(57)【要約】【課題】軽量化が可能で、コスト増を招くことなく耐摩耗性の維持が可能な回転ドラム式のシフトフォークを提供する。【解決手段】回転ドラム式のシフトフォーク１は、シフターピン３と、爪部４と、ロッド孔５とをフォーク本体２に設けたものである。前記シフターピン３は、回転するチェンジドラム６の案内溝７に嵌合される。前記爪部４は、変速ギヤのフォーク摺動溝２２に嵌入される。前記ロッド孔５には案内ロッド９が挿通される。前記爪部４およびシフターピン３を含めたシフトフォーク１の全体はアルミニウム合金で形成されている。【選択図】　　　図２
2004084751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するチェンジドラムの案内溝に嵌合されるシフターピンと、変速ギヤのフォーク摺動溝に嵌入される爪部と、案内ロッドが挿通されるロッド孔とをフォーク本体に設けたシフトフォークであって、
前記爪部およびシフターピンを含めた全体がアルミニウム合金で形成されている回転ドラム式のシフトフォーク。
【請求項２】
請求項１において、前記シフターピンの外周に、シフターピンよりも耐面圧性の高い材料からなるカラーが固定または回転可能に装着されている回転ドラム式のシフトフォーク。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記フォーク本体が前記ロッド孔の周辺部から二又状に延びるアーム部を有し、各アーム部の先端に前記爪部が形成されており、
前記ロッド孔の周辺部からアーム部を経て爪部に至るフォーク外側面が外側方へ膨出した曲面で形成されて、最大幅の位置がロッド孔と爪部の中間部位にある回転ドラム式のシフトフォーク。
【請求項４】
請求項１，２または３において、前記爪部における少なくとも前記フォーク摺動溝に摺動接触する面を除いてシフトフォークの他の部分に硬質化表面処理が施されている回転ドラム式のシフトフォーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車，ＡＴＶ，小型運搬車（トラック）、小型荷物運搬車（ミュール）等のチェンジ機構に用いられる回転ドラム式のシフトフォークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、自動二輪車のチェンジ機構に用いられる回転ドラム式のシフトフォークの従来例を示す正面図である。このシフトフォーク１１は全体が鉄系材料からなり、二又状に延びるアーム部１２ａを有するフォーク本体１２に、シフターピン１３、爪部１４およびロッド孔１５を設けて構成されている。このシフトフォーク１１には、摩耗対策としてＭｏ溶射（特公昭６０−３１９０１号公報参照）や、硬質クロムメッキ等の表面処理と、浸炭、軟窒化、高周波焼入れ等の表面改質とを組み合わせた処理が施されている。シフターピン１３は、回転するチェンジドラム（図示せず）の案内溝に嵌合される。爪部１４は前記各アーム部１２ａの先端に形成され、変速ギヤのフォーク摺動溝１８に嵌入される。ロッド孔１５には案内ロッド（図示せず）が挿通される。シフターピン１３は、チェンジドラムが回転するとその案内溝内を摺動し、これによりシフトフォーク１１全体が案内ロッドに沿ってチェンジドラムの軸線方向に案内される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の従来の回転ドラム式のシフトフォークは、上述したように鉄系材料（例えばＳ５０Ｃ，ＳＣＭ４１５等）を用いているため軽量化が難しく、また、摩耗対策として、Ｍｏ溶射や、硬質クロムメッキ等の表面処理と、浸炭、軟窒化、高周波焼入れ等の表面改質とを組み合わせた処理が施されているので、コスト増を招いていた。
【０００４】
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、軽量化が可能で、コスト増を招くことなく十分な耐面圧性を持つ回転ドラム式のシフトフォークを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明の回転ドラム式のシフトフォークは、回転するチェンジドラムの案内溝に嵌合されるシフターピンと、変速ギヤのフォーク摺動溝に嵌入される爪部と、案内ロッドが挿通されるロッド孔とをフォーク本体に設けたシフトフォークであって、前記爪部およびシフターピンを含めた全体がアルミニウム合金で形成されている。
【０００６】
このように構成した場合には、全体がアルミニウム合金からなるので、軽量化される。また、シフトフォークをアルミニウム合金の鋳造もしくは鍛造で形成することにより、コスト増を招くことなく全体の耐面圧性が従来の鉄系シフトフォークと同程度になり、変速ギヤのフォーク摺動溝への摺動部である爪部の耐面圧性も高く維持される。
【０００７】
また、本発明の好ましい実施形態では、前記シフターピンの外周に、シフターピンよりも耐面圧性の高い材料、つまりへたり難い材料からなるカラーが固定または回転可能に装着されている。このように構成した場合には、シフトフォークの材料を従来の鉄系材料からアルミニウム合金に代えながらも、シフターピンの面圧強度（へたり難さ）を、従来品と同程度に高くできる。
【０００８】
さらに、本発明の好ましい実施形態では、前記フォーク本体が前記ロッド孔の周辺部から二又状に延びるアーム部を有し、各アーム部の先端に前記爪部が形成されており、前記ロッド孔の周辺部からアーム部を経て爪部に至るフォーク外側面が外側方へ膨出した曲面で形成されて、最大幅の位置がロッド孔と爪部の中間部位にある。このように構成した場合には、従来の鉄系シフトフォークと同程度の十分な強度および剛性を確保することができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい実施形態では、前記爪部における少なくともフォーク摺動溝に摺動接触する面を除いてシフトフォークの他の部分に硬質化表面処理が施されている。このように構成した場合には、前記他の部分の耐摩耗性およびシフターピンとロッド孔の耐面圧性が向上すると共に、フォーク摺動溝が爪部で傷付けられるのを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態である回転ドラム式のシフトフォークを用いた自動二輪車におけるチェンジ機構の一部を示す縦断面図であり、図２（Ａ），（Ｂ）はそのシフトフォークを示す側面図および正面図である。このシフトフォーク１は、図２に示すように、フォーク本体２に、シフターピン３、爪部４、およびロッド孔５を設けたものであって、前記爪部４およびシフターピン３を含めた全体がアルミニウム合金からなり、ここではダイカスト工法による鋳造または鍛造により形成されている。アルミニウム合金としては、耐面圧性（耐摩耗性）の観点からハイシリコンアルミニウム（Ｓｉ含有率１０〜２０％）が適当であり、Ｓｉの含有率は１２〜１６％がより好ましい。シフターピン３は、図１に示すように、変速機における回転するチェンジドラム６の案内溝７に嵌合されるカムフォロワであって、前記ロッド孔５が位置するフォーク本体２の基部外側面の一側方に突設されている。前記ロッド孔５には、チェンジドラム６の軸線と平行に配置される案内ロッド９が挿通され、これによりシフトフォーク１は案内ロッド９に沿って進退自在とされる。
【００１１】
図２に示すフォーク本体２は、前記ロッド孔５の周辺部から二又状に延びる一対のアーム部２ａ，２ａを有し、各アーム部２ａの先端に前記爪部４がそれぞれ形成されている。これらの爪部４は、アーム部２ａの表裏面から突出しており、変速機における変速ギヤ２１のフォーク摺動溝２２に嵌入される。
【００１２】
シフターピン３は、チェンジドラム６が回転するとその案内溝７内を摺動し、これによりシフトフォーク１全体が案内ロッド９に沿ってチェンジドラム６の軸線方向に案内される。チェンジドラム６は、これに連結したチェンジレバー（図示せず）を操作することにより回転する。
【００１３】
前記フォーク本体２は、前記ロッド孔５の周辺部からアーム部２ａ，２ａを経て爪部４，４に至るフォーク外側面２０が外側方へ膨出した曲面で形成されて、最大幅Ｗｍａｘの位置がロッド孔５と爪部４，４の中間部位にあるようにされている。したがって、フォーク本体２は爪部４，４の外幅Ｗａよりも広幅、つまりＷｍａｘ＞Ｗａになっている。フォーク本体２の幅は、一対の爪部４，４が並ぶ左右方向Ｘに沿った寸法である。また、フォーク本体２の両アーム部２ａ，２ａからそれらの先端の爪部４，４に至る部分の内周面２ｂは、変速ギヤ２１のフォーク摺動溝２２の底部周面と同心円となるように形成されており、シフトフォーク１の前記内周面２ｂとフォーク摺動溝２２の底部周面との間には、０．５〜１ｍｍ程度の僅かな隙間が設けられている。
【００１４】
さらに、前記爪部４の摺動面、すなわち前記フォーク摺動溝２２の両側面に摺接する爪部４の表裏面４０には、所定の曲率半径Ｒを持つクラウニング、すなわち外側に膨らんだ曲面が形成されている。ここでは、フォーク爪部４のたわみ相当分のクラウニングを施している。つまり、シフトフォーク１が図２（Ａ）に矢印Ａで示す方向にたわんだ場合でも、フォーク摺動溝２２の内側面２２ａに対し、図２（Ｂ）に示す爪部４の表裏面４０の中央部分４０ａが常に接触するように、前記表裏面４０にクラウニングが形成されている。
【００１５】
また、このシフトフォーク１では、前記各爪部４における少なくともフォーク摺動溝２２に接触する面を除いて、つまり、表裏面４０，４０と内側面４１を除いて、シフトフォーク１の他の部分に硬質化表面処理が施されている。硬質化表面処理として、ここでは硬質アルマイト処理が施されている。このように、爪部４におけるフォーク摺動溝２２に接触する面４０，４１を硬質化表面処理しないことにより、フォーク摺動溝２２が爪部４で傷付けられるのを防止することができる。
【００１６】
上述したように、この回転ドラム式のシフトフォーク１では、全体がアルミニウム合金の鋳造または鍛造により形成されているので、変速ギヤ２１のフォーク摺動溝２２への摺動部である爪部４の耐摩耗性が従来の鉄系シフトフォークと同程度に維持できると共に、軽量化も可能となる。ダイカスト加工または鍛造による場合、爪部４の耐摩耗性の向上は、表面処理を施すことなく、アルミ鋳肌または鍛造肌のみで達成できる。したがって、コスト増加を招くこともない。
【００１７】
また、ロッド孔５の周辺部からアーム部２ａを経て爪部４に至るフォーク外側面２０が外側方へ膨出した曲面で形成されて、最大幅Ｗｍａｘの位置がロッド孔５と爪部４の中間部位にあるようにされているので、フォーク本体２が幅広となるから、従来の鉄系シフトフォークと同程度の十分な強度および剛性を確保できる。
【００１８】
なお、従来の鉄系材料に代えてアルミニウム合金を用いたことにより、シフトフォーク１の各部において種々の課題が生じるが、これらの課題は以下のようにして克服することができる。
（１）　爪部４の剛性維持：
爪部４の肉厚を増加させることにより、鉄系材料からなる従来品と同等の剛性を確保できる。
（２）　シフターピン３の曲げ剪断強度の維持：
シフターピン３の外径の増加により対応できる。
（３）　ロッド孔５のヘタリ：
ロッド孔５周辺部への硬質アルマイト処理により対応できる。この実施形態では、爪部４のフォーク摺動溝２２に接触する面４０，４１を除いて、シフトフォーク１の他の部分の全てに硬質アルマイト処理が施されているので、全体的に耐面圧性が向上する。
【００１９】
また、このシフトフォーク１をダイカスト工法により形成した場合、次に挙げるような利点が得られる。
（１）　機械加工部位数が少なくて済む。特に、爪部４の摺動面４０，４１は加工レスとすることができる。
（２）　上述したように、爪部４の摺動面４０，４１のクラウンングが可能であり、これにより、従来例の場合に生じていた、図２（Ａ）に矢印Ａで示す方向へのたわみによる爪部４のフォーク摺動溝２２への片当たりを是正することができる。
【００２０】
なお、ダイカスト工法により形成したシフトフォーク１では、低・中強度の仕様に対応できるが、さらに高強度を必要とする仕様の場合には、アルミ鍛造により形成することが望ましい。
【００２１】
図３は、本発明の他の実施形態の一部破断正面図を示す。この実施形態のシフトフォークでは、図２に示した先の実施形態において、シフターピン３の外周に、シフターピン３よりも耐面圧性および耐摩耗性の高い、主として耐面圧性の高い材料からなるカラー１０が固定または回転可能に装着されている。シフターピン３へのカラー１０の固定は、圧入、焼嵌め、または鋳込みによって行うことができる。カラー１０をシフターピン３の外周に回転可能に装着する場合は、隙間嵌めとする。カラー１０の材料として、例えば高硬度鋼を使用することができる。その他の構成は先の実施形態の場合と同様である。
【００２２】
このように、耐面圧性の高い材料からなるカラー１０をシフターピン３の外周に設けることにより、シフトフォーク１の材料を従来の鉄系材料からアルミニウム合金に代えながらも、シフターピン３の面圧強度を、従来品と同程度に高く維持できる。また、カラー１０を回転可能とした場合、チェンジドラム６の案内溝７に対するシフターピン３の摩擦抵抗を低減できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の回転ドラム式のシフトフォークによれば、爪部およびシフターピンを含めたシフトフォークの全体がアルミニウム合金で形成されているので、軽量化が可能となり、しかも、鋳造もしくは鍛造で形成することによって、コスト増を招くことなく、耐摩耗性を高く維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転ドラム式のシフトフォークを用いたチェンジ機構の一部を示す縦断面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は同シフトフォークの側面図および正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る回転ドラム式のシフトフォークの一部を破断して示す正面図である。
【図４】従来例の正面図である。
【符号の説明】
１…シフトフォーク
２…フォーク本体
２ａ…アーム部
３…シフターピン
４…爪部
５…ロッド孔
６…チェンジドラム
７…案内溝
９…案内ロッド
１０…カラー
２０…外側面
２１…変速ギヤ
２２…フォーク摺動溝
４０，４１…接触する面
Ｗｍａｘ…最大幅
【図１】
2004084751.tif 000003
【図２】
2004084751.tif 000004
【図３】
2004084751.tif 000005
【図４】
2004084751.tif 000006