JP3194100B2 - 深いスプラインと増力傾斜面とを備えた同期装置 - Google Patents

深いスプラインと増力傾斜面とを備えた同期装置

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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 2,4
10,511号、第 2,896,760号、第 3,548,983号、第 4,41
3,715号、第 4,836,348号、および第 4,869,353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38，40，42，44，4
6，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 3,335,6
16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 4,361,060
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74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56，54，52，5
0，16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94，9
6、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, 108、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11
2 （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, 1
16、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94，114 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114a，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 4,700,823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114, 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118b、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，11
8h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11
0f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11
0a，110bを通して、フランジ開口110c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12
4a，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112
a，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102c，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29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11
1 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11
2cの円周方向の間の各歯29には、支柱状部分29a 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29d 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106, 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29a の
増力傾斜面29e, 29f，29g, 29h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110 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116a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11
8c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11
0 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104 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98c 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５
４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１１１ｂ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Fa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Fo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 sinα＝１/K （9A） または Rr sinα/ 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14
2, 144、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14
6b，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，148c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150 は、フランジの
軸方向対向端面138a，138bを通して軸方向に延び且つフ
ランジ開口138c，138d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
154f，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14
8 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106, 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 116 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅ ｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ. Ａ. (72)発明者 トーマス ジョージ オーア アメリカ合衆国 ミシガン 49002 カ ラマズー ウィプーアウィル ドライブ 5185 (56)参考文献 実開 昭61−38329（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 23/06 F16H 3/12

Claims (17)

    (57)【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（５
    ４）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（５
    ４）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（１
    ０４）と、フランジ（１１０）と第１のジョー手段（１
    ０４）とを連結して共に軸方向に移動する手段（１１
    ２）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（１０４，１０
    ０）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（Ｆ
    ｏ）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（１
    １８）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（Ｆ
    ｏ）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（１
    ０４）および回転軸（２８）に対してフランジ（１１
    ０）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（Ｆｏ）の方向にフランジ（１
    １０）に軸方向付加力（Ｆａ）を発生し、摩擦手段（１
    １６，９６）の係合力を増大させる第２の自己付勢傾斜
    面（１１１ｂ）を備えている反作用手段（１１１）とを
    含む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（１１０
    ｄ）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（Ｆ
    ｏ）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（２９′）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の自己付勢傾斜面（２９
    ｈ）と； 別の第１の自己付勢傾斜面（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
    （Ｆａ）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の自己付勢傾斜面（１１１ｃ）を含
    む反作用手段（１１１）とを含む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（５
    ２）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（１０８ａ）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，１１
    ２ｃ）を備えており； 前記同期装置は、回転軸スプライン（２９）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，２９
    ｎ）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（１１
    １）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（１１
    ６，９６）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（１０
    ４，１０２）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（１０
    ４，１０２）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，１１２
    ｃ）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（１０
    ４，１０２）の内スプライン歯（１０８，１０６）の内
    径（１０８ａ，１０６ａ）より大きい最小外径（２９
    ｄ）を備えており、支柱状部分（２９ａ）の側面（２
    ９′）の幾つかは各々第１および別の第１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（２９
    ａ）の第１および別の第１の傾斜面（２９ｆ，２９ｈ）
    と係合する第２および別の第２の傾斜面（１１１ｄ，１
    １１ｃ）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（２
    ９ｆ，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（Ｆｏ）の方
    向に軸方向付加力（Ｆａ）を発生して摩擦手段（１１
    ６，９６）の係合力を増大させる第４の傾斜面（１１１
    ａ）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前
    記第１および第２の傾斜面（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
    される前記第３および第４の傾斜面（２９ｅ，１１１
    ａ）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
    される前記第１および第２の傾斜面（２９ｆ，１１１
    ｂ）の傾斜角は他の方向の同期トルクにより係合される
    前記第３および第４の傾斜面（２９ｅ，１１１ａ）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（２８
    ａ）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）に固着された第１および第２の歯
    車摩擦手段（９６，９４）と第１および第２のジョー手
    段（１００，９８）とを備え、摩擦手段（９６，９４）
    は第３および第４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
    の第３および第４のジョー手段（１０４，１０２）と係
    合し得る第１および第２のジョー手段（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３および第４ 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（１１６，１１４，１０４，１０
    ２）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（１１８
    ｄ，１１８ｃ，１１０ｅ，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（１１
    ０）の開口（１１０ｃ）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
    （１１０ｅ，１１０ｄ）と各々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，
    １１０ｄ）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（１１
    ６，１１４）のいずれか一方を係合させ、摩擦手段（１
    １６，１１４）の係合に応じて阻止手段（１１８ｄ，１
    １８ｃ，１１０ｅ，１１０ｄ）を係合させてピン（１１
    ８）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（２
    ９ｆ）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（１１
    ６）からの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、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
    （１１１）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（１
    ０４，１０２）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（１１２）を有し、
    フランジ（１１０）は、フランジ（１１０）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，１１２
    ｃ）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の傾斜面と第３の自己付勢傾斜面
    （２９ｈ）とを備えた、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（５
    ４，５２）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３の傾斜面（２９ｆ，２９ｈ）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２の傾斜面（１１１ｂ）および第４の自己付勢傾
    斜面（１１１ｃ）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（１１６，１１４，９６，９
    ４）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°〜８
    ０°の範囲にあることを特徴とする請求項１１または１
    ２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，２９
    ｇ）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（２９
    ａ）のそれぞれ第５および第６の傾斜面（２９ｅ，２９
    ｇ）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，１１１ｄ）
    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，１
    １１ｄ）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，１１１ｂ）の
    傾斜角より大きいことを特徴とする請求項１５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。
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