JPH07293584A - ピン式シンクロナイザ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンクロナイザ機構の摩擦面間の関数関係を
改良する。 【構成】ピン式複動シンクロナイザ機構(18)の摩擦クラ
ッチの摩擦部材（20、22）は、それの間の相対回転を防
止し、かつかみ合う摩擦リング（32、34）のそれぞれか
ら離れて軸方向の動きを制限するためにギヤ（14、16）
によって規定された面（14d 、16d ）に接するようにギ
ヤにスライド可能なようにキー溝を付けられる。かみ合
う摩擦リングの方への軸方向の動きはリングの開口（32
b 、34b ）を通ってスライド可能なように延びる堅いピ
ン（44）によって制限される。ピン（36）は、ジョーク
ラッチ及び各々がプリエナージャイザ・アセンブリ（3
8）と協働するプリエナージャイザ面の非同期かみ合わ
せを防止するためのブロッカー・ショルダ（28e、28f
等）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速装置のためのピン
式シンクロナイザ機構に関する。より詳細には、本発明
は、このような機構のための軸方向に保持する円すい摩
擦部材に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】シンク
ロナイザ機構が、変速比の全て又は幾つかのシフト時間
を減少するために使用されることは多重比率の変速装置
技術では周知である。自動車の運転手によって要求され
るシフト作動力、すなわちシフトレバーに加える力が、
自己増力式のシンクロナイザ機構によって減少されるこ
とはまた公知である。自己付勢を有するピン式シンクロ
ナイザ機構の従来の例は、参照してここに組み込まれて
いる米国特許第5,092,439 号明細書を参照することによ
って確かめられる。

【０００３】上記の特許に開示されたピン式シンクロナ
イザ機構は、シャフトに対して軸方向に離間されたギヤ
をそれぞれに同期化し、かつ、かみあいクラッチするた
めの摩擦部材及びジョー部材を含む。すなわち、シフト
力によってジョー部材の一つの初期のかみ合わせする動
きに応じて、摩擦部材の初期のかみ合わせを達成するプ
リエナ−ジャイザにかみ合わされるブロッカーであり、
このブロッカーは、ジョー部材の非同期かみ合わせを防
止し、それの同期化トルクを増加するために摩擦部材に
シフト力を伝達するために作動し、また、摩擦部材の同
期化トルクをさらに増すために、シフト力の方向の付加
力及びシフト力に付加される付加力を与えるようなトル
クに反作用する自己増力傾斜面がある。ここで、本発明
を使用するピン式シンクロナイザは、自己増力傾斜面を
含むかもしれないし、又は含まないかもしれない。

【０００４】多くのピン式シンクロナイザ機構は、円す
い摩擦面を有するリングを含み、それはシンクロナイザ
機構のニュートラル位置から、ギヤに対する回転及び全
ての軸方向の動きの対して、付加される部材によって規
定される円すい摩擦面との相かみ合いへと軸方向に移動
可能である。

【０００５】このような軸方向に部材を付加すること
は、シンクロナイザ機構がニュートラルにあるとき摩擦
面間のクリアランスを確実にするために好まれ、シンク
ロナイザ機構がかみ合わされた位置からニュートラル位
置まで移動されたとき、表面のかみ合わせからの離脱を
確実にするために好まれ、例えば、トルク等を発生する
摩擦面間のオイルの粘性せん断抗力による自己増力傾斜
面の、故意でないかみ合わせを確実にするか又は軽減す
るために好まれる。

【０００６】多くの変速装置の据え付けでは、ギヤに部
材の多くを軸方向に付加することは、困難であるか、か
つ／又は法外なコストである。ここで、開示されている
発明は、全ての軸方向の動きに対して部材を付加する必
要性を否定する。本発明はまた、前記のクリアランス、
ギヤに部材を初期に軸方向に付加するために使用される
他の手段の故障の場合に、かみ合わせからの離脱及び粘
性せん断抗力の軽減を確実にする。

【０００７】本発明の目的は、シンクロナイザ機構の摩
擦面間の関数関係を改良することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴（特許請求
の範囲に記載された構成）によれば、その概略は以下の
とおりである。ピン式シンクロナイザ機構は、第１及び
第２の軸方向に離間された伝動装置のいずれかを摩擦的
に同期化し、かつシャフトに確動接続するために選択的
に作動する。伝動装置は、シャフトに共通な軸の周りの
相対回転のために取り付けられ、かつシャフトに対する
軸方向の移動に対して固定される。駆動ジョー手段は、
各伝動装置に付加され、シャフトに付加される軸方向に
延びる外部スプラインと連続してスライド可能なように
かみ合っている軸方向に延びる内部スプラインを有する
軸方向に移動可能であるジョー手段とかみ合せ可能であ
る。第１及び第２の円すい摩擦面は、第１及び第２の伝
動装置とともに一定の回転、及びギヤ間の空間から離れ
て限定された軸方向の動きのために、付加手段によって
それぞれ固定されている軸方向に離間される第１及び第
２の部材によってそれぞれ規定される。第３及び第４の
円すい摩擦面は、シャフト手段に同心的に配置され、か
つシャフトとともに伝動装置を同期化するために、第１
及び第２の摩擦面のそれぞれとかみ合うようにする軸方
向の動きのための、離間された伝動装置間で軸方向に移
動可能である軸方向に離間されたリング対によって規定
される。フランジは、フランジに加えられる軸方向の双
方向のシフト力（Ｆ₀ ）に応じて移動可能なリングとジ
ョー手段がかみ合うように、軸方向に移動するためにリ
ング間に半径方向に延びる。軸方向に移動可能ジョー手
段に対する軸方向の移動に対して、フランジを固定する
手段が設けられている。ブロッカー手段は、同期化する
前にジョー手段のかみ合いを防止する。このブロッカー
は、リングをともにしっかりと固定する複数の外周に離
間され、かつ軸方向に延びるピンを含む。このピンはフ
ランジの開口を通って延びる。各ピンは、フランジの反
対側で、かつ関連開口の周りに規定されるブロッカー・
ショルダとかみ合い可能である軸方向に離間されたブロ
ッカー・ショルダを有する。プリエナージャイザは、一
つの伝動装置の方へニュートラル位置からのシフト力に
よるフランジの初期の軸方向の動きに応じて、それぞれ
第１及び第２の摩擦面と第３及び第４の摩擦面のいずれ
かの摩擦面をかみ合わせるためのものであり、ピンを介
してフランジに伝達する同期化トルクを発生する摩擦面
のかみ合わせに応じてブロッカーをかみ合わせるための
ものであり、かみ合わされた摩擦面のかみ合わせる力を
増加するためにかみ合わされたブロッカー手段を介し
て、シフト力をかみ合わされた摩擦面に伝達するための
ものである。

【０００９】本発明は、摩擦リングの方の方向に、第１
及び第２の摩擦部材の軸方向の動きを可能にする付加手
段によって特徴付けられ、また摩擦リングの方への軸方
向の動きを制限するか又は阻止するために、第１及び第
２の部材間で軸方向に挿入される複数の外周に離間され
た堅い部材によって特徴付けられる。

【００１０】

【実施例】用語“シンクロナイザクラッチ機構”は、か
みあいクラッチによって選択された比ギヤでシャフトが
回転できないように結合するために使用されるクラッチ
機構を示し、そのかみあいクラッチの部材が、かみあい
クラッチに結合した同期摩擦クラッチによっておおむね
同期回転をもたらされるまで、かみあいクラッチの試み
られたかみ合わせが防止される。かみあいクラッチによ
って選択された比ギヤとシャフトとが回転できないよう
に結合するために使用されるクラッチ機構を示す。用語
“自己増力”は、摩擦クラッチの同期化トルクに比例し
て同期クラッチのかみ合う力を増すために、傾斜面又は
カム等を含むシンクロナイザクラッチ機構を示す。

【００１１】最初に主に図１及び図２を参照すると、地
上の乗り物で使用するのに向けられているタイプ、特
に、重量トラックで使用されるタイプの他の図示されて
いない変速装置のために、ギヤ及びシンクロナイザアセ
ンブリ10が示されている。しかしながら、アセンブリ10
は他の用途でも使用される。このアセンブリは、一般に
共通軸11a 及び12a の周りに回転するために取り付けら
れた変速装置のインプットシャフト11及びアウトプット
シャフト12、公知の方法でシャフトに付加された環状ス
ラスト部材によってシャフト上に回転可能なように支持
され、かつシャフトに関して軸方向の動きに対して固定
される離間された比ギヤ14、16及び複動のピン式シンク
ロナイザクラッチ機構18を含む。アセンブリ10が、参照
してここに組み入れられている米国特許第3,648,546 号
明細書及び米国特許第4,788,889 号明細書で開示されて
いるような、ツインカウンタ・シャフトの一部であると
き、ギヤ14上の歯14a は、ギヤ16によって駆動される図
示しないカウンタ・ シャフト上のギヤと持続的にかみ合
っており、シャフト12は、負荷に接続されるか又は選択
的に接続可能であり、従来、周知であるように幾分、半
径方向に自由に移動する。ギヤ16は、インプットシャフ
ト11にキー溝をつけられ、歯16a は図示されていないカ
ウンタ・シャフト上のギヤの歯と持続的にかみ合ってい
る。

【００１２】シンクロナイザ機構18は、環状摩擦部材す
なわちコーンカップ20、22及びギヤ14、16とともに回転
するために固定されている環状ジョークラッチ部材14b
、16b 、完全にシャフトとともに形成されるか、そう
でなければそれに付加される外部スプライン歯12b とス
ライド可能なようにかみ合っている内部スプライン歯24
a 、26a を有するジョークラッチ部材24、26、このジョ
ークラッチ部材24、26の軸方向に面している面24b 、26
b 間にサンドイッチされる軸方向と逆方向に面している
側28a 、28b を有し、半径方向に延びるシフトフランジ
28、フランジ及びジョー部材を相対軸方向の動きに対し
て、固定するための３つのＨ形のリテーナ部材３０（そ
の一つが図４に遠近法によって示されている）、摩擦部
材の各々からフランジの開口28C を通って軸方向に延び
る３つの外周に離間されるピン36によって一緒にしっか
りと固定される環状摩擦部材すなわちリング32、34、及
びピンによって規定される面に相互に作用るスプリング
40及びプランジャ42を各々が含んでいる３つのプリエナ
ージャイザ・アセンブリ38を含む。リテーナ30、ピン36
及びアセンブリ38の数は、ここで開示された数よりも多
いかもしれないし又は少ないかもしれない。

【００１３】シャフト11、ギヤ16及びベアリング17は、
好ましくは、変速装置の部分的に示されるハウジング壁
のベアリングレース支持開口19a を通るアセンブリとし
て取り付けられる。摩擦部材22の直径は開口19a の直径
よりも大きいので、アセンブリが取り付けられた後、部
材22はギヤ16上に取り付けられる。摩擦部材20、22は、
環状摩擦部材32、34の外部円すい摩擦面32a 、34a とそ
れぞれかみ合う内部円すい摩擦面20a 、22a を有する。
容易に理解されるように、摩擦部材20、32及び22、34
は、ジョークラッチのかみ合わせより前に、シャフトに
対してギヤを同期化するために摩擦クラッチを規定する
ために２つを対にする。摩擦部材20、22は、それの間で
の相対回転を防止するために、ギヤ14、16によって規定
される外部スプラインとスライド可能にかみ合う内部ス
プライン20b 、22b 含む。ギヤ14、16によって規定され
る接合部又は抗力面14d 、16d は、ギヤ間の空間から離
れる部材20、22の軸方向の動きを制限する。ギヤ間の空
間の方への部材の軸方向の動きは、部材32、34の軸方向
に整列された開口32b 、34b 及びフランジ28の開口28c
を通ってスライド可能に延びる複数の堅い細長い部材44
によって制限されるか又は防止される。部材を把持する
Ｏリングのようなスプリングクリップ又は弾性バンド46
は、部材20、22間に部材32、34を取り付ける前に、各部
材４４を所定の位置に保持するために使用される。部材
44はまた、可動ジョー部材24、26のいずれかが、かみ合
わされた位置からニュートラル位置に移動されるとき、
円すい面のかみ合わせを確実にする。

【００１４】広範囲のコ−ン角が使用される。ここで
は、７．５゜のテーパ角が使用される。摩擦面は、ベー
ス部材に付加される幾つかの公知の摩擦部材のどれかに
よって規定される。ここでは、米国特許第4,700,823 号
明細書、米国特許4,844,218 号明細書及び米国特許第4,
778,548 号明細書で開示されるような熱分解炭素（パイ
ロライティックカ−ボン）摩擦材が好まれる。これらの
特許は、参照してここに組み込まれている。

【００１５】ピン36は図６により詳細に示される。各ピ
ンは、フランジ開口28c の直径よりもわずかに小さい直
径を有する主要直径部36a 、摩擦リング32、34間（ここ
では、中間）に離隔される減少される直径すなわち溝部
36b 、ピン軸から半径方向に外側に延び、かつピン軸に
垂直な線に対して、ここでは約40゜の角度で互いに軸方
向に離れて延びる円すい状のブロッカー・ショルダ又は
ブロッカー面33c 、33d 、及び好ましくは、しかし必ず
しも必要ではないが独立しているプリエナージャイザ面
36e 、36f 及び拡張された二次センタリング面36g 、36
h を含む。溝が付けられた部分は、そのそれぞれのフラ
ンジ開口内に配置されるとき、フランジに対する堅い摩
擦リング及びピンアセンブリの回転を制限し、フランジ
開口の周りに規定される面取りされたブロッカー・ショ
ルダとピンブロッカー・ショルダとのかみ合わせを達成
することを可能にする。プリエナージャイザ面36e 、36
fは、好ましくは（しかし必ずしも平たんでない）平た
んな平面であり、かつブロッカー面の角度よりもピン軸
に対して幾分小さい角度を形成し、円すい状のブロッカ
ー・ショルダ36c 、36d の一部と弦のように交わるか又
は除去している。センタリング面36g 、36h はまた平た
ん平面で、図から容易に明らかなように、ブロッカーと
プリエナージャイザ面の角度よりも、ピン軸に対してお
おむね小さい角度を形成する。ここで開示されているよ
うに、平たんな面の弦の長さは、ピン軸及びシャフト軸
に対して同心である円に接触している。その代わりに、
面36e〜36f は不要とされ、次に、プリエナージャイザ
・プランジャ124 はブロッカー面36c 、36d に対して反
作用する。

【００１６】フランジのスロット28g に配置されるら旋
形の圧縮スプリング40は、ピンプリエナージャイザ面の
方に半径方向に外側にプランジャ42を片寄らせる。スロ
ットの主要な長さはシャフト軸に対して半径方向に延び
ることが好ましい。スロットはまた、フランジ側28a 、
28b を通って軸方向にフランジ開口28c の中に延び、反
作用するスプリングのためにその半径方向の内側に端部
28h を有する。前述のように、ジョー部材24、26は、シ
ャフトに付加される外部スプラインの歯12b とスライド
可能にかみ合う内部スプラインの歯24a 、26a を含む。
この外部スプラインは、シャフト軸に平行に延びるイン
ボリュート・ フランク面12c を有し、かつジョー部材ス
プラインのフランク面とそれとのかみ合わせは、それの
間の相対回転を防止する。Ｈ形部材30の各々は、ジョー
部材面24c 、26c に反作用する端部30a 、30b 及びこの
端部と相互に接続する中心部30c を含む。この中心部
は、ジョー部材に軸方向に延びるスロット24d 、26d を
通ってぴったりと合うように延び、かつ後述される理由
から、ジョー部材及びシャフトに対して、フランジの回
転運動を制限するために、中心部30c と協働する半径方
向に延びる停止面28n 28m を有する開口28k を通って自
由に延びる。

【００１７】図１〜図２及び図７〜図１０でよく分かる
ように、図１、図２及び図８のフランジ28のニュートラ
ル位置から両方の軸方向にシャフトの外部歯12b の幾つ
かの部分は、１つ以上の傾斜面を設けるように修正され
る。この傾斜面は、フランジ28から半径方向に内側に軸
方向に延び、かつシャフトスプライン１２ｂ間の空間の
中に延びる反作用手段又は内部歯48によって規定される
同様な傾斜面数と協働する。傾斜面は、ジョー部材24、
26及びシャフト12に対するフランジの制限された回転を
可能にし、フランジ28に加えられるシフト力によって、
初期にかみ合わせされる円すいクラッチのかみ合わせ力
を増加するために、付加される軸方向の自己増力を与え
るための円すいクラッチとシャフト間の同期化トルクに
反作用し、それによって、円すいクラッチによって与え
られる同期化トルクを増加する。アップシフト及びダウ
ンシフトに関して遭遇されるように、一つ又は両方のギ
ヤのために同期化力を増加するため、及び／又はいずれ
かの方向のトルクに応じて、同期化力を増加するための
傾斜面が設けられる。より詳細には、各Ｈ形リテーナ中
心部30c の間の外周上の各歯12b は、ポストのような部
分50によって規定される第１の端部、軸方向に反対側の
端部12d 、12e 及び最小外径12f を有する環状溝を規定
する第１及び第２の軸方向に離間されたリセスを有す
る。最小外径12f は、スプライン12b のねじの谷径より
も大きく、かつジョークラッチ・スプライン24a 、26a
の内径24c 、26c よりも大きい。また、最小外径12f
は、フランジ内部歯48の内部よりも小さい。ポストのよ
うな部分50は、それから両方の軸方向の各歯の部分を取
り除くことによって形成されるダイヤモンド形状を有す
る。取り除かれた部分の半径方向の長さ及び軸方向の長
さは、ポスト部分50上のブースト傾斜面50a 、50b 、50
c 、50ｄの機械加工を容易にし、かつこのような除去が
歯12b の力に対して有する効果を最小にするように選択
される。さらに、スプラインの歯１２ｂは、傾斜面がそ
れに作用する力による摩耗を最小にするのに十分な表面
積を有することを確実にするために、十分な半径方向の
深さを持って設けられる。ポスト部分50の軸端50a 、50
b と歯12の半径方向の端部12d 、12e の間の除去された
部分又はリセスの長さは、歯の環状溝を簡単に機械加工
することによって形成される。取り除かれた部分の軸方
向の長さは、傾斜面を形成するために機械加工工具の挿
入を容易にするために十分である。傾斜面50a 、50b
は、それぞれいずれかの方向のトルクに応じてギヤ14の
同期化速度を増加するか又は支援するかするために、付
加される軸方向の力( Ｆa)を与えるようにフランジの歯
48上の傾斜面48a 、48b に対して反作用する。傾斜面50
c 、50d は、それぞれいずれかの方向の同期化トルクに
応じて、ギヤ16のための付加される軸方向の力( Ｆa)を
与えるように、傾斜面48c 、48d に対して反作用する。
傾斜面の角度は、アップシフト及びダウンシフト並びに
高速比及び低速比に対して異なる付加される軸方向の力
量を与えるように変えられる。また、いかなる付加され
る軸方向の力が、１ギヤ以上に対して一つの方向に選択
されないならば、傾斜面はスプラインに平行である。す
なわち、有効な傾斜面は与えられない。さらに、後述さ
れるように、軸方向の付加される力の大きさ又は量はま
た、摩擦クラッチ及び自己増力傾斜面の平均半径比の関
数である。したがって、シフトフォークによってシフト
フランジ28に加えられる所与のシフト力に対して付加さ
れる力の大きさは、傾斜面角及び／又は平均半径比を変
えることによって変えられる。内部歯48及びポストのよ
うな部分50は、それの外周の反対側に非ブースト面又は
フラット48eび50e とともに設けられる。この非ブース
ト面が互いに反作用する一方、円すいクラッチのいずれ
かが、例えば、摩擦面間のオイルの粘性せん断によるト
ルクを発生する場合、フランジ28は、自己増力傾斜面の
付勢を防止するためにニュートラル位置にある。

【００１８】図１及び図８に関して、フランジ28がニュ
ートラル位置にあるとき、ピン36の減少された直径部分
36b はその関連フランジ開口28c と半径方向に整列さ
れ、円すいクラッチの摩擦面は、わずかに離間され、か
つ、スプリング40の力及び摩擦面20、22と境を接する細
長い部材44の端部44a 、44b によって、ピン36のプリエ
ナージャイザ面36e 、36f に作用するプランジャ42の曲
がったプリエナージャイザ面42a 、42b によってこの離
隔された関係で保持される。シャフトにいずれかのギヤ
を結合することが望まれるとき、米国特許第4,920,815
号明細書に開示され、かつ参照によってここに組み込ま
れているような適当で図示されていないシフト機構は、
ギヤ16を結合するために左又はギヤ14を結合するために
右のいずれかに、シャフト12の軸に沿って軸方向にフラ
ンジを移動するために、公知の方法でフランジ28の外周
に接続された。このシフト機構は、リンク機構システム
によって運転者によって手動で動かされ、アクチュエー
タによって選択的に動かされるか又は自動的にシフト機
構の動作を始動し、かつまたシフト機構によって加えら
れる力の大きさをまた制御する手段によって動かされ
る。シフト機構が手動で動かされるとき、力は、運転者
によってシフトレバーに加えられる力に比例する。手動
又は自動で加えられるとき、力は軸方向のフランジ28に
加えられ、図１０の矢印Ｆ₀ の長さによって表される。

【００１９】運転者のシフト力Ｆ₀ によるフランジの初
期の右側の軸方向の動きは、円すい面20a との円すい面
32a の初期の摩擦かみ合わせをもたらすためにプリエナ
ージャイザ面36f のそばのピンに、プリエナージャイザ
・ プランジャ42によって伝達される。円すい面の初期の
かみ合わせ力は、もちろん、スプリング40の力とプリエ
ナージャイザ面の角度との関数である。この初期の摩擦
かみ合わせ（非同期状態が存在し、かつ自己増力傾斜面
の効果を直ちに無視するならば）は、初期の円すいクラ
ッチかみ合わせ力及び同期化トルクＴ₀ を発生する。こ
のトルクは、フランジ28とかみ合わされた摩擦リング間
の制限された相対回転、したがって、フランジブロッカ
ー・ショルダ28e とピンブロッカー・ショルダ36c との
かみ合わせを与えるために、フランジ開口28c の適当な
側への減少された直径ピン部分36b の移動を確実にす
る。ブロッカー・ショルダがかみ合わされるとき、フラ
ンジ28への運転者の全部のシフト力Ｆ₀ は、ブロッカー
・ショルダを介して摩擦リング32に伝達され、それによ
って円すいクラッチは、得られた運転者の同期化トルク
Ｔ₀ を与えるために運転者のシフト力Ｆ₀ の全力によっ
てかみ合わされる。この運転者の同期化トルクＴ₀ は図
１０の矢印Ｔ₀ によって表される。ブロッカー・ショル
ダは、運転者のシフト力Ｆ₀ の軸方向に対して曲がって
配置されているので、それは反対の力又は円すいクラッ
チからの同期化トルクと逆であるが、非同期状態中より
小さい大きさである非ブロッキングトルクを発生する。
実質的同期に到達されるとき、同期化トルクは非ブロッ
キングトルクより下に落ちる。それによって、ブロッカ
ー・ショルダは、フランジの連続された軸方向の動き及
び、図７に示されるようにギヤ14の内部ジョーの歯146
とジョー部材24の外部ジョーの歯24d とのかみ合いを可
能にするために、ピンを開口28c と同心関係になるよう
に動く。従来、公知であり、図７のジョーの歯16b に対
してのみ参照番号によって詳述されるように、ジョーの
歯のリード部分は、初期の接触中歯の損傷を減少するた
めにレーキの前縁16c を有し、歯がかみ合う整列になる
ようにクロックするために面取り面又はウエッジ面16d
を有する。このようなリード部分を有するジョーの歯
は、適正なすくい角（レ−キ角）に対して教示を与える
米国特許第3,265,173 号明細書にそって参照することに
よって、ここに組み込まれている米国特許第4,246,993
号明細書により詳細に開示されている。非対称であるウ
エッジ面は、歯の前縁の境を接する接触によるシフトの
完了の遅延を防止する。円滑に比較的骨の折れないシフ
トの完了を容易にするために、ジョーの歯は、外周方向
に実行できるように精巧又は小さいのが好ましく、それ
によって、ジョーの歯にかみ合うように整列するのに必
要な数、又は回転クロッキング段階を最少にする。ま
た、好ましくは、ジョーの歯は実行できるような直径と
同様な大きい直径の周りに配置される。

【００２０】なお、自己増力傾斜面の効果を無視すると
き、力Ｆ₀ によって与えられる円すいクラッチトルクは
下記の式によって表される。 Ｔ₀ ＝Ｆ₀ Ｒc μ_c ／ｓｉｎα ここで、 Ｒc ＝ 円すい摩擦面の平均半径、 μ_c ＝ 円すい摩擦面の摩擦係数、 α ＝ 円すい摩擦面の角度 である。

【００２１】いま、自己増力傾斜面の性向を見ると、図
８及び図９を特に参照すると、運転者により加えられた
軸方向のシフト力Ｆ0 による同期化トルクＴ0 は、ピン
36によってフランジ28に伝達され、自己増力傾斜面を横
切ってシャフト12に反作用される。自己増力傾斜面は、
かみ合わされるとき、シャフト12及びジョー部材24、26
に対するフランジの回転を制限し、軸方向の成分、すな
わちシフト力Ｆ₀ と同一の方向のフランジに作用する軸
方向の付加される力Ｆa を発生し、それによってトルク
Ｔ₀ に付加する付加同期化トルクＴa を与えるように、
円すいクラッチのかみ合う力をさらに増加する。図８
は、自己増力傾斜面の位置及びシャフトスプライン12b
に対するジョー部材スプライン24a 、26a の位置を示す
一方、シフトフランジ28は図１の位置に対応するニュー
トラル位置にある。図９は、傾斜面及びスプラインの位
置を示す一方、ギヤ14はかみ合わされた円すい面32a 、
20aによって同期化される。かみ合わされた円すい面
は、シャフト傾斜面50a とフランジ部材傾斜面48a との
かみ合わせをもたらした方向に、同期化トルクを発生し
ている。したがって、円すいクラッチにかみ合うための
軸方向の力の和はＦ₀ ＋Ｆa であり、円すいクラッチに
よって発生される同期化トルクの和は、図１０に図示さ
れるようにＴ₀ ＋Ｔa である。所与の運転者のシフト力
Ｆ₀ 及び運転者の同期化トルクＴ₀ に対して、軸方向の
付加される力の大きさは、好ましくは、かみ合わされた
自己増力傾斜面の角度の関数である。この角度は、好ま
しくは、運転者によって所与の適度のシフト作用力に応
じて同期化トルクを著しく増加し、かつ同期化時間を著
しく減少するのに十分な大きさの付加される力Ｆa を発
生するのに十分大きい。しかしながら、この角度は、制
御された軸方向の付加される力Ｆa を発生するのに十分
小さいのが好ましい。すなわち、力Ｆa は、増加するか
又は減少する力Ｆ0 に応じて増加又は減少すべきであ
る。もし傾斜面角があまりにも大きいならば、傾斜面は
自己増力するよりもセルフロック作用している。したが
って、いったん、円すいクラッチの初期のかみ合わせが
もたらされると、力Ｆa は、力Ｆ₀ とは独立して迅速に
制御できないように増加し、それによってロックアップ
の方に円すいクラッチを駆動する。自己増力よりもむし
ろセルフロックは、シフトの質又はシフトの感触を減少
し、シンクロナイザの構成要素に過度に圧力を加えるか
もしれないし、円すいクラッチ面の過熱及び急速な摩耗
を生じるかもしれないし、シフトレバーの運転者の運動
を無視さえするかもしれない。

【００２２】運転者の力Ｆ₀ に比例して増加するか又は
減少する付加される軸方向の力Ｆa与えるための自己増
力傾斜面角を計算するための主要変数は、円すいクラッ
チ角、円すいクラッチ摩擦係数、円すいクラッチ及び自
己増力傾斜面の平均半径比、傾斜面摩擦係数及び自己増
力傾斜面の圧力角である。この圧力角はゼロである。こ
こで、傾斜面は２０゜の圧力角を有する。自己増力又は
ブースト力を計算し、かつ制御するためのさらなる詳細
は、前述のように参照することによってここに組み込ま
れている米国特許第5,092,439 号明細書を参照すること
によって得られる。

【００２３】図１１は、細長い部材44の他の実施例を示
す。他の実施例では、各細長い部材は、114 として示さ
れていて、端部とコーンカップ20、22間の抗力を減少す
るために、減摩手段114c、114dを含むようにその端部11
4a、114bで修正される。このような抗力は、シフト性能
に有害であり、端部がコーンカップと接触する所に摩耗
及び熱発生による故障を生じる。ここで、減摩手段114
c、114dは、それぞれ端部114a、114bのポケットに保持
されるボールベアリングである。各ポケットとボールベ
アリング間の潤滑は、公知の方法で各ポケットを潤滑剤
で含浸することによってか、又はボールベアリングの露
出された部分にトランスミッションオイルをはねかける
ことによって与えられる。

【００２４】自己増力を有し、かつ改良されたニュート
ラル位置決めするシンクロナイザ機構の２つの実施例が
開示された。この実施例の多くの変形例及び修正例は、
本発明の精神の中にあるものと信じられる。特許請求の
範囲は、開示された機構及び本発明の精神の中にあるも
のと信じられる変形例及び修正例の発明部分をカバーす
ることを意図している。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、シンクロナイザ機構が
ニュートラルにあるとき摩擦面間のクリアランスを確実
にし、シンクロナイザ機構がかみ合わされた位置からニ
ュートラル位置まで移動されたとき、表面のかみ合わせ
からの離脱を確実にし、トルク等を発生する摩擦面間の
オイルの粘性せん断抗力による自己増力傾斜面の、故意
でないかみ合わせを確実にするか又は軽減する。多くの
変速装置の据え付けでは、ギヤに部材の多くを軸方向に
付加することは、困難であるか、かつ／又は法外なコス
トを要する。ここで、開示されている発明は、全ての軸
方向の動きに対して部材を付加する必要性を否定する。
本発明はまた、前記のクリアランス、ギヤに部材を初期
に軸方向に付加するために使用される他の手段の故障の
場合に、かみ合わせからの離脱及び粘性せん断抗力の軽
減を確実にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のライン１−１に沿って見た複動式シンク
ロナイザ機構の断面図である。

【図２】図１のライン２−２に沿って見た機構の部分断
面図である。

【図３】図１のライン３−３に沿って見た機構の一部の
断面図である。

【図４】図１及び図２の構成要素であるリテ−ナの透視
図である。

【図５】図１及び図２のプランジャ構成部分の詳細図で
ある。

【図６】図１及び図２のピン構成部分の詳細図である。

【図７】かみ合った位置にあるそれのジョークラッチを
有する図１の機構の部分図である。

【図８】図１のライン８−８に沿って見た歯付部分の断
面図である。

【図９】図１のライン８−８に沿って見た歯付部分の断
面図である。

【図１０】シンクロナイザのシフトフランジに働く、軸
方向力及び軸方向トルクのグラフ図である。

【図１１】シンクロナイザ機構の一部の細長い部材の他
の実施例の拡大図である。

【符号の説明】

10 シンクロナイザアセンブリ 12 シャフト 12a シャフトの軸 12b 外部スプライン 12c フランク面 14,16 伝動装置 18 シンクロナイザ機構 20,22 コーンカップ 20a,22a 内部コーン摩擦面 24a,26a 内部スプライン 24d,26d スロット 28 フランジ 32,34 リング 32a,34a 外部コーン摩擦面 36 ピン 50a 傾斜面 114a,114b ポケット 114c,114d 減摩手段

フロントページの続き (72)発明者 ドナルド ミカエル スタウト アメリカ国 ミシガン 48098 トロイ フォ−クスト−ン 5822 (72)発明者 ディレック ポ−ル ジェ−ムズ コ−ン イギリス国 スイントン エム27 ８エッ クスジ− ペンドルブリ ブル−ムホ−ル ロ−ド 138 (72)発明者 パトリック ランドリアンアリソン フランス国 ナント 44300 アヴェニュ ド レ−グ マリ−ヌ ９

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフト（12）の軸（12a ）の周りの相
   対回転のために取り付けられ、かつ前記シャフトに対す
   る軸方向の動きに対して固定される第１及び第２の軸方
   向に離間された伝動装置（14、16）のいずれかを摩擦に
   より同期化し、かつ確動接続するように選択的に作動す
   るピン式シンクロナイザ機構において、 各伝動装置（14、16）に付加され、かつ前記シャフト
   （12）に付加される軸方向に延びる外部スプライン（12
   b ）と連続して、スライド可能なようにかみ合う軸方向
   に延びる内部スプライン（24a 、26a ）を有する軸方向
   に移動可能なジョー手段（24d 、26d ）とかみ合わせ可
   能である伝動ジョー手段（14b 、16b ）と、 前記第１及び第２の伝動装置（14、16)とともに一定の回
   転をし、前記第１及び第２の伝動装置間の空間から離れ
   て、制限された軸方向の動きを行うための付加手段（14
   c 、16c 及び14d 、16d ）によって、それぞれ固定され
   る軸方向に離隔された第１及び第２の部材（20、22）で
   それぞれ規定される第１及び第２の円すい摩擦面（20a
   、22a ）及び、 前記シャフト軸（12a ）に対して同心であり、前記シャ
   フト（12）と伝動装置（14、16）とを同期化するため
   に、前記第１及び第２の摩擦面（20a 、22a ）とそれぞ
   れかみ合うように、軸方向の動きを行うために離間され
   た伝動装置（14、16）間で、軸方向に移動可能でかつ軸
   方向に離間されたリング対（32、34）によって規定され
   る第３及び第４の円すい摩擦面(32a、34a) と、 前記リング及び前記軸方向に移動可能なジョー手段（24
   d 、26d ）を，加えられる軸方向の双方向のシフト力
   （Ｆ₀ ）に応じて、前記かみ合わせするように軸方向に
   移動するために前記リング対（32、34）間に半径方向に
   延びるフランジ（28）と、 前記軸方向に移動可能なジョー手段（24d 、26d ）に関
   して軸方向の動きに対して前記フランジを固定する手段
   （30）と、 前記同期化するよりも先に前記軸方向に移動可能なジョ
   ー手段（24d 、26d ）のかみ合わせを防止するブロッカ
   ー手段（36d 、36c 及び28e 、28f ）と、 ニュートラル位置から伝動装置（14、16）の一つの方へ
   の前記シフト力によって、前記フランジ（28）の初期の
   軸方向の動きに応じて、前記第３及び第４の摩擦面（32
   a 、34a ）を前記第１及び第２の摩擦面（20a 、22a ）
   とそれぞれかみ合わせ、ピン（36）を介してフランジ
   （28）に伝達される同期化トルクを発生する前記摩擦面
   （20a 、22a 、32a 、34a ）のかみ合わせに応じて、前
   記ブロッカー手段（36d 、36c 及び28e 、28f ）とかみ
   合わせ、前記かみ合わされた摩擦面のかみ合わせ力を増
   加するために、前記かみ合わされたブロッカー手段を介
   して前記かみ合わされた摩擦面に前記シフト力を伝達す
   るプリエナージャイザ手段（38、36f 、36e ）と、 前記摩擦リング対（32、34）の方へそれの軸方向の動き
   を制限するために、前記第１及び第２の部材（20、22）
   間に軸方向に配置される複数の外周に離隔された堅い部
   材（44）とを備え、 前記外部スプライン（12b ）は、それとの間の空間と反
   対側に面するフランク面対（12c ）を有し、 前記ブロッカー手段は、複数の外周に離間され、かつ前
   記リング対（32、34）を一緒にしっかりと固定する軸方
   向に延びるピンを含み、 各ピンは、前記フランジ（28）の反対側で、かつ結合す
   る開口（26c ）の周りに規定されるブロッカー・ショル
   ダ（28e 、28f ）とかみ合わせ可能な軸方向に離間され
   たブロッカー・ショルダ（36d 、36c ）を有し、 前記付加手段（14c 、16c 及び14d 、16d ）は、少なく
   とも一つの前記摩擦リング対（32、34）の方への少なく
   とも一つの第１及び第２の部材（20、22）の軸方向の動
   きを可能にすることを特徴とするピン式シンクロナイザ
   機構。
2. 【請求項２】 前記付加手段（14c 、16c 及び14d 、16
   d ）は、リング対（32、34）及びフランジ（28）を通っ
   て軸方向に延びる複数の外周に離隔された開口セット
   （28c 、32d 、34d ）を含み、前記堅い部材（44）のそ
   れぞれは前記開口セットの一つにスライド可能なように
   配置される細長い部材であり、かつ第１及び第２の部材
   （20、22）と、比較的近接して接する関係の反対側の端
   部（44a44b 又は114c、114d）を有することを特徴とす
   る請求項１に記載のピン式シンクロナイザ機構。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の部材（20、22）間の
   前記リング対（32、34）の取り付けよりも前に、開口
   （28c 、32d 、34d ）内に前記細長い部材（44）を保持
   する手段（46）を含むことを特徴とする請求項２に記載
   の機構。
4. 【請求項４】 前記摩擦手段（20a 、32a ）と前記シャ
   フト（12）間の同期化トルク（Ｔ₀ ）に反作用し、かつ
   前記第１の摩擦面（32a ）にかみ合う力をさらに増加す
   るために軸方向の付加される力（Ｆa ）を発生するため
   に、一つの方向の前記同期化トルクに応じてかみ合い可
   能である第１及び第２の傾斜面（50a、48a ）を含んで
   いる第１の自己増力手段（48、50）を含んでいることを
   特徴とする請求項１又は２に記載のピン式シンクロナイ
   ザ機構。
5. 【請求項５】 軸方向に移動可能なジョー手段（24d 、
   26d ）に対するフランジ（28）の外周上の動きを可能に
   する前記フランジを固定する手段（30）と、 それのフランク面（12c ）対の、少なくとも一つに形成
   される第１の傾斜面（50a ）を有する外部スプライン
   （12a ）間の少なくとも一つの空間と、 フランジ（28）から半径方向に内側にそして一つの空間
   に延びる反作用手段（48）とを含んでいて、 前記第１の傾斜面（50a)は、シャフト軸（12a ）とフラ
   ンク面（12c ）に垂直な面に対して９０゜よりも小さい
   角度を形成し、 前記反作用手段（48）は、フランジ（28）から半径方向
   に内側に一つの空間の中に延び、前記第１の傾斜面（50
   a ）におおむね平行であり、かつ前記第１の伝動装置
   （14）に関連される前記摩擦面（20a 、32a ）のかみ合
   わせ力を増すための前記シフト力の方向への、フランジ
   （28）に軸方向の付加される力を発生するために前記第
   １の伝動装置（14）に結合してかみ合わされた摩擦面
   （20a 、32a）から、一つの方向の同期化トルクに応じ
   て、それとのかみ合わせ可能な第２の傾斜面（48a ）を
   含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載のピ
   ン式シンクロナイザ機構。
6. 【請求項６】 各細長い部材（114 ）の反対側の端部
   は、減摩手段（114c，114d）を含むことを特徴とする請
   求項１、２、４又は５に記載のピン式シンクロナイザ機
   構。
7. 【請求項７】 前記減摩手段（114c，114d）は、各細長
   い部材の各端部のポケット（114a，114b）に保持される
   ボールベアリングを含むことを特徴とする請求項６に記
   載のピン式シンクロナイザ機構。