JPH07269597A - 自己増力を備えたシンクロナイザクラッチ機構 - Google Patents
自己増力を備えたシンクロナイザクラッチ機構Info
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- JPH07269597A JPH07269597A JP6337131A JP33713194A JPH07269597A JP H07269597 A JPH07269597 A JP H07269597A JP 6337131 A JP6337131 A JP 6337131A JP 33713194 A JP33713194 A JP 33713194A JP H07269597 A JPH07269597 A JP H07269597A
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- 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
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 改良した自己増力を備えたボークリング形シ
ンクロナイザクラッチ機構を提供すること。 【構成】このクラッチ機構18は、歯車14、16 を軸12に摩
擦的に同期させて噛み合い連結させるため、円錐クラッ
チ摩擦表面24、48;26、50 と、ジョークラッチ歯組28、30
とを設け、ボークリング40、42 のブロッカー歯が、ジョ
ークラッチ歯の非同期係合を防止して、運転者のシフト
力Ｆo をシフトスリーブ34から円錐クラッチへ伝達す
る。傾斜した自己増力表面がハブ32の外周部に取付けら
れて、シフトスリーブ34に取付けられた傾斜した自己増
力表面と係合することによって、付加力Ｆa を発生し、
これはブロッカー歯を介して円錐クラッチに伝達され、
摩擦表面の係合力を更に増加させて、確実なクラッチ動
作を行う。
ンクロナイザクラッチ機構を提供すること。 【構成】このクラッチ機構18は、歯車14、16 を軸12に摩
擦的に同期させて噛み合い連結させるため、円錐クラッ
チ摩擦表面24、48;26、50 と、ジョークラッチ歯組28、30
とを設け、ボークリング40、42 のブロッカー歯が、ジョ
ークラッチ歯の非同期係合を防止して、運転者のシフト
力Ｆo をシフトスリーブ34から円錐クラッチへ伝達す
る。傾斜した自己増力表面がハブ32の外周部に取付けら
れて、シフトスリーブ34に取付けられた傾斜した自己増
力表面と係合することによって、付加力Ｆa を発生し、
これはブロッカー歯を介して円錐クラッチに伝達され、
摩擦表面の係合力を更に増加させて、確実なクラッチ動
作を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己増力を備えたボー
クリング(baulkring) 形シンクロナイザに関するもので
ある。
クリング(baulkring) 形シンクロナイザに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】多段比変速機に用いられるボークリング
形シンクロナイザ機構は公知である。そのような機構に
は、それぞれ歯車を軸に同期させて噛み合いクラッチ連
結させる摩擦及びジョー部材の複数対と、シフトスリー
ブの初期係合移動に応じて摩擦部材を係合させるプレエ
ナージャイザ(pre-energizer) アセンブリと、軸に共転
可能に固定されたハブとが設けられており、ハブに形成
された外側スプライン歯が、ジョー部材の複数対の１つ
を形成していることが多いシフトスリーブの内側スプラ
イン歯を摺動可能に収容しており、さらに同期が達成さ
れるまでシフトスリーブの係合移動を拘束し、またスリ
ーブからシフト力を伝達して摩擦部材の係合力を増加さ
せるブロッカー歯を備えたボークリングが設けられてい
る。
形シンクロナイザ機構は公知である。そのような機構に
は、それぞれ歯車を軸に同期させて噛み合いクラッチ連
結させる摩擦及びジョー部材の複数対と、シフトスリー
ブの初期係合移動に応じて摩擦部材を係合させるプレエ
ナージャイザ(pre-energizer) アセンブリと、軸に共転
可能に固定されたハブとが設けられており、ハブに形成
された外側スプライン歯が、ジョー部材の複数対の１つ
を形成していることが多いシフトスリーブの内側スプラ
イン歯を摺動可能に収容しており、さらに同期が達成さ
れるまでシフトスリーブの係合移動を拘束し、またスリ
ーブからシフト力を伝達して摩擦部材の係合力を増加さ
せるブロッカー歯を備えたボークリングが設けられてい
る。
【０００３】多段比変速機の技術では、シンクロナイザ
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
を減少させることも公知である。また、自己増力形のシ
ンクロナイザ機構を用いることによって、運転者に必要
とされるシフト作動力、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
作動力は、一般的に車両の大きさ及び重量に伴って増大
するので、自己増力形のシンクロナイザ機構はトラッ
ク、特に重量形トラックに特に重要である。
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
を減少させることも公知である。また、自己増力形のシ
ンクロナイザ機構を用いることによって、運転者に必要
とされるシフト作動力、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
作動力は、一般的に車両の大きさ及び重量に伴って増大
するので、自己増力形のシンクロナイザ機構はトラッ
ク、特に重量形トラックに特に重要である。
【０００４】自己増力形のボークリング形シンクロナイ
ザが米国特許第3,548,983 号に示されており、この特許
は参考として本説明に含まれる。自己増力形のピン形シ
ンクロナイザも米国特許第5,092,439 号に示されてお
り、この特許も参考として本説明に含まれる。
ザが米国特許第3,548,983 号に示されており、この特許
は参考として本説明に含まれる。自己増力形のピン形シ
ンクロナイザも米国特許第5,092,439 号に示されてお
り、この特許も参考として本説明に含まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改良
した自己増力を備えたボークリング形シンクロナイザク
ラッチ機構を提供することである。
した自己増力を備えたボークリング形シンクロナイザク
ラッチ機構を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
クラッチ機構が、共通軸線回りに相対回転可能に配置さ
れた第１，第２駆動部材を摩擦的に同期させて噛み合い
連結させる。クラッチ機構は、円周方向に離間した複数
の第１駆動歯及び第１駆動摩擦表面を含む、第１駆動部
材に取り付けられた第１駆動手段を有している。第２駆
動部材に取り付けられたハブが、外周部及び軸方向両側
の第１，第２端部を備えている。外周部には、円周方向
に離間した外側スプラインのフランク表面によって形成
された複数の第１溝が設けられている。ボークリング
が、軸方向においてハブと第１駆動手段との間に配置さ
れて、その間を軸方向に移動できるようになっている。
クラッチ機構が、共通軸線回りに相対回転可能に配置さ
れた第１，第２駆動部材を摩擦的に同期させて噛み合い
連結させる。クラッチ機構は、円周方向に離間した複数
の第１駆動歯及び第１駆動摩擦表面を含む、第１駆動部
材に取り付けられた第１駆動手段を有している。第２駆
動部材に取り付けられたハブが、外周部及び軸方向両側
の第１，第２端部を備えている。外周部には、円周方向
に離間した外側スプラインのフランク表面によって形成
された複数の第１溝が設けられている。ボークリング
が、軸方向においてハブと第１駆動手段との間に配置さ
れて、その間を軸方向に移動できるようになっている。
【０００７】このボークリングは、円周方向に離間した
複数のブロッカー歯を有し、このブロッカー歯は軸方向
においてハブに面している端部に第１傾斜ブロッカー表
面を備えている。ボークリングはさらに、第１駆動摩擦
表面と係合して同期トルクを発生する第２摩擦表面と、
ハブに対するボークリングの回転を制限する当接手段と
を設けている。
複数のブロッカー歯を有し、このブロッカー歯は軸方向
においてハブに面している端部に第１傾斜ブロッカー表
面を備えている。ボークリングはさらに、第１駆動摩擦
表面と係合して同期トルクを発生する第２摩擦表面と、
ハブに対するボークリングの回転を制限する当接手段と
を設けている。
【０００８】また、シフトスリーブが、内周部と、それ
ぞれハブの第１，第２端部と同じ軸方向に面した第１，
第２端部とを備えている。内周部は、円周方向に離間し
た複数の第１歯を備え、この第１歯は、スリーブに加え
られる軸方向のシフト力（＋Ｆo ）に応じて、第１溝に
配置されるニュートラル位置から第１駆動歯と係合する
位置へ軸方向移動可能である。そして、この第１歯はボ
ークリングの軸方向に面してスリーブの第１端部側に傾
斜ブロッカー表面を備えた端部を有している。
ぞれハブの第１，第２端部と同じ軸方向に面した第１，
第２端部とを備えている。内周部は、円周方向に離間し
た複数の第１歯を備え、この第１歯は、スリーブに加え
られる軸方向のシフト力（＋Ｆo ）に応じて、第１溝に
配置されるニュートラル位置から第１駆動歯と係合する
位置へ軸方向移動可能である。そして、この第１歯はボ
ークリングの軸方向に面してスリーブの第１端部側に傾
斜ブロッカー表面を備えた端部を有している。
【０００９】シフトスリーブがニュートラル位置から初
期軸方向移動するのに応じてプレエナージャイザ手段が
作動して、ボークリング摩擦表面を第１駆動摩擦表面と
係合する位置へ移動させることによって、ボークリング
の傾斜ブロッカー表面をスリーブの第１傾斜ブロッカー
表面と係合する位置へ回転させて、第１駆動歯及びスリ
ーブの第１歯の非同期係合を阻止し、係合したブロッカ
ー表面によってシフト力を伝達して第１駆動摩擦表面に
対するボークリング摩擦表面の係合力を増加させ、また
同期が達成された時にボークリング及びスリーブの第１
歯の傾斜ブロッカー表面を離脱させるために同期トルク
とは反対のトルクを傾斜ブロッカー表面で発生する。
期軸方向移動するのに応じてプレエナージャイザ手段が
作動して、ボークリング摩擦表面を第１駆動摩擦表面と
係合する位置へ移動させることによって、ボークリング
の傾斜ブロッカー表面をスリーブの第１傾斜ブロッカー
表面と係合する位置へ回転させて、第１駆動歯及びスリ
ーブの第１歯の非同期係合を阻止し、係合したブロッカ
ー表面によってシフト力を伝達して第１駆動摩擦表面に
対するボークリング摩擦表面の係合力を増加させ、また
同期が達成された時にボークリング及びスリーブの第１
歯の傾斜ブロッカー表面を離脱させるために同期トルク
とは反対のトルクを傾斜ブロッカー表面で発生する。
【００１０】さらに、スリーブ及びハブに取り付けられ
て、ブロッカー表面の係合及びスリーブとハブとの相対
回転に応じて係合位置へ移動可能である傾斜した自己増
力表面を含む自己増力手段が設けられている。
て、ブロッカー表面の係合及びスリーブとハブとの相対
回転に応じて係合位置へ移動可能である傾斜した自己増
力表面を含む自己増力手段が設けられている。
【００１１】傾斜した自己増力表面は、軸線に直交する
平面に対して傾斜して設けられており、係合時に作動し
て同期トルクを反作用させることによって、ブロッカー
表面によってシフト力（＋Ｆo ）の方向に伝達される付
加軸方向力（＋Ｆa ）を発生して、摩擦表面の係合力を
さらに増加させることができる。
平面に対して傾斜して設けられており、係合時に作動し
て同期トルクを反作用させることによって、ブロッカー
表面によってシフト力（＋Ｆo ）の方向に伝達される付
加軸方向力（＋Ｆa ）を発生して、摩擦表面の係合力を
さらに増加させることができる。
【００１２】クラッチ機構は、シフトスリーブの第１歯
が、スリーブの第１端部から第２端部に向かって軸方向
に延びる長さ部分を有していることを特徴としている。
スリーブ内周部には、スリーブの第２端部から第１端部
に向かって軸方向に延びる複数の第２歯が円周方向に離
間して配置されている。第１，第２歯の隣接対の合計長
さは、スリーブの軸方向長さ以下である。
が、スリーブの第１端部から第２端部に向かって軸方向
に延びる長さ部分を有していることを特徴としている。
スリーブ内周部には、スリーブの第２端部から第１端部
に向かって軸方向に延びる複数の第２歯が円周方向に離
間して配置されている。第１，第２歯の隣接対の合計長
さは、スリーブの軸方向長さ以下である。
【００１３】ハブには、スプラインのフランク表面によ
って形成された複数の第２溝が第１溝間に互い違いに配
置されて、スリーブの第２歯を摺動可能に収容してい
る。ブロッカー表面がニュートラル位置及び係合位置に
ある間、第１，第２溝の軸方向に延びる部分のフランク
表面内にスリーブの第１，第２歯の少なくとも一部分が
配置されている。軸方向に延びる部分のフランク表面と
内部の歯との間に円周方向の空隙があって、自己増力表
面を係合させるためにスリーブ及びハブを相対回転させ
ることができるようになっており、また第１駆動歯及び
スリーブの第１歯が係合している時、第２溝の別の軸方
向に延びる部分のフランク表面がスリーブ第２歯を密接
状態に受け入れることによって、その間の相対回転を防
止できるようにしている。
って形成された複数の第２溝が第１溝間に互い違いに配
置されて、スリーブの第２歯を摺動可能に収容してい
る。ブロッカー表面がニュートラル位置及び係合位置に
ある間、第１，第２溝の軸方向に延びる部分のフランク
表面内にスリーブの第１，第２歯の少なくとも一部分が
配置されている。軸方向に延びる部分のフランク表面と
内部の歯との間に円周方向の空隙があって、自己増力表
面を係合させるためにスリーブ及びハブを相対回転させ
ることができるようになっており、また第１駆動歯及び
スリーブの第１歯が係合している時、第２溝の別の軸方
向に延びる部分のフランク表面がスリーブ第２歯を密接
状態に受け入れることによって、その間の相対回転を防
止できるようにしている。
【００１４】
【作用】本発明によれば、円錐クラッチ摩擦表面とジョ
ークラッチ歯組により、歯車を軸に摩擦的に同期させて
噛み合い連結させ、ボークリングのブロッカー歯が、ジ
ョークラッチ歯の非同期係合を防止して、運転者のシフ
ト力（Ｆｏ）をシフトスリーブから円錐クラッチへ伝達
する。傾斜した自己増力表面がハブの外周部に取付けら
れて、シフトスリーブに取付けられた傾斜した自己増力
表面と係合することによって、付加力 (Ｆa)を発生し、
これはブロッカー歯を介して円錐クラッチに伝達され
る。ジョークラッチ歯には、シフトスリーブに形成され
て軸方向に移動可能な第１，第２組の歯と、歯車に取付
けられて軸方向に固定した歯組とが設けられており、ス
リーブがニュートラル位置にある時、第１，第２組の歯
がそれぞれハブの溝の一部に遊嵌され、第１，第２組の
歯の一方が固定の歯組と係合した時、第１，第２組の他
方は対応の溝の一部内に密接状態で収容される。
ークラッチ歯組により、歯車を軸に摩擦的に同期させて
噛み合い連結させ、ボークリングのブロッカー歯が、ジ
ョークラッチ歯の非同期係合を防止して、運転者のシフ
ト力（Ｆｏ）をシフトスリーブから円錐クラッチへ伝達
する。傾斜した自己増力表面がハブの外周部に取付けら
れて、シフトスリーブに取付けられた傾斜した自己増力
表面と係合することによって、付加力 (Ｆa)を発生し、
これはブロッカー歯を介して円錐クラッチに伝達され
る。ジョークラッチ歯には、シフトスリーブに形成され
て軸方向に移動可能な第１，第２組の歯と、歯車に取付
けられて軸方向に固定した歯組とが設けられており、ス
リーブがニュートラル位置にある時、第１，第２組の歯
がそれぞれハブの溝の一部に遊嵌され、第１，第２組の
歯の一方が固定の歯組と係合した時、第１，第２組の他
方は対応の溝の一部内に密接状態で収容される。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
ここで使用する「シンクロナイザクラッチ機構」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、噛み合いク
ラッチによって選択比歯車を軸に非回転可能に連結する
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面またはカム等
を含むシンクロナイザクラッチ機構のことである。
ここで使用する「シンクロナイザクラッチ機構」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、噛み合いク
ラッチによって選択比歯車を軸に非回転可能に連結する
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面またはカム等
を含むシンクロナイザクラッチ機構のことである。
【００１６】次に、主に図１〜図８を参照しながら、多
段変速比変速機の一部を形成している歯車及びシンクロ
ナイザアセンブリ10について説明する。アセンブリ10に
は、中心軸線12a 回りに回転可能に取り付けられた、部
分的に図示された軸12と、この軸に回転可能に支持され
た、軸方向に離間して配置され、かつ公知の方法で軸に
対して軸方向移動できないように固定されている歯車1
4、16と、複動シンクロナイザクラッチ機構18とが設け
られている。
段変速比変速機の一部を形成している歯車及びシンクロ
ナイザアセンブリ10について説明する。アセンブリ10に
は、中心軸線12a 回りに回転可能に取り付けられた、部
分的に図示された軸12と、この軸に回転可能に支持され
た、軸方向に離間して配置され、かつ公知の方法で軸に
対して軸方向移動できないように固定されている歯車1
4、16と、複動シンクロナイザクラッチ機構18とが設け
られている。
【００１７】シンクロナイザクラッチ機構18には、公知
の方法で歯車14、16に軸方向及び回転方向に固定された
環状部材20、22と、本実施例では部材20、22と一体にな
った歯車摩擦表面24、26と、本実施例では部材20、22と
一体になった歯車ジョー歯28、30と、中央開口32a で軸
12に軸方向及び回転方向に固定されて、軸方向両側の端
部32b、32c 及び外周部32d を備えているハブ32と、軸方
向両側の端部34a,34bで長さが定められているシフトス
リーブ34と、スリーブ34の中央開口すなわち内周部34c
に形成された内側スプライン歯組36と、ハブ32の外周部
32d に形成された外側スプライン歯組38、39と、ボーク
リング40、42と、本例ではボークリング40、42と一体に
なっているブロッカー歯44、46及び摩擦表面48、50と、
プレエナージャイザアセンブリ52と、図３〜図８にわか
りやすく示されている自己増力アセンブリ54とが設けら
れている。
の方法で歯車14、16に軸方向及び回転方向に固定された
環状部材20、22と、本実施例では部材20、22と一体にな
った歯車摩擦表面24、26と、本実施例では部材20、22と
一体になった歯車ジョー歯28、30と、中央開口32a で軸
12に軸方向及び回転方向に固定されて、軸方向両側の端
部32b、32c 及び外周部32d を備えているハブ32と、軸方
向両側の端部34a,34bで長さが定められているシフトス
リーブ34と、スリーブ34の中央開口すなわち内周部34c
に形成された内側スプライン歯組36と、ハブ32の外周部
32d に形成された外側スプライン歯組38、39と、ボーク
リング40、42と、本例ではボークリング40、42と一体に
なっているブロッカー歯44、46及び摩擦表面48、50と、
プレエナージャイザアセンブリ52と、図３〜図８にわか
りやすく示されている自己増力アセンブリ54とが設けら
れている。
【００１８】本実施例では、シンクロナイザには、円周
方向に離間した３つのプレエナージャイザアセンブリ
と、円周方向においてプレエナージャイザアセンブリ間
に配置された３つの自己増力アセンブリとが設けられて
いる。各ブロッカー歯には、それぞれ傾斜ブロッカー表
面44a 、44b 及び46a 、46b が設けられている。
方向に離間した３つのプレエナージャイザアセンブリ
と、円周方向においてプレエナージャイザアセンブリ間
に配置された３つの自己増力アセンブリとが設けられて
いる。各ブロッカー歯には、それぞれ傾斜ブロッカー表
面44a 、44b 及び46a 、46b が設けられている。
【００１９】内側スプライン歯組36は、シフトスリーブ
34の軸方向長さに渡って延びる３つの歯56と、それぞれ
８個の歯を円周方向において歯56の間に配置してなる３
つの第１組58と、やはりそれぞれ８個の歯を円周方向に
おいて歯56の間に配置してなる３つの第２組60とを有し
ている。各組の歯数を増減させることもできる。
34の軸方向長さに渡って延びる３つの歯56と、それぞれ
８個の歯を円周方向において歯56の間に配置してなる３
つの第１組58と、やはりそれぞれ８個の歯を円周方向に
おいて歯56の間に配置してなる３つの第２組60とを有し
ている。各組の歯数を増減させることもできる。
【００２０】図３〜図８の各々は、２つの歯56と、第
１，第２組58、60のそれぞれの８個の歯を示している。
各歯56には、両端部のジョー歯部分56a 、56b と、プレ
エナージャイザアセンブリ52用のデテント溝56c とが設
けられている。第１，第２組の歯58、60には、４つの中
間長さの歯58a 、60a と、２つの短い歯58b 、60b と、
２つの長い歯58c 、60c とが含まれている。歯58、60、
56a 、56b の各々には、公知のようにブロッカー歯44、
46のブロッカー表面と協働する傾斜ブロッカー表面58d
、58e 及び60d 、60e が設けられている。あるいは、
歯58、60をすべて中間長さにしてもよい。
１，第２組58、60のそれぞれの８個の歯を示している。
各歯56には、両端部のジョー歯部分56a 、56b と、プレ
エナージャイザアセンブリ52用のデテント溝56c とが設
けられている。第１，第２組の歯58、60には、４つの中
間長さの歯58a 、60a と、２つの短い歯58b 、60b と、
２つの長い歯58c 、60c とが含まれている。歯58、60、
56a 、56b の各々には、公知のようにブロッカー歯44、
46のブロッカー表面と協働する傾斜ブロッカー表面58d
、58e 及び60d 、60e が設けられている。あるいは、
歯58、60をすべて中間長さにしてもよい。
【００２１】本実施例では、長い歯は、図８からわかる
ように、歯58及び60を歯28、30から確実に切り離すため
のものである。ここで、長い歯は、ジョー歯28と係合し
ている間、ブロッカー歯44と係合したままになっている
ので、ブロッカー歯の裏側によって干渉されることな
く、スリーブ34の切り離し移動を確実に行うことができ
る。ブロッカー歯の裏側に傾斜面を設ける等の他の方法
を用いて確実に切り離しが行われるようにすることもで
きる。歯56a 、56b 、58、60及び28、30のフランク表面
には、誤って歯が切り離されることを防止するためのバ
ックアウト防止、すなわちロッキング角度機構が設けら
れている。この機構の詳細は、参考として本説明に含ま
れる米国特許第4,727,968 号に記載されている。
ように、歯58及び60を歯28、30から確実に切り離すため
のものである。ここで、長い歯は、ジョー歯28と係合し
ている間、ブロッカー歯44と係合したままになっている
ので、ブロッカー歯の裏側によって干渉されることな
く、スリーブ34の切り離し移動を確実に行うことができ
る。ブロッカー歯の裏側に傾斜面を設ける等の他の方法
を用いて確実に切り離しが行われるようにすることもで
きる。歯56a 、56b 、58、60及び28、30のフランク表面
には、誤って歯が切り離されることを防止するためのバ
ックアウト防止、すなわちロッキング角度機構が設けら
れている。この機構の詳細は、参考として本説明に含ま
れる米国特許第4,727,968 号に記載されている。
【００２２】外側スプライン組38、39は、それぞれ歯5
8、60の第１，第２組を収容する第１，第２組の溝62、6
4を交互に間隔を置いて配置している。各第１，第２溝6
2、64の軸方向に延びる部分のスプラインフランク表面3
8a 、39a 及び38c 、39c は歯58、60との間に円周方向
の隙間を備えており、以下に説明するように自己増力ア
センブリ54の係合を行うためにスリーブ及びハブ間で制
限された相対回転ができるようにしている。各第２溝64
及び第１溝62の他端部側の軸方向に延びる部分のフラン
ク表面38b 、39b 及び38d 、39d は、歯60、58との間の
円周方向の隙間が狭く、１組の歯が歯車の１つに取り付
けられた対応のジョー歯と係合した時にスリーブ及びハ
ブ間で相対回転できないようにしている。
8、60の第１，第２組を収容する第１，第２組の溝62、6
4を交互に間隔を置いて配置している。各第１，第２溝6
2、64の軸方向に延びる部分のスプラインフランク表面3
8a 、39a 及び38c 、39c は歯58、60との間に円周方向
の隙間を備えており、以下に説明するように自己増力ア
センブリ54の係合を行うためにスリーブ及びハブ間で制
限された相対回転ができるようにしている。各第２溝64
及び第１溝62の他端部側の軸方向に延びる部分のフラン
ク表面38b 、39b 及び38d 、39d は、歯60、58との間の
円周方向の隙間が狭く、１組の歯が歯車の１つに取り付
けられた対応のジョー歯と係合した時にスリーブ及びハ
ブ間で相対回転できないようにしている。
【００２３】各プレエナージャイザアセンブリ52は公知
であり、ハブ32内の半径方向に延びる盲孔内に配置され
た圧縮コイルばね66及びプランジャ68が、ローラまたは
ボール70（本実施例ではローラ）をシフトスリーブのス
プライン36内の環状デテント溝56c 内へ付勢している。
プレエナージャイザアセンブリ52は、シフトスリーブ34
を図１及び図３に示されているニュートラル位置へ弾性
的に位置決めする。ハブに対するボークリングの相対回
転を制限するため、ローラ70は、ボークリング40、42か
ら公知のように円周方向の自由遊びを備えてハブ32の当
接リセス32e 内へ延びているタブ40b 、42b によって形
成された当接表面40a 、42a 間に軸方向に離して設けら
れている。
であり、ハブ32内の半径方向に延びる盲孔内に配置され
た圧縮コイルばね66及びプランジャ68が、ローラまたは
ボール70（本実施例ではローラ）をシフトスリーブのス
プライン36内の環状デテント溝56c 内へ付勢している。
プレエナージャイザアセンブリ52は、シフトスリーブ34
を図１及び図３に示されているニュートラル位置へ弾性
的に位置決めする。ハブに対するボークリングの相対回
転を制限するため、ローラ70は、ボークリング40、42か
ら公知のように円周方向の自由遊びを備えてハブ32の当
接リセス32e 内へ延びているタブ40b 、42b によって形
成された当接表面40a 、42a 間に軸方向に離して設けら
れている。
【００２４】自己増力アセンブリ54の各々には、ハブの
外周表面32d から半径方向外向きに延びて、円周方向に
おいて一方向を向いて軸の軸線12a に直交する平面に対
して斜めのＶ字形すなわち傾斜した自己増力表面72a 、
72b を備えている第１突起72と、ハブの外周表面32d か
ら半径方向外向きに延びて、前記平面に対して斜めで、
表面72a 、72b と円周方向に向き合って、軸線に対して
半径方向に見た時に砂時計形状のリセスをその間に形成
しているＶ字形すなわち傾斜した自己増力表面74a 、74
b を備えている第２突起74と、スリーブの内周表面34c
から半径方向内向きに砂時計形状のリセス内へ延びてい
る突起76とが設けられている。
外周表面32d から半径方向外向きに延びて、円周方向に
おいて一方向を向いて軸の軸線12a に直交する平面に対
して斜めのＶ字形すなわち傾斜した自己増力表面72a 、
72b を備えている第１突起72と、ハブの外周表面32d か
ら半径方向外向きに延びて、前記平面に対して斜めで、
表面72a 、72b と円周方向に向き合って、軸線に対して
半径方向に見た時に砂時計形状のリセスをその間に形成
しているＶ字形すなわち傾斜した自己増力表面74a 、74
b を備えている第２突起74と、スリーブの内周表面34c
から半径方向内向きに砂時計形状のリセス内へ延びてい
る突起76とが設けられている。
【００２５】突起76には、それぞれ表面72a 、72b 、74
a 、72b に平行に配置された傾斜した自己増力表面76a
、76b 、76c 、76d が設けられている。平行な自己増
力表面は、係合時に付加軸方向力（Ｆa ）を発生して、
同期時間及び／または運転者のシフト作動力を減少させ
ることができる。各突起76はまた、前記平面に直交する
方向の非自己増力表面76e 、76f を備えており、これら
は、シフトスリーブがニュートラル位置にある時、それ
に平行な非自己増力表面72c 、74c と係合するようにな
っている。非自己増力表面は、円錐クラッチの１つがあ
る程度のトルクを発生する場合、すなわち円錐クラッチ
摩擦表面間のオイルの粘性剪断によって傾斜面を作動さ
せるトルクが発生するような場合に、自己増力表面の不
要の作動を防止する。
a 、72b に平行に配置された傾斜した自己増力表面76a
、76b 、76c 、76d が設けられている。平行な自己増
力表面は、係合時に付加軸方向力（Ｆa ）を発生して、
同期時間及び／または運転者のシフト作動力を減少させ
ることができる。各突起76はまた、前記平面に直交する
方向の非自己増力表面76e 、76f を備えており、これら
は、シフトスリーブがニュートラル位置にある時、それ
に平行な非自己増力表面72c 、74c と係合するようにな
っている。非自己増力表面は、円錐クラッチの１つがあ
る程度のトルクを発生する場合、すなわち円錐クラッチ
摩擦表面間のオイルの粘性剪断によって傾斜面を作動さ
せるトルクが発生するような場合に、自己増力表面の不
要の作動を防止する。
【００２６】いずれかの歯車を軸に連結したい場合、参
考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が、部
分的に図示されているシフトフォーク78を介してシフト
スリーブ34を軸12の軸線に沿って軸方向に、歯車14を連
結するためには左に、歯車16を連結するためには右に移
動させる。ここで、左右方向をそれぞれ正負方向とす
る。
考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が、部
分的に図示されているシフトフォーク78を介してシフト
スリーブ34を軸12の軸線に沿って軸方向に、歯車14を連
結するためには左に、歯車16を連結するためには右に移
動させる。ここで、左右方向をそれぞれ正負方向とす
る。
【００２７】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、プレエナージャイザアセンブ
リは運転者がシフトスリーブに加える力に比例したプレ
エナージャイザ力を加える。手動または自動のいずれで
加える場合でも、力は軸方向にシフトスリーブに加えら
れ、図９の矢印Ｆo に比例している。シフト力Ｆo によ
るシフトスリーブの移動方向に応じて、プレエナージャ
イザ力が摩擦表面48または50のいずれかをそれに対応し
た摩擦表面と初期係合する位置へ移動させることによっ
て、後述するようにしてブロッカー表面及び自己増力表
面を位置決めできるように対応のボークリングをハブ32
に対応した位置にクロックすることができる。
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、プレエナージャイザアセンブ
リは運転者がシフトスリーブに加える力に比例したプレ
エナージャイザ力を加える。手動または自動のいずれで
加える場合でも、力は軸方向にシフトスリーブに加えら
れ、図９の矢印Ｆo に比例している。シフト力Ｆo によ
るシフトスリーブの移動方向に応じて、プレエナージャ
イザ力が摩擦表面48または50のいずれかをそれに対応し
た摩擦表面と初期係合する位置へ移動させることによっ
て、後述するようにしてブロッカー表面及び自己増力表
面を位置決めできるように対応のボークリングをハブ32
に対応した位置にクロックすることができる。
【００２８】運転者のシフト力（＋Ｆo ）によるシフト
スリーブ34の初期軸方向左移動（正方向）がプレエナー
ジャイザローラ70によってボークリング40にタブ当接表
面40a を介して伝達されることによって、可動円錐表面
48が歯車円錐表面24と初期摩擦係合する。もちろん、円
錐表面の初期係合力は、ばね66の力及びデテント溝56c
の壁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、また自己増力表面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 によってシフト
スリーブ34とボークリング40との間で制限された相対回
転を行い、これによってブロッカー歯の適正傾斜のブロ
ッカー表面がスプライン歯58の適正傾斜のブロッカー表
面と係合する位置へブロッカー歯44を移動させることが
できる。
スリーブ34の初期軸方向左移動（正方向）がプレエナー
ジャイザローラ70によってボークリング40にタブ当接表
面40a を介して伝達されることによって、可動円錐表面
48が歯車円錐表面24と初期摩擦係合する。もちろん、円
錐表面の初期係合力は、ばね66の力及びデテント溝56c
の壁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、また自己増力表面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 によってシフト
スリーブ34とボークリング40との間で制限された相対回
転を行い、これによってブロッカー歯の適正傾斜のブロ
ッカー表面がスプライン歯58の適正傾斜のブロッカー表
面と係合する位置へブロッカー歯44を移動させることが
できる。
【００２９】図４ａ及び図５に示されているように、ブ
ロッカー表面が係合した時、シフトスリーブ34に加えら
れている運転者の全シフト力（＋Ｆo ）が傾斜ブロッカ
ー表面44b 、58d を介して摩擦表面24、48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
力で係合して、運転者同期トルクＴo を発生する。この
運転者同期トルクＴo は、図９に矢印Ｔo で表されてい
る。ブロッカー表面は運転者シフト力（＋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生じる同期トルク
に対向するがそれよりも小さい対向力すなわち非ブロッ
キングトルクを発生する。ほぼ同期が達成されると、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、ブロッカー歯が離脱するため、シフトスリーブが
継続的に軸方向移動して、可動ジョー歯58が歯車ジョー
歯28と噛み合うことができる。
ロッカー表面が係合した時、シフトスリーブ34に加えら
れている運転者の全シフト力（＋Ｆo ）が傾斜ブロッカ
ー表面44b 、58d を介して摩擦表面24、48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
力で係合して、運転者同期トルクＴo を発生する。この
運転者同期トルクＴo は、図９に矢印Ｔo で表されてい
る。ブロッカー表面は運転者シフト力（＋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生じる同期トルク
に対向するがそれよりも小さい対向力すなわち非ブロッ
キングトルクを発生する。ほぼ同期が達成されると、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、ブロッカー歯が離脱するため、シフトスリーブが
継続的に軸方向移動して、可動ジョー歯58が歯車ジョー
歯28と噛み合うことができる。
【００３０】タブ40b 、42b は通常は、傾斜ブロッカー
表面44a 、44b 及び46a 、46b がそれぞれの対応の傾斜
ブロッカー表面58d 、58e 及び60d 、60e と初期完全接
触するまで十分に回転できるようにする十分な自由遊び
を備えている。表面44b 、58d のそのような初期完全接
触状態が図４ａに示されている。そのようにブロッカー
表面が初期完全接触した状態でシンクロナイザクラッチ
機構18をテストした時、早期非ブロッキングが時々発生
した。早期非ブロッキングは、ブロッカー表面が図４ｂ
に示されているように初期接触するように自由遊びの量
を増加させることによって防止された。本実施例では、
これは図２に示されているようにタブの円周方向幅を小
さくすることによって行われ、図２では点線42b が元の
円周方向幅を示し、実線42b'が小さくした円周方向幅を
示している。
表面44a 、44b 及び46a 、46b がそれぞれの対応の傾斜
ブロッカー表面58d 、58e 及び60d 、60e と初期完全接
触するまで十分に回転できるようにする十分な自由遊び
を備えている。表面44b 、58d のそのような初期完全接
触状態が図４ａに示されている。そのようにブロッカー
表面が初期完全接触した状態でシンクロナイザクラッチ
機構18をテストした時、早期非ブロッキングが時々発生
した。早期非ブロッキングは、ブロッカー表面が図４ｂ
に示されているように初期接触するように自由遊びの量
を増加させることによって防止された。本実施例では、
これは図２に示されているようにタブの円周方向幅を小
さくすることによって行われ、図２では点線42b が元の
円周方向幅を示し、実線42b'が小さくした円周方向幅を
示している。
【００３１】やはり傾斜した自己増力表面の効果を無視
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。
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。
【００３２】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 次に、特に図３〜図８を参照しながら自己増力表面の作
用を説明すると、運転者が加えた軸方向シフト力（＋Ｆ
o ）による同期トルクＴo は、もちろん傾斜ブロッカー
表面によってシフトスリーブ34に伝達され、自己増力表
面によって軸12に反作用する。この自己増力表面の傾斜
面は、係合時に軸12に対するシフトスリーブの回転を制
限して、シフト力Ｆo と同じ方向でシフトスリーブに作
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 に追加される付加同期トルクＴa を発
生する。
用を説明すると、運転者が加えた軸方向シフト力（＋Ｆ
o ）による同期トルクＴo は、もちろん傾斜ブロッカー
表面によってシフトスリーブ34に伝達され、自己増力表
面によって軸12に反作用する。この自己増力表面の傾斜
面は、係合時に軸12に対するシフトスリーブの回転を制
限して、シフト力Ｆo と同じ方向でシフトスリーブに作
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 に追加される付加同期トルクＴa を発
生する。
【００３３】図３は、シンクロナイザのすべての構成部
材のニュートラル位置を示している。しかし、開始時の
シフトブロッカー歯44、46は、円周方向においてボーク
リングのタブ40b 、42b 及びハブのリセス32e によって
許容される範囲内のいずれの位置にあってもよい。前述
したように、運転者のシフト力（＋Ｆo ）によるシフト
スリーブ34の初期軸方向左移動によって、円錐クラッチ
表面24、48が係合する。図４ａの構成部材は、トルクの
伝達を開始し、またブロッカー表面44b 、58dを係合さ
せるが、自己増力表面74a 、76c を係合させるほどでは
ない程度にボークリング40をハブ及びシフトスリーブに
対して回転させ始める程度に摩擦表面が係合している
「予自己増力位置」にある。図５の「ブロッキング／自
己増力位置」にある時、運転者の全シフト力（＋Ｆo ）
がブロッカー表面によって伝達されて、それから生じる
トルクＴo が、この時には係合している自己増力表面74
a 、76c を介して軸12に反作用する。
材のニュートラル位置を示している。しかし、開始時の
シフトブロッカー歯44、46は、円周方向においてボーク
リングのタブ40b 、42b 及びハブのリセス32e によって
許容される範囲内のいずれの位置にあってもよい。前述
したように、運転者のシフト力（＋Ｆo ）によるシフト
スリーブ34の初期軸方向左移動によって、円錐クラッチ
表面24、48が係合する。図４ａの構成部材は、トルクの
伝達を開始し、またブロッカー表面44b 、58dを係合さ
せるが、自己増力表面74a 、76c を係合させるほどでは
ない程度にボークリング40をハブ及びシフトスリーブに
対して回転させ始める程度に摩擦表面が係合している
「予自己増力位置」にある。図５の「ブロッキング／自
己増力位置」にある時、運転者の全シフト力（＋Ｆo ）
がブロッカー表面によって伝達されて、それから生じる
トルクＴo が、この時には係合している自己増力表面74
a 、76c を介して軸12に反作用する。
【００３４】前述したように、係合した自己増力表面
が、運転者のシフト力と同じ方向に作用する付加軸方向
力（＋Ｆa ）を発生し、それが係合ブロッカー表面によ
って伝達されるため、摩擦表面の係合力がさらに増大し
て、トルクＴo に追加される付加同期トルクＴa を発生
する。
が、運転者のシフト力と同じ方向に作用する付加軸方向
力（＋Ｆa ）を発生し、それが係合ブロッカー表面によ
って伝達されるため、摩擦表面の係合力がさらに増大し
て、トルクＴo に追加される付加同期トルクＴa を発生
する。
【００３５】図９は、クラッチ摩擦表面を係合させる軸
方向力の合計（＋Ｆo ）＋（＋Ｆa）と、クラッチ摩擦
表面によって発生した同期トルクの合計（Ｔo ＋Ｔa ）
とを示している。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、係合した自己増力表面の傾斜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同期トルクを増加させ、同期時間を
短縮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。傾斜面角度が大き過ぎる場合、傾斜面は自己増力
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
ックアップ状態へ押し進められる。自己増力ではなく自
己固着することによって、シフト特性すなわちシフト感
が低下し、シンクロナイザ部品に過度の応力が加わった
り、円錐クラッチ表面の過熱や急激な摩耗を発生させた
り、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。
方向力の合計（＋Ｆo ）＋（＋Ｆa）と、クラッチ摩擦
表面によって発生した同期トルクの合計（Ｔo ＋Ｔa ）
とを示している。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、係合した自己増力表面の傾斜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同期トルクを増加させ、同期時間を
短縮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。傾斜面角度が大き過ぎる場合、傾斜面は自己増力
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
ックアップ状態へ押し進められる。自己増力ではなく自
己固着することによって、シフト特性すなわちシフト感
が低下し、シンクロナイザ部品に過度の応力が加わった
り、円錐クラッチ表面の過熱や急激な摩耗を発生させた
り、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。
【００３６】歯車のアップまたはダウンシフトに対して
付加軸方向力が望まれない場合、アップまたはダウンシ
フト用の傾斜面を軸12の軸線に平行にすることができ
る。例えば、傾斜面74a 、76c を平行に形成した場合、
そのシフトに対して付加力（Ｆa ）が生じない。
付加軸方向力が望まれない場合、アップまたはダウンシ
フト用の傾斜面を軸12の軸線に平行にすることができ
る。例えば、傾斜面74a 、76c を平行に形成した場合、
そのシフトに対して付加力（Ｆa ）が生じない。
【００３７】付加軸方向力（Ｆa ）を発生するように自
己増力表面角度を計算するための主要な変数は、円錐ク
ラッチの角度、円錐クラッチの摩擦係数、円錐クラッチ
及び自己増力傾斜面の平均半径比、傾斜面の摩擦係数、
及び自己増力表面の角度である。自己増力すなわちブー
スト力の計算及び制御についてのさらなる詳細は、参考
として本説明に含まれる前述の米国特許第5,092,439 号
に記載されている。
己増力表面角度を計算するための主要な変数は、円錐ク
ラッチの角度、円錐クラッチの摩擦係数、円錐クラッチ
及び自己増力傾斜面の平均半径比、傾斜面の摩擦係数、
及び自己増力表面の角度である。自己増力すなわちブー
スト力の計算及び制御についてのさらなる詳細は、参考
として本説明に含まれる前述の米国特許第5,092,439 号
に記載されている。
【００３８】図６は、非ブロッキングトルクがブロッカ
ー表面を離脱させた直後に生じる「ブースト／非ブロッ
キング位置」を示している。この位置で生じる自己増力
は、慣性及び／または円錐クラッチの不完全切り離しに
よるものであろう。ジョー歯58及び28のＶ字形端部が係
合した時、非ブロッキング状態になって係合位置へのジ
ョー歯の移動を助けるので、補助力はジョー歯58がジョ
ー歯28と係合する位置へ向かう軸方向係合移動の再開を
助ける。補助力は、非ブロッキング状態になった時にシ
フトを終了するために運転者が過大な作動力でシフトレ
バーを移動させる必要を減じることによっていわゆるシ
フトノッチネス(shift notchiness)を軽減する、すなわ
ち補助力はシフトを滑らかに比較的小さい作動力で完了
させることができる。図７は「ブースト終了位置」を示
し、図８はジョー歯58、28の完全「係合位置」を示して
いる。
ー表面を離脱させた直後に生じる「ブースト／非ブロッ
キング位置」を示している。この位置で生じる自己増力
は、慣性及び／または円錐クラッチの不完全切り離しに
よるものであろう。ジョー歯58及び28のＶ字形端部が係
合した時、非ブロッキング状態になって係合位置へのジ
ョー歯の移動を助けるので、補助力はジョー歯58がジョ
ー歯28と係合する位置へ向かう軸方向係合移動の再開を
助ける。補助力は、非ブロッキング状態になった時にシ
フトを終了するために運転者が過大な作動力でシフトレ
バーを移動させる必要を減じることによっていわゆるシ
フトノッチネス(shift notchiness)を軽減する、すなわ
ち補助力はシフトを滑らかに比較的小さい作動力で完了
させることができる。図７は「ブースト終了位置」を示
し、図８はジョー歯58、28の完全「係合位置」を示して
いる。
【００３９】自己増力を伴ったシンクロナイザ機構の好
適な実施例が以上に開示されている。本発明の精神の範
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精神の範囲内で
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。
適な実施例が以上に開示されている。本発明の精神の範
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精神の範囲内で
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。
【００４０】
【発明の効果】本発明のクラッチ機構によれば、同期摩
擦クラッチによってかみ合いクラッチ部材がほぼ同期回
転するまで、そのかみ合いクラッチの連結が防止できる
とともに、スリーブ及びハブに取付けられて、ブロッカ
ー表面の係合及びスリーブとハブとの相対回転に応じて
係合位置へ移動可能である傾斜した自己増力表面を含む
自己増力手段を設けたので、係合時に作動して同期トル
クを反作用させることによって、ブロッカー表面によっ
てシフト力の方向に伝達される付加軸方向力を発生して
摩擦表面の係合力を更に増加させることができ、確実な
クラッチ動作を行うことができる。
擦クラッチによってかみ合いクラッチ部材がほぼ同期回
転するまで、そのかみ合いクラッチの連結が防止できる
とともに、スリーブ及びハブに取付けられて、ブロッカ
ー表面の係合及びスリーブとハブとの相対回転に応じて
係合位置へ移動可能である傾斜した自己増力表面を含む
自己増力手段を設けたので、係合時に作動して同期トル
クを反作用させることによって、ブロッカー表面によっ
てシフト力の方向に伝達される付加軸方向力を発生して
摩擦表面の係合力を更に増加させることができ、確実な
クラッチ動作を行うことができる。
【図１】ニュートラル位置にある、軸の軸線回りに回転
可能に配置された複動ボークリング形シンクロナイザの
断面図である。
可能に配置された複動ボークリング形シンクロナイザの
断面図である。
【図２】図１の軸に対して軸線方向左側を見たハブ部材
の破断側面図である。
の破断側面図である。
【図３】図１の３−３線に沿って半径方向内向きに見た
時のシンクロナイザ部材の作動段階を示す図である。
時のシンクロナイザ部材の作動段階を示す図である。
【図４】(a) は、図３と同様なシンクロナイザ部材の別
の作動段階を示す図であり、(b) は、早期非ブロッキン
グを示すための部分作動段階を示す図である。
の作動段階を示す図であり、(b) は、早期非ブロッキン
グを示すための部分作動段階を示す図である。
【図５】図３と同様なシンクロナイザ部材の別の作動段
階を示す図である。
階を示す図である。
【図６】図３と同様なシンクロナイザ部材の別の作動段
階を示す図である。
階を示す図である。
【図７】図３と同様なシンクロナイザ部材の別の作動段
階を示す図である。
階を示す図である。
【図８】図３と同様なシンクロナイザ部材の別の作動段
階を示す図である。
階を示す図である。
【図９】シンクロナイザ機構のブロッカー表面に作用す
る軸方向力及びトルクをグラフで示している。
る軸方向力及びトルクをグラフで示している。
12 軸 14、16 歯車 18 ボークリング形シンクロナイザ機構 24、26 歯車摩擦表面 28、30 歯車ジョー歯 32 ハブ 34 シフトスリーブ 34a スリーブの第１端部 34b スリーブの第２端部 34c スリーブの内周部 38、39 外側スプライン 40 ボークリング 44、46 ブロッカー歯 58 スリーブの第１歯 60 スリーブの第２歯 72a 、72b 、74a 、74b ハブの自己増力傾斜面 76a 、76b 、76c 、76d スリーブの自己増力傾斜面
Claims (19)
- 【請求項１】 共通軸線(12a) 回りに相対回転可能に配
置された第１，第２駆動部材(14,12) を摩擦的に同期さ
せて噛み合い連結させるクラッチ機構(18)であって、 円周方向に離間した複数の第１駆動歯(28)と、第１駆動
摩擦表面(24)を有する第１駆動手段が前記第１駆動部材
(14)に取付けられ、 前記第２駆動部材(12)に取付けられたハブ(32)が、軸方
向両側の第１，第２端部(32b、32c) と、円周方向に離間
した外側スプライン(38、39) のフランク表面(38a、38b、3
9a、39d) によって形成された複数の第１溝(62)を備える
外周部(32d) を有し、 軸方向においてハブ(32)と第１駆動手段(28、24) との間
に配置されてその間を軸方向に移動可能なボークリング
(40)が、前記ハブに面して軸方向に設けられる、円周方
向に離間した複数の傾斜ブロッカー表面(44a、44b) と、
第１駆動摩擦表面(24)と係合して同期トルクを発生する
摩擦表面(48)と、さらに前記ハブ(32)に対するボークリ
ング(40)の回転を制限する当接手段(40b) とを有し、 内周部(34c) と、軸方向両側の第１，第２端部(34a、34
b) 間で定められる軸方向長さを有するシフトスリーブ
(34)を備え、前記内周部(34c) に、前記スリーブ(34)に
加えられる軸方向のシフト力（＋Ｆo ）に応じて前記第
１溝(62)に配置されるニュートラル位置から第１駆動歯
(28)と係合する位置へ軸方向移動可能な、円周方向に離
間した複数の第１歯(58)を有し、この第１歯(58)が、前
記ボークリング(40)に面して前記第１端部(34a) 側に傾
斜ブロッカー表面(58d、58e) を備えた端部を有してお
り、 前記スリーブ(34)がニュートラル位置から初期軸方向移
動するのに応じてプレエナージャイザ手段(52)が作動し
て、ボークリング(40)の摩擦表面(48)を第１駆動摩擦表
面と係合する位置へ移動させることによって、ボークリ
ング(40)の傾斜ブロッカー表面(44a、44b) を前記スリー
ブの第１歯(58)の傾斜ブロッカー表面(58d、58e) と係合
する位置へ回転させて、第１駆動歯(28)及び前記第１歯
(58)の非同期係合を阻止し、係合したブロッカー表面に
よってシフト力（＋Ｆo ）を伝達して第１駆動摩擦表面
(24)に対するボークリング摩擦表面(48)の係合力を増加
させ、また同期が達成された時にボークリング及びスリ
ーブの第１歯の傾斜ブロッカー表面を離脱させるために
同期トルクとは反対のトルクを傾斜ブロッカー表面で発
生するようにし、 前記スリーブ(34)及びハブ(32)に取付けられて、ブロッ
カー表面の係合及びスリーブとハブとの相対回転に応じ
て係合位置へ移動可能である傾斜した自己増力表面(76
d、74a) を含む自己増力手段(54)が設けられており、傾
斜した自己増力表面は、軸線(12a) に直交する平面に対
して斜めに配置されて、係合時に作動して同期トルクを
反作用させることによって、ブロッカー表面によってシ
フト力（＋Ｆo ）の方向に伝達される付加軸方向力（＋
Ｆa ）を発生して、摩擦表面の係合力をさらに増加させ
るようにしたクラッチ機構において、 前記スリーブ(34)の第１歯(58)は、スリーブ長さより短
く、かつ前記スリーブ(34)の第１端部(34a) から第２端
部(34b) に向かって軸方向に延びる長さ部分を有してお
り、また前記スリーブ(34)の内周部(34c) は、前記第２
端部(36b) から第１端部(34a) に向かって軸方向に延び
る、円周方向に離間した複数の第２歯(60)を有し、前記
第１歯(58)及び第２歯(60)の隣接対の合計長さはスリー
ブの軸方向長さ以下であり、 ハブ(32)は、スプライン(38、39) のフランク表面(38b、3
8c、39b、39c) によって形成された複数の第２溝(64)が、
第１溝(62)間に互い違いに配置されて、前記第２歯(60)
を摺動可能に収容しており、ブロッカー表面がニュート
ラル位置及び係合位置にある間、前記第１溝及び第２溝
の軸方向に延びる部分のフランク表面(38a、39a；38c、39
c)内に前記第１歯及び第２歯の少なくとも一部分が配置
されており、前記フランク表面(38a、39a；38c、39c)は、
前記スリーブとハブとの相対回転を可能にして自己増力
手段を係合させるために、その内部の歯との間に円周方
向の空隙を有し、また前記第１駆動歯(28)と第１歯(58)
との相対回転をなくすために、互いにかみ合っていると
き、前記第２溝(64)の別の軸方向に延びる部分のフラン
ク表面(38d、39d) に第２歯(60)が密接状態で受け入れら
れることを特徴とするクラッチ機構。 - 【請求項２】 傾斜した自己増力表面(76d、74a) は、ハ
ブの外周部(32d) に円周方向に離間して形成された複数
の自己増力表面(74a) と、シフトスリーブ(34)の内周部
(34c) に円周方向に離間して形成された複数の自己増力
表面(76d) とを含むことを特徴とする請求項１のクラッ
チ機構。 - 【請求項３】 当接手段(40b) は、ブロッカー表面の初
期接触をほぼ完全な初期接触から縮小初期接触に変更す
るために、ハブ(32)に対するボークリング(40)の回転を
増加させる手段(42b')を含むことを特徴とする請求項１
のクラッチ機構。 - 【請求項４】 さらに、第３駆動部材(16)が、第１駆動
部材(14)から軸方向に離間して、第１，第２駆動部材(1
4、12) に対して共通軸線(12a) 回りに回転可能に配置さ
れ、さらに、 円周方向に離間した複数の第３駆動歯(30)と、第３駆動
部材(16)に取付けた第３駆動摩擦表面(26)を有する、第
２駆動手段(30、26) と、 軸方向においてハブ(32)と第２駆動手段(30、26) との間
に配置されてその間を軸方向に移動可能な第２ボークリ
ング(42)とを有し、 この第２ボークリング(42)は、軸方向においてハブに面
した端部に傾斜ブロッカー表面(46a、46b) を有する、円
周方向に離間した複数のブロッカー歯(46)と、第３駆動
摩擦表面(26)と係合して同期トルクを発生する摩擦表面
(50)と、ハブ(32)に対する第２ボークリング(42)の回転
を制限する当接手段(42b) とを備えており、 シフトスリーブ(34)の第２歯(60)が、第２駆動手段(30、
26) の方向へ前記スリーブ(34)に加えられる軸方向のシ
フト力（−Ｆo ）に応じて、第２溝(64)に配置されたニ
ュートラル位置から第３駆動歯(30)と係合する位置へ軸
方向移動可能であり、前記第２歯(60)が、第２ボークリ
ング(42)に面して第２端部(34c) 側に傾斜ブロッカー表
面(60d、60e) を備えた端部を有しており、 前記スリーブ(34)がニュートラル位置から第２駆動手段
(30、26) に向かって初期軸方向移動するのに応じてプレ
エナージャイザ手段(52)が作動して、第２ボークリング
摩擦表面(50)を第３駆動摩擦表面(26)と係合する位置へ
移動させることによって、第２ボークリングの傾斜ブロ
ッカー表面(46a、46b) を第２歯の傾斜ブロッカー表面(6
0d、60e) と係合する位置へ回転させて、第３駆動歯(30)
及び第２歯(60)の非同期係合を阻止し、係合したブロッ
カー表面によってシフト力（−Ｆo ）を伝達して第３駆
動摩擦表面に対する第２ボークリング摩擦表面の係合力
を増加させ、また同期が達成された時に第２ボークリン
グ及び第２歯の傾斜ブロッカー表面を離脱させるために
同期トルクとは反対のトルクを係合ブロッカー表面で発
生させ、 自己増力手段(54)は、前記スリーブ(34)及びハブ(32)に
取り付けられた第２の傾斜した自己増力表面(76c、74b)
を含み、第２ボークリング及びスリーブの第２歯のブロ
ッカー表面(46a、46b、60a、60b) の係合及び前記スリーブ
とハブとの相対回転に応じて係合位置へ移動可能であ
り、第２の傾斜した自己増力表面は、軸線(12a) に直交
する平面に対して傾斜して、係合時に作動して同期トル
クを反作用させることによって、係合ブロッカー表面に
よって第２駆動手段(30、26) の方向に伝達される付加軸
方向力（−Ｆa ）を発生して、係合摩擦表面の係合力を
さらに増加させるようにすることを特徴とする請求項１
のクラッチ機構。 - 【請求項５】 自己増力手段(54)は、 ハブ(32)の外周部(32d) から半径方向外向きに延び、そ
れぞれがハブに取り付けられた第１，第２表面(74a、74
b) を備えている、円周方向に離間した複数の第１突起
(74)と、 シフトスリーブ(34)の内周部(34c) から半径方向内向き
に円周方向に延び、それぞれがスリーブに取り付けられ
た第１，第２表面(76d、76c) を備えている、円周方向に
離間した複数の突起(76)とを設けていることを特徴とす
る請求項４のクラッチ機構。 - 【請求項６】 自己増力手段(54)は、 ハブ(32)の外周部(32d) から半径方向外向きに延び、そ
れぞれが軸線(12a) に直交する平面に対して傾斜して設
けられた第３，第４表面を備えている、円周方向に離間
した複数の第２突起(72)を設けており、ハブの第１，第
２突起(74、72)の複数対は円周方向に離間し、軸線(12a)
に対して半径方向に見た時にそれらの傾斜面がその間
に砂時計形状のリセスを形成しており、 各シフトスリーブの突起(76)がリセスの１つにはまり、
前記平面に対して傾斜したスリーブの第３，第４の傾斜
した自己増力表面(76a,76b) を設けており、第１，第２
駆動部材(14、16) の一方が反対方向に移動する相対回転
のとき、第３の傾斜面(72a,76a) が、第１ボークリング
(40)の摩擦表面(48)の係合力を増加させる付加軸方向力
（＋Ｆa ）を与えるように係合し、第３，第２駆動部材
(16、12)の一方が反対方向に移動する相対回転のとき、
第４の傾斜面(72b、76b) が、第２ボークリング(42)の摩
擦表面(50)の係合力を増加させる付加軸方向力（−Ｆa
）を与えるように係合することを特徴とする請求項５
のクラッチ機構。 - 【請求項７】 各砂時計形状のリセスには、それぞれハ
ブの第１，第２突起(74、72) に形成されて、互いに円周
方向に向き合って軸線(12a) に直交する平面に垂直に延
びるハブの第１，第２非自己増力表面(74c、72c) を備え
たウエスト部分が設けられ、 各スリーブ(34)の突起(76)には、円周方向の両側の第
１，第２非自己増力表面(76f、76e) がそれぞれハブの第
１，第２非自己増力表面に平行に延びており、非自己増
力表面は、シフトスリーブ(34)がニュートラル位置にあ
る時に互いに係合するようになっていることを特徴とす
る請求項６のクラッチ機構。 - 【請求項８】 当接手段(40b) は、ハブ(32)に対するボ
ークリング(40)の回転を増加させることによって、ブロ
ッカー表面の初期接触をほぼ完全な初期接触から縮小初
期接触に変更する手段(42b')を含むことを特徴とする請
求項４のクラッチ機構。 - 【請求項９】 共通軸線(12a) 回りに相対回転可能に配
置された第１，第２駆動部(12、14) を摩擦的に同期させ
て噛み合い連結させるクラッチ機構(18)であって、該ク
ラッチ機構は、 軸方向のシフト力（Ｆo ）によって第１ジョー手段(58)
が係合移動するのに応じて、駆動部を噛み合い連結させ
るために、ニュートラル位置から第２ジョー手段(28)と
の係合位置へ軸方向に移動可能な第１ジョー手段(58)
と、 第１ジョー手段(58)の係合移動に応じて、同期トルク
（Ｔo ）を発生するために、第２摩擦表面(24)と係合す
る位置へ軸方向移動可能な第１摩擦表面(48)と、第１ジ
ョー手段(58)との連結手段を備えて、第１ジョー手段(5
8)をハブ(32)に対して軸方向移動かつ制限回転可能なハ
ブ(32)と、 第１摩擦表面(48)及び複数の第１ブロッカー表面(44b)
を有し、ハブ(32)から離れて第２摩擦表面(24)に向かっ
て軸方向移動可能な第１ボークリング(40)と、 第１ジョー手段(58)と第２ジョー手段(28)との非同期係
合を防止するために、第１ブロッカー表面(44b) と係合
する第１ジョー手段(58)のブロッカー表面(58d) とを備
えており、 ハブ(32)は、複数の第１傾斜ハブ表面(74a) を有し、 複数の自己増力素子(76)が、第１ジョー手段(58)に対し
て固定した状態で移動するように、またハブ(32)に対し
て制限回転可能に取付けられており、前記自己増力素子
は、傾斜ハブ表面(74a) と接触するように位置決めされ
ていることによって、ボークリング(40)のブロッカー表
面(44b) を介して伝達された摩擦表面(48)トルクに対す
る反作用によってシフト力（Ｆo ）の方向に付加軸方向
力（Ｆa）を発生し、これによって摩擦表面(48)に加え
られる軸方向力及び同期のためのトルクを、シフト力
（Ｆo ）だけから得られるものより増加させることを特
徴とするクラッチ。 - 【請求項１０】 第１ジョー手段(58)は、シフトスリー
ブ(34)に取り付けられており、前記第１ジョー手段の長
さは、前記シフトスリーブの幅の半分より短いことを特
徴とする請求項９のクラッチ機構。 - 【請求項１１】 シフトスリーブ(34)は、長さがシフト
スリーブ幅の半分より短く、第１ジョー手段(58)に対し
て互い違いに取り付けられている第３ジョー手段(60)を
備えていることを特徴とする請求項10のクラッチ機構。 - 【請求項１２】 ハブ(32)は、ハブの外周部の幅の約半
分にニュートラル位置の第１ジョー手段(58)のために幅
広のスプライン空間を設けていることを特徴とする請求
項９のクラッチ機構。 - 【請求項１３】 ハブ(32)は、シフトスリーブ(34)がハ
ブ(32)の上方の中央にある時、シフトスリーブがハブに
対して制限回転できるように、第１ジョー手段(58)及び
第３ジョー手段(60)のための幅広のスプライン空間を設
けていることを特徴とする請求項11のクラッチ機構。 - 【請求項１４】 ハブ(32)は、第１ジョー手段(58)が第
２ジョー手段(28)と係合している時、第１，第２駆動部
(12、14) 間のバックラッシュすなわち自由遊びを制限す
るように、第３ジョー手段(60)を挟持するスプライン空
間を設けていることを特徴とする請求項11のクラッチ機
構。 - 【請求項１５】 ハブ(32)は、第３ジョー手段(60)が第
４ジョー手段(30)と係合している時、第１，第３駆動部
(12、16) 間のバックラッシュすなわち自由遊びを制限す
るように、第１ジョー手段(58)を挟持するスプライン空
間を設けていることを特徴とする請求項14のクラッチ機
構。 - 【請求項１６】 自己増力素子(76)は、 シフトスリーブの内周部(34c) に円周方向に間隔をおい
て形成された複数の自己増力表面(76d) を備えているこ
とを特徴とする請求項９のクラッチ機構。 - 【請求項１７】 ハブ(32)、及び自己増力素子(70)の少
なくとも１つの各々には、ハブの回転面に直交する方向
に延び、第１ジョー手段がニュートラル位置にある時に
係合する非ブースト表面(72c、76e) が設けられているこ
とを特徴とする請求項９のクラッチ機構。 - 【請求項１８】 第１ボークリング(40)は、ハブ(32)に
対するボークリング(40)の回転を増加させて、ブロッカ
ー表面の初期接触をほぼ完全な初期接触から縮小初期接
触に変更するための当接手段(40b) を備えていることを
特徴とする請求項９のクラッチ機構。 - 【請求項１９】 さらに、第１駆動部材(14)から軸方向
に離間して、第１，第２駆動部材(14、12) に対して共通
軸線(12a) 回りに回転するように配置された第３駆動部
材(16)と、 軸方向のシフト力（Ｆo ）による第３ジョー手段の係合
移動に応じて、ニュートラル位置から第４ジョー手段(3
0)との係合位置へ軸方向に移動して第１，第３駆動部(1
2、16) を噛み合い連結させる第３ジョー手段(60)と、 第３ジョー手段の係合移動に応じて、同期トルク（Ｔo
）を発生するために、第４摩擦表面(26)との係合位置
へ軸方向に移動可能な第３摩擦表面(50)と、 第３ジョー手段(60)との連結手段を備え、第３ジョー手
段をハブに対して軸方向移動かつ制限回転可能にするハ
ブ(32)と、 第３摩擦表面(50)及び複数の第２ブロッカー表面(46b)
を備え、ハブ(32)から離れて第４摩擦表面(26)に向かっ
て軸方向移動可能な第２ボークリング(42)と、 第２ブロッカー表面(46b) と係合して、第３ジョー手段
(60)と第４ジョー手段(30)との非同期係合を防止する、
第３ジョー手段(60)のブロッカー表面(60b)と、を備え
ているクラッチ機構であって、 複数の自己増力素子(76)が、第３ジョー手段(60)に対し
て固定した状態で移動するように、またハブ(32)に対し
て制限回転可能に取付けられており、前記自己増力素子
(76)は、傾斜ハブ表面と接触するように位置決めされて
いることによって、第２ボークリングのブロッカー表面
(46b) を介して伝達された摩擦表面トルクに対する反作
用によってシフト力（Ｆo ）の方向に付加軸方向力（Ｆ
a ）を発生し、これによって摩擦表面に加えられる軸方
向力及び同期のためのトルクを、シフト力（Ｆo ）だけ
から得られるものより増加させることを特徴とする請求
項９のクラッチ機構。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17278993A | 1993-12-27 | 1993-12-27 | |
| US172789 | 1993-12-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07269597A true JPH07269597A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=22629249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6337131A Ceased JPH07269597A (ja) | 1993-12-27 | 1994-12-26 | 自己増力を備えたシンクロナイザクラッチ機構 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH07269597A (ja) |
| KR (1) | KR100309686B1 (ja) |
| CN (1) | CN1070588C (ja) |
| AT (1) | ATE165427T1 (ja) |
| BR (1) | BR9405463A (ja) |
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