JPS621476Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車変速機用シンクロナイザーリン
グに関する。

自動車変速機とりわけ同期かみ合い式変速機は
選択しゆう動式や常時かみ合い式のものに較べ
数々の利点があることから全車種の手動変速機に
汎用されている。この同期かみ合い式変速機にお
いては、歯車と結合スリーブの間にシンクロナイ
ザーリング（同期リング）を配し、このシンクロ
ナイザーリングにより結合スリーブと歯車のスプ
ラインとのかみ合いが始まる前に両者の風速度を
同期させる機構が採用されている。

前記シンクロナイザーリングは変速機において
変速操作をスムーズに行わせるための重要な部品
で、ワーナー式においては内径部に、またピン式
においては外径部にそれぞれ歯車又は同期アウタ
リングのテーパコーンとすり合う傾斜面（テーパ
コーン）を有している。この傾斜面は同期の際に
所定の摩擦力を備えなおかつ十分な耐摩耗性を具
備していることが要求される。この対策として、
従来ではすり合わせ傾斜面を含むシンクロナイザ
ーリングの全体を高力黄銅などの銅合金または鉄
系金属で作り、傾斜面にねじ山を機械加工したの
ちモリブデン溶射やタフトライド処理を施すこと
が行われていた。しかしこのような構造では、銅
合金の場合に素材そのものが高価なうえに加工が
煩雑であるため製造コストが極めて高価となり生
産性も低くなる。後者も高価なモリブデン溶射の
ためやはり製造コストが非常に高くなる。また使
用上もすり合わせ面の径が大きい場合や、相対摺
動速度や操作力の大きい場合には通常のひつかき
摩耗に加えてすり合わせ摩擦熱による塑性流動が
生じ、モリブデン溶射層を形成しておいても短期
間でねじ山が摩耗したり摩擦係数の低下を生じや
すく、シンクロ耐久性が乏しい欠点がある。これ
は、最近のようにギヤオイルの低粘度化やエンジ
ン高出力化によりコーン面のすりあいが過酷にな
るとますます著しい。

このようなことから、セルローズ繊維を主材と
する薄い摩耗紙を同期リング母体に接着する提案
もなされているが、接着方式であるため接着剤の
特性や塗布量、加圧力の大小などにより固定力な
どにバラツキが多く、また気孔の存在により高温
の潤滑油が流出入することや繊維が発熱収縮を反
覆することなどにより接着剤が変質溶融して剥離
を生じやすく、溶融した接着剤により潤滑油を劣
化するなどの問題があつた。また製作上も、セル
ローズ繊維を水中に分散してベンガラ等を吸着さ
せシート材にする工程、このシート材を所定のラ
イニング形状に成形する工程、同期リング母体に
接着剤をミクロンオーダーで塗布する工程、ライ
ニング材を加工接着する工程など多数の工程を要
するため製造コストが高価になるという欠点があ
つた。

本考案は前記したような従来のシンクロナイザ
ーリングの欠点を解消し、耐摩耗性および摩擦力
が良好でしかも構造ならびに製作をきわめて簡単
かつ安価にすることができるこの種シンクロナイ
ザーリングを提供することにある。

上記目的のため本考案はシンクロナイザーリン
グをリング状本体とリング状樹脂片の２部体で構
成し、しかもリング状樹脂片をスプリングバツク
を利用してリング状本体へ機械的に組付け保持さ
せるようにしたものである。

以下本考案に係るシンクロナイザーリングの実
施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図ないし第５図は本考案をワーナー式同期
かみあい変速機に適用した実施例を示すもので、
２０は主軸、２１はハブ、２２はスリーブ、２３
はブロツク、２４は歯車（入力軸歯車）、２４′は
歯車（主軸歯車）であり、歯車２４，２４′には
スプライン２５，２５′が形成されると共に、ス
プライン２５，２５′の前方にはテーパコーン２
６，２６′がそれぞれ形成されている。１は本考
案によるシンクロナイザーリングである。

前記シンクロナイザーリング１は高力黄銅など
の銅系金属、Ｓ４５Ｃなどの鉄系金属、あるいは
アルミニウム合金など任意の材料を鍜造、鋳造す
ることで作られたリング状本体２と、このリング
状本体２と別個に作られリング状本体２に組付け
られることですりあわせ面を構成するリング状樹
脂片３とからなつている。

リング状本体３は公知のシンクロナイザーリン
グと同様に外周の片側にインボリユートスプライ
ン４が形成されると共に、このインボリユートス
プライン４より軸線方向寄りに120、の間隔でブ
ロツクに対する嵌合用凹所５が欠設されている。
シンクロナイザーリングでは内周に歯車のテーパ
コーン２６，２６′に対するすり合わせ用の傾斜
面が形成されるが本考案ではこの傾斜面６を前記
テーパコーン２６又は２６′の径よりも適量（た
とえば0.5〜1.5mm）だけ大きく構成し、かつこの
傾斜面６の半径方向に適度の幅と深さを持つた凹
入部７を数カ所形成している。

このようなリング状本体２に対し、リング状樹
脂片３は熱硬化性の性質を持ち、耐熱性、寸法安
定性などが良好で摩擦係数の比較的高い樹脂分に
充填材を混合した樹脂単体もしくはこれに粉状な
いし繊維状の摩擦係数調整材８を分散した複合体
からなつており、内径側はリング状体２の傾斜面
６とほぼ一致するすりあわせ面９をなすと共に円
周の少なくとも一個所で左右に分割され、その分
割された両端部に前記リング状本体２の凹入部７
に対応する突起１０，１０が一体形成され、この
突起１０，１０をすぼめた状態でリング状本体２
の傾斜面６に組付け、挾持開放により働くリング
部分のスプリングバツクにより突起１０，１０を
凹入部７の壁に係合させ、リング状本体２に保持
させるようにしている。そして使用時に加わるス
ラスト方向の荷重に対抗させるため、第５図ａ，
ｂのように外周面幅方向縁部もしくは幅方向中央
に凸条１１，１１，１１′を一体形成し、これに
対応する部位のリング状本体２には凹溝１２，１
２，１２′を形成し、それら凸条１１，１１，１
１′と凹溝１２，１２，１２′とを嵌合させること
で碇着を図るようにしている。

前記リング状樹脂片３は第４図ａのように分割
個所が一個所のいわゆる平面Ｃ形をなすようなも
のであつてもよいし、第４図ｂのように分割個所
が複数の弧状形であつてもよい。後者の場合、そ
れぞれの分割部体の端部に突起１０，１０を形成
することはいうまでもない。なお、シンクロナイ
ザーリングの径が大きい場合などには必要に応じ
て突起を端部のほか中間部位に形成してもよく、
また突起と凹部の係合用面は図示のように直角状
のほかありとありみぞ型など任意の形状をとるこ
とができる。

第６図ないし第９図は本考案をピン式同期かみ
あい変速機のシンクロナイザーリングに適用した
実施例を示すもので、リング状本体２には同期ガ
イドピン１３によりスリーブと係合されるピン孔
１４を有し、外周に同期アウタリング１５の内面
テーパコーン１６に対する傾斜面６が形成され
る。本考案はこのリング状本体２の傾斜面６を少
しく径小に作り、この傾斜面６に前記ワーナータ
イプと同様な凹入部７を形成し、内方に向いた突
起１０，１０を一体成形したリング状樹脂片３
を、前記突起１０，１０を広げた状態で凹入部７
に嵌め合わせることでリング状本体２に組付け保
持させている。第８図ａ，ｂは前記リング状樹脂
片３の分割態様を示し、第９図ａ，ｂはリング状
樹脂片３の断面態様を示す。それらはワーナータ
イプの場合と同じなため説明は省略する。

なお、前記のようにリング状樹脂片３が樹脂単
体である場合とは、フエノール樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、シアルフタレート、ポリイミド樹脂、シ
リコン樹脂などのレジンに、木粉、木綿、ガラス
繊維、アスベスト、グラフアイトなどを１種又は
２種以上混合したものが挙げられる。その組合せ
は、たとえば、レジン40〜70wt％に木粉10〜
40wt％、ガラス繊維10〜30wt％を添加したもの
や、レジン20〜50wt％に木粉10〜20wt％、アス
ベスト10〜40wt％、ガラス繊維10〜30wt％を添
加したものなどがある。

また、摩擦係数調整材８は高力黄銅などの銅系
金属、SUS材やＳ４５Ｃなどの鉄系金属、炭火け
い素などのセラミツク系材料の１種又は２種以上
が用いられる。それらは粉粒状又は繊維状をな
し、とくに金属系の場合は、切削加工などの際に
生じた切粉を適当な粒度に粉砕したものを用いる
ことができる。そのような摩擦係数調整材８はリ
ング状樹脂片３を成形（射出、圧縮、トランスフ
アーなど）する際にブレンダにより樹脂単体と混
合され、金型に同時注入されることでリング状樹
脂片３の樹脂中に分散したかたちで埋込まれると
共に表面にも析出され、これによりシンクロナイ
ザーリングとして重要な摩擦係数を向上させるも
のである。

従つて摩擦係数調整材８は樹脂単体への添加量
が多いほど適当であるが、あまり添加量が多いと
成形性の低下をもたらす同時に表面析出量が過大
となつてかえつて摩擦係数を低下させる。本考案
者の検討したところによれば、樹脂単体がいずれ
の場合にも、これに対する摩擦係数調整材の添加
量は約60vol％を超えると前記の傾向が強くなつ
た。一般に10〜60vol％とりわけ25〜40vol％あた
りが適当であるといえる。また、摩擦係数調整材
８の粒度は、これがあまり細かいと樹脂に対する
固定力が弱くなるため脱離が生じやすくなり、逆
にあまり粗すぎると成形の際にゲートへひつかか
りが生じて偏析の原因となる。一般に粉状の場合
は150〜20メツシユ（0.17〜1.27mm）であれば前
記した問題は生じない。

本考案のシンクロナイザーリングは前記のよう
にリング状本体２の傾斜面６に数個所凹入部７を
形成し、このリング状本体２に両端部に突起１
０，１０を有するリング状樹脂片３をその突起１
０，１０をすぼめるか（ワーナータイプ）または
広げた状態（ピンタイプ）にしてリング状本体２
に組付けることで構成されるものであり、いずれ
の場合も円周分割構造によるスプリングバツク作
用によりフアスナー式にリング状本体２に保持さ
れる。従つてシンクロナイザーリングの製造工程
は、ねじ山加工やモリブデン溶射を要した一体型
方式はもちろん接着剤塗布、加圧接着などを要し
た摩擦紙接着方式に較べ著しく簡単になる。

上記のようにリング状本体２にリング状樹脂片
３を組付けた状態では多少のガタツキが残る。し
かしこのシンクロナイザーリング１を変速機に組
込んで使用状態においた際には、リング状樹脂片
３は相手部材である歯車２４，２４′のテーパコ
ーン２６，２６′や同期アウタリング１５の内面
テーパコーン１６に押しあてられるためさらに広
がつてリング状本体２の傾斜面６に密着し、ガタ
ツキは消失する。このようにリング状樹脂片３が
寸法に対する自己調整機能を有していることから
リング状本体の加工がいつそう簡単になる。そし
て、変速操作による同方向の荷重に対しては突起
１０，１０と凹入部７の嵌合で回り止めが図ら
れ、また軸線方向の荷重に対しては凸条１１，１
１，１１′と凹溝１２，１２，１２′が抵抗体とな
るため適切な一体化が保持され、凹入部７と突起
１０，１０′の嵌合部分中央に形成される軸方向
溝１７により同時に油の排出が図られ、すりあわ
せ用の樹脂面により耐摩耗性と必要な摩擦係数が
確保される。

なお、リング状樹脂片３を摩擦係数調整材８を
分散複合した構造にしたときには、樹脂質による
全面接触効果と低摩耗特性とにより良好な耐摩耗
性を得ることができると同時に、これに分散析出
させた摩擦係数調整材８がテーパコーン２６，２
６′又は内面テーパコーン、１６と接するため摩
擦係数が一段と向上し、この作用は樹脂質の厚さ
方向断面各部に分散した摩擦係数調整材の再生効
果（めたて現象）により長期にわたり安定して保
持される。従つてきわめて長期にわたり良好なシ
ンクロ耐久性を示す。

以上説明した本考案のシンクロナイザーリング
によるときには、簡単な構造によう耐摩耗性と摩
擦係数を向上して長期にわたり良好なシンクロ耐
久性を得ることができ、しかもそれでいて工程数
を少なくして簡単に量産することができ、リング
状本体（母体）を低級材に移行できることやねじ
山摩耗により廃品となつたシンクロナイザーリン
グにも適用できることとあいまち大幅なコストダ
ウンを図り得るなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るシンクロナイザーリング
を適用した自動車変速機の一例を示す半断側面
図、第２図は本考案シンクロナイザーリングの一
実施例を示す斜視図、第３図は同じくその部分的
な一部切欠平面図、第４図ａ，ｂは本考案におけ
るリング状樹脂片の実施態様を示す斜視図、第５
図ａ，ｂは第４図のものの取付け状態を示す断面
図、第６図は本考案シンクロナイザーリングをピ
ンタイプに適用した実施例を示す一部切欠側面
図、第７図は同じくその部分的な一部切欠正面
図、第８図ａ，ｂは第６図の実施例におけるリン
グ状樹脂片の態様を示す斜視図、第９図ａ，ｂは
同じくその取付け状態を示す断面図である。 １……シンクロナイザーリング、２……リング
状本体、３……リング状樹脂片、７……凹入部、
８……摩擦係数調整材、１０，１０……突起、１
１，１１，１１′……凸条、１２，１２，１２′…
…凹溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 歯車又は同期アウタリングのテーパコーンに
   対するすりあわせ面を有しかつ両端に係合用の
   突起１０，１０を形成したリング状樹脂片３
   と、傾斜面に前記突起１０，１０と嵌りあう凹
   入部７を形成したリング状本体２とからなるシ
   ンクロナイザーリング。 ２ リング状樹脂片３が樹脂単体もしくはこれに
   摩擦係数調整材８を分散複合した成形品である
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のシンクロ
   ナイザーリング。 ３ リング状樹脂片３がリング状本体２の幅方向
   両側縁に形成した凹溝１２，１２に嵌合する凸
   条１１，１１を有している実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のシンクロナイザーリング。 ４ リンゲ状樹脂片３がリング状本体２の幅方向
   中央部に形成した凹溝１２′に嵌合する凸条１
   １′を有している実用新案登録請求の範囲第１
   項記載のシンクロナイザーリング。 ５ リング状樹脂片３が平面Ｃ形である実用新案
   登録請求の範囲第１項又は第３項もしくは第４
   項記載のシンクロナイザーリング。 ６ リング状樹脂片３が円周を複数に分割した複
   数片からなつている実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第３項もしくは第４項記載のシンクロ
   ナイザーリング。