対の
レバーに設けたリバー頭部の第1テーパエッジの押圧で
生成されるラジアル方向の分力に打つ勝つように、前記
第1テーパエッジの角度を設定したことを特徴と変速機
の同期装置。 - 【請求項11】請求項9記載の変速機の同期装置に於い
て、前記倍力機構の第1支点突起として、同期リングの
バブ側端面の円周方向で外周側を頂点とした三角形状の
複数の第1支点突起を均等に配置し、該複数の第1支点
突起毎に、一定のクリアランスをもった配置される三角
形状の対応する穴を各々備えた複数のレバーを配置した
ことを特徴と変速機の同期装置。
Priority Applications (2)
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JP07972396A Expired - Lifetime JP3699775B2 (ja) | 1995-07-20 | 1996-04-02 | 変速機の同期装置 |
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