JPH02195049A - 二段変速歯車列組立体 - Google Patents

二段変速歯車列組立体

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JPH02195049A
JPH02195049A JP1276957A JP27695789A JPH02195049A JP H02195049 A JPH02195049 A JP H02195049A JP 1276957 A JP1276957 A JP 1276957A JP 27695789 A JP27695789 A JP 27695789A JP H02195049 A JPH02195049 A JP H02195049A
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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】 （産業上の利用分野） この発明は複合多段変速装置のスプリッタ型補助部品、
すなわち副部品のような二段変速歯車列組立体に関する
。特に、この発明は複雑な制御装置等を使用する必要が
なくスムーズ且つ容易にシフトするための比較的簡単で
確実なクラッチ構造が得られるように特別に構成された
非同期式のクラッシュ型つめクラッチを使用した二段変
速歯車列に関する。
（従来の技術） 主変速伝動部品と直列に連結された１つ以上の補助部品
を有する形式の複合変速伝動部品は従来公知である。簡
略に述べると、直列に連結された主及び補助伝動部品を
使用することによって、変速比段のサイズが適切であれ
ば、利用できる全変速比は主部品と補助部品の変速比の
積に等しい。
補助伝動部品には一般に次の３種類がある、すなわちレ
ンジ型、スプリッタ型、及びレンジ／スプリッタの複合
型である。
レンジ型の補助部品を有する複合変速装置では、変速比
段（単数又は複数）は主変速部品の全有効範囲よりも大
きく、主部品は各レンジ内の変速比を通して順次シフト
される。レンジ型補助部品を有する複合変速装置の例は
、本明細書に参考文献として引用されている米国特許明
細書第５１０５５９５号、２６５７２２２号、及び２６
３７２２１号に開示されている。
スプリッタ型補助部品を有する複合変速装置の場合は、
スプリッタ補助部品の変速比段は主伝動部品の変速比段
よりも少なく、且つ各々の主部品の変速比はスプリッタ
部品によって分割、すなわち小分けされる。スプリッタ
型補助部品を有する覆合変速装置の例は本明細書に参考
文献として引用されている米国特許明細書第４２９０５
１５号、５７９９００２号、４３７５１７２号、４４４
００３７号、及び４５２７４４７号に開示されている。
レンジ及びスプリッタの複合型補助部品の場合は、レン
ジ型とスプリッタ型の両方の変速比が得られるので、少
なくとも二つのレンジ内で主部品はその変速比を通して
順次シフトされることができ、又、主部品の変速比は少
なくとも一つのレンジで分割されることができる。
単一のレンジ及びスプリッタの複合型補助部品を有する
複合変速装置の一例は、本明細書に参考文献として引用
されている米国特許明細書第５２８３６１５号、５６４
８５４６号、及び本明細書に参考文献として引用されて
いる刊行物［小規模プリントＡＯ１６−ＡＤ：フラー変
速装置；モデルＲＴ〜１１；１３　、　ＲＴＯ−１４６
ｊ３　、　ＲＴＯＯ−１４６１！ｌ　Ｊ（本発明の譲受
人であるイートン・コーポレーションから１９８１年３
月発行）に開示されている。
別の例はドイツ連邦共和国のフリードリッヒシャーフエ
ンのフリードリッヒシャーフェン歯車工業株式会社から
販売されている１エコスプリツト“型の変速装置であり
、これは主変速部品の前に別個のスプリッタ補助部品を
、又、主変速部品の後に別個のレンジ補助部品を使用し
ている。
三層、四速の複合レンジ／スプリッタ型補助部品は本明
細書に参考文献として引用されている米国特許明細書第
４７５４６６５号に開示されている。
主及び補助部品と言う用語は相対的なものであり、主及
び補助部品の名称が逆になると補助部品の形式（レンジ
またはスプリット型）も逆になることに留意されたい。
換言すると、従来二段変速レンジ型補助部品を有する四
段変速主部品とみなされる部品の場合、通常は補助部品
と呼ばれる部品を主部品とみなすと、通常主部品と呼ば
れる部品は四段変速スプリッタ型補助部品とみなされる
。変速装置産業において一般に受は入れられている用語
では、発明の説明で本使用している通り、複合変速装置
の主変速伝動部品は最大数（又は少なくともそれ以上）
の前進変速比を含む部品のことであり、これは主／従の
弁／シリンダ構造等とは異なり逆変速比（単数又は検数
）を含み、且つ（又はノシフト・バー又はシフト・レー
ル又はシフト軸／シフト・フィンガ組立体の操作によっ
て（手動又は半自動変速で）シフトされるニュートラル
位置の選択が可能である。
イートン・コーポレーションが提供する“ロードレンシ
ャー“型及ヒフリード１１　ツヒシャーフェン歯車工業
株式会社が提供する“エヤースプリット”型のようなレ
ンジ及びスプリッタ型の両方の補助部品変速を有する形
式の複合変速装置は手動シフトの大型車両に受は入れら
れ、広く活用されている。
（発明が解決しようとする課題） これらの種類及び他の種類の度合変速装置はスプリッタ
型シフトにはかなり繊細なシフト手１幀が必要であり、
又はスプリッタ・クラッチが同期機構を必要とし、且つ
（又は）スプリ・ツタ・クラッチ同期装置を保護するた
めマスター・クラッチ連動装置が必要であったので充分
に満足できるものではなかった。スプリッタ・クラッチ
が同期化されない補助部品を特に考察してみると、通常
は空気起動の非同期式つめクラッチの操作にはシフト・
ヨーク係合力及びクラッチ・バックラッシュの制御によ
ってクラッチが噛み合う最大の非同期回転の制御が含ま
れる。
バックラッシュと係合力の正しい平衡を達成し、維持す
ることは困難であった。パラクララシー及び係合力の双
方又は一方が大き過ぎるとクラッチの噛み合いが許容で
きない程粗くなり、方、係合力及びバックラッシュの双
方又は一方が小さ過ぎるとシフト・ミスが生ずる。
このような事情に鑑みて本発明は、比較的簡単で確実で
容易にシフトされ、スムーズに噛み合う非同期式クラッ
チ機構を有するスプリッタ補助部品のような二段変速歯
車列を提供することを目的としている。
（課鶏を解決するための手段および作用）これは共通の
軸に選択的にクラッチ係合可能である第一ギヤと第二ギ
ヤとを有する二段変速歯車列によって達成され、該第二
ギヤは常に第一ギヤよりも大きい回転速度で駆動され、
クラッチ機構は第一ギヤを軸にクラッチする選択可能な
第一位置と、第二ギヤを軸にクラッチする第二位置だけ
を有しており、該クラッチ機構はギヤと共に回転するよ
うに固定された第一クラッチ部材さ、軸と共に回転する
ように固定された第二クラッチ部材とを含んでいる。
このような駆動列では、クラッチ機構は二つの位置のう
ちの一方から他方へと直接移動されるので、これに固定
された軸及び第二クラッチ部材は丁度離脱されたギヤと
ほぼ同じ速度で回転し、且つ係合されたギヤと常に同じ
相対回転速度を有し、クラッチ部材はこれと共に回転す
る。従って、変速装置が搭載された車両の前進移動に対
応する方向のような所定の軸回転方向では、軸から第一
ギヤを離脱し、且つ第二ギヤを軸に係合させると、係合
した第一クラッチ部材のクラッチ歯の先端と、係合した
第二クラッチ部材のクラッチ歯の後端は軸と第二ギヤが
同期回転方向に移動するにつれて係合する。逆に、所定
の回転方向では、軸から第二ギヤを離脱し、且つ第一ギ
ヤを軸に係合させると、係合した第一クラッチ部材のク
ラッチ歯の先端と、係合した第二クラッチ部材のクラッ
チ歯の後端は軸と第一ギヤが同期回転方向に移動するに
つれて係合する。
この発明では、第一クラッチ部材のクラッチ歯の先端及
び第二ギヤと連結されｆｃ第二クラッチ部材のクラッチ
歯の後端の双方又は一方、及び、 第一クラッチ部材のクラッチ歯の後端及び第一ギヤと連
結された第二クラッチ部材のクラッチ歯の先端の双方又
は一方には傾斜表面が設けられ、これらはクラッチ部材
を係合状態に押しやる比較的軽い係合力のもとて相互作
用して、クラッチ部材を軸方向に分離させ、且つ軸係合
状態から離脱させる。係合したクラッチ部材が同期的回
転を達成すると直ちに、係合クラッチ歯の傾斜表面は係
合状態に強制されず、且つ傾斜に沿って生じる係合によ
り相互に係合するクラッチ歯の初期係曾度が比較的大き
いので、クラッチ部材は迅速且つスムーズな係合を達成
する。
従って、クラッチはバックラッシュに対する反応が比較
的鈍く、そのため製造コストも安くなる。
（実施例） 以下の説明では特定の用語が使用されるが、それは単に
便宜上であって、限定的なものではない。“上方”　１
下方”右方向”及び“左方向″の単語は図面中参照され
る方向を示している。“前方″及び“後方″の単語はそ
れぞれ、第三図に示すように、従来通り車両に搭載され
た変速装置のそれぞれ左側と右側である伝動機構の前端
及び後端を示している。“内側″及び“外側”の単語は
この装置の幾何的な中心へ向かい、父は中心から離れる
方向及びその部品を示す。前記の用語には上記に特に記
載した単語及びその派生語及び同義語が含まれる。
＠複合変速装置”の用語は互いに直列に連結されること
によって、主変速伝動部品内の選択されたギヤ減速を補
助伝動部品内の更に選択されたギヤ減速と脅威できるよ
うな主伝動部品と補助伝動部品とを有する変速すなわち
ギヤ切り換え変速装置を表す。′アップ・シフト“の用
語はここではより低速の変速比からより高速の変速比へ
のシフトを意味する。′ダウン・シフト″の用語はここ
ではより高速の変速比からより低速の変速比へのシフト
を意味する。ここで使用される１低速の変速比”又は”
ロー・ギヤ″の用語は変速装置に２いて比較的低速の前
進速度運転に利用される変速比、すなわち、入力軸の速
度に対して出力軸の減速比がより高いギヤの組を表す。
′同期クラッチ組立体“及びその同義語は選択されたギ
ヤを確動クラッチによって軸と非回転的に連結するため
に使用されるクラッチ組立体を意味し、そこではクラッ
チ部材がほぼ同期的に回転し、摩擦力が比較的大きい摩
擦装置がクラッチ部材と連結し、且つクラッチ係合が開
始された時点でクラッチ部材及びこれと共に回転する全
ての部材がほぼ同じ同期速度で回転されるのに充分の摩
擦力になるまで前記クラッチの意図される係合は阻止さ
れる。
第３図、＠３Ａ図、第４Ａ図及び第４Ｂ図を参照すると
、直列に連結された多段変速主伝動部品１２Ａと補助部
品１０２とから成る複合１８段前進変速装置１００が図
示されている。変速装置１００は前述の特許認可された
米国特許出願連続番号第８２６４！＋０号に詳細に開示
されている。
一般に変速装＃１００は単一のハウジング内に収納され
、且つエンジン・クランク軸２０に駆動的に連結された
入力、すなわち駆動部１８及び変速装置の入力軸１６に
回転式に取り付けた駆動部２２とを有する選択的に離脱
され、定常は係合している摩擦主クラツチＣを介してデ
ィーゼル・エンジン１Ｅのような原動機により駆動され
る人力軸１６を含んでいる。
主伝動部品の主軸ギヤのそれぞれは好適に主軸２８Ａを
囲み、且つ関連する副軸ギヤ群によって浮動的に支持さ
れており、その据え付は手段及びそれによる特別の利点
は、本明細書に参考文献として引用されている米国特許
明細書第３１０５５９５号、及び５３３５６１６号によ
り詳細に開示されている。一般に、クラッチ鍔は従来の
技術から公知であるように、シフト・バー・ハウジング
組立体（図示せず）と連結されたシフト・フォーク（図
示せず）によって軸方向に位置決めされている。
補助伝動部品１０２は二つのほぼ同じ補助副軸組立体１
０４及び１０４Ａを含み、その各々がハウジングＨ内の
軸受１０８及び１１０により支持された補助副軸１０６
を備え、且つこれと共に回転するように取り付けられた
３つの補助部品副軸ギヤ１１２，１２４及び１１６を担
持している。補助副軸ギヤ１１２は主軸２８Ａを囲む補
助部品スプリッタ・ギヤ１１８と絶えず噛み合い且つこ
れを支持している。補助副佃ギヤ１１４は主軸２８Ａの
同軸端の近傍で出力１Ｉ１１２２をその端部で囲む補助
部品スプリッタ／レンジ・ギヤ１２０と絶えず噛み合い
、且つこれを支持している。補助部品の副軸ギヤ１１６
は出力４１１１２２を囲む補助部品のレンジ・ギヤ１２
４と絶えず噛み合い、且つこれを支持している。従って
、補助部品の副軸ギヤ１１２とスプリッタ・ギヤ１１８
が第一ギヤｊ−を形成し、補助部品の副軸ギヤ１１４と
スプリッタ／レンジ・ギヤ１２０が第二ギヤ層を形成し
、又、副軸ギヤ１１６とレンジ・ギヤが第三ギヤ層すな
わちスプリッタとレンジ型を組脅せた補助伝動部品１０
２を形成する。
スプリッタ・ギヤ１１８とスプリッタ／レンジ・ギヤ１
２０の何れかを主軸２８Ａに選択的に連結するため二位
置スライド式つめクラッチ鍔１２６が使用され、一方、
スプリッタ／レンジ・ギヤ１２０とレンジ・ギヤ１２４
の何れかを選択的に出力５１２２に選択的に連結するた
め二位置同期式組立体１２８が便用される。複動スライ
ド式つめクラッチ鍔１２６の構造と機能は、変速装置１
００と関連して使用されるスライド式クラッチ鍔９６の
構造と機能とほぼ同一であり、一方、複動同期式クラッ
チ組立体１２８の構造と機能は変速装置１００と関連し
て使用される同期式クラッチ組立体の構造と機能とほぼ
同一である。
組立体？　２　、１２８のような同期式クラッチ組立体
は従来の技術から公知であり、その実施例は本明細書に
参考文献として引用されている米国特許明細書第４４６
２４８９号及び２６６７９５５号に開示されている。
補助部品１０２の好適な実施例の詳細な構造は第５図に
示されており、この図から補助伝動部品１０２内に延び
た主軸２８Ａの後端に外部スプライン１３０を設けてい
ることがわかる。この外部スプラインはクラッチ鍔１２
６を主軸２８Ａに回転的に連結し、一方両者間の相対軸
運動を可能にする内部スプライン１３２と適合する。ク
ラッチ鍔１２６にはギヤ１１８と１２０のそれぞれに設
けたクラッチ歯１３８及び１４０と選択的に軸方向に係
合するためのクラッチ歯１３４，１５６が設けられてい
る。クラッチ鍔１２６には更にシフト・フォーク１４２
を受は入れるための溝１４１が設けである。
ギヤ１１８は主軸２８Ａを囲み且つ定常は該主軸に対し
て回転自由であり、且つ保持器１４４によって主軸２８
Ａに対して軸方向に保持されている。クラッチ歯１３６
と１３８は主軸２８Ａの軸に対して約３５″′に傾斜し
た先細の表面１４６と１４８を有しており、それによっ
て、本明細書に参考文献として引用されている米国特許
明ｓｉｔ第３２６５１７５号に詳細に開示されているよ
うに、非同期的係合に抗し、且つ同期的回転を起させよ
うとする有利な相互作用を行う。クラッチ歯１３６と１
４０にも同様の相補形先細表面が設けである。
スプリッタ／レンジ・ギヤ１２０は一対のスラスト軸受
１５２によって出力軸１２２の内端で回転式に支持され
、一方、レンジ・ギヤ１２４は出力軸１２２を囲み、且
つスラスト・ワッシャ１３４゜１５６によって出力軸１
２２上で軸方向に保持されている。複動二位置同期式ク
ラッチ組立体１２８がギヤ１２０と１２４との間に軸方
向に配設され、且つ外部スプライン１５８と内部スプラ
イン１６０とによって出力軸１２２に回転式に取り付け
られている。公知の同期式確動クラッチ構造の多くはこ
の発明の補助伝動部品用に使用するのに適している。図
示した同期式クラッチ組立体１２８は前述の米国特許明
細書第４４６２４８９号に記載されているビン型のもの
である。簡略に述べると、同期式クラッチ組立体１２８
はシフト・フォーク１６４によって軸方向に位置決めさ
れ、且つギヤ１２０，１２４のそれぞれに設けられたク
ラッチ歯１７０と１７２のそれぞれと軸係合するための
クラッチ歯１６６と１６８を設けたスライド自在のつめ
クラッチ部材１６２を備えている。ギヤ１２０と１２４
は同期式クラッチ組立体の摩擦リング１８２と１８４の
それぞれに設けた適合摩擦円錐面面１７８と１８０のそ
れぞれと摩擦同期係合するための円′錐形の表面１７４
と１７６をそれぞれ形成している。ブロッカ−・ビン１
１１１６，１８８は摩擦リング１８４　、１８２のそれ
ぞれに回転式に取り付けられ、且つ従来の技術で公知で
あるようにブロック機能を果たすなめスライド部材１６
２に設けられたブロッカ開口部１９０と相互作用する。
同期式組立体１２８は更にクラッチ係合動作の開始時に
円錐形摩擦表面の初期係合をもたらすため、複数個のバ
ネビン（図示せず）を含んでいてもよい。
出力軸１２２はハウジングＨ内で軸受１９２によって支
持され、且つ一般にプロペラ軸を差動装置又はこれに類
する装置へと駆動するための自在継手の一部を形成する
ヨーク部材Ｈ又はこれに類する部材を取り付けるためハ
ウジングから延びている。出力軸１２２は更に回転速度
形ギヤ１９４及び種々の密閉部材（図示せず）の双方又
は一方を担持している。
ここで、表１、および表２を参照する。
表−１ λ４６ ２．８４ Ｌ。
−−−−−−−−１五〇８ ＬｏＬ。
−−−−−−１５，１７ 表−２ 表−１は第３図に示した形式の複合変速装置の代表的な
最適変速比を示す。
表−２は第２．第５図に示した形式の複合変速装置にお
ける選択可能な変速比のクラッチ位置を示した図表であ
る。
これらの表−１、表−２から明らかなように、スプリッ
タ・クラッチ１２６とレンジ・クラッチ１２８の双方ま
たは一方をその前方及び後方の軸位置に選択的に軸方向
に位置決めすることによって、出力可回転に対する主軸
回転の４つの異なる比率が得られる。従って、補助伝動
部品１２０は入力（副軸２８Ａ）と出力（出力＄１２２
）との間の４つの選択可能な速度比すなわち駆動比が得
られるレンジ及びスプリッタの組合せ型の三層補助部品
である。複合変速装置１００内で主伝動部品１２Ａは一
つの逆方向速度及び潜在的に選択可能な５つの順方向速
度をもたらす。
しかし、これらの選択可能な順方向変速比の一つは高速
レンジでは利用することが意図されないクリーパ・ギヤ
又は低速ギヤであることが多い、従って、変速装置１０
０は低速又はクリーパ・ギヤの分割の必要性及び実用性
の双方又は−方に応じて１７又は１８の選択可能な順方
向速度をもたらす（４＋　１　）　Ｘ　（２）　Ｘ　（
２）ｍｆ）変速装置として呼ばれることが適切である。
クラッチ１２８、すなわちレンジ・クラッチは同期式ク
ラッチであるが、発明に基づく複動クラッチ鍔１２６、
すなわちスプリッタ・クラッチは特別に構成される非同
期クラッチである。
変速装置１００をシフトするためのシフト・パターンが
第３Ａ図に概略的に示されている。縦方向の区分はレン
ジ・シフトを示し、一方、横方向の区分はスプリッタ・
シフトを示している。
表１には所望の変速比を選択する方法が概略的に示され
ている。クリーパ（破線で示す）及び逆進速比を考慮せ
ず、又、変速装置が基本的に等しい変速比段を有するこ
とが望ましいものと過程すると、主伝動部品の変速比段
は基本的に等しい段数となり、スプリッタ段は主伝動部
品の変速比段の平方根と基本的に等しく、且つ、レンジ
段はＮ乗にまで累乗された主伝動部品の変速比段とほぼ
等しくなろう。その場合Ｎｕ両方のレンジで生ずる主伝
動部品の変速比段の数に等しい。（すなわち、（４＋　
１　）　ｘ（２）ｘ（２）の変速でＮ＝４である。）所
望の最適な比率が与えられるとこれらの比率に近似する
変速が選択される。
、＠３図、第４Ａ図及び第４Ｂ図を参照し、且つ一例と
してギヤ（１１８，１２０，１２４，１１２，１１４及
び１１６）がそれぞれギヤ（４０，３８，５４，ａｌ。
４５及び１９）の歯を有するものと仮定すると、次の４
つの補助部品の変速比を得ることができる。
１）ギヤ１２０に係合したクラッチ１２６及びギヤ１２
４に係合したクラッチ１２８は約５・３６５：　１の補
助部品の減速比をもたらす。
２）ギヤ１１８に係合されたクラッチ１２６及びギヤ１
２４に係合されたクラッチ１２８は約２．９１３：１の
補助部品の減速比を本たらす。
３）ギヤ１２０に係合されたクラッチ１２６及びギヤ１
２０に係合されたクラッチ１２８は約１．０００：１の
補助部品の減速比をもたらす。
４）ギヤ１１８に係合されたクラッチ１２６及びギヤ１
２０に係合されたクラッチ１２８は約（Ｌ８６５：１の
補助部品の減速比をもたらす。
上記の例ではスプリッタ段は約１＆６憾であり、一方レ
ンジ段は約５３＆６％であり、これはｔ５５の平方根は
約１．１６に等しく、又、４乗に累乗された（すなわち
Ｎ＝４）１．３５は約４３２に等しいので、基本的に約
３５憾の段数を有する１４＋ｂ 装置１００の種々の選択可能な順方向速度用に係合され
た種々のギヤを図示している。
上記の例は“オーバードライブ″（増速）型変速装置を
示したものである。変速装置の分野では公知のように、
スプリッタとスプリッタ／レンジ型ギヤの組を逆にし、
且つスプリッタ・クラッチ１２６の動作順を逆にするこ
とによって発明の補助伝動部品を使用して“直接駆動”
式変速装置を得ることができる。−例として、このよう
な伝動用にギヤ（１１８，１２０，１１２及び１１４）
はそれぞれギヤ（５８，４０，４５及び４１）の歯を有
し、且つスプリッタ・クラッチ１２６はギヤ１１８と変
速比１，５，５，７，９，１１，１３．１５で係合し、
又、ギヤ１２０と変速比２，４，６，８゜１０．１２．
１４及び１６で係合するであろう。
このような変速は、−例として前述のものと同じスプリ
ッタ段を、しかし幾分小さいレンジ段をもたらすであろ
う、勿論、種々の補助部品ギヤの歯の数を修正すること
によって、許容できるレンジ及びスプリッタ段が得られ
る。
第１図を参照すると、発明のスプリッタ型補助副部品２
０が概略的に示されている。二段変速歯車列組立体２０
０はスプリッタ・ギヤ１１８とスプリッタ／レンジ・ギ
ヤ１２０に回連れた主軸２８Ａを備えており、前記両方
のギヤは軸２８Ａに対して回転可能であシ、且つ二位置
スライド式クラッチ鍔１２６によって一度に一つを選択
的に前記軸にクラッチ可能である。スライド式クラッチ
１２６はスプライン１５０／１５２によって軸２８Ａと
ともに回転するように軸２８Ａに取り付けられ、且つシ
フト・フォーク１４２及び二位置加圧流体作動装置２０
２によってギヤ１１８を軸２８Ａに係合する第一位置、
又はギヤ１２０を軸２８Ａに係合する第二位置（第四図
Ａ）に軸方向に位置決めされる。
ギヤ１１８は常に補助副軸ギヤ１１２と噛み合い、ギヤ
１２０は常に補助副軸ギヤ１１４と噛み合う。
双方の補助副軸ギヤ１１２と１１４とは補助副軸１０６
とともに回転するように取り付けられている。
ギヤ１１８はスリーブ１２６に設けられたクラッチ歯１
３４と選択的に係合するための歯１３８を設け、一方ギ
ヤ１２０はスリーブ１２６に設けられたクラッチ歯１３
６と選択的に係合するようにクラッチ歯１４０を設けて
いる。従って、クラッチ歯１３８と１３４とはギヤ１１
８と軸２８Ａとの係合と離脱に関連する第一確動クラッ
チ２０４を形成し、一方、クラッチ歯１４０と１３６と
はギヤ１２０と軸２８Ａとの係合と離脱に関連する第二
確動クラッチ２０６を形成する。
作動装置２０２は好適にクラッチ歯を弾力的に係合させ
るよう流体（気体）作動され、クラッチ部材１３８，１
３４ｇ１４０．及び１３６の全て又は何れかは前述の米
国特許明細書第３７９９００２号に記載されているよう
に弾力的に移動可能である。
ギヤ１１８，１２０，１１２及び１１４はそれぞれ４０
゜５Ｂ　、４１　、及び４８の歯を有しているので、ギ
ヤ１２０は常にギヤ１１８の回転速度の約１１！Ｍ＋’
ｌの速度で回転する。更に、クラッチ・スリーブ１２６
はその第一と第二の位置の間で直接シフトされるので（
すなわちギヤ列２００にはニエートラル位置がないので
）、シフト動作中、軸２８Ａ及びクラッチ・スリーブ１
２６、及びクラッチ部材１３４及び１３６は丁度離脱さ
れたギヤ１１８又は１２０とほぼ同じ速度で回転する。
従って、ギヤ列２００の軸２８Ａの所定の回転方向への
シフト用に、クラッチ２０４の係合中、クラッチ歯１３
４はクラッチ歯１３８よりも速く初期回転し、且つクラ
ッチ歯１３４の先縁２０８はクラッチ歯１３８の後縁２
１０と接触する。ギヤ列２００が軸２８Ａの所定の回転
方向にシフトするため、クラッチ２０６の係合中、クラ
ッチ歯１３６はクラッチ歯１４０よりも遅く初期回転し
、且つクラッチ歯１５６の後縁２１２はクラッチ歯１４
０の先Ｒ２１４と接触する。
第２図を参照すると、矢印２１６．２１８及び２２０は
ギヤ１１８、クラッチ・スリーブ１２６／軸２８Ａ及び
ギヤ１２０のそれぞれの回転速度を表している。２２０
の値は常に２１６の値の約１１５．６憾である。
クラッチ歯２０８の先縁２０８とクラッチは１３６の後
縁２１２には傾斜２２２が設けである。或いは、傾斜は
後縁２１０及び先縁２１４又は初期接触縁２０１３．２
１０，２１２．及び２１４の全ての上に設けることもで
きようう 傾斜２２２の寸法は、作動装置２０２から供給される比
較的軽い係合力の本とで、クラッチ１２６が超過速度ギ
ヤ１１８である場合（すなわちｆｔぼ丁度離脱されたギ
ヤ１２０の速度で回転）、傾斜によってクラッチ２０４
の係合を阻止するのに充分な軸方向の分離もしくはラチ
ェット力が生じるような寸法になっているう　しかし、
クラッチ１２６はギヤ１１８と等しい速度で、その後ギ
ヤ１１８よりも相対的に遅い速度で回転されるので、傾
斜２２２は強制的には歯１３８と接触せず、父、比較的
大きい初期係合力によって確動クラッチ２０４のクラッ
チ部材、すなわち歯１３４　、１３８がほぼ同期的な速
度で迅速且つスムーズに係合することができる。
同様に、傾斜２２２の寸法は、作動装［１２０２から供
給される比較的軽い係合力のもとで、クラッチ１２６が
超過速度ギヤ１２０である場合（すなわちほぼ丁度離脱
されたギヤ１１８の速度で回転）、傾斜によってクラッ
チ２０６の係合を阻止するのに充分な軸方向の分離もし
くはラチェット力が生じるような寸法になっている。し
かし、クラッチ１２６はギヤ１２０と等しい速度で、そ
の後ギヤ１２０と等しい速度で、その後ギヤ１２０より
も相対的に遅い速度で回転されるので、傾斜２２２は強
制的にはクラッチ歯１４０と接触せずｔ又１比較的大き
い初期係合力によってクラッチ２０６がほぼ同期状態で
迅速且つスムーズに係合することができる。
係傍位置では、クラッチ２０４のクラッチ部材１３４　
、１３８　、又はクラッチ２０６のクラッチ部材１５６
．１４０は弾力的に軸係会状態に駆り立てられ、又はそ
の状態に保持される。
前記の弾力性は前述の米国特許明細書第３７９９００２
号に記載のバネ付勢部材及び加圧流体作動装置の使用の
双方は一方によって得られる。
第５図を参照すると、クラッチ歯１４０がクラッチ歯１
３６に対して矢印２２０Ａの方向にわずかに回転される
とき、すなわちクラッチ２０６が丁度同期的に通過する
とき、歯１４０の表面２１４は傾斜２２２を乗抄越えて
係合する歯の間の最大バツクラツシ：Ｌ２２４の時点で
大きい初期軸方向係合力２３０が達成される。この大き
い初期係合力によって、クラッチはスムーズで確実な係
合のため１−歯ごとに同期”（ｏｎｅ　ｔｏ　ｏｔｈ　
ｐａｓｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　）係合し、これはク
ラッチ歯のバックラッシュに比較的鈍感である。この発
明は多くの種類の二段変速歯車列に関連するものである
が、変速比段階が比較的小さいスプリッタ型の変速機構
にとくに好適である。
従って、複合変速装置のスプリッタ型補助部品又は副部
品のような改良型の二段変速歯車列が得られることが理
解されよう。
発明の好適な実施態様のこれまでの説明は単なる例示で
あり、以下の特許請求項の精神と範囲から離れることな
く部品の程々の修正が可能である。
（発明の効果） 本発明はクラッチ歯の先縁および後縁に傾斜部を設け、
クラッチ部材の係合状態を比較的軽い係合力で作動させ
、かつ軸方向にクラッチ部材をシフトさせるので、クラ
ッチ歯の傾斜部に沿って生ずる係合によるクラッチ歯の
初期係合度が大きくなり、クラッチ部材を迅速かつスム
ーズにシフト係合させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の二段変速歯車列の概略図、第１Ａ図は
従来のシフトパターン概略図、第２図は本発明に使用さ
れるクラッチ機構の概略図、 第６図は本発明の補助部品を使用した複合変速装置の概
略図、 第３Ａ図は第２図の変速機構のシフト・パターン概略図
、 第４Ａ図及び第４Ｂ図は本発明の補助部品の部分平面図
、 第５図は本発明のクラッチ歯が同期交差時に初期係合を
達成する状態を示した拡大概略図である。 ２８Ａ・・・主軸　　１００・・・変速装置１０２・・
・補助伝動部品　１０４，１０４Ａ・・・補助副軸組立
体　　１０へ・・・補助副軸 １１２．１１４，１１６・・・補助副軸ギヤ１１８・・
・スプリッタギヤ １２０・・・スプリッタ／レンジ・ギヤ１２２・・・出
力＠　　１ｓ＜、１５６，１３８，１４０・・・クラッ
チ歯２００・・・ギヤ列　　２０２・・・作動装置２０
４・・・第一確動スイッチ２０６・・・第二確動スイッ
チ２０８．２１４・・・先縁　　２１０，２１２・・・
後縁２２２・・・傾斜部 （ほか２名） 手続補正書 平成元年１１月２１日 （き

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）第一回転方向を有する主軸（２８Ａ）と、該主軸（
    ２８Ａ）に対して回転可能な第一回転部材（１１８）と
    、 前記第一回転部材及び三軸に対して回転可 能な第二回転部材（１２０）と、 前記第一、第二回転部材と接触駆動関係に あり、第二回転部材を第一回転部材と同方向に且つ第一
    回転部材よりも速く回転させる駆動装置（１１２、１０
    ６、１１４）と、 前記第一回転部材（１１８）に設けた第一配列のクラッ
    チ歯（１３８）と、前記主軸（２８Ａ）とともに回転す
    るように取り付けられるとともに前記第一配列のクラッ
    チ歯と係合可能である第二配列のクラッチ歯とから構成
    されている第記第一回転部材（１１８）を主軸（２８Ａ
    ）に選択的にクラッチするための第一非同期確動クラッ
    チ（２０４）と、 前記第二回転部材（１２０）に設けた第三配列のクラッ
    チ歯（１４０）と、前記主軸（２８Ａ）と共に回転する
    ように取り付けられるとともに前記第三配列のクラッチ
    歯と係合可能である第四配列のクラッチ歯（１３６）と
    から構成されている、前記第二回転部材（１２０）を主
    軸（２８Ａ）に選択的にクラッチするための第二非同期
    確動クラッチ（２０６）とを備え、 前記クラッチ歯の配列（１３４、１３６、１３８、１４
    ０）は第一回転方向に回転するとき、先縁（２０８、２
    １４）と後縁（２１０、２１２）とを形成し、更に、前
    記第一クラッチ（２０４）と第二クラッチ（２０６）と
    を選択的に係合、離脱する作動装置（２０２、１４２）
    を備え、 該作動装置は第一配列（１３４）と第二配列（１３８）
    のクラッチ歯が係合状態に駆り立てられ、かつ前記第三
    配列（１３６）と第四配列（１４０）のクラッチ歯が係
    合状態に駆り立てられ、さらに前記第一配列（１３４）
    と第二配列（１３８）のクラッチ歯が分離される第一位
    置と、前記第三配列（１３６）と第四配列（１４０）の
    クラッチ歯が分離される第二位置（第４Ａ図）とを有し
    ており、前記作動装置は第一と第二の位置の一つから第
    一と第二の位置の別の一つへと直接移動する、二段変速
    歯車列組立体（２００）であって、 前記第一クラッチ歯の後縁（２１０）、第二クラッチ歯
    の先縁（２０８）、第三クラッチ歯の先縁（２１４）及
    び第四クラッチ歯の後縁（２１２）の一つに、これと係
    合可能なクラッチ歯の縁と係合するための傾斜部（２２
    ２）が設けられ、該傾斜部は軸方向ではこれと係合可能
    な歯の縁部に向かい周方向では前記縁部から離れるよう
    に傾斜しており、さらに、傾斜した縁を設けたクラッチ
    歯とこの縁部と接触するクラッチ歯とによって形成され
    るクラッチの係合を阻止するのに充分な軸方向分離力が
    、ほぼ円周方向に向かう力によって接触状態に付勢され
    る歯の表面に対して付与されるように構成したことを特
    徴とする組立体。 ２）歯車列が車両の駆動列を形成し、第一回転方向は車
    両の前進運動の方向に対応することを特徴とする請求項
    １記載の組立体。 ３）第二クラッチ歯（１３４）と第四クラッチ歯（１３
    ６）は共通のクラッチ・スリーブ（１２６）によって担
    持され、該クラッチ・スリーブは第一軸（２８Ａ）に取
    付けられ、この軸に対して軸方向移動およびこれと共に
    回転運動することを特徴とする請求項２記載の組立体。 ４）第一回転方向を有する第一回転軸（２８Ａ）と、該
    第一軸に対して同軸かつ回転可能な第一ギヤ（１１８）
    と、 前記第一軸に対して同軸かつ回転可能な第 二ギヤ（１２０）と、 前記第一ギヤと常に噛み合い、第二軸（１０６）と共に
    回転するように取り付けられた第三ギヤ（１１２）と、 前記第二ギヤと常に噛み合い、第二軸と共 に回転するように取り付けられた第四ギヤ （１１４）とを備え、 前記第一ギヤ上のギヤ歯の数の前記第三ギ ヤ上のギヤ歯の数に対する比率は、前記第二ギヤ上のギ
    ヤ歯の数の前記第四ギヤ上のギヤ歯の数に対する比率よ
    りも小さく、そのため前記第二ギヤは第一ギヤよりも速
    く、かつこれと同方向に回転し、更に、 前記第一ギヤ（１１８）に設けた第一配列のクラッチ歯
    （１３８）と、該第一軸（２８Ａ）とともに回転するよ
    うに取り付けられるとともに前記第一配列のクラッチ歯
    と係合可能である第二配列のクラッチ歯とから構成され
    、前記第一ギヤ（１１８）を第一軸（２８Ａ）に選択的
    にクラッチするための第一非同期確動クラッチ（２０４
    ）と、 前記第二ギヤ（１２０）に設けた第三配列のクラッチ歯
    （１４０）と、前記第一軸（２８Ａ）と共に回転するよ
    うに取り付けられるとともに第三配列のクラッチ歯と係
    合可能である第四配列のクラッチ歯（１３６）とから構
    成され、前記第二ギヤ（１２０）を第一軸（２８Ａ）に
    選択的にクラッチするための第二非同期確動クラッチ（
    ２０６）とを備えており、 前記クラッチ歯の配列（１３４、１３６、１３８、１４
    ０）は第一回転方向に回転するとき、先縁（２０８、２
    １４）と後縁（２１０、２１２）とを形成し、更に、前
    記第一クラッチ（２０４）と第二クラッチ（２０６）と
    を選択的に係合、離脱する作動装置（２０２、１４２）
    であって、第一配列（１３４）と第二配列（１３８）の
    クラッチ歯が係合状態に駆動されるとともに前記第三配
    列（１３６）と第四配列（１３８）のクラッチ歯が係合
    状態に駆動されて、第一配列（１３４）と第二配列（１
    ３８）のクラッチ歯を分離する第一位置と、前記第三配
    列（１３６）と第四配列（１４０）のクラッチ歯を分離
    する第二位置（第４Ａ図）とを有し、前記第一と第二の
    位置の間で直接移動するもの、とを備えている二段変速
    歯車列組立体（２００）において、前記第一クラッチ歯
    の後縁（２１０）と第二クラッチ歯の先縁（２０８）の
    いずれか一方、および第三クラッチ歯の先縁（２１４）
    と第四クラッチ歯の後縁（２１２）のいずれか一方に、
    クラッチ歯の縁部同士が係合可能となる傾斜部（２２２
    ）を設け、この傾斜部は、軸方向ではこれと係合可能な
    歯の縁に向かい、周方向では前記縁部から離れるように
    傾斜しており、さらに、傾斜した縁部を設けたクラッチ
    歯とこの縁部と接触するクラッチ歯とによって形成され
    るクラッチの係合を阻止するのに充分な軸方向分離力が
    、ほぼ円周方向に向かう力によって接触状態に付勢され
    る歯の表面に付与されるように構成したことを特徴とす
    る組立体。 ５）変速歯車列が車両の駆動列を形成し、第一回転方向
    は前記車両の前進運動の方向に対応することを特徴とす
    る請求項４記載の組立体。 ６）第二、第四のクラッチ歯（１３４、１３６）が、第
    一軸（２８Ａ）に取付けられて第一軸（２８Ａ）に対し
    軸方向移動およびこの軸とともに回転運動する両側クラ
    ッチ・スリーブ（１２６）によって担持されたことを特
    徴とする請求項５記載の変速歯車列組立体。 ７）クラッチ・スリーブ（１２６）が第一及び第三配列
    のクラッチ歯に軸方向に挿入され、このクラッチ・スリ
    ーブは加圧気体作動のピストン／シリンダ組立体を含む
    作動装置により軸方向移動して二つの選択可能な位置の
    一方を選択することを特徴とする請求項６記載の変速歯
    車列組立体。 ８）主伝動部品（１２Ａ）と直列に接続されて複合ギヤ
    変換変速装置（１００）を形成するレンジ／スプリッタ
    複合型式の補助伝動部品（１０２）であって、ハウジン
    グ（Ｈ）と、該ハウジング内に延び前記主伝動部品によ
    って駆動され、第一回転方向に回転する補助部品入力軸
    （２８Ａ）と前記ハウジングから延びる出力軸（１２２
    ）とを含み、さらに、 全てが前記補助部品入力軸及び出力軸と同 軸且つこれらに対して回転可能であるスプリッタ・ギヤ
    （１１８）と、スプリッタ／レンジ・ギヤ（１２０）と
    レンジ・ギヤ（１２４）と、前記ハウジング内に回転自
    在に支持された 補助副軸（１０６）と、この補助副軸に回転自在に取り
    付けられ、前記スプリッタ・ギヤと常に噛み合っている
    第一補助副軸ギア（１１２）と、前記補助副軸に回転自
    在に取り付けられ前記スプリッタ／レンジ・ギヤと常に
    噛み合っている第二補助副軸ギヤ（１１４）と、前記補
    助副軸に回転自在に取り付けられ前記レンジ・ギヤと常
    に噛み合っている第三補助副軸ギヤ （１１２）とから成る補助部品副軸組立体（１０４）と
    、 前記補助部品入力軸とともに回転するよう に取り付けられた両側クラッチ・スリーブ （１２６）を含み、且つ前記スプリッタ・ギヤを補助部
    品入力軸に連結するための第一位置と、前記スプリッタ
    ／レンジ・ギヤを補助部品入力軸に連結するための第二
    位置を有する二位置スプリッタ・クラッチ組立体と、 前記出力軸とともに回転するように取り付 けられ、且つ前記スプリッタ／レンジ・ギヤを補助部品
    出力軸に連結するための第一位置と、該レンジ・ギヤを
    補助部品出力軸に連結するための第二位置を有する二位
    置レンジ・クラッチ組立体（１２８）と、 前記スプリッタ・クラッチ組立体とレンジ ・クラッチ組立体のそれぞれをその二つの位置の選択さ
    れた一つに独立して位置決めするための制御装置とを備
    え、 前記主伝動部品は主入力軸（１６）を含み、且つこの主
    入力軸と前記補助入力軸との間でほぼ等しい変速比段階
    を有する複数の選択可能な順方向速度比を供給し、その
    際、 （Ａ／Ｄ）Ｘ（Ｅ／Ｂ）は主伝動部品の平均変速比の平
    方根とほぼ等しく、且つ、 （Ｃ／Ｆ）Ｘ（Ｅ／Ｂ）は主伝動部品の平均変速比をＮ
    乗でステップアップしたものとほぼ等しく、その際、 Ａ＝スプリッタ・ギヤ上の歯の数 Ｂ＝スプリッタ／レンジ・ギヤの歯の数 Ｃ＝レンジ・ギヤ上の歯の数 Ｄ＝第一補助副軸ギヤの歯の数 Ｅ＝第二補助副軸上の歯の数 Ｆ＝第三補助副軸上の歯の数 であり、且つ Ｎ＝高／低レンジの双方で利用される選択可能な主伝動
    部品の前進変速比の数となっている特徴を有し、さらに
    、 前記スプリッタ・クラッチ組立体は、スプ リッタ・ギヤ（１１８）を補助入力軸（２８Ａ）に選択
    的にクラッチするための第一非同期確動クラッチ（２０
    ４）を形成し、この第一クラッチは、前記スプリッタ・
    ギヤに設けられた第一配列のクラッチ（１３８）と、前
    記スリーブ（１２６）に設けられ第一配列のクラッチ歯
    と係合可能な第二配列のクラッチ歯（１３４）とから成
    っており、且つ該スプリッタ・クラッチ組立体は該スプ
    リッタ／レンジ・ギヤ（１２０）を該スプリッタ／レン
    ジ・ギヤ補助入力軸（２８Ａ）に選択的にクラッチする
    ための第二非同期確動クラッチ（２０６）を形成し、該
    第二クラッチは該スプリッタ／レンジ・ギヤに設けられ
    た第三配列のクラッチ歯（１４０）と、該クラッチ・ス
    リーブ（１２６）に設けられ前記第三配列のクラッチ歯
    と係合可能な第四配列のクラッチ歯 （１３６）とから成っており、 前記クラッチ歯の配列（１３４、１３６、１３８、１４
    ０）は第一回転方向に回転するとき、先縁（２０８、２
    １４）と後縁（２１０、２１２）とを形成し、前記第一
    クラッチ歯の後縁（２１０）と第二クラッチ歯の先縁（
    ２０８）のいずれか一方、および第三クラッチ歯の先縁
    （２１４）と第四クラッチ歯の後縁（２４２）のいずれ
    か一方にクラッチ歯の縁部同士が係合可能となる傾斜部
    （２２２）を設け、この傾斜部は、軸方向ではこれと係
    合可能な歯の縁に向かい、周方向では前記縁部から離れ
    るように傾斜しており、さらに、傾斜した縁部を設けた
    クラッチ歯とこの縁部と接触するクラッチ歯とによって
    形成されるクラッチの係合を阻止するのに充分な軸方 向分離力が、ほぼ円周方向に向かう力によって接触状態
    に付勢される歯の表面に対して付与されるように構成し
    たことを特徴とする補助伝動部品組立体。 ９）補助部品が車両駆動列の一部を形成し、第一回転方
    向は該車両の前進方向と対応することを特徴とする請求
    項８記載の補助伝動部品組立体。 １０）レンジ・クラッチ組立体がその両位置に対して同
    期するクラッチであることを特徴とする請求項９記載の
    補助伝動部品組立体。
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