CN103814236A - 车辆用手动变速器 - Google Patents

Abstract

在带有直接变速档的“节油构造”的M/T中，多个空转齿轮G1o、G2o、G3i、G5o中，除了利用套筒S2来和直接档用摩擦片P选择性地、以不能相对于转动的方式固定于I/P轴的空转齿轮G3i以外，全部空转齿轮G1o、G2o、G5o设置于副轴，所述M/T具备I/P轴、与I/P轴同轴配置的O/P轴、在从I/P轴偏心的位置与I/P轴平行配置的副轴。另外，副轴的插入/配置多个空转齿轮G1o、G2o、G5o的各部分的外径相同。因此，副轴的加工变得非常容易。

Description

车辆用手动变速器

技术领域

本发明涉及一种车辆用手动变速器。

背景技术

一直以来，作为具备前进用的多个变速档的车辆用手动变速器（以下称为“M/T”），存在各种结构（例如，参照日本特开2011-43180号公报）。

在本申请中，设想有图6所示构造的M/T。该M/T具备与离合器相连接的I/P轴、与驱动轮侧连接并与I/P轴同轴配置的O/P轴、和在从I/P轴偏心的位置与I/P轴平行配置的副轴。在副轴上不能相对转动地设置有最终传动齿轮，在O/P轴上不能相对转动地设置有最终从动齿轮。最终传动齿轮和最终从动齿轮始终啮合。其结果，O/P轴以低于副轴的转动速度转动。以下将I/P轴相对于O/P轴的转动速度的比称为“减速比”。

在图6所示的例子中，具备从“1速”（低速侧，减速比大）到“5速”（高速侧，减速比小）的变速档，设定“4速”的减速比为“1”，“4速”以外的变速档的减速比在“1”以外。“4速”以外的变速档是通过驱动对应的套筒，将对应的变速档的空转齿轮以不能相对于配置了该空转齿轮的轴而转动的方式进行固定来实现的。此时的动力传递系统由“I/P轴→对应的变速档的齿轮对→副轴→最终传动齿轮→最终从动齿轮→O/P轴”构成。

另一方面，“4速”的变速档（也称为“直接变速档”）是通过驱动对应的套筒，将不能相对转动地设置于O/P轴的直接档用摩擦片以相对于I/P轴不能相对转动的方式进行固定来实现的。此时的动力传递系统由“I/P轴→直接档用摩擦片→O/P轴”构成。以上图6所示的构造也称为“节油构造”。

发明内容

通常，在“节油构造”中，实现最高速侧的变速档（比直接变速档减速比小的变速档，在图6的结构中是5速）时，为使I/P轴以比副轴低的转动速度转动，设置该变速档的齿轮对。从提升换档手感等的观点来看，通常，优选将齿轮对中的空转齿轮设置于转动速度低的轴。因此，如图6所示，通常在“节油构造”中，最高速侧的变速档（在图6的结构中是5速）的空转齿轮设置于I/P轴。

另一方面，实现最低速侧的变速档（在图6的结构中是1速）时，为使副轴以比I/P轴低的转动速度转动，设置该变速档的齿轮对。因此，如图6所示，最低速侧的变速档（在图6的结构中是1速）的空转齿轮设置于副轴。

即，通常，在节油构造中，“设置有最高速侧变速档空转齿轮的轴”和“设置有最低速侧变速档空转齿轮的轴”不同。因此，“设置有最高速侧变速档空转齿轮的轴”上设置该空转齿轮部分的加工，和“设置有最低速侧变速档空转齿轮的轴”上的设置该空转齿轮部分的加工需要在不同的工序中进行。其结果，未必可以说轴加工是容易的。

另外，在图6所示的结构中，在副轴的包含“设置空转齿轮、毂的部分”的轴向范围内，副轴呈阶梯式圆筒形。这是起因于，空转齿轮介由滚针轴承固定于副轴，及毂被压入/固定于副轴这样的情况等。其结果，副轴的加工非常困难。从而，一直期望副轴加工容易的M/T的出现。

如上所述，本发明的目的在于提供一种具有“节油构造”的、副轴加工容易的M/T。

本发明的具有“节油构造”的M/T的特征在于，在所述多个空转齿轮中，除了利用所述切换机构，和直接档用摩擦片以与所述输入轴不能相对转动的方式选择性地固定于所述输入轴的空转齿轮以外，全部空转齿轮被设置于所述副轴上，所述副轴中的插入/配置有所述多个空转齿轮的各部分的外径相同。根据该结构，副轴的加工变得容易。

在上述结构中，设置于所述副轴的所述多个空转齿轮可以不介由轴承部件而直接插入/配置于所述副轴。该结构的情况下，优选地，和设置于所述副轴的所述多个空转齿轮邻接、作为所述切换机构一部分的多个毂，不能相对转动地设置于所述副轴，在所述副轴的包含配置所述多个空转齿轮和所述多个毂的部分的轴向范围内，所述副轴的外径连续且恒定，并且在所述副轴外周在轴向上连续设置有外花键，设置于所述副轴的所述多个毂通过使用所述副轴的外花键的花键凹凸嵌合，不能相对转动地设置于所述副轴。

根据该结构，副轴的包含“配置多个空转齿轮和多个毂的部分”的轴向的大的范围内，加工变得非常容易。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的手动变速器的主要剖面的空档状态下的结构图。

图2是对于图1所示的手动变速器，为说明将O/P轴的组件组装于外壳HgA时的顺序而将图1的Y部放大的第1图。

图3是对于图1所示的手动变速器，为说明将O/P轴的组件组装于外壳HgA时的顺序而将图1的Y部放大的第2图。

图4是对于图1所示的手动变速器，为说明将O/P轴的组件组装于外壳HgA时的顺序而将图1的Y部放大的第3图。

图5是表示经由设置于副轴的油孔将润滑油涂布于直接档用摩擦片的情况的图。

图6是现有的手动变速器的、与图1对应的结构图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例的车辆用手动变速器进行说明。本发明的实施例的手动变速器M/T具备前进用的5个变速档（1速～5速）、后退用的1个变速档（倒退），特别适用于引擎（的输出轴）相对于车辆纵向配置的FR车辆。以下省略对于后退用变速档的说明。

（结构）

如图1所示，本发明的实施例的M/T，具备与离合器连接的I/P轴，与I/P轴同轴配置的O/P轴，在从I/P轴偏心的位置与I/P轴平行配置的副轴。I/P轴介由离合器与引擎的输出轴（未图示）相连接。O/P轴介由未图示的联动装置（差速器等）与驱动轮（左右后轮）相连接。该M/T，介由离合器配置于引擎后方以使M/T的轴相对于车辆呈纵向。以下，如果将I/P轴相对于O/P轴的转动速度的比称为“减速比”，则设定4速的减速比为“1”。因此，也可以将4速称为“直接变速档”。

该M/T的外壳包括:与容纳离合器的离合器外壳相连接的外壳HgA，在HgA的、与离合器外壳的相反侧的端部（接近O/P轴一侧的端部）与HgA相连接的外壳HgB。HgA容纳I/P轴和副轴，且HgB容纳O/P轴。

I/P轴由设置（压入/固定）于离合器外壳的轴承BrC、和设置（压入/固定）于圆筒状端部（大径部）内部的轴承BrG，可转动地支撑于HgA内，所述圆筒状端部（大径部）形成于O/P轴的“接近I/P轴一侧的端部”。在“O/P轴的圆筒状端部”的外周面设置（压入/固定）有轴承BrA，该BrA被压入/固定于设置在HgA的“接近O/P轴一侧的端部”的开口部外周所形成的轴承面（参照图1）。因此，BrG（介由BrA）实质上固定于HgA。

副轴由设置（压入/固定）于离合器外壳的轴承BrD、设置（压入/固定）于HgB的轴承BrE，可转动地支撑于HgA内。如上述那样，O/P轴由压入/固定于HgA的所述轴承面的BrA、和设置（压入/固定）于HgB的轴承BrB，可转动地支撑于HgB内。

在I/P轴上，从接近离合器的一侧按顺序分别同轴设置有1速用的固定齿轮G1i、2速用的固定齿轮G2i、5速用的固定齿轮G5i、3速用的空转齿轮G3i、和3速-4速切换用的毂H2。G1i、G2i和G5i不能相对转动地设置于I/P轴。G1i、G2i和G5i，例如用锻造等制法与I/P轴一体成形。G3i介由压入I/P轴的轴承BrF可相对转动地设置于I/P轴。毂H2被压入I/P轴而不能相对转动地设置于I/P轴。

在副轴上，从接近离合器的一侧按顺序分别同轴设置有1速用的空转齿轮G1o、1速-2速切换用的毂H1、2速用的空转齿轮G2o、5速用的空转齿轮G5o、5速用的毂H3、3速用的固定齿轮G3o。G3o，例如用锻造等制法与副轴一体成形。在副轴的包含“配置G1o、H1、G2o、G5o、H3的部分”的轴向范围内，副轴的外径连续且恒定，并且在副轴的外周在轴向上连续设置有外花键（花键槽）。

G1o、G2o和G5o，不介由轴承部件（轴承、衬套等）而能相对转动地直接插入/配置于副轴。在H1和H3的插入孔中形成有内花键。H1和H3通过与副轴的所述外花键进行花键凹凸嵌合而不能相对转动地配置于副轴。G1o、H1、G2o、G5o、H3相对于副轴的轴向固定可以通过在各部件的轴向两侧设置扣环（未图示）等而实现。

G1o、G2o、G3o和G5o分别与设置于I/P轴的G1i、G2i、G3i、和G5i始终啮合。另外，副轴的“接近O/P轴一侧的端部”设置有最终传动齿轮Gfi。Gfi也与G3o同样地例如用锻造等制法与副轴一体成形。

如上所述，在O/P轴上，在“接近I/P轴一侧的端部”同轴设置有在外侧（图1中左侧）开口的圆筒状端部（大径部）。在该圆筒状端部外周的比BrA更靠外侧（图1中左侧）的位置，同轴设置有直接档用摩擦片P。在该圆筒状端部的包含“配置P的部分”的轴向范围内，在圆筒状端部外周在轴向上连续设置有外花键（花键槽）。在P的插入孔中，形成有内花键。直接档用摩擦片P通过与圆筒状端部的所述外花键进行花键凹凸嵌合，不能相对转动地设置于圆筒状端部（从而，不能相对转动地设置于O/P轴）。P相对于圆筒状端部（从而，相对于O/P轴）的轴向固定，可以通过在P的轴向两侧设置扣环（未图示）等来实现。P的外径大于BrA的外径。

在O/P轴的轴向，在BrA和BrB之间的部分（不是所述圆筒状端部的部分）设置有最终从动齿轮Gfo。Gfo例如也用锻造等制法与O/P轴一体成形。Gfo与设置于副轴的Gfi始终啮合。Gfo的齿数（外径）大于Gfi的齿数（外径）。其结果，O/P轴以低于副轴的转动速度转动。

该M/T变速档的切换，是通过分别对套筒S1、套筒S2和套筒S3各自的轴向位置进行调整/驱动来实现的，所述套筒S1相对于H1在轴向能相对移动且不能相对转动地花键凹凸嵌合在毂H1外周，所述套筒S2相对于H2在轴向能相对移动且不能相对转动地花键凹凸嵌合在毂H2外周，所述套筒S3相对于H3在轴向能相对移动且不能相对转动地花键凹凸嵌合在毂H3外周。S1～S3的轴向位置是根据驾驶员对变速杆（未图示）的操作，介由未图示的多个联动装置来调整/驱动的。

套筒S1可根据其轴向位置，选择性地和与G1o一体转动的摩擦片、及与G2o一体转动的摩擦片进行凹凸嵌合。套筒S2可根据其轴向位置，选择性地和与G3i一体转动的摩擦片、及直接档用摩擦片P进行凹凸嵌合。套筒S3可根据其轴向位置，与G5o一体转动的摩擦片进行凹凸嵌合。

（驱动）

接着，对上述那样结构的M/T的驱动进行说明。以下按照顺序对M/T的各变速档进行说明。

（1速）

操作变速杆使其位于和1速对应的位置，则维持套筒S2、S3为非连接状态（图1所示的状态），同时只驱动套筒S1，使其呈和与G1o一体转动的摩擦片凹凸嵌合的1速状态（从图1所示的状态向左侧移动后的状态）。由此，在M/T内，形成（I/P轴→G1i→G1o→S1→H1→副轴→Gfi→Gfo→O/P轴）这样的动力传递系统。其结果，在车辆前进时，设定M/T的减速比为1速的减速比GT1（>1）。GT1用（G1o的齿数/G1i的齿数）·GTf来表示。此处，GTf用（Gfo的齿数/Gfi的齿数）来表示。以下将GTf称为“最终减速比”。如上所述，GTf>1的关系成立。

（2速）

操作变速杆使其位于和2速对应的位置，则维持套筒S2、S3为非连接状态（图1所示的状态），同时只驱动套筒S1，使其呈和与G2o一体转动的摩擦片凹凸嵌合的2速状态（从图1所示的状态向右侧移动后的状态）。由此，在M/T内，形成（I/P轴→G2i→G2o→S1→H1→副轴→Gfi→Gfo→O/P轴）这样的动力传递系统。其结果，在车辆前进时，设定M/T的减速比为2速的减速比GT2（>1）。GT2用（G2o的齿数/G2i的齿数）·GTf来表示。GT1>GT2的关系成立。

（3速）

操作变速杆使其位于和3速对应的位置，则维持套筒S1、S3为非连接状态（图1所示的状态），同时只驱动套筒S2，使其呈和与G3i一体转动的摩擦片凹凸嵌合的3速状态（从图1所示的状态向左侧移动后的状态）。由此，在M/T内，形成（I/P轴→H2→S2→G3i→G3o→副轴→Gfi→Gfo→O/P轴）这样的动力传递系统。其结果，在车辆前进时，设定M/T的减速比为3速的减速比GT3（>1）。GT3用（G3o的齿数/G3i的齿数）·GTf来表示。GT2>GT3的关系成立。

（4速）

操作变速杆使其位于和4速（即，直接变速档）对应的位置，则维持套筒S1、S3为非连接状态（图1所示的状态），同时只驱动套筒S2，使其呈和与直接档用摩擦片P凹凸嵌合的4速状态（直接档状态，从图1所示的状态向右侧移动后的状态）。由此，在M/T内，形成（I/P轴→H2→S2→P→O/P轴）这样的动力传递系统。其结果，在车辆前进时，设定M/T的减速比为4速的减速比GT4（=1）。GT3>GT4的关系成立。

（5速）

操作变速杆使其位于和5速对应的位置，则维持套筒S1、S2为非连接状态（图1所示的状态），同时只驱动套筒S3，使其呈和与G5o一体转动的摩擦片凹凸嵌合的5速状态（从图1所示的状态向左侧移动后的状态）。由此，在M/T内，形成（I/P轴→G5i→G5o→S3→H3→副轴→Gfi→Gfo→O/P轴）这样的动力传递系统。其结果，在车辆前进时，设定M/T的减速比为5速的减速比GT2（<1）。GT5用（G5o的齿数/G5i的齿数）·GTf来表示。GT4>GT5的关系成立。综上所述，该M/T构造为上述的“节油构造”。

（直接档用摩擦片P的组装）

如上所述，在该M/T中，直接档用摩擦片P的外径大于轴承BrA的外径（参照图1）。因此，即使想要将事先在O/P轴组装了轴承BrA和直接档用摩擦片P而得到的“O/P轴的组件”从直接档用摩擦片P侧插入外壳HgA的所述开口部，直接档用摩擦片P也会和所述轴承面发生干扰而难以插入。

对此，在该M/T中，组装直接档用摩擦片P时，采用与上述顺序不同的顺序。以下参照图2～图4对该顺序进行说明。

首先，如图2所示，在未组装外壳HgA的状态下，在“I/P轴组件”中，在I/P轴的“压入毂H2的部分”的邻接的位置，插入/装载直接档用摩擦片P。接着，如图3所示，将外壳HgA组装于离合器外壳以覆盖“I/P轴组件”（以及副轴组件）。

接着，如图4所示，压入/固定有轴承BrA、BrB的“O/P轴组件”从圆筒状端部侧插入外壳HgA的所述开口部，（参照白色箭头），将BrA组装（压入/固定）于所述开口部的轴承面。此时，直接档用摩擦片P也同时插入圆筒状端部，其结果，直接档用摩擦片P与圆筒状端部的外花键进行凹凸嵌合。此外，直接档用摩擦片P利用具有缝隙的凹凸嵌合（所谓松配合）不能相对转动地与圆筒状端部连接，以使直接档用摩擦片P容易插入圆筒状端部（容易进行凹凸嵌合）。

（直接档用摩擦片的凹凸嵌合部的润滑）

如图1所示，副轴呈细长的圆筒形状。副轴的内部空间用于流通润滑油。润滑油是利用一种公知的方法从副轴的一端侧压送入副轴的内部空间。如图1所示，在副轴的“在轴向与直接档用摩擦片P对应的位置”形成有贯通径向的油孔Z。

伴随着副轴的转动，所述内部空间内的润滑油受到离心力作用。如图5所示，利用该离心力，所述内部空间内的润滑油介由油孔Z向直接档用摩擦片P涂布。其结果，能向直接档用摩擦片P和O/P轴的圆筒状端部之间的凹凸嵌合部（松配合）的缝隙供给润滑油。结果，能抑制该凹凸嵌合部的异常发热等的发生。

（作用/效果）

接着，对上述那样结构的本发明的实施例的M/T的作用/效果进行说明。

第1，在副轴的包含“配置G1o、H1、G2o、G5o、H3的部分”的轴向的大的范围内，副轴的外径连续且恒定，并且在副轴外周在轴向连续设置有外花键（花键槽）。因此，与副轴的包含“设置空转齿轮、毂的部分”的轴向的范围内、副轴呈阶梯式圆筒形的情况（参照图6）相比，副轴的加工变得非常容易。进而，按照H3、G5o、G2o、H1、G1o的顺序分别将各部件插入副轴，并在各部件的轴向两侧设置扣环（未图示）等，由此容易地完成了副轴组件的组装。

此外，能这样在副轴的大的范围内使外径连续且恒定，并且，能在轴向连续设置外花键（花键槽），是基于不同于与图6所示的结构，即基于将5速的空转齿轮设置于副轴的结构。即，可以说，在图1所示的结构中，多个空转齿轮G1o、G2o、G3i、G5o中，除了利用套筒S2并与直接档用摩擦片P选择性地、以不能相对转动方式固定于I/P轴的空转齿轮G3i，其他所有的空转齿轮G1o、G2o、G5o都设置于副轴。

第2，在该M/T中，直接档用摩擦片P的外径大于轴承BrA的外径（参照图1）。此处，虽然图1未图示，但为降低直接档用摩擦片和I/P轴之间的转速差，实际上，在接近直接档用摩擦片P处设置有同步器。为确保该同步器容量充足，优选直接档用摩擦片P的外径越大越好。另外，如果轴承BrA的外径大，将导致外壳HgA的大型化、或者I/P轴-副轴间距离的扩大，进而导致M/T整体大型化。因此，优选轴承BrA的外径越小越好。

在该M/T中，如上所述，直接档用摩擦片P的外径大于轴承BrA的外径（参照图1）。这意味着能在扩大直接档用摩擦片P的外径的同时，减小轴承BrA的外径。其结果，能在维持直接档用摩擦片P的外径为较大值的同时（从而，确保所述同步器容量充足的同时），抑制M/T整体的大型化。

Claims (3)

1.一种车辆用手动变速器，是安装于连接车辆引擎的输出轴和驱动轮的动力传递系统中，具有前进用的多个变速档的车辆用手动变速器，其特征在于，具备：

外壳；

输入轴，被所述外壳可转动地支撑，并在和所述引擎的输出轴之间形成动力传递系统；

输出轴，与所述输入轴同轴且以可相对于所述输入轴转动的方式被所述外壳可转动地支撑，并在和所述驱动轮之间形成动力传递系统；

副轴，在从所述输入轴偏心的位置与所述输入轴平行地、可转动地被所述外壳支撑；

多个固定齿轮，分别被设置成相对于所述输入轴或所述副轴不能相对转动，且分别与所述多个变速档中的其中一个相对应；

多个空转齿轮，分别被设置成相对于所述副轴或所述输入轴能够相对转动，并分别与所述多个变速档中的其中一个相对应，且与对应变速档的所述固定齿轮始终啮合；

直接档用摩擦片，其是为了实现所述输入轴的转动速度相对于所述多个变速档中的所述输出轴的转动速度比的减速比为1的直接变速挡而使用，并被设置于所述输出轴两端部中接近所述输入轴一侧的一端部且不能相对所述输出轴转动；

最终传动齿轮，被配置成与所述副轴同轴且不能相对转动；

最终从动齿轮，相对于所述输出轴的所述直接档用摩擦片被配置于远离所述输入轴一侧的位置，并不能相对所述输出轴转动，且与所述最终传动齿轮始终啮合；以及

切换机构，通过将与从所述多个变速档中选择的所述直接变速档以外的一个变速档所对应的空转齿轮，以相对不能转动的方式固定于配置有对应的空转齿轮的轴上，来设定所述减速比为所述选择的一个变速档所对应的1以外的值，或通过将所述直接档用摩擦片以相对不能转动的方式固定于所述输入轴上，来设定所述减速比为1；

所述多个空转齿轮中，除了利用所述切换机构来与所述直接档用摩擦片选择性地、以相对不能转动的方式固定于所述输入轴上的空转齿轮以外，全部空转齿轮被设置于所述副轴上，

所述副轴中的插入/配置所述多个空转齿轮的各自部分的外径相同。

2.如权利要求1所述的车辆用手动变速器，其中，设置于所述副轴的所述多个空转齿轮不介由轴承部件而被直接插入/配置于所述副轴上。

3.如权利要求2所述的车辆用手动变速器，其中，

和设置于所述副轴的所述多个空转齿轮邻接的、作为所述切换机构一部分的多个毂，不能相对转动地设置于所述副轴，

在所述副轴的包含配置所述多个空转齿轮和所述多个毂的部分的轴向范围内，所述副轴的外径连续且恒定，并且在所述副轴外周在轴向上连续设置有外花键，

设置于所述副轴的所述多个毂通过使用了所述副轴的外花键的凹凸嵌合而不能相对转动地设置于所述副轴。

Images