(57)【要約】【課題】溶接接合箇所を極力少なくしても所要のトルク伝達が可能な、しかも板状部材の剛性が高く、かつポストめっきを行わなくても耐久性、耐食性を維持できる棒状部材と板状部材の連結構造を低コストで製造する。【解決手段】端部外面に凸部を形成した断面円形の棒状部材と、２枚の板状部材を準備し、板状部材の先端部に、前記断面円形の棒状部材の外周と嵌合する半円状の切り欠き部を形成するとともに、当該切り欠き部の外側にそれぞれ半抜き加工により前記凸部と嵌合する凹部を設け、２枚の板状部材を前記凹部が互いに断面円形の棒状部材端部の凸部を包み込むように重ね合わせた後、２枚の板状部材同士および凸部と凹部の間を固着する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面円形の棒状部材とその一端に結合された板状部材との結合構造であって、前記棒状部材の外周と嵌合する半円状の切り欠き部と当該切り欠き部の外側に、互いに対向するように凹部が形成されて重ね合わせられた２枚の板状部材の、前記対向する凹部により形成された空隙部に、前記棒状部材の側端外面に形成された凸部が嵌合され、２枚の板状部材が固着されているとともに、前記板状部材の凹部と前記棒状部材の凸部とが固着されていることを特徴とする棒状部材と板状部材の結合構造。
【請求項２】
前記凸部が列をなして複数設けられ、当該複数の凸部に合致する複数の凹部が設けられている請求項１に記載の棒状部材と板状部材の結合構造。
【請求項３】
前記棒状部材および前記板状部材が、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系の合金めっき鋼で構成されている請求項１または２に記載の棒状部材と板状部材の結合構造。
【請求項４】
側端外面に凸部を形成した断面円形の棒状部材と、２枚の板状部材を準備し、２枚の板状体のそれぞれ先端部に、前記棒状部材の外周と嵌合する半円状の切り欠き部を形成するとともに、当該切り欠き部の外側にそれぞれ半抜き加工により前記凸部と嵌合する凹部を、２枚の板状体の内の一方の板の板端には棒状部材の軸方向外側に向けて窪むように、他方の板の板端には棒状部材の軸方向内側に向けて設け窪むように設け、２枚の板状部材を前記凹部が互いに棒状部材側端の凸部を包み込むように重ね合わせた後、２枚の板状部材を固着するとともに、前記板状部材の凹部と前記棒状部材の凸部を固着することを特徴とする棒状部材と板状部材の結合方法。
【請求項５】
前記凸部を、列をなして複数設けるとともに、当該複数の凸部に合致する複数の凹部を設ける請求項４に記載の棒状部材と板状部材の結合方法。
【請求項６】
前記断面円形の棒状部材が円筒体であり、当該円筒体の端部に、フランジ部が基材円筒体を構成する筒面に対して略垂直になるように拡開のフランジ加工を施した後、フランジ部を打抜き加工することにより円筒体の端部外面に複数の凸部を形成する請求項４または５に記載の棒状部材と板状部材の結合方法。
【請求項７】
前記棒状部材および前記板状部材を、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系の合金めっき鋼で構成する請求項４〜６のいずれか１項に記載の棒状部材と板状部材の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両などの変速機をシフト操作するためのシフトレバー装置を構成する変速機用レバー部材等、互いにトルクを伝達し合う棒状部材と板状部材の結合構造および結合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などの変速機をシフトするためのレバー装置は、シフトレバー、リテーナおよびコントロールレバーからなるレバー部材を備えている。
通常、レバー部材は、図１にみられるように、円筒状のリテーナ３の外表面に、シフトレバー１およびコントロールレバー４が溶接等により一体に固着されている。なお、図１中、２は押釦を有するノブである。そして、このリテーナ３の両端部には、ブッシュ５が嵌合されている。各ブッシュ５には、一本のコントロールシャフト６が挿通されている。コントロールシャフト６の両端は、図示しないプレート本体に保持されている。
このような構造のレバー部材を介在させることにより、シフトレバーによる操作をコントロールレバーに伝達している（例えば特許文献１参照）。
変速機用レバー部材に限らず、板状部材が棒状部材の端部に溶接等により一体的に固着されトルク伝達機構が一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３２９１０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、シフトレバーは、一端を手動で操作することによって他端に接続されている軸を移動させ、それによって軸に連結されているギアや自動変速機への伝達部品が移動して自動車の走行状態を変更させている。この場合、自動車の走行状態が不安定にならないように、つまり軸に連結されているギアや自動変速機への動作伝達部品が規定位置を保つようにシフトレバーの手動操作側は規定した位置で固定されている。そのため、シフトレバー自身には、規定位置から外れるような反力が作用し、手動操作側を支点として曲げモーメントが働くことになる。そして、その部材の剛性が高くないと、レバー部材自身の耐久性が低下するとともに、レバー部材を操作することによって機能させる装置を所望通り動作できなくなることがある。したがって、剛性の高いレバー部材が必要となる。
一般的なトルク伝達機構も同様である。剛性の高い板状部材が必要となる。
【０００５】
前記した通り、一般的なトルク伝達機構は、板状部材が棒状部材の外表面に溶接等により一体に固着されている。そして、耐食性、耐久性を付与するために、溶接等により一体に固着された後、ＺｎないしＺｎ系合金のめっきが施されて使用されている。
元来、一般的なトルク伝達機構は、前記した通り、板状部材と棒状部材の間にトルクがかかる。このため、板状部材として剛性の高いものが必要になるばかりでなく、その間の接合には十分な溶接強度が求められる。しかしながら、その溶接接合作業に手間を要する他、溶接により板状部材と棒状部材に熱歪みが生じ、全体として形状が不安定になるという問題もある。
【０００６】
さらに、このようなトルク伝達機構にも耐食性、耐久性が求められるため、素材として、耐食性に優れた、例えばＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金等のＺｎ合金系のめっきを施した鋼材を用い、溶接接合により製品を得ようとすると、溶融金属脆化割れを起こしやすいので、溶接作業等に細心の注意を払わなければならず、コスト上昇の一因にもなっている。
そこで、溶接接合した半製品にポストめっきを施そうとすると、物干し状の取付治具に吊り下げた後、脱脂、水洗、電解脱脂、洗浄等を繰り返した後、めっき浴に浸漬し、その後に洗浄、乾燥させる一連の作業を行わざるを得ず、非常に手間がかかって製造コストの上昇を招いている。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために案出されたものであり、溶接接合箇所を極力少なくしても所要のトルク伝達が可能な、しかも板状部材の剛性が高く、かつポストめっきを行わなくても耐久性、耐食性を維持できる棒状部材と板状部材の結合構造を低コストで製造することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の棒状部材と板状部材の結合構造は、その目的を達成するため、断面円形の棒状部材とその一端に結合された板状部材との結合構造であって、前記棒状部材の外周と嵌合する半円状の切り欠き部と当該切り欠き部の外側に、互いに対向するように凹部が形成されて重ね合わせられた２枚の板状部材の、前記対向する凹部により形成された空隙部に、前記棒状部材の側端外面に形成された凸部が嵌合され、２枚の板状部材が固着されているとともに、前記板状部材の凹部と前記棒状部材の凸部とが固着されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の棒状部材と板状部材の結合方法は、側端外面に凸部を形成した断面円形の棒状部材と、２枚の板状部材を準備し、２枚の板状体のそれぞれ先端部に、前記棒状部材の外周と嵌合する半円状の切り欠き部を形成するとともに、当該切り欠き部の外側にそれぞれ半抜き加工により前記凸部と嵌合する凹部を、２枚の板状体の内の一方の板の板端には棒状部材の軸方向外側に向けて窪むように、他方の板の板端には棒状部材の軸方向内側に向けて設け窪むように設け、２枚の板状部材を前記凹部が互いに棒状部材側端の凸部を包み込むように重ね合わせた後、２枚の板状部材を固着するとともに、前記板状部材の凹部と前記棒状部材の凸部を固着することを特徴とする。
【００１０】
なお、前記凸部は列をなして複数設け、当該複数の凸部に合致する複数の凹部を設けることが好ましい。
また、前記棒状部材および前記板状部材を、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系の合金めっき鋼で構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両などの変速機用レバー部材等、棒状部材と板状部材の連結体からなるトルク伝達機構を構成する板状部材が２枚の板状体を重ね合わせた形態となっている。このため、トルク伝達機構を構成する板状部材を剛性の高いものとすることができる。しかも、重ね合わせる２枚の板状部材先端の棒状部材との接続部に、半抜き加工によりそれぞれ向かい合うように凹部を形成し、この凹部を棒状部材の外面に形成した凸部に嵌合させて２枚の板状部材を固着している。このため、所要のトルクの伝達は、両者に形成した凸部と凹部の嵌合構造によりなされるため、固着は２枚の板状部材を固定し、棒状部材から外れないようにするに必要な箇所のみ行うことで十分である。
【００１２】
したがって、溶接接合箇所を極力少なくしても所要のトルク伝達が可能なトルク伝達機構等の棒状部材と板状部材の結合構造を低コストで提供することができる。また、溶接接合箇所を極力少なくすることができるので、溶接時の熱ひずみの発生を防止して形状精度の高い製品が得られる。さらに、素材として、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金等、Ｚｎ合金系のめっきを施した鋼材の使用が可能となり、ポストめっき工程の回避とも相俟って、耐食性、耐久性に優れた棒状部材と板状部材の結合構造を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的な変速機用レバー装置の構造を説明する図
【図２】端部に凸部を形成した円筒体端部形状を説明する図
【図３】円筒体の端部に凸部を形成するための金型形状を説明する断面図
【図４】円筒体の端部に凸部を形成する手順を説明する図
【図５】板状体の端部半円状切り欠き部と凹部を形成する手順を説明する図
【図６】円筒体端部の凸部に板状部材の凹部を嵌合する態様を説明する図
【図７】板状部材同士の溶接接合態様および板状部材と円筒体との溶接接合態様を説明する図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明者等は、棒状部材と板状部材の連結体からなるトルク伝達機構の代表例として、シフトレバー、リテーナおよびコントロールレバーからなる変速機用レバー部材を取り上げた。そして、所要の機能を有する、特にレバー部の剛性が高いものを低コストで得るべく、その構造および製造工程の改善可能性について鋭意検討を重ねてきた。
その過程で、従来の変速機用レバー部材の構造が多くの溶接工程を必要とするものであるため、コスト削減の意味ではその溶接工程の削減が可能となる構造に変更することが有効であることに到達した。
【００１５】
すなわち、従来の変速機用レバー部材は、前記した通り、円筒状のリテーナの外表面に、板状の加工品からなるシフトレバーおよびコントロールレバーが溶接により一体に固着されている。シフトレバー操作時にトルクが負荷された際、シフトレバーおよびコントロールレバーとリテーナとの継手箇所が外れたり、継手が変形したりしないように、シフトレバーおよびコントロールレバーの端部全域がリテーナの外表面に強固に溶接接合されている。このため、溶接線の長さが長くなっており、この溶接によりリテーナに熱歪みが生じることもある。そこで、また確実な溶接を行うために、治具を必要としたり、高度な溶接技術を必要としたりするために、結果的にコスト高となっている。
【００１６】
したがって、本発明は、変速機用レバー部材のレバー部のような板状部材の構造を変更することにより、溶接の箇所、長さを極力低減し、コストを削減させようとするものである。また、レバー部のような板状部材を２枚の板状部材の重ね合わせ構造とすることにより、当該部分の剛性を高めるとともに、レバー部の構造変更と相俟って、トルク伝達が確実に行えるレバー部材を低コストで製造することができることになる。
以下に、変速機用レバー部材を例として、本発明結合構造の詳細を説明する。
まず、レバー部の剛性を高める手段として、シフトレバーおよびコントロールレバーをともに板状加工品からなるものの２枚の板の重ね合わせ構造とした。
【００１７】
円筒状のリテーナの外表面に、板状加工品からなるシフトレバーおよびコントロールレバーが固着されたレバー部材にあって、シフトレバーおよびコントロールレバーとリテーナの外表面との間の溶接接合の箇所および長さを少なくしても、シフトレバー操作時にトルクが負荷された際、シフトレバーおよびコントロールレバーとリテーナとの継手箇所が外れたり、継手が変形したりすることなく、シフトレバー操作時のトルクをコントロールレバーに確実に伝達できる構造が必要である。
【００１８】
そこで、本発明では、リテーナとなる円筒体の接続部外面に列をなす複数の凸部を形成するとともに、重ね合わせてレバー部となる２枚の板状体のそれぞれ先端部に、前記リテーナとなる円筒体の外周と嵌合する半円状の切り欠き部を形成するとともに、当該切り欠き部の外側にそれぞれ半抜き加工により前記複数の凸部と嵌合する複数の凹部を、２枚の板状体の内の一方の板の板端にはリテーナ用円筒体の軸方向外側に向け、他方の板の板端にはリテーナ用円筒体の軸方向内側に向けて設け、それぞれ２枚の板状体を前記凹部が互いにリテーナ用円筒体端部の凸部を包み込むように重ね合わせる構造とした。
なお、前記態様では、円筒体の接続部外面に形成する凸部を、列をなすように複数設けているが、一個でも所期の目的を達成することは言うまでもない。また、複数の凸部を円筒体の側端部に形成する場合には、当該凸部は自ずと列をなすものとなる。
【００１９】
シフトレバーおよびコントロールレバーとリテーナとなる円筒体との連結が、両者に形成した凸部と凹部の嵌合構造によりなされるため、何の問題なく所要のトルクの伝達がなされる。大きなトルクを接続部に影響を与えることなく伝達するためには、形成する凹凸は多いほど好ましいことは言うまでもないが、形成手段等を考慮すると３個ずつとすることが好ましい。
【００２０】
次に、変速機用レバー部材を例とした本発明の結合方法の、好ましい態様について説明する。
レバー部材を構成する一方の部材であるリテーナとなる円筒体の両側端近傍外面に列をなす複数の凸部を形成する。形成箇所は、図２に示すように、円筒体の側端部であってもよい。この場合、例えば、図３，４に示すように、円筒体の端部に、フランジ部が基材円筒体を構成する筒面に対して略垂直になるように拡開のフランジ加工を施す。この際、円錐面を有する金型を用いて４５°程度の角度の先端穴広げ加工を施した後、平らな面を有する金型を用いて筒面に対して略垂直なフランジ部を形成することが好ましい。その後、フランジ部に打抜き加工を施すことによりリテーナとなる円筒体の端部に、複数の凸部を形成する。
【００２１】
レバー部材を構成する他方の部材である所望のシフトレバー形状に成形された板状体および所望のコントロールレバー形状に成形された板状体のリテーナ接続側端部に、前記円筒体の被接続部形状に合致する形状の接続部を形成する。
まず、図５（ａ）に示すように、プレス加工等で、板状体の先端部に半円の打抜き（本明細書では「切り欠き部」と記す。）を形成する。その後に、当該半円状切り欠き部の外周板部に凹部を形成するが、この凹部形成手段として半抜き加工法を採用する。
例えば、図５（ｂ）に示すように、板状体端部の半円状切り欠き部の外周に、リテーナ端に形成した凸部形状に合致する形状の凹部を半抜き加工により形成する。
【００２２】
ところで、本発明では、剛性を高めるために、レバー部を２枚の板状体の重ね合わせ構造としている。
そこで、重ね合わせる２枚の板状体の内の一方の板の板端にはリテーナ用円筒体の軸方向外側に向け窪むように、他方の板の板端にはリテーナ用円筒体の軸方向内側に向けて窪むように設けることが必要である。半抜き用の金型に、被加工板を反転して装着すれば、反対向きの凹部が形成される。
レバー部に必要な剛性を２枚の板状体で発揮させている。このため、それぞれの板状体は比較的板厚の薄いものでも十分となる。このように板厚の比較的薄いものの使用で十分となるため、凹部の金型成形に当たっては、金型負担が軽減される。すなわち、金型寿命も伸び、この点からもコスト低減に資することにもなる。
【００２３】
上記のような半円状切り欠き部とその外周に複数の凹部が形成されたそれぞれ２枚のシフトレバー板状体およびコントロールレバー板状体を、リテーナ用円筒体の両側端に形成された凸部に嵌合する。その際、図６、７にみられるように、それぞれの凹部がリテーナ円筒体側端に形成された凸部を包み込むように２枚の板状体を重ね合わせる。その後、重ね合わせた２枚の板状体同士を固着する。固着方法としては、通電抵抗によるスポット溶接、アークによるスポット溶接、プロジェクション溶接法、レーザー溶接などの高密度エネルギーによる溶接、摩擦撹拌接合などを採用することが好ましい。または機械的接合法であるかしめ接合を行ってもよい。
２枚の板状体同士の固着の他に、板状体とリテーナ円筒体側端の凸部の間の固着を追加することが好ましい。この際の固着法としては、アークによるスポット溶接、プロジェクション溶接法、レーザー溶接などの高密度エネルギーによる溶接、摩擦撹拌接合などが採用される。
【００２４】
なお、シフトレバー板状体およびコントロールレバー板状体に形成する凹部は図５に見られるように、半円形状切り欠き部の両端および中央部の３箇とすることが好ましい。その形状としては、リテーナ用円筒体とガタツキなく嵌合させるために、矩形形状とすることが好ましい。
前記した通り、リテーナ用円筒体側端に形成する凸部を、拡開のフランジ加工とフランジ部の打ち抜き加工の組み合わせで形成すれば、断面矩形の凸部となり、前記シフトレバー板状体およびコントロールレバー板状体用の凹部との嵌合がガタツキなく行える。
【００２５】
以上説明したように、板状体からなるシフトレバーおよびコントロールレバーと円筒体からなるリテーナとの連結が、両者に形成した凹部と凸部の嵌合構造によりなされるため、シフトレバー操作に伴うトルクの伝達がリテーナを介してコントロールレバーに問題なく確実に行われる。しかも、シフトレバーおよびコントロールレバーが２枚の板状体の重ね合わせ構造となっているため、剛性の高いものとなっており、高いトルクであってもシフトレバーおよびコントロールレバーを変形させることなく伝達することが可能となる。
【００２６】
このような関係は、変速機用レバー部材以外の棒状部材と板状部材の結合構造にも適用できるものである。
板状部材と断面円形の棒状部材の固着に必要な溶接の箇所および長さを少なく、また短くすることができるために、素材としてＺｎめっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板等のＺｎ系のめっきが施された鋼材が使用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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