CN114593204A - 换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换挡装置，其能够维持换挡拨叉与套筒之间的滑动部分的间隙，并且能够降低套筒相对于换挡拨叉的倾斜。在换挡套筒(4)的外周部，遍及圆周方向上的整体地形成有卡合槽(17)，在卡合槽(17)的槽底的一部分设置有切口部(21)，切口部(21)的槽底的第1直径(D1)小于切口部以外的部分的槽底的第2直径(D2)，换挡拨叉(9)具有覆盖槽底的外周侧的圆弧状部(16)，圆弧状部(16)的连结圆周方向上的两端部与圆弧的中心的线的打开角度大于180°，在两端部分别设置有与卡合槽(17)卡合的爪部(18)，爪部彼此的距离大于第1直径(D1)，小于第2直径(D2)。

Description

换挡装置

技术领域

本发明涉及在能够设定多个变速级或变速模式的动力传递装置中切换变速级或变速模式的换挡装置。

背景技术

在专利文献1中记载有变速器的同步装置，该变速器的同步装置具备：离合器从动盘毂，该离合器从动盘毂固定于输出轴；套筒，该套筒能在轴线方向上滑动自如地与离合器从动盘毂嵌合；以及换挡拨叉(也称为换挡臂)，该换挡拨叉与形成于该套筒的外周面的周槽嵌合。在换挡拨叉的前端部设有爪部，该爪部与套筒的周槽嵌合。并且，在换挡拨叉的爪部的前端部形成有用于向爪部与套筒的周槽之间的滑动部分供给润滑油的前端变细的形状的引导面。

另外，在专利文献2中记载有以提高上述的换挡拨叉与套筒之间的滑动部分的耐磨损性及润滑性的方式构成的换挡拨叉的结构。具体而言，该专利文献2所记载的换挡拨叉以如下方式构成：在半圆弧状的换挡拨叉的两端具备第1衬垫部和设置于该两端的第1衬垫部彼此之间的第2衬垫部，在第2衬垫部与第1衬垫部中，第1衬垫部的轴线方向上的宽度大。即，第2衬垫部与套筒的周槽之间的间隙比第1衬垫部与套筒的周槽之间的间隙大。由此，被齿轮搅起而飞散的润滑油容易进入第2衬垫部与套筒的周槽之间的间隙，并且，流入第2衬垫部并从第2衬垫部流到第1衬垫部的润滑油难以从第1衬垫部向外部流出。

此外，专利文献3记载了一种换挡装置，其构成为减小换挡拨叉和凸轮槽(换挡槽)之间的轴线方向上的松动。具体而言，该专利文献3所记载的换挡装置具备凸轮从动件以及推压构件(例如弹簧)，所述凸轮从动件与换挡拨叉连结且与凸轮槽嵌合，所述推压构件将凸轮从动件推压于该凸轮槽的两侧面中的某一方的壁面，通过该弹簧将凸轮从动件推压于壁面，由此能够减小松动，并且能够缩短作为装置整体的轴长。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-009217号公报

专利文献2：日本特开2016-070371号公报

专利文献3：日本特开2020-118294号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述专利文献1和专利文献2所记载的换挡拨叉中，换挡拨叉的爪部与套筒的周槽嵌合，通过使换挡拨叉在轴线方向上位移，套筒在轴线方向上移动。套筒由于输出轴的旋转而旋转，因此，相对于换挡拨叉相对旋转。在该状态下，若套筒与换挡拨叉成为一体而在轴线方向上移动，则换挡拨叉的爪部与周槽(周槽的侧面)滑动。因此，在专利文献1所记载的装置中，为了防止该滑动部分的磨损和烧结，在爪部的前端部形成有引导面，该引导面用于将从贮油器搅起而飞散的润滑油供给到所述滑动部分。另一方面，在换挡拨叉的爪部与套筒的周槽之间的滑动部分存在间隙(松动)，该间隙使两者能够进行相对运动，且为了供给润滑油该间隙是不可避免的。因此，套筒相对于换挡拨叉产生与该间隙相应的相对倾斜。如上所述，换挡拨叉的爪部嵌合于套筒的周槽，换言之，套筒的姿势由爪部支承(或者保持)。因此，若套筒相对于换挡拨叉倾斜，则在使换挡拨叉在轴线方向上位移时，套筒有可能卡挂于花键部等而无法在轴线方向上平滑地移动，进而有时无法执行顺畅的变速。另外，如果增大换挡拨叉的爪部的轴线方向上的宽度，则能够降低套筒与换挡拨叉的相对倾斜，但在这样的情况下，上述的间隙变小，滑动部分的润滑性降低。

本发明是着眼于上述技术课题而做出的，其目的在于提供一种换挡装置，能够维持换挡拨叉与套筒之间的滑动部分的间隙，并且能够降低套筒相对于换挡拨叉的倾斜。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明为一种换挡装置，以能够相对于旋转轴在所述旋转轴的轴线方向上移动的方式设置有与所述旋转轴一起旋转的换挡套筒，以相对于所述换挡套筒在轴线方向上成为一体且能够在旋转方向上相对旋转地设置有使所述换挡套筒在所述轴线方向上移动的换挡拨叉，所述换挡装置的特征在于，在所述换挡套筒的外周部，遍及圆周方向上的整体地形成有卡合槽，在所述卡合槽的槽底的一部分设置有切口部，所述切口部的所述槽底的第1直径小于所述切口部以外的部分的槽底的第2直径，所述换挡拨叉具有覆盖所述槽底的外周侧的圆弧状部，所述圆弧状部的连结圆周方向上的两端部与圆弧的中心的线的打开角度大于180度，在所述两端部分别设置有爪部，所述爪部进入所述卡合槽并在所述轴线方向上与所述卡合槽卡合，所述爪部彼此的距离大于所述切口部的所述第1直径且小于所述切口部以外的部分的所述第2直径。

另外，在本发明中，也可以是，所述爪部在所述圆周方向上跨过所述旋转中心而形成。

另外，在本发明中，也可以是，所述爪部构成为：具有在半径方向上嵌合于所述卡合槽的规定的厚度，所述爪部中连结所述半径方向的内周侧的端部彼此的线段的长度比所述切口部的弦的长度长。

并且，在本发明中，也可以是，所述换挡拨叉在所述两端的爪部彼此之间还具有其他爪部。

发明的效果

根据本发明的换挡装置，构成为如下结构：换挡拨叉的两端的爪部与形成于换挡套筒的外周面的卡合槽卡合(或嵌合)，其两端的爪部彼此的距离比换挡套筒的槽底的直径短。具体来说，在换挡套筒的外周部，遍及圆周方向上的整体地形成有卡合槽，在该卡合槽的槽底的一部分设置有切口部，切口部处的槽底的第1直径小于切口部以外的部分的槽底的第2直径。另外，换挡拨叉具有覆盖槽底的外周侧的圆弧状部，该圆弧状部的连结圆周方向上的两端部与圆弧的中心的线的打开角度大于180度，且在两端部分别设置有与卡合槽卡合的爪部。而且，爪部彼此的距离构成为大于切口部处的第1直径且小于切口部以外的部分的第2直径。即，构成为与以往已知的换挡拨叉那样两端的爪部大致位于直径位置的结构相比，两端的爪部在圆周方向上长，且位于比该直径位置靠内周侧的位置。因此，换挡套筒和换挡拨叉的相对倾斜(tanθ)变小，其结果是，在使换挡套筒在轴线方向上移动时，能够抑制发生花键卡挂等而产生无法平滑地换挡等不利情况。另外，由于能够抑制这样无法平滑地换挡的情况，因此能够实现顺畅的变速。

此外，根据本发明，如上所述，爪部彼此的距离构成为大于切口部处的第1直径且小于切口部以外的部分的第2直径。因此，在由一体件构成换挡拨叉时，即使在如上述那样使换挡拨叉的两端部的爪部在圆周方向上长的情况下，也能够组装换挡拨叉和换挡套筒。

此外，根据本发明，上述切口部的弦的长度比将爪部的内周侧的端部彼此连结的线段的长度短。由此，能够避免换挡拨叉的爪部进入该切口部或者切口部的端部与爪部抵接。即，通过形成这样的长度关系，换挡拨叉和爪部始终被限制于换挡套筒的圆筒部，爪部不进入切口部。因此，在换挡套筒相对于换挡拨叉相对旋转时，能够避免或抑制爪部与切口部碰撞而产生异响、振动或磨损等。

附图说明

图1是示意性地表示能够应用本发明的实施方式中的换挡装置的车辆的动力传递装置的一例的图。

图2是用于说明本发明的实施方式的换挡装置的立体图。

图3是用于说明换挡套筒的卡合槽的图。

图4是用于对本发明的实施方式与现有例进行比较说明的图，(a)表示现有例，(b)表示本发明的实施方式。

图5是用于说明换挡套筒和换挡拨叉的图，特别是爪部和卡合槽的卡合部分的放大图。

图6是用于说明换挡拨叉和换挡套筒的组装的图。

图7是用于说明本发明的其他实施方式的图，特别是用于比较说明支承点为两个的情况下的第2实施方式和现有例的图，(a)表示现有例，(b)表示第2实施方式。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。另外，以下所示的实施方式只不过是将本发明具体化的情况的一例，并不限定本发明。

图1是示意性地表示能够应用本发明的实施方式的换挡装置的动力传递装置的一例的图。在图1所示的例子中，至少具备汽油发动机等内燃机1作为驱动力源，且在其输出侧设置有自动变速器2。内燃机(以下记为发动机)1是与以往已知的车辆用的发动机同样的结构，通过踏下加速踏板(未图示)等加速操作，吸入空气量、燃料喷射量增大，输出成为与该加速操作相应的值。作为一例，自动变速器2是有级式的自动变速器2，在图1所示的例子中，构成为能够设定多个齿轮级，并且这些齿轮级基于要求驱动力和车速来设定，所述要求驱动力基于加速踏板的踏下量来决定。自动变速器2的输出轴3与作为最终减速器的差动齿轮(differential gear)连结，从该差动齿轮向左右的驱动轮(分别未图示)传递转矩。

在自动变速器2设置有用于切换齿轮级的换挡套筒4。换挡套筒4构成为，通过在旋转轴5的旋转中心轴线方向(以下简记为轴线方向。)移动来设定规定的齿轮级。在图1所示的例子中，自动变速器2由啮合式的变速器构成，在旋转轴5上能够旋转地安装有规定的多个变速齿轮(第1齿轮6及第2齿轮7)。在第1齿轮6和第2齿轮7之间，设置有上述换挡套筒4，该换挡套筒4经由花键8以能够在轴线方向上滑动的方式安装。另外，在换挡套筒4卡合有换挡拨叉9，该换挡拨叉9构成为，通过促动器10的推压力而能够与换挡套筒4一起在轴线方向上移动。另外，在图1所示的例子中，换挡套筒4处于与任一齿轮均不啮合的空挡(neutral)状态。

另外，第1齿轮6由驱动齿轮6a和从动齿轮6b构成，并且在驱动齿轮6a形成有与换挡套筒4的花键齿(内周齿)11啮合的花键齿(外周齿)12。即，若换挡套筒4与第1齿轮6同步旋转，则成为形成于换挡套筒4的内周面的花键齿11与形成于第1齿轮6的花键齿12能够啮合的状态，若在该状态下换挡套筒4在轴线方向(纸面左侧)移动，则换挡套筒4的花键齿11与第1齿轮6的花键齿12啮合，换挡套筒4与第1齿轮6卡合。

同样，第2齿轮7由驱动齿轮7a和从动齿轮7b构成，并且在驱动齿轮7a形成有与换挡套筒4的花键齿11啮合的花键齿13。即，若换挡套筒4与第2齿轮7同步旋转，则成为形成于换挡套筒4的内周面的花键齿11与形成于第2齿轮7的花键齿13能够啮合的状态，若在该状态下换挡套筒4在轴线方向(纸面右侧)移动，则换挡套筒4的花键齿11与第2齿轮7的花键齿13啮合，换挡套筒4与第2齿轮7卡合。

在此，对包括上述换挡套筒4和换挡拨叉9的换挡装置14进行更详细的说明。图2是表示该换挡装置14的立体图，在此所示的换挡装置14由拨叉轴15、与拨叉轴15连结的换挡拨叉9、以及与换挡拨叉9卡合(或者嵌合)的换挡套筒4构成。

在拨叉轴15的一端连结有作为推压构件的上述的促动器10，在拨叉轴15的另一端连结有换挡拨叉9。换挡拨叉9与以往已知的换挡拨叉同样地，呈双叉状的大致半圆形状(或C字状、U字状)，具有覆盖形成于换挡套筒4的外周面的卡合槽17的外周侧的圆弧状部16，在该圆弧状部16的圆周方向的至少两端部形成有爪部18。另外，如后述的图5所示，在两端部的爪部18彼此的中间部分也同样形成有嵌合于卡合槽17的爪部18，这三个爪部18以等分角度(在圆周方向上为等间隔)配置。这些爪部18与换挡套筒4的卡合槽17卡合，换挡拨叉9构成为相对于换挡套筒4在旋转方向上相对旋转，并在轴线方向上一体移动。

另外，换挡拨叉9如上所述与换挡套筒4卡合，更具体来说，换挡拨叉9的各爪部18与形成于换挡套筒4的外周面的圆环状的卡合槽17卡合。另外，卡合槽17如图3(图2的虚线所包围的部分的放大图)所示，在轴线方向的两侧面形成有滑动面19，所述滑动面19在换挡套筒4在轴线方向上移动时与换挡拨叉9的爪部18滑动接触。另外，由于如上述那样换挡拨叉9的爪部18与套筒的卡合槽17滑动，因此这两者的相对运动成为可能，并且形成有用于向滑动面19供给润滑油的不可避免的间隙(松动)20。另外，润滑油例如从贮油器被搅起而被供给到上述间隙20。

这样构成的换挡装置14通过促动器10在轴线方向上推压拨叉轴15，由此，换挡拨叉9和换挡套筒4在轴线方向上移动，换挡套筒4与第1齿轮6或第2齿轮7卡合。另一方面，由于在换挡拨叉9的爪部18与换挡套筒4的卡合槽17的滑动部分存在间隙20，所以有时换挡套筒4相对于换挡拨叉9产生与上述间隙20相应的相对倾斜，进而无法在轴线方向上平滑地移动。因此，在本发明的实施方式中，构成为抑制这样的换挡套筒4相对于换挡拨叉9的倾斜。

具体来说，与上述专利文献1、专利文献2所记载的以往的换挡拨叉相比，构成为增大换挡拨叉9的爪部18在圆周方向上的长度。图4是比较本发明的实施方式和现有例的例子，在图4的(b)的本发明的实施方式中，与图4的(a)的现有例相比，爪部18的长度在圆周方向上变长，换挡拨叉9的两端部的爪部18的卡合位置在圆周方向上跨过旋转中心O而变深。现有例所示的换挡拨叉9构成为以换挡套筒4的直径(或大致直径)为两端支承换挡套筒4，与此相对，在本发明的实施方式中，两端部的爪部18的卡合位置在圆周方向上跨过旋转中心O而延伸到与换挡拨叉9的主体部相反的一侧。即，换挡套筒4的圆弧状部16构成为，连结圆周方向上的两端部和圆弧的中心(即旋转中心O)的线的打开角度大于180度。因此，在本发明的实施方式中，与现有例相比，进一步利用换挡拨叉9覆盖套筒并进行支承。另外，在图中，现有例的各构件的附图标记在与本发明的实施方式同样的附图标记上附加“’”来表示。

另外，由于处于这样的卡合位置，因此在假定为与现有例相同直径的换挡拨叉9的情况下，换挡拨叉9的圆周方向的长度比以往长，即，换挡拨叉9的圆周方向的长度比换挡套筒4的半圆长度长。另外，在换挡拨叉9的圆周方向的中间部分形成的爪部18的位置在现有例和本发明的实施方式中是相同的位置，因此，在以该中间部分的爪部18为支点的情况下，与现有例相比，本发明的实施方式中到两端部的爪部18的距离长。

另外，如上所述，通过使两端部的爪部18在圆周方向上变长，爪部18的前端位于半径方向内侧，因此两端部的爪部18彼此的距离比换挡套筒4的直径短。在这样的情况下，在将换挡套筒4组装于换挡拨叉9的内周侧时，在换挡拨叉9为一体件的情况下，有时无法将换挡套筒4组装于换挡拨叉9。因此，在本发明的实施方式中，如图5所示，形成有将换挡套筒4的槽底的一部分切掉的切口部21。

如上所述，由于切口部21是用于换挡拨叉9和换挡套筒4的组装的结构，因此包含切口部21的槽底的直径D1比换挡拨叉9的两端部的爪部彼此的距离(用直线连结两端的爪部18的最短距离)L短。另外，包含切口部21的槽底的直径D1是指通过至少一个切口部21上的点和旋转中心O的圆的直径。即，包含切口部21的直径(以下记为切口直径)D1、不包含切口部21的切口部以外的部分的槽底的直径(以下记为套筒槽底一般直径)D2、以及换挡拨叉9的两端部的爪部间距离(以下记为拨叉爪部间距离)L的关系为，按切口直径D1、拨叉爪部18间距离L、套筒槽底一般直径D2的顺序依次变长。另外，换挡拨叉9的爪部18的直径D3比套筒槽底一般直径D2长。即，若用记号表示它们的直径、距离的关系，则D1＜L＜D2＜D3。另外，切口直径D1相当于本发明的实施方式中的“第1直径”，套筒槽底一般直径D2相当于本发明的实施方式中的“第2直径”。

另外，将爪部18的内周侧的端部彼此连结的线段的长度L1构成为比切口部21的弦的长度(形成有切口部的端部彼此的线段的长度)L2长。这是为了避免如下情况：由于在换挡套筒4形成切口部21，换挡拨叉9的爪部18进入该切口部21，或者，切口部21的端部与爪部18抵接。这样，由于连结爪部18的端部彼此的线段的长度L1比切口部21的弦的长度L2长，换挡拨叉9及爪部18始终被限制于换挡套筒4的圆筒部，因此，爪部18不进入切口部21。即，构成为在换挡套筒4相对于换挡拨叉9相对旋转时，避免爪部18与切口部21碰撞而产生异响或振动等。

接着，对本发明的实施方式的作用进行说明。如上所述，在本发明的实施方式中，构成为换挡拨叉9的爪部18的长度在圆周方向上长，且两端部的爪部18的前端位置位于比换挡套筒4的直径位置靠内周侧的位置。更具体来说，在换挡套筒4的外周部，遍及圆周方向的整体地形成卡合槽17，在该卡合槽17的槽底的一部分设置切口部21，切口部21的槽底的直径D1小于切口部19以外的部分的槽底一般直径D2。另外，换挡拨叉9具有覆盖槽底的外周侧的圆弧状部16，该圆弧状部16的连结圆周方向上的两端部与圆弧的中心O的线的打开角度大于180度，且在圆弧状部16的两端部分别设置有与卡合槽17卡合的爪部18。而且，爪部彼此的距离L构成为大于切口部21的直径D1，且小于切口部以外的部分的直径D2。即，与图4的现有例相比，换挡拨叉9的两端部的爪部18在更深的位置与换挡套筒4卡合。因此，与上述的现有例相比，换挡套筒4相对于换挡拨叉9的倾斜变小。即，换挡拨叉9和换挡套筒4的相对倾斜(tanθ)变小。因此，在通过促动器10的推压力使换挡套筒4在轴线方向上移动时，能够抑制发生花键部卡挂(或卡阻)等而产生无法平滑地进行换挡等不利情况。

另外，在本发明的实施方式中，构成为在换挡拨叉9的两端部和其两端部的中间部分形成爪部18，通过三点支承换挡套筒4。另外，这些爪部18的三点以等分角度被支承(即，在连结三点的情况下成为图4所示的正三角形)。因此，与现有例那样不以等分角度支承三点的情况相比，平衡良好，即，能够以稳定的姿势支承换挡套筒4。

另外，在本发明的实施方式中，在换挡套筒4形成有将该换挡套筒4的槽底的一部分切掉的切口部21，包含该切口部21的直径D1构成为比两端部的拨叉爪部间距离L短。因此，即使在如上所述的使换挡拨叉9的爪部18的前端在圆周方向上长的情况下，也能够如图6所示，通过将爪部18与切口部21组合并进行组装，来将换挡拨叉9和换挡套筒4进行组装。

此外，上述的切口部21的弦的长度L2比将爪部18的内周侧的端部彼此连结的线段的长度L1短。由此，能够避免换挡拨叉9的爪部18进入该切口部21或者切口部21的端部与爪部18抵接。即，通过形成这样的长度关系，换挡拨叉9及爪部18始终被限制于换挡套筒4的圆筒部，爪部18不进入切口部21。因此，在换挡套筒4相对于换挡拨叉9相对旋转时，能够避免或抑制爪部18与切口部21碰撞而产生异响、振动或磨损等。

另外，如上所述，由于能够使换挡套筒4在轴线方向上平滑地移动，因此能够避免例如为了减小花键对的相对角度而增加花键的轴线方向的长度，进而也能够避免搭载有自动变速器2的动力传递装置整体的轴长增大。另外，由于能够使换挡套筒4在轴线方向上平滑地移动，因此能够抑制花键对相对倾斜而花键彼此的接触荷载变大的情况，所以，不需要以接触荷载增大为主要原因而提高耐磨损性以及不需要为了实现平滑的移动而降低摩擦系数等的表面硬化处理等追加处理，因此能够实现低成本化。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的例子，也可以在实现本发明的目的的范围内进行适当变更。在上述的例子中，爪部18形成在换挡拨叉9的两端部和该两端部的中间部分这三个部位，但是该爪部18只要至少形成在换挡拨叉9的两端部即可。图7的(b)是将爪部18仅形成于换挡拨叉9的两端部的情况的例子(第2实施方式)，与上述的例子同样地，构成为使爪部18的圆周方向的长度比图7的(a)的现有例长。由此，换挡套筒4的倾斜(tanθ)比以往小。另外，通过使换挡套筒4的倾斜变小，能够起到与上述例子同样的效果。即，使换挡套筒4在轴线方向上移动时，能够抑制发生花键卡挂等不利情况。另外，在图中，现有例的各构件的附图标记在与本发明的实施方式同样的附图标记上附加“’”来表示。另外，除了形成有两个爪部18这一点以外，与上述的例子相同，因此省略其他的详细说明。

另外，在上述实施方式中，虽然换挡套筒4的切口部21形成有两个，但切口部21是为了能够进行换挡套筒4和换挡拨叉9的组装的结构，因此至少形成一个即可。

附图标记说明

4换挡套筒

5旋转轴

9换挡拨叉

14换挡装置

16圆弧状部

17卡合槽

18爪部

21切口部

D1包含切口部的直径

D2套筒槽底一般直径

L爪部间距离

L1连结爪部的端部彼此的线段的长度

L2切口部的弦的长度

O旋转中心

Claims (4)

1.一种换挡装置，以能够相对于旋转轴在所述旋转轴的轴线方向上移动的方式设置有与所述旋转轴一起旋转的换挡套筒，以相对于所述换挡套筒在轴线方向上成为一体且能够在旋转方向上相对旋转地设置有使所述换挡套筒在所述轴线方向上移动的换挡拨叉，其特征在于，

在所述换挡套筒的外周部，遍及圆周方向上的整体地形成有卡合槽，

在所述卡合槽的槽底的一部分设置有切口部，所述切口部处的所述槽底的第1直径小于所述切口部以外的部分的槽底的第2直径，

所述换挡拨叉具有覆盖所述槽底的外周侧的圆弧状部，

所述圆弧状部的连结圆周方向上的两端部与圆弧的中心的线的打开角度大于180度，

在所述两端部分别设置有爪部，所述爪部进入所述卡合槽，并在所述轴线方向上与所述卡合槽卡合，

所述爪部彼此的距离大于所述切口部处的所述第1直径且小于所述切口部以外的部分的所述第2直径。

2.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于，

所述爪部在所述圆周方向上跨过所述旋转中心而形成。

3.根据权利要求1或2所述的换挡装置，其特征在于，

所述爪部具有在半径方向上嵌入所述卡合槽的规定的厚度，

所述爪部中连结所述半径方向的内周侧的端部彼此的线段的长度比所述切口部的弦的长度长。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的换挡装置，其特征在于，

所述换挡拨叉在所述两端的爪部彼此之间还具有其他爪部。

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