CN105849442B - 变速器的同步装置 - Google Patents

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Abstract

拨叉轴(151‑1、151‑2)的中间部(151‑1c、151‑2c)的截面(A3)形成为椭圆形，该椭圆形的长轴方向是刚度高的第1方向(S1)，椭圆形的短轴方向是刚度低的第2方向(S2)。并且，配置成第1方向(S1)为沿着连结第1载荷作用点(P1)和第2载荷作用点(P2)的直线(L3)的方向，该第1载荷作用点(P1)是驱动部件(121)与接合部(131a)接合而产生的载荷(F1)所作用的作用点，该第2载荷作用点(P2)是拨叉部(141)驱动套筒(191)的载荷(F2)所作用的作用点。

Description

变速器的同步装置
技术领域
本发明涉及一种变速器的同步装置，其具备使旋转轴与齿轮的旋转同步的套筒和使该套筒滑动的换档拨叉。
背景技术
以往，例如如专利文献1所示，除了手动变速器(MT)之外，AMT(Automatic ManualTransmission)、双离合变速器等各种变速器具有多级变速齿轮组，通过驾驶员对换档杆的操作或致动器机构的驱动来切换变速档，使各档的齿轮啮合。由此，构成为通过根据行驶条件转换并输出发动机的动力来驱动车轮。在这样的变速器中具有同步装置(同步啮合机构)，其作为当随着齿轮的啮合状态的切换而变速时用于减小同步载荷(换档操作载荷)以迅速且容易地进行变速操作的机构。
上述那样的同步装置具备：轮毂，其固定设置在旋转轴上；齿轮，其以相对旋转自如的方式配置在旋转轴上；套筒(同步套筒)，其能够在旋转轴的轴向上滑动，通过与轮毂和齿轮接合来使旋转轴与齿轮的旋转同步；换档拨叉，其用于使套筒沿轴向滑动；以及换档拨叉轴，其安装有换档拨叉。并且，构成为：使用换档拨叉使套筒随着换档拨叉轴的轴向移动而沿轴向滑动，由此形成规定的变速档。
但是，在上述那样的同步装置的换档拨叉中，如果拨叉轴的刚度(针对载荷的弯曲刚度)低，则载荷所导致的拨叉轴的变形变大，从而可能使得变速档的切换发生延迟而导致响应性降低。尤其，由于高性能的跑车要求加速性能等高的驱动性能，因此要求变速档迅速切换。因此根据车辆侧的功能性要求，拨叉轴必须有高刚度。
但是，作为用于使拨叉轴具有高刚度的方法，如果使拨叉轴增厚，则会引起拨叉轴及换档拨叉的重量增加。当拨叉轴及换档拨叉的重量增加时，会阻碍拨叉轴及换档拨叉顺畅地动作，切换变速档的响应性变差。基于这样的理由，课题在于使拨叉轴及换档拨叉兼顾高刚度化和轻量化。
另外，在专利文献2所记载的现有技术中，为了减小换档拨叉的左右不平衡导致的偏力和因其引起的磨损，使拨叉轴的截面具有各向异性。即，在换档拨叉的臂部的长度左右各异的情况下，使拨叉轴的截面的刚度具有各向异性，以使沿刚度最强的方向延伸的中心线与长臂部的爪之间的距离比与短臂部的爪之间的距离短，从而改善刚度的平衡。
但是，专利文献2所记载的技术的目的在于调整换档拨叉的平衡，并未考虑拨叉轴本身的刚度的提高及轻量化。根据专利文献2的技术，即使换档拨叉不产生偏磨损等，如果拨叉轴本身的刚度低，则依然可能由于载荷所导致的拨叉轴的变形大，而使得变速档的切换发生延迟从而导致响应性下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-181612号公报
专利文献2：国际公开WO 2012/153541号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种变速器的同步装置，其能够以简单且廉价的结构兼顾拨叉轴及换档拨叉的轻量化与高刚度化。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的本发明是一种变速器的同步装置，其包括：旋转轴(SS)；轮毂(92)，其固定设置在旋转轴(SS)上；齿轮(42)，其以相对旋转自如的方式配置在旋转轴(SS)上；套筒(191)，其能够在旋转轴(SS)的轴向上滑动，通过与轮毂(92)和齿轮(42)接合，使旋转轴(SS)与齿轮(42)的旋转同步；以及换档拨叉(131)，其使套筒(191)滑动，所述变速器的同步装置的特征在于，换档拨叉(131)具备：接合部(131a)，其与用于驱动该换档拨叉(131)的驱动部件(121)接合；拨叉部(141)，其与套筒(191)的外周接合；以及基部(161)，其具有嵌装拨叉轴(151)的嵌装部(161-1、161-2)，拨叉轴(151)的至少一部分的截面(A3)具有在与拨叉轴(151)的轴线垂直的平面(H)内拨叉轴(151)的刚度高的第1方向(S1)和在平面(H)内刚度比第1方向(S1)低的第2方向(S2)，拨叉轴(151)被配置成使得第1方向(S1)成为沿着连结第1载荷作用点(P1)与第2载荷作用点(P2)的直线(L3)的方向，第1载荷作用点(P1)是驱动部件(121)与接合部(131a)接合而产生的载荷(F1)所作用的作用点，第2载荷作用点(P2)是拨叉部(141)驱动套筒(191)的载荷(F2)所作用的作用点。
根据本发明的变速器的同步装置，构成为：拨叉轴的至少一部分的截面具有在与拨叉轴的轴线垂直的平面内该拨叉轴的刚度高的第1方向和在该平面内刚度比第1方向低的第2方向。在此基础上，换档拨叉被配置成使得刚度高的第1方向与沿着连结上述第1载荷作用点和第2载荷作用点的直线的方向一致，由此能够使使用换档拨叉驱动套筒的挂档时的载荷的方向与拨叉轴的刚度高的方向一致。由此，能够在确保换档拨叉轻量化的同时减小拨叉轴的载荷导致的变形。因此，能够迅速完成由换档拨叉伴随挂档动作而实现的变速档的切换，从而能够实现切换变速档的响应性(应答性)的提高。
并且，在上述的变速器的同步装置中，第1方向(S1)可以是在上述平面(H)内拨叉轴(151)的刚度最高的方向。根据该结构，能够使拨叉轴的刚度最高的方向与施加在拨叉轴上的载荷的方向对应，因此能够更有效地抑制载荷导致的拨叉轴的变形。
并且，在上述的变速器的同步装置中，拨叉轴(151)的截面(A3)可以是长轴的轴向与第1方向(S1)一致的椭圆形。据此，能够以简单且廉价的结构确保拨叉轴的刚度。而且，只需使具有圆形截面的拨叉轴的一部分沿径向压缩变形而成为椭圆形，即可得到刚度的各向异性。因此，能够有助于拨叉轴的制造工序的简易化和低成本化。
此外，在上述的变速器的同步装置中，可以是：拨叉轴(151-1、151-2)具有圆形的其他截面(A1)，该其他截面(A1)是拨叉轴(151)上的嵌装于嵌装部(161-1、161-2)的部分(151-1a、151-2a)的截面。
并且，在上述的变速器的同步装置中，可以是：拨叉轴(151-1、151-2)具备嵌装于嵌装部(161-1、161-2)中的一个端部(151-1a、151-2a)、被支承为能够在轴向上滑动的另一个端部(151-1b、151-2b)、以及一个端部(151-1a、151-2a)与另一个端部(151-1b、151-2b)之间的中间部(151-1c、151-2c)，中间部(151-1c、151-2c)的截面(A3)是椭圆形的截面，一个端部(151-1a、151-2a)的截面(A1)是圆形截面。
根据该结构，拨叉轴上的嵌装于嵌装部的部分的截面能够不使具有圆形截面的拨叉轴变形而保持既往的形状(原来的形状)，因此通过仅使拨叉轴的一部分变形，可得到刚度的各向异性。并且，由于能够通过使整个截面为圆形的以往结构的拨叉轴的一部分变形来构成本申请的拨叉轴，因此能够沿用以往的拨叉轴。因此，能够将拨叉轴及换档拨叉的制造成本抑制得较低。
并且，在上述的同步装置中，拨叉轴(151-1、151-2)可以形成为中空的筒状。根据该结构，通过使拨叉轴形成为中空的筒状，能够确保针对载荷的刚度并实现轻量化。
并且，在上述的同步装置中，可以是：嵌装部(161-1、161-2)分别设置在基部(161)的轴向两侧的端部，拨叉轴(151)被分割成嵌装于各个嵌装部(161-1、161-2)中的两根拨叉轴(151-1、151-2)。
根据该结构，拨叉轴被分割成分别嵌装于基部的两侧的嵌装部中的两根拨叉轴，由此成为省略了拨叉轴的贯穿基部的那一部分的结构，相应地能够实现换档拨叉的轻量化。
此外，拨叉轴的椭圆形的截面部分的长轴方向的直径尺寸扩大，因此不能像以往结构那样使一根拨叉轴贯穿基部来组装换档拨叉。因此，像上述结构那样，在基部的两端分别设置嵌装拨叉轴的嵌装部，使分割开的拨叉轴上的嵌装于嵌装部的部分的截面为圆形，由此能够解决上述那样的问题。
在上述的同步装置中，可以具备用于限制嵌装于嵌装部(161-1、161-2)中的拨叉轴(151-1、151-2)的相对旋转的限制部件(181-1、181-2)。
根据该结构，利用限制部件限制了嵌装于嵌装部中的拨叉轴的相对旋转，因此不需要将拨叉轴压入嵌装部的工序。并且，通过限制部件限制了拨叉轴的相对旋转，由此实现了椭圆形的截面的定位(周向的定位)，因此能够始终确保拨叉轴对于载荷的高刚度。
并且，对于上述括号内的标号，是将后述的实施方式的结构要素的标号作为本发明的一个例子而示出的。
发明的效果
根据本发明的变速器的同步装置，能够以简单且廉价的结构兼顾拨叉轴及换档拨叉的轻量化和高刚度化。
附图说明
图1是具备本发明的一个实施方式的同步装置的变速器的骨架图。
图2是示出同步装置的侧剖视图。
图3是示出齿***作机构的一部分的局部放大立体图。
图4是示出齿***作机构的一部分的局部放大立体图。
图5是用于说明齿***作机构的换档轴(挂档用接合片及摘档用接合片)与换档拨叉(突片)的动作的图。
图6是换档拨叉的立体图。
图7是换档拨叉的剖视图。
图8是示出换档拨叉的图，(a)是从图6的X方向观察的图，(b)是从Y方向观察的图，(c)是从Z方向观察的图。
图9是用于说明对换档拨叉施加的载荷的图，(a)是从拨叉轴的轴向观察换档拨叉的侧视图，(b)是示出换档拨叉的突片的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是具备本发明的一个实施方式的同步装置的变速器的骨架图。本实施方式的变速器是装载于具备作为驱动源的发动机(内燃机)2及电机(电动机)3的混合动力汽车的车辆上的变速器。
发动机2是通过将燃料与空气混合并燃烧来产生用于使车辆行驶的驱动力的内燃机。当进行发动机2与电机3的协作行驶或仅电机3的单独行驶时，电机3作为利用电池(未图示)的电能来产生用于使车辆行驶的驱动力的电机而发挥作用，并且当车辆减速时，电机3作为利用电机3的再生产生电力的发电机发挥作用。当电机3再生时，电池借助由电机3发电产生的电力(再生能)而充电。
变速器4是前进9速·后退1速的平行轴式变速器，是双离合变速器。在变速器4中设置有：与发动机2及电机3的内燃机输出轴2a连接的内侧主轴(第1输入轴)IMS、形成该内侧主轴IMS的外筒的外侧主轴(第2输入轴)OMS、分别与内侧主轴IMS平行的次级轴(第2输入轴)SS和倒档轴RVS、与这些轴平行的副轴(输出轴)CS以及与差动机构5连接的输出轴OPS。
这些轴中，外侧主轴OMS被配置成始终与倒档轴RVS及次级轴SS接合，副轴CS被配置成还经由输出轴OPS始终与差动机构5接合。
此外，变速器4具备奇数档用的第1离合器C1和偶数档用的第2离合器C2。第1离合器C1与内侧主轴IMS结合。第2离合器C2与外侧主轴OMS(第2输入轴的一部分)结合，经由固定在外侧主轴OMS上的齿轮42与倒档轴RVS及次级轴SS(第2输入轴的一部分)连结。
在内侧主轴IMS的外周，从图2中右侧(第1离合器C1侧)开始依次配置有3速驱动齿轮43、5速驱动齿轮45、7速驱动齿轮47、9速驱动齿轮49以及1速驱动齿轮41。3速驱动齿轮43、5速驱动齿轮45、7速驱动齿轮47、9速驱动齿轮49能够分别相对于内侧主轴IMS相对旋转，1速驱动齿轮41固定在内侧主轴IMS上。并且，在内侧主轴IMS上，在3速驱动齿轮43与5速驱动齿轮45之间以能够沿轴向滑动的方式设置有3-5速同步啮合机构(同步接合装置)83，且在7速驱动齿轮47与9速驱动齿轮49之间以能够沿轴向滑动的方式设置有9-7速同步啮合机构(同步接合装置)87。使与期望的齿轮档对应的同步啮合机构(同步接合装置)滑动来实现该齿轮档的同步，从而该齿轮档与内侧主轴IMS连结。由与内侧主轴IMS关联设置的这些齿轮及同步啮合机构构成了用于进行奇数档的变速的第1变速机构GR1。第1变速机构GR1的各驱动齿轮与设置在副轴CS上的对应的从动齿轮啮合，来驱动副轴CS旋转。
在次级轴SS(第2输入轴)的外周，以能够相对旋转的方式从图1中右侧开始依次配置有2速驱动齿轮42、4速驱动齿轮44、6速驱动齿轮46以及8速驱动齿轮48。并且，在次级轴SS上，在2速驱动齿轮42与4速驱动齿轮44之间以能够沿轴向滑动的方式设置有2-4速同步啮合机构(同步接合装置)82，且在6速驱动齿轮46与8速驱动齿轮48之间以能够沿轴向滑动的方式设置有8-6速同步啮合机构(同步接合装置)86。该情况下也使与期望的齿轮档对应的同步啮合机构(同步接合装置)滑动来实现该齿轮档的同步，从而该齿轮档与次级轴SS(第2输入轴)连结。由与次级轴SS(第2输入轴)关联设置的这些齿轮及同步啮合机构构成了用于进行偶数档的变速的第2变速机构GR2。第2变速机构GR2的各驱动齿轮也与设置在副轴CS上的对应的从动齿轮啮合，来驱动副轴CS旋转。另外，固定在次级轴SS上的齿轮57与外侧主轴OMS上的齿轮42结合，经由外侧主轴OMS与第2离合器C2结合。
在倒档轴RVS的外周以能够相对旋转的方式配置有倒档驱动齿轮60。并且，在倒档轴RVS上，以能够沿轴向滑动的方式与倒档驱动齿轮60对应地设置有倒档同步啮合机构(同步接合装置)85，并且固定有与外侧主轴OMS上的齿轮42接合的惰轮50。在倒档行驶的情况下，通过实现同步啮合机构85的同步来使第2离合器C2接合，由此第2离合器C2的旋转经由外侧主轴OMS及惰轮50传递至倒档轴RVS，从而倒档驱动齿轮60旋转。倒档驱动齿轮60与副轴CS上的齿轮53啮合，当倒档驱动齿轮60旋转时，副轴CS向与前进时相反的方向旋转。副轴CS的反方向的旋转经由输出轴OPS上的齿轮59传递至差动机构5。
在副轴CS上，从图1中右侧开始依次固定地配置有与2速驱动齿轮42啮合的2速从动齿轮52、与3速驱动齿轮43啮合的3速从动齿轮53、与4速驱动齿轮44及5速驱动齿轮45啮合的4-5速从动齿轮54、与6速驱动齿轮46及7速驱动齿轮47啮合的6-7速从动齿轮56、与8速驱动齿轮48及9速驱动齿轮49啮合的8-9速从动齿轮58。并且，与1速驱动齿轮41啮合的1速从动齿轮51经由1速单向离合器机构81以能够相对旋转的方式设置在副轴CS上。1速单向离合器机构81根据1速从动齿轮51(内侧主轴IMS)与副轴CS的相对旋转速度，在接合与非接合之间进行切换。并且，3速从动齿轮53与输出轴OPS上的齿轮59啮合，由此副轴CS的旋转经由输出轴OPS传递至差动机构5。
在上述结构的变速器4中，当使2-4速同步啮合机构82的套筒(同步套筒)向右方滑动时，2速驱动齿轮42与次级轴SS结合(2速挂档)，当向左方滑动时，4速驱动齿轮44与次级轴SS结合(4速挂档)。此外，当使8-6速同步啮合机构86的套筒向右方滑动时，6速驱动齿轮46与次级轴SS结合(6速挂档)，当向左方滑动时，8速驱动齿轮48与次级轴SS结合(8速挂档)。在这样选择了偶数的驱动齿轮档的状态下，通过使第2离合器C2接合，变速器4被设定成偶数的变速档(2速、4速、6速或8速)。
而且，在1速单向离合器机构81为接合状态的情况下，1速从动齿轮51与副轴CS结合(1速挂档)，从而选择了1速的变速档。另一方面，在1速单向离合器机构81为非接合状态下，当使3-5速同步啮合机构83的套筒向右方滑动时，3速驱动齿轮43与内侧主轴IMS结合，从而选择了3速的变速档(3速挂档)，当向左方滑动时，5速驱动齿轮45与内侧主轴IMS结合，从而选择了5速的变速档(5速挂档)。并且，当使9-7速同步啮合机构87的套筒向右方滑动时，7速驱动齿轮47与内侧主轴IMS结合，从而选择了7速的变速档(7速挂档)，当向左方滑动时，9速驱动齿轮49与内侧主轴IMS结合，从而选择了9速的变速档(9速挂档)。在这样选择了奇数的驱动齿轮档的状态下，通过使第1离合器C1接合，变速器4被设定成奇数的变速档(1速、3速、5速、7速或9速)。
由上述的第1离合器C1、设置在内侧主轴IMS上的1、3、5、7、9速驱动齿轮41、43、45、47、49、1速单向离合器机构81、3-5速同步啮合机构83以及9-7速同步啮合机构87构成了用于设定奇数档的变速档的第1变速机构GR1。而且，由上述的第2离合器C2、设置在次级轴SS上的2、4、6、8速驱动齿轮42、44、46、48、2-4速同步啮合机构82以及8-6速同步啮合机构86构成了用于设定偶数档的变速档的第2变速机构GR2。
在该变速器4中，当使第1离合器C1接合时，发动机2及电机3的驱动力从第1离合器C1经由内侧主轴IMS传递至第1变速机构GR1。另一方面，当使第2离合器C2接合时，发动机2及电机3的驱动力从第2离合器C2经由外侧主轴OMS传递至次级轴SS上的第2变速机构GR2。
由此，在1速单向离合器机构81接合的状态下，当使第1离合器C1接合时1速变速档确立，在使2-4速同步啮合机构82向右移动从而使2速驱动齿轮42与次级轴SS结合的状态下，当使第2离合器C2接合时2速变速档确立，在使3-5速同步啮合机构83向右移动从而使3速驱动齿轮43与内侧主轴IMS结合的状态下，当使第1离合器C1接合时3速变速档确立，在使3-5速同步啮合机构83向左移动从而使5速驱动齿轮45与内侧主轴IMS结合的状态下，当使第2离合器C2接合时5速档确立。之后也同样地，通过切换各同步啮合机构82、83、86、87与第1、第2离合器C1、C2的接合而能够设定直至9速档为止的各变速档。
并且，当从1速档侧向9速档侧升档时，在第1离合器C1接合而确立了1速档的期间，预换档成2速档，通过解除第1离合器C1的接合并使第2离合器C2接合，由此确立2速档，在第2离合器C2接合而确立了2速档的期间，预换档成3速档，通过解除第2离合器C2的接合并使第1离合器C1接合，由此确立3速档。以此顺序重复上述步骤来进行升档。
另一方面，当从9速档侧向1速档侧降档时，在第1离合器C1接合而确立了9速档的期间，预换档成8速档，通过解除第1离合器C1的接合并使第2离合器C2接合，由此确立8速档，在第2离合器C2接合而确立了8速档的期间，预换档成7速档，通过解除第2离合器C2的接合并使第1离合器C1接合，由此确立8速档，重复上述步骤来进行降档。由此，能够进行驱动力不间断的升档及降档。
并且，变速器4应实现的变速档的确定及用于实现该变速档的控制(第1变速机构GR1及第2变速机构GR2中的变速档的选择(同步的切换控制)和第1离合器C1及第2离合器C2的接合以及解除接合的控制等)是通过电子控制单元(控制单元)10，基于目标变速档而进行的，所述目标变速档是根据表示预先设定的车速及油门开度与变速档之间的关系的换档映射图(变速映射图)而确定的。即，根据包括目前的车速和驾驶员的意志等在内的运转状况来进行向目标变速档的变速。
接着，对变速器4所具备的同步啮合机构的结构进行说明。另外，在以下的说明中对2-4速同步啮合机构(同步装置)82进行说明，但其他的同步啮合机构也是同样的结构。图2是示出同步啮合机构82的剖视图。该图所示的同步啮合机构82是变速器4所具备的2速档和4速档用的同步装置，具备分别配置在轴向两侧的2速驱动齿轮42用同步结合机构和4速驱动齿轮44用同步结合机构。此处，上述的2速驱动齿轮42用同步结合机构和4速驱动齿轮44用同步结合机构是在轴向上对称的几乎相同的结构，因此以下以2速驱动齿轮42用同步结合机构的结构及动作为中心进行说明。并且，以下的说明中所谓轴向、径向是指次级轴SS的轴向及径向，右、左是指沿图2所示的状态下的次级轴SS的轴向的右方、左方。
同步啮合机构82是用于使次级轴SS上的2速驱动齿轮42相对于次级轴SS同步结合的机构。2速驱动齿轮42经由滚针轴承91以相对旋转自如的方式支承在次级轴SS的外周。在轴向上的2速驱动齿轮42的一个侧部设置有与次级轴SS花键结合的环状的同步轮毂92，在同步轮毂92的外周侧设置有沿轴向滑动自如地花键结合的套筒(同步套筒)191。在同步轮毂92的外周面形成有花键齿92a，在同步套筒191的内周面形成有与同步轮毂92的花键齿92a啮合的花键齿191a。套筒191通过与外周的凹部191b接合的换档拨叉131，从图2所示的空档位置分别向左右移动。
形成在同步轮毂92的一个侧面(2速驱动齿轮42侧的侧面)上的环状的凹部92b中设置有挡环93。挡环93由配置在径向的外侧的外环93a、配置在径向的内侧的内环93b和在径向上夹在外环93a与内环93b之间的同步锥93c构成。
在2速驱动齿轮42的挡环93侧的端部设置有与2速驱动齿轮42一体地形成的牙嵌齿轮94，在牙嵌齿轮94的外周形成有牙嵌齿94b。在外环93a的外周形成有牙嵌齿93d。这些牙嵌齿94b及牙嵌齿93d排列在轴向上彼此相邻的位置。
并且，在挡环93的外周设置有环状的同步弹簧95。同步弹簧95是将弹性金属制的线材形成为圆形环状而成的部件，在外环93a的外周，相对于牙嵌齿93d相邻地设置在同步轮毂92侧。当套筒191位于空档位置时，该同步弹簧95位于被外环93a的牙嵌齿93d、同步轮毂92的轴向端面以及套筒191的花键齿191a的前端部(2速驱动齿轮42侧的前端部)包围的位置。并且，当套筒191向2速驱动齿轮42侧滑动时，由于被花键齿191a的前端部的下端按压而被向牙嵌齿93d侧沿斜下方挤出，从而对外环93a赋予按压力。
接着，对上述结构的同步啮合机构82中的换档操作时的同步结合动作进行说明。如图2所示，当套筒191位于空档位置时，载荷不作用在挡环93上。因此，在外环93a及内环93b与同步锥93c之间不产生摩擦力，同步锥93c处于能够相对于外环93a及内环93b相对旋转的状态。因此，外环93a及内环93b与同步轮毂92一体地旋转，同步锥93c与2速驱动齿轮42一体地旋转。因此，在套筒191与2速驱动齿轮42之间不发生同步作用。
在该状态下，当使套筒191相对于同步轮毂92向右方移动时，套筒191和外环93a通过同步弹簧95滑动。之后，设置在套筒191的花键齿191a的前端的倒角(未图示)与设置在外环93a的牙嵌齿93d上的倒角(未图示)接触。由此，外环93a被沿轴向按压，由此在同步锥93c与外环93a及内环93b之间产生用于同步的摩擦力。其结果是，利用该摩擦力，同步锥93c与套筒191一体化，与同步锥93c接合的2速驱动齿轮42的旋转与套筒191的旋转同步。
当套筒191进一步向左方移动时，花键齿191a的倒角与外环93a的牙嵌齿93d的倒角的接合脱离，花键齿191a与牙嵌齿93d完全啮合。由此，倒角之间的接合产生的轴向的载荷削减，因此作用于同步锥93c的摩擦力减少。
当套筒191进一步向左方移动时，花键齿191a的倒角与2速驱动齿轮42侧的牙嵌齿94b的倒角接合，在该楔作用下，套筒191及2速驱动齿轮42略微相对旋转，由此套筒191的花键齿191a与2速驱动齿轮42的牙嵌齿94b侧啮合，确立了2速档(2速挂档状态)。
接着，对用于操作同步啮合机构82、83、86、87的齿***作机构进行说明。图3是示出齿***作机构100的一部分的局部放大立体图，图4是示出齿***作机构100的一部分的侧视图。并且，在图3中省略了后述的换档轴120及致动器部110的图示。另外，在图4中，后述的换档拨叉131～135以仅将其一部分(仅突片131a～135a)局部剖切的状态下的剖视图示出。
如图3及图4所示，齿***作机构100具备：以在旋转方向及轴向上移动自如的方式被支承的换档轴120、用于使换档轴120旋转及沿轴向移动的致动器部110、设置在换档轴120上的1个挂档用接合片(驱动部件)121及4个摘档用接合片(驱动部件)122～125、与这些挂档用接合片121及摘档用接合片122～125接合并沿换档方向移动的换档拨叉131～135、设置在换档拨叉131～135上的拨叉部141～145、以及引导换档拨叉131～135以使其能够沿轴向移动的拨叉轴(换档拨叉轴)151～155。另外，还设置了锁止机构，但省略了图示，当换档拨叉131～135沿换档方向(拨叉轴151～155的轴向)移动时，该锁止机构产生用于使该换档拨叉131～135保持在挂档位置上的锁止载荷。
如图3所示，多个换档拨叉131～135包括：用于操作次级轴SS上的2-4速同步啮合机构82的套筒的2-4换档拨叉131、用于操作内侧主轴IMS上的3-5同步啮合机构83的套筒的3-5换档拨叉132、用于操作次级轴SS上的8-6同步啮合机构86的套筒的8-6换档拨叉133、用于操作内侧主轴IMS上的9-7同步啮合机构87的套筒的9-7换档拨叉134、以及用于操作倒档轴RVS上的倒档同步啮合机构85的套筒的R-P换档拨叉135。
在各换档拨叉131～135上设置有使换档轴120贯穿***的突片(接合部)131a～135a。突片131a～135a形成为大致矩形的平板状，设置有供换档轴120贯穿***的切口孔131b～135b。
各换档拨叉131～135的突片131a～135a及切口孔131b～135b配置在沿着换档轴120的轴向彼此重合的位置上。并且，设置在换档轴120上的多个摘档用接合片122～125在轴向上相对于挂档用接合片121错开位置地设置。挂档用接合片121及摘档用接合片122～125在换档轴120的轴向上设置在与每隔一个的换档拨叉131～135对应的位置上。由此，当挂档用接合片121位于与第1变速机构GR1的同步啮合机构83、87(奇数变速档用的同步啮合机构)的换档拨叉131、133中的任意方对应的选档位置时，摘档用接合片122～125中的任意方被配置在与第1变速机构GR1的其他同步啮合机构83、87的换档拨叉132、134对应的选档位置上。同样，当挂档用接合片121位于与第2变速机构GR2的同步啮合机构82、86(偶数变速档用的同步啮合机构)的换档拨叉131、133中的任意方对应的选档位置时，摘档用接合片122～125中的任意方被配置在与第2变速机构GR2的其他同步啮合机构82、86的换档拨叉131、133对应的选档位置上。
并且，摘档用接合片122～125形成为与挂档用接合片121相比其突出尺寸较小的尺寸。多个摘档用接合片122～125形成为彼此相同的形状。并且构成为，在使挂档用接合片121位于摘档位置上的任意换档拨叉131～135的切口孔131b～135b内的状态下，当使换档轴120旋转时，挂档用接合片121与切口孔131b～135b的内周缘抵接，由此使该换档拨叉131～135移动至挂档位置。而且构成为，在使摘档用接合片122～125位于挂档位置上的任意换档拨叉131～135的切口孔131b～135b内的状态下，当使换档轴120旋转时，摘档用接合片122～125与切口孔131b～135b的内周缘抵接，从而将它们按压，由此使该换档拨叉131～135移动至摘档位置。
图5是用于说明齿***作机构100中的换档轴120(挂档用接合片121及摘档用接合片122～125)和换档拨叉131～135的动作的图。在该图中，图示出2-4换档拨叉131的突片131a和8-6换档拨叉133的突片133a的位置。在上述结构的齿***作机构100中，构成为致动器部110使换档轴120向旋转方向转动(换档)，并且向轴向移动(选档)。由此，挂档用接合片121与任意切口孔131b～135b的内周缘抵接，从而将其按压，由此对应的同步啮合机构的套筒借助换档拨叉131～135向换档方向移动，将对应的齿轮与轴连结起来。
即，在图5的(a)所示的状态下，2-4换档拨叉131位于摘档位置(中立位置)，8-6换档拨叉133位于6速挂档位置。构成为从该状态起，当挂档用接合片121从其中立位置开始旋转并与2-4换档拨叉131的切口孔131b的内周缘抵接而使其向换档方向移动时，摘档用接合片124与对应的挂档位置上的8-6换档拨叉133的切口孔133b的内周缘抵接，从而使该连结着的换档拨叉133返回中立位置(图5的(b)及图5的(c))。由此，如图5的(d)所示，2-4换档拨叉131位于4速挂档位置，8-6换档拨叉133位于摘档位置。通过这样构成，能够在利用挂档用接合片121按压摘档位置(中立位置)上的一个换档拨叉而使其移动至挂档位置的同时，利用摘档用接合片122～125中的任意方使挂档位置上的其他换档拨叉返回摘档位置(中立位置)。
即，齿***作机构100在换档操作中，向接合位置(挂档位置)驱动属于第1变速机构GR1与第2变速机构GR2中的任意一方的一个同步啮合机构。由此，该同步啮合机构的接合通过锁止单元得以维持。与此同时，构成为向中立位置(摘档位置)驱动属于该变速机构的该同步啮合机构以外的全部同步啮合机构。
接着对换档拨叉131～135的结构进行说明。另外，在以下的说明中，对变速器4所具备的换档拨叉131～135中的2-4换档拨叉131进行说明，但其他换档拨叉也是同样的结构。图6至图8是示出换档拨叉131的图，图6是换档拨叉131的立体图，图7是换档拨叉131的剖视图，图8的(a)、(b)、(c)分别是从图6所示的X方向、Y方向、Z方向观察换档拨叉131的侧视图。换档拨叉131具备：与形成在套筒191的外周的凹部191b(参照图2)接合的双叉状的拨叉部(拨叉部)141、以及在拨叉部141的根部安装有拨叉轴151(151-1、151-2)的筒状的基部(嵌装部)161。拨叉轴151(151-1、151-2)的轴向沿相对于拨叉部141的面垂直的方向延伸，拨叉轴151(151-1、151-2)以能够沿轴向进退移动的方式支承换档拨叉131。此外，在换档拨叉131的基部161设置有从其侧面向与拨叉部141不同的方向突出的臂部171。在臂部171的前端设置有突片(接合部)131a，该突片(接合部)131a能够与挂档用接合片(驱动部件)121及摘档用接合片(驱动部件)122～125(参照图4)接合。
如图7所示，拨叉轴151-1、151-2为沿轴向延伸的中空筒状，其具备：嵌装于设置在基部161的两端的嵌装孔(嵌装部)161-1、161-2中的一个端部151-1a、151-2a、以能够相对于变速器4的未图示的壳体(固定侧的部件)沿轴向滑动的方式被支承的另一个端部151-1b、151-2b、以及一个端部151-1a、151-2a与另一个端部151-1b、151-2b之间的中间部151-1c、151-2c。一个端部151-1a、151-2a与另一个端部151-1b、151-2b的直径尺寸形成为比中间部151-1c、151-2c的直径尺寸(后述的椭圆形的短轴方向的直径尺寸)大的尺寸。并且，如图7的(b)、(d)所示，一个端部151-1a、151-2a的截面A1与另一个端部151-1b、151-2b的截面A2均为圆形，如图7的(c)所示，中间部151-1c、151-2c的截面A3为椭圆形。即，使拨叉轴151-1、151-2形成为中空的薄壁的圆筒形状，使嵌装于基部161的一个端部151-1a、151-2a和以相对于壳体滑动自如的方式安装的另一个端部151-1b、151-2b以外的部分、即中间部151-1c、151-2c的截面A3为椭圆形。
在基部161的轴向上的两侧的端部分别设置有用于嵌装拨叉轴151-1、151-2的嵌装孔161-1、161-2。并且，各嵌装孔161-1、161-2中嵌装有拨叉轴151-1、151-2的端部151-1a、151-2a。而且，设置有用于限制嵌装于嵌装孔161-1、161-2中的拨叉轴151-1、151-2的端部151-1a、151-2a的相对旋转的销(限制部件)181-1、181-2。销181-1、181-2从基部161的外周沿相对于轴向垂直的方向(径向)被***，沿同一方向贯穿拨叉轴151-1、151-2的端部151-1a，151-2a。
图9是用于说明对换档拨叉131施加的载荷的图，(a)是从拨叉轴151的轴向观察换档拨叉131的侧视图，(b)是示出换档拨叉131的突片131a的俯视图。如上所述，拨叉轴151-1、151-2的中间部151-1c、151-2c的截面A3具有在与拨叉轴151-1、151-2的轴线垂直的平面H(参照图7)内刚度高的第1方向S1和在该平面H内刚度比第1方向低的第2方向S2。第1方向S1与中间部151-1c、151-2c的截面A3中的椭圆形的长轴方向一致，第2方向S2与该椭圆形的短轴方向一致。因此，第1方向S1为在上述的平面H内拨叉轴151-1、151-2的刚度(中间部151-1c、151-2c的弯曲刚度)最高的方向。
并且，如图9所示，换档拨叉131上具有第1载荷作用点P1和第2载荷作用点P2，所述第1载荷作用点P1涉及挂档用接合片121与突片131a的切槽131b接合而产生的载荷F1，所述第2载荷作用点P2涉及与套筒191的凹部191b接合的拨叉部141从套筒191承受的载荷(反作用力)F2。此处，第2载荷作用点P2是对拨叉部141与套筒191的凹部191b抵接的两处抵接点P21及P22分别施加的载荷F21及载荷F22的合力F2所作用的点，该第2载荷作用点P2与拨叉部141及套筒191的径向的中心点(次级轴SS的轴心)一致。
并且，第1方向S1被设定成沿着连结上述的第1载荷作用点P1与第2载荷作用点P2的直线L3的方向(与直线L3平行的方向)。即，拨叉轴151的中间部151-1c、151-2c的截面A3中的椭圆形的长轴方向(第1方向S1)是与上述的直线L3平行的方向，该椭圆形的短轴方向(第2方向S2)是相对于上述的直线L3垂直的方向。
如以上说明的那样，根据本实施方式的变速器的同步装置，拨叉轴151的至少一部分的截面A3构成为具有在与拨叉轴151的轴线垂直的平面H内该拨叉轴151的刚度高的第1方向S1和在该平面H内刚度比第1方向S1低的第2方向S2。在此基础上，换档拨叉131被配置成使得刚度高的第1方向与沿着连结上述的第1载荷作用点P1和第2载荷作用点P2的直线L3的方向一致，由此能够使使用换档拨叉131驱动套筒191的挂档时的载荷的方向与拨叉轴151的刚度高的方向一致。因此，能够确保换档拨叉131的轻量化并减小拨叉轴151的载荷导致的变形，能够迅速完成由换档拨叉131伴随挂档动作而实现的变速档的切换。因此能够实现变速档的切换的响应性(应答性)的提高。
此外，在本实施方式的同步装置中，上述的第1方向S1是在平面H内拨叉轴151的刚度最高的方向。根据该结构，能够使拨叉轴151的刚度最强的方向与对拨叉轴151施加的载荷方向一致，因此能够最大限度地抑制载荷导致的拨叉轴151的变形。
并且，在本实施方式的同步装置中，拨叉轴151的中间部151-1c、151-2c的截面A3是长轴的轴向与上述的第1方向S1一致的椭圆形。根据该结构，只需使具有圆形截面的拨叉轴的一部分沿径向压缩变形而成为椭圆形，即可得到刚度的各向异性。因此，能够有助于拨叉轴151的制造工序的简易化和低成本化。
此外，在本实施方式的同步装置中，拨叉轴151具有圆形截面A2，该截面A2是拨叉轴151的嵌装于嵌装部161-1、161-2的部分(端部151-1a、151-2a)的截面。
根据该结构，拨叉轴151-1、151-2上的嵌装于嵌装部161-1、161-2的部分(端部151-1a、151-2a)的截面A1能够不使具有圆形截面的拨叉轴151变形而保持既往的形状(原来的形状)，因此通过仅使拨叉轴151的一部分变形，可得到刚度的各向异性。此外，由于能够通过使整个截面为圆形的以往结构的拨叉轴的一部分(中间部)变形来构成本申请的拨叉轴151，因此能够沿用以往的拨叉轴151。因此，能够将拨叉轴151及换档拨叉131的制造成本抑制得较低。
此外，在本实施方式的同步装置中，通过使拨叉轴151形成为中空的筒状，能够确保针对载荷的刚度并实现轻量化。
并且，嵌装部161-1、161-2分别设置在基部161的轴向两侧的端部，拨叉轴151被分割成嵌装于各个嵌装部161-1、161-2中的两根拨叉轴151-1、151-2。根据该结构，由于成为省略了拨叉轴151的贯穿基部161的那一部分的结构，相应地，能够实现换档拨叉131的轻量化。
此外，拨叉轴151的椭圆形的截面A3的部分的长轴方向的直径尺寸扩大，因此不能像以往结构那样使一根拨叉轴151贯穿基部161来组装换档拨叉131。因此，在本实施方式的同步装置中，像上述的结构那样，在基部161的两端分别设置嵌装拨叉轴151的嵌装部161-1、161-2，使分割开的拨叉轴151-1、151-2中的嵌装于嵌装部161-1、161-2的部分(端部151-1a、151-2a)的截面A1为圆形，由此解决了上述的问题。
并且，在本实施方式的同步装置中，通过具备用于限制嵌装于嵌装部161-1、161-2中的拨叉轴151-1、151-2的相对旋转的销181-1、181-2，利用该销181-1、181-2限制了嵌装于嵌装部161-1、161-2中的拨叉轴151的相对旋转，因此不需要将拨叉轴151压入嵌装部161-1、161-2的工序。此外，通过利用销181-1、181-2限制拨叉轴151的相对旋转，实现了椭圆形的截面A3的定位(周向的定位)，因此能够始终确保拨叉轴151对于载荷F1、F2的高刚度。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，能够在权利要求书、以及说明书和附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。例如，在上述的实施方式中，示出了以下这样构成的变速器，即用于驱动换档拨叉131-135的挂档用接合片(驱动部件)121及摘档用接合片(驱动部件)122-125被致动器机构110驱动，但本发明的同步装置除此之外也能够应用于以下这样构成的所谓手动变速器，即用于驱动换档拨叉的驱动部件通过驾驶员对换档杆等的操作而动作。
并且，在上述实施方式中，作为具备本发明的同步装置的变速器，示出了装配于具备作为驱动源的发动机及电机的混合动力车辆上的变速器，除此之外，具备本发明的同步装置的变速器也可以是装配于仅以发动机为驱动源的车辆上的变速器。

Claims (8)

1.一种变速器的同步装置，其包括：
旋转轴；
轮毂，其固定设置在所述旋转轴上；
齿轮，其以相对旋转自如的方式配置在所述旋转轴上；
套筒，其能够在所述旋转轴的轴向上滑动，通过与所述轮毂和所述齿轮接合，使所述旋转轴与所述齿轮的旋转同步；以及
换档拨叉，其使所述套筒滑动，
所述变速器的同步装置的特征在于，
所述换档拨叉具备：
筒状的基部，其具有嵌装拨叉轴的嵌装部；
拨叉部，其设置于所述基部的侧面，与所述套筒的外周接合；
臂部，其从所述基部的侧面向与所述拨叉部不同的方向突出；以及
接合部，其设置于所述臂部的前端，与用于驱动所述换档拨叉的驱动部件接合，
所述筒状的基部位于所述拨叉部和所述臂部之间，
所述拨叉轴的至少一部分的截面具有在与所述拨叉轴的轴线垂直的平面内所述拨叉轴的刚度高的第1方向和在所述平面内刚度比所述第1方向低的第2方向，
所述拨叉轴被配置成使得所述第1方向成为沿着连结第1载荷作用点与第2载荷作用点的直线的方向，所述第1载荷作用点是所述驱动部件与所述接合部接合而产生的载荷所作用的作用点，所述第2载荷作用点是所述拨叉部驱动所述套筒的载荷所作用的作用点。
2.一种变速器的同步装置，其包括：
旋转轴；
轮毂，其固定设置在所述旋转轴上；
齿轮，其以相对旋转自如的方式配置在所述旋转轴上；
套筒，其能够在所述旋转轴的轴向上滑动，通过与所述轮毂和所述齿轮接合，使所述旋转轴与所述齿轮的旋转同步；以及
换档拨叉，其使所述套筒滑动，
所述变速器的同步装置的特征在于，
所述换档拨叉具备：
接合部，其与用于驱动该换档拨叉的驱动部件接合；
拨叉部，其与所述套筒的外周接合；以及
基部，其具有嵌装拨叉轴的嵌装部，
所述基部位于所述拨叉部和所述接合部之间，
所述拨叉轴的至少一部分的截面具有在与所述拨叉轴的轴线垂直的平面内所述拨叉轴的刚度高的第1方向和在所述平面内刚度比所述第1方向低的第2方向，
所述拨叉轴被配置成使得所述第1方向成为沿着连结第1载荷作用点与第2载荷作用点的直线的方向，所述第1载荷作用点是所述驱动部件与所述接合部接合而产生的载荷所作用的作用点，所述第2载荷作用点是所述拨叉部驱动所述套筒的载荷所作用的作用点，
所述拨叉轴的所述截面是长轴的轴向与所述第1方向一致的椭圆形。
3.根据权利要求1或2所述的变速器的同步装置，其特征在于，
所述第1方向是在所述平面内所述拨叉轴的刚度最高的方向。
4.根据权利要求1或2所述的变速器的同步装置，其特征在于，
所述拨叉轴具备圆形的其他截面，
所述其他截面是所述拨叉轴中的嵌装于所述嵌装部的部分的截面。
5.根据权利要求1或2所述的变速器的同步装置，其特征在于，
所述拨叉轴具备嵌装于所述嵌装部中的一个端部、被支承为能够在轴向上滑动的另一个端部、以及所述一个端部与所述另一个端部之间的中间部，
所述中间部的截面是椭圆形的截面，所述一个端部的截面是圆形的截面。
6.根据权利要求1或2所述的变速器的同步装置，其特征在于，
所述拨叉轴形成为中空的筒状。
7.根据权利要求1或2所述的变速器的同步装置，其特征在于，
所述嵌装部分别设置在所述基部中的轴向两侧的端部，
所述拨叉轴被分割成嵌装于各个嵌装部中的两根拨叉轴。
8.根据权利要求1或2所述的变速器的同步装置，其特征在于，
所述变速器的同步装置还具备用于限制嵌装于所述嵌装部中的所述拨叉轴的相对旋转的限制部件。
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