具体实施方式
下面，根据各实施例与附图一起说明本发明的实施方式的变速器用同步装置。
实施例1
图1是本发明的一个实施例的变速器用同步装置的主要部分的剖视图，是沿着图2中的A-A线切断的截面。图2是除去图1中的输出轴10、一档齿轮12、二档齿轮14、第一同步环16以及弹簧18而从图1中右侧(一档齿轮12侧)观察的外观图。另外，图3是放大图1的上侧的主要部分、记入详细附图标记的图。
图1是本发明的一个实施例的变速器用同步装置的主要部分的剖视图，是沿着图2中的A-A线切断的截面。图2是除去图1中的输出轴10、一档齿轮12、二档齿轮14、第一同步环16、第二同步环18以及弹簧20而从图1中右侧(一档齿轮12侧)观察的外观图。另外，图3是放大图1的上侧的主要部分、记入详细附图标记的图。
输出轴10通过未图示的差动装置与车轮连结。
输出轴10与轮毂20利用分别形成于输出轴10上的花键(spline)10a和形成于轮毂20上的花键20a彼此在旋转方向上一体地结合，另外，轴套(bush)22从图1中左侧被压入到输出轴10上。因而，轮毂20以被输出轴10的大径部10b与轴套22夹持的状态被固定在输出轴10上。
轮毂20具有轮毂(boss)部20b、从该轮毂部20b向半径方向外侧延伸的凸缘部20c以及设于该凸缘部20c的外周的环状部20d。在轮毂20的外周侧配置套筒24，轮毂20与套筒24利用形成于轮毂20上的花键20e及形成于套筒24上的花键24a能够相互在轴向上相对移动地卡合。
并且，在输出轴10上借助轴承26a配置有一档齿轮12，另外在轴套22的外侧借助轴承26b配置有二档齿轮14，一档齿轮12和二档齿轮14以夹持轮毂20的方式配置，且一档齿轮12和二档齿轮14能旋转自由地被支承。
此外，一档齿轮12和二档齿轮14构成本发明的变速齿轮，分别与未图示的输入轴侧的对方齿轮啮合，能够通过它们与发动机连结。
在一档齿轮12的轮毂20侧形成有用于与套筒24的花键24a啮合的花键12a和圆锥状的摩擦面12b，在二档齿轮14的轮毂20侧形成有用于与套筒24的花键24a啮合的花键14a和圆锥状的摩擦面14b。
在套筒24的外周形成有拨叉槽24b，未图示的换档拨叉能够滑动地嵌合于拨叉槽24b，从而利用来自未图示的换档杆的手动或者致动器的输出，借助与该输出连动的换档拨叉使套筒24能够在轴向上移动。
对套筒24的长度和位置关系进行设定，使得套筒24能够处于如下的位置：中立位置，即，如图1的状态那样套筒24仅与轮毂20的花键20e啮合而不与花键12a、14a啮合的位置；一档位置，套筒24从图1的状态向右侧移动规定量时、在套筒24的左侧部分与轮毂20的花键20e啮合的状态下套筒24的右侧部分与一档齿轮12的花键12a啮合的位置；二档位置，套筒24从图1的状态向左侧移动规定量时、在套筒24的右侧部分与轮毂20的花键20e啮合的状态下套筒24的左侧部分与二档齿轮14的花键14a啮合的位置。
在一档齿轮12和轮毂20之间配置有第一同步环16，在二档齿轮14和轮毂20之间配置有第二同步环18。
在第一同步环16上形成与摩擦面12b对应的摩擦面16a，在第二同步环18上形成与摩擦面14b对应的摩擦面18a，如后所述，摩擦面12b与16a之间、以及摩擦面14b和18a之间在被相互压接时，摩擦面12b与16a、以及摩擦面14b和18a分别起到同步作用。
如图4所示，在轮毂20上，从凸缘部20c至环状部20d在圆周上形成有三处缺口20f，如图1至图3所示，在每处该缺口20f内，在第一同步环16、第二同步环18、轮毂20和套筒24之间各配置有一个推进零件30。
另外，如图3所示，在推进零件30的径向内侧隔着板32在轮毂20的两侧分别配置有弹簧28、29，利用弹簧28、29的张力将推进零件30分别向径向外侧推出。
如上所述那样配置了各结构零件，下面详细说明这些各结构零件的形状和各结构零件之间的关系。
图4、图5示出轮毂20，图4是与图2对应的轮毂20的外观图，图5是从图4的上方以展开形状观察到的轮毂20的局部放大外观图。
从这些图可知，在缺口20f的轴向两端的四处形成有第一斜面20h、20i、第二斜面20j、20k。
这些第一斜面20h、20i、第二斜面20j、20k为以下形状：当第一斜面20h、20i、第二斜面20j、20k如后述那样与推进零件30抵接而在第一斜面20h、20i、第二斜面20j、20k上作用旋转方向的力时，将该旋转方向的力转换为轴向的力而在轴向上推压推进零件30。
图6表示图2的C-C部的截面。
在轮毂20上形成有轴向的孔201，如图6所示，在该孔201中插入并钩挂住弹簧29的弯曲的一侧的端部29a而限制其旋转方向的动作。
此外，图6描绘了二档齿轮14侧的弹簧29，但是一档齿轮12侧的弹簧28的端部28a被插入到图6中的孔201之外的孔201中。
图7、图8示出套筒24，图7是与图2对应的套筒24的主视外观图，图8是从图7的箭头C观察的描绘成展开形状的局部放大图。
与图3中描绘的套筒24的截面一起进行说明，在各花键24a的轴向两端分别形成有倒角24c、24d，在三处花键24a内侧形成有具有第一斜面24e、第二斜面24f(相当于本发明的台阶)以及具有推压面24g的凹部24h，并且在轴向端部上也形成有第三斜面24i。
在这些三处凹部24h上卡合后述的推进零件30。
此外，关于花键24a，这些形成有凹部24h的三处花键24a的两侧各缺两个花键，这是为了与轮毂20的形状对应。
图9、图10示出第一同步环16，图9是与图1对应的剖视图，图10是从上侧观察图9的描绘成展开形状的局部放大外观图。
如上所述，第一同步环16的内侧形成为圆锥状的摩擦面16a，摩擦面16a与一档齿轮12的摩擦面12b相面对。
在第一同步环16的外周的三处与上述轮毂20的缺口20f对应地形成有朝径向外侧以及轴向上延伸的突起16b。
在突起16b的周向中央部形成有第一槽16c和障碍斜面16d、16e，在第一槽16c的中央部形成有凹部16f。
另外，在突起16b的径向内侧形成弹簧槽16g，从而供弹簧28卡合。
突起16b在旋转方向上留有一定间隙地与轮毂20的缺口20f卡合，后述的推进零件30在旋转方向上留有一定间隙地与第一槽16c卡合。
图11、图12以及图13示出第二同步环18，图11示出与图1对应的截面，图12示出从右侧观察图11的外观，图13是从图11的上侧观察的描绘成展开形状的局部放大图。
如上所述，第二同步环18内侧形成为圆锥状的摩擦面18a，摩擦面18a与二档齿轮14的摩擦面14b相面对。
在第二同步环18的外周设有花键18b，并且在第二同步环18的外周的轮毂20侧的端部上形成有倒角18c、18d，倒角18c、18d与套筒24的左侧的倒角24c、24d对应。
如图13所示，在第二同步环18的外周的三处与上述第一同步环16同样地与轮毂20的缺口20f对应地形成有朝径向外侧以及轴向上延伸的突起18e。
在突起18e的周向中央部形成有第二槽18f，在该第二槽18f的左端形成有被推压部18g、右侧形成有凹部18h。
另外，在突起18e的径向内侧形成弹簧槽18i，从而供弹簧29卡合。
突起18e在旋转方向上留有一定间隙地与轮毂20的缺口20f卡合，后述的推进零件30在旋转方向上留有一定间隙地与第二槽18f卡合。
图14、图15都是放大表示推进零件30。
图14示出与图1、图3对应的推进零件30的截面，图15从上侧观察图14的外观图。
如图1以及图3所示，推进零件30与套筒24的凹部24h卡合，各部位之间如下所述地相对应。即，推进零件30的第一斜面30a与套筒24的第一斜面24e对应，被推压面30b与推压面24g对应，第二斜面30c与第三斜面24i对应。另外，被推压面30b与推压面24g都是向径向外侧垂直于外表面地形成，因此，套筒24不能一边将推进零件30向径向内侧推入，一边向右向移动，而是套筒24与推进零件30一体地移动。对此，套筒24向左侧的移动由于是斜面卡合，因此是一边将推进零件30向径向内侧推入一边进行的。
如图14、15所示，推进零件30从径向外侧观察时呈大致I字形状，推进零件30以与图5示出的轮毂20的形成于四处的第一斜面20h、20i、第二斜面20j、20k相对应的方式、在四处形成第一伺服斜面30d、30e、第二伺服斜面30f、30g，并且在一档齿轮12侧端部形成有被障碍斜面30h、30i。
另外，在推进零件30的二档齿轮14侧端部形成有推压面30j，推压面30j能够如后所述地在同步作用中推压第二同步环的被推压部18f。
此外，优选这些被推压面30b、第一伺服斜面30d、30e、第二伺服斜面30f、30g、被障碍斜面30h、30i以及推压面30j不是形成为单纯的平面而是形成为缓和的曲面。
并且，在推进零件30的内侧形成有凹部30k，板32的凸部32a与凹部30k卡合。
省略了板32的详细图示，板32从径向外侧观察时呈大致矩形。
如图3所示，在板32内侧形成有第一斜面32b、第二斜面32c，弹簧28、29分别与第一斜面32b、第二斜面32c抵接，使得通过弹簧28、29的张力使板32向外侧推出。
因而，如图1以及图3所示地被组装的状态下，弹簧28、29利用其张力产生沿着板32的第一斜面32b、第二斜面32c接近轮毂20的凸缘部20c那样的靠近的力。
如上所述，两个弹簧28、29分别与第一同步环16的弹簧槽16g和第二同步环18的弹簧槽18h卡合，因此，在第一同步环16和第二同步环18上始终作用有向凸缘部20c侧靠近的力。
接着，说明图1示出的同步装置的动作。
根据图3以及图16～图19示出的动作图来说明动作。
图3以及图16示出位于上述中立位置的状态。图16是从图3除去套筒24而从上方观察的图，为了便于理解而省略了板32和弹簧28、29的图示。
在这种状态下，如上所述，第一同步环16和第二同步环18总是被向凸缘部20c侧拉近，因此一档齿轮12的摩擦面12b与第一同步环16的摩擦面16a不会接触，且二档齿轮14的摩擦面14b与第二同步环18的摩擦面18a不会接触。
首先，说明从中立状态向一档齿轮12侧变速的情况。
此时，使输出轴10与一档齿轮12之间有转速差。
当利用图3中未图示的拨叉使套筒24开始向右侧移动时，推进零件30、板32、弹簧28以及第一同步环16一起移动。即，弹簧28利用推压面24g、被推压面30b的卡合与推进零件30一体地移动，而且板32利用凸部32a和凹部30k的卡合与推进零件30一体地移动。
此时，第二同步环18与轮毂20的凸缘部20c抵接而无法向右侧移动，因此弹簧29以稍微被向径向内侧推压的方式变形，允许上述各零件向右侧移动。
当这些各零件向右侧移动时，首先，第一同步环16的摩擦面16a与一档齿轮12的摩擦面12b接触，第一同步环16以及弹簧28停止移动。
但是，推进零件30、板32以及套筒24继续一起移动，板32的右端与第一同步环16的凹部16f局部抵接。此时，在弹簧28、29的张力的影响下板32推压第一同步环16，由于该力而在摩擦面彼此12b、16a之间产生摩擦转矩，开始初始同步作用。
利用该摩擦转矩使第一同步环16相对于轮毂20旋转，如图17所示，第一槽16c使推进零件30摆动。即，推进零件30向中立位置的右侧移动，因此其左端位于缺口20f内，右端从缺口20f脱出。因此，推进零件30以左端部分为摆动支点而使右端摆动，如图17所示，其伺服斜面30d与轮毂20的第一斜面20h抵接，上述摩擦转矩作用于该第一伺服斜面30d与第一斜面20h之间。
并且，如图17所示，没有间隙地使推进零件30的被障碍斜面30h与第一同步环16的障碍斜面16d抵接而开始将第一同步环16推压到一档齿轮12。
此时，推进零件30从套筒24的推压部24g被向右方推压，并且利用摩擦转矩从第一伺服斜面30d作用于第一斜面20h而产生的轴向的力被向右侧推压。
即，如上所述，第一斜面20h具有将旋转方向的力转换为轴向的力的作用，在此所产生的力促进同步作用。
这是一种自身伺服作用，当套筒24所推压的力相同时，同步性能与一般的同步装置相比提高与该力相当的力。
当利用这些同步作用而使输出轴10与一档齿轮12之间转速差消失时，上述摩擦转矩消失，因此推进零件30将第一同步环16推回到使之旋转方向位置为与中立时相同的位置，如图18所示，推进零件30与套筒24一起前进，不久套筒24的花键24a与一档齿轮12的花键12a啮合而结束变速操作。
接着，说明从中立状态向二档齿轮14侧变速的情况。
此时，设为在输出轴10与二档齿轮14之间存在转速差。
当利用图3中未图示的拨叉使套筒24开始向左侧移动时，与向上述一档齿轮12侧的变速同样地，推进零件30、板32、弹簧29以及第二同步环18一起移动。
即，推进零件30由于弹簧28、29的张力而被向套筒24侧推压，因此第一斜面30a被套筒24的第一斜面24e向左侧推压。
此时，第一同步环16与轮毂20的凸缘部20c抵接而无法向左侧移动，因此弹簧28以稍微被向径向内侧推压的方式变形，允许上述各零件向左侧移动。
当这些各零件向左侧移动时，首先，第二同步环18的摩擦面18a与二档齿轮14的摩擦面14b接触，第二同步环18以及弹簧29停止移动。
但是，推进零件30、板32以及套筒24继续一起移动，板32的左端与第二同步环18的凹部18f局部抵接。此时，在弹簧28、29的张力的影响下板32推压第二同步环18，由于该力而在摩擦面彼此14b、18a之间产生摩擦转矩，开始初始同步作用。
利用该摩擦转矩而使第二同步环18相对于轮毂20旋转，旋转到如图19所示的位置，并且当套筒24向左侧方向移动时，套筒24左侧的倒角24c与第二同步环18的倒角18c接触而向左方推压。
之后，通过该倒角24c、18c之间而使套筒24将第二同步环18推压到二档齿轮14来进行同步作用。
即，通过套筒24推压第二同步环18的力，由此产生的摩擦面14b、18a之间产生的摩擦转矩作用于倒角24c、18c之间，以要将套筒24向右侧推压的力变大的方式设定倒角24c、18c的角度，因此只要存在由同步作用而产生的上述摩擦转矩，套筒24就无法向左侧前进，继续推压第二同步环18。
此时，在套筒24向左侧的推压力中超过与要利用倒角24c、18c使第二同步环18旋转的转矩相应的量的摩擦转矩(T2)如图19所示那样从第二槽18f作用于推进零件30，使该推进零件30摆动。
即，推进零件30向中立位置的左侧移动，因此其右端位于缺口20f内，左端从缺口20f脱出。因此，推进零件30以右端部分为摆动支点而使左端摆动，如图19所示，其第二伺服斜面30f与轮毂20的第二斜面20j抵接，上述摩擦转矩的差(T2)作用于该第二伺服斜面30f与第二斜面20j之间。
因此，该摩擦转矩被转换为轴向的力而将推进零件30向左侧推压，推进零件30的推压面30j将第二同步环18的被推压面18g向左侧推压。
因而，第二同步环18被由从上述套筒24借助倒角24c、18c之间而推压的力和被该推进零件30推压的力两者合力的力向左侧推压，从而进行同步作用，因此同步性能比以往的通常的同步装置提高与被推进零件30推压的力相当的力。
当由于这些同步作用而使输出轴10与二档齿轮14之间转速差消失时，由同步作用产生的摩擦转矩消失，因此套筒24通过倒角24c、18c使第二同步环18旋转而返回到中立位置，从而利用第三斜面24i和第二斜面30c克服弹簧28、29而将推进零件30向径向内侧向左侧推入，同时仅套筒24前进，如图20所示，花键24a与二档齿轮14的花键14a啮合而结束变速操作。
当推进零件30从图20的状态向右方移动时，第一斜面30a与套筒24的第二斜面24f抵接，无法移动更多。
因而，第二斜面24f起到防止推进零件30向右方移动而导致发生难以预料的情况的作用。
从以上说明可知，与以往的通常的博格华纳型同步装置相比，为了得到相同同步容量(摩擦转矩)而使套筒24推压第一同步环16或者第二同步环18的载荷较小即可，因此能够与该载荷减小量相当地提高同步性能。
另外，第一同步环16、第二同步环18在弹簧28以及板32的作用下，在没有作为同步装置起作用的状态下总是向轮毂20侧靠近，因此各摩擦面彼此12b、16a以及14b、18a之间没有接触，因此不会产生无用的摩擦，因此能够避免牵引转矩、由该牵引转矩产生的发热。
这些对汽车的燃料费也带来较好的影响。
并且，在上述结构中，对于套筒24随着向一档齿轮12侧的变速操作、以及向二档齿轮14侧的变速操作在轴向上的移动，对于一侧方向，推进零件30与套筒24一体地移动，对于另一侧方向，推进零件30在移动途中向径向内侧移动，之后仅套筒24移动，因此能够通过简单的结构仅使轮毂20单侧的同步装置具有更强的自身伺服作用，能够改善与相反侧的同步装置之间的性能平衡、降低也包括相反侧的同步装置的整体的制造成本。
在这种情况下，不仅一档齿轮12侧的同步装置以及二档齿轮14侧的同步装置两者都通过自身伺服作用提高同步性能，由于推进零件30有三个即可，因此也能够比以往降低制造成本。
此外，上述实施例说明了在输出轴10上配置了同步装置的情况，但是当然配置在输入轴侧也起到同样的作用。
另外，将轮毂20的第一斜面20h、20i、第二斜面20j、20k作为倾斜面进行了说明，但是也可以是螺旋面。另外，变速齿轮并不限于一档齿轮12以及二档齿轮14的组合。
关于本发明的变速器用同步装置，可以根据本领域技术人员的一般的知识，以为了提高摩擦面上的摩擦系数为目的而在同步环的摩擦面上形成螺纹、油槽等对本发明增加变更的方式实施，并且还可以应用于通过在摩擦面上使用适当的材料来得到更高的同步性能、具备多个被称为多表面(multi-cone，例如参照日本特开2003-278794号公报)的摩擦面的同步装置。