(57)【要約】【課題】シフトフィーリングを向上させつつ、プランジャの極端な摩耗の発生を回避できるロックボール装置を提供する。【解決手段】ロックボール装置２００は、ロックボール１と、内面が球面の一部に相当する曲面となった下向きの凹部５を有し、この凹部５の内側にロックボール１を保持するプランジャ２と、凹部５の内面とロックボール１の外面との間の間隙として規定される転がり空間６内に拘束されつつ転がり空間６内では移動可能なように配置された保持器７と、転がり空間６のうち保持器７によって規定される範囲内でのみ各々移動可能なように配置された複数のサポートボール４とを備える。【選択図】        図３
2004278574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックボールと、
内面が球面の一部に相当する曲面となった下向きの凹部を有し、前記凹部の内側に前記ロックボールを保持するプランジャと、
前記凹部の内面と前記ロックボールの外面との間の間隙として規定される転がり空間内に拘束されつつ前記転がり空間内では移動可能なように配置された保持器と、
前記転がり空間のうち前記保持器によって規定される範囲内でのみ各々移動可能なように配置された複数のサポートボールとを備える、ロックボール装置。
【請求項２】
前記保持器は、前記ロックボールの外径より小さな内径を有する環状部材であり、前記ロックボールを前記保持器に嵌めこむように押し当てたときに前記保持器が前記ロックボールの外面から前記ロックボールの半径方向に突出する高さが、前記サポートボールの径より小さくなるような形状を有する、請求項１に記載のロックボール装置。
【請求項３】
前記保持器は、前記ロックボールの外径より小さな内径を有し、前記サポートボールの径より小さな幅の断絶部分を有する、Ｃリング形状であり、前記ロックボールを前記保持器に嵌めこむように押し当てたときに前記保持器が前記ロックボールの外面から前記ロックボールの半径方向に突出する高さが、前記サポートボールの径より小さくなるような形状を有する、請求項１に記載のロックボール装置。
【請求項４】
前記保持器は、前記ロックボールの外径より小さな内径を有する環状部材であり、前記複数のサポートボールのうち一部を前記転がり空間内で環状に並べた形に配列した状態で保持するサポートボール収容部を有する、請求項１に記載のロックボール装置。
【請求項５】
前記サポートボール収容部は、前記環状部材の周上に設けられた貫通穴である、請求項４に記載のロックボール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動変速機などにおいて、運転者にシフト時の節度を与えるためのロックボール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に、従来の変速機の一部の断面を示す。この変速機は、従来のロックボール装置１００を備えている。運転者が変速レバー（図示省略）を操作することによって、インナーレバー１０１が点１０５を中心として回転する。するとインナーレバー１０１の下端は、フォークシャフト１０７に固定されたシフトヘッド１０３を図中左右にスライドさせ、その結果、シフトフォーク１０４をスライドさせる。同時にインナーレバー１０１の上端に対しては、ロックボール装置１００が下向きに押し当てるように配置されており、インナーレバー１０１の凹部１０６に対するロックボール１の着脱によって節度を与える構造となっている。
【０００３】
従来のロックボール装置１００の下端を拡大した断面図を図１３に示す。このロックボール装置１００は、シフトフィーリングの向上を狙って、滑り方式ではなく転がり方式を採用したものである。ロックボール装置１００の構造について以下説明する。
【０００４】
プランジャ２と呼ばれる部材の先端に、内面が球面の一部に相当するような凹部５が設けられており、その凹部５の中に複数のサポートボール４を介してロックボール１が回転自在に保持されている。凹部５の出口はロックボール１の直径よりも小さくなっていてロックボール１は凹部５から脱落しないようになっている。サポートボール４もまた、凹部５の外へ脱落しないような直径となっていて凹部５の内部に保持されている。凹部５の内面とロックボール１の外面とによって規定され、サポートボール４が存在し得る空間の全体を以下、「転がり空間」６というものとする。
【０００５】
プランジャ２はスプリング３によって下向きに付勢されている。この付勢によってロックボール１がインナーレバー１０１などに押し当てられて、その結果ロックボール１が凹部５の奥に押しこまれるような向きの外力を受けたとしても、転がり空間６内にサポートボール４は十分な個数入っているのでロックボール１の外面と凹部５の内面とは直接接触することはなく、凹部５の内面はサポートボール４を介してロックボール１を支えるようになっている。このロックボール装置１００では、サポートボール４の回転および移動による潤滑作用によってロックボール１は比較的円滑に回転することができる。このような方式を転がり方式といい、ロックボールをスプリングなどでただ下向きに押しつけるだけという滑り方式のロックボールに比べてシフトフィーリングが良いとされている。
【０００６】
上述のロックボール装置に関連した技術は、ドイツ特許出願公開第４２０４６３０Ａ１号（特許文献１）、ドイツ特許公開公報第１００５９３７７Ａ１号（特許文献２）に開示されている。また、ボールとスプリングによってシフト時の節度を実現する機構の他の例は、特開平６−１４７３１５号公報（特許文献３）に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
ドイツ特許出願公開第４２０４６３０Ａ１号
【０００８】
【特許文献２】
ドイツ特許公開公報第１００５９３７７Ａ１号
【０００９】
【特許文献３】
特開平６−１４７３１５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のロックボール装置１００においては、サポートボール４は凹部５内で自由に動き得る。したがって、実際の使用時には、サポートボール４は重力の影響で転がり空間６内の下の方に集まり、図１４に示すようになる。プランジャ２を透視してロックボール１とサポートボール４との位置関係を立体的に示すと、図１５（ａ），（ｂ）に示すようになる。
【００１１】
この状態において、プランジャ２はスプリング３によって下向きに付勢され、ロックボール１はインナーレバー１０１（図１２参照）から上向きに抗力を受ける。このとき、プランジャ２は、凹部５の内面とサポートボール４とが互いに接する限られた面積だけでこの荷重を支えなければならないが、すべてのサポートボール４が均等な荷重で凹部５の内面に接するわけではない。実際にはくさび効果により、上の方に位置するサポートボール４に荷重が集中し、特に高い面圧で接することとなる。その結果、これらのサポートボール４が当接する箇所において凹部５の内面に発生する摩耗が大きくなり、問題となる。
【００１２】
そこで、本発明は、シフトフィーリングを向上させつつ、プランジャの極端な摩耗の発生を回避できるロックボール装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づくロックボール装置は、ロックボールと、内面が球面の一部に相当する曲面となった下向きの凹部を有し、上記凹部の内側に上記ロックボールを保持するプランジャと、上記凹部の内面と上記ロックボールの外面との間の間隙として規定される転がり空間内に拘束されつつ上記転がり空間内では移動可能なように配置された保持器と、上記転がり空間のうち上記保持器によって規定される範囲内でのみ各々移動可能なように配置された複数のサポートボールとを備える。この構成を採用することにより、サポートボールの個数を増やさず、余裕空間を十分大きくとったままの条件でも、鉛直方向の荷重を支え得るような範囲内にサポートボールを集めておけるので、サポートボールと凹部内面との間に生じる面圧を下げることができる。その結果、凹部内面の摩耗を防止できる。
【００１４】
上記発明において好ましくは、上記保持器は、上記ロックボールの外径より小さな内径を有する環状部材であり、上記ロックボールを上記保持器に嵌めこむように押し当てたときに上記保持器が上記ロックボールの外面から上記ロックボールの半径方向に突出する高さが、上記サポートボールの径より小さくなるような形状を有する。この構成を採用することにより、保持器が凹部内面に接触して転がり空間内に詰まったり、保持器が凹部の内面に擦れ合うことによって摩擦抵抗が増大したりすることを回避できる。
【００１５】
上記発明において好ましくは、上記保持器は、上記ロックボールの外径より小さな内径を有し、上記サポートボールの径より小さな幅の断絶部分を有する、Ｃリング形状であり、上記ロックボールを上記保持器に嵌めこむように押し当てたときに上記保持器が上記ロックボールの外面から上記ロックボールの半径方向に突出する高さが、上記サポートボールの径より小さくなるような形状を有する。この構成を採用することによっても、保持器が凹部内面に接触して転がり空間内に詰まったり、保持器が凹部の内面に擦れ合うことによって摩擦抵抗が増大したりすることを回避できる。
【００１６】
上記発明において好ましくは、上記保持器は、上記ロックボールの外径より小さな内径を有する環状部材であり、上記複数のサポートボールのうち一部を上記転がり空間内で環状に並べた形に配列した状態で保持するサポートボール収容部を有する。この構成を採用することにより、保持器がロックボールには直接接しない構造も容易にとりうるので、ロックボールに保持器がひっかかったり、保持器によってロックボールに傷がついたりすることを防止しつつ、必要な個数のサポートボールを保持しておくことができる。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記サポートボール収容部は、上記環状部材の周上に設けられた貫通穴である。この構成を採用することにより、保持器自体の強度を確保しつつ、サポートボールを安定して保持することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の説明に入る前に、発明者が検討した他の技術について説明する。
【００１９】
従来技術に基づくロックボール装置１００におけるくさび効果による摩耗の問題を解消することを狙って、まず、図１に示すように、サポートボール４の個数を増やすことが考えられる。このようにすれば、たとえサポートボール４が転がり空間６内で重力によって下側に偏ったとしても上の方にも幾つかのサポートボール４が存在することとなる。したがって、鉛直方向の荷重を受け持つことができるサポートボール４の個数が増えて荷重が分散するため、サポートボール４と凹部５内面との間の面圧を下げることができる。しかし、このような構造にすると、ロックボール１が回転する際には従来より多くのサポートボール４と接しながら回転しなければならないため、摺動抵抗が増大してしまう。また、転がり空間６のうちサポートボール４が移動するための余裕分に相当する空間（以下、「余裕空間」という。）８も小さくなってしまうため、サポートボール４の移動も従来に比べて制約されてしまい、この点からも摺動抵抗が増大してしまう。
【００２０】
ほかに、図２に示すように、従来技術に基づくロックボール装置１００に比べてサポートボール４の個数はそのままで、転がり空間６を小さくすることも考えられる。この場合、サポートボール４の個数は増やさずにサポートボール４と凹部５内面との間の面圧を下げることができるが、余裕空間８が小さくなってしまうことには変わりなく、やはり摺動抵抗の増大は免れ得ない。
【００２１】
発明者は、これらの技術を想定し、その問題点を検討した上でさらに改良を重ね、本発明をするに至った。
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
（構成）
図３〜図７を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるロックボール装置２００について説明する。図３は、ロックボール装置２００の下部の断面を拡大して示したものである。プランジャ２を透視してロックボール１とサポートボール４と保持器７との位置関係を立体的に示すと、図４（ａ），（ｂ）に示すようになる。
【００２３】
図３に示すように、ロックボール装置２００は、ロックボール１と、プランジャ２と、保持器７と、複数のサポートボール４とを備える。プランジャ２は、下向きの凹部５を有する。凹部５の内面は、球面の一部に相当する曲面となっている。プランジャ２は、凹部５の内側にロックボール１を保持する。保持器７は、凹部５の内面とロックボール１の外面との間の間隙として規定される転がり空間６内に拘束されつつ、この転がり空間６内では移動可能となっている。複数のサポートボール４は、転がり空間６のうち保持器７によって規定される範囲内でのみ各々移動可能となっている。
【００２４】
保持器７は、環状の部材であり、図３では一例として断面が円形のリング状のものを示している。この保持器７は、図５に示すようにいわゆるＯリング形状を有しており、ロックボール１の外径より小さな内径を有する。さらに、保持器７は、図６に示すように、ロックボール１を保持器７に嵌めこむように押し当てたときに保持器７がロックボール１の外面からロックボール１の半径方向Ｄに向かって突出する高さａが、サポートボール４の径ｂより小さくなるような形状を有する。図６では、説明の便宜のために、ロックボール１の外面に接するサポートボール４のうち代表する１個のみを表示している。
【００２５】
（作用・効果）
上述の構成のロックボール装置２００においては、複数のサポートボール４は、一応、転がり空間６内で移動可能であるが、転がり空間６の全域に渡って自由に移動できるのではなく、移動できる領域は、環状の保持器７によって転がり空間６の一部に限定されることとなる。一方、保持器７は、転がり空間６内では移動可能となっているので、保持器７が移動する度にサポートボール４が移動できる領域も変わり得ることとなる。
【００２６】
また、ａ＜ｂ（図６参照）となっていることから、保持器７が凹部５の内面に接触して転がり空間６内に詰まったり、保持器７が凹部５の内面に擦れ合うことによって摩擦抵抗が増大したりすることはない。プランジャ２とロックボール１との間の荷重を支えるのはあくまでサポートボール４であって、保持器７はサポートボール４の移動できる範囲を規定するのみである。
【００２７】
また、保持器７の内径は、ロックボール１の外径より小さくなっているので、保持器７がロックボール１を越えて下方に脱落することもない。
【００２８】
保持器７は図５に示したように断面が円形のＯリング形状であるので、ロックボール１との間の摩擦を比較的円滑にすることができ、ロックボール１の回転を妨げる度合いを少なくすることができる。
【００２９】
複数のサポートボール４は、このように保持器７によって移動できる範囲を転がり空間６の一部に限定されるため、転がり空間６が従来どおり広く、サポートボール４の個数が従来どおりの場合であっても、サポートボール４が重力によって転がり空間６内の下方にばかり偏ってしまうことを防止し、鉛直方向の荷重を支え得るような範囲内にサポートボール４を集めておくことができる。したがって、サポートボール４と凹部５内面との間に生じる面圧を下げることができ、その結果、凹部５内面の摩耗を防止できる。しかも、余裕空間８（図３参照）は十分あるので、摺動抵抗の増大を防ぐことができる。
【００３０】
ここでは、Ｏリング形状の保持器７の例を示したが、保持器は、図７に示すようにＣリング形状であってもよい。その場合、環の断絶部分の幅ｃはサポートボール４の径より小さくすることが必要である。そのようにすることで、サポートボール４が断絶部分を通って保持器の反対側に抜け出てしまうことを防止できる。
【００３１】
図５（ａ），（ｂ）でも図７（ａ），（ｂ）でも保持器の断面が円形の例を示したが、保持器の断面は、円形に限らず、他の形状であってもよい。
【００３２】
（実施の形態２）
（構成）
図８〜図１０を参照して、本発明に基づく本発明に基づく実施の形態２におけるロックボール装置について説明する。このロックボール装置は、基本的には実施の形態１で説明したものと同様であるが、保持器の形状が異なる。このロックボール装置は、実施の形態１で示した保持器７に代えて、図８（ａ），（ｂ）に示す保持器７ｈを備える。図８（ａ）におけるＩＸ−ＩＸ線に関する矢視断面図を図９に示す。この保持器７ｈは、環状部材であり、ロックボール１の外径より小さな内径を有する。保持器７ｈは、その周上に、周方向に並ぶ複数のサポートボール収容部９を有している。個々のサポートボール収容部９は、図９に示すように内面がすり鉢状になった貫通穴であり、使用時にはこのすり鉢状の内面に各々のサポートボール４が当接する。ロックボール装置内における保持器７ｈと他の部品との位置関係を図１０に示す。保持器７ｈのサポートボール収容部９は、複数のサポートボールのうちの一部を転がり空間６内で環状に並べた形に配列した状態で保持するためのものである。図１０に示すように、最下列となる一列のサポートボール４ｕは各々、保持器７ｈのサポートボール収容部９に保持されている。ただし、サポートボール４ｕはサポートボール収容部９内に保持されたまま少なくとも回転することはできるようになっている。他のサポートボール４は、環状に並ぶサポートボール４ｕによって外縁を規定された領域内に閉じ込められるようにして存在する。
【００３３】
（作用・効果）
本実施の形態におけるロックボール装置は、サポートボール収容部によってサポートボールの一部を保持する保持器を備えるので、保持器に保持されていないサポートボールの支持は、保持器が直接当接して行なうのではなく、保持器に保持された１列の環状に並んだサポートボールによって行なうことができる。この構造では保持器がロックボールには直接接しない構造も容易にとりうるので、ロックボールに保持器がひっかかったり、保持器によってロックボールに傷がついたりすることを防止できる。
【００３４】
なお、保持器の形状としては、他の形状であってもよく、ほかに、図１１に示すような保持器７ｉを用いてもよい。この保持器７ｉは、サポートボール収容部として貫通穴を配列している点は保持器７ｈと似ているが、薄い板状の部材に貫通穴をあけた形状となっている。
【００３５】
ここではサポートボール収容部として貫通穴の例を示したが、貫通穴以外にたとえばサポートボールを受け入れるような大きさの切欠きであってもよい。他にも保持器製作時に加工のしやすい構造を適宜選択することができる。
【００３６】
また、上記各実施の形態では、複数のサポートボールは、保持器より上側にのみ分布するかのように説明したが、保持器によって移動可能範囲が限定されるサポートボール（保持器より上側のサポートボール）以外に、保持器より下側にもさらに他のサポートボールが１個以上あってもよい。
【００３７】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、サポートボールの個数を増やさず、余裕空間を十分大きくとったままの条件でも、鉛直方向の荷重を支え得るような範囲内にサポートボールを集めておけるので、サポートボールと凹部内面との間に生じる面圧を下げることができる。その結果、凹部内面の摩耗を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考となる第１の技術によるロックボール装置の部分断面図である。
【図２】本発明の参考となる第２の技術によるロックボール装置の部分断面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１におけるロックボール装置の部分断面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１におけるロックボール装置において、ロックボールとサポートボールと保持器との位置関係を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１におけるロックボール装置に用いられうるＯリング形状の保持器の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＢ−ＶＢ線に関する矢視断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１におけるロックボール装置に用いられうる保持器に関する寸法の説明図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態１におけるロックボール装置に用いられうるＣリング形状の保持器の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に関する矢視断面図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態２におけるロックボール装置に用いられうる保持器の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】図８（ａ）におけるＩＸ−ＩＸ線に関する矢視断面図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態２におけるロックボール装置の説明図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態２におけるロックボール装置の変形例の説明図である。
【図１２】従来技術に基づく変速機の断面図である。
【図１３】従来技術に基づくロックボール装置の部分拡大断面図である。
【図１４】従来技術に基づくロックボール装置の使用状態の部分拡大断面図である。
【図１５】従来技術に基づくロックボール装置のロックボールとサポートボールと保持器との位置関係を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１  ロックボール、２  プランジャ、３  スプリング、４  サポートボール、５  （プランジャの）凹部、６  転がり空間、７  保持器、８  余裕スペース、９  サポートボール収容部、１００  ロックボール装置、１０１  インナーレバー、１０３  シフトヘッド、１０４  シフトフォーク、１０５  （インナーレバーの回転中心となる）点、１０６  （インナーレバーの）凹部。
【図１】
2004278574.tif 000003
【図２】
2004278574.tif 000004
【図３】
2004278574.tif 000005
【図４】
2004278574.tif 000006
【図５】
2004278574.tif 000007
【図６】
2004278574.tif 000008
【図７】
2004278574.tif 000009
【図８】
2004278574.tif 000010
【図９】
2004278574.tif 000011
【図１０】
2004278574.tif 000012
【図１１】
2004278574.tif 000013
【図１２】
2004278574.tif 000014
【図１３】
2004278574.tif 000015
【図１４】
2004278574.tif 000016
【図１５】
2004278574.tif 000017