故障・修理
更新日:2019.10.01 / 掲載日:2019.10.01

シンクロメッシュ機構の構造(図解あり)

〔トランスミッションの減速比とトルクの関係〕

 クルマは急坂を登ることもあるし、高速道路を100キロで巡航することもある。つまり、農耕馬の力強さとサラブレッドの俊足が同じクルマに要求されるわけだ。ところが、エンジンが出し得る出力には限界があるから、坂道を登るときには駆動力を大きくし、平坦路を高速で走る場合には、駆動力を犠牲にして車輪の回転数を上げなければならない。
 さて、エンジン出力(つまり回転数)が一定であれば、駆動輪の駆動力(トルク)と回転数(車速)は、常に逆比例の関係にある。そして、この駆動力とスピードの配分をギアのかみ合わせで変えるのがトランスミッションである。
 ミッションのシャフトにはインプットシャフト(入力軸)、アウトプットシャフト(出力軸)、カウンターシャフトの3本があり、各シャフトに、ロースピード・ギア、セカンド・スピード・ギアなどが組み込まれている。そして、アウトプットシャフト上のセカンド・スライドギアやロー&リバース・スライドギアをスライドさせて、1速、2速、後退のかみ合わせを実現させる。3速の場合はインプットシャフトとアウトプットシ ャフトのドグ・クラッチがかみ合い直結になるというわけだ。
 マニュアル・トランスミッションを、ギアのかみ合わせ方法で分類すると、スライディング・メッシュ・タイプ(摺動かみ合い式)、コンスタント・メッシュ・タイプ(常時かみ合い式)、シンクロ・メッシュ・タイプ(等速かみ合い式)の3種類がある。しかし、今日の国産車には、シンクロ・メッシュタイプしか用いられていないので、この方式のメカニズムと作動原理をみていこう。

シンクロメッシュとは?

 シンクロ・メッシュでない従来の方式では、かみ合うギアとギアの周速度(円周上での回転スピード)が一致するのを待ってからシフトしないとギア鳴りなどの不具合が出るので、ダブル・クラッチという高等テクニックが必要だった。そのため、変速する時にかみ合う2つのギアの周速度を同スピードにして、かみ合いをスムーズにするメカニズムが工夫された。これがシンクロメッシュである。

シンクロメッシュ機構の作動原理

 いま、走行中にトップ・ギア(4速)からサード・ギアにシフトダウンした時のシンクロの働きをみてみよう。
 トップ・ギアで走っている時はクラッチ・ハブ・スリーブのほうがサード・ギアよりも回転数が高い。なぜなら、クラッチ・ハブ・スリーブはインプット・シャフトと直結して、エンジンと同じ回転数で回っている。ところが、サード・ギアはカウンター・ギアを介して3速の減速比まで回転が落ちたまま空転しているわけだ。
 そして、クラッチを切りミッシ ョンのインプットシャフトに入るエンジンの動力を切ると、サード・ギアの速度は急激に落ちる。なぜなら、もともと回転速度が遅いうえ、カウンター・ギアやインプットシャフトの重量が回転にブレーキをかけるからだ。
 ところが駆動輪と直結しているアウトプットシャフトとクラッチ・ハブ・スリーブは、駆動輪によって駆動され続けるので、なかなか回転が落ちない。こうして、クラッチ・ハブ・スリーブとサード・ギアとの間に大きな回転差が出てくる。
 この場合、スライディング・タイプでは、ダブル・クラッチを使いサード・ギアの回転数を上げ、クラッチ・ハブ・スリーブとサード・ギアの周速度を同調させてかみ合わせるわけだ。
 シンクロメッシュ・タイプではエンジン回転を上げて同調させる代わりに、シンクロナイザー・リングという一種の円すいクラッチを利用して、クラッチ・ハブ・スリーブとサード・ギアとの間に摩擦力を生じさせ、クラッチ・ハブ・スリーブとサード・ギアの周速度を同調させている。いま、トップからサードにシフト・ダウンしたとしよう。その時ハブ・スリーブのシフト溝にかみ込んだシフト・フォークがハブ・スリーブをサード・ギアの方向に移動させる。ハブ・スリーブとシンクロナイザー・リングを移動させるシフティング・キーは突起の部分でかみ合っているから、ハブ・スリーブに加えられた力は、シフティング・キーに伝わり、シフティング・キーはシンクロナイザー・リングをサード・ギアのコ ーン部(円すい部)に押しつけることになる。
 すると、サード・ギアとシンクロナイザー・リングとの間に摩擦力が発生してサード・ギアの回転が上昇し始める。クラッチ・ハブがさらに移動すると、ハブ・スリ ーブとシフティング・キーのかみ合いがはずれ、ハブ・スリーブが直接、シンクロナイザー・リングの歯に当たって、リングが強い力でサード・ギアのコーン部に押しつけられ、強いシンクロ作用が働くことになる。そして、最終的にはクラッチ・ハブ・スリーブとサ ード・ギアの周速度が一致して、かみ合いが終了するわけだ。

〔シンクロメッシュ機構の作動原理〕

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グーネットピット編集部

ライタープロフィール

グーネットピット編集部

車検・点検、オイル交換、修理・塗装・板金、パーツ持ち込み取り付けなどのメンテナンス記事を制作している、
自動車整備に関するプロ集団です。愛車の整備の仕方にお困りの方々の手助けになれればと考えています。

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