(57)【要約】　　　（修正有）【課題】電気で作動される車の伝動装置用のシンクロナイザーを提供する。【解決手段】シンクロナイザー組立体１０は、内面１８と、外面２２とを有するスリーブ１２を備えている。ロータ３０はスリーブ１２の外面２２に回転可能に取り付けられ、シフトカラー２０はスリーブ１２の内面１８に軸方向に取り付けられている。ロータ３０はシフトカラー２０に螺着可能に結合され、ロータ３０が回転するとき、シフトカラー２０はスリーブ１２に対し軸方向に移動するようにする。アーマチャコイルがロータを回転させ得るようにロータ３０に電気的に結合されている。キー２６はシフトカラーが移動する間、シフトカラー２０の配向状態を維持し得るようにシフトカラー２０に堅固に固着されている。シフトカラー２０は変換する間、変換ギアを伝動装置の出力軸に係止する。【選択図】　　　　図１
2004069049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車の伝動装置用シンクロナイザー（１０）において、
内面（１８）と、外面（２２）とを有するスリーブ（１２）と；
スリーブ（１２）の外面（２２）に回転可能に取り付けられたロータ（３０）と；
スリーブ（１２）の内面（１８）に取り付けられ且つ、ロータ（３０）に機械的に連結されたシフトカラー（２０）と；
ロータ（３０）に電気的に結合されて、電流に応答してロータ（３０）がスリーブ（１２）上で回転し得るようにする電気コイルとを備え、ロータ（３０）の回転によりシフトカラー（２０）がスリーブ（１２）に対し軸方向に移動するようにした、車の伝動装置用シンクロナイザー。
【請求項２】
請求項１に記載のシンクロナイザー（１０）において、シフトカラー（２０）に取り付けられて、複数のキー（２６）を更に備え、キー間でキー空隙（２８）を画成するシンクロナイザー。
【請求項３】
請求項２に記載のシンクロナイザー（１０）において、スリーブ（１２）の内面（１８）に取り付けられ且つ、キー空隙（２８）と整合されたタブ（３６）を更に備え、該タブ（３６）が、シフトカラーが軸方向に移動するとき、シフトカラー（２０）の配向状態を維持するようにした、シンクロナイザー。
【請求項４】
請求項１に記載のシンクロナイザー（１０）において、スリーブ（１２）が、スリーブ（１２）の内面（１８）にスリーブスプライン（１６）を備え、シフトカラー（２０）が、スリーブのスプライン（１６）とかみ合うシフトカラースプライン（２４）を有する、シンクロナイザー。
【請求項５】
請求項１に記載のシンクロナイザー（１０）において、ロータ（３０）が時計回り方向に回転することによりシフトカラー（２０）が１つの軸方向に移動し、ロータ（３０）が反時計回り方向に回転することによりシフトカラー（２０）が反対の軸方向に移動するようにした、シンクロナイザー。
【請求項６】
変換ギアの速度を伝動装置の出力軸の速度と同期させる、車の伝動装置用シンクロナイザー（１０）において、
内面（１８）と、外面（２２）とを有する円筒状スリーブであって、スリーブ（１２）の内面（１８）にスリーブスプライン（１６）を有する円筒状スリーブ（１２）と；
スリーブ（１２）の外面（２２）に回転可能に取り付けられたロータ（３０）と；
スリーブ（１２）の外面（１８）に取り付けられ且つ、ロータ３０に螺着可能に連結されたシフトカラー（２０）であって、スリーブスプライン（１６）とかみ合うシフトカラースプライン（２４）を有するシフトカラー２０と；
ロータ（３０）に電気的に結合されて、電流に応答してロータ（３０）がスリーブ（１２）の外面（２２）上で時計回り方向又は反時計回り方向の何れかに回転し得るようにする電気コイルとを備え、ロータ（３０）が時計回り方向に回転することによりシフトカラー（２０）がスリーブ（１２）に対し１つの軸方向に移動し、ロータ（３０）が反時計回り方向に回転することによりシフトカラー（２０）が反対の軸方向に移動するようにした、車の伝動装置用シンクロナイザー。
【請求項７】
請求項６に記載のシンクロナイザー（１０）において、シフトカラー（２０）に取り付けられて、複数のキー（２６）を更に備え、キー間でキー空隙（２８）を画成するシンクロナイザー。
【請求項８】
請求項７に記載のシンクロナイザー（１０）において、スリーブ（１２）の内面（１８）に取り付けられ且つ、キー空隙（２８）と整合されたタブ（３６）を更に備え、該タブ（３６）が、シフトカラーが軸方向に移動するとき、シフトカラー（２０）の配向状態を維持するようにした、シンクロナイザー。
【請求項９】
伝動装置における変換ギアの速度を伝動装置の出力軸の速度と同期させる方法において、
シフトカラー（２０）をスリーブ（１２）の内面（１８）に摺動可能に取り付けることと、
シフトカラー（２０）に機械的に結合されたロータ（３０）をスリーブ（１２）の外面（２２）に回転可能に取り付けることと、
電流を所定の方向に向けてコイルに印加し、該コイルがロータ（３０）に電気的に結合してロータ（３０）がスリーブ（１２）上で回転し且つ、シフトカラー（２０）がスリーブ（１２）に対し軸方向に移動するようにすることとを備える、変換ギアの速度を伝動装置の出力軸の速度と同期させる方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、コイルに対し一方向に向けて電流を印加することによりロータ（３０）が第一の方向に回転し且つ、シフトカラー（２０）が第一の方向に移動し、コイルに対し反対方向に電流を印加することによりロータ（３０）が第二の方向である反対方向に回転し且つ、シフトカラー（２０）が第二の方向である反対方向に移動するようにした、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体として、車の変速機等の伝動装置用のシンクロナイザー、より具体的には、シンクロナイザーが電気で作動される車の伝動装置用のシンクロナイザーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
当該技術分野にて十分に理解されているように、内燃機関により作動される車は、エンジンにより発生された動力を車の車輪に効果的に伝達するためギアを変える伝動装置すなわち変速機を必要とする。手動に変換されるギア及び自動に変換されるギアの双方に対する近代の伝動装置すなわち変速機は、変換する間、所望の変換ギアの速度と伝動装置の出力軸の速度とを正確に整合させ、ギアのがた、従って、ギアの損傷を防止することを必要とする。所望の変換ギアが出力軸の周りに配置されており、変換ギアがエンジンの動力を伝動装置の出力軸に供給するために使用されないとき、変換ギアは出力軸に対し回転自在である。出力軸に動力を供給すべくギアが出力軸に係合する前に、変換ギアの回転を伝動装置の出力軸と同期させる必要がある。換言すれば、かみ合う主軸ギアの速度は、ギアが出力軸に係合する前に、伝動装置の出力軸の速度と同期させなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この目的のため、伝動装置すなわち変速機にてシンクロメッシュ機構すなわちシンクロナイザーが採用されており、ここでは、多数の変換ギアに対し多数のシンクロナイザーが必要とされる。典型的なシンクロナイザーは、出力軸にスプライン式に取り付けられ、従って出力軸と共に回転する内側ハブを備えている。ハブは出力軸に沿って配置され且つ出力軸に対し回転自在な色々な変換ギアの間にて出力軸上の静止位置に保持されている。シンクロナイザーは、また内側ハブの外側スプラインとかみ合う内側スプラインを有する外側スリーブも備えている。このように、外側スリーブは外側軸と同一の速度にて回転する。
【０００４】
シフトフォークが外側スリーブの外面の溝と係合し、また、外側スリーブを出力軸に対し軸方向にかみ合ったスプラインまで内側ハブに対し摺動させ得るように作動可能である。シフトフォークは、典型的に、手動伝動装置にて機械的アクチュエータにより駆動され、又は自動伝動装置にて液圧アクチュエータにより駆動される。長手方向に伸びる挿入体が外側スリーブの内面に堅固に取り付けられ且つ、内側ハブの外面の協働するスロット内に配置されている。
【０００５】
シンクロナイザーは、また外側スリーブと内側ハブとの間に配置された阻止リングも備えており、該阻止リングは、変換する間、変換ギアを加速し又は減速して変換ギアの速度を出力軸の速度と適合させるクラッチとして機能する。変換する間、シフトフォークにより外側スリーブが内側ハブ上を摺動するとき、挿入体は阻止リングに向け軸方向に移動する。外側スリーブの内側スプラインは阻止リングの外側スプラインに係合する。阻止リングはその外端縁に沿って面取り加工された歯を有しており、該面取り加工された歯は、外側スリーブの内側スプラインの面取り加工された端部に係合する。ギアの速度が一度び阻止リング及びスリーブの速度と等しくなったならば、外側スリーブの内側スプラインはまた変換ギアの直線状に切った歯と係合する。阻止リングは、変換ギアの円錐形部分に係合し且つ、該円錐形部分に嵌まる円錐状内面を有している。阻止リングは端部に挿入体の端部を受け入れるスロットも備えている。
【０００６】
変換する間、クラッチが伝動装置の入力軸をエンジンから係合解除する。シフトフォークが作動されて、係合すべき変換ギアに向けて外側スリーブが移動するようにする。スリーブが移動すると、挿入体は阻止リングの端部のスロットとかみ合う。これにより、阻止リングは、出力軸の速度にて回転するスリーブに対し適正に割り出される。外側スリーブが移動を続けると、該外側スリーブは阻止リングを変換ギアの円錐形部分に押し付ける。クラッチが係合解除状態にある間、エンジンの動力は供給されないから、変換ギアは非負荷状態にある。阻止リングの円錐形面と変換ギアとの間の摩擦により、変換ギアは、外側スリーブの速度、従って出力軸の速度と等しい速度にて回転し始める。スリーブが変換ギアに向けて移動を続けると、変換ギアは外側スリーブと等速度にて移動し、このことは、スリーブのスプラインががたを生ぜずに変換ギアの直線状に切った歯と係合することを許容する。このことは、ギア、スリーブ、ハブ及び出力軸を共に係止することになる。この時点にてギアは出力軸と係合しており、また、クラッチは解放されて動力がギアを通って出力軸及び駆動車輪に流れるのを許容する。
【０００７】
上記に説明したように、シフトフォークがスリーブを摺動させ且つギアと係合するのを許容し得るように、外側スリーブに切られた溝内にシフトフォークが配置されている。シフトフォークは、手動伝動装置にて手操作型変換レバーにより手動で作動され、また、自動伝動装置にて液圧により作動される。かかる変換用アクチュエータは大形で且つ改良が可能である巧緻な連結機構を必要とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の教示に従って、変換する間、シンクロナイザー組立体が電気で作動される車の伝動装置すなわち変速機用のシンクロナイザー組立体が開示されている。組立体は、内面と、外面とを有するスリーブを備えている。ロータがスリーブの外面に回転可能に取り付けられ、シフトカラーがスリーブの内面に軸方向に取り付けられている。ロータはシフトカラーに螺着可能に結合され、ロータが回転するとき、シフトカラーはスリーブに対し軸方向に移動するようにされている。アーマチャコイルがロータに電気的に結合され、すなわち関連付けられ、ロータを回転させる。シフトカラーが移動する間、シフトカラーの配向状態を維持し得るようにキーがシフトカラーに堅固に固着されている。シフトカラーは、変換する間、変換ギアを伝動装置の出力軸に係止する。
【０００９】
本発明が適用可能な更なる分野は以下に掲げた詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の好ましい実施の形態を示すものであるが、単に説明することを目的とするものであって、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
車の伝動装置又は変速機用の電気作動のシンクロナイザーに関する本発明の実施の形態の以下の説明は、性質上、単に一例にしか過ぎず、本発明又はその適用分野又は用途を何ら限定することを意図するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の１つの実施の形態に従い、車の伝動装置又は変速機にて使用されるシンクロナイザー組立体１０の斜視図である。シンクロナイザー組立体は、上述したように、変換する間、伝動装置の出力軸の速度を所望の変換ギアの速度と同期させるものとして、手動及び自動伝動装置の双方にて周知である。このため、車の伝動装置の構成要素は、この図面に図示されていないが、当該技術分野の当業者に十分に理解されるであろう。以下に詳細に説明するように、シンクロナイザー組立体は、ギアと出力軸との間にて速度を同期させ得るように電気で作動される。本発明のシンクロナイザー組立体の電気的作動の設計は、従来技術のシンクロナイザーの設計にて典型的に採用される手動及び液圧連結機構を使用するシフトフォークに置換するものである。
【００１２】
シンクロナイザー組立体１０は、外面２２と、内面１８とを有する円筒状のシンクロナイザースリーブ１２を備えている。スリーブ１２の外面２２は、本明細書に記載した目的に適する任意の装置によって、コイルハウジング１４に堅固に取り付けられている。モータのアーマチャコイル（図示せず）がハウジング１４内で適宜なコアに巻かれている。スリーブ１２は、内面１８に取り付けられたスプライン１６を有している。シフトカラー２０はスリーブ１２の内面１８に摺動可能に取り付けられ、シフトカラー２０は、スリーブ１２に対し軸方向に移動可能である。この動作を許容するため、シフトカラー２０は、スプライン１６と係合し且つ、かみ合うスプライン２４を備えている。
【００１３】
伝動装置の出力軸（図示せず）がスリーブ１２を貫通して伸び、公知の設計におけるように軸とカラー２０との間にシンクロナイザーハブ（図示せず）が配置されている。ハブは、出力軸のスプライン及びスプライン２４とかみ合い、上述したように、ハブ及びシフトカラー２０が出力軸と等速度にて回転するようにするスプラインを備えている。複数のキー２６はシフトカラー２０に堅固に固着され、その間に空隙２８を画成する。タブ３６は、コイルハウジング１４に取り付けられ且つ、図示するように空隙２８と整合されている。キー２６及びタブ３６は、変換する間にシフトカラー２０が出力軸に対し軸方向に移動するとき、シフトカラー２０が出力軸に対し適正な配向状態に保たれるように上述した挿入体と同一の仕方にて機能する。
【００１４】
モータのロータ３０はスリーブ１２の外面２２に回転可能に取り付けられており、またアーマチャコイルに電気的に且つ、磁気的に結合（関連付け）されている。ロータ３０は、本明細書に記載した目的に適した任意の技術によってスリーブ１２に取り付けることができる。ロータ３０の内径部にねじ部（図示せず）が設けられ且つ該ねじ部はシフトカラー２０のスプライン２４に係合する。このように、ロータ３０がスリーブ１２上で回転すると、シフトカラー２０はスリーブ１２に対し軸方向に移動する。
【００１５】
ＴＣＵのような、制御回路からアーマチャコイルに電流を印加することにより、ロータ３０はスリーブ１２の外面２２上で回転し、シフトカラー２０を移動させる。このように、この設計にてカラー２０を移動させるためシフトフォークは採用されない。コイルを通って一方向に流れる電流によりロータ３０は一方向に回転し、コイルを通って反対方向に流れる電流によりロータ３０は反対方向に回転する。この実施の形態において、ロータ３０が時計回り方向に回転することにより、シフトカラー２０は左方向に移動し、ロータ３０が反時計回り方向に回転することにより、シフトカラー２０は右方向に移動する。図２には、シフトカラー２０が図１に図示した非変換位置から変換位置まで移動する組立体１０が図示されている。
【００１６】
変換を開始したとき、シフトカラー２０は阻止リング（図示せず）に向けて移動し、上述した仕方にて阻止リングと係合する。次に、阻止リングが変換ギア（図示せず）と係合し、変換ギアがスリーブ１２と等速度で回転し且つ、上述した仕方にて変換ギアを組立体１０を通して出力軸に係止する。
【００１７】
本発明の説明は、性質上単に一例にしか過ぎず、従って、本発明の精神から逸脱しない変更例を本発明の範囲に含めることを意図するものである。かかる変更例は、本発明の精神及び範囲から逸脱するものと見なすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態による、車の伝動装置にて使用される電氣作動式シンクロナイザー組立体の斜視図である。
【図２】シンクロナイザー組立体のシフトカラーが変換位置まで軸方向に偏位された、図１に図示したシンクロナイザー組立体の斜視図である。
【符号の説明】
１０　シンクロナイザー組立体　　１２　シンクロナイザースリーブ
１４　コイルハウジング　　　　　１６　スプライン
１８　スリーブの内面　　　　　　２０　シフトカラー
２２　スリーブの外面　　　　　　２４　スプライン
２６　キー　　　　　　　　　　　２８　空隙
３０　モータのロータ　　　　　　３６　タブ
【図１】
2004069049.tif 000003
【図２】
2004069049.tif 000004