JPH10103378A

JPH10103378A - 同期装置

Info

Publication number: JPH10103378A
Application number: JP9256494A
Authority: JP
Inventors: Anthony Hughes Douglas; アンソニーヒュージズダグラス
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1998-04-21
Also published as: EP0834668A2; TR199700994A2; US5738194A; TR199700994A3; EP0834668A3; BR9702895A; ZA978379B; CN1182177A

Abstract

(57)【要約】【課題】改良した第２円錐クラッチの作動を有する複
式円錐体型の同期装置を提供すること。【解決手段】第１，第２ギア14,16 のいずれか一方を
軸12に摩擦的に同期させてかみ合い連結するために、２
組の摩擦部材(22,42)(24,44)からなる第１円錐クラッチ
を有する複式ボーカリング型同期装置20であって、さら
に、この第１円錐クラッチの一方の摩擦部材(22,42) が
係合しているとき、第１ギア14の軸方向移動に応じて係
合される摩擦部材18,56 を有する第２円錐クラッチを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多段変速装置用の
同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多段変速装置に使用される同期装置は良
く知られている。このような同期装置は、ギアを軸に同
期させてかみ合いクラッチ動作を行うための複数対の摩
擦部材及びジョー部材と、前記軸と共に回転可能なシフ
トスリーブまたはフランジの初期係合に応答して摩擦部
材を係合させるための初期付勢手段（pre-energizer)
と、同期が達成するまでシフトスリーブまたフランジの
係合動作を阻止し、そして前記スリーブまたはフランジ
からの十分なシフト力を伝達して、摩擦部材の係合力を
増大させるためのブロッカー表面とを有している。

【０００３】また、多段変速装置の分野においても、多
数の円錐体を備えた同期装置を用いることによって、運
転者によるシフト実行時間と、全部あるいはいくつかの
変速ギア比におけるシフト動作の両方またはいずれか一
方を低減することができる同期装置が知られている。

【０００４】この運転者によるシフト実行時間とシフト
動作の両方またはいずれか一方は、自己付勢型（self-e
negizing) の同期装置を用いることによって、低減で
き、かつそのような同期装置は多数の円錐体を含んでい
ることも知られている。運転者のシフト動作は、車両の
大きさ及び重量とともに増大するので、運転者のシフト
動作を低減する同期装置は、特に、トラック、特別の中
型及び大型積載トラックに対して重要なものである。

【０００５】多数の円錐体と自己付勢手段を有する同期
装置は、公告されたドイツ特許第２，２１４，８５２号
及び米国特許第５，１３５，０８７号明細書によって見
ることができる。これらは、参考文献として本明細書に
包含される。これらの特許明細書の両方に用いられてい
る同期装置は、いわゆるボークリングタイプ（baulkrin
g-type) である。

【０００６】しかし、複数の円錐体は、ここで参考文献
として包含される米国特許第５，０９２，４３９号に記
載されているようなピン型同期装置とともに使用するこ
ともできる。この同期装置は、複数の円錐体を含み、か
つ自己付勢手段が用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て本発明は、改良した第２円錐体の作動を有する複式円
錐体型の同期装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項に記載の構成を有する。本発明の
特徴によれば、同期装置は、共通軸線の回りに相対回転
するように配置された第１，第２の駆動体を摩擦的にか
み合い連結する。この同期装置は、第１駆動体と共に回
転可能で、かつ軸方向に向いた第１シフト力による第１
ジョー部材の係合動作に応じて両駆動体をかみ合い連結
させるために、中立位置から係合位置へ第２ジョー部材
とともに軸方向に移動可能な第１ジョー部材を有する。

【０００９】また、第１摩擦部材が、初期の同期トルク
を生じるために第１ジョー部材の係合動作に応じて、第
２摩擦部材と係合するように軸方向に移動可能となって
いる。ブロッカー表面(38a,46)が、第１，第２ジョー部
材の非同期の係合を防ぐために初期同期トルクに応じて
係合位置に移動可能であり、シフト力を第１摩擦部材に
伝達し、そして、同期が達成されると係合位置から非係
合位置に移動するために、前記同期トルクに対抗するト
ルクを生じさせるようになっている。さらに、本発明の
特徴は、第２駆動体を第１駆動体に対して回転及び軸方
向移動できるように取り付ける組立体を有し、また、第
３摩擦部材が、第１駆動体に対して軸方向及び回転移動
できないように取付られ、第４摩擦部材が、第２駆動体
とともに回転するように取付られ、かつ第１，第２摩擦
部材の係合によってもたらされる第２駆動体の軸方向移
動に応じて、第３摩擦部材と係合するために軸方向に移
動可能になっている。

【００１０】これらの改良点は、ギアを同期させるため
の第２円錐クラッチの係合を単純化し、第２円錐クラッ
チを標準または準標準の同期装置に容易に使用できるよ
うにし、わずかな変更のみで変速装置とともに第２円錐
クラッチを使用することができ、円錐クラッチを軸方向
に間隔を置いて配置したので、クラッチの冷却を損なう
ことがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。「同期装置」は、かみ合いクラッチによっ
て、選択された変速ギアをシャフトに非回転結合させる
ために用いられるクラッチ機構を示す用語であり、この
かみ合いクラッチと関連した非同期摩擦部材によって、
かみ合いクラッチの係合が確実に達成できるように構成
されている。

【００１２】「自己付勢手段」は、傾斜部、カム、ある
いはその同等品を含む同期クラッチ機構を示す用語であ
り、摩擦クラッチの同期トルクに比例して、同期クラッ
チの係合力を増大させる構成となっている。

【００１３】図１には、多段変速装置１０の一部分が示
されており、この変速装置１０は、中心軸線１２ａの回
りに回転するために取付られた第１駆動体、即ち、軸１
２（部分的に図示）と、軸方向に間隔を置いて配置され
かつ前記軸１２上で相対回転するために支持された第
２，第３駆動体、即ち、前進駆動ギア１４，１６と、軸
１２に対しスプラインによって回転できないように取り
付けた部材（第３摩擦部材）１８と、二重作動式の同期
装置２０とを含んでいる。

【００１４】同期装置２０は、公知の方法で、ギア１
４，１６に取付られて回転かつ軸方向移動可能な環状部
材（第２，第６摩擦部材）２２，２４を含み、さらに、
ここでは、部材２２，２４と一体に構成されたギア摩擦
部材を形成する円錐摩擦表面２６，２８と、ここでは部
材２０，２１と一体構成されたギアジョー部材を形成す
るジョー歯（第２，第４ジョー部材）３０，３２と、中
心孔３４ａに軸１２をはめ込んでこの軸に対して回転か
つ軸方向移動可能に取付られたハブ部材３４と、シフト
スリーブ３６と、このスリープの中央孔上に形成されか
つハブ３４の外周面上に形成された外側スプライン歯４
０と常時かみ合う内側スプライン歯（第１，第３ジョー
部材）３８と、ブロッカー歯のブロッカー表面４６，４
８と摩擦表面５０，５２を形成するボーカリング摩擦部
材（第１，第５摩擦部材）４２，４４と、初期付勢手段
５４とを備えている。

【００１５】したがって、この同期装置は、ギア１４，
１６のいずれか一方を軸１２に摩擦的に同期させてかみ
合い連結するために、２組の摩擦部材２２，４２と２
４，４４からなる第１円錐クラッチを有する複式ボーカ
リング型同期装置を構成している。

【００１６】さらに、本発明の同期装置は、その右側部
分に、ギア１４に取付られた摩擦表面５８を有する摩擦
部材（第４摩擦部材）５６と、摩擦面６０を有する部材
１８によって形成された１つの摩擦部材（第３摩擦部
材）とによって形成された第２円錐クラッチが設けられ
ている。この第２円錐クラッチは、第１円錐クラッチの
摩擦部材２２，４２が係合しているとき、ギア１４の軸
方向移動に応じて、摩擦部材１８，５６が係合する構造
となっている。

【００１７】部材１８は、変速装置の図示しないギア組
立体の一部分とすることもできる。ここでは、この部材
１８は、公知の方法で図示しない後進ギアの軸方向移動
に応じて図示しないギア組立体を軸１２に連結するため
の後進駆動ギア組立体のジョークラッチである。

【００１８】ギア１６とハブ３４は、リテーナ６２，６
４を介して互いにかつ軸１２に関して軸方向に移動でき
ないように取付られている。部材１８は、リテーナ６６
と肩部６７によって、それぞれ軸１２に沿って右側及び
左側に軸方向移動できないように取付られている。ギア
１４，１６は、軸受による組立体１５，１７によって互
いにかつ軸１２に対して回転できるように取付られてい
る。

【００１９】容易に見られるように、摩擦表面２６，５
０は、ジョークラッチ部材（第２ジョー部材）３０を内
側スプライン歯３８によって形成された１つのジョーク
ラッチ部材（第１ジョー部材）に係合する前に、ギア１
４を軸１２に同期させる摩擦クラッチを形成するように
組み合わせる。また、摩擦表面２８，５２は、ジョーク
ラッチ部材（第４ジョー部材）３２を内側スプライン歯
３８によって形成された１つのジョークラッチ部材（第
３ジョー部材）に係合する前に、ギア１４を軸１２に同
期させる摩擦クラッチを形成するように組み合わせる。

【００２０】円錐クラッチが好ましいが、他の形式の摩
擦クラッチも用いることができる。円錐角度が広いレン
ジものが使用される。ここでは、約７°の円錐角度が用
いられる。摩擦表面は、いくつかの公知の摩擦材料によ
り形成することができ、この摩擦材料は、各円錐クラッ
チの一方または両方の摩擦部材に取付られる。例えば、
これらの円錐表面は、米国特許第４，７００，８２３
号、第４，８４４，２１８号、及び第４，７７８，５４
８号明細書に開示したような、モリブデン被覆あるいは
熱分解炭素(pyrolytic cabon) 摩擦材料を有する溝付き
スチールであればよい。これらの特許は参考文献として
本明細書に包含される。

【００２１】シフトスリーブの両側のスプライン歯３８
は、傾斜したブロッカー表面３８ａ，３８ｂを有し、こ
の表面は、ジョー部材の非同期係合を阻止するボーカリ
ング４２，４４のかみ合い角度付きブロッカー歯のブロ
ッカー表面４６，４８と協動し、シフト力を円錐クラッ
チ摩擦表面に伝達し、シフト力に比例した同期トルクを
生じる係合力をもたらす。さらに、同期が達成される
と、ブロッカー歯を係合位置から切り離すために、同期
トルクに対抗するトルクを生じさせる。その結果、軸方
向に移動可能なジョー部材を形成するスプライン歯３８
をギアジョー部材の歯３０，３２に係合させることがで
きる。

【００２２】スプライン歯３８，４０は、軸方向に伸び
たフランク面を有し、このフランク面は、緊密な摺動関
係で常時かみ合っており、その結果、シフトスリーブ３
６と軸１２の間にはほとんど隙間がないことからガタつ
かない。スプライン歯３８及びギアジョー歯３０，３２
の両フランク面は、これらの歯が間違って切り離されな
いように、バックアウトあるいはロッキング角の特徴を
備えることができる。この特徴の詳細は、米国特許第
４，７２７，９６８号明細書を参照することにより見る
ことができ、これらは参考文献としてここに包含され
る。

【００２３】従来公知の各初期付勢手段５４は、半径方
向に伸びた盲孔内に配置された圧縮コイルばね６８とプ
ランジャー７０と、スリーブスプライン歯３８内の環状
デテント溝３８ｃ内に設けた付勢ローラまたはボール
（ここではローラ）とを含んでいる。

【００２４】この初期付勢手段５４は、図１に示す中立
位置に、シフトスリーブ３６を弾性力により位置決め
る。ローラ７２は、ボーカリング４２，４４と一体に形
成されたタブ部分の当接面４２ａ，４４ａ間に軸方向に
間隔を置いて配置され、かつ良く知られた方法で、ハブ
３４に設けた凹部内に緩く収納されている。

【００２５】いずれか一方のギアを軸１２に結合するこ
とを望むとき、適当なかつ図示されていない、本明細書
において参考文献として包含される米国特許第４，９２
０，８１５号明細書に開示されているようなシフト機構
が用いられる。

【００２６】このシフト機構は、軸１２の軸線に沿って
ギア１６を連結するために左側に、あるいはギア１４を
連結するために右側に、シフトフォーク（一部図示）７
４を介してシフトスリーブを軸方向に移動する。

【００２７】シフト機構は、運転者によって手動により
連結システムを介して移動することができ、また、運転
者によって選択的に手動により移動することも、あるい
は、自動的にシフト機構の移動を開始し、かつシフト機
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
て移動することができる。

【００２８】このシフト機構が、手動で移動されると
き、このシフト力は、運転者によってシフトレバーに加
えられる力に比例している。手動または自動に加えられ
るにせよ、このシフト力は、シフトスリーブ３６に対し
て軸方向に加えられる。

【００２９】運転者のシフト力によって中立位置からシ
フトスリーブ３６の右方向への初期の軸方向移動は、初
期付勢ローラ７２によってタブの当接面４２ａを介して
ボーカリン４２に伝達され、移動可能な円錐表面５０を
ギア円錐表面２６に初期摩擦係合させるようにする。

【００３０】この円錐表面の初期係合力は、ばね６８の
力とデテント溝３８ｃの壁の傾斜角の関数である。この
初期係合力は、ギア１４と摩擦部材５６を右方向に動か
し、それにより、円錐表面５８，６０に係合する。初期
摩擦係合（非同期状態にある場合）によって初期円錐ク
ラッチ係合力を生じ、かつ公知の方法で、シフトスリー
ブ３６とボーカリング４２間の制限された相対回転を確
実にする同期トルクを発生する。それゆえ、ブロッカー
歯４６を所定の位置に移動するために、ブロッカー歯の
正しい角度のブロッカー表面に、スプライン歯３８の正
しい角度のブロッカー表面を係合させる。

【００３１】ブロッカー表面が係合すると、シフトスリ
ーブ３６上に作用する十分な運転者のシフト力が、所定
角度のブロッカー表面を介して摩擦表面２６，５０と摩
擦表面５８，６０に伝達される。これにより、円錐クラ
ッチは、運転者のシフト力の全体の力によって係合さ
れ、十分な同期トルクを与える。

【００３２】ブロッカー表面は、運転者のシフト力の軸
方向に対して所定の角度に配置されているので、非同期
状態中により少ない大きさで、円錐クラッチから同期ト
ルクに対抗するカウンター力またはブロック解除トルク
を発生する。

【００３３】ほぼ同期が達成すると、同期トルクは、ブ
ロック解除トルクより低下する。それゆえ、ブロッカー
歯は、係合位置から切り離されて移動し、シフトスリー
ブの連続した軸方向移動を可能にし、かつギアのジョー
歯３０とともに移動可能なジョー歯３８を係合できるよ
うにする。

【００３４】シフトスリーブ３６を中立位置から左側へ
初期軸方向移動することにより、円錐表面２８，５２と
ブロッカーリングを摩擦係合させる。ギア１６用の同期
トルクは、ギア１４用のものより実質的に小さく、それ
ゆえ、１つの円錐クラッチのみが用いられる。しかし、
第２またはより多くの円錐クラッチが、ギア１４用のも
のと類似の方法で、ギア１６用として設けることができ
る。

【００３５】同期装置の好ましい実施形態を明らかにし
てきた。好ましい実施形態の変更及び修正は、本発明の
特許請求の範囲内で可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る同期装置の一側に関係した第２円
錐クラッチを有し、二重作動式の中立位置にある同期装
置の正面断面図である。

【符号の説明】

１２軸（第１駆動体）１２ａ共通軸線１４前進駆動ギア（第２駆動体）１５組立体１６前進駆動ギア（第３駆動体）１８部材（第３摩擦部材）２２環状部材（第２摩擦部材）２４環状部材（第６摩擦部材）３０ジョー歯（第２ジョー部材）３２ジョー歯（第４ジョー部材）３８スプライン歯（第１ジョー部材）３８ａ，３８ｂ，４６，４８ブロッカー表面４２ボーカリング（第１摩擦部材）４４ボーカリング（第５摩擦部材）５６摩擦部材（第４摩擦部材）

フロントページの続き (71)出願人 390033020 ＥａｔｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共通軸線(12a) の回りに相対回転するよう
に配置された第１，第２の駆動体(12,14) を摩擦的にか
み合い連結するための同期装置であって、前記第１駆動体(12)と共に回転可能で、かつ軸方向に向
いた第１シフト力による第１ジョー部材(38)の係合動作
に応じて前記両駆動体(12,14) をかみ合い連結させるた
めに、中立位置から係合位置へ第２ジョー部材(30)とと
もに軸方向に移動可能な第１ジョー部材(38)と、初期の同期トルクを生じるために前記第１ジョー部材(3
8)の係合動作に応じて、第２摩擦部材(22)と係合するよ
うに軸方向に移動可能な第１摩擦部材(42)と、前記第１，第２ジョー部材(38,30) の非同期の係合を防
ぐために初期同期トルクに応じて係合位置に移動可能で
あり、シフト力を前記第１摩擦部材(42)に伝達し、そし
て、同期が達成されると係合位置から非係合位置に移動
するために、前記同期トルクに対抗するトルクを生じさ
せるブロッカー表面(38a,46)とを備え、さらに、前記第２駆動体(14)を前記第１駆動体(12)に対して回転
及び軸方向移動できるように取り付ける組立体(15)と、前記第１駆動体(12)対して軸方向及び回転移動できない
ように取り付けた第３摩擦部材(18)と、前記第２駆動体(14)とともに回転するように取り付けら
れ、かつ前記第１，第２摩擦部材(42,22) の係合によっ
てもたらされる前記第２駆動体(14)の軸方向移動に応じ
て、前記第３摩擦部材(18)と係合するために軸方向に移
動可能な第４摩擦部材(56)とを備えていることを特徴と
する同期装置。
【請求項２】第１，第２の駆動体(12,14) に対して共通
軸線(12a) の回りに回転可能かつ前記第２駆動体(14)か
ら軸方向に離れて配置された第３駆動体(16)と、前記第１駆動体(12)と共に回転可能であり、かつ前記第
１シフト力とは反対の軸方向に向いた第２シフト力によ
り係合位置に移動できるように、第４ジョー部材(32)と
共に中立位置から係合位置に軸方向移動して第１，第３
駆動体(12,16)をかみ合い連結するための第３ジョー部
材(38)と、第３ジョー部材(38)の係合移動に応じて初期同期トルク
を生じさせるために、第６摩擦部材(24)とともに係合位
置に軸方向移動可能な第５摩擦部材(44)と、前記第３，第４ジョー部材(38,32) の非同期の係合を防
ぐために初期同期トルクに応じて係合位置に移動可能で
あり、シフト力を第５摩擦部材(44)に伝達し、そして、
同期が達成されると係合位置から非係合位置に移動する
ために、前記同期トルクに対抗するトルクを生じさせる
ブロッカー表面(38b,48)と、をさらに備えていることを
特徴とする請求項１の同期装置。
【請求項３】同期装置(20)は、多段変速装置(10)内に配
置され、第３摩擦部材(18)は、前記変速装置(10)の駆動
ギア組立体の一部に取付られていることを特徴とする請
求項１または請求項２の同期装置。
【請求項４】第３摩擦部材(18)は、駆動ギア組立体のジ
ョークラッチに取付られ、第２駆動体(14)は、前進駆動
ギアであることを特徴とする請求項３の同期装置。
【請求項５】第２駆動体(14)は、第１，第２摩擦部材(4
2,22) と第３，第４摩擦部材との間の軸方向に介挿され
ていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
記載の同期装置。
【請求項６】駆動ギア組立体のジョークラッチは、後進
駆動ギアジョークラッチであることを特徴とする請求項
５の同期装置。