CN104999911A - 用于变速箱的换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换挡装置，其用于切换变速箱内的牙嵌离合器机构，所述换挡装置包括：换挡轴，其能沿轴向移动；换挡构件，其能在预定的等待行程范围内沿轴向移动；等待机构用的弹性构件保持器；和弹性构件，其以能在弹性构件保持器与换挡构件之间伸缩的方式设置在换挡轴的径向上的外侧，其中，弹性构件朝向轴向的一侧偏压换挡构件。

Description

用于变速箱的换挡装置

技术领域

本发明涉及一种用于切换变速箱(transmission)内的牙嵌离合器(dogclutch)机构的换挡装置。

背景技术

图11示出了日本特开2006-082737号公报中记载的齿轮变速箱的换挡装置。换挡装置包括：换挡轴302、固定于换挡轴302的换挡拨叉303和与换挡拨叉303接合的换挡套304。换挡轴302以能沿换挡轴302的轴向移动的方式被支撑于变速箱壳体301。换挡拨叉303的驱动销308与固定于杆轴306的下端部的内杆307接合。杆轴306被变速箱壳体301可自由转动地支撑。杆轴306通过外杆310和换挡操作力传递机构(未示出)连接到换挡杆装置。

等待机构包括嵌合于杆轴306的外周面的螺旋弹簧320。螺旋弹簧320的一个端部与驱动销308接合，另一个端部与杆轴306或内杆307接合。此外，球型止动机构321设置于换挡轴302。

根据图11的构造，需要在将杆轴306安装在变速箱壳体301内之前将螺旋弹簧320嵌合于杆轴306的外周面。即，需要将嵌合有螺旋弹簧320的杆轴306安装在变速箱壳体301内，因此安装作业耗时耗力。此外，移除螺旋弹簧320的作业也耗时耗力。

螺旋弹簧320相对于止动机构321配置在操作力传递路径的上游。因而，螺旋弹簧320的弹簧负载应当被设定为大于止动机构321保持换挡轴302的负载。否则，螺旋弹簧320将总是在换挡操作期间扭曲，使得换挡操作力的传递将变慢。此外，螺旋弹簧320的扭曲动作产生负载的构造使螺旋弹簧320的尺寸增大。

图12示出了美国专利No.8,276,473中记载的齿轮变速箱的换挡装置。两个换挡轴402和403以不能沿轴向移动的方式固定于变速箱壳体401。然后，换挡拨叉404、405和406以能沿轴向移动的方式嵌合于换挡轴402和403。等待机构用的螺旋弹簧411和412以沿轴向偏压换挡拨叉404、405和406的方式嵌合于换挡轴402和403的外周面。此外，换挡鼓(drum)415被配置为用于沿轴向驱动换挡拨叉404、405和406。然后，等待机构416配置于换挡鼓(drum)415。

类似于图11的情况，根据图12的构造，需要在将换挡轴402和403安装在变速箱壳体401内之前将螺旋弹簧411和412嵌合于换挡轴402和403的外周面。即，需要将嵌合有螺旋弹簧411和412的换挡轴402和403安装在变速箱壳体401内，因此安装作业耗时耗力。此外，移除螺旋弹簧411和412的作业也耗时耗力。

发明内容

鉴于上述问题而设计本发明。本发明的目的在于提供一种换挡装置，其中，构成等待机构的弹性构件的配置自由度增大，安装弹性构件的作业变得容易，并能够实现紧凑化结构。

为了解决前述问题，本发明为一种换挡装置，其用于切换变速箱内的牙嵌离合器机构，所述换挡装置包括：换挡轴，其以能沿所述换挡轴的轴向移动的方式配置；换挡构件，其以能在预定的等待行程范围内沿轴向移动的方式嵌合于所述换挡轴，所述换挡构件将所述换挡轴的轴向移动传递到所述牙嵌离合器机构的操作构件；等待机构用的弹性构件保持器，其设置于所述换挡轴；和弹性构件，其配置在所述换挡轴的所述换挡轴的径向上的外侧，所述弹性构件以能沿轴向伸缩的方式配置在所述弹性构件保持器与所述换挡构件之间，所述弹性构件朝向轴向的一侧偏压所述换挡构件。

根据本发明，等待机构用的弹性构件配置在换挡轴的径向的外侧。因而，弹性构件的配置自由度增大，并且安装和拆卸弹性构件的作业变得容易。此外，可以使换挡轴的轴向长度紧凑化并因此还可以使换挡装置整体紧凑化。

除了上述构造之外，本发明可以采用以下构造。

(a)所述变速箱包括齿轮变速箱，所述操作构件包括换挡套，所述换挡套嵌合于设置有所述牙嵌离合器机构的变速轴，所述换挡套能沿轴向移动，所述牙嵌离合器机构被以切换在所述换挡套与所述变速轴的变速齿轮之间传递的动力的方式构造，以及所述换挡构件包括换挡拨叉。

根据上述构造(a)，在设置有换挡装置的齿轮变速箱中，能够实现换挡装置的尺寸紧凑化。

(b)在采用上述构造(a)的变速箱中，所述换挡轴被变速箱壳体支撑，并且在所述换挡轴与所述变速箱壳体之间设置有用于将所述换挡轴保持在各挡位的止动机构。

根据上述构造(b)，设置有弹性构件的等待机构相对于止动机构配置在操作力传递路径的下游。因而，在不影响通过弹性构件实现的等待作用的状况的情况下，能够增大止动机构的位置保持力(弹性构件的弹性力)。即，即使当止动机构的压力增加，等待机构用的弹性构件在换挡轴移动之前也不被压缩。

(c)在采用上述构造(b)的变速箱中，所述止动机构配置在所述换挡轴的轴向的一个端部，并且另一个止动机构配置在所述换挡轴的轴向的另一个端部。

根据上述构造(c)，能够使止动机构对换挡轴作用的保持力沿轴向均匀，并因此确保了换挡轴的平滑动作。

(d)在采用上述构造(a)的变速箱中，所述变速齿轮包括在轴向上并排布置的高速前进用的高速齿轮和低速前进用的低速齿轮，所述牙嵌离合器机构包括将所述换挡套与所述高速齿轮连接起来的高速前进用的牙嵌离合器机构和将所述换挡套与所述低速齿轮连接起来的低速前进用的牙嵌离合器机构，以及所述换挡套的挡位被以如下顺序设定：空挡位置、高速前进位置和低速前进位置。

根据上述构造(d)，当要执行从空挡位置向高速前进位置的换挡时，假如高速转动的高速齿轮的牙嵌爪的相位与换挡套的牙嵌爪的相位不一致，则换挡套被来自高速齿轮的大的反作用力向回推。然而，反作用力被等待机构的弹性构件减轻。

(e)所述弹性构件保持器和所述换挡构件具有沿轴向彼此相对的表面，所述表面分别设置有凹部，并且所述弹性构件的轴向上的两个端部容纳在两个所述凹部内。

根据上述构造(e)，能够在等待机构的轴向实现尺寸紧凑化。

(f)所述弹性构件是螺旋弹簧。

(g)所述弹性构件保持器和所述换挡构件具有沿轴向彼此相对的止挡件表面，两个所述止挡件表面间隔与所述等待行程对应的距离彼此面对，并且两个所述止挡件表面以在所述弹性构件被完全压缩之前彼此抵接的方式构造。

附图说明

从以下结合附图的说明中，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加清楚，在附图中：

图1是包括了根据本发明的变速装置的多用途车辆的左侧视图；

图2是示出了图1中示出的多用途车辆的车体骨架和变速装置的立体图；

图3是图1中示出的多用途车辆的换挡杆装置的纵截面图；

图4是图3中示出的换挡杆装置的换挡板(shift panel)的平面图；

图5是图1中示出的变速箱的局部平面图；

图6是图1中示出的变速箱的中央纵截面图(对应于沿图5中的线VI-VI截取的截面)；

图7是图6中示出的变速箱的沿线VII-VII截取的截面图；

图8是图6中示出的换挡轴的仰视图；

图9是沿图8中的线IX-IX截取的截面图；以及

图10示出了本发明的一个变型例，并且图10是与图8类似的换挡轴的截面图；

图11是第一传统示例的截面图，以及

图12是第二传统示例的截面图。

具体实施方式

图1至图9示出了根据本发明的换挡装置和包括该换挡装置的多用途车辆。然后，以下参照这些附图说明本发明的一个实施方式。为了说明方便，多用途车辆的前进方向将被说明为多用途车辆和各组成部件的“前方”，驾驶员观察的左右方向将被说明为多用途车辆和各组成部件的“左右方向”。

在图1中，左右一对前轮2设置在多用途车辆的车体骨架1的前部，左右一对后轮3设置在车体骨架1的后部。在前轮2与后轮3之间形成的乘车空间S被ROPS 5包围，其中ROPS 5为翻车保护结构(rollover protective structure)的缩写。长凳型的前座椅6配置在乘车空间S的前半部，长凳型的后座椅7配置在乘车空间S的后半部。货台8设置在后座椅7的后方。隔板9配置在长凳型的后座椅7与货台8之间。引擎罩(bonnet)13设置在乘车空间S的前方侧，仪表板14设置在引擎罩13的后上端部。在仪表板14中，方向盘装置21和换挡杆装置22设置在能够被坐在长凳型的前座椅6的驾驶员区域6a的驾驶员实现操作的范围中。

发动机10配置在后座椅7的下侧，齿轮变速箱(gear transmission)11配置在发动机10的后侧。齿轮变速箱11的输入轴16通过V型带式无级传动器12连接到发动机10的曲轴15。V型带式无级传动器12以从发动机10的左侧面延伸到齿轮变速箱11的前部的左侧面的方式安装。

在图2中，车体骨架1包括主骨架1a、引擎罩骨架1b和仪表板骨架1c，主骨架1a是在平面图中沿前后方向为长形的矩形形状，引擎罩骨架1b形成在主骨架1a的前端部，仪表板骨架1c形成在引擎罩骨架1b的后上端部。方向盘装置21的支架23和换挡杆装置22的支架24固定于仪表板骨架1c。在本实施方式中，驾驶员区域6a位于长凳型的前座椅6的左端部。因而，方向盘装置21和换挡杆装置22配置在驾驶员区域6a的前方位置，即多用途车辆的左侧部分。配置在主骨架1a的后端部的齿轮变速箱11与安装于仪表板骨架1c的换挡杆装置22通过推拉式线缆机构25彼此连接，以便传递换挡操作力。推拉式线缆机构25作为本申请的权利要求中说明的操作力传递机构的一个示例，并从换挡杆装置22向下延伸，然后到达主骨架1a的前端部，然后在主骨架1a上大致沿着前轮用的推进轴27向右后方延伸，然后到达齿轮变速箱11的上方。

在图3中，换挡杆装置22包括换挡杆31、换挡板32和第三止动机构(detentmechanism)33(稍后说明第一止动机构和第二止动机构)。换挡杆31被固定于仪表板骨架1c的支架24支撑，通过枢轴34能绕着枢轴34转或转动。换挡杆31通过换挡板32的换挡槽32a，然后向后上方突出。换挡杆31的下端部31a向前方突出。此外，下端部31a的前端连接到推拉式线缆机构25的内线缆25a。内线缆25a插入到外线缆25b内，然后与外线缆25b一起向下延伸。第三止动机构33包括凹部形成构件35、第三止动弹簧37和第三止动球36，凹部形成构件35设置于换挡杆31，第三止动弹簧37配置在支架24中，第三止动球36被第三止动弹簧37压靠于凹部形成构件35。

在图4中，换挡槽32a形成为从换挡板32的前上端部延伸到换挡板32的后下端部的直线形状。然后，换挡杆31在换挡槽32a的内部沿直线移动，以便在四个挡位间切换。四个挡位按从前上端部到后下端部的顺序是：低速前进位置L、高速前进位置H、空挡位置(neutral position)N和倒挡位置R。

在图5中，推拉式线缆机构25的内线缆25a的后端部连接到配置在变速箱壳体11a上方的外杆41。外杆41固定于大致竖直延伸的杆轴42的上端部。

在图6中，杆轴42配置在变速箱壳体11a的前后方向上的大致中央部，然后沿上下方向贯通变速箱壳体11a的上壁凸台部11b，然后被上壁凸台部11b可自由转动地支撑。配置在变速箱壳体11a内的内杆43固定于杆轴42的下端部，然后从杆轴42沿大致水平的方向向前方延伸，然后到达换挡轴50下方的空间。

换挡轴50作为本申请的权利要求中说明的换挡机构的可移动构件的一个示例，并配置在杆轴42的前方且沿左右方向延伸。

在换挡轴50的前方的空间内，齿轮变速箱11的输入轴16、中间轴(countershaft)62、反向惰轮轴63和前轮用输出轴64配置为大致平行于换挡轴50。输入轴16配置在变速箱壳体11a的前上端部，中间轴62配置在输入轴16的后方，反向惰轮轴63配置在输入轴16与中间轴62之间的下方空间。前轮用输出轴64配置在中间轴62的下方，并通过两驱四驱切换机构(未示出)连接到前轮用推进轴27(图2)，以便传递转动动力。

后轮用中间输出轴65和后轮用驱动轴66配置在换挡轴50的后方的空间。驱动轴66通过差速机构(differential mechanism)67、后轮用中间输出轴65的齿轮68和前轮用输出轴64的齿轮69连接到中间轴62，以便传递转动动力。

图8是换挡轴50的仰视图，在图8中换挡拨叉51嵌合在换挡轴50的外周面的在轴向上的预定行程S1的范围内，以便能在轴向上移动。换挡拨叉51作为本申请的权利要求中说明的换挡构件的示例，并通过等待机构40连接到杆轴42的内杆43，以便传递换挡操作力。

等待机构40包括弹簧保持器45和螺旋弹簧46，弹簧保持器45配置在换挡拨叉51的左方(箭头A4b方向侧)并与换挡拨叉51之间有预定行程S1，螺旋弹簧46设置在弹簧保持器45与换挡拨叉51之间，以便能够沿轴向伸缩。螺旋弹簧46配置在换挡轴50的前方。螺旋弹簧46作为本申请的权利要求中说明的弹性构件的示例，弹簧保持器45作为本申请的权利要求中说明的弹性构件保持器的示例。弹簧保持器45的下表面形成有沿前后方向延伸的接合槽47。然后，接合槽47的后端被开口。固定于杆轴42的下端部的内杆43的前端部设置有接合销44。接合销44以能前后移动的方式与接合槽47接合。

图9是沿图8中的线IX-IX截取的截面图，在图9中内杆43的接合销44向上方突出，然后从下方与弹簧保持器45的接合槽47接合。

在图7中，换挡轴50以能沿轴向滑动的方式被在变速箱壳体11a的右侧壁形成的右支撑凸台11c和在变速箱壳体11a的左侧壁形成的左支撑凸台11d支撑。

以下详细说明等待机构40。换挡拨叉51相对于换挡轴50的向左相对移动量被弹簧保持器45的右端面45b限制。此外，换挡拨叉51相对于换挡轴50的向右相对移动量被在换挡轴50的外周面形成的环状止挡件53限制。弹簧保持器45设置有从换挡轴50向前突出的向前突出部分。然后，在向前突出部分的右端面，形成有供螺旋弹簧46的左侧部插入的圆筒状凹部45a。另一方面，在从换挡轴50向前突出的换挡拨叉51的左端面，形成有用于收纳螺旋弹簧46的右端部的圆筒状凹部51a。即，螺旋弹簧46的左右两个端部被插入弹簧保持器45的凹部45a和换挡拨叉51的凹部51a并被弹簧保持器45的凹部45a和换挡拨叉51的凹部51a支撑。

图7示出了尚未执行换挡操作的空挡状态。在该状态中，换挡拨叉51被螺旋弹簧46向右压或推，并且换挡拨叉51的右端面抵靠止挡件53。

当换挡轴50与弹簧保持器45一体地向右移动时，换挡拨叉51利用换挡拨叉51和弹簧保持器45之间的螺旋弹簧46也向右移动。当来自换挡套90(稍后说明)的作用在换挡拨叉51上的轴向抵抗力增加到预定值或更高时，弹簧保持器45和换挡轴50以压缩螺旋弹簧46的方式相对于换挡拨叉51向右方移动。当螺旋弹簧46被压缩到预定行程S1时，弹簧保持器45的右端面45b抵靠换挡拨叉51的左端面。相反地，当换挡轴50与弹簧保持器45向左方移动时，换挡拨叉51利用换挡轴50和换挡拨叉51之间的止挡件53向左方移动。

以下简要说明齿轮变速箱11的结构。在图7中，中间轴62的轴向的两个端部通过中间轴62和变速箱壳体11a之间的轴承71被变速箱壳体11a可自由转动地支撑。在中间轴62的右端部，按从右向左的顺序配置有低速前进用的中间低速齿轮72和高速前进用的中间高速齿轮73。然后，在中间轴62的左端部，按从左向右的顺序配置有输出齿轮75和中间反向齿轮76。输出齿轮75与中间轴62形成为一体。中间反向齿轮76以能绕着中间轴62自由转动且不能沿轴向移动的方式嵌合于中间轴62。

中间低速齿轮72以与凸台构件78一体地转动的方式通过花键嵌合于凸台构件78的外周面。凸台构件78与中间低速齿轮72分离地形成。中间高速齿轮73以能相对于凸台构件78自由转动的方式利用中间高速齿轮73和凸台构件78之间的滚针轴承80嵌合于凸台构件78的外周面。凸台构件78以能相对于中间轴62自由转动的方式利用中间轴62和凸台构件78之间的一对滚针轴承81嵌合于中间轴62的外周面。凸台构件78的左端部设置有低速牙嵌爪(dogclaw)83，中间高速齿轮73设置有高速牙嵌爪84。高速牙嵌爪84向左延伸超出低速牙嵌爪83。中间反向齿轮76设置有反向牙嵌爪86。

中间低速齿轮72和中间高速齿轮73分别与输入低速齿轮93和输入高速齿轮94啮合。此外，中间反向齿轮76与惰轮反向齿轮95啮合，输出齿轮75与第二输出齿轮96啮合。

输入低速齿轮93和输入高速齿轮94配置在图6示出的输入轴16上。惰轮反向齿轮95嵌合于反向惰轮轴63并与输入轴16的输入反向齿轮97啮合。

回到图7，上述换挡机构的换挡套90以能沿轴向移动的方式通过花键嵌合于中间轴62的在中间高速齿轮73与中间反向齿轮76之间的轴向的中央部。换挡套90作为本申请的权利要求中说明的可移动构件的示例，并设置有在右端形成为一体的前进牙嵌爪85、在左端形成为一体的后退牙嵌爪87和以诸如与换挡拨叉51的两个叉部(two-pronged portion)接合等的方式形成于中央部的外周环状槽90a。高速前进用的牙嵌离合器机构Ch包括换挡套90的前进牙嵌爪85和中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84。低速前进用的牙嵌离合器机构Cl包括换挡套90的前进牙嵌爪85和中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83。后退用的牙嵌离合器机构Cr包括换挡套90的后退牙嵌爪87和反向齿轮76的反向牙嵌爪86。由于换挡拨叉51的两个叉部与外周环状槽90a接合，因此避免了换挡拨叉51绕着换挡轴50转动。

图7示出了换挡套90处于空挡位置的状态。当换挡套90从空挡位置向右方(沿箭头A4a的方向)移动时，首先，换挡套90的前进牙嵌爪85与中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84接合，使得高速前进用的牙嵌离合器机构Ch变成接合状态。即，齿轮变速箱11进入高速前进状态。进一步地，当换挡套90在箭头A4a的方向移动时，换挡套90的前进牙嵌爪85经过空挡状态，然后与凸台构件78的低速牙嵌爪83接合，使得低速前进用的牙嵌离合器机构Cl变成接合状态。即，齿轮变速箱11进入低速前进状态。相反地，当换挡套90从空挡位置向左方(沿箭头A4b的方向)移动时，换挡套90的后退牙嵌爪87与中间反向齿轮76的反向牙嵌爪86接合，使得后退用的牙嵌离合器机构Cr变成接合状态。即，齿轮变速箱11进入后退状态。

如上述，换挡装置包括换挡轴50、换挡拨叉51、等待机构40和换挡套90，并还包括在换挡轴50的轴向的右侧部形成的第一止动机构100和在换挡轴50的左侧部形成的第二止动机构200。在换挡轴50中，通过两个止动机构100和200的压力以及借助螺旋弹簧46在转动方向上接合的换挡拨叉51的阻力，防止了换挡轴50的转动。

以下说明第一止动机构100和第二止动机构200。右侧的第一止动机构100包括在换挡轴50的上端面形成的四个止动凹部101、102、103和104、配置在换挡轴50的上表面上的第一止动球110和用于将第一止动球110压靠于换挡轴50的上表面的第一止动弹簧111。第一止动球110作为本申请的权利要求中说明的止动构件的示例。此外，第一止动弹簧111作为本申请的权利要求中说明的弹性构件的示例。

第一止动弹簧111配置在第一弹簧壳体115内。第一弹簧壳体115被从上方插入和螺接于在右支撑凸台11c中形成的母螺纹孔116内。第一弹簧壳体115的下端被开口并从上方进入右支撑凸台11c的内部空间。第一止动弹簧111的上端抵靠第一弹簧壳体115的上壁，第一止动弹簧111的下端以向下压第一推杆117的方式抵靠第一推杆117。第一止动球110位于第一弹簧壳体115内的下端开口部，并且第一止动球110抵靠推杆117的下端面，从而利用第一止动弹簧111和第一止动球110之间的推杆117而被第一止动弹簧111向下偏压，并与四个止动凹部101、102、103和104选择性地接合。

四个止动凹部101、102、103和104按从右向左的顺序是倒挡止动凹部101、空挡止动凹部102、高速前进用的高速止动凹部103和低速前进用的低速止动凹部104。四个止动凹部101、102、103和104中的每一个均形成为与第一止动球110的外周面形状大致对应的部分球面的形状。然而，最右侧的倒挡止动凹部101向轴向的右方延长若干量，最左侧的低速止动凹部104向轴向的左方延长若干量。

此外，在换挡轴50的上端面，用于空挡检测的突起部120形成在倒挡止动凹部101的右方的位置。另一方面，右支撑凸台11c设置有空挡位置检测器121。当换挡轴50处于空挡位置时，突起部120与空挡位置检测器121的下端检测杆121a接触。空挡位置检测器121电连接到测量装置(未示出)，然后在检测到突起部120时打开测量装置的空挡指示器。

左侧的第二止动机构200包括在换挡轴50的上端面形成的四个止动凹部201、202、203和204、配置在换挡轴50的上端面上的第二止动球210和用于将第二止动球210压靠于换挡轴50的上表面的第二止动弹簧211。

第二止动机构200的基本构造与第一止动机构100的基本构造类似。然而，第二止动球210的直径大于第一止动球110的直径，并且第二止动弹簧211的线径和螺旋直径大于第一止动弹簧111的线径和螺旋直径。即，第二止动机构200的弹簧负载(压力负载)大于第一止动机构100的弹簧负载。

第二止动弹簧211配置在第二弹簧壳体215内。然后，第二弹簧壳体215被从上方插入和螺接于在左支撑凸台11d中形成的母螺纹孔216内。第二弹簧壳体215的下端被开口并从上方进入左支撑凸台11d的内部空间。第二止动弹簧211的上端抵靠第二弹簧壳体215的上壁，第二止动弹簧211的下端抵靠第二止动球210的上端。第二止动球210位于第二弹簧壳体215内的下端开口部并与四个止动凹部201、202、203和204选择性地接合。

四个止动凹部201、202、203和204按从右向左的顺序是倒挡止动凹部201、空挡止动凹部202、高速前进用的高速止动凹部203和低速前进用的低速止动凹部204。

在四个止动凹部201、202、203和204中，空挡止动凹部202小于其它三个止动凹部201、203和204并位于其它三个止动凹部201、203和204上方。此外，空挡止动凹部202具有与第二止动球210的外周面对应的部分球面的形状。在倒挡止动凹部201、高速止动凹部203和低速止动凹部204中，各下端部均具有与第二止动球210的外周面形状对应的部分球面的形状。然而，在倒挡止动凹部201的左侧部分、高速止动凹部203的左侧部分和右侧部分以及低速止动凹部204的右侧部分形成平缓倾斜的直线状的倾斜面。如上述空挡止动凹部202以诸如具有比其它止动凹部201、203和204小的面积和高的底部位置等的方式形成的理由是在空挡位置没有牙嵌爪彼此啮合，因此定位无需大负载。

此外，用于倒挡检测的突起部123形成于等待机构40的弹簧保持器45的上端部。另一方面，左支撑凸台11d设置有倒挡位置检测器124。当换挡轴50处于倒挡位置时，突起部123与倒挡位置检测器124的下端检测杆124a接触。倒挡位置检测器124电连接到测量装置(未示出)，然后在检测到突起部123时打开测量装置的倒挡指示器。

以下说明换挡操作。

【从空挡状态换挡至高速前进状态】

(1)在图1中，在车辆行进或停止期间，坐在驾驶员区域6a的驾驶员用他/她的右手握住换挡杆31的上端部的捏手并操作换挡杆31。即，处于图4示出的空挡位置N的换挡杆31被转或移动到高速前进位置H。

(2)在图3中，当将换挡杆31从空挡位置N沿箭头A1a方向转到高速前进位置H时，线缆机构25的内线缆25a在外线缆25b的内部沿箭头A2a方向(向下)被向下推。

(3)在图5中，与内线缆25a沿箭头A2a方向的移动相关联，外杆41和杆轴42绕着杆轴42的轴线沿箭头A3a方向转或转动。

(4)在图8中，内杆43与杆轴42一体地沿箭头A3a方向转。与此相关联，换挡轴50和弹簧保持器45借助于接合销44和接合槽47的边缘沿箭头A4a方向(向右)一体地移动。

(5)在图7中，当换挡轴50和弹簧保持器45沿箭头A4a方向(向右)移动时，换挡拨叉51利用换挡拨叉51和弹簧保持器45之间的螺旋弹簧46也沿箭头A4a方向移动。

(6)与换挡轴50沿箭头A4a方向的移动相关联，第一止动球110和第二止动球210分别从空挡止动凹部102和202向上脱出。

(7)当换挡轴50、弹簧保持器45、换挡拨叉51和换挡套90从空挡位置沿箭头A4a方向移动到高速前进位置时，换挡套90的前进牙嵌爪85与中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84接合。即，高速前进用的牙嵌离合器机构Ch变成接合状态。几乎与此同时，第一止动球110和第二止动球210分别与高速止动凹部103和203接合。

(8)在换挡套90从空挡位置向高速前进位置移动的过程中，在某些情况下，换挡套90的前进牙嵌爪85抵靠中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84的轴向的左端面，使得牙嵌爪85与84未彼此接合。在这种情况下，等待机构40起作用。即，当换挡套90的前进牙嵌爪85抵靠中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84的左端面时，在此之后，换挡轴50和弹簧保持器45相对于停止的换挡套90和换挡拨叉51沿箭头A4a方向进一步移动。结果，螺旋弹簧46被压缩使得能量被储存在螺旋弹簧46中，同时第一止动球110和第二止动球210分别与高速前进用的高速止动凹部103和203接合。

(9)在此之后，与中间轴62和换挡套90相对于中间高速齿轮73的相对转动相关联，当换挡套90的前进牙嵌爪85的相位与中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84的相位彼此一致时，螺旋弹簧46伸展。然后，与螺旋弹簧46的伸展相关联，换挡拨叉51和换挡套90沿箭头A4a方向移动，使得换挡套90的前进牙嵌爪85与中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84接合。即，高速前进用的牙嵌离合器机构Ch变成接合状态。

(10)在齿轮变速箱11的高速前进状态，第一止动球110和第二止动球210以被定位和保持的方式分别与高速前进用的高速止动凹部103和203接合。

(11)在上述换挡操作中，除了起到将换挡轴50定位和保持在高速前进位置的作用之外，第二止动机构200还起到将换挡轴50平滑地拉动引导到高速前进位置的作用。即，在第二止动球210进入高速止动凹部203的初期阶段，第二止动球210通过高速止动凹部203的右侧的直线状的倾斜面被平滑地拉动引导到高速止动凹部203的深底部。然后，最终，当第一止动球110和第二止动球210均与高速止动凹部103和203接合时，止动弹簧111和211的总弹簧负载(压力负载)使得换挡轴50被保持在高速前进位置。

【从高速前进状态换挡至低速前进状态】

(1)在图4中，换挡杆31被从高速前进位置H进一步向上转到低速前进位置L。将换挡操作力从换挡杆31传递到图7中示出的换挡轴50的动作与从上述空挡位置换挡到高速前进位置时的动作类似。因而省略了说明。

(2)在图7中，当换挡轴50和弹簧保持器45从高速前进位置沿箭头A4a方向进一步移动时，换挡拨叉51利用换挡拨叉51和弹簧保持器45之间的螺旋弹簧46也沿箭头A4a方向进一步移动。

(3)与换挡轴50沿箭头A4a方向的移动相关联，第一止动球110和第二止动球210分别从高速前进用的高速止动凹部103和203向上脱出。

(4)当换挡轴50、弹簧保持器45、换挡拨叉51和换挡套90从高速前进位置沿箭头A4a方向向低速前进位置移动时，换挡套90的前进牙嵌爪85从中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84脱出，然后经过空挡状态，然后与中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83接合。即，低速前进用的牙嵌离合器机构Cl变成接合状态。大致与此同时，第一止动球110和第二止动球210分别与低速止动凹部104和204接合。

(5)在换挡套90从高速前进位置向低速前进位置移动的过程中，在某些情况下，换挡套90的前进牙嵌爪85抵靠中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83的左端面，使得牙嵌爪85与83未彼此接合。同样地在这种情况下，等待机构40起作用。即，在换挡套90的前进牙嵌爪85抵靠中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83的左端面之后，换挡轴50和弹簧保持器45相对于停止的换挡套90和换挡拨叉51沿箭头A4a方向进一步移动。结果，螺旋弹簧46被压缩，使得能量被储存在螺旋弹簧46中，同时第一止动球110和第二止动球210分别与低速前进用的低速止动凹部104和204接合。

(6)在此之后，与中间轴62和换挡套90相对于中间低速齿轮72的相对转动相关联，当换挡套90的前进牙嵌爪85的相位与中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83的相位彼此一致时，螺旋弹簧46伸展。然后，与螺旋弹簧46的伸展相关联，换挡拨叉51和换挡套90沿箭头A4a方向移动，使得换挡套90的前进牙嵌爪85与中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83接合。即，低速前进用的牙嵌离合器机构Cl变成接合状态。

(7)在齿轮变速箱11的低速前进状态中，第一止动球110和第二止动球210以被定位和保持的方式分别与低速前进用的低速止动凹部104和204接合。

(8)在上述换挡操作中，除了起将换挡轴50定位和保持在低速前进位置的作用之外，与上述向高速前进位置的换挡动作类似，第二止动机构200通过使用在第二止动机构200的低速止动凹部204的右侧部形成的直线状的倾斜面还起到将换挡轴50平滑地拉动引导到低速前进位置的作用。此外，同样地，在第二止动球210从高速前进用的高速止动凹部203脱出时，第二止动球210借助于在高速止动凹部203的左侧形成的直线状的倾斜面从高速止动凹部203平滑地脱出。

即，尽管换挡轴50的两个侧部被第一止动球110和第二止动球210压住，但第一止动球110和第二止动球210从高速止动凹部103和203平滑地脱出并与低速止动凹部104和204平滑地接合。

(9)此外，在第一止动机构100中，低速止动凹部104的左端略向轴向的左方延长。因而，在低速前进位置，确保了换挡轴50的长行程(overstroke)。

即，在推拉式线缆机构25被用作操作力传递机构的构造中，在某些情况下，换挡杆操作的行程没有充分地传递到换挡轴50。在这种情况下，使换挡轴50沿向右方向超过常规的低速前进位置，以便确保换挡套90的前进牙嵌爪85与中间低速齿轮72的低速牙嵌爪83之间的完全接合。

【从高速前进状态换挡至空挡状态】

(1)在图4中，换挡杆31被从高速前进位置H向下转或移动到空挡位置N。

(2)在图3中，当换挡杆31从高速前进位置H沿箭头A1b方向转到空挡位置N时，线缆机构25的内线缆25a在外线缆25b内被沿箭头A2b方向(向上)向上推。

(3)在图5中，与内线缆25a沿箭头A2b方向的移动相关联，外杆41和杆轴42绕着杆轴轴线沿箭头A3b方向转动。

(4)在图8中，内杆43与杆轴42一体地沿箭头A3b方向转。与此相关联，换挡轴50和弹簧保持器45借助于接合销44和接合槽47的边缘沿箭头A4b方向(向左)移动。

(5)当换挡轴50和弹簧保持器45从高速前进位置沿箭头A4b方向移动时，换挡拨叉51利用换挡拨叉51和换挡轴50之间的环状止挡件53也从高速前进位置沿箭头A4b方向进一步移动。

(6)在图7中，与换挡轴50沿箭头A4b方向(向左)的移动相关联，第一止动球110和第二止动球210分别从高速止动凹部103和203向上脱出。在这种情况下，第二止动球210借助于高速前进用的高速止动凹部203的右侧的直线状的倾斜面的引导能够平滑地脱出。

(7)当换挡轴50、弹簧保持器45、换挡拨叉51和换挡套90从高速前进位置沿箭头A4b方向移动到空挡位置时，换挡套90的前进牙嵌爪85从中间高速齿轮73的高速牙嵌爪84脱出。即，高速前进用的牙嵌离合器机构Ch变成非接合状态。之后，第一止动球110和第二止动球210分别与空挡凹部102和202接合。

【从低速前进状态换挡至空挡状态】

在图4中，换挡杆31从低速前进位置L经过高速前进位置H向下转或移动到空挡位置N。将换挡操作力从换挡杆31传递到图7示出的换挡轴50的动作和换挡机构的动作基本上与上述从高速前进位置换挡到空挡位置时的动作类似。

【从空挡状态换挡至后退状态】

(1)在图4中，在车辆停止期间，驾驶员将换挡杆31从空挡位置N向下转到倒挡位置R。

(2)在图3中，当换挡杆31从空挡位置N沿箭头A1b方向转到倒挡位置R时，推拉式线缆机构25的内线缆25a在外线缆25b内被沿箭头A2b方向(向上)向上推。

(3)在图5中，与内线缆25a沿箭头A2b方向的移动相关联，外杆41和杆轴42绕着杆轴轴线沿箭头A3b方向转或转动。

(4)在图8中，内杆43与杆轴42一体地沿箭头A3b方向转。与此相关联，换挡轴50和弹簧保持器45借助于接合销44和接合槽47的边缘沿箭头A4b方向(向左)一体地移动。

(5)在图7中，当换挡轴50和弹簧保持器45沿箭头A4b方向(向左)移动时，换挡拨叉51利用换挡拨叉51和换挡轴50之间的止挡件53也沿箭头A4b方向移动。

(6)与换挡轴50沿箭头A4b方向的移动相关联，第一止动球110和第二止动球210分别从空挡止动凹部102和202向上脱出。

(7)当换挡轴50、弹簧保持器45、换挡拨叉51和换挡套90从空挡位置沿箭头A4b方向移动到倒挡位置时，换挡套90的反向牙嵌爪87与中间反向齿轮76的反向牙嵌爪86接合。即，后退用的牙嵌离合器机构Cr变成接合状态。几乎与此同时，第一止动球110和第二止动球210分别与倒挡止动凹部101和201接合。

(8)在齿轮变速箱11的倒挡状态，第一止动球110和第二止动球210以被定位和保持的方式分别与倒挡止动凹部101和201接合。

(9)此外，除了起将换挡轴50定位和保持在倒挡位置的作用之外，第二止动机构200还起到将换挡轴50平滑地拉动引导到倒挡位置的作用。即，在第二止动球210进入倒挡止动凹部201的初期阶段，第二止动球210通过倒挡止动凹部201的左侧的直线状的倾斜面被平滑地拉动引导到倒挡止动凹部201的深底部。然后，最终，当第一止动球110和第二止动球210均与倒挡止动凹部101和201接合时，止动弹簧111和211的总弹簧负载(压力负载)使得换挡轴50被保持在倒挡位置。

【从后退状态换挡至空挡状态】

(1)在图4中，换挡杆31被从倒挡位置R转到空挡位置N。

(2)在图3中，当换挡杆31从倒挡位置R沿箭头A1a方向转到空挡位置N时，线缆机构25的内线缆25a在外线缆25b内被沿箭头A2a方向(向下)向下推。

(3)在图5中，与内线缆25a沿箭头A2a方向的移动相关联，外杆41和杆轴42绕着杆轴轴线沿箭头A3a方向转或转动。

(4)在图8中，内杆43与杆轴42一体地沿箭头A3a方向转。与此相关联，换挡轴50和弹簧保持器45借助于接合销44和接合槽47的边缘沿箭头A4a方向(向右)移动。

(5)当换挡轴50和弹簧保持器45从倒挡位置沿箭头A4a方向移动时，换挡拨叉51利用换挡拨叉51和弹簧保持器45之间的螺旋弹簧46也从倒挡位置沿箭头A4a方向移动。

(6)与换挡轴50沿箭头A4a方向的移动相关联，第一止动球110和第二止动球210分别从倒挡止动凹部101和201脱出。

(7)当换挡轴50、弹簧保持器45、换挡拨叉51和换挡套90从倒挡位置沿箭头A4a方向移动到空挡位置时，换挡套90的反向牙嵌爪87从中间反向齿轮76的反向牙嵌爪86脱开。即，后退用的牙嵌离合器机构Cr变成非接合状态。然后，第一止动球110和第二止动球210分别返回到空挡凹部102和202。

在反向换挡操作中，在从倒挡位置返回到空挡位置时，等待机构40发挥等待作用。

【实施方式的效果】

(1)代替嵌合于换挡轴50的外周面，等待机构用的螺旋弹簧46被配置在换挡轴50前方一定距离的位置。因而，螺旋弹簧46的配置自由度增大，并且安装和拆卸螺旋弹簧46的作业变得容易。此外，可以使换挡轴50的轴向长度紧凑化，因此还可以使换挡装置整体紧凑化。

(2)止动机构100和200设置在换挡轴50与变速箱壳体11a之间。因而，等待机构40相对于止动机构100和200位于操作力传递路径的下游。因此，在不影响通过螺旋弹簧46的实现等待作用的状况的情况下，能够增大止动机构100和200的位置保持力。即，即使当止动机构100和200的压力负载增加，等待机构用的螺旋弹簧46在换挡轴50移动之前也不被压缩。

(3)第一止动机构100和第二止动机构200分别配置在换挡轴50的轴向的两个端部。因而，能够使止动机构100和200对换挡轴50的保持力沿轴向均匀，并因此确保了换挡轴50的平滑动作。

(4)换挡套90的挡位被以如下顺序设定：空挡位置、高速前进位置、低速前进位置。因而，在运行期间，当要执行从空挡位置换挡至高速前进位置时，假如高速用的中间高速齿轮73的执行高速转动的牙嵌爪84的相位与换挡套90的牙嵌爪85的相位不一致，则换挡套90被来自中间高速齿轮73的大的反作用力向回推。然而，反作用力被等待机构用的螺旋弹簧46减轻。

(5)螺旋弹簧46的两个端部分别容纳在螺旋弹簧保持器45的凹部45a和换挡拨叉51的凹部51a中。因而，在换挡操作时，螺旋弹簧46不会发生弯曲，因此换挡操作变得平滑。此外，能够在等待机构40的轴向实现尺寸紧凑化。

(6)如图8所示，由于驱动销44设置在内杆43内并且长孔147形成在弹簧保持器45内，因此在换挡操作时，内杆43不会给予换挡轴50转动力。因而，换挡轴50的轴向移动变得平滑。

(7)在换挡轴50沿轴向移动的构造中，弹簧保持器45起到保持螺旋弹簧46的作用和通过内杆43传递换挡轴50的操作力的作用。这减小了组成部件的数量。

【其它实施方式】

(1)图10示出了弹簧保持器45的变型例。弹簧保持器45具有在下端面形成的长孔147，并且内杆43设置有位于前端部的驱动销144。即，与上述图9的构造相比，供长孔147和驱动销144安装的构件互换。

(2)等待机构用的弹性构件(螺旋弹簧)的配置位置不限于换挡轴的前方位置，并可以是例如换挡轴的后方位置、下方位置或上方位置，只要是换挡轴的径向的外侧位置即可。

(3)对于操作力传递机构，除了上述推拉式线缆，本技术还可适用于采用杆式操作力传递机构的变速装置。

(4)弹性构件不限于螺旋弹簧并可以是通过配置多个盘簧(disc spring)得到的结构。可替代地，可以采用橡胶片或片簧(flat spring)。

(5)螺旋弹簧保持器45中可以形成有圆筒状的突起部，以代替凹部45a。此外，换挡拨叉51中可以形成有圆筒状的突起部，以代替凹部51a。然后，螺旋弹簧46的两个端部可以嵌合于两个突起部的外周面。

(6)本发明还可适用于挡位是包括三个或更多个前进齿轮模式的换挡装置。

(7)上述实施方式已被应用于安装在多用途车辆上的变速箱。然而，本发明还可适用于安装在其它类型的四轮车辆或自动两轮车上的变速箱。

(8)本发明不限于实施方式的构造，并且只要不脱离权利要求中记载的内容本发明包括各种变型。

Claims (8)

1.一种换挡装置，其用于切换变速箱内的牙嵌离合器机构，所述换挡装置包括：

换挡轴，其以能沿所述换挡轴的轴向移动的方式配置；

换挡构件，其以能在预定的等待行程范围内沿轴向移动的方式嵌合于所述换挡轴，所述换挡构件将所述换挡轴的轴向移动传递到所述牙嵌离合器机构的操作构件；

等待机构用的弹性构件保持器，其设置于所述换挡轴；和

弹性构件，其配置在所述换挡轴的所述换挡轴的径向上的外侧，所述弹性构件以能沿轴向伸缩的方式配置在所述弹性构件保持器与所述换挡构件之间，所述弹性构件朝向轴向的一侧偏压所述换挡构件。

2.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于，

所述变速箱包括齿轮变速箱，

所述操作构件包括换挡套，所述换挡套嵌合于设置有所述牙嵌离合器机构的变速轴，

所述换挡套能沿轴向移动，

所述牙嵌离合器机构被以切换在所述换挡套与所述变速轴的变速齿轮之间传递的动力的方式构造，以及

所述换挡构件包括换挡拨叉。

3.根据权利要求2所述的换挡装置，其特征在于，

所述换挡轴被变速箱壳体支撑，并且

在所述换挡轴与所述变速箱壳体之间设置有用于将所述换挡轴保持在各挡位的止动机构。

4.根据权利要求3所述的换挡装置，其特征在于，

所述止动机构配置在所述换挡轴的轴向的一个端部，并且

另一个止动机构配置在所述换挡轴的轴向的另一个端部。

5.根据权利要求2所述的换挡装置，其特征在于，

所述变速齿轮包括在轴向上并排布置的高速前进用的高速齿轮和低速前进用的低速齿轮，

所述牙嵌离合器机构包括将所述换挡套与所述高速齿轮连接起来的高速前进用的牙嵌离合器机构和将所述换挡套与所述低速齿轮连接起来的低速前进用的牙嵌离合器机构，以及

所述换挡套的挡位被以如下顺序设定：空挡位置、高速前进位置和低速前进位置。

6.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于，

所述弹性构件保持器和所述换挡构件具有沿轴向彼此相对的表面，所述表面分别设置有凹部，并且

所述弹性构件的轴向上的两个端部容纳在两个所述凹部内。

7.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于，

所述弹性构件是螺旋弹簧。

8.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于，

所述弹性构件保持器和所述换挡构件具有沿轴向彼此相对的止挡件表面，两个所述止挡件表面间隔与所述等待行程对应的距离彼此面对，并且

两个所述止挡件表面以在所述弹性构件被完全压缩之前彼此抵接的方式构造。