JPH109286A

JPH109286A - 自動車変速器用シンクロナイザ

Info

Publication number: JPH109286A
Application number: JP8174184A
Authority: JP
Inventors: Toseki Boku; 東錫朴
Original assignee: KOREA SPICER KOGYO KK
Current assignee: KOREA SPICER KOGYO KK
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1998-01-13
Also published as: DE19624699C1; US5701984A

Abstract

(57)【要約】【課題】全体の幅が小さくでき、同期する時間も短く
て済み、しかも操作が容易な変速器用シンクロナイザを
提供する。【解決手段】入力軸５の回転に伴って回転するギア１
１により回転されるドグクラッチ１の外周にアウタリン
グ２をスライド移動自在に装着し、かつ、このアウタリ
ング２のスライド移動を弾力的に規制する弾性部材３を
設け、出力軸４と一緒に回転するシンクロナイザハブ６
の外周に、シンクロナイザハブ６と一緒に回転するスリ
ーブ７をシンクロナイザハブ６の中心軸方向にスライド
移動自在に装着し、アウタリング２とスリーブ７に互い
に対向する同一傾斜角度の摩擦面Ａ、Ｂをそれぞれ形成
したことを特徴とする自動車変速器用シンクロナイザ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用変速器に
使用されるシンクロナイザ（同期噛合機構）に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように自動車の変速機では、変速
時においてシンクロナイザハブとドグクラッチの間など
に存在する回転速度差を除去して、ギヤが円滑に噛み合
うようにするためにシンクロナイザが用いられている。
そして、摩擦トルクを発生させて回転速度差を無くした
後に初めてフォークでスリーブが移動され、動力伝達が
行われるように構成されたシンクロナイザが知られてい
る。また、このような同期動作を行うためのシンクロナ
イザとして、主にキータイプのものとピンタイプのもの
が使用されている。

【０００３】先ず、図１にキータイプのシンクロナイザ
を示す。図示のように、従来のキータイプシンクロナイ
ザは、シンクロナイザハブ１００の外周とスプラインで
結合されたスリーブ１０１の下方に、インサートキー１
０２、これに連動されるブロックリング１０３及びギア
１０４に固定されたドグクラッチ１０５が配列されてい
る。そして、トランスミッションのシフトレバーを操作
することでブロックリング１０３とドグクラッチ１０５
の摩擦面が接触して摩擦トルクを発生させることによ
り、回転数が一致し、同期が得られるように構成されて
いる。

【０００４】また、図２にはピンタイプのシンクロナイ
ザを示す。図示のように、従来のピンタイプのシンクロ
ナイザは、シンクロナイザハブ１１０とスプラインで結
合されたスリーブ１１１に貫通孔を形成し、この貫通孔
１１１にピン１１２を挿入し、このピン１１２の両端に
はインナリング１１３を形成したものである。そして、
変速器のシフトレバーに連動されるフォークの作動でス
リーブ１１１が移動し、ピン１１２端部のインナリング
１１３がアウタリング１１４の内壁に接触して摩擦を起
こすことにより回転数が同一になった後、スリーブ１１
１がドグクラッチとシンクロナイザハブ１１０間を連結
して動力が伝達されるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
キータイプシンクロナイザは、主軸を中心としてみる
時、摩擦面がドグクラッチのスプライン部位より常に低
い位置にあるため、同一の大きさの半径空間を有するピ
ンタイプのシンクロナイザに比べて摩擦トルクが小さく
なるといった難点があった。また、このようなキータイ
プのシンクロナイザは、スリーブ両側に、インサートキ
ーに連動されるブロックリングが主軸を中心としてハブ
下側の外側スプラインの下側の空間に設置されるので、
シンクロナイザの幅はピンタイプのシンクロナイザより
小さく設計できるが、ブロックリングの摩擦面がハブ外
周のスプラインの下側空間よりも下方に位置するため、
摩擦トルクの発生が小さくなるといった弱点があり、し
かも、ブロックリングが必要なため、制作費を上昇させ
る問題があった。

【０００６】一方、後者のピンタイプのシンクロナイザ
は、ピンの両端部にインナリングとアウタリングを設置
するための追加の空間が必要なため、シンクロナイザの
全体幅が大きくなり、また、インナリングとピンも設け
なければならない。また、このインナリングをピンの両
端に固定させるためにリベット作業等の製作工程を追加
する必要があり、そのため部品個数が多く、製作費も上
昇する。そしてピンタイプのシンクロナイザは、運転者
がスリーブを移動させるための運転力伝達体が必要であ
り、また、アウタリングとギアを連結する摩擦力伝達体
を同期装置回転軸方向に設ける必要もある。また、スリ
ーブのスプラインが回転半径においてピンの位置より下
方にある構造となるため、スプラインのピッチ円径が小
さく、キータイプと同じエンジン動力を伝達するために
スプラインの噛合長さを長くしなければならない構造で
ある。従って、ピン両端部にインナリングとアウタリン
グを設置するための追加の空間だけでなく、前記運転力
伝達体と摩擦力伝達体の追加及びスリーブのスプライン
の噛合長さの拡張により、同じ半径空間を有するキータ
イプのシンクロナイザに比べて摩擦力は大きいが同期装
置の全体幅が大きくなる欠点がある。また、前記スプラ
インが噛み合う長さが拡張されるため、拡張された長さ
だけシンクロナイザを操作するための操作長さが延長さ
れることになり、同じ摩擦力を有するシンクロナイザに
比べて運転者が操作すべきシフトレバーのストロークが
長くなり、また、操作力を強くしなければならない問題
があった。

【０００７】本発明の目的は、全体の幅が小さくでき、
同期する時間も短くて済み、しかも操作が容易な変速器
用シンクロナイザを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の自動車変速器用シンクロナイザ
は、入力軸の回転に伴って回転するギアにより回転され
るドグクラッチの外周にアウタリングをスライド移動自
在に装着し、かつ、このアウタリングのスライド移動を
弾力的に規制する弾性部材を設け、出力軸と一緒に回転
するシンクロナイザハブの外周に、シンクロナイザハブ
と一緒に回転するスリーブをシンクロナイザハブの中心
軸方向にスライド移動自在に装着し、アウタリングとス
リーブに互いに対向する同一傾斜角度の摩擦面をそれぞ
れ形成したことを特徴とする。

【０００９】この自動車変速器用シンクロナイザにおい
て、請求項２に記載したように、前記アウタリングの摩
擦面および／またはスリーブの摩擦面に熱処理された溝
を形成するか溶射処理を施すことによって摩擦係数を増
大させることが好ましい。その場合、請求項３に記載し
たように、前記溶射処理はモリブデンを用いて行うこと
ができる。また、請求項４に記載したように、前記アウ
タリングの摩擦面および／またはスリーブの摩擦面を浸
炭熱処理された複合素材で構成ても良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図３に本発明
の実施の形態による自動車変速器用シンクロナイザの要
部構造を分離斜視図として示す。

【００１１】図３では、シンクロナイザハブ６、スリー
ブ７、アウタリング２、ドグクラッチ１がそれぞれ分離
されて図示されている。図４、５に示すようにシンクロ
ナイザハブ６は、出力軸４にスプライン結合で嵌合さ
れ、スリーブ７は、シンクロナイザハブ６の外周にスプ
ライン結合されている。従って、これらシンクロナイザ
ハブ６とスリーブ７は、何れも出力軸４と一緒に回転す
る。また、スリーブ７はシンクロナイザハブ６の中心軸
方向（出力軸４の中心軸方向と同じ）にスライド移動自
在に装着されている。

【００１２】出力軸４の周囲には、ニードルバルブ１０
を介してギヤ１１が出力軸４に対して相対的に回転自在
に装着されている。このギヤ１１には、出力軸４と同心
状態に配置された入力軸５の回転が、副軸１２のギヤ１
３を介して伝達されており、該ギヤ１１は入力軸５の回
転に伴って回転する。

【００１３】ドグクラッチ１は、ギア１１にスプライン
結合で嵌合されており、ドグクラッチ１はギア１１と一
緒に回転するようになっている。このドグクラッチ１の
外周にはアウタリング２が装着されている。図３に示し
たように、ドグクラッチ１の外周には切欠き部１５が設
けてあり、アウタリング２の内周に形成された凸部１６
をこの切欠き部１５に挿入させることにより、ドグクラ
ッチ１とアウタリング２は一緒に回転するようになって
いる。

【００１４】このようにアウタリング２の凸部１６をド
グクラッチ１の切欠き部１５に挿入させることにより、
アウタリング２はドグクラッチ１の中心軸方向にスライ
ド移動自在になっている。但し、図４、５に示すよう
に、このアウタリング２のスライド移動を弾力的に規制
するためのコイルスプリング３を設けている。

【００１５】また、ドグクラッチ１の外周面には、後述
するように、スリーブ７内面と噛合可能なスプライン部
１８が形成されている。

【００１６】そして、スリーブ７とアウタリング２に
は、互いに対向する同一傾斜角度をもった摩擦面Ａ、Ｂ
がそれぞれ形成されている。図示の例では、摩擦面Ａは
スリーブ７の外周面に形成されており、摩擦面Ｂはアウ
タリング２の内面に形成されている。

【００１７】さて、以上のように構成された本発明の実
施の形態による自動車変速器用シンクロナイザにあって
は、エンジンで発生された動力が入力軸５および副軸１
２を介して各段のギア１１に伝達される。なお、ギア１
１と出力軸４の間にはニードルベアリング１０があるの
で、ギア１１は出力軸４の回転と無関係に空回転するこ
とができる。また実際には、出力軸４には複数の各段の
ギア１１が装着されている場合もあるが、それら各段の
ギア１１は何れもニードルベアリング１０を介して出力
軸４に装着されているので、各段のギア１１は互いに異
なった回転速度で回転することができる。

【００１８】そして、変速操作が行われると、シフトレ
バーの操作で摺動されたスリーブ７がアウタリング２側
に移動しようとする。この移動によって、スリーブ７が
シンクロナイザハブ６の外周にスプライン結合した状態
を維持しながら、スリーブ７内面がドグクラッチ１の外
周面のスプライン部１８と噛み合った時、初めて運転者
が選択した変速比の動力を出力軸４に伝達することがで
きる。しかし、変速操作の開始時においてはスリーブ７
の回転速度（即ち、出力軸４の回転速度）と、とスリー
ブ７と噛み合うべきドグクラッチ１の回転速度（即ち、
ギヤ１１の回転速度）が相違するから、円滑な変速動作
を行うために、スリーブ７とドグクラッチ１が噛み合う
前に両者の相対回転速度を”０”にすることが行われ
る。

【００１９】即ち、スリーブ７がアウタリング２側に移
動すると、スリーブ７の外周面に形成された摩擦面Ａが
アウタリング２の内周面に形成された摩擦面Ｂと接触す
る。そして、シフトレバーの操作でスリーブ７がアウタ
リング２側に押し付けられることにより、スリーブ７と
アウタリング２の間に互いに軸方向の反力が発生する。
この反力と、アウタリング２のスライド移動を弾力的に
規制しているコイルスプリング３の弾力により、ドグク
ラッチ１とスリーブ７間で初期同期摩擦力が発生する。

【００２０】この初期同期摩擦力によりドグクラッチ１
とアウタリング２には回転方向に作用反作用の力が発生
し、スリーブ７とドグクラッチ１とアウタリング２の間
の三面接触が発生する。このような三面接触は、アウタ
リング２の相対的な回転速度がスリーブ７に対して”
０”となる完全同期時まで、スリーブ７の内面スプライ
ンがドグクラッチ１の外周面のスプライン部１８に進入
することを防ぐブロッキング（ｂｌｏｃｋｉｎｇ）を生
じさせるので、完全同期されてから初めてスリーブ７と
ドグクラッチ１がスプライン結合されることになる。

【００２１】このように摩擦面Ａ、Ｂ間の摩擦力により
スリーブ７とドグクラッチ１の回転速度が同一になる
と、シンクロナイザハブ６とスプライン結合を維持した
状態で、シフトレバーの操作により移動させられたスリ
ーブ７がドグクラッチ１外周面のスプライン部１８とス
プライン結合し、出力軸４に動力が伝達されることによ
り変速が完了される。このような状態は図５に図示され
ている。

【００２２】本発明では、図６に示すように、スリーブ
７の外周面の摩擦面Ａに浸炭熱処理された溝２０を形成
し、一方、アウタリング２の内面の摩擦面Ｂにモリブデ
ン等２１を溶射処理（鎔射処理）することにより、両面
Ａ、Ｂ間の摩擦係数を増大させて摩擦トルクを向上させ
ることもできる。

【００２３】これとは反対に、図７に示すように、摩擦
面Ａにモリブデン等２１を溶射処理（鎔射処理）し、熱
処理された摩擦面Ｂに溝２０を形成することにより、摩
擦係数を増大させて摩擦トルクを向上させることもでき
る。

【００２４】また、図８に示すように、摩擦面Ａの表面
にモリブデン２０を溶射処理（鎔射処理）し、溝２０を
形成することによっても前述した場合と同様の効果を得
ることができる。

【００２５】そして、本発明ではアウタリング２の摩擦
面Ｂやスリーブ７の摩擦面Ａに浸炭熱処理を施しても良
く、また、これら摩擦面Ａ、Ｂに浸炭熱処理された溝を
形成しても良い。更に、これら摩擦面Ａ、Ｂに窒化熱処
理を施しても良い。窒化熱処理を施した場合は、特に変
形を最小化でき形態の安定化に寄与し得る。

【００２６】さらに、図９に示すように、スリーブ７
を、例えば銅合金と炭素鋼からなる複合材料で製作する
ようなこともできる。この場合には、外側となる銅合金
部位の熱処理を排除し得るので、製作が容易になり、製
造費用が節減される。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、スリーブとアウタリン
グに形成した摩擦面を中心軸線上から離れた位置に配置
することができるので、摩擦トルクを大きくでき、しか
も、シンクロナイザ全体のの幅を小さくできるようにな
る。本発明のシンクロナイザは迅速な同期が可能であ
り、トランスミッションのコンパクト化が可能になる。
更に、ピンやインナリングのような別の部品が不要であ
り、また、キータイプのシンクロナイザのようにスリー
ブとドグクラッチ間に設置されるブロックリングやイン
サートキーも不要であるので、所要部品数を減らして製
作費用を節減することができる。

【００２８】また、本発明によれば、動力伝達のための
シンクロナイザハブとスリーブとドグクラッチのスプラ
インのピッチ円径をできるだけ大きくすることにより、
シンクロナイザの幅を減らすとともに作動ストロークを
減らすことができるので、同期するのに要する時間、操
作力を減少させることができ、性能の良い変速器用シン
クロナイザを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のキータイプシンクロナイザの要部を示す
概略断面図である。

【図２】従来のピンタイプシンクロナイザの要部を示す
概略断面図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかるシンクロナイザの
要部構造を分離して示した斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかるシンクロナイザの
作動状態を示すもので、シフトレバーが中立である場合
の状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明の実施の形態にかかるシンクロナイザの
作動状態を示すもので、シフトレバーにより変速された
状態を示す縦断面図である。

【図６】摩擦面Ａに溝を形成し摩擦面Ｂの表面にモリブ
デンを用いて溶射処理した形態を示す縦断面図である。

【図７】摩擦面Ａの表面にモリブデンを用いて溶射処理
し摩擦面Ｂに溝を形成した形態を示す縦断面図である。

【図８】本発明によるシンクロナイザの摩擦構造の他の
形態を示すもので、モリブデン鎔射処理された表面に溝
を形成した状態を示す縦断面図である。

【図９】複合素材で構成したシンクロナイザ摩擦構造の
他の形態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ドグクラッチ２アウタリング３コイルスプリング４出力軸５入力軸６シンクロナイザハブ７スリーブＡ摩擦面Ｂ摩擦面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸の回転に伴って回転するギアによ
り回転されるドグクラッチの外周にアウタリングをスラ
イド移動自在に装着し、かつ、このアウタリングのスラ
イド移動を弾力的に規制する弾性部材を設け、出力軸と一緒に回転するシンクロナイザハブの外周に、
シンクロナイザハブと一緒に回転するスリーブをシンク
ロナイザハブの中心軸方向にスライド移動自在に装着
し、アウタリングとスリーブに互いに対向する同一傾斜角度
の摩擦面をそれぞれ形成したことを特徴とする自動車変
速器用シンクロナイザ。
【請求項２】前記アウタリングの摩擦面および／また
はスリーブの摩擦面に熱処理された溝を形成するか溶射
処理を施すことによって摩擦係数を増大させた請求項１
に記載の自動車変速器用シンクロナイザ。
【請求項３】前記溶射処理はモリブデンを用いて行わ
れる請求項１または２に記載の自動車変速器用シンクロ
ナイザ。
【請求項４】前記アウタリングの摩擦面および／また
はスリーブの摩擦面を浸炭熱処理された複合素材で構成
した請求項１、２または３の何れかに記載の自動車変速
器用シンクロナイザ。