JPH04285322A - 自己付勢力制限手段を備えた変速機用同期装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速機用同期装置に関
する。特に、本発明は、自己付勢力を制限する手段を備
えた自己付勢式同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多段比変速機において、すべてのまたは
幾つかの変速ギヤ比のシフト時間を減少するのに使用で
きる同期装置は周知である。また、車両の運転手に要求
されるシフト力、すなわち、シフトレバーにかけられる
力が自己付勢式同期装置を使用することにより減少でき
ることも周知である。車両の大型化および重量化により
運転手のシフト力は一般的に増加するので、自己付勢式
同期装置は特に大型トラック等にとって重要である。こ
のような装置の従来例としては米国特許第　２，４１０
，５１１号、第　２，８９６，７６０号、第　３，５４
８，９８３号、第　４，４１３，７１５号、第　４，８
３６，３４８号および第　４，８６９，３５３号があり
、これらは参考として本明細書に含まれる。

【０００３】上記特許の同期装置はそれぞれギヤと軸と
を同期化し係合する摩擦部材およびジョー部材を含む。 予付勢部材に応じて係合するブロッカは、シフト力によ
るジョー部材のひとつの初期係合動作に応じて摩擦部材
の初期係合を行う。ブロッカはジョー部材の非同期係合
を防止し、かつシフト力を摩擦部材に伝達してその同期
トルクを大きくする働きをする。そして、自己付勢傾斜
面はそのトルクに応じてシフト力の方向にかつシフト力
に付加する付加力を提供しさらに摩擦部材の同期トルク
を増大する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような自己付勢式
同期装置の基本的な目的は、もちろん、例えば手動操作
のシフトレバーからの比較的適度なシフト力による同期
時間を短縮することである。所定の同期装置の結合構造
およびシフト力において、付加力は自己付勢傾斜面の角
度を変えることにより変更することができる。理論上、
制御可能な最大付加力を発生する理想的傾斜面の角度は
存在する。ここにおける傾斜面の角度の基準枠において
、傾斜面の角度が大きくなるに伴い付加力は小さくなる
。理想的角度より小さい傾斜面の角度は制御不可能な付
加力を発生する。この付加力が一度発生すると、シフト
力とは無関係に急速に増大し、迅速に円錐クラッチをロ
ックアップ状態にする。制御不可能な付加力を発生する
傾斜面の角度は自己付勢よりはむしろ自己ロックアップ
と言われている。自己ロックアップはシフト性能または
シフト感を悪化させ、同期部材および他の部品に過重応
力を与え、円錐クラッチ面の過熱および早期摩耗の原因
となり、また、運転手のシフトレバーの操作を無効にさ
えする。

【０００５】実際上、いわゆる理想傾斜面角度は、実質
的にいくつかの変数、例えば、摩擦係数の変化、傾斜面
の摩耗、製作誤差、等により変化する。

【０００６】本発明の目的は、自己付勢傾斜面により発
生する付加力を制限する自己付勢式同期装置を提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
自己付勢式同期装置は、軸方向の動きに対して軸に保持
された第１ギヤに対して提供され、軸は軸線を有し、こ
の軸線の回りをギヤと軸が回転する。この同期装置は次
のとおりの構成である。すなわち、軸と駆動的に連結さ
れ、かつ第１ギヤに設けられた摩擦及び噛み合い手段と
それぞれ係合可能な第１摩擦及び噛み合い手段、これに
より、シフト手段を第１ギヤに向けて移動し、第１ギヤ
に向けて軸方向に作用するシフト力に応じて第１ギヤを
軸にそれぞれ係合させる。；同期前の噛み合い手段の係
合を防止するため、係合して作用する第１及び第２ブロ
ッカ手段；中立位置から第１ギヤに向けて作用するシフ
ト力によるシフト手段の初期軸方向移動に応じてブロッ
カ手段を係合し、かつシフト力をブロッカ手段を介して
第１摩擦手段に伝達し摩擦手段の係合力を大きくする予
付勢手段。；一方向の同期トルクに応じて係合可能な第
１及び第２傾斜手段を含み、摩擦手段と軸との間に同期
トルクを作用させ、かつ第１摩擦手段を係合させる力を
更に大きくする軸方向付加力を発生させる第１自己付勢
手段；及び、本発明を特徴づける、付加力を制限する弾
性手段により構成される。

【０００８】

【作用】上記の構成において、シフト手段を第１ギヤに
向けて移動することにより、シフト力を中立位置から第
１ギヤに向けて作用させて、このシフト手段の初期軸方
向移動に応じてブロッカ手段を係合し、かつこのブロッ
カ手段を介してシフト力を第１摩擦手段に伝達し摩擦手
段の係合力を大きくする。これを予付勢手段により行う
。また、第１及び第２傾斜手段を含む第１自己付勢手段
により、摩擦手段の係合によって発生した同期トルクを
摩擦手段と軸との間に作用させ、かつ第１摩擦手段を係
合させる力を更に大きくする軸方向付加力を発生させる
。この発生した付加力の急速な増大を弾性手段により制
限して、摩擦手段のロックアップ状態を回避する。

【０００９】

【実施例】主に図１ないし３において、陸上車両、特に
大型トラックを使用目的とするタイプの図面に示さない
変速機用のギヤ同期装置組立体１０が示されている。ま
た、組立体１０は他の用途にも使用することができる。 この組立体は、図面に示さない方法で中心軸１２ａ　の
回りを回転するように取付けられた軸１２、この軸に回
転可能に支持され、公知の方法によりこの軸に取付けら
れた環状スラスト部材１８，２０により軸に対する軸方
向の移動に抗して固定され一定の間隔をおいたギヤ１４
，１６、および複動ピン式同期クラッチ装置２２を含む
。組立体１０が、本明細書に参考のため含まれた米国特
許第　３，６４８，５４６号および第　４，７８８，８
８９号において開示されたような２−カウンタシャフト
変速機の一部である場合、ギヤの歯１４ａ，１６ａ　は
カウンタシャフト上のエンジン被駆動ギヤ１５，１７　
に常時噛み合わされており、軸１２は負荷に連結または
選択的に連結されており、かつ軸１２は従来技術により
公知のように半径方向に幾らか移動自在となっている。 ここにおいて、ギヤ１４はギヤ１６よりも低速比ギヤで
あることを示しており、両者は、アップシフトおよびダ
ウンシフトができる。

【００１０】同期装置２２は、ギヤ１４，１６　に取付
けられた環状摩擦部材２４，２６　およびジョークラッ
チ部材１４ｂ，１６ｂ　、軸または他の部材に一体的に
取付けられて形成された外部スプライン歯１３の側面に
滑動自在かつ噛み合わせ可能な圧力側面を備えた内部ス
プライン歯２９および外部スプライン歯３０を有するジ
ョークラッチ部材２８、外部スプライン歯３０に噛み合
う内部スプライン歯３２ａ　を有し、かつスラスト部材
３４によってジョークラッチ部材２８上に軸方向に取付
けられたスプリングワッシャ３３の力により図１の位置
に押しつけられている半径方向に延出したシフトフラン
ジ３２、各摩擦部材から軸方向に延出しフランジの開口
部３２ｂ　を通り周方向に間隔をおいた３本のピン４０
により強固に固定された環状摩擦部材またはリング３６
，３８　、および摩擦部材間を軸方向に延出し交互に間
隔をおいた開口部３２ｂ　の開口３２ｃを通る周方向に
間隔をおいた３個の分割ピンタイプの予付勢組立体４２
を含む。

【００１１】ジョー部材の対向端部の外部スプラインは
噛み合い歯３０ａ，３０ｂ　を形成し、これらの歯はジ
ョー部材１４ｂ，１６ｂ　の噛み合い内歯１４ｃ，１６
ｃ　にそれぞれ噛み合い、ギヤと軸を結合する。スプラ
イン歯３０，３２ａが噛み合うことによりジョー部材２
８とフランジ３２は相対的に滑動移動が可能となり、両
者間の相対的な回転運動を防止する。 スプライン２９，１３　は除去された、後述するような
自己付勢傾斜面を形成する部分を有する。

【００１２】また、同期装置２２は単動ピン式、すなわ
ち一個のギヤだけが軸に同期しまたジョークラッチ式に
連結するように形成したものでもよい。このような装置
は米国特許第　３、２２１、８５１号において開示され
、本明細書に参考として含まれている。ピンの数は本明
細書に開示されたのより多くても少なくてもよく、予付
勢組立体４２は他の型を使用してもよい。さらに、装置
２２はピン式以外でもよい。

【００１３】容易にわかるように、摩擦部材２４，３６
　および２６，３８　は組になって摩擦クラッチを形成
しジョークラッチの係合前にギヤを軸に同期させる。円
錐クラッチも好ましいが、しかしながら、摩擦クラッチ
の他のタイプも使用できる。摩擦部材２４，２６　は、
周知の幾つかの方法により、例えば溶接によって対応す
るギヤに取り付けることができる。または周知の技術に
よりそれらを一体に形成することができる。摩擦部材２
４，２６　は内部円錐摩擦面２４ａ，２６ａ　を有し、
これらは外部円錐摩擦面３６ａ，３８ａ　にそれぞれ噛
み合う。部材２４，２６　および３６、３８　はそれぞ
れ同期装置のカップおよびリングにあたる。

【００１４】円錐角は広い範囲で使用できる。ここにお
いては、１２度と７．５　度の間の円錐角が考えられる
。摩擦面３６ａ，３８ａ　及び／又は２４ａ，２６ａ　
は基礎部材に取付けられる幾つかの周知の摩擦部材によ
り形成できる。ここにおいて、米国特許第４，７００，
８２３号、第　４，８４４，２１８号及び第　４，７７
８，５４８号により開示されているような熱分解炭素摩
擦材が好ましい。これらの特許は本明細書において参考
として含まれる。

【００１５】各ピン４０は、フランジ開口部３２ｂ　よ
りわずかに小さい径を有する拡径部４０ａ　と、摩擦リ
ング３６，３８　（ここでは、中ほど）の間で間隔をお
いた縮径部または溝部４０ｂ　と、ピン軸から半径方向
に外部にかつピン軸に対して直角の線に対して相互に角
度をおいて軸方向に延出する円錐ブロッカ肩部または面
４０ｃ，４０ｄ　を有する。溝部が各フランジ開口部内
に配設されたとき、溝部によって摩擦リング及びピン組
立体のフランジに対する限定された回転が可能となり、
ピンブロッカ肩部とフランジ開口部の回りに形成された
面取りブロッカ肩部３２ｄ，３２ｅ　との係合がなされ
る。この係合時には、同期もしくは実質的な同期となる
まで、ブロッカ肩部によってジョークラッチの係合が防
止される。

【００１６】予付勢組立体４２は、米国特許第　４，２
５２，２２２号により開示され、参考のためここに含ま
れる分割ピン式である。各組立体４２は、力を加えられ
たときに開口部３２ｃの直径より小さくなる大径を有す
る一組の半円筒体４４、面取りされた端部４４ｂ　を有
する半環状溝４４ａ　、および、離れた環状溝に力を加
えて溝の面取り部と開口部３２ｃ　の対向端部のまわり
に形成されたフランジ面取り部３２ｆ　とを係合するリ
ーフスプリング４６を含む。半円筒体４４の端部は摩擦
リング３６，３８　に当接し、延長された凹部３６ｂ，
３８ｂ　に配設される。

【００１７】図３、４および６に４個の軸スプライン１
３が概略的に図示されている。軸スプライン１３は、ス
プライン歯１３の部分を除去または省略することよって
形成した軸方向に間隔をおいたスプライン歯部分１３ａ
，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ　を有する。歯部分
１３ａ，１３ｃ　は自己付勢傾斜面１３ｆ，１３ｇ　及
び　１３ｈ，１３ｉを含む。同様に、ジョークラッチ部
材の内部スプラインはスプライン歯２９の部分を除去ま
たは省略することにより形成した軸方向に間隔をおいた
歯部分２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ　を含む。歯部
分２９ａ，２９ｄは自己付勢傾斜面２９ｅ，２９ｆ　及
び　２９ｇ，２９ｈを含む。

【００１８】ギヤと軸とを連結したいときには、公知の
方法によりフランジ３２の外周部に連結された適当なか
つ図示しないシフト機構によって、フランジを軸１２の
軸線に沿って左に移動してギヤ１４と連結するかもしく
は右に移動してギヤ１６と連結する。シフト機構は、運
転手により手動でリンク装置を介して操作されるか、ア
クチュエータにより選択的に操作されるか、もしくは自
動的にシフト機構を初動し、シフト機構により付勢され
る力の大きさを制御する手段により操作される。シフト
機構が手動によって操作されるとき、その力は運転手に
よってシフトレバーにかけられる力に比例する。その力
が手動的にもしくは自動的にかけられるかに拘らず、そ
の力はフランジ３２に対して軸方向に付与され、かつ図
４の矢印Ｆ０　にて示される。

【００１９】シフトフランジ３２及びジョー部材２８が
図１、２及び３の中立位置にあるとき、ジョー部材２８
は、スプライン部１３ａ，２９ａ及び　１３ｃ，２９ｄ
の密接滑動噛み合いによって、軸に対する回転が確保さ
れる。部材２８の噛み合い歯３０ａ　又は　３０ｂがギ
ヤ１４又は１６の噛み合い歯１４ｃ　又は　１６ｃと噛
み合っているとき、軸の３スプライン部とジョー部材は
相互に密接噛み合いとなり十分なスプライン面領域と、
軸とギヤ間の全負荷トルクを伝達するための構造的強度
を提供する。図６及び７によりわかるように、噛み合い
歯３０ａ，１４ｃ　が噛み合っている時、軸スプライン
部１３ｄ，１３ａ，１３ｂはそれぞれジョー部材のスプ
ライン部２９ａ，２９ｂ，２９ｃ　と密接噛み合いとな
る。さらに、自己付勢傾斜面は係合せず、そのためギヤ
と軸間の全負荷トルクによる摩耗を被らないことがわか
る。

【００２０】初めに、フランジ３２及びジョー部材２８
が中立位置からどちらかのギヤに向かって軸方向に移動
するとき、ジョー部材のスプライン部２９ａ，２９ｄ　
はそれぞれ軸のスプライン部１３ａ，１３ｃ　との密接
滑動噛み合いから移動し、フランジ３２とジョー部材２
８の軸１２に対する制限回転を可能とする。このフラン
ジの初期移動によって予付勢部材４２の面取り端部と係
合し、フランジの動きを摩擦リングに伝達し、摩擦部材
の円錐部のひとつと初期の摩擦係合を行う。この初期摩
擦係合がフランジ開口部３２ｂ　に対してブロッカピン
４０を回転する初期同期トルクを付与してフランジとピ
ンブロッカ肩部との係合を行い、また、この初期同期ト
ルクによって自己付勢傾斜面を係合させて軸方向の付加
力Ｆａ　（図４）を付与し、それによって付与された円
錐クラッチと同期トルクとの全係合力Ｆｔを増加させる
。さらに説明する理由は、つぎのとおりである。付加力
Ｆａ　は所望値を超過する可能性がある。したがって、
付加力Ｆａ　はジョー部材２８から力Ｆａ　の最大値を
制限するワッシャスプリング３３を介してフランジ３２
に伝達される。

【００２１】スプライン部間の軸方向の間隔は、ジョー
部材が図１及び３の中立位置からひとつのギヤとの係合
位置に移動する間、軸１２とジョー部材２８との相対回
転が保持されるようにとられている。たとえば、図４及
び５に示されるように、部材２８がギヤ１４に向かって
移動する間、同期トルクの方向は自己付勢傾斜面１３ｈ
，２９ｈ　を係合させ、ギヤ１４の方向において軸方向
の付加力Ｆａ　を生じさせる。傾斜面が係合し、それに
よって相対回転のおおきさを制限している間、スプライ
ン部１３ｄ，２９ａの相互に向き合う端部には、接触し
て自己付勢傾斜面の動きに干渉しないように十分な軸方
向の間隔がある。同期に達してフランジ３２とピン４０
のブロッカ肩部が離脱してジョー部材の左方への連続し
た動きを可能とするにともない、スプライン部の先端部
２９ａ　は、傾斜面１３ｈ，２９ｈ　が完全に分離する
前に、スプライン部１３ｄ間に進入する。それにより、
軸とジョー部材間の制限された相対的回転が保持される
。スプライン部１３ｄ，２９ａ　の先端部の楔形は、図
６及び７により示すようにスプライン部を適正に整列さ
せシフトを完全におこなわさせるためである。同様に、
ジョー部材２８がギヤ１６に向かって移動する間、スプ
ライン部１３ａ，２９ａ　の自己付勢傾斜面が係合して
相対回転を制限し、シフトが完了するにともない、スプ
ライン部２９ｄ　の軸方向先端部がスプライン部１３ｅ
　間に進入する。

【００２２】傾斜面は、アップシフト及びダウンシフト
にともない、ひとつ又は両方のギヤを同期化するためか
、かつ／もしくはどちらかの方向のトルクに応じた同期
化をするためのものである。例えば、傾斜面１３ｈ，１
３ｉ，２９ｇ，２９ｈ　は軸方向の付加力を提供しどち
らの方向のトルクにも応じたギヤ１４の同期を強め、ま
た、傾斜面１３ｆ，１３ｇ，２９ｅ，２９ｆ　はどちら
の方向のトルクにも応じたギヤ１６に対する軸方向の付
加力を提供する。傾斜面の角度は、アップシフト及びダ
ウンシフトおよび高速比及び／又は低速比にシフトする
ための異なる大きさの軸方向の付加力を付与するため変
えることができる。また、もしひとつ以上のギヤにとっ
て軸方向の付加力のある一方向が好ましくない場合、傾
斜面は軸スプラインに平行でもよい。 単なる一例であるが、噛み合い可能な傾斜面１３ｈ，２
９ｈ　及び／又は１３ｆ，２９ｆ　が、ギヤ１４，１６
　にアップシフト時、同期トルクに対応した軸方向の付
加力を付与しないように、軸線１２ａ　に対して平行に
してもよい。

【００２３】ギヤ１４へのシフトに関してより詳細に述
べる。シフト機構によって、最初にフランジ３２を左方
に軸に沿って移動してフランジの面取り部３２ｆ　を予
付勢部材の面取り部４４ｂ　に係合させると、摩擦リン
グ面３６ａ　が摩擦面２４ａ　と係合するように動く。 摩擦面３６ａ，２４ａ　の初期係合力は、もちろん、ス
プリング４６の力と予付勢部材の面取り面の角度の働き
である。初期摩擦係合（非同期状態が存在しかつ自己付
勢傾斜面の効果を瞬間的に無視した場合）は初期円錐ク
ラッチ係合力と同期トルクＴｏ　を発生する。この同期
トルクによりフランジ３２と被係合摩擦リング間の制限
された相対回転を確実なものとする。

【００２４】このため、ピンの縮径部４０ｂ　のフラン
ジ開口部３２ｂ　の適当な側部への移動が確実となりピ
ンのブロッカ肩部４０ｃ　がフランジのブロッカ肩部３
２ｄ　に係合する。ブロッカ肩部の係合時において、フ
ランジ３２に対する運転手の全シフト力Ｆｏ　はブロッ
カ肩部を介して摩擦リング３６に伝達され、それによっ
て、円錐クラッチは運転手のシフト力Ｆｏ　の全部の力
により係合され、運転手の合成同期トルクＴｏ　が付与
される。この運転手の同期トルクＴｏ　は、図４におい
て矢印ＴＯ　で示される。ブロッカ肩部は運転手のシフ
ト力Ｆｏ　の軸方向に対して角度をもって配置されてい
るので、円錐クラッチからの同期トルクに対向し、しか
し非同期状態時の大きさより小さい反力またはブロック
解除力を発生する。実質的な同期に到達するにともない
、同期トルクはブロック解除トルク以下に小さくなり、
それによって、ブロッカ肩部はピンを開口部と同心関係
に移動し、フランジの軸方向の連続移動が可能となり、
かつジョー部材２８の外部噛み合い歯３０ａ　とジョー
部材１４ｂ　の内部噛み合い歯１４ｃ　との係合が可能
となる。

【００２５】公知例から明らかなように、かつジョー部
材１６ｂ　のみ参照符号により明示されたように、図７
における噛み合い歯１６ｃ　の先端部分は最初の接触時
における歯の損傷を軽減する傾斜先端部１６ｄ　を有し
ており、また、歯の噛み合いを調整する面取り部または
楔面１６ｅ　を有している。このような先端部を有する
噛み合い歯は米国特許第　４，２４６，９９３号により
詳細に開示されており、また、適正な傾斜角を教示する
米国特許第３，２６５，１７３号とともに本明細書に参
考として含まれる。非対称形でもよい楔面は歯の先端部
の当接接触によるシフト完了の遅れを防止する。円滑に
かつ比較的容易にシフトを完了するため、噛み合い歯は
実行可能なように周方向にできるだけ細いかまたは小さ
いのが好ましい。これにより、噛み合い歯を噛み合わせ
た状態で整列させるのに必要な数または回転クロック度
（ｃｌｏｃｋｉｎｇ　ｄｅｇｒｅｅ）　を最小とする。 同様に、スプライン歯１３ｄ，１３ｅの先端部にはジョ
ークラッチ歯部２９ａ，２９ｄ　の自己付勢傾斜面との
改善された係合のため、傾斜先端部および面取り面また
は楔面がそれぞれ設けられている。

【００２６】自己付勢傾斜面の効果を無視した場合、力
Ｆｏ　により付与される円錐クラッチのトルクは次の式
（１）　で表される。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｔｏ　＝Ｆ
ｏ　Ｒｃ　μｃ　／ｓｉｎ　α　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（１）　上式において： Ｒｃ　　　＝　　円錐摩擦面の平均半径μｃ　　　＝　
　円錐摩擦面の摩擦係数、そしてα　　　　＝　　円錐
摩擦面の角度

【００２７】次に自己付勢傾斜面の効果を特に図４及び
５によりみてみると、運転手により付与された軸方向の
シフト力Ｆｏ　によって、同期トルクＴｏ　はもちろん
ピン４０によりフランジ３２およびジョー部材２８に伝
達される。 トルクＴｏ　は自己付勢傾斜面を横切り、軸１２に伝達
される。自己付勢傾斜面は軸１２に対するフランジとジ
ョー部材の回転を制限し、シフト力Ｆｏ　と同方向にフ
ランジに作用する軸方向分力または軸方向付加力Ｆａ　
を発生する。これにより、さらに円錐クラッチの係合力
を増しトルクＴｏ　に加えられる付加同期トルクＴａ　
を提供する。 既述のように、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ときの自己付勢傾斜面の位
置を示しており、図４及び５は、ギヤ１４が係合円錐面
２４ａ，３６ａ　によって同期化されたときの傾斜面の
位置を示している。

【００２８】図４及び５の例において、係合円錐面は自
己付勢傾斜面１３ｈ，２９ｈ　を係合する方向の同期ト
ルクを発生している。したがって、円錐クラッチを係合
する軸方向の力の合計は、Ｆｏ　プラスＦａ　であり、
円錐クラッチによって発生される同期トルクはＴｏ　プ
ラスＴａ　である。これらの力とトルクは図４において
図示されている。所定の運転手のシフト力Ｆｏ　と運転
手の同期トルクＴｏ　にとって、軸方向の付加力Ｆａ　
の大きさは、ワッシャスプリング３３の効果がない場合
における、いくつかの変数のうちの一関数である。付加
力Ｆａを計算するための主な変数は図６に示される自己
付勢傾斜面の角度θ、図１に示される円錐クラッチの角
度α、円錐クラッチの摩擦係数μｃ　、円錐クラッチの
平均半径比Ｒｃ　および自己付勢傾斜面のＲｒ　である
。円錐クラッチによって発生される合計同期トルクは： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｔｔ　＝Ｆ
ｔ　Ｒｃ　μｃ　／ｓｉｎ　α　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（２）　上式において　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｔｔ　＝Ｔｏ　＋Ｔａ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）　およ
び　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　Ｆｔ　＝Ｆｏ　＋Ｆ
ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（４）　である。

【００２９】付加力Ｆａ　は、運転手による適度なシフ
ト力Ｆｏに応じて同期トルクを増大しかつ同期時間を短
縮するのに十分大きいことが望ましい。上記のように、
力Ｆａは、自己付勢傾斜角の関数であり、また、円錐ク
ラッチ摩擦面の角度α、摩擦面の摩擦係数μｃ　、およ
び円錐クラッチの平均半径比Ｒｃ　および自己付勢傾斜
面のＲｒ　などのいくつかの他の変数である。また、力
Ｆａ　は自己付勢傾斜面の圧力角の関数でもある。ここ
で、この圧力角は零とされ、したがってＦａ　の値に影
響を与えない。理論上、力Ｆａ　をだすためこれらの変
数として決まった又は一定の値を選択してもよい。この
力Ｆａ　は適度なシフト力Ｆｏ　のための同期トルクを
十分に増大する。 また増減する力Ｆｏ　に応じてそれぞれ増減する力Ｆａ
　をだしてもよい。しかしながら、実際上、そのような
理論上の結果を得ることは難しい。最大の、または最大
に近い制御可能な力Ｆａ　、すなわち、運転手のすべて
のシフト力に応じて増減する力Ｆａ　を得るときが特に
困難である。この困難さは、主に、製造時および使用時
のいわゆる固定変数における変化による。したがって、
力Ｆａの最大力を制限するスプリング３３を用いること
により、同期装置を形成して理論上最大または最大以上
の力Ｆａ　を提供し、次にスプリング３３の利用により
力を所望値に減少または制限させる。

【００３０】自己付勢式同期装置の好ましい実施例が開
示されている。この好ましい実施例の多くの変更例及び
変形例が本発明の精神のうちにあることが信じられる。 上記請求項は開示された装置の発明部分および本発明の
精神のうちにあると信じられる変更例および変形例を含
むものである。

【００３１】

【発明の効果】予付勢手段において、シフト力によるシ
フト手段の軸方向の移動による係合力に応じてブロッカ
手段が係合され、かつ、摩擦手段の係合力が大きくされ
る。また、第１自己付勢手段において、摩擦手段の係合
により発生した同期トルクが軸との間に作用され、かつ
、第１摩擦手段を係合させる力を更に大きくする軸方向
付加力が発生される。さらに、弾性手段においてこの付
加力の大きさが制限される。したがって、この弾性手段
によって、軸方向付加力が急激に増大し、摩擦手段がロ
ックアップ状態になることを未然に防止することができ
る。これにより、シフト性能またはシフト感を改善する
ことができ、また、同期部材および他の部品に過重応力
が付与されることによる摩擦部材の過熱および早期摩耗
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の線１−１についての複動同期装置の断面
図である。

【図２】図１の線２−２についての複動同期装置の部分
断面図である。

【図３】図１および２の機構が中立または非係合位置に
あるときの自己付勢傾斜部材の位置を図１の線３−３に
ついて部分的に示す説明図である。

【図４】自己付勢位置における傾斜部材を示す説明図で
ある。

【図５】自己付勢位置における部分断面図である。

【図６】同期装置の係合またはクラッチ位置における傾
斜部材を示す説明図である。

【図７】同期装置の係合またはクラッチ位置における部
分断面図である。

【符号の説明】

１２　　軸 １２ａ　軸線 １３　　スプライン歯 １３ｆ　自己付勢傾斜面 １３ｇ　自己付勢傾斜面 １３ｈ　自己付勢傾斜面 １３ｉ　自己付勢傾斜面 １４　　ギヤ １６　　ギヤ ２４　　環状摩擦部材 ２６　　環状摩擦部材 ２８　　ジョークラッチ部材 ２９　　内部スプライン歯 ２９ｅ　自己付勢傾斜面 ２９ｆ　自己付勢傾斜面 ２９ｇ　自己付勢傾斜面 ２９ｈ　自己付勢傾斜面 ３０　　外部スプライン歯 ３２　　シフトフランジ ３３　　スプリングワッシャ ３６　　環状摩擦部材 ３８　　環状摩擦部材 ４０　　ピン ４２　　予付勢手段

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１ギヤ（１６）が軸方向の動きに対
   して軸（１２）に固定され、軸（１２）は軸線（１２ａ
   ）　を有し、その回りをギヤ（１６）および軸（１２）
   が相互に相対的に回転する、第１ギヤ（１６）のための
   自己付勢式同期装置において；第１ギヤ（１６）に向け
   てシフト手段（３２）を移動することにより第１ギヤ（
   １６）に向けて軸方向に導かれたシフト力（Ｆｏ）に応
   じて第１ギヤ（１６）を同期させかつ連結させるための
   、第１ギヤ（１６）に設けられた摩擦（２６）及び噛み
   合い（１６ｃ）　手段にそれぞれ係合可能な第１摩擦（
   ３８）及び噛み合い（３０ｂ）　手段；軸方向に移動す
   る第１噛み合い手段（３０ｂ）　と前記シフト手段とを
   連結する手段（３３，３４）　；同期前の噛み合い手段
   （３０ｂ，１６ｃ）　の係合を防止するため、係合して
   作用する第１及び第２ブロッカ手段（３２ｅ，４０ｄ）
   　；中立位置から第１ギヤ（１６）に向かうシフト力（
   Ｆｏ）によるシフト手段（３２）の軸方向の初期移動に
   応じた係合力により摩擦手段（３８，２６）　を係合し
   、初期同期トルク（Ｔｏ）を発生する摩擦手段（３８，
   ２６）　の係合に応じてブロッカ手段（３２ｅ、４０ｄ
   ）　を係合し、初期同期トルク（Ｔｏ）をブロッカ手段
   （３２ｅ、４０ｄ）　を介して第１摩擦手段（３８）に
   伝達し摩擦手段（３８，２６）　の係合力を大きくする
   予付勢手段（４２）；一方向の同期トルク（Ｔｏ）に応
   じて係合可能な第１および第２傾斜手段（２９ｆ，１３
   ｆ）　を含み、摩擦手段（３８，２６）　と軸（１２）
   との間に同期トルクを作用させ、前記第１摩擦手段の係
   合力を更に大きくする軸方向付加力（Ｆａ）を発生させ
   る自己付勢手段（２９ａ，１３ａ）　；及び軸方向付加
   力（Ｆａ）を制限する弾性手段（３３）よりなることを
   特徴とする自己付勢式同期装置。
2. 【請求項２】　　傾斜手段（１３ａ，２９ａ）　が軸（
   １２）と摩擦手段（３８）のひとつとの間に配置されて
   いること；及び弾性手段（３３）が傾斜手段（２９ｆ）
   　のひとつと摩擦手段（３８）のひとつとの間に配置さ
   れていることを特徴とする請求項１の同期装置。
3. 【請求項３】　　シフト手段（３２）が半径方向に延び
   るフランジ（３２）であること；及び第１噛み合い手段
   （３０ｂ）　は軸（１２）に設けられた外部スプライン
   歯（１３）と連続的に噛み合う内部スプライン歯（２９
   ）を含み、内部及び外部スプライン歯（２９，１３）　
   は前記第１及び第２傾斜手段（２９ｆ，１３ｆ）　を形
   成するため除去された部分を有し、前記傾斜手段は第１
   噛み合い手段（３０ｂ）　と軸（１２）との間の制限さ
   れた回転を可能とすることを特徴とする請求項１の同期
   装置。
4. 【請求項４】　　フランジ（３２）が第１噛み合い部材
   （３０ｂ）　に対する回転をしないようにして、両者間
   の相対的軸方向移動を可能とする手段（３０，３２ａ　
   及び　３３，３４）　を含み；かつ前記弾性手段（３３
   ）がフランジ（３２）と第１噛み合い手段（３０ｂ）　
   との間で作用することを特徴とする請求項３の同期装置
   。
5. 【請求項５】　　前記弾性手段（３３）が少なくともひ
   とつのスプリングワッシャ（３３）を含むことを特徴と
   する請求項４の同期装置。
6. 【請求項６】　　第１ギヤ（１６）から軸方向に間隔を
   おき、かつ軸方向の動きに対して軸（１２）に固定され
   該軸と前記第１ギヤに対して軸線（１２ａ）　の回りを
   回転する第２ギヤ（１４）；第２ギヤ（１４）に向けて
   シフト手段（３２）を移動することにより第２ギヤ（１
   ４）に向けて軸方向に導かれたシフト力（Ｆｏ）に応じ
   て第２ギヤ（１４）を同期させかつ連結させるための、
   第２ギヤ（１４）に設けられた摩擦（２４）及び噛み合
   い（１４ｃ）　手段にそれぞれ係合可能な第２摩擦（３
   ６）及び噛み合い（３０ａ）　手段；同期前の噛み合い
   手段（３０ａ）　の係合を防止するため、係合して作用
   する第３及び第４ブロッカ手段（３２ｄ，４０ｃ）　；
   中立位置から第２ギヤ（１４）に向かうシフト力（Ｆｏ
   ）によるシフト手段（３２）の軸方向の初期移動に応じ
   て第２摩擦手段（３６）を係合し、初期同期トルク（Ｔ
   ｏ）を発生する第２摩擦手段（３６）の係合に応じて第
   ３及び第４ブロッカ手段（３２ｄ、４０ｃ）　を係合し
   、前記初期同期トルクがシフト力（Ｆｏ）を第３及び第
   ４ブロッカ手段（３２ｄ、４０ｃ）を介して第２摩擦手
   段（３６）に伝達し第２摩擦手段（３６）の係合力を大
   きくする予付勢手段（４２）；一方向の同期トルク（Ｔ
   ｏ）に応じて係合可能な第３および第４傾斜手段（２９
   ｈ，１３ｈ）　を含み、第２ギヤ（１４）に対応した摩
   擦手段（３６，２４）　と軸（１２）との間に同期トル
   クを作用させ、第２摩擦手段（３６）を係合させる力を
   更に大きくする軸方向付加力（Ｆａ）を発生させる第２
   自己付勢手段（２９ｄ，１３ｃ）　；及び第２摩擦手段
   （３６）を係合する力を大きくする軸方向付加力（Ｆａ
   ）を制限する弾性手段（３３）よりなることを特徴とす
   る請求項１の同期装置。
7. 【請求項７】　　第１及び第２傾斜手段（２９ｆ，１３
   ｆ）　は、軸（１２）と第１ギヤ（１６）に対応する摩
   擦手段（３８、２６）　との間に配置され、第３及び第
   ４傾斜手段（２９ｈ，１３ｈ）　は、軸（１２）と第２
   ギヤ（１４）に対応した摩擦手段（３６，２４）　との
   間に配置され；及び弾性手段（３３）は、第１傾斜手段
   （２９ｆ）　と摩擦手段（３８）のひとつとの間、およ
   び第３傾斜手段（２９ｈ）　と前記第２ギヤに対応した
   摩擦手段（３６）との間に配置されたことを特徴とする
   請求項６の同期装置。
8. 【請求項８】　　シフト手段（３２）は半径方向に延び
   たフランジ（３２）を含み；かつ、第１及び第２噛み合
   い手段（３０ｂ，３０ａ）　は、軸（１２）に設けられ
   た外部スプライン歯（１３）と連続的に噛み合う内部ス
   プライン歯（２９）を有する剛性を備えた環状噛み合い
   部材（２８）によって形成され、内部及び外部スプライ
   ン歯（２９，１３）　は、前記第１、第２、第３及び第
   ４傾斜手段（２９ｆ，１３ｆ，２９ｈ，１３ｈ）　を形
   成するため除去された部分を有し、前記傾斜手段は、環
   状噛み合い部材（２８）と軸（１２）との間の制限され
   た相対的回転を可能とすることを特徴とする請求項６の
   同期装置。
9. 【請求項９】　　第１噛み合い手段（３０ａ）　に対す
   るフランジ（３２）の回転をなくし、かつ両者間の軸方
   向移動を可能とする手段（３０，３２ａ及び３３、３４
   ）；及び環状噛み合い部材（２８）とフランジ（３２）
   間において軸方向付加力の値を伝達及び制限する前記弾
   性手段（３３）を含むことを特徴とする請求項８の同期
   装置。
10. 【請求項１０】　　前記弾性手段（３３）が、付加力（
    Ｆａ）を第１ギヤ（１６）に対応した摩擦手段（３８、
    ２６）　に伝達する少なくともひとつのスプリングワッ
    シャ（３３）と、付加力を第２ギヤ（１４）に対応した
    摩擦部材（３６、２４）　に伝達する少なくともひとつ
    のスプリングワッシャ（３３）とを含むことを特徴とす
    る請求項９の同期装置。
11. 【請求項１１】　　軸（１２）に回転するように取付け
    られかつ移動しないように保持された第１及び第２ギヤ
    （１６，１４）　であって、軸（１２）は軸線（１２ａ
    ）　を有し、その回りを前記ギヤおよび前記軸が回転す
    る、第１及び第２ギヤ（１６，１４）　のためのピン式
    同期装置において；摩擦手段（２６，２４）　は、第１
    及び第２ギヤ（１６、１４）　を軸（１２）にそれぞれ
    同期させるため、軸方向に間隔をおきかつ軸方向に移動
    可能な摩擦手段（３８、３６）　と係合可能であり、噛
    み合い手段（１６ｃ，１４ｃ）　は、軸（１２）に連結
    して回転する軸方向に移動可能な第１及び第２噛み合い
    手段（３０ｂ，３０ａ）　と係合可能である、各ギヤ（
    １６，１４）に設けられた摩擦（２６、２４）　及び噛
    み合い（１６ｃ，１４ｃ）　手段；軸に沿った両方向兼
    用のシフト力（ＦＯ）に応じて、軸方向移動可能な摩擦
    （３８，３６）　及び噛み合い（３０ｂ，３０ａ）　手
    段を軸方向に移動して前記係合状態とするシフト手段（
    ３２）、および前記第１及び第２噛み合い手段を軸方向
    に移動して前記シフト手段と連結する手段（３３，３４
    ）　；同期前の噛み合い手段（３０ｂ，３０ａ）　の係
    合を防止する、係合して作用するブロッカ手段（３２ｅ
    ，４０ｄ及び　３２ｄ，４０ｃ）　；初期同期トルク（
    Ｔｏ）を発生する摩擦部材（３８　又は　３６）の係合
    に応じてブロッカ手段（３２ｅ，４０ｄ　　又は　３２
    ｄ，４０ｃ）　を係合するため、中立位置からギヤ（１
    ６　又は　１４）のひとつに向かうシフト力（Ｆｏ）に
    よるシフト手段（３２）の初期軸方向移動に応じた係合
    力で第１及び第摩擦手段（３８，３６）　のひとつを係
    合し、かつシフト力（Ｆｏ）を係合されたブロッカ手段
    を介して係合された摩擦手段に伝達して係合された摩擦
    手段の係合力を大きくする予付勢手段（４２）；一方向
    の同期トルク（Ｔｏ）に応じて係合可能な第１及び第２
    傾斜手段（２９ｆ，１３ｆ）を含み、軸（１２）と第１
    ギヤ（１６）に対応した摩擦手段（３８）との間に同期
    トルクを作用させ、第１摩擦手段（３８）の係合する力
    を更に大きくする軸方向付加力（Ｆａ）を発生させる第
    １自己付勢手段（２９ａ，１３ａ）　；一方向の同期ト
    ルクに応じて係合可能な第３及び第４傾斜手段（２９ｈ
    ，１３ｈ）　を含み、軸（１２）と第２ギヤ（１４）に
    対応した摩擦手段（３６）との間に同期トルクを作用さ
    せ、第２摩擦手段（３６）の係合する力を更に大きくす
    る軸方向付加力（Ｆａ）を発生させる第２自己付勢手段
    （２９ｄ，１３ｃ）　；及び第１及び第２摩擦手段（３
    ８、３６）　を係合させる力を大きくする軸方向付加力
    （Ｆａ）を制限する弾性手段（３３）よりなることを特
    徴とする同期装置。
12. 【請求項１２】　　傾斜手段（２９ｆ，１３ｆ）　は、
    軸（１２）と摩擦手段（３８）のひとつとの間に配置さ
    れ；かつ弾性部材（３３）は、傾斜手段（２９ｆ）　の
    ひとつと摩擦手段（３８）のひとつとの間に配置された
    ことを特徴とする請求項１１の同期装置。
13. 【請求項１３】　　シフト手段（３２）は半径方向に延
    びるフランジ（３２）を含み；第１噛み合い手段（３０
    ｂ）　は、軸（１２）に設けられた外部スプライン歯（
    １３）と連続的に噛み合う内部スプライン歯（２９）を
    含み、内部及び外部スプライン歯（２９，１３）は、前
    記傾斜手段（２９ｆ，１３ｆ及び　２９ｄ，１３ｃ）　
    を形成するため除去された部分を有し、前記傾斜手段は
    、第１及び第２噛み合い手段（３０ｂ，３０ａ）　と軸
    （１２）との間の制限された相対的回転を可能とするこ
    とを特徴とする請求項１１の同期装置。
14. 【請求項１４】　　フランジ（３２）を第１及び第２噛
    み合い手段（３０ｂ，３０ａ）　に対して回転しないよ
    うに保持し、かつ両者間の軸方向の移動を可能とする手
    段（３０，３２ａ　及び　３３，３４）　を有し；又、
    前記弾性手段（３３）がフランジ（３２）と第１噛み合
    い手段（３０ｂ）　との間で作用することを特徴とする
    請求項１３の同期装置。
15. 【請求項１５】　　前記弾性手段（３３）が少なくとも
    ２つのスプリングワッシャ（３３）を含むことを特徴と
    する請求項１４の同期装置。
16. 【請求項１６】　　シフト手段（３２）は半径方向に延
    びたフランジ（３２）を含み；第１及び第２噛み合い部
    材（３０ｂ，３０ａ）　は軸（１２）に設けられた外部
    スプライン歯（１３）と連続的に噛み合う内部スプライ
    ン歯（２９）を有する剛性を備えた環状噛み合い部材（
    ２８）によって形成され、内部及び外部スプライン歯（
    ２９，１３）　は前記第１、第２、第３及び第４傾斜部
    材（２９ｆ，１３ｆ及び　２９ｄ，１３ｃ）　を形成す
    るため除去された部分を有し、前記傾斜部分は環状噛み
    合い部材（２８）と軸（１２）との間の制限された相対
    的回転を可能とすることを特徴とする請求項１１の同期
    装置。
17. 【請求項１７】　　フランジ（３２）を第１噛み合い手
    段（３０ｂ）　に対して回転しないように保持して軸方
    向の移動を可能とする手段（３０，３２ａ　及び　３３
    ，３４）　；および環状噛み合い部材（３０ｂ）　とフ
    ランジ（３２）との間で付加力（Ｆａ）の大きさを伝達
    かつ制限する前記弾性部材（３３）を含むことを特徴と
    する請求項１６の同期装置。
18. 【請求項１８】　　前記弾性部材（３３）は、付加力（
    Ｆａ）を第１ギヤ（１６）に対応した摩擦手段（３８）
    に伝達する少なくともひとつのスプリングワッシャ（３
    ３）および付加力を第２ギヤ（１４）に対応した摩擦手
    段（３６）に伝達する少なくともひとつのスプリングワ
    ッシャ（３３）を含むことを特徴とする請求項１７の同
    期装置。