JP4183905B2 - 切換クラッチ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の切換クラッチに関する。
【０００２】
動力が中断された状態で切り換えられる切換変速機においては、即ち切換過程中に入力軸がクラッチによって駆動機械から分離される切換変速機においては、冒頭に述べた形式の切換クラッチによって、その都度の速度段が入れられる。これは、滑りスリーブの切換歯がクラッチ体の連結歯にかみ合わされることによって行われる。そのクラッチ体は、連結すべき変速機構成要素、例えば歯車あるいは変速機ハウジングに固定されている。
【０００３】
接続された状態において、トルクは、変速機構成要素からクラッチ体、連結歯、切換歯、滑りスリーブおよびスリーブガイドを介して、別の変速機構成素、例えば歯車または軸に伝達されるか、あるいは変速機ハウジングで支持される。
【０００４】
入れられた速度段が変速比を決定し、従って変速機の入力軸と出力軸との回転数比を決定する。連結されていない変速機構成要素、例えばその他の速度段の常時かみ合っている自由回転歯車は、接続された変速機構成要素に対してその変速比に相当した回転数差で回転する。或る速度段から別の速度段に切り換えられるとき、その切換中に連結すべき部分は、滑りスリーブの切換歯が切り換えるべきクラッチ体の連結歯と噛み合う前に、ほぼ同じ回転数にされねばならない。
【０００５】
このためにシンクロ装置が使用される。このシンクロ装置は主に、クラッチ体にある摩擦面（例えば摩擦コーン）と、同期リングにある摩擦面（例えば対向コーン）とから構成されている。その同期リングは拘束歯を有している。同期リングは滑りスリーブと共に回転するが、拘束装置（例えば同期リングにある拘束歯）が拘束位置に置かれるようにするために、この同期リングは、滑りスリーブに対して２つのストッパ間で限られた回転角度だけ相対回転できるようになっている。
【０００６】
滑りスリーブを接続すべきクラッチ体の方向に移動させたとき、同期リングは、その対向コーンが、追従係止手段を介して、クラッチ体の摩擦コーンに押し付けられる。その場合、同期リングは滑りスリーブに対して回転して、切換歯の傾斜端面が拘束歯の対応した拘束面に衝突する。これによって、同期リングおよび摩擦面にスラスト力が与えられる。
【０００７】
切換力は同時に、傾斜面を介して同期リングに復帰力を発生させる。この復帰力は、部品が等速回転した際、摩擦面に作用する円周力に打ち勝って、同期リングを中間位置に運び、この中間位置において、滑りスリーブは完全に切り換えられる。
【０００８】
このような切換クラッチは既に公知であり、詳しくは、遊星歯車構造の切換変速機に対しては、ＤＥ３４ ４４５ ６２Ａ１号明細書で知られ、中間歯車構造の切換変速機に対しては、ＤＥ３４ ４４６ ７０Ａ１号明細書で知られている。
【０００９】
接続された状態から中立位置を介して別の切換位置に切り換えられる切換クラッチの場合、或る運転条件のもとで、切換過程中において同期リングが拘束位置まで十分にあるいは全く回転されていないために、滑りスリーブが、同期リングをほとんど支障なしに通過し、このために切換歯が連結歯に接してしまうことがある。これは不快な騒音および摩耗を引き起こしてしまう。
【００１０】
本発明の課題は、そのような騒音および摩耗を防止することにある。この課題は特許請求の範囲請求項１に記載の手段によって解決される。
【００１１】
本発明に基づいて、両同期リングは、切換クラッチが一方の側に切り換えられた状態において、切り換えられていない側の同期リングの拘束歯が拘束位置にあるように、互いに連結されている。これによって滑りスリーブは、対応した同期リングの拘束歯に衝突することなく、一方の切換位置から他方の切換位置に、支障なしには、移動することができない。
【００１２】
本発明の実施態様において、両同期リングは互いに向かい合う端面にそれぞれ、互いに噛み合う噛合い結合要素、好適には軸方向に延びるフランク面で互いに接する噛合い歯を有している。これらの噛合い歯は滑りスリーブあるいはスリーブガイドにある２つのストッパ間で案内され、滑りスリーブに対して限られた回転角度だけ回転できる。
【００１３】
その回転移動行程は、各同期リングがそれぞれ拘束位置を得るための回転としては、滑りスリーブに対して一方向にのみ回転可能であるように設計されていることが有利である。
【００１４】
連結部分が同期リングに機械的に固く結合されているので、例えばばね要素が存在する場合に生ずるような、シンクロ装置の跳ね返りや突っ張りは生じない。
【００１５】
発明の詳細な説明および特許請求の範囲の項に、本発明の多くの特徴が記載されている。当該技術者は、解決すべき課題の意味において各特徴事項を、種々に目的に合わせて組み合わせることができる。
【００１６】
以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１７】
切換クラッチ１は、内ば歯車３と遊星歯車４と太陽歯車７とを有する遊星歯車段２を切り換えるために使われる。遊星歯車４は、遊星歯車キャリヤ８における遊星歯車ジャーナル５上に、転がり軸受６によって支持されている。太陽歯車７は入力軸（図示せず）に結合され、遊星歯車キャリヤ８は出力軸（図示せず）に結合されている。遊星歯車キャリヤ８は転がり軸受１０によって変速機ハウジング９に支持されている。
【００１８】
切換クラッチ１は切換フォーク（図示せず）に対する係合溝１８付き滑りスリーブ１７を有している。この滑りスリーブ１７はまた切換歯１９を有している。図示した状態においてこの切換歯１９は同期リング２９の拘束歯３１を貫通してクラッチ体２１の連結歯２３とかみ合っている。
【００１９】
滑りスリーブ１７は連動歯（スリーブガイド）１１を介して内ば歯車３に相対回転不能に結合され、同時にこの内ば歯車３は滑りスリーブ１７を案内するために役立つ。滑りスリーブ１７は軸方向において内ば歯車３内に止め輪１５によって保持されている。クラッチ体２１は連動歯１３および止め輪１６によって変速機ハウジング９に固定されている。従って図示の切換状態において、内ば歯車３は滑りスリーブ１７およびクラッチ体２１を介して変速機ハウジング９に結合されている。
【００２０】
切換クラッチ１には更に、連結歯２２付きのもう１つのクラッチ体２０が存在している。このクラッチ体２０は、連動歯１２および止め輪１４を介して遊星歯車キャリヤ８に固定され、同期リング２８と共働する。滑りスリーブ１７が図１において右に移動されると、他の速度段ないし歯車群に切り換えられる。この速度段において、内ば歯車３は遊星歯車キャリヤ８に結合され、これと一緒に回転する。
【００２１】
同期リング２８、２９は円周に分布された複数の噛合い歯（ドッグ）３２、３３を有している。同期リング２８の噛合い歯３２は軸方向に延びるフランク面３４で、他方の同期リング２９の軸方向に延びる噛合い歯３２のフランク面３５に接している（図２参照）。噛合い歯３２ないし３３の外側フランク面３６、３７は、ストッパ３８、３９間の限られた範囲で回転可能である。
【００２２】
同期リング２８、２９は、噛合い歯３２、３３を介して互いに連結されている。このことにより、一方の同期リング２９が切換歯１９に対する通路を自由に空けるや否や、その同期リング２９が、他方の同期リング２８を、その拘束歯３０が拘束位置となるまで回転させるように、連結されている。
【００２３】
いま、滑りスリーブ１７が切り換えられた位置（図１）から右に移動されると、その切換歯１９は同期リング２８の拘束歯３０に衝突する。これによって同期リング２８はその摩擦コーン２４が対向コーン２６に押し付けられる。切換歯１９および拘束歯３０の端面が傾斜していることによって（図２参照）、円周方向における分力が生ずる。この分力は、滑りスリーブ１７とクラッチ体２０が等速回転になるや否や、同期リング２８を拘束歯３０と共に拘束位置から外れるように回転させる。
【００２４】
等速回転中に、切換歯１９はクラッチ体２０の連結歯２２に噛合い、これによっていまや、内ば歯車３は遊星歯車キャリヤ８に対して連結される。同時に、同期リング２８の噛合い歯３２は、噛合い歯３３を、同期リング２９およびその拘束歯３１と共に、拘束位置に変位させる。従って、図示された切換位置に戻す際は、拘束歯３１、同期リング２９における摩擦コーン２５、およびクラッチ体２１における対向コーン２７が有効に作用する。
【００２５】
この実施例は遊星歯車段２に対する切換クラッチ１を示しているが、本発明は中間歯車構造の変速機に対しても適用できる。この場合、滑りスリーブ１７は、軸に結合されたスリーブガイド上を相対回転不能に案内される。その際、噛合い歯３２、３３は目的に適うよう、スリーブガイドにおける回転制限手段を兼ねた貫通開口を貫通している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく切換クラッチの部分断面図。
【図２】 図１におけるII−II線に沿った円筒部分の部分展開図。
【符号の説明】
１ 切換クラッチ
２ 遊星歯車段
３ 内ば歯車
４ 遊星歯車
５ 遊星歯車ジャーナル
６ 転がり軸受
７ 太陽歯車
８ 遊星歯車キャリヤ
９ 変速機ハウジング
１０ 転がり軸受
１１ 連動歯
１２ 連動歯
１３ 連動歯
１４ 止め輪
１５ 止め輪
１６ 止め輪
１７ 滑りスリーブ
１８ 係合溝
１９ 切換歯
２０ クラッチ体
２１ クラッチ体
２２ 連結歯
２３ 連結歯
２４ 摩擦コーン
２５ 摩擦コーン
２６ 対向コーン
２７ 対向コーン
２８ 同期リング
２９ 同期リング
３０ 拘束歯
３１ 拘束歯
３２ 噛合い歯
３３ 噛合い歯
３４ フランク面
３５ フランク面
３６ フランク面
３７ フランク面
３８ ストッパ
３９ ストッパ

Claims (4)

1. 切換歯（１９）を有した滑りスリーブ（１７）と、
   この滑りスリーブ（１７）の両側に配置され、拘束歯（３０、３１）と摩擦面（２４、２５）とを有し、滑りスリーブ（１７）に対して限られた回転角度だけ相対回転可能な同期リング（２８、２９）と、
   連結歯（２２、２３）と対向摩擦面（２６、２７）とを有し、各同期リング（２８、２９）と共働するクラッチ体（２０、２１）と
   を備え、滑りスリーブ（１７）が、スリーブガイド（１１）を介して変速機構成要素（３）に常に相対回転不能に結合されると共に、切り換えられた状態において、切換歯（１９）および連結歯（２２、２３）を介してクラッチ体（２０、２１）に噛合い結合で接続されるような切換クラッチ（１）において、
   両同期リング（２８、２９）は、当該切換クラッチ（１）が一方の側に切り換えられた状態において、切り換えられていない他方の側の同期リング（２８）の拘束歯（３０）が、他方の側の連結歯（２２）と噛み合おうとする切換歯（１９）の移動を拘束する拘束位置にあるように、互いに連結されている、ことを特徴とする切換クラッチ。
2. 両同期リング（２８、２９）が、互いに向かい合う端面に、それぞれ互いに噛み合う噛合い結合要素（３２、３３）を有している、ことを特徴とする請求項１記載の切換クラッチ。
3. 噛合い結合要素が、軸方向に延びるフランク面（３４、３５）で互いに接する噛合い歯（３２、３３）である、ことを特徴とする請求項２記載の切換クラッチ。
4. 各同期リング（２８、２９）が、それぞれ拘束位置を得るための回転としては滑りスリーブ（１７）に対して一方向にのみ回転可能である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の切換クラッチ。

Images