変速機の同期装置

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、変速機の同期装置に関し、特に、安定したディテント作用を行い得る同期装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用の変速機として、主変速機（メインギヤ段）の入力側に副変速機（スプリットギヤ段）を備えた多段変速機が知られている。かかる多段変速機において、前記副変速機は、空気圧を利用したアクチュエータ（エアシリンダ装置）により操作するようにしており、高側と低側に２つのシフト位置に切り換えられるようになっており、ニュートラル位置はなく、必ず高側のギヤか低側ギヤのいずれかが作動している構造となっている。
【０００３】このような副変速機において、例えばワーナタイプの同期装置を適用したものがある。かかる同期装置の構成は次のようである。図６において、シンクロナイザハブ１外周にはシンクロナイザスリーブ２と噛み合うスプライン３が形成され、該スリーブ２はこのスプライン３上を摺動する。又、前記ハブ１には軸に平行な切欠き４が３個所等分に加工してあり、この切欠き４には中央部に突起５ａのあるディテント５が挿入されている。スリーブ２の内周中央部には台形の溝２ａが加工してあり、この溝２ａにディテント５の突起５ａが嵌まり、このディテント５はスプリング６によってスリーブ２に押し付けられている。シンクロナイザリング７の内周コーン面は細かい右ねじと油溝が設けられ、シンクロナイザコーン８のテーパ面と向かい合っている。この部分が円錐クラッチの役割をなす。前記ディテント５は、スリーブ２を押し付けて、初期摩擦力をこの円錐クラッチに発生させるためのものである。この場合、ディテント５の突起５ａをスリーブ２の溝２ａが乗り越えるときに生じる力が同期作用での油切り、シンクロナイザリング７の押付力となる。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような従来の同期装置にあっては、ディテント５の突起５ａのスリーブ２の溝２ａへの出入りによって、シンクロナイザリング７の押付力が作用する構成であり、ディテント５によるスリーブ押し付けにより、初期摩擦力を円錐クラッチに発生させる作用（ディテント作用）がシフト中立位置付近をスタートして作用するため、前記エアシリンダ装置によりストレートにシフト動作を行うと、充分なディテント作用ができない。例えば、エアシリンダ装置を使用したシフト操作のように、ストロークスピードが速いと、高側のギヤ或いは低側のギヤの一方の作動状態から他方の作動状態にする場合、ディテント５の突起５ａがスリーブ２の溝２ａに戻らない等の事態が発生し、ギヤ鳴き等の問題が発生する。又、エアシリンダ装置によるストロークスピードを遅くして、ディテント作用を確実に行うことも考えられるが、これでは、シフト時間が長くなるという問題が生じてしまう。
【０００５】そこで、本考案は以上のような従来の問題点に鑑み、変速機の同期装置において、ディテントの構造等の改良を図って、シフトスピードによらずディテント作用を確実に行うようにし、ギヤ鳴き等を確実に防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本考案の変速機の同期装置は、シンクロナイザハブの外周スプラインに嵌合したシンクロナイザスリーブの内周スプラインを、ディテント及びシンクロナイザリングを介してシンクロナイザコーンの外周スプラインに同期嵌合させて動力伝達を行う変速機の同期装置において、前記シンクロナイザスリーブの内周面の周方向に離間する複数位置に、軸方向に横断する所定幅の溝であって、相対向する両側内面が夫々基端から先端に向けて拡がるようなテーパ面となったＶ形溝を設ける一方、基端部が前記シンクロナイザハブ外周面の複数の溝に挿入支持され、先端部の相対向する両側外面が前記Ｖ形溝のテーパ面に接触する面であって、夫々基端から先端に向けて窄まるようなテーパ面となったディテントを複数設け、該ディテントを前記Ｖ形溝に押し付ける方向に弾性付勢するスプリングを前記シンクロナイザハブに埋設支持した構成とする。
【０００７】
【作用】かかる構成において、シフト操作を行うと、スリーブと共にディテントが動く。これにより、リングはディテント端面によって押され、相手側ギヤのコーンに押しつけられる。この時、リングとコーンのテーパ面は円錐クラッチとして作用する。
【０００８】ここで、ディテントによるリング押付力（ディテント力）は、スリーブとディテントとが相対的に動くことにより生じ、ディテントのラジアル方向にスプリングの弾性力とディテント自身の質量とにより生じる遠心力がスリーブのＶ形溝のテーパ面とディテントのテーパ面間に作用し、Ｖ形溝のテーパ面とディテントのテーパ面間に摩擦力が発生する。この場合、この摩擦力は、Ｖ形溝のテーパ面とディテントのテーパ面との間のくさび効果による法線力により増大され、これがディテントによるリング押付力となる。ディテントの作用域は、例えば高側ギヤから低側ギヤへのシフト時に、高側ギヤのシフト位置からスリーブが動き始めると、該スリーブとディテントとは進行方向のガタがなくなるまでは、前記摩擦力のために一体的に動作し、ガタがなくなった段階から相手側リングに対して上記ディテント力が作用し始め、スリーブとディテントとの相対的な動きがある限りディテント力が作用し続ける。かかるディテント力が同期初期のコーン面の油切り、リングのインデックス効果を確実に行う。即ち、従来では、ディテントの突起のスリーブの溝への出入りによって、シンクロナイザリング押付力が作用するのに対して、本考案では、このような突起の溝ヘの出入り動作がなく、単にスリーブが前進するのみで、十分なリング押付力が作用する。
【０００９】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図３は本考案に係る同期装置を適用した変速機の一実施例を示す図で、入力側に設けられる副変速機（以下、スプリットギヤ段と言う）１０において、図示しないエンジンからの動力を入力するメインドライブシャフト（入力軸）１１と、主変速機（以下、メインギヤ段と言う）１２において、メインドライブシャフト１１と同一軸上に配置され、前端がメインドライブシャフト１１内に軸支されるメインシャフト１３と、メインドライブシャフト１１及びメインシャフト１３と平行して配置されるカウンタシャフト１４とが、設けられている。
【００１０】前記メインドライブシャフト１１には、シャフト周りに遊転するスプリッタギヤ１５が設けられている。メインシャフト１３には、図中左方向から順にドライブギヤ１６，変速ギヤ１７〜１９がシャフト上を遊転するように設けられている。カウンタシャフト１４には、前記スプリッタギヤ１５，ドライブギヤ１６，変速ギヤ１７〜１９と常時噛み合うカウンタギヤ２０〜２４が固定され一体に回転する。
【００１１】ここで、前記メインギヤ段１２は手動により操作され、スプリットギヤ段１０は空気圧を利用したアクチュエータ即ち、エアシリンダ装置により操作される。図４はメインギヤ段１２とスプリットギヤ段１０のシフト操作系を示しており、メインギヤ段１２用の３本のシフトシャフト２５〜２７は、夫々シフトフォーク２８〜３０を固定して備えており、支持部３１に摺動可能に支承される。
【００１２】又、スプリットギヤ段１０用のシフトシャフト３２は、シフトフォーク３３を固定して備えており、支持部３１に摺動可能に支承され、その一端部には前記エアシリンダ装置３４のピストン３４ａが連結される。次に、図１及び図２に基づいて上述のスプリットギヤ段１０の同期装置の構造を説明する。
【００１３】メインドライブシャフト１１に設けられたシンクロナイザハブ３５外周はシンクロナイザスリーブ３６内周とスプラインを介して噛み合い、該スリーブ３６はこのスプライン上を摺動する。前記シンクロナイザスリーブ３６の内周面の周方向に離間する複数位置（例えば３個所）には、軸方向に横断する所定幅の溝であって、相対向する両側内面が夫々基端から先端に向けて所定角度（例えば３０°）で拡がるようなテーパ面となったＶ形溝３７が設けられている。このＶ形溝３７は、スリーブ３６の内周面の歯部を若干削り落とす加工を行って形成する。一方、基端部が前記シンクロナイザハブ３５外周面の複数の溝３８に挿入支持され、先端部の相対向する両側外面が前記Ｖ形溝３７のテーパ面に接触する面であって、夫々基端から先端に向けて所定角度（例えば３０°）で窄まるようなテーパ面となったディテント３９が複数（例えば３個）設けられる。そして、かかるディテント３９を前記Ｖ形溝３７に押し付ける方向に弾性付勢するスプリング４０が前記シンクロナイザハブ３５の溝３８内底部に埋設支持されている。
【００１４】シンクロナイザリング４１の内周コーン面は細かい右ねじと油溝が設けられ、シンクロナイザコーン４２のテーパ面と向かい合っている。この部分が円錐クラッチの役割をなす。前記ディテント３９は、リング４１を押し付けて、初期摩擦力をこの円錐クラッチに発生させるためのものである。次に、かかる同期装置の作用について説明する。
【００１５】例えば、図４に示すエアシリンダ装置３４によりシフトシャフト３２を操作して、シフトフォーク３３を図１の左方向に動作すると、スリーブ３６と共にディテント３９が左側に動く。これにより、リング４１はディテント３９端面によって押され、相手側ギヤ１５のコーン４２に押し付けられる。この時、リング４１とコーン４２のテーパ面は円錐クラッチとして作用する。
【００１６】ここで、ディテント３９によるリング押付力（ディテント力）は、スリーブ３６とディテント３９とが相対的に動くことにより生じ、ディテント３９のラジアル方向にスプリング４０の弾性力とディテント３９自身の質量とにより生じる遠心力がスリーブ３６のＶ形溝３７のテーパ面とディテント３９のテーパ面間に作用し、Ｖ形溝３７のテーパ面とディテント３９のテーパ面間に摩擦力が発生する。この場合、この摩擦力は、Ｖ形溝３７のテーパ面とディテント３９のテーパ面との間のくさび効果による法線力により増大され、これがディテント３９によるリング押付力となる。ディテント３９の作用域は、例えば高側ギヤから低側ギヤへのシフト時に、高側ギヤのシフト位置からスリーブ３６が動き始めると、該スリーブ３６とディテント３９とは進行方向のガタａがなくなるまでは、前記摩擦力のために一体的に動作し、ガタａがなくなった段階から相手側リング４１に対して上記ディテント力が作用し始め、スリーブ３６とディテント３９との相対的な動きがある限りディテント力が作用し続ける。かかるディテント力が同期初期のコーン面の油切り、リング４１のインデックス効果を確実に行う。
【００１７】かかる構成によると、スリーブ３６のＶ形溝３７のテーパ面とディテント３９のテーパ面間に生じる摩擦力をディテント３９によるリング押付力としているため、エアシリンダ装置を使用したシフト操作のように、ストロークスピードが速い場合でも、確実にディテント力が作用し、シフトストロークに対する長い範囲にわたりディテント力が作用し続けるため、確実なディテント作用を奏し、ギヤ鳴き等の問題が発生しない。又、エアシリンダ装置によるストロークスピードを遅くする必要もなく、シフト時間を短縮化することができる。即ち、従来では、ディテントの突起のスリーブの溝への出入りによって、リング押付力が作用するのに対して、本構成では、このような突起の溝ヘの出入り動作がなく、単にスリーブ３６が前進するのみで、十分なリング押付力が作用する結果、確実な同期作用が得られる。
【００１８】上記実施例においては、Ｖ形溝３７は、スリーブ３６の内周面の歯部を若干削り落とす加工を行って形成するようにしたが、図５に示すように、スリーブ３６の内周面のスプライン３６Ａの歯部３６ａ間の溝そのものをＶ形溝３７として利用するようにしても良く、スリーブの内周面に加工を施す必要がない。尚、上記実施例の構造は、本考案の構造的制約を示すものではなく、本考案は実用新案登録請求の範囲に記載された範囲内で変形が自由である。
【００１９】例えば、本実施例においては、主変速機（メインギヤ段）の入力側に備えられ、空気圧を利用したアクチュエータによりシフト操作されて、ニュートラル位置のない副変速機（スプリットギヤ段）に本考案の同期装置を適用した例について説明したが、手動でシフト操作される変速機にも、ニュートラル位置のある変速機にも、同様に本考案を適用できる。
【００２０】
【考案の効果】以上説明したように、本考案の変速機の同期装置によれば、シンクロナイザスリーブの内周面に複数のＶ形溝を設け、このＶ形溝のテーパ面に接触するテーパ面を有するディテントを複数設け、該ディテントをスプリングによって前記Ｖ形溝に押し付ける構成としたから、単にスリーブが前進するのみで、十分なリング押付力が作用する結果、ストロークスピードが速い場合でも、確実にディテント力が作用し、シフトストロークに対する長い範囲にわたりディテント力が作用し続けるため、確実なディテント作用を奏し、ギヤ鳴き等の問題が発生しない。又、エアシリンダ装置によるストロークスピードを遅くする必要もなく、シフト時間を短縮化することができる実用的効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案に係る変速機の同期装置の一実施例を示す縦断面図
【図２】同上実施例におけるハブとスリーブの端面図
【図３】同上実施例を適用した変速機の縦断面図
【図４】同上実施例の変速機の操作系を示す平面断面図
【図５】他の実施例を説明するハブとスリーブの一部の端面図
【図６】従来の変速機の同期装置の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
１０スプリットギヤ段
３５シンクロナイザハブ
３６シンクロナイザスリーブ
３７Ｖ形溝
３８溝
３９ディテント
４０スプリング
４１シンクロナイザリング
４２シンクロナイザコーン

【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】シンクロナイザハブの外周スプラインに嵌合したシンクロナイザスリーブの内周スプラインを、ディテント及びシンクロナイザリングを介してシンクロナイザコーンの外周スプラインに同期嵌合させて動力伝達を行う変速機の同期装置において、前記シンクロナイザスリーブの内周面の周方向に離間する複数位置に、軸方向に横断する所定幅の溝であって、相対向する両側内面が夫々基端から先端に向けて拡がるようなテーパ面となったＶ形溝を設ける一方、基端部が前記シンクロナイザハブ外周面の複数の溝に挿入支持され、先端部の相対向する両側外面が前記Ｖ形溝のテーパ面に接触する面であって、夫々基端から先端に向けて窄まるようなテーパ面となったディテントを複数設け、該ディテントを前記Ｖ形溝に押し付ける方向に弾性付勢するスプリングを前記シンクロナイザハブに埋設支持したことを特徴とする変速機の同期装置。

【図１】