变速器换档装置制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种变速器换档装置（10），其包括：旋转轴（19），旋转地连接到变速器（13）的输入轴（22）；第一和第二离合器环（23，24），分别以第一传动比和第二传动比旋转地连接到变速器的输出轴（28）；离合器毂（25），固定到第一离合器环（23）与第二离合器环（24）之间的旋转轴（19）；套筒，被限制与离合器毂（25）的相对旋转，并且沿轴向与旋转轴（19）移动地接合；第一和第二爪形离合器部（23a，24a），从第一和第二离合器环（23，24）的相应侧表面突出，并且与套筒（26）处形成的套筒花键（26a）能够接合和能够脱离地啮合；以及弹性构件（41），设置在离合器毂（25）与套筒（26）之间，并且在空档状态（N）、第一换档状态（S1）以及第二换档状态（S2）中的每一者中限制套筒（26）沿轴向的运动。
【专利说明】变速器换档装置
【技术领域】
[0001]本实用新型主要涉及一种变速器换档装置(transmission shift device)。
【背景技术】
[0002]用于车辆的公知的变速器换档装置被提供以改变换档档位。这样的换档装置包括保持机构，该保持机构将换档装置的套筒保持在空档状态或者换档档位的每个换档状态。例如，如JPH9-177823A (以下称为专利文献I)所披露的，换档装置在改变换档档位时，其例如利用马达使套筒换档，该套筒沿旋转轴的轴向与固定在旋转轴处的同步器齿毂啮合。此时，通过沿轴向移动套筒，同步器环被设置在套筒与同步器环之间的弹簧片挤压，并且因此压靠于离合器齿轮。因此，套筒、同步器环以及离合器齿轮的各转速彼此逐渐同步。之后，套筒的内周与离合器齿轮的外周啮合以构成期望的换档状态。
[0003]作为保持套筒的保持机构的弹簧片包括面向套筒的一个突出部以及面向同步器环的两个突出部。当面向套筒的突出部与套筒的中心凹部(在套筒的内周表面处沿轴向并排形成的三个凹部的中心凹部)接合时，该套筒被保持在空档状态。当面向套筒的突出部与设置在沿三个凹部的轴向的相对端处的凹部中的一个接合时，套筒被保持在任意一个换档档位。向同步器环突出的两个突出部与同步器环处形成的各个凹部接合。因此，当套筒被保持在空档状态时，同步器环被保持为靠近套筒。
[0004]根据专利文献1，弹簧片通过与面向弹簧片的同步器环的切除部接合而固定。因此，例如，专利文献I中披露的结构不能应用到包括爪形离合器而没有同步器环的换档装置。而且，因为三个凹部在套筒的内周表面处沿轴向并排形成，所以换档装置的尺寸会因为较长的轴向长度而增大。当套筒在空档状态中需要很强的保持力以增加可靠性时，因为与突出部接合的凹部的位置的改变是当换档装置在空档状态与换档状态之间转换时由换档装置完成的唯一操作，所以保持力不能增大。
[0005]因此，需要一种变速器换档装置，其在应用到包括爪形离合器而不使用同步器环的换档装置时，将套筒合适地保持在空档状态和换档状态，同时减小该装置的尺寸。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术的以上问题，本实用新型旨在提出一种改进的变速器换档装置。
[0007]根据本实用新型的一个方案，变速器换档装置包括:旋转轴，旋转地连接到变速器的输入轴和输出轴中的一者，并且关于所述旋转轴的轴线被可旋转地支撑；第一离合器环，可旋转地支撑到所述旋转轴，并且以第一传动比旋转地连接到所述变速器的输出轴和输入轴中的一者；第二离合器环，可旋转地支撑到所述旋转轴，并且以第二传动比旋转地连接到所述变速器的输出轴和输入轴中的一者；离合器毂，固定到所述第一离合器环与所述第二离合器环之间的所述旋转轴；套筒，被限制与所述离合器毂的相对旋转，并且沿轴向与所述旋转轴可移动地接合；第一爪形离合器部，从所述第一离合器环的侧表面突出而面向所述套筒，并且响应于所述套筒的轴驱动，所述第一爪形离合器部与所述套筒处形成的套筒花键能够接合和能够脱离地啮合；第二爪形离合器部，从所述第二离合器环的侧表面突出而面向所述套筒，并且响应于所述套筒的轴驱动，所述第二爪形离合器部与所述套筒处形成的套筒花键能够接合和能够脱离地啮合；轴驱动装置，沿轴向移动所述套筒；以及弹性构件，设置在所述离合器毂与所述套筒之间并且在空档状态、第一换档状态以及第二换档状态的每一者中限制所述套筒沿轴向的运动，在所述空档状态中，所述套筒花键不与所述第一爪形离合器部及所述第二爪形离合器部啮合，在所述第一换档状态中，所述套筒花键与所述第一爪形离合器部啮合，在所述第二换档状态中，所述套筒花键与所述第二爪形离合器部啮合。所述弹性构件包括第一接合部和第二接合部，并且被固定在所述套筒的内周表面和所述离合器毂的外周表面中的一者处，在所述套筒的内周表面和所述离合器毂的外周表面中的另一者处设有第一被接合部和第二被接合部。在所述空档状态中，所述第一接合部与所述第一被接合部接合，同时所述第二接合部与所述第二被接合部接合。在所述第一换档状态中，所述第一接合部与所述第二被接合部接合。在所述第二换档状态中，所述第二接合部与所述第一被接合部接合。
[0008]根据本实用新型的结构，用于限制套筒的定位的弹性构件设置在套筒与离合器毂之间。因此，用于套筒的保持机构的部分的数量减少。而且，空档状态、第一换档状态以及第二换档状态通过将弹性构件的两个部分(第一和第二接合部)与面向弹性构件的相应两个部分(第一和第二被接合部)接合而形成。因此，与公知的变速器换档装置(其中凹部沿轴向设置成一排以形成空档状态、第一换档状态以及第二换档状态)相比，变速器换档装置可以被简单地构造并通过缩短换档变速器装置的轴向长度而缩小尺寸。而且，因为弹性构件的两个部分(第一和第二接合部)在空档的状态中同时抵靠套筒偏置，所以套筒可优选地保持在空档状态中。
[0009]根据本实用新型的另一方案，所述弹性构件由板形构件制成，所述板形构件的相对两端部被弯曲。所述第一接合部和所述第二接合部对应于所述板形构件的弯曲的相对两端部的相应端部。所述板形构件的中心部利用螺栓被固定在所述离合器毂的外周表面处。
[0010]根据本实用新型的结构，弹性构件可通过使用单个螺栓在第一与第二接合部之间的离合器毂的外周表面处容易地固定。当离合器毂关于旋转轴旋转时，弹性构件不会因离心力的效果而沿离合器毂的径向向外的方向被拉动。因此，由抵靠套筒偏置的弹性构件施加的偏置力不会改变或变化，从而导致变速器换档装置可被稳定地操作。
[0011]根据本实用新型的另一方案，所述离合器毂的外周表面包括沿所述轴线的正交方向凹入形成的凹槽，并且所述凹槽的相对两端被封闭，所述弹性构件被容纳和保持在所述凹槽中。
[0012]根据本实用新型的结构，弹性构件容纳和保持在凹槽中，该凹槽沿轴线的正交方向在离合器毂的外周表面上凹入形成，并且凹槽的沿厚度方向的相对两端封闭。也就是，弹性构件的组装程序可减少。
[0013]根据本实用新型的另一方案，所述凹槽的相对两端中的至少一者利用卡环而被封闭。
[0014]根据本实用新型的结构，凹槽的第一和第二壁部中的至少一者可由卡环替换，该卡环封闭凹槽的沿厚度方向的相对两端。因此，不需要用于形成被卡环替换的壁部的过程，因此有助于降低成本。[0015]根据本实用新型的另一方案，所述第一被接合部和所述第二被接合部对应于接合用第一凹部和接合用第二凹部，所述第一凹部和所述第二凹部被凹入形成为在所述套筒的内周表面和所述离合器毂的外周表面中的所述另一者处彼此间隔开，并且所述第一被接合部和所述第二被接合部中的每一者均包括沿轴线的正交方向并且面向彼此设置的第一面对表面和第二面对表面。
[0016]根据本实用新型的结构，弹性构件的第一接合部被第一被接合部的第一和第二面对表面夹住并且与该第一和第二面对表面接合，同时弹性构件的第二接合部被第二被接合部的第三和第四面对表面夹住并且与该第三和第四面对表面接合。因此，套筒沿轴向的运动优选地被限制。
[0017]根据本实用新型的再一方案，变速器换档装置还包括突出部，在所述套管的内周表面和所述离合器毂的外周表面中的所述另一者处突出，其中所述第一被接合部对应于所述突出部的第一端，所述第二被接合部对应于所述突出部的第二端。
[0018]根据第二实施例，在套筒的内周表面上，第一端包括第一被接合部，而第二端包括第二被接合部。因此，变速器换档装置可简单地构造，并且因此减少制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]从以下结合附图的详细描述中，本实用新型的之前和额外的特征和特性将变得更加显而易见，在附图中:
[0020]图1是应用本实用新型的变速器换档装置的车辆的部分构造的示意图；
[0021]图2是包括本实用新型的变速器换档装置的自动变速器的解释性视图；
[0022]图3是示出套筒和离合器毂的构造的立体图；
[0023]图4是图2中示出的换档装置的剖视图；
[0024]图5是根据第一实施例的处于第二换档状态中的套筒保持机构的剖视图；
[0025]图6是根据第一实施例的处于空档状态中的套筒保持机构的剖视图；
[0026]图7是根据第一实施例的处于第一换档状态中的套筒保持机构的剖视图；
[0027]图8是根据第二实施例的处于第二换档状态中的套筒保持机构的剖视图；
[0028]图9是根据第二实施例的处于空档状态中的套筒保持机构的剖视图；
[0029]图10是根据第二实施例的处于第一换档状态中的套筒保持机构的剖视图；
[0030]图11是根据第一和第二实施例的第一改型示例的套筒保持机构的剖视图；
[0031]图12是根据第一和第二实施例的第二改型示例的套筒保持机构的剖视图；和
[0032]图13是套筒保持机构的剖视图，弹性构件在该套筒中被分开。
【具体实施方式】
[0033]下面将参照附图解释包括具有爪形离合器的换档装置的自动变速器被安装到车辆的实施例。如图1中所示，车辆M包括引擎11、离合器12、充当变速器的自动变速器13、差速齿轮装置14以及驱动轮(也就是左前轮Wfl和右前轮Wfr)。引擎11利用燃料的燃烧产生驱动力。引擎11的驱动力经由离合器12、自动变速器13以及差速齿轮装置14传递到驱动轮Wfl和Wfr。也就是，车辆M是引擎前置、前驱的车辆。然而，引擎前置、前驱的车辆是车辆M的一个示例，并且不限于此。例如，车辆M可以是前轮驱动车辆或四轮驱动车辆。[0034]离合器12依照控制单元的指令而自动连接和脱离连接。如图2中所示，自动变速器13包括换档装置10,换档装置10设有爪形离合器机构,用于例如在五个向前速度和一个向后速度之间自动地选择。为了解释的目的，图2仅示出具有两个向前速度的换档档位。图1中示出的差速齿轮装置14同时包括主传动齿轮和差速齿轮，并且与自动变速器13 —体地形成。
[0035]如图2中所示，自动变速器13包括壳体21、输入轴22、输出轴28以及换档装置10。
[0036]壳体21包括:位于底部的、基本上呈柱形的本体部21a ;第一壁部21b，其是本体部21a的底壁部；以及第二壁部21c，沿图2的左右方向划分本体部21a的内侧，以形成本体部21a的左部和右部。
[0037]输入轴22由壳体21可旋转地支撑。具体地，输入轴22的第一端(图2中的左端)经由第一轴承21bl被第一壁部21b轴向地支撑，而输入轴22的第二端(图2中的右端)经由第二轴承21cl被第二壁部21c轴向地支撑。输入轴22的第二端经由离合器12旋转地连接到引擎11的输出轴(见图1)。因此，当离合器12被连接时，引擎11的输出部输入到输入轴22。当离合器12脱离连接时，输入轴22处于自由旋转的状态。
[0038]输出轴28由壳体21旋转地支撑。具体地，输出轴28的第一端(图2中的左端)经由第三轴承21b2由第一壁部21b轴向地支撑，而输出轴28的第二端(图2中的右端)经由第四轴承21c2由第二壁部21c轴向地支撑。第一输出齿轮28a、第二输出齿轮28b以及第三输出齿轮28c例如利用花键配合固定到输出轴28。
[0039]在第一输出齿轮28a的外周表面形成有齿轮(具体为斜齿轮)，以与第一离合器环23接合。在第二输出齿轮28b的外周表面形成有齿轮(具体为斜齿轮)，以与第二离合器环24接合。
[0040]在第三输出齿轮28c的外周表面形成有齿轮(具体为斜齿轮)，以与差速齿轮装置14的离合器环接合。由此，输出轴28经由差速齿轮装置14旋转地连接到驱动轮Wfl和Wfr。
[0041]因此，驱动轮Wfl和Wfr的旋转经由差速齿轮装置14、第三输出齿轮28c、输出轴28、第一输出齿轮28a以及第二输出齿轮28b迫使第一离合器环23和第二离合器环24旋转。
[0042]因此，当可连接的和可脱离连接的离合器12被连接时，由引擎11施加的驱动力从输入轴22输入，传递到输出轴28，并且最后经由第三输出齿轮28c和差速齿轮装置14输出到驱动轮Wfl和Wfr。
[0043]接下来，将解释换档装置10的结构。如图2到图4中所示，换档装置10包括旋转轴19、第一和第二离合器环23和24、离合器毂25、套筒26、轴驱动装置27以及保持机构，该保持机构将套筒26保持在空档状态N、第一换档状态SI和第二换档状态S2。如图3中所示，保持机构包括套筒26、离合器毂25以及弹性构件41。
[0044]旋转轴19旋转地连接到自动变速器13的输入轴22，并且与输入轴22 —起关于旋转轴19的轴线(以下，称为轴线)被可旋转地支撑。
[0045]第一和第二离合器环23和24通过旋转轴19被自由旋转地支撑。如图2和图4中所示，相应的第一和第二离合器环23和24在离合器毂25的相对两侧被设置成靠近离合器毂25。在第一离合器环23的外周表面形成有齿轮(具体为斜齿轮)，以与固定在输出轴28上的第一输出齿轮28a卩齿合。第一离合器环23与第一输出齿轮28a卩齿合,从而形成以第一传动比运行的第一换档档位。
[0046]在第二离合器环24的外周表面形成有齿轮(具体为斜齿轮)，以与固定在输出轴28上的第二输出齿轮28b啮合。第二离合器环24与第二输出齿轮28b啮合，从而形成以第二传动比运行的第二换档档位。根据第一实施例，第一传动比大于第二传动比。如此，第一和第二离合器环23和24旋转地连接到输出轴28。
[0047]如图2和图4中所示，第一爪形离合器部23a在第一离合器环23的侧表面形成为面向离合器毂25。第一爪形离合器部23a用于与套筒26处形成的花键26a接合。第二爪形离合器部24a在第二离合器环24的侧表面形成为面向离合器毂25。第二爪形离合器部24a用于与套筒26处形成的花键26a接合。
[0048]因为第一爪形离合器部23a和第二爪形离合器部24a的齿通过形成爪形离合器的公知方法而形成，所以其具体的解释将不再描述。
[0049]离合器毂25借助花键配合固定在旋转轴19上，以便可关于轴线一体地旋转。如图3中所示，花键25a在离合器毂25的外周表面形成，而充当套筒花键的花键26a在套筒26的内周表面形成。花键25a沿输入轴22的轴向(以下称为轴向)以可滑动的方式与花键26a接合，同时限制与花键26a的相对旋转。
[0050]轴驱动装置27驱动套筒26以沿轴向往复运动。当套筒26压靠于第一离合器环23时，轴驱动装置27允许套筒26响应于从第一离合器环23施加的反作用力而移动。当套筒26压靠于第二离合器环24时，轴驱动装置27允许套筒26响应于从第二离合器环24施加的反作用力而移动。
[0051]轴驱动装置27包括叉27a、叉轴27b以及驱动器27c。根据第一实施例，驱动器27c是旋转驱动马达，其中该旋转驱动马达的输出轴被旋转。叉27a的端部形成为符合套筒26的外周槽26d的外周形状。叉27a的基部固定到叉轴27b。叉轴27b由壳体21支撑，以沿轴向可滑动。也就是，叉轴27b的第一端(图2中的左端)经由第五轴承21b3被第一壁部21b支撑，而叉轴27b的第二端(图2中的右端)固定到支架27d。支架27d可借助从第二壁部21c的沿轴向突出的引导构件27e滑动，并且借助螺母构件27f固定。螺母构件27f螺接到旋转地连接于驱动器27c的驱动轴27h，以便自由地向前和向后移动。驱动轴27h经由第六轴承21c3被第二壁部21c支撑。
[0052]控制单元对供应到驱动器27c以旋转驱动器27c的旋转轴的供给能量进行控制，从而使得连接到驱动器27c的旋转轴的驱动轴27h以预定的转速旋转。因此，螺母构件27f、支架27d以及叉轴27b沿轴向往复运动，以固定在预定的位置。而且，预先定位的叉轴27b的固定位置的信息通过操纵反馈控制的冲程传感器而不断地获得。
[0053]旋转驱动马达以外的其他类型的驱动器可应用到驱动器27c。例如，可应用JP2008-259413A中披露的直线马达。而且，在手动变速器车辆中，叉轴27b可由驾驶员沿轴向手动地移动而不使用驱动器。
[0054]接下来，将解释套筒26的保持机构。如图3中所示，保持机构包括:套筒26、离合器毂25以及弹性构件41。保持机构设置在套筒26与离合器毂25之间。根据第一实施例，如图3中所示，保持机构在套筒26和离合器毂25的周部上彼此间隔约180度的预定的两个位置处形成。
[0055]如图5到图7的剖视图中所示，弹性构件41设置在离合器毂25与套筒26之间。弹性构件41包括充当第一接合部的第一突出部41a以及充当第二接合部的第二突出部41b，以及基部41c。由矩形板构件形成的弹性构件41通过沿相同的方向两次折叠基部41c的相对两端的每一端而形成。因此，第一和第二突出部41a和41b以相同尺寸形成。每个弯曲部形成为圆形。
[0056]如图5到图7中所示，第一和第二突出部41a和41b以从弹性构件41的板厚度方向的视角来看形成为大致三角形。在大致三角形的情况下，第一和第二突出部41a和41b的三角形的第一和第二顶点A和B沿离合器毂25的径向向外方向被挤压，以使第一和第二突出部41a和41b偏转。因此，作为反作用力产生向上偏置力F2和F3。偏置力F2和F3使套筒26沿径向向外方向偏置，并且稳定地保持套筒26。弹性构件41可由任何材料制造，只要该材料提供所需的偏置力。所需的偏置力能够自由地设定。
[0057]设置在第一与第二突出部41a与41b这两个部分之间的基部41c借助螺接到离合器毂25的外周表面的螺栓45固定到离合器毂25的外周表面(充当套筒26的内周表面与离合器毂25的外周表面之间的一个)。弹性构件41固定在两个位置处，如图3中所示，这两个位置是设置在离合器毂25的花键25a的底部处的平坦表面部25b，以及设置在花键25a的底部处的、沿离合器毂25的周向与平坦表面部25b间隔约180度的平坦表面部。然而，被安装的弹性构件41的位置或姿势不限于此。弹性构件41能够在任何位置处安装，只要当套筒26与每个爪形离合器部接合时不引起干扰。例如，弹性构件41可安装在通过加工花键25a的顶部形成的平坦表面部。
[0058]接下来，将解释与两个相应的部分(第一和第二突出部41a和41b)接合的充当第一被接合部的接合用第一凹部42和充当第二被接合部的接合用第二凹部43。如图3中所示，接合用第一凹部42和接合用第二凹部43在套筒26的内周表面(充当套筒26的内周表面和离合器毂25的外周表面的另一个)处沿轴向彼此分隔开，以面向固定在离合器毂25的周部表面处的弹性构件41。如图5到图7中所示，接合用第一凹部42是凹入形成的凹部，并且包括第一和第二面对表面42c和42d，第一和第二面对表面42c和42d设置为与轴向正交并且面向彼此而凹入。接合用第二凹部43是形成和凹进的凹部，并且包括第三和第四面对表面43c和43d，第三和第四面对表面43c和43d设置为与轴向正交并且面向彼此。如图5到图7中所示，第一和第二边角部42a和42b是设置在第一和第二面对表面42c和42d的出口开口处的边角部，而第三和第四边角部43a和43b是设置在第三和第四面对表面43c和43d的出口开口处的边角部。弹性构件41的第一突出部41a被接合用第一凹部42的第一和第二面对表面42c和42d夹住，并且与第一和第二面对表面42c和42d接合，而弹性构件41的第二突出部41b被接合用第二凹部43的第三和第四面对表面43c和43d夹住，并且与第三和第四面对表面43c和43d接合。弹性构件41的第一突出部41a与接合用第一凹部42的第一和第二边角部42a和42b以及接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b接触并接合。弹性构件41的第二突出部41b与接合用第一凹部42的第一和第二边角部42a和42b以及接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b接触并接合。
[0059]花键26a的顶部在套筒26的面向弹性构件41的内周表面形成。可替代地，花键26a的顶部能够被加工成与弹性构件41的第一和第二突出部41a和41b的高度匹配。在离合器毂25与套筒26的相对位置是空档状态N的位置中，接合用第一和第二凹部42和43可设置为使得弹性构件41与接合用第一和第二凹部42和43的相对位置是如图6中所示的。也就是，在空档状态N中，接合用第一和第二凹部42和43可设置为使得第一接合部与第一被接合部接合，同时第二接合部与第二被接合部接合。
[0060]具体地,如图6中所示,第一和第二突出部41a和41b分别接合到所述接合用第一和第二凹部42和43中。也就是，接合用第一凹部42的第一和第二边角部42a和42b分别与第一突出部41a的第一和第二直线部41al和41a2进行接触，而接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b分别与第二突出部41b的第三和第四直线部41bl和41b2进行接触，以将套筒26设置为空档状态N。可替代地，接合用第一凹部42的第一和第二边角部42a和42b以及接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b可与靠近第一和第二突出部41a和41b的相应的第一和第二顶点A和B的圆形部进行接触。此时，第一突出部41a的第一顶点A不与接合用第一凹部42的第一底表面44a进行接触，而第二突出部41b的第二顶点B不与接合用第二凹部43的第二底表面44b进行接触。
[0061]接下来，将解释处于第一换档状态SI和第二换档状态S2中的离合器毂25和套筒26的相对位置。如图7中所示，第一换档状态SI是这样的状态，其中套筒26从图6中的套筒26的位置或姿势移动到右侧，以使套筒26的花键26a与第一爪形离合器部23a啮合，从而形成以第一传动比运行的第一换档档位。如图5中所示，第二换档状态S2是这样的状态，其中套筒26从图6中的套筒26的位置或姿势移动到左侧，以使套筒26的花键26a与第二爪形离合器部24a啮合，从而形成以第二传动比运行的第二换档档位。根据第一实施例，第二换档档位(第二换档状态S2)具有比第一换档档位(第一换档状态SI)小的传动比。可应用任意组合的传动比，包括以第一传动比运行的第一换档档位和以第二传动比运行的第二换档档位。
[0062]如以上描述的，在套筒26的位置或姿势处于第一换档状态SI的状态中，弹性构件41的第一和第二突出部41a和41b与接合用第一和第二凹部42和43的相对位置分别如图7中所示。在套筒26的位置或姿势处于第二换档状态S2的状态中，弹性构件41的第一和第二突出部41a和41b与接合用第一和第二凹部42和43的相对位置分别如图5中所示。因此，沿轴向彼此分隔开的接合用第一凹部42与接合用第二凹部43之间的距离应是将套筒26从空档状态N沿轴向移动而形成以第一传动比运行的第一换档档位和以第二传动比运行的第二换档档位所需要的距离。
[0063]如图7中所示，在第一换档状态SI中，第一突出部41a接合到设置在套筒26左侧的接合用第二凹部43中。套筒26设置为使得接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b与第一突出部41a的第一和第二直线部41al和41a2分别接触。因此，套筒26优选地沿轴向被限制移动。此时，响应于使套筒26偏置的突出部的数量，由第一突出部41a施加且沿径向向外的方向抵靠套筒26偏置的偏置力F2基本上是由第一和第二突出部41a和41b施加且沿径向向外的方向抵靠套筒26偏置的偏置力Fl的一半。
[0064]如图5中所示，在第二换档状态S2中，第二突出部41b接合到设置在套筒26的右侧的接合用第一凹部42中。套筒26设置为使得接合用第一凹部42的第一和第二边角部42a和42b与第二突出部41b的第三和第四直线部41bl和41b2分别接触。因此，套筒26优选地沿轴向被限制移动。此时，由第二突出部41b施加且沿径向向外的方向抵靠套筒26偏置的偏置力F3与偏置力F2相同，并且其是由第一和第二突出部41a和41b施加且沿径向向外的方向抵靠套筒26偏置的偏置力Fl的大致一半。
[0065]接下来，将解释换档装置10的运行。以下解释换档装置10如何从第二换档状态S2转换到具有更大的传动比的档位，即，第一换档状态SI，该换档档位由第一离合器环23和第一输出齿轮28a形成。
[0066]处于第二换档状态S2中的换档装置10的保持机构如图5中所示那样设置。控制单元控制离合器12脱离连接以改变档位。之后，控制单元控制换档驱动装置27以朝向第一离合器环23沿轴向移动叉轴27b。
[0067]因此，保持机构的第二突出部41b在朝向离合器毂25偏转时与接合用第二凹部42脱离连接。之后，第二突出部41b的第二顶点B在套筒26的内周表面上滑动，以将第二突出部41b与接合用第二凹部43接合。在第二突出部41b滑动运动的中间阶段，第一突出部41a的第一顶点A开始在套筒26的内周表面上滑动，以与接合用第一凹部42接合。因此，套筒26进入空档状态N，从而脱离由第二离合器环24和第二输出齿轮28b形成的、以第二传动比运行的第二换档档位。
[0068]当套筒26需要保持在空档状态N时，轴驱动装置27的运行可终止。因为由第一和第二突出部41a和41b施加的偏置力Fl(其是偏置力F2和偏置力F3的总和(B卩，F1=F2+F3))沿径向向外的方向抵靠套筒26偏置，套筒26可通过从空档位置(也就是，空档状态N)移位而不与第一离合器环23接触。此时，第一突出部41a的第一和第二直线部41al和41a2与接合用第一凹部42的第一和第二边角部42a和42b接合，而第二突出部41b的第三和第四直线部41bl和41b2与接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b接合。如此，套筒26因高表面压力而与第一和第二突出部41a和41b接合。因此，套筒26被限制沿轴向移动并且与离合器毂25稳定地接合。
[0069]接下来，套筒26移动到第一换档状态SI。轴驱动装置27驱动套筒26经过空档位置(也就是，空档状态N)，并且移动到右侧。因此，当第二突出部41b与套筒26的内周表面完全分离时，相应的第一和第二突出部41a和41b的第一和第二顶点A和B在套筒26的内周表面上滑动，以将第一突出部41a与接合用第二凹部43接合。因为第一突出部41a的第一和第二直线部41al和41a2与接合用第二凹部43的第三和第四边角部43a和43b分别进行接触并接合，套筒26因高表面压力而与第一突出部41a稳定地接合。
[0070]从上述解释中显而易见的，根据第一实施例，用于限制套筒26的位置或姿势的弹性构件41设置在套筒26与离合器毂25之间。套筒26与离合器毂25的相对位置根据少数构件(其是套筒26、离合器毂25和弹性构件41)的容差决定。因此，可精确地形成套筒26的沿轴向的、特别是在空档状态N中的定位。如果套筒26不稳定地设置在空档状态N中，它可与第一和第二爪形离合器部23a和24a进行接触。因为套筒26被限制为不与第一和第二爪形离合器部23a和24a接触，所以套筒26与相应的第一和第二爪形离合器部23a和24a之间的距离可缩短。因此，换档装置10的尺寸可通过减小沿轴向的长度而得以减小。而且，当套筒26运行时，套筒26与相应的第一和第二爪形离合器部23a和24a啮合的时间可减少，从而有助于提高变速器的传动性能。通过将弹性构件41的两个部分(第一和第二突出部41a和41b)与面向弹性构件41的相应的两个部分(接合用第一和第二凹部42和43)接合，形成空档状态N、第一换档状态SI和第二换档状态S2。在公知的换档装置中，充当被接合部的三个凹部沿轴向成排地设置而形成空档状态N、第一换档状态SI和第二换档状态S2，与上述公知的换档装置相比，换档装置10的尺寸可通过减小换档装置10的轴向长度而得以减小。而且，因为弹性构件41的两个部分(第一和第二突出部41a和41b)在空档状态N中同时抵靠套筒26偏置，所以套筒26可优选地保持在空档状态N。也就是，换档装置10可包括位于爪形离合器机构处的保持机构，该爪形离合器机构不包括同步器环。
[0071]根据第一实施例，弹性构件41通过弯曲矩形板状构件的相对两端部而形成为包括第一和第二突出部41a和41b，弹性构件41利用螺栓45固定在离合器毂25的外周表面。也就是，虽然离合器毂25关于旋转轴19旋转，但弹性构件41因离心力的效果而不会沿离合器毂25的径向向外的方向被拉动。因此，由抵靠套筒26偏置的弹性构件41所施加的偏置力不会改变或变化，从而导致换档装置10可稳定地运行。
[0072]根据第一实施例，接合用第一和第二凹部42和43是凹入形成为彼此分隔开的一对接合用凹部，并且分别包括与轴线正交设置且面向彼此的第一和第二面对表面42c和42d以及第三和第四面对表面43c和43d。因此，弹性构件41的第一突出部41a被接合用第一凹部42的第一和第二面对表面42c和42d夹住并且与第一和第二面对表面42c和42d接合，而弹性构件41的第二突出部41b被接合用第二凹部43的第三和第四面对表面43c和43d夹住并且与第三和第四面对表面43c和43d接合。因此，套筒26的沿轴向的运动优选地被限制。
[0073]接下来，将参照图8到图10解释本实用新型的第二实施例。第二实施例中的被接合部的形状不同于第一实施例。根据第二实施例，接合用突出部51被包括在内以接合弹性构件41的第一和第二突出部41a和41b。除了接合用突出部51之外，第二实施例中的换档装置10的结构与第一实施例相同。因此，将对第一与第二实施例之间的结构的差异进行解释，而对于相同的结构的描述将不再解释。
[0074]如图8到图10中所示的，接合用突出部51是从套筒26的内周表面突出的突出部。接合用突出部51的充当第一被接合部的第一端61包括第一被接合部，接合用突出部51的充当第二被接合部的第二端62包括第二被接合部。如图9中所示，在空档状态N中，弹性构件41的第一突出部41a的第一和第二直线部41al和41a2的第二直线部41a2与第一端61接触并接合，第一端61是接合用突出部51的边角部，而弹性构件41的第二突出部41b的第三和第四直线部41bl和41b2与第二端62接触并接合，第二端62是接合用突出部51的边角部。因此，套筒26的沿轴向的运动优选地被限制。
[0075]如图10中所示，在第一换档状态SI中，弹性构件41的第一突出部41a的第一直线部41al与第二端62进行接触，第二端62是接合用突出部51的边角部。因此，套筒26的沿空档方向N的运动优选地在套筒26的轴向上被限制。如图8中所示，在第二换档状态S2中，弹性构件41的第二突出部41b的第四直线部41b2与第一端61接触，第一端61是接合用突出部51的边角部。因此，套筒26的沿空档方向N的运动优选地在套筒26的轴向上被限制。
[0076]从上述解释中显而易见的，根据第二实施例，从套筒26的内周表面突出的接合用突出部51包括第一端61和第二端62,第一端61包括第一被接合部,第二端62包括第二被接合部。尽管简单结构且制造成本低，但第一和第二端61和62通过在空档状态N中与弹性构件41的第一和第二突出部41a和41b接触而优选地限制套筒26沿轴向的运动。在第一和第二换档状态SI和S2中，套筒26沿空档方向N的运动还优选地在套筒26的轴向上被限制。
[0077]接下来，将解释第一和第二实施例的第一改型的示例。根据第一和第二实施例，弹性构件41利用螺接到离合器毂25的外周表面的螺栓45而固定到离合器毂25的外周表面。替代地，根据图11中示出的第一改型的示例，凹槽65在离合器毂25的外周表面凹入形成。凹槽65沿轴线的正交方向形成并包括第一和第二壁部65a和65b，而且凹槽65的沿离合器毂25的厚度方向的相对两端被第一和第二壁部65a和65b封闭。凹槽65容纳并保持弹性构件41。
[0078]通过在将弹性构件41容纳并保持在凹槽65中的同时将套筒26与离合器毂25的外周表面接合，弹性构件41不会与离合器毂25的外周表面分离，因为凹槽65、第一和第二壁部65a和65b以及套筒26充当弹性构件41的限位件。而且，可实现与第一和第二实施例相似的效果和优点。另外，包括螺栓45在内的零件成本和组装过程可减少。
[0079]如图12中所示，根据第一和第二实施例的第二改型的示例，封闭凹槽65的相对两端的第一改型的示例中的第一和第二壁部65a和65b中的至少一者、第一和第二壁部65a和65b两者可借助卡环67替换。根据第二改型的示例，第一壁部65a借助卡环67替换。卡环67可接合到沿离合器毂25的厚度方向在侧表面处形成的接合槽中。因此，不需要形成相对于凹槽65的壁部的过程，因此有助于成本的减少。
[0080]根据第一和第二实施例，弹性构件41利用螺接到离合器毂25的外周表面的螺栓45固定到离合器毂25的外周表面。套筒26的内周表面包括接合用第一和第二凹部42和43或者接合用突出部51。可替代地，弹性构件41可利用螺接到套管26的内周表面的螺栓45固定到套筒26的内周表面，而接合用第一和第二凹部42和43或接合用突出部51可在离合器毂25的外周表面形成。因此，可实现与第一和第二实施例相似的效果和优点。
[0081]根据第一和第二实施例，第一和第二突出部41a和41b可由单个构件(也就是，弹性构件41)形成。可替代地，第一和第二突出部41a和41b可以是分开的。第一和第二突出部41a和41b中的每一者可位于离合器毂25的外周表面上的不同位置处。如图13中所示的，被分开的第一和第二突出部41a和41b中的每一者可利用螺接到离合器毂25的外周表面的螺栓45固定到离合器毂25。虽然图13仅示出第一突出部41a，但是与第一突出部41a分离的第二突出部41b可利用与第一突出部41a相同的方法固定在任何其他的底部。
[0082]根据前述实施例，两个弹性构件41设置为沿离合器毂25的外周方向以大致180度彼此隔开。可替代地，弹性构件41可以是仅一个，或者设置为三个或更多。在设置三个或更多的弹性构件41的情况下，弹性构件41优选例如可沿离合器毂25的外周方向以规定的间隔设置，以使沿径向向外方向被弹性构件41偏置的套筒26在离合器毂25的外周处以平衡良好的方式被保持。
[0083]弹性构件41的第一和第二突出部41a和41b的形状可以是三角形之外的任何形状。
[0084]换档装置10的应用不限于上述的第一和第二实施例。例如，换档装置10可应用到手动变速器MT以及双离合变速器DCT，在双离合变速器DCT中，变速器包括两个离合器。可实现与第一和第二实施例相似的效果和优点。
【权利要求】
1.一种变速器换档装置(10)，其特征在于，包括: 旋转轴(19)，旋转地连接到变速器(13)的输入轴(22)和输出轴(28)中的一者，并且关于所述旋转轴(19)的轴线被可旋转地支撑； 第一离合器环(23)，可旋转地支撑到所述旋转轴(19)，并且以第一传动比旋转地连接到所述变速器(13)的输出轴(28)和输入轴(22)中的一者； 第二离合器环(24)，可旋转地支撑到所述旋转轴(19)，并且以第二传动比旋转地连接到所述变速器(13)的输出轴(28)和输入轴(22)中的一者； 离合器毂(25)，固定到所述第一离合器环(23)与所述第二离合器环(24)之间的所述旋转轴(19)； 套筒(26)，被限制与所述离合器毂(25)的相对旋转，并且沿轴向与所述旋转轴(19)可移动地接合； 第一爪形离合器部(23a)，从所述第一离合器环(23)的侧表面突出而面向所述套筒(26)，并且响应于所述套筒(26)的轴驱动，所述第一爪形离合器部与所述套筒(26)处形成的套筒花键(26a)能够接合和能够脱离地啮合； 第二爪形离合器部(24a)，从所述第二离合器环(24)的侧表面突出而面向所述套筒(26)，并且响应于所述套筒(26)的轴驱动，所述第二爪形离合器部与所述套筒(26)处形成的套筒花键(26a)能够 接合和能够脱离地啮合； 轴驱动装置(27)，沿轴向移动所述套筒(26);以及 弹性构件(41)，设置在所述离合器毂(25)与所述套筒(26)之间并且在空档状态(N)、第一换档状态(SI)以及第二换档状态(S2)的每一者中限制所述套筒(26)沿轴向的运动，在所述空档状态(N)中，所述套筒花键(26a)不与所述第一爪形离合器部(23a)及所述第二爪形离合器部(24a)啮合，在所述第一换档状态(SI)中，所述套筒花键(26a)与所述第一爪形离合器部(23a)啮合，在所述第二换档状态(S2)中，所述套筒花键(26a)与所述第二爪形离合器部(24a)啮合；其中 所述弹性构件(41)包括第一接合部(41a)和第二接合部(41b)，并且被固定在所述套筒(26)的内周表面和所述离合器毂(25)的外周表面中的一者处，在所述套筒(26)的内周表面和所述离合器毂(25)的外周表面中的另一者处设有第一被接合部(42,61)和第二被接合部(43，62)； 在所述空档状态(N)中，所述第一接合部(41a)与所述第一被接合部(42，61)接合，同时所述第二接合部(41b)与所述第二被接合部(43,62)接合； 在所述第一换档状态(SI)中，所述第一接合部(41a)与所述第二被接合部(43，62)接合； 在所述第二换档状态(S2)中，所述第二接合部(41b)与所述第一被接合部(42，61)接口 ο
2.根据权利要求1所述的变速器换档装置(10)，其特征在于，所述弹性构件(41)由板形构件制成，所述板形构件的相对两端部被弯曲，所述第一接合部(41a)和所述第二接合部(41b)对应于所述板形构件的弯曲的相对两端部的相应端部，并且所述板形构件的中心部利用螺栓(45)被固定在所述离合器毂(25)的外周表面处。
3.根据权利要求1所述的变速器换档装置(10)，其特征在于，所述离合器毂(25)的外周表面包括沿所述轴线的正交方向凹入形成的凹槽(65)，并且所述凹槽(65)的相对两端被封闭，所述弹性构件(41)被容纳和保持在所述凹槽(65)中。
4.根据权利要求3所述的变速器换档装置(10)，其特征在于，所述凹槽(65)的相对两端中的至少一者利用卡环(67)而被封闭。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的变速器换档装置(10)，其特征在于，所述第一被接合部(42)和所述第二被接合部(43)对应于接合用第一凹部和接合用第二凹部，所述第一凹部和所述第二凹部被凹入形成为在所述套筒(26)的内周表面和所述离合器毂(25)的外周表面中的所述另一者处彼此间隔开，并且所述第一被接合部(42)和所述第二被接合部(43)中的每一者均包括沿轴线的正交方向设置并且面向彼此的第一面对表面(42c,43c)和第二面对表面(42d，43d)。
6.根据权利要求1到4中任意一项所述的变速器换档装置(10)，其特征在于，所述变速器换档装置还包括: 突出部(51)，在所述套筒(26)的内周表面和所述离合器毂(25)的外周表面中的所述另一者处突出，其中所述第一被接合部(61)对应于所述突出部(51)的第一端，所述第二被接合部(62)对应于 所述突出部(51)的第二端。
【文档编号】F16D23/02GK203809537SQ201420085386
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2013年2月27日
【发明者】中村忍, 森匡辅 申请人:爱信精机株式会社