JP2665362B2 - シンクロナイザ、二方向シンクロナイザおよびブロッキングインサート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は多板シンクロナイザ、特には高出力シンクロ
メッシュトランスミッション（同期かみ合い式変速機）
の形式の多板シンクロナイザに関する。

従来技術の説明 自動車用変速機において無衝突ギヤ変換を行うために
シンクロナイザを使用することいわゆるシンクロメッシ
ュトランスミッションを形成することは周知である。こ
のような変速機においては歯車が軸のまわりに回転可能
に装着される。ハブが軸と共に回転するように装着さ
れ、またシフトカラーがハブに対し軸方向に相対移動が
可能なようにハブのまわりに装着される。シフトカラー
の内面およびハブならびに歯車（または歯車に結合され
た出力ドラム）の外面にはスプライン（かみ合い歯）が
設けられ、したがってシフトカラーが歯車（または出力
ドラム）の方向へ軸方向に移動するときにスプラインが
係合する。これはハブとシフトカラーとを介した軸と歯
車との間の積極的結合を提供する。

さらにこれは、シフトカラーと歯車との間に相対回転
があるときはシフトカラーと歯車とのスプラインは一致
しないので軸と歯車が相互に静止したときにのみ移動が
行われるような無衝突変速機となるであろう。シンクロ
ナイザの機能は歯車とハブとの間の相対回転を排除する
ことであって両方が静止することは必要ではない。従っ
てシフトカラーおよび歯車のスプラインは自動車が運転
中であっても係合可能である。

実際にすべてのシンクロナイザは、歯車とハブとの間
の相対回転を排除するために摩擦を利用する。最も簡単
でかつ最もよく使用されるシンクロナイザは、たとえば
米国特許第4,349,090（グリーサー（Griesser））およ
び第4,566,569号（エリクソン（Eriksson））に開示さ
れているように２つの隣接する円錐面を提供し、片方の
円錐面は歯車に結合されかつ他方の円錐面はシフトカラ
ーに結合される。シフトカラーが歯車の方向へ軸方向に
移動されると２つの円錐面は係合して摩擦がそれらの間
の相対回転を排除しよう。このときシフトカラーのスプ
ラインは歯車のスプラインと係合可能である。

シンクロナイザが適切に作動するのに必要な摩擦面の
大きさは、歯車をハブと同じ速度にするために伝達され
なければならない運動量およびエネルギーの値に依存す
る。変速機が高出力用になればなるほど歯車は大型とな
り、したがってシンクロナイザにはより大きな摩擦面が
必要となる。とくに高出力用の変速機たとえば農業用お
よび建設用自動車に使用される変速機においては、円錐
形シンクロナイザにおいて必要な摩擦面面積を得るため
に必要な円錐寸法はきわめて大きくなり、容認しがたい
ほど大きなシンクロナイザを形成する。したがってこの
ような変速機のある種のものはその代りに、摩擦面を形
成するようにクラッチと同様な多層ディスクを使用す
る。このような方法は、きわめて大型でかつ重作業用の
自動車であるジョン・ディア（John Deere）社のロー・
クロップ（Row Crop）トラクタ上に使用される四段（gu
adrange）変速機およびジョン・ディア4WD農業用トラク
タ上に使用される変速機内のシンクロナイザに使用され
る。その代替として、米国特許第4,413,715号（ミヒャ
エル（Michael）ほか）に開示されているように、シン
クロナイザは円錐面とディスク面との混合を使用可能で
ある。

摩擦面という特殊な形式を使用するにもかかわらず、
すべてのシンクロナイザは、シフトカラーのスプライン
が歯車のスプラインと係合するのに十分なようにシンク
ロナイザがシフトカラーと歯車との間の相対回転を排除
するまでシフトカラーは動かないように一時的にブロッ
クされなければならないという共通の要求を有してい
る。このようなブロックを提供するためにきわめて多く
の異なる方法が開発されてきた。上記の特許は種々の異
なる方法を使用している。

大抵のシンクロナイザは、歯車が係合されていないと
きシフトカラーと摩擦面とを所定位置に保持するある種
の形状の中立係合機構を有する。同様にこのような中立
係合を提供するためにかなり多くの方法が開発されてき
たが、そのうちのいくつかが上記の特許に示されてい
る。

実質的にすべてのシンクロナイザに共通する他の問題
点はそれらを製作するのに実質的に多数の機械加工を必
要とすることである。これはとくにシフトカラーの軸方
向移動を瞬間的にブロックするのに使用される部品に関
する問題である。機械加工が多くなればなるほどそれだ
けコストが上昇し、その結果シンクロナイザは変速機の
中できわめて高価な部品となることは当然である。

発明の目的、構成並びに作用効果 本発明の目的は機械加工の量を著しく減少させて製作
可能な高出力用シンクロナイザ、並びに、そのようなシ
ンクロナイザの製作を可能とする部品、ブロッキングイ
ンサートを提供することである。

本発明に係るブロッキングインサートは、いかなる形
式のシンクロナイザとも使用可能なものである。本発明
の好ましい実施例においては、ブロッキングに必要な複
雑な構造のすべて、ならびに中立係合機能に必要でかつ
シフトカラーの超過移動を防止するために必要な複雑な
構造のすべては、好ましい鋳造で形成される小さなブロ
ッキングインサート上に形成される。このブロッキング
インサートは、ブロッキング肩部と、シンクロナイザス
トッパと、シフトストッパと、および係合機構用案内溝
および孔とを含む。シンクロナイザの他の要素に装着さ
れることが必要なもののすべては、ブロッキング肩部お
よびシンクロナイザストッパと係合するフランジと、お
よび案内溝および孔と係合する係合機構の実際の係合ピ
ンおよびばねとである。これらは多数の機械加工を必要
としない簡単な部品である。インサート自身は機械加工
によっても容易に製造できるが、鋳造で製作すれば、な
おさら多くの機械加工を省くことができ、極めて簡単に
製造できる。

本発明の第２の態様によれば、多層ディスクシンクロ
ナイザ用のカップ形状シンクロナイザリングは打抜きさ
れかつプレス加工された厚肉のシートメタルから製作さ
れる。このようなリングは同期化中にディスクを案内し
かつそれらを相互に圧着する。これらはこれまで主とし
て鋳造と機械加工とにより形成されてきた。

本発明によれば、シンクロナイザリングはその代わり
一片のシートメタルを単に打抜きしかつプレス加工する
ことにより形成される。この方法を用いれば、ブロッキ
ングインサートと協働するのに必要なフランジはシンク
ロナイザリングの一部を単に後方へ曲げることにより形
成が可能である。同様に二方向シンクロナイザにおいて
は、偏倚荷重用ばねを装着するために追加のフランジが
後方に曲げられる。これもすべてとくに顕著な機械加工
を行うことなく実施可能である。

明らかなように、本発明によればシンクロナイザを製
作するのに必要な機械加工は顕著に減少される。さらに
その代りに効率的な鋳造および打抜き作業が使用され
る。これはコスト価値に対してきわめて高い能力を有す
るシンクロナイザを提供する。

本発明を図によりさらに詳細に説明する。

実施例 第１図に示すシンクロナイザは２つの歯車（図示な
し）のいずれか一方を軸（図示なし）に結合することが
可能な二方向シンクロナイザである。

紙面の大きさの都合から、第１図においては分解図が
二段で示されているが、全要素が適切に同一のレベルに
配置されるならば、下の段に示す要素は右側にくるもの
である。下の段のこれらの要素はここでは便宜上右側要
素と呼ぶことにする。右側要素は第１図の上の段の左側
に示す要素と実質的に対称であるので、本明細書内では
左側要素と同じ番号を用いかつプライム（′）をつけて
識別する。右側要素は同じ番号を有する左側要素と実質
的に対称であるので、これらの右側要素は詳細には説明
しない。

第１図に示すシンクロナイザは、いくつかの主要素：
すなわち、ハブ20、３つの係合機構40、シフトカラー6
0、３つのブロッキングインサート80、左右のシンクロ
ナイザリング120,120′、左右のクラッチパック140,14
0′および左右の出力ドラム160,160′とを有する。

ハブ20はある適切な手段たとえばスプライン22により
変速機軸（図示なし）と共に回転するように変速機軸に
固定される。ハブ20はまた通常はある適切な手段たとえ
ばロックリング（図示なし）により軸に沿って軸方向に
移動しないように固定されている。ハブの外周縁にはま
たスプラインが設けられ、これらのスプライン24は軸の
回転軸心に平行に延びる。ハブ20の外周縁に沿ってその
底部内に係合機構40を受入れるための孔28付きノッチ26
が間隔を設けて配置される。ノッチ26は実質的にＴ形状
であり、かつ主ノッチ26の側部へ伸長する面27とハブ20
の端緑へ伸長する外側部29とを有する。もし必要なら
ば、追加の間隙を設けるためにノッチ26の内端縁25にい
くつかの段（図示なし）を設けてもよい。ノッチ26は他
のノッチ30と交互に配置されるが、ノッチ30の機能は以
下に述べる。ノッチ26とノッチ30とはフライス加工の要
求を簡単にするために同じ形状に形成するのが便利であ
るが、これは必須ではない。

第３図からわかるように、各係合機構40は実質的に円
柱形部分44で終端する円形ヘッドまたは円錐台形ヘッド
42を有する。ヘッド42はピン46に装着される。ピンはヘ
ッド42とは反対側端部にテーパ部分48を有する。ばね50
はピン46の周りに位置する。取付けられるとテーパ部分
48はハブ20内の対応孔28内に挿入される。テーパ部分48
の直径は孔28よりやや小さいので、孔28との間に遊びが
できる。ばね50の一端はノッチ26の底部を押付け、他端
はヘッド42の底部を押付け、これにより係合機構40に対
しそれをハブ20の中心から引離すような偏倚荷重を与え
る。シンクロナイザが完全に組立てられると各係合機構
40は以下にさらに詳細に説明されるブロッキングインサ
ート80の対応する１つを押付けることができる。

第１図に戻ると、シフトカラー60は通常のようにシフ
トフォーク62（第３図に鎖線で示す）により移動可能に
設けられた外面61を有する。シフトカラー60の内面64は
スプライン66を有し、スプライン66はシンクロナイザが
組立てられたときハブ20のスプライン24と整合してそれ
とかみ合う。ブロッキングインサート80を受入れるため
に、シフトカラー60の内面64内に３つの軸方向に伸長す
るスロット68が形成される。各スロットは２つの側部部
分70を有し、側部部分70はシフトカラー60の中心軸から
実質的に一定の半径を有する曲面であることが好ましい
が、シフトカラー60が十分に大きいので側部部分70は実
質的に平坦である。各スロットの中心部分72は円筒のセ
グメントとして形成され、円筒の主軸はシフトカラー60
の軸中心に平行である。シフトカラー60の内面64のまわ
りにブロッキングインサート受入れスロット68の側部部
分70の半径よりやや大きい半径を有する少なくとも１つ
の周縁溝74が形成される。以下に説明するように、スプ
ラインのかみ合いを助けるために追加の溝76もまた設け
られるのが好ましい。これらの溝76は溝74ほど深くする
必要はない。最後に、シフトカラー60上の領域78内にた
とえばスプラインが形成されてもそのスプラインとかみ
合うべきスプラインがハブ20上に存在しないので、ハブ
20内のスロット30の位置に対応するシフトカラー60上の
領域78内はスプラインを省略してよい。

第３図および第13図からよくわかるように、各ブロッ
キングインサート80は、シフトカラー60内に形成された
ブロッキングインサート受入れスロット68の外側部分70
において、もし曲面になっていれば、その曲面と一致す
るように形成された主本体82を有する。各ブロッキング
インサート80の正面側は、対応する係合機構40と係合す
るようにその中に形成された溝84と、およびその機能を
以下に説明する２つの突出部86とを有する。なお図13に
おいて、ブロッキングインサート80の左側をブロッキン
グインサートの頂部88、右側を底部88、上下を一対の側
部96とする。溝84の深さおよび幅は両方共ブロッキング
インサート80の頂部または底部88から中心に向って増加
する。ブロッキングインサート内でその中心に孔90が形
成される。対応する係合機構40のヘッド42は孔90を有す
るこの溝84により案内され、孔90は以下にさらに説明す
るように中立位置において係合機構40のための安定な位
置を提供する。

第13図を注目すると、突出部86は実質的に対称であ
る。各突出部86は内側部92および外側部94を有する。内
側部92はブロッキングインサート80の側部96に実質的に
平行であり、かつ孔90からわずかに間隔が設けられる。
突出部86の外側部94はブロッキングインサート80の側部
96と実質的に隣接している。外側部94の端部にそれに実
質的に垂直かつブロッキングインサート内へ伸長する短
い側部98（頂部88側の側部を頂側部98、底部88の側の側
部を底側部98とする）が形成される。これらの短かい側
部98は以下に説明するようにシフトストッパとして働
き、以後これらを総称してシフトストッパ98という。各
突出部86はさらに２つの短かい側部100（頂部88側の側
部を頂部中間側部100、底部88側の側部を底部中間側部1
00とする）を有し、各々各シフトストッパ98の端部から
伸長する。これらの側部100は以下に説明するようにシ
ンクロナイザリングストッパとして働き、以後総称して
シンクロナイザリングストッパ100という。最後に、ブ
ロッキング手段である傾斜側部102（頂部88側の傾斜側
部を頂部傾斜側部102、底部88側の傾斜側部を底部傾斜
側部102とする）がシンクロナイザリングストッパ100の
端部を内部側92の端部に結合している。これらの端部は
以下に説明するように案内肩部として働き、以後総称し
て案内肩部102と呼ぶ。案内肩部102は点線で示すように
ブロッキングインサートの中心から半径方向に配向され
るのが好ましい。第１図からよくわかるように、各突出
部の頂面104は実質的に平坦である。

第１図で説明をさらに続けると、各ブロッキングイン
サート80の後面上に追加の突出部が形成される。とく
に、円柱形突出部106がブロッキングインサート80の頂
部88から底部88へ伸長する。円柱形突出部106の形状は
シフトカラー60内に形成されたスロット68の円筒形部分
72に対応する。ブロッキングインサート80の後面上に実
質的に矩形の突出部108もまた形成され、矩形突出部108
は一方の側部96から他方の側部96へ伸長しかつシフトカ
ラー60内に形成された溝74に対応する。矩形突出部108
はその中心において孔90により中断される。最後に、ブ
ロッキングインサート80と溝74の端縁との間に間隙を形
成するために、第11図からよくわかるように突出部108
の各側に溝110が形成されるのが好ましい。

組立てるとき各ブロッキングインサート80は、シフト
カラー60内に形成された対応するブロッキングインサー
ト受入れスロット68内へ挿入される。ブロッキングイン
サート80の主本体部分82はスロット68の側部部分70と係
合し、円柱形突出部106はスロット68の円筒形部分72と
係合し、および矩形突出部108は溝74と係合する。これ
らの種々の係合により、円周方向および半径方向内方方
向を除く他の方向へのブロッキングインサート80の移動
を阻止する。このような円周方向および半径方向内方方
向への移動はハブ20との結合により阻止される。とく
に、スロット68内にブロッキングインサート80を有した
シフトカラー60がハブ20上にはめ合わされたとき、ブロ
ッキングインサート80上の突出部86の頂面104は各ノッ
チ26のＴ面27と係合し、このＴ面27がブロッキングイン
サート80の半径方向内方方向への移動を阻止する。同様
にブロッキングインサート80の側部96は各ノッチ26の外
側部29と係合し、この外側部29がブロッキングインサー
ト80の円周方向移動を阻止する。したがって、ブロッキ
ングインサート80は、ハブ20、シフトカラー60およびブ
ロッキングインサート80内に形成された種々の突出部お
よび溝により、ハブ20およびシフトカラー60に対し正確
に位置決めされる。

ブロッキングインサートは鋳造により形成されるのが
好ましく、これにより高価なフライス加工の必要性を回
避できる。本発明の作動に関する以下の説明から明らか
なようにブロッキングインサート80はかなり高い硬度を
有さなければならない。本出願人は浸炭後焼入れされた
SAE8620銅が良好な作動をすることを発見した。円柱形
セグメント106の１つの追加機能は注目すべきものがあ
り、それは案内溝84の下側に追加材料を提供することで
ある。これにより、溝の深い部分でも十分な硬度を有す
るように、また材料が十分な厚さに残されることが確実
になる。

シンクロナイザリング120は厚肉シートメタルのシー
トを打抜きとそれに続くプレス加工とにより形成され
る。半径方向伸長部分122はハブ20をクラッチパック140
から分離する。円周状の複数の軸方向伸長部分124はク
ラッチパック140を包囲する。シンクロナイザリング120
の周縁上にクラッチパック140と係合するための間隙126
が間隔を設けて配置される。シンクロナイザリング120
の周縁上の３箇所において、本来周縁部分124の一部を
形成している金属部分を後方に曲げた、係合手段たるフ
ランジ12が形成され、各フランジ128は第３図および第
４図からよくわかるように対応する係合機構40の頭部の
円柱形部分44と係合する。フランジは簡単に真直な金属
片でもよいが、強度を与えるためにフランジはＵ形に曲
げられることが好ましい。フランジはまた、強度を増す
ためにシンクロナイザリング120の隣接周縁部分124にス
ポット溶接を行ってもよい。焼戻しおよび硬化させても
また好ましい。右側のシンクロナイザリング120′上で
よくわかるように、本来周縁部分124の一部を形成して
いる金属部分から追加のもしくは第２のフランジである
バネ係止部130もまた後方に曲げられて形成される。各
バネ係止部130にもどしばね132が結合され、もどしばね
132はハブ20内に形成されたスロット30を貫通伸長して
右側のシンクロナイザリング120′上の対応するバネ係
止部130′に結合される。これにより２つのシンクロナ
イザリング120,120′に相互方向への偏倚荷重を与え
る。バネ係止部130は通常はフランジ128のように硬化さ
れる必要はない。

クラッチパック140は第３図からもよくわかるよう
に、通常のセパレータプレート144が挟み込まれた通常
のクラッチプレート142で製作される。任意の適切なク
ラッチプレートおよびセパレータが使用可能である。第
１図に戻ると、シンクロナイザリング120の周縁部分124
内に形成された間隙126と係合するために通常のタブ146
がクラッチプレート142から伸長し、これによりシンク
ロナイザリング120とクラッチプレート142とを確実に回
転する。セパレータプレート144も出力ドラム160と係合
するための同様なタブ148を有する。

出力ドラム160は複数の軸方向伸長タブ162を有し、タ
ブ162はクラッチパック140の内部ではめ合いを形成す
る。タブ162はタブ148と係合し、これにより出力ドラム
160とセパレータプレート144とが一緒に回転することが
確実になる。出力ドラムの外周縁はスプライン164を有
し、スプライン164はハブ20上のスプライン24と整合す
る。シフトカラー60の軸方向移動がシフトカラー60のス
プライン66と出力ドラム160のスプライン164とのかみ合
いを可能にする。第３図からよくわかるように、スプラ
イン164および／またはスプライン66はかみ合いをしや
すいようにそれらの端部にテーパを形成するのが好まし
い。出力ドラム160はたとえば出力ドラム160の内周縁上
のスプライン166を介して歯車（図示なし）と一緒に回
転をなすようにそれに結合される。シンクロナイザリン
グ120の周縁部分124の端部を受入れる間隙を形成するた
めに、出力ドラム160の外緑の内側のすぐのところに溝1
68（右側の出力ドラム160′上でよくわかる）が形成さ
れるのが好ましい。

作 動 本発明によるシンクロナイザの上記の好ましい実施例
の作動をここで第２図ないし第12図を用いて説明する。

第２図ないし第４図は中立位置にあるところの本発明
によるシンクロナイザの好ましい実施例を示す。この位
置においてばね132は、２つのシンクロナイザディスク1
20,120′を共にハブ20の方向へ引き寄せる。第３図に示
すようにこれによりシンクロナイザリング120,120′と
それらの個々のクラッチパック140,140′との間に間隙1
80,180′を形成する。このことは言い替えれば、クラッ
チプレート142,142′がセパレータプレート144,144′に
対し相対的に回転可能であることを意味し、したがって
ハブ20といずれの出力ドラム160,160′との間にも結合
が存在しない。シフトカラー60上に力が与えられなけれ
ば、係合機構40のヘッド42はブロッキングインサート80
の孔90内に安定に保持されるので、シンクロナイザはこ
の位置に保持される。

シンクロナイザを係合させるためにシフトカラー60を
出力ドラム160,160′のいずれかの方向に移動するに
は、通常のようにシフトフォーク62が使用される。この
ようなシフトフォークおよびそれらを移動させる機構は
当業者に既知であるので、ここでは説明を省略する。

第５図ないし第７図は出力ドラム160をハブ20に結合
するためのシフト作業を開始した直後のシンクロナイザ
を示す。シフトフォーク62はシフトカラー60を図におい
て左側にある出力ドラム160の方向へ移動する。シフト
カラー60が左へ移動したときシフトカラー60は同様に係
合機構40のヘッド42に対して左向きの力を与える。第６
図からわかるように、ピンのテーパ部分48とハブ20の孔
28との間の遊びが係合機構40のわずかなピボット運動を
可能にする。このピボット運動はヘッド42の上部曲面に
よりさらに助けられる。係合機構40が左方向に力を与え
られると、その円柱形セグメント44がシンクロナイザリ
ング120のフランジ128に対し圧着される。一方これによ
りシンクロナイザリング120はクラッチパック140に押付
けられて前に存在していた間隙180が消失する。フラン
ジ128への圧着力がさらに加えられると、クラッチプレ
ート142とセパレータプレート144との間に摩擦係合が形
成される。

もしハブ20と出力ドラム160との間にある相対回転が
存在すれば、この最初の摩擦係合によりシンクロナイザ
リング120に力が与えられて出力ドラム160がハブ20にて
相対回転する方向にシンクロナイザリング120を回転さ
せる。この説明の便宜のために、ハブ20と出力ドラム16
0とは第５図に矢印182,184で示す方向に相互に相対回転
をしていると仮定する。したがって最初の摩擦係合で
は、シンクロナイザリング120を矢印の方向に移動させ
るであろう。このときフランジ128は、インサート80の
側面上の突出部86上において矢印183の方向にある案内
肩部102に当接する。もしハブ20と出力ドラム160との間
に十分な速度差が存在すれば、フランジ128はさらにこ
の方向に移動を続けて、遂にはフランジ128は、シンク
ロナイザストッパリング100（第７図参照）かまたはハ
ブ20内のノッチ26の内端縁25（第８図からよくわかるよ
うに、これはシンクロナイザリングストッパ100とほぼ
一致している）に当接し、この点においてフランジはそ
の先の方へさらに移動はできない。クラッチプレート14
2とセパレータプレート144との間のさらに継続した摩擦
係合により、ハブ20と出力ドラム160との間の相対回転
が減速するように働く。

この同期化過程が行われている間、フランジ128はブ
ロッキングインサート80の肩部102と当接するので、シ
フトカラー60の出力ドラム160方向へのこれ以上の移動
が阻止される。シフトカラー60からの圧力が、フランジ
128に対し案内肩部102を越えて先のブロッキングインサ
ート80の中心方向へ移動させる力を与えようとする間、
シンクロナイザリング120上の摩擦力は、この力に容易
に打勝ってフランジ128をシンクロナイザリングストッ
パ100に当接させてフランジ128を保持する。

この全過程の間、もどしばね132が右側のシンクロナ
イザリング120′をハブ20に当接させてそれを保持する
ことに注目されたい。間隙180′は存在したままなので
クラッチパック140′内には摩擦係合が存在せず、した
がって出力ドラム160′は中立位置に存在したままであ
る。

第８図および第10図を見ると、クラッチプレート142
とセパレータ144との間の摩擦係合は、結果としてハブ2
0と出力ドラム160との間の相対回転を解消し、一緒に回
転するようになる。フランジ128をシンクロナイザリン
グストッパ100または案内肩部102に対し押付けるような
シンクロナイザリング120にかかる摩擦力が存在しない
ときに、もどしばね132の力も合さってシフトカラー60
により更に左方向へ押付けられると、フランジ128には
案内肩部102を越えてブロッキングインサート80の中心
に向けて力が加えられる。第10図からわかるように、フ
ランジ128はブロッキングインサート80上の２つの突出
部86の内側部92間の距離より小さい寸法を有している。
したがって、フランジ128が案内肩部102を越えて移動し
かつ２つの側部92間に形成されたチャネルと一致したと
き、突出部86はもはやシフトカラー60の移動をブロック
することなく、シフトカラー60は出力ドラム160の方向
への移動が継続して可能である。このときシフトカラー
60上のスプライン66は出力ドラム160上のスプライン164
とかみ合いをなし、これによりハブ20と出力ドラム160
の間の積極的係合を形成する。

第11図および第12図で説明を続けると、シフトカラー
60はブロッキングインサート80の突出部86上に形成され
たシフトストッパ98により出力ドラム160を越えて先へ
の移動が阻止される。シフトカラー60が左へ移動すると
きシフトストッパ98は結果として出力ドラム160の面に
衝当し、これによりこの方向へのそれ以上の移動を阻止
する。シフトカラー60がこの方向へ移動するときには、
また、係合機構40がブロッキングインサート80内の溝84
に沿ってそれに乗り上げるため係合機構40をハブ20内に
押下げる。シフトカラー60内における溝76の出力ドラム
160の側の端緑もまたここで、きわめてわずかにスプラ
イン164内にかみ合うことによりシフトカラースプライ
ン66を出力ドラムスプライン164にロックするのを助け
るように働くことが可能である。

中立位置に戻るためには、シフトカラー60を第２図な
いし第４図に示す位置に戻るまで右へ移動するだけでよ
い。このとき係合機構40はブロッキングインサート80内
の溝84のより深い部分内に移動し、この結果孔90の中に
それらの安定位置をとる。同様に、もどしばね132はシ
ンクロナイザリング120をハブ20に引き寄せて再び間隙1
80を形成する。

ハブ20を出力ドラム160′に結合するためのシンクロ
ナイザリングの移動は出力ドラム160と係合するための
シフト作動と実質的に同一であるので、ここではこれ以
上説明を行わない。

本発明をその特定の実施例について説明してきたが、
さらに多くの修正が可能であることを理解すべきであ
る。たとえば、ブロッキングインサートおよび係合機構
を多層ディスクシンクロナイザの例で説明してきたけれ
ども、同一機構は円錐シンクロナイザまたは他の形式の
シンクロナイザと共に使用可能であろう。必要なすべて
のものは、ハブ20と実質的に同じ速度で回転する摩擦面
を有するシンクロナイザの部分にここでフランジ128に
等価な部品が装着されることである。円錐シンクロナイ
ザに対してはこれはハブの円錐を意味するであろう。し
たがって、本ブロッキングインサートにより提供される
きわめて簡易化されたブロッキングおよび係合機構は、
多層ディスクシンクロナイザだけでなくいかなる形状の
シンクロナイザにも使用可能である。

同様に、ブロッキングインサートがシフトカラーに装
着されかつ係合機構がハブに装着された形で示されたけ
れども、これらの位置は逆にすることも可能であろう。
ハブとシフトカラーとは常に協働するので、このような
修正を行っても角度の位置決めの問題は起ってこないで
あろう。

さらに、記載の好ましい実施例は二方向シンクロナイ
ザであるけれども、本発明は一方向シンクロナイザにも
使用可能であろう。この場合はこの中でプライム（′）
をつけた要素のすべてを単に除外するだけでよく、もど
しばね132はこの場合では存在しないところの右側のシ
ンクロナイザ120′に結合される代りにハブ20が直接結
合されることが好ましい。同様に、このような一方向シ
ンクロナイザにおいてはもし必要ならばブロッキングイ
ンサート80内の突出部86の右側に設けられた面98,100,1
02は省略してもよい。

当業者は通常の技術を有するものにはその他の変更が
容易に可能であるので、本発明は特許請求の範囲によっ
てのみ制約されるものと解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシンクロナイザの好ましい実施例
の分解等角図； 第２図は中立位置にあるところを示した第１図のシンク
ロナイザの内部説明図； 第３図は第２図の線３−３線による図； 第４図は第３図の線４−４による図； 第５図はシフト作業の開始直後におけるシンクロナイザ
の第２図に類似の内部説明図； 第６図は第５図の線６−６による図； 第７図は第６図の線７−７による図； 第８図は同期化は完了したがシフト作業は完了前である
ところのシンクロナイザの第２図に類似の内部説明図； 第９図は第８図の線９−９による図； 第10図は第９図の線10−10による図； 第11図はシフト作業完了後の第９図に類似の図； 第12図は第７図の線12−12による図；および 第13図は本発明によるブロッキングインサートの正面側
の平面図である。 20……ハブ、40……係合機構、60……シフトカラー、 80……ブロッキングインサート、84……案内溝、 86……突出部、98……シフトストッパ、 100……シンクロナイザリングストッパ、 102……案内肩部、 106……第１の配向突出部、 108……第２および第３の配向突出部、 120,120′……シンクロナイザリング、 128,128′……フランジ 130,130′……追加のフランジ（第２のフランジ） 132,132′……もどしばね、 140,140′……クラッチパック、 142……クラッチプレート、 144……セパレータプレート、 160,160′……出力部材（出力ドラム）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−12601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−159333（ＪＰ，Ａ) 米国特許4540074（ＵＳ，Ａ) 米国特許4475639（ＵＳ，Ａ)

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハブ20; 前記ハブ20と共に回転するように取り付けられかつそれ
   に対し相対的に軸方向に可動なシフトカラー60; 前記ハブ20に対し相対的に回転するように装着された少
   なくとも１つの出力部材160; 前記ハブ20と前記少なくとも１つの出力部材160との両
   方に対し相対的に回転するように装着された少なくとも
   １つの入力摩擦要素120,142; 前記少なくとも１つの出力部材160と共に回転するよう
   に装着された少なくとも１つの出力摩擦要素144; 前記ハブ20と前記シフトカラー60とのうちの片方に装着
   されかつこれらのうち装着されていない方へ偏倚荷重で
   押付けられた少なくとも１つの係合機構40であって、前
   記シフトカラー60が前記少なくとも１つの入力摩擦要素
   120,142の方向へ軸方向に移動したときに前記少なくと
   も１つの入力摩擦要素120,142の一部と係合して、その
   結果入力摩擦要素120,142を出力摩擦要素144と摩擦係合
   させることができる少なくとも１つの係合機構40;およ
   び 少なくとも１つのブロッキングインサート80;を有し、 前記各ブロッキングインサート80は、前記ハブ20と前記
   シフトカラー60とのうち係合機構40が装着されていない
   方に対して各前記少なくとも１つの係合機構40に隣接し
   た位置に装着され、各ブロッキングインサート80には、
   各前記少なくとも１つの対応する係合機構40の偏倚荷重
   で押付けられており、 また前記少なくとも１つのブロッキングインサート80の
   各々が： 前記シフトカラー60が前記ハブ20に対して相対的に軸方
   向に移動したときに対応する係合機構40を案内するため
   の溝手段84; 前記ハブ20に対する前記少なくとも１つの入力摩擦要素
   120,142の相対回転を制御するために入力摩擦要素120,1
   42の係合手段128と係合するシンクロナイザリングスト
   ッパ手段100;および 前記ハブ20および前記出力部材160が相互に相対的に回
   転しているときに前記ハブ20に対する前記シフトカラー
   60の軸方向相対移動を制限するために前記入力摩擦要素
   120,142の前記係合手段128と係合することができるブロ
   ッキング手段102; とを有していることを特徴とするシンクロナイザ。
2. 【請求項２】前記ブロッキングインサート80が、前記ハ
   ブ20および前記出力部材160が相互に相対的に回転して
   いないときに前記ハブ20に対する前記シフトカラー60の
   軸方向相対移動を制限するために出力部材160の一部と
   係合できるシフトストッパー手段98をさらに含んだ請求
   項１記載のシンクロナイザ。
3. 【請求項３】前記溝手段84が中立位置において前記係合
   機構40および前記シフトカラー60を安定に保持するため
   の手段90を含んだ請求項１記載のシンクロナイザ。
4. 【請求項４】前記ブロッキングインサート80が、前記ハ
   ブ20およびシフトカラー60に対する当該ブロッキングイ
   ンサート80を所定の向きに位置決めする手段106、108を
   さらに含んだ請求項１記載のシンクロナイザ。
5. 【請求項５】前記ブロッキングインサート80が、前記係
   合機構40に隣接した位置に面状に突出している突出部86
   を有し、前記突出部86が前記シンクロナイザリングスト
   ッパ手段100および前記ブロッキング手段102として働く
   ようにした請求項１記載のシンクロナイザ。
6. 【請求項６】前記ブロッキングインサート80上の前記突
   出部86が、前記出力部材160および前記ハブ20が相互に
   相対回転をしていないときに前記ハブ20に対する前記シ
   フトカラー60の軸方向相対移動を制限するための前記シ
   フトストッパ手段98としてさらに働くようにした請求項
   ５記載のシンクロナイザ。
7. 【請求項７】前記係合手段128が少なくとも１つのフラ
   ンジ128を有し、各前記少なくとも１つの係合機構40が
   前記入力摩擦要素120、142と係合するために対応する１
   つのフランジ128と係合可能であるようにした請求項５
   記載のシンクロナイザ。
8. 【請求項８】前記シフトカラー60の前記少なくとも１つ
   の出力部材160の方向への軸方向移動により、各前記少
   なくとも１つの係合機構40が対応する前記少なくとも１
   つのフランジ128に圧着し、一方前記少なくとも１つの
   入力摩擦要素120、142が前記少なくとも１つの出力摩擦
   要素144に圧着するようにした請求項７記載のシンクロ
   ナイザ。
9. 【請求項９】前記少なくとも１つの係合機構40が前記ハ
   ブ20上に装着され、かつ前記少なくとも１つのブロッキ
   ングインサート80が前記シフトカラー60上に装着された
   請求項８記載のシンクロナイザ。
10. 【請求項１０】前記少なくとも１つの入力摩擦要素12
    0、142が、シンクロナイザリング120ならびにこのシン
    クロナイザリング120と共に回転するように固定される
    複数のクラッチプレート142を含み、前記フランジ128が
    前記シンクロナイザリング120上に形成され、および前
    記少なくとも１つの出力摩擦要素144が前記クラッチプ
    レート142間に挟み込まれた複数のセパレータプレート1
    44を含んだ請求項９記載のシンクロナイザ。
11. 【請求項１１】前記シンクロナイザリング120が前記フ
    ランジ付シートメタルカップを含み、前記フランジ128
    が前記カップの側部から後方へ曲げられた請求項10記載
    のシンクロナイザ。
12. 【請求項１２】前記シンクロナイザが二方向シンクロナ
    イザであり、かつ追加の出力部材160′と、少なくとも
    １つの追加の入力摩擦要素120′、142′と、および少な
    くとも１つの追加の出力摩擦要素144′とをさらに含
    み、各前記追加の部材および要素が対応する元の部材お
    よび要素120、142、144、160からみて前記ハブ20の反対
    側に前記対応する元の部材および要素と実質的に同じ方
    法で装着された請求項１記載のシンクロナイザ。
13. 【請求項１３】前記少なくとも１つの入力摩擦要素12
    0、142と前記少なくとも１つの追加の入力摩擦要素12
    0′、142′とに対し、これら各々が相互に相手の方向に
    付勢される偏倚荷重を与えるためのもどし手段132をさ
    らに含んだ請求項12記載のシンクロナイザ。
14. 【請求項１４】各前記入力摩擦要素120、142、120′、1
    42′上に少なくとも１つの追加のフランジ130、130′が
    設けられ、前記偏倚荷重付加手段がこのような各フラン
    ジ130を他の入力摩擦要素上のフランジ130′と相互に連
    結する少なくとも１つのばね132を含んだ請求項13記載
    のシンクロナイザ。
15. 【請求項１５】ハブ20; 第１および第２の出力ドラム160、160′であって、各ド
    ラムが前記ハブ20に対し相対的に回転可能なように装着
    されかつ前記第１のドラム160が前記第２のドラム160′
    からみて前記ハブ20の反対側にあるように配置された第
    １および第２の出力ドラム160、160′； 前記ハブ20と前記第１および第２の出力ドラム160、16
    0′のそれぞれとの間に配置された第１および第２のシ
    ンクロナイザリング120、120′であって、各前記シンク
    ロナイザリング120、120′が前記ハブ20と前記出力ドラ
    ム160、160′とに対して相対回転が可能なように装着さ
    れかつ各前記シンクロナイザリング120、120′がそれか
    ら伸長する複数のフランジ128、128′を有する第１およ
    び第２のシンクロナイザリング120、120′； 前記第１および第２のシンクロナイザリング120、120′
    のそれぞれと共に回転するように装着された第１および
    第２の複数のクラッチプレート142、142′； 第１および第２の出力ドラム160、160′のそれぞれと共
    に回転するように装着されかつ前記第１および第２のク
    ラッチプレート142、142′のそれぞれのクラッチプレー
    ト間に挟み込まれた第１および第２の複数のセパレータ
    プレート144、144′； 前記ハブ20と共に回転するように固定されかつ前記ハブ
    20に対し軸方向に相対的に移動可能であり、前記出力ド
    ラム160、160′のいずれか一方と選択的に係合可能であ
    るシフトカラー60; 前記ハブ20のまわりの周縁上に間隔をなして配置されか
    つ前記シフトカラー60の方向に偏倚荷重で押付けられた
    複数の係合機構40であって、各前記係合機構40は前記シ
    ンクロナイザリング120、120′上の前記フランジ128、1
    28′と選択的に係合可能であり、この係合によりクラッ
    チプレート142、142′をセパレートプレート144、144′
    と摩擦係合させることができる複数の係合機構40;およ
    び 前記シフトカラー60の内周縁上に間隔をなして配置され
    た複数のブロッキングインサート80であって、各ブロッ
    キングインサート80が対応する１つの前記係合機構40に
    隣接して配置されかつそれと係合しており； また各ブロッキングインサート80が： 前記シフトカラー60が軸方向に移動したときに前記対応
    する係合機構40を案内するように形成された溝84;およ
    び 前記溝84の各側に１つずつ、前記シンクロナイザリング
    120、120′と前記ハブ20との間の相対回転を制御するた
    めに前記フヲンジ128、128′と係合できるシンクロナイ
    ザリングストッバ手段100として作用し、かつ前記シフ
    トカラー60が前記ハブ20に対し相対的に回転する前記出
    力ドラム160、160′の片方の方向へ軸方向に移動すると
    きに前記シフトカラー60の前記ハブ20に対する軸方向相
    対移動をブロックするために前記フランジ128、128′と
    係合できるブロッキング手段102として作用する第１お
    よび第２の突出部86; とを有する二方向シンクロナイザ。
16. 【請求項１６】前記突出部86が、前記シフトカラー60が
    前記ハブ20に対し相対的に回転していない前記出力ドラ
    ム160,160′の片方の方向へ軸方向に移動するときに前
    記シフトカラー60の前記ハブ20に対する軸方向相対移動
    を制限するために出力ドラム160、160′の一部と係合で
    きるシフトストッパ手段98としてさらに働くようにした
    請求項15記載のシンクロナイザ。
17. 【請求項１７】各前記突出部86が； ブロッキングインサート80の側部と実質的に平行な内側
    部92と外側部94とであって、前記内側部92が前記溝84に
    近接している、内側部92及び外側部94; 前記外側部94の端部から伸長しかつそれに実質的に垂直
    なシフトストッパ側部98; 前記シフトストッバ側部98から伸長しかつそれに実質的
    に垂直なシンクロナイザリングストッバ側部100;および 前記シンクロナイザリングストッパ側部100と前記内側
    部92との間に仲長する案内肩部102; とを有した請求項16記載のシンクロナイザ。
18. 【請求項１８】前記案内肩部102が前記ブロッキングイ
    ンサート80の中心から、この中心を円の中心とする円の
    実質的に半径方向に向けられた請求項17記載のシンクロ
    ナイザ。
19. 【請求項１９】各ブロッキングインサート80が、シフト
    カラー60に対面するその側面上に少なくとも１つの突出
    部106、108をさらに含み、またシフトカラー60が、前記
    ブロッキングインサート80の前記シフトカラー60に対す
    る軸方向および半径方向外方への相対移動を阻止するよ
    うに前記少なくとも１つの突出部106、108と係合するた
    めの溝68をさらに含み、一方前記ブロッキングインサー
    ト80の前記ハブ20に対面する側面上の各前記突出部108
    が平坦な頂面を有し、かつ前記ハブ20が前記ブロッキン
    グインサート80の半径方向内方への移動を阻止するよう
    に前記平坦な頂面と係合するためのノッチ30を有した請
    求項17記載のシンクロナイザ。
20. 【請求項２０】前記シンクロナイザリング120、120′上
    の前記フランジ128、128′の幅が前記ブロッキングイン
    サート80上の前記２つの突出部86の前記内側部92の間の
    距離より狭くされた請求項17記載のシンクロナイザ。
21. 【請求項２１】前記シンクロナイザリング120,120′が
    肉厚のシートメタルからなるカップ形状部品であり、前
    記フランジ128が前記カップの側部から後方へ曲げられ
    た請求項15記載のシンクロナイザ。
22. 【請求項２２】前記フランジ128がＵ形状に形成され、
    Ｕの一端が前記係合機構40と係合した請求項21記載のシ
    ンクロナイザ。
23. 【請求項２３】各前記シンクロナイザリング120、120′
    から伸長する第２の複数のフランジ130、130′と、およ
    び前記第２の複数の各フランジ130を他方のシンクロナ
    イザリング120′上の対応するフランジ130′と相互に結
    合する複数のばね132とをさらに含んだ請求項22記載の
    シンクロナイザ。
24. 【請求項２４】正面と、後面と、頂部88と、底部88と、
    ２つの側部96と、および中心とを有する実質的に平坦な
    主本体82; 主本体82の正面上に形成され、主本体の頂部88付近から
    主本体の底部88付近へ伸長する案内溝84;および 主本体82の正面上に形成された２つのブロッカ突出部86
    であって、前記各側部96に１つの突出部86が形成され、
    各突出部86が； ｉ） 主本体82の対応する側部96に実質的に平行な内側
    部92および外側部94であって、内側部92が主本体の側部
    96から間隔を有して配置された、内側部92および外側部
    94; ii） 前記外側部94の端部において前記外側部94に実質
    的に垂直な頂脚部98および底側部98; iii） 頂側部98および底側部98のそれぞれの端部にお
    いて頂側部98および底側部98のそれぞれに実質的に垂直
    な頂部中間側部100および底部中間側部100であって、頂
    部中間側部100および底部中間側部100と各外側部94との
    間隔が、内側部92と外側部94との距離より小さくなるよ
    うに配置された頂部中間側部100および底部中間側部10
    0;および iv） 頂部中間側部100および底部中間側部100のそれぞ
    れの端部と内側部92の端部との間に伸長する頂部傾斜側
    部102および底部傾斜側部102; とを有した２つのブロッカ突出部86; とからなるブロッキングインサート。
25. 【請求項２５】前記主本体82内でその中心に形成された
    かつその正面から後面へ伸長する係合機構用孔90であっ
    て、前記ブロッカ突出部86の前記内側部92が前記孔90の
    側部に隣接するように配置された係合機構用孔90をさら
    に含んだ請求項24記載のブロッキングインサート。
26. 【請求項２６】主本体82の後面上に形成されかつ主本体
    82の頂部から底部へ伸長し、実質的に円筒のセグメント
    の形状に形成された第１の配向突出部106; 主本体82の後面上に形成されかつ主本体の各側部96から
    主本体の中心に向って形成された第２および第３の実質
    的に矩形の配向突出部108;および 主本体82の後面内で前記第２および第３の配向突出部10
    8の各側に形成された溝； とをさらに含んだ請求項24記載のブロッキングインサー
    ト。
27. 【請求項２７】前記主本体82が前記片方の側部96から他
    方の側部96へわずかに弓形であるようにした請求項24記
    載のブロッキングインサート。
28. 【請求項２８】前記案内溝84の深さおよび幅が主本体82
    の頂部88から中心へおよび主本体82の底部88から中心へ
    増加するようにした請求項24記載のブロッキングインサ
    ート。
29. 【請求項２９】前記突出部86の前記傾斜側部102が前記
    ブロッキングインサート80の中心から、この中心を円の
    中心とする円の実質的に半径方向に配向された請求項24
    記載のブロッキングインサート。