JPH04285327A - 自己付勢式同期装置 - Google Patents

自己付勢式同期装置

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JPH04285327A
JPH04285327A JP3356334A JP35633491A JPH04285327A JP H04285327 A JPH04285327 A JP H04285327A JP 3356334 A JP3356334 A JP 3356334A JP 35633491 A JP35633491 A JP 35633491A JP H04285327 A JPH04285327 A JP H04285327A
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jaw
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    • F16D2023/065—Means to provide additional axial force for self-energising, e.g. by using torque from the friction clutch

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　２，８９
６，７６０号、第　３，５４８，９８３号、第　４，４
１３，７１５号、第　４，８３６，３４８号及び第　４
，８６９，３５３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
ンジを軸に対して限定的に円周方向移動できるようにし
て、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、円周方向
移動を制限する手段に第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１４
ａ　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１４ｂ，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３２ａを備えている、半径方向に延在したシフト
フランジ３２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３
２ｂ　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つのプ予備付勢
アセンブリ４２とを有している。あるいは、同期装置２
２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２
４，２６　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　４，７
７８，５４８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，３２
ｅ　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４
２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３
６、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１４、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５
２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５２
ａ，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１
４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５２
ａ　、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１２
ａ　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３
２ｅ　と係合する。
【００２３】ブロッカー肩部が係合した時、フランジ３
２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Ｆ
ｏ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４
０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Ｔ
ｏ＋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Ｆ
ｏ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　（９
Ａ）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、ｃｏ
ｓ　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１２
ａ　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限定的に円周方向に
移動でき、同期トルクを軸に反作用させる手段を有し、
このには第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

Claims (8)

    【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（１６）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，３２ｅ）　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（４
    ０ｄ，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）に対して限定的に円周方向
    移動できるようにして、同期トルクを軸（１２）に反作
    用させる手段（３０）を有し；かつ、円周方向移動を制
    限する手段は、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】　　前記円周方向移動を制限する手段（３
    ０）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）に対して軸方向
    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（１２）と共に回転できるように
    連結する手段（２８ａ、１２ｂ）　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（３６
    ）の係合に応じて第３及び第４ブロッカー手段（４０ｃ
    ，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；また制限手段（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】　　円周方向移動を制限する手段（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（３６）の係
    合力をさらに増大させる第４ランプ手段（５２ｄ）　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】　　制限手段（３０）が軸（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のうちいず
    れかの同期装置。
  6. 【請求項６】　　第１及び第２ジョー手段（２８ｃ、２
    ８ｄ）　と制限手段（３０）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、５０
    ａ、２８ｂ、２８ｃ）を含むことを特徴とする請求項１
    ないし５のうちいずれかの同期装置。
  7. 【請求項７】　　制限手段（３０）は、第１及び第２ジ
    ョー手段（２８ｃ、２８ｄ）　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う
    ちいずれかの同期装置。
  8. 【請求項８】　　予備付勢手段（４２）は、フランジ（
    ３２）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のうちいずれかの同期
    装置。
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