JP4066052B2

JP4066052B2 - 同期機構

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Publication number: JP4066052B2
Application number: JP2003510630A
Authority: JP
Inventors: ジャクソン，グラエメ，アンドリュー
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2001-07-07
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-07-02
Also published as: BR0211021B1; CN1524166A; ATE412126T1; GB0116676D0; DE60229524D1; US20030006116A1; KR20040064617A; BR0211021A; CN1294366C; WO2003004892A1; US6729457B2; EP1404984A1; EP1404984B1; JP2005513357A

Description

本発明は、プレエナージャイザ手段を備えた同期機構に関する。

従来公知なように、多段変速機には同期機構（シンクロナイザ）が用いられている。このような同期機構は一般に単一または二重作用型であって、摩擦及びジョー部材の対を有しており、夫々ギアをシャフトに対して同期させ、かつかみあい接続させている。またこのような同期機構はプレエナージャイザ（pre-energizer）アセンブリを有しており、シフトスリーブの初期係合の移動に応じて摩擦部材を係合させている。またこのような同期機構はハブを有しており、シャフトに対して回転自在に取付けるとともに外歯スプラインの歯を備えさせてシフトスリーブの内歯スプラインの歯とスライド自在に取付けさせているが、通常、シフトスリーブはジョー部材の対の一方を定めている。さらにこのような同期機構は防止手段を有しており、防止用の歯を備えさせて同期に達するまでシフトスリーブの係合移動を防ぐようにするとともに、スリーブからのシフト力を伝達させて摩擦部材の係合力を増加させている。

また、このような同期機構は、自己増力可能なように同期機構を構成することにより、車両のオペレータによるシフト時間とシフト操作とを軽減するように用いられることがあることが知られている。例えば、特許文献１の開示例では、上述した特徴の全てを備えた同期機構について開示している。
欧州特許公開第０６６３５４１号公報

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、プレエナージャイザをより向上させた同期機構を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、特許文献１の開示例と同様に、共通の回転軸に関し回転自在に設けられた第１と第２の駆動部材用の同期機構に関するが、このことは、本明細書に添付した特許請求の範囲の請求項１の前段に示されている。本発明に係る同期機構は、第１駆動部材に関し回転及び軸方向移動が防がれるように第１エレメントを取付ける。また、第２エレメントを有して、接続手段を有して第１エレメントに関し第２エレメントがスライド自在でかつ非回転式に移動可能となるようにし、さらに第１のジョー手段を有して、ニュートラル位置から第２のジョー手段と係合する位置まで移動自在にして、軸方向に向かう第１のシフト力によって第２エレメントが係合するように移動することに応じて、駆動部材をかみあい接続させる。また、第１摩擦手段を有して、第２摩擦手段と係合するように軸方向に移動自在であって、第２エレメントの係合する移動に応じて、第１及び第２のジョー手段を同期させる。また、第１及び第２ブロッカー手段を有して、係合したときに、同期に先立って第１及び第２のジョー手段の係合を防げるように操作自在にする。また、プレエナージャイザ手段を有して、ニュートラル位置から第１シフト力による第２エレメントの初期係合する移動に応じて、初期係合力によって第１と第２の摩擦手段を係合させ、かつ第１と第２の摩擦手段の初期係合に応じて、第１と第２のブロッカー手段を係合させて同期トルクを生じさせる。また、第１と第２の自己増力手段のうちの一方は、第１と第２のブロッカー手段を介して、第１摩擦手段に対して第１の付加軸方向力を向けるための手段を備える。さらに、第１の自己増力手段はエレメントの一つに設けられ、かつ第２の自己増力手段は他方に関しラジアル方向の移動ができずかつ限定的な回転が可能となるように設けられる。

ここで、本発明は、上記プレエナージャイザ手段は第１の傾斜面を備えて、弾性手段によって第２の自己増力手段に取付けられた第２の傾斜手段と係合するように付勢させて、第２エレメントの初期係合する移動に応じて、第２の自己増力手段と第１及び第２の傾斜手段を介して、第１の摩擦手段まで第１のシフト力を伝達させることを特徴とする。

即ち、請求項１に記載した発明においては、共通の回転軸（１２ａ）に関し回転自在に取付けられた第１と第２の駆動部材（１２、１６）用の同期機構（１８）であって、第１エレメント（３２）、第２エレメント（３６）、第１摩擦手段（４２ａ）、第１及び第２ブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）、プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）及び第１と第２の自己増力手段（４６、５０または４６、５０’）を有し、この際、前記第１エレメント（３２）は前記第１駆動部材（１２）に関し回転及び軸方向移動が防がれるように取付けられ、前記第２エレメント（３６）は接続手段（３８）を有して前記第１エレメント（３２）に関し前記第２エレメント（３６）がスライド自在でかつ非回転式に移動可能となるようにし、さらに第１のジョー手段（３８ｃ）を有し、ニュートラル位置から第２のジョー手段（３０）と係合する位置まで移動自在にして、軸方向に向かう第１のシフト力（Ｆ_Ｏ）によって前記第２エレメントが係合するように移動することに応じて、前記駆動部材（１２、１６）をかみあい接続させ、前記第１摩擦手段（４２ａ）は第２摩擦手段（２６）と係合するように軸方向に移動自在であって、前記第２エレメント（３６）の係合する移動に応じて、前記第１及び第２のジョー手段（３８ｃ、３０）を同期させ、前記第１及び第２ブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）は係合したときに、同期に先立って前記第１及び第２のジョー手段（３８ｃ、３０）の係合を防げるように操作自在であって、前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は、ニュートラル位置から前記第１シフト力（Ｆ_Ｏ）による前記第２エレメント（３６）の初期係合する移動に応じて、初期係合力によって前記第１と第２の摩擦手段（４２ａ、２６）を係合させ、かつ前記第１と第２の摩擦手段（４２ａ、２６）の初期係合に応じて、第１と第２のブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）を係合させて同期トルクを生じさせ、前記第１と第２の自己増力手段（４６、５０または４６、５０’）は同期トルクに反応して係合したときに、前記第１シフト力（Ｆ_Ｏ）の方向に第１の付加軸方向力（Ｆ_ａ）を生じさせ、かつ前記第１と第２の摩擦手段（４２ａ、２６）の係合力を増加させるように操作自在であって、前記第１と第２の自己増力手段のうちの一方（５０または５０’）は、第１と第２のブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）を介して、第１摩擦手段（４２ａ）に対して前記第１の付加軸方向力（Ｆ_ａ）を向けるための手段（５４）を備えて、前記第１の自己増力手段（４６）は前記エレメント（３２）の一つに設けられ、かつ前記第２の自己増力手段（５０または５０’）は他方（３６）に関しラジアル方向の移動ができずかつ限定的な回転が可能となるように設けられ、さらに特徴的には、前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は第１の傾斜面（６４ａまたは６４ａ’）を備えて、弾性手段（６６または６６’）によって前記第２の自己増力手段（５０または５０’）に取付けられた第２の傾斜手段（６２ａ、６２ａ’）と係合するように付勢させて、前記第２エレメント（３６）の初期係合する移動に応じて、第２の自己増力手段を介して、前記第１の摩擦手段（４２ａ）まで前記第１のシフト力（Ｆ_Ｏ）を伝達させることを特徴とする。
また、請求項１３に記載した発明においては、回転軸（１２ａ）を有する第３の駆動部材（１２）に関し回転できるように設けられた第１と第２の駆動部材（１４、１６）用の同期機構（１８）であって、ハブ（３２）、シフトスリーブ（３６）、第１と第２の摩擦リング（４０、４２）、第１と第２のブロッカー（５４ｄ、５４ｃ）及びプレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）を有し、この際、前記ハブ（３２）は前記第３の駆動部材（１２）に関し回転及び軸方向移動が防がれるように取付けられ、前記シフトスリーブ（３６）は接続手段（３８）を有して前記ハブ（３２）に関し前記シフトスリーブがスライド自在でかつ非回転式に移動可能となるようにし、かつ、第１と第２のジョー手段（３８ｂ、３８ｃ）を有し、夫々ニュートラル位置から第３と第４のジョー手段（２８、３０）と係合する位置まで移動自在にして、軸方向に向かう第１と第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）によって、夫々前記スリーブが係合するように移動することに応じて、前記第１と第２の駆動部材（１４、１６）のいずれかを前記第３の駆動部材に対してかみあい接続させ、前記第１と第２の摩擦リング（４０、４２）は夫々第３と第４の摩擦面（２４、２６）と係合するように軸方向に移動自在であって、前記スリーブ（３６）の係合する移動に反応して、前記第１と第２のジョー手段（３８ｂ、３８ｃ）を夫々前記第３と第４のジョー手段（２８、３０）と同期させ、前記第１と第２のブロッカー（５４ｄ、５４ｃ）は夫々第３と第４のブロッカー（６０ａ、６０ｂ）と係合可能であって、同期に先立って前記第１と第２のジョー手段（３８ｂ、３８ｃ）の係合位置を防ぎ、前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は、ニュートラル位置から各前記第１と第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）による前記スリーブ（３６）の初期係合する移動に応じて、前記第１と第２の摩擦リング（４０、４２）を夫々前記第３と第４の摩擦面（２４、２６）と初期係合させるようにし、かつ、第１と第２の摩擦リング（４０、４２）の初期係合に応じて、第１と第３のブロッカー（５４ｄ、６０ａ）を夫々第２と第４（５４ｃ、６０ｂ）と係合させて同期トルクを生じさせ、前記プレエナージャイザ手段は前記スリーブ（３６）とともに軸方向に移動可能な移動止め（６２または６２’）、傾斜部材（６４または６４’）、及び前記傾斜部材を前記移動止め（６２または６２’）に向ってラジアル方向外側に付勢させる弾性手段（６６、６６’）を有し、さらに特徴的には、前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は前記第１と第２の摩擦リング上に支持されるストラット部材（６０）を有し、該ストラット部材は前記第１と第２の摩擦リングの夫々の第１と第２の溝部（４０ｂ、４２ｂ）内に設けられるようにラジアル方向内側に延びる部分（６０ｆ）を備え、かつ、これに対して前記第３と第４のブロッカー（６０ａ、６０ｂ）を取付けて備え、前記傾斜部材（６４または６４’）を前記ストラット部材によって支持させて、これとともに軸方向及び円周方向に移動させ、かつ前記弾性部材を前記ストラットと前記傾斜部材との間で作用させることを特徴とする。

以下、添付した図を参照して、本発明に係る実施の形態について詳述する。
尚、本明細書において用語「同期機構（シンクロナイザ）」は、かみあいクラッチを用いて選択された変速比のギアをシャフトに対して非回転式に接続させるためのクラッチ機構を指すが、この際、かみあいクラッチと関連して設けられる同期用の摩擦クラッチによって、かみあいクラッチの部材が実質的に同期して回転するまで、かみあいクラッチの係合操作を防ぐものとする。また、用語「プレエナージャイザ（pre-energizer）」は、かみあいクラッチを係合させようとする初期の操作に応じて、摩擦クラッチを初期係合させる機構を指すものとする。さらに、用語「自己増力（self-energizing）」は、摩擦クラッチの同期トルクに比例して、同期用の摩擦クラッチの係合力を増加させる機構を指すものとする。

以下、図１〜４を参照すると、多段変速機の一部を形成するギア（または駆動部材）と同期機構のアセンブリ１０を示している。アセンブリ１０は中心軸１２ａを中心に回転するように設けられたシャフトまたは駆動部材１２を有し、またシャフト上に軸方向に離間して設けられるようにギア（駆動部材）１４、１６を有して、シャフトに関して回転できるようにし、かつ従来技術において公知な方法によってシャフトに関する軸方向移動を固定させ、さらに、いずれかのギアをシャフトに対して接続させるように二重作用型（double-acting）の同期機構１８を有する。但し、この同期機構はいずれかのギアのみをシャフトに対して接続させる単一作用型（single-acting）でもよい。

同期機構１８は環状部材（またはリング）２０、２２を有して、従来技術において公知な方法によって軸方向でかつ回転可能なようにギア１４、１６に対して取付け、ギアの円錐形状の摩擦面２４、２６とギアのジョーの歯（jaw teeth）２８、３０をこの実施の形態では部材２０、２２と一体に有する。また、同期機構１８はハブ部材またはエレメント３２を有して、この中央の開口部３２ａにて軸方向でかつ回転可能なようにシャフト１２に対して取付けて、かつ外歯スプライン３４を備えさせる。さらに、同期機構１８は上記外歯スプライン３４と軸方向にスライド移動して噛合するように内歯スプライン３８の形態の接続手段を備えたシフトスリーブまたはエレメント３６を有し、また摩擦リング４０、４２を有する。さらに、同期機構は３つに周方向に離間するように、自己増力手段と、プレエナージャイザと、ブロッカーとを統合したアセンブリ４４を夫々ハブの溝部３２ｂ内に設けるように有するが、この溝部３２ｂは周方向に離間するように端部４６、４８を備えて、自己増力のための、つまりブースト傾斜面（boost ramp surfaces）４６ａ、４６ｂと４８ａ、４８ｂを定める。各摩擦リングは円錐形状の摩擦面４０ａ、４２ａと、３つに周方向に離間した溝部４０ｂ、４２ｂを有する。これら溝部４０ｂ、４２ｂはアセンブリ４４の一部と作用して、オペレータによるシフト力Ｆ_Ｏ、プレエナージャイザの力、及び自己増力の力Ｆ_ａを摩擦面に対して伝達させる。

各アセンブリ４４は自己増力部材５０を有するが、この部材はまた予め力を加え、かつブロッカーの組み合わされたアセンブリ５２としても機能する。各部材５０は周方向に離間した端部５４、５６をフランジ５８と一体なように備えるが、このフランジ５８は周方向に延びる部位５９を備えて、シフトスリーブ３６の周方向に延びるスロット３６ａ内に取付けられるようにする。このスロット３６ａにより部材５０がシフトスリーブとハブに対して周方向に限定的な移動が行えるようにし、またシフトスリーブに対して軸方向の移動が防がれるようにする。端部５４、５６は夫々自己増力のための、つまりブースト傾斜面５４ａ、５４ｂと５６ａ、５６ｂを有し、これらは夫々自己増力操作を行う間、自己増力傾斜面４６ａ、４６ｂと４８ａ、４８ｂと作用する。端部５４、５６はまたブロッカー傾斜面５４ｃ、５４ｄと５６ｃ、５６ｄを有し、これらは、同期させかつ自己増力操作を行う間、アセンブリ５２の力を伝達するストラットのような部材６０の首状の下方部分によって定められるブロッカー傾斜面６０ａ、６０ｂと６０ｃ、６０ｄと作用する。フランジ部５８のラジアル方向内側に面した側部には細長い溝部つまり移動止め６２が備えられており、この部位は角度を付けられたプレエナージャイザ傾斜部６２ａ、６２ｂを有して、部材６０の係合溝部６０ｅ内に設けられた細長い傾斜部材６４の隆起部によって定められる、プレエナージャイザ傾斜部６４ａ、６４ｂと作用し、そして、例えばコイルスプリング６６のような弾性部材によってラジアル方向外側に付勢される。部材６０のラジアル方向内側に面する側部には内側に延びる部位６０ｆがあって、この部位６０ｆにはスプリング６６の一方の端部を取付けることができる内側の溝部と、摩擦リングの溝部４０ｂ、４２ｂ内に取付けられる長方形状の外部とが設けられる。溝部４０ｂ、４２ｂは軸方向に面する側部側で開口して、ストラットメンバ６０が摩擦リング４０、４２に関して軸方向に移動できるようにする。そして、プレエナージャイザ傾斜面とスプリング６６とはシフトスリーブ３６を図１、２及び５に示すニュートラル位置に付勢させる。

上記内容から理解できるように、摩擦面２４、４０ａと２６、４２ａの対は摩擦クラッチを構成して、ジョークラッチ部材の係合に先立って、シャフトに対してギアを同期させる。ここで円錐形状の摩擦クラッチについて説明する。しかしながら、本発明に係る他の実施の形態では、他の形状の摩擦クラッチを用いることは可能であることを理解されたい。また、摩擦クラッチは従来技術において公知の複数の摩擦部材のいずれかから定められてもよく、例えば、米国特許第４,７００,８２３号、第４,８４４,２１８号、第４,７７８,５４８号公報に開示されているような熱分解カーボン（pyrolytic carbon）摩擦部材でもよい。

上述したスプライン３４、３８の歯は軸方向に延びる側面を有して、これら側面を密着してスライド移動可能なように常時係合させて、シフトスリーブ３６とシャフト１２の間に比較的自由なあそびが生じないようにしている。内歯スプライン３８の反対側の端部にはジョーの歯３８ｂ、３８ｃが定められて、夫々ギアの歯２８、３０と係合して、ギアをシャフトに対してかみあいクラッチさせる。ジョーの歯３８ｂ、３８ｃとギアのジョーの歯２８、３０の側部には脱着防止（アンチ−バックアウト）用つまりロッキング角度を備えて歯の偶発的な噛合の解除が生じないようにしてもよく、また角度を付けて軸方向に面する端部を備えて噛合を補助させてもよい。これらの特徴は、米国特許第４,７２７,９６８号公報の開示例から参照することができる。

ここで、いずれかのギアをシャフトに対して接続させることが求められる場合には、例えば米国特許第４,９２０,８１５号公報に開示されているような、任意の、本明細書に記載されていないシフト機構を用いて、シャフト１２の軸方向に沿って移動する部分的に示されているシフトフォーク６８によって、シフトスリーブ３６を軸方向に移動させて、この際、例えば左方向に移動させることでギア１４を接続させ、また右方向に移動させることでギア１６を接続させる。このシフト機構はリンケージシステムを介してオペレータによって手動操作されてもよく、この際、アクチュエータを用いて選択的に移動されてもよく、または、シフト機構の移動を自動的に開始させて、かつ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を用いて移動されてもよい。シフト機構が手動的に移動される場合には、プレエナージャイザアセンブリは、オペレータによってシフトスリーブに加えられる力に比例して、プレエナージャイザの力を及ぼす。また、手動的または自動的のいずれによって操作されるに拘らず、力はシフトスリーブに対して軸方向に加えられて、かつシフト力と比例するが、以下、本明細書ではこのシフト力をオペレータによるシフト力Ｆ_Ｏ（Ｆ_Ｏ:operator shift force）として参照する。プレエナージャイザ力は、シフト力Ｆ_Ｏによるシフトスリーブの移動方向に基づいて、摩擦面４０ａまたは４２ａのいずれかを関連する摩擦面と初期係合するように移動させて、ストラット部材６０をハブ３２に関する位置にロックさせ、自己増力部材５０とこのブロッカー傾斜面を後述する方法によってストラット部材６０のブロッカー傾斜面と係合させるようにする。

シャフト１２をギア１６と同期させるための、プレエナージャイザ、ブロッカー、及び自己増力手段の力の経路と構成要素の係合は、シャフト１２とギア１６の間で一方向に非同期的な状態が存在することを前提にする。一方、他の方向つまり同期ギア１４に向う方向における非同期的な状態は、後述する内容から理解できるように力の経路と構成要素の係合を構成する。オペレータのシフト力によってシフトスリーブ３６の初期の軸方向右側への係合が摩擦リング４２に伝達される際、この力の伝達は、シフトスリーブ３６、自己増力部材５０、プレエナージャイザ傾斜部６２ａ、６４ａ、スプリングによって付勢された部材６４、ストラット部材６０、及び溝部４２ｂの円周方向に延びる部位と当接しているストラット部材のラジアル方向内側に延びる部位６０ｆを含む力の伝達経路を介して行われる。摩擦面２６に対する摩擦面４２ａの、この初期係合の移動と力は、摩擦面４２ａを摩擦面２６に対して移動させるため、摩擦リング４２とストラット部材６０を回転させる初期の同期トルクが発生して、ブロッカー傾斜面６０ｂをブロッカー傾斜面５４ｃと当接させ続けるように位置させることが可能になる。このシフトスリーブの初期の軸方向移動はまた、摩擦リング４２からのトルクによりストラット部材６０と自己増力部材５０をハブ３２に関して反時計回りに回転させて、自己増力傾斜面５４ｂ、４６ｂを係合させるが、この力の伝達は、摩擦リング４２、ストラット部材６０、自己増力部材の端部５４、及び自己増力傾斜面５４ｂ、４６ｂを含む力の伝達経路を介して行われる。この力の伝達経路にはプレエナージャイザ傾斜部が含まれていないため、プレエナージャイザ力から独立する。

自己増力傾斜面５４ｂ、４６ｂとブロッカー傾斜面５４ｃ、６０ｂが係合して、係合した自己増力傾斜面５４ｂ、４６ｂの効果が無視される場合には、最大のオペレータのシフト力Ｆ_Ｏが摩擦リング４２に加えられるが、この力の伝達は、シフトスリーブ３６、自己増力部材のブロッカー傾斜面５４ｃ、ブロッカー傾斜面６０ｂ、及びストラット部材の内側に延びる部位６０ｆを含む力の伝達経路を介して行われるため、最大のオペレータのシフト力で摩擦面４２ａ、２６を係合させて、オペレータのシフト力Ｆ_Ｏと比例した同期トルクを生じさせる。ブロッカー傾斜面５４ｃ、６０ｂは回転平面に対して傾斜しているため、ジョーの歯３８ｂ、３０の非同期的な係合を防止して、摩擦面４２ａ、２６にシフト力Ｆ_Ｏを伝達させるのみならず、さらに逆のトルクつまり同期トルクとは逆に非ブロッキングトルクを生じさせるが、但し、このトルクは非同期状態の間、より小さな力で作用する。実質的な同期に達した場合には、同期トルクの力は非ブロッキングトルクよりも低下するため、ブロッカー傾斜面は係合を解除するように移動して、シフトスリーブを軸方向に移動させ続けて、移動自在のジョーの歯３８ｃをギアのジョーの歯３０と係合させるようにする。

ここで、自己増力傾斜面の作用について説明すると、オペレータによって加えられる軸方向のシフト力Ｆ_Ｏに基づく同期トルクＴ_Ｏは、勿論、自己増力傾斜面を横切るように反作用するが、この傾斜面は軸方向の力の成分つまり軸方向の追加的な力（付加軸方向力）Ｆ_ａを生じさせてオペレータによるシフト力Ｆ_Ｏと同じ方向に作用させる。付加軸方向力Ｆ_ａはまたブロッカー傾斜面を横切るように伝達するため、さらに摩擦面の係合力を増加させて、トルクＴ_Ｏに加えて、付加同期トルクＴ_ａを生じさせる。この際、同期機構は付加軸方向力Ｆ_ａの大きさを限定させるための手段を備えていてもよい。このような手段の一つの例として、未だ公開されていない欧州特許出願第００１２５９５０.０号に記載されたものを挙げることができる。

ここで、図６を参照して、本発明の他の実施の形態に係る同期機構について説明するが、同図にはプレエナージャイザと、ブロッカーと、かつ自己増力を行うためのアセンブリ１００が示されているが、このアセンブリ１００の上述したアセンブリ４４との唯一の相違は、プレエナージャイザの構造に関する点だけである。即ち、この構造の変更された部位にはプライム（prime）が加えられている。また、アセンブリ１００にはコイルスプリング６６の替わりに板ばね６６’が用いられており、またボールまたはローラ６４’（但し、例示上示した実施の形態ではボール）の形状の凸状の部材を用いて、自己増力部材５０’に形成された凹状の移動止め６２’に対して作用するようにしているが、この点においてのみ部材５０’は部材５０と相違している。尚、力を伝達する部材６０’内に板ばね６６’が設けられるが、このことは上述したストラット部材６０内の細長い部材６４と類似した方法で行われる。移動止め６２’とボール６４’はプレエナージャイザ傾斜面６２ａ’、６２ｂ’と６４ａ’、６４ｂ’を定めるが、これらは上述したプレエナージャイザ傾斜面６２ａ、６２ｂと６４ａ、６４ｂと同様に機能する。

以上、本発明の実施の形態に係る２つのプレエナージャイザと、ブロッカーと、かつ自己増力のアセンブリについて説明した。これらアセンブリのうち本発明に該当する部位は添付した特許請求の範囲に記載されている。

ニュートラル位置にあって、シャフトの回転軸に関し回転するように設けられた二重作用型の同期機構の上半分の断面図である。図１の２−２線に沿って眺めたときの同期機構の要部の断面図である。図１と２に示した構成要素の斜視図である。同期機構の摩擦リングの要部を示す斜視図である。同期機構の自動的に力を加え、予め力を加え、かつブロッカーのアセンブリを示す斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る、自動的に力を加え、予め力を加え、かつブロッカーのアセンブリを示す断面図である。

Claims

共通の回転軸（１２ａ）に関し回転自在に取付けられた第１と第２の駆動部材（１２、１６）用の同期機構（１８）であって、第１エレメント（３２）、第２エレメント（３６）、第１摩擦手段（４２ａ）、第１及び第２ブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）、プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）及び第１と第２の自己増力手段（４６、５０または４６、５０’）を有し、この際、
前記第１エレメント（３２）は前記第１駆動部材（１２）に関し回転及び軸方向移動が防がれるように取付けられ、
前記第２エレメント（３６）は接続手段（３８）を有して前記第１エレメント（３２）に関し前記第２エレメント（３６）がスライド自在でかつ非回転式に移動可能となるようにし、さらに第１のジョー手段（３８ｃ）を有し、ニュートラル位置から第２のジョー手段（３０）と係合する位置まで移動自在にして、軸方向に向かう第１のシフト力（Ｆ_Ｏ）によって前記第２エレメントが係合するように移動することに応じて、前記駆動部材（１２、１６）をかみあい接続させ、
前記第１摩擦手段（４２ａ）は第２摩擦手段（２６）と係合するように軸方向に移動自在であって、前記第２エレメント（３６）の係合する移動に応じて、前記第１及び第２のジョー手段（３８ｃ、３０）を同期させ、
前記第１及び第２ブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）は係合したときに、同期に先立って前記第１及び第２のジョー手段（３８ｃ、３０）の係合を防げるように操作自在であって、
前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は、ニュートラル位置から前記第１シフト力（Ｆ_Ｏ）による前記第２エレメント（３６）の初期係合する移動に応じて、初期係合力によって前記第１と第２の摩擦手段（４２ａ、２６）を係合させ、かつ前記第１と第２の摩擦手段（４２ａ、２６）の初期係合に応じて、第１と第２のブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）を係合させて同期トルクを生じさせ、
前記第１と第２の自己増力手段（４６、５０または４６、５０’）は同期トルクに反応して係合したときに、前記第１シフト力（Ｆ_Ｏ）の方向に第１の付加軸方向力（Ｆ_ａ）を生じさせ、かつ前記第１と第２の摩擦手段（４２ａ、２６）の係合力を増加させるように操作自在であって、前記第１と第２の自己増力手段のうちの一方（５０または５０’）は、第１と第２のブロッカー手段（５４ｃ、６０ｂ）を介して、第１摩擦手段（４２ａ）に対して前記第１の付加軸方向力（Ｆ_ａ）を向けるための手段（５４）を備えて、前記第１の自己増力手段（４６）は前記エレメント（３２）の一つに設けられ、かつ前記第２の自己増力手段（５０または５０’）は他方（３６）に関しラジアル方向の移動ができずかつ限定的な回転が可能となるように設けられ、さらに特徴的には、
前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は第１の傾斜面（６４ａまたは６４ａ’）を備えて、弾性手段（６６または６６’）によって前記第２の自己増力手段（５０または５０’）に取付けられた第２の傾斜手段（６２ａ、６２ａ’）と係合するように付勢させて、前記第２エレメント（３６）の初期係合する移動に応じて、第２の自己増力手段を介して、前記第１の摩擦手段（４２ａ）まで前記第１のシフト力（Ｆ_Ｏ）を伝達させることを特徴とする同期機構。
さらに、前記同期機構（１８）は共通の回転軸（１２ａ）に関し回転自在に取付けられて、前記第１と第２の駆動部材（１２、１６）と関連してかつ前記第２の駆動部材から離間して設けられた第３の駆動部材（１４）用であって、この際、
前記第２エレメント（３６）の接続手段（３８）はさらに第３のジョー手段（３８ｂ）を有し、ニュートラル位置から第４のジョー手段（３０）と係合する位置まで移動自在にして、軸方向に向かう第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）によって前記第２エレメントが係合するように移動することに応じて、前記第１と第３の駆動部材（１２、１４）をかみあい接続させ、
第３摩擦手段（４０ａ）を有して、第４摩擦手段（２４）と係合するように軸方向に移動自在にして、前記第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）によって前記第２エレメント（３６）の係合する移動に応じて、第３及び第４のジョー手段（３８ｂ、２８）を同期させ、
第３及び第４ブロッカー手段（５４ｄ、６０ａ）を有して、係合したときに、同期に先立って前記第３及び第４のジョー手段（３８ｂ、２８）の係合を防げるように操作自在であって、
前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は、ニュートラル位置から前記第２シフト力（Ｆ_Ｏ）による前記第２エレメント（３６）の初期係合する移動に応じて、初期係合力によって前記第３と第４の摩擦手段（４０ａ、２４）を係合させ、かつ前記第３と第４の摩擦手段の初期係合に応じて、第３と第４のブロッカー手段（５４ｄ、６０ａ）を係合させて同期トルクを生じさせ、
前記第１と第２の自己増力手段（４６、５０または４６、５０’）は同期トルクに反応して係合したときに、前記第２シフト力（Ｆ_Ｏ）の方向に第２の付加軸方向力（Ｆ_ａ）を生じさせ、かつ前記第３と第４の摩擦手段（４０ａ、２４）の係合力を増加させるように操作自在であって、前記第１と第２の自己増力手段のうちの一方（５０または５０’）の手段（５４）は、第３と第４のブロッカー手段（５４ｄ、６０）を介して、第３摩擦手段（４０ａ）に対して前記第２の付加軸方向力（Ｆａ）を向けさせ、かつ、
前記プレエナージャイザ手段は第３の傾斜面（６４ｂまたは６４ｂ’）を備えて、弾性手段（６６または６６’）によって前記第２の自己増力手段（５０）に取付けられた第４の傾斜手段（６２ｂまたは６２ｂ’）と係合するように付勢させて、前記第２シフト力（Ｆ_Ｏ）による前記第２エレメント（３６）の初期係合する移動に応じて、第２の自己増力手段（５０または５０’）を介して、前記第３の摩擦手段（４０ａ）まで前記第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）を伝達させることを特徴とする請求項１に記載の同期機構。
前記第１の摩擦手段（４２ａ）は溝部（４２ｂ）を備えた略円錐形状のリング（４２）を有し、かつ、
前記ストラット部材（６０、６０’）は前記溝部（４２ｂ）内に設けられるようにラジアル方向内側に延びる部分（６０ｆ）を有して、前記第１のシフト力（Ｆ_Ｏ）と前記第１の付加軸方向力（Ｆ_ａ）を前記第１の摩擦手段（４２ａ）に対して伝達させることを特徴とする請求項１または２に記載の同期機構。
ラジアル方向内側に延びる部分（６０ｆ）を内部に設けるように溝部（４０ｂ）を備えた略円錐形状のリング（４０）を有して、前記第２のシフト力（Ｆ_O）と前記第２の付加軸方向力（Ｆ_a）を前記第２の摩擦手段（４０ａ）に対して伝達させる第３の摩擦手段（４０ａ）を有することを特徴とする請求項２または３に記載の同期機構。
前記第１と第２の略円錐形状のリング（４２と４０）はストラット部材（６０または６０’）を支持するラジアル方向の外面を有することを特徴とする請求項４に記載の同期機構。
前記第１の傾斜手段（６４ａ）は前記ストラット部材（６０）により支持される傾斜部材（６４）によって定められて、これとともに軸方向及び円周方向に移動して、かつ、弾性部材（６６）によってストラット部材のラジアル方向外側に付勢され、かつ、
前記第２の傾斜手段（６２ａ）は前記第２の自己増力手段（５０）のラジアル方向内側に面する部分によって定められることを特徴とする請求項４に記載の同期機構。
前記第３の傾斜手段（６４ｂ）は前記ストラット部材（６０）により支持される傾斜部材（６４）によって定められて、これとともに軸方向及び円周方向に移動して、かつ、弾性部材（６６）によってストラット部材のラジアル方向外側に付勢され、かつ、
前記第４の傾斜手段（６２ｂ）は前記第２の自己増力手段（５０）のラジアル方向内側に面する部分によって定められることを特徴とする請求項４に記載の同期機構。
前記弾性部材（６６）はコイルスプリングを構成して、前記ストラット部材（６０）と前記傾斜部材の手段（６４）との間でラジアル方向に作用することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の同期機構。
前記弾性手段は板ばね（６６'）から定められてストラット部材（６０'）により支持されてこれとともに軸方向及び円周方向に移動して、かつ、
前記プレエナージャイザ手段（６２ ' 、６４ ' ）は、夫々凹状の移動止め（６２ ' ）と凸状の部材（６４ ' ）であって、前記凸状の部材（６４ ' ）は前記板ばね（６６'）によって支持されてこれとともに軸方向及び円周方向に移動でき、かつ、第１の傾斜手段（６４ａ'）を定めて前記板ばねによってラジアル方向外側に付勢されて、前記第２の自己増力手段（５０'）のラジアル方向内側に面する部分の前記凹状の移動止め（６２'）によって定められる第２の傾斜手段（６２ａ'）と係合することを特徴とする請求項４に記載の同期機構。
前記第３と第４の傾斜手段（６４ｂ'、６２ｂ'）は夫々、前記凸状の部材（６４'）と前記凹状の移動止め（６２'）によって定められることを特徴とする請求項９に記載の同期機構。
前記第１のエレメント（３２）はハブであって、
前記第２のエレメント（３６）はシフトスリーブであって、
前記第１と第２の自己増力手段の一方（５０または５０’）は第２の自己増力手段であって、
前記第１の自己増力手段（４６）は前記ハブ（３２）に対して取付けられて、かつ、
前記第２の自己増力手段（５０または５０’）は前記シフトスリーブ上に取付けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の同期機構。
前記溝部（４０ｂ、４２ｂ）は軸方向に面する端部を備えて、前記第１と第３の摩擦手段（４０、４２）のうちの一方に対してストラット部材（６０）を軸方向に移動させることを、前記第１と第３の摩擦手段（４０、４２）のうちの他方が係合するときに行わせることを特徴とする請求項４に記載の同期機構。
回転軸（１２ａ）を有する第３の駆動部材（１２）に関し回転できるように設けられた第１と第２の駆動部材（１４、１６）用の同期機構（１８）であって、ハブ（３２）、シフトスリーブ（３６）、第１と第２の摩擦リング（４０、４２）、第１と第２のブロッカー（５４ｄ、５４ｃ）及びプレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）を有し、この際、
前記ハブ（３２）は前記第３の駆動部材（１２）に関し回転及び軸方向移動が防がれるように取付けられ、
前記シフトスリーブ（３６）は接続手段（３８）を有して前記ハブ（３２）に関し前記シフトスリーブがスライド自在でかつ非回転式に移動可能となるようにし、かつ、第１と第２のジョー手段（３８ｂ、３８ｃ）を有し、夫々ニュートラル位置から第３と第４のジョー手段（２８、３０）と係合する位置まで移動自在にして、軸方向に向かう第１と第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）によって、夫々前記スリーブが係合するように移動することに応じて、前記第１と第２の駆動部材（１４、１６）のいずれかを前記第３の駆動部材に対してかみあい接続させ、
前記第１と第２の摩擦リング（４０、４２）は夫々第３と第４の摩擦面（２４、２６）と係合するように軸方向に移動自在であって、前記スリーブ（３６）の係合する移動に反応して、前記第１と第２のジョー手段（３８ｂ、３８ｃ）を夫々前記第３と第４のジョー手段（２８、３０）と同期させ、
前記第１と第２のブロッカー（５４ｄ、５４ｃ）は夫々第３と第４のブロッカー（６０ａ、６０ｂ）と係合可能であって、同期に先立って前記第１と第２のジョー手段（３８ｂ、３８ｃ）の係合位置を防ぎ、
前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は、ニュートラル位置から各前記第１と第２のシフト力（Ｆ_Ｏ）による前記スリーブ（３６）の初期係合する移動に応じて、前記第１と第２の摩擦リング（４０、４２）を夫々前記第３と第４の摩擦面（２４、２６）と初期係合させるようにし、かつ、第１と第２の摩擦リング（４０、４２）の初期係合に応じて、第１と第３のブロッカー（５４ｄ、６０ａ）を夫々第２と第４（５４ｃ、６０ｂ）と係合させて同期トルクを生じさせ、前記プレエナージャイザ手段は前記スリーブ（３６）とともに軸方向に移動可能な移動止め（６２または６２’）、傾斜部材（６４または６４’）、及び前記傾斜部材を前記移動止め（６２または６２’）に向ってラジアル方向外側に付勢させる弾性手段（６６、６６’）を有し、さらに特徴的には、
前記プレエナージャイザ手段（６２、６４または６２’、６４’）は前記第１と第２の摩擦リング上に支持されるストラット部材（６０）を有し、該ストラット部材は前記第１と第２の摩擦リングの夫々の第１と第２の溝部（４０ｂ、４２ｂ）内に設けられるようにラジアル方向内側に延びる部分（６０ｆ）を備え、かつ、これに対して前記第３と第４のブロッカー（６０ａ、６０ｂ）を取付けて備え、前記傾斜部材（６４または６４’）を前記ストラット部材によって支持させて、これとともに軸方向及び円周方向に移動させ、かつ前記弾性部材を前記ストラットと前記傾斜部材との間で作用させることを特徴とする同期機構。
前記移動止め（６２、６２’）は自己増力部材（５０または５０’）によって定められて前記スリーブ（３６）に対する回転を限定させるように取付けられ、前記自己増力部材は第１と第２の自己増力表面（５４ａ、５４ｂ）を備えて、夫々第３と第４の自己増力表面（４６ａ、４６ｂ）と係合させ、かつ、これに対して取付けられるように第１と第２のブロッカー（５４ｄ、５４ｃ）を有することを特徴とする請求項１３に記載の同期機構。
前記溝部（４０ｂ、４２ｂ）は軸方向に面する端部を備えて、前記第１と第３の摩擦手段（４０、４２）の一方に対する前記ストラット部材（６０）の軸方向の移動を、前記第１と第３の摩擦手段（４０、４２）の他方が係合するように移動するときに行わせることを特徴とする請求項１３に記載の同期機構。