(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１２）に形成された支持孔（１２ｃ）と、前記ケーシング（１２）と異なる材質で構成されて前記支持孔（１２ｃ）に圧入されるホルダ（１５）と、前記ホルダ（１５）に移動可能に収納されたボール（１６）と、前記ホルダ（１５）に収納されて前記ボール（１６）を付勢するスプリング（１７）とを備え、
前記ホルダ（１５）は、前記支持孔（１２ｃ）の軸方向長さよりも長い筒状に形成されていて、前記支持孔（１２ｃ）への圧入状態で該ホルダ（１５）の一部が前記ケーシング（１２）の外方で軸方向に延出しており、
前記ボール（１６）は、その一部が前記ホルダ（１５）の、前記支持孔（１２ｃ）に対応する部分の内側に配置されており、
軸方向に摺動可能なシャフト（１１）に形成した複数のノッチ（１１ａ〜１１ｃ）に前記ボール（１６）を弾発的に当接させることで、前記シャフト（１１）を複数の停止位置の何れかに位置決めするディテント装置であって、
前記支持孔（１２ｃ）の内周面の断面形状を真円状に形成すると共に、前記ホルダ（１５）が自由状態にあるときの該ホルダ（１５）の外周面の断面形状を、このホルダ（１５）の中心を前記支持孔（１２ｃ）の中心に一致させた状態で該ホルダ（１５）を前記支持孔（１２ｃ）と重ね合わせたときに、それが前記内周面の断面形状の内側および外側に跨がるように形成したことを特徴とするディテント装置。
【請求項２】
前記支持孔（１２ｃ）の内周面の断面形状の周長（Ｌ）は前記ホルダ（１５）の外周面の断面形状の周長（Ｌ１）以上であることを特徴とする、請求項１に記載のディテント装置。
【請求項３】
前記ケーシング（１２）はアルミニウム系材質であり、前記ホルダ（１５）は鉄系材質であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のディテント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングに形成された支持孔と、前記ケーシングと異なる材質で構成されて前記支持孔に圧入されるホルダと、前記ホルダに移動可能に収納されたボールと、前記ホルダに収納されて前記ボールを付勢するスプリングとを備え、軸方向に摺動可能なシャフトに形成した複数のノッチに前記ボールを弾発的に当接させることで、前記シャフトを複数の停止位置の何れかに位置決めするディテント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホルダ（スリーブ）と、ホルダの内部に移動自在に収納したボールと、ホルダの内部に配置されてボールを付勢するスプリングとを有するディテント装置において、ケーシングに形成した断面が真円形状の支持孔に、断面が真円形状の筒状のホルダを圧入して固定するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５７４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ケーシングの支持孔にホルダを圧入して固定する場合、支持孔の内径とホルダの外径との寸法差である締め代を適切に設定する必要があり、締め代が過大であるとホルダの圧入時にケーシングの支持孔が割れる可能性があり、逆に締め代が過小であると圧入後にケーシングの支持孔からホルダが脱落する可能性がある。
【０００５】
しかしながら、ケーシングおよびホルダを熱膨張率が異なる材質で構成した場合、締め代を適切に設定しても、温度変化によりケーシングおよびホルダが異なる熱膨張率で膨張あるいは収縮するため、締め代が変化してケーシングの支持孔の割れやホルダの脱落が発生する可能性がある。
【０００６】
特に、ケーシングおよびホルダを異種材料で構成した場合、材料強度が低い側の部品によって締め代の上限値が規制されてしまうため、締め代の設定自由度が低くなる問題がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ディテント装置のホルダおよびケーシングの支持孔間の締め代の設定自由度を増加させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ケーシングに形成された支持孔と、前記ケーシングと異なる材質で構成されて前記支持孔に圧入されるホルダと、前記ホルダに移動可能に収納されたボールと、前記ホルダに収納されて前記ボールを付勢するスプリングとを備え、前記ホルダは、前記支持孔の軸方向長さよりも長い筒状に形成されていて、前記支持孔への圧入状態で該ホルダの一部が前記ケーシングの外方で軸方向に延出しており、前記ボールは、その一部が前記ホルダの、前記支持孔に対応する部分の内側に配置されており、軸方向に摺動可能なシャフトに形成した複数のノッチに前記ボールを弾発的に当接させることで、前記シャフトを複数の停止位置の何れかに位置決めするディテント装置であって、前記支持孔の内周面の断面形状を真円状に形成すると共に、前記ホルダが自由状態にあるときの該ホルダの外周面の断面形状を、このホルダの中心を前記支持孔の中心に一致させた状態で該ホルダを前記支持孔と重ね合わせたときに、それが前記内周面の断面形状の内側および外側に跨がるように形成したことを特徴とするディテント装置が提案される。
【０００９】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記支持孔の内周面の断面形状の周長は前記ホルダの外周面の断面形状の周長以上であることを特徴とするディテント装置が提案される。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記ケーシングはアルミニウム系材質であり、前記ホルダは鉄系材質であることを特徴とするディテント装置が提案される。
【００１１】
尚、実施の形態のフォークシャフト１１は本発明のシャフトに対応する。また本発明の「断面形状の中心」は、幾何学的な中心を持たない形状においては、幾何学的な重心（図心）がこれに相当する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、ディテント装置は、ケーシングに形成された支持孔と、ケーシングと異なる材質で構成されて支持孔に圧入されるホルダと、ホルダに移動可能に収納されたボールと、ホルダに収納されてボールを付勢するスプリングとを備え、ホルダは、支持孔の軸方向長さよりも長い筒状に形成されていて、支持孔への圧入状態で該ホルダの一部がケーシングの外方で軸方向に延出しており、ボールは、その一部がホルダの、支持孔に対応する部分の内側に配置されており、軸方向に摺動可能なシャフトに形成した複数のノッチにボールを弾発的に当接させることで、シャフトを複数の停止位置の何れかに位置決めすることができる。支持孔の内周面の断面形状を真円状に形成すると共に、ホルダが自由状態にあるときの該ホルダの外周面の断面形状を、このホルダの中心を支持孔の中心に一致させた状態で該ホルダを支持孔と重ね合わせたときに、それが支持孔内周面の断面形状の内側および外側に跨がるように形成したので、圧入時にホルダの外周面の断面形状が支持孔の内周面の真円状の断面形状に倣うように変形することで圧入面に適切な面圧や応力が発生し、ケーシングの割れを回避しながらホルダの脱落を防止することができる。これにより、ケーシングおよびホルダが異なる材質で構成されていて熱膨張率に差がある場合であっても、両者の締め代の設定自由度を増加させることができる。
【００１３】
また請求項２の構成によれば、支持孔の内周面の断面形状の周長はホルダの外周面の断面形状の周長以上であるので、ホルダをケーシングの支持孔に圧入したときに、支持孔の内周面およびホルダの外周面が全周に亙って密着して圧入面の面圧や応力が急激に増加するのを防止することで、支持孔およびホルダの締め代の設定自由度を確保することができる。
【００１４】
また請求項３の構成によれば、ケーシングはアルミニウム系材質であるので、大型の部材であるケーシングを比重の小さいアルミニウム系材質で構成して軽量化を図ることができ、しかも真円の支持孔のドリル加工を容易に行うことができる。またホルダは鉄系材質であるので、小型の部材であるホルダを比重の大きい鉄系材質で構成して重量の増加を最小限に抑えることができ、しかもプレス加工が可能なホルダは断面形状が非円形形状であっても加工工数が特段に増加することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動車用変速機のディテント装置の縦断面図。（第１、第２の実施の形態）
【図２】図１の２−２線拡大矢視図。（第１、第２の実施の形態）
【図３】ホルダの圧入締め代と圧入面の面圧あるいは応力との関係を示すグラフ。（第１、第２の実施の形態）
【図４】図２（Ｂ）に対応する図。（参考形態）
【発明を実施するための形態】
【第１、第２の実施の形態】
【００１６】
以下、図１〜図３に基づいて本発明の第１、第２の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１に示すように、自動車用変速機のシフトフォークを支持するフォークシャフト１１は、アルミニウム系材質で構成した変速機のケーシング１２に形成したガイド孔１２ａに圧入したブッシュ１３に摺動可能に支持され、運転者により操作されるシフトレバーあるいはアクチュエータに接続されて軸方向に移動する。フォークシャフト１１の外周面には例えば３個のＶ字状のノッチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが軸方向に所定間隔で離間して形成される。
【００１８】
フォークシャフト１１を軸方向の三つの位置に位置決めするディテント装置１４は、ホルダ１５、ボール１６およびスプリング１７の三つの部材で構成される。ホルダ１５は鉄系材質の板材を絞り加工したもので、筒状の本体部１５ａと、本体部１５ａの一端を閉塞する底部１５ｂと、本体部１５ａの他端を径方向外側に折り曲げたフランジ部１５ｃと、底部１５ｂの中心に開口するエア抜き孔１５ｄとを備える。ボール１６はホルダ１５の本体部１５ａに僅かな隙間を存して移動可能に収納され、底部１５ｂとの間に配置したコイル状のスプリング１７によって一端側から他端側に向けて付勢される。エア抜き孔１５ｄは、本体部１５ａ内でボール１６が移動するときに、本体部１５ａ内に空気が閉じ込められてボール１６の動きが阻害されるのを防止する。
【００１９】
ケーシング１２のガイド孔１２ａに隣接する位置に設けられた壁部１２ｂを貫通するように支持孔１２ｃが形成されており、この支持孔１２ｃにホルダ１５の本体部１５ａが圧入により固定される。ホルダ１５は、支持孔１２ｃの軸方向長さよりも長い筒状に形成されていて、ホルダ１５の本体部１５ａを支持孔１２ｃに圧入した状態で、該ホルダ１５の一部がケーシング１２の外方で軸方向に延出するとともに、ホルダ１５のフランジ部１５ｃが壁部１２ｂに当接し、ボール１６は、その一部がホルダ１５の、支持孔１２ｃに対応する部分の内側に配置されており、スプリング１７の弾発力で本体部１５ａの他端側から突出するように付勢されたボール１６が、フォークシャフト１１の３個のノッチ１１ａ〜１１ｃの何れかに係合する。
【００２０】
図２（Ａ）は、ケーシング１２の支持孔１２ｃにホルダ１５の本体部１５ａが圧入された状態を示しており、図２（Ｂ）は、ケーシング１２の支持孔１２ｃにホルダ１５の本体部１５ａを圧入する前の状態を示している。
【００２１】
図２（Ａ）に示すように、ケーシング１２の支持孔１２ｃの内周面の断面形状は半径がＲの真円である。一方、図２（Ｂ）に示すように、圧入前のホルダ１５の本体部１５ａの外周面の断面形状は、長半径がＲ１で短半径がＲ２の楕円である。真円の半径Ｒと、楕円の長半径Ｒ１と、楕円の短半径Ｒ２との関係は、
Ｒ２＜Ｒ＜Ｒ１
であり、真円の半径Ｒは楕円の長半径Ｒ１および短半径Ｒ２の間にある。これを言い換えると、支持孔１２ｃの内周面の断面形状およびホルダ１５の外周面の断面形状を、それらの中心を一致させた状態で重ね合わせたときに、支持孔１２ｃの内周面の断面形状がホルダ１５の外周面の断面形状の内側および外側に跨がることを意味している。
【００２２】
また真円の周長Ｌと、楕円の周長Ｌ１との関係は、第１の実施の形態では、
Ｌ１≦Ｌ
であり、真円の周長Ｌは楕円の周長Ｌ１以上に設定されている。
【００２３】
また真円の周長Ｌと、楕円の周長Ｌ１との関係は、第２の実施の形態では、
Ｌ＜Ｌ１
であり、真円の周長Ｌは楕円の周長Ｌ１よりも小さく設定されている。
【００２４】
尚、ホルダ１５の本体部１５ａの楕円の長半径Ｒ１および短半径Ｒ２の差は０．１ｍｍ以下の僅かなものであり、図２（Ｂ）では誇張して描かれている。
【００２５】
次に、上記構成を備えた本発明の第１、第２の実施の形態の作用を説明する。
【００２６】
図１において、ディテント装置１４のボール１６はスプリング１７によってホルダ１５の開口部から突出する方向に付勢されており、そのボール１６がフォークシャフト１１の一つのノッチ、例えばノッチ１１ｂに弾発的に係合することで、フォークシャフト１１を軸方向に位置決めしている。この状態からフォークシャフト１１が軸方向に移動すると、ボール１６はノッチ１１ｂから押し出されてスプリング１７を圧縮しながらスリーブ１５の本体部１５ａ内に一旦押し込まれた後、スプリング１７の弾発力で隣接する一方のノッチ１１ａあるいは他方のノッチ１１ｃに再び係合し、フォークシャフト１１を新たな位置に位置決めする。
【００２７】
さて、ホルダ１５の本体部１５ａをケーシング１２の支持孔１２ｃに圧入するとき、図２（Ｂ）に示すように、ホルダ１５の本体部１５ａの楕円断面の長半径Ｒ１はケーシング１２の支持孔１２ｃの真円断面の半径Ｒよりも大きいため、その差分が締め代（例えば、０．０２ｍｍ）となってホルダ１５の本体部１５ａがケーシング１２の支持孔１２ｃに圧入される。圧入の過程で、ホルダ１５の本体部１５ａの長半径Ｒ１はケーシング１２の支持孔１２ｃの半径Ｒに一致するまで押し縮められ、それに伴ってホルダ１５の本体部１５ａの短半径Ｒ２はケーシング１２の支持孔１２ｃの半径Ｒに向かって押し広げられる。しかしながら、第１の実施の形態では、図２（Ａ）に示す圧入完了時においても、ケーシング１２の支持孔１２ｃの周長Ｌはホルダ１５の本体部１５ａの周長Ｌ１よりも大きく設定されているため、ホルダ１５の本体部１５ａの短半径Ｒ２の部分はケーシング１２の支持孔１２ｃの内周面に密着することはなく、僅かな隙間が維持される。
【００２８】
図３は、ケーシング１２の支持孔１２ｃにホルダ１５の本体部１５ａを圧入する際の締め代（横軸）と、圧入面（支持孔１２ｃの内周面および本体部１５ａの外周面）の面圧あるいは応力（縦軸）との関係を示すグラフであり、実線は第１の実施の形態であって真円の周長Ｌと楕円の周長Ｌ１との関係をＬ１≦Ｌに設定したもの、破線は第２の実施の形態であって真円の周長Ｌと楕円の周長Ｌ１との関係をＬ＜Ｌ１に設定したもの、鎖線は比較例であってケーシング１２の支持孔１２ｃおよびホルダ１５の本体部１５ａを共に真円としたものに対応する。また強度限界は、締め代がそれ以上に大きくなると、アルミニウム系材質のケーシング１２の支持孔１２ｃの部分に割れが発生する限界であり、抜け限界は、締め代がそれ以下に小さくなると、ケーシング１２の支持孔１２ｃからホルダ１５の本体部１５ａが脱落してしまう限界である。
【００２９】
鎖線で示す比較例では、真円と真円との圧入であるため、締め代が僅かに大きいだけで面圧（応力）が急増して強度限界を超えてしまい、かつ締め代が僅かに小さいだけで面圧（応力）が急減して抜け限界を超えてしまい、締め代の許容範囲が極めて狭くなる問題がある。従って、熱膨張係数が大きいアルミニウム系材質のケーシング１２と熱膨張係数が小さい鉄系材質のホルダ１５とを組み合わせた場合に、温度変化によって締め代が僅かに変化しただけで締め代の許容範囲から外れてしまう可能性がある。
【００３０】
一方、実線で示す第１の実施の形態では、ホルダ１５の本体部１５ａの長半径部分がケーシング１２の支持孔１２ｃの内周面に接触して徐々に潰れるため、締め代の変化に対する面圧（応力）の変化が緩やかになり、その結果として締め代の許容範囲が大幅に拡大する。しかも真円の周長Ｌと楕円の周長Ｌ１との関係をＬ１≦Ｌに設定したために、圧入が完了してもケーシング１２の支持孔１２ｃおよびホルダ１５の本体部１５ａが全周に亙って密着することが回避され、面圧（応力）の急増を防止して締め代の許容範囲を大きく確保することができる。
【００３１】
また破線で示す第２の実施の形態では、基本的に第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、真円の周長Ｌと楕円の周長Ｌ１との関係をＬ＜Ｌ１に設定したために、圧入が完了する以前にケーシング１２の支持孔１２ｃおよびホルダ１５の本体部１５ａが全周に亙って密着してしまい（図３のＡ点参照）、そこから比較例と同様に面圧（応力）が急激に立ち上がることになる。その結果、第２の実施の形態は第１の実施の形態に比べて締め代の許容範囲が若干狭くなるが、比較例に比べると締め代の許容範囲は大幅に拡大されている。
【００３２】
またドリル加工等により形成されるケーシング１２の支持孔１２ｃの内周面の断面形状を真円とすることで、その加工を容易化することができる、一方、絞り加工等により形成されるホルダ１５の本体部１５ａの外周面の断面形状を楕円としているため、それを楕円断面とするために加工工数や加工コストが増加することは殆どない。
【第３の実施の形態】
【００３３】
次に、図４に基づいて本発明の参考形態を説明する。
【００３４】
第１、第２の実施の形態ではケーシング１２の支持孔１２ｃの内周面の断面形状が真円であり、ホルダ１５の本体部１５ａの外周面の断面形状が楕円であるが、参考形態ではケーシング１２の支持孔１２ｃの内周面の断面形状が楕円であり、ホルダ１５の本体部１５ａの外周面の断面形状が角を丸めた三角形状（おむすび形）とされる。そして支持孔１２ｃの内周面の断面形状およびホルダ１５の外周面の断面形状を、それらの中心を一致させた状態で重ね合わせたときに、支持孔１２ｃの内周面の断面形状がホルダ１５の外周面の断面形状の内側および外側に跨がっている。また楕円の周長Ｌと、三角形状の周長Ｌ１との関係は、第１の実施の形態と同様にＬ１≦Ｌに設定しても、第２の実施の形態と同様にＬ＜Ｌ１に設定しても良い。
【００３５】
この参考形態によっても．上述した第１、第２の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態、および参考形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、ホルダ１５の本体部１５ａの外周面の断面形状は実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
またケーシング１２の材質およびホルダ１５の材質は実施の形態に限定されるものではない。
【００３９】
また実施の形態ではディテント装置１４を自動車用変速機に適用しているが、その用途は任意である。
【符号の説明】
【００４０】
１１        フォークシャフト（シャフト）
１１ａ      ノッチ
１１ｂ      ノッチ
１１ｃ      ノッチ
１２        ケーシング
１２ｃ      支持孔
１５        ホルダ
１６        ボール
１７        スプリング
Ｌ          周長
Ｌ１        周長                                                                                
【図１】
0005529213.tif 000002
【図２】
0005529213.tif 000003
【図３】
0005529213.tif 000004
【図４】
0005529213.tif 000005