(57)【要約】【課題】軸部材に締結部材により締結された環状部材に予想外の大きな駆動力が加わった場合における、締結部材の損傷を防止することである。【解決手段】回転駆動力伝達装置は、軸直角方向に係合孔１２が形成された軸部材１０と；係合孔に整合する半径方向に貫通孔２６が形成され、軸部材に嵌合された環状部材２０と；一端部が軸部材の係合孔に係合され、他端部が環状部材の貫通孔の内壁面２５に当接可能で環状部材を軸部材に相対回転及び移動不能に締結する締結部材３０と；を含む。軸直角断面において、貫通孔２６の内壁面２５と締結部材３０の他端部３４の外面３４ａとの間の隙間が、貫通孔の内周側で最も小さい（４１ａ）。【選択図】図１
2004044746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸直角方向に係合孔が形成された軸部材と、
半径方向に貫通孔が形成され、該軸部材に嵌合された環状部材と、
一端部が前記軸部材の係合孔に係合され、他端部が前記環状部材の貫通孔の内壁面に当接可能な締結部材と、を含み、
軸直角断面において、該貫通孔の内壁面と該締結部材の他端部の外面との間の隙間が、該貫通孔の内周側で最も小さいことを特徴とする回転駆動力伝達装置。
【請求項２】
前記隙間は、前記貫通孔の外周側で最も大きい請求項１に記載の回転駆動力伝達装置。
【請求項３】
前記軸部材の中心から前記締結部材の外周側の当接点までの半径をｒ１、内周側の当接点までの半径をｒ２としたとき、前記環状部材の内周側の当接点と該締結部材の当接点との隙間ｄ２と、該環状部材の外周側の当接点と該締結部材の当接点との隙間ｄ１との間には、ｄ２＜ｒ２／ｒ１×ｄ１が成立する請求項２に記載の回転駆動力伝達装置。
【請求項４】
前記隙間は、前記貫通孔の内周側から外周側にかけて連続的に増加している請求項３に記載の回転駆動力伝達装置。
【請求項５】
前記隙間は、前記貫通孔の内周側から外周側にかけて段階的に増加している請求項３に記載の回転駆動力伝達装置。
【請求項６】
前記軸部材は軸方向に移動可能である請求項１に記載の回転駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部材と、締結部材によりこれに嵌合された環状部材とを含み、環状部材が受けた回転駆動力を軸部材に伝達する回転駆動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転駆動力伝達装置としては、例えば、車両用のマニュアルトランスミッション（以下「ＭＴ」と言う）おけるシフトアンドセレクト機構がある。図６において、シフトアンドセレクト軸（以下「駆動軸」と呼ぶ）６０は軸線方向（図６において左右方向）に移動可能であると共に、軸線回りに回動可能である。駆動軸６０の一端部６１ａに環状部材６６がボルト７０により係合され、さらに環状部材６６はレバーハウジング８１を介してシフトレバー８５と連結されている。
【０００３】
駆動軸６０の他端部６１ｃの下方に３本のシフトフォーク軸７６ａ、７６ｂ及び７６ｃが軸線と直交する方向に配置されている。他端部６１ｃに取り付けた係合部材６２が３本のシフトフォーク軸７６ａ、７６ｂ及び７６ｃそれぞれに設けた被係合部材７７ａ、７７ｂ又は７７ｃに択一的に係合可能となっている。また被係合部材７７ａ及び７７ｃは係合部材６２のオーバストロークを防止すべく一端に壁部７８ａ及び７８ｃが設けられている。第３のシフトフォーク軸７６ｃが第１段・第２段に、第２シフトフォーク軸７６ａが第３段・第４段に、第１シフトフォーク軸７６ｃが第５段・後進段に、それぞれ対応している。
【０００４】
シフトレバー８５の駆動軸６０の軸線回りの回転操作により駆動軸６０に軸線回りの回転力（トルク）が加わり、軸線方向の移動量に応じ係合部材６２が被係合部材７７ａから７７ｃの何れか１個に係合し、第１段・第２段、第３段・第４段又は第５段・後進段の何れか１個が選択される（セレクト作動）。そして、シフトレバー８５の駆動軸６０の軸線方向への操作により駆動軸６０に軸線方向の荷重が加わり、その被係合部材７７ａ、７７ｂ又は７７ｃに係合部材６２が係合したシフトフォーク軸７６ａ、７６ｂ又は７６ｃが移動する（シフト作動）。
【０００５】
次に、環状部材６６と駆動軸６０との関係につき、図６及び図７を参照しつつ説明する。上記軸部材６０は直径方向に貫通して形成された雌ねじ孔６４を有し、軸部材６０に嵌合された環状部材６６は半径方向に形成された断面円形状の貫通孔６７を有する。貫通孔６７の内径は全長にわたって均一である。
【０００６】
環状部材６６はボルト７０により軸部材６０に締結されている。ボルト７０の先端部（雄ねじ部）７１が軸部材６０の雌ねじ孔６４に螺合され、後端部７２は貫通孔６７を区画する内壁面６９に僅かな隙間７３で対向している。なお、隙間７３を設けたのは、ボルト７０の先端部７１の挿入（通過）を可能にするためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
セレクト作動時、シフトレバー８５の軸線周りの操作により環状部材６６及び駆動軸６０が回動される。例えば、シフトレバー８５を軸線周りに時計方向に操作した場合、レバーハウジング８１を介して、駆動軸６０及び係合部材６２は反時計回りに回転する。但し、被係合部材７７ａの一端には壁部７８ａが設けられているため、係合部材６２は一定限度以上進むことができない。この状態で駆動軸６０が一方向（図６において軸線右方向）に動くと後進が選択され、反対方向に動くと第５段が選択される。
【０００８】
ここで、セレクト作動時に環状部材６６から加わる回転力（トルク）が比較的小さい場合、駆動軸６０は環状部材６６と一体的に回転する。しかし、場合によっては、シフトレバー８５から環状部材６６に大きな回転力が加わり、駆動軸６０に対して環状部材６６が円周方向に滑ることがある。例えば、運転者がシフトレバー８５を乱暴に操作した場合等である。
【０００９】
この場合、環状部材６６の周壁部６９のうち外周寄りの部分６９ａが主に後端部７２の対向する部分７２ａに当接し、ボルト７０に曲げモーメントを加える。ボルト７０は後端部７２が駆動軸６０から片持ちばり状に延びているので、曲げ応力は後端部７２の部分７２ａから付け根７４（先端部７１と後端部７２との境界部付近）に進むにつれて漸増し、付け根７４で最大となる。そして、運転者の特に乱暴なシフトレバーの操作等により回転駆動力が一定限度を超えて大きくなると、付け根７４においてボルト７０が損傷することがあった。
【００１０】
尚、理論上はボルト７０の外径を大きくすることにより付け根７４における損傷を防止することもできる。しかし、駆動軸６０や環状部材６６の寸法との関係で、外径の増加には多大な困難がともなう。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、軸部材に締結部材により締結された環状部材に予想外の大きな駆動力が加わった場合に、締結部材が損傷することが防止された回転駆動力伝達装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、締結部材の外径を従来よりも大きくすることなくその損傷を防止する方策について鋭意研究した。その結果、締結部材に加わる曲げモーメントを小さくすることを思い付いて、本発明を完成した。
【００１３】
本発明にかかる回転駆動力伝達装置は、請求項１に記載したように、軸直角方向に係合孔が形成された軸部材と；半径方向に貫通孔が形成され、軸部材に嵌合された環状部材と；一端が軸部材の係合孔に係合され、他端が環状部材の貫通孔の内壁面に当接可能な締結部材と；を含む。そして、軸直角断面において、貫通孔の内壁面と締結部材の他端部の外面との間の隙間が、貫通孔の内周側で最も小さくなっている。
【００１４】
このように自然状態で隙間を貫通孔の内周側で最小としたので、環状部材に回転駆動力が作用して回動したとき、貫通孔を区画する内壁面のうち内周側の壁部が積極的に締結部材に当接する。その結果、締結部材の付け根から当接部までの距離が短くなり、環状部材から締結部材に加わる曲げモーメントが小さくなり、締結部材に発生する曲げ応力が小さくなる。
【００１５】
尚、環状部材と締結部材との当接部を従来よりも内周寄りにした場合、軸部材に従来と同じ大きさのトルクを与えるためには、環状部材から締結部材に加える駆動力は大きくなる。しかし、締結部材の付け根から当接点までの距離は中心から当接点までの距離よりも短い。よって、駆動力の増加率よりも距離の減少率の方が大きく、締結部材に作用する曲げモーメント即ち曲げ応力が従来よりも小さくなる。その結果、締結部材が後端部の付け根で破損し難くなる。
【００１６】
請求項２の回転駆動力伝達装置は、請求項１において、隙間は、貫通孔の外周側で最も大きい。
【００１７】
請求項３の回転駆動力伝達装置は、請求項２において、貫通孔の内周側の隙間部と外周側の隙間部との関係を限定した。即ち、軸部材の中心から締結部材の外周側の当接点までの半径をｒ１、内周側の当接点までの半径をｒ２としたとき、環状部材の内周側の当接点と締結部材の当接点との隙間（内周側の隙間部）ｄ２と、環状部材の外周側の当接点と締結部材の当接点との隙間（外周側の隙間部）ｄ１との間には、ｄ２＜ｒ２／ｒ１×ｄ１が成立する。
【００１８】
上記２個の隙間部の大きさの関係につき、図４をもとに説明する。軸部材Ｒに環状部材ＰがボルトＱにより締結されている。Ａは環状部材Ｐの外周側の当接点、Ｃは当接点Ａに対向するボルトＱの当接点、ｒ１は軸部材Ｒの中心Ｏから当接点Ａまでの距離、ｄ１は当接点Ａから当接点Ｃの隙間である。Ｂは環状部材Ｐの内周側の当接点、Ｄはこれに対向するボルトＱの当接点、ｒ２は中心Ｏから当接点Ｂまでの距離である。θは線分ＯＡと線分ＯＣとがなす角度である。
【００１９】
環状部材Ｐが軸部材Ｒに対して例えば時計方向に円周方向に滑るとき、その回動量は当接点Ａが当接点Ｃに当接するまでの距離であり、ｒ１×θ＝ｄ１で表わすことができる。このときの当接点Ｂの移動量はｒ２×θ＝ｄ２で表わされる。
【００２０】
当接点Ａが当接点Ｃに当接するよりも先に当接点Ｂを当接点Ｄに当接させるためには、当接点ＢとＤとの隙間ｄ２を当接点Ｂの移動距離よりも小さくすれば良い。即ち、ｄ２＜ｒ２×θ＝ｒ２×ｄ１／ｒ１又はｄ２＜ｒ２／ｒ１×ｄ１となるように、ｄ２を設定する。
【００２１】
なお、従来は図７に示すように、環状部材６６の貫通孔６７の内径が均一で、隙間７３の大きさが全長に亘って均一とされていた。これでは距離ｒ１は距離ｒ２より大きいため、当接点Ａが当接点Ｂより先に当接する。
【００２２】
請求項４の回転駆動力伝達装置は、請求項３において、隙間は、貫通孔の内周側から外周側にかけて連続的に増加している。請求項５の回転駆動力伝達装置は、請求項３において、隙間は、貫通孔の内周側から外周側にかけて段階的に増加している。請求項３及び４は内周側から外周側への隙間の増加の態様を限定している。請求項６の回転駆動力伝達装置は、請求項１において、軸部材は軸方向に移動可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
＜回転駆動力伝達装置＞
本発明の回転駆動力伝達装置は、環状部材が入力側で軸部材が出力側となる場合（第１タイプ）もあるし、軸部材が入力側で環状部材が出力側となる場合（第２タイプ）もある。第１タイプの一例として、ＭＴのセレクト機構がある。セレクト機構は、シフトアンドセレクト軸と、これに嵌合されシフトレバーから回転駆動力を受ける環状部材と、環状部材を軸部材に締結するボルトとから成る。
【００２４】
第１タイプの別の例としては、ベルト駆動機構がある。このベルト駆動機構では、駆動軸（軸部材）上にプーリが嵌合されている。プーリはその一側に一体的に形成された環状部（環状部材）においてボルト（締結部材）により駆動軸に締結されている。ボルトによる環状部の駆動軸への締結は上記ＭＴと同じである。
【００２５】
このベルト駆動機構において、その周囲に掛けたベルトからプーリ即ち環状部に回転駆動力が入力され、ボルトを介して駆動軸が回転される。駆動軸には被駆動部材が取り付けられるか、又は駆動軸が被駆動部材に連結されている。
＜軸部材、環状部材、締結部材＞
軸部材は係合孔の他に、出力側となる場合は回転駆動力の出力部を持ち、入力側となる場合は回転駆動力の入力部を持つ。環状部材は貫通孔の他に、入力側となる場合は回転駆動力の入力部を、出力側となる場合は出力部を持つ。
【００２６】
締結部材の一端部は、軸部材の係合孔に係合する係合部（例えば、雄ねじ部）を持つ。貫通孔に当接する他端部の外径は一定とすることもできるし、軸方向に進むにつれて漸増又は漸減させることもできる。軸部材又は環状部材の何れか入力側となる場合も、締結部材は軸部材上に環状部材を軸方向及び円周方向に移動不能に締結する。
＜隙間＞
▲１▼本発明の回転駆動力伝達装置は、環状部材から軸部材に、又は軸部材から環状部材に回転駆動力を伝達する。よって、問題にするのは軸部材及び環状部材の軸直角方向断面（横断面）における、環状部材の内壁面と締結部材の後端部の外面との隙間である。
【００２７】
この隙間は自然状態（回転駆動力の非伝達時）や通常の回転力伝達時は存在するが、意図せぬ大きな回転力が入力された場合は軸部材に対し環状部材が相対的にずれるため消滅する。
【００２８】
本発明は貫通孔の内壁面の内周側の一部と締結部材の対向する一部とを積極的に当接させることを意図しており、「隙間が小さい」とは、締結部材の一端部が環状部材の貫通孔に挿入可能な範囲内で隙間の値が極力小さいことを意味する。
▲２▼横断面における隙間の大きさは貫通孔の内周側で最小であるが、内周側と軸部材の中心を結ぶ直線上より内側にはみ出してはならない。内周側の隙間が最小で、外周側の隙間が最大、半径方向中間部の隙間が中程度とできる。この場合、隙間の大きさを連続的に変化させても良いし、段階的に変化させても良い。また、隙間を半径方向中間部から外周側にかけて一定で、しかも内周側の隙間よりも大きくすることもできる。
【００２９】
尚、軸部材及び環状部材の軸方向断面（縦断面）における隙間の大きさに制約はない。例えば、上記横断面における隙間と同様に変化させることもできるし、全体的に一定の大きさとすることもできる。
▲３▼隙間の大きさは、内壁面の内径及び他端部の外径の少なくとも一方を変えることにより変化させる。よって、他端部の外径を一定にし内壁面の内径を変化させても良いし、内壁面の内径を一定にし他端部の外径を変化させても良いし、他端部の外径及び内壁面の内径の両方を変化させても良い。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。これは、本発明がＭＴのシフトアンドセレクト機構のセレクト機構に適用された例である。
（全体構成）
シフトアンドセレクト機構の全体構成の相当部分は、前記図６に示したもとのと同じであり、シフトアンドセレクト軸（駆動軸）１０、３本のシフトフォーク軸７６ａから７６ｃ、シフトレバー８５等を含む。以下、セレクト機構について詳細に説明する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、セレクト機構は駆動軸１０、これに嵌合された環状部材２０及び環状部材を駆動軸１０に締結するボルト３０から成る。駆動軸１０は軸方向中間部に直径方向の雌ねじ孔１２が形成されている。
【００３２】
環状部材２０は横断面円形状とされ、軸方向に所定長さを持つ。本体２１により丸孔２２が区画され、本体２１の一部に形成された突出部２４に、内壁面２５で区画された半径方向の貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６は横断面円形状を持ち、その内径は内周開口２７ａ側が最も小さく、外周開口２７ｂ側が最も大きく、その間は一定の割合で増加している。よって内壁面２５は円錐形状を呈する。
【００３３】
ボルト３０は脚部３２と頭部３５とから成り、脚部３２の外径は一定である。脚部３２の先端部には駆動軸１０の雌ねじ孔１２に螺合する雄ねじ部３３が形成され、後端側の軸部３４の外周面３４ａが僅かな隙間４０で環状部材２０の内壁面２５に対向している。その結果、ボルト３０は環状部材２０を駆動軸１０に対して、軸線方向に相対移動不能かつ軸線の周りに相対回転不能に締結している。
【００３４】
本実施例では、環状部材２０の内壁面２５は円錐形状で、ボルト３０の軸部３４は外径が一定である。そのため、内壁面２５と軸部３４の外周面３４ａとの間の隙間４０は、自然状態（環状部材２０に回転駆動力が作用しない状態）では貫通孔２６の内周側の隙間部４１ａが最も小さく、外周側の隙間部４１ｂが最も大きく、その間は一定の割合で増加している。
（作用効果）
シフトアンドセレクト機構の全体作動は上記従来例と同じであるので、説明を割愛する。
【００３５】
セレクト機構によるセレクト作動は以下の通りである。シフトレバー８５を軸線回りに手動操作すると環状部材２０に回転駆動力が加わり、ボルト３０を介して駆動軸１０がその軸線の回りに回動する。
【００３６】
このとき、予期せぬ荷重がシフトレバー８５に作用すると、環状部材２０は駆動軸１０に対しすべりを生じ、相対的な位置がずれる。その際、内壁面２５の内周側の当接部２８ａが軸部３４の当接部３７ａに当接し、これにより駆動軸１０に対する環状部材２０のすべりは止まる。
【００３７】
環状部材２０に時計方向に加わる回転駆動力と、それに伴いボルト３０に生ずる曲げモーメントとの関係について図３を参照しつつ説明する。ｒ１は駆動軸１０の中心Ｏからボルト３０の外周側の当接点３７ｂまでの半径、ｒ２は中心Ｏから内周側の当接点３７ａまでの半径であり、ここでは半径ｒ１の約１／２とされている。Ｆ１は環状部材２０の当接点２８ｂがボルト３０の当接点３７ｂに接触した場合に加わる駆動力、Ｆ２は当接点２８ａが当接点３７ａに接触した場合に加わる回転駆動力である。ｌ１はボルト３５の軸部３４の付け根３３から当接点３７ａまでの距離、ｌ２は付け根３３から当接点Ｂまでの距離であり、ここでは距離ｌ１の約１／３とされている。尚、距離ｌ１，ｌ２は半径ｒ１，ｒ２よりも短い。
【００３８】
環状部材２０の当接点２８ｂからボルト３５の当接点３７ｂに加わる力Ｆ１と、環状部材２０の当接点２８ａからボルト３５ａの当接点３７ａに加わる力Ｆ２との間には、Ｆ１×ｒ１＝Ｆ２×ｒ２の関係が成り立つ。本実施例では、環状部材２０とボルト３５とを内周側の当接部２８ａと３７ａとで当接させたので、駆動軸１０を同じトルクで回動するために環状部材２０からボルト３０に作用する駆動力Ｆ２は、外周側の当接点２８ｂ，３７ａで当接させた場合の回転駆動力Ｆ１の約２倍になる。
【００３９】
ボルト３０の付け根３３から内周側の当接部３７ａまでの距離ｌ２は、付け根３３から外周側の当接部３７ｂまでの距離の約１／３である。その結果、回転駆動力Ｆ１，Ｆ２と付け根３３から当接部３７ｂ，３７ａまでの距離ｌ１，ｌ２とで決まる曲げモーメントは約２／３になる。これにより、ボルト３０の付け根３３に発生する曲げ応力も２／３になり、ボルト３０が付け根３３で損傷し難くなる。
【００４０】
尚、環状部材２０に反時計方向の回転駆動力が加わる場合は、内壁面２５上のボルト３０に対して上記当接部３７ａ，３７ｂとは反対側の当接部がボルト３０の軸部３４の対向する当接部に当接する。
（環状部材の変形例）
図５に環状部材の変形例を示す。この環状部材４０は本体４１が丸孔４２を区画し、本体４１の一部に突出部４３が形成されている点は上記環状部材２０と同じであるが、内壁面４５即ち貫通孔４６の形状が異なる。即ち、内壁面４５は内周側の小径部４７と外周側の大径部４８とから成る。小径部４７の内径はボルト３０の軸部３４（図２参照）の外径よりも少し大きく、半径方向長さ（厚さ）は小さい。大径部４８の内径は軸部３４の外径よりも相当大きく、半径方向長さ（深さ）は小径部４７のそれの数倍である。よって、小径部４７の周縁４７ａが内周側の当接部を形成しており、大径部４８の周壁はボルト３０の軸部３４には接触しない。
【００４１】
この変形例では、環状部材４０に回転駆動力が作用すると、小径部４７の当接部４７ａが軸部３４の対向する当接部３７ａに当接する。大径部４８の周壁は軸部３４には当接しない。この変形例によれば、内壁面４５の小径部４７の当接部４７ａをより積極的に軸部３４の当接部３７ａに当接させることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べてきたように、請求項１に記載した本発明の回転駆動力伝達装置によれば、環状部材と締結部材との間の隙間は貫通孔の内周側で最も小さい。そのため、環状部材から軸部材に又はその反対方向に回転駆動力を伝達する際、内周側の当接部付近のみが当接する。その結果、駆動力により締結部材の付け根付近が破損することが防止される。
【００４３】
請求項２の回転駆動力伝達装置によれば、環状部材と締結部材とが貫通孔の外周側で積極的に当接することが防止される。請求項３の回転駆動力伝達装置によれば、環状部材と締結部材とが貫通孔の内周側でより確実に当接する。
【００４４】
請求項４の回転駆動力伝達装置によれば、環状部材と締結部材とが貫通孔の内周側付近が積極的に当接する。また、請求項５の回転駆動力伝達装置によれば、環状部材と締結部材とが特に貫通孔の内周側において積極的に当接する。
【００４５】
また、請求項６の回転駆動力伝達装置によれば、軸部材の軸方向の駆動力を伝達しつつ回転駆動力を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明がＭＴのセレクト機構に適用された実施例における、環状部材の横断面図である。
【図２】同じく軸部材及び締結部材の横断面図である。
【図３】上記実施例において締結部材に作用する曲げモーメントを説明する説明図である。
【図４】本発明において、貫通孔の内周側の隙間ｄ２と外周側の隙間ｄ１との関係を説明する説明図である。
【図５】上記実施例における環状部材の変形例を示す横断面図である。
【図６】従来のシフトアンドセレクト機構を説明する斜視説明図である。
【図７】同じくセレクト機構を示す横断面図である。
【符号の説明】
１０：駆動軸　　　　　　　　　　　　　　１２：係合孔
２０：環状部材　　　　　　　　　　　　２５：内壁面
２６：貫通孔　　　　　　　　　　　　４１ａ，４１ｂ：隙間部
２８ａ，２８ｂ：当接部　　　　　　　３０：ボルト
３２：一端部　　　　　　　　　　　　３４：他端部
３７ａ，３７ｂ：当接部　　　　　　　４０：隙間
４１ａ，４１ｂ：隙間部　　　　　　　８５：シフトレバー
【図１】
2004044746.tif 000003
【図２】
2004044746.tif 000004
【図３】
2004044746.tif 000005
【図４】
2004044746.tif 000006
【図５】
2004044746.tif 000007
【図６】
2004044746.tif 000008
【図７】
2004044746.tif 000009