变速器及啮合离合器的制作方法

1.本发明涉及一种进行汽车、施工机械、农业车辆等的变速的变速器及啮合离合器。


背景技术：

2.通常，使用了单离合器的车辆用的变速器在变速时驱动力被中断，变速冲击或加速延迟等不可避免。另外，在具有大的行驶阻力且速度能小的施工机械、农用机械等中，如果变速时驱动力中断，则有时立即停止，难以变速。
3.与之相对，已知双离合器的变速器能够使驱动力不会中断，抑制变速冲击或加速延迟。
4.但是，双离合器的变速器存在构造复杂且重量大的问题。
5.与之相对，使用了啮合齿的无缝换档的变速器作为能够抑制重量增加的变速器备受关注。
6.本技术人对这种变速器在变速冲击的观点上进一步进行改良，并作为专利文献1而提出。
7.该变速器具备多个变速齿轮、多个离合器套筒以及换档机构。变速齿轮能够相对旋转地支撑于扭矩传递轴。离合器套筒用于将变速齿轮与扭矩传递轴选择性结合而进行变速输出，能够通过啮合齿与变速齿轮进行选择性的啮合。换档机构根据加速器工作等选择性地操作离合器套筒。
8.而且，在通过换档机构的升档动作或降档动作而低级的变速级及高级的变速级的离合器套筒同时啮合时，例如在高级的离合器套筒产生驱动扭矩，并且在低级的离合器套筒产生滑行扭矩，以想要使低级的离合器套筒产生啮合解除方向的轴力的方式进行变速。
9.该变速器的离合器套筒及变速齿轮具备在旋转方向上啮合的扭矩传递用的啮合齿，啮合齿具备通过滑行扭矩利用斜面的作用产生啮合解除方向的轴力的导向面。
10.因此，能够通过作用于斜面的扭矩可靠地对低级或高级的离合器套筒进行啮合解除，且能够减轻变速冲击。
11.但是，该导向面形成于啮合齿的旋转方向侧的面，因此无法减小其倾斜的倾度，在例如低级的变速级的啮合齿分离时，成为因同时啮合而引起的内部循环扭矩显著增大的状态。
12.因此，在啮合齿分离时，由于增大的内部循环扭矩而彼此的啮合面压接，且在分离的方向上相对偏离，最终在啮合的末端一下子分离，内部循环扭矩被释放，由于该动作，存在残存有较大的变速冲击及异响的问题。
13.现有技术文献
14.专利文献
15.专利文献1：日本特开2015－140892号公报


技术实现要素：

16.发明所要解决的课题
17.所要解决的问题点在于，残存有啮合离合器脱离时的冲击及异响。
18.用于解决课题的方案
19.本发明的变速器为了能够减轻啮合离合器脱离时残存的冲击及异响，特征在于，具备啮合离合器，该啮合离合器通过啮合结合一变速级，且在经由同时啮合向另一变速级变更结合时脱离，上述啮合离合器具备进行上述啮合的一方及另一方的啮合齿，上述一方的啮合齿配备于在上述一变速级进行扭矩传递的能够轴向移动的一方的旋转部件，并且上述另一方的啮合齿配备于因上述一方的旋转部件的轴向移动而与上述一方的啮合齿啮合且在与上述一方的旋转部件之间进行上述扭矩传递的另一方的旋转部件，在上述一方或另一方的啮合齿的任一方的齿顶具备倾斜的脱离导向部，该脱离导向部通过相对旋转使对方的齿顶抵接且对上述脱离进行导向，具备移动机构，该移动机构在上述啮合齿啮合进行驱动扭矩的传递时产生使上述一方的旋转部件向能够通过上述相对旋转进行抵接的轴向位置移动的轴力，并且通过滑行扭矩的产生而解除上述轴力，上述一方的旋转部件在旋转方向上与扭矩传递部件卡合，并且被支撑为能够轴向移动，上述另一方的旋转部件相对旋转自如地支撑于上述扭矩传递部件，并且被支撑为不能轴向移动，具备施力机构，该施力机构配置于上述一方的旋转部件与上述扭矩传递部件之间，且以因上述一方的旋转部件从中立位置向上述另一方的旋转部件移动而使上述啮合齿啮合的方式，以比上述移动机构产生的轴力小的力对上述一方的旋转部件施力，上述施力机构具备抵接体及施力功能部，上述抵接体配置于沿径向形成于上述扭矩传递部件的支撑孔，且被上述施力功能部朝向上述一方的旋转部件的内周施力，在上述一方的旋转部件的内周具备施力转换部，该施力转换部接受被上述施力功能部沿径向施力的上述抵接体，将上述施力的方向转换为轴向，激励上述一方的旋转部件的轴向移动，并且将上述一方的旋转部件经由抵接体与上述扭矩传递部件在旋转方向上结合。
20.本发明的啮合离合器的特征在于，具备进行啮合的一方及另一方的啮合齿，上述一方的啮合齿配备于进行扭矩传递的能够轴向移动的一方的旋转部件，并且上述另一方的啮合齿配备于因上述一方的旋转部件的轴向移动而与上述一方的啮合齿啮合且在与上述一方的旋转部件之间进行上述扭矩传递的另一方的旋转部件，在上述一方或另一方的啮合齿的任一方的齿顶具备倾斜的脱离导向部，该脱离导向部通过相对旋转使对方的齿顶抵接且对上述脱离进行导向，具备移动机构，该移动机构在上述啮合齿啮合进行驱动扭矩的传递时产生使上述一方的旋转部件向能够通过上述相对旋转进行抵接的轴向位置移动的轴力，并且通过滑行扭矩的产生而解除上述轴力，上述一方的旋转部件在旋转方向上与扭矩传递部件卡合，并且被支撑为能够轴向移动，上述另一方的旋转部件相对旋转自如地支撑于上述扭矩传递部件，并且被支撑为不能轴向移动，具备施力机构，该施力机构配置于上述一方的旋转部件与上述扭矩传递部件之间，且以因上述一方的旋转部件从中立位置向上述另一方的旋转部件移动而使上述啮合齿啮合的方式，以比上述移动机构产生的轴力小的力对上述一方的旋转部件施力，上述施力机构具备抵接体及施力功能部，上述抵接体配置于沿径向形成于上述扭矩传递部件的支撑孔，且被上述施力功能部朝向上述一方的旋转部件的内周施力，在上述一方的旋转部件的内周具备施力转换部，该施力转换部接受被上述施
力功能部沿径向施力的上述抵接体，且将上述施力的方向转换为轴向，激励上述一方的旋转部件的轴向移动，并且将上述一方的旋转部件经由抵接体与上述扭矩传递部件在旋转方向上结合。
21.发明效果
22.本发明的变速器采用了上述结构，因此在从一变速级的结合经过同时啮合向另一变速级变更结合时，使对方的啮合齿的齿顶抵接于啮合齿的齿顶的脱离导向部，通过相对旋转对啮合离合器的脱离进行导向，因此能够一边大幅减小作用于啮合离合器的相对旋转方向的啮合力，一边脱离，能够减轻变速冲击及异响。
23.本发明的啮合离合器采用了上述结构，因此使对方的啮合齿的齿顶抵接于啮合齿的齿顶的脱离导向部，通过相对旋转对啮合离合器的脱离进行导向，因此能够一边大幅减小作用于啮合离合器的相对旋转方向的啮合力，一边脱离，能够减轻冲击及异响。
附图说明
24.图1是表示无缝换档的变速器的概略剖视图。(实施例1)
25.图2是以与四档齿轮及五档齿轮的关系表示第二、第三啮合离合器的说明图。(实施例1)
26.图3涉及四档齿轮的状态，(a)是表示驱动扭矩引起的啮合的局部省略的展开图，(b)是表示滑行扭矩引起的啮合的局部省略的展开图。(实施例1)
27.图4是第三啮合离合器中的施力机构的放大剖视图。(实施例1)
28.图5是与图4的v－v线向视对应的剖视图。(实施例1)
29.图6是表示施力机构对离合器套筒向四档齿轮方向的施力状态的剖视图。
30.(实施例1)
31.图7是表示施力机构的变形例的剖视图。(实施例1)
32.图8是换档机构的剖视图。(实施例1)
33.图9是表示换档功能和第三啮合离合器的关系的说明图。(实施例1)
34.图10是从六档的换档凸轮侧观察升档时的换档凸轮及摇臂的关系的主视图。(实施例1)
35.图11表示凸轮与副凸轮的关系，(a)是表示升档时的换档凸轮及副凸轮的关系的主视图，(b)是表示降档时的换档凸轮及副凸轮的关系的主视图。
36.(实施例1)
37.图12是摇臂的主视图。(实施例1)
38.图13是表示升档时的摇臂与副凸轮动作前的换档凸轮的关系的主视图。
39.(实施例1)
40.图14是表示降档时的摇臂与副凸轮动作后的换档凸轮的关系的主视图。
41.(实施例1)
42.图15涉及换档机构的变形例，是将副凸轮应用于换档鼓的说明图。(实施例1)
43.图16涉及换档机构的变形例，是表示取代了摇臂及换档凸轮的换档鼓的例子的说明图。(实施例1)
44.图17涉及换档机构的变形例，是表示取代了摇臂及换档凸轮的换档致动器的例子
的说明图。(实施例1)
45.图18是表示实施例(措施后b)和比较例(措施前a)的噪音产生的比较的图表。(实施例1)
46.图19是表示实施例(措施后b)和比较例(措施前a)的说明图。(实施例1)
47.图20是进行变速取消的系统的概略结构图。(实施例2)
48.图21是进行变速取消的流程图。(实施例2)
具体实施方式
49.如下实现可以在施加有扭矩的状态的啮合离合器脱离时进一步减轻冲击及异响的目的。
50.变速器具备啮合离合器，该啮合离合器通过啮合结合一变速级，且在经由同时啮合向另一变速级变更结合时脱离，上述啮合离合器具备进行上述啮合的一方及另一方的啮合齿，上述一方的啮合齿配备于在上述一变速级进行扭矩传递的能够轴向移动的一方的旋转部件，并且上述另一方的啮合齿配备于因上述一方的旋转部件的轴向移动而与上述一方的啮合齿啮合且在与上述一方的旋转部件之间进行上述扭矩传递的另一方的旋转部件，在上述一方或另一方的啮合齿的任一方的齿顶具备倾斜的脱离导向部，该脱离导向部通过相对旋转使对方的齿顶抵接且对上述脱离进行导向，具备移动机构，该移动机构在上述啮合齿啮合进行驱动扭矩的传递时产生使上述一方的旋转部件向能够通过上述相对旋转进行抵接的轴向位置移动的轴力，并且通过滑行扭矩的产生而解除上述轴力，上述一方的旋转部件在旋转方向上与扭矩传递部件卡合，并且被支撑为能够轴向移动，上述另一方的旋转部件相对旋转自如地支撑于上述扭矩传递部件，并且被支撑为不能轴向移动，具备施力机构，该施力机构配置于上述一方的旋转部件与上述扭矩传递部件之间，且以因上述一方的旋转部件从中立位置向上述另一方的旋转部件移动而使上述啮合齿啮合的方式，以比上述移动机构产生的轴力小的力对上述一方的旋转部件施力，上述施力机构具备抵接体及施力功能部，上述抵接体配置于沿径向形成于上述扭矩传递部件的支撑孔，且被上述施力功能部朝向上述一方的旋转部件的内周施力，在上述一方的旋转部件的内周具备施力转换部，该施力转换部接受被上述施力功能部沿径向施力的上述抵接体，且将上述施力的方向转换为轴向，激励上述一方的旋转部件的轴向移动，并且将上述一方的旋转部件经由抵接体与上述扭矩传递部件在旋转方向上结合。
51.经由上述同时啮合而脱离的啮合离合器能够配备于全部的变速级。能够使上述经由同时啮合而脱离的啮合离合器配备于一变速级，使另一变速级为通常的啮合齿的变速级。
52.上述啮合齿能够设定与旋转部件的旋转轴线平行的啮合面，或者设定相对于旋转轴线向扭矩传递方向的前方或后方倾斜的啮合面。在设定向前方或后方倾斜的啮合面的情况下，能够产生将啮合的对方的啮合齿相对地拉入或推出的方向的轴力、或者相对地推出或拉入的方向的轴力。
53.上述脱离导向部设定为以在整个齿顶具有恒定的梯度的方式倾斜的面。但是，也可以由曲面构成脱离导向部。
54.也可以在上述脱离导向部的倾斜上端部与啮合方向之间形成与旋转方向平行的
面。也可以在导向部的倾斜上端部形成倒角或r角。
55.上述脱离导向部的倾斜设定为相对于上述旋转部件的轴心方向向旋转方向超过45
°
的角度θ，且cotθ超过上述一方的啮合齿与上述另一方的啮合齿之间的脱离导向部处的摩擦系数。
56.在上述脱离导向部为曲面时，一方及另一方的啮合齿抵接的脱离导向部处的切线的倾斜角设定为相对于旋转部件的轴心方向向旋转方向超过45
°
的角度θ。
57.在上述脱离导向部形成于旋转部件双方的情况下，能够设定为，将脱离导向部间歇地配置于啮合齿，且使对方的啮合齿的齿顶能够抵接。
58.上述一方的旋转部件是在旋转方向上与扭矩传递部件卡合并且被支撑为能够沿轴向移动的离合器套筒，上述另一方的旋转部件是相对旋转自如地支撑于上述扭矩传递部件并且不能轴向移动的变速齿轮。
59.用于对上述脱离进行导向的相对旋转起因于滑行扭矩，该滑行扭矩在因升档动作而低级及高级的变速级的离合器套筒与各自的变速齿轮同时啮合时发生于上述低级的离合器套筒。在降档动作带来的高级的变速级的情况下，也可以使一方的旋转部件在因降档动作而使对方的齿顶能够抵接于脱离导向部的轴向位置待机，使脱离导向部发挥作用。
60.上述脱离导向部为螺旋状。螺旋状由螺旋面或螺旋条等构成。
61.具备移动机构，该移动机构在上述啮合齿啮合进行驱动扭矩的传递时产生使上述一方的旋转部件向能够进行上述抵接的轴向位置移动的轴力，并且通过滑行扭矩的产生而解除上述轴力。
62.上述移动机构是移动导向部，该移动导向部倾斜形成于上述啮合齿的齿根，在上述啮合齿啮合进行驱动扭矩的传递时将对方的齿顶进行导向，使上述一方的旋转部件从第一啮合位置向第二啮合位置移动而成为能够通过上述相对旋转进行抵接的轴向位置。
63.上述移动导向部是形成于啮合齿的齿根的移动导向面。但是，也能够取代移动导向面而由离合器驱动器等致动器构成上述移动机构。
64.上述离合器驱动器例如能够由变速驱动部构成，能够按照换档鼓的换档槽的设定和换档臂的关系设定。离合器驱动器使用机械式扭矩调节机构，使离合器套筒移动，并且当从离合器套筒受到力时，离合器分离，不会对离合器套筒赋予位置保持力。
65.也就是，在升档时，通过换档鼓的换档槽的设定使低级的变速级的离合器套筒移动到第二啮合位置，使高级的变速级侧的离合器套筒原样地啮合移动，在高级的变速级和低级的变速级同时啮合。
66.上述一方的旋转部件在旋转方向上与扭矩传递部件卡合，并且被支撑为能够轴向移动，上述另一方的旋转部件相对旋转自如地支撑于上述扭矩传递部件，并且不能轴向移动，而且具备施力机构，该施力机构配置于上述一方的旋转部件与上述扭矩传递部件之间，且以因上述一方的旋转部件从中立位置向上述另一方的旋转部件移动而使上述啮合齿啮合的方式，以比上述移动机构产生的轴力小的力对上述一方的旋转部件施力。
67.上述施力机构具备抵接体及施力功能部，上述抵接体配置于沿径向形成于上述扭矩传递部件的支撑孔，且被上述施力功能部朝向上述一方的旋转部件的内周施力，在上述一方的旋转部件的内周具备施力转换部，该施力转换部接受被上述施力功能部沿径向施力的上述抵接体，且将上述施力的方向转换为轴向，激励上述一方的旋转部件的轴向移动，并
且将上述一方的旋转部件经由抵接体与上述扭矩传递部件在旋转方向上结合。
68.也就是，抵接体是滚珠，施力功能部是螺旋弹簧，滚珠以被螺旋弹簧突出施力的方式支撑于径向的支撑孔。支撑孔形成于构成扭矩传递部件的一部分的离合器毂。滚珠能够与倾斜设定于离合器套筒的内周的施力转换部弹力连接。
69.上述抵接体也可以是销、滴定管形状体等。施力功能部除了螺旋弹簧，也可以取代成利用了滚珠本身的离心力的结构，或者取代成利用了基于将液压从扭矩传递部件侧的油孔引导至支撑孔而得到的流体压力的结构，而且也能够为它们的组合。
70.上述施力机构在轴向上只要配备于一处就能够发挥功能，但也能够配置于多处。上述施力转换部是将上述一方的旋转部件经由上述抵接体与上述扭矩传递部件在旋转方向上结合的倾斜槽部，倾斜槽部与扭矩传递相关。但是，倾斜槽部也能够构成为与扭矩传递无关的倾斜部。
71.上述一变速级是高级，并且上述另一变速级是低级，具备从上述一变速级向上述另一变速级变更结合的变速驱动部，上述变速驱动部为了向上述另一变速级进行结合的变更而设定用于上述高级的变速级的一方的旋转部件和上述低级的变速级的一方的旋转部件的轴向移动的换档行程，上述变速驱动部对换档行程的设定使向上述低级的降档时比向上述高级的升档时大。
72.上述换档行程的设定例如通过将小的副凸轮相对旋转自如地与换档凸轮的主体结合而进行。通过换档凸轮向一方旋转，副凸轮突出，使换档凸轮的轮廓增大，使与换档臂连动的摇臂向一侧的摆动范围比另一侧大，从而改变换档行程的设定。
73.具备：变速驱动部，其从上述一变速级向上述另一变速级变更结合；检测器，其检测上述一变速级的一方的旋转部件的轴向位置；以及控制部，其在经由上述同时啮合向另一变速级变更结合时，在被进行上述检测的一旋转部件未位于通过上述移动机构的作用移动的轴向位置时，取消上述变速驱动部进行的向另一变速级的结合的变更。
74.上述变速驱动部可以是利用电动马达等驱动换档凸轮、换档鼓等进行变速级的结合的变更的构造、基于手动的换档操作进行的构造的任一个。
75.上述检测器使用接近传感器、激光传感器、360
°
角度传感器等，由该检测器检测换档拨叉、换档杆、离合器套筒等的位置。也能够使用变速器原本具备的换档传感器。控制部也可以在离合器套筒未表示本来应在的位置的情况下，判断为一变速级的离合器套筒未位于本来的轴向位置，且取消变速级的结合。
76.在取消上述变速驱动部进行的向另一变速级的结合的变更的状态下，也可以产生警报。
77.啮合离合器具备进行啮合的一方及另一方的啮合齿，上述一方的啮合齿配备于进行扭矩传递的能够轴向移动的一方的旋转部件，并且上述另一方的啮合齿配备于因上述一方的旋转部件的轴向移动而与上述一方的啮合齿啮合且在与上述一方的旋转部件之间进行上述扭矩传递的另一方的旋转部件，在上述一方或另一方的啮合齿的任一方的齿顶具备倾斜的导向部，该导向部通过相对旋转使对方的齿顶抵接且对上述脱离进行导向，具备移动机构，该移动机构在上述啮合齿啮合进行驱动扭矩的传递时产生使上述一方的旋转部件向能够进行上述抵接的轴向位置移动的轴力，并且通过滑行扭矩的产生而解除上述轴力，上述一方的旋转部件在旋转方向上与扭矩传递部件卡合，并且被支撑为能够轴向移动，上
述另一方的旋转部件相对旋转自如地支撑于上述扭矩传递部件，并且被支撑为不能轴向移动，具备施力机构，该施力机构配置于上述一方的旋转部件与上述扭矩传递部件之间，且以因上述一方的旋转部件从中立位置向上述另一方的旋转部件移动而使上述啮合齿啮合的方式，以比上述移动机构产生的轴力小的力对上述一方的旋转部件施力，上述施力机构具备抵接体及施力功能部，上述抵接体配置于沿径向形成于上述扭矩传递部件的支撑孔，且被上述施力功能部朝向上述一方的旋转部件的内周施力，在上述一方的旋转部件的内周具备施力转换部，该施力转换部接受被上述施力功能部沿径向施力的上述抵接体，且将上述施力的方向转换为轴向，激励上述一方的旋转部件的轴向移动，并且将上述一方的旋转部件经由抵接体与上述扭矩传递部件在旋转方向上结合。
78.实施例1
79.[变速器的概要]
[0080]
图1是表示本发明的实施例1的无缝换档的变速器的概略剖视图。
[0081]
如图1所示，变速器1具备实心的主轴3以及副轴5、空转轴40作为扭矩传递部件。这些主轴3以及副轴5由轴承9、11、13、15等旋转自如地支撑于变速器壳体(未图示)。空转轴40在变速器壳体侧被固定。
[0082]
在上述主轴3和副轴5，在适当的部位可相对旋转地支撑有一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29作为多级变速齿轮。
[0083]
上述副轴5上的一档齿轮19、三档齿轮23与主轴3的输出齿轮31、33啮合，主轴3上的二档齿轮21、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29与副轴5的齿轮35、37、39、41分别啮合。
[0084]
上述空转轴40上的反向惰轮42配置为能够通过轴向移动而与主轴3上的输出齿轮44及副轴5上的输入齿轮45啮合。
[0085]
通过第一啮合离合器47，将上述一档齿轮19、三档齿轮23选择性地与副轴5结合。通过第二、第三啮合离合器49、51分别将上述二档齿轮21及五档齿轮27、四档齿轮25及六档齿轮29选择性地与主轴3结合。通过该选择性的结合，能够从主轴3向副轴5进行变速输出。
[0086]
上述第一～第三啮合离合器47、49、51构成为，通过啮合选择性地结合一个变速级，且在经由同时啮合向其它变速级变更结合时脱离。在本实施例中，在升档时，结合高级的变速级，且经由低级的变速级的同时啮合使低级的变速级脱离。
[0087]
例如从一档齿轮19向二档齿轮21的结合的变更通过第一、第二啮合离合器47、49进行。
[0088]
上述第一～第三啮合离合器47、49、51是基本上相同的构造，具备离合器毂53、55、57、离合器套筒59、61、63、以及啮合齿47a、47b、49a、49b、51a、51b、19a、21a、23a、25a、27a、29a。
[0089]
上述一方的啮合齿47a、47b、49a、49b、51a、51b配备于离合器套筒59、61、63。这些啮合齿47a、47b、49a、49b、51a、51b配备于离合器套筒59、61、63的相对于一档齿轮19～六档齿轮29的对置面。这些离合器套筒59、61、63构成一方的旋转部件。也就是，离合器套筒59、61、63在旋转方向上与作为扭矩传递部件的主轴3、副轴5卡合，并且被支撑为能够沿轴向移动。
[0090]
上述另一方的啮合齿19a、21a、23a、25a、27a、29a配备于离合器套筒59、61、63。这
些啮合齿19a、21a、23a、25a、27a、29a配备于一档齿轮19～六档齿轮29的相对于离合器套筒59、61、63的对置面。这些一档齿轮19～六档齿轮29构成另一方的旋转部件。也就是，一档齿轮19～六档齿轮29经由滚针轴承等相对旋转自如地支撑于副轴5，并且被支撑为不能轴向移动。
[0091]
由于上述离合器套筒59、61、63的选择性的轴向移动，上述一方的啮合齿47a、47b、49a、49b、51a、51b与另一方的啮合齿19a、21a、23a、25a、27a、29a选择性地啮合。
[0092]
上述第一啮合离合器47的离合器毂53通过花键嵌合等结合于副轴5，能够一体旋转。第二、第三啮合离合器49、51的离合器毂55、57通过花键嵌合等结合于主轴3，能够一体旋转。这些离合器毂53、55、57的定位通过形成于副轴5、主轴3的阶梯部和卡环进行。离合器毂53花键嵌合于副轴5且一侧抵碰于副轴5的阶梯部，而且，在该离合器毂53的另一侧定位配置与副轴5卡合的卡环。离合器毂55、57也相对于主轴3以同样的构造定位。
[0093]
上述第一～第三啮合离合器47、49、51的离合器套筒59、61、63嵌合配置于离合器毂53、55、57的外周，且以能够沿轴向移动的方式花键结合。为了将作为变速齿轮的二档齿轮21及五档齿轮27、四档齿轮25及六档齿轮29向主轴3选择性结合进行变速输出而配备有离合器套筒61、离合器套筒63。为了将作为变速齿轮的一档齿轮19及三档齿轮23与副轴5选择性结合进行变速输出而配备离合器套筒59。
[0094]
在上述离合器套筒59形成有换档拨叉80嵌合的周凹条81。在空转轴40上的反向惰轮42也形成有换档拨叉84嵌合的周凹条86。此外，空转轴40在变速箱壳体侧被固定支撑。在离合器套筒59还形成有上述输入齿轮45。在离合器套筒61、63形成有换档拨叉85、87嵌合的周凸条89、91。在离合器套筒59、61、63的两侧选择一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27以及六档齿轮29，并在各两侧分离配置二档以上，且能够分别与两侧的变速齿轮进行选择性的啮合。
[0095]
也就是，在离合器套筒59的两侧配置有一档齿轮19、三档齿轮23，在离合器套筒61的两侧配置有二档齿轮21、五档齿轮27，在离合器套筒63的两侧配置有四档齿轮25、六档齿轮29。
[0096]
上述第一～第三啮合离合器47、49、51由作为变速驱动部的换档机构800选择性操作。反向惰轮42也由换档机构800操作。
[0097]
上述换档机构800配备于变速器壳体内，构成为通过换档拨叉80、85、87、换档杆803、805、807以及换档臂811、813、815与上述第一～第三啮合离合器47、49、51连动。换档机构800构成为通过换档拨叉80、换档杆801以及换档臂809与反向惰轮42连动。
[0098]
在上述第一～第三啮合离合器47、49、51的离合器套筒59、61、63与上述离合器毂53、55、57之间配置有第一～第三施力机构1000。第一施力机构1000对离合器套筒59施力。也就是，离合器套筒59被施力，以因从中立位置向一档齿轮19或三档齿轮23方向移动而使啮合齿47a、19a或啮合齿47b、23a啮合。第二施力机构1000对离合器套筒61施力。也就是，离合器套筒61被施力，以因从中立位置向二档齿轮21或五档齿轮27方向移动而使啮合齿49a、21a或啮合齿49b、27a啮合。第三施力机构1000对离合器套筒63施力。也就是，离合器套筒63被施力，以因从中立位置向四档齿轮25或六档齿轮29移动而使啮合齿51a、25a或啮合齿51b、29a啮合。
[0099]
上述第一～第三施力机构1000是大致相同的结构，后面以第三啮合离合器51中的
第三施力机构1000为代表进行说明。
[0100]
上述变速器1的输出从通过减速齿轮212r与副轴5的输出齿轮93啮合的前差速器装置进行。
[0101]
即，当基于换档手柄的手动操作信号、或者基于由加速器踏板的操作而得到的加速器开度及车速信号等驱动换档机构800时，经由任一换档臂809、811、813、815沿轴向选择性地驱动换档杆801、803、805、807。
[0102]
通过该换档杆的驱动，经由换档拨叉811、813、815驱动操作对应的第一～第三啮合离合器47、49、51，且经由换档拨叉809驱动操作反向惰轮42。通过该操作，能够选择性地结合一档齿轮19～六档齿轮29、反向惰轮42，进行升档、降档、倒档的变速。
[0103]
[脱离导向部]
[0104]
图2是以与四档齿轮及五档齿轮的关系表示第二、第三啮合离合器的说明图。图3涉及四档齿轮的状态，(a)是表示基于驱动扭矩形成的啮合的局部省略的展开图，(b)是表示基于滑行扭矩形成的啮合的局部省略的展开图。
[0105]
本实施例的第一～第三啮合离合器47、49、51的啮合齿形成为相同的构造。因此，使用图2、图3对第三啮合离合器51的啮合齿说明具体形状，关于第一、第二啮合离合器47、49的啮合齿的形状适当参照第三啮合离合器51的啮合齿的形状，省略重复的说明。
[0106]
如图1、图2、图3，第三啮合离合器51具有离合器套筒63的多个啮合齿51a、51b、以及与啮合齿51a啮合的四档齿轮25的多个啮合齿25a、六档齿轮29(图1)的多个啮合齿29a(图1)。
[0107]
以与离合器套筒63及四档齿轮25的关系进一步说明本实施例的第三啮合离合器51。离合器套筒63的啮合齿51a及四档齿轮25的啮合齿25a在周向上设定为均匀的高度。但是，也能够将啮合齿51a、25a以每周向预定间隔、例如每一齿具有高低的方式设定。
[0108]
上述啮合齿51a、25a相对于主轴3的轴心形成为螺旋状。因此，在啮合齿51a与啮合齿25a啮合时、或者脱离时，两者的啮合随着如螺丝那样的动作被螺旋导向。相对于轴心呈螺旋状是指包括以轴心为中心的螺旋状、螺旋的中心从轴心偏移的螺旋状中的任一个。
[0109]
在作为上述第三啮合离合器51的啮合齿25a、51a一方的例如啮合齿25a的齿顶具备脱离导向面97作为脱离导向部。在啮合齿25a的驱动扭矩传递方向的后部具备驱动啮合面101，在前部具备滑行啮合面99。
[0110]
为了将啮合齿25a设为螺旋状，上述驱动啮合面101、脱离导向面97及滑行啮合面99均形成为螺旋状。
[0111]
上述脱离导向面97形成为相对于主轴3的旋转轴心沿旋转方向逐渐倾斜。通过该倾斜，脱离导向面97具有利用滑行扭矩将另一方的啮合齿51a相对地导向而使离合器套筒63产生啮合解除方向的轴力的功能。
[0112]
例如，在从作为一变速级的四档向作为另一变速级的五档升档时，离合器套筒63、61经过同时啮合。该同时啮合为在通过离合器套筒63的啮合将四档齿轮25接合于主轴3的状态下，通过第二啮合离合器49的离合器套筒61的啮合将五档齿轮27与主轴3结合的状态。
[0113]
构成为，在经过该同时啮合从四档齿轮25的结合向五档齿轮27变更结合时，啮合齿25a、51a受到相对扭矩而使啮合齿51a的齿顶与脱离导向面97抵接，使离合器套筒63从四档齿轮25分离移动。
[0114]
该情况下，上述相对旋转是由通过升档动作下的离合器套筒61、63的同时啮合而在低级的变速级产生的滑行扭矩及在高级的变速级产生的驱动扭矩而引起的。
[0115]
在本实施例中，脱离导向面97沿着旋转方向倾斜形成，其倾斜角度相对于主轴3的旋转轴心设定在θ＝45
°
～80
°
的范围内。脱离导向面97的倾斜采用了cotθ超过啮合齿25a、51a之间的在脱离导向面97的摩擦系数的设定。此外，脱离导向面97的倾斜角度只要在低级的变速级及高级的变速级的离合器套筒61、63同时啮合时能够通过滑行扭矩使低级的变速级的离合器套筒63产生啮合解除方向的轴力即可，根据情况，也能够超过80
°
地设定上限。
[0116]
脱离导向面97相对于旋转轴心的倾斜角度45
°
能够定义为如下界限：虽然周向的分力和旋转轴心方向的分力均衡，但与使旋转轴心方向的分力更大的倾斜角度低于45
°
的情况相比，能够抑制后述的内部循环扭矩的增大。
[0117]
此外，脱离导向面97也能够从中途到齿顶113使倾斜角度增大。也能够由沿着旋转方向的面构成脱离导向面97的倾斜上端侧。也能够通过r角使脱离导向面97与驱动啮合面101之间连续。
[0118]
上述脱离导向面97在离合器套筒61的周向上形成于齿厚的大致整体，且从内径侧朝向外径侧呈螺旋状。脱离导向面97也能够不是螺旋状，而由沿着径向的斜面构成。
[0119]
上述驱动啮合面101设定为相对于驱动扭矩的传递方向指向后方。该驱动啮合面101设定为相对于旋转轴心在驱动扭矩的传递方向上朝向齿顶向后方倾斜。通过该设定的倾斜，起到在啮合齿51a啮合时将啮合齿51a沿啮合方向拉入的作用。
[0120]
此外，也能够将驱动啮合面101设定为相对于驱动扭矩的传递方向朝向齿顶向前方倾斜。在该情况下，起到在啮合齿51a啮合时将啮合齿51a相对于啮合方向推出的作用。但是，该推出的作用为在驱动扭矩的传递时不会分离的程度。
[0121]
[移动机构]
[0122]
上述移动机构产生在上述啮合齿25a、51a啮合而进行扭矩传递时使上述离合器套筒63移动到能够使啮合齿51a抵接于上述脱离导向面97的轴向位置的第二啮合位置的轴力，并且通过滑行扭矩的产生解除上述轴力。
[0123]
在上述啮合齿25a的齿根与驱动啮合面101相邻地具备移动导向面101a。移动导向面101a构成作为移动机构的移动导向部。移动导向面101a是倾斜形成于上述啮合齿25a的齿根的面。在上述啮合齿25a、51a啮合进行驱动扭矩的传递时，产生将对方的齿顶113导向使其从第一啮合位置向上述轴向位置的第二啮合位置移动的轴力，并且通过滑行扭矩的产生解除上述轴力。第一啮合位置是滑行啮合面99、115能够通过离合器套筒63及四档齿轮25的滑行扭矩时的相对旋转而啮合的较深的啮合位置。第二啮合位置是啮合齿51a的齿顶在旋转方向上与脱离导向面97对置的较浅的啮合位置。
[0124]
上述移动导向面101a相对于旋转轴心倾斜。通过该倾斜，移动导向面101a当通过驱动扭矩而与啮合齿51a的齿顶抵接时，使啮合齿51a产生轴力。通过该轴力，啮合齿51a从第一啮合位置向第二啮合位置移动。该第二啮合位置相距啮合齿25a的齿底的面为δx的距离。
[0125]
也就是，在从一变速级的四档经过同时啮合向另一变速级的五档变更结合时，使离合器套筒63移动，以使四档的啮合齿51a的齿顶从第一啮合位置成为第二啮合位置。
[0126]
上述啮合齿25a的滑行啮合面99在变速时、发动机制动时与啮合齿51a啮合。滑行
啮合面99在脱离导向面97的倾斜下端沿着主轴3的轴心方向立起。滑行啮合面99设定为相对于主轴3的旋转轴心在滑行扭矩的传递方向上从齿底的面朝向脱离导向面97向后方倾斜。
[0127]
通过该滑行啮合面99的倾斜设定，起到在通过滑行扭矩而与啮合齿51a啮合时将啮合齿51a沿啮合方向拉入的作用。
[0128]
此外，也能够将滑行啮合面99设定为相对于滑行扭矩的传递方向朝向脱离导向面97向前方倾斜。在该情况下，起到在啮合齿51a啮合时将啮合齿51a相对于啮合方向推出的作用。但是，该推出的作用是在发动机制动的传递时不会分离的程度。在发动机制动时对离合器套筒63作用的轴力非常小，能够通过换档机构800侧的导向等轻松地对啮合齿25a、51a进行啮合维持。
[0129]
上述滑行啮合面99的旋转轴心方向上的高度优选在发动机制动时离合器套筒63不会从另一方的四档齿轮25的啮合齿25a脱离的范围内尽可能低。滑行啮合面99也能够将相对于主轴3的旋转轴心的倾斜设定为零。
[0130]
在通过上述滑行啮合面99的倾斜角度对啮合齿51a发挥推出的作用的方式中，滑行啮合面99的倾斜角度设为在发动机制动时离合器套筒63的啮合齿51a不会从四档齿轮25的啮合齿25a自主脱离的范围。另外，在通过滑行啮合面99的倾斜角度产生的轴力小时，也能够设为通过换档机构800的设定等限制脱离的方式。即使在消除了滑行啮合面99的情况下，也能够使离合器套筒63的啮合齿51a与脱离导向面97的倾斜下端卡合，并通过换档机构800的设定等维持该卡合状态。
[0131]
上述离合器套筒63的啮合齿51a的齿顶113由平坦面或r面(曲面)形成。在啮合齿51a形成有驱动啮合面119、滑行啮合面115。啮合齿51a的驱动啮合面119及滑行啮合面115与啮合齿25a的驱动啮合面101、滑行啮合面99对应地设定有倾斜等。
[0132]
上述啮合齿51a的齿顶113、驱动啮合面119以及滑行啮合面115相对于主轴3的旋转轴心形成为螺旋状。该螺旋状的目的在于将啮合齿51a设为与啮合齿25a相同的螺旋状。因此，在啮合齿25a不是螺旋状而是沿着径向的形状时，啮合齿51a也同样地设为沿着径向的形状。
[0133]
在图3的展开图中，上述啮合齿25a、51a的高度及旋转方向的齿宽设定为大致相同。啮合齿25a、51a的齿的间隔设定为比齿宽大。在本实施例中，齿的间隔设定为齿顶的宽度的大致1.5倍。该齿的间隔的设定的目的在于使啮合齿25a、51a顺畅地啮合、脱离，该设定是自由的。
[0134]
此外，在上述说明中，将啮合齿25a形成于四档齿轮25，将啮合齿51a形成于离合器套筒63，但也能够设为将啮合齿25a形成于离合器套筒63，将啮合齿51a形成于四档齿轮25的关系。
[0135]
[施力机构]
[0136]
图4是第三啮合离合器中的施力机构的放大剖视图。图5是与图4的v－v线向视对应的剖视图。图6是表示施力机构对离合器套筒向四档齿轮方向的施力状态的剖视图。图7是表示施力机构的变形例的剖视图。
[0137]
上述第三啮合离合器51中的第三施力机构1000具备作为抵接体的滚珠824及作为施力功能部的螺旋弹簧822。
[0138]
在上述离合器毂57沿径向贯通地形成有支撑孔620。与支撑孔620对置地在主轴3形成有如弹簧座那样的凹部823。支撑孔620沿周向以预定间隔形成有多个。在实施例中，均等地配备于六处。滚珠824与螺旋弹簧822一同容纳于各支撑孔620。各螺旋弹簧822的径向内端落座于各凹部823。各滚珠824被各螺旋弹簧822朝向上述离合器套筒63的内周施力。在上述离合器套筒63的内周具备作为施力转换部的倾斜槽部460。倾斜槽部460接受被螺旋弹簧822沿径向施力的滚珠824，将向径向的施力转换到轴向，激励离合器套筒63的轴向移动。
[0139]
上述倾斜槽部460与各滚珠824相应地在实施例中在周向上均等地配备于六处。因此，在径向上作用于离合器毂57及离合器套筒63之间的螺旋弹簧822的弹力被抵消。
[0140]
如图5所示，上述倾斜槽部460的截面形状以使滚珠824不晃动地嵌合的方式形成为具有相对于滚珠824的半径稍大的半径的r。
[0141]
因此，通过滚珠824嵌合于倾斜槽部460，将离合器套筒63经由滚珠824与主轴3的离合器毂57在旋转方向上结合。通过该结合，离合器毂57与离合器套筒63之间的基于花键而形成的啮合面积的减少很轻微，能够维持实用强度。
[0142]
倾斜槽部460也能够根据变速器1的规格而仅设于离合器套筒63的一侧。倾斜槽部460从离合器套筒63的内周到侧面倾斜地形成。在离合器套筒63的内周，在轴向两侧的倾斜槽部460之间形成有谷部409。
[0143]
因此，离合器套筒63如图4所示地在中立位置通过谷部409与滚珠824弹力接触而被定位。此外，谷部409也能够省略。当离合器套筒63通过换档机构800的驱动而移动时，滚珠824嵌合于移动方向后方的倾斜槽部460，沿径向抵接倾斜槽部460并施力。由该径向的抵接而引起的施力通过倾斜槽部460的倾斜转换成轴向的施力。因此，如图5所示，离合器套筒63在换档方向被挤压，以使啮合齿51a与四档齿轮25的啮合齿25a啮合的方式被施力。在离合器套筒63换档到六档齿轮侧时，相反侧的倾斜槽部460发挥作用，同样地进行啮合齿51b相对于六档齿轮29的啮合齿29a的啮合。
[0144]
此外，对上述滚珠824赋予作用力的螺旋弹簧822也能够被图7的流体压力取代。在该方式中，构成为从作为扭矩传递部件的主轴3侧的油孔490向支撑孔620引导液压。
[0145]
上述施力机构1000产生的轴力设定为比在发动机处于驱动状态时啮合齿25a的移动导向面101a对啮合齿51a赋予的轴力小。因此，即使存在施力机构1000的作用力，第三啮合离合器51也能够使位于第二啮合位置的离合器套筒63维持其位置，且使啮合齿51a相距啮合齿25a的齿底的面维持δx的距离。
[0146]
[换档机构]
[0147]
图8是变速驱动部的剖视图。图9是表示变速驱动部和第三啮合离合器的关系的说明图。图10是从六档换档凸轮侧观察升档时的换档凸轮与摇臂的关系的主视图。图11表示换档凸轮与副凸轮的关系，(a)是表示升档时的换档凸轮与副凸轮的关系的主视图，(b)是表示降档时的换档凸轮与副凸轮的关系的主视图。图12是摇臂的主视图。
[0148]
如图8、图9所示，第三啮合离合器51相对于作为变速驱动部的换档机构800的摇臂159卡合于换档臂815的卡合部141。
[0149]
本实施例的图8的换档机构800具有一对换档凸轮及该一对换档凸轮成套共有的摇臂。
[0150]
上述换档机构800在外壳143内具备凸轮机构ca1～ca4。凸轮机构ca1为倒档齿轮
用，对换档臂809进行驱动。凸轮机构ca2为一档三档用，驱动换档臂811。凸轮机构ca3为二档五档用，驱动换档臂813。凸轮机构ca4为四档六档用，驱动换档臂815。
[0151]
上述凸轮机构ca1～ca4具备凸轮组145、147、149、151和作为每个凸轮机构ca1～ca4的换档动作部的摇臂153、155、157、159。
[0152]
上述摇臂153、155、157、159的换档导向通过由凸轮组145、147、149、151的各凸轮面进行的各卡合导向进行。通过该换档导向，各摇臂153、155、157、159经由各个卡合部141使换档臂809、811、813、815向换档方向进行轴向移动。
[0153]
上述凸轮组145、147、149、151安装于凸轮轴161。作为与多个变速级相应的操作输出旋转部，凸轮组145具备倒档用的换档凸轮163，凸轮组147具备一档用的换档凸轮165、三档用的换档凸轮167，凸轮组149具备二档用的换档凸轮169、五档用的换档凸轮171，凸轮组151具备四档用的换档凸轮173、六档用的换档凸轮175。各换档凸轮163、165、167、169、171、173、175由板凸轮形成，在外周具备后述的凸轮面，通过换档指示与凸轮轴161一同被一体旋转驱动。在凸轮轴161结合有电动的换档马达890。能够取代换档马达890而使用液压、气动、电磁螺线管等的致动器。也能够取代换档马达890而使用手动操作用的操作手柄。
[0154]
图9代表性地示出操作第三啮合离合器51的摇臂159及凸轮组151。但是，操作第一、第二啮合离合器47、49的摇臂155、157及凸轮组147、149也同样。操作反向惰轮42的摇臂153及凸轮组145也基本上相同，但关于凸轮组145的换档凸轮，后述的副凸轮的结构不是必须的而未设置。
[0155]
就上述凸轮组151而言，一对换档凸轮173、175配置于摇臂159的轴向两侧。换档凸轮173、175隔开二档以上。换档凸轮173、175共用对应的摇臂159，各换档凸轮173、175涉及一个摇臂159的摆动动作。各换档凸轮173、175通过凸轮轴161的旋转而一体旋转，在本实施例中分别涉及四档、六档的变速级的换档导向。
[0156]
就图9、图10所示的游隙(l1＞l2)而言，将l1设为销159a、159b之间的距离，将l2设为销159a、159b之间的凸轮组151的换档凸轮173、175之间的外缘间尺寸。也就是，游隙(l1＞l2)形成于凸轮组151的换档凸轮173、175的凸轮面和摇臂159的销159a、159b的摆动方向之间。换档凸轮173涉及摇臂159的向四档的换档导向。换档凸轮175涉及摇臂159的向六档的换档导向。在其它变速级也同样。
[0157]
就上述游隙(l1＞l2)而言，在游隙的范围内将换档拨叉87设为自由，不妨碍离合器套筒63的第一、第二啮合位置之间的轴向的动作。由此，能够可靠地进行驱动、滑行两方向的扭矩传递。
[0158]
利用上述摇臂153、155、159、159及凸轮组145、147、149、151进行反向惰轮42的换档动作、第一～第三啮合离合器47、49、51的换档动作。在该情况下，为了进行从低级的变速级向高级的变速级的结合的变更，换档机构800设定有用于高级的变速级的离合器套筒和低级的变速级的离合器套筒的轴向移动的换档行程。就该换档机构800的换档行程的设定而言，通过换档凸轮的构造，使向上述低级的降档时比向高级的升档时大。但是，也可以使升档时、降档时的换档行程相同。换档行程的设定后面叙述。
[0159]
[换档凸轮]
[0160]
利用图11，代表性地说明上述四档六档的凸轮机构ca4的六档用的换档凸轮175。一档三档的凸轮机构ca2、二档五档的凸轮机构ca3的其它换档凸轮的构造也相同。
[0161]
上述换档凸轮175在轴心部形成有六角孔175a，该六角孔175a嵌合于图8的凸轮轴161的截面为六边形的周面，且能够一体旋转。此外，换档凸轮175相对于凸轮轴161的一体旋转构造能够应用花键、键等公知构造。
[0162]
此外，从图8中右侧起，一档、三档、六档、四档、五档、二档的换档凸轮165、167、175、173、171、169及图8中右端的倒档的换档凸轮163错开相位地安装于凸轮轴161。
[0163]
上述换档凸轮175的周面为凸轮面175b。摇臂159的销159a、159b在该凸轮面175b滑动，从而摇臂159摆动，进行换档动作。
[0164]
一对止动面175c、175d以阶梯状形成于上述换档凸轮175的表面。在换档凸轮175的表面的阶梯部通过轴176可旋转地支撑有副凸轮174。在副凸轮174的一侧形成有与止动面175c、175d对置的抵接缘部174a，外缘部174b形成为效仿凸轮面175b的一部分。
[0165]
因此，副凸轮174通过以轴176为中心旋转，抵接缘部174a能够切换地与止动面175c、175d的任一个抵接。
[0166]
上述副凸轮174的外缘部174b具备凸部174c。副凸轮174以凸部174c包含换档凸轮175的凸部175e的方式使外缘部174b效仿凸轮面175b。凸部175e及174c通过其高度的设定来设定换档行程。
[0167]
也就是，如图11(a)所示，当副凸轮174向一方旋转而使抵接缘部174a抵接于止动面175c时，副凸轮174的凸部174c与换档凸轮175的凸部175e重叠。此时的凸部175e、174c前端的共同的旋转半径为r1。
[0168]
如图11(b)所示，当副凸轮174向另一方旋转而使抵接缘部174a抵接于止动面175d时，副凸轮174的凸部174c比换档凸轮175的凸部175e向径向突出。此时的凸部174c前端的旋转半径为r2。旋转半径r1、r2的关系为r1＜r2。通过换档凸轮175侧的旋转半径r1＜r2的关系，能够使向低级的降档侧比向高级的升档侧换档行程增大δy。该δy对应于第一啮合位置与第二啮合位置之间的距离δx。
[0169]
此外，也能够在换档凸轮175不形成特别的突部，而仅通过副凸轮174的凸部174c形成旋转半径r1、r2的关系。
[0170]
[摇臂]
[0171]
如图12所示，摇臂159在两面具备销159a、159b。销159a通过六档侧的换档凸轮175的凸轮面接受导向。销159b通过四档侧的换档凸轮173的凸轮面接受引导。也就是，从正面观察摇臂159，在左右两侧分表背面地配置有销159a、159b。
[0172]
孔159c以弧状形成于上述摇臂159的中央部，且游隙嵌合于凸轮轴161。在摇臂159的前端部具备作用部159d，作用部159d卡合于换档臂815的卡合部141。该摇臂159通过枢轴159e摆动旋转自如地支撑于外壳143。
[0173]
[扭矩传递]
[0174]
如图1所示，发动机的扭矩经由启动离合器2传递至主轴3。如果通过四档的变速级进行说明，则从主轴3经过离合器毂57、离合器套筒63传递至四档齿轮25。四档齿轮驱动齿轮37。齿轮37驱动副轴5，经过齿轮93、减速齿轮212r、差动装置(未图示。)、车轴，将动力传递到车轮。在离合器套筒63位于两侧的四档齿轮25、六档齿轮29的中间位置(空档)时，第三啮合离合器51的啮合分离，不传递动力。
[0175]
如上所述，在四档的变速级被结合时，当从发动机输入驱动扭矩时，如图3(a)所示
地，离合器套筒63的驱动啮合面119向四档齿轮25的驱动啮合面101进行啮合驱动扭矩的传递。此时的啮合由于轴力导向面101a的作用在啮合齿51a、25a分离δx的第二啮合位置进行。
[0176]
另一方面，当发动机产生滑行扭矩时，离合器套筒63从图3(a)的位置如图3(b)那样向滑行啮合面99方向相对旋转。此时，啮合齿51a的驱动啮合面119从相对于啮合齿25a的驱动啮合面101的啮合被释放。由于啮合被释放，离合器套筒63通过施力机构1000的作用力向图中左方向移动。通过该移动，啮合齿51a移动到啮合齿25a的齿底。在该移动位置，啮合齿51a的滑行啮合面113在第一啮合位置与滑行啮合面99啮合。
[0177]
该扭矩方向变化引起的离合器套筒63的轴向移动不依赖于换档机构800，而是通过施力机构1000及移动导向面101a的作用自主地进行。在该状态下，由于如上所述地设有换档机构800的摇臂159与凸轮组151之间的游隙(l1＞l2)，因此实现离合器套筒63的顺畅的动作。施力机构1000及移动导向面101a的作用引起的离合器套筒63的自主的动作不需要换档拨叉87对离合器套筒63的强制力，能够抑制离合器套筒63、换档拨叉87的磨损。
[0178]
本发明实施例的施力机构1000由于使离合器套筒63的倾斜槽部460从滚珠824沿同一轴向直接接受轴力，因此能够将轴力设定得较大。而且，沿放射方向配置的各螺旋弹簧822的作用力及滚珠824的离心力所形成的径向的力被倾斜槽部460挡住而互相抵消。因此，对离合器毂57与离合器套筒63之间的滑动部有害的摩擦不会产生或被抑制。
[0179]
另外，当发动机旋转变快时，发动机的滑动阻力、泵送损失等增加，因此在关闭节气门时，从驱动扭矩向滑行扭矩的变化进一步加速，要求离合器套筒63的更快的轴向的动作。
[0180]
另一方面，当发动机的旋转变快而离合器套筒63的转速上升时，滚珠824、螺旋弹簧822(通过流体压力产生作用力时，支撑孔620内的流体等的离心力)与离合器套筒63的转速的平方成比例增大。因此，施力机构1000的挤压离合器套筒63的轴力也随着发动机的转速增加而增大。也就是，即使在发动机的转速高时，离合器套筒63的轴向的移动也能够准确地追随扭矩方向的变化。其结果，能够进行可靠的扭矩传递。
[0181]
[变速操作]
[0182]
在从低级向高级的变速级变更结合时，在启动离合器2的结合力减弱且启动离合器2的输出传递扭矩与滑行扭矩一致等产生了适当的滑动时，换档机构800进行换档驱动。
[0183]
通过换档手柄的操作，或者通过控制器根据加速器工作控制马达驱动等，上述换档机构800适时动作。例如，当进行从四档向五档的升档时，经由换档臂813、815、换档杆805、807、换档拨叉85、87操作高级的离合器套筒61及低级的离合器套筒63。
[0184]
与上述离合器套筒61的啮合齿49b啮合于高级的五档齿轮27的啮合齿27a同时地，由于高级与低级的变速比的不同，离合器套筒63开始比四档齿轮25快速地旋转。因此，离合器套筒63的啮合齿51a向四档齿轮25的啮合齿25a的滑行啮合面99方向相对旋转，驱动啮合面101、119的啮合被解除。
[0185]
此时，离合器套筒63由于施力机构1000的施力而向啮合齿25a的齿底方向受到施力。但是，摇臂159的动作被由与高级的五档齿轮27的换档凸轮171的旋转连动地旋转的低级的四档齿轮25的换档凸轮173的凸轮面173b限制，啮合齿51a相对于啮合齿25a保持浮起
△
x的第二啮合状态。
[0186]
此时，换档机构800仅负责将离合器套筒63向第二啮合位置离开的状态原样保持的功能。因此换档机构800不需要进行使离合器套筒63从第一啮合位置向第二啮合位置强制地浮起的驱动，能够防止换档机构800的磨损或能量消耗。
[0187]
在上述离合器套筒63旋转得比四档齿轮25快时，啮合齿51a的齿顶113位于可以在从啮合齿25a的齿底分离
△
x的第二啮合位置抵接于脱离导向面97的轴向位置。
[0188]
因此，通过啮合齿51a、25a的相对旋转，齿顶113与脱离导向面97抵接，通过斜面作用对齿顶113作用空档方向(解放离合器的方向)的轴力。另一方面，如上所述，关系到换档机构800的低级的换档凸轮173，在凸轮组151与摇臂159的销159a、159b之间设有不妨碍离合器套筒63向空档位置的移动的游隙(l1＞l2)，因此低级的啮合齿51a及离合器套筒63通过斜面效果自主地向空档位置移动。而且，高级的离合器套筒61的啮合齿49b和五档齿轮27的啮合齿27a进入预定的啮合位置，向高级的变速完成。
[0189]
通常，在这种无缝换档的变速器中，在向高级的变速时，短时间产生低级的变速级与高级的变速级的同时啮合。伴随着同时啮合的内部循环扭矩使主轴3等积蓄扭转的势能，在低级的第三啮合离合器51的释放时产生因能量释放而引起的噪音。
[0190]
在本发明的实施例中，内部循环扭矩的大小与低级的低档侧的啮合齿25a、51a的滑行扭矩的大小ti相等。该扭矩ti的大小取决于啮合齿51a、离合器套筒63、与其连动的换档拨叉87等换档机构侧的合计质量m沿轴向的加速阻力、以及啮合齿25a、51a、离合器毂57与离合器套筒63之间的花键的摩擦阻力。
[0191]
在此，如果将啮合齿25a的齿顶的脱离导向面97与旋转轴的角度设为θ，将比例常数设为k，则质量m引起的轴向的加速阻力fa为fa＝k
·m·
cotθ，决定ti的要素即加速阻力fa的旋转方向的分力fx为fx＝fa
·
cotθ＝k
·m·
(cotθ)2。
[0192]
因此，内部循环扭矩ti与cotθ的平方成比例，θ越大就越急剧地变小。其结果，轴扭转的势能也变小，释放时的噪音变小。
[0193]
另外，如果将啮合齿25a、51a的离合器半径部处的转速差设为
△
v，则啮合齿51a的轴向速度分量vth为vth＝δv
·
cotθ，θ越大，则vth越小。而且与其相关的离合器套筒63及换档拨叉87等换档机构侧的轴向速度也变小。因为动能与vth的平方成比例，所以θ越大，换档拨叉87等换档机构侧的碰撞声越减小。
[0194]
如上所述地，θ越大，也就是脱离导向面97的旋转方向上的倾斜越平缓，则在噪音方面就越有利。但是，若脱离导向面97的倾斜一边考虑向低级的换档一边确定，则其大小为例如上述的预定范围。
[0195]
向低级的变速级的结合的变更与通常的手动变速器同样地切断启动离合器2，使高级的第二啮合离合器49脱离相对于五档齿轮27的啮合而向空档位置移动，然后使低级的第三啮合离合器51与四档齿轮25啮合。
[0196]
此时，关于上述的脱离导向面97的倾度θ，如果不是cotθ＞摩擦系数，则由于啮合齿51a的齿顶113与脱离导向面97之间的摩擦，齿顶113被脱离导向面97的斜面阻挡，可能不会产生啮合齿51a、25a之间的相对旋转。因此，θ设定于比45度大且cotθ比啮合齿51a的齿顶113与脱离导向面97之间的摩擦系数大的范围内。
[0197]
[换档行程的差]
[0198]
图13是表示升档时的摇臂与副凸轮动作前的换档凸轮的关系的主视图。图14是表
示降档时的摇臂与副凸轮动作后的换档凸轮的关系的主视图。此外，升档、降档的换档行程的差由于在六档不存在，因此在五档、四档之间进行说明。
[0199]
如图9、图13、图14所示，通过换档凸轮173、175的旋转，两个销159b、159a被驱动，从而摇臂159以枢轴159e为中心摆动。对应于销159b、159a与凸轮组149之间的上述游隙(l1＞l2)，离合器套筒63能够在游隙内进行自由的动作。
[0200]
如图13所示，在四档用的换档凸轮173为了升档而旋转时，当副凸轮174抵接于止动面173c时，副凸轮174的凸部174c与换档凸轮173的凸部173e重叠。此时的凸部173e、174c前端的共同的旋转半径为r1。
[0201]
如图14所示，当上述换档凸轮173为了降档而向反方向旋转时，副凸轮174向另一方旋转，抵接缘部174a抵接于止动面173d。通过该抵接，副凸轮174的凸部174c比换档凸轮173的凸部173e在径向上突出。此时的凸部174c前端的旋转半径为r2。
[0202]
因此，摇臂159向低级的换档时比向高级的换档时以枢轴159e为中心多摆动
△
y＝r2－r1。
[0203]
因此，与摇臂159的作用部159d连动的图1的换档杆807、换档拨叉87使离合器套筒63在降档时比升档时多啮合移动δy(＝
△
x)。通过该啮合移动，在从五档向四档的降档时能够使四档的啮合齿25a、51a啮合得较深。
[0204]
在降档时，即使在启动离合器2未结合的情况下，由于变速比及齿轮的惯性，也有时离合器套筒63比四档齿轮25旋转得慢。在该情况下，离合器套筒63的啮合齿51a的齿顶113由于啮合齿25a的脱离导向面97而被施加啮合脱离的方向的速度分量。在旋转差大的情况下，有时仅通过施力机构1000的作用力不能赋予抵消上述速度分量且使啮合齿51a移动到对方的啮合齿25a的下一齿的齿底的加速度。因此，除了施力机构1000，还通过在降档时和升档时对换档行程设置差，能够将啮合齿51a的齿顶113可靠地送入到啮合齿25a的齿根。
[0205]
此外，在以向滑行旋转方向倾斜的方式倾斜设定上述第三啮合离合器51的滑行啮合面99，且对应地倾斜设定滑行啮合面115的情况下，当滑行扭矩起作用时，产生将啮合齿51a从啮合齿25a拉开的轴推力。该推力能够根据滑行啮合面99、115的齿面的倾斜角度、齿面、以及离合器套筒63与离合器毂57之间的摩擦系数等计算。
[0206]
因此，上述啮合齿51a、啮合齿25a的滑行啮合面115、99的倾斜设为能够通过施力机构1000的作用力充分抑制由于通常的滑行扭矩(发动机制动引起的扭矩)起作用时产生的上述推力而使啮合齿51a从啮合齿25a分离的方向的动作的角度。该角度能够基于上述计算等确定。
[0207]
在上述啮合齿25a、51a的齿面产生的轴推力超过施力机构1000的推力的假定外的大的滑行扭矩也有时临时性地且冲击性地被施加。此时，啮合齿25a、51a的啮合也有时临时性地分离，但通过施力机构1000的作用力迅速地恢复到正常啮合位置。
[0208]
另外，即使在升档时发生了换档系统发生故障而使低级的啮合齿51a无法从啮合齿25a浮起
△
x并保持的事态的情况下，也能够实现故障模式的改善。也就是，在由于高低级同时啮合所引起的大的内部循环扭矩而使齿轮25、27等破损等之前，低级的啮合齿25a、51a的啮合被释放。而且，即使发生这样的事态，也可以继续进行基于高级啮合离合器的行驶。
[0209]
图15涉及换档机构的变形例，是将副凸轮应用于换档鼓的说明图。图16涉及换档机构的变形例，是表示取代了摇臂及换档凸轮的换档鼓的例子的说明图。图17涉及换档机
构的变形例，是表示取代了摇臂及换档凸轮的换档致动器的例子的说明图。
[0210]
上述换档机构800只要能够独立驱动换档杆即可，能够采用将副凸轮833通过轴834可旋转地支撑于在图15的换档鼓880且相对于换档用的槽在δy的范围内出没的结构、由如图16那样的旋转鼓821构成的结构、如图17那样由个别地驱动换档杆860的电动、液压、气动中的任一个或进行了组合的致动器900构成的结构等。
[0211]
图18是表示实施例(措施后b)和比较例(措施前a)的噪音产生的比较的图表。图19是表示实施例(措施后b)和比较例(措施前a)的说明图。
[0212]
图18是图19的措施前a和措施后b的比较实验数据，措施后b采用了上述实施例的啮合离合器作为无缝换档的变速器。也就是，措施后b是在啮合齿25a的齿顶具备脱离导向面97，且在齿根具备滑行啮合面99的构造。措施前a由于啮合齿25a的齿顶沿旋转方向平坦，且将滑行啮合面99作为倾斜面，因此不具备齿顶的脱离导向面。
[0213]
实验条件如下。
[0214]
在底盘测功机上加速、变速，进行实车测定。声音计测通过将拾音器设置于变速器正上方来进行。位移计测通过在变速器内部的低级套筒设置间隙传感器来进行。实验器具使用辊式底盘测功机。就测定器而言，使用小野测器株式会社制的dr－7100便携式记录仪作为数据记录仪，使用小野测器株式会社制的mi－1235计测用拾音器及mi3111前置放大器作为声音计测，使用电子应用pu－05间隙传感器及aec－55转换器作为位移计测。
[0215]
在图18的图表中，在措施前a、措施后b的任一个中，横轴均表示时间变化。纵轴表示音量。在图18中未示出，但低级齿轮位移测定在高级、低级的离合器套筒同时啮合，如上述地低级的离合器套筒从啮合位置脱离移动时的位移。
[0216]
在措施前a、措施后b的比较中，措施前a的低级齿轮位移由于不存在脱离导向面的导向而在啮合脱离动作中是快速的，与之相对，在措施后b中，通过脱离导向面的导向，成为相对缓慢的位移。之后，措施前a的低级齿轮在脱离侧大幅振动，与之相对，措施后b的低级齿轮的振动小。
[0217]
其结果，如图18所示，就啮合脱离动作中的噪音的发生而言，措施后b的音量比措施前a明显小。
[0218]
由于该不同，措施后b的变速时的噪音比措施前a大幅减轻，其结果，可以防止换档机构的磨损损伤，可靠且顺畅地进行变速。
[0219]
而且，不需要用于换档位置检查机构的齿轮箱的孔、螺丝、换档拨叉的v槽，构造得以简化，有助于成本降低。另外，在例如从四档向五档的升档时，由于离合器套筒61与五档齿轮27的相对旋转，因此为了啮合齿27a、49b啮合而通常需要大的背隙或高低齿的组合。但是，在本发明的实施例中，离合器套筒61通过啮合齿49b的齿顶421沿着脱离导向面245的斜面前进，能够获得咬入的方向的轴速度分量。
[0220]
因此，能够一边使用同一高度的啮合齿49b、27a，一边减小啮合时的背隙。其结果，除了制作成本的降低，在功能方面上还能够实现换档错误的防止、背隙减小带来的由三次振动引起的噪音的防止。
[0221]
实施例2
[0222]
图20、图21表示实施例2。图20是进行变速取消的系统的概略结构图。图21是进行变速取消的流程图。
[0223]
图20表示高级、低级同时啮合时的低级的啮合齿的动作。例如，在第三啮合离合器51中表示离合器套筒63与四档齿轮25的关系。
[0224]
在本实施例中，将脱离导向面97、驱动啮合面101、滑行啮合面99、移动导向面101a设于离合器套筒63的啮合齿51a。四档齿轮25的啮合齿25a设置驱动啮合面119、滑行啮合面115以及齿顶113。该啮合齿25a、51a的形状的关系与实施例1相反。此外，在扭矩传递中，驱动方向和滑行方向为与上述相反的显示。
[0225]
在图20中，在四档齿轮25为升档时的低级时，本应该是离合器套筒63通过移动导向面101a及换档机构的协动而位于第二啮合位置。
[0226]
从而，如实施例1所说明地，在四档、五档的变速级的离合器套筒同时啮合时，在成为低级的四档处，啮合齿25a的齿顶113被啮合齿51a的脱离导向面97导向而使四档侧的啮合顺滑地解除，完成向五档的升档。
[0227]
但是，如果低级换档机构发生故障，低级的离合器套筒63保持在第一啮合位置，则在高级、低级的同时啮合时，脱离导向面97不发挥作用，在低级的啮合齿51a、25a保持在滑行啮合面99、115啮合的状态下，高级的五档的啮合齿啮合，从而成为双啮合。
[0228]
因此，在低级的离合器套筒位于第一啮合位置时，不能变速。
[0229]
此外，此处的说明是通过第三啮合离合器51进行的，但其它啮合离合器也同样。
[0230]
如图20所示，本实施例的无缝换档的变速器具备换档机构800、检测器200以及控制部201。换档机构800构成从一方的变速级向上述其它变速级变更结合的变速驱动部，且能够与实施例1同样地构成。检测器200是检测一变速级的状态的接近传感器等。检测器200检测离合器套筒是否从第一啮合位置移动且正在向第二啮合位置移动作为一变速级的状态。检测器200的检测信号输入控制部201。控制部201具备mpu、rom、ram等，控制换挡机构800，进行与加速器工作等相应的通常的换档动作。另外，在一变速级的状态不是上述状态时，也就是在离合器套筒63未位于图20的啮合浅的第二啮合位置时，取消用于上述换档机构800向五档的变速级的结合的变更的信号。
[0231]
图21的流程图中，当输入基于加速器工作等的升档信号时，执行中断处理。
[0232]
在步骤s1中，执行“变速指示信号读取”的处理，进入步骤s2。在该处理中，控制部201通过基于加速器工作等的信号读取控制部201换档指示的信号。
[0233]
在步骤s2中，执行“低级的状态读取”的处理，进入步骤s3。当例如为从四档向五档的升档时，则低级的状态为低级的离合器套筒63移动到第二啮合位置的状态。该状态由检测器200检测，并将检测信号输入控制部201。在控制部201读取输入的检测信号。
[0234]
在步骤s3中，执行“第二啮合位置？”的判断处理。在该判断处理中，比较读取到的检测信号和本应使离合器套筒63位于第二啮合位置的基准信号，如果一致(yes)，则进入步骤s4，如果不一致(no)，则进入步骤s5。
[0235]
在步骤s4中，执行“变速指示”的处理。离合器套筒63移动到第二啮合位置，通过啮合齿25a、51a的相对旋转，脱离导向面97有效地发挥作用，因此，根据变速指示，换档机构800的动作被容许。通过换档机构800的动作，经由基于高级的离合器套筒61向五档齿轮27的啮合和低级的离合器套筒63相对于变速齿轮25的在脱离导向面97的抵接导向而形成的同时啮合，进行向高级的结合的变更。
[0236]
在步骤s5中，执行“变速指示取消”的处理。在该处理中，防止因升档时的不良而引
起的所谓双啮合，取消基于换档机构800的变速指示。也就是，如果作为对换档机构800的升档指示原样地进行例如从四档向五档的变速指示，则在变速低级的四档的离合器套筒63未处于第二啮合位置时，由于同时啮合引起的相对旋转，离合器套筒63的滑行啮合面99碰撞变速齿轮25的滑行啮合面115。该碰撞引起高级、低级的所谓双啮合。因此，在变速低级的四档的离合器套筒63未处于第二啮合位置时，取消对换档机构800的变速指示，消除双啮合。此时，就变速低级的四档而言，通过驱动扭矩的输入，离合器套筒63的驱动啮合面101与四档齿轮25的驱动啮合面119啮合。因此，能够继续进行四档下的行驶，因此能够进行作为紧急情况下的行驶。另外，在步骤s5中，取消变速指示的同时，鸣响警报用的蜂鸣器，使灯点亮来通知驾驶员。
[0237]
这样，虽然是在升档时进行同时啮合的变速器，但能够防止双啮合，且防止变速器的破损。
[0238]
符号说明
[0239]
1—变速器，3—主轴(扭矩传递部件)，5—副轴(扭矩传递部件)，19—一档齿轮(变速齿轮、另一方的旋转部件)，21—二档齿轮(变速齿轮、另一方的旋转部件)，23—三档齿轮(变速齿轮、另一方的旋转部件)，25—四档齿轮(变速齿轮、另一方的旋转部件)，27—五档齿轮(变速齿轮、另一方的旋转部件)，29—六档齿轮(变速齿轮、另一方的旋转部件)，19a、21a、23a、25a、27a、29a—啮合齿，47—第一啮合离合器，49—第二啮合离合器，51—第三啮合离合器，47a、47b、49a、49b、51a、51b—啮合齿，97—脱离导向面(脱离导向部)，59、61、63—离合器套筒(一方的旋转部件)，101a—移动导向面(移动机构、移动导向部)，460—倾斜槽部(施力转换部)，800—换档机构(变速驱动部)，822—螺旋弹簧(施力功能部)，824—滚珠(抵接体)，1000—施力机构。