JP2011506877A - パワー補助要素 - Google Patents

Abstract

本発明は、変速機同期装置（１）の同期ハブ（２）に取り付けるためのパワー補助要素（１１）であって、基部（１７）を備え、基部（１７）は、高さ（１８）と、平面図で見たときの長さ（１９）と幅（２０）を有し、設置されるときにこの長さの方向が同期ハブ（２）の周方向になるようにされ、基部（１７）は、長さ（１９）方向で互いに反対側にある２つの遠位端部区画（２１）を備えており、設置された状態で、そのそれぞれの表面に形成された機能面（２２）が同期ハブ（２）と協働するパワー補助要素に関する。機能面（２２）は、長さ（１９）に沿って反対方向に傾けて設計されているか、または、基部（１７）の長さ（１９）方向を向いた長手方向中心軸（３７）に沿ってずれていて、機能面（２２）が、それぞれ、基部（１７）の最長の長さの方向（１９）に対して鋭角（２３）の方向を向いている。

Description

本発明は、変速機同期装置の同期ハブに取り付けるためのパワー補助要素であって、高さと、平面図で見たときの長さと幅を有する基部を持ち、設置されるときにこの長さの方向が前記同期ハブ（２）の周方向になるようにされ、基部は、長さ方向で互いに反対側にある２つの遠位端部区画を備えており、そのそれぞれの表面には機能面が形成されていて、２つの端部区画は、設置された状態で同期ハブと協働し、同期ハブは、スリーブ歯形部を備えていて、外周の一部を延びており、パワー補助要素を取り付けるために配置された凹部によって中断されている構成のパワー補助要素と、
シャフトに取り付けられた少なくとも１つの同期ハブと、その同期ハブに対して軸方向の互いに反対側の位置に配置された少なくとも１つの同期リングと、シャフトに取り付けられた少なくとも１つのギアと、同期リングの下に直立して配置されていてその同期リングに能動的に接続される少なくとも１つの摩擦装置と、同期ハブの上方に配置された少なくとも１つのスリップ結合スリーブとを備えていて、ギアと同期リングの間には結合本体が配置され、同期ハブは少なくとも１つの凹部を備えていて、その凹部の中にはバネを装着された少なくとも１つのパワー補助要素が配置される構成の変速機−同期装置に関する。

現在のところ、ヨーロッパで大量生産されている変速機では、主にボルグ−ワーナー型の同期が利用されている。このような変速機は、通常は、シフトさせるギアごとに、アイドラーギアと、シフト歯形部および摩擦コーンを有する結合本体と、逆コーンおよびロック用歯形部を有する同期リングのほか、挿入部歯形部およびスリーブ歯形部を有する同期ハブも備えている。この同期ハブには、バネを装着した押圧部材が配置されている。予備同期させるためのシフト歯形部および内側歯形部を有するスリップ結合スリーブがあるため、同期ハブは、シフト力により、バネを装着した押圧部材とともに、シフトさせるギアの方向へと移動するため、同期リングと同期コーンのコーン面は押圧部材によって互いに押し付けられる。同期リングは、摩擦トルクにより、接線方向の遊びの範囲内で同期ハブの中を回転するため、リングのギアとスリップ結合スリーブは互いに歯の半分の幅だけ移動する。シフト力が、押圧部材の圧縮バネがあらかじめ及ぼす力に依存する予備同期力よりも大きくなると、スリップ結合スリーブは、同期リング上をロック用歯形部まで移動し、スリップ結合スリーブの歯が互いに接触する。コーン面同士の摩擦とロック用歯形部の表面での摩擦から生じる止めトルクが、歯形部の傾斜角によって生じる復元モーメントよりも大きい限り、スリップ結合スリーブが軸方向にそれ以上移動することはない。エンジン側のギア要素は摩擦トルクによって加速または減速され、主な同期がこのようにして起こる。同期リングと同期コーンの同期操作を行なっている間、止めトルクはほぼゼロであるため、歯と、歯の間隔が互いに逆になるまで、同期リング上のロック用歯形部によって同期リングの回転が引き起こされる。スリップ結合スリーブの歯形部は同期リングのロック用歯形部を通って滑る。すると傾斜部を有するスリップ結合スリーブの歯形部は同期コーン上のカップリング用歯形部の上を滑り、歯と歯の間隔が互いに逆になるまで、結合本体をアイドラーギアとともに回転させ、駆動軸とアイドラーギアの間に形が閉じた接続を形成することができる。

従来技術において用いるシフト力を小さくするため、ボルグ−ワーナー・システムに対するいくつかの変更がすでに報告されている。
例えば特許文献１から、同期ハブと同期リングの間の増幅機構が知られている。この増幅機構は、スリップ結合スリーブが対応する速度段の歯車に向かって運動することによって生じる圧力を受ける位置にあるため、その圧力を増幅して同期リングに伝達する。この増幅機構は、周方向で少なくとも２つの区画に分割されていて複数のレバー・ヘッドを有する一対のレバーからなる。レバー・ヘッドは、傘形エッジを持つ。この傘形エッジは、スリップ結合スリーブの運動に伴う直接的な接触によって発生する軸方向の力を受けてその力を径方向の力成分に分解するための係合位置を形成している。その径方向の力成分は中心に向かっていて、軸方向の力成分を形成する。その軸方向の力成分は、スリップ結合スリーブの周方向内側ウェッジ歯形部に設けられた傘形エッジがレバー・ヘッドの傘形エッジに押し付けられるときに発生する。

斜めになった面を通じてパワーを増幅する別の例は、従来技術の文献に記載されている。例えば特許文献２には、同期リング上に２つの斜面を有するノブ装置を設け、そのノブ装置がハブの相補的ノブ装置と協働することでパワーを増幅するできることが記載されている。この実施態様では、まっすぐな端面が長方形の押圧部材に作用を及ぼす。

特許文献３には、パワーを増幅するため押圧部材をさらに別の形にしたものが記載されている。押圧部材は、平面図に見られるように、Ｈ形に設計されている。そのようなＨ形の押圧部材の端部区画には断面延長部が設けられていて、その押圧部材の主要部と端部区画の移行部には、中点に向かって傾けて設計された斜めの面が設けられている。そのため同期ハブは、押圧部材を取り付けるために設けられた凹部に、その押圧部材の斜面と相補的な傘形部も備えている。

ドイツ国特許ＤＥ６９６１７８２１Ｔ２ ドイツ国特許ＤＥ２２４３５２２Ａ ヨーロッパ特許ＥＰ１７５００２５Ａ２ ドイツ国特許ＤＥ６９４０６４１３Ｔ２

本発明の目的は、変速機同期装置のためのパワー補助要素、またはパワー補助要素のための同期ハブを作ることと、変速機同期装置を提供することである。

本発明のこの目的は、上記のパワー補助要素において、機能面が、長さに沿って互いの方向に、特に互いに正反対の方向に傾けて設計されているか、２つの機能面が、基部の長さ方向を向いた長手方向中心軸に沿ってずれていて、好ましくは互いにほぼ平行になるように設計されていることで、機能面が、それぞれ、基部の最長部に対して鋭角の方向を向いていることによってと、上記の同期ハブにおいて、スリーブ歯形部の下にある凹部の断面がより大きくなっているため、そのスリーブ歯形部の一部が、凹部に配置されたパワー補助要素の上方の領域の中へと延びていることによってと、上記のパワー補助要素を備えるギア−同期装置の設計によって達成される。

このようなパワー補助要素の既知の利点（例えばボルグ−ワーナー同期と比べてシフトの快適さが改善されること）に加え、本発明のパワー補助要素は、例えば上記のＨ形パワー補助要素の場合のように変速機同期装置の摩擦装置の摩耗がパワー増幅に影響をまったく与えないか実質的に与えないという利点を有する。従来の変速機同期装置では摩擦装置の摩耗によって回転がより大きくなるため、スリップ結合スリーブに対する同期リングのロック用歯形部の相対位置が変化する。本発明のパワー補助要素が加わることにより、少なくともシフトの快適さが同じように一様な状態でより多くのパワーを伝達することができる。したがってより迅速な同期サイクルも可能である。それに加え、同期の三重コーン設計を二重コーン設計に減らせるため、部品のサイズを小さくすること、または部品のサイズを従来と同じにしてより大きな出力を伝達することが可能である。パワー補助要素は焼結部品として設計できるため、製造コストを低下させるとともに、より複雑な幾何学的形状のパワー補助要素をより経済的に製造することができる。このように、特に従来のＨ形部材と比べてより広い面積の設計は、有利であることがわかった。なぜならこのようにすると、負荷を、したがってパワー補助要素の摩耗を少なくできるため、必要な場合には追加の強度増加手段（例えば熱処理や硬化）を実施し、そのことによってパワー補助要素の製造がより簡単になるからである。機能面が互いにずれていて、好ましくは少なくともほぼ平行な設計であることにより、両方のシフト方向で動作させることのできるパワー補助要素を利用できるようになる。本発明の同期ハブにより、スリーブ歯形部の歯の数を増やして同期ハブの機構を改善することが可能になるとともに、パワー補助要素は一部だけが径方向外側に向けて突起する。言い換えるならば、パワー補助要素をより効果的に保持することができる。

内側コーンリングと外側コーンリングからなる変速機同期装置の摩擦装置の摩擦トルクを大きくするには、すなわち軸方向のパワー（すなわち押し付ける力）を大きくするには、機能面が基部の長さに対して下限１０°と上限８９°の範囲から選択した絶対値を持つ角度だけ傾いていると有利である。

機能面は、基部の長さに対して下限２５°と上限７０°の範囲、または下限４５°と上限６０°の範囲から選択した絶対値を持つ角度だけ傾けることもできる。

角度に関しては、原則として１つのシフト方向に１つの機能面だけが必要であるため、両方の機能面の角度は異なっていてもよいこと、すなわちパワー補助要素が非対称である実施態様も可能であることに注意されたい。

増幅の表面圧は、それぞれの機能面が、下限１０ｍｍ^２と上限６０ｍｍ^２の範囲から選択した面積を持つことによっても改善できる。それに加え、このようにすると圧力分布にプラスの効果を及ぼすことができる。

機能面は、下限３０ｍｍ^２と上限５０ｍｍ^２の範囲から選択した面積、または下限３５ｍｍ^２と上限４０ｍｍ^２の範囲から選択した面積を持つこともできる。

基部の縦断面が少なくともほぼＵ字形になるように設計し、そのことによってパワー補助要素が同期ハブにより容易にフィットするようにできる。

さらに、基部の中央領域が隆起した設計にすることができる。すると、パワー補助要素をその中央領域が同期ハブの対応する凹部に入って同期ハブから突起しないように配置することができ、２つある斜めの機能面は、同期ハブの周方向の面によって軸方向に覆われる。したがって同期ハブはより多くの歯を備えることができる。

シフト操作の機能的な安全性を大きくするには、機能面のエッジのうちの少なくとも１つが高さ方向で中断されていると有利である。なぜならこのようにすると、それぞれの同期リングの相補的な機能面の係合をより容易に実現できるからである。それに加え、このようにするとより単純なパワー補助要素が可能になる。

本発明の別の一実施態様によれば、パワー補助要素の基部の長さ方向に沿って互いに反対側にあるそれぞれの遠位端部区画に、円形リングの一区画の形状になったレバー要素が配置されている。そのため斜めになった平面を通じたパワー増幅に加え、そのレバー要素のてこ効果によるパワー増幅が可能になる。

最後に、レバー要素は、基部から離れた端部領域において同期ハブと向かい合った面上に、少なくともほぼ円弧断面の突起を有するため、てこ効果を改善し、力を加えてレバー要素を簡単に傾けることが可能である。

摩耗とは独立な増幅機構にするため、同期ハブの凹部は、スリーブ歯形部の領域に、同期リングのための固定されたストッパを備えることができる。

さらに、同期ハブの凹部には機能面を有する傾斜面を配置し、周方向で見たときにスリーブ状歯形部がその傾斜面上を延びることで、機能面が、環状の中断されたウェブに形成されることが好ましい。

パワー補助要素は、変速機同期装置の同期リングと係合しないように支持される設計にできる。したがって同期リングは、従来のようにパワー補助要素と内側摩擦リングのためのフランジ要素（例えば対応する凹部または自由空間）を備える必要がない。そうすることで、同期リングをより簡単な幾何学的形状を持つ設計にし、したがってより簡単に製造することができる。

本発明をよりよく理解するため、以下の図面を参照して本発明を詳細に説明する。

非常に単純化した概略図は以下の通りである。

変速機同期装置の軸方向断面図である。 図１の変速機同期装置の一部を切り取って斜めから見た図である。 パワー補助要素の第１の実施態様の側面図である。 図３のパワー補助要素の正面図である。 図３のパワー補助要素の平面図である。 本発明による別の一実施態様の変速機同期装置の分解図である。 パワー補助要素の一実施態様における図６の変速機同期装置の詳細を示す。 パワー補助要素の別の一実施態様の側面図である。 図８のパワー補助要素の正面図である。 図８のパワー補助要素の平面図である。

最初に、さまざまに説明する実施態様において、同じ部品は同じ参照番号と同じ部品名を持つため、同じ参照番号と同じ部品名を持つ同じ部品にはこの明細書全体に含まれる開示内容を適用できることに注意されたい。また、この明細書で用いる位置（例えば頂部、底部、側部など）に関する詳細は、そのとき提示して説明している図面に関係しており、位置に変更がある場合には、新しい位置に調節せねばならない。

この明細書における数値の範囲に関するあらゆる詳細には、その範囲にあらゆる部分的な範囲が含まれるものと定義する。例えば１〜１０の範囲は、下限である１から上限である１０までのすべての部分を含むことを意味する。すなわち部分的範囲の全体は、下限１以上から始まって上限１０以下で終わる（例えば１〜１．７、３．２〜８．１、５．５〜１０）。

図１は、変速機同期装置１の軸方向断面図である。この変速機同期装置１はボルグ−ワーナー型に似ているため、そしてボルグ−ワーナー型は関連文献に十分に記載されていて当業者には知られているため、その動作原理をここで説明する必要はない。

変速機同期装置１は、この実施態様では、隣り合った２つのアイドラーギアまたはギア（図示せず）を交互にシャフト（図示せず）に回転固定方式で結合させるか、そのアイドラーギアをシャフトから離す設定にされている。

本発明の範囲では、片側式同期装置を設計することもできる。そのためアイドラーギアを１つだけと、それに付随する部品群（例えば摩擦装置、同期リング、カップリング体など）を１つだけ用意することもできる。

変速機同期装置１は、内側挿入部歯形部３と外側スリーブ歯形部４を有する同期ハブ２を備えている。内側挿入部歯形部３は、同期ハブ２をシャフトに回転しないように接続するためのものである。同期ハブ２は、従来からある手段により、軸方向に移動しないようにシャフトに取り付けられる。同期ハブ２には、スリップ結合スリーブ５が、回転しないが軸方向に移動できるように取り付けられている。したがってスリップ結合スリーブ５は、ギア−シフト・フォーク（図示せず）によって実現できる。

さらに、変速機同期装置１は、それぞれのシフト方向のため、少なくとも外側コーンリング７と内側コーンリング８からなる摩擦装置６を備えている。外側コーンリング７と内側コーンリング８の対応する協働面上には、従来型の摩擦ライニングが設けられている。外側コーンリング７は、回転方向に形が閉じるようにしてカップリング体（図示せず）に接続される少なくとも１つの突起９を備えている。カップリング体は、それぞれのアイドラーギアまたはギアに回転しないようにして接続されている。結合本体は、例えばアイドラーギアのコーン上に回転しないように載ることができるため、カップリング体には対応する自由空間を設け、アイドラーギアのコーンには相補的なカムを設けることができる。

さらに、ギアが例えば端部歯形部を有するコーンを備え、カップリング体がそれに対応してフィットする端部歯形部を備えることで、ギアの表面で結合本体が回転しないようにすることができる。

摩擦装置６の径方向外側かつ上方で、同期リング１０が同期ハブ２の両側に配置されている。

少なくとも１つのパワー補助要素１１が、同期ハブ２とスリップ結合スリーブ５の間の位置かつ摩擦装置６の間の軸方向の位置に配置されている。そのためパワー補助要素１１は、同期ハブ２の凹部１３（特に盲穴）とパワー補助要素１１の凹部１４に配置されたバネ要素１２によってあらかじめ力を与えられ、パワー補助要素１１のうちでバネ要素１２とは反対の側に配置されたボールを介してスリップ結合スリーブ５に接している。ボールは、一方では別の凹部１４（特に盲穴）の中に、他方ではスリップ結合スリーブ５の下側にあって同期ハブ２と向かい合っている凹部１６の中に配置される。凹部１４は、パワー補助要素によって連続になるように設計することもできる。ボールの代わりに、適切な取り付け手段によってローラーを、または一般にローラー部材を用いることができる。バネで力を与えるのではなく、変速機同期装置の動作中に発生する遠心力でパワー補助要素１１を位置決めすることも可能である。

バネ要素１２は、図示した実施態様では、螺旋バネとして設計することができる。同様に、わずかな変更により、ダイアフラム・スプリング要素、環状バネ、空気バネを使用できる。

シフト操作の間の摩擦装置６における摩擦トルクは、バネ要素１２のバネ定数によって決まる。

もちろん、本発明の範囲で、バネ要素１２のいくつかを、特にシフト方向または同期方向ごとに２つまたは３つのバネ要素を、変速機同期装置１の中で同期ハブ２の周囲に分配して配置することができる。

パワー補助要素１１は、本発明の中心である。本発明により、同期操作中に摩擦装置６での摩擦トルクによって発生してパワー補助要素１１にかかる周方向の力が軸方向に付加される力に変換されるため、パワーの増幅が実現される。このパワー補助要素１１の本質的な特徴は、摩耗とは関係ない増幅機構である。すなわち、摩擦装置６が摩耗する結果として軸方向の運動がより大きくなることが増幅機構に影響することはない。したがって、例えば従来技術で知られているＨ形押圧部材の場合のように接触点が外側に移動するため同期位置が周方向でますますずれていくのとは異なり、ロック用歯形部／スリップ結合スリーブの位置に変化はない。本発明では、同期位置は、パワー補助要素１１が取り付けられる同期ハブ２の凹部の中にある同期リング１０の固定されたストッパによって実現される。第１の実施態様のパワー補助要素１１を図３〜図５に最もよく見ることができ、これらの図にはパワー補助要素１１を異なる方向から見た様子が示されている。

図３からわかるように、この実施態様では、側面図で示したこのパワー補助要素１１は、ほぼＵ字形の断面を有する。中央には、すなわちこの断面図の２本のアームの間には、上述のバネ要素１２とボール１５が配置されている。

パワー補助要素１１は、隆起部１８と長さ１９と幅２０を持つ基部１７を備えている。長さ１９の方向で互いに反対側にある遠位端部区画２１には、斜めの機能面２２が、長さ１９と幅２０によって規定される断面平面に垂直になるように設計されている。本発明によれば、これら機能面２２は、互いに反対方向に傾けて、好ましくは長さ１９に沿って正反対の向きに配置される（本発明の範囲で角度に関して非対称な設計も可能である）。そのとき機能面２２は、それぞれ、基部１７の最長部に対して鋭角２３の方向を向いている。この場合、基部１７の最長部は、図２から最もよくわかるように、パワー補助要素１１の裏側に形成されていて、同期リング１０の径方向のカム状突起２４に一部が支持される。言い換えるならば、機能面２２は、同期リング１０の回転面に対して斜めになっている。

しかし機能面２２の少なくとも一方は、断面平面に必ずしも垂直でなくてもよく、断面平面に対してある角度に、すなわち断面平面に対して斜めに配置することもできる。角度は、下限である１°〜上限である７５°の範囲から、または下限である１０°〜上限である６５°の範囲から、または下限である１５°〜上限である５５°の範囲から選択することができる。

パワー補助要素１は、同期ハブ２の方向を向いた同期リング１０の端面と係合する。パワー補助要素１の自由空間が同期リングの領域にあることにより、パワー補助要素１は同期リング１０上に２つの支持面を有する。これは、同期ハブ２の周囲にいくつかのパワー補助要素１があるとき、パワー分布を改善できるという点で特に有利である。例えば３つのパワー補助要素１だと、係合する機能面が６つ得られる。特に、係合面は、少なくともほぼ同じ高さ、または同じ平面内にある。その平面では、押し付ける力が同期ハブ２の斜めの面すなわち傾斜面に及ぼされるため、追加のトルクが伝達されることはなく、傾くことを防止できる。接触面または接触点は、図６に両方向矢印で示してある。

カム状突起２４は、上述のように同期ハブ２の固定されたストッパと協働するため、同期ハブ２が周方向に移動することが制限される。

同期ハブ２は、外周に、すなわち周囲に配置されているスリーブ歯形部４の領域に、いくつかの凹部２５を備えることが知られている。その凹部には同期リング１０のカム状突起が係合するため、パワー補助要素１１も少なくとも一部がその凹部２５の中に配置される。そうするため、パワー補助要素１１は、この実施態様の中央領域２６に、すなわちＵ字形断面の基部の領域に、少なくとも一部が（径方向の）凹部２５の中へと突起していてその凹部に取り付けられる隆起部２７を備えている。

この実施態様の隆起部２７は、断面が台形に設計され、両側が遠位機能面２２に向かって斜めに下がっていく傾斜部２８を特徴的に備えている。しかし隆起部２７の断面のこの形状は本発明の範囲で変えることができ、例えば隆起部を中央領域２６のウェブ状隆起によって形成することもできる。隆起部２７の長さ１９方向の幅は、隆起部を有するパワー補助要素１１を同期ハブ２の凹部２５の中に配置できるような大きさである。この隆起部２７が台形の断面を持つように設計することで、同期ハブ２に対してパワー補助要素１１を調節すること、すなわち凹部２５の中にパワー補助要素１１を配置することが簡単になる。隆起部２７の高さは、同期ハブ２の歯形部の高さに少なくともほぼ対応する。

機能面２２がパワー補助要素１１の最長部１９へと向かう角度２３は、パワー補助要素１１のこの実施態様では、絶対値６０°である。一般に、この角度は、本発明の範囲で上記の範囲から選択することもできる。

さらに、機能面２２は面積が約３８ｍｍ^２である。機能面は、一般に、本発明の範囲で上記の範囲から選択することもできる。

機能面２２を同期ハブ２の対応する傾斜部の上に平らに支持するというのが好ましい設計だが、特にパワー補助要素１１を傾ける運動によって追加のパワー増幅が実行できる場合には、本発明の範囲で、機能面２２を傾斜部の上で点で支持すること、または線で支持することも可能である。そうするため、同期ハブ２の傾斜部または機能面２２は湾曲した設計にすることができる。

特に図４からわかるように、機能面２２は必ずしも正方形または長方形である必要はなく、側部領域が斜め下に向かっているため、Ｕ字形断面の基部は、特に図３に示してあるように異なる断面形状を持つこともできる。

機能面２２と基部１７の最長部１９の間に形成されるエッジは、特に図４または図５に見られるように、中断された設計にすることができる。

パワー補助要素１１の正面を向いた端面２９、すなわち機能面２２の想像上の延長部に形成される交差するエッジの方向を向いた端面２９は、丸く設計される。これを変形して、端面２９を実質的に平坦にし、隣の面への移行領域に丸くなった部分を設けることも可能である。

丸くされた端面２９、または丸くなった面により、ボール１５はパワー補助要素１１によりうまく取り付けられる。

同期ハブ２は、凹部２５の中において、スリーブ歯形部４の下方かつ挿入部歯形部３の上方に、機能面２２と少なくともほぼ相補的な斜めの機能面３０、すなわちすでに説明した傾斜部（図２）を備えていて、スリーブ歯形部４が機能面３０の上方を周方向に延びている。傾斜部は、必要な場合には丸く設計することができる。それに加え、同期ハブ２は、周方向に延びる環状ウェブ３１（図６）を備えていて、その表面に機能面３０が形成されている。２つの機能面３０の周方向での間隔は、機能面２２と機能面３０の間に遊びがあるようにしてパワー補助要素１１を配置できるように、すなわち凹部２５の中でパワー補助要素１１が回転すること、または軸方向に移動することができるようにされるか、パワー補助要素１１がニュートラルな位置では機能面３０に支持され、同期の間は機能面３０の上を滑るようにされている。スリップ結合スリーブ５の移動によって生じるパワー補助要素１１の回転または軸方向の移動と、斜めの機能面２２による内側コーンリング８とのカップリングにより、スリップ結合スリーブ５と係合する変速シフト・フォークを通じたシフト・パワーが原因となって軸方向の力に付加されるサーボパワーが発生する。このようにしてパワーの増幅が生じる。したがってこのパワーの増幅は、すでに説明したように摩擦装置６の摩耗とは独立である。

本発明の変速機同期装置１では、内側コーンリング８、すなわち摩擦リングは、同期リング１０ではなくパワー補助要素１１に結合するため、同期リング１０はより簡単な構造を持つように設計することができる。同期リング１０は、例えば特許文献４による同期装置およびボルグ−ワーナー型同期装置の同期リングとは異なり、バネ要素のストッパ面として軸方向または径方向に突起したカップリング要素または延長部を備えていない。同期ハブ２の方を向いたその端面は、少なくとも実質的に平坦になるように設計されている。

例えば運転者がシフト動作を開始することによって摩擦装置６の中でスリップ結合スリーブ５が軸方向に移動すると、機能面２２が同期ハブ２の傾斜面／機能面３０に沿って滑ることでパワー補助要素１１が軸方向に移動するため、コーンリング７、８を通じて摩擦トルクが発生する。この摩擦トルクは内側コーンリング８を通じてパワー補助要素１１に作用する。その結果としてパワー補助要素１１は回転し、必要な場合には以下に説明するように傾く。このようにして、増幅サーボ−パワーと、必要な場合にはてこ作用が発生する。同期リング１０は、パワー補助要素１１によってやはりシフト方向に沿って所望のギアへと軸方向に移動するとともに、スリップ結合スリーブの歯形部が同期リング１０の結合歯形部の傾斜部の上を滑ることによって回転し、最終的に同期リング１０は同期位置に到達する。するとバネ要素１１のバネ力が過剰になることにより、スリップ結合スリーブ５は、所望のギアとの能動的な接続が可能になる。それと同時に、外側コーンリング７の突起９により、ギアに付随する結合本体、すなわちギアが、結合側で結合するまで回転して同期位置になる。

本発明のパワー補助要素１１は、変速機同期装置１の中を軸方向と周方向に移動するため、径方向の運動はない（ただしバネ要素１２は除く）。

図６と図７は、変速機同期装置１の一実施態様を示している。図６は、変速機同期装置１を複数の区画に分けて分解図として示してあり、図７は、本発明にとって重要なパワー補助要素１１の詳細を示している。ここでは、図１〜図５に示した実施態様に対応するよう、同じ部品には同じ参照番号を与えてある。

見やすくするため、図面には多段変速機の変速機同期装置１の一部しか示していないこと、そして本発明に不可欠な要素の機能を説明するため、そのような要素だけを示してあることにも注意されたい。ここでは、関連文献、例えばボルグ−ワーナー型同期装置に関係する文献も参照されたい。一般に、片側同期ではパワー増幅も利用できる。

それに加え、図６は、凹部３３の結合本体３２を備えている。その凹部３３には、摩擦装置６の外側コーンリング７の突起９が嵌まる。

パワー補助要素１１のこの別の実施態様では、基部１７の最長部１９と機能面（図５）の間を鋭角２３にすることによって形成される上記のエッジの中断が非常に広いため、基部１７の遠位端部区画２１にあとから機能面２２ごとに、円形断面のレバー要素３４がそれぞれ形成される。特にレバー要素３４の一例を示す図７からわかるように、レバー要素３４は、少なくともいくつかの区画で摩擦装置６に支持される。

レバー要素３４は、それぞれ、少なくとも同期ハブ２と向かい合った面上の端部区画３６の位置に、同期ハブ２の方も基部１７の方も向いていない少なくとも１つの円弧断面突起３５を備えることができる。あるいは別の一実施態様では、レバー要素３４は、それぞれ、そのような少なくとも１つの円弧断面突起３５を裏側にも備えることができ、基部１７の方向で端部区画３２からさらに離すこともできる。突起３５により、特にレバー要素３４を傾けること、したがってパワー補助要素１１の全体を傾けることがより容易になるため、傾けることでてこ効果が発生し、サーボ作用による斜めになった機能面２２全体での増幅に加え、レバー要素３４によって付加される軸方向の力のてこ効果による増幅を実現できる。

レバー要素３４は、内側コーンリング８の突起３７にぶつかる位置まで延びている。その突起（１つの内側コーンリング８につき２つ）は、対称に向かい合って配置することができる。

レバー要素３４の端部区画３６に配置された突起３５は、トルクを変速機同期装置１１に導入する点を形成しているため、同期リング１０と向かい合っているレバー要素３４の裏側にある追加の円弧断面突起は、同期リング１０に対する増幅力をさらに加えるための圧力点を形成することができる。パワー補助要素１１は斜めになった機能面２２も備えているため、パワー増幅は、上述のように、発生したサーボ−パワーを通じても起こる。

図８〜図１０は、パワー補助要素１１の別の実施態様を示している。図３〜図５のパワー補助要素との本質的な違いは、２つの機能面２２がもはや長さ１９方向で互いに反対方向に傾いておらず同じ方向であり、長さ１９の方向の長手方向中心軸３８に対してずれた配置にされていることである。それが、特に図１０の平面図に見られる。この場合の２つの機能面２２は、少なくとも互いにほぼ平行であることが好ましい。

原則として、一方向の同期のためには機能面２２を１つだけ設けるべきだが、図８〜図１０の実施態様の設計は、パワー補助要素１１を１８０°回転させて設置することもできるという利点を有する。すると組み立てが特に簡単になる。さらに、この実施態様では、パワー補助要素１１を両側で作用させることが可能であるため、パワー補助要素１１は、１つのシフト方向だけで動作するのではない。なぜなら、長さ１９が同期ハブ２の周方向になるようにしてパワー補助要素１１を同期ハブ２の凹部２５の中心に配置できるからである。

１つ（２つ）の機能面２２は、同期ハブ２の一方または両方の傾斜部に作用する。その傾斜部は、パワー増幅のために機能面２２すなわち機能面３０（図２）と相補的になるように設計されている。

パワー補助要素１１は他の点では図３〜図５のパワー補助要素１１と同様であるため、詳細と主要な動作モードに関しては上の説明を参照されたい。

パワー補助要素１１は、機能面２２に加え、別の機能面３９、４０（図５または図３）、すなわち２つの遠位端部区画２１にあって機能面２２と関係する同期リング１０と係合する面（機能面３９）を有する。機能面３９は、機能面２２と、あるいは上記の実施態様によれば１つの機能面２２だけと鋭角２３をなす。端部区画２１の内面上にはバネ要素１２があるため、機能面３９は、そのバネ要素１２の反対側にある。機能面３９の間には、パワー補助要素１１の中の上記自由空間も同期リング１０のために存在している。機能面４０は、パワー補助要素１１を元に戻すように作用する。

したがってパワー補助要素１１は、最大で２つの機能面２２だけを備えていて、その機能面２２が同期ハブ２の傾斜部と協働する。

図３には、点線でパワー補助要素１１の別の一実施態様を示してある。その実施態様では、台形隆起部２７が除かれている。しかし、これは、同期ハブ２にギアの歯がより少なくなるという欠点を有する。

本発明のすべての実施態様において、パワー補助要素１１は、スリップ結合スリーブ５の中をガイドされないことが好ましい。しかし上に説明したように、ボール１５の支持はこのことによって影響を受けない。

本発明のパワー補助要素１１は媒介要素として理解すべきであり、同期リング１０にだけ支持されるため、同期リング１０の原状復帰が改善される。原状復帰は、発生した摩擦トルクが再び小さくなったときに実行される。

例示した実施態様はパワー補助要素１１の可能な実施態様であるため、本発明が特にここに示した実施態様に限定されることはなく、個々の実施態様のさまざまな組み合わせも可能であり、この多様性は、技術的方法に関する教示内容のために本発明の分野における当業者の能力の範囲内にあることに注意されたい。

最後に、パワー補助要素１１の構造をよりよく理解するため、パワー補助要素１１とその部品の一部を実際のスケールでは示さなかった、および／または拡大して示した、および／または縮小して示した。

本発明の独立した解決法によって対処できる問題は、この明細書から取り出すことができる。

主として図１、図２、図３、図４、図５、図７、図８、図９、図１０に示した実施態様が、本発明による独立した解決法の主な対象となることができる。それに関係する問題と本発明による解決法は、図面の詳細な説明から取り出すことができる。

１ 変速機同期装置
２ 同期ハブ
３ 挿入部歯形部
４ スリーブ歯形部
５ スリップ結合スリーブ
６ 摩擦装置
７ コーンリング
８ コーンリング
９ 突起
１０ 同期リング
１１ パワー補助要素
１２ バネ要素
１３ 凹部
１４ 凹部
１５ ボール
１６ 凹部
１７ 基部
１８ 高さ
１９ 長さ
２０ 幅
２１ 端部区画
２２ 機能面
２３ 角度
２４ カム状突起
２５ 凹部
２６ 中央領域
２７ 隆起部
２８ 傾斜部
２９ 端面
３０ 機能面
３１ ウェブ
３２ 結合本体
３３ 凹部
３４ レバー要素
３５ 突起
３６ 端部区画
３７ 突起
３８ 長手方向中心軸
３９ 機能面
４０ 機能面

Claims (14)

1. 変速機同期装置（１）の同期ハブ（２）に取り付けるためのパワー補助要素（１１）であって、
   基部（１７）を備え、該基部（１７）は、高さ（１８）と、平面図で見たときの長さ（１９）と幅（２０）を有し、設置されるときにこの長さの方向が前記同期ハブ（２）の周方向になるようにされ、
   前記基部（１７）は、長さ（１９）方向で互いに反対側にある２つの遠位端部区画（２１）を備えており、前記２つの遠位端部区画（２１）のそれぞれの表面には機能面（２２）が形成されていて、前記２つの遠位端部区画（２１）は、設置された状態で同期ハブ（２）と協働する、ように構成されている、
   パワー補助要素（１１）において、
   前記２つの機能面（２２）が、前記長さ（１９）に沿って反対方向に、特に互いに正反対の方向に傾けて設計されているか、または、
   前記２つの機能面（２２）が、前記基部（１７）の長さ（１９）方向を向いた長手方向中心軸（３８）に沿ってずれていて、好ましくは互いにほぼ平行になるように設計されており、
   前記機能面（２２）が、それぞれ、前記基部（１７）の最長の長さの方向（１９）に対して鋭角（２３）の方向を向いている、
   ことを特徴とするパワー補助要素。
2. 前記角度（２３）が、下限１０°と上限８９°の範囲から選択した絶対値を持つ、ことを特徴とする請求項１に記載のパワー補助要素（１１）。
3. 前記機能面（２２）が、下限１０ｍｍ^２と上限６０ｍｍ^２の範囲から選択した面積を持つ、ことを特徴とする請求項１または２に記載のパワー補助要素（１１）。
4. 前記基部（１７）の断面が、高さ（１８）方向に少なくともほぼＵ字形となるように設計されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパワー補助要素（１１）。
5. 前記基部（１７）の中央領域（２６）が隆起した設計にされている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のパワー補助要素（１１）。
6. 前記機能面（２２）のエッジの少なくとも１つが高さ（１８）方向に中断されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパワー補助要素（１１）。
7. 前記基部（１７）の長さ（１９）方向に沿って互いに反対側にあるそれぞれの遠位端部区画（２１）に、円形リングの一区画の形状になったレバー要素（３４）が配置されている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパワー補助要素（１１）。
8. 前記レバー要素（３４）が、前記基部（１７）から離れた端部領域において前記同期ハブ（２）と向かい合った面上に、少なくともほぼ円弧断面の突起（３５）を有する、ことを特徴とする請求項７に記載のパワー補助要素（１１）。
9. 同期ハブ（２）であって、
   スリーブ歯形部（４）を備え、スリーブ歯形部（４）が外周の一部を延伸し、パワー補助要素（１１）、特に請求項１から８のいずれか１項に記載のパワー補助要素（１１）、を取り付けるために設けられた凹部（２５）によって中断されている、同期ハブ（２）において、
   前記スリーブ歯形部（４）の下にある前記凹部（２５）の断面が、そのスリーブ歯形部（４）の一部が、前記凹部（２５）に配置された前記パワー補助要素（１１）の上方の領域内に延伸できるように拡大されている、
   ことを特徴とする同期ハブ（２）。
10. 前記凹部（２５）に、同期リング（１０）のための固定されたストッパが配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の同期ハブ（２）。
11. 前記凹部（２５）には機能面（３０）を有する傾斜面が配置されていて、前記スリーブ歯形部（４）が、周方向で見たときにその傾斜面上を延びている、ことを特徴とする請求項９または１０に記載の同期ハブ（２）。
12. 前記機能面（３０）が、環状の中断されたウェブ（３１）に形成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の同期ハブ（２）。
13. 変速機同期装置（１）であって、
    シャフトに取り付けられた少なくとも１つの同期ハブ（２）であって、軸方向の反対側の位置に少なくとも１つの同期リング（１０）が配置されている同期ハブ（２）と、
    前記シャフトに取り付けられた少なくとも１つのギアと、
    同期リング（１０）の下に配置されていてその同期リングに能動的に接続される少なくとも１つの摩擦装置と、
    前記同期ハブの上方に配置された少なくとも１つのスリップ結合スリーブと、を備え、
    前記ギアと前記同期リング（１０）の間には結合本体（２９）が配置され、
    前記同期ハブ（２）は少なくとも１つの凹部（１３）を備えていて、その凹部の中にはバネを装着された少なくとも１つのパワー補助要素（１１）が配置される構成とされている、変速機同期装置（１）であって、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の少なくとも１つのパワー補助要素（１１）、および／または、
    請求項９〜１２のいずれか１項に記載の同期ハブ（２）、
    を備えている、
    ことを特徴とする変速機同期装置（１）。
14. 前記パワー補助要素（１１）が係合せずに前記同期リング（１０）に支持される、ことを特徴とする請求項１３に記載の変速機同期装置（１）。

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