CN107816514B - 用于车辆的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的变速器。第一棘环(50c)和第二棘环(52c)借助于弹簧(78)被朝向彼此偏压。当第一棘环(50c)和第二棘环(52c)彼此离开地移动时，由弹簧(78)产生的偏压力(F)被在朝向第一棘环(50c)拉拽第二棘环(52c)的方向上施加到第二棘环(52c)。相应地，当在换档期间第一棘环(50c)离开第二棘环(52c)地移动时，第二棘环(52c)在偏压力(F)下被朝向第一棘环(50c)拉拽，并且第二棘环(52c)的第三接合齿(72c)和第一速度齿轮(30f)的啮合齿(70f)迅速地彼此脱离。

Description

用于车辆的变速器

技术领域

本发明涉及一种设置在车辆中的变速器，并且特别地涉及能够抑制或者防止在换档期间扭矩传递的中断的变速器的结构。

背景技术

已经提出了一种设置在车辆中的变速器，该变速器具有能够抑制或者防止在换档期间扭矩传递的中断的结构。在日本专利No.5707119中描述了该变速器的一个实例。在日本专利No.5707119中公开的变速器中，多个离合器环和与离合器环啮合的多个换档齿轮被布置在相同轴线上，并且，在换档时，施加侧换挡齿轮与对应的离合器环接合，并且同时释放侧换挡齿轮从对应的离合器环脱离，使得在换档期间扭矩传递的中断被抑制或者防止。更加具体地，每一个由凸轮沟槽和凸轮突起构成的引导部被设置在离合器环和驱动力传递轴之间。当在升档或者降档期间高速换档齿轮和低速换档齿轮同时地与离合器环同时接合时，设置在凸轮沟槽中的斜坡引起推力被在脱离或者释放方向上产生并且被施加到释放侧离合器环。

发明内容

在日本专利No.5707119中描述的变速器中，倾斜面被设置在离合器环的接合齿(离合器齿)上，并且换档齿轮的啮合齿沿着倾斜面移动，使得接合齿能够容易地脱离。在这个布置中，使得换档齿轮的啮合齿沿着倾斜面移动花费时间，接合齿可能不迅速地从啮合齿脱离。而且，因为对于每一个档位惯性是不同的，所以取决于倾斜的角度，接合齿可能较少可能地脱离。鉴于这个可能性，可以考虑对于每一个档位改变倾斜的角度，但是制造成本将被增大。

已经在以上情况的背景下开发了本发明，并且本发明提供能够抑制或者防止在换档期间扭矩传递的中断的变速器，该变速器具有能够确实地释放在将在换档期间被脱离的、离合器的接合齿和换档齿轮的啮合齿之间的啮合式接合的结构。

根据本发明的一个方面，提供了一种车辆变速器，车辆变速器包括轴、多个换档齿轮、转换机构和换档机构。换档齿轮被配合在轴上，使得换档齿轮能够相对于该轴旋转。转换机构在该轴的轴向方向上与换档齿轮相邻地定位。转换机构被构造成在换档齿轮中的选定的一个换档齿轮和轴作为一个单元旋转的状态和换档齿轮和轴彼此相对旋转的状态之间切换。换档机构被构造成在轴的轴向方向上向转换机构施加力。转换机构能够操作以改变车辆变速器的档位。换档齿轮中的每一个换档齿轮均包括多个啮合齿，所述多个啮合齿设置在换档齿轮的在轴的轴向方向上面对转换机构的表面上，使得啮合齿从该表面突出。转换机构包括第一环和第二环。第一环被配合在轴上，使得第一环不能够相对于轴旋转，并且能够在轴的轴向方向上相对于轴移动。第二环被配合在轴上，使得第二环不能够相对于轴旋转，并且能够在轴的轴向方向上相对于轴移动。第一环和第二环中的至少一个环包括第一接合齿，第一接合齿与换档齿轮中的一个换档齿轮的啮合齿啮合。转换机构进一步包括多个弹簧。弹簧被构造成将第一环和第二环朝向彼此偏压。弹簧被构造成当第一环和第二环在轴的轴向方向上彼此离开地移动时弹性地变形。

根据如上所述的车辆变速器，弹簧被设置用于将第一环和第二环朝向彼此偏压。因此，当环中的一个环离开另一个环地移动时，弹簧弹性地变形，使得由弹簧产生的偏压力被在所述另一个环更加靠近所述一个环的这种方向上施加到所述另一个环。相应地，在所述另一个环的第一接合齿与换档齿轮的啮合齿轮啮合式接合的状态中，如果在换档期间所述一个环离开所述另一个环地移动，则偏压力被施加到所述另一个环。然后，如果由于在所述另一个环的第一接合齿和换档齿轮的啮合齿之间的摩擦引起的力变得小于偏压力，则由于偏压力，所述另一个环被朝向所述一个环拉拽，并且所述另一个环的第一接合齿和换档齿轮的啮合齿迅速地彼此脱离。因此，由于弹簧的偏压力，环的第一接合齿和换档齿轮的啮合齿能够确实地彼此脱离。

在如上所述的车辆变速器中，第一环和第二环中的至少一个环可以包括第二接合齿，第二接合齿朝向第一环和第二环中的另一个环突出。第二接合齿可以穿过设置在所述另一个环中的通孔，并且第二接合齿可以被布置成能够与换档齿轮中的面对所述另一个环的一个换档齿轮的啮合齿啮合。当第一环和第二环朝向换档齿轮中的以上指出的一个换档齿轮移动并且第二接合齿与换档齿轮的啮合齿接触时，弹簧可以被构造成弹性地变形。

根据如上所述的车辆变速器，第二接合齿穿过设置在所述另一个环中的通孔。当第一环和第二环朝向换档齿轮移动时，如果第二接合齿与换档齿轮的啮合齿碰撞，则弹簧弹性地变形，使得由于碰撞引起的冲击能够减小。而且，即使在第一环和第二环的移动期间第二接合齿与啮合齿接触，第二接合齿仍然被啮合齿推开，并且所述另一个环的移动不被限制；因此，啮合齿能够容易与第一接合齿和第二接合齿啮合。在啮合式接合之后，弹簧引起第二接合齿返回初始位置。相应地，在啮合式接合之后，一个啮合齿能够移动的范围被限制在第一接合齿和第二接合齿之间，并且在旋转方向上测量时的在啮合齿与第一接合齿和第二接合齿之间的间隙被减小。

在如上所述的车辆变速器中，第二接合齿可以在周向方向上与第一接合齿相邻地定位，并且在向前行驶期间的旋转方向上观察时，第二接合齿可以定位于第一接合齿的前面。

根据如上所述的车辆变速器，在向前行驶期间的旋转方向上观察时，第二接合齿定位于第一接合齿的前面。因此，在驱动期间，啮合齿与第一接合齿形成啮合式接合。相应地，即使其上设置第二接合齿的环离开换档齿轮地移动，在设置在另一个环上的第一接合齿和啮合齿之间的啮合式接合仍然被维持。

在如上所述的车辆变速器中，在第一环和第二环彼此相邻地定位的状态中，弹簧可以预先弹性地变形。

根据如上所述的车辆变速器，在第一环和第二环彼此相邻地定位的状态中，弹簧预先弹性地变形。因此，即使在第一环和第二环彼此相邻地定位的状态中，将这些环拉拽或者拉动在一起的偏压力仍然能够产生。

在如上所述的车辆变速器中，弹簧可以在第一环和第二环的周向方向上等角度地布置。

根据如上所述的车辆变速器，弹簧在第一环和第二环的周向方向上等角度地布置。因此，在旋转方向上相等地提供在第一环和第二环之间施加的偏压力能够。

在如上所述的车辆变速器中，从第一环和第二环中的与换档齿轮相邻地定位的一个环朝向换档齿轮突出的第一接合齿可以设置有倾斜面。

根据如上所述的车辆变速器，从第一环和第二环中的与换档齿轮相邻地定位的一个环朝向换档齿轮突出的第一接合齿设置有倾斜面。因此，如果当换档齿轮和环彼此相对旋转时啮合齿与倾斜面接触，则啮合齿被倾斜面推出，使得啮合齿和第一接合齿能够确实地彼此脱离。

在如上所述的车辆变速器中，在第一环和第二环中的一个环的第一接合齿与换档齿轮的啮合齿啮合的情况下，在动力在所述一个环和对应的换档齿轮之间传递的状态中，弹簧的偏压力的大小可以被设定成使得当另一个环离开所述一个环地移动时，在所述一个环的第一接合齿和换档齿轮中的对应一个换档齿轮的啮合齿之间的啮合式接合被维持。

根据如上所述的车辆变速器，弹簧的偏压力的大小被以如上所述的方式设定。因此，即使所述另一个环离开所述一个环地移动，在所述一个环的第一接合齿和啮合齿之间的啮合式接合仍然能够被维持。当动力停止在所述一个环的第一接合齿和啮合齿之间传递时，在弹簧的偏压力下，所述一个环被朝向所述另一个环拉拽，并且第一接合齿和啮合齿迅速地彼此脱离。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中：

图1是简单地示出根据本发明的第一实施例和第二实施例的车辆变速器的结构的骨架图；

图2是大体地示出在图1中所示变速器中向每一个转换机构施加用于将变速器换档到每一个档位的换档操作力的换档机构的透视图；

图3是在第一实施例的车辆变速器中图1中所示第一转换机构的透视分解视图；

图4是在第一实施例的车辆变速器中沿着经过连接销的中心线和轴线的平面截取的横截面视图，示出第一棘环和第二棘环被联接机构联接的状态；

图5是示出第一棘环和第二棘环在轴线的方向上彼此相对和彼此离开地移动的状态的横截面视图；

图6是示出在作为在图5中所示第一棘环和第二棘环之间的分离量的行程量与在第一棘环和第二棘环之间产生的偏压力之间的关系的视图；

图7是示出第一棘环和第二棘环抵接在彼此之上的状态并且如由图6的单点链线所示的预载荷被施加的横截面视图；

图8是与图6的视图不同的视图，示出在行程量和偏压力之间的另一关系；

图9是与图6和图8的视图不同的视图，示出在行程量和偏压力之间的另一关系；

图10是简单地示出在第一实施例的车辆变速器中在以第一速度档位行驶期间第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图11A是示出在车辆变速器中在从第一速度档位到第二速度档位的换档过渡期中第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图11B是示出在车辆变速器中在从第一速度档位到第二速度档位的换档过渡期中图11A的操作状态随后的、第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图11C是示出在车辆变速器中在从第一速度档位到第二速度档位的换档过渡期中图11B的操作状态随后的、第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图11D是示出在车辆变速器中在从第一速度档位到第二速度档位的换档过渡期中图11C的操作状态随后的、第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图11E是示出在车辆变速器中在从第一速度档位到第二速度档位的换档过渡期中图11D的操作状态随后的、第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图11F是示出在车辆变速器中在从第一速度档位到第二速度档位的换档过渡期中图11E的操作状态随后的、第一转换机构和第三转换机构的操作状态的视图；

图12A是示出当变速器换档到第二速度档位时在第一转换机构的第二接合齿和第三接合齿与第二速度齿轮的啮合齿之间的啮合的过程的一个实例的视图；

图12B是示出当变速器换档到第二速度档位时在第一转换机构的第二接合齿和第三接合齿与第二速度齿轮的啮合齿之间的啮合的过程中图12A的换档状态随后的换档状态的视图；

图12C是示出当变速器换档到第二速度档位时在第一转换机构的第二接合齿和第三接合齿与第二速度齿轮的啮合齿之间的啮合的过程中图12B的换档状态随后的换档状态的视图；

图12D是示出当变速器换档到第二速度档位时在第一转换机构的第二接合齿和第三接合齿与第二速度齿轮的啮合齿之间的啮合的过程中图12C的换档状态随后的换档状态的视图；

图12E是示出当变速器换档到第二速度档位时在第一转换机构的第二接合齿和第三接合齿与第二速度齿轮的啮合齿之间的啮合的过程中图12D的换档状态随后的换档状态的视图；

图13是在作为本发明的第二实施例的车辆变速器中将第一棘环与第二棘环联接的联接机构的横截面视图；并且

图14是示出由图13的联接机构获得的、在行程量和偏压力之间的关系的视图。

具体实施方式

将参考绘图详细描述本发明的一些实施例。在以下实施例中，在绘图中零件或者构件根据需要被简化或者修改，并且每一个零件或者构件的尺寸比、形状等并不一定被准确地描绘。

图1是简单地示出作为本发明的实施例的车辆变速器10(将称为“变速器10”)的结构的骨架图。变速器10是设置在发动机12和驱动轮14之间的动力传递路径上的平行双杆式变速器。在操作中，变速器10以给定的齿轮比或者速度比γ增大或者减小从发动机12接收的旋转的速度，从而建立多个档位(速度)。

变速器10包括：输入轴18，输入轴18经由离合器16联接到发动机12，使得动力能够在其间传递；副轴20，副轴20布置成与输入轴18平行；和输出轴22，输出轴22经由差动机构21等联接到驱动轮14，使得动力能够在其间传递。输入轴18和输出轴22被布置在与发动机12的曲轴24的轴线相同的轴线C上。输出轴22是本发明的轴的一个实例。

变速器10包括在轴线C的方向上从发动机12朝向驱动轮14按照这个次序布置的第一对齿轮26a、第二对齿轮26b、第三对齿轮26c、第四对齿轮26d、第五对齿轮26e和第六对齿轮26f。在以下说明中，当它们不被区分时，第一对齿轮26a至第六对齿轮26f将被简单地称作“一对齿轮26”。变速器10还包括：第一转换机构28a，第一转换机构28a在轴线C的方向上定位于第一对齿轮26a和第二对齿轮26b之间；第二转换机构28b，第二转换机构28b在轴线C的方向上定位于第三对齿轮26c和第四对齿轮26d之间；和第三转换机构28c，第三转换机构28c在轴线C的方向上定位于第五对齿轮26e和第六对齿轮26f之间。第一转换机构28a、第二转换机构28b和第三转换机构28c被布置在输出轴22上。在以下说明中，当它们不被区分时，第一转换机构28a至第三转换机构28c将被简单地称作“转换机构28”。第一转换机构28a至第三转换机构28c中的每一个转换机构是本发明的转换机构的一个实例。

第一对齿轮26a由输入齿轮30a和与输入齿轮30a啮合的对齿轮32a构成。输入齿轮30a连接到输入轴18，并且还可相对旋转地配合在输出轴22上，使得发动机12的旋转经由离合器16被传递到输入齿轮30a。对齿轮32a被一体地设置在副轴20上。相应地，当输入齿轮30a旋转时，该旋转被传递到对齿轮32a，使得副轴20被旋转。输入齿轮30a设置有能够与第一转换机构28a的接合齿(其将在以后被描述)啮合的啮合齿70a。输入齿轮30a是本发明的换档齿轮的一个实例。

第二对齿轮26b由第二速度齿轮30b和与第二速度齿轮30b啮合的第二速度对齿轮32b构成。第二速度齿轮30b可相对旋转地配合在输出轴22的外周表面上。第二速度对齿轮32b被一体地(不可相对旋转地)固定到副轴20。当第二速度齿轮30b借助于第一转换机构28a被切换到齿轮30b与输出轴22作为一个单元旋转的状态(不可相对旋转的状态)中时，副轴20和输出轴22经由第二对齿轮26b彼此联接，使得动力能够在轴20、22之间传递。此时，第二速度档位2nd在变速器10中建立。第二速度齿轮30b设置有能够与第一转换机构28a的接合齿(其将在以后被描述)啮合的啮合齿70b。第二速度齿轮30b是本发明的换档齿轮的一个实例。

第三对齿轮26c由第三速度齿轮30c和与第三速度齿轮30c啮合的第三速度对齿轮32c构成。第三速度齿轮30c可相对旋转地配合在输出轴22的外周表面上。第三速度对齿轮32c被一体地(不可相对旋转地)固定到副轴20。当第三速度齿轮30c借助于第二转换机构28b被切换到齿轮30c与输出轴22作为一个单元旋转的状态(不可相对旋转的状态)中时，副轴20和输出轴22经由第三对齿轮26c彼此联接，使得动力能够在轴20、22之间传递。此时，第三速度档位3rd在变速器10中建立。第三速度齿轮30c设置有能够与第二转换机构28b的接合齿(其将在以后被描述)啮合的啮合齿70c。第三速度齿轮30c是本发明的换档齿轮的一个实例。

第四对齿轮26d由第六速度齿轮30d和与第六速度齿轮30d啮合的第六速度对齿轮32d构成。第六速度齿轮30d可相对旋转地配合在输出轴22的外周表面上。第六速度对齿轮32d被一体地(不可相对旋转地)固定到副轴20。当第六速度齿轮30d借助于第二转换机构28b被切换到齿轮30d与输出轴22作为一个单元旋转的状态(不可相对旋转的状态)中时，副轴20和输出轴22经由第四对齿轮26d彼此联接，使得动力能够在轴20、22之间传递。此时，第六速度档位6th在变速器10中建立。第六速度齿轮30d设置有能够与第二转换机构28b的接合齿(其将在以后被描述)啮合的啮合齿70d。第六速度齿轮30d是本发明的换档齿轮的一个实例。

第五对齿轮26e由第四速度齿轮30e和与第四速度齿轮30e啮合的第四速度对齿轮32e构成。第四速度齿轮30e可相对旋转地配合在输出轴22的外周表面上。第四速度对齿轮32e被一体地(不可相对旋转地)固定到副轴20。当第四速度齿轮30e借助于第三转换机构28c被切换到齿轮30e与输出轴22作为一个单元旋转的状态(不可相对旋转的状态)中时，副轴20和输出轴22经由第五对齿轮26e彼此联接，使得动力能够在轴20、22之间传递。此时，第四速度档位4th在变速器10中建立。第四速度齿轮30e设置有能够与第三转换机构28c的接合齿(其将在以后被描述)啮合的啮合齿70e。第四速度齿轮30e是本发明的换档齿轮的一个实例。

第六对齿轮26f由第一速度齿轮30f和与第一速度齿轮30f啮合的第一速度对齿轮32f构成。第一速度齿轮30f可相对旋转地配合在(到)输出轴22的外周表面上。如果第一速度齿轮30f通过(借助于)第三转换机构28c被切换(改变)到它(齿轮30f)与输出轴22作为一个单元(一体地)旋转的状态(不可相对旋转的状态)中，则副轴20和输出轴22经由第六对齿轮26f彼此联接，使得动力能够在轴20、22之间传递。此时，第一速度档位1st在变速器10中建立。第一速度齿轮30f设置有能够与第三转换机构28c的接合齿(其将在以后被描述)啮合的啮合齿70f。第一速度齿轮30f是本发明的换档齿轮的一个实例。

第一转换机构28a是在轴线C的方向上与输入齿轮30a和第二速度齿轮30b相邻地定位并且向或从输入齿轮30a或第二速度齿轮30b选择性地连接或断开输出轴22的离合器(连接和断开机构)。更加具体地，第一转换机构28a被构造成能够在输入齿轮30a或第二速度齿轮30b与输出轴22作为一个单元旋转的状态(输入齿轮30a或第二速度齿轮30b不可相对旋转地联接到输出轴22的状态)和输入齿轮30a和第二速度齿轮30b相对于输出轴22旋转的状态之间使变速器10切换。当变速器10被切换到输入齿轮30a和输出轴22作为一个单元旋转的状态中时，输入轴18和输出轴22直接地彼此联接，并且速度比γ等于1.0的第五速度档位5th被建立。当变速器10被切换到第二速度齿轮30b和输出轴22作为一个单元旋转的状态中时，第二速度档位2nd被建立。

第二转换机构28b是在轴线C的方向上与第三速度齿轮30c和第六速度齿轮30d相邻地定位并且向或从第三速度齿轮30c或第六速度齿轮30d选择性地连接或断开输出轴22的离合器(连接和断开机构)。更加具体地，第二转换机构28b被构造成能够在第三速度齿轮30c或第六速度齿轮30d与输出轴22作为一个单元旋转的状态(第三速度齿轮30c或第六速度齿轮30d不可相对旋转地联接到输出轴22的状态)和第三速度齿轮30c和第六速度齿轮30d相对于输出轴22旋转的状态之间使变速器10切换。当变速器10被切换到第三速度齿轮30c和输出轴22作为一个单元旋转的状态中时，第三速度档位3rd被建立。当变速器10被切换到第六速度齿轮30d和输出轴22作为一个单元旋转的状态中时，第六速度档位6th被建立。

第三转换机构28c是在轴线C的方向上与第四速度齿轮30e和第一速度齿轮30f相邻地定位并且向或从第四速度齿轮30e或第一速度齿轮30f选择性地连接或断开输出轴22的离合器(连接和断开机构)。更加具体地，第三转换机构28c被构造成能够在第四速度齿轮30e或第一速度齿轮30f与输出轴22作为一个单元旋转的状态(第四速度齿轮30e或第一速度齿轮30f不可相对旋转地联接到输出轴22的状态)和第四速度齿轮30e和第一速度齿轮30f相对于输出轴22旋转的状态之间使变速器10切换。当变速器10被切换到第四速度齿轮30e和输出轴22作为一个单元旋转的状态中时，第四速度档位4th被建立。当变速器10被切换到第一速度齿轮30f和输出轴22作为一个单元旋转的状态中时，第一速度档位1st被建立。因此，通过将第一转换机构28a至第三转换机构28c的操作状态切换，能够使变速器10在向前六速档位当中换档。

图2是大体地示出为每一个转换机构28提供将图1的变速器10换档到每一个档位所要求的换档操作力的换档机构33的透视图。在图2中，第二转换机构28b和第三转换机构28c被示出，但是第一转换机构28a未被示出。此外，与第二转换机构28b相邻地定位的第三速度齿轮30c和与第三转换机构28c相邻地定位的第一速度齿轮30f也未被示出。

换档机构33包括：换档叉36，换档叉36每一个配合在每一个转换机构28上；保持轴38，保持轴38保持换档叉36；和换档轴40。保持轴38和换档轴40被布置成与输出轴22的轴线C平行。

将通过示例描述第二转换机构28b。环形沟槽34被设置在第二转换机构28b的外周部中，并且换档叉36中的对应的一个换档叉被配合在沟槽34中。

换档叉36由设置成叉形或者分叉形式并且配合在沟槽34中的配合部36a和被保持轴38保持的被支撑部36b构成。换档叉36的被支撑部36b被配合在保持轴38上，使得被支撑部36b能够相对于保持轴38在轴向方向上移动。利用这种布置，被保持轴38保持的换档叉36被允许在轴线C的方向上移动。

而且，突起(未示出)被设置在换档叉36的被支撑部36b上，并且该突起与设置在换档轴40上的换档沟槽42接合。换档沟槽42在换档轴40的周向方向上的一部分被弯曲或者屈曲。当换档轴40旋转并且突起与弯曲部形成接触时，根据换档沟槽42的形状，引起了突起在轴线C的方向上移动。作为结果，在轴线C的方向上，换档叉36连同突起一起地被移动。当换档叉36在轴线C的方向上移动时，经由换档叉36和沟槽34，力被施加到第二转换机构28b，从而在轴线C的方向上移动第二转换机构28b。即，切换或者改变第二转换机构28b的操作状态所要求的换档操作力被施加到第二转换机构28b。

虽然未被详细描述，但是第一转换机构28a和第三转换机构28c被类似地构造成使得在换档轴40旋转时，经由换档沟槽42和突起，力被从换档叉36施加到每一个转换机构28，从而在轴线C的方向上移动转换机构28。设置在换档轴40上并且与对应的转换机构28的突起接合的换档沟槽42具有在周向方向上设置在不同位置处的弯曲部。更加具体地，每一个换档沟槽42被成形为使得在换档轴40旋转时，变速器10按照第一速度档位1st至第六速度档位6th的次序被接连地换档。将在以后描述在换档期间每一个转换机构28的操作。

接着，将描述转换机构28的结构。图3是第一转换机构28a的透视分解视图。以下，将描述第一转换机构28a的结构。然而，将不描述第二转换机构28b和第三转换机构28c，因为这些机构28b、28c的结构基本上与第一转换机构28a的结构相同。

第一转换机构28a主要地由套筒48、盘形第一棘环50a和盘形第二棘环52a构成。第一棘环50a是本发明的第一环的一个实例。第二棘环52a是本发明的第二环的一个实例。

套筒48具有柱形形状，并且它的内周部设置有与输出轴22花键配合的花键齿。与输出轴22花键配合的套筒48与输出轴22作为一个单元旋转。而且，花键齿54被设置在套筒48的外周表面上，使得花键齿54被花键配合到第一棘环50a和第二棘环52a。

第一棘环50a被设置成在轴线C上具有中心的盘的形状。第一棘环50a的内周部设置有与套筒48的花键齿54花键配合的花键齿56。而且，第二棘环52a被设置成在轴线C上具有中心的盘的形状。第二棘环52a的内周部设置有与套筒48的花键齿54花键配合的花键齿58。相应地，一旦第一棘环50a和第二棘环52a被花键配合到输出轴22，第一棘环50a和第二棘环52a便变得不能相对于输出轴22旋转，并且被允许相对于输出轴22在轴线C的方向上移动。因此，在被安装到位之后，第一棘环50a和第二棘环52a被配合在输出轴22上，使得环52a、52b不能相对于输出轴22旋转，并且能够相对于输出轴22在轴线C的方向上移动。

在第一棘环50a的外周边缘部中，在轴线C的方向上面对第二棘环52a的一侧上，L形切口60被设置在全部周边上。类似地，在第二棘环52a的外周边缘部中，在轴线C的方向上面对第一棘环50a的一侧上，L形切口62被设置在全部周边上。然后，如果第一棘环50a和第二棘环52a被组装在一起，则L形切口60、62彼此协作以形成上述沟槽34。

在第一棘环50a的在轴线C的方向上面对输入齿轮30a的一个表面上，朝向输入齿轮30a突出的多个(在这个实施例中六个)第一接合齿66a在周向方向上等角度地设置。第一接合齿66a被设置在当第一棘环50a在轴线C的方向上朝向输入齿轮30a移动时它们与设置在输入齿轮30a上的多个啮合齿70a(在图3中未示出)啮合的位置处。啮合齿70a被设置在输入齿轮30a的在轴线C的方向上面对第一转换机构28a的一个表面上，使得齿70a从以上指出的表面突出，并且能够与第一接合齿66a和将在以后描述的第四接合齿76a啮合。

在第一棘环50a的在轴线C的方向上面对第二棘环52a的其它表面上，朝向第二棘环52a突出的多个(在这个实施例中六个)第二接合齿68a在周向方向上等角度地设置。第二接合齿68a被布置成在组装之后穿过第二棘环52a的通孔75(其将在以后被描述)，使得齿68能够与第二齿轮30b的啮合齿70b啮合。

在第一棘环50a中，在轴线C的方向上通过第一棘环50a延伸的多个(在这个实施例中六个)通孔74在周向方向上等角度地设置。通孔74被设置在组装之后第二棘环52a的第四接合齿76a(其将在以后被描述)穿过孔74的位置处。

在第二棘环52a的在轴线C的方向上面对第二速度齿轮30b的一个表面上，朝向第二速度齿轮30b突出的多个(在这个实施例中六个)第三接合齿72a在周向方向上等角度地设置。第三接合齿72a被设置在当第二棘环52a在轴线C的方向上朝向第二速度齿轮30b移动时它们与设置在第二速度齿轮30b上的多个啮合齿70b啮合的位置处。接合齿70b被设置在第二速度齿轮30b的在轴线C的方向上面对第一转换机构28的一个表面上，使得齿70b从以上指出的表面突出，并且能够与第二接合齿68a和第三接合齿72a啮合。

在第二棘环52a的在轴线C的方向上面对第一棘环50a的其它表面上，朝向第一棘环50a突出的多个(在这个实施例中六个)第四接合齿76a在周向方向上等角度地设置。第四接合齿76a被布置成在组装之后穿过第一棘环50a的通孔74，使得齿76a能够与输入齿轮30a的啮合齿70a啮合。

在第二棘环52a中，在轴线C的方向上通过第二棘环52a延伸的多个(在这个实施例中六个)通孔75在周向方向上等角度地设置。通孔75被设置在组装之后第二接合齿68a穿过通孔75的位置处。

第一棘环50a和第二棘环52a经由将在以后描述的联接机构80(见图4)在周向方向上的多个位置(例如六个至十二个位置)处被联接。以下，将描述将第一棘环50a与第二棘环52a联接的联接机构80。

联接机构80在设置在第一棘环50a中的通孔82和设置在第二棘环52a中的通孔83中被设置。在轴线C的方向上通过第一棘环50a延伸的多个通孔82在周向方向上等角度地设置。在轴线C的方向上通过第二棘环52a延伸的多个通孔83在周向方向上等角度地设置。通孔82、83具有相同的内径，并且被定位成使得在第一棘环50a和第二棘环52a被组装在一起之后，通孔82、83的中心位于公共轴线上。

如在图3至图5中所示，联接机构80由第一接合部件84、盖部件86、连接销88、柱形部件90、弹簧78和第二接合部件92构成。图4是沿着经过连接销88的中心线和轴线C的平面截取的横截面视图，示出第一棘环50a和第二棘环52a被联接机构80联接的状态。图5是示出与图4的状态对应的状态的横截面视图，其中第一棘环50a和第二棘环52a在轴线C的方向上彼此离开地相对于彼此移动。

盖部件86是由柱形部86a和圆板部86b构成的、带有底部的柱形部件(见图5)。柱形部86a的外周表面被配合在第一棘环50a的通孔82中。阶形部被设置在通孔82中，并且柱形部86a的开口侧端部抵接在阶形部上。相应地，盖部件86被阶形部阻止了在轴线C的方向上朝向第二棘环52a移动。孔被设置在盖部件86的圆板部86b中，从而在轴线C的方向上通过圆板部86b的中心延伸，并且第一接合部件84通过该孔插入。

第一接合部件84由轴部84a和圆板部84b构成(见图5)。与轴线C平行地延伸的轴孔被设置在轴部84a的中心处。而且，连接销88的一端在轴部84a的在轴线C的方向上远离圆板部84b的一侧上的轴孔的轴向端部中拧入。圆板部84b抵接在盖部件86的圆板部分86b上，从而被阻止了在轴线C的方向上朝向第二棘环52a移动。

柱形部件90是由柱形部90a和圆板部90b构成的、带有底部的柱形部件(见图5)。在圆板部90b被朝向第一棘环50a插入的状态中，柱形部90a的外周表面被配合在通孔83中。在轴线C的方向上通过圆板部90b延伸的孔被设置在圆板部90b的中心部中，并且第一接合部件84的轴部84a通过该孔插入。而且，径向向外突出的环形凸缘部90c被设置在柱形部件90的柱形部90a的外周表面上，并且凸缘部90c抵接在第二棘环52a的在轴线C的方向上远离第一棘环50a的一个端部上。相应地，柱形部件90被阻止了在轴线C的方向上朝向第一棘环50a移动。

在轴线C的方向上观察时的连接销88的一端在第一接合部件84的轴部84a中拧入，并且在轴线C的方向上观察时的连接销88的另一端在第二接合部件92中拧入。第二接合部件92由轴部92a和连接到轴部92a的一端的圆板部92b构成(见图5)。与轴线C平行的螺纹孔被设置在轴部92a的中心部中，并且连接销88的另一端在螺纹孔中拧入。圆板部92b是从轴部92a的一个轴向端在径向方向上延伸的圆板部件，并且圆板部92b的径向外边缘部被可滑动地配合或者接收在柱形部90a的内周表面中。

弹簧78被插入并且介于柱形部件90的圆板部90b和第二接合部件92的圆板部92b之间。更加具体地，弹簧78的一端抵接在圆板部90b上，并且弹簧78的另一端抵接在圆板部92b上。

利用以上布置，第一棘环50a经由盖部件86、第一接合部件84、连接销88、第二接合部件92、弹簧78和柱形部件90被联接到第二棘环52a。

图4示出第一棘环50a和第二棘环52a彼此抵接接触的状态。弹簧78的长度被调节，使得此时弹簧78的相反两端抵靠柱形部件90的圆板部90b和第二接合部件92的圆板部92b。而且，在第一实施例中，弹簧78的长度被调节，使得在第一棘环50a和第二棘环52a彼此靠近或者接触的状态中，盖部件86的圆板部86b和柱形部件90的圆板部90b抵接在彼此之上，并且第二接合部件92在轴线C的方向上位于柱形部件90的开口附近。

图5示出第一棘环50a和第二棘环52a在轴线C的方向上彼此离开地移动的状态。如在图5中所示，当第一棘环50a和第二棘环52a在轴线C的方向上彼此离开地移动时，盖部件86和第一接合部件84也被离开第二棘环52a地移动。而且，连接销88和第二接合部件92与第一接合部件84作为一个单元移动。在另一方面，柱形部件90被第二棘环52a阻止了在轴线C的方向上朝向第一棘环50a移动；因此，柱形部件90和第二接合部件92在轴线C的方向上的相对位置改变。更加具体地，在第一棘环50a和第二棘环52a在轴线C的方向上彼此离开地移动时，在轴线C的方向上测量时的在柱形部件90的圆板部90b和第二接合部件92的圆板部92b之间的相对距离缩短。即，在作为在第一棘环50a和第二棘环52a之间的在轴线C的方向上的间隙量的行程量S增大时，弹簧78被压缩。

因此，因为在第一棘环50a和第二棘环52a之间的行程量S增大时弹簧78被压缩，所以将第一棘环50a和第二棘环52a拉拽到初始位置，即，第一棘环50a和第二棘环52a彼此靠近或者接触的位置的偏压力F(弹性恢复力)产生。因此，联接机构80根据在第一棘环50a和第二棘环52a之间的行程量S产生在使得第一棘环50a和第二棘环52a彼此更加靠近的方向上的偏压力F。即，弹簧78位于第一棘环50a的通孔82和第二棘环52a的通孔83内。然后，弹簧78在第一棘环50a和第二棘环52a变得彼此更加靠近的方向上将第一棘环50a和第二棘环52a偏压，并且当第一棘环50a和第二棘环52a在轴线的方向上彼此离开地移动时弹性地变形。利用这种布置，弹簧78被构造成施加在使得第一棘环50a和第二棘环52a在轴线C的方向上彼此更加靠近的方向上的偏压力F。

如上所述的多个联接机构80在第一棘环50a和第二棘环52a的周向方向上等角度地布置，使得弹簧78也在周向方向上等角度地布置，并且偏压力F在周向方向上基本一致地在第一棘环50a和第二棘环52a之间施加。而且，联接机构80的安装方向对于在周向方向上彼此相邻地定位的每一对联接机构80交替地改变。更加具体地，在图4和图5中，盖部件86被配合在第一棘环50a中，并且柱形部件90被配合在第二棘环52a中。然而，在周向方向上与图4和图5的联接机构80相邻地定位的联接机构80中，柱形部件90被配合在第一棘环50a中，并且盖部件86被配合在第二棘环52a中。

图6示出在第一棘环50a和第二棘环52a被联接机构80彼此联接的上述结构中在作为在第一棘环50a和第二棘环52a之间的在轴线C的方向上的间隙量的行程量S与在第一棘环50a和第二棘环52a之间产生的偏压力F之间的关系。在第一棘环50a和第二棘环52a如在图4中所示彼此抵接接触的状态中，图6的行程量S被设定为零。如由图6中的实线所示，因为弹簧78的压缩量随着行程量S增大而增大，所以偏压力F与行程量S成比例地线性地增大。

在行程量S等于零的状态中(在第一棘环50a和第二棘环52a彼此相邻地定位的状态中)，通过进行调节使得弹簧78预先被压缩(弹性地变形)，当行程量S等于零时，能够为弹簧78提供在使得第一棘环50a和第二棘环52a彼此更加靠近的方向上作用的预载荷Fpre。例如，如在图7中所示，通过调节第二接合部件92被拧到连接销88的位置(安装位置)，并且在第一棘环50a和第二棘环52a彼此抵接接触的状态中以给定量压缩弹簧78，如由图6中的单点链线所示，弹簧78被提供了预载荷Fpre。在这方面，通过调节第二接合部件92的安装位置，预载荷Fpre的大小能够根据需要被调节。

还能够通过适当地调节在联接机构80中使用的弹簧78的特性相对于行程量S自由地调节偏压力F。例如，如在图8和图9中所示，相对于行程量S的偏压力F能够被非线性地改变。而且，还能够通过当行程量S是零时调节弹簧78的压缩量而根据需要调节预载荷Fpre。

接着，将描述转换机构28在换档期间的操作。虽然以下说明涉及从第一速度档位1st至第二速度档位2nd的升档，但是即使关于其它换档(即除了从第一速度档位1st至第二速度档位2nd的升档之外的升档和降档)，基本操作仍然不改变，将不提供其说明。因为在从第一速度档位1st至第二速度档位2nd的升档中不涉及第二转换机构28b(即第二转换机构28b不传递动力)，所以将不提供关于第二转换机构28的说明。

图10简单地示出在以第一速度档位1st行驶期间第一转换机构28a和第三转换机构28c的操作状态。在图10中，第一转换机构28a位于左手侧上，并且第一转换机构28a和第三转换机构28c的一部分被展开在平面上并且被简单地示出。在第一转换机构28a的相反两侧上，能够与第一转换机构28a啮合的、输入齿轮30a的啮合齿70a和第二速度齿轮30b的啮合齿70b被展开在平面上并且被示出。而且，在第三转换机构28c的相反两侧上，能够与第三转换机构28c啮合的、第四速度齿轮30e的啮合齿70e和第一速度齿轮30f的啮合齿70f被展开在平面上并且被示出。

将描述图10的第一转换机构28a。在第一转换机构28a中，第一棘环50a位于纸张上的左手侧上，并且第二棘环52a位于纸张上的右手侧上。第一棘环50a和第二棘环52a被构成联接机构80的弹簧78朝向彼此偏压。第一棘环50a设置有朝向输入齿轮30a突出的第一接合齿66a，和通过第二棘环52a的通孔75延伸并且朝向第二速度齿轮30b突出的第二接合齿68a。而且，第二棘环52a设置有朝向第二速度齿轮30b突出的第三接合齿72a，和通过第一棘环50a的通孔74延伸并且朝向输入齿轮30a突出的第四接合齿76a。第一接合齿66a是本发明的第一接合齿的一个实例。第二接合齿68a是本发明的第二接合齿的一个实例。第三接合齿72a是本发明的第一接合齿的一个实例。第四接合齿76a是本发明的第二接合齿的一个实例。

换档叉36被配合在由第一棘环50a和第二棘环52a提供的沟槽34中。换档叉36还设置有由图10中的黑色圆所示的突起94，并且突起94与设置在换档轴40上的换档沟槽42接合。相应地，如果随着换档轴40旋转而与突起94接合的换档沟槽42的形状改变，则基于换档沟槽42的形状，换档叉36连同突起一起地移动。

在图10中所示的第三转换机构28c的结构并非基本上不同于如上所述的第一转换机构28a的结构，并且因此将不在这里描述。在以下说明中，附图标记42a被分配给第一转换机构28a的突起94在其中配合的换档沟槽42，并且附图标记42c被分配给第三转换机构28c的突起94在其中配合的换档沟槽42(见图10)。而且，附图标记50c被分配给构成第三转换机构28c的第一棘环，并且附图标记52c被分配给第二棘环，同时附图标记66c、68c、72c、76c分别地被分配给构成第三转换机构28c的第一接合齿至第四接合齿(见图10)。第一接合齿66c是本发明的第一接合齿的一个实例。第二接合齿68c是本发明的第二接合齿的一个实例。第三接合齿72c是本发明的第一接合齿的一个实例。第四接合齿76c是本发明的第二接合齿的一个实例。

在图10中，由箭头指示的纸张上的向上方向代表当车辆以第一速度档位1st向前行驶时的旋转方向。即，在向前行驶期间，输入齿轮30a、第二速度齿轮30b、第四速度齿轮30e和第一速度齿轮30f在图10的纸张上向上移动。在这方面，输入齿轮30a、第二速度齿轮30b、第四速度齿轮30e和第一速度齿轮30f以基于发动机12的旋转速度和为每一个档位机械地设定的速度比或者齿轮比γ的旋转速度旋转。更加具体地，与第一速度档位1st对应的第一速度齿轮30f的旋转速度最低，并且与高速档位对应的换档齿轮的旋转速度变得更高。在向前行驶期间，第一转换机构20a和第三转换机构28c也在图10的纸张上向上移动。第一转换机构28a和第三转换机构28c与输出轴22作为一个单元旋转。而且，倾斜面96被设置在从与第二速度齿轮30b相邻地定位的第二棘环52a朝向第二速度齿轮30b突出的第三接合齿72a上。类似地，倾斜面96被设置在从与第一速度齿轮30f相邻地定位的第二棘环52c朝向第一速度齿轮30f突出的第三接合齿72c上。

将描述在以图10中所示的第一速度档位1st行驶期间第一转换机构28a和第三转换机构28c的操作状态。在以第一速度档位1st行驶期间，配合在第一转换机构28a的沟槽34中的换档叉36基于换档沟槽42a移动到空档位置(N位置)。此时，第一转换机构28a的每一个接合齿不与输入齿轮30a的啮合齿70a和第二速度齿轮30b的啮合齿70b中的任何啮合齿啮合，并且第一转换机构28a相对于输入齿轮30a和第二速度齿轮30b旋转。即，利用第一转换机构28a和输出轴22的动力传递被中断。

在另一方面，关于第三转换机构28c，配合在沟槽34中的换档叉36基于换档沟槽42c的形状被移动到1st档位(1st位置)。此时，因为第一速度齿轮30f比第三转换机构28c的第二棘环52c更快地旋转，所以如在图10中所示第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f彼此啮合，并且动力能够在第三转换机构28c和第一速度齿轮30f之间传递。相应地，第一速度齿轮30f和输出轴22经由第三转换机构28c被联接，使得动力能够在其间传递，并且第一速度档位1st被建立。

图11A至图11F在从第一速度档位1st至第二速度档位2nd的换档的换档过渡期中按照时序次序示出第一转换机构28a和第三转换机构28c的操作状态。在该换档过渡期中，第一转换机构28a和第三转换机构28c按照图11A、图11B、…、图11F的次序操作。

图11A示出车辆以第一速度档位1st行驶的状态(即在换档开始之前)。这个状态与如上所述图10的状态完全相同，并且因此将不描述。

图11B示出在向第二速度档位2nd的升档开始时的操作状态。在第三转换机构28c中，在换档轴40旋转时，根据换档沟槽42c的形状的改变，换档叉36在离开第一速度齿轮30f的方向上(在纸张上向左)移动。此时，被换档叉36推动的第一棘环50c离开第二棘环52c地移动，并且偏压力F在第一棘环50c和第二棘环52c之间产生。在另一方面，动力保持在第二棘环52c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f之间传递。因此，由于在第三接合齿72c和啮合齿70f之间的摩擦，抵抗弹簧78的偏压力F地，第三接合齿72c和啮合齿70f保持彼此啮合式接合。相应地，第三转换机构28c的第一棘环50c和第二棘环52c被彼此分离。在图11B中，当第一棘环50c和第二棘环52c被彼此分离时，弹簧78看起来被延伸。然而，事实上，基于图4的结构，弹簧78被压缩。

图11C示出第一转换机构28a朝向第二速度齿轮30b移动从而形成第二速度档位2nd的状态。在换档轴40旋转时，与换档沟槽42a接合的换档叉36的突起的位置改变，并且第一转换机构28a被换档叉36推动，以朝向2nd速度齿轮30b移动。此时，第一棘环50a的第三接合齿72a和第二速度齿轮30b的啮合齿70b形成齿72a、70b能够彼此啮合的状态(在图11C的状态中，齿72a、70b还没有彼此啮合)。

图11D示出在第一转换机构28a中第一棘环50a的第三接合齿72a与第二速度齿轮30b的啮合齿70b啮合式接合的状态。在图11D中，第二速度齿轮30b的旋转速度高于第一转换机构28a的旋转速度；因此，一旦图11C的状态建立，第三接合齿72a和第二速度齿轮30b的啮合齿70b便迅速地形成啮合式接合。此时，第一转换机构28a的第三接合齿72a和第二速度齿轮30b的啮合齿70b彼此啮合，并且同时，第三转换机构28c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f彼此啮合，使得同时啮合状态被建立。

图11E示出在第三转换机构28c中第一棘环50c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f彼此脱离的状态。在图11D中，一旦第二速度齿轮30b的啮合齿70b与第一转换机构28a的第三接合齿72a啮合，输出轴22便以基于第二速度档位2nd的旋转速度旋转；因此，第三转换机构28c的第一棘环50c的旋转速度变得高于第一速度齿轮30f的旋转速度。相应地，第一棘环50c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f彼此脱离。

图11F示出第三转换机构28c的第二棘环52c被朝向第一棘环50c拉拽或者拉动的状态。在图11E中，在第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f彼此脱离时，由于在第三接合齿72c和啮合齿70f之间的摩擦引起的力被消除(由于摩擦引起的力变得小于偏压力F)；因此，在弹簧78的偏压力F下，第二棘环52c被朝向第一棘环50c拉拽。相应地，第三转换机构28c形成它不与啮合齿70a–70f中的任何啮合齿啮合的中立状态，并且向第二速度档位2nd的换档完成。第三接合齿72c设置有倾斜面96；因此，即使在弹簧78的偏压力F下的拉拽被延迟，啮合齿70f仍然与倾斜面96形成接触，并且第二棘环52c被倾斜面96推出，使得第三接合齿72c确实地从啮合齿70f脱离。因此，一旦第一转换机构28a的第三接合齿72a与第二速度齿轮30b的啮合齿70b形成啮合式接合，第三转换机构28c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f便迅速地彼此脱离；因此，防止了在换档期间的扭矩传递的中断。图11C至图11F的操作是在非常短的时间中执行的。

在这方面，偏压力F的大小被调节，使得如上所述的换档有利地得到执行。更加具体地，偏压力F的大小被设定成使得在第三接合齿72c与啮合齿70f啮合的情况下，在动力在第二棘环52c和第一速度齿轮30f之间传递的状态中，即使第一棘环50c离开第二棘环52c地移动，第二棘环52c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f仍然保持处于啮合式接合。此外，偏压力F的大小被设定成使得一旦动力停止在第二棘环52c和第一速度齿轮30f之间传递，第二棘环52c便被迅速地朝向第一棘环50c拉拽。因此，偏压力F的大小需要被最优地调节。然而，在第一实施例中，通过改变弹簧78的特性，或者调节预载荷Fpre，偏压力F能够被调节到最佳大小。虽然以上说明通过示例涉及从第一速度档位1st至第二速度档位2nd的升档，但是关于其它换档，基本操作不改变，这将不被描述。

接着，将描述在转换机构28的接合齿和换档齿轮的啮合齿70(当它们不被区分时，啮合齿70a–70f将简单地称作“啮合齿70”)之间的啮合式接合。以下，将通过示例描述在向第二速度档位2nd换档期间在第一转换机构28a的接合齿68a、72a和第二速度齿轮30b的啮合齿70b之间的啮合式接合。

图12A至图12E示出当变速器10换档到第二速度档位时在第一转换机构28a的第二接合齿68a和第三接合齿72a与第二速度齿轮30b的啮合齿70b之间的啮合过程的一个实例。在图12A–图12E中，在周向方向上周期地布置的第二接合齿68a、第三接合齿72a和啮合齿70b的一部分被展开在平面上，并且第二接合齿68a的仅仅一个齿、啮合齿70b的仅仅一个齿和第三接合齿72a的仅仅两个齿被示出。换档按照图12A至图12E的次序进行，并且图12E示出换档完成的状态，并且第三接合齿72a和啮合齿70b彼此啮合式接合。在图12A–图12E中，在纸张上指向右的箭头代表当车辆向前行驶时的旋转方向。在图12A–图12E中，当变速器10换档到第二速度档位2nd时，第二接合齿68a和第三接合齿72a朝向啮合齿70b在纸张上向上移动。

如在图12A中所示，第三接合齿72a和第二接合齿68a中的一个接合齿在周向方向上彼此相邻地定位，并且在向前行驶期间的旋转方向(纸张上的向右方向)上观察时，第二接合齿68a定位于与第二接合齿68a相邻的第三接合齿72a的前面。面对第二接合齿68a和第三接合齿72a的、啮合齿70b的端面98被设置成平坦面。而且，面对第三接合齿72a的啮合齿70b的、第二接合齿68a的端面100和第三接合齿72a的端面102也被设置成平坦面。当它们不与啮合齿70b接触时，端面100和端面102处于相同水平或者高度处。即，在第一棘环50a和第二棘环52a彼此相邻地定位的状态中，端面100和端面102被设定为处于相同平面上。相应地，当啮合齿70b与第二接合齿68a和第三接合齿72a中的至少一个接合齿形成接触时，啮合齿70b能够在于端面100、102上滑动的同时相对于第二接合齿68a和第三接合齿72a移动(旋转)。

如在图12B中所示，在周向方向测量时的啮合齿70b的端面98的长度H1被设定为大于在周向方向上彼此相邻地定位的第二接合齿68a和第三接合齿72a之间的距离H2。利用这种布置，防止了啮合齿70b由于设置在第三接合齿72a上的倾斜面96而落入设置在第二接合齿68a和第三接合齿72a之间的凹部104中。

将使用图12A至图12E逐步地描述当变速器10换档到第二速度档位2nd时的啮合过程。

图12A示出当换档开始时建立的状态，并且第一棘环50a和第二棘环52a朝向第二速度齿轮30b移动，使得每一个第三接合齿72a的端面102与对应的啮合齿70b的端面98形成接触。一旦第三接合齿72a的端面102和啮合齿70b的端面98彼此接触，第三接合齿72a便不能再进一步前进。而且，在驱动期间(在加速期间)，第二速度齿轮30b以比第二接合齿68a和第三接合齿72a更高的旋转速度旋转，使得如在图12B中所示，啮合齿70a相对于第三接合齿72a在纸张上向右移动，并且啮合齿70b的端面98与第二接合齿68a的端面100和第三接合齿72a的端面102两者形成接触。

在啮合齿70b相对于第三接合齿72a在纸张上进一步向右移动时，啮合齿70b和第三接合齿72a停止彼此接触，并且带入如在图12C中所示状态中。即，啮合齿70b与第二接合齿68a接触。这里，因为第二接合齿68a被布置成当弹簧78被压缩(弹性地变形)时能够相对于第三接合齿72a在纸张上向下移动。因此，如果第一棘环50a和第二棘环52a朝向第二速度齿轮30b进一步移动，则弹簧78被压缩，并且第二接合齿68a被啮合齿70b向内推动。作为结果，如在图12D中所示，啮合齿70b与第二棘环52a形成接触。因为啮合齿70b的旋转速度高于第二棘环52a的旋转速度，所以啮合齿70b和另一第三接合齿72a形成啮合式接合使得动力能够在其间传递。同时，一旦齿68a停止与啮合齿70b接触，第二接合齿68a便在弹簧78的偏压力F下返回初始位置。

利用以上布置，在换档之后，啮合齿70b能够在第二接合齿68a和第三接合齿72a之间移动。即，在换档之后，啮合齿70b能够在图12E的范围W1内移动。在另一方面，在换档过渡期中，第二接合齿68a被啮合齿70b推入，使得啮合齿70b能够在范围W2内移动。因此，在换档过渡期中，啮合齿70b能够在增大的范围W2内移动，这使得啮合齿70b更加易于与第三接合齿72a接合。而且，在换档之后，啮合齿70b能够在此之上移动的范围W1变窄，使得间隙减小。相应地，由于例如来自减速行驶的快速加速度，由啮合齿70b与第三接合齿72a的碰撞引起的冲击被减小。在驱动行驶期间，啮合齿70b与第三接合齿72a啮合。在从动行驶期间(诸如在减速行驶期间)，啮合齿70b与第二接合齿68a啮合。虽然以上说明通过示例涉及第一转换机构28a的第二接合齿68a和第三接合齿72a与第二速度齿轮30b的啮合齿70b，但是可以关于其它转换机构和其它换档齿轮的啮合齿类似地设置如上所述的结构，并且能够获得上述效果。

如上所述，根据第一实施例，弹簧78被设置用于将第一棘环50c和第二棘环52c朝向彼此偏压。因此，如果第一棘环50c离开第二棘环52c地移动，则弹簧78被压缩，使得偏压力F被在引起环52c更加靠近第一棘环50c的方向上施加到第二棘环52c。相应地，如果在第二棘环52c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f啮合式接合的状态中，在换档期间第一棘环50c离开第二棘环52c地移动，则偏压力F被施加到第二棘环52c；然后，如果由于在第二棘环52c的接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f之间的摩擦引起的力变得小于偏压力F，则由于偏压力F，第二棘环52c被朝向第一棘环50c拉拽，并且第二棘环52c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f迅速地彼此脱离。因此，由于由弹簧78产生的偏压力F，第二棘环52c的第三接合齿72c和第一速度齿轮30f的啮合齿70f确实地彼此脱离。

第二接合齿68a穿过设置在第二棘环52a中的通孔75。如果当第一棘环50a和第二棘环52a朝向第二速度齿轮30b移动时第二接合齿68a与第二速度齿轮30b的啮合齿70b碰撞，则弹簧78弹性地变形，从而减小由于碰撞引起的冲击。而且，即使在第一棘环50a和第二棘环52a的移动期间第二接合齿68a与啮合齿70b形成接触，第二接合齿68a仍然被啮合齿70b推开，以由此移动第二棘环52a，并且啮合齿70b和第三接合齿72a能够形成啮合式接合。此外，在啮合之后，借助于弹簧78，第二接合齿68a返回初始位置。相应地，每一个啮合齿70b能够在此之上移动(能够相对于接合齿旋转)的范围W1被限定在对应的第三接合齿72a和第二接合齿68a之间，并且啮合齿70b能够在此之上移动的距离比在换档过渡期期间齿70b能够在此之上移动的范围W2更短。因此，在啮合齿70b和接合齿68a、72a之间的在旋转方向上的间隙减小。

在第一棘环50(在下文中，当它们不被区分时，第一棘环50a和第一棘环50c将简单地称为“第一棘环50”)和第二棘环52(在下文中，当它们不被区分时，第二棘环52a和第二棘环52c将简单地称为“第二棘环52”)彼此相邻地定位的状态中，弹簧78预先弹性地变形。利用这种布置，即使在这些棘环50、52彼此相邻地定位的状态中，作为朝向彼此拉拽第一棘环50和第二棘环52的偏压力的预载荷Fpre仍然能够产生。通过调节预载荷Fpre，偏压力F的调节的宽度或者范围能够被扩大。

在向前行驶期间的旋转方向上观察时，第二接合齿68c定位于从与第一速度齿轮30f相邻的第二棘环52c朝向第一速度齿轮30f突出的第三接合齿72c的前面。因此，在驱动期间，啮合齿70f与第三接合齿72c形成啮合式接合。相应地，即使第一棘环50c离开第一速度齿轮30f地移动，在设置在第二棘环52c上的第三接合齿72c和啮合齿70f之间的啮合式接合仍然被维持。

接着，将描述本发明的第二实施例。在以下说明中，相同的附图标记被分配给与以上实施例和这个实施例公共的部分或者构件，并且这些部分或者构件将不被进一步描述。

与第一实施例的图5和图7对应的图13是作为本发明的第二实施例将第一棘环50a和第二棘环52a操作地联接的联接机构120的横截面视图。在第二实施例的联接机构120中，添加了将在以后描述的中间部件132和弹簧保持部件133。将描述联接机构120的结构。

联接机构120包括第一接合部件124、盖部件126、连接销128、柱形部件130、弹簧131、中间部件132、弹簧保持部件133和第二接合部件134。盖部件126被设置成带有底部的柱形形状，并且它的外周表面被配合在设置在第一棘环50a中并且在轴线C的方向上通过环50a延伸的通孔136中。柱形部件130被设置成带有底部的柱形形状，并且它的外周表面被配合在设置在第二棘环52a中并且在轴线C的方向上通过环52a延伸的通孔138中。柱形部件130被配合到位，使得它的带有底部的一个端部被接收在第一棘环50a的通孔136中。

第一接合部件124通过盖部件126的底部的中心延伸，并且部件124在轴线C的方向上的一个端部抵接在盖部件126的底部上，使得盖部件126被阻止了在轴线C的方向上朝向第二棘环52a移动。第一接合部件124在轴线C的方向上的另一端部被拧到连接销128的一端。因此，第一接合部件124被拧到连接销128在轴线C的方向上的一个端部，并且第二接合部件134被拧到连接销128在轴线C的方向上的另一端部。相应地，在轴线C的方向测量时的在第一接合部件124和第二接合部件134之间的距离是恒定的。

中间部件132被拧到柱形部件130的开口侧内周表面。中间部件132被设置成柱形形状，并且它的在轴线C的方向上的一个端部被拧到柱形部件130的开口侧内周表面。而且，中间部件132在轴线C的方向上的另一端部抵接在呈圆板形式的弹簧保持部件133上。呈圆板形式的弹簧保持部件133在轴线C的方向上被夹在弹簧131和中间部件132之间。

孔被设置在弹簧保持部件133的径向内侧上，并且第二接合部件134和连接销128通过该孔延伸。第二接合部件134设置有从它在轴线C的方向上的一个端部径向向外延伸的凸缘部134a，并且凸缘部134a的外周边部被可滑动地配合在中间部件132的内周表面中。因此，第二接合部件134被允许相对于中间部件132在轴线C的方向上移动。

弹簧131被插入并且介于柱形部件130的底部和弹簧保持部件133之间。将描述如上所述构造的联接机构120的操作和效果。在第二实施例的联接机构120中，中间部件132被拧到柱形部件130的位置(安装位置)被调节，使得在第一棘环50a和第二棘环52a彼此抵接接触的状态中，弹簧131能够被置于预压缩状态中。更加具体地，在图13中，通过在轴线C的方向上朝向第一接合部件124移动中间部件132的安装位置，弹簧131被压缩。因此，通过调节中间部件132的安装位置，预载荷Fpre能够被适当地调节。

而且，在联接机构120中，能够在行程量S从零至预定值D的范围内设定偏压力F是零的死区。更加具体地，间隙D被在轴线C的方向上设置在弹簧保持部件133和第二接合部件134的凸缘部134a之间。间隙D的值对应于偏压力F是零的行程量S的死区。即，间隙D对应于作为该死区的上限的预定值D。

将描述联接机构120的操作。在图13中，当第二棘环52a在轴线C的方向上离开第一棘环50a地移动时，柱形部件130和被拧到柱形部件130的中间部件132也离开第一棘环50a地移动。此时，弹簧131和弹簧保持部件133也与柱形部件130和中间部件132作为一个单元移动，使得弹簧131被保持在初始压缩状态(包括非压缩状态)中。

然后，如果第二棘环52a通过间隙D离开第一棘环50a地移动，则弹簧保持部件133抵接在第二接合部件134的凸缘部134a上。如果第二棘环52a进一步移动，则弹簧保持部件133和中间部件132停止彼此接触，并且弹簧131通过柱形部件130的底部和弹簧保持部件133(和凸缘部134a)并且在柱形部件130的底部和弹簧保持部件133(和凸缘部134a)之间被压缩。作为结果，弹簧131被压缩(或者被进一步压缩)，从而增大偏压力F。

图14示出在联接机构120中获得的、在行程量S和偏压力F之间的关系。如在图14中所示，当行程量S在零和D之间时，如由实线所示地，偏压力F是零。一旦行程量S超过预定值D，弹簧131便被压缩，并且偏压力F增大。也能够通过调节中间部件132的安装位置产生如由图14中的单点链线所示的预载荷Fpre，使得弹簧131被预先置于压缩状态中。

如上所述，同样根据第二实施例，能够获得基本与第一实施例的效果相同的效果。而且，在第二实施例中，行程量S从零至预定值D的的范围能够设定为偏压力F是零的死区，并且在行程量S和偏压力F之间的调节范围能够进一步扩大。

虽然已经基于绘图详细描述了第一实施例和第二实施例，但是本发明可以以其它形式应用。

虽然在以上实施例中转换机构28被设置在输出轴22上，但是转换机构28可以被设置在副轴20上。在另一实例中，转换机构28可以分别地被设置在副轴20和输出轴22上。

在以上实施例中，联接机构80、120被构造成使得当第一棘环50和第二棘环52在轴线C的方向上彼此离开地相对移动时，弹簧78、131被压缩。然而，联接机构可以被构造成使得当第一棘环50和第二棘环52彼此离开地相对地移动时，弹簧被拉动或者扩展。即，假如偏压力F被在用于朝向彼此拉拽第一棘环50和第二棘环52的这种方向上产生，则联接机构的结构不被特别地限制。

虽然如上所述在第一实施例中设置了在周向方向上布置的多个(例如九至十二个)联接机构80，但是构成相应的联接机构80的弹簧的特性可以是彼此不同的。例如，可以使用具有不同特性的三个类型的弹簧，并且不同的弹簧可以循环地定位，使得相同的弹簧被用于在周向方向上每隔两个的联接机构。而且，可以组合地使用第一实施例和第二实施例的联接机构80和联接机构120。通过使用不设定死区的联接机构80和设定死区的联接机构120的组合，能够进一步扩大相对于行程量S的偏压力F的调节范围。

虽然如上所述在第一实施例和第二实施例中离合器16被设置在曲轴24和输入轴18之间，但是可以在曲轴24和输入轴18之间设置扭矩转换器。

虽然在第一实施例和第二实施例中与啮合齿70啮合的接合齿被设置在第一棘环50和第二棘环52两者上，但是接合齿可以被设置在第一棘环50和第二棘环52中的一个棘环上。在第一实施例和第二实施例中，第一棘环50设置有穿过第二棘环52的通孔75的第二接合齿68(当它们不被区分时，第二接合齿68a和第二接合齿68c将简单地称作“第二接合齿68”)，并且第二棘环52设置有穿过第一棘环50的通孔74的第四接合齿76(当它们不被区分时，第四接合齿76a和第四接合齿76c将简单地称作“第四接合齿76”)。然而，可以不设置穿过棘环的接合齿。

应该理解，上述实施例只是实例，并且本发明可以基于本领域技术人员的知识以各种改变和/或改进体现。

Claims (12)

1.一种车辆变速器，其特征在于包括：

轴；

多个换档齿轮，所述多个换档齿轮被配合在所述轴上，使得所述换档齿轮能够相对于所述轴旋转；

转换机构，所述转换机构在所述轴的轴向方向上与所述换档齿轮相邻地定位，所述转换机构被构造成在所述换档齿轮中的选定的一个换档齿轮和所述轴作为一个单元旋转的状态和所述换档齿轮和所述轴彼此相对旋转的状态之间切换；和

换档机构，所述换档机构被构造成在所述轴的轴向方向上向所述转换机构施加力，

其中

(i)所述转换机构能够操作以改变所述车辆变速器的档位，

(ii)所述换档齿轮中的每一个换档齿轮均包括多个啮合齿，所述多个啮合齿设置在所述换档齿轮的在所述轴的轴向方向上面对所述转换机构的表面上，使得所述啮合齿从所述表面突出，

(iii)所述转换机构包括第一环和第二环，所述第一环被配合在所述轴上，使得所述第一环不能够相对于所述轴旋转，并且能够在所述轴的轴向方向上相对于所述轴移动，所述第二环被配合在所述轴上，使得所述第二环不能够相对于所述轴旋转，并且能够在所述轴的轴向方向上相对于所述轴移动，所述第一环和所述第二环中的至少一个环包括第一接合齿，所述第一接合齿与所述换档齿轮中的对应一个换档齿轮的所述啮合齿啮合，并且

(iv)所述转换机构进一步包括多个弹簧，所述弹簧被构造成将所述第一环和所述第二环朝向彼此偏压，并且所述弹簧被构造成当所述第一环和所述第二环在所述轴的轴向方向上彼此离开地移动时弹性地变形，

(v)所述第一环和所述第二环中的至少一个环包括第二接合齿，所述第二接合齿朝向所述第一环和所述第二环中的另一个环突出，

(vi)所述第二接合齿穿过设置在所述另一个环中的通孔，并且所述第二接合齿被布置成能够与所述换档齿轮中的面对所述另一个环的一个换档齿轮的所述啮合齿啮合，并且

(vii)当所述第一环和所述第二环朝向所述换档齿轮中的面对所述另一个环的所述一个换档齿轮移动并且所述第二接合齿与所述一个换档齿轮的所述啮合齿接触时，所述弹簧被构造成弹性地变形，然后所述第二接合齿被所述一个换档齿轮的所述啮合齿推开以由此移动所述另一个环，并且所述一个换档齿轮的所述啮合齿和所述另一个环的第一接合齿形成啮合式接合。

2.根据权利要求1所述的车辆变速器，其特征在于：

(viii)所述第二接合齿在周向方向上与所述第一接合齿相邻地定位，并且

(ix)在向前行驶期间的旋转方向上观察时，所述第二接合齿定位于所述第一接合齿的前面。

3.根据权利要求1或2所述的车辆变速器，其特征在于：

在所述第一环和所述第二环彼此相邻地定位的状态中，所述弹簧预先弹性地变形。

4.根据权利要求1或2所述的车辆变速器，其特征在于：

所述弹簧在所述第一环和所述第二环的周向方向上等角度地布置。

5.根据权利要求3所述的车辆变速器，其特征在于：

所述弹簧在所述第一环和所述第二环的周向方向上等角度地布置。

6.根据权利要求1或2所述的车辆变速器，其特征在于：

从所述第一环和所述第二环中的与所述换档齿轮相邻地定位的一个环朝向所述换档齿轮突出的所述第一接合齿设置有倾斜面。

7.根据权利要求3所述的车辆变速器，其特征在于：

从所述第一环和所述第二环中的与所述换档齿轮相邻地定位的一个环朝向所述换档齿轮突出的所述第一接合齿设置有倾斜面。

8.根据权利要求4所述的车辆变速器，其特征在于：

从所述第一环和所述第二环中的与所述换档齿轮相邻地定位的一个环朝向所述换档齿轮突出的所述第一接合齿设置有倾斜面。

9.根据权利要求1或2所述的车辆变速器，其特征在于：

在所述第一环和所述第二环中的一个环的所述第一接合齿与所述换档齿轮的所述啮合齿啮合的情况下，在动力在所述一个环和对应的换档齿轮之间传递的状态中，所述弹簧的偏压力的大小被设定成使得当另一个环离开所述一个环地移动时，在所述一个环的所述第一接合齿和所述换档齿轮中的对应一个换档齿轮的所述啮合齿之间的啮合式接合被维持。

10.根据权利要求3所述的车辆变速器，其特征在于：

在所述第一环和所述第二环中的一个环的所述第一接合齿与所述换档齿轮的所述啮合齿啮合的情况下，在动力在所述一个环和对应的换档齿轮之间传递的状态中，所述弹簧的偏压力的大小被设定成使得当另一个环离开所述一个环地移动时，在所述一个环的所述第一接合齿和所述换档齿轮中的对应一个换档齿轮的所述啮合齿之间的啮合式接合被维持。

11.根据权利要求4所述的车辆变速器，其特征在于：

在所述第一环和所述第二环中的一个环的所述第一接合齿与所述换档齿轮的所述啮合齿啮合的情况下，在动力在所述一个环和对应的换档齿轮之间传递的状态中，所述弹簧的偏压力的大小被设定成使得当另一个环离开所述一个环地移动时，在所述一个环的所述第一接合齿和所述换档齿轮中的对应一个换档齿轮的所述啮合齿之间的啮合式接合被维持。

12.根据权利要求6所述的车辆变速器，其特征在于：

在所述第一环和所述第二环中的一个环的所述第一接合齿与所述换档齿轮的所述啮合齿啮合的情况下，在动力在所述一个环和对应的换档齿轮之间传递的状态中，所述弹簧的偏压力的大小被设定成使得当另一个环离开所述一个环地移动时，在所述一个环的所述第一接合齿和所述换档齿轮中的对应一个换档齿轮的所述啮合齿之间的啮合式接合被维持。

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