JPH04285328A - 深いスプラインと増力傾斜面とを備えた同期装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速機の自己付勢同期
装置に関する。更に詳細に述べれば、本発明は、多段変
速機の幾つかの比率歯車と共に使用してシフト時間と幾
つかの比率歯車の労力を実質上等しくする機構に関する
。

【０００２】

【従来の技術】多段変速機の分野では、変速歯車比のす
べてまたは幾つかのシフト時間を減らすのに同期装置を
使用することができることは周知である。車両の操縦者
に必要なシフト労力、すなわち、シフトレバーに加えら
れる力は自己付勢形式の同期装置を使用することにより
低減することができることもわかっている。操縦者のシ
フト労力は一般に車両の大きさと共に増大するから、自
己付勢形式の同期装置は大型トラックには特に重要であ
る。このような機構の従来技術の例は、米国特許第　２
，４１０，５１１号、第　２，８９６，７６０号、第　
３，５４８，９８３号、第　４，４１３，７１５号、第
　４，８３６，３４８号、および第　４，８６９，３５
３号を参照することにより見ることができる。これらの
特許はここに参照してふくまれている。

【０００３】上記特許の同期装置は、それぞれ歯車を回
転軸に同期させ、確実に掛けはずしする摩擦部材および
ジョー部材を備えている。シフト力によりジョー部材の
一つの初期係合移動に応じて予備付勢装置が摩擦部材を
初期係合させるのに応じて阻止部材が係合し、阻止部材
はジョー部材の非同期係合を阻止してシフト力を摩擦部
材に伝え、その同期トルクを増大させるように動作し、
自己付勢傾斜面は、トルクに反抗してシフト力の方向に
およびシフト力に付加される付加力を発生して摩擦部材
の同期トルクを更に増大させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記各特許の同期装置
の構造は、ここに述べるピン式同期装置の構造とはかな
り異なっている。少くとも部分的には、これら構造の相
違により、ピン式同期装置に上述の自己付勢の特徴を付
与することは困難であった。更に、上記各特許の同期装
置は、シフト時間およびシフト労力を充分に低減するこ
とができるが、すべての変速機についてはシフトの所要
条件が変化すること、すなわち、速度比の低い歯車は一
般に速度比の高い歯車よりシフト労力および／またはシ
フト時間が多いということ、およびダウンシフトは一般
にアップシフトより労力および／または時間を多く必要
とするということを考慮していない。

【０００５】本発明の目的は、変速機の幾つかの速度比
のシフト時間およびシフト労力を等しくする自己付勢同
期装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明の一特徴によれば、その開示をここに参
照により取入れてある米国特許第　４，４６２，４８９
号に説明されているようなピン式同期装置が、それぞれ
第２の摩擦手段およびジョー手段と係合することができ
て半径方向に広がるフランジを軸方向に移動させる軸方
向シフト力に応じてそれぞれ歯車を回転軸に同期させ、
歯車を回転軸に確実に連結する第１の摩擦手段およびジ
ョー手段を備えている。連結手段は、フランジの軸方向
の移動に応じて第１のジョー手段を軸方向に移動させる
ようにしている。第１のジョー手段は、回転軸に固着さ
れた外スプライン歯と噛合う複数の内スプライン歯を備
えている。 各外スプライン歯は、回転軸の軸線に平行な隣接外スプ
ライン歯の側面から円周方向に一定間隔を置いて前記側
面に対向して設けられた側面を備えている。第１のジョ
ー手段の半径方向内側の限界はその内径を画定している
。噛合うスプライン歯は、回転軸に対する第１のジョー
手段の軸方向の移動を可能とし、回転移動を阻止するよ
うになっている。第２の摩擦手段およびジョー手段が歯
車に固着されている。第１および第２の阻止手段は、係
合したときジョー手段が同期前に係合するのを阻止する
ように動作する。第１の阻止手段は、第１の摩擦手段か
ら軸方向にフランジの開口内に突出する円周方向に一定
間隔で設置された複数のピン状手段により形成されてい
る。第２の阻止手段は、開口の周りに形成されている。 予備付勢手段が設けられていて、中立位置から歯車の方
へ向うシフト力によるフランジの初期軸方向移動に応じ
て摩擦手段を係合させ、摩擦手段の係合に応じて阻止手
段を係合させてピン状手段を介してフランジに伝えられ
る同期トルクを発生し、シフト力を阻止手段を介して第
１の摩擦手段に伝え、摩擦手段の係合力を増大させるよ
うにしている。

【０００７】本発明による改良は、フランジおよび第１
のジョー手段に対する連結手段、およびフランジが第１
のジョー手段および回転軸に対するフランジの円周方向
移動を制限する止め手段を備えており、回転軸スプライ
ンに円環状溝を形成する第１の凹所を備え、この凹所は
、可動ジョー手段の内スプライン歯の内径より大きい最
小外径を有しており、凹所の一端に幾つかの回転軸スプ
ラインの共通の円周方向に対角する第１の側面があって
、この側面は回転軸の軸に直角な平面に対して９０°未
満の角度を形成する第１の自己付勢傾斜面を備えており
、フランジから半径方向内側に突出し、第１の傾斜面に
隣接する位置で回転軸スプラインの空間に受けられる幾
つかの反作用手段を備え、この反作用手段は、回転軸ス
プラインの凹所の最小外径より大きい内径を有しており
、反作用手段は、第１の歯車に関連する係合摩擦手段か
らの少くとも一方向の同期トルクに応じて第１の傾斜面
と噛合い係合する第２の自己付勢傾斜面を含みフランジ
にシフト力の方向に軸方向付加力を発生して摩擦手段の
係合力を増大させていることを特徴としている。

【０００８】

【実施例】「複合変速機」という用語は、直列に連結さ
れた主変速機部および補助変速機部とを備え、これによ
り主変速機部の所定の歯車減速を、補助変速機部の別の
所定の歯車減速により高めることができる変速度または
換え歯車変速機を指すのに使用する。「アップシフト」
という用語はここに使用する限り低速の方の歯車比から
高速の方の歯車比に移すことを意味するものとする。 「ダウンシフト」という語はここに使用する限り高速の
方の歯車比から低速の方の歯車比に移すこととする。

【０００９】「低速歯車」または「低歯車」という用語
はここに使用する限り、変速機で比較的低速の前進動作
に利用される歯車、すなわち、入力軸の速さに対する出
力軸の高減速を有する一組の歯車、を指すものとする。 「同期クラッチ機構」は、所定比の歯車を確動クラッチ
により軸に回転不能に結合するクラッチ機構であって、
確動クラッチの係合しようとする試みが確動クラッチの
部材が確動クラッチに関連する同期化摩擦クラッチによ
り実質上同期回転するようになるまで阻止されるクラッ
チ機構を指すものとする。「自己付勢」という用語は、
ランプまたはカムまたは類似のものを備えて同期クラッ
チの係合力を摩擦クラッチの同期トルクに比例して増加
させる同期クラッチ機構を指すものとする。

【００１０】図１において、レンジ式補助部１５と直列
に接続された主変速機部１４を有する複合変速機１２が
示されている。両部は周知であり、双カウンタ軸式のも
のである。変速機１２は主変速機部１４だけから、また
は補助部がスプリッタ式またはスプリッタ／レンジ式の
ものである他の形式の複合変速機から構成することがで
きることが理解される。このような変速機は米国特許第
　４，７８８，８８９号に開示されており、これをここ
に参照により取入れてある。

【００１１】一般的に、変速機１２は、ハウジングＨの
中に収納され、選択的に離脱され常時係合している摩擦
マスタクラッチＣを通してディーゼル機関のような原動
機により駆動される入力回転軸１６を備えている。摩擦
マスタクラッチＣは、エンジンのクランク軸２０に駆動
接続された入力すなわち駆動部１８および変速機の入力
軸１６に回転可能に固定された被駆動部２２を備えてい
る。

【００１２】変速機１２において、入力回転軸は、複数
の実質上同一のカウンタ軸アセンブリ２６，２６Ａ　を
実質上同一回転速度で同時に駆動する入力歯車２４を支
持している。変速機１２では、図示した二つのカウンタ
軸アセンブリ２６，２６Ａ　は、全般に入力回転軸１６
と同軸に設けられている主軸２８の直径上反対側に設け
られている。各カウンタ軸アセンブリ２６，２６Ａ　は
、ハウジングＨに軸受３２，３４により両端で支持され
ているカウンタ軸３０を備えている。

【００１３】ハウジングＨの一部だけを概略図示してあ
る。各カウンタ軸３０にはこれと共に回転するように固
定されている同一群のカウンタ軸歯車３８，４０，４２
，４４，４６，および４８が設けられている。複数の駆
動歯車すなわち主回転軸歯車５０，５２，５４，５６，
および５８が主回転軸２８を囲み、一度に一つづつ、主
回転軸２８に選択的に掛けはずし可能で、自己付勢同期
クラッチ機構６０，６２およびクラッチカラー機構６４
の滑動により主回転軸２８と共に回転する。クラッチ機
構６０は、左方に移動されクラッチ入力歯車２４を主回
転軸２８に係合させ、入力回転軸１６と主回転軸２８と
の間に直接駆動関係を生ずる。

【００１４】好適には、各主回転軸歯車は主回転軸２８
を取囲み、これと連続噛合いをなしており、関連のカウ
ンタ軸歯車群により浮動的に支持されている。このよう
なカウンタ軸歯車の取付けおよびこれから生ずる特別な
利点については米国特許第　３，１０５，３９５号およ
び第　３，３３５，６１６号に非常に詳細に説明されて
おり、これをここに引用により取入れてある。一般的に
、クラッチ機構６０，６２および６４は、従来技術で周
知のように、シフトバーハウジングアセンブリ（図示せ
ず）と関連するシフトフォーク（図示せず）により軸方
向に位置決めされている。クラッチカラー６４は周知の
非同期複動ジョークラッチ形式のものである。

【００１５】本発明を周知の双カウンタ軸、浮動主回転
軸、および浮動主回転軸歯車形式の変速機に関連して図
解しているが、本発明は、単一カウンタ軸式の変速機に
も同等に適用できることが理解される。その他に、本発
明は、手動操作変速機により図解され、これと関連して
有利に利用されるが、本発明は、米国特許第　４，３６
１，０６０号および第　４，４２７，４４７号に図示さ
れている形式の半自動および全自動機械変速機にも同等
に利用可能である。

【００１６】主回転軸歯車５８は逆転歯車であり、従来
どおりの中間遊び歯車（図示せず）によりカウンタ歯車
４８と常時噛合い係合している。主変速機部１４は選択
し得る五つの前進速度比を備えているが、最低前進速度
比、すなわち、主回転軸歯車５６を主回転軸２８に駆動
接続することにより得られる比、は厳しい条件下で車両
を始動する場合にのみ使用される低歯車またはクリーパ
歯車と考えられることになるような高歯車減速のもので
あることが非常に多い。主変速機部１４を、ここでは２
速レンジ部１５のような補助変速機部と共に使用する場
合には、低歯車は通常組合わせられない。したがって、
変速機１２はここでは九つの前進速度比を設けている。

【００１７】補助変速機部１５は、実質上同一の二つの
補助カウンタ軸アセンブリ６６，６６Ａ　を備えており
、各々は、ハウジングＨの軸受７０，７２によりその反
対端で支持されてそれと共に回転するよう固定された二
つの補助部カウンタ軸歯車７４，７６を支持している補
助カウンタ軸６８を備えている。補助カウンタ軸歯車７
４は、主回転軸２８を取囲むレンジ歯車７８と常時噛合
い、これを支持している。補助カウンタ軸歯車７６は、
出力回転軸８２を取囲み且つこれと共に回転するよう固
定されているレンジ／出力歯車８０と常時噛合ってこれ
を支持している。

【００１８】滑動する、複動自己付勢同期クラッチ機構
８４は、回転のため主回転軸２８に固定され、レンジ歯
車７８または出力歯車８０を主回転軸２８に選択的に結
合するのに使用される。クラッチ機構８４は、複動自己
付勢同期クラッチ装置６０，６２の原理および前述の同
時係属中の特許出願番号第０７／６３３，７３９号の一
方向同期クラッチ装置の原理の多くを利用している。

【００１９】変速機１２は、レンジクラッチ機構８４を
左方に位置決めしてレンジ歯車７８を主回転軸２８に結
合し、次いで主変速機部をその五つの前進速度比５６，
５４，５２，５０，１６を通してシフトすることにより
その九つの前進速度比の内の最初の五つを通して順次に
アップシフトされる。他の四つの前進速度比を介する順
次シフトはレンジクラッチ機構８４を右方に位置決めし
て主回転軸２８を出力歯車８０または出力回転軸８２に
直接結合し、次いで主変速機部を四つの前進速度比５４
，５２，５０，１６を介してシフトすることにより行わ
れる。ダウンシフトは単にアップシフトの逆である。

【００２０】以下の詳細な説明において、図１に概略図
示した構成要素および要素に直接対応する構成要素およ
び要素を同じ参照番号で示すことにする。

【００２１】つぎに主として図２および図３を参照する
と、中心軸線２８ａ　の周りに回転するよう取付けられ
た回転軸２８を備えている歯車および同期装置アセンブ
リ８６、回転軸に回転可能に支持され、円環状推力部材
８８，９０により回転軸に対して軸方向の動きに逆らっ
て固定されている軸方向に間隔を置いて配設された歯車
５２，５４、および複動同期クラッチ機構６２が詳細に
示されている。推力部材８８，９０は、回転軸のスプラ
イン歯２９の円環状溝２８ｂ，　２８ｃに軸方向に保持
され、二つの歯２９の間の空間に設けられたリテーナピ
ン９２（図３）により回転軸に対する回転を阻止するよ
うに固着されている。

【００２２】同期装置６２は、円環状摩擦部材部分９４
，９６、および歯車５２，５４と一体に形成されたジョ
ークラッチ部材部分９８，　１００を備えており、ジョ
ークラッチ部材１０２，　１０４は、回転軸２８と一体
に形成されるかまたはそれに固着されている外スプライ
ン歯２９と滑り噛合いする内スプライン歯１０６，　１
０８、ジョークラッチ部材１０２，　１０４の軸方向に
対向する表面１０２ａ，１０４ａの間にはさまれている
軸方向に対向する側面１１０ａ，１１０ｂを有する軸方
向に延びるシフトフランジ１１０　、フランジおよびジ
ョー部材を軸方向移動に対向して固定する三つのＨ形リ
テーナ部材１１２　（その一つを図５の斜視図に示して
ある）、各摩擦から軸方向にフランジの開口１１０ｃを
通して突出する円周方向に一定間隔に設けられた三つの
ピン１１８　により共に堅固に固定されている円環状摩
擦部材またはリング１１４，　１１６、および各々がピ
ンにより形成される表面と相互作用するばね１２２　お
よびプランジャ１２４　を備えている三つの予備付勢お
よび中立中心出しアセンブリ１２０　を備えている。

【００２３】代りに、同期装置６２を単動、ピン式のも
の、すなわち、一つの歯車だけを回転軸に同期させ、ジ
ョー掛け外しするように構成されたものとすることがで
き、このような装置は米国特許第　３，２２１，８５１
号に開示されており、これをここに参照により取入れて
ある。また、リテーナ１１２　、ピン１１８　およびア
センブリ１２０　の数はここに示したものより多くまた
は少くすることができる。

【００２４】容易にわかるとおり、摩擦部材９４，１１
４　および９６，１１６　の組はジョークラッチの係合
前に歯車を回転軸に同期させる摩擦クラッチを形成して
いる。円錐クラッチが望ましいが、他の形式の摩擦クラ
ッチを使用することができる。摩擦部材９４，９６は幾
つかの既知の方法のどれによっても関連歯車に固着する
ことができる。摩擦部材９４，９６はそれぞれ外円錐摩
擦面１１４ａ，１１６ａと噛合う内円錐摩擦面９４ａ，
　９６ａを備えている。部材９４，９６，および１１４
，　１１６をそれぞれ同期カップおよび同期リングとも
言う。

【００２５】広範囲の円錐角を使用することができる。 ここでは　７．５°の円錐角を採用する。摩擦面１１４
ａ，１１６ａおよび／または９４ａ，　９６ａは、基礎
部材に固着した幾つかの既知の摩擦材のどれによっても
形成することができる。ここでは、米国特許第　４，７
００，８２３号、第　４，８４４，２１８号、および第
　４，７７８，５４８号に示されているような熱分解カ
ーボン摩擦材が望ましい。これら特許はここに参照によ
り取入れてある。

【００２６】ピン１１８　を図６に非常に詳しく示して
ある。各ピンは、フランジ開口１１０ｃの直径よりわず
かに小さい直径を有する大径部１１８ａ、摩擦リング１
１４，　１１６の間に（ここでは中間に）間隔を置いて
設けられた直径の小さくなった部分すなわち溝部分１１
８ｂ、ピン軸から半径方向外側に且つここではピン軸に
垂直な線に対して約４０°の角で互いに軸方向に遠ざか
る円錐状阻止肩部、および望ましいが必らずしも必要で
はないが、独立の予備付勢面１１８ｅ，１１８ｆ，およ
び突出する二次中心出し面１１８ｇ，１１８ｈを備えて
いる。溝部分は、そのそれぞれのフランジ開口内に配置
されたとき、剛性摩擦リングおよびピンアセンブリをフ
ランジに対して限られた回転ができるようにしてピンの
阻止肩部をフランジ開口の周りに形成されている面取り
阻止肩部１１０ｄ，１１０ｅと係合させる。

【００２７】予備付勢面１１８ｅ，１１８ｆは、円錐形
阻止肩部１１８ｃ，１１８ｄの一部と弦状に交差し、ま
たは除去しているが、望ましくは（ただし必らずしも必
要ではないが）平らな平面状表面であり、ピンの軸線に
対して阻止手段の表面の角度より幾分小さい角を形成し
ている。心出し面１１８ｇ，１１８ｈも平らな平面状表
面であり、図面で容易にわかるように、ピンの軸線に対
して阻止手段および予備付勢装置の表面の角度よりかな
り小さい角を形成している。ここに示したように、平ら
な表面の弦状限界はピン軸線および回転軸線と同心の円
への接線である。二次心出し面により発生される軸方向
の力は、このような位置決めがフランジを移動させるシ
フト機構により完全に行われていなかった場合に、フラ
ンジ１１０　をその中立位置まで戻すのに充分であるべ
きである。

【００２８】プランジャ１２４　は、フランジのスロッ
ト１１０ｆに設置された蔓巻き圧縮ばね１２２によりピ
ンの予備付勢手段の表面および中心出し面に向って半径
方向外側に偏倚されている。スロットの主要限界は望ま
しくは、ただし必らずしも必要ではないが、回転軸の軸
線に対して半径方向に延出している。スロットは、フラ
ンジ側面１１０ａ，１１０ｂを通して、フランジ開口１
１０ｃの中まで軸方向に延出しており、またその半径方
向内側の限界に端　１１０ｇを有しばねがこれに対して
反作用を及ぼしている。ばねの半径方向内側の部分は、
スロット端から半径方向外側に延出するくぎのような図
示しない手段により保持することができる。

【００２９】プランジャ１２４　は、薄板金属材料から
形成することができるが、望ましくは鋳造材料または鋼
のような緻密な材料から形成して構造剛性と表面硬度と
を持たせる。各プランジャ１２４　は、平らな予備付勢
装置および関連ピン１１８　の心出し表面と協働する平
らな傾斜面１２４ａ，１２４ｂを有する頭部を形成する
閉鎖端を持つ幾分Ｕ形の断面を備えている。各プランジ
ャの側壁は、スロット１１０ｆの半径方向に広がる側壁
面と滑動可能に協働してプランジャを円周方向に保持す
る表面１２４ｃ，１２４ｄを備えている。プランジャの
側壁はまたジョー部材１０２，　１０４の軸方向に対向
し、半径方向に広がる端面１０２ａ，１０４ａと滑動可
能に協働してプランジャを軸方向に保持する表面１２４
ｅ，１２４ｆを備えている。

【００３０】先に述べたように、ジョー部材１０２，　
１０４には、　回転軸に固着された外スプライン歯２９
と滑動可能に噛合う内スプライン歯１０６，　１０８が
ある。外スプラインには回転軸の軸線に平行に延びるイ
ンボリュート側面２９′があり、そのジョー部材スプラ
インの側面と噛合う面はそれらの間の相対回転ができな
い。Ｈ形部材１１２　は各々ジョー部材表面１０２ｂ，
１０４ｂに対して反作用する端部１１２ａ，１１２ｂ、
および端部を相互に接続する中心部１１２ｃを備えてい
る。中心部は、ジョー部材の軸方向に延びるスロット１
０２ｃ，１０４ｃを通して充分に、且つ中心部１１２ｃ
と協働してフランジのジョー部材および回転軸に対する
回転移動を今後説明する理由で制限する半径方向に広が
る止め面１１０ｎ，１１０ｍを備えている開口を通して
自由に、延びている。

【００３１】図２、図３、および図８ないし図１０で最
も良くわかるように、フランジ１１０　の図１および図
９の中立位置からの二つの軸方向の回転軸の外歯２９の
部分は、フランジ１１０　から半径方向内側に回転軸２
９の間の軸方向に延びる空間の中まで延びる反作用手段
すなわち内歯１１１　により形成される同様な数の傾斜
面と協働する一つ以上の傾斜面を備えるように修正され
ている。傾斜面によりフランジがジョー部材１０２，　
１０４、および回転軸２８に対して限られた回転をする
ことができ、また傾斜面は円錐クラッチと回転軸との間
の同期トルクに反応して軸方向付加自己付勢力を発生し
、フランジ１１０　に加えられるシフト力により最初に
係合される円錐クラッチの係合力を増大させ、これによ
り円錐クラッチにより供給される同期トルクを増大させ
る。

【００３２】傾斜面は、アップシフトおよびダウンシフ
トの場合に生ずるように、一方または両方の歯車に対す
る同期力を増大するように、またはいずれかの方向のト
ルクに応じて同期力を増大するように、設けることがで
きる。更に詳細に述べれば、各Ｈ形リテーナの中心部１
１２ｃの円周方向の間の各歯２９には、支柱状部分２９
ａ　により形成される第１の端を有する円環溝を画成す
る軸方向に間隔を置いて設けられた第１および第２の凹
所、軸方向対向端２９ｂ，　２９ｃ、および最小外径２
９ｄ　がある。最小外径２９ｄ　は、スプライン２９の
根元の直径より大きく、ジョークラッチのスプライン１
０６，　１０８の内径１０６ａ，１０８ａより大きい。 また、最小外径２９ｄ　は、内歯１１１の内径１１１ｅ
より小さい。

【００３３】支柱状部分２９ａ　は、両方向で各歯の部
分を除去することにより形成された菱形をなしている。 除去部分の軸方向および半径方向の限界は、支柱部分２
９ａ　の増力傾斜面２９ｅ，　２９ｆ，２９ｇ，　２９
ｈを機械加工しやすくし、且つこのような除去による歯
の強度に及ぼす影響が可能な限り少くなるように選定さ
れる。更に、スプライン歯２９には、傾斜面がそれに作
用する力による摩耗が可能な限り小さくなるよう充分な
面積を確保するのに充分な半径方向の深さが与えられて
いる。支柱部分２９ａの軸方向端２９ｍ，　２９ｎと歯
２９の軸方向端２９ｂ，　２９ｃとの間の除去部分すな
わち凹所の軸方向限界は、単にその歯に円環状溝を画成
することにより形成される。除去部分の軸方向の長さは
、傾斜面を形成する加工工具を挿入しやすくするのに充
分である。

【００３４】傾斜面２９ｅ，　２９ｆは、それぞれ、フ
ランジ歯１１１　の傾斜面１１１ａ，１１１ｂと作用し
合って軸方向付加力を発生し、いずれかの方向のトルク
に応じて歯車５４の同期速さを増し、または補助する。 傾斜面２９ｇ，　２９ｈは、それぞれ、傾斜面１１１ｃ
，１１１ｄと作用し合い、いずれかの方向の同期化トル
クに応じて歯車５２に対する軸方向付加力を発生する。 傾斜面の角度は、アップシフトおよびダウンシフトに対
しておよび高速度比および低速度比に対して異なる量の
軸方向付加力を発生するように変えることができる。

【００３５】また、一つ以上の歯車に対して一つの方向
の軸方向付加力が望ましくない場合には、傾斜面をスプ
ラインに平行にする、すなわち、有効な傾斜面が形成さ
れないようにすることができる。軸方向付加力の大きさ
または量は、今後更に説明するように、摩擦クラッチお
よび自己付勢傾斜面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りシフトフランジ１１０　に加
えられる所定のシフト力に対する付加力の大きさは、傾
斜角および／または平均半径比を変えることにより変え
ることができる。

【００３６】フランジ１１０　が図１および図９の中立
位置にあるときは、ピン１１８　の直径が小さくなった
部分１１８ｂがその関連するフランジ開口１１０ｃと半
径方向に整列し、円錐クラッチの摩擦面がわずかに離れ
、ばね１２２　の力によりピン１１８　の予備付勢装置
面１１８ｅ，１１８ｆに作用するプランジャ１２４　の
傾斜予備付勢装置面１２４ａ，１２４ｂによりこの間隔
関係に維持される。予備付勢装置面により発生されるシ
フト力は、円錐クラッチ面間の油の粘性剪断のため自己
付勢傾斜面によりフランジに作用する軸方向付加力を中
和するに充分であることが望ましい。

【００３７】いずれかの歯車を回転軸に結合させたいと
きは、米国特許第　４，９２０，８１５号に開示され、
ここに参照により取入れてあるような、適切な、図示し
てないシフト機構をフランジ１１０　の外周に既知の方
法で接続してフランジを回転軸２８の軸に沿って軸方向
に、左に動かして歯車５２に結合させるかまたは右に動
かして歯車５４に結合させる。シフト機構は、操作者が
リンク装置により手で動かすことができ、アクチュエー
タにより選択的に動かすことができ、またはシフト機構
の動きを自動的に開始させ、シフト機構により加えられ
る力の大きさをも制御する手段によって動かすことがで
きる。シフト機構を手で動かすときは、力は操作者がシ
フトレバーに加える力に比例する。手で加えてもまたは
自動的に加えても、力はフランジ１１０　に軸方向に加
えられ、図１１の矢Ｆｏの長さで表わされる。

【００３８】操作者のシフト力Ｆｏによるフランジ１１
０　の最初の右向きの軸方向の動きは、予備付勢装置面
１１８ｆ，１２４ｂによりピンに伝えられ、円錐面１１
６ａと円錐面９６ａ　との初期摩擦係合を行う。円錐面
の初期係合力は、勿論ばね１２２　の力および予備付勢
装置面の角度の関数である。 初期摩擦係合により（同期条件が存在し且つ自己付勢傾
斜面の効果を一時的に無視すれば）初期円錐クラッチ係
合力および同期化トルクＴｏが発生し、これによりフラ
ンジ１１０　と係合摩擦リングとの間の限られた相対回
転、したがって、直径の小さくなった部分１１８ｂのフ
ランジ１１０ｃの適切な側面への動きが確保されて、ピ
ンの阻止肩部１１８ｃがフランジの阻止肩部１１０ｄと
係合する。

【００３９】これら阻止肩部が係合すると、フランジ１
１０　にかかる操作者の全シフト力が阻止肩部を介して
摩擦リング１１６　に伝えられ、これにより円錐クラッ
チが操作者のシフト力Ｆｏの全力によって係合され、操
作者の合成同期トルクＴｏが発生する。この操作者の同
期トルクは、図１０に矢印Ｔｏで表わされている。阻止
肩部は操作者のシフト力Ｆｏの軸方向に対して傾斜して
設けられているので、円錐クラッチからの同期トルクに
逆らうが非同期状態中はより小さい大きさの対抗力また
は非阻止トルクを生ずる。

【００４０】実質上同期に達するにつれて、同期化トル
クは非阻止トルク以下に下がり、これにより阻止肩部が
ピンを動かして開口１１０ｃと同心関係にし、図８に示
すように、フランジの軸方向移動およびジョー部材１０
４　の外ジョー歯１０４ｄとジョー部材１００　の内ジ
ョー歯１００ａとの係合の継続が可能になる。従来技術
で既知であるように、また図８のジョー部材９８のジョ
ー歯９８ａ　のみに対する参照番号で指定したように、
ジョー歯のリード部分は傾斜前縁９８ｂ　を備えて初期
接触中の歯の損傷を減らし、面取りまたはくさび面９８
ｃ　を備えて歯を噛合い整列させている。このようなリ
ード部分を有するジョー歯については、適切な傾斜角に
ついての教示をも与えている米国特許第　３，２６５，
１７３号と共に、ここに参照により取入れてある米国特
許第　４，２４６，９９３号に非常に詳細に示されてい
る。

【００４１】くさび面は、非対称でよいが、歯の前縁の
当接接触によるシフトの遅れが無いようにする。滑らか
で比較的労力の少いシフトの完了を容易にするには、ジ
ョー歯は円周方向に可能な限り細いかまたは小さくして
、これによりジョー歯の噛合い整列に必要な数または進
行回転角度をできる限り小さくするのが望ましい。また
、ジョー歯は、実用し得る限り大きい直径の周りに設け
るのが望ましい。

【００４２】なお、自己付勢傾斜面の効果を無視すると
、力Ｆｏにより与えられる円錐クラッチのトルクは式（
１）　により表わされる。 　　　　　　　　　　　　Ｔｏ　　＝　ＦＯＲｃ　μｃ
　／　　ｓｉｎα　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（１）ここで Ｒｃ　　＝　　円錐摩擦面の平均半径、μｃ　＝　　円
錐摩擦面の摩擦係数、 α　　＝　　円錐摩擦面の角度

【００４３】つぎに、自己付勢傾斜面の影響に注意し、
特に図９および図１０を参照すると、操作者が加える軸
方向のシフト力Ｆｏによる同期化トルクＴｏは、勿論ピ
ン１１８　によりフランジ１１０　に伝えられ、自己付
勢傾斜面を横断して回転軸２８に反作用を及ぼす。自己
付勢傾斜面は、係合したとき、回転軸２８およびジョー
部材１０２，　１０４に対するフランジの回転を制限し
、シフト力Ｆｏと同じ方向にフランジに作用する軸方向
の力成分すなわち軸方向付加力Ｆａを発生し、これによ
り円錐クラッチの係合力が更に増大して、トルクＴｏに
加えられる付加同期化トルクＴａが発生する。

【００４４】図９は、シフトフランジ１１０　が図２の
位置に対応する中立位置にあるときの自己付勢傾斜面の
位置および回転軸スプライン２９に対するジョー部材ス
プライン１０６，　１０８の位置を示す。図１０は、歯
車５４が係合円錐面９６ａ，　１１６ａ　により同期化
されているときの傾斜面およびスプラインの位置を示し
ている。係合円錐面は、フランジ部材の傾斜面１１１ｄ
と回転軸傾斜面２９ｆ　との係合を行った方向に同期化
トルクを発生している。

【００４５】したがって、円錐クラッチを係合する軸方
向の力の和は、図１１のグラフで示したように、Ｆｏプ
ラスＦａであり、円錐クラッチにより発生されている同
期化トルクの和はＴｏプラスＴａである。所定の操作者
シフト力Ｆｏおよび操作者同期化トルクＴｏに対して、
軸方向付加力の大きさは、係合自己付勢傾斜面の角度の
関数であることが望ましい。この角度は、操作者による
所定の適度なシフト労力に応じて同期化トルクをかなり
増大し、同期化時間を減らすのに充分な大きさの付加力
Ｆａを発生するに充分な程大きいことが望ましい。しか
し、この角度は、調節された軸方向付加力Ｆａを発生す
るのに充分な程小さいことも望ましい。すなわち、力Ｆ
ａは力Ｆｏの増大または減少に応じて増加または減少す
べきである。

【００４６】傾斜角が大き過ぎると、傾斜は自己付勢で
はなく自己−ロック（ｓｅｌｆ−ｌｏｃｋｉｎｇ）とな
る。したがって円錐クラッチの初期係合が行われると、
力Ｆａは力Ｆｏとは無関係に急速に且つ制御不能に増大
し、これにより円錐クラッチは自己−ロックに向う。自
己付勢の代りに自己−ロックになればシフトの質すなわ
ちシフト感が減少し、同期装置の構成要素に余分な応力
が加わることがあり、円錐クラッチ面の過熱および急速
な摩耗を生ずることがあり、操作者によりシフトレバー
の動きを無効にすることさえある。

【００４７】自己付勢傾斜角θを計算するための、およ
び操作力Ｆｏに比例して増減する軸方向付加力を発生す
るための主要変数は、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比Ｒｃ
および自己付勢傾斜面のＲｒ、傾斜面の摩擦係数μｒ　
、および自己付勢傾斜面の圧力角φである。圧力φは０
とすることができる。ここでは、傾斜面の圧力角は２０
°である。

【００４８】円錐クラッチにより発生される全同期化ト
ルクＴｔは、 　　　　　　　　　　　　Ｔｔ　　＝　　ＦｔＲｃμｃ
　／　　ｓｉｎα　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（２）ここで　　　　　　　　
　　Ｔｔ　　＝　　Ｔｏ＋Ｔａ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３
）　　および　　　　　　　　　　Ｆｔ　　＝　　Ｆｏ
＋Ｆａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（４）

【００４９】軸方向付
加力Ｆａに対する式は、微分なしで与えられるが、次の
通りである。

【００５０】

【数１】

【００５１】ここで傾斜角θは回転軸２８ａ　に垂直な
平面から測ってあり、Ｆｔａｎは傾斜面に作用し、Ｒｒ
におけるトルクＴｔの切線力成分である。一つのトルク
方向に対するＴｔおよびＦｔａｎは図３に類似の参照矢
印によりはっきりとしめされている。それ故 　　　　　　　　　　　　　　　　Ｆｔａｎ　　＝　　
Ｔｔ／　Ｒｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　（６）であり、式（５）　
および（６）　を式（４）　に代入し、Ｆｔについて次
の式が得られる。

【００５２】

【数２】

【００５３】Ｆｔ／　Ｆｏは増力比または自己付勢比と
定義されている。増力比が大きくなれば所定の操作力Ｆ
ｏに対する全同期化トルクＴｔは大きくなる。増力比は
９０°の傾斜角θに対応する１に等しい。このような角
は回転軸スプラインに平行で、自己付勢を行わない。θ
が減少するにつれて、増力比は増大する。約１：１から
５：１までの増力比が採用されている。しかし、１：１
より大きく５：１より小さい増力比が望ましい。Ｆｔ／
　Ｆｏは式（７）　の分母が０に近付くにつれて無限大
になる傾向がある。これは勿論式（７）　の分母のマイ
ナスの項が０に近付くときに生ずる。したがって、傾斜
面は、次の式のとき自己−ロックではなく自己付勢とな
る。

【００５４】

【数３】

【００５５】所定の同期装置の幾何学に対して、式（８
）　を、Ｒｃ，μｃ　，Ｒｒ，αを常数Ｋに設定するこ
とにより簡単にすることができる。 　　　　　　　　　　　　Ｒｃμｃ　／　Ｒｒ　ｓｉｎ
α＝１／Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（９Ａ）または　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｒｒ　ｓｉ
ｎα／　Ｒｃμｃ　＝　Ｋ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（９Ｂ）　　

【００５６】式（９Ａ）または（９Ｂ）　のいずれかを
方程式（８）に代入し、並べ換えて、傾斜角θについて
解くと、最小角θを与える次の式（１０）が得られる。 このような最小角は操作力Ｆｏに比例する自己付勢用の
力Ｆａを発生するが、これにより制御可能で且つ自己−
ロックでない最大増力比が得られる。

【００５７】

【数４】

【００５８】θは回転軸２８ａ　に垂直な平面から測る
ことに留意すれば、角度θの値が増大すると力Ｆａおよ
びトルクＴａの値が減少し、勿論トルクＴｔの値も減少
する。その結果、Ｋが増大するにつれて、角度θは減少
して自己−ロックを阻止し、他のすべての変数が同じで
あれば、力ＦａをＦｏに比例するようにしておかなけれ
ばならない。

【００５９】更に詳細に述べれば、自己ーロックを阻止
し、力ＦａをＦｏに比例するようにしておくには、最小
角θは、平均半径比Ｒｃ／Ｒｒが増大するにつれて、お
よび／または、円錐角αが減少するにつれて、および／
または、クラッチの摩擦係数μｃが増大するにつれて、
および／または、傾斜面の圧力角φが増大するにつれて
、および／または、傾斜面の摩擦係数μｒが増大するに
つれて、増大すべきである。

【００６０】また、いわゆる所定の構造および最大所要
増力比に対する最小傾斜角を計算するときは、製造公差
によるおよび構成要素の正常摩耗による自己−ロックま
たは過大な増力を防止するよう安全にたいする余裕をと
ることが望ましい。

【００６１】自己付勢同期装置６０は装置６２と実質上
同一であるから、これについては説明しないことにする
。レンジ自己付勢同期装置８４は実質上同じ構造を利用
しており、自己付勢傾斜面に対して動作するが、円錐ク
ラッチを予備付勢し、ジョークラッチの非同期係合を阻
止するピンおよびプランジャの構成について異なってい
る。したがって、装置８４の説明はその予備付勢装置お
よび阻止装置の特徴に限定することにする。

【００６２】同期装置８４は、円環状摩擦部材１３０，
　１３２、および歯車７８，８０に固着された円環状ジ
ョークラッチ部材７４ａ，　７６ａ、回転軸８２と一体
に形成されているかまたは他の場合にはそれに固着され
ている外スプライン歯８２ａ　と滑動可能に噛合う内ス
プライン歯１３４ａ，１３６ａを有するジョークラッチ
部材１３４，　１３６、ジョー部材１３４，　１３６の
軸方向対向面１３４ｂ，１３６ｂの間にはさまれた軸方
向に反対に対向する面１３８ａ，１３８ｂを備えている
半径方向に広がるシフトフランジ１３８　、フランジお
よびジョー部材を相対軸方向移動に対して固定する３個
のＨ形リテーナ部材１４０　、各々がそれから堅固に且
つ軸方向に、フランジに円周方向に一定間隔で設けられ
た開口１３８ｃ，１３８ｄを通して延びる三つの円周方
向に一定間隔で設けられた一組のピン１４６，　１４８
を備えている円環状摩擦部材またはリング１４２，　１
４４、および各々がピン１４６，　１４８を円周方向に
反対方向に偏倚させるばね１５２　および二つのプラン
ジャ１５４　を備えている三つのばねアセンブリ１５０
　を備えている。

【００６３】ピン１４６，　１４８はそれぞれ、その関
連するフランジの開口１３８ｃ，１３８ｄの直径よりわ
ずかに小さい直径を有する大径部１４６ａ，１４８ａ、
直径の小さくなった部分１４６ｂ，１４８ｂ、およびピ
ンの軸線から半径方向外側に且つ軸方向に関連摩擦リン
グの方へピンの軸線に垂直な直線に対して約４０°の角
度で延びる円錐形阻止肩部または阻止表面１４６ｃ，１
４８ｃを備えている。小さい直径の部分は、そのそれぞ
れのフランジ開口内に設置されたとき、ピンおよび関連
の摩擦リングをフランジに対して限られた回転ができる
ようにし、ピンを開口内に非同心的に位置決めしてピン
の阻止肩部をフランジ開口の周りに形成されている面取
り阻止肩部１３８ｅ，１３８ｆと係合させる。

【００６４】つぎに、主としてより詳細な図１３および
図１４により、ピン１４６，　１４８およびばねアセン
ブリ１５０　について説明すると、各ばねアセンブリ１
５０　は、フランジの軸方向対向端面１３８ａ，１３８
ｂを通して軸方向に延び且つフランジ開口１３８ｃ，１
３８ｄの中に反対端の開口を有するスロット１３８ｇの
中に設置されている。

【００６５】プランジャ１５４　は、図１５、図１６、
および図１７に詳細に示してあるが、薄板金属材から形
成することができるが、鋼のような鋳造材または緻密な
材料から形成して構造的剛性および表面硬度を与えるの
が望ましい。各プランジャは、関連ばね１５２　の一端
を受けるめくら穴１５４ａ、および関連ピンの大径部分
が開口に入ってシフトを完了するとき阻止肩部に乗り上
げる平らな傾斜面１５４ｂ，１５４ｃを形成する頭部を
備えている。ばね１５２　は、蔓巻き圧縮形式のものが
望ましい。穴はその側面で、スロット壁と滑動可能に協
働する側壁１５４ｄ，１５４ｅにより、およびフランジ
面１３８ａ，１３８ｂを滑動可能に抱き込む側壁１５４
ｆ，１５４ｇ、または、ここでのように、スロットに平
行に延びて溝内にプランジャを噛みつきなく整列する案
内溝により、画成されている。側壁１５４ｆ，１５４ｇ
は、フランジ開口１３８ｃ，１３８ｄより小さい直径の
略円形をしており（図１６）、フランジ開口を通してス
ロットに組入れやすくしている。

【００６６】図１３を参照して、ピン１４６　は、時計
方向に開口１３８ｃの内部の非同心位置に偏倚されてお
り、ピン１４８　は、反時計方向に開口１３８ｄの内部
の非同心位置に偏倚されている。このような非同心位置
決め状態で且つ図１３の右から見たとき歯車７８，８０
および回転軸２８，８２の反時計方向回転を行うとする
と、ピンの阻止肩部１４８ｃは、同期装置が左向き作動
によりアップシフトされて歯車７８を直接回転軸８２に
接続するときはフランジの阻止肩部１３８ｅと係合する
よう整列し、ピンの阻止肩部１４０ｃは、同期装置が右
向き作動によりダウンシフトされて歯車７８を歯車７４
，７６、および８０を介して回転軸８２に接続するとき
はフランジの阻止肩部１３８ｅと係合するように整列す
る。

【００６７】つぎに、自己付勢同期装置を多段速度変換
変速機に適用する場合についてみると、既知のとおり、
変速歯車を同期させるのに必要な時間は、総同期トルク
が増すにつれて減少する。更に、反射慣性、すなわち、
同期される構成要素の実際の慣性に摩擦を加えたもの、
の差のため、速比の小さい歯車を同期させるのに必要な
仕事量は、一般に速比の大きい歯車に必要なものより大
きい。また、ダウンシフトについて所定速比の歯車を同
期させるのに必要な仕事量は、一般にアップシフトに必
要なものより大きい。更に、所定比の歯車を同期させる
のに必要な仕事量は、速比の変化量に比例して増大する
。したがって、レンジ歯車７８，８０の間の速比の差は
主変速機部の変速歯車間の速比の差より実質的に大きい
ので、レンジ歯車７８，８０を同期させるのに必要な仕
事は、主変速機部の変速歯車を同期させるのに必要な仕
事より大きい。

【００６８】したがって、ここに開示した同期装置を多
段変速機に採用するときは速比の小さい方の歯車に対す
る同期装置には大きな増速比を与えるのが望ましく、速
比の大きい方の歯車に対する同期装置には小さな増速比
を与えるのが望ましい。また、所定の比率歯車について
は、ダウンシフトの増速比はアップシフトのものより大
きくするのが望ましい。このように増速比を構成するこ
とにより、実質上等しいシフトまたは同期時間を、自己
付勢同期装置を備えた変速機のすべての比率歯車に与え
ることができる。ここに開示した同期装置に対しては、
増速比を、円錐クラッチの角度α、半径比Ｒｃ／　Ｒｒ
、および自己付勢傾斜角θを変えることにより容易に変
えることができる。

【００６９】好ましくは、アップシフトに対する増速比
はダウンシフトに対する増速比より小さく、主変速機部
に対する増速比は比率歯車の速度減少が減ると共に減少
し（すなわち、同期装置６０の増速比が同期装置６２の
増速比より小さい）、レンジ部同期装置８４の増速比は
、変速機部の同期装置の増速比より大きい。專ら例示に
限るが、主変速機部の同期装置の増速比は１：１より大
きく４：１より小さい範囲にすることができ、レンジ部
の同期装置の増速比は３：１より大きく５：１より小さ
い範囲にすることができる。

【００７０】ここの図を参照することにより容易にわか
るとおり、フランジ１１０　は、ジョー部材１０２，　
１０４のいずれかが関連歯車のジョー部材と係合すると
、回転軸２８と変速歯車５２，５４のいずれかとの間の
トルク径路から切離される。その結果、比較的小さく且
つ摩耗に敏感な自己付勢傾斜面は比率歯車の全トルク荷
重の劣化の影響に決してさらされることはない。このこ
とは、傾斜面に作用する力が傾斜面の半径が回転軸の軸
線２８ａ　に対して減少すると共に増大するから、自己
付勢傾斜面が半径方向内側に移動するので特に重要であ
る。

【００７１】更に、半径差のため、ジョー部材のスプラ
イン１０６，　１０８と回転軸のスプライン２９との間
に作用する力は、ジョークラッチの歯の間に作用する力
より大きい。したがって、ジョー部材のスプライン１０
６，　１０８と回転軸のスプライン２９との間のスプラ
イン接続の軸方向の長さは、ジョークラッチの歯を適切
な強さにするに必要なものより大きいのが望ましい。こ
の軸方向スプライン長の大きい接続は、フランジ１１０
　がジョークラッチ部材１０２，　１０４または回転軸
２８に円周方向に固定されていないでフランジ１１０　
を動かすシフト機構のストロークを長くすることのない
本実施例に特有のものである。したがってジョー部材の
スプライン１０６，　１０８を回転軸スプライン２９と
連続的に噛み合わせることができる。

【００７２】このことは、車両の操縦者が手動シフトレ
バーを介して既知の仕方でシフト機構を動かすとき特に
重要である。このようなレバーの一例は、米国特許第　
３，８５０，０４７号を参照することにより見ることが
できる。 この特許を参照により取入れてある。このようなレバー
は、シフトストロークが増大すると操縦者のシフトレバ
ーの動きを増大させる（レバーの支点を変えることによ
り）か操縦者の所定の労力に対してシフト機構に加えら
れる力を減少させるかすることが必要な第１のクラスの
レバー形式のものに共通である。

【００７３】自己付勢同期装置の好適実施例を示した。 好適実施例の多数の変形および修正案は本発明の精神の
範囲内にあると信ぜられる。特許請求の範囲は、開示し
た機構の独創的な部分および本発明の精神の範囲内にあ
ると信ぜられる変形および修正案を包含するものである
。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の同期装置は
、フランジに対してシフト力が軸方向に加えられると、
外スプライン歯に形成された第１の傾斜面とフランジの
内歯に形成された第２の傾斜面とが係合することにより
、傾斜面に同期トルクに応じた軸方向付加自己付勢力が
発生し、円錐クラッチの係合力を増大するとともに、シ
フトの所要条件の変化に対して常に等しいシフト時間お
よびシフト力で対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レンジ式補助部を有する複合変速機の概要図で
ある。

【図２】図３の線２−２に沿って見た複動同期装置の断
面図である。

【図３】図２の線３−３に沿って見た装置の部分断面図
である。

【図４】図２の線４−４に沿って見た装置の一部の断面
図である。

【図５】図２および図３の構成要素の斜視図である。

【図６】図２および図３のピン構成要素の詳細図である
。

【図７】図２および図３のプランジャ構成要素の詳細図
である。

【図８】ジョークラッチが係合位置にある状態の図１の
装置の部分図である。

【図９】図２の線９−９に沿って見た装置の歯の部分の
、シフトフランジが中立位置にあるときの断面図である
。

【図１０】図２の線９−９に沿って見た装置の歯の部分
の、同期状態をしめす断面図である。

【図１１】同期装置のシフトフランジに作用する軸方向
の力およびトルクをしめすグラフである。

【図１２】図１３の線１２−１２に沿って見た他の複動
自己付勢同期装置の断面図である。

【図１３】図１２の線１３−１３に沿って見た装置の部
分断面図である。

【図１４】図１３の線１４−１４に沿って見た装置の断
面図である。

【図１５】図１２および図１３のプランジャ構成要素の
詳細平面図である。

【図１６】図１５の線１６−１６についてのプランジャ
構成要素の断面図である。

【図１７】図１５のプランジャ構成要素の側面図である
。

【符号の説明】

２８　　　　回転軸 ２８ａ　　　軸線 ２９　　　　外スプライン歯 ２９ｆ　　　第１の傾斜面 ５４　　　　第１の歯車 ６２　　　　ピン式同期装置 ９６　　　　摩擦手段 １００　　　ジョー手段 １０４　　　ジョー手段 １０８　　　スプライン歯 １１０　　　フランジ １１０ｅ　　第２の阻止手段 １１１　　　反作用手段 １１１ｂ　　傾斜面 １１２　　　フランジを円周方向に移動させる手段１１
６　　　摩擦手段 １１８　　　ピン状手段 １１８ｄ　　第１の阻止手段 １２０　　　予備付勢手段

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の歯車（５４）が軸方向の動きに
   対して回転軸（２８）に固定され、回転軸（２８）は軸
   線（２８ａ）　を有し、その周りを歯車（５４）および
   回転軸（２８）が互いに相対的に回転する、第１の歯車
   （５４）のためのピン式同期装置（６２）において、第
   １の歯車（５４）に固定されている摩擦手段（９６）お
   よびジョー手段（１００）　にそれぞれ係合可能で、半
   径方向に延出するフランジ（１１０）　を第１の歯車（
   ５４）の方に動かす、第１の歯車（５４）の方にむかい
   軸方向に導かれるシフト力（Ｆｏ）に応じて、第１の歯
   車（５４）を回転軸（２８）にそれぞれ同期し、かつ確
   実に連結する第１の摩擦（１１６）　およびジョー手段
   （１０４）　と、フランジ（１１０）　と第１のジョー
   手段（１０４）　とを連結して共に軸方向に移動する手
   段（１１２）　とを備え、第１のジョー手段（１０４）
   　は、回転軸に固定された外スプライン歯（２９）の共
   通に対面する軸方向に延びる複数組の側面（２９′）の
   間の各空間に連続して噛み合うよう配設されている軸方
   向に延びるスプライン歯（１０８）　を備えており、噛
   み合うスプライン歯（１０８，２９）　はそれらの間の
   相対回転が阻止され、滑動が許容されており；係合した
   とき同期動作前にジョー手段（１０４，１００）が係合
   するのを阻止するよう動作する第１および第２の阻止手
   段（１１８ｄ，　１１０ｅ）を備え、第１の阻止手段（
   １１８ｄ）は第１の摩擦手段（１１６）　から軸方向に
   フランジ（１１０）　の開口（１１０ｃ）の中まで堅固
   に延出する複数の円周方向に間隔を置いて設けられたピ
   ン状手段（１１８）により形成され、第２の阻止手段（
   １１０ｅ）は開口（１１０ｃ）の周りに形成されており
   ；中立位置から第１の歯車（５４）にむかうシフト力（
   Ｆｏ）によるフランジの軸方向初期移動に応じた係合力
   で摩擦手段（１１６，９６）　を係合させ、ピン状手段
   （１１８）を介してフランジ（１１０）　に伝達される
   初期同期化トルクを発生する摩擦手段（１１６，９６）
   　の係合に応じて阻止手段（１１８ｄ，　１１０ｅ）を
   係合させ、阻止手段（１１８ｄ，　１１０ｅ）を介して
   シフト力（Ｆｏ）を第１の摩擦手段（１１６）　に伝達
   し、摩擦手段（１１６，９６）の係合力を増大させる予
   備付勢手段（１２０）　と；フランジ（１１０）　を連
   結して、第１のジョー手段（１０４）　および回転軸（
   ２８）に対してフランジ（１１０）　を円周方向に移動
   させる手段（１１２）　と；一組の側面（２９′）の少
   くとも一つに形成された第１の傾斜面（２９ｆ）　を有
   し、この第１の傾斜面（２９ｆ）　は軸線（２８ａ）　
   および側面（２９′）に垂直な平面に対して９０°未満
   の角を形成する外スプライン歯（２９）の間の少なくと
   もひとつの空間と；フランジ（１１０）　から半径方向
   内側に一つの空間内にまで延び、第１の傾斜面（２９ｆ
   ）　に実質上平行で且つ一方向の同期化トルクに応じて
   第１の傾斜面（２９ｆ）　と係合可能で、シフト力（Ｆ
   ｏ）の方向にフランジ（１１０）　に軸方向付加力（Ｆ
   ａ）を発生し、摩擦手段（１１６，９６）　の係合力を
   増大させる第２の傾斜面（１１１ｂ）を備えている反作
   用手段（１１１）　とからなることを特徴とする同期装
   置。
2. 【請求項２】　　第１の歯車（５４）と一定間隔を置い
   て回転軸（２８）に固定され且つ回転軸（２８）により
   軸線（２８ａ）　の周りを回転するように取付けられて
   いる第２の歯車（５２）と、第２の歯車（５２）に固着
   された摩擦手段（９４）およびジョー手段（９８）にそ
   れぞれ係合可能で、フランジ（１１０）　を第２の歯車
   （５２）の方に移動させる、第２の歯車（５２）に向っ
   て軸方向に加えられるシフト力（Ｆｏ）に応じて第２の
   歯車（５２）を回転軸（２８）にそれぞれ同期させてお
   よび確実に連結する第２の摩擦手段（１１４）　および
   ジョー手段（１０２）　と、フランジ（１１０）　を第
   ２のジョー手段（９８）との相対的軸方向移動に対して
   固定する手段（１１２）　とを備え、第２のジョー手段
   は、回転軸（２８）の外スプライン歯（２９）に噛合っ
   て連続的に設けられた内スプライン歯（１０６）　を備
   えて両スプライン歯間の相対的回転を阻止すると共に滑
   動を可能にしており；係合したとき同期前に第２のジョ
   ー手段（１０２）　が係合するのを阻止するように動作
   する第３および第４の阻止手段（１１８ｃ，　１１０ｄ
   ）を備え、第３の阻止手段（１１８ｃ）は、第２の摩擦
   手段（１１４）　から軸方向にフランジ（１１０）　の
   開口（１１０ｃ）内に堅固に延びる複数の円周方向に一
   定間隔で配設されたピン状手段（１１８）　により形成
   され、第４の阻止手段（１１０ｄ）は、それらが貫通す
   る開口（１１０ｃ）の周りに形成されており；中立位置
   から第２の歯車（５２）に向うシフト力（Ｆｏ）による
   フランジ（１１０）　の軸方向初期移動に応じて第２の
   摩擦手段（１１４）を係合し、第２の摩擦手段（１１４
   ）　から延出するピン状手段（１１８）　を介してフラ
   ンジ（１１０）　に伝達される初期同期トルクを発生す
   る第２の摩擦手段（１１４）　の係合に応じて第３およ
   び第４の阻止手段（１１８ｃ，　１１０ｄ）を係合し、
   第３および第４の阻止手段（１１８ｃ，　１１０ｄ）を
   介して第２の摩擦手段（１１４）　にシフト力（Ｆｏ）
   を伝えて第２の摩擦手段（１１４）　の係合力を増大さ
   せる予備付勢手段（１２０）　と；また一つの側面（２
   ９′）に形成され、回転軸（２８ａ）　に垂直な平面に
   対して９０°未満の角を形成する別の第１の傾斜面と；
   別の第１の傾斜面（２９ｈ）　に実質上平行で、第２の
   摩擦手段（１１４）　の係合力を増大させる、シフト力
   （Ｆｏ）の一方向におけるフランジの軸方向付加力（Ｆ
   ａ）を発生する一方向の同期トルクに応じてこれと係合
   可能な別の第２の傾斜面（１１１ｃ）を含む反作用手段
   （１１１）　とからなることを特徴とする請求項１の同
   期装置。
3. 【請求項３】　　第１の歯車（５４）は第２の歯車（５
   ２）より低い速度比を付与し；第１の歯車（５４）に関
   連する傾斜角は第２の歯車（５２）に関連する傾斜角よ
   り平面に対して有する角が大きいことを特徴とする請求
   項２の同期装置。
4. 【請求項４】　　第１のジョー手段（１０４）　の内ス
   プライン歯（１０８）　の半径方向内側の限界（１０８
   ａ）はその内径を形成しており；フランジ（１１０）　
   を連結する手段（１１２）　およびフランジ（１１０）
   　は第１のジョー手段（１０４）　および回転軸（２８
   ）に対するフランジ（１１０）　の円周方向の動きを制
   限する止め手段（１１０ｍ，　１１０ｎ，　１１２ｃ）
   を備えており；前記同期装置は、回転軸スプライン（２
   ９）内に円環溝を形成する第１の凹所（２９ｃ，２９ｎ
   ）を備えており、該凹所は可動ジョー手段（１０４）　
   の内スプライン歯（１０８）の内径（１０８ａ）より大
   きい最小外径（２９ｄ）　を備え、側面（２９′）の幾
   つかは凹所の一端に各々第１の自己付勢傾斜面（２９ｆ
   ）　を備えており；反作用手段（１１１）　は、フラン
   ジ（１１０）から半径方向内側に延出し、第１の傾斜面
   （２９ｆ）　に隣接する位置で回転軸スプライン（２９
   ）の間の空間に受けられている幾つかの反作用手段であ
   り、該幾つかの反作用手段（１１１）　は回転軸スプラ
   インの凹所（２９ｃ，２９ｎ）の最小外径（２９ｄ）　
   より大きい内径（１１１ｅ）を集合的に形成しており、
   幾つかの反作用手段（１１１）　の各々は第２の自己付
   勢傾斜面（１１１ｂ）を備え、第１の歯車（５４）に関
   連する係合摩擦手段（１１６，９６）　からの少くとも
   一つの方向の同期化トルクに応じて隣接する第１の傾斜
   面（２９ｆ）　と係合してフランジにシフト力の方向に
   軸方向付加力を発生して摩擦手段の係合力を増大させる
   ことを特徴とする請求項１の同期装置。
5. 【請求項５】　　凹所（２９ｃ，２９ｎ）の一端（２９
   ｎ）　で幾つかの回転軸スプライン（２９）の第１の側
   面（２９′）に対向する第２の円周方向対面側面は回転
   軸（２８ａ）　に垂直な平面に対して９０°未満の角を
   形成する第３の自己付勢傾斜面（２９ｅ）　を備えてお
   り；反作用手段（１１１）　は第１の歯車（５４）と関
   連する係合摩擦手段（１１６，９６）　からの一方向と
   は反対の同期化トルクに応じて第３の傾斜面（２９ｅ）
   　と係合し、摩擦手段（１１６，９６）　の係合力を増
   大させる第４の自己付勢傾斜面（１１ａ）　を備えてい
   ることを特徴とする請求項４の同期装置。
6. 【請求項６】　　第１および第２の可動ジョー手段（１
   ０４，１０２）の内スプライン歯（１０８，１０６）の
   半径方向内側の限界（１０８ａ，　１０６ａ）は各々そ
   の内径を画定しており；フランジ（１１０）　を固定す
   る手段（１１２）　およびフランジ（１１０）　は半径
   方向に可動のジョー手段（１０４，１０２）に対してフ
   ランジ（１１０）の円周方向の動きを制限する止め手段
   （１１０ｍ，　１１０ｎ，　１１２ｃ）を備えており；
   回転軸スプライン（２９）の第１および第２の軸方向に
   間隔をおいて設けられた凹所（２９ｃ，　２９ｎ，およ
   び２９ｂ，　２９ｍ）は、それらの間の回転軸スプライ
   ン（２９）のピン状部分（２９ａ）　により分離されて
   いる円環状溝を形成し、前記凹所は可動ジョー手段（１
   ０４，１０２）の内スプライン歯（１０８，１０６）の
   内径（１０８ａ，　１０６ａ）より大きい最小外径（２
   ９ｄ）　を備えており、支柱状部分（２９ａ）　の側面
   （２９′）の幾つかは各々第１および第２の自己付勢傾
   斜面（２９ｆ，２９ｈ）の一つを備えており；反作用手
   段（１１１）　は、フランジ（１１０）　から半径方向
   内側に延出し、支柱状部分（２９ａ）　に隣接する位置
   で回転軸スプライン（２９）の間の空間に受けられてい
   る幾つかの反作用手段であり、該幾つかの反作用手段は
   回転軸スプラインの凹所（２９ｃ，　２９ｎ，および２
   ９ｂ，　２９ｍ）の最小外径（２９ｄ）　より大きい内
   径（１１１ｅ）を集合的に形成しており、幾つかの反作
   用手段（１１１）　の各々はそれぞれ第１および第２の
   歯車（５４，　５２）に関連する係合摩擦手段からの少
   くとも一つの方向の同期化トルクに応じて支柱状部分（
   ２９ａ）　の第１および第２の傾斜面（２９ｆ，２９ｈ
   ）と係合する第３および第４の自己付勢傾斜面を備えて
   フランジ（１１０）　にシフト力の方向に軸方向付加力
   を発生してそれぞれの摩擦手段の係合力を増大させるこ
   とを特徴とする請求項２または３の同期装置。
7. 【請求項７】　　摩擦手段（１１６，９６）　と傾斜面
   （２９ｆ，１１１ｂ）　との平均半径比（Ｒｃ／Ｒｒ）
   は１：１から４：１までの範囲内にあり、傾斜面の角度
   は平面に対して５０°〜８０°の範囲にあることを特徴
   とする請求項１，２，４，５，６のうちいずれかの同期
   装置。
8. 【請求項８】　　１対の側面（２９′）のもう一つの側
   面（２９′）は平面に対して９０°未満の角度で形成さ
   れた第３の傾斜面（２９ｅ）　を備えており；反作用手
   段（１１１）　は、第３の傾斜面（２９ｅ）　に実質上
   平行で且つ一つの方向とは反対の同期トルクに応じてそ
   れと係合可能で、フランジ（１１０）　にシフト力（Ｆ
   ｏ）の方向に軸方向付加力（Ｆａ）を発生して摩擦手段
   （１１６，９６）　の係合力を増大させる第４の傾斜面
   （１１１ａ）を備えていることを特徴とする請求項１，
   ２，４，５，６，７のうちいずれかの同期装置。
9. 【請求項９】　　一方向の同期トルクにより係合される
   傾斜面（２９ｆ，１１１ｂ）　の角度は、前記一方向と
   は反対の方向の同期トルクにより係合される傾斜面（２
   ９ｅ，１１１ａ）　の角度より大きいことを特徴とする
   請求項８の同期装置。
10. 【請求項１０】　　一方向および反対方向の同期トルク
    はそれぞれ第１の歯車（５４）に向うアップシフトおよ
    びダウンシフトに対応し、一方向の同期トルクにより係
    合される傾斜面の傾斜角（２９ｆ，１１１ｂ）　は他の
    方向の同期トルクにより係合される傾斜面（２９ｅ，１
    １１ａ）　の傾斜角より大きいことを特徴とする請求項
    ８の同期装置。
11. 【請求項１１】　　回転軸（２８）上に回転するように
    取付けられ且つ軸方向移動に対して固定されている軸方
    向に一定間隔を置いて設けられた第１および第２の歯車
    （５４，　５２）であって、回転軸（２８）は軸線（２
    ８ａ）　を有し、この軸線（２８ａ）　の回りを歯車（
    ５４，　５２）および回転軸（２８）が回転する、歯車
    （５４，　５２）のためのピン式同期装置において、各
    歯車（５４，　５２）に固着された歯車摩擦手段（９６
    ，　９４）およびジョー手段（１００，９８）　を備え
    、摩擦手段（９６，　９４）は第１および第２の軸方向
    に一定間隔を置いて設置され且つ軸方向に動き得る摩擦
    手段（１１６，１１４）と係合してそれぞれ第１および
    第２の歯車（５４，　５２）を回転軸（２８）と同期さ
    せることができ、軸方向に可動のジョー手段（１０４，
    １０２）と係合し得るジョー手段（１００，９８）　は
    回転軸（２８）に固着された外スプライン歯（２９）の
    共通に対向して軸方向に延びる側面（２９′）の一組の
    間の空間に連続的に噛合って設けられた軸方向に延びる
    内スプライン歯（１０８，１０６）を備えており、噛合
    いスプライン歯は両スプライン歯間の相対的回転が阻止
    されていると共に滑動が可能であり；、第１および第２
    の可動摩擦手段（１１６，１１４）の間に半径方向に延
    びてフランジ（１１０）　に加えられる軸方向の双方向
    のシフト力に応じて軸方向に可動の摩擦手段およびジョ
    ー手段（１１６，１１４，　１０４，１０２）を軸方向
    に動かして前記係合を行わせるフランジ（１１０）　と
    、フランジ（１１０）　を軸方向に可動のジョー手段（
    １０４，１０２）に関して軸方向の移動を阻止するよう
    固定する手段（１１２）　と；係合したときジョー手段
    （１０４，１０２）が同期前に係合するのを阻止するよ
    うに動作する阻止手段（１１８ｄ，　１１８ｃ，　１１
    ０ｅ，　１１０ｄ）であって、阻止手段（１１８ｄ，　
    １１８ｃ）は第１および第２の可動摩擦手段（１１６，
    １１４）から軸方向にフランジ（１１０）　の開口（１
    １０ｃ）内にまで堅固に突出する円周方向に一定間隔で
    配置された複数のピン（１１８）　を備えており、各ピ
    ン（１１８）　はフランジ（１１０）　の反対側に関連
    開口（１１０ｃ）の周りに形成された阻止肩部（１１０
    ｅ，　１１０ｄ）と係合し得る軸方向に間隔を置いて設
    けられた阻止肩部（１１８ｄ，　１１８ｃ）を備えてい
    る阻止手段（１１８ｄ，　１１８ｃ，　１１０ｅ，　１
    １０ｄ）と；中立位置から歯車（５４，　５２）の一つ
    の方へ向うシフト力によるフランジ（１１０）　の軸方
    向初期移動に応じた係合力により第１および第２の可動
    摩擦手段（１１６，１１４）のいずれか一方を係合させ
    、摩擦手段（１１６，１１４）の係合に応じて阻止手段
    （１１８ｄ，１１８ｃ，　１１０ｅ，　１１０ｄ）を係
    合させてピン（１１８）　を介してフランジ（１１０）
    　に伝えられる同期化トルクを発生し、係合した阻止手
    段を介してシフト力を係合摩擦手段（１１６，１１４）
    に伝え、係合した摩擦手段の係合力を増大させる予備付
    勢手段（１２０）　と；フランジ（１１０）　を固定し
    て軸方向に可動のジョー手段（１０４，１０２）に対し
    てフランジ（１１０）　を円周方向に移動させる手段（
    １１２）　と；各組の側面（２９′）の少くとも一つに
    形成され、回転軸の軸（２８ａ）　および側面（２９′
    ）に垂直な平面に対して９０°未満の角を形成している
    第１の傾斜面（２９ｆ）を有する外スプライン歯（２９
    ）の間に形成される少くとも一つの空間と；フランジ（
    １１０）　から半径方向内側に一つの空間内にまで延出
    し、第１の傾斜面（２９ｆ）　に実質上平行で且つ第１
    の歯車（５４）と関連する係合摩擦手段（１１６）　か
    らの一方向の同期化トルクに応じて第１の傾斜面（２９
    ｆ）　と係合可能で、フランジ（１１０）　にシフト力
    の方向に軸方向付加力を発生して第１の歯車（５４）に
    関連する摩擦手段の係合力を増大させる反作用手段（１
    １１）　とを備えていることを特徴とする同期装置。
12. 【請求項１２】　　第１および第２の可動ジョー手段（
    １０４，１０２）の内スプライン歯（１０８，１０６）
    の内側限界（１０８ａ，　１０６ａ）はその内径を形成
    しており；フランジ（１１０）　を固定する手段（１１
    ２）　を有し、フランジ（１１０）　は、フランジ（１
    １０）　の軸方向可動ジョー手段（１０４，１０２）に
    対する円周方向の移動を制限する止め手段（１１０ｍ，
    　１１０ｎ，　１１２ｃ）を備えており；回転軸スプラ
    イン（２９）に軸方向に間隔を置いて設けられた第１お
    よび第２の凹所（２９ｃ，　２９ｎ、および２９ｂ，　
    ２９ｍ）を備えてその間に回転軸スプライン（２９）の
    支柱状部分（２９ａ）　により分離された円環状溝を形
    成しており、前記凹所の最小外径（２９ｄ）　は可動ジ
    ョー手段（１０４，１０２）の内スプライン歯（１０８
    ，１０６）の内径（１０８ａ，１０６ａ）より大きく、
    また回転軸の軸に垂直な平面に対して９０°未満の角を
    形成する第１および第２の自己付勢傾斜面（２９ｆ，２
    ９ｈ）を備えた、幾つかの支柱状部分（２９ａ）　の第
    １の共通の円周方向に対向する側面を備えており；反作
    用手段（１１１）　は、フランジ（１１０）　から半径
    方向内側に延出し、支柱状部分（２９ａ）　に隣接する
    位置で回転軸スプライン（２９）の間の空間に受けられ
    ている幾つかの反作用手段であり、該幾つかの反作用手
    段は回転軸スプラインの凹所の最小外径（２９ｄ）　よ
    り大きい内径（１１１ｅ）を集合的に形成しており、反
    作用手段（１１１）は、それぞれ第１および第２の歯車
    （５４，　５２）に関連する係合摩擦手段からの少くと
    も一つの方向の同期化トルクに応じて支柱状部分（２９
    ａ）　のそれぞれ第１および第２の傾斜面（２９ｆ，２
    ９ｈ）と噛み合い係合してフランジ（１１０）　にシフ
    ト力の方向に軸方向付加力を発生してそれぞれの摩擦手
    段の係合力を増大させる第３および第４の自己付勢傾斜
    面（１１１ｃ，　１１１ｂ）を備えていることを特徴と
    する請求項１１の同期装置。
13. 【請求項１３】　　摩擦手段（１１６，１１４，　９６
    ，　９４）と傾斜面（２９ｆ，２９ｈ，　１１１ｃ，　
    １１１ｂ）との平均半径比（Ｒｃ／Ｒｒ）は１：１から
    ４：１までの範囲にあり、傾斜面の角度は平面に対して
    ５０°〜８０°の範囲にあることを特徴とする請求項１
    １または１２の同期装置。
14. 【請求項１４】　　幾つかの支柱状部分（２９ａ）　の
    第１の側と反対の第２の円周方向対向側面は、回転軸の
    軸（２８ａ）　に垂直の平面に対して９０°未満の角を
    形成する第５および第６の自己付勢傾斜面（２９ｅ，２
    ９ｇ）を備えており；反作用手段（１１１）　は、それ
    ぞれ第１および第２の歯車（５４，　５２）と関連する
    係合摩擦手段からの一つの方向とは反対の同期トルクに
    応じて支柱状部分（２９ａ）　のそれぞれ第５および第
    ６の傾斜面（２９ｅ，２９ｇ）と噛み合い係合してそれ
    ぞれの摩擦手段の係合力を増大させる軸方向付加力を発
    生する第７および第８の自己付勢傾斜面（１１１ａ，　
    １１１ｄ）を備えていることを特徴とする請求項１１，
    １２，１３のうちいずれかの同期装置。
15. 【請求項１５】　　一つの方向の同期トルクにより係合
    する傾斜面（２９ｆ，２９ｈ，１１１ｃ，１１１ｄ）　
    の角度は、一つの方向とは反対の方向の同期トルクによ
    り係合する傾斜面（２９ｅ，２９ｇ，　１１１ａ，　１
    １１ｄ）の角度より大きいことを特徴とする請求項１４
    の同期装置。
16. 【請求項１６】　　一つの方向および反対の方向の同期
    トルクはそれぞれ第１および第２の歯車へのアップシフ
    トおよびダウンシフトに対応し、一つの方向の同期トル
    クにより係合する傾斜面（２９ｅ，２９ｇ，　１１１ａ
    ，　１１１ｄ）の傾斜角は反対の方向の同期トルクによ
    り係合する傾斜面（２９ｆ，２９ｈ，　１１１ｃ，　１
    １１ｂ）の傾斜角より大きいことを特徴とする請求項１
    ５の同期装置。
17. 【請求項１７】　　第１の歯車（５４）の発生する速度
    比は第２の歯車（５２）の発生する速度比より小さく；
    第１の歯車（５４）に関連する傾斜角の平面に対する角
    度は、第２の歯車（５２）に関連する傾斜角の平面に対
    する角度より大きいことを特徴とする請求項１１または
    １２の同期装置。