變速器的同步裝置的制造方法

變速器的同步裝置的制造方法
【專利摘要】撥叉軸(151?1、151?2)的中間部(151?1c、151?2c)的截面(A3)形成為橢圓形，該橢圓形的長軸方向是剛度高的第1方向(S1)，橢圓形的短軸方向是剛度低的第2方向(S2)。并且，配置成第1方向(S1)為沿著連結第1載荷作用點(P1)和第2載荷作用點(P2)的直線(L3)的方向，該第1載荷作用點(P1)是驅動部件(121)與接合部(131a)接合而產生的載荷(F1)所作用的作用點，該第2載荷作用點(P2)是撥叉部(141)驅動套筒(191)的載荷(F2)所作用的作用點。
【專利說明】
變速器的同步裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種變速器的同步裝置，其具備使旋轉軸與齒輪的旋轉同步的套筒和使該套筒滑動的換檔撥叉。
【背景技術】
[0002]以往，例如如專利文獻I所示，除了手動變速器(MT)之外，AMT(Automatic ManuaITransmiss1n)、雙離合變速器等各種變速器具有多級變速齒輪組，通過駕駛員對換檔桿的操作或致動器機構的驅動來切換變速檔，使各檔的齒輪嚙合。由此，構成為通過根據行駛條件轉換并輸出發動機的動力來驅動車輪。在這樣的變速器中具有同步裝置(同步嚙合機構)，其作為當隨著齒輪的嚙合狀態的切換而變速時用于減小同步載荷(換檔操作載荷)以迅速且容易地進行變速操作的機構。
[0003]上述那樣的同步裝置具備:輪轂，其固定設置在旋轉軸上；齒輪，其以相對旋轉自如的方式配置在旋轉軸上;套筒(同步套筒)，其能夠在旋轉軸的軸向上滑動，通過與輪轂和齒輪接合來使旋轉軸與齒輪的旋轉同步;換檔撥叉，其用于使套筒沿軸向滑動；以及換檔撥叉軸，其安裝有換檔撥叉。并且，構成為:使用換檔撥叉使套筒隨著換檔撥叉軸的軸向移動而沿軸向滑動，由此形成規定的變速檔。
[0004]但是，在上述那樣的同步裝置的換檔撥叉中，如果撥叉軸的剛度(針對載荷的彎曲剛度)低，則載荷所導致的撥叉軸的變形變大，從而可能使得變速檔的切換發生延遲而導致響應性降低。尤其，由于高性能的跑車要求加速性能等高的驅動性能，因此要求變速檔迅速切換。因此根據車輛側的功能性要求，撥叉軸必須有高剛度。
[0005]但是，作為用于使撥叉軸具有高剛度的方法，如果使撥叉軸增厚，則會引起撥叉軸及換檔撥叉的重量增加。當撥叉軸及換檔撥叉的重量增加時，會阻礙撥叉軸及換檔撥叉順暢地動作，切換變速檔的響應性變差。基于這樣的理由，課題在于使撥叉軸及換檔撥叉兼顧高剛度化和輕量化。
[0006]另外，在專利文獻2所記載的現有技術中，為了減小換檔撥叉的左右不平衡導致的偏力和因其引起的磨損，使撥叉軸的截面具有各向異性。即，在換檔撥叉的臂部的長度左右各異的情況下，使撥叉軸的截面的剛度具有各向異性，以使沿剛度最強的方向延伸的中心線與長臂部的爪之間的距離比與短臂部的爪之間的距離短，從而改善剛度的平衡。
[0007]但是，專利文獻2所記載的技術的目的在于調整換檔撥叉的平衡，并未考慮撥叉軸本身的剛度的提高及輕量化。根據專利文獻2的技術，即使換檔撥叉不產生偏磨損等，如果撥叉軸本身的剛度低，則依然可能由于載荷所導致的撥叉軸的變形大，而使得變速檔的切換發生延遲從而導致響應性下降。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2013-181612號公報
[0011]專利文獻2:國際公開WO 2012/153541號公報

【發明內容】

[0012]發明所要解決的課題
[0013]本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種變速器的同步裝置，其能夠以簡單且廉價的結構兼顧撥叉軸及換檔撥叉的輕量化與高剛度化。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]用于解決上述課題的本發明是一種變速器的同步裝置，其包括:旋轉軸(SS);輪轂
(92)，其固定設置在旋轉軸(SS)上;齒輪(42)，其以相對旋轉自如的方式配置在旋轉軸(SS)上;套筒(191)，其能夠在旋轉軸(SS)的軸向上滑動，通過與輪轂(92)和齒輪(42)接合，使旋轉軸(SS)與齒輪(42)的旋轉同步；以及換檔撥叉(131)，其使套筒(191)滑動，所述變速器的同步裝置的特征在于，換檔撥叉(131)具備:接合部(131a)，其與用于驅動該換檔撥叉(131)的驅動部件(121)接合;撥叉部(141)，其與套筒(191)的外周接合；以及基部(161)，其具有嵌裝撥叉軸(151)的嵌裝部(161-1、161-2)，撥叉軸(151)的至少一部分的截面(A3)具有在與撥叉軸(151)的軸線垂直的平面(H)內撥叉軸(151)的剛度高的第I方向(SI)和在平面(H)內剛度比第I方向(SI)低的第2方向(S2)，撥叉軸(151)被配置成使得第I方向(SI)成為沿著連結第I載荷作用點(Pl)與第2載荷作用點(P2)的直線(L3)的方向，第I載荷作用點(Pl)是驅動部件(121)與接合部(131a)接合而產生的載荷(Fl)所作用的作用點，第2載荷作用點(P2)是撥叉部(141)驅動套筒(191)的載荷(F2)所作用的作用點。
[0016]根據本發明的變速器的同步裝置，構成為:撥叉軸的至少一部分的截面具有在與撥叉軸的軸線垂直的平面內該撥叉軸的剛度高的第I方向和在該平面內剛度比第I方向低的第2方向。在此基礎上，換檔撥叉被配置成使得剛度高的第I方向與沿著連結上述第I載荷作用點和第2載荷作用點的直線的方向一致，由此能夠使使用換檔撥叉驅動套筒的掛檔時的載荷的方向與撥叉軸的剛度高的方向一致。由此，能夠在確保換檔撥叉輕量化的同時減小撥叉軸的載荷導致的變形。因此，能夠迅速完成由換檔撥叉伴隨掛檔動作而實現的變速檔的切換，從而能夠實現切換變速檔的響應性(應答性)的提高。
[0017]并且，在上述的變速器的同步裝置中，第I方向(SI)可以是在上述平面(H)內撥叉軸(151)的剛度最高的方向。根據該結構，能夠使撥叉軸的剛度最高的方向與施加在撥叉軸上的載荷的方向對應，因此能夠更有效地抑制載荷導致的撥叉軸的變形。
[0018]并且，在上述的變速器的同步裝置中，撥叉軸(151)的截面(A3)可以是長軸的軸向與第I方向(SI)—致的橢圓形。據此，能夠以簡單且廉價的結構確保撥叉軸的剛度。而且，只需使具有圓形截面的撥叉軸的一部分沿徑向壓縮變形而成為橢圓形，即可得到剛度的各向異性。因此，能夠有助于撥叉軸的制造工序的簡易化和低成本化。
[0019]此外，在上述的變速器的同步裝置中，可以是:撥叉軸(151-1、151_2)具有圓形的其他截面(Al)，該其他截面(Al)是撥叉軸(151)上的嵌裝于嵌裝部(161-1、161-2)的部分(151-la、151-2a)的截面。
[0020]并且，在上述的變速器的同步裝置中，可以是:撥叉軸(151-1、151_2)具備嵌裝于嵌裝部(161-1、161-2)中的一個端部(151-la、151-2a)、被支承為能夠在軸向上滑動的另一個端部(151-lb、151-2b)、以及一個端部(151-1&、151-2&)與另一個端部(151-113、151-213)之間的中間部(151-lc、151-2c)，中間部(151-lc、151-2c)的截面(A3)是橢圓形的截面，一個端部(151-la、151-2a)的截面(Al)是圓形截面。
[0021]根據該結構，撥叉軸上的嵌裝于嵌裝部的部分的截面能夠不使具有圓形截面的撥叉軸變形而保持既往的形狀(原來的形狀)，因此通過僅使撥叉軸的一部分變形，可得到剛度的各向異性。并且，由于能夠通過使整個截面為圓形的以往結構的撥叉軸的一部分變形來構成本申請的撥叉軸，因此能夠沿用以往的撥叉軸。因此，能夠將撥叉軸及換檔撥叉的制造成本抑制得較低。
[0022]并且，在上述的同步裝置中，撥叉軸(151-1、151_2)可以形成為中空的筒狀。根據該結構，通過使撥叉軸形成為中空的筒狀，能夠確保針對載荷的剛度并實現輕量化。
[0023]并且，在上述的同步裝置中，可以是:嵌裝部(161-1、161_2)分別設置在基部(161)的軸向兩側的端部，撥叉軸(151)被分割成嵌裝于各個嵌裝部(161-1、161-2)中的兩根撥叉軸(15卜1、15 卜 2)0
[0024]根據該結構，撥叉軸被分割成分別嵌裝于基部的兩側的嵌裝部中的兩根撥叉軸，由此成為省略了撥叉軸的貫穿基部的那一部分的結構，相應地能夠實現換檔撥叉的輕量化。
[0025]此外，撥叉軸的橢圓形的截面部分的長軸方向的直徑尺寸擴大，因此不能像以往結構那樣使一根撥叉軸貫穿基部來組裝換檔撥叉。因此，像上述結構那樣，在基部的兩端分別設置嵌裝撥叉軸的嵌裝部，使分割開的撥叉軸上的嵌裝于嵌裝部的部分的截面為圓形，由此能夠解決上述那樣的問題。
[0026]在上述的同步裝置中，可以具備用于限制嵌裝于嵌裝部(161-1、161_2)中的撥叉軸(151-1、151-2)的相對旋轉的限制部件(181-1、181-2)。
[0027]根據該結構，利用限制部件限制了嵌裝于嵌裝部中的撥叉軸的相對旋轉，因此不需要將撥叉軸壓入嵌裝部的工序。并且，通過限制部件限制了撥叉軸的相對旋轉，由此實現了橢圓形的截面的定位(周向的定位)，因此能夠始終確保撥叉軸對于載荷的高剛度。
[0028]并且，對于上述括號內的標號，是將后述的實施方式的結構要素的標號作為本發明的一個例子而示出的。
[0029]發明的效果
[0030]根據本發明的變速器的同步裝置，能夠以簡單且廉價的結構兼顧撥叉軸及換檔撥叉的輕量化和高剛度化。
【附圖說明】
[0031]圖1是具備本發明的一個實施方式的同步裝置的變速器的骨架圖。
[0032]圖2是示出同步裝置的側剖視圖。
[0033]圖3是示出齒輪操作機構的一部分的局部放大立體圖。
[0034]圖4是示出齒輪操作機構的一部分的局部放大立體圖。
[0035]圖5是用于說明齒輪操作機構的換檔軸(掛檔用接合片及摘檔用接合片)與換檔撥叉(突片)的動作的圖。
[0036]圖6是換檔撥叉的立體圖。
[0037]圖7是換檔撥叉的剖視圖。
[0038]圖8是示出換檔撥叉的圖，(a)是從圖6的X方向觀察的圖，(b)是從Y方向觀察的圖，(C)是從Z方向觀察的圖。
[0039]圖9是用于說明對換檔撥叉施加的載荷的圖，(a)是從撥叉軸的軸向觀察換檔撥叉的側視圖，(b)是示出換檔撥叉的突片的俯視圖。
【具體實施方式】
[0040]以下，參照附圖對本發明的實施方式詳細地進行說明。圖1是具備本發明的一個實施方式的同步裝置的變速器的骨架圖。本實施方式的變速器是裝載于具備作為驅動源的發動機(內燃機)2及電機(電動機)3的混合動力汽車的車輛上的變速器。
[0041]發動機2是通過將燃料與空氣混合并燃燒來產生用于使車輛行駛的驅動力的內燃機。當進行發動機2與電機3的協作行駛或僅電機3的單獨行駛時，電機3作為利用電池(未圖示)的電能來產生用于使車輛行駛的驅動力的電機而發揮作用，并且當車輛減速時，電機3作為利用電機3的再生產生電力的發電機發揮作用。當電機3再生時，電池借助由電機3發電產生的電力(再生能)而充電。
[0042]變速器4是前進9速.后退I速的平行軸式變速器，是雙離合變速器。在變速器4中設置有:與發動機2及電機3的內燃機輸出軸2a連接的內側主軸(第I輸入軸)IMS、形成該內側主軸MS的外筒的外側主軸(第2輸入軸)0MS、分別與內側主軸頂S平行的次級軸(第2輸入軸)SS和倒檔軸RVS、與這些軸平行的副軸(輸出軸)CS以及與差動機構5連接的輸出軸OPS。
[0043]這些軸中，外側主軸OMS被配置成始終與倒檔軸RVS及次級軸SS接合，副軸CS被配置成還經由輸出軸OPS始終與差動機構5接合。
[0044]此外，變速器4具備奇數檔用的第I離合器Cl和偶數檔用的第2離合器C2。第I離合器Cl與內側主軸IMS結合。第2離合器C2與外側主軸OMS(第2輸入軸的一部分)結合，經由固定在外側主軸OMS上的齒輪42與倒檔軸RVS及次級軸SS(第2輸入軸的一部分)連結。
[0045]在內側主軸IMS的外周，從圖2中右側(第I離合器Cl側)開始依次配置有3速驅動齒輪43、5速驅動齒輪45、7速驅動齒輪47、9速驅動齒輪49以及1速驅動齒輪41。3速驅動齒輪43、5速驅動齒輪45、7速驅動齒輪47、9速驅動齒輪49能夠分別相對于內側主軸IMS相對旋轉，I速驅動齒輪41固定在內側主軸頂S上。并且，在內側主軸IMS上，在3速驅動齒輪43與5速驅動齒輪45之間以能夠沿軸向滑動的方式設置有3-5速同步嚙合機構(同步接合裝置)83，且在7速驅動齒輪47與9速驅動齒輪49之間以能夠沿軸向滑動的方式設置有9-7速同步嚙合機構(同步接合裝置)87。使與期望的齒輪檔對應的同步嚙合機構(同步接合裝置)滑動來實現該齒輪檔的同步，從而該齒輪檔與內側主軸MS連結。由與內側主軸頂S關聯設置的這些齒輪及同步嚙合機構構成了用于進行奇數檔的變速的第I變速機構GRl ο第I變速機構GRl的各驅動齒輪與設置在副軸CS上的對應的從動齒輪嚙合，來驅動副軸CS旋轉。
[0046]在次級軸SS(第2輸入軸)的外周，以能夠相對旋轉的方式從圖1中右側開始依次配置有2速驅動齒輪42、4速驅動齒輪44、6速驅動齒輪46以及8速驅動齒輪48。并且，在次級軸SS上，在2速驅動齒輪42與4速驅動齒輪44之間以能夠沿軸向滑動的方式設置有2-4速同步嚙合機構(同步接合裝置)82，且在6速驅動齒輪46與8速驅動齒輪48之間以能夠沿軸向滑動的方式設置有8-6速同步嚙合機構(同步接合裝置)86。該情況下也使與期望的齒輪檔對應的同步嚙合機構(同步接合裝置)滑動來實現該齒輪檔的同步，從而該齒輪檔與次級軸SS(第2輸入軸)連結。由與次級軸SS(第2輸入軸)關聯設置的這些齒輪及同步嚙合機構構成了用于進行偶數檔的變速的第2變速機構GR2。第2變速機構GR2的各驅動齒輪也與設置在副軸CS上的對應的從動齒輪嚙合，來驅動副軸CS旋轉。另外，固定在次級軸SS上的齒輪57與外側主軸OMS上的齒輪42結合，經由外側主軸OMS與第2離合器C2結合。
[0047]在倒檔軸RVS的外周以能夠相對旋轉的方式配置有倒檔驅動齒輪60。并且，在倒檔軸RVS上，以能夠沿軸向滑動的方式與倒檔驅動齒輪60對應地設置有倒檔同步嚙合機構(同步接合裝置)85，并且固定有與外側主軸OMS上的齒輪42接合的惰輪50。在倒檔行駛的情況下，通過實現同步嚙合機構85的同步來使第2離合器C2接合，由此第2離合器C2的旋轉經由外側主軸OMS及惰輪50傳遞至倒檔軸RVS，從而倒檔驅動齒輪60旋轉。倒檔驅動齒輪60與副軸CS上的齒輪53嚙合，當倒檔驅動齒輪60旋轉時，副軸CS向與前進時相反的方向旋轉。副軸CS的反方向的旋轉經由輸出軸OPS上的齒輪59傳遞至差動機構5。
[0048]在副軸CS上，從圖1中右側開始依次固定地配置有與2速驅動齒輪42嚙合的2速從動齒輪52、與3速驅動齒輪43嚙合的3速從動齒輪53、與4速驅動齒輪44及5速驅動齒輪45嚙合的4-5速從動齒輪54、與6速驅動齒輪46及7速驅動齒輪47嚙合的6-7速從動齒輪56、與8速驅動齒輪48及9速驅動齒輪49嚙合的8-9速從動齒輪58。并且，與I速驅動齒輪41嚙合的I速從動齒輪51經由I速單向離合器機構81以能夠相對旋轉的方式設置在副軸CS上。I速單向離合器機構81根據I速從動齒輪51 (內側主軸IMS)與副軸CS的相對旋轉速度，在接合與非接合之間進行切換。并且，3速從動齒輪53與輸出軸OPS上的齒輪59嚙合，由此副軸CS的旋轉經由輸出軸OPS傳遞至差動機構5。
[0049]在上述結構的變速器4中，當使2-4速同步嚙合機構82的套筒(同步套筒)向右方滑動時，2速驅動齒輪42與次級軸SS結合(2速掛檔)，當向左方滑動時，4速驅動齒輪44與次級軸SS結合(4速掛檔)。此外，當使8-6速同步嚙合機構86的套筒向右方滑動時，6速驅動齒輪46與次級軸SS結合(6速掛檔)，當向左方滑動時，8速驅動齒輪48與次級軸SS結合(8速掛檔)。在這樣選擇了偶數的驅動齒輪檔的狀態下，通過使第2離合器C2接合，變速器4被設定成偶數的變速檔(2速、4速、6速或8速)。
[0050]而且，在I速單向離合器機構81為接合狀態的情況下，I速從動齒輪51與副軸CS結合(I速掛檔)，從而選擇了 I速的變速檔。另一方面，在I速單向離合器機構81為非接合狀態下，當使3-5速同步嚙合機構83的套筒向右方滑動時，3速驅動齒輪43與內側主軸IMS結合，從而選擇了 3速的變速檔(3速掛檔)，當向左方滑動時，5速驅動齒輪45與內側主軸IMS結合，從而選擇了5速的變速檔(5速掛檔)。并且，當使9-7速同步嚙合機構87的套筒向右方滑動時，7速驅動齒輪47與內側主軸IMS結合，從而選擇了 7速的變速檔(7速掛檔)，當向左方滑動時，9速驅動齒輪49與內側主軸IMS結合，從而選擇了9速的變速檔(9速掛檔)。在這樣選擇了奇數的驅動齒輪檔的狀態下，通過使第I離合器Cl接合，變速器4被設定成奇數的變速檔(I速、3速、5速、7速或9速)。
[0051 ]由上述的第I離合器Cl、設置在內側主軸頂S上的1、3、5、7、9速驅動齒輪41、43、45、47、49、I速單向離合器機構81、3-5速同步嚙合機構83以及9-7速同步嚙合機構87構成了用于設定奇數檔的變速檔的第I變速機構GR1。而且，由上述的第2離合器C2、設置在次級軸SS上的2、4、6、8速驅動齒輪42、44、46、48、2-4速同步嚙合機構82以及8-6速同步嚙合機構86構成了用于設定偶數檔的變速檔的第2變速機構GR2。
[0052]在該變速器4中，當使第I離合器Cl接合時，發動機2及電機3的驅動力從第I離合器Cl經由內側主軸IMS傳遞至第I變速機構GRl。另一方面，當使第2離合器C2接合時，發動機2及電機3的驅動力從第2離合器C2經由外側主軸OMS傳遞至次級軸SS上的第2變速機構GR2。
[0053]由此，在I速單向離合器機構81接合的狀態下，當使第I離合器CI接合時I速變速檔確立，在使2-4速同步嚙合機構82向右移動從而使2速驅動齒輪42與次級軸SS結合的狀態下，當使第2離合器C2接合時2速變速檔確立，在使3-5速同步嚙合機構83向右移動從而使3速驅動齒輪43與內側主軸頂S結合的狀態下，當使第I離合器Cl接合時3速變速檔確立，在使3-5速同步嚙合機構83向左移動從而使5速驅動齒輪45與內側主軸MS結合的狀態下，當使第2離合器C2接合時5速檔確立。之后也同樣地，通過切換各同步嚙合機構82、83、86、87與第1、第2離合器Cl、C2的接合而能夠設定直至9速檔為止的各變速檔。
[0054]并且，當從I速檔側向9速檔側升檔時，在第I離合器Cl接合而確立了I速檔的期間，預換檔成2速檔，通過解除第I離合器Cl的接合并使第2離合器C2接合，由此確立2速檔，在第2離合器C2接合而確立了 2速檔的期間，預換檔成3速檔，通過解除第2離合器C2的接合并使第I離合器Cl接合，由此確立3速檔。以此順序重復上述步驟來進行升檔。
[0055]另一方面，當從9速檔側向I速檔側降檔時，在第I離合器Cl接合而確立了9速檔的期間，預換檔成8速檔，通過解除第I離合器Cl的接合并使第2離合器C2接合，由此確立8速檔，在第2離合器C2接合而確立了8速檔的期間，預換檔成7速檔，通過解除第2離合器C2的接合并使第I離合器Cl接合，由此確立8速檔，重復上述步驟來進行降檔。由此，能夠進行驅動力不間斷的升檔及降檔。
[0056]并且，變速器4應實現的變速檔的確定及用于實現該變速檔的控制(第I變速機構GRl及第2變速機構GR2中的變速檔的選擇(同步的切換控制)和第I離合器Cl及第2離合器C2的接合以及解除接合的控制等)是通過電子控制單元(控制單元)1，基于目標變速檔而進行的，所述目標變速檔是根據表示預先設定的車速及油門開度與變速檔之間的關系的換檔映射圖(變速映射圖)而確定的。即，根據包括目前的車速和駕駛員的意志等在內的運轉狀況來進行向目標變速檔的變速。
[0057]接著，對變速器4所具備的同步嚙合機構的結構進行說明。另外，在以下的說明中對2-4速同步嚙合機構(同步裝置)82進行說明，但其他的同步嚙合機構也是同樣的結構。圖2是示出同步嚙合機構82的剖視圖。該圖所示的同步嚙合機構82是變速器4所具備的2速檔和4速檔用的同步裝置，具備分別配置在軸向兩側的2速驅動齒輪42用同步結合機構和4速驅動齒輪44用同步結合機構。此處，上述的2速驅動齒輪42用同步結合機構和4速驅動齒輪44用同步結合機構是在軸向上對稱的幾乎相同的結構，因此以下以2速驅動齒輪42用同步結合機構的結構及動作為中心進行說明。并且，以下的說明中所謂軸向、徑向是指次級軸SS的軸向及徑向，右、左是指沿圖2所示的狀態下的次級軸SS的軸向的右方、左方。
[0058]同步嚙合機構82是用于使次級軸SS上的2速驅動齒輪42相對于次級軸SS同步結合的機構。2速驅動齒輪42經由滾針軸承91以相對旋轉自如的方式支承在次級軸SS的外周。在軸向上的2速驅動齒輪42的一個側部設置有與次級軸SS花鍵結合的環狀的同步輪轂92，在同步輪轂92的外周側設置有沿軸向滑動自如地花鍵結合的套筒(同步套筒)191。在同步輪轂92的外周面形成有花鍵齒92a，在同步套筒191的內周面形成有與同步輪轂92的花鍵齒92a嚙合的花鍵齒191a。套筒191通過與外周的凹部191b接合的換檔撥叉131，從圖2所示的空檔位置分別向左右移動。
[0059]形成在同步輪轂92的一個側面(2速驅動齒輪42側的側面)上的環狀的凹部92b中設置有擋環93 ο擋環93由配置在徑向的外側的外環93a、配置在徑向的內側的內環93b和在徑向上夾在外環93a與內環93b之間的同步錐93c構成。
[0060]在2速驅動齒輪42的擋環93側的端部設置有與2速驅動齒輪42—體地形成的牙嵌齒輪94，在牙嵌齒輪94的外周形成有牙嵌齒94b。在外環93a的外周形成有牙嵌齒93d。這些牙嵌齒94b及牙嵌齒93d排列在軸向上彼此相鄰的位置。
[0061]并且，在擋環93的外周設置有環狀的同步彈簧95。同步彈簧95是將彈性金屬制的線材形成為圓形環狀而成的部件，在外環93a的外周，相對于牙嵌齒93d相鄰地設置在同步輪轂92側。當套筒191位于空檔位置時，該同步彈簧95位于被外環93a的牙嵌齒93d、同步輪轂92的軸向端面以及套筒191的花鍵齒19 Ia的前端部(2速驅動齒輪42側的前端部)包圍的位置。并且，當套筒191向2速驅動齒輪42側滑動時，由于被花鍵齒191a的前端部的下端按壓而被向牙嵌齒93d側沿斜下方擠出，從而對外環93a賦予按壓力。
[0062 ]接著，對上述結構的同步嗤合機構8 2中的換檔操作時的同步結合動作進行說明。如圖2所示，當套筒191位于空檔位置時，載荷不作用在擋環93上。因此，在外環93a及內環93b與同步錐93c之間不產生摩擦力，同步錐93c處于能夠相對于外環93a及內環93b相對旋轉的狀態。因此，外環93a及內環93b與同步輪轂92—體地旋轉，同步錐93c與2速驅動齒輪42一體地旋轉。因此，在套筒191與2速驅動齒輪42之間不發生同步作用。
[0063]在該狀態下，當使套筒191相對于同步輪轂92向右方移動時，套筒191和外環93a通過同步彈簧95滑動。之后，設置在套筒191的花鍵齒191a的前端的倒角(未圖示)與設置在外環93a的牙嵌齒93d上的倒角(未圖示)接觸。由此，外環93a被沿軸向按壓，由此在同步錐93c與外環93a及內環93b之間產生用于同步的摩擦力。其結果是，利用該摩擦力，同步錐93c與套筒191 一體化，與同步錐93c接合的2速驅動齒輪42的旋轉與套筒191的旋轉同步。
[0064]當套筒191進一步向左方移動時，花鍵齒191a的倒角與外環93a的牙嵌齒93d的倒角的接合脫離，花鍵齒191a與牙嵌齒93d完全嚙合。由此，倒角之間的接合產生的軸向的載荷削減，因此作用于同步錐93c的摩擦力減少。
[0065]當套筒191進一步向左方移動時，花鍵齒191a的倒角與2速驅動齒輪42側的牙嵌齒94b的倒角接合，在該楔作用下，套筒191及2速驅動齒輪42略微相對旋轉，由此套筒191的花鍵齒191a與2速驅動齒輪42的牙嵌齒94b側嚙合，確立了2速檔(2速掛檔狀態)。
[0066]接著，對用于操作同步嚙合機構82、83、86、87的齒輪操作機構進行說明。圖3是示出齒輪操作機構100的一部分的局部放大立體圖，圖4是示出齒輪操作機構100的一部分的側視圖。并且，在圖3中省略了后述的換檔軸120及致動器部110的圖示。另外，在圖4中，后述的換檔撥叉131?135以僅將其一部分(僅突片131a?135a)局部剖切的狀態下的剖視圖示出。
[0067]如圖3及圖4所示，齒輪操作機構100具備:以在旋轉方向及軸向上移動自如的方式被支承的換檔軸120、用于使換檔軸120旋轉及沿軸向移動的致動器部110、設置在換檔軸120上的I個掛檔用接合片(驅動部件)121及4個摘檔用接合片(驅動部件)122?125、與這些掛檔用接合片121及摘檔用接合片122?125接合并沿換檔方向移動的換檔撥叉131?135、設置在換檔撥叉131?135上的撥叉部141?145、以及引導換檔撥叉131?135以使其能夠沿軸向移動的撥叉軸(換檔撥叉軸)151?155。另外，還設置了鎖止機構，但省略了圖示，當換檔撥叉131?135沿換檔方向(撥叉軸151?155的軸向)移動時，該鎖止機構產生用于使該換檔撥叉131?135保持在掛檔位置上的鎖止載荷。
[0068]如圖3所示，多個換檔撥叉131?135包括:用于操作次級軸SS上的2-4速同步嚙合機構82的套筒的2-4換檔撥叉131、用于操作內側主軸頂S上的3-5同步嚙合機構83的套筒的3-5換檔撥叉132、用于操作次級軸SS上的8-6同步嚙合機構86的套筒的8-6換檔撥叉133、用于操作內側主軸MS上的9-7同步嚙合機構87的套筒的9-7換檔撥叉134、以及用于操作倒檔軸RVS上的倒檔同步嚙合機構85的套筒的R-P換檔撥叉135。
[0069]在各換檔撥叉131?135上設置有使換檔軸120貫穿插入的突片(接合部)131a?135a。突片131a?135a形成為大致矩形的平板狀，設置有供換檔軸120貫穿插入的切口孔131b?135b。
[0070]各換檔撥叉131?135的突片131a?135a及切口孔131b?135b配置在沿著換檔軸120的軸向彼此重合的位置上。并且，設置在換檔軸120上的多個摘檔用接合片122?125在軸向上相對于掛檔用接合片121錯開位置地設置。掛檔用接合片121及摘檔用接合片122?125在換檔軸120的軸向上設置在與每隔一個的換檔撥叉131?135對應的位置上。由此，當掛檔用接合片121位于與第I變速機構GRI的同步嚙合機構83、87 (奇數變速檔用的同步嚙合機構)的換檔撥叉131、133中的任意方對應的選檔位置時，摘檔用接合片122?125中的任意方被配置在與第I變速機構GRl的其他同步嚙合機構83、87的換檔撥叉132、134對應的選檔位置上。同樣，當掛檔用接合片121位于與第2變速機構GR2的同步嚙合機構82、86(偶數變速檔用的同步嚙合機構)的換檔撥叉131、133中的任意方對應的選檔位置時，摘檔用接合片122?125中的任意方被配置在與第2變速機構GR2的其他同步嚙合機構82、86的換檔撥叉131、133對應的選檔位置上。
[0071]并且，摘檔用接合片122?125形成為與掛檔用接合片121相比其突出尺寸較小的尺寸。多個摘檔用接合片122?125形成為彼此相同的形狀。并且構成為，在使掛檔用接合片121位于摘檔位置上的任意換檔撥叉131?135的切口孔131b?135b內的狀態下，當使換檔軸120旋轉時，掛檔用接合片121與切口孔131b?135b的內周緣抵接，由此使該換檔撥叉131?135移動至掛檔位置。而且構成為，在使摘檔用接合片122?125位于掛檔位置上的任意換檔撥叉131?135的切口孔131b?135b內的狀態下，當使換檔軸120旋轉時，摘檔用接合片122?125與切口孔131b?135b的內周緣抵接，從而將它們按壓，由此使該換檔撥叉131?135移動至摘檔位置。
[0072]圖5是用于說明齒輪操作機構100中的換檔軸120(掛檔用接合片121及摘檔用接合片122?125)和換檔撥叉131?135的動作的圖。在該圖中，圖示出2-4換檔撥叉131的突片131a和8-6換檔撥叉133的突片133a的位置。在上述結構的齒輪操作機構100中，構成為致動器部110使換檔軸120向旋轉方向轉動(換檔)，并且向軸向移動(選檔)。由此，掛檔用接合片121與任意切口孔131b?135b的內周緣抵接，從而將其按壓，由此對應的同步嚙合機構的套筒借助換檔撥叉131?135向換檔方向移動，將對應的齒輪與軸連結起來。
[0073]S卩，在圖5的(a)所示的狀態下，2-4換檔撥叉131位于摘檔位置(中立位置)，8_6換檔撥叉133位于6速掛檔位置。構成為從該狀態起，當掛檔用接合片121從其中立位置開始旋轉并與2-4換檔撥叉131的切口孔131b的內周緣抵接而使其向換檔方向移動時，摘檔用接合片124與對應的掛檔位置上的8-6換檔撥叉133的切口孔133b的內周緣抵接，從而使該連結著的換檔撥叉133返回中立位置(圖5的(b)及圖5的(c))。由此，如圖5的(d)所示，2-4換檔撥叉131位于4速掛檔位置，8-6換檔撥叉133位于摘檔位置。通過這樣構成，能夠在利用掛檔用接合片121按壓摘檔位置(中立位置)上的一個換檔撥叉而使其移動至掛檔位置的同時，利用摘檔用接合片122?125中的任意方使掛檔位置上的其他換檔撥叉返回摘檔位置(中立位置)。
[0074]S卩，齒輪操作機構100在換檔操作中，向接合位置(掛檔位置)驅動屬于第I變速機構GRl與第2變速機構GR2中的任意一方的一個同步嚙合機構。由此，該同步嚙合機構的接合通過鎖止單元得以維持。與此同時，構成為向中立位置(摘檔位置)驅動屬于該變速機構的該同步嚙合機構以外的全部同步嚙合機構。
[0075]接著對換檔撥叉131?135的結構進行說明。另外，在以下的說明中，對變速器4所具備的換檔撥叉131?135中的2-4換檔撥叉131進行說明，但其他換檔撥叉也是同樣的結構。圖6至圖8是示出換檔撥叉131的圖，圖6是換檔撥叉131的立體圖，圖7是換檔撥叉131的剖視圖，圖8的(a)、(b)、(c)分別是從圖6所示的X方向、Y方向、Z方向觀察換檔撥叉131的側視圖。換檔撥叉131具備:與形成在套筒191的外周的凹部191b(參照圖2)接合的雙叉狀的撥叉部(撥叉部)141、以及在撥叉部141的根部安裝有撥叉軸151(151-1、151-2)的筒狀的基部(嵌裝部)161。撥叉軸151(151-1、151-2)的軸向沿相對于撥叉部141的面垂直的方向延伸，撥叉軸151 (151-1、151-2)以能夠沿軸向進退移動的方式支承換檔撥叉131。此外，在換檔撥叉131的基部161設置有從其側面向與撥叉部141不同的方向突出的臂部171。在臂部171的前端設置有突片(接合部)131a，該突片(接合部)131a能夠與掛檔用接合片(驅動部件)121及摘檔用接合片(驅動部件)122?125 (參照圖4)接合。
[0076]如圖7所示，撥叉軸151-1、151_2為沿軸向延伸的中空筒狀，其具備:嵌裝于設置在基部161的兩端的嵌裝孔(嵌裝部)161-1、161-2中的一個端部151-la、151-2a、以能夠相對于變速器4的未圖示的殼體(固定側的部件)沿軸向滑動的方式被支承的另一個端部151-訃、151-213、以及一個端部151-13、151-23與另一個端部151-113、151-213之間的中間部151-lc、151-2c。一個端部151-la、151-2a與另一個端部151-lb、151-2b的直徑尺寸形成為比中間部151-lc、151-2c的直徑尺寸(后述的橢圓形的短軸方向的直徑尺寸)大的尺寸。并且，如圖7的(b)、(d)所示，一個端部151-la、151-2a的截面Al與另一個端部151-lb、151-2b的截面A2均為圓形，如圖7的(c)所示，中間部151-lc、151-2c的截面A3為橢圓形。即，使撥叉軸151-
1、151-2形成為中空的薄壁的圓筒形狀，使嵌裝于基部161的一個端部151-la、151-2a和以相對于殼體滑動自如的方式安裝的另一個端部151 -1b、151 -2b以外的部分、即中間部151 -lc、151-2c的截面A3為橢圓形。
[0077]在基部161的軸向上的兩側的端部分別設置有用于嵌裝撥叉軸151-1、151_2的嵌裝孔161-1、161-2。并且，各嵌裝孔161-1、161-2中嵌裝有撥叉軸151-1、151-2的端部151-la、151-2a。而且，設置有用于限制嵌裝于嵌裝孔161-1、161-2中的撥叉軸151-1、151-2的端部151-1&、151-2&的相對旋轉的銷(限制部件)181-1、181-2。銷181-1、181-2從基部161的外周沿相對于軸向垂直的方向(徑向)被插入，沿同一方向貫穿撥叉軸151-1、151-2的端部151_la，151_2a。
[0078]圖9是用于說明對換檔撥叉131施加的載荷的圖，(a)是從撥叉軸151的軸向觀察換檔撥叉131的側視圖，(b)是示出換檔撥叉131的突片131a的俯視圖。如上所述，撥叉軸151-1、151-2的中間部151-lc、151-2c的截面A3具有在與撥叉軸151-1、151-2的軸線垂直的平面H(參照圖7)內剛度高的第I方向SI和在該平面H內剛度比第I方向低的第2方向S2。第I方向SI與中間部151-lc、151-2c的截面A3中的橢圓形的長軸方向一致，第2方向S2與該橢圓形的短軸方向一致。因此，第I方向SI為在上述的平面H內撥叉軸151-1、151-2的剛度(中間部151-lc、151-2c的彎曲剛度)最高的方向。
[0079]并且，如圖9所示，換檔撥叉131上具有第I載荷作用點Pl和第2載荷作用點P2，所述第I載荷作用點Pl涉及掛檔用接合片121與突片131a的切槽131b接合而產生的載荷Fl，所述第2載荷作用點P2涉及與套筒191的凹部191b接合的撥叉部141從套筒191承受的載荷(反作用力)F2。此處，第2載荷作用點P2是對撥叉部141與套筒191的凹部191b抵接的兩處抵接點P21及P22分別施加的載荷F21及載荷F22的合力F2所作用的點，該第2載荷作用點P2與撥叉部141及套筒191的徑向的中心點(次級軸SS的軸心)一致。
[0080]并且，第I方向SI被設定成沿著連結上述的第I載荷作用點Pl與第2載荷作用點P2的直線L3的方向(與直線L3平行的方向)。即，撥叉軸151的中間部151-lc、151-2c的截面A3中的橢圓形的長軸方向(第I方向SI)是與上述的直線L3平行的方向，該橢圓形的短軸方向(第2方向S2)是相對于上述的直線L3垂直的方向。
[0081]如以上說明的那樣，根據本實施方式的變速器的同步裝置，撥叉軸151的至少一部分的截面A3構成為具有在與撥叉軸151的軸線垂直的平面H內該撥叉軸151的剛度高的第I方向SI和在該平面H內剛度比第I方向SI低的第2方向S2。在此基礎上，換檔撥叉131被配置成使得剛度高的第I方向與沿著連結上述的第I載荷作用點Pl和第2載荷作用點P2的直線L3的方向一致，由此能夠使使用換檔撥叉131驅動套筒191的掛檔時的載荷的方向與撥叉軸151的剛度高的方向一致。因此，能夠確保換檔撥叉131的輕量化并減小撥叉軸151的載荷導致的變形，能夠迅速完成由換檔撥叉131伴隨掛檔動作而實現的變速檔的切換。因此能夠實現變速檔的切換的響應性(應答性)的提高。
[0082]此外，在本實施方式的同步裝置中，上述的第I方向SI是在平面H內撥叉軸151的剛度最高的方向。根據該結構，能夠使撥叉軸151的剛度最強的方向與對撥叉軸151施加的載荷方向一致，因此能夠最大限度地抑制載荷導致的撥叉軸151的變形。
[0083]并且，在本實施方式的同步裝置中，撥叉軸151的中間部151-lc、151_2c的截面A3是長軸的軸向與上述的第I方向SI—致的橢圓形。根據該結構，只需使具有圓形截面的撥叉軸的一部分沿徑向壓縮變形而成為橢圓形，即可得到剛度的各向異性。因此，能夠有助于撥叉軸151的制造工序的簡易化和低成本化。
[0084]此外，在本實施方式的同步裝置中，撥叉軸151具有圓形截面A2，該截面A2是撥叉軸151的嵌裝于嵌裝部161-1、161-2的部分(端部151-1&、151-2&)的截面。
[0085]根據該結構，撥叉軸151-1、151-2上的嵌裝于嵌裝部161-1、161-2的部分(端部151-la、151-2a)的截面Al能夠不使具有圓形截面的撥叉軸151變形而保持既往的形狀(原來的形狀)，因此通過僅使撥叉軸151的一部分變形，可得到剛度的各向異性。此外，由于能夠通過使整個截面為圓形的以往結構的撥叉軸的一部分(中間部)變形來構成本申請的撥叉軸151，因此能夠沿用以往的撥叉軸151。因此，能夠將撥叉軸151及換檔撥叉131的制造成本抑制得較低。
[0086]此外，在本實施方式的同步裝置中，通過使撥叉軸151形成為中空的筒狀，能夠確保針對載荷的剛度并實現輕量化。
[0087]并且，嵌裝部161-1、161_2分別設置在基部161的軸向兩側的端部，撥叉軸151被分割成嵌裝于各個嵌裝部161-1、161-2中的兩根撥叉軸151-1、151-2。根據該結構，由于成為省略了撥叉軸151的貫穿基部161的那一部分的結構，相應地，能夠實現換檔撥叉131的輕量化。
[0088]此外，撥叉軸151的橢圓形的截面A3的部分的長軸方向的直徑尺寸擴大，因此不能像以往結構那樣使一根撥叉軸151貫穿基部161來組裝換檔撥叉131。因此，在本實施方式的同步裝置中，像上述的結構那樣，在基部161的兩端分別設置嵌裝撥叉軸151的嵌裝部161-1、161-2，使分割開的撥叉軸151-1、151-2中的嵌裝于嵌裝部161-1、161-2的部分(端部151-la、151-2a)的截面Al為圓形，由此解決了上述的問題。
[0089]并且，在本實施方式的同步裝置中，通過具備用于限制嵌裝于嵌裝部161-1、161_2中的撥叉軸151-1、151-2的相對旋轉的銷181-1、181-2，利用該銷181-1、181-2限制了嵌裝于嵌裝部161-1、161-2中的撥叉軸151的相對旋轉，因此不需要將撥叉軸151壓入嵌裝部161-1、161-2的工序。此外，通過利用銷181-1、181-2限制撥叉軸151的相對旋轉，實現了橢圓形的截面A3的定位(周向的定位)，因此能夠始終確保撥叉軸151對于載荷F1、F2的高剛度。
[0090]以上，說明了本發明的實施方式，但本發明不限于上述實施方式，能夠在權利要求書、以及說明書和附圖所記載的技術思想的范圍內進行各種變形。例如，在上述的實施方式中，示出了以下這樣構成的變速器，即用于驅動換檔撥叉131-135的掛檔用接合片(驅動部件)121及摘檔用接合片(驅動部件)122-125被致動器機構110驅動，但本發明的同步裝置除此之外也能夠應用于以下這樣構成的所謂手動變速器，即用于驅動換檔撥叉的驅動部件通過駕駛員對換檔桿等的操作而動作。
[0091]并且，在上述實施方式中，作為具備本發明的同步裝置的變速器，示出了裝配于具備作為驅動源的發動機及電機的混合動力車輛上的變速器，除此之外，具備本發明的同步裝置的變速器也可以是裝配于僅以發動機為驅動源的車輛上的變速器。
【主權項】
1.一種變速器的同步裝置，其包括: 旋轉軸； 輪轂，其固定設置在所述旋轉軸上； 齒輪，其以相對旋轉自如的方式配置在所述旋轉軸上； 套筒，其能夠在所述旋轉軸的軸向上滑動，通過與所述輪轂和所述齒輪接合，使所述旋轉軸與所述齒輪的旋轉同步；以及換檔撥叉，其使所述套筒滑動， 所述變速器的同步裝置的特征在于， 所述換檔撥叉具備: 接合部，其與用于驅動該換檔撥叉的驅動部件接合； 撥叉部，其與所述套筒的外周接合；以及 基部，其具有嵌裝撥叉軸的嵌裝部， 所述撥叉軸的至少一部分的截面具有在與所述撥叉軸的軸線垂直的平面內所述撥叉軸的剛度高的第I方向和在所述平面內剛度比所述第I方向低的第2方向， 所述撥叉軸被配置成使得所述第I方向成為沿著連結第I載荷作用點與第2載荷作用點的直線的方向，所述第I載荷作用點是所述驅動部件與所述接合部接合而產生的載荷所作用的作用點，所述第2載荷作用點是所述撥叉部驅動所述套筒的載荷所作用的作用點。2.根據權利要求1所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述第I方向是在所述平面內所述撥叉軸的剛度最高的方向。3.根據權利要求1或2所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述撥叉軸的所述截面是長軸的軸向與所述第I方向一致的橢圓形。4.根據權利要求3所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述撥叉軸具備圓形的其他截面， 所述其他截面是所述撥叉軸中的嵌裝于所述嵌裝部的部分的截面。5.根據權利要求3或4所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述撥叉軸具備嵌裝于所述嵌裝部中的一個端部、被支承為能夠在軸向上滑動的另一個端部、以及所述一個端部與所述另一個端部之間的中間部， 所述中間部的截面是所述橢圓形的截面，所述一個端部的截面是所述圓形的截面。6.根據權利要求1至5中的任意一項所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述撥叉軸形成為中空的筒狀。7.根據權利要求1至6中的任意一項所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述嵌裝部分別設置在所述基部中的軸向兩側的端部， 所述撥叉軸被分割成嵌裝于各個嵌裝部中的兩根撥叉軸。8.根據權利要求1至7中的任意一項所述的變速器的同步裝置，其特征在于， 所述變速器的同步裝置還具備用于限制嵌裝于所述嵌裝部中的所述撥叉軸的相對旋轉的限制部件。
【文檔編號】F16H63/32GK105849442SQ201480070578
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月24日
【發明人】上野隆雄, 野村拓矢
【申請人】本田技研工業株式會社