特許 6154116 変速機の同期装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6154116

(24)【登録日】2017年6月9日

(45)【発行日】2017年6月28日

(54)【発明の名称】変速機の同期装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 23/06 20060101AFI20170619BHJP

【ＦＩ】

   F16D23/06 H

   F16D23/06 C

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-231447(P2012-231447)

(22)【出願日】2012年10月19日

(65)【公開番号】特開2014-84881(P2014-84881A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2015年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】592058315

【氏名又は名称】アイシン・エーアイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114720

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 浩

(72)【発明者】

【氏名】川元 貢

(72)【発明者】

【氏名】羽二生 將

(72)【発明者】

【氏名】加藤 博之

【審査官】 瀬川 裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３２９１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実用新案登録第２５１０８６０（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特許第４５７０１１０（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ２３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変速機の同期装置であって、
回転軸の外周上に一体的に回転するハブと、
前記ハブの一側又は両側に位置して前記回転軸に対して相対回転可能に配置したギヤと、
内周に形成したスプラインによって前記ハブの外周上に相対回転不能かつ軸方向に変位可能に設けると共に、同軸方向の変位時に前記スプラインが前記ギヤに形成したスプラインに噛み合って当該ギヤに結合する環状のスリーブと、
前記ハブと前記ギヤの間に配置して外周にスプラインを有すると共に、前記ハブに対して所定角度だけ相対回転可能に組み付けた環状のシンクロナイザリングとを備え、
前記スリーブのスプラインと前記ギヤのスプラインの対向する端部に、それぞれチャンファを形成すると共に、前記シンクロナイザリングのスプラインにおける前記ハブ側の端部にチャンファを形成し、
前記スリーブのチャンファは、一対のチャンファ面を有し、この一対のチャンファ面の先端稜線を外周側に向かうにつれて前記ギヤ側に突出する方向に傾斜させて形成し、
前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部は、前記スリーブのチャンファのエッジに対して退避する面を有し、
該シンクロナイザリングのチャンファの先端部は、
前記シンクロナイザリングのスプラインの根元から所定の高さ位置を境界稜線として外周側に形成した第一チャンファと、
前記境界稜線より内周側に形成し且つ稜線角が前記第一チャンファの稜線角より小さい第二チャンファとからなり、
該第一チャンファ及び第二チャンファが、前記回転軸の回転軸線を通過する垂直面に直交する平断面視で台形状に形成され、前記境界稜線が、先端に向かって次第に幅狭になるコの字状に成形し、
前記回転軸から前記シンクロナイザリングのチャンファの稜線角が変わる境界稜線までの半径であるボーク径を、前記スリーブの小径より大きく設定することで、前記第一チャンファ及び第二チャンファの稜線と前記境界稜線との交点付近が前記スリーブのチャンファ面に接触するようにしたことを特徴とする変速機の同期装置。

【請求項2】

前記シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角を、前記スリーブのチャンファの稜線角より大きく設定した
ことを特徴とする請求項１記載の変速機の同期装置。

【請求項3】

前記シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角と、前記スリーブのチャンファの稜線角との差が、０．１°以上で、かつ、３０°以下である
ことを特徴とする請求項２に記載の変速機の同期装置。

【請求項4】

前記シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角が、前記スリーブのチャンファの稜線角より小さく設定された
ことを特徴とする請求項１記載の変速機の同期装置。

【請求項5】

前記シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角と、前記スリーブのチャンファの稜線角との差が、０．１°以上で、かつ、１０°以下である
ことを特徴とする請求項４に記載の変速機の同期装置。

【請求項6】

前記シンクロナイザリングのチャンファ面の各稜線は、０．１ｍｍ以上で、かつ、１０ｍｍ以下のＲ曲線で形成している
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の変速機の同期装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変速機の同期装置に関し、特にシフト操作性を改善する変速機の同期装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シンクロメッシュ機構を採用する変速機は、回転軸に空転状態で装着された遊転ギヤの一つに、回転軸と同回転するクラッチハブとスプライン等で嵌合したスリーブが軸方向に移動することによりコーン状のシンクロナイザリングを介して遊転ギヤに摩擦力を付与し、遊転ギヤのスリーブに対する回転速度差を無くした状態でスリーブを更に軸方向に移動してスリーブと遊転ギヤとを同期状態で噛み合わせるものである。

【0003】

シフトレバーを操作して前記スリーブを軸方向へ移動させてシンクロナイザリングを介してギヤの回転と同期させ、スリーブのスプラインをギヤのスプラインに噛み合わせる。
前記スリーブのスプラインを前記ギヤのスプラインへ円滑に噛み合わせるために、前記スリーブのスプラインと前記ギヤのスプラインの対向する端部に、それぞれチャンファを形成している。シンクロナイザリングのスプラインの端部にもチャンファを形成している。

【0004】

従来の変速機の同期装置としては、種々の問題を解決するために、特許文献１に示したようにシンクロナイザリングのチャンファの先端部に、スリーブのチャンファのエッジ部に対して退避するカット面を形成している。その理由は、シンクロナイザリングのチャンファ面が削られてチャンファ角度が減少すると、ボーク比が崩れてギヤ鳴りが起こる。しかし、スリーブのチャンファのエッジ部に対して前記カット面が退避することによって、シンクロナイザリングのチャンファ面の角度の減少を防止し、ギヤ鳴りを防止するものである。

【0005】

また、特許文献２では、シンクロナイザリングのチャンファ面はスプラインの根元から所定の高さを境界にして稜線角が異なるようにしている。シンクロナイザリングにおける半径方向内側の稜線角を半径方向外側の稜線角より小さく、かつ０より大きくすることによって、境界稜線と先端稜線との交点がスリーブ側に突出した先端頂点を形成する。その結果、シンクロナイザリングのチャンファがスリーブのチャンファのエッジ部によって削られることを回避しているので、スリーブがシンクロナイザリングを押分けるときに生じる抵抗力が小さくなり、スリーブを小さな力で操作することができる。

【0006】

また、特許文献３では、スリーブ、ギヤ、シンクロナイザリングの各チャンファの稜線角を異なるようにしている。その結果、スリーブのチャンファが、シンクロナイザリングのチャンファに当たる箇所と、ギヤのチャンファに当たる箇所が異なるため、スリーブの偏摩耗を防止し、耐久性が向上する。
また、シンクロナイザリングのチャンファの稜線角は、スリーブのチャンファの稜線角より大きく設定している。その結果、スリーブの歯がシンクロナイザリングの歯の根元側に当たるため、シンクロナイザリングの破損を防止し、耐久性が向上する。
また、スリーブ、ギヤの各チャンファの面頂角を異なるようにし、角度が小さい方のチャンファに面頂角方向のＲ面を設けている。また、ギヤのチャンファに稜線角方向のＲ面を設けている。その結果、スリーブとギヤとの摩擦係数が低くなるため、「ギヤ押し分け力」が減り、シフトの操作性が向上する。
さらに、ギヤのチャンファの稜線角を途中で変えて二段に形成し、外径側チャンファの稜線角とスリーブのチャンファの稜線角とほぼ一致するようにしている。それによって、外径側チャンファがスリーブのチャンファに対して面接触するために、ギヤの偏摩耗の防止、同期性能の向上、シンクロナイザリングの破損防止となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０００−３２９１５９号公報

【特許文献2】特許第４５７０１１０号公報

【特許文献3】実用新案登録第２５１０８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の技術においては、シンクロナイザリングのチャンファのカット面は、スリーブのチャンファのエッジ部に対して退避することで、スリーブのチャンファのエッジ部がシンクロナイザリングのチャンファ面と当接しないようにしている。それでも、シンクロナイザリングのチャンファの稜線角が、そのチャンファの根元から上端まで同じであるので、スリーブがシンクロナイザリングを押し分ける時に、スリーブのチャンファ面がシンクロナイザリングのチャンファ面と面接触にて摺動する。そのために、スリーブがシンクロナイザリングを押し分ける時の摺動抵抗が増加する。また、スリーブのチャンファのエッジがシンクロナイザリングのチャンファ面に食い込む可能性がある。したがって、シフトの操作性の向上のため、悪化要因のチャンファ面の当たり改善を図る必要がある。

【0009】

特許文献２および特許文献３の技術においては、同期状態の初期に、スリーブのチャンファのエッジがシンクロナイザリングのチャンファ面の境界稜線に当接し、その状態で、スリーブがシンクロナイザリングを押し分ける。この時、当接箇所が前記境界稜線であるので、スリーブが摺動するときに生じる抵抗力が小さいために、シフト力積の低減が図られる。
なお、シフト力積とは、変速機のシフトの操作性を、操作時間と操作力の積で表したものである。前記シフト力積の値が小さいほど、シフトの操作性が優れていることになる。したがって、シフト力積のさらなる低減を図ることは、シフトの操作性が向上することになる。

【0010】

本発明は上記に鑑みなされたものであり、シンクロナイザリングの押し分けストロークを短縮し、シフトの操作性を改善した変速機の同期装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、本発明の変速機の同期装置は、回転軸の外周上に一体的に回転するハブと、前記ハブの一側又は両側に位置して前記回転軸に対して相対回転可能に配置したギヤと、内周に形成したスプラインによって前記ハブの外周上に相対回転不能かつ軸方向に変位可能に設けると共に、同軸方向の変位時に前記スプラインが前記ギヤに形成したスプラインに噛み合って当該ギヤに結合する環状のスリーブと、前記ハブと前記ギヤの間に配置して外周にスプラインを有すると共に、前記ハブに対して所定角度だけ相対回転可能に組み付けた環状のシンクロナイザリングとを備え、前記スリーブのスプラインと前記ギヤのスプラインの対向する端部に、それぞれチャンファを形成すると共に、前記シンクロナイザリングのスプラインにおける前記ハブ側の端部にチャンファを形成し、前記スリーブのチャンファは、一対のチャンファ面を有し、この一対のチャンファ面の先端稜線を外周側に向かうにつれて前記ギヤ側に突出する方向に傾斜させて形成し、前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部は、前記スリーブのチャンファのエッジに対して退避する面を有し、該シンクロナイザリングのチャンファの先端部は、前記シンクロナイザリングのスプラインの根元から所定の高さ位置を境界稜線として外周側に形成した第一チャンファと、前記境界稜線より内周側に形成し且つ稜線角が前記第一チャンファの稜線角より小さい第二チャンファとからなり、該第一チャンファ及び第二チャンファが、前記回転軸の回転軸線を通過する垂直面に直交する平断面視で台形状に形成され、前記境界稜線が、先端に向かって次第に幅狭になるコの字状に成形し、前記回転軸から前記シンクロナイザリングのチャンファの稜線角が変わる境界稜線までの半径であるボーク径を、前記スリーブの小径より大きく設定することで、前記第一チャンファ及び第二チャンファの稜線と前記境界稜線との交点付近が前記スリーブのチャンファ面に接触するようにしたことを特徴とする。

【0013】

また、前記シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角を、前記スリーブのチャンファの稜線角より大きく設定したものとしてもよい。

【0014】

また、前記シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角と、前記スリーブのチャンファの稜線角との差が、０．１°以上で、かつ、３０°以下であるものとしてもよい。

【0015】

また、前記シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角が、前記スリーブのチャンファの稜線角より小さく設定されたものとしてもよい。

【0016】

また、前記シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角と、前記スリーブのチャンファの稜線角との差が、０．１°以上で、かつ、１０°以下であるものとしてもよい。

【0017】

また、前記シンクロナイザリングのチャンファ面の各稜線は、０．１ｍｍ以上で、かつ、１０ｍｍ以下のＲ曲線で形成しているものとしてもよい。

【発明の効果】

【0018】

また、本発明によれば、スリーブによってシンクロナイザリングを押し分ける際、前記シンクロナイザリングのチャンファが、回転軸線を通過する垂直面に直交する平面視で台形状に形成されているので、スリーブのチャンファがシンクロナイザリングのチャンファを押し分けるストローク（「押し分けストローク」という）を短縮することができる。その結果、押し分け力積を低減できるため、シフトの操作性が向上する。また、押し分けストロークが短縮するので、シフト力積も低減できる。
また、シンクロナイザリングのチャンファの先端部に面を形成したので、押し分け時においてシンクロナイザリングの歯元に集中する応力が軽減される。そのため、シンクロナイザリングのスプラインの強度が増加する。また、台形形状により、シンクロナイザリングのチャンファがコンパクトになり、材料低減に伴い、コスト低減にもつながる。
また、スリーブのスプラインが、シンクロナイザリングのスプラインを押し分ける量（「押し分け量」という）も小さくすることができる。そのため、ハブに対してシンクロナイザリングを所定角度だけ相対回転可能とするインデックス部におけるシンクロナイザリングの回転変化量が少なくなるので、エンジン回転変動による“たたき”から生じる前記インデックス部の摩耗が減少するため、インデックス部の耐久性が向上する。

【0019】

また、シンクロナイザリングのチャンファが、回転軸線を通過する垂直面に対する側面視で台形状に形成されているので、前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部の面と、第一チャンファと第二チャンファの境界稜線との交点付近が、前記スリーブのチャンファ面に接触する。これにより、シンクロナイザリングの前記交点付近が前記スリーブのチャンファ面を摺動するため、スリーブのチャンファのエッジで削られることに比べて摩擦抵抗が低くなり、押し分け力が小さくなるので、シフト操作性が向上する。

【0020】

また、シンクロナイザリングのボーク径は、スリーブの小径より大きくすることで、前記シンクロナイザリングの先端部の面と、第一チャンファと第二チャンファの境界稜線との交点付近が、確実に前記スリーブのチャンファの面に接触する。そのため、前記スリーブのチャンファのエッジで削られるような動きが回避され、摩擦抵抗が低くなり、押し分け力が小さくなるので、シフト操作性が向上する。

【0021】

また、シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角は、スリーブのチャンファの稜線角より大きいので、第一チャンファがスリーブのチャンファのエッジと接触するのを避ける逃げ部が形成される。それによって、前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部の面と、第一チャンファと第二チャンファの境界稜線との交点付近が、前記スリーブのチャンファ面に接触する。そのため、前記スリーブのチャンファのエッジで削られるような動きが回避され、摩擦抵抗が低くなり、押し分け力が小さくなるのでシフト操作性が向上する。

【0022】

また、シンクロナイザリングの第一チャンファの稜線角と、スリーブのチャンファの稜線角との差が、０．１°以上で、かつ、３０°以下であることで、前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部の面と、第一チャンファと第二チャンファの境界稜線との交点付近が、前記スリーブのチャンファ面に確実に接触することができる。これにより、スリーブのチャンファのエッジがシンクロナイザリングのチャンファ面に食い込まないようにできる。

【0023】

また、シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角は、スリーブのチャンファの稜線角より小さいので、第二チャンファがスリーブのチャンファのエッジと接触するのを避ける逃げ部が形成される。それによって、前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部の面と、第一チャンファと第二チャンファの境界稜線との交点付近が、前記スリーブのチャンファ面に接触する。そのため、前記スリーブのチャンファのエッジで削られるような動きが回避され、摩擦抵抗が低くなり、押し分け力が小さくなるのでシフト操作性が向上する。

【0024】

また、シンクロナイザリングの第二チャンファの稜線角と、スリーブのチャンファの稜線角との差が、０．１°以上で、かつ、１０°以下であることで、前記シンクロナイザリングのチャンファの先端部の面と、第一チャンファと第二チャンファの境界稜線との交点付近が、前記スリーブのチャンファ面に確実に接触することができる。これにより、スリーブのチャンファのエッジがシンクロナイザリングのチャンファ面に食い込まないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、本発明の一の実施形態に係る変速機の同期装置の概略を示す断面図である。

【図2】図２は、シンクロナイザリングのチャンファが、スリーブのチャンファに接触する時の状態を示す側面図である。

【図3】図３は、シンクロナイザリングにおけるスプラインのチャンファの概略を示す斜視図である。

【図4】図４は、シンクロナイザリングのチャンファが、スリーブのチャンファに接触する時の状態を示す平面図である。図である。

【図5】図５（Ａ）は、図１においてＩ−Ｉ線の断面を右方向に視たとき、あるいは図５（Ｂ）において矢視ＶＢ−ＶＢ線のインデックス部を示す側面図で、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のハブのインデックス部を上から視た平面図である。

【図6】図６（Ａ）は、従来のスリーブのチャンファが、シンクロナイザリングのチャンファを押し分ける時の押し分けストロークを示す平面図で、図６（Ｂ）は、本実施形態のスリーブのチャンファが、シンクロナイザリングのチャンファを押し分ける時の押し分けストロークを示す平面図である。

【図7】図７（Ａ）は、従来のスリーブのチャンファが、シンクロナイザリングのチャンファを押し分ける時の押し分け量を示す平面図で、図７（Ｂ）は、本実施形態のスリーブのチャンファが、シンクロナイザリングのチャンファを押し分ける時の押し分け量を示す平面図である。

【図8】図８（Ａ）は、従来のシンクロナイザリングのチャンファが、チャンファの面頂角を鋭角化したスリーブによって押し分けられる状態を示す平面図で、図８（Ｂ）は、本実施形態のシンクロナイザリングのチャンファが、前記スリーブによって押し分けられる状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面に示した実施形態に基づき本発明の変速機の同期装置をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係る変速機の同期装置の概略を示すものである。

【0027】

本実施形態の変速機の同期装置１０は、スプラインによって回転軸１１の外周上に、回転方向に固定される一方、軸方向にスライド可能に配置され、前記回転軸１１と一体的に回転するハブ２０と、前記ハブ２０の両側に位置してそれぞれ前記回転軸１１の外周上に相対回転可能に配置したギヤ３０と、を備えている。
なお、ハブ２０と、その両側のギヤ３０における同期機構は、同様の構造であるので、一方の側についてのみ説明し、他方の側の説明は省略する。

【0028】

前記ギヤ３０は、外周に歯部３１が形成されており、ハブ２０側に位置してピースギヤ部３２が一体的に設けられている。ピースギヤ部３２の外周にはスプライン３３が形成され、前記ピースギヤ部３２のハブ２０側にはコーン面３４が形成されている。

【0029】

環状のスリーブ２１が、その内周に形成したスプライン２２によって、前記ハブ２０の外周上に相対回転不能かつ軸方向に変位可能に設けられている。前記スリーブ２１は、シフトレバーの操作によって軸方向に変位すると、前記スプライン２２が前記ピースギヤ部３２に形成したスプライン３３に噛み合ってギヤ３０に結合する構成である。
また、前記スリーブ２１の内周には、複数のキー２４が周方向の複数の所定位置で、前記ハブ２０の外周側に形成した穴部２８内に設けたスプリング２３によって外向きに押圧係合されている。なお、図１では複数のキー２４のうち一つのみを図示している。

【0030】

前記ハブ２０と前記各ギヤ３０のピースギヤ部３２の間には、環状のシンクロナイザリング４０がそれぞれ配置されている。前記各シンクロナイザリング４０は、当該シンクロナイザリング４０に形成した溝２６へ挿入された前記キー２４によって周方向に隙間をおいて係止され、前記溝２６の周方向の位置および長さに関係して、ハブ２０とスリーブ２１に対して所定角度範囲だけ相対的に回動できる構成である。
図１においてハブ２０の右側に位置するシンクロナイザリング４０は、最も内側に位置するインナーリング４０ａと、中間に位置するミドルリング４０ｂと、最も外側に位置するアウターリング４０ｃと、からなる。ただし、このマルチシンクロナイザリングに限定されず、シングルシンクロナイザリングでも適用可能である。
前記各シンクロナイザリング４０の外周には、前記スリーブ２１のスプライン２２と噛み合い可能なスプライン４１を設けている。一方、前記各シンクロナイザリング４０の内周には、前記ピースギヤ部３２のコーン面３４へ接触するコーン面４２を形成している。

【0031】

前記スリーブ２１のスプライン２２と前記ピースギヤ部３２のスプライン３３の対向する端部には、それぞれチャンファ２５，３５を形成している。さらに、前記シンクロナイザリング４０のスプライン４１における前記ハブ２０側の端部にも、チャンファを形成している。

【0032】

前記スプライン２２のチャンファ２５は、各スプライン２２の歯の幅方向の中心線に対して対称的に配置された一対のチャンファ面からなる。その一対のチャンファ面の先端稜線２５ａは、外周側（図２において上側）に向かうにつれてギヤ３０側へ突出する方向に傾斜している。

【0033】

前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５の先端部は、図３および図４に示すように前記スリーブ２１のチャンファ２５のエッジ２６に対して退避する面４３を有する。しかも、図４に示すように回転軸線を通過する垂直面に直交する平面視で台形状をなしている。
さらに、前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５の先端部は、図２および図３に示すように前記スプライン４１の根元から所定の高さ位置を境界稜線４４として外周側に形成した第一チャンファ４５ａと、前記境界稜線４４より内周側に形成した第二チャンファ４５ｂと、からなる。前記第二チャンファ４５ｂの稜線角βは、前記第一チャンファ４５ａの稜線角αより小さく形成している。しかも、図２に示すように回転軸線を通過する垂直面に対する側面視で台形状をなしている。

【0034】

本実施形態では、前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５における先端部の面４３は、図４に示すように軸方向に対してほぼ直交するように形成している。しかし、前記スリーブ２１のチャンファ２５のエッジ２６に対して退避する面４３であれば、軸方向に対して斜めに交差するように形成してもよい。

【0035】

また、前記シンクロナイザリング４０のボーク径は、図２に示すように前記スリーブ２１の小径より大きくしている。なお、ボーク径とは、前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５の稜線角が変わる位置までの径である。

【0036】

また、本実施形態の同期装置１０においては、図５に示すようにシンクロナイザリング４０とハブ２０の相対位置を決めるためのインデックス部２７を有している。図５（Ａ）は、図１においてＩ−Ｉ線の断面を右方向に視たときの一部を示し、特にインデックス部２７を示している。あるいは、図５（Ｂ）において矢視ＶＢ−ＶＢ線のインデックス部２７を示す側面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のハブ２０のインデックス溝２７ａを上から視た図である。

【0037】

シンクロナイザリング４０は、例えばアウターリング４０ｃが周方向の複数の所定位置にてハブ２０側に突出した複数のインデックス凸部２７ｂを有している。ハブ２０は、前記各インデックス凸部２７ｂを挿入して係合するための複数のインデックス溝２７ａを有する。しかも、シンクロナイザリング４０とハブ２０とが所定範囲（所定角度だけの範囲）で相対回転可能となるように、各インデックス溝２７ａと各インデックス凸部２７ｂは、図５（Ｂ）に示すように隙間Ａを有して係合している。

【0038】

次に、上記の変速機の同期装置１０の動作を説明する。
シフトレバーを操作してスリーブ２１を軸方向に移動させると、スリーブ２１とキー２４は中央の突起でかみ合っているので、スリーブ２１の力はキー２４に伝わり、前記キー２４によってシンクロナイザリング４０のコーン面４２がピースギヤ部３２のコーン面３４へ押し付けられ、初期摩擦力を発生させる。その摩擦力によって、シンクロナイザリング４０はハブ２０およびスリーブ２１に対して回動され、所定角度範囲の一方の末端位置に押し付けられて停止する。この時、シンクロナイザリング４０のスプライン４１のチャンファ４５は、スリーブ２１のスプライン２２のチャンファ２５に相対して、スリーブ２１のスライドを阻止する状態になる。

【0039】

スリーブ２１がさらに軸方向に移動すると、キー２４とのかみ合いがはずれ、前記スリーブ２１はチャンファ２５面を介して直接、シンクロナイザリング４０のチャンファ４５面へ押し付ける。このとき、シンクロナイザリング４０のコーン面４２とピースギヤ部３２のコーン面３４との摩擦トルクは、スリーブ２１のチャンファ２５面で発生する押し分けトルクより大きくなる必要がある。前記摩擦トルクが前記押し分けトルクより小さい場合は、同期完了できず、シンクロナイザリング４０を押し分けてスリーブ２１が進み、ギヤ鳴りが発生する。同期が完了するまでの間に前記コーン面３４，４２同士の動摩擦がある限りは、スリーブ２１のスライドが阻止されて同期が促される。

【0040】

同期が完了すると、スリーブ２１とギヤ３０との間の回転速度差が無くなる。すると、シンクロナイザリング４０のコーン面４２とピースギヤ部３２のコーン面３４との摩擦トルクが減少し、スリーブ２１はチャンファ２５でシンクロナイザリング４０を前述した所定角度範囲の一方の末端位置から戻してスライドし、ピースギヤ部３２のスプライン３３に噛み合うことになる。

【0041】

次に、スリーブ２１がシンクロナイザリング４０を押し分ける作用について説明する。
本実施形態では、前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５が、回転軸線を通過する垂直面に直交する平面視で台形状に形成されているので、図６に示すようにスリーブ２１のスプライン２２がシンクロナイザリング４０のスプライン４１を押し分けるストローク（「押し分けストローク」という）を短縮することができる。

【0042】

図６は、従来のシンクロナイザリング５０のチャンファ５１あるいは本実施形態のシンクロナイザリング４０のチャンファ４５と、スリーブ２１のチャンファ２５との接触状態を示すものである。
図６（Ａ）に示すように従来のシンクロナイザリング５０のチャンファ５１の押し分けストロークＳ_１と、図６（Ｂ）に示すように本実施形態のシンクロナイザリング４０のチャンファ４５の押し分けストロークＳ_２との差ΔＳ（＝Ｓ_１−Ｓ_２）が明らかである。差ΔＳの分だけ、押し分けストロークの短縮を図ることができる。その結果、押し分け力積を低減できるため、シフトの操作性が向上する。

【0043】

なお、押し分け力積とは、押し分け動作の間にかかる力と、力がかかっている時間とを掛けたもので、シフト力積と同様に、押し分け力積の値が小さいほど、シフトの操作性が優れていることになる。
上記のように押し分けストロークが短縮するので、変速機内部でのシフトストロークを低減でき、合わせてノブ上のシフトストロークも低減できる。

【0044】

また、押し分け時において、図６（Ａ）の従来のシンクロナイザリング５０では、チャンファ５１の先端部に応力が集中するが、図６（Ｂ）の本実施形態のシンクロナイザリング４０では、チャンファ４５の先端部に面４３を形成したので、シンクロナイザリング４０の歯元に集中する応力が軽減される。そのため、スプライン４１の強度が増すことになる。また、押し分けストロークが短縮されるため、スプライン４１がコンパクトになり、材料低減で、コスト低減にもつながる。

【0045】

さらに、前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５が、回転軸線を通過する垂直面に直交する平面視で台形状に形成されているので、図７に示すようにスリーブ２１のスプライン２２がシンクロナイザリング４０を押し分ける量（「押し分け量」という）も小さくすることができる。
図７は、実線が、従来のシンクロナイザリング５０のチャンファ５１あるいは本実施形態のシンクロナイザリング４０のチャンファ４５と、スリーブ２１のチャンファ２５との接触状態を示すものである。二点鎖線は、押し分けが完了した状態を示すものである。
図７（Ｂ）に示すように本実施形態のシンクロナイザリング４０のチャンファ４５の押し分け量Ｌ_２は、図７（Ａ）に示すように従来のシンクロナイザリング５０のチャンファ５１の押し分け量Ｌ_１より小さいことが明らかである。その結果、押し分け力積を低減できるため、シフトの操作性が向上する。

【0046】

さらに、前記の押し分け量Ｌ_２が小さくなることから、インデックス部２７における耐久性が向上する。
上記のインデックス部２７では、エンジンの回転変動によって、ハブ２０のインデックス溝２７ａと、シンクロナイザリング４０のインデックス凸部２７ｂとで繰り返しの衝突が生じる。上記の隙間Ａが小さいために、上記の繰り返しの衝突によってインデックス部２７が摩耗することになる。しかも、インデックス部２７の接触面圧が高いと、インデックス部２７の摩耗が著しくなる。
しかし、上記のように押し分け量Ｌ_２が小さくなることによって、インデックス部２７におけるシンクロナイザリング４０の回転変化が小さくなるので、ハブ２０のインデックス溝２７ａと、シンクロナイザリング４０のインデックス凸部２７ｂの摩耗を減らす効果、つまりインデックス部２７の耐久性が向上する。

【0047】

また、変速機の同期装置１０におけるシフト操作性を向上するために、スリーブ２１のチャンファ２５の面頂角を鋭角化することがある。
図８（Ａ）に示すように従来のシンクロナイザリング５０のチャンファ５１の場合は、押し分けストロークが大きいために、スリーブ２１がシンクロナイザリング５０の押し分けを完了する前に、前記スリーブ２１がピースギヤ部３２のスプライン３３のチャンファ３５と噛み合う領域に入ってしまう。
その結果、図８（Ａ）の実線で示すピースギヤ部３２のように、スリーブ２１のチャンファ２５面の同じ側が、シンクロナイザリング５０とピースギヤ部３２に接触して二重押し分けとなる。この場合、スリーブ２１には、シンクロナイザリング５０とピースギヤ部３２の両方を押し分ける力がかかるので重くなる。
あるいは、図８（Ａ）の二点鎖線で示すピースギヤ部３２のように、スリーブ２１のチャンファ２５面の異なる側が、シンクロナイザリング５０とピースギヤ部３２に対して接触してシフトロックとなる。この場合、スリーブ２１がシンクロナイザリング５０とピースギヤ部３２に阻まれて押し分けることができない。

【0048】

図８においては、図８（Ａ）の従来のシンクロナイザリング５０では押し分け完了していない時に、図８（Ｂ）の本実施形態のシンクロナイザリング４０では押し分け完了している状態を示している。したがって、ストロークの差を寸法Ｂとすると、本実施形態のシンクロナイザリング４０が図８（Ａ）と同じ状態の時では、スリーブ２１の先端がＢ寸法だけ後退することになる。その理由で、スリーブ２１のチャンファ２５の面頂角を鋭角化した場合であっても、本実施形態のシンクロナイザリング４０は、上記の二重押し分けやシフトロックを防止することができる。

【0049】

前述したように、本実施形態のシンクロナイザリング４０のボーク径は、図２に示すように前記スリーブ２１の小径より大きくしているので、シンクロナイザリング４０の先端部の面４３と、第一チャンファ４５ａと第二チャンファ４５ｂの境界稜線４４との交点付近が、確実に前記スリーブ２１のチャンファ２５の面に接触する。その結果、前記スリーブ２１のチャンファ２５のエッジで削られるような動きが回避され、押し分け力を小さくすることができ、押し分け力積の値が小さくなるので、シフトの操作性が向上する。

【0050】

また、図２に示すように、前記シンクロナイザリング４０の第一チャンファ４５ａの稜線角αは、前記スリーブ２１のチャンファ２５の稜線角γより大きくする。なお、前記稜線角γは軸方向に直交する垂線から図２において時計回り方向の角度である。それによって、スリーブ２１を押し分ける時に、第一チャンファ４５ａがスリーブ２１のチャンファ２５と接触するのを避ける逃げ部が形成される。前記逃げ部は、シンクロナイザリング４０の先端部の面４３と、第一チャンファ４５ａと第二チャンファ４５ｂの境界稜線４４との交点付近が、前記スリーブ２１のチャンファ２５面に接触するようにする。その結果、スリーブ２１のチャンファ２５のエッジで削られるような動きが回避され、押し分け力が小さくなるのでシフト操作性が向上する。

【0051】

前記シンクロナイザリング４０の第一チャンファ４５ａの稜線角αと、前記スリーブ２１のチャンファ２５の稜線角γとの差θ_１（＝α−γ）が、０．１°以上で、かつ、３０°以下であることが望ましい。それによって、シンクロナイザリング４０の先端部の面４３と、第一チャンファ４５ａと第二チャンファ４５ｂの境界稜線４４との交点付近が、前記スリーブ２１のチャンファ２５面に確実に接触する設定となる。しかも、前記交点付近がスリーブのチャンファ２５面に食い込まないように防止できる。

【0052】

また、図２に示すように、前記シンクロナイザリング４０の第二チャンファ４５ｂの稜線角βは、前記スリーブ２１のチャンファ２５の稜線角γより小さくする。それによって、スリーブ２１のチャンファ２５がシンクロナイザリング４０のチャンファ４５を押し分ける時に、第二チャンファ４５ｂがスリーブ２１のチャンファ２５と接触するのを避ける逃げ部が形成される。前記逃げ部は、シンクロナイザリング４０の先端部の面４３と、第一チャンファ４５ａと第二チャンファ４５ｂの境界稜線４４との交点付近が、前記スリーブ２１のチャンファ２５面に接触するようにする。その結果、スリーブ２１との接触面積が小さく摩擦抵抗が低くなり、押し分け力が小さくなるのでシフト操作性が向上する。

【0053】

前記シンクロナイザリング４０の第二チャンファ４５ｂの稜線角βと、前記スリーブ２１のチャンファ２５の稜線角γとの差θ_２（＝γ−β）が、０．１°以上で、かつ、１０°以下であることが望ましい。それによって、シンクロナイザリング４０の先端部の面４３と、第一チャンファ４５ａと第二チャンファ４５ｂの境界稜線４４との交点付近が、前記スリーブ２１のチャンファ２５面に確実に接触する設定となる。しかも、前記交点付近がスリーブのチャンファ２５面に食い込まないように防止できる。

【0054】

前記シンクロナイザリング４０のチャンファ４５面の各稜線４４，４６は、０．１ｍｍ以上で、かつ、１０ｍｍ以下のＲ曲線で形成していることが望ましい。これによって、シンクロナイザリング４０のチャンファ４５面の各稜線４４，４６がスリーブ２１のチャンファ２５面に接触する際に、力が分散されることになるので、摩擦抵抗が小さくなり、シフト操作が向上する。

【符号の説明】

【0055】

１０ 同期装置
１１ 回転軸
２０ ハブ
２１ スリーブ
２２ スリーブ側スプライン
２３ スプリング
２４ キー
２５ チャンファ
２５ａ 先端稜線
２６ エッジ
２７ インデックス部
２７ａ インデックス溝 ２７ｂ インデックス凸部
２８ 穴部
３０ ギヤ
３１ 歯部
３２ ピースギヤ部
３３ ギヤ側スプライン
３４ コーン面
３５ チャンファ
４０ シンクロナイザリング（本実施形態の） ４０ａ インナーリング
４０ｂ ミドルリング ４０ｃ アウターリング
４１ リング側スプライン
４２ コーン面
４３ 面
４４ 境界稜線
４５ チャンファ
４５ａ 第一チャンファ ４５ｂ 第二チャンファ
４６ 稜線
５０ シンクロナイザリング（従来の）
５１ チャンファ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】