(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通軸線（１２ａ）  回りに相対回転可能に配置された第１，第２駆動部（１２、１６）  を摩擦的に同期させて噛み合い連結させるクラッチ（１８）であって、
軸方向のシフト力（Ｆｏ  ）  によって第１ジョー手段（３６ｃ）  が係合移動するのに応じて、第１ジョー手段（３６ｃ）  がニュートラル位置から第２ジョー手段（３０）との係合位置へ軸方向に移動して駆動部を噛み合い連結させるようにし、第１ジョー手段（３６ｃ）  の中央開口に形成された内側スプライン（３６）の軸方向に延びたフランク表面（３６ａ）  が、外側スプライン（３８）の軸方向に延びたフランク表面（３８ａ）  と連続して摺動可能にかみ合うことによって、内側及び外側スプライン間の相対回転を防止しており、また外側スプライン（３８）は第１駆動部（１２）に対して回転及び軸方向移動ができないように取付けられており、
第１ジョー手段（３６ｃ）  の係合移動に応じて、同期トルク（Ｔｏ  ）  を発生するために、第１摩擦表面（５０）が第２摩擦表面（２６）と係合する位置へ軸方向に移動可能であり、
第１ジョー手段（３６ｃ）  の係合移動に応じて、傾斜した第１，第２ブロッカー表面（７６ｂ、４６ａ）が移動して係合することによって、ジョー手段（３６ｃ，３０）の非同期係合を防止し、シフト力（Ｆｏ  ）  を第１摩擦表面（５０）に伝達して摩擦表面（５０、２６）  の係合力を発生し、また同期が達成された時に第１，第２ブロッカー表面（７６ｂ，４６ａ）  を離脱させるために同期トルクとは反対のトルクを発生させ、
第１，第２自己増力手段（７０、７４）  が係合時に作動して同期トルクを反作用させることによって、シフト力（Ｆｏ  ）  の方向に付加軸方向力（Ｆａ  ）  を発生して、摩擦表面（５０、２６）  の係合力を増加させ、第１，第２自己増力手段（７０、７４）  には、付加軸方向力（Ｆａ  ）  をブロッカー表面（７６ｂ，４６ａ）  を介して第１摩擦表面（５０）へ送る手段（７４）が設けられており、前記クラッチが、
外周に外側スプライン（３８）を有するハブ（３２）と、
第１摩擦表面（５０）と複数の第２ブロッカー表面（４６ａ）  とを有し、前記ハブ（３２）から離れて第２摩擦表面（２６）の方へ軸方向に移動可能な第１ボークリング（４２）と、
半径方向内向きに開放した環状の溝（３４ａ）  を有するシフトスリーブ（３４）に形成される、前記第１ジョー手段（３６ｃ）  の中央開口及び内側スプライン（３６）とを備えており、
前記第１自己増力手段（７０）が、ハブ（３２）の外周に形成された複数の第１自己増力傾斜面（７０ｂ）  を備え、
さらに、制限回転可能で、かつ軸方向に移動できないように、スリーブ溝（３４ａ）  内に取付けられたトルクリング手段（６３）を備えて、このトルクリング手段（６３）が、半径方向内向きに延びてそれぞれが第１ブロッカー表面（７６ｂ）  の１つを形成している、円周方向に離間した複数の第１ブロッカー突起（７６）と、半径方向内向きに延びてそれぞれが第２自己増力手段（７４）の傾斜した第２自己増力傾斜面（７４ｂ）  を形成している、円周方向に離間した複数の自己増力突起（７４）とを有し、
第１，第２自己増力傾斜面（７０ｂ、７４ｂ）  の係合によって同期トルクを反作用させて、付加軸方向力（Ｆａ  ）  がトルクリング手段（６３）を介してブロッカー表面に伝達されるようにしたことを特徴とするクラッチ。
【請求項２】
第１ブロッカー突起（７６）は、自己増力突起（７４）から円周方向に離間していることを特徴とする請求項１のクラッチ。
【請求項３】
さらに、第１，第２駆動部（１２、１６）  に対して共通軸線（１２ａ）  回りに回転可能に、かつ第２駆動部（１６）から軸方向に離間して配置された第３駆動部（１４）を有し、
シフトスリーブ（３４）の内側スプライン（３６）は、第１シフト力（Ｆｏ  ）  とは逆向きの軸方向の第２シフト力（Ｆｏ  ）  によってシフトスリーブ（３４）が係合移動するのに応じて、ニュートラル位置から第４ジョー手段（２８）との係合位置へ軸方向に移動して第１，第３駆動部（１２、１４）  を噛み合い連結させるための第３ジョー手段（３６）を形成しており、
さらに、第３摩擦表面（４８）と複数の第４ブロッカー表面（４４ａ）  とを有し、ハブ（３２）から離れて第４摩擦表面（２４）の方へ軸方向に移動可能な第２ボークリング（４０）を備え、
第１自己増力手段（７０）が、ハブ（３２）の外周に形成された複数の第３自己増力傾斜面（７０ａ）  を有し、
各ブロッカー突起（７６）が、第３ジョー手段（３６ｂ）  の係合移動に応じて、第３，第４ジョー手段（３６ｂ、２８）の非同期係合を防止し、シフト力（Ｆｏ  ）  を第３摩擦表面（４８）に伝達して第３，第４摩擦表面（４８  、２４）  の係合力を発生し、また同期が達成された時に第３及び第４ブロッカー表面（７６ｂ，４４ａ）  を離脱させる同期トルクとは反対のトルクを発生するために、第４ブロッカー表面（４４ａ）  の１つと係合可能な第３ブロッカー表面（７６ａ）  を形成しており、
各自己増力突起（７４）が、第３，第４ブロッカー表面（７６ａ、４４ａ）を介して第３摩擦表面（４８）に伝達される付加軸方向力（Ｆａ  ）  を発生する同期トルクに応じて、第３自己増力表面（７０ａ）  の１つと係合可能な第４自己増力傾斜面（７４ａ）  を形成していることを特徴とする請求項１のクラッチ。
【請求項４】
第１ないし第４ブロッカー表面（７６ｂ，４６ａ；７６ａ，４４ａ）及び第１ないし第４自己増力傾斜面（７０ｂ，７４ｂ；７０ａ，７４ａ）  は、第１駆動部（１２）の非同期回転が最初に一方向であるときに、第２，第３駆動部（１６、１４）  を第１駆動部（１２）と同期させることを特徴とする請求項２または３のクラッチ。
【請求項５】
トルクリング手段（６３）は、半径方向内向きに延びて、円周方向に離間した複数の第２ブロッカー突起（７８）を有し、その各々には、最初に一方向だけ反対に回転する第１駆動部（１２）の非同期回転に応じて第１，第２ボークリング（４２、４０）  の付加的ブロッカー表面（４６ｂ、４４ｂ）  と係合可能な１つのブロッカー表面（７８ｂ、７８ａ）が形成されていることを特徴とする請求項４のクラッチ。
【請求項６】
第１ボークリング（４２）は、各々第２ブロッカー表面（４６ａ）  に対応し、かつ軸線に直交の平面に対して直交して位置付けられる１つの第１反動表面（４６ｃ）  を有し、
スリーブ（６３）から半径方向内向きに延びる第１ブロッカー突起（７６）の各々は、第１ブロッカー表面（７６ｂ）  に対応し、かつ第１反動表面（４６ｃ）  と平行に位置付けられた第２反動表面（７６ｃ）  を有し、これらの第１，第２反動表面が、係合時に作動して、第１，第２ブロッカー表面（７６ｂ、４６ａ）で反作用されなかった摩擦表面トルクを反作用させ、第１，第２自己増力傾斜面（７０ｂ、７４ｂ）の係合によって、反動表面及びブロッカー表面に作用する全トルクを反作用させるようにしたことを特徴とする請求項４のクラッチ。
【請求項７】
トルクリング手段（６３）は、端部を突き合わせてほぼ３６０  度のリングを形成する少なくとも３つの円弧形部分を有していることを特徴とする請求項１のクラッチ。
【請求項８】
共通軸線（１２ａ）  回りに相対回転可能に配置された第１，第２駆動部（１２、１６）  を摩擦的に同期させて噛み合い連結させるクラッチ（１８）であって、
軸方向のシフト力（Ｆｏ  ）  によって第１ジョー手段（３６ｃ）  が係合移動するのに応じて、第１ジョー手段（３６ｃ）  がニュートラル位置から第２ジョー手段（３０）との係合位置へ軸方向に移動して駆動部を噛み合い連結させるようにし、前記第１ジョー手段（３６ｃ）  の中央開口に、外側スプライン（３８）の軸方向に延びるフランク表面（３８ａ）  と連続して摺動可能にかみ合う、軸方向に延びるフランク表面（３６ａ）  を備える内側スプライン（３６）を有して、内側及び外側スプライン間の相対回転が防止し、また外側スプライン（３８）が、第１駆動部（１２）に対して回転及び軸方向移動ができないように取付けられており、
第１ジョー手段（３６ｃ）  の係合移動に応じて、同期トルク（Ｔｏ  ）  を発生するために、第１摩擦表面（５０）が第２摩擦表面（２６）と係合して軸方向に移動可能であり、
第１ジョー手段（３６ｃ）  の係合移動に応じて、傾斜した第１，第２ブロッカー表面（７６ｂ、４６ａ）が移動して係合することによって、ジョー手段（３６ｃ，３０）の非同期係合を防止し、シフト力（Ｆｏ  ）  を第１摩擦表面（５０）に伝達して摩擦表面（５０、２６）  の係合力を発生し、また同期が達成された時に第１，第２ブロッカー表面（７６ｂ，４６ａ）  を離脱させるために同期トルクとは反対のトルクを発生させ、
第１，第２自己増力手段（７０、７４）  が係合時に作動して同期トルクを反作用させることによって、シフト力（Ｆｏ  ）  の方向に付加軸方向力（Ｆａ  ）  を発生して、摩擦表面（５０、２６）  の係合力を増加させ、第１，第２自己増力手段（７０、７４）  には、付加軸方向力（Ｆａ  ）  をブロッカー表面（７６ｂ，４６ａ）  を介して第１摩擦表面（５０）へ送る手段（７４）が設けられており、前記クラッチが、
外周に外側スプライン（３８）を形成しているハブ（３２）と、
第１摩擦表面（５０）と複数の第２ブロッカー表面（４６ａ）  とを有し、前記ハブ（３２）から離れて第２摩擦表面（２６）の方へ軸方向に移動可能で、かつ各第２ブロッカー表面（４６ａ）  に対応して、軸線（１２ａ）  に直交する平面に直交するように位置付けられた第１反動表面（４６ｃ）  を有している第１ボークリング（４２）と、
シフトスリーブ（３４）に形成された第１ジョー手段（３６ｃ）  の中央開口及び内側スプライン（３６）とを有しており、
前記第１自己増力手段（７０）が、ハブ（３２）の外周に形成された複数の第１自己増力傾斜面（７０ｂ）  を備え、
さらに、制限回転可能で、かつ軸方向移動できないようにスリーブ（３４）に取付けられ、かつこのスリーブから半径方向内方に延びており、各々が、第２自己増力手段（７４）の傾斜した第２自己増力傾斜面（７４ｂ）  と、第１ブロッカー表面（７６ｂ）  の１つと、第１ブロッカー表面（７６ｂ）  に対応して第１反動表面（４６ｃ）  に平行に位置付けされた第２反動表面（７６ｃ）  とを形成している円周方向に離間した複数の剛性の突起手段（７４、７６）  を有しており、
前記第１，第２反動表面（４６ｃ、７６ｃ）は、係合時に作動して、第１，第２ブロッカー表面（７６ｂ、４６ａ）で反作用されなかった摩擦表面トルクを反作用させて、第１，第２自己増力傾斜面（７０ｂ、７４ｂ）の係合によって、反動表面（４６ｃ、７６ｃ）及びブロッカー表面（７６ｂ、４６ａ）に作用する全トルクを反作用させるようにしたことを特徴とするクラッチ。
【請求項９】
さらに、第１，第２駆動部（１２、１６）  に対して共通軸線（１２ａ）  回りに回転可能に、かつ第２駆動部（１６）から軸方向に離間して配置された第３駆動部（１４）を有し、
シフトスリーブ（３４）の内側スプライン（３６）は、第１シフト力（Ｆｏ  ）  とは逆向きの軸方向の第２シフト力（Ｆｏ  ）  によってシフトスリーブ（３４）が係合移動するのに応じて、ニュートラル位置から第４ジョー手段（２８）との係合位置へ軸方向に移動して第１及び第３駆動部（１２、１４）  を噛み合い連結させるための第３ジョー手段（３６）を形成しており、
第３摩擦表面（４８）と複数の第４ブロッカー表面（４４ａ）  とを有し、ハブ（３２）から離れて第４摩擦表面（２４）の方へ軸方向に移動可能であり、さらに、各第４ブロッカー表面（４４ａ）  に対応して前記軸線（１２ａ）  に直交する平面に直交した位置にある第３反動表面（４４ｃ）  を有している第２ボークリング（４０）が設けられ、
第１自己増力手段（７０）には、ハブ（３２）の外周に形成された複数の第３自己増力傾斜面（７０ａ）  を備え、
円周方向に離間した各剛性突起手段（７４、７６）  は、第２自己増力手段（７４）の第４傾斜自己増力傾斜面（７４ａ）  と、第３ブロッカー表面（７６ａ）  と、第３反動表面（４４ｃ）  に平行に位置して第３ブロッカー表面（７６ａ）  に対応した第４反動表面（７６ｃ）  とを形成しており、第３，第４反動表面（４４ｃ、７６ｃ）は、係合時に作動して、第３，第４ブロッカー表面（７６ａ、４４ａ）で反作用されなかった摩擦表面トルクを反作用させて、第３，第４自己増力傾斜面（７０ａ、７４ａ）の係合によって、係合した反動表面（４４ｃ、７６ｃ）及びブロッカー表面（７６ａ、４４ａ）に作用する全トルクを反作用させるようにしたことを特徴とする請求項８のクラッチ。
【請求項１０】
第１駆動部（１２）の非同期回転が最初に一方向である時、第１ないし第４ブロッカー表面（７６ｂ，４６ａ；７６ａ，４４ａ）及び第１ないし第４自己増力傾斜面（７０ｂ，７４ｂ；７０ａ，７４ａ）  が第２及び第３駆動部（１６、１４）  を第１駆動部（１２）と同期させることを特徴とする請求項９のクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自己増力手段を備えたボークリング（ｂａｕｌｋｒｉｎｇ）  形シンクロナイザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多段比変速機に用いられるボークリング形シンクロナイザ機構は公知である。そのような機構には、それぞれ歯車を軸に同期させて噛み合いクラッチ連結させる摩擦及びジョー部材の複数対と、シフトスリーブの初期係合移動に応じて摩擦部材を係合させるプレエナージャイザ（ｐｒｅ−ｅｎｅｒｇｉｚｅｒ）  アセンブリと、軸に共転可能に固定されたハブとが設けられており、ハブに形成された外側スプライン歯が、ジョー部材の複数対の１つを形成していることが多いシフトスリーブの内側スプライン歯を摺動可能に収容しており、さらに同期が達成されるまでシフトスリーブの係合移動を拘束し、またスリーブからシフト力を伝達して摩擦部材の係合力を増加させるブロッカー歯を備えたボークリングが設けられている。
【０００３】
多段比変速機の技術では、シンクロナイザ機構を用いて変速歯車比の全部または一部のシフト時間を減少させることは公知である。また、自己増力形のシンクロナイザ機構を用いることによって、運転者に必要とされるシフト作動力すなわちシフトレバーに加えられる力を減少させることも公知である。運転者のシフト作動力は、一般的に車両の大きさ及び重量に伴って増大するので、自己増力形のシンクロナイザ機構は特に重量形トラックに特に重要である。自己増力形のボークリング形シンクロナイザが米国特許第３，５４８，９８３  号に示されており、この特許は参考として本説明に含まれる。自己増力形のピン形シンクロナイザも米国特許第５，０９２，４３９  号に示されており、この特許も参考として本説明に含まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、改良した自己増力手段を備えたボークリング形シンクロナイザクラッチを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴によれば、クラッチが、共通軸線回りに相対回転可能に配置された第１，第２駆動部を摩擦的に同期させて噛み合い連結させる。クラッチに設けられた第１ジョー手段が軸方向のシフト力（Ｆｏ  ）  によって係合移動するのに応じて、第１ジョー手段がニュートラル位置から第２ジョー部材との係合位置へ移動して、駆動部を噛み合い連結させる。第１ジョー手段の中央開口に形成された内側スプラインの軸方向に延びるフランク表面が、外側スプラインの軸方向に延びるフランク表面と連続して摺動可能にかみ合うことによって、内側及び外側スプライン間の相対回転が防止されている。外側スプラインは第１駆動部に対して回転及び軸方向移動ができないように取付けられている。
【０００６】
第１ジョー手段の係合移動に応じて、第１摩擦表面が第２摩擦表面と係合する位置へ軸方向に移動することによって、同期トルクを発生することができる。第１，第２ブロッカー表面が、第１ジョー手段の係合移動に応じて係合位置へ移動可能な傾斜した表面を備えて、ジョー手段の非同期係合を防止し、シフト力（Ｆｏ  ）  を第１摩擦手段に伝達して摩擦表面の係合力を発生し、また同期が達成された時に第１，第２ブロッカー表面を離脱させるために同期トルクとは反対のトルクを発生することができる。第１，第２自己増力手段が係合時に作動して同期トルクを反作用させることによって、シフト力（Ｆｏ  ）  の方向に付加軸方向力（Ｆａ  ）  を発生して、摩擦表面の係合力を増加させることができる。第１，第２自己増力手段には、付加軸方向力（Ｆａ  ）  をブロッカー表面を介して第１摩擦表面へ送る手段が設けられている。
【０００７】
クラッチは、外周に外側スプラインを形成しているハブを特徴としている。ボークリングが、第１摩擦表面と、第２ブロッカー手段を形成している複数の第２ブロッカー表面とを備えている。第１ジョー手段の中央開口及び内側スプラインはシフトスリーブに形成されている。シフトスリーブには、半径方向内向きに開放した環状溝が形成されている。
【０００８】
第１自己増力手段には、ハブ外周に形成された複数の第１自己増力傾斜面が設けられている。トルクリング手段がスリーブ溝内に、それに対して制限回転可能で、かつ軸方向移動ができないように取付けられている。トルクリング手段には、それから半径方向内向きに複数の第１ブロッカー突起が円周方向に離間して配置されており、その各々が第１ブロッカー表面の１つを形成している。トルクリング手段にはまた、それから半径方向内向きに複数の自己増力突起が円周方向に離間して配置されており、その各々が第２自己増力手段の傾斜した第２自己増力傾斜面を形成している。第１，第２自己増力傾斜面の係合が同期トルクを反動させて、付加軸方向力（Ｆａ  ）  をトルクリング手段を介してブロッカー表面に伝達する。
【０００９】
【作用】
本発明のシンクロナイザクラッチは、円錐クラッチ摩擦表面とジョークラッチ歯組により、歯車を軸に摩擦的に同期させて噛み合い連結させるもので、クラッチに設けられた第１ジョー手段が軸方向のシフト力によって係合移動するのに応じて、シフトスリーブの第１ジョー手段がニュートラル位置から第２ジョー部材との係合位置へ移動して、駆動部を噛み合い連結させる。
【００１０】
ハブの外周に形成された第１自己増力手段とシフトスリーブ内のトルクリングに形成された第２自己増力手段の各突起に形成された第１，第２自己増力傾斜面の係合によって同期トルクを反作用させて、付加軸方向力がトルクリングを介してボークリングのブロッカー表面に伝達される。また、トルクリングに形成された反動表面は、ボークリングの反動表面と係合して、摩擦表面から発生した同期トルクの一部が、ブロッカー表面間で反作用し、残りは反動表面間で反作用して、全同期トルクの合計が、自己増力傾斜面間で反作用する。
【００１１】
したがって、シフトスリーブがハブに摺動可能にスプライン連結され、運転者のシフト力及び自己増力傾斜面から発生した付加力によって移動する。両方の力がブロッカー歯に対して反作用して、摩擦表面を係合させることになる。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ここで使用する「シンクロナイザクラッチ機構」とは、噛み合いクラッチに関連した同期摩擦クラッチによって噛み合いクラッチの部材がほぼ同期回転するまでその噛み合いクラッチの連結の試行が防止される、噛み合いクラッチによって選択比歯車を軸に非回転可能に連結するために用いられるクラッチ機構のことである。「自己増力」とは、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大させるためにランプまたはカム等を含むシンクロナイザクラッチ機構のことである。
【００１３】
次に、主に図１〜図９を参照しながら、多段変速比変速機の一部を形成している歯車及びシンクロナイザアセンブリ１０について説明する。アセンブリ１０には、中心軸線１２ａ  回りに回転可能に取り付けられた軸１２と、互いに軸方向に離間して軸上に、それに対して回転可能に支持され、また公知の方法で軸に対して軸方向移動できないように固定されている歯車１４、１６と、複動シンクロナイザクラッチ機構１８とが設けられている。
【００１４】
シンクロナイザクラッチ１８には、公知の方法で歯車１４、１６に軸方向及び回転方向に固定された環状部材２０、２２と、本実施例では部材２０、２２と一体になった歯車摩擦表面２４、２６と、本実施例では部材２０、２２と一体になった歯車ジョー歯２８、３０と、中央開口３２ａ  で軸１２に軸方向及び回転方向に固定されたハブ３２と、シフトスリーブ３４と、スリーブ３４の中央開口に形成されて、ハブ３２の外周に形成された外側スプライン歯３８と常時噛み合っている内側スプライン歯３６と、ボークリング４０、４２と、本例ではボークリング４０、４２と一体になっているブロッカー歯組４４、４６（図２〜図７）及び摩擦表面４８、５０と、プレエナージャイザアセンブリ５２と、自己増力／ブロッカーアセンブリ５４（図２〜図５、図８及び図９）とが設けられている。
【００１５】
本実施例では、シンクロナイザには、各ボークリングに設けられた同数のブロッカー歯と協働する、円周方向に離間した３つの自己増力／ブロッカーアセンブリ５４と、円周方向に離間した３つのプレエナージャイザアセンブリとが設けられている。各ブロッカー歯４４、４６には、それぞれ傾斜したブロッカー表面４４ａ、４４ｂ、４６ａ、４６ｂ  及び同期トルク反動表面４４ｃ、４４ｄ、４６ｃ、４６ｄ  が設けられている。
【００１６】
図面から明らかなように、摩擦表面２４、４８  及び２６、５０  が組み合わされて、ジョークラッチ部材の係合に先立って歯車を軸に同期させる摩擦クラッチを形成している。円錐クラッチが好ましいが、他の形式の摩擦クラッチを用いることもできる。広範囲の円錐角度を用いることができる。本実施例では７．５  度の円錐角度を用いている。摩擦表面は幾つかの公知の摩擦素材のいずれかを基材に取り付けて形成することができ、例えば、米国特許第４、７００、８２３  号、第４，８４４，２１８  号及び第４，７７８，５４８  号に開示されているような熱分解炭素摩擦材を用いることができる。これらの特許は参考として本説明に含まれる。
【００１７】
スプライン歯３６、３８  は、シフトスリーブ３４と軸１２との間にほぼまったく自由遊びがなくなるように、密接摺動関係で連続してかみ合わされている、軸方向に延びるフランク表面３６ａ  、３８ａ  を備えている。スプライン３６の両端部に、それぞれ歯車を軸に噛み合いクラッチ連結させるために歯車歯２８、３０と組み合わされるジョー歯３６ｂ  、３６ｃ  が形成されている。ジョー歯３６ｂ  、３６ｃ  及び歯車ジョー歯２８、３０のフランク側部には、誤って歯が離脱するのを防止するバックアウト防止すなわちロッキング角度機構が設けられている。
【００１８】
この機構の詳細は、米国特許第４，７２７，９６８  号に記載されており、この特許は参考として本説明に含まれる。図５に示されているように、ジョー歯３６ｃ  、３０が完全に係合している時、伝達トルクからの力を分散させて摩耗を最小限に抑えることができる十分な係合長さがフランク表面３６ａ  、３８ａ  に残っている。
【００１９】
各プレエナージャイザアセンブリ５２は公知であり、ハブ３２内の半径方向に延びた盲孔内に配置された圧縮コイルばね５８及びプランジャ６０が、ローラまたはボール６２（本実施例ではローラ）をシフトスリーブ３４の環状溝３４ａ  内に保持されているトルクリング６３のデテント溝６３ａ  内へ付勢している。溝は、トルクリングをスリーブに対して回転させることができるが、相対軸方向移動させることができない大きさになっている。
【００２０】
トルクリングは、単一の中実部材、一部を取り除いた単一部材、または幾つかの部分、例えば３つの部分を端部で突き合わせてほぼ３６０  度のリングにしたものにすることができる。プレエナージャイザアセンブリ５２は、ローラ６２を図１及び図２に示されているニュートラル位置へ弾性的に位置決めする。ローラ６２は、ボークリング４０、４２と一体に形成された複数のタブ６４、６６（本実施例では３個）の当接表面６４ａ  、６６ａ  間に軸方向に離間して設けられている。
【００２１】
いずれかの歯車を軸に連結したい場合、参考として本説明に含まれる米国特許第４，９２０，８１５  号に開示されているような適当な図示しないシフト機構が、部分的に図示されているシフトフォーク６８を介してシフトスリーブ３４を軸１２の軸線に沿って軸方向に、歯車１４を連結するためには左に、歯車１６を連結するためには右に移動させる。シフト機構は、リンク装置によって運転者が手動で移動させてもよいが、アクチュエータで選択的に移動させたり、シフト機構の移動を自動的に開始させると共に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させることもできる。
【００２２】
シフト機構を手動で移動させる時、プレエナージャイザアセンブリは運転者がシフトスリーブに加える力に比例したプレエナージャイザ力を加える。手動または自動のいずれで加える場合でも、力は軸方向にシフトスリーブに加えられ、図１０の力（Ｆｏ  ）  に比例している。シフト力（Ｆｏ  ）  によるシフトスリーブの移動方向に応じて、プレエナージャイザ力が摩擦表面４８または５０のいずれかをそれに対応した摩擦表面と初期係合する位置へ移動させることによって、後述するようにして自己増力／ブロッカーアセンブリ５４を位置決めできるようにするハブ３２に対応した位置に対応のボークリングをクロックすることができる。
【００２３】
自己増力アセンブリ５４の各々には、ハブ３２の外周から半径方向外向きに延びて、ハブ３２の回転面に対して傾斜した自己増力傾斜面すなわちブースト傾斜面７０ａ、７０ｂ、７２ａ、７２ｂ  を備えている円周方向に離間した突起７０、７２と、トルクリング６３から半径方向内向きに、突起７０、７２のブースト傾斜面によって形成された砂時計形状のリセス内へ延びているダイヤモンド形突起７４と、ブロッカー歯４４、４６と、間にブロッカー歯反動表面４４ｃ、４４ｄ、４６ｃ、４６ｄ  が配置されている、円周方向に離間した第１，第２ブロッカー突起７６、７８とが含まれている。
【００２４】
自己増力突起７４には、それぞれブースト表面７０ａ、７０ｂ、７２ａ、７２ｂ  に平行な自己増力傾斜面すなわちブースト傾斜面７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ  が設けられている。ブロッカー突起７６、７８  にはそれぞれ、ブロッカー表面４４ａ、４６ａ、４４ｂ、４６ｂ  に平行なブロッカー表面７６ａ、７６ｂ、７８ａ、７８ｂ  が設けられている。第１，第２ブロッカー突起７６、７８  には、また、ハブの回転面に直交し、反動表面４４ｃ、４４ｄ、４６ｃ、４６ｄ  に平行な反動表面７６ｃ  、７８ｃ  が設けられている。突起７０、７２  はまた、回転面に直交する方向に非ブースト表面７０ｃ  、７２ｃ  を備えており、これらは、シフトスリーブ３４が図１及び図２のニュートラル位置にある時、平行な非ブースト表面７４ｅ  、７４ｆ  と係合可能である。円錐クラッチの１つがある程度のトルクを発生する場合、例えば円錐クラッチ摩擦表面間のオイルの粘性剪断によって自己増力傾斜面を作動させようとするトルクが発生するような場合に、非ブースト表面が係合して、自己増力傾斜面の不要の作動を防止する。
【００２５】
自己増力／ブロッカーアセンブリの作動の以下の説明では、軸１２と歯車１６との間に図２〜図５に示されている表面を係合させる方向に非同期状態が存在すると仮定する。反対方向すなわち歯車１４に対する非同期状態は、以下の説明から明らかになると思われる表面係合を生じる。
【００２６】
図２は、シンクロナイザのすべての構成部材のニュートラル位置を示している。しかし、開始時のシフトブロッカー歯４４、４６は、円周方向において第１，第２ブロッカー突起７６、７８  間のいずれの位置にあってもよい。運転者のシフト力（Ｆｏ  ）  によるシフトスリーブ３４の初期の軸方向右移動がプレエナージャイザローラ６２によってタブ当接表面６６ａ  を介して第１ボークリング４２に伝達されることによって、可動円錐表面５０が歯車円錐表面２６と初期摩擦係合する。もちろん、円錐表面の初期係合力は、ばね５８の力及びデテント溝６３ａ  の壁の角度の関数である。
【００２７】
図３は、プレエナージャイジングによる円錐クラッチトルクが、ブロッカー表面４４ａ  、７６ａ  、自己増力表面７０ａ  、７４ａ  及び反動表面４４ｃ  、７６ｃ  を係合させる程度まで第１ボークリング４２及びトルクリング６３を回転させている「ブロッキング／自己増力位置」を示している。
【００２８】
これらの表面が係合した時、シフトスリーブ３４に加えられた運転者シフト力（Ｆｏ  ）  がブロッカー表面７６ａ  、４４ａ  によって伝達されて、摩擦表面２６、５０を力（Ｆｏ  ）  で係合させることによって、同期トルク（Ｔｏ  ）  を発生する。ブロッカー表面に角度が付けられていることによって、同期トルク（Ｔｏ  ）  に対向するがそれよりも小さい非ブロッキングトルクを発生する。非ブロッキングトルクと同期トルク（Ｔｏ  ）  との差が反動表面４４ｃ  、７６ｃ  間で反作用する。ブロッカー及び反動表面は自己増力突起７４に対して固定しているので、すべての同期トルクが自己増力表面７４ａ  、７０ａ  間で反作用する。
【００２９】
表面７４ａ  、７０ａ  間で反作用するトルクの合計が、運転者のシフト力（Ｆｏ  ）  と同じ方向に作用する軸方向力成分すなわち付加軸方向力（Ｆａ  ）  を発生する。力（Ｆａ  ）  も係合しているブロッカー表面によって伝達されるため、円錐摩擦表面の係合力がさらに増大して、トルク（Ｔｏ  ）  に追加される付加同期トルク（Ｔａ  ）を発生する。ほぼ同期が達成されると、同期トルクが非ブロッキングトルク以下まで低下することから、ブロッカー歯が離脱するため、シフトスリーブ３４が連続的に軸方向移動して、可動ジョー歯３６が歯車歯３０と噛み合うことができる。
【００３０】
図１０は、クラッチ摩擦表面を係合させる軸方向力の合計（Ｆｏ  ）  ＋（Ｆａ  ）  と、クラッチ摩擦表面によって発生した同期トルクの合計（Ｔｏ  ）  ＋（Ｔａ  ）とを示している。任意の運転者シフト力（Ｆｏ  ）  及び運転者同期トルク（Ｔｏ  ）  に対する軸方向付加力の大きさは、係合した自己増力傾斜面の角度の関数であることが好ましい。
【００３１】
この角度は、運転者による適度なシフト作動力に応じて同期トルクを増加させ、同期時間を短縮することができる十分な大きさの付加力（Ｆａ  ）  を発生できる大きさであることが好ましい。しかし、この角度はまた、制御された軸方向付加力（Ｆａ  ）  を発生できる程度に小さいことも好ましい、すなわち力（Ｆａ  ）  は力（Ｆｏ  ）  の増減に応じて増減しなければならない。
【００３２】
傾斜面の角度が大き過ぎる場合、傾斜面は自己増力ではなく自己固着する。このため、円錐クラッチが初期係合を行うと、力（Ｆａ  ）  が力（Ｆｏ  ）  に無関係に無制御状態で急激に増大し、そのため円錐クラッチはロックアップ状態へ押し進められる。自己増力ではなく自己固着することによって、シフト特性すなわちシフト感が低下し、シンクロナイザ部品に過度の応力が加わったり、円錐クラッチ表面の過熱や急激な摩耗を発生させたり、さらに運転者のシフトレバー移動を無効化することもある。
【００３３】
歯車のアップまたはダウンシフトに対して付加軸方向力が望まれない場合、アップまたはダウンシフト用の傾斜面をスプラインに平行にすることができる。例えば、自己増力傾斜面７０ｂ  、７４ａ  をスプライン３８に平行に形成した場合、（その方向のシフトに対して）付加力（Ｆａ  ）  が生じない。力（Ｆｏ  ）  によって与えられる円錐クラッチトルクは次式で表される。
【００３４】
Ｔｏ  ＝Ｆｏ  Ｒｃ  μｃ  ／ｓｉｎα
但し、Ｒｃ  ＝円錐摩擦表面の平均半径
μｃ  ＝円錐摩擦表面の摩擦係数
α  ＝円錐摩擦表面の角度
自己増力傾斜面の角度を計算し、運転者の作動力（Ｆｏ  ）  に比例して増減する付加軸方向力（Ｆａ  ）  を発生するための主要な変数は、円錐クラッチの角度、円錐クラッチの摩擦係数、円錐クラッチ及び自己増力傾斜面の平均半径比、及び傾斜面の摩擦係数である。自己増力すなわちブースト力の計算及び制御についてのさらなる詳細は、参考として本説明に含まれる米国特許第５，０９２，４３９  号に記載されている。
【００３５】
図４は、非ブロッキングトルクがブロッカー表面を離脱させた直後に生じる「ブースト／非ブロッキング位置」を示している。この位置で生じる自己増力は、第１ボークリング４２の慣性及び／または円錐クラッチの不完全切り離しによるものであろう。この自己増力現象によって、シフトスリーブ３４に作動力（Ｆｏ  ）  の方向に作用する軸方向補助力が発生する。歯３６ｃ  及び３０のＶ字形端部が係合した時、非ブロッキング状態になって係合位置へのジョー歯の移動を助けるので、補助力はジョー歯３６ｃ  がジョー歯３０と係合する位置へ向かう軸方向係合移動の再開を助ける。補助力は、非ブロッキング状態になった時にシフトを終了するために運転者が過大な作動力でシフトレバーを移動させる必要を減じることによっていわゆるシフトノッチネスを軽減する、すなわち補助力はシフトを滑らかに比較的小さい作動力で完了させることができるようにする。図５はジョー歯３６ｃ  、３０の完全「係合位置」を示している。
【００３６】
自己増力を備えたシンクロナイザ機構の好適な実施例が以上に開示されている。本発明の精神の範囲内において、好適な実施例の様々な変更及び変化が考えられる。開示された機構及び本発明の精神の範囲内であると考えられる変更及び変化の発明部分は、請求項によって定義される。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のクラッチによれば、同期摩擦クラッチによってかみ合いクラッチ部材がほぼ同期回転するまで、そのかみ合いクラッチの連結が防止できるとともに、スリーブ及びハブに取付けられて、ブロッカー表面の係合及びスリーブとハブとの相対回転に応じて係合位置へ移動可能である傾斜した自己増力表面を含む自己増力手段を設けたので、係合時に作動して同期トルクを反作用させることによって、ブロッカー表面によってシフト力の方向に伝達される付加軸方向力を発生して摩擦表面の係合力を更に増加させることができ、確実なクラッチ動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ニュートラル位置にある、軸の軸線回りに回転可能に配置された複動ボークリング形シンクロナイザの、図２の１−１線に沿って見た断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って見た時のブロッキング及び自己増力部材の作動段階を示す図である。
【図３】図２と同様なブロッキング及び自己増力部材の別の作動段階を示す図である。
【図４】図２と同様なブロッキング及び自己増力部材の別の作動段階を示す図である。
【図５】図２と同様なブロッキング及び自己増力部材の別の作動段階を示す図である。
【図６】図２に示す部材の、それぞれ６−６線に沿って見た部分図である。
【図７】図２に示す部材の、それぞれ７−７線に沿って見た部分図である。
【図８】図２に示す部材の、それぞれ８−８線に沿って見た部分図である。
【図９】図２に示す部材の、それぞれ９−９線に沿って見た部分図である。
【図１０】シンクロナイザ機構のブロッカー表面に作用する軸方向力及びトルクを示す図である。
【符号の説明】
１２  軸
１４，１６    歯車
１８  ボークリング形シンクロナイザ
２４，４８  ；２６，５０    円錐クラッチ摩擦表面
３２  ハブ
３４  シフトスリーブ
３６ｂ，２８；３６ｃ，３０  ジョークラッチ歯
４０，  ４２  ボークリング
４４ａ，４４ｂ，４６ａ，４６ｂ    ブロッカー表面
４４ｃ，４４ｄ，４６ｃ，４６ｄ    反動表面
６３  トルクリング
７０ａ，７０ｂ，７２ａ，７２ｂ    ハブ自己増力傾斜面
７４  自己増力突起
７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ    リング自己増力傾斜面
７６，７８    ブロッカー突起
７６ａ，７６ｂ，７８ａ，７８ｂ    ブロッカー表面
７６ｃ，７８ｃ    反動表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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