Механическая коробка передач транспортного средства - RU2647096C2

Чертежи

Описание

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к механической коробке передач, предназначенной для транспортного средства.

2. ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0002] В механических коробках передач, предназначенных для транспортных средств, обычно используются хорошо известные механизмы, которые включают в себя тягу вилки механизма переключения, перемещаемую в продольном направлении в соответствии с операцией переключения передач, выполняемой водителем; вилку механизма переключения, соединенную с тягой вилки механизма переключения; и кольцевую втулку, имеющую внешнюю цилиндрическую поверхность, на которой сформирован кольцевой желобок скольжения, в который вставлена вилка механизма переключения. В механической коробке передач, описанной в опубликованной патентной заявке Японии №2008-32166, раскрыта вилка механизма переключения, имеющая выступы контакта скольжения, вступающие в контакт скольжения с желобком скольжения втулки ступенчатым образом в соответствии с величиной силы, приложенной к вилке механизма переключения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В механической коробке передач, описанной в JP 2008-32166 А, если водитель выполняет переключение передач, чтобы зацепить внутренние расположенные по окружности зубцы (зубцы сцепления), образованные на внутренней цилиндрической поверхности втулки, с наружными расположенными по окружности зубцами (зубцами сцепления), образованными на шестерне, сопряженной с втулкой, так что втулка перемещается в продольном направлении тяги вилки механизма переключения. В состоянии, в котором втулка и шестерня не находятся в синхронном вращении, втулка толкается шестерней, так что втулка относительно перемещается в направлении оси к вилке механизма переключения. В это время выступы контакта скольжения вилки механизма переключения ударяются о желобок скольжения, образованный во втулке; поэтому желобок скольжения втулки может быть истерт. Если желобок скольжения становится истертым, то абразионные частицы и/или следы абразии могут привести к увеличению сопротивления скольжения втулки. В JP S 58157032 U также раскрыта механическая коробка передач транспортного средства. В JP2014222070 раскрыта механическая коробка передач, которая наиболее близка к изобретению.

[0004] Настоящее изобретение обеспечивает конструкцию механической коробки передач транспортного средства, способной устранить истирание желобка скольжения втулки.

[0005] Механическая коробка передач транспортного средства в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения содержит: тяги вилок механизма переключения; вилки механизма переключения; втулки и шестерни. Каждая из тяг вилок механизма переключения поддерживается механизмом механической трансмиссии транспортного средства таким образом, что тяга вилки механизма переключения перемещается в продольном направлении в соответствии с операцией переключения передач водителем. Каждая из вилок механизма переключения соединена с тягой вилки механизма переключения таким образом, чтобы перемещаться вместе с перемещением тяги вилки механизма переключения. Каждая из втулок имеет форму кольца. Втулка имеет на внешней цилиндрической поверхности втулки кольцевой желобок скольжения, в который вставлена вилка механизма переключения. Втулка имеет периферийные кромки в виде колец, если смотреть в продольном направлении тяги вилки механизма переключения. Каждая из шестерен включает в себя внешние расположенные по окружности зубцы, которые зацепляются с внутренними расположенными по окружности зубцами, образованными на внутренней цилиндрической поверхности втулки, когда втулка перемещается в соответствии с операцией переключения передач. Тяга вилки механизма переключения или вилка механизма переключения содержит ограничительный элемент, который примыкает к периферийной кромке, чтобы ограничить перемещение втулки в продольном направлении тяги вилки механизма переключения.

[0006] В механической коробке передач транспортного средства в соответствии с вышеуказанным аспектом в состоянии, в котором втулка и шестерня не находятся в синхронном вращении, если выполняется операция переключения передач, и втулка толкается шестерней, то ограничительный элемент, предусмотренный снаружи желобка скольжения, входит в контакт с периферийной кромкой втулки, образованной снаружи желобка скольжения. Следовательно, можно не допустить соударения желобка скольжения втулки с вилкой механизма переключения, тем самым устраняя истирание желобка скольжения.

[0007] В механической коробке передач транспортного средства в соответствии с вышеуказанным аспектом настоящего изобретения ограничительный элемент может включать в себя два выступа, которые выступают друг против друга, с вилкой механизма переключения, расположенной между ними в продольном направлении тяги вилки механизма переключения. В соответствии с этим аспектом можно удерживать втулку с помощью одного из двух выступов, в зависимости от направления перемещения тяги вилки механизма переключения.

[0008] В механической коробке передач транспортного средства в соответствии с вышеуказанным аспектом настоящего изобретения ограничительный элемент может быть расположен в местоположении, где расстояние между тягой вилки механизма переключения и втулкой становится самым коротким, если смотреть в продольном направлении тяги вилки механизма переключения, и упомянутое местоположение также является смежным с вилкой механизма переключения в продольном направлении тяги вилки механизма переключения. В соответствии с аспектом ограничительный элемент расположен в местоположении, где расстояние между тягой вилки механизма переключения и втулкой становится наименьшим, если смотреть в продольном направлении тяги вилки механизма переключения, и это местоположение также является смежным с вилкой механизма переключения в продольном направлении тяги вилки механизма переключения; таким образом, можно уменьшить момент, приложенный к ограничительному элементу, когда периферийная кромка втулки входит в контакт с ограничительным элементом.

[0009] В механической коробке передач транспортного средства в соответствии с вышеуказанным аспектом настоящего изобретения тяга вилки механизма переключения представлять собой пластинчатый элемент, полученный прессованием. В соответствии с этим аспектом в случае формирования ограничительного элемента на тяге вилки механизма переключения тяга вилки механизма переключения и ограничительный элемент могут быть одновременно сформированы, тем самым облегчается создание ограничительного элемента.

[0010] В механической коробке передач транспортного средства в соответствии с вышеуказанным аспектом настоящего изобретения может быть предусмотрен заранее заданный зазор между ограничительным элементом и втулкой в продольном направлении тяги вилки механизма переключения. В соответствии с этим аспектом в состоянии, в котором втулка и шестерня не находятся в синхронном вращении, если не выполняются какие-либо операции переключения передач, то прекращается контакт втулки и ограничительного элемента, таким образом, исключается нагрев, вызванный трением между втулкой и ограничительным элементом, таким образом увеличивается срок службы втулки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Признаки, преимущества, техническое и промышленное значение примеров осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы и на которых:

Фиг. 1 представляет собой схему, показывающую основные части системы привода транспортного средства, оборудованной механической коробкой передач транспортного средства, к которой применяется настоящее изобретение;

Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе, показывающий конструкцию тяги вилки механизма переключения, где вилка механизма переключения прикреплена к тяге вилки механизма переключения и втулка установлена на тяге вилки механизма переключения, показанной на фиг. 1;

Фиг. 3 представляет собой вид в вертикальном направлении по отношению к поверхности пластины тяги вилки механизма переключения, показанной на фиг. 2;

Фиг. 4 представляет собой вид в продольном направлении тяги вилки механизма переключения, показанной на фиг. 2;

Фиг. 5 представляет собой вид, показывающий формы тяги вилки механизма переключения и вилки механизма переключения, которые применяются в механической коробке передач транспортного средства, в качестве другого примера осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе, показывающий конструкцию тяги вилки механизма переключения, вилки механизма переключения и втулки, которые применяются в механической коробке передач транспортного средства, как еще один дополнительный пример осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе, показывающий конструкцию тяги вилки механизма переключения, вилки механизма переключения и втулки, которые применяются в механической коробке передач транспортного средства, как другой дополнительный пример осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0012] Далее примеры осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на чертежи. В следующих примерах осуществления изобретения чертежи соответствующим образом упрощены или скорректированы и размерный коэффициент, форма и т.п. каждого компонента не всегда описаны строго.

[0013] Фиг. 1 представляет собой схему, показывающую основные части системы 10 привода транспортного средства, в которой применяется настоящее изобретение. Система 10 привода транспортного средства, показанная на фиг. 1, включает в себя двигатель 12 в качестве источника движущей силы, муфту 14, механическую коробку 16 передач транспортного средства (далее по тексту называемую «механической коробкой 16 передач») и блок 18 дифференциального механизма.

[0014] Механическая коробка 16 передач транспортного средства и блок 18 дифференциального механизма оба размещены в корпусе 20. Механическая коробка 16 передач включает в себя механизм переключения передач с параллельными валами, снабженными множеством зубчатых пар с 28а по 28е, имеющих различные передаточные отношения между первичным валом 24 и вторичным валом 26 в паре, которые расположены параллельно друг другу в поперечном направлении относительно транспортного средства, а также с множеством шестерен с 30а по 30е, соответствующих зубчатым парам 28а ÷ 28е; причем механическая коробка 16 передач дополнительно содержит три тяги 34а, 34b, 34с вилок механизма переключения (тяги 34а, 34с вилки механизма переключения не показаны), используемых для изменения положения при переключении передач путем выборочной активации любого из трех механизмов с 32а по 32с синхронизации, соответствующих шестерням с 30а по 30е, так чтобы привести любую одну из зубчатых пар с 28а по 28е в состояние передачи мощности, тем самым устанавливая привод в положения от 1 до 5 переключения передач при перемещении транспортного средства в прямом направлении. Зубчатая пара 36 заднего хода дополнительно предусмотрена между первичным валом 24 и вторичным валом 26, и зубчатая пара 36 заднего хода находится в зацеплении с промежуточной шестерней заднего хода, расположенной на непоказанном вторичном валу, тем самым устанавливая положение переключения передач для движения транспортного средства задним ходом. Выходная шестерня 38, которая зацепляется с редуктором 40 блока 18 дифференциального механизма, установлена на вторичном валу 26.

[0015] На фиг. 1 проиллюстрирована только тяга 34b вилки механизма переключения, используемая для приведения в действие механизма 32b синхронизации, тяги 34а, 34с вилки механизма переключения не показаны; но на самом деле тяга 34а вилки механизма переключения, используемая для активации механизма 32а синхронизации, и тяга 34с вилки механизма переключения, используемая для приведения в действие механизма 32с синхронизации, расположены в линию вместе с тягой 34b вилки механизма переключения. Вилка 35а механизма переключения (как будет описано позже), установленная с втулкой 48а механизма 32а синхронизации, соединена с тягой 34а вилки механизма переключения (не показано), вилка 35b механизма переключения, установленная с втулкой 48b механизма 32b синхронизации, соединена с тягой 34b вилки механизма переключения, и вилка 35с механизма переключения (как описано ниже), установленная с втулкой 48с механизма 32с синхронизации, соединена с тягой 34с вилки механизма переключения (не показано). Соответственно, каждая из вилок с 35а по 35с механизма переключения перемещается в продольном направлении вместе с перемещением в продольном направлении каждой из тяг с 34а по 34с вилок механизма переключения.

[0016] Любая из тяг с 34а по 34с вилок механизма переключения работает таким образом, чтобы активировать любой из механизмов 32а-32с синхронизации. Например, механизм 32с синхронизации активируется для подсоединения шестерни 30е к вторичному валу 26 так, что зубчатая пара 28е приходит в состояние передачи мощности, тем самым устанавливается первое положение переключения передач, имеющее наибольшее передаточное отношение (отношение скорости вращения первичного вала 24 к скорости вращения вторичного вала 26). Механизм 32с синхронизации активируется для подсоединения шестерни 30d к вторичному валу 26 таким образом, что зубчатая пара 28d приходит в состояние передачи мощности, тем самым устанавливается второе положение переключения передач, имеющее второе по величине с максимальной стороны передаточное отношение. Механизм 32с синхронизации активируется для подсоединения шестерни 30с к первичному валу 24 таким образом, что зубчатая пара 28с приходит в состояние передачи мощности, тем самым создавая третью позицию переключения передач, имеющую третье по величине с максимальной стороны передаточное отношение. Механизм 32b синхронизации приводится в действие для подсоединения шестерни 30b к первичному валу 24 таким образом, что зубчатая пара 28b приходит в состояние передачи мощности, тем самым создавая четвертую позицию переключения передач, имеющую четвертое по величине с максимальной стороны передаточное отношение. Механизм 32а синхронизации активируется для подсоединения шестерни 30а к первичному валу 24 таким образом, что зубчатая пара 28а приходит в состояние передачи мощности, тем самым создавая пятую позицию переключения передач, имеющую наименьшее передаточное соотношение.

[0017] Блок 18 дифференциального механизма выполнен с возможностью включать в себя дифференциальный механизм для осуществления соответствующего изменения скорости вращения правой и левой передних осей 44L, 44R, соединенных с правым и левым передними колесами 46L, 46R в зависимости от условий движения транспортного средства, для обеспечения плавного рулевого управления. Блок 18 дифференциального механизма хорошо известен, и, таким образом, подробное описание конфигурации и функционирования будет опущено.

[0018] Каждый из механизмов 32а-32с синхронизации включает в себя одну из кольцевых втулок 48а-48с, имеющую наружную цилиндрическую поверхность, на которой сформирован желобок скольжения для сопряжения с каждой соответствующей вилкой 35а-35с механизма переключения, и имеющую внутреннюю цилиндрическую поверхность, на которой образованы внутренние расположенные по окружности зубцы 49а-49с. Если втулка 48а механизма 32а синхронизации перемещается к шестерне 30а в направлении оси первичного вала 24, то механизм 32а синхронизации активируется для синхронного вращения втулки 48а и шестерни 30а, тем самым позволяя внутренним расположенным по окружности зубцам 49а втулки 48а сцепиться с наружными расположенными по окружности зубцами 31а шестерни 30а, то есть позволяя втулке 48а сцепиться с шестерней 30а. Втулка 48а находится в сцеплении с шестерней 30а, тем самым соединяя шестерню 30а с первичным валом 24 с помощью втулки 48а.

[0019] Если втулка 48b механизма 32b синхронизации перемещается к шестерне 30b в направлении оси первичного вала 24, то механизм 32b синхронизации активируется для синхронного вращения втулки 48b и шестерни 30b, тем самым позволяя внутренним расположенным по окружности зубцам 49b втулки 48b сцепиться с внешними расположенными по окружности зубцами 31b шестерни 30b, то есть позволяя втулке 48b сцепиться с шестерней 30b. Втулка 48b находится в сцеплении с шестерней 30b, тем самым соединяя шестерню 30b с первичным валом 24 посредством втулки 48b.

[0020] Если втулка 48b механизма 32b синхронизации перемещается к шестерне 30с в направлении оси первичного вала 24, то механизм 32b синхронизации активируется для синхронного вращения втулки 48b и шестерни 30с, тем самым позволяя внутренним расположенным по окружности зубцам 49b втулки 48b сцепиться с внешними расположенными по окружности зубцами 31 с шестерни 30с, то есть позволяя втулке 48b сцепиться с шестерней 30с. Втулка 48b находится в сцеплении с шестерней 30с, тем самым соединяя шестерню 30с с первичным валом 24 посредством втулки 48b.

[0021] Если втулка 48с механизма 32с синхронизации перемещается к шестерне 30d в направлении оси вторичного вала 26, то механизм 32с синхронизации активируется для синхронного вращения втулки 48с и шестерни 30d, тем самым позволяя внутренним расположенным по окружности зубцам 49с втулки 48с сцепиться с внешними расположенными по окружности зубцами 31d шестерни 30d, то есть позволяя втулке 48с сцепиться с шестерней 30d. Втулка 48с находится в сцеплении с шестерней 30d, тем самым соединяя шестерню 30d с вторичным валом 26 посредством втулки 48с.

[0022] Если втулка 48с механизма 32с синхронизации перемещается к шестерне 30e в направлении оси вторичного вала 26, то механизм 32с синхронизации активируется для синхронного вращения втулки 48с и шестерни 30е, тем самым позволяя внутренним расположенным по окружности зубцам 49с втулки 48с сцепиться с внешними расположенными по окружности зубцами 3le шестерни 30е, то есть позволяя втулке 48с сцепиться с шестерней 30е. Втулка 48с находится в сцеплении с шестерней 30е, тем самым соединяя шестерню 30е с вторичным валом 26 посредством втулки 48с. Механизмы 32а-32с синхронизации являются хорошо известными технологическими механизмами, и, таким образом, подробное описание конфигурации и функционирования будет опущено.

[0023] Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе тяги 34b вилки механизма переключения, вилки 35b механизма переключения, соединенной с тягой 34b вилки механизма переключения, и втулки 48b, установленной с вилкой 35b механизма переключения. Тяги 34а, 34с вилок механизма переключения, вилки 35а, 35с механизма переключения и втулки 48а, 48с в основном имеют ту же конфигурацию, как и те, которые показаны на фиг. 2, и, таким образом, их описание будет опущено.

[0024] Как показано на фиг. 2, тяга 34b вилки механизма переключения (далее по тексту именуемая тягой 34b вилки) сформирована посредством продолговатой пластины (пластинчатого элемента) и опорных элементов 50, 52 для поддержки тяги 34b вилки, предусмотренных на обеих продольных оконечностях тяги 34b вилки механизма переключения. Зацепляющий участок 54 сформирован на части тяги 34b вилки механизма переключения ближе к опорному элементу 52 в продольном направлении тяги 34b вилки механизма переключения. Зацепляющий участок 54 простирается вертикально в продольном направлении тяги 34b вилки механизма переключения, и вырез 56 образован на зацепляющей участке 54 таким образом, что зацепляющий участок 54 имеет форму, которая разветвляется на две части. Непоказанный нажимной элемент зацепляется в месте, ограниченным вырезом 56, посредством выбора действия (операции переключения передачи) водителем. Нажимной элемент перемещается в продольном направлении тяги 34b вилки посредством выполнения операции переключения (операции переключения передач) водителем, при которой толкается тяга 34b вилки нажимным элементом посредством зацепляющего участка 54 в продольном направлении тяги 34b вилки таким образом, чтобы тяга 34b вилки переместилась в продольном направлении. Тяга 34b вилки механизма переключения согласно настоящему примеру осуществления изобретения образована пластинчатым элементом, полученным прессованием.

[0025] Вилка 35b механизма переключения соединена с тягой 34b вилки в заранее заданном местоположении в продольном направлении тяги 34b вилки. Вилка 35b механизма переключения соединена с тягой 34b вилки посредством сварки, например. Вилка 35b механизма переключения соединена с втулкой 48b. Фиг. 3 соответствует виду тяги 34b вилки в вертикальном направлении по отношению к поверхности 57 пластины тяги 34b вилки, показанного на фиг. 2. Фиг. 4 соответствует виду со стороны опорного элемента 50 в продольном направлении тяги 34b вилки, показанного на фиг. 2.

[0026] Как показано на фиг. 2 и фиг. 4, вилка 35b механизма переключения имеет, по существу, U-образную форму, которая имеет зеркальную симметрию по отношению к соединительному участку 64 между вилкой 35b механизма переключения и тягой 34b вилки, если смотреть в продольном направлении тяги 34b вилки. Обе оконечности вилки 35b механизма переключения, простирающиеся в U-образной форме, вставлены в кольцевой желобок 58 скольжения, образованный на наружной цилиндрической поверхности втулки 48b. Желобок 58 скольжения втулки 48b образован в центральной части внешней цилиндрической поверхности втулки 48b, имеющей форму кольца с осью в продольном направлении тяги 34b вилки, если втулка 48b установлена относительно тяги 34b вилки. На обеих оконечностях желобка 58 скольжения в продольном направлении тяги 34b вилки образованы контактные поверхности 62а, 62b скольжения, входящие в скользящий контакт с вилкой 35b механизма переключения, когда втулка 48b относительно перемещается в продольном направлении тяги 34b вилки относительно вилки 35b механизма переключения. Втулка 48b снабжена парой периферийных кромок 63а, 63b, каждая из которых имеет вид кольца, если втулка 48b рассматривается в продольном направлении тяги 34b вилки. Обе периферийные кромки 63а, 63b представляют собой торцы втулки 48b в продольном направлении тяги 34b вилки, и формируются на соответствующих тыльных поверхностях контактных поверхностей 62а, 62b скольжения.

[0027] Пара полимерных накладок 60а и пара полимерных накладок 60b установлены на обеих оконечностях вилки 35b механизма переключения. Когда втулка 48b перемещается в продольном направлении тяги 34b вилки по отношению к вилке 35 механизма переключения, то полимерные накладки 60а вступают в скользящий контакт с контактной поверхностью 62а скольжения, образованной на желобке 58 скольжения, или полимерные накладки 60b вступают в скользящий контакт с контактной поверхностью 62b скольжения, образованной на желобке 58 скольжения. Как показано на фиг. 4, в настоящем примере осуществления изобретения линия, проходящая через контактные точки A1, А2, каждая из которых является точкой контакта втулки 48b и полимерных накладок 60а, установленных на обеих оконечностях вилки 35b механизма переключения, проходит через положение осевого центра С втулки 48b.

[0028] Тяга 34b вилки включает в себя ограничительный элемент 66, простирающийся от каждой позиции, примыкающей к вилке 35b механизма переключения, в продольном направлении тяги 34b вилки по направлению к центру С оси втулки 48b. Ограничительный элемент 66 сконфигурирован посредством двух выступов 66а, 66b, которые противоположны друг другу и простираются от обеих сторон, примыкающих к вилке 35b механизма переключения, в продольном направлении тяги 34b вилки по направлению к осевому центру С втулки 48b. В частности, ограничительный элемент 66 выполнен посредством выступов 66а, 66b, которые противоположны друг другу и простираются от соответствующих позиций в тяге 34b вилки и которые удерживают вилку 35b механизма переключения с обеих сторон в продольном направлении тяги 34b вилки в направлении центра С оси втулки 48. Как показано на фиг. 3, каждый из выступов 66а, 66b имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Выступы 66а, 66b сформированы вместе с тягой 34b вилки при изготовлении тяги 34b вилки посредством прессования.

[0029] Если смотреть в продольном направлении тяги 34b вилки, то, по меньшей мере, части выступов 66а, 66b простираются до местоположений, перекрытых соответствующими периферийными кромками 63а, 63b втулки 48b. Участки выступов 66а, 66b, перекрытые втулкой 48b, если смотреть в продольном направлении, расположены снаружи желобка 58 скольжения втулки 48b в продольном направлении тяги 34b вилки. Это означает, что участки выступов 66а, 66b, перекрытые втулкой 48b, если смотреть в продольном направлении, расположены в положениях, которые не перекрываются с желобком 58 скольжения в продольном направлении тяги 34b вилки.

[0030] Каждый выступ 66а, 66b находится в местоположении, где расстояние между тягой 34b вилки и втулкой 48b становится самым коротким, если смотреть в продольном направлении тяги 34b вилки, и местоположение также примыкает к вилке 35b механизма переключения в продольном направлении тяги 34b вилки. В продольном направлении тяги 34b вилки предусмотрены заранее определенные зазоры L между соответствующими выступами 66а, 66b и соответствующими периферийными кромкам 63а, 63b втулки 48b, как показано на фиг. 3.

[0031] Далее будет приведено описание принципа работы вышеописанной конфигурации из тяги 34b вилки, вилки 35b механизма переключения и втулки 48b. Как показано на фиг. 3, тяга 34b вилки надавливается непоказанным нажимным элементом в продольном направлении таким образом, чтобы перемещать тягу 34b вилки в сторону опорного элемента 50 в продольном направлении, и вилка 35b механизма переключения, прикрепленная к тяге 34b вилки, также перемещается к опорному элементу 50, в результате чего полимерные накладки 60а, установленные на обеих оконечностях вилки 35b механизма переключения, вступают в скользящий контакт с контактной поверхностью 62а скольжения, образованной желобком 58 скольжения втулки 48b. Благодаря этому втулка 48b перемещается в направлении опорного элемента 50 в продольном направлении тяги 34b вилки таким образом, чтобы активировать механизм 32b синхронизации, тем самым втулка 48b вводится в зацепление с шестерней 30b.

[0032] В частности, если втулка 48b выходит из зацепления с шестерней 30b, то шестерня 30b располагается в местоположении ближе к опорному элементу 50 от втулки 48b в продольном направлении тяги 34b вилки, и местоположение также примыкает к втулке 48b в продольном направлении тяги 34b вилки. Шестерня 30b включает в себя внешние расположенные по окружности зубцы 31b, образованные в местоположении, где внешние расположенные по окружности зубцы 31b могут войти в зацепление с внутренними расположенными по окружности зубцами 49b втулки 48b. В частности, как видно в продольном направлении тяги 34b вилки, внешние расположенные по окружности зубцы 31b шестерни 30b расположены в местоположении, перекрываемом (в том же самом местоположении в радиальном направлении) внутренними расположенными по окружности зубцами 49b втулки 48b. Непоказанное кольцо синхронизатора, функционирующее в качестве фрикционного элемента механизма 32b синхронизации, расположено между втулкой 48b и шестерней 30b. Когда втулка 48b перемещается в направлении опорного элемента 50 в продольном направлении тяги 34b вилки, фрикционная поверхность кольца синхронизатора, расположенная между втулкой 48b и шестерней 30b, прижимается, тем самым создается сила трения на фрикционной поверхности. Эта сила трения снижает разницу в скорости вращения между втулкой 48b и шестерней 30b. Когда втулка 48b и шестерня 30b вступают в синхронное состояние вращения, внутренние расположенные по окружности зубцы 49b, образованные на внутренней цилиндрической поверхности втулки 48b, и наружные расположенные по окружности зубцы 31b, образованные на шестерне 30b, вступают в состояние, способное обеспечить зацепление друг с другом. В этом состоянии, если втулка 48b дополнительно перемещается в направлении опорного элемента 50 в продольном направлении тяги 34b вилки, внутренние расположенные по окружности зубцы 49b втулки 48b входят в зацепление с внешними расположенными по окружности зубцами 31b шестерни 30b, тем самым обеспечивая зацепление втулки 48b с шестерней 30b.

[0033] Тяга 34b вилки перемещается в направлении опорного элемента 52 в продольном направлении, и вилка 35b механизма переключения, закрепленная на тяге 34b вилки, также перемещается к опорному элементу 52, в результате чего полимерные накладки 60b, установленные на обеих оконечностях вилки 35b механизма переключения, вступают в скользящий контакт с контактной поверхностью 62b скольжения, образованной желобком 58 скольжения втулки 48b. Благодаря этому втулка 48b перемещается в направлении опорного элемента 52 в продольном направлении тяги 34b вилки, чтобы активировать механизм 32b синхронизации таким образом, чтобы втулка 48b входила в зацепление с шестерней 30с. Конкретная операция зацепления является такой же, как и у вышеупомянутого зацепления между втулкой 48b и шестерней 30b, и потому описание такового будет опущено.

[0034] Например, если операция переключения передач выполняется в то время, когда втулка 48b и шестерня 30b находятся вне синхронного вращения, и втулка 48b перемещается в направлении шестерни 30b, внутренние расположенные по окружности зубцы 49b втулки 48b ударяются о внешние расположенные по окружности зубцы 31b шестерни 30b, так что втулка 48b толкается в обратном направлении шестерней 30b; и в это время большая сила F, которая больше, чем сила при выполнении операции переключения передач в состоянии синхронного вращения, прикладывается к втулке 48b. Большая сила F передается на вилку 35b механизма переключения через контактные точки A1, А2, и существует большое расстояние между каждой контактной точкой A1, А2 и соединительным участком 64, и, таким образом, момент, приложенный к соединительному участку 64 между тягой 34b вилки и вилкой 35b механизма переключения, становится больше. Для решения этой технической задачи в предшествующем уровне техники предлагается решение, которое заключается в повышении прочности вилки механизма переключения и в увеличении площади области соединительного участка 64, но существуют также недостатки, такие как ухудшение восприятия при переключении передач и увеличения размеров и увеличение веса устройства. В качестве еще одного решения было предложено обеспечить дополнительные контактные выступы скольжения для обеспечения скользящего контакта с желобком скольжения втулки, но контакт выступов с желобком скольжения может вызвать истирание желобка скольжения. Такое истирание желобка скольжения может привести к увеличению сопротивления скольжения втулки из-за абразивных частиц и следов абразии.

[0035] В противоположность этому, в настоящем примере осуществления изобретения тяга 34b вилки включает в себя ограничительный элемент 66, который примыкает к периферийным кромкам 63а, 63b втулки 48b таким образом, чтобы ограничить перемещение втулки 48b в продольном направлении тяги 34b вилки. Этот ограничительный элемент 66 принимает часть большой силы F с тем, чтобы уменьшить момент, прилагаемый к соединительному участку 64; и потому можно избежать необходимости увеличивать жесткость вилки 35b механизма переключения и увеличивать площадь области соединительного участка 64. Здесь и далее будет описана операция, когда большая сила F прикладывается к втулке 48b.

[0036] Как показано на фиг. 3, большая сила F прикладывается к втулке 48b в направлении стрелки, например, причем большая сила F передается от контактных точек A1, А2 к вилке 35b механизма переключения. В это время вилка 35b механизма переключения становится изогнутой по направлению опорного элемента 52 в продольном направлении тяги 34b вилки, так что периферийная кромка 63b втулки 48b входит в контакт с выступом 66b, содержащимся в ограничительном элементе 66, тем самым ограничивая перемещение втулки 48b в продольном направлении тяги 34b вилки. Периферийная кромка 63b втулки 48b примыкает к ограничительному элементу 66, тем самым принимая часть большой силы F выступом 66b. Так как расстояние между соединительным участком 64 и точкой В контакта выступа 66b со втулкой 48b мало, таким образом, и момент силы, принятый выступом 66b, становится меньше. Сила, приложенная к контактным точкам A1, А2 вилки 35b механизма переключения с втулкой 48b (желобок 58 скольжения), также становится меньше, и, таким образом, момент силы, принятый контактными точками A1, А2, также становится меньше. В результате, так как момент, приложенный к соединительному участку 64, становится меньше, становится ненужным увеличивать жесткость вилки 35b механизма переключения и увеличивать площадь области соединительного участка 64. Соответственно, можно не допустить ухудшение ощущений при переключении передач за счет увеличения жесткости вилки 35b механизма переключения. Точно так же можно избежать необходимости увеличивать размер и увеличивать вес устройства за счет увеличения жесткости вилки 35 механизма переключения и увеличения площади присоединения соединительного участка 64. Так как выступ 66b находится в положении, которое не перекрывается желобком 58 скольжения втулки 48b в продольном направлении, то выступ 66b предохраняется от вступления в контакт с контактной поверхностью 62b скольжения желобка 58 скольжения, если втулка 48b и вилка 35b механизма переключения перемещаются относительно друг друга в продольном направлении. Соответственно, можно предотвратить истирание контактной поверхности 62b скольжения из-за контакта между выступом 66b и контактной поверхностью 62b скольжения желобка 58 скольжения.

[0037] Зазор L обеспечивается между выступом 66b и периферийной кромкой 63b втулки 48b в продольном направлении тяги 34b вилки, и зазор L установлен, чтобы иметь величину, которая позволяет выступу 66b входить в контакт с периферийной кромкой 63b втулки 48b, когда приложенная большая сила F сгибает вилку 35b механизма переключения. Следовательно, если небольшая сила F приложена к втулке 48b, то можно избежать контакта выступа 66b с периферийной кромкой 63b втулки 48b. Соответственно, если не выполняются какие-либо операции для переключения передач в то время, как втулка 48b и шестерня 31b находятся вне синхронного вращения, то генерацию тепла, вызываемого трением между выступом 66b и периферийной кромкой 63b втулки 48b, можно предотвратить, тем самым способствуя повышению продолжительности срока службы втулки 48b.

[0038] Если прикладывается значительная сила F к втулке 48b в направлении, обратном направлению, указанному стрелкой на фиг. 3, то часть большой силы F может быть принята выступом 66а. Соответственно, момент, приложенный к соединительному участку 64, может быть уменьшен, тем самым способствуя получению того же эффекта, что и вышеупомянутый эффект. Кроме того, на фиг. 2 - фиг. 4 представлены тяга 34b вилки, вилка 35b механизма переключения и втулка 48b, а тяги 34а, 34с вилок, вилки 35а, 35с механизма переключения и втулки 48а, 48с выполнены таким же образом, и тем самым достигается такой же эффект.

[0039] Как указывалось выше, в соответствии с настоящим примером осуществления изобретения в состоянии, в котором втулка 48b и шестерня 30b находятся вне синхронного вращения, если операция переключения передач осуществляется, и втулка 48b толкается шестерней 30b, ограничительный элемент 66, предусмотренный снаружи желобка 58 скольжения, входит в контакт с периферийной кромкой 63b втулки 48b, образованной снаружи желобка 58 скольжения. Следовательно, желобок 58 скольжения втулки 48b можно предотвратить от соударения с вилкой 35b механизма переключения, тем самым предотвращая истирание желобка 58 скольжения.

[0040] В соответствии с настоящим примером осуществления изобретения ограничительный элемент 66 образован посредством двух расположенных напротив друг друга выступов 66а, 66bс вилкой 35 механизма переключения (с 35а по 35с), расположенной между ними в продольном направлении тяги 34 вилки; таким образом, можно поддерживать втулку 48 с помощью одного из выступов 66а, 66b, в зависимости от направления движения тяги 34 вилки.

[0041] В соответствии с настоящим примером осуществления изобретения ограничительный элемент 66 расположен в местоположении, где расстояние между тягой 34 вилки и втулкой 48 становится наименьшим, если смотреть в продольном направлении тяги 34 вилки, и местоположение является смежным с вилкой механизма переключения в продольном направлении тяги 34 вилки; таким образом, можно уменьшить момент, прилагаемый к ограничительному элементу 66, когда периферийные кромки 63а, 63b втулки 48 вступают в контакт с ограничительным элементом 66.

[0042] В соответствии с настоящим примером осуществления изобретения тяга 34 вилки является прессованным пластинчатым элементом; поэтому в случае формирования ограничивающего элемента 66 на тяге 34 вилки тяга 34 вилки и ограничительный элемент 66 могут быть изготовлены как единое целое, тем самым облегчается формирование ограничительного элемента 66.

[0043] В соответствии с настоящим примером осуществления изобретения заранее заданные зазоры L соответственно образованы между выступами 66а, 66b ограничительного элемента 66 и окружными кромками 63а, 63b втулки 48 в продольном направлении тяги 34 вилки. Следовательно, в состоянии, в котором втулка 48 и шестерня 30 не находятся в синхронном вращении, если никакие операции переключения передач не выполняются, то втулка 48 находится вне контакта с ограничительным элементом 66, таким образом, предотвращается нагрев из-за трения между втулкой 48 и ограничительным элементом 66, таким образом, увеличивая срок службы втулки 48.

[0044] Далее будет описан еще один пример осуществления настоящего изобретения. В последующем описании одни и те же ссылочные позиции будут использоваться для частей, общих для вышеупомянутого варианта осуществления, и их описание будет опущено.

[0045] Фиг. 5 представляет собой чертеж, показывающий формы тяги 80 вилки механизма переключения (упоминаемого далее по тексту как «тяга 80 вилки») и вилки 82 механизма переключения, которые применяются в механической коробке переключения передач транспортного средства, в качестве еще одного примера осуществления настоящего изобретения, и чертеж соответствует фиг. 3 вышеупомянутого примера осуществления.

[0046] Тяга 80 вилки согласно настоящему примеру осуществления изобретения включает в себя два расположенные напротив друг друга выступа 84а, 84b с вилкой 82 механизма переключения, расположенной между ними в положении, примыкающем к вилке 82 механизма переключения, в продольном направлении тяги 80 вилки. Ограничительный элемент 84 сконфигурирован посредством выступов 84а, 84b. Как показано на фиг. 5, каждый выступ 84а, 84b имеет форму треугольной призмы, будучи изготовленным посредством штамповки. Даже если каждый выступ 84а, 84b формируется в форме треугольной призмы, вилка 82 механизма переключения сгибается под действием большой силы F таким образом, что окружная кромка (не показана на фиг. 5) втулки входит в контакт с выступами 84а, 84b и выступы 84а, 84b принимают часть большой силы F, таким образом, снижается момент, приложенный к соединительному участку между тягой 80 вилки и вилкой 82 механизма переключения. Соответственно, в настоящем примере осуществления изобретения также возможно не допустить контакта выступов 84а, 84b с желобком скольжения втулки, поэтому снижается истирание желобка скольжения.

[0047] Как указывалось выше, даже если каждый выступ 84а, 84b имеет форму треугольной призмы, то можно достичь того же эффекта, что и в вышеупомянутом примере осуществления изобретения. Форма каждого выступа 84а, 4b не ограничивается формой треугольной призмы или формой прямоугольного параллелепипеда, и форма их не ограничивается, насколько это возможно, чтобы принимать силу, передаваемую от вилки 82 механизма переключения при прикладывании значительной силы F.

[0048] Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе, показывающий формы тяги 100 вилки механизма переключения (далее по тексту именуемого «тягой 100 вилки»), вилки 102 механизма переключения и втулки 104, которые применяются в механической коробке переключения передач транспортного средства, в качестве еще одного дополнительного примера осуществления настоящего изобретения.

[0049] В вышеупомянутом примере осуществления изобретения выступы (66а, 66b, 84а, 84b), которые конфигурируют ограничительный элемент (66, 84), выполнены на тяге (34, 80) вилки. Однако в настоящем примере осуществления изобретения выступы 106а, 106b, конфигурирующие ограничительный элемент 106, сформированы на вилке 102 механизма переключения. Вилка 102 механизма переключения имеет, по существу, U-образную форму, если смотреть в продольном направлении тяги 100 вилки. Два выступа 106а, 106b образованы на обеих сторонах вилки 102 механизма переключения в продольном направлении тяги 100 вилки таким образом, чтобы прилегать к вилке 102 механизма переключения. Соответствующие выступы 106а, 106b выполнены как одно целое с вилкой 102 механизма переключения или объединены в одно целое с вилкой 102 механизма переключения посредством сварки или тому подобного. Выступы 106а, 106b как одно целое с вилкой 102 механизма переключения соединены с тягой 100 вилки посредством сварки или тому подобного. В этом случае, при взгляде на тягу 100 вилки в продольном направлении тяги 100 вилки с вилкой 102 механизма переключения, установленной с втулкой 104, каждый выступ 106а, 106b также простирается до местоположения, перекрываемого периферийной кромкой 107 втулки 104 в направлении к центру оси втулки 104. Каждый выступ 106а, 106b находится в местоположении, которое не накладывается на желобок скольжения, выполненный на наружной цилиндрической поверхности втулки 104 в продольном направлении тяги 100 вилки.

[0050] Как указывалось выше, в случае формирования ограничивающего элемента 106 на вилке 102 механизма переключения, также возможно получить один и тот же эффект, что и в вышеупомянутом примере осуществления изобретения. В частности, если значительная сила F прикладывается к втулке 104, то можно принять большую силу F не только на контактных точках между обеими оконечностями вилки 102 механизма переключения и желобком скольжения, но также и ограничительным элементом 106; таким образом, становится ненужным увеличивать жесткость вилки 102 механизма переключения, поскольку желобок скольжения втулки 104 не входит в контакт с выступами 106а, 106b и можно подавлять истирание желобка скольжения.

[0051] Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе, показывающий формы тяги 120 вилки механизма переключения (далее по тексту именуемого «тягой 120 вилки»), вилки 122 механизма переключения и втулки 124, которые применяются в механической коробке переключения передач транспортного средства, в качестве дополнительного примера осуществления настоящего изобретения. В тяге 120 вилки, согласно настоящему примеру осуществления изобретения проиллюстрирована только часть в непосредственной близости от участка соединения между тягой 120 вилки и вилкой 122 механизма переключения.

[0052] Как показано на фиг. 7, тяга 120 вилки согласно настоящему примеру осуществления изобретения имеет поверхность, выполненную в цилиндрической форме. Другими словами, тяга 120 вилки сконфигурирована как цилиндрический элемент. Вилка 122 механизма переключения сформирована в той же форме, что и вилка 102 механизма переключения вышеупомянутого примера осуществления изобретения. Другими словами, вилка 122 механизма переключения имеет, по существу, U-образную форму, если смотреть в продольном направлении тяги 120 вилки. Ограничительный элемент 126 образован двумя выступами 126а, 126b, которые сформированы на обеих сторонах вилки 122 механизма переключения в продольном направлении тяги 120 вилки.

[0053] Вырез 128 образован в тяге 120 вилки. Этот вырез 128 образует соединительную поверхность 130 для присоединения тяги 120 вилки к вилке 122 механизма переключения. Вилка 122 механизма переключения присоединена к соединительной поверхности 130 посредством сварки или тому подобного. Как указывалось выше, даже если тяга 120 вилки 120 вилки выполнена в цилиндрической форме, причем каждый выступ 126а, 126b образован в местоположении на вилке 122 механизма переключения, где каждый выступ 126а, 126b может вступать в контакт с периферийной кромкой 127 втулки 124, способствуя достижению того же эффекта, что и в вышеупомянутом примере осуществления изобретения.

[0054] Как упомянуто выше, примеры осуществления настоящего изобретения были описаны подробно со ссылками на чертежи, но настоящее изобретение также может быть применимо и в других случаях.

[0055] Например, в описанном выше примере осуществления изобретения выступы 68а, 68b сформированы таким образом, что расстояние между тягой 34b вилки и втулкой 48b становится самым коротким, но настоящее изобретение не ограничивается этим. Например, ограничительный элемент может быть сформирован так, чтобы простираться от местоположения вдоль вилки механизма переключения, имеющей U-образную форму.

[0056] В описанном выше примере осуществления изобретения зазоры L образованы между выступами 68а, 68b и втулкой 48b в продольном направлении, но это не всегда необходимо, чтобы обеспечить зазоры L, и выступы 68а, 68b могут быть смежными втулке 48b.

[0057] В описанном выше примере осуществления изобретения большая сила F прикладывается к втулке во время операции переключения передач водителем, но может быть сконфигурировано так, что тяга вилки переключения передач перемещается в продольном направлении во время выбора операции водителем.

[0058] В описанном выше примере осуществления изобретения полимерные накладки установлены на обеих оконечностях вилки механизма переключения, но настоящее изобретение может быть реализовано без использования полимерных накладок.

[0059] В описанном выше примере осуществления изобретения выступы 68а, 68b предусмотрены на обеих сторонах вилки 35b механизма переключения в продольном направлении, но они могут быть сконфигурированы так, чтобы обеспечить выступ в любой одной из обеих сторон в продольном направлении.

[0060] В описанном выше примере осуществления изобретения линия, проходящая через контактные точки A1, А2, которые вступают в контакт с втулкой 48b, полимерных накладок 60а, установленных на обеих оконечностях вилки 35b механизма переключения, простирается до местоположения проходящей через центр С оси втулки 48b, но настоящее изобретение не ограничивается этим. Это означает, что длина вилки механизма переключения не ограничивается одним конкретным примером осуществления в настоящем изобретении.

[0061] Приведенное выше описание является лишь примером осуществления изобретения, и настоящее изобретение может быть реализовано в различных измененных и улучшенных формах, основанных на компетенции специалистов в данной области техники.

Реферат

Изобретение относится к механической коробке передач транспортного средства. Коробка передач включает тяги вилок механизма переключения, вилки механизма переключения, втулки и шестерни. Каждая из вилок механизма переключения соединена с тягой вилки механизма переключения таким образом, чтобы перемещаться вместе. Каждая из втулок имеет форму кольца. Втулка включает в себя кольцевой желобок скольжения для установки вилки механизма переключения на внешней цилиндрической поверхности втулки. Втулка включает в себя периферийные кромки в виде колец, если смотреть в продольном направлении тяги вилки механизма переключения. Каждая из шестерен включает в себя внешние расположенные по окружности зубцы, которые зацепляются с внутренними расположенными по окружности зубцами, образованными на внутренней цилиндрической поверхности втулки, когда втулка перемещается в соответствии с операцией переключения передач. Тяга вилки механизма переключения или вилка механизма переключения включает в себя ограничительный элемент, который примыкает к периферийной кромке, с тем чтобы ограничивать перемещение втулки в продольном направлении. Достигается повышение надежности устройства. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула