(57)【要約】  構成要素キャリアを有するギア同期システムであって、構成要素キャリアがスプライン軸を挿通して受け入れてスプライン軸と相互作用することにより、スプライン軸と構成要素キャリアとの間で回転を伝えることができるとともに、構成要素キャリアが関連する摩擦プレートに対してスプライン軸に沿って軸方向にスライドできるギア同期システム。構成要素キャリアは、構成要素キャリアの壁付き凹部内で回動可能に結合される複数の摩擦部材を含み、それにより、構成要素キャリアが関連する摩擦プレートへ向けて付勢される際に、摩擦部材の接触面の少なくとも一部が最初に摩擦プレートの表面と接触し、また、構成要素キャリアが関連する摩擦プレートへ向けて付勢され続けるにつれて、各摩擦部材が回転されることにより、各摩擦部材の接触面の少なくとも一部が摩擦プレートの表面と接触し続ける。
2011501078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成要素キャリアを備え、前記構成要素キャリアは、外周から径方向に延びる複数の壁付き凹部を備え、それを貫通して形成される中心開口を含み、前記中心開口は、スプライン軸を挿通して受け入れて前記スプライン軸と相互作用するように形成され、前記構成要素キャリアと前記スプライン軸との間の相互作用が前記スプライン軸のスプライン設計に忠実であり続け、それにより、前記スプライン軸と前記構成要素キャリアとの間で回転を伝えることができるとともに、前記構成要素キャリアが通常位置と係合位置との間で関連する摩擦プレートに対して前記スプライン軸に沿って軸方向にスライドでき、
複数の摩擦部材を備え、各摩擦部材が接触面を含み、各摩擦部材が前記構成要素キャリアの壁付き凹部内で回転ピンを介して回動可能に結合され、各摩擦部材が通常位置と係合位置との間で回動でき、それにより、前記構成要素キャリアが前記関連する摩擦プレートへ向けて付勢される際に、前記摩擦部材の接触面の少なくとも一部が最初に前記摩擦プレートの表面と接触し、また、前記構成要素キャリアが前記関連する摩擦プレートへ向けて付勢され続けるにつれて、各摩擦部材が前記摩擦部材の関連する回転ピンの周りで回転することにより、各摩擦部材の前記接触面の少なくとも一部が前記摩擦プレートの表面と接触し続け、
前記構成要素キャリアと関連付けられる少なくとも１つの最終係合構成要素を備え、前記構成要素キャリアの前記少なくとも１つの前記最終係合構成要素は、前記構成要素キャリアが係合位置にあるときに摩擦プレートの最終係合構成要素と相互作用でき、前記構成要素キャリアが通常位置にあるときに前記摩擦プレートの前記最終係合構成要素から係脱できる、
ギア同期システム。
【請求項２】
前記構成要素キャリアと関連付けられる前記少なくとも１つの最終係合構成要素がドッグティースを備える請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項３】
前記構成要素キャリアと関連付けられる前記少なくとも１つの最終係合構成要素が摩擦媒体を備える請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項４】
前記構成要素キャリアを操作して前記通常位置から前記係合位置へ前記スプライン軸に沿って軸方向にスライドさせるための作動フォークを受け入れるための前記構成要素キャリアと関連付けられる少なくとも１つの溝を更に備える請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項５】
前記複数の壁付き凹部は、前記構成要素キャリアの外周から内側に延びる切り欠きを備える請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項６】
各摩擦部材が前記通常位置へ付勢される請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項７】
各摩擦部材と関連付けられるトーションスプリングが前記関連する摩擦部材を前記通常位置へ付勢する請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項８】
各摩擦部材と関連付けられる圧縮スプリングが前記関連する摩擦部材を前記通常位置へ付勢する請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項９】
各摩擦部材と関連付けられるリニア・スプリング・リンク・システムが前記関連する摩擦部材を前記通常位置へ付勢する請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１０】
摩擦プレートの前記表面が補強される請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１１】
摩擦プレートの前記表面が別個のプレートを備える請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１２】
前記摩擦部材が湾曲接触面を含む請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１３】
前記摩擦部材がレバーアームを備え、各レバーアームが前記レバーアームに回転可能に結合される転がり摩擦ローラを含む請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１４】
前記摩擦部材がレバーアームを備え、各レバーアームが前記レバーアームに回転可能に結合される複数の転がり摩擦ローラを含む請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１５】
前記摩擦部材がレバーアームを備え、各レバーアームが湾曲接触面を含み、各レバーアームが前記レバーアームに回転可能に結合される複数の転がり摩擦ローラを含む請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１６】
前記摩擦部材がレバーアームを備え、各レバーアームが前記レバーアームに回転可能に結合されて前記レバーアームから延びる摩擦プレートを含む請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１７】
前記摩擦部材がレバーアームを備え、各レバーアームが前記レバーアームに回転可能に結合されて前記レバーアームから延びる摩擦プレートを含み、各摩擦プレートが前記摩擦プレートに回転可能に結合される複数の転がり摩擦ローラを含む請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１８】
前記摩擦プレートが湾曲摩擦プレート面を有し、前記湾曲摩擦プレート面の曲率が前記摩擦部材の前記湾曲接触面の曲率に対応する請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項１９】
前記ギア同期システムが車両トランスミッション出力を有する車両トランスミッションに結合され、それにより、前記構成要素キャリアが前記係合位置にあるときに、前記少なくとも１つの最終係合構成要素と前記摩擦プレートとの間で十分な摩擦係合が達成されて、前記車両トランスミッション出力が回転される請求項１に記載のギア同期システム。
【請求項２０】
外部からスプライン結合される内側カラーを備え、前記内側カラーはそれを貫通して形成される中心開口を含み、前記中心開口は、スプライン軸を挿通して受け入れて前記スプライン軸と相互作用するように形成され、前記内側カラーと前記スプライン軸との間の相互作用が前記スプライン軸のスプライン設計に忠実であり続け、それにより、前記スプライン軸と前記内側カラーとの間で回転を伝えることができるとともに、前記内側カラーが通常位置と係合位置との間で関連する摩擦プレートに対して前記スプライン軸に沿って軸方向にスライドでき、
外側構成要素キャリアを備え、前記外側構成要素キャリアは、その外周から径方向に延びる複数の壁付き凹部を備え、それを貫通して形成される中心開口を含み、前記中心開口は、前記外部からスプライン結合される内側カラーを挿通して受け入れて前記スプライン内側カラーと相互作用するように形成され、前記外側構成要素キャリアと前記スプライン内側カラーとの間の相互作用が前記スプライン内側カラーのスプライン設計に忠実であり続け、それにより、前記スプライン内側カラーと前記外側構成要素キャリアとの間で回転を伝えることができるとともに、前記外側構成要素キャリアが通常位置と関連する摩擦プレートに対する係合位置との間で前記スプライン内側カラーに沿って軸方向にスライドでき、
複数の摩擦部材を備え、各摩擦部材が接触面を含み、各摩擦部材が前記外側構成要素キャリアの壁付き凹部内で回転ピンを介して回動可能に結合され、各摩擦部材が通常位置と係合位置との間で回動でき、それにより、前記外側構成要素キャリアが前記関連する摩擦プレートへ向けて付勢される際に、前記摩擦部材の前記接触面の少なくとも一部が最初に前記摩擦プレートの表面と接触し、また、前記外側構成要素キャリアが前記関連する摩擦プレートへ向けて付勢され続けるにつれて、各摩擦部材が前記摩擦部材の関連する回転ピンの周りを回転することにより、各摩擦部材の前記接触面の少なくとも一部が前記摩擦プレートの表面と接触し続け、
前記内側カラーと関連付けられる少なくとも１つの最終係合構成要素を備え、前記内側カラーの前記少なくとも１つの最終係合構成要素は、前記内側カラーが前記係合位置にあるときに摩擦プレートの最終係合構成要素と相互作用でき、前記内側カラーが通常位置にあるときに前記摩擦プレートの前記最終係合構成要素から係脱できる、
ギア同期システム。
【請求項２１】
前記内側カラーが前記外側構成要素キャリアに対して前記通常位置へ付勢される請求項１に記載のギア同期システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許出願は、その開示内容全体が参照することにより本願に組み入れられる２００７年１０月２６日に出願された米国出願第６１／０００，６３０号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は一般に同期クラッチに関する。特に、本発明は、マルチプル（多重）摩擦部材同期クラッチに関する。
【背景技術】
【０００３】
摩擦力の付加又は除去は、機械的なエネルギ／力構成要素、通常は、単一のダイヤフラム型スプリングによって或いは様々なスプリングタイプに取り付けられる環状の一連のロッカアームのどちらかによって制御され、これらの構成要素の他の構成要素との相互作用は、軸方向に／直線的に移動できるスローアウトベアリング及び作動アーム機構によって制御される。
【０００４】
一般に、摩擦部材クラッチは、２つの回転する構成要素の回転速度を摩擦的に同期させて接続するために使用される。殆どの他の摩擦クラッチは直接プレート間接触を利用する。これらのタイプの既知のクラッチにおいて、摩擦力は、機械的な構成要素によって、一般的にはダイヤフラム型スプリング、湾曲面ねじり力付与圧力部材、又は、他の構成要素との相互作用がスローアウトベアリングによって制御される一方の回転する構成要素の圧縮スプリング又は引張スプリングに取り付けられるロッカアームによって制御される。
【０００５】
関連する機械的なエネルギ構成要素にかかわらず、システムの初期位置は、回転プレートが接触する位置である。これは、スプリング構成要素に対して最終係合のそれらの初期位置のために予め高い荷重が加えられるからである。
【０００６】
クラッチアセンブリがダイヤフラムスプリングを使用する場合では、軸方向に装着されるスローアウトベアリングがスプリングの内側に向くフィンガに対して径方向に接続され、一方、スプリングの基部は、その外周に沿って、圧力プレートに取り付けられ、スプラインを介してその回転軸に接続される。スローアウトベアリングがシャフト周りで軸方向に移動されると、ダイヤフラムスプリングは、プレート／ダイヤフラムスプリング／ベアリングアセンブリを引き離すことによって、対向する構成要素に作用する力を解放し、それにより、それらの通常の力、摩擦、したがってそれらの回転が減少する。逆に、スプリングからの力がプレートアセンブリを移動させた後に対向する構成要素へと押し戻すことができるようにするため、スローアウトベアリングを軸方向に移動させることもでき、それにより、摩擦及び回転を再開することができる。ダイヤフラムスプリングアセンブリの多くのバリエーション及びその自由度／動作可能性は、乗用車において良く知られている。
【０００７】
クラッチアセンブリがロッカアーム及びスプリングを使用する場合では、両方のプレートを一緒に引くスプリングがハウジング内に装着される。スプリングタイプ（圧縮、引張、ねじり等）に応じて、ロッカアーム及びプレートの外観及び特定の形状が影響される。ロッカアームは、スプリング、スローアウトベアリング、及び、圧力プレートハウジングに接続される。スローアウトベアリングがシャフトに沿って軸方向に移動すると、ロッカアームがスプリング及びロッカアーム機構に作用し、それにより、圧力プレートとフライプレートとの間の力を解放して回転を中断する。逆に、スローアウトベアリングがその当初の位置に戻ると、スプリングがプレート間に力を再導入し、摩擦／回転が再開する。ロッカアーム型クラッチアセンブリは、トラクタ−トレーラやトラクタなどの大きい荷物を運ぶ車両に人気がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
直接プレート間接触摩擦クラッチとは異なり、本発明の環状に装着されるマルチプル摩擦部材同期及び係合クラッチは、回転システムで異なる回転構成要素の回転速度及び回転力を摩擦的に適合して接続するための方法を与える。
【０００９】
既知の同期装置の１つの欠点は、それらの設計が主に低い回転負荷に関連して用いられるものであるという点である。これは、一般に、エンジンからの過度な回転をクラッチプレートの摩擦エネルギとして伝達するためにエンジンクラッチの操作を必要とする。これは、ギアを効果的に変えようとするとき或いは低速操作を実行している間、例えば徐行中や駐車場での操縦の最中に最も顕著である。
【００１０】
また、現代のプラネタリ・トランスミッション・システムのクラッチは、完全に係合又は係脱されるように設計されており、したがって、始動ギアチェンジ間で摩耗を引きこす。プラネタリトランスミッションの興味深いギアの回転クラッチプレートは、何らかの形態の機械的制動によって、すなわち、固定クラッチとの対面相互作用又はキャリパを介した制動によって停止されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
クラッチの最も基本的な目的は、２つの回転する構成要素の回転を結合し及び／又は同期させることである。本発明の同期クラッチは、１つの構成要素の回転と他の構成要素の回転との同期及び漸進的適用をもたらす。回転する構成要素のうちの１つに環状にパターン化される複数の摩擦部材の利用は、多くの利点を与えることを可能にする。
【００１２】
本発明の同期クラッチを利用することにより、より制御された作動距離にわたって、優れた力／エネルギ印加機構を用いて、構成要素の材料の摩擦滑りによる回転の漸進的な伝達を随意的に達成できる。したがって、マルチプル摩擦部材同期クラッチのスプリングに蓄えられる初期エネルギは、既に過剰に加えられた力／エネルギ機構（スプリング）による通常／摩擦力制御を介した摩擦滑りだけではなく、既知のクラッチ設計のスプリングのそれよりも少ない。また、摩擦部材は、構成要素キャリア装着方向によって制限されず、垂直、径方向、及び、径方向線と回転軸との両方に対して垂直な方向、の間の任意の場所に及ぶ。
【００１３】
本発明の同期クラッチを利用することにより、回転慣性が減少される。既知のクラッチ設計は、重い圧力プレート、大きいスプリング、及び、関連する壁付き凹部、並びに、小さいスケールであっても設計により回転慣性の妨げになる他のアセンブリ構成要素を利用する。これは、回転質量が回転軸から離れて構成要素の外周近傍又は構成要素の外周にわたって位置づけられるからである。本発明の同期クラッチは、より回転効率が高い構成要素であり、回転質量が回転軸のかなり近傍に存在し、そのため、慣性損失を減少する。
【００１４】
本発明の同期クラッチは、負荷及び回転状況に基づいて最終係合のための複数のオプションを可能にする。既知のクラッチアセンブリは、ほとんど、摩擦だけの最終係合を可能にし、これはマルチプル摩擦部材同期クラッチも行なうことができる。しかしながら、マルチプル摩擦部材同期クラッチは干渉型カップリングを支持することもできる。このことは、当初は異なる回転の殆どを摩擦係合が同期させた後に回転する構成要素を一緒に強く結合するために「ドッグティース」と呼ばれるギア状の歯を随意的に利用できることを意味する。
【００１５】
本発明の同期クラッチの実施形態の最終係合は、より高い最終係合効率を得るためにスライダ構成要素を用いて随意的に変更できる。摩擦最終係合に関しては、スライダ構成要素が付加的な直線的推進力状況を与える。干渉係合に関しては、スライダ構成要素により、摩擦部材がそれらの回転を完了して対向する摩擦媒体を押し付ける間、ドッグティースは外れたままとなることができる。摩擦部材がそれらの回転を完了すると、継続的な軸方向作動により、スライダ構成要素がドッグティースを露出させ、それにより、ドッグティースが係合を完了させることができる。
【００１６】
また、本発明の同期クラッチは、摩擦係合と関連する突然の衝撃を減少させる回転可能な衝撃吸収構成要素を用いて形成することもできる。
【００１７】
摩擦部材を用いた力の印加に関連する摩擦力にわたるマルチプル摩擦部材同期クラッチの良好な制御により、同じ摩擦プレートで異なる摩擦材料を随意的に使用して、異なる径方向摩擦領域を形成することもできる。これらの摩擦領域は、プレートと同様に、随意的に、摩擦力ベクトル成分の方向を更に制御するパターンを伴って表面仕上げすることもできる。
【００１８】
本発明の作動システムは、既知のクラッチ設計よりも用途が広い。使用される力機構によって決定付けられる以前のクラッチ設計のホーム位置は、一般に、回転構成要素が係合し且つユーザ（それが人であろうと或いはコンピュータ入力であろうと）アクチュエータが外れる位置であり、したがって、アクチュエータのユーザ係合時に回転する構成要素の係脱がある。これは消極的係合と呼ばれる。本発明のホーム位置は、回転する構成要素が係脱し且つアクチュエータが係脱する位置である。したがって、アクチュエータのユーザ係合時には、回転する構成要素の係合がある。これは積極的係合と呼ばれる。また、本発明の同期クラッチは、消極的係合機構としても効果的に動作できる。
【００１９】
本発明は、１つの軸が単一の接続中心ハブを用いて２つの別個の出力を同期させる（或いは逆に、１つの出力を２つの入力に同期させる）ことができるようにするマルチプル摩擦部材同期クラッチを単独で提供する。既知のクラッチアセンブリは、２つの回転、入力を出力に接続することしかできず、また、幾つかの場合では、複数の出力を同時に接続できる（トラクタ・ドライブ・クラッチ及びパワー・テイク・オフの二重位置など）。マルチプル摩擦部材同期クラッチは、その摩擦接続面を随意的にシャフト軸に沿って同じ構成要素キャリア内で鏡像関係にすることができるため（図９に示されるように、「両面」マルチプル摩擦部材同期クラッチアセンブリに役立つ）、所定の入力のために２つの別個の出力を扱うことができる。これにより、同期クラッチ中心キャリアの（極度の）軸方向位置に基づいて一方のシステム又は他方のシステムの回転を接続するために二重のマルチプル摩擦部材同期クラッチ装着構成要素キャリアをシャフト軸に沿ってどちらかの方向で作動させることができる。
【００２０】
本発明は、一般に、１つの構成要素（作動され或いは固定される）の周りで環状にパターン化される摩擦部材により回転システムの構成要素を摩擦的に同期させて接続する一方で摩擦部材が作用する摩擦面を対向する構成要素が含むマルチプル摩擦部材同期クラッチに関する。摩擦部材は、例えばピンなどの軸の周りを回転するとともに、生成されるトルクによって回転に抵抗が付与され、その間にそれらの初期位置に保たれる。
【００２１】
回転する構成要素が互いの方へと軸方向に移動され或いは作動されると、一方の構成要素の摩擦部材が他方の構成要素の摩擦面と摩擦的に相互作用し始め、それにより、摩擦手段を介して回転が伝えられる。摩擦部材は、それらの回転ピンの周りを回転し、それにより、印加トルクを介して摩擦面に押し付けられて摩擦力を引き起こし、したがって、回転を伝える。構成要素が完全に係合されるとき、それらは、例えばドッグティース係合などの摩擦圧力プレート相互作用又は干渉係合による接続であることができるが、これに限定されない。
【００２２】
本発明の様々な非限定的実施形態において、同期クラッチは、エンジンからの回転を、エンジンクラッチを介して伝える前に、トランスミッションレイシャフト又は入力シャフトの回転を出力シャフトの回転と同期させるために直線駆動トランスミッションで利用される。
【００２３】
これらの実施形態では、シフトレバー又はアクチュエータが移動されると、摩擦部材は、摩擦媒体と接続されて、それらのピンジョイントの周りを回転し始める。摩擦部材の回転ピン周りのモーメントは、摩擦部材を摩擦媒体へと押し込み、それにより、摩擦部材の表面と摩擦媒体との間で相互作用が引き起こされる。摩擦は最終駆動結合前に回転動作へと変換され、それにより、ドライバ又はコンピュータは、シフトレバー又はアクチュエータの位置により、エンジンクラッチを係合状態にしたまま車両を移動させることができる。
【００２４】
したがって、本発明の同期クラッチは、エンジンクラッチからの想定し得る負荷の少なくとも一部及び場合により全てを伝えるために、同期システム全体、動き、及び、作用を強化し、それにより、シフトシステムが、ギア比を変えることができるとともに、エンジンとトランスミッションとの間の動力接続を制御できる。
【００２５】
本発明の他の非限定的実施形態において、同期クラッチは、プラネタリ・トランスミッション・システムの遊星ギア選択作用の固定構成要素として利用される。これらの実施形態では、回転ピンジョイント周りで生成されるトルク／モーメントが動作中に摩擦部材の回転抵抗を与える。シフトレバー又はアクチュエータが移動されると、摩擦部材は、摩擦媒体と接続されて、それらのピンジョイントの周りを回転し始める。摩擦部材の回転ピン周りのモーメントは、摩擦部材を摩擦媒体へと押し込み、それにより、摩擦部材の表面と摩擦媒体との間で相互作用が引き起こされる。この相互作用は、セレクタプレートを減速させて停止させることであり、それにより、遊星ギア比の選択が可能になる。
【００２６】
このように、これらの実施形態では、摩擦の漸進的導入を行なうことができ、それにより、摩耗を減少し、シフト機構の作動により手動の遊星ギア比選択が可能になる。
【００２７】
したがって、本発明はマルチプル摩擦部材同期クラッチを提供する。
【００２８】
本発明は、回転システムで異なる回転する構成要素の回転速度及び回転力を摩擦的に適合して接続するための方法を単独で与える。
【００２９】
本発明は、環状にパターン化された摩擦部材を１つの構成要素の周囲に有するマルチプル摩擦部材同期クラッチを単独で提供する。
【００３０】
本発明は、摩擦部材が作用する摩擦面を有するマルチプル摩擦部材同期クラッチを単独で提供する。
【００３１】
本発明は、回転する構成要素を作動させるために特定の構成要素システムを必要とせず且つ随意的に回転負荷状況のために構成要素と結合するのに必要とされる力に打ち勝つのに十分強い任意の直線作動システムによって作動され得るマルチプル摩擦部材同期クラッチを単独で提供する。
【００３２】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴並びに利点は、典型的な実施形態の以下の詳細な説明に記載されており或いは以下の詳細な説明から明らかである。
【００３３】
以下の図を参照して、本発明の典型的な実施形態について詳しく説明する。図中、同様の参照符号は、幾つかの図にわたって同様の部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】図１Ａは、摩擦部材がニュートラル位置で示される、本発明に係る同期クラッチの第１の典型的な実施形態の正面図を示している。
【図１Ｂ】図１Ｂは、摩擦部材が最終係合位置で示される、本発明に係る同期クラッチの第１の典型的な実施形態の正面図を示している。
【図２Ａ】図２Ａは、同期クラッチ構成要素キャリアがニュートラル位置で示される、本発明に係る同期クラッチの第１の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、同期クラッチ構成要素キャリアが中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの第１の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図２Ｃ】図２Ｃは、同期クラッチ構成要素キャリアが最終係合位置で示される、本発明に係る同期クラッチの第１の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に係る摩擦部材の第１の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明に係る摩擦部材の第２の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明に係る摩擦部材の第３の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明に係る摩擦部材の第４の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明に係る摩擦部材の第５の典型的な実施形態の側面図を示している。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本発明に係る典型的な相反する摩擦面属性を示している。
【図３Ｇ】図３Ｇは、本発明に係る摩擦相補的な幾何学的形態を伴う典型的な相反する摩擦面属性を示している。
【図３Ｈ】図３Ｈは、同期クラッチ構成要素キャリアがニュートラル位置で示される、摩擦部材の相補的湾曲摩擦プレート面と湾曲面との典型的な相互作用を示している。
【図３Ｉ】図３Ｉは、同期クラッチ構成要素キャリアが最終係合位置で示される、摩擦部材の相補的湾曲摩擦プレート面と湾曲面との典型的な相互作用を示している。
【図３Ｊ】図３Ｊは、典型的なドッグティースを示している。
【図３Ｋ】図３Ｋは、本発明に係る典型的な変形傾斜面ドッグティースを示している。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に係る摩擦部材とトーションスプリングとの組み合わせの第１の典型的な実施形態を示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明に係る摩擦部材とトーションスプリングとの組み合わせの第２の典型的な実施形態を示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明に係る摩擦部材とトーションスプリングとの組み合わせの第３の典型的な実施形態を示している。
【図４Ｄ】図４Ｄは、摩擦部材がニュートラル位置で示される、本発明に係る摩擦部材とトーションスプリングとの組み合わせの第４の典型的な実施形態を示している。
【図４Ｅ】図４Ｅは、摩擦部材が中間位置で示される、本発明に係る摩擦部材とトーションスプリングとの組み合わせの第４の典型的な実施形態を示している。
【図５】図５は、同期クラッチ構成要素キャリアが中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの更なる典型的な実施形態を示している。
【図６】図６は、同期クラッチ構成要素キャリアが中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの更なる典型的な実施形態を示している。
【図７Ａ】図７Ａは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアがニュートラル位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアが第１の中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図７Ｃ】図７Ｃは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアが第２の中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図７Ｄ】図７Ｄは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアが最終係合位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図８Ａ】図８Ａは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアがニュートラル位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアが第１の中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図８Ｃ】図８Ｃは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアが第２の中間位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図８Ｄ】図８Ｄは、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアが最終係合位置で示される、本発明に係る同期クラッチの典型的な実施形態の側面図を示している。
【図９】図９は、典型的な同期クラッチ構成要素キャリアがニュートラル位置で示される、本発明に係る「両面」マルチプル摩擦部材同期クラッチアセンブリの典型的な実施形態の側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
簡単及び明確にするため、本発明に係る同期クラッチの様々な典型的実施形態を参照して、本発明に係る同期クラッチの設計要素及び動作原理について説明する。同期クラッチの設計要素及び動作原理の基本的な説明は、本発明の同期クラッチの理解、設計、及び、動作のために適用できる。
【００３６】
用語「クラッチ」及び「同期クラッチ」が本発明のシステム、方法、及び、装置の動作の基本的な説明及び理解のために使用されることを理解されたい。したがって、用語「クラッチ」及び「同期クラッチ」は、本発明のシステム、方法、及び、装置を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００３７】
また、特定の想定し得るハードウェア及び一般的なアセンブリ要素、例えばボルト、ワッシャ、ナット、平衡部品、スペーサ、ベアリングなどの欠如が意図的であり、また、本発明と併用するそのような特定の構成要素の的確な使用が設計事業体又は製造事業体によって決定されるべき設計上の選択であることも理解されたい。
【００３８】
ここで図面を参照すると、図１Ａ〜１Ｂは、本発明に係る同期クラッチ１０００の第１の典型的な実施形態を示し、同期クラッチ１０００の摩擦部材１００２がニュートラル位置及び最終係合位置でそれぞれ示されている。図２Ａ−２Ｃは、同期クラッチ１０００の基本的な係合の進行を示し、同期クラッチ構成要素キャリア１０１０がニュートラル位置、中間位置、及び、最終係合位置でそれぞれ示されている。図３Ａは、本発明に係る摩擦部材１００２の第１の典型的な実施形態の側面図を示している。
【００３９】
図１Ａ〜３Ａに示されるように、同期クラッチ１０００は、少なくとも何らかの構成要素キャリア１０１０と、回転ピン１００６を介して回動可能に結合され、構成要素キャリア１０１０の対応する壁凹部１０１７から径方向に延びる、複数の摩擦部材１００２とを備える。
【００４０】
構成要素キャリア１０１０は、それを貫通して形成される中心開口１１１０を含む。中心開口１１１０は、構成要素キャリア１０１０がスプライン軸１００１を挿通して受け入れることができ且つスプライン軸１００１と相互に作用できるように形成される。
【００４１】
摩擦部材構成要素キャリア１０１０とスプライン軸１００１との間の相互作用は、スプライン軸１００１のスプライン／キー設計に忠実であり続ける。そのため、スプライン軸１００１と摩擦部材構成要素キャリア１０１０との間の回転の伝達が可能であるとともに、構成要素キャリア１０１０及び１００７が摩擦及び回転相互作用に至るにつれて構成要素キャリア１０１０がスプライン軸１００１に沿って軸方向にスライドできる。
【００４２】
同期クラッチの構成要素キャリア１０１０は、外縁の周りに複数の壁付き凹部１０１７（切り欠き、又は、摩擦部材が存在するための他のそのような構造）を含む。構成要素キャリア１０１０内には、回転軸／ピン１００６を受けるために装着開口１０１８が各壁付き凹部１０１７を貫通して形成される。各回転ピン１００６には、壁付き凹部１０１７内で構成要素キャリア１０１０から径方向に延びるように摩擦部材１００２が装着される。
【００４３】
各摩擦部材のそれらのそれぞれの回転ピン周りの回動を可能にするために、各摩擦部材１００２の基部に隣接して、装着開口１００８が、随意的な隙間嵌め公差を伴って或いは何らかの他の随意的な回転ベアリングを伴って設けられる（しかしながら、隙間嵌め或いはベアリングが随意的に装着開口１００８と回転ピン１００６との間にあってもよいことに留意されたい）。図４を参照して説明されるトルクは、摩擦部材１００２の接触面１０１１を対向する摩擦プレート１００７の摩擦面１０１５と相互作用させる。
【００４４】
摩擦プレート１００７の摩擦面１０１５は、例えば樹脂タイプの材料、硬化金属、又は、セラミック材料から形成される摩擦材料を伴って、随意的に補強されることができ或いは別個のプレートを含むことができる。
【００４５】
図２Ａは、摩擦部材１００２と対向する摩擦プレート１００７の摩擦面１０１５との間の摩擦相互作用の第１の事例前のニュートラル位置にある同期クラッチ装着構成要素キャリア１０１０を示している。
【００４６】
動作中、場合によりベアリングを用いて溝１０１４に載置する作動フォーク／アーム（図示せず）が構成要素キャリア１０１０をスプライン軸１００１に沿ってニュートラル位置（図２Ａに示される）から対向する摩擦プレート１００７及びその摩擦面１０１５へ向けて軸方向に移動させると、摩擦部材１００２の接触面１０１１が摩擦面１０１５と接触し始める（図２Ｂに示される）。これは、構成要素キャリア１０１０と摩擦プレート１００７とを一緒に回転させ始める摩擦把持力を起こさせる。
【００４７】
図２Ｂは、対向する摩擦プレート１００７との接触へ向けて軸方向に作動された後の構成要素キャリア１０１０をキャリア１０１０の移動の中間点で示している。接線係合面１００４での摩擦部材１００２と摩擦面１０１５との間の湾曲接触面１０１１の相互作用に留意されたい。回転ピン１００６と係合面１００４との間に形成されるレバーアームと併せて回転ピン１００６周りに生成されるトルク（図４に関連して説明する）が係合摩擦を形成する。これは、構成要素キャリア１０１０と摩擦プレート１００７との間の異なる回転を同期させる摩擦である。
【００４８】
構成要素キャリア１０１０が摩擦プレート１００７へ向けてスプライン軸１００１に沿って軸方向に移動し続けると、摩擦部材１００２が回転ピン１００６を中心に外側に回転する。ニュートラル位置とシステムが完全に係合されるポイントとの間で、各摩擦部材１００２は、回転ピン１００６を中心に回転するとともに、作動機構によって達成される移動量、したがって、構成要素キャリア１０１０の移動量に基づいて、摩擦面１０１５上でそれらの摩擦係合面１００４を調整する。システムが完全に係合される（図２Ｃに示される）と、摩擦部材１００２が回転ポイントに達する。この回転ポイントでは、摩擦部材が作動部材（溝１０１４によって表わされる）及び最終係合構成要素（ドッグティース１００３の係合又は摩擦媒体のロック）の両方から外れる。
【００４９】
図２Ｃは、摩擦部材１００２がそれらの最終位置へと回転された状態における、構成要素キャリア１０１０と対向する摩擦プレート１００７との間のその最終係合での構成要素キャリア１０１０を示している。
【００５０】
図３Ａ〜３Ｅは、本発明の同期クラッチと共に使用できる想定し得る摩擦部材の様々な典型的な非限定的実施形態を示している。回転／負荷状況と構成要素／材料／特定の形状の製造メーカの選択とに応じて様々な摩擦部材のうちの１つ以上が使用されてもよいことを理解されたい。
【００５１】
図３Ａは、摩擦部材が装着開口１００８周りで抵抗可能に回転するときに対向する摩擦媒体が相互作用するための単純な湾曲接触面１０１１を有する基本的な摩擦部材１００２を示している。摩擦部材１００２の表面の最終的な曲率関数は、サイズ／材料収縮と摩擦部材を含む構成要素の軸方向移動に関連して必要とされる力（すなわち、トルク／回転状況）とに基づいて変化する。
【００５２】
図３Ｂは、転がり摩擦ローラ３０１２を利用する摩擦部材の代替的実施形態を示しており、転がり摩擦ローラ３０１２は、回転開口３００６に接続される摩擦部材／レバーアーム３００２に対してその中心に隣接して装着される
【００５３】
摩擦ローラ３０１２が（構成要素の残り及びキャリアと共に）軸方向に移動して対向する構成要素の摩擦媒体と接触すると、摩擦ローラ３０１２が回転ピン３０１３の周りを回転し、それにより、動作のために必要とされる回転摩擦を依然として伝達しつつ対向する摩擦プレート（図示せず）上の／からの下向き（径方向）摩擦が効果的に減少される。摩擦ローラ３０１２は、耐久性のための或いはより可鍛性の形態の硬質シリンダ構造を組み入れてもよく、それにより、接触面積を増大させるために、摩擦ローラ３０１２の接線摩擦面が摩擦プレート（図示せず）ヘと向けて僅かに平坦化されるようになってもよい（何らかの力を犠牲にして）。
【００５４】
図３Ｃは、摩擦ローラ３０１２’と接触面３０１１’との組み合わせを有する摩擦ローラ３０１２’を示している。複数の摩擦ローラ３０１２’及びローラ回転点３０１３’を湾曲接触面３０１１’周りでパターン化することにより、不必要な径方向摩擦も減少させつつ、摩擦プレートと係合するために更なる摩擦接点が与えられる。なお、この変形例の摩擦ローラ３０１２’は、図３Ｂを参照して説明した硬質又は可鍛性形態を成してもよいことに留意されたい。
【００５５】
図３Ｄはレバーアーム／部材３００２”を示している。レバーアーム／部材３００２”は、図３Ｂの摩擦ローラ３０１２に類似するが、径方向摩擦を減少させるための単一のローラの代わりに、小さいプレート３０２３”を利用して全体の表面積及び摩擦を増大させている。プレート３０２３”の回転点３０１３”がもう１つの回転ピンジョイントを摩擦アーム／部材システムに対して付加し、それにより、他の随意的なエネルギデバイス（すなわち、スプリング）３００５”を可能にすることを理解されたい。これは、径方向摩擦に対して犠牲になるが、摩擦部材／マルチプル摩擦部材同期クラッチアセンブリと摩擦プレートとの間に存在する摩擦に対しては利益となり、したがって、回転同期の助けとなる。
【００５６】
図３Ｅはレバーアーム／部材３００２'''を示している。レバーアーム／部材３００２'''は、図３Ｄのレバーアーム／部材３００２”に類似するが、図３Ｅに示されるように、レバーアーム／部材３００２'''、硬質又は柔軟な摩擦ローラ３０１２'''は、他の典型的なローラ摩擦部材と同じ利点をレバーアーム／部材３００２'''に与えるために摩擦プレート３０２３'''に付加されている。
【００５７】
図３Ｆ及び図３Ｇは、異なるマークによって示されるように、随意的に摩擦プレート１００７を径方向位置に基づいて摩擦材料／相互作用の異なる領域へとどのように分割できるのかを示している。（垂直に装着された）摩擦部材が回転すると、摩擦部材は、摩擦プレート１００７の半径に沿って移動する。これは、摩擦特性の異なる領域を可能にするために、摩擦プレートの表面上の異なる径方向摩擦材料帯の分割を可能にする。
【００５８】
図３Ｇは、摩擦部材１００２と摩擦プレートとの間の摩擦接触力を力ベクトル成分化によって案内する摩擦プレート表面材料に対して組み込まれる或いは何らかの他の方法で加えられる力成分化パターン１０１５’、１０１５”を示している。図３Ｇに描かれる異なる摩擦帯のように、これらのパターン１０１５’、１０１５”は径方向位置の関数である。成分化は、作用線、すなわち、半径依存接線接触線Ａ’及び摩擦面溝線Ｂ’の交差によって形成される角度θによって起こる。これは、作用接線Ａ’及び径方向線Ｃ’のラインに沿う摩擦接触点で僅かに異なる力ベクトルを引き起こし、それにより、係合フィードバック、微調整、又は、摩耗制御に役立つ場合がある。
【００５９】
図３Ｆ及び図３Ｇは、相補的湾曲摩擦プレート面３０１５と摩擦部材１００２の湾曲接触面１０１１との想定し得る相互作用を示している。これは、図３Ｇに示されるような摩擦プレート３００７の湾曲面３０１５と摩擦部材１００２の湾曲接触面１０１１との間のより完全な表面接触領域を可能にする（摩擦接線又は他のそのような状況とは対照的に）。
【００６０】
図３Ｊ及び図３Ｋは、第１の典型的なドッグティース（図３Ｊに示される）と第２の典型的な変形傾斜面ドッグティース（図３Ｋに示される）との間の違いを示している。第１の典型的なドッグティースは、回転軸Ａと完全に平行（したがって、トルク力ベクトルに対して垂直）な接触面３００３’を有しており、それにより、全ての回転力を、力損失／ベクトル成分化への分配を伴うことなく関与する回転へと純粋に伝えることができる。しかしながら、これは、成分損失が無い結果として歯の接触面で生成される摩擦に起因して、軸方向移動（すなわち、係合と係脱）を困難にする。
【００６１】
歯の接触面３００３”を傾けることにより（図３Ｋに示される）、歯の係合及び係脱が簡略化される。これは、歯の接触面と関連付けられる摩擦力ベクトルの少なくとも一部が複数の成分へと分割され、そのうちの一部だけが回転軸に沿って作用して、前記軸に沿う移動干渉を減少させるからである。しかしながら、この容易さは、回転方向で且つ回転軸に沿って成分化される力ベクトルによってもたらされるため、ドッグティース面の係合による完全な摩擦力がないときにドッグティースを係合状態に維持するためには更なる軸力が必要とされることが有り得る。
【００６２】
図４Ａ〜４Ｅは、摩擦部材４００２に対してトルク及び／又は付勢力を印加するための想定し得るシステム及び／又は方法の様々な典型的な非限定的実施形態を示している。摩擦部材４００２が摩擦部材１００２に類似するように示されているが、図４Ａ〜４Ｅに示される様々な典型的実施形態では本明細書中で説明され及び／又は図示される任意の摩擦部材が使用されてもよいことを理解されたい。
【００６３】
図４Ａに示されるように、装着構成要素４０１０の壁付き凹部４０１７内に回転ピン４００６を介して代表的な摩擦部材４００２が回転可能に固定される。バネ付勢材料から形成されるトーションスプリング４００５が回転ピン４００６の周囲で作用して、摩擦部材４００２を装着構成要素４０１０に対して付勢する。トーションスプリング４００５は摩擦部材４００２に回転抵抗を与え、その回転抵抗から、部材４００２が回転ピン４００６の周りで回転するときに構成要素回転誘導摩擦力相互作用が得られる。
【００６４】
図４Ｂは、装着構成要素４０１０’の壁付き凹部４０１７’内に回転ピン４００６’を介して回転可能に固定される代表的な摩擦部材４００２’を示している。何らかのバネ付勢材料から形成される圧縮スプリング４０１６’が摩擦部材４００２’及び装着構成要素４０１０’に抗して作用し、それにより、装着構成要素４０１０’に対する付勢力が摩擦部材４００２’に与えられる。圧縮スプリング４０１６’は回転抵抗を摩擦部材４００２’に与える。
【００６５】
図４Ｃは、装着構成要素４０１０’の壁付き凹部４０１７’内に回転ピン４００６’を介して回転可能に固定される代表的な摩擦部材４００２”内でトルクを発生させるためのカム／圧縮スプリング方法を示している。摩擦部材４００２”及び圧縮スプリング４０１６’は、最初、摩擦部材４００２”を所定位置に保持することを除き相互作用しない。摩擦部材４００２”が回転ピン４００６’の周りを回転すると（同期クラッチの作動によって軸方向に作用されるため）、カムローブ４００９が圧縮スプリング４０１６’を押し下げ、それにより、摩擦部材４００２’に対するトルクが引き起こされる（すなわち、一方の力／アームとしてのスプリング４０１６’及びカムローブ４００９、支点としての４００６’、及び、部材４００２’とを有するレバーシステム、並びに、他方のアーム／力としての摩擦プレート相互作用による力）。
【００６６】
図４Ｄ及び図４Ｅは、トルクをリニア・スプリング・リンク・システムから得ることができるシステムを示している。装着構成要素４０１０”上の点Ａ及び摩擦部材４００２'''上の点Ｂで固定される直線的に調整可能なリンク４１０２は、スプリング４１１６によってその最開放位置へと押し進められる。
【００６７】
図４Ｅは、部材４１０２'''が回転ピン４００６周りに回転するにつれてリンク４１０２が収縮するとともに、スプリング４１１６が変化して回転に抵抗が付与され、それにより、必要なトルクが引き起こされる状態を示している。
【００６８】
図５は、本発明に係る同期クラッチ５０００の典型的な実施形態を示している。同期クラッチ５０００の要素が同期クラッチ１０００の対応する要素と同様に動作することを理解されたい。しかしながら、図５に示されるように、同期クラッチ５０００の摩擦部材５００２は対向する摩擦プレート５００７と相互作用する。
【００６９】
摩擦プレート５００７の表面５０１５は、例えば樹脂タイプの材料、硬化金属、又は、セラミック材料から形成される摩擦材料を伴って、随意的に補強することができ、或いは別個のプレートを含むことができる。動作中、場合によりベアリングを用いて溝５０１４に載置する作動フォーク／アーム（図示せず）が構成要素キャリア５０１０をスプライン軸５００１に沿ってニュートラル位置から対向する摩擦プレート５００７及びその摩擦面５０１５へ向けて軸方向に移動させると、摩擦部材５００２の接触面５０１１が摩擦面５０１５と接触し始める。これは、構成要素キャリア５０１０と摩擦プレート５００７とを一緒に回転させ始める摩擦把持力を起こさせる。構成要素キャリア５０１０が摩擦プレート５００７へ向けてスプライン軸５００１に沿って軸方向に移動し続けるにつれて、摩擦部材５００２が回転ピン５００６の周りを外側に向かってに回転する。
【００７０】
ニュートラル位置とシステムが完全に係合されるポイント（図５に示される）との間では、各摩擦部材５００２は、それらの回転ピン５００６の周りを回転するとともに、作動機構によって達成される移動量、したがって、構成要素キャリア５０１０の移動量に基づいて、摩擦面５０１５上でそれらの摩擦係合面５００４を調整する。システムが完全に係合されると、摩擦部材５００２がそれらの回転ポイントに達する。この回転ポイントでは、摩擦部材が作動部材（溝５０１４によって表わされる）及び最終係合構成要素（ドッグティースの係合又は摩擦媒体のロックのどちらか）の両方から外れる。
【００７１】
図６は、本発明に係る同期クラッチ６０００の典型的な実施形態を示している。同期クラッチ６０００の要素が同期クラッチ１０００の対応する要素と同様に動作することを理解されたい。
【００７２】
図６に示されるように、カラー６０１０とスプライン軸６００１との間の相互作用は、スプライン／キー設計に忠実であり続ける。そのため、スプライン軸６００１からカラー６０１０への回転の伝達が可能であるとともに、システムが係合に至るにつれてカラー６０１０がスプライン軸６００１に沿って軸方向にスライドできる。カラー６０１０の表面６０１５は、場合により樹脂タイプの材料、硬化金属、又は、セラミック材料から形成されるがこれらに限定されない摩擦材料を伴って、随意的に補強されることができ或いは別個のプレートを含むことができる。これは、摩擦部材６００２がカラー６０１０へ導入される際に係合する摩擦面６０１５である。
【００７３】
対向する摩擦プレート６００７はカット押し出し領域６０１７の円形パターンを有する。これらの領域は、完全に回転された位置にある摩擦部材６００２のための壁付き凹部として作用する。
【００７４】
各摩擦部材のそれぞれの回転ピン周りの回動を可能にするために、各摩擦部材６００２の基部に隣接して、装着開口６００６が、隙間嵌め公差を伴って或いは何らかの他の形態の回転ベアリングを伴って設けられる。
【００７５】
図４を参照されて説明されるトルクは、摩擦部材６００２をその接触面６０１１がカラー６０１０の摩擦面６０１５と相互作用する位置へと押し進める。作動部材（図示しないが６０１４内に存在する）がカラー６０１０をニュートラル位置から対向する摩擦プレート６００７へ向けて移動させると、摩擦部材６００２の接触面６０１１が摩擦面６０１５と接触し始め、摩擦部材装着摩擦プレート６００７を摩擦カラー６０１０と一緒に回転させ始める摩擦力を引き起こす。
【００７６】
カラー６０１０が摩擦プレート６００７へ向けてスプライン軸６００１に沿って軸方向に移動し続けるにつれて、取り付けられた摩擦部材６００２が回転ピン６００６の周りを外側に向けて回転する。ニュートラル位置とシステムが完全に係合されるポイントとの間では、各摩擦部材６００２は、それらの回転ピンの周りを回転し、作動機構によって達成される移動量、したがって、カラー６０１０の移動量に基づいて、カラー６０１０の摩擦面６０１５上でそれらの摩擦係合面６００４を調整する。
【００７７】
システムが完全に係合されると、摩擦部材６００２がそれらの回転ポイントに達する。この回転ポイントでは、摩擦部材が想定し得るドッグティース又は摩擦プレートの係合から外れる。
【００７８】
図７Ａ〜７Ｄは、本発明に係る同期クラッチ７０００の典型的な実施形態を示している。同期クラッチ７０００の要素が同期クラッチ１０００の対応する要素と同様に動作することを理解されたい。
【００７９】
図７Ａ〜７Ｄに示されるように、摺動外側構成要素キャリア７０２０は、摩擦部材壁付き凹部７０１７、装着開口７０１８、回転ピン７００６、及び、摩擦部材７００２を含む（本明細書中で図５に参照して説明されるように）。外側構成要素キャリア７０２０は、この外側構成要素キャリア７０２０が内側カラー７０１０とは無関係にスライドできるが一緒に回転できるように、スプライン形態７０２１で内側カラー７０１０に接続する。外側構成要素キャリア７０２０は、初期位置では、圧縮スプリング７０１９によって予め荷重が加えられる。この場合、内側カラー７０１０のドッグティース７００３（非表示）は、早期に係合しないように覆われている。図２Ａ〜２Ｃを参照して説明したように摩擦部材７００２が十分な回転を完了して摩擦が生み出された後、内側カラー７０１０が外側構成要素キャリア７０２０のもとで移動し、それにより、ドッグティース７００３が露出されて、最終的にドッグティースがドッグティース係合装置７０３３を介して対向する摩擦プレート７００７と係合できる。また、外側構成要素キャリア７０２０は、更なる摩擦媒体７０２３を配置できる平面も与え、それにより、カラーアセンブリ７０１０／７０２０と対向する摩擦プレート７００７とのより完全な結合が可能となる。
【００８０】
より具体的には、図７Ａは、内側／外側カラーアセンブリ７０１０／７０２０を非係合位置で示している。摩擦プレート７００７の摩擦面７０１５との係合前の摩擦部材７００２の位置に留意されたい。
【００８１】
図７Ｂに示されるように、アセンブリ７０１０／７０２０は、摩擦プレート７００７へ向けて軸方向に推し進められている。摩擦部材７００２はそれらの回転の中間位置にある。なお、任意のドッグティースは依然として覆われ、それにより、想定し得る相互作用が防止され、また、圧縮スプリング７０１９は依然として初期位置にある。
【００８２】
図７Ｃは、完全に回転された後の摩擦部材を示している。この場合も同様に、スプリング位置と、ドッグティースが依然として構成要素キャリアによって覆われるという事実とに留意されたい。
【００８３】
図７Ｄは、完全に回転された摩擦部材と、構成要素キャリア７０２０のもとで完全に移動されたカラー７０１０とを示している。圧縮スプリング７０１９が圧縮され、したがって、ドッグティース７００３と受け部７０３３との間の接続が完了する。
【００８４】
図８Ａ〜８Ｄは、本発明に係る同期クラッチ８０００の典型的な実施形態を示している。図示のように、構成要素キャリア８０１０は、ドッグティース８００３及び摩擦部材壁付き凹部８０１７を含むとともに、スプライン形態で軸８００１に接続される。構成要素キャリア８０１０がスプライン軸８００１に沿って軸方向に移動すると、図２Ａ〜２Ｃを参照して説明したように、壁付き凹部８０１７内に装着される摩擦部材８００２が摩擦面８０１５と相互作用する。摩擦面８０１５は、摺動プレート８０３０上に位置づけられており、ドッグティース受け部８０３３を含む装着ハブ８０３２に対してスプライン形態８０２１で装着される。このスプライン接続により、摺動プレート８０３０は、前記プレート８０３０から回転を依然として伝達しつつ、装着ハブ８０３２に沿って軸方向に移動できる。摺動プレート８０３０は、初期位置では、圧縮スプリング８０１９によって予め荷重が加えられ、それにより、ドッグティース８００３とそれらの受け開口８０３３との早期の係合を防止する。図２を参照して説明したように摩擦部材８００２がそれらの回転を完了した後、構成要素キャリア８０１０と摺動プレート８０３０との継続的な接続が前記プレートを内側ハブ８０３２へと移動させ、それにより、ドッグティース８００３とそれらの受け開口８０３３とを係合することができる。
【００８５】
より具体的には、図８Ａは、摩擦面８０１５との係合前の摩擦部材８００２の位置を示している。
【００８６】
図８Ｂは、摩擦部材８００２をそれらの回転の中間位置で示している。なお、ドッグティース受け部は依然として覆われ、圧縮スプリングは依然として初期位置にある。
【００８７】
図８Ｃは、完全に回転された後の摩擦部材８００２を示している。この場合、摺動プレート８０３０は依然としてその初期位置にある。
【００８８】
図８Ｄは、完全に回転された摩擦部材８００２と、内側ハブ８０３２を完全に横切って、つまり、ドッグティース８００３が受け部８０３３に接続している摺動プレート８０３０とを示している。
【００８９】
図９は、本発明に係る「両面」マルチプル摩擦部材同期クラッチアセンブリ同期クラッチ９０００の典型的な実施形態を示している。図示のように、同期クラッチ９０００は、１つの軸が単一の接続中心ハブを用いて２つの別個の出力を同期させる（或いは逆に、１つの出力を２つの入力に同期させる）ことができるようにするマルチプル摩擦部材同期クラッチを提供する。
【００９０】
マルチプル摩擦部材同期クラッチ９０００は、その摩擦接続面を随意的にシャフト軸に沿って同じ構成要素キャリア内で鏡像関係にすることができるため、所定の入力に対して２つの別個の出力を扱うことができる。これにより、同期クラッチ中心キャリアの（極度の）軸方向位置に基づいて一方のシステム又は他方のシステムの回転を接続するために二重のマルチプル摩擦部材同期クラッチ装着構成要素キャリアをシャフト軸に沿ってどちらかの方向で作動させることができる。
【００９１】
図示のように、同期クラッチ９０００は少なくとも何らかの第１の構成要素キャリア９０１０を含み、第１の構成要素キャリア９０１０はそこから径方向に延びる複数の摩擦部材９００２を有する。径方向に延びて成る複数の摩擦部材９００２’を有する第２の構成要素キャリア９０１０’が第１の構成要素キャリア９０１０に結合される。第１の構成要素キャリア９０１０及び第２の構成要素キャリア９０１０’は、互いの実質的な鏡像を形成するように結合される。
【００９２】
第１の構成要素キャリア９０１０と第２の構成要素キャリア９０１０’との間には溝９０１４が設けられ、それにより、場合によりベアリングを用いて溝９０１４に載置する作動フォーク／アーム（図示せず）は、結合される第１の構成要素キャリア９０１０及び第２の構成要素キャリア９０１０’を移動させて第１の対向する摩擦プレート９００７の摩擦面９０１５又は第２の対向する摩擦プレート９００７’の摩擦面９０１５’のいずれかと係合させることができる。
【００９３】
先に概説した典型的な実施形態に関連して本発明を説明してきたが、多くの代替案、改良、及び、変形が当業者には明らかであることは言うまでもない。例えば、本発明は、随意的に、同期回転だけでなくその回転の停止に使用されてもよく、そのため、動作制御の分野の他の局面で用途をもたらす。任意の及び全てのそのような適合及び改良は、開示された典型的な実施形態と均等な意味及び範囲内に包含されるべきであり且つ包含されるように意図される。また、マルチプル摩擦部材同期クラッチが幾つかの重要な特徴を有し、それぞれの特徴が、回転／負荷状況と構成要素／材料／特定の形状の製造メーカの選択とに応じてそれら自体の一連のバリエーションを伴うことを理解されたい。
【００９４】
本明細書中で使用される用語の表現が説明を目的としており限定を目的としていないことを理解されたい。したがって、前述した本発明の典型的な実施形態の先の説明は、例示的であって、限定しようとするものではない。様々な変更、改良、及び／又は、適合は、本発明の思想及び範囲から逸脱することなくなすことができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０００  同期クラッチ
１００１  スプライン軸
１００２  摩擦部材
１００６  回転ピン
１００７、１０１０  同期クラッチ構成要素キャリア
１０１７  壁凹部
１０１８  装着開口
１１１０  中心開口
【図１Ａ】
2011501078.tif 000003
【図１Ｂ】
2011501078.tif 000004
【図２Ａ】
2011501078.tif 000005
【図２Ｂ】
2011501078.tif 000006
【図２Ｃ】
2011501078.tif 000007
【図３Ａ】
2011501078.tif 000008
【図３Ｂ】
2011501078.tif 000009
【図３Ｃ】
2011501078.tif 000010
【図３Ｄ】
2011501078.tif 000011
【図３Ｅ】
2011501078.tif 000012
【図３Ｆ】
2011501078.tif 000013
【図３Ｇ】
2011501078.tif 000014
【図３Ｈ】
2011501078.tif 000015
【図３Ｉ】
2011501078.tif 000016
【図３Ｊ】
2011501078.tif 000017
【図３Ｋ】
2011501078.tif 000018
【図４Ａ】
2011501078.tif 000019
【図４Ｂ】
2011501078.tif 000020
【図４Ｃ】
2011501078.tif 000021
【図４Ｄ】
2011501078.tif 000022
【図４Ｅ】
2011501078.tif 000023
【図５】
2011501078.tif 000024
【図６】
2011501078.tif 000025
【図７Ａ】
2011501078.tif 000026
【図７Ｂ】
2011501078.tif 000027
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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