JPH07180729A - 多段変速機の同期装置 - Google Patents
多段変速機の同期装置Info
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- JPH07180729A JPH07180729A JP6290505A JP29050594A JPH07180729A JP H07180729 A JPH07180729 A JP H07180729A JP 6290505 A JP6290505 A JP 6290505A JP 29050594 A JP29050594 A JP 29050594A JP H07180729 A JPH07180729 A JP H07180729A
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- JP
- Japan
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- flange
- friction
- neutral position
- shaft
- axially
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
- F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
- F16D23/0606—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation the blocking mechanism comprising an axially-extending shouldered pin passing through a hole in a radial wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
- F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
- F16D2023/065—Means to provide additional axial force for self-energising, e.g. by using torque from the friction clutch
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19219—Interchangeably locked
- Y10T74/19284—Meshing assisters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
- Lock And Its Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多段変速機の自己増力形同期装置において、
ニュートラルの位置決めを確実かつ正確に行う。 【構成】 軸28に、第１、第２歯車52,54 を軸28と共に
回転するように固定する。第１、第２歯車52,54 の間の
軸28のスプライン29上に、複動同期クラッチ機構62を軸
方向に移動可能に設ける。フランジ110 をシフト力によ
り軸方向に移動させ、リング114,116 を第１、第２歯車
52,54 の摩擦部材94または96に係合させて同期を行った
後、ジョー部材 102または104 をジョー部材98または 1
00に噛み合わせることによって第１または第２歯車52,5
4 を軸28に連結させる。フランジ 110に設けたニュート
ラル位置プランジャ 128をばね 122によって軸28の凹部
128に係合させて復動同期クラッチ機構62をニュートラ
ル位置に正確に位置決めし、リング114,116 と摩擦部材
94,96 との間隔を正確に制御して摩擦面の摩耗を防止す
る。
ニュートラルの位置決めを確実かつ正確に行う。 【構成】 軸28に、第１、第２歯車52,54 を軸28と共に
回転するように固定する。第１、第２歯車52,54 の間の
軸28のスプライン29上に、複動同期クラッチ機構62を軸
方向に移動可能に設ける。フランジ110 をシフト力によ
り軸方向に移動させ、リング114,116 を第１、第２歯車
52,54 の摩擦部材94または96に係合させて同期を行った
後、ジョー部材 102または104 をジョー部材98または 1
00に噛み合わせることによって第１または第２歯車52,5
4 を軸28に連結させる。フランジ 110に設けたニュート
ラル位置プランジャ 128をばね 122によって軸28の凹部
128に係合させて復動同期クラッチ機構62をニュートラ
ル位置に正確に位置決めし、リング114,116 と摩擦部材
94,96 との間隔を正確に制御して摩擦面の摩耗を防止す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多段変速機に用いられ
る同期機構に関するものである。加えて、本発明は、自
己増力形の同期機構に関するものである。
る同期機構に関するものである。加えて、本発明は、自
己増力形の同期機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多段変速機に用いられるピン形同期機構
は公知である。そのような機構には、歯車を軸に同期化
して噛み合いクラッチ連結させる摩擦部材及びジョー部
材と、少なくとも１つの摩擦部材から固定状態で延出し
て半径方向に延在したシフトフランジの開口に挿通され
た複数のピンと、フランジの初期係合移動に応じて摩擦
部材を係合させる予付勢機構（プレエナージャイザ）ア
センブリと、ピンの肩部及びフランジ開口の周囲に形成
されて、ジョー部材の非同期係合を防止するブロッカー
とが設けられている。
は公知である。そのような機構には、歯車を軸に同期化
して噛み合いクラッチ連結させる摩擦部材及びジョー部
材と、少なくとも１つの摩擦部材から固定状態で延出し
て半径方向に延在したシフトフランジの開口に挿通され
た複数のピンと、フランジの初期係合移動に応じて摩擦
部材を係合させる予付勢機構（プレエナージャイザ）ア
センブリと、ピンの肩部及びフランジ開口の周囲に形成
されて、ジョー部材の非同期係合を防止するブロッカー
とが設けられている。
【０００３】多段変速機の技術では、同期機構を用いて
変速歯車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、自己増力形の同期機構を用い
ることによって、運転者に必要とされるシフト操作力す
なわちシフトレバーに加えられる力を減少させることも
公知である。運転者のシフト操作力は、一般的に車両の
大きさ及び重量に伴って増大するので、自己増力形の同
期装置機構は重量形トラックに特に重要である。米国特
許第5,092,439 が自己増力形のピン形同期装置を開示し
ており、先行技術として本説明に含まれる。
変速歯車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、自己増力形の同期機構を用い
ることによって、運転者に必要とされるシフト操作力す
なわちシフトレバーに加えられる力を減少させることも
公知である。運転者のシフト操作力は、一般的に車両の
大きさ及び重量に伴って増大するので、自己増力形の同
期装置機構は重量形トラックに特に重要である。米国特
許第5,092,439 が自己増力形のピン形同期装置を開示し
ており、先行技術として本説明に含まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同期
装置のニュートラル位置決めを改良することである。本
発明の別の目的は、自己増力手段を有する同期装置のニ
ュートラル位置決めを改良することである。
装置のニュートラル位置決めを改良することである。本
発明の別の目的は、自己増力手段を有する同期装置のニ
ュートラル位置決めを改良することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
ピン形同期装置は、軸手段上に軸方向移動できないよう
に支持されていると共に、軸手段の軸線回りに軸手段と
共に回転するように取付けられている軸方向に離設され
た第１及び第２歯車のためものである。本装置では、各
歯車に歯車摩擦手段及び歯車ジョー手段が設けられてい
る。歯車摩擦手段は、軸方向に離設されて軸方向移動可
能な第１及び第２摩擦手段と係合することによって、第
１及び第２歯車を軸手段に同期させることができる。歯
車ジョー手段は、第１、第２摩擦手段間に半径方向に延
在したフランジ及びフランジを軸方向移動可能なジョー
手段に軸方向に連結する手段を含むアセンブリの軸方向
に移動可能なジョー手段と係合可能である。フランジ
は、フランジに加えられた両軸方向シフト力(Fo)に応じ
て軸方向移動可能な摩擦手段及びジョー手段をニュート
ラル位置から前記係合位置へ軸方向移動させることがで
きる。軸方向移動可能なジョー手段には軸方向に延在し
た内側スプライン歯が設けられ、その歯側面が、軸手段
に設けられた外側スプライン歯の向い合って軸方向に延
在した一対の歯側面の間の空間内に常時配置されてい
る。ブロッカー手段は、係合時に作動して同期以前のジ
ョー手段の係合を防止する。ブロッカー手段は、第１及
び第２摩擦手段から固定状態で軸方向に延出してフラン
ジのピン開口に挿通されている複数のピンが円周方向に
離設されている。ピンの各々には、フランジの両側の対
応の開口に形成されたブロッカー肩部と係合可能なブロ
ッカー肩部が軸方向に離設されている。予付勢手段は、
フランジがシフト力(Fo)によってニュートラル位置から
歯車の一方に向かって初期軸方向移動するのに応じて第
１及び第２摩擦手段のいずれか一方を係合させ、摩擦手
段の係合に応じてブロッカー手段を係合させて、ピンを
介してフランジに伝達される同期トルク(To)を発生し、
また、シフト力(Fo)を係合ブロッカー手段を介して係合
摩擦手段に伝達することによって、係合された摩擦手段
の係合力を増大させるようになっている。本発明の改良
は、ディテント手段がアセンブリと軸手段との間で弾性
的に反作用することによって、アセンブリをニュートラ
ル位置に位置決めできるようにしたことを特徴としてい
る。
ピン形同期装置は、軸手段上に軸方向移動できないよう
に支持されていると共に、軸手段の軸線回りに軸手段と
共に回転するように取付けられている軸方向に離設され
た第１及び第２歯車のためものである。本装置では、各
歯車に歯車摩擦手段及び歯車ジョー手段が設けられてい
る。歯車摩擦手段は、軸方向に離設されて軸方向移動可
能な第１及び第２摩擦手段と係合することによって、第
１及び第２歯車を軸手段に同期させることができる。歯
車ジョー手段は、第１、第２摩擦手段間に半径方向に延
在したフランジ及びフランジを軸方向移動可能なジョー
手段に軸方向に連結する手段を含むアセンブリの軸方向
に移動可能なジョー手段と係合可能である。フランジ
は、フランジに加えられた両軸方向シフト力(Fo)に応じ
て軸方向移動可能な摩擦手段及びジョー手段をニュート
ラル位置から前記係合位置へ軸方向移動させることがで
きる。軸方向移動可能なジョー手段には軸方向に延在し
た内側スプライン歯が設けられ、その歯側面が、軸手段
に設けられた外側スプライン歯の向い合って軸方向に延
在した一対の歯側面の間の空間内に常時配置されてい
る。ブロッカー手段は、係合時に作動して同期以前のジ
ョー手段の係合を防止する。ブロッカー手段は、第１及
び第２摩擦手段から固定状態で軸方向に延出してフラン
ジのピン開口に挿通されている複数のピンが円周方向に
離設されている。ピンの各々には、フランジの両側の対
応の開口に形成されたブロッカー肩部と係合可能なブロ
ッカー肩部が軸方向に離設されている。予付勢手段は、
フランジがシフト力(Fo)によってニュートラル位置から
歯車の一方に向かって初期軸方向移動するのに応じて第
１及び第２摩擦手段のいずれか一方を係合させ、摩擦手
段の係合に応じてブロッカー手段を係合させて、ピンを
介してフランジに伝達される同期トルク(To)を発生し、
また、シフト力(Fo)を係合ブロッカー手段を介して係合
摩擦手段に伝達することによって、係合された摩擦手段
の係合力を増大させるようになっている。本発明の改良
は、ディテント手段がアセンブリと軸手段との間で弾性
的に反作用することによって、アセンブリをニュートラ
ル位置に位置決めできるようにしたことを特徴としてい
る。
【０００６】
【作用】このように構成したことにより、フランジ及び
フランジを軸方向移動可能なジョー手段に軸方向に連結
する手段を含むアセンブリがディテント手段によってニ
ュートラル位置に確実に位置決めされる。
フランジを軸方向移動可能なジョー手段に軸方向に連結
する手段を含むアセンブリがディテント手段によってニ
ュートラル位置に確実に位置決めされる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００８】「同期クラッチ機構」とは、噛み合いクラ
ッチに関連した同期摩擦クラッチによって噛み合いクラ
ッチの部材がほぼ同期回転するまでその噛み合いクラッ
チの連結の試行が防止されるようにした、噛み合いクラ
ッチによって選択比歯車を軸に回転しないように連結す
るために用いられるクラッチ機構のことである。「自己
増力」とは、同期クラッチの係合力を摩擦クラッチの同
期トルクに比例して増大させるために傾斜またはカム等
を含む同期クラッチ機構のことである。
ッチに関連した同期摩擦クラッチによって噛み合いクラ
ッチの部材がほぼ同期回転するまでその噛み合いクラッ
チの連結の試行が防止されるようにした、噛み合いクラ
ッチによって選択比歯車を軸に回転しないように連結す
るために用いられるクラッチ機構のことである。「自己
増力」とは、同期クラッチの係合力を摩擦クラッチの同
期トルクに比例して増大させるために傾斜またはカム等
を含む同期クラッチ機構のことである。
【０００９】次に、主に図１〜３を参照しながら、中心
軸線28ａ回りに回転可能に取り付けられた軸28と、互い
に離して軸上に回転可能に支持されており、環状のスラ
スト部材88，90によって軸に対して軸方向移動できない
ように保持されている歯車52，54と、複動同期クラッチ
機構62とを含む歯車及び同期装置アセンブリ86について
詳細に説明する。
軸線28ａ回りに回転可能に取り付けられた軸28と、互い
に離して軸上に回転可能に支持されており、環状のスラ
スト部材88，90によって軸に対して軸方向移動できない
ように保持されている歯車52，54と、複動同期クラッチ
機構62とを含む歯車及び同期装置アセンブリ86について
詳細に説明する。
【００１０】スラスト部材88，90は、軸のスプライン歯
29内の環状溝28ｂ，28ｃ内で軸方向に保持されており、
また２つの歯29の間の空間内に配置されたリテーナピン
92（図２）によって軸に対して回転しないように取り付
けられている。
29内の環状溝28ｂ，28ｃ内で軸方向に保持されており、
また２つの歯29の間の空間内に配置されたリテーナピン
92（図２）によって軸に対して回転しないように取り付
けられている。
【００１１】同期機構62には、歯車52，54に一体成形さ
れた環状歯車摩擦部材部分94，96及び歯車ジョークラッ
チ部材部分98，100 と、軸28に一体成形されるか他の方
法でそれに設けられた外側スプライン歯29と摺動可能に
噛み合う内側スプライン歯106 ，108 を有する中央開口
をそれぞれが含むジョークラッチ部材102 ，104 と、ジ
ョー部材102 ，104 の軸方向に向い合った表面 102ａ，
104ａ間に軸方向の両表面 110ａ， 110ｂが挟持され、
中央開口 111ｅに軸28が摺動可能に挿通される、半径方
向に延在したシフトフランジ110 と、フランジ及びジョ
ー部材を相対軸方向移動できないように固定する３つの
Ｈ字形リテーナ部材112 （１つが図５に斜視図で示され
ている）と、各々から軸方向に延出してフランジの開口
110ｃを通る、円周方向に離設された３本のピン118 に
よって互いに結合された環状の摩擦部材すなわちリング
114 ，116 と、それぞれピン118 よって形成された表面
と軸28の外表面に形成されたディテント凹部128 との間
で反作用する予付勢プランジャ124 及びニュートラル位
置プランジャ126 間にばね122 を介在させている３つの
予付勢機構及びニュートラルセンタリングアセンブリ12
0 とが設けられている。
れた環状歯車摩擦部材部分94，96及び歯車ジョークラッ
チ部材部分98，100 と、軸28に一体成形されるか他の方
法でそれに設けられた外側スプライン歯29と摺動可能に
噛み合う内側スプライン歯106 ，108 を有する中央開口
をそれぞれが含むジョークラッチ部材102 ，104 と、ジ
ョー部材102 ，104 の軸方向に向い合った表面 102ａ，
104ａ間に軸方向の両表面 110ａ， 110ｂが挟持され、
中央開口 111ｅに軸28が摺動可能に挿通される、半径方
向に延在したシフトフランジ110 と、フランジ及びジョ
ー部材を相対軸方向移動できないように固定する３つの
Ｈ字形リテーナ部材112 （１つが図５に斜視図で示され
ている）と、各々から軸方向に延出してフランジの開口
110ｃを通る、円周方向に離設された３本のピン118 に
よって互いに結合された環状の摩擦部材すなわちリング
114 ，116 と、それぞれピン118 よって形成された表面
と軸28の外表面に形成されたディテント凹部128 との間
で反作用する予付勢プランジャ124 及びニュートラル位
置プランジャ126 間にばね122 を介在させている３つの
予付勢機構及びニュートラルセンタリングアセンブリ12
0 とが設けられている。
【００１２】リテーナ112 、ピン118 及びアセンブリ12
0 の数は、ここに示したものよりも増減させることがで
きる。また、予付勢プランジャ及びニュートラル位置プ
ランジャをフランジ110 設けられた個別のスロット内
に、またはジョー部材102 ，104 の一方または両方に設
けられた凹部内に配置することもできる。
0 の数は、ここに示したものよりも増減させることがで
きる。また、予付勢プランジャ及びニュートラル位置プ
ランジャをフランジ110 設けられた個別のスロット内
に、またはジョー部材102 ，104 の一方または両方に設
けられた凹部内に配置することもできる。
【００１３】図面から明らかなように、摩擦部材94，11
4 及び96，116 が組み合わされて、ジョークラッチの連
結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。円錐クラッチが好ましいが、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94、96は、公
知の様々な方法で対応の歯車に取り付けられる。摩擦部
材94、96に一体に設けられた円錐摩擦表面94ａ，96ａ
が、それぞれ外側円錐摩擦表面 114ａ， 116ａと噛み合
う。部材94，96及び114 ，116 は、それぞれ同期装置の
カップ及びリングとも呼ばれる。
4 及び96，116 が組み合わされて、ジョークラッチの連
結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。円錐クラッチが好ましいが、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94、96は、公
知の様々な方法で対応の歯車に取り付けられる。摩擦部
材94、96に一体に設けられた円錐摩擦表面94ａ，96ａ
が、それぞれ外側円錐摩擦表面 114ａ， 116ａと噛み合
う。部材94，96及び114 ，116 は、それぞれ同期装置の
カップ及びリングとも呼ばれる。
【００１４】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7.5 度の円錐角度を用いている。摩擦
表面 114ａ， 116ａ及び／または94ａ，96ａ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。これらの特許は先行技術として本説
明に含まれる。
が、本実施例では7.5 度の円錐角度を用いている。摩擦
表面 114ａ， 116ａ及び／または94ａ，96ａ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。これらの特許は先行技術として本説
明に含まれる。
【００１５】ピン118 が図６に詳細に示されている。各
ピン118 には、フランジの開口110の直径よりもわずか
に小径の大径部分 118ａと、摩擦リング114 ，116 間に
（ここでは中央に）配置された小径の溝部分 118ｂ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
る線に対して本例では約40度の角度を付けて互いに軸方
向に離反するように設けられた円錐形のブロッカー肩部
表面 118ｃ， 118ｄと、必須ではないが設けるのが好ま
しい独立予付勢表面 118ｅ， 118ｆと、延長補助センタ
リング表面 118ｇ， 118ｈとが設けられている。
ピン118 には、フランジの開口110の直径よりもわずか
に小径の大径部分 118ａと、摩擦リング114 ，116 間に
（ここでは中央に）配置された小径の溝部分 118ｂ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
る線に対して本例では約40度の角度を付けて互いに軸方
向に離反するように設けられた円錐形のブロッカー肩部
表面 118ｃ， 118ｄと、必須ではないが設けるのが好ま
しい独立予付勢表面 118ｅ， 118ｆと、延長補助センタ
リング表面 118ｇ， 118ｈとが設けられている。
【００１６】溝部分が対応のフランジ開口にはまると、
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
部が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 110ｄ， 110ｅと係合することができる。予付勢表
面 118ｅ， 118ｆは、円錐形のブロッカー肩部 118ｃ，
118ｄの一部と弦方向に交わる、すなわちそれを取り除
いたものであり、好ましくは（必須ではないが）平坦表
面であって、それがピン軸線に対してなす角度が、ブロ
ッカー表面の角度よりも幾分小さくなっている。センタ
リング表面 118ｇ， 118ｈも平坦表面であって、図面か
ら明らかなように、ピン軸線に対してなす角度が、ブロ
ッカー及び予付勢表面の角度よりも相当に小さくなって
いる。図面に示されているように、平坦表面の弦は、ピ
ンの軸線及び軸の軸線と同心の円に正接する。あるい
は、表面 118ｅ〜 118ｈをなくしてもよく、その場合に
は予付勢プランジャ124 がブロッカ表面 118ｃ， 118ｄ
に反作用する。
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
部が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 110ｄ， 110ｅと係合することができる。予付勢表
面 118ｅ， 118ｆは、円錐形のブロッカー肩部 118ｃ，
118ｄの一部と弦方向に交わる、すなわちそれを取り除
いたものであり、好ましくは（必須ではないが）平坦表
面であって、それがピン軸線に対してなす角度が、ブロ
ッカー表面の角度よりも幾分小さくなっている。センタ
リング表面 118ｇ， 118ｈも平坦表面であって、図面か
ら明らかなように、ピン軸線に対してなす角度が、ブロ
ッカー及び予付勢表面の角度よりも相当に小さくなって
いる。図面に示されているように、平坦表面の弦は、ピ
ンの軸線及び軸の軸線と同心の円に正接する。あるい
は、表面 118ｅ〜 118ｈをなくしてもよく、その場合に
は予付勢プランジャ124 がブロッカ表面 118ｃ， 118ｄ
に反作用する。
【００１７】フランジのスロット 110ｆ内に配置された
圧縮コイルばね122 が、プランジャ124 を半径方向外向
きにピン予付勢表面の方へ付勢し、プランジャ126 を半
径方向内向きにニュートラル位置ディテント128 の方へ
付勢している。スロットの大部分は、軸の軸線に対して
半径方向に延在しているのが好ましい。スロットは、ま
た、フランジ側部 110ａ， 110ｂを半径方向に貫通し
て、フランジ開口 110ｃ及び中央開口 111ｅすなわちフ
ランジ110 の内径部に通じている。プランジャ124 ，12
6 は板金製にすることができるが、構造剛度及び表面硬
度を与えるために鋼等の鋳造または圧縮成形材で形成す
るのが好ましい。各プランジャ124 ，126は断面が幾分
Ｕ字形で、閉鎖端部が形成するヘッド部分に、ディテン
ト凹部または平坦な予付勢表面と協働する丸味付きまた
は平坦な表面が設けられている。各プランジャの側壁に
は、プランジャを円周方向に保持するためにスロット 1
10ｆの半径方向に延在している側壁表面と滑り協働する
表面が設けられている。プランジャの側壁にはさらに、
プランジャを軸方向に保持するためにジョー部材102，1
04 の軸方向に面して半径方向に延在している端面 102
ａ， 104ａと滑り協働する表面が設けられている。
圧縮コイルばね122 が、プランジャ124 を半径方向外向
きにピン予付勢表面の方へ付勢し、プランジャ126 を半
径方向内向きにニュートラル位置ディテント128 の方へ
付勢している。スロットの大部分は、軸の軸線に対して
半径方向に延在しているのが好ましい。スロットは、ま
た、フランジ側部 110ａ， 110ｂを半径方向に貫通し
て、フランジ開口 110ｃ及び中央開口 111ｅすなわちフ
ランジ110 の内径部に通じている。プランジャ124 ，12
6 は板金製にすることができるが、構造剛度及び表面硬
度を与えるために鋼等の鋳造または圧縮成形材で形成す
るのが好ましい。各プランジャ124 ，126は断面が幾分
Ｕ字形で、閉鎖端部が形成するヘッド部分に、ディテン
ト凹部または平坦な予付勢表面と協働する丸味付きまた
は平坦な表面が設けられている。各プランジャの側壁に
は、プランジャを円周方向に保持するためにスロット 1
10ｆの半径方向に延在している側壁表面と滑り協働する
表面が設けられている。プランジャの側壁にはさらに、
プランジャを軸方向に保持するためにジョー部材102，1
04 の軸方向に面して半径方向に延在している端面 102
ａ， 104ａと滑り協働する表面が設けられている。
【００１８】前述したように、ジョー部材102 ，104 に
は、軸に設けられた外側スプライン歯29と摺動可能に噛
み合う内側スプライン歯106 ，108 が設けられている。
外側スプラインには、軸の軸線に平行に延在したインボ
リュート側面29′が設けられており、それがジョー部材
のスプラインの側面と噛み合うことによって、その間の
相対回転が防止されている。Ｈ字形部材112 の各々に
は、ジョー部材表面 102ｂ， 104ｂに対して反作用する
端部分 112ａ， 112ｂと、端部分を連結する中央部分 1
12ｃとが設けられている。中央部分は、ジョー部材内の
軸方向に延在したスロット 102ｃ， 104ｃに滑りばめ状
にはまり、開口 110ｈを自在に貫通しており、開口 110
ｈに設けられた半径方向のストップ表面 110ｎ， 110ｍ
が中央部分112ｃと協働して、以下に説明する理由によ
るジョー部材及び軸に対するフランジの回転移動を制限
するようになっている。
は、軸に設けられた外側スプライン歯29と摺動可能に噛
み合う内側スプライン歯106 ，108 が設けられている。
外側スプラインには、軸の軸線に平行に延在したインボ
リュート側面29′が設けられており、それがジョー部材
のスプラインの側面と噛み合うことによって、その間の
相対回転が防止されている。Ｈ字形部材112 の各々に
は、ジョー部材表面 102ｂ， 104ｂに対して反作用する
端部分 112ａ， 112ｂと、端部分を連結する中央部分 1
12ｃとが設けられている。中央部分は、ジョー部材内の
軸方向に延在したスロット 102ｃ， 104ｃに滑りばめ状
にはまり、開口 110ｈを自在に貫通しており、開口 110
ｈに設けられた半径方向のストップ表面 110ｎ， 110ｍ
が中央部分112ｃと協働して、以下に説明する理由によ
るジョー部材及び軸に対するフランジの回転移動を制限
するようになっている。
【００１９】図１〜３及び図７〜10に示されているよう
に、軸の外歯29の一部の、図３及び８のフランジ110 の
ニュートラル位置から両軸方向の部分が変更されて１つ
または複数の傾斜表面が形成されており、これらは、フ
ランジ110 から半径方向内向きに軸スプライン29間の軸
方向に延在した空間内へ延出している反作用手段すなわ
ち内歯111 に形成された同数の傾斜表面と協働する。傾
斜表面によって、フランジはジョー部材102 ，104 及び
軸28に対して限定回転できるようになり、円錐クラッチ
及び軸間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110 に加えられたシフト力
によって初期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。
に、軸の外歯29の一部の、図３及び８のフランジ110 の
ニュートラル位置から両軸方向の部分が変更されて１つ
または複数の傾斜表面が形成されており、これらは、フ
ランジ110 から半径方向内向きに軸スプライン29間の軸
方向に延在した空間内へ延出している反作用手段すなわ
ち内歯111 に形成された同数の傾斜表面と協働する。傾
斜表面によって、フランジはジョー部材102 ，104 及び
軸28に対して限定回転できるようになり、円錐クラッチ
及び軸間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110 に加えられたシフト力
によって初期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。
【００２０】傾斜表面は、一方または両方の歯車の同期
力の増加及び／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力の増加
を行うことができる。すなわち、各歯29は、円周方向に
おいて各Ｈ字形リテーナの中央部分112 ｃの間に、軸方
向に離設された第１及び第２凹部を設けており、これら
によって形成された環状溝は、支柱状部分29ａによって
形成された第１端部と、軸方向に対向した端部29ｂ，29
ｃと、最小外径29ｄとを設けている。最小外径29ｄは、
スプライン29の谷径より大きく、またジョークラッチス
プライン106 ，108 の内径 106ａ、 108ａより大きい。
また、最小外径29ｄは、フランジ110 の内径すなわち内
歯111 の内径111 ｅより小さい。支柱状部分29ａは、各
歯の両軸方向部分を除去することによって形成されたダ
イヤモンド形になっている。除去部分の軸方向及び半径
方向の広がりは、支柱部分29ａに増力傾斜表面29ｅ，29
ｆ，29ｇ，29ｈを加工しやすいように、またそのような
除去が歯の強度に与える影響を最小限に抑えることがで
きるように選択される。さらに、スプライン歯29には、
傾斜表面がそれに作用する力による摩耗を最小限に抑え
ることができる十分な表面積を有するように、十分な半
径方向深さが設けられている。支柱部分29ａの軸方向端
部29ｍ，29ｎと歯29の軸方向端部29ｂ、29ｃとの間の除
去部分すなわち凹部の軸方向部分は、歯に環状溝を加工
するだけで形成される。除去部分の軸方向長さは、傾斜
表面を形成する加工具を挿入しやすい大きさになってい
る。
力の増加及び／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力の増加
を行うことができる。すなわち、各歯29は、円周方向に
おいて各Ｈ字形リテーナの中央部分112 ｃの間に、軸方
向に離設された第１及び第２凹部を設けており、これら
によって形成された環状溝は、支柱状部分29ａによって
形成された第１端部と、軸方向に対向した端部29ｂ，29
ｃと、最小外径29ｄとを設けている。最小外径29ｄは、
スプライン29の谷径より大きく、またジョークラッチス
プライン106 ，108 の内径 106ａ、 108ａより大きい。
また、最小外径29ｄは、フランジ110 の内径すなわち内
歯111 の内径111 ｅより小さい。支柱状部分29ａは、各
歯の両軸方向部分を除去することによって形成されたダ
イヤモンド形になっている。除去部分の軸方向及び半径
方向の広がりは、支柱部分29ａに増力傾斜表面29ｅ，29
ｆ，29ｇ，29ｈを加工しやすいように、またそのような
除去が歯の強度に与える影響を最小限に抑えることがで
きるように選択される。さらに、スプライン歯29には、
傾斜表面がそれに作用する力による摩耗を最小限に抑え
ることができる十分な表面積を有するように、十分な半
径方向深さが設けられている。支柱部分29ａの軸方向端
部29ｍ，29ｎと歯29の軸方向端部29ｂ、29ｃとの間の除
去部分すなわち凹部の軸方向部分は、歯に環状溝を加工
するだけで形成される。除去部分の軸方向長さは、傾斜
表面を形成する加工具を挿入しやすい大きさになってい
る。
【００２１】傾斜表面29ｅ，29ｆは、それぞれフランジ
歯111 の傾斜表面 111ａ， 111ｂに反作用して、いずれ
の方向のトルクに対しても歯車54の同期率を高める、す
なわち補助する付加軸方向力を発生する。傾斜表面29
ｇ，29ｈは、それぞれ傾斜表面111ｃ， 111ｄに反作用
して、いずれの方向の同期トルクに対しても歯車56に付
加軸方向力を与える。傾斜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、
傾斜表面を軸のスプラインに平行にする、すなわち有効
傾斜表面を設けない。付加軸方向力の大きさまたは量、
以下にさらに説明するように、摩擦クラッチ及び自己増
力傾斜の平均半径比の関数でもある。従って、シフトフ
ォークによってシフトフランジ110 に加えられるあるシ
フト力に対する付加力の大きさは、傾斜角度及び／また
は平均半径比を変化させることによって変更できる。
歯111 の傾斜表面 111ａ， 111ｂに反作用して、いずれ
の方向のトルクに対しても歯車54の同期率を高める、す
なわち補助する付加軸方向力を発生する。傾斜表面29
ｇ，29ｈは、それぞれ傾斜表面111ｃ， 111ｄに反作用
して、いずれの方向の同期トルクに対しても歯車56に付
加軸方向力を与える。傾斜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、
傾斜表面を軸のスプラインに平行にする、すなわち有効
傾斜表面を設けない。付加軸方向力の大きさまたは量、
以下にさらに説明するように、摩擦クラッチ及び自己増
力傾斜の平均半径比の関数でもある。従って、シフトフ
ォークによってシフトフランジ110 に加えられるあるシ
フト力に対する付加力の大きさは、傾斜角度及び／また
は平均半径比を変化させることによって変更できる。
【００２２】図１及び８を参照しながら説明すると、フ
ランジ110 がニュートラル位置にある時、ピン118 の小
径部分 118ｄが対応のフランジ開口 110ｃに半径方向に
整合して、円錐クラッチの摩擦表面がわずかに分離して
おり、ばね122 の力によってプランジャ124 の角張った
予付勢表面 124ａ， 124ｂがピン118 の予付勢表面 118
ｅ， 118ｆに作用することによって、また、ばね122 ニ
ュートラル位置プランジャ126 を凹部128 内へ付勢する
ことによってこの分離関係に維持されている。
ランジ110 がニュートラル位置にある時、ピン118 の小
径部分 118ｄが対応のフランジ開口 110ｃに半径方向に
整合して、円錐クラッチの摩擦表面がわずかに分離して
おり、ばね122 の力によってプランジャ124 の角張った
予付勢表面 124ａ， 124ｂがピン118 の予付勢表面 118
ｅ， 118ｆに作用することによって、また、ばね122 ニ
ュートラル位置プランジャ126 を凹部128 内へ付勢する
ことによってこの分離関係に維持されている。
【００２３】いずれかの歯車を軸に連結したい場合、引
例として本説明に含まれる米国特許第4,920,815 号に開
示されているような適当な図示しないシフト機構を公知
の方法でフランジ110 の外周に連結して、フランジを軸
28の軸線に沿って軸方向に、歯車52に連結するためには
左に、歯車54に連結するためには右に移動させる。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
せる時、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110 に加えられ、図11に矢印Ｆo の
長さで表されている。
例として本説明に含まれる米国特許第4,920,815 号に開
示されているような適当な図示しないシフト機構を公知
の方法でフランジ110 の外周に連結して、フランジを軸
28の軸線に沿って軸方向に、歯車52に連結するためには
左に、歯車54に連結するためには右に移動させる。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
せる時、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110 に加えられ、図11に矢印Ｆo の
長さで表されている。
【００２４】ニュートラル位置凹部は、歯車52，54に設
けられた摩擦表面94ａ，96ａに対して、また軸28の支柱
状部分29ａの増力傾斜に対して軸方向に固定されてい
る。従って、リング円錐摩擦表面 114ａ， 116ａに対す
る表面94ａ，96ａのニュートラル位置間隔が正確に制御
される。同様に、フランジ歯111 の円周方向の両側部の
非増力表面すなわち平坦部 111ｆが、支柱状部分29ａの
非増力表面29ｐに対して正確に位置決めされる。摩擦表
面の間隔を正確に定めることによって、摩擦表面の摩耗
や、表面接触及び／または表面間のオイルの粘性せん断
による表面間での寄生熱発生が低減する。さらに、摩擦
表面間のオイルの粘性せん断が、従来ならば傾斜を作動
させるトルクを発生したとしても、非増力表面の正確な
位置決めによって自己増力傾斜の作動が防止される。さ
らにまた、非増力表面を用いない場合、摩擦表面の間隔
を正確に定めることによって、傾斜を作動させる大きさ
の粘性せん断トルクが防止される。
けられた摩擦表面94ａ，96ａに対して、また軸28の支柱
状部分29ａの増力傾斜に対して軸方向に固定されてい
る。従って、リング円錐摩擦表面 114ａ， 116ａに対す
る表面94ａ，96ａのニュートラル位置間隔が正確に制御
される。同様に、フランジ歯111 の円周方向の両側部の
非増力表面すなわち平坦部 111ｆが、支柱状部分29ａの
非増力表面29ｐに対して正確に位置決めされる。摩擦表
面の間隔を正確に定めることによって、摩擦表面の摩耗
や、表面接触及び／または表面間のオイルの粘性せん断
による表面間での寄生熱発生が低減する。さらに、摩擦
表面間のオイルの粘性せん断が、従来ならば傾斜を作動
させるトルクを発生したとしても、非増力表面の正確な
位置決めによって自己増力傾斜の作動が防止される。さ
らにまた、非増力表面を用いない場合、摩擦表面の間隔
を正確に定めることによって、傾斜を作動させる大きさ
の粘性せん断トルクが防止される。
【００２５】運転者のシフト力Ｆo によるフランジ110
の初期軸方向右移動が予付勢プランジャ124 によって予
付勢表面 118ｆでピンに伝達されることによって、円錐
表面116ａが円錐表面96ａと初期摩擦係合する。もちろ
ん、円錐表面 116ａの初期係合力は、ばね122 の力及び
予付勢表面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、また自己増力傾斜の効果を一時
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110 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 118ｂがフランジ開口11
0 ｃの適当な側へ移動して、ピンのブロッカー肩部 118
ｃがフランジのブロッカー肩部 110ｄと係合する。
の初期軸方向右移動が予付勢プランジャ124 によって予
付勢表面 118ｆでピンに伝達されることによって、円錐
表面116ａが円錐表面96ａと初期摩擦係合する。もちろ
ん、円錐表面 116ａの初期係合力は、ばね122 の力及び
予付勢表面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、また自己増力傾斜の効果を一時
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110 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 118ｂがフランジ開口11
0 ｃの適当な側へ移動して、ピンのブロッカー肩部 118
ｃがフランジのブロッカー肩部 110ｄと係合する。
【００２６】ブロッカー肩部が係合した時、フランジ11
0 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116 に伝達されるため、円錐
クラッチが運転者のシフト力Ｆo の全力で係合し、運転
者同期トルクＴo が得られる。この運転者同期トルクＴ
o は、図11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配
置されているので、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抗するがそれよりも小さい対
抗力すなわち非ブロッキングトルクを発生する。
0 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116 に伝達されるため、円錐
クラッチが運転者のシフト力Ｆo の全力で係合し、運転
者同期トルクＴo が得られる。この運転者同期トルクＴ
o は、図11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配
置されているので、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抗するがそれよりも小さい対
抗力すなわち非ブロッキングトルクを発生する。
【００２７】ほぼ同期化が達成されると、同期トルクが
非ブロッキング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 110ｃに対して同心的に移動さ
せるため、フランジが継続的に軸方向移動して、図７及
び８に示されているようにジョー部材104 の外側ジョー
歯 104ｄがジョー部材100 の内側ジョー歯 100ａと噛み
合う。公知のように、また図７にジョー部材98のジョー
歯98ａ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低
減するためのすくい角前縁部98ｂと、歯を整合位置に合
わせる面取りすなわちウェッジ面98ｃ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、先行技術と
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、ジョー歯に整合す
るために必要な回転調節度数を最小に抑える。また、ジ
ョー歯をできるだけ大きい直径の周囲に配置するのが好
ましい。
非ブロッキング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 110ｃに対して同心的に移動さ
せるため、フランジが継続的に軸方向移動して、図７及
び８に示されているようにジョー部材104 の外側ジョー
歯 104ｄがジョー部材100 の内側ジョー歯 100ａと噛み
合う。公知のように、また図７にジョー部材98のジョー
歯98ａ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低
減するためのすくい角前縁部98ｂと、歯を整合位置に合
わせる面取りすなわちウェッジ面98ｃ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、先行技術と
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、ジョー歯に整合す
るために必要な回転調節度数を最小に抑える。また、ジ
ョー歯をできるだけ大きい直径の周囲に配置するのが好
ましい。
【００２８】やはり自己増力傾斜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次式で
表される。 Ｔo ＝Ｆo Ｒc μc ／ｓｉｎα 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
力Ｆo によって与えられる円錐クラッチトルクは次式で
表される。 Ｔo ＝Ｆo Ｒc μc ／ｓｉｎα 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
【００２９】次に、特に図９及び10を参照しながら自己
増力傾斜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
118によってフランジ110 に伝達され、自己増力傾斜表
面を介して軸28に反作用する。自己増力傾斜表面は、係
合時に軸28及びジョー部材102 ，104 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 ′に加わる付加同期トルクＴa を
与える。
増力傾斜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
118によってフランジ110 に伝達され、自己増力傾斜表
面を介して軸28に反作用する。自己増力傾斜表面は、係
合時に軸28及びジョー部材102 ，104 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 ′に加わる付加同期トルクＴa を
与える。
【００３０】図９は、シフトフランジ110 が図３の位置
に対応したニュートラル位置にある時の自己増力傾斜表
面の位置及び軸スプライン29に対するジョー部材スプラ
イン106 ，108 の位置を示している。図10は、係合した
円錐表面96ａ， 116ａによって歯車54が同期化された時
の傾斜及びスプラインの位置を示している。係合した円
錐表面は、フランジ部材の傾斜表面 111ｂを軸の傾斜表
面29ｆと係合させた方向の同期トルクを発生している。
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11に図示さ
れている通りである。
に対応したニュートラル位置にある時の自己増力傾斜表
面の位置及び軸スプライン29に対するジョー部材スプラ
イン106 ，108 の位置を示している。図10は、係合した
円錐表面96ａ， 116ａによって歯車54が同期化された時
の傾斜及びスプラインの位置を示している。係合した円
錐表面は、フランジ部材の傾斜表面 111ｂを軸の傾斜表
面29ｆと係合させた方向の同期トルクを発生している。
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11に図示さ
れている通りである。
【００３１】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
た自己増力傾斜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、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。傾斜角度が大きすぎる場
合、傾斜は自己増力ではなく自己固着する。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。自己増力では
なく自己固着することによって、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、
円錐クラッチ表面の過熱や急激な摩耗を発生させ、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。
トルクＴo ′に対する軸方向付加力の大きさは、係合し
た自己増力傾斜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、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。傾斜角度が大きすぎる場
合、傾斜は自己増力ではなく自己固着する。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。自己増力では
なく自己固着することによって、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、
円錐クラッチ表面の過熱や急激な摩耗を発生させ、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。
【００３２】自己増力傾斜角度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 ′を発生
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
及び自己増力傾斜の平均半径Ｒr の比、傾斜の摩擦係数
μr 、及び自己増力傾斜の圧力角φである。圧力角φは
ゼロでもよい。本例では傾斜の圧力角が20度である。自
己増力または増力力の計算及び制御についてのさらなる
詳細は、先行技術として本説明に含まれる米国特許第5,
092,439 号に記載されている。
ト力Ｆo に比例して増減する付加軸方向力Ｆa ′を発生
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
及び自己増力傾斜の平均半径Ｒr の比、傾斜の摩擦係数
μr 、及び自己増力傾斜の圧力角φである。圧力角φは
ゼロでもよい。本例では傾斜の圧力角が20度である。自
己増力または増力力の計算及び制御についてのさらなる
詳細は、先行技術として本説明に含まれる米国特許第5,
092,439 号に記載されている。
【００３３】自己増力を備え、ニュートラル位置決めを
向上させた同期装置機構の好適な実施例が以上に開示さ
れている。本発明の技術的思想の範囲内において、好適
な実施例の様々な変更及び変化が考えられる。開示され
た機構及び本発明の技術的思想の範囲内であると考えら
れる変更及び変化の発明部分は、請求項によって定義さ
れる。
向上させた同期装置機構の好適な実施例が以上に開示さ
れている。本発明の技術的思想の範囲内において、好適
な実施例の様々な変更及び変化が考えられる。開示され
た機構及び本発明の技術的思想の範囲内であると考えら
れる変更及び変化の発明部分は、請求項によって定義さ
れる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の多段変速
機の同期装置によれば、フランジ及びフランジを軸方向
移動可能なジョー手段に軸方向に連結する手段を含むア
センブリは、ディテント手段がアセンブリと軸手段との
間で弾性的に反作用することによってニュートラル位置
に確実、かつ、正確に位置決めされる。その結果、第１
及び第２摩擦手段と第１及び第２歯車摩擦手段とのニュ
ートラル位置間隔を正確に制御することができ、摩擦面
の摩耗やオイルの粘性せん断による発熱を防止すること
ができる。また、アセンブリが正確にニュートラル位置
に位置決めされるので、オイルの粘性せん断によってア
センブリにトルクが作用した場合でも、予付勢手段のニ
ュートラル位置での誤作動を防止することができるとい
う優れた効果を奏する。
機の同期装置によれば、フランジ及びフランジを軸方向
移動可能なジョー手段に軸方向に連結する手段を含むア
センブリは、ディテント手段がアセンブリと軸手段との
間で弾性的に反作用することによってニュートラル位置
に確実、かつ、正確に位置決めされる。その結果、第１
及び第２摩擦手段と第１及び第２歯車摩擦手段とのニュ
ートラル位置間隔を正確に制御することができ、摩擦面
の摩耗やオイルの粘性せん断による発熱を防止すること
ができる。また、アセンブリが正確にニュートラル位置
に位置決めされるので、オイルの粘性せん断によってア
センブリにトルクが作用した場合でも、予付勢手段のニ
ュートラル位置での誤作動を防止することができるとい
う優れた効果を奏する。
【図１】図２の１−１線に沿って見た複動同期機構の断
面図である。
面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って見た機構の部分断面図
である。
である。
【図３】図２の３−３線に沿って見た図１の機構の部分
図である。
図である。
【図４】図１の４−４線に沿って見た機構の一部分の断
面図である。
面図である。
【図５】図１及び２の部品の斜視図である。
【図６】図１及び２のピン部品の詳細図である。
【図７】図１の機構のジョークラッチが連結位置にある
時の部分図である。
時の部分図である。
【図８】図３の機構のジョークラッチが連結位置にある
時の部分図である。
時の部分図である。
【図９】図１の装置のニュートラル位置にある歯付き部
分の断面図である。
分の断面図である。
【図１０】図１の装置の同期化された位置にある歯付き
部分の断面図である。
部分の断面図である。
【図１１】同期装置のシフトフランジに作用する軸方向
力及びトルクを示す図である。
力及びトルクを示す図である。
28 軸 29 外側スプライン 52,54 歯車 62 同期機構 94,96 歯車摩擦部材部分 98,100 歯車ジョークラッチ部材部分 102,104 ジョークラッチ部材 106,108 内側スプライン歯 110 フランジ 110c フランジ開口 110d,110e,118c,118d ブロッカー肩部 112 Ｈ字形リテーナ部材 114,116 摩擦リング 118 ピン 118e,118ｆ予付勢表面 122 ばね 124 予付勢プランジャ 126 ニュートラル位置プランジャ 128 ディテント凹部
Claims (7)
- 【請求項１】 軸手段(28)上に軸方向移動できないよう
に固定されていると共に、前記軸手段の軸線(28a) 回り
に該軸手段と共に回転するように取り付けられている軸
方向に離設された第１及び第２歯車(52,54) のためのピ
ン形同期装置(62)であって、 前記各歯車に歯車摩擦手段(94,96) 及び歯車ジョー手段
(98,100)が設けられており、前記歯車摩擦手段は、軸方
向に離設されて軸方向移動可能な第１及び第２摩擦手段
(114,116) と係合することによって、それぞれ前記第１
及び第２歯車(52,54) を前記軸手段(28)に同期させるこ
とができ、前記歯車ジョー手段(98,100)は、前記第１及
び第２摩擦手段(114,116) 間に半径方向に延在したフラ
ンジ(110) 及び該フランジ(110) を軸方向移動可能なジ
ョー手段(102,104) に軸方向に連結する手段(112) を含
むアセンブリの前記ジョー手段(102,104) と係合可能で
あり、前記フランジ(110) は、該フランジ(110) に加え
られた両軸方向シフト力(Fo)に応じて軸方向移動可能な
前記第１、第２摩擦手段(114,116) 及びジョー手段(10
2,104) をニュートラル位置から前記係合位置へ軸方向
移動させることができ、前記ジョー手段(102,104) には
軸方向に延在した内側スプライン歯(106,108)が設けら
れ、その歯側面が、前記軸手段(28)に設けられた外側ス
プライン歯(29)の向い合って軸方向に延在した歯側面対
( 29′) の間の空間内に配置されており、 前記第１及び第２摩擦手段(114,116) から固定状態で軸
方向に延出して前記フランジ(110) のピン開口(110c)に
挿通されている複数のピン(118) が円周方向に離設され
ており、該ピン(118) の各々には、前記フランジ(110)
の両側に対応の開口の周囲に形成されたブロッカー肩部
(110d,110e) と係合可能なブロッカー肩部(118c,118d)
が軸方向に離設され、係合時に作動して同期以前にジョ
ー手段が係合することを防止するブロッカー手段(110d,
118c及び110e,118d)と、 前記フランジ(110) がシフト力(Fo)によってニュートラ
ル位置から前記第１及び第２歯車の一方に向かって初期
軸方向移動するのに応じて前記第１及び第２摩擦手段(1
14,116) のいずれか一方を係合させ、該摩擦手段の係合
に応じて前記ブロッカ手段を係合させて前記ピン(118)
を介して前記フランジ(110) 伝達される同期トルク(To)
を発生し、また、シフト力(Fo)を前記ブロッカー手段を
介して前記摩擦手段に伝達することによって、該摩擦手
段の係合力を増大させるようにした予付勢手段(124,12
2,118e,118f) とを備えてなる多段変速機の同期装置に
おいて、 前記アセンブリ(110,102,104) と前記軸手段(28)との間
で弾性的に反作用することによって、前記アセンブリを
前記軸手段(28)に対してニュートラル位置に位置決めで
きるようにしたディテント手段(128,126,122) を設けた
ことを特徴とする多段変速機の同期装置。 - 【請求項２】 一方向の同期トルク(To)に応じて係合す
ることによって、摩擦手段(96,116)と軸手段(28)との間
に同期トルクを反作用させて、軸方向付加力(Fa)を発生
することによって第１摩擦手段を係合する力をさらに増
大させることができるようにする第１及び第２傾斜手段
(29f,111b)を含む第１自己増力手段(111,29a) を備えて
いることを特徴とする請求項１に記載の多段変速機の同
期装置。 - 【請求項３】 ディテント手段(128,126,122) は、アセ
ンブリ(110,102,104) に支持されてばね(122) によって
半径方向内向きに付勢されている半径方向に移動可能な
ニュートラル位置プランジャ(126) を収容できるよう
に、軸手段(28)の外周表面に形成されてニュートラル位
置を定める凹部(128) を含むことを特徴とする請求項１
に記載の多段変速機の同期装置。 - 【請求項４】 フランジ(110) は、軸手段(28)を摺動可
能に収容している中央開口(111e)と、中央開口(111e)か
ら半径方向外向きに延在して、内部にニュートラル位置
プランジャ(126) 及びばね(122) が配置されている少な
くとも１つの細長いスロット(110f)とを備えていること
を特徴とする請求項３に記載の多段変速機の同期装置。 - 【請求項５】 半径方向に延在したフランジ(110) を軸
方向に向い合って半径方向に延在している端面(102a,10
4a) 間に挟持している第１及び第２ジョー部材(102,10
4) によって構成された軸方向に移動可能なジョー手段
(102,104) と、 フランジ(110) が前記第１、第２ジョー手段(102,104)
及び軸手段(28)に対して円周方向に移動できるようにす
るフランジ(110) を連結する手段(112) と、 外側スプライン歯(29)間の空間の少なくとも１つに設け
られ、その歯側面( 29′) の少なくとも一方に形成さ
れ、軸手段の軸線(28a) 及び前記歯側面( 29′)に直交
する平面に対して90度より小さい角度をなす第１傾斜表
面(29f) と、 フランジ(110) から半径方向内向きに１つの空間内へ延
出しており、前記第１傾斜表面(29f) にほぼ平行で、一
方向の同期トルクに応じて前記第１傾斜表面に係合する
ことによって、シフト力(Fo)の方向にフランジ(110) に
加わる軸方向付加力(Fa)を発生して、摩擦手段(116,96)
の係合力を増大させることができるようにする第２ラン
プ表面(111b)を有する反作用手段(111) とを備えてなる
ことを特徴とする請求項４に記載の多段変速機の同期装
置。 - 【請求項６】 軸方向に移動可能なジョー手段(102,10
4) は、半径方向に延在したフランジ(110) の軸方向両
側の表面の一部分を軸方向に向い合って半径方向に延在
している端面(102a,104a) 間に挟持している第１及び第
２ジョー部材(102,104) によって構成されており、 フランジ(110) には、中央開口(111e)と、ピン開口(110
c)と同数の半径方向に延在したスロット(110f)とが設け
られており、各スロット(110f)内にはそれぞれ中央開口
(111e)及びピン開口(110c)に隣接してニュートラル位置
プランジャ(126) 及び予付勢プランジャ(124) が配置さ
れ、各スロット(110f)内にこれらのプランジャを半径方
向の反対方向へ付勢するばね(122) が配置されており、 各予付勢プランジャ(124) には、フランジ(110) がニュ
ートラル位置にある時に対応の開口内に配置されたピン
(118) の小径部分(118b)にはまるヘッド部分が設けられ
ており、 ディテント手段(128,126,122) は、ニュートラル位置プ
ランジャ(126) と、ばね(122) と、軸手段(28)の外周表
面に形成されてニュートラル位置を定める凹部(128) を
含み、凹部(128) がニュートラル位置プランジャ(126)
を収容してニュートラル位置を定めることを特徴とする
請求項１に記載の多段変速機の同期装置。 - 【請求項７】 フランジ(110) が前記第１、第２ジョー
手段(102,104) 及び軸手段(28)に対して円周方向に移動
できるようにするフランジ(110) を連結する手段(112)
と、 外側スプライン歯(29)間の空間の少なくとも１つに設け
られ、その歯側面( 29′) の少なくとも一方に形成さ
れ、軸手段の軸線(28a) 及び前記歯側面( 29′)に直交
する平面に対して90度より小さい角度をなす第１傾斜表
面(29f) と、 フランジ(110) から半径方向内向きに１つの空間内へ延
出しており、前記第１傾斜表面(29f) にほぼ平行で、一
方向の同期トルクに応じて前記第１傾斜表面に係合する
ことによって、シフト力(Fo)の方向にフランジ(110) に
加わる軸方向付加力(Fa)を発生して、摩擦手段(116,96)
の係合力を増大させることができるようにする第２ラン
プ表面(111b)を有する反作用手段(111) とを備えてなる
ことを特徴とする請求項６に記載の多段変速機の同期装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB939322319A GB9322319D0 (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Neutral position detent for synchronizer |
| GB9322319.6 | 1993-10-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07180729A true JPH07180729A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=10744323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6290505A Pending JPH07180729A (ja) | 1993-10-29 | 1994-10-31 | 多段変速機の同期装置 |
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| Country | Link |
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| US (1) | US5558194A (ja) |
| EP (1) | EP0652386B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07180729A (ja) |
| KR (1) | KR100263145B1 (ja) |
| CN (1) | CN1071429C (ja) |
| AT (1) | ATE157750T1 (ja) |
| BR (1) | BR9404533A (ja) |
| CA (1) | CA2134593C (ja) |
| DE (1) | DE69405348T2 (ja) |
| ES (1) | ES2107756T3 (ja) |
| GB (1) | GB9322319D0 (ja) |
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| US6102180A (en) * | 1996-09-16 | 2000-08-15 | Eaton Corporation | Pin-type synchronizer |
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| DE2538782A1 (de) * | 1975-09-01 | 1977-03-10 | Helmut Droeschel | Zahnkupplung in zahnradwechselgetriebe fuer lamellen-synchronisierung mit indirekt verstaerkter wirkung |
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| US5092439A (en) * | 1990-12-24 | 1992-03-03 | Eaton Corporation | Synchronizer with deep splines & improved boost ramps |
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- 1993-10-29 GB GB939322319A patent/GB9322319D0/en active Pending
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1994
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- 1994-10-13 EP EP94307497A patent/EP0652386B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-24 US US08/328,195 patent/US5558194A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-28 CA CA002134593A patent/CA2134593C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-28 CN CN94119336A patent/CN1071429C/zh not_active Expired - Fee Related
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