JPH0720417Y2 - 変速機の同期噛合機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は変速機の同期噛合機構に関するものである。

（従来の技術） 同期噛合機構は変速機の変速時相互に駆動結合すべき回
転部材間の回転同期をとってギヤ鳴りを防止すると共に
変速をスムーズに行なわせるのに有用であり、例えば米
国特許第3737016号明細書に記載された型式のものが知
られている。

この種同期噛合機構は、シンクロハブにスプライン嵌合
したカップリングスリーブを軸方向へシフトさせてカッ
プリングスリーブをクラッチギヤにもスプライン嵌合さ
せることにより変速を行なう過程で、カップリングスリ
ーブの端面に開口させて形成した上記スプラインより大
径の円錐摩擦面を同期環の円錐外周面にリターンスプリ
ングのばね反力下に押付けてクラッチギヤ及びカップリ
ングスリーブ間の回転同期をとるよう構成する。

この構成によれば、円錐摩擦面の径が大きいため同期容
量を大きくし得る点で、一般的なワーナタイプの同期噛
合機構より有利である。

（考案が解決しようとする問題点） しかしその反面、上記リターンスプリングをクラッチギ
ヤ内に同心に配したスプレッドスプリングで構成し、上
記カップリングスリーブの軸方向シフト中のこのスプレ
ッドスプリングをクラッチギヤ内のテーパ面に載せて両
者間のカム作用によりスプレッドリングの径方向外方へ
のばね反力から軸方向の分力を得、この軸方向分力のも
とで前記同期環の円錐外周面に対する前記円錐摩擦面の
押付けが可能となるよう構成したから、スプレッドスプ
リングの径方向弾性変形代に相当するスペースがクラッ
チギヤ内に不可欠であり、クラッチギヤの大径化が必至
となって同期噛合機構が一般的なワーナタイプのものに
較べ径方向に大きくなるという問題を生じていた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、リターンスプリングが径方向に弾性変形する
ことなく同期環に軸方向のばね反力を付与し得るように
して上述の問題解決を実現するもので、前記型式の同期
噛合機構において、 リターンスプリングを、クラッチギヤ内に同心に配置し
たコイルスプリングとし、その前記同期環に近い端部の
一巻を残部巻径より大径にして同期環に係着すると共
に、カップリングスリーブの中立位置で上記リターンス
プリングの一巻が陥入する内周溝をクラッチギヤに形成
し、上記リターンスプリングの小径残部に近い上記内周
溝の側壁を、リターンスプリングの上記一巻がこの内周
溝から脱出し易くなるよう傾斜させた構成に特徴づけら
れる。

（作用） カップリングスリーブの中立位置で、リターンスプリン
グの上記一巻はクラッチギヤの内周溝に陥入し、リター
ンスプリングのばね反力が同期環に加わらず、その円錐
外周面がカップリングスリーブの円錐摩擦面と接するこ
とはなく、両者間に引摺りを生ずるのを防止し得る。

カップリングスリーブのシフト時、その円錐摩擦面は同
期環の円錐外周面と接し、同期環を軸方向へ押動する。
この時同期環がリターンスプリングの一巻をクラッチギ
ヤの、該内周溝の傾斜側壁に沿って縮径させつつ押出す
ため、リターンスプリングのばね反力が同期環に作用す
るようになる。このばね反力は当初、内周溝傾斜側壁の
勾配で決まる急上昇を呈し、その後リターンスプリング
のばね定数で決まる特性に沿って上昇し、当該ばね反力
下にカップリングスリーブの円錐摩擦面と同期環の円錐
外周面とが押付けられて摩擦係合し、これによりカップ
リングスリーブ及びクラッチギヤの回転を相互に同期さ
せることができる。その後、カップリングスリーブはク
ラッチギヤにも噛合して変速機の変速を終了するが、こ
の際カップリングスリーブ及びクラッチギヤ間の回転同
期が上述の如くになされているため、当該変速をギヤ鳴
りなしに、又スムーズに行なうことができる。

ところで、リターンスプリングをクラッチギヤ内に同心
に配置したコイルスプリングとしたから、リターンスプ
リングが径方向に弾性変形することなく同期環に軸方向
のばね反力を付与することができ、当該弾性変形のため
のスペースをクラッチギヤ内に設定する必要がなくて、
クラッチギヤ、従って同期噛合機構が径方向に大型とな
るのを防止することができる。

又、上記ばね反力の急上昇は、回転同期の速かな完遂を
可能ならしめ、迅速な速度を実現することができる。そ
して、当該ばね反力の急上昇は内周溝傾斜側壁の勾配次
第で任意に決定することができ、要求に応じた任意の設
計が可能である。

（実施例） 以下、図示の実施例に基づき本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案同期噛合機構の一実施例を示し、これは
手動変速機内において軸１と、これに回転自在に支持し
た歯車２又は３とを駆動結合することにより対応する変
速を行なうものとする。

歯車2,3間において軸１上にシンクロハブ４を駆動結合
し、このシンクロハブの外周にスプライン５を介してカ
ップリングスリーブ６を軸方向スライド可能に嵌合す
る。歯車2,3の対向側面にスプライン５と同仕様のクラ
ッチギヤ7,8を一体に突設し、これらクラッチギヤ7,8
と、シンクロハブ４との間に同期環9,10を介在させる。

カップリングスリーブ６にはその両端面に開口させてス
プライン５より大径の円錐摩擦面6a,6bを形成し、同期
環9,10の外周面をこれら円錐摩擦面6a,6bに対応する円
錐面とする。同期環9,10は夫々クラッチギヤ7,8と一体
回転するようこれに駆動結合するが、これらクラッチギ
ヤに対し軸方向へは自由に相対移動し得る形状とする。

同期環9,10は夫々リターンスプリング11,12により互に
接近する方向へ付勢するが、本考案においてはこれらリ
ターンスプリング11,12をクラッチギヤ7,8内に同心に配
置した巻回数の少ないコイルスプリングとする。そし
て、リターンスプリング12につき第２図及び第３図に明
示する如く、各リターンスプリングは同期環9,10に近い
端部の一巻20を残部巻径D₂より大きい直径D₁とし、これ
を同期環9,10の切欠溝21に係着する。各リターンスプリ
ング11,12の端部の一巻20は更に、カップリングスリー
ブ６の第１図に示す中立位置で、クラッチギヤ7,8の内
周面に形成した内周溝22内に自己の弾性拡開力により陥
入して、これ以上互に接近する方向にはリターンスプリ
ング11,12の圧縮反力によっても移動し得ないように
し、この時同期環9,10の円錐外周面が円錐摩擦面6a,6b
と接することのないよう同期環9,10の外径を定める。

なお、各内周溝22は第２図θで示すように、リターンス
プリング11,12の小径残部に近い側壁を軸直角面に対
し、傾斜させ、これによりリターンスプリング11,12の
端部の一巻20が内周溝22から容易に脱出し得るようにな
す。

第１図及び第４図の如くカップリングスリーブ６はイン
ナリング13と、アウタリング14とで構成し、インナリン
グ13の内周に前記のスプライン５を形成すると共に、ア
ウタリング14の内周に前記円錐摩擦面6a,6bを形成す
る。そして、円錐摩擦面6a,6bの研削仕上げ後、アウタ
リング14の円錐摩擦面6a,6b間における円筒内周面14aを
インナリング13の外周面13aに嵌合し、両リング13,14を
以下の構成により軸方向及び回転方向に相対変位しない
よう一体結合する。即ち、アウタリング14の円筒内周面
14aに第４図の如く一部不連続とした条溝14bを形成する
と共に、この不連続部において円筒内周面14aより径方
向内方へ突出する廻り止め突起14cを設ける。更に、イ
ンナリング13の外周面13aに条溝14bと正対する一部不連
続の条溝13bを形成すると共に、この不連続部において
外周面13aに軸方向スリット13cを形成する。

そして、正対する条溝13b,14b内にＣ字状のスナップリ
ング15を係着することにより両リング13,14を軸方向に
一体結合し、突起14cを軸方向スリット13c内に滑入させ
ることにより両リング13,14を回転方向に一体結合す
る。

上記実施例の作用を次に説明する。

カップリングスリーブ６は第１図に示す中立位置でクラ
ッチギヤ7,8のいずれにも噛合せず、両歯車2,3を軸１に
対し駆動結合していないため、これらの間の動力伝達を
行なわせない。又この中立状態でカップリングスリーブ
６は同期環9,10をいささかもストロークさせず、この時
リターンスプリング11,12の一巻20が内周溝22内にあっ
て、同期環9,10に作用するリターンスプリング11,12の
ばね反力は第５図の如く０である。従って、同期環9,10
の円錐外周面がカップリングスリーブ６の円錐摩擦面6
a,6bと接することはなく、両者間に引摺りが生ずるのを
防止し得る。

カップリングスリーブ６を第１図の中立位置より図中左
方又は右方へシフトすると、その円錐摩擦面6a又は6bが
同期環９又は10の円錐外周面と接し、この同期環を押動
する。この時同期環がリターンスプリング11又は12の一
巻20を内周溝22からその傾斜（θ）側壁に沿って縮径し
つつ押出すため、リターンスプリング11又は12のばね反
力が同期環９又は10に作用する。このばね反力は第５図
に示す如く、一巻20が内周溝22の角度θ（第２図参照）
だけ傾斜させた側壁を乗越える当初一時急上昇し、その
後リターンスプリングのばね定数に対応した勾配で大き
くなる。

このばね反力で、カップリングスリーブ６の円錐摩擦面
6a又は6bと同期環９又は10の円錐外周面とが押付けられ
て摩擦係合し、これによりカップリングスリーブ６及び
クラッチギヤ７又は８の回転を相互に同期させることが
できる。そして、第５図のばね反力特性は、当初の急上
昇によって回転同期の速かな完遂を可能にし、迅速な変
速を実現することができる。その後カップリングスリー
ブ６は更なるシフトによりスプライン５をクラッチギヤ
７又は８にも噛合し、結果として歯車２又は３を軸１に
駆動結合することとなり、対応する変速がなされる。し
かしてこの変速時、カップリングスリーブ６と、クラッ
チギヤ７又は８との間の回転同期が上述の如くなされて
いるため、カップリングスリーブ６はクラッチギヤ７又
は８にギヤ鳴りを生ずることなく、又軽快に噛合するこ
とができ、変速をスムーズに行なうことができる。な
お、上記同期噛合機構は手動変速機に限ることなく、カ
ップリングスリーブをコンピュータ制御によるアクチュ
エータで移動させる自動変速機にも用いることができ
る。

（考案の効果） かくして本考案同期噛合機構は上述の如く、リターンス
プリング11,12をクラッチギヤ7,8内に同心に配置したコ
イルスプリングで構成するから、これらリターンスプリ
ングが径方向に弾性変形することなく同期環9,10に軸方
向のばね反力を付与することができ、当該弾性変形のた
めのスペースをクラッチギヤ7,8内に設定する必要がな
くて、クラッチギヤ、従って同期噛合機構が径方向に大
型となるのを防止することができる。

又、リターンスプリング11,12の同期環9,10に近い端部
の一巻20を残部巻径より大径とし、カップリングスリー
ブ６の中立位置で上記一巻20をクラッチギヤ7,8の内周
溝22に陥入する構成としたから、カップリングスリーブ
の中立位置でリターンスプリング11,12のばね反力が同
期環9,10に加わることはなく、その円錐外周面がカップ
リングスリーブ６の円錐摩擦面6a,6bに接して引摺りが
生ずるのを防止するという本来の機能を何等損なわれな
い。

又、リターンスプリング12の小径残部に近い内周溝22の
側壁を、リターンスプリング12の一巻20がこの内周溝か
ら脱出し易くなるよう傾斜（θ）させたから、同期作用
中のリターンスプリング12のばね反力を当初急上昇させ
て同期作用を速やかに完逐させることができるし、その
程度を要求に応じて傾斜角θにより任意に決定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案同期噛合機構の一実施例を示す半部断面
図、 第２図は同例の要部拡大断面図、 第４図は第１図のIV−IV断面図、 第３図は同例のリターンスプリングを示す斜視図、 第５図は第１図乃至第４図の例における同期環へのリタ
ーンスプリングばね反力特性を示す線図である。 １…軸、2,3…歯車 ４…シンクロハブ、５…スプライン ６…カップリングスリーブ 6a,6b…円錐摩擦面、7,8…クラッチギヤ 9,10…同期環 11,12…リターンスプリング 13…インナリング、14…アウタリング 20…リターンスプリング端部の一巻 21…切欠溝、22…内周溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シンクロハブにスプライン嵌合したカップ
   リングスリーブを軸方向へシフトする時、このカップリ
   ングスリーブがクラッチギヤにもスプライン嵌合するに
   先立ち、カップリングスリーブの端面に開口させて形成
   した、前記スプラインより大径の円錐摩擦面を、同期環
   の円錐外周面へリターンスプリングのばね反力下に押付
   けて前記クラッチギヤ及びカップリングスリーブ間の回
   転同期をとるようにした変速機の同期噛合機構におい
   て、 前記リターンスプリングを、前記クラッチギヤ内に同心
   に配置したコイルスプリングとし、該スプリングの前記
   同期環に近い端部の一巻を残部巻径より大径として同期
   環に係着すると共に、前記カップリングスリーブの中立
   位置で前記リターンスプリングの一巻が陥入する内周溝
   を前記クラッチギヤに形成し、前記リターンスプリング
   の小径残部に近い前記内周溝の側壁を、リターンスプリ
   ングの前記一巻が該内周溝から脱出し易くなるよう傾斜
   させたことを特徴とする変速機の同期噛合機構。