JP3194099B2 - 自己付勢式同期装置 - Google Patents

自己付勢式同期装置

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    • F16D2023/065—Means to provide additional axial force for self-energising, e.g. by using torque from the friction clutch

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変速機のための同期装
置に関するものである。特に、本発明は、自己付勢式の
同期装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多段変速機において、同期装置を用いて
変速比の全部または一部のシフト時間を減少させること
は公知である。また、自己付勢式の同期装置を用いるこ
とによって、運転者に必要とされるシフト作動力すなわ
ちシフトレバーに加える力を減少させることも公知であ
る。運転者のシフト作動力は一般的に車両の大きさに伴
って増大するので、自己付勢式の同期装置は大型トラッ
クに特に重要である。そのような装置の従来技術が、例
えば米国特許第 2,410,511号、第 2,896,760号、第 3,5
48,983号、第 4,413,715号、第 4,836,348号及び第 4,8
69,353号に記載されており、これらは参考として本説明
に含まれる。
【０００３】上記特許の同期装置には、それぞれ歯車を
クラッチに同期化して確実に噛み合わせる摩擦部材及び
ジョー部材と、シフト力によるジョー部材の１つの初期
係合移動に応じて予備付勢部材が摩擦部材を初期係合さ
せるのに応じて係合して、ジョー部材の非同期係合を防
止し、シフト力を摩擦部材に伝達してそれの同期トルク
を増大させることができるブロッカーと、トルクに反動
して、シフト力の方向の付加力をシフト力に追加するこ
とによって摩擦部材の同期トルクをさらに増大させるこ
とができるようにする自己付勢ランプ(ramp)とが設けら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの特許の同期装
置の構造は、ピン形同期装置の構造とは大きくことなっ
ている。これらの構造的な違いが少なくとも一因となっ
て、ピン形同期装置に上記の自己付勢機能を持たせるこ
とが困難であった。
【０００５】さらに、これらの特許の同期装置はシフト
時間及びシフト作動力を低減させることはできるが、こ
れらは変速機全体におけるシフト要件の変化、すなわち
低速の変速比は一般的に高速の変速比の場合よりもシフ
ト作動力及び／または時間を多く必要とし、またダウン
シフトは一般的にアップシフトの場合よりもシフト作動
力及び／または時間を多く必要とすることを考慮に入れ
ていなかった。
【０００６】本発明の目的は、ジョークラッチを軸方向
に移動させるシフトフランジをジョークラッチに対して
制限回転させることができるように設けたピン形シンク
ロナイザを提供することである。
【０００７】本発明の別の目的は、自己付勢手段を設け
たそのようなピン形同期装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
米国特許第 4,462,489号に開示されているようなピン形
同期装置には、それぞれ第２摩擦手段及びジョー手段と
係合することによって、半径方向に延在しているフラン
ジを軸方向に移動させる軸方向のシフト力に応じてそれ
ぞれ歯車を軸に同期化して確実に連結できるようにする
第１の摩擦手段及びジョー手段が設けられている。フラ
ンジの軸方向移動に応じて第１ジョー手段を軸方向に移
動させる連結手段が設けられている。第１ジョー手段が
軸に対して回転移動はできないが軸方向移動できるよう
にするため、軸に設けられた外側スプライン歯と噛み合
う複数の内側スプライン歯が第１ジョー手段に設けられ
ている。第２の摩擦手段及びジョー手段が軸に取り付け
られている。第１及び第２ブロッカー手段が係合するこ
とによって、同期化される前にジョー手段が係合するこ
とを防止できるようになっている。第１ブロッカー手段
は、第１摩擦手段から固定的に軸方向に延出してフラン
ジの開口を通るように円周方向に間隔をおいて設けられ
た複数のピン形手段に形成されている。第２ブロッカー
手段は、開口の周囲に形成されている。予備付勢手段
が、中立位置から歯車側へのシフト力によるシフト手段
の初期軸方向移動に応じて摩擦手段を係合させて、摩擦
手段の係合に応じてブロッカー手段を係合させることに
よって初期同期トルクを発生させて、またブロッカー手
段を介してシフト力を第１摩擦手段に伝達することによ
って摩擦手段の初期係合力を増大させることができるよ
うになっている。
【０００９】本発明により改良された同期装置は、フラ
ンジを軸に対して制限された円周方向移動を可能にし、
同期トルクを軸に反作用させる手段を有していることを
特徴としている。
【００１０】本発明のさらなる特徴によれば、制限され
た円周方向移動を可能にする手段に第１ランプ手段が設
けられており、一方の方向の同期トルクに応じてフラン
ジに取り付けられた反作用手段と係合することによっ
て、シフト力の方向にフランジに加えられる軸方向付加
力を発生して、摩擦手段の係合力をさらに増大させるこ
とができるようにしている。
【００１１】
【作用】上記の構成において、シフト力がフランジに対
して軸方向に加えられ、フランジの円周方向移動を制限
する手段に設けられた第１ランプ手段とフランジに設け
られた反作用手段が係合したとき、フランジはジョー手
段および軸に対して限定回転できるようになり、摩擦手
段からの同期トルクに反作用して軸方向の付加付勢力が
発生し、摩擦手段の係合力をさらに増大させることがで
きる。
【００１２】
【実施例】本発明の同期装置を添付の図面を参照しなが
ら説明する。図１及び２は、陸用の車両に用いられる形
式の、特に重量形トラックに用いられる形式の変速機の
歯車／同期装置アセンブリ10だけを示している。しか
し、アセンブリ10は、他の用途にも用いることができ
る。アセンブリには、図示しない方法で中心軸線12a 回
りに回転できるように取り付けられた軸12と、互いに離
して軸上に回転可能に支持されており、公知の方法で軸
に取り付けられた環状のスラスト部材18,20 によって軸
に対して軸方向移動できないように固定されている変速
比歯車14,16 と、複動ピン形同期クラッチ機構22とが設
けられている。アセンブリ10は、参考として本説明に含
まれる米国特許第 3,648,546号及び第 4,788,889号に開
示されているような２副軸変速機の一部であって、歯車
の歯14a 及び16a は副軸上のエンジン駆動される歯車と
常時噛み合っており、軸12は負荷に連結されるか、選択
的に連結可能であって、従来技術から公知のように、幾
分半径方向へ移動自在である。ここでは、歯車14は歯車
16よりも低速比であり、両歯車ともアップ及びダウンシ
フトで連結可能である。
【００１３】同期装置２２は、歯車１４，１６に取り付
けられた環状摩擦部材２４，２６及び環状ジョー部材１
４ｂ，１６ｂと、軸に一体成形されるか他の方法でそれ
に取り付けられた外側スプライン歯１２ｂと摺動可能に
噛み合った内側スプライン歯２８ａを設けたジョークラ
ッチ部材２８と、自己付勢ランプを設けた環状スリーブ
３０と、スラスト部材３４によってジョークラッチ部材
２８に対して軸方向移動できないがジョー部材に対して
相対回転できるように固定された半径方向内側部分３２
ａを備えている、半径方向に延在したシフトフランジ３
２と、各々から軸方向に延出してフランジの開口３２ｂ
を通るように円周方向に間隔をおいて設けられた３本の
ピン４０によって互いに固着された環状の摩擦リング部
材３６，３８と、摩擦部材間を軸方向に延在して、開口
３２ｂと交互に位置するように開口３２ｂ間に設けられ
た開口３２ｃにはめ込まれて円周方向に離設されたスプ
ラインピン形の３つの予備付勢アセンブリ４２とを有し
ている。あるいは、同期装置２２は、単動ピン形でもよ
い、すなわち１つの歯車だけを軸に同期させて噛み合い
連結させる構造でもよく、そのような機構は米国特許第
３，２２１，８５１号に記載されており、この特許は参
考として本説明に含まれる。ピン４０の数は、ここに示
したものよりも増減させることができ、また他の形式の
予備付勢アセンブリ４２を用いることもできる。
【００１４】図面から明らかなように、摩擦部材24, 36
及び26,38 は協働して、ジョークラッチが連結するのに
先立って歯車を軸に同期化する摩擦クラッチを形成して
いる。円錐クラッチが好適であるが、他の形式の摩擦ク
ラッチを用いることもできる。摩擦部材24,26 は、公知
の様々な方法で、例えば溶接で対応の歯車に取り付けら
れるか、あるいは公知のように歯車と一体成形すること
もできる。摩擦部材24,26 に一体に設けられた円錐摩擦
表面24a,26a がそれぞれ外側円錐摩擦表面36a,38a 係合
する。部材24,26 及び36,38 は、それぞれ同期装置のカ
ップ及びリングとも呼ばれる。
【００１５】広範囲の円錐角度を用いることができる
が、本実施例では円錐角度を12度〜7.5 度で考えてい
る。摩擦表面36a,38a 及び／または24a,26a は様々な公
知の摩擦素材を基材に取り付けて形成することができ
る。ここでは米国特許第 4,700,823号、第 4,844,218号
及び第 4,778,548号に開示されているような熱分解炭素
摩擦材が好ましい。これらの特許は参考として本説明に
含まれる。
【００１６】各ピン40には、フランジの開口32b の直径
よりもわずかに小径の大径部分40aと、摩擦リング36,38
間に（ここでは中央に）設けられた小径の溝部分40b
と、ピンの軸線から半径方向外向きに、ピンの軸線に直
交する線に対して角度を付けて互いに軸方向に離反する
ように設けられて、同期がほぼ達成されるまでブロッキ
ングを行う円錐形のブロッカー肩部表面40c,40d とが設
けられている。溝部分が対応のフランジ開口にはめ込ま
れると、剛性の摩擦リング及びピンアセンブリがフラン
ジに対して限定回転できるようになるため、ピンのブロ
ッカー肩部をフランジ開口の周囲に形成された面取りブ
ロッカー肩部32d,32e と係合させることができる。
【００１７】予備付勢アセンブリ42は、参考として本説
明に含まれる米国特許第 4,252,222号に開示されている
スプリットピン形である。各アセンブリ42には、組み合
わせた時に開口32c の直径よりも小径になる大径部分と
面取り端部44b を備えた半環状溝部分44a とを設けた１
対の半円筒形シェル半割り部材44と、環状溝部分を離反
方向に付勢して溝の面取り部分を開口32c の両端部の周
囲に形成されたフランジ面取り部分32f と係合させる板
ばねとが設けられている。シェル半割り部材44の端部は
摩擦リング36、38に当接しており、それに形成された細
長いくぼみ36b、38b にはめ込まれている。
【００１８】環状スリーブアセンブリ30には、軸方向に
接合したスリーブ部材48、50が設けられており、歯車1
4、16によって軸12に対して軸方向移動しないように保
持されている。スリーブ部材48、50には、外側スプライ
ンすなわちジョー歯28b 、28cと摺動可能に噛み合う内
側スプライン歯48a, 50aが設けられている。スプライン
48a ，50a 及び28b 、28c が噛み合うことによって、ス
リーブ部材48、50とジョー部材28との間の相対回転が防
止される。スリーブ部材48、50を接合した時、図３及び
４にしめされているように軸線12a に対して半径方向に
見た時にほぼ鼓形をした開口52がスリーブ部材48、50の
円周方向に互いに間隔をおいて形成される。
【００１９】フランジ32に３つの弓形の開口32g が設け
られており、これらを分離している３つの半径方向のス
ポークすなわち反作用部分32h の各々が、鼓形開口52の
１つを半径方向に貫通している。各開口52には、フラン
ジの反作用部分32h に形成されたほぼ平行なランプ表面
と協働する自己付勢ランプ表面52a,52b,52c,52d が設け
られている。図１、２及び３に示されているフランジ32
は、反作用部分32h が各鼓形開口52のくびれ部分52e 内
に位置している中立位置にある。フランジ32が中立位置
にある間、円錐クラッチの摩擦表面は離れている。いず
れかの歯車を軸に連結したい場合、公知の方法でフラン
ジ32の外周に連結されている適当な図示しないシフト機
構でフランジを軸12の軸線に沿って軸方向に、歯車14を
連結する時には左に、歯車16を連結する時には右に移動
させる。
【００２０】シフト機構は、リンク装置によって運転者
が手動で移動させてもよいが、アクチュエータで選択的
に移動させたり、シフト機構の移動を自動的に開始させ
ると共にシフト機構によって加えられる力の大きさを制
御する手段によって移動させることもできる。シフト機
構を手動で移動させる場合、その力は運転者がシフトレ
バーに加える力に比例する。手動または自動のいずれで
加える場合でも、力は軸方向にフランジ32に加えられ、
図４に矢印Foの長さで表される。反作用部分32h がくび
れ部分52e から軸方向に移動した時、開口52のランプ表
面によって、フランジはジョー部材28及び軸12に対して
限定回転できるようになり、円錐クラッチからの同期ト
ルクに反作用して軸方向の付加自己増力を発生するた
め、フランジ32に加えられたシフト力によって最初に係
合した円錐クラッチの係合力を増大させ、それによって
円錐クラッチによって得られる同期トルクを増大させる
ことができるようになっている。
【００２１】ランプ表面は、一方または両方の歯車の同
期化及び／またはアップシフト及びダウンシフトに伴っ
たいずれの方向のトルクにも対応した同期化を実施でき
るように設けることができる。例えば、ランプ表面52a
、52b は、いずれかの方向のトルクに応じて歯車16の
同期を促進する付加軸方向力を発生し、またランプ表面
52c 、52d は、いずれかの方向のトルクに応じて歯車14
の同期を促進する付加軸方向力を発生する。ランプ表面
の角度を変化させることによって、アップシフト及びダ
ウンシフトに対して、また高速比及び低速比に対して異
なった大きさの付加軸方向力を与えることができる。ま
た、１つまたは複数の歯車に対して１方向では付加軸方
向力が望まれない場合、ランプ表面を軸のスプラインに
平行にすることができる。例えば、ランプ表面52a 及び
／または52ｃを軸の軸線12a に平行にすれば、同期トル
クに応じて付加軸方向力が発生しない。
【００２２】シフト機構でフランジ32を初期軸方向右移
動させると、フランジ面取り部分が予備付勢部材面取り
端部44b と係合するため、摩擦リング表面38a が摩擦表
面26a と係合する位置へ移動する。もちろん、摩擦表面
38a 、26a の初期係合力は、ばね46の力及び面取り部分
の角度の関数である。初期摩擦係合（非同期状態が存在
するとして、また自己付勢ランプの効果を一時的に無視
する）によって、初期円錐クラッチ係合力及び同期トル
クToが発生し、この同期トルクToによってフランジ32と
係合摩擦リングとの間が限定相対回転し、これによって
小径ピン部分40b がフランジ開口32b の適当な側へ移動
して、ピンのブロッカー肩部40d がフランジのブロッカ
ー肩部32e と係合する。
【００２３】ブロッカー肩部が係合した時、フランジ32
に加えられている運転者の全シフト力Foがブロッカー肩
部を介して摩擦リング38に伝達されるため、円錐クラッ
チが運転者の全シフト力Foで係合し、総運転者同期トル
クToが得られる。この運転者同期トルクToは、図４に矢
印Toで表されている。ブロッカー肩部は運転者シフト力
Foの軸方向に対して角度を付けて設けられているので、
それらは、非同期状態では円錐クラッチからの同期トル
クに対向するがそれよりも小さい大きさの対向力すなわ
ち非ブロックトルクを発生する。ほぼ同期化が達成され
ると、同期トルクがアンブロックトルク以下まで低下す
ることから、ブロッカー肩部がピンを開口32b に対して
同心的に移動させるため、継続的にフランジが軸方向移
動して、ジョー部材28の外側ジョー歯28c をジョー部材
16b の内側ジョー歯と係合させる。
【００２４】公知のように、またジョー部材16b に対し
てだけ参照番号を付けて示されているように、ジョー歯
の前部分には、初期接触時の歯の破損を軽減するための
すくい角前縁部16c と、歯を整合位置に合わせる面取り
すなわちウェッジ面16d とが設けられている。そのよう
な前縁部を設けたジョー歯は、参考として本発明に含ま
れる米国特許第 4,246,993号と、適当なすくい角につい
て教示している米国特許第 3,265,173号とに詳細に記載
されている。ウェッジ面は、非対称にしてもよく、歯の
前端部の当接によるシフト完了の遅れを防止する。なめ
らかで比較的小さい作動力でシフトを完了できるように
するため、ジョー歯は円周方向にできるだけ細かく、す
なわち小さくして、ジョー歯に整合させるために必要な
数すなわち回転調節度を最小に抑える。
【００２５】自己付勢ランプの効果を無視すると、力Fo
によって与えられる円錐クラッチトルクは等式（１）で
表される。 To ＝ Fo Rc μc / sin α （１） 但し、Rc ＝ 円錐摩擦表面の平均半径 μc ＝ 円錐摩擦表面の摩擦係数 α ＝ 円錐摩擦表面の角度
【００２６】次に、特に図３及び４を参照しながら自己
付勢ランプの作用を説明すると、運転者が加えた軸方向
シフト力Foによる同期トルクToは、もちろんピン40によ
ってフランジ32に伝達され、自己付勢ランプ表面を介し
て軸12に反作用する。自己付勢ランプ表面は、軸12及び
ジョー部材28に対するフランジの回転を制限して、シフ
ト力Foと同じ方向でフランジに作用する軸方向力成分す
なわち軸方向付加力Faを発生し、それによってさらに円
錐クラッチの係合力を増大させて、トルクToに加えられ
る付加同期トルクTaを与える。
【００２７】図３は、シフトフランジ32が図１及び２に
対応した中立位置にある時の自己付勢ランプ表面の位置
を示している。図４は、円錐表面26a，38a の係合によ
って歯車16が同期化された時のランプの位置を示してい
る。係合した円錐表面によって、フランジ部材の反作用
部分32hをランプ表面52a と係合させた方向の同期トル
クが発生する。このため円錐クラッチを係合させるため
の軸方向力の合計はFo＋Faであり、円錐クラッチによっ
て発生する同期トルクの合計はTo＋Taであり、図４に図
示されている通りである。
【００２８】任意の運転者シフト力Fo及び運転者同期ト
ルクToに対する軸方向付加力の大きさは、係合した自己
付勢ランプ表面の角度の関数であることが好ましい。こ
の角度は、運転者による適度なシフト作動力に応じて大
幅に同期トルクを増加させて同期時間を短くすることが
できる十分な大きさの付加力Faを発生できる大きさであ
ることが好ましい。しかし、この角度はまた、制御され
た軸方向付加力Faを発生できる程度に小さいことも好ま
しい、すなわち力Faは力Foの増減に応じて増減しなけれ
ばならない。ランプ角度が大きすぎる場合、ランプは自
己付勢ではなく自己固着作用を持つ。このため、円錐ク
ラッチが初期係合を行うと、力Faが力Foに無関係に無制
御状態で急激に増大し、そのため円錐クラッチはロック
アップ側へ押し進められる。自己付勢ではなく自己固着
作用が生じることによって、シフト性すなわちシフト感
覚が低下し、同期装置部品に過度の応力が加わり、過熱
や円錐クラッチ表面の急速摩耗を発生させ、さらに運転
者のシフトレバー移動を無効化することもある。
【００２９】自己付勢ランプ角度θを計算し、運転者シ
フト力Foに比例して増減する付加軸方向力Faが得られる
ようにするための主要な変数は、円錐クラッチの角度
α、円錐クラッチの摩擦係数μc ，円錐クラッチの平均
半径Ｒｃ及び自己付勢ランプの平均半径Ｒｒの比、ラン
プの摩擦係数μｒ、及び自己付勢ランプの圧力角φであ
る。ここで、圧力角φはゼロである。円錐クラッチで発
生する合計同期トルクTtは次の等式の通りである。 Tt ＝ FtRcμc/sin α （２） 但し、 Tt ＝ To＋Ta であり、 （３） Ft ＝ Fo＋Fa である。 （４）
【００３０】微分を行わずに得られる軸方向付加力Faに
ついての等式は次の通りである。
【００３１】
【数１】
【００３２】但し、ランプ角度θは軸の軸線12a に直交
する平面から測定したものであり、Ftanはランプに作用
し、RrにおけるトルクTtの接線方向の力成分である。１
つのトルク方向に対するTt及びFtanはそれぞれ図２に同
じ参照記号を付けた矢印で示されており、Ftanは図４に
も示されている。従って、 Ftan ＝ Tt / Rr （６） 等式(5) 及び(6) を等式(4) に代入して、Ftについて解
くと、次式が得られる。
【００３３】
【数２】
【００３４】Ft/ Foを増力すなわち自己付勢比率とす
る。増力比率が高くなるほど、運転者シフト力Foに対す
る合計同期トルクTtが大きくなる。増力比率１は、ラン
プ角度が90度であることに相当する。この角度では軸の
スプラインに平行になるので、自己増力は得られない。
θが減少するのに伴って、増力比率が増加する。１：１
から約５：１までのブースト比率が用いられている。し
かし、１：１より大きく５：１より小さいブースト比率
が好ましい。等式(7) の分母がゼロになると、Ft/ Foは
無限大になる。これはもちろん、等式(7) の分母のマイ
ナス項が１に達した時である。
【００３５】したがって、つぎの式のとき、ランプは自
己固着作用ではなく自己付勢作用を持つ。
【００３６】
【数３】
【００３７】任意の同期装置の構造に対して、Rc、μ
c 、Rr、αを定数Ｋになるように設定することによって
式(8) を簡単にすることができる。すなわち、 Rcμc / Rr sinα ＝ 1/K (9A) または Rr sinα / Rc μc ＝ K (9B)
【００３８】等式(9A)または(9B)のいずれかを式(8) に
代入して整理し、ランプ角度θについて解くと、最小角
度θを求めるための式(10)が得られる。そのような最小
角度で、運転者シフト力Foに比例し、最大制御可能増力
比率を与え、自己固着しない自己付勢軸方向力Faが発生
する。
【００３９】
【数４】
【００４０】ここで、圧力角φがゼロであるから、cos
φは１であり、削除できる。θは軸の軸線12a に直交す
る平面から測定されたものであることを考えると、角度
θの増加に伴って、力Fa及びトルクTaの値が減少し、も
ちろん合計トルクTtの値が減少する。従って、他の変数
がすべて同一であるとすると、Ｋの増加に伴って最小角
度θが減少する。
【００４１】すなわち、自己固着作用を防止し、力Foに
比例した力Faを維持するため、Rc/ Rr比の増加時、及び
／または、円錐角度αの減少時、及び／または、クラッ
チの摩擦係数μc の増加時、及び／または、ランプ圧力
角φの増加時、及び／または、ランプの摩擦係数μr の
増加時には、最小角度θを増加させなければならない。
【００４２】また、いわゆる任意の構造に対する最小の
ランプ角度及び最大の所望増力比率を計算する時、製造
公差及び部品の通常摩耗による自己固着作用または超過
増力を防止できる安全余裕度が好ましい。
【００４３】次に、図示の多段変速機に同期装置10を用
いた場合について説明すると、変速歯車を同期化するた
めに必要な時間は、合計同期トルクの増加に伴って減少
する。さらに、反射慣性の違い、すなわち同期化する部
材の実際の慣性に摩擦が加わることから、低速比歯車を
同期化するために必要な作動力の量は、高速比歯車に必
要な作動力よりも大きいことが一般的である。また、変
速比歯車をダウンシフトで同期化するために必要な作動
力の量は、一般的にアップシフトで必要な作動力よりも
大きい。従って、本発明の同期装置を多段変速機に用い
る場合、低速比歯車用の機構の増力比率を高くし、高速
比歯車用の機構の増力比率を低くすることが好ましい。
【００４４】また、変速比歯車のダウンシフト用の増力
比率をアップシフトの場合よりも大きくすることが好ま
しい。増力比率をそのように調節することによって、自
己付勢式同期装置を備えた変速機の全ての変速比歯車に
対して、ほぼ同一のシフトすなわち同期時間が得られ
る。本発明の同期装置では、円錐クラッチ角度α、半径
比Rc/ Rr及び自己付勢ランプ角度θを変えることによっ
て、増力比率を簡単に変更することができる。
【００４５】添付の図面から明らかなように、ジョー部
材28が対応の歯車のジョー部材と係合している時、フラ
ンジ32は軸12と変速比歯車14または16との間のトルク経
路から遮断されている。従って、比較的小さく摩耗を受
け易い自己付勢ランプは、変速比歯車の全トルク負荷の
劣化影響を受けることはない。軸の軸線12a に対するラ
ンプ半径の減少に伴ってランプに作用する力が増加する
ので、これは特に自己付勢ランプが半径方向内向きに移
動する時に重要である。
【００４６】さらに、半径の違いから、ジョー部材のス
プライン28a と軸スプライン12b との間に作用する力
は、ジョークラッチ歯間に作用する力よりも大きい。従
って、ジョー部材のスプライン28a と軸スプライン12b
との間のスプライン連結部の軸方向長さは、ジョークラ
ッチ歯に十分な強度を与えるために必要な長さよりも大
きくすることが好ましい。本実施例では、フランジ32が
円周方向においてジョークラッチ部材28、30または軸12
に固定されていないので、フランジ32を移動させるシフ
ト機構のストロークを長くしないで軸方向スプライン連
結長さを延ばすことができる。
【００４７】このため、ジョー部材のスプライン28a を
軸スプライン12b と連続的に係合させることができる。
これは特に、運転者が公知のようにして手動操作式シフ
トレバーを用いてシフト機構を移動させる時に重要であ
る。そのようなレバーの例が、参考として本説明に含ま
れる米国特許第 3,850,047号に記載されている。そのよ
うなレバーは、シフトストロークを長くするためには、
運転者によるシフトレバーの移動を増加させるか、（レ
バーの支点を変更して）ある運転者のシフト作動力に対
してシフト機構に加えられる力を減少させることが必要
である第１種レバー形であることが一般的である。
【００４８】以上に、自己付勢同期装置の好適な実施例
を説明してきたが、本発明の精神の範囲内において様々
な変更及び変化を加えることができる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のピン形
同期装置は、フランジを軸に対して制限的に円周方向に
移動でき、同期トルクを軸に反作用させる手段を有し、
これには第１ランプ手段が設けられているので、シフト
力がフランジに対して軸方向に加えられ、前記手段と第
１ランプ手段とが係合したとき、フランジはジョー手段
および軸に対して限定回転できるようになり、摩擦手段
からの同期トルクに反作用して軸方向の付加付勢力が発
生し、摩擦手段の係合力をさらに増大させることができ
る。このように、ピン形同期装置に自己付勢機能を持た
せることができる。また、変速機全体のシフト要件の変
化に対しても、常に等しいシフト作動力および／または
作動時間で対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の線1-1 に沿って見た複動式同期装置の断
面図である。
【図２】図１の線2-2 に沿って見た部分断面図である。
【図３】図１及び２の機構の自己付勢ランプ部分の説明
図である。
【図４】同期時のランプの位置をしめす説明図である。
【符号の説明】
12 軸 14 歯車 14b ジョー歯 16 歯車 16b ジョー歯 22 同期装置 24 摩擦部材 26 摩擦部材 36 摩擦部材 38 摩擦部材 28 ジョークラッチ部材 30 ジョークラッチ部材 28b ジョー歯 28c ジョー歯 30 スリーブ 32 フランジ 32b フランジ開口 32c フランジ開口 32d ブロッカー肩部 32e ブロッカー肩部 32h 反作用部材 34 スラスト部材 40 ピン 40c ブロッカー肩部 40d ブロッカー肩部 42 予備付勢アセンブリ 52a ランプ表面 52b ランプ表面 52c ランプ表面 52d ランプ表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅ ｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ. Ａ. (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 23/06 F16H 3/12

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸（１２）上に軸方向移動できないよう
    に取り付けられて、軸（１２）の軸線（１２ａ）回りに
    軸（１２）と共に相対的に回転する第１歯車（１６）の
    ためのピン形同期装置（２２）において、 第１歯車（１６）に取り付けられた摩擦手段（２６）及
    びジョー手段（１６ｂ）とそれぞれ係合し、半径方向に
    延在しているフランジ（３２）を第１歯車（１６）の方
    へ移動させることができるように軸方向に第１歯車（１
    ６）側へ向けられたシフト力（Ｆｏ）に応じてそれぞれ
    第１歯車（１６）を軸（１２）に同期化して確実に連結
    する第１の摩擦手段（３８）及びジョー手段（２８ｃ）
    と、フランジ（３２）をジョー手段（２８ｃ）と共に軸
    方向移動できるように連結する手段（３４）と、第１ジ
    ョー手段（２８ｃ）を軸（１２）と共転するように連結
    する手段（２８ａ，１２ｂ）とを有し； 係合時に作用し、同期前のジョー手段（２８ｃ）の係合
    を防止する第１および第２ブロッカー手段（４０ｄ，３
    ２ｅ）を有し、第１ブロッカー手段（４０ｄ）は第１摩
    擦手段（３８）から固定的に軸方向に延出してフランジ
    （３２）の開口（３２ｃ）を通るように円周方向に間隔
    をおいて設けられた複数のピン形手段（４０）に形成さ
    れ、第２ブロッカー手段（３２ｅ）は開口（３２ｂ）の
    周囲に形成されており； 中立位置から第１歯車（１６）側へのシフト力（Ｆｏ）
    によるフランジ（３２）の初期軸方向移動に応じた係合
    力で摩擦手段（３８）を係合し、ピン形手段（４０）を
    介してフランジ（３２）に伝達される初期同期トルクを
    発生する摩擦手段（３８）の係合に応じて第１及び第２
    ブロッカー手段（４０ｄ，３２ｅ）を係合し、また、第
    １及び第２ブロッカー手段（４０ｄ，３２ｅ）を介して
    シフト力（Ｆｏ）を第１摩擦手段（３８）に伝達するこ
    とによって摩擦手段（３８）の係合力を増大させる予備
    付勢手段（４２）を有し； フランジ（３２）を軸（１２）に対して制限された円周
    方向移動を可能にし、同期トルクを軸（１２）に反作用
    させる手段（３０）を有し；かつ、 この制限された円周方向移動を可能にする手段（３０）
    は、一方の方向の同期トルクに応じてフランジ（３２）
    に設けられた反作用手段（３２ｈ）と係合可能で、シフ
    ト力（Ｆｏ）の方向にフランジ（３２）に加えられる軸
    方向付加力（Ｆａ）を発生して、摩擦手段（３８）の係
    合力をさらに増大させる第１ランプ手段（５２ａ）を含
    むことを特徴とする同期装置。
  2. 【請求項２】 前記制限された円周方向移動を可能にす
    る手段（３０）は、一方の方向の反対方向の同期トルク
    に応じて反作用手段（３２ｈ）と係合可能で、シフト力
    （Ｆｏ）の方向にフランジ（３２）に加えられる別の軸
    方向付加力（Ｆａ）を発生して、摩擦手段（３８）の合
    計係合力をさらに増大させる第２ランプ手段（５２ｂ）
    を含むことを特徴とする請求項１の同期装置。
  3. 【請求項３】 第１歯車（１６）から軸方向に間隔をお
    いて設けられ、軸（１２）上を軸方向移動はできない
    が、軸（１２）及び第１歯車（１６）に対して軸線（１
    ２ｂ）回りに回転できるように取り付けられた第２歯車
    （１４）を含み； 第２歯車（１４）に取り付けられた摩擦手段（２４）及
    びジョー手段（１４ｂ）とそれぞれ係合可能で、フラン
    ジ（３２）を第２歯車（１４）の方へ移動させる軸方向
    に第２歯車（１６）側へ向けられたシフト力（Ｆｏ）に
    応じてそれぞれ第２歯車（１４）を軸（１２）に同期化
    しかつ確実に連結する第２の摩擦手段（３６）及びジョ
    ー手段（２８ｂ）と、第２ジョー手段（２８ｂ）をフラ
    ンジ（３２）とともに軸方向移動できるように連結する
    手段（３４）と、第２ジョー手段（２８ｂ）を軸（１
    ２）と共に回転できるように連結する手段（２８ａ、１
    ２ｂ）とを有しており； 同期化する前に第２ジョー手段（２８ｂ）が係合するこ
    とを防止する第３及び第４ブロッカー手段（４０ｃ，３
    ２ｄ）を有し、第３ブロッカー手段（４０ｃ）は第２摩
    擦手段（３６）から固定的に軸方向に延出してフランジ
    （３２）の開口（３２ｂ）を通るように円周方向に間隔
    をおいて設けられた複数のピン形手段（４０）により形
    成され、第４ブロッカー手段（３２ｄ）はそれらが通る
    開口（３２ｂ）の周囲にが形成されており； 中立位置から第２歯車（１４）側へのシフト力（Ｆｏ）
    によるフランジ（３２）の初期軸方向移動に応じて第２
    摩擦手段（３６）を係合させ、第２摩擦手段から延出し
    たピン形手段（４０）を介してフランジ（３２）に伝達
    される初期同期化トルクを発生する第２摩擦手段（３
    ６）の係合に応じて第３及び第４ブロッカー手段（４０
    ｃ，３２ｄ）を係合させ、また、第３及び第４ブロッカ
    ー手段（４０ｃ、３２ｄ）を介してシフト力（Ｆｏ）を
    第２摩擦手段（３６）に伝達することによって第２摩擦
    手段（３６）の係合力を増大させる予備付勢部材（４
    ２）を有しており；また前記制限された円周方向移動を
    可能にする手段（３０）は、第２歯車（１４）に向かう
    シフト力（Ｆｏ）の方向にフランジ（３２）に加えられ
    る軸方向付加力（Ｆａ）を発生する一方の方向の同期ト
    ルクに応じて反作用手段（３２ｈ）と係合可能で、第２
    摩擦手段（３６）の係合力をさらに増大させる第３ラン
    プ手段（５２ｃ）を含むことを特徴とする請求項１また
    は２の同期装置。
  4. 【請求項４】 制限された円周方向移動を可能にする手
    段（３０）は、一方の方向の反対方向の同期トルクに応
    じて反作用手段（３２ｈ）と係合し、第２摩擦手段（３
    ６）の係合力をさらに増大させる第４ランプ手段（５２
    ｄ）を含むことを特徴とする請求項３の同期装置。
  5. 【請求項５】 制限された円周方向移動を可能にする手
    段（３０）は、軸（１２）に対して軸方向移動しないよ
    うに固定する手段（１６、１４）を含むことを特徴とす
    る請求項１ないし４のいずれか１項に記載の同期装置。
  6. 【請求項６】 第１及び第２ジョー手段（２８ｃ、２８
    ｄ）と制限された円周方向移動を可能にする手段（３
    ０）とを摺動可能に連結すると共に、その間の相対回転
    を防止する手段（４８ａ、５０ａ、２８ｂ、２８ｃ）を
    含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項
    に記載の同期装置。
  7. 【請求項７】 制限された円周方向移動を可能にする手
    段（３０）は、第１及び第２ジョー手段（２８ｃ、２８
    ｄ）に外接する環状スリーブアセンブリを含むことを特
    徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の同期
    装置。
  8. 【請求項８】 予備付勢手段（４２）は、フランジ（３
    ２）の円周方向に間隔をおいて、またピン形手段（４
    ０）を収容している開口（３２ｂ）間に位置するように
    して設けられた複数の開口（３２ｃ）を有しており、フ
    ランジ（３２）が軸方向の中立位置にある時、各予備付
    勢手段の開口（３２ｃ）にばね手段（４４、４６）の止
    め溝（４４ａ）が摺動可能にはまるようになっており、
    ばね手段（４４、４６）の両端部は第１及び第２摩擦手
    段（３８、３６）間に固定的に反作用しており、またば
    ね手段は、フランジ（３２）がいずれか一方の歯車側へ
    軸方向移動するのに応じて作動して、対応する歯車の摩
    擦手段を係合状態へ弾性的に移動させることを特徴とす
    る請求項１ないし７のいずれか１項に記載の同期装置。
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