(57)【要約】【課題】  プレス成型などで製造可能な矩形断面などをもつフォークシャフトを用いてコンパクトでスムーズにシフト操作可能な変速機のシフト装置を提供する。【解決手段】  本発明のシフト装置は、被支持部３２をそれぞれ有する板状の複数のフォークシャフト３と、フォークシャフト３に固定されたシフトフォーク２と、フォークシャフト３をそれぞれ独立して軸線方向に相対移動可能に並設方向両側から挟むガイド面４１をもつガイド部材４と、フォークシャフト３の間、フォークシャフト３及びガイド部材４の間にそれぞれ介設される複数の転動部材５とを備え、両面３５とガイド面４１とのそれぞれには軸線方向に細長いガイド溝３４，４３が１又は２つ以上形成されており、ガイド溝３４，４３はフォークシャフト３が軸線方向に移動する間において隣設・対向する面に形成されたガイド溝３４，４３と共に転動部材５を保持・転動可能な位置に形成されている。【選択図】図２
2015017630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸線方向に移動可能なスリーブと、板状部材を塑性変形することにより形成されており、前記軸線方向における移動距離以上の前記軸線方向の長さをもち且つ前記軸線方向に直交する方向に板厚方向が向くように形成された被支持部をそれぞれ有し、その被支持部が板厚方向に重ねられるように並んで配置されている複数のフォークシャフトと、前記スリーブの外周溝に係合し且つ前記フォークシャフトに固定されたシフトフォークと、前記複数のフォークシャフトをそれぞれ独立して前記軸線方向に相対移動可能になるように並設方向両側から挟むガイド面をもつガイド部材と、前記フォークシャフトの間、並びに前記フォークシャフト及び前記ガイド部材の間にそれぞれ介設される複数の転動部材とを備え、前記スリーブを前記軸線方向にシフト操作する変速機のシフト装置であって、
前記複数のフォークシャフトのそれぞれの前記被支持部の板厚方向両面と、前記ガイド部材の前記ガイド面とのそれぞれには、前記軸線方向に細長いガイド溝が１又は２つ以上形成されており、
前記ガイド溝は、前記フォークシャフトが前記軸線方向に移動する間において隣設・対向する面に形成されたガイド溝と共に前記転動部材を保持・転動可能な位置に形成されていることを特徴とする変速機のシフト装置。
【請求項２】
前記ガイド溝は、前記被支持部の板幅方向で同じ位置に形成されている請求項１に記載の変速機のシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機内の同期装置などに用いられるスリーブをシフト操作するシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の歯車対を常時噛合遊転させ、同期装置を用いて歯車対の１つを選択的に噛合結合して所望する変速比を得る常時噛合歯車式変速機において、同期装置のスリーブをシフト操作するためにシフト装置が用いられる。シフト装置は、スリーブに係合するシフトフォークと、シフトフォークをスリーブの軸線方向に押動操作するフォークシャフトと、フォークシャフトを移動可能に支持する支持部材とにより構成されるのが一般的である。シフトフォークは、取付部から両側に湾曲して延在する２つの腕部と、腕部の先端に形成されて略環状のスリーブの外周溝に係合する爪部とを有している。フォークシャフトは、棒状あるいは板状の形状で、シフトフォークの取付部が固定されており、１つのフォークシャフトに１つのシフトフォークが固定されるのが一般的である。支持部材は、ケース又はケースに固定されるブラケット等に、移動しないように保持されており、フォークシャフトをその両端などで支持する。フォークシャフトは、支持部材で支持されている箇所は軸線上に移動可能に直線状であるが、全体としては直線状ではなく途中屈曲した形状のものもある。
【０００３】
シフト装置の先行技術の例が特許文献１及び２に開示されている。特許文献１及び特許文献２に開示されるシフト装置は、車両内のノブからのシフト荷重を効率的にスリーブに伝達するために、フォークシャフトを支持する支持部材として、摩擦抵抗が小さい材質や構成を採用している。特許文献１の支持部材は、内部が空洞のシェルが棒状のフォークシャフトを覆い、内部の空間にボールが複数内在している。特許文献１のシフト装置は、フォークシャフトが軸線方向に移動するとき、ボールが転がることで、支持部分の摩擦抵抗を低減する。特許文献２のシフト装置は、板状部材に対してプレス成型などで製造できる矩形断面のフォークシャフトを支持する支持部材として、樹脂製の円筒ブッシュが取り付けられたすべり軸受けが開示されている。矩形断面となるフォークシャフトの支持部材としては、低コスト及び軽量であるという理由で特許文献２に開示されている円筒ブッシュが多い。棒状のフォークシャフトに比べ、矩形断面のフォークシャフトは、軸線方向に移動する際の摩擦抵抗を低減するためには、なんらかの転がり要素を付加する必要がある。しかし、そのためには棒状のフォークシャフトで用いられているものを転用したとしても形状や構造の変更が必要であり、その結果、部品点数の増加や大幅なコスト増となる場合がある。そのままの部品を採用した場合、矩形断面のフォークシャフトは棒状のフォークシャフトに比べて並べて配置することで狭い空間に配置することが可能であるにも関わらず、支持部材の形状が円筒状ではコンパクト化することが困難である。また、転がり要素を採用した場合も転がり要素を介して支持する構造であるためコンパクト化することが困難である。更には、フォークシャフト毎に１つの支持部材を配置することとなれば、余計にスペースが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第２５９２８７６号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、プレス成型などで製造可能な矩形断面などをもつフォークシャフトを用いてコンパクトでスムーズにシフト操作可能な変速機のシフト装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、回転軸の軸線方向に移動可能なスリーブと、板状部材を塑性変形することにより形成されており、前記軸線方向における移動距離以上の前記軸線方向の長さをもち且つ前記軸線方向に直交する方向に板厚方向が向くように形成された被支持部をそれぞれ有し、その被支持部が板厚方向に重ねられるように並んで配置されている複数のフォークシャフトと、前記スリーブの外周溝に係合し且つ前記フォークシャフトに固定されたシフトフォークと、前記複数のフォークシャフトをそれぞれ独立して前記軸線方向に相対移動可能になるように並設方向両側から挟むガイド面をもつガイド部材と、前記フォークシャフトの間、並びに前記フォークシャフト及び前記ガイド部材の間にそれぞれ介設される複数の転動部材とを備え、前記スリーブを前記軸線方向にシフト操作する変速機のシフト装置であって、
前記複数のフォークシャフトのそれぞれの前記被支持部の板厚方向両面と、前記ガイド部材の前記ガイド面とのそれぞれには、前記軸線方向に細長いガイド溝が１又は２つ以上形成されており、
前記ガイド溝は、前記フォークシャフトが前記軸線方向に移動する間において隣設・対向する面に形成されたガイド溝と共に前記転動部材を保持・転動可能な位置に形成されていることである。
【０００７】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記ガイド溝が前記被支持部の板幅方向で同じ位置に形成されていることである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明は、フォークシャフトが軸線方向に移動する際、転動部材が転動することで摩擦抵抗を低減することができる。その転動部材は、フォークシャフトのガイド溝及びガイド部材のガイド溝に位置しており、溝に沿って転動する。ガイド溝はフォークシャフトの被支持部の両面及びガイド部材のガイド面に、軸線方向に細長く形成されている。このような構成にすることで、フォークシャフトは被支持部が板厚方向に重ねられるように、両面が近接して並べて配置することができる。また、ガイド部材は並設されたフォークシャフトの両面を近接するようにガイド面が挟み込むように、フォークシャフトを軸線方向に相対移動可能に支持することができる。よって、フォークシャフト及びガイド部材がコンパクトにまとめられておりながら、スムーズにシフト操作が可能なシフト装置を実現することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、ガイド溝が板幅方向で同じ位置とすることで、フォークシャフトは同一形状とすることができるため、製造コストを抑制できる。また、フォークシャフトの並びを気にせずに組み立てできるため、組み立て組み立てコストも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】変速機内の同期装置及びシフト装置の一般的な構成を説明する部分断面図である。
【図２】本実施形態のシフト装置の一部の構成を示す説明図である。
【図３】本実施形態のシフト装置の主要部分の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態のシフト装置の主要部分の構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態のシフト装置の軸線方向に対して直角方向の断面図である。
【図６】本実施形態のシフト装置の構成を模式的に表した説明図である。
【図７】図６のＩ−Ｉ断面図である。
【図８】本実施形態のシフト装置の構成を模式的に表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図８を参照して説明する。本実施形態に係る変速機のシフト装置は、車両に搭載される変速機に用いられる。
【００１２】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の変速機を直接示すものではなく、変速機内の同期装置８及びシフト装置９の一般的な構成を説明する部分断面図である。同期装置８は、回転軸８１に遊転可能に配設された２つの変速ギヤ８２、８３のうちの一方を選択的に回転軸８１に結合する装置であり、クラッチハブ８４、スリーブ８５、シンクロナイザリング８６、８７などにより、軸線ＡＸを中心にして概ね軸対称に構成されている。クラッチハブ８４は、回転軸８１の外周に突設されて一体的に回転する環状の部位であり、その外周に外歯８４１を有している。スリーブ８５は円筒状の部材であり、内周面にはクラッチハブ８４の外歯８４１とスプライン嵌合する内歯８５１を有している。スリーブ８５は、クラッチハブ８４の外側で軸線方向に摺動するようになっている。スリーブ８５の外周面には、外周溝８５２が全周に形成されている。
【００１３】
２つの変速ギヤ８２、８３及びシンクロナイザリング８６、８７は、クラッチハブ８４を挟んで類似の構造を有しており、一方を例にして説明する。変速ギヤ８２は、ニードルベアリング８２１を介して回転軸８１に遊転自在に軸支されている。変速ギヤ８２は外周に歯８２２を有している。歯８２２は、回転軸８１に平行に配置される別の回転軸（図示略）と一体回転するギヤ（図示略）の歯と常時噛合している。また、変速ギヤ８２には、一体的に回転するギヤピース８２３が設けられている。ギヤピース８２３は、外周にスリーブ８５の内歯８５１とスプライン嵌合する外歯８２４を有し、さらにクラッチハブ８４側の側面にテーパー状に突出する外周コーン面８２５を有している。
【００１４】
変速ギヤ８２のギヤピース８２３とクラッチハブ８４との間に、シンクロナイザリング８６が配置されている。シンクロナイザリング８６は、外周にスリーブ８４の内歯８４１とスプライン嵌合する外歯８６１を有し、さらに内周にギヤピース８２３の外周コーン面８２５に摩擦係合可能な内周コーン面８６２を有している。
【００１５】
スリーブ８５が軸線方向（図１では左方向）に押動操作されると、まず、シンクロナイザリング８６の内周コーン面８６２がギヤピース８２３の外周コーン面８２５に押圧されて摩擦係合し、回転軸８１と変速ギヤ８２との速度差が減少する。そして、同期が近づくとスリーブ８５の内歯８５１がシンクロナイザリング８８の外歯８８１に嵌合する。次いで、スリーブ８５の内歯８５１がギヤピース８２３の外歯８２４に嵌合して同期が達成される。これにより、回転軸８１と変速ギヤ８２が同期回転する。スリーブ８５を軸線方向に押動操作する部材として、シフトフォーク９１及びフォークシャフト９２からなるシフト装置９が用いられる。
【００１６】
本実施形態１の変速機のシフト装置は、図２に示されるように、シフトフォーク２とフォークシャフト３とガイド部材４とボール（転動部材）５とを有する。押動操作（シフト操作）されるスリーブについては、図１を参照し、図２での図示を省略する。
【００１７】
シフトフォーク２は、後述するフォークシャフト３に固定される取付部２１と、取付部２１から分岐し、略円弧状に湾曲して延在する腕部２２とを有する。腕部２２は、取付部２１から先端までの長さが同じ場合、異なる場合の形状がある。変速機自体の大きさ、変速機内におけるシフト装置の配置場所にもより、同じ長さのものを複数使用したり、同じ長さと異なる長さを複数使用したりする場合がある。図２では、同じ長さのシフトフォーク２が図示されているがこれに限定されるわけではない。腕部２２の先端、フォークシャフトの軸線方向に対して直角の両面に爪部２２１があり、爪部２２１がスリーブの外周に形成される外周溝に係合する。
【００１８】
フォークシャフト３は、板状部材を塑性変形することにより形成される。そしてフォークシャフト３は後述するガイド部材４にて支持される被支持部３２をもつ。被支持部３２は軸線方向における移動距離以上の軸線方向の長さをもち、且つ、軸線方向に直交する方向に板厚方向が向くように形成されている。被支持部３２は、１つのフォークシャフト３に２箇所、軸線方向で所定距離隔てた位置にある。そして、フォークシャフト３は、被支持部３２とは異なる場所に、シフトフォーク２の取付部が固定される固定部３１を有する。複数のフォークシャフト３は、図３に示されるように、被支持部３２が板厚方向に重ねられるように並び、２箇所の被支持部３２が後述するガイド部材４で支持される。さらに、各フォークシャフト３には、図４に示されるように、被支持部３２にガイド溝３４が形成されている。ガイド溝３４は、板厚方向に窪み、軸線方向に細長く、フォークシャフト３の広い面３５（板厚方向の両面）に形成される。
【００１９】
ガイド部材４は、ケース（図示略）又はケースに固定されるブラケット（図示略）などに移動不能に保持され、各シフトフォーク３を独立して軸線方向に相対移動可能に支持する部材である。ガイド部材４は、シフトフォーク３の被支持部３２に位置し、シフトフォーク３の軸線方向において、所定距離隔てて２箇所に配置される（図２参照）。つまり、複数のフォークシャフト３が広い面３５を近接して配置されている状態を、軸線方向で異なる２つのガイド部材４が支持する。ガイド部材４は、図４に示されるように、複数のフォークシャフト３の並設方向両側の広い面３５に対向するガイド面４１と、ガイド面４１に対して直角に曲がった底面４２とを有し、フォークシャフト３の軸線方向に対する直角断面がＵ字（コ字）形状である。それぞれのガイド面４１は、広い面３５に近接するように平面形状である。そして、ガイド面４１には板厚方向に窪み、軸線方向に細長いガイド溝４３が形成されている。
【００２０】
フォークシャフト３とガイド部材４とのガイド溝３４，４３は、板幅方向で同じ位置にある。図３に示されるように、フォークシャフト３の広い面３５を隣接して３つのフォークシャフト３を並べ、並んでいるフォークシャフト３の広い面３５の外側にガイド部材４のガイド面４１を対向するように設置した際、図５に示されるように対向するガイド溝３４，４３によって囲まれる１つの空間に球形状の１つのボール５が位置する。本実施形態のシフト装置では、３つのフォークシャフト３と１つのガイド部材で４つの空間が形成され、４つのボール５が配置されている。
【００２１】
次に、本実施形態のシフト装置の作用について説明する。シフト装置は、シフト操作により発生するスリーブからの反力を、フォークシャフト３、ガイド部材４及びボール５が受ける。シフト操作の際、フォークシャフト３に固定されているシフトフォーク２がスリーブを押動する。押動されたスリーブが押動方向とは逆方向に戻ろうとし、シフトフォーク２を介してフォークシャフト３に反力が加わる。シフトフォーク２は、図２に示されるように、フォークシャフト３の板幅方向に腕部２２が延長する方向に固定されているため、フォークシャフト３はスリーブからの反力が軸線方向に平行となる縦断面方向にモーメントを受ける。図２においては、シフトフォーク２がフォークシャフト３の下方に位置しているが、変速機内部においては横方向や斜め方向の場合もある。説明上、シフトフォーク３が下方についている構成を図示している。
【００２２】
フォークシャフト３は、軸線方向（フォークシャフト３が移動するシフト方向）で離れた２箇所をガイド部材４によって支持されており、スリーブからの反力により、図６又は図８に示されるようなモーメントＭ１，Ｍ２が加わる。
【００２３】
図６にはフォークシャフト３のシフト方向が右から左方向（矢印Ａ方向）の場合について、図８にはフォークシャフト３のシフト方向が左から右方向（矢印Ｅ方向）の場合についての状態が図示されている。シフト方向Ａの場合、腕部２２にシフト方向Ａの逆方向（矢印Ｂ方向）のスリーブの反力が加わり、フォークシャフト３の被支持部３２はそれぞれ逆方向の力が加わる。シフト方向Ａ逆側の被支持部３２には腕部２２から取付部２１方向（図６では上方向Ｃ）に、シフト方向Ａ側の被支持部３２には取付部２１から腕部２２方向（図６では下方向Ｄ）に力が加わる。結果、フォークシャフト３にモーメントＭ１が加わる。この時、シフト方向Ａ側の被支持部３２では、図７に示されるように、受ける力を分散することができる。
【００２４】
図７には、３つのフォークシャフト３のうち真ん中に位置するフォークシャフト３Ｂがシフト操作された場合が図示されている。フォークシャフト３Ｂがシフト方向Ａにシフト操作されると、被支持部３２では、４つのボール５のうち、真ん中のフォークシャフト３Ｂとその両隣のフォークシャフト３Ａ，３Ｃとで挟まされている２つのボール５Ｂ，５Ｃが、真ん中のフォークシャフト３Ｂが備えるガイド溝３４の上方に接し、隣接するフォークシャフト３Ａ，３Ｃのガイド溝３４の下方に接する。２つのボール５Ｂ，５Ｃが真ん中のフォークシャフト３Ｂに接することで、下方向Ｄの力がそれぞれのボール５Ｂ，５Ｃに分散される。同様に、シフト方向Ａ逆側の被支持部３２でも上方向Ｃの力が両隣のフォークシャフト３Ａ，３Ｃとの間のボール５を介して分散される。そして、ボール５が両隣のガイド溝３４にも接することで、両隣のフォークシャフト３Ａ，３Ｃにモーメントを分散する。つまり、真ん中のフォークシャフト３Ｂが受けたモーメントＭ１を自身だけでなく、両隣のフォークシャフト３Ａ，３Ｃに分散することができる。
【００２５】
フォークシャフト３がＡ方向（図６）とは逆のＥ方向（図８）にシフトした場合、腕部２２にシフト方向Ｅの逆方向（矢印Ｆ方向）のスリーブの反力が加わり、フォークシャフト３の被支持部３２はそれぞれ逆方向の力が加わる。シフト方向Ｅ逆側の被支持部３２には腕部２２から取付部２１方向（図８では上方向Ｇ）に、シフト方向Ｅ側の被支持部３２には取付部２１から腕部２２方向（図８では下方向Ｈ）に力が加わる。結果、フォークシャフト３にモーメントＭ２が加わる。シフト方向が逆方向であっても被支持部３２にあるボール５を介して、モーメントＭ２はシフトしているシフトフォーク３から隣接するフォークシャフト３（又はガイド部材４）に分散される。
【００２６】
したがって、本実施形態のシフト装置によれば、フォークシャフト３がスリーブからの反力によるモーメントを受けながらも上記した構造で分散することができるため、ボール５はガイド溝３４，４３を転がることができる。結果、シフト操作が行われる際、ガイド溝３４，４３で囲われる空間をボール５が転がるため、フォークシャフト３の移動による摩擦抵抗を低減し、スムーズにシフト操作を行うことができる。
【００２７】
そして、フォークシャフト３とガイド部材４とは板厚方向で近接し、非常にコンパクトに配置されているため、シフト装置がコンパクト化可能である。
【００２８】
さらに、矩形断面のフォークシャフトは、プレス成型により製造することができ、各フォークシャフトも同一形状であるため、製造によるコストが抑制できる。また、ガイド溝３４を転動するボール５も４つあればよく、部品点数もそれほど多くない。従って、部品点数が多くなく、フォークシャフトが同一形状であることで、組み立てコストも抑制できる。
【００２９】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、シフトフォーク３は、ガイド部材４によって支持される被支持部３２が軸線方向に移動することができれば、その他の部位がどのような形状でもよい。例えばその他の部位の形状としては、湾曲したり屈曲したりしていてもよい。
【００３０】
また、２つのガイド溝３４（４３）によって囲まれる１つの空間に、複数のボール５を配置する構成を採用することもできる。１つのボール５の場合よりも摩擦抵抗がより抑制でき、１つのボール５が受ける力が小さくなるため強度の低いボールを採用することができる。
【００３１】
隣接するボール５の位置が板幅方向で異なるように、各フォークシャフト３のガイド溝とガイド部材４のガイド溝４３とを形成することもできる。フォークシャフト３の板厚を薄くすることができ、よりコンパクト化が可能になる。
【符号の説明】
【００３２】
２：シフトフォーク、  ２１：取付部、  ２２：腕部、  ２２１：爪部、
３：フォークシャフト、３１：固定部、  ３２：被支持部、
３４：ガイド溝、  ３５：広い面、
４：ガイド部材、  ４１：ガイド面、  ４２：底面、  ４３：ガイド溝、
５：ボール、
８：同期装置、  ８１：回転軸、  ８２，８３：変速ギヤ、  ８４：クラッチハブ、
８５：スリーブ、  ８６，８７：シンクロナイザリング、
９：シフト装置。
【図１】
2015017630.tif 000003
【図２】
2015017630.tif 000004
【図３】
2015017630.tif 000005
【図４】
2015017630.tif 000006
【図５】
2015017630.tif 000007
【図６】
2015017630.tif 000008
【図７】
2015017630.tif 000009
【図８】
2015017630.tif 000010