(57)【要約】【課題】  並列した複数のフォークシャフトを低コストでコンパクトに配置できる変速機のシフト装置を提供すること。【解決手段】  本発明の変速機のシフト装置は、並列した複数のフォークシャフト２と、複数のフォークシャフト２のそれぞれの長手方向で離れた２箇所以上の外面を覆い、隣接する被支持部３と、複数のフォークシャフト２がそれぞれ独立して長手方向に相対移動可能にするように、隣接する被支持部３をまとめて挿入する空間であるガイド部４１を区画する支持部４と、を有し、ガイド部４１は、複数のフォークシャフト２の数に対応した直円柱がその軸線が長手方向に挿入されるように、長手方向に対して直角方向で直円柱が重なった形状に区画されており、隣接してまとめられた被支持部３は、ガイド部４１の内面にほぼ当接することである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列した複数のフォークシャフトと、
前記複数のフォークシャフトのそれぞれの前記フォークシャフトの長手方向で離れた２箇所以上の外面を覆い、隣接する被支持部と、
前記複数のフォークシャフトがそれぞれ独立して前記長手方向に相対移動可能にするように、前記隣接する被支持部をまとめて挿入する空間であるガイド部を区画する支持部と、
を有し、
前記ガイド部は、前記複数のフォークシャフトの数に対応した直円柱の軸線が前記長手方向に挿入されるように、前記長手方向に対して直角方向で前記直円柱が重なった形状に区画されており、
隣接してまとめられた前記被支持部は、前記ガイド部の内面にほぼ当接することを特徴とする変速機のシフト装置。
【請求項２】
前記フォークシャフトの回転中心は、前記ガイド部の対応する直円柱の対称軸に一致する請求項１に記載の変速機のシフト装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記フォークシャフト及び被支持部が収納されるケースの一部を構成する請求項１又は２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、変速機内で用いられるシフト操作するシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の歯車対が常時噛合遊転し、歯車対のひとつを選択して回転軸と一体回転させることで、所望の変速比を得る常時噛合歯車式変速機において、変速比を変更するためのシフト操作に、シフト装置が用いられる。シフト装置は、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を備える。フォークシャフトは、丸棒状あるいは板状の形状で、スリーブに係合するシフトフォークが固定されている。スリーブは、歯車対の一方の歯車を回転可能に支持する回転軸に、一方の歯車と同軸で配置される部材である。フォークシャフトが長手方向に移動することで、シフトフォークが係合しているスリーブを回転軸の軸線方向に押動する。押動されたスリーブは一方の歯車と係合し、変速機は歯車対に対応した変速比が選択されることになる。
【０００３】
ところで、フォークシャフトが長手方向に移動可能に支持する支持部材は、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少なくとも２箇所以上で支持する。フォークシャフトは、支持部材で支持されている箇所は長手方向に移動可能にするため直線状にしているが、全体としては直線状ではなく途中屈曲した形状にしてもよい。シフト操作に係る荷重を効率良くスリーブに伝達するためのフォークシャフトの支持部材は、摺動抵抗が小さい樹脂などを使用されることが多い。その中で、プレス成型などで矩形断面としたフォークシャフト（板形状）の支持部材は、樹脂製の円筒ブッシュを取り付けた構造が多く見られる。円筒ブッシュのメリットとしては、従来構造の丸棒状のフォークシャフトと同じ、ケースに設けられた円柱穴に差し込むことで支持ができ、ケースの穴加工も簡単であることが上げられる。一方で、板形状として薄くしたフォークシャフトは、その間の間隔を狭くしてコンパクトに配置できるにもかかわらず、円筒ブッシュを用いた場合、従来構造の丸棒状のフォークシャフトを用いたのと同じかそれ以上にフォークシャフト間隔をあけることとなり、コンパクト化できないという課題がある。コンパクト化を優先したものの中には、板形状のフォークシャフトの支持部材が位置する箇所に樹脂製の部材を何も付けず、摺動させる構造を用いたものがある。しかし、円筒状の樹脂部材を付けない板形状のままでは、ケースに直接、板形状のフォークシャフトが挿入できるような形の穴を加工するのは難しい。また、ケース素材として多く用いられているアルミ材では、板形状のエッジが穴に接触して、ケースに設けた穴が簡単に削られてしまうため、熱処理等を行い耐摩耗性を高めた専用支持プレートが必要となる。このような構造を用いている特許文献１では、プレートの締結による部品点数や加工の増加を招いてしまう。
【０００４】
また、支持プレートを設けた場合、板形状のエッジあたりによるこじりの課題が発生し、対策として、特許文献２に開示されるように、板形状の四面を凸形状で支持する構造が必要になる。このような特殊な形状を設ける構造を実現するには、加工に手間がかかり、また、コストもかかる。さらに、板形状の平面と支持部材との間の摺動をスムーズにするには、平面を円滑に仕上げるために研磨加工を追加する必要があり、やはり追加の加工及びコストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許第１９９５４５４５（Ｃ１）号明細書
【特許文献２】特開２００９−５１４５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、並列した複数のフォークシャフトを低コストでコンパクトに配置できる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】
【０００７】
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、並列した複数のフォークシャフトと、
前記複数のフォークシャフトのそれぞれの前記フォークシャフトの長手方向で離れた２箇所以上の外面を覆い、隣接する被支持部と、
前記複数のフォークシャフトがそれぞれ独立して前記長手方向に相対移動可能にするように、前記隣接する被支持部をまとめて挿入する空間であるガイド部を区画する支持部と、
を有し、
前記ガイド部は、前記複数のフォークシャフトの数に対応した直円柱の軸線が前記長手方向に挿入されるように、前記長手方向に対して直角方向で前記直円柱が重なった形状に区画されており、
隣接してまとめられた前記被支持部は、前記ガイド部の内面にほぼ当接することである。
【０００８】
また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記フォークシャフトの回転中心が、前記ガイド部の対応する直円柱の対称軸に一致することである。なお、フォークシャフトの回転中心とは、フォークシャフトに加えられる荷重によって、フォークシャフトが回転する（こじれる）中心のことである。
【０００９】
また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記支持部が、前記フォークシャフト及び被支持部が収納されるケースの一部を構成することである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明においては、並列した複数のフォークシャフトがそれぞれ２箇所以上の部分を被支持部で覆われる。そして、被支持部は隣接した状態で、ガイド部にほぼ当接するように挿入される。ガイド部は、複数のフォークシャフトの数に対応した直円柱がフォークシャフトの長手方向の直角方向（並列方向）で重なった形状で支持部に区画されている。つまり、被支持部は、長手方向に軸線が向く直円柱が、そのまま長手方向に対して並列方向に並べられて隣接されておらず、並列方向で重なっている。そのため、被支持部は直円柱が重複せずに並列方向で並べられているよりも、複数のフォークシャフトの間隔が狭くできる。更に、ガイド部は、従来技術の円柱穴を設ける工法を使用することができる。単に、並列方向で直円柱形状が重なるように穴を開けるだけであるため、新しく穴を開けるための部品を用意する必要がなく、ガイド部を形成するための工程も増加することはない。従って、請求項１に係る発明によれば、複数の円柱の組み合わせで形成された空間であるガイド部を隣接した被支持部の外面が移動するため、摩擦抵抗が少ない。つまり、熱処理等を行い耐摩耗性を高めた専用部材を用いる必要がなく、そのための加工の工程及び費用がかからない。よって、並列した複数のフォークシャフトを低コストでコンパクトに配置できる。
【００１１】
請求項２に係る発明においては、フォークシャフトをその回転中心がガイド部の対応する直円柱の対称軸に一致するように配置することで、フォークシャフトに荷重が加わり、フォークシャフトに発生するこじりを、ガイド部及び被支持部がほぼ当接する円弧形状部分で受けることができる。よって、フォークシャフトは長手方向にスムーズにスライドでき、且つ被支持部がガイド部の内面を削り落とされることがない。
【００１２】
請求項３に係る発明においては、支持部がケースの一部を構成するため、ガイド部はケースに直円柱の穴をあけるだけでよく、部品点数の増加もなく、組立の手間もないため、低コストである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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１の変速機のシフト装置の構成を示す分解図である。
【図３】本実施形態１の変速機のシフト装置で一部の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態１の変速機のシフト装置の構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態１の変速機のシフト装置の並列方向の断面図である。
【図６】本実施形態１の変速機のシフト装置の支持部の構成を示す説明図である。
【図７】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図８】その他の実施形態の変速機のシフト装置の並列方向の断面図である。
【図９】その他の実施形態の変速機のシフト装置の並列方向の断面図である。
【図１０】その他の実施形態の変速機のシフト装置の並列方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の代表的な実施形態を図１〜図１０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。
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
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８５の内歯８５１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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、複数のフォークシャフト２と、フォークシャフト２のそれぞれに取り付けられる被支持部３と、支持部４とを有する。
【００２０】
フォークシャフト２は、長手方向に対して直角方向（以下、「並列方向」と称する。）の断面が矩形の板状部材であり、長手方向に移動する。例えば、プレス成型などで成型される。そして、フォークシャフト２は、図３に示されるように、長手方向で離れた２箇所に、後述する被支持部３が取り付けられる。また、フォークシャフト２には、被支持部３が取り付けられる箇所とは異なる箇所に、シフトフォーク５が固定される。シフトフォーク５は、フォークシャフト２に固定される取付部５１と、取付部５１から分岐し、略円弧状に湾曲して延設される腕部５２とを有する。腕部５２は、取付部５１から分岐したそれぞれの先端までの長さが同じ場合と異なる場合との形状がある。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とを混在して使用する場合がある。図３では、腕部５２のそれぞれの長さが同じシフトフォーク５が図示されているが、これに限定されるものではない。腕部５２の先端、並列方向の両面に爪部５２１を有しており、爪部５２１がスリーブ（図示略）の外周に形成される外周溝に係合する。
【００２１】
被支持部３は、フォークシャフト２のそれぞれに２つずつ、フォークシャフト２の外面を覆うように取り付けられる樹脂製の部材である。２つの被支持部３は、１つのフォークシャフト２に対して、長手方向で離れて取り付けられる。そして、異なるフォークシャフト２に取り付けられる被支持部３は、図４に示されるように、並列方向で隣接する。被支持部３は、図２及び図５に示されるように、２種類の形状を有する。１つは、軸線に対する断面形状が、円から弓形を除いた形状であるかまぼこ型の１平面タイプαである。１平面タイプの被支持部３（α）は、フォークシャフト２を並列した際に、一方にしか他のフォークシャフト２が隣接しないフォークシャフト２に取り付けられる。もう１つは、軸線に対する断面形状が、円から２つの弓形を除いた形状の２平面タイプβである。２平面タイプβは、２つの平面が軸線と平行であり、且つ互いも平行でもある。２平面タイプβの平面と１平面タイプαの平面とは、ほぼ同じ大きさの長方形をしている。
【００２２】
支持部４は、シフト装置や変速ギヤなどを収納するケース（図示略）の一部を構成する。図示されている支持部４は、１つの部材のように表されているが、説明のためである。なお、別に作成した支持部４を、ケースなどの不動の部材に固定する構成でもよい。支持部４には、並列した複数のフォークシャフト２に取り付けられる被支持部３が隣接して、まとまった状態で挿入されるガイド部４１が区画されている。
【００２３】
ガイド部４１は、図２、図５、及び図６に示されるように、フォークシャフト２の数に対応した直円柱が、直円柱の軸線が長手方向で挿入されるように、並列方向で直円柱が重なった形状に区画されている。本実施形態１の変速機のシフト装置では、フォークシャフト２が３つ並列するため、ガイド部４１は、３つの直円柱が並列方向に重なって並んだ外形に沿った雲型である。３つの直円柱は、回転中心が並列方向に対してほぼ直列に並んでいる。複数のフォークシャフト２が並列して被支持部３が隣接し、被支持部３同士で対向していない側面の全体がガイド部４１の内面にほぼ当接する。また、フォークシャフト２は、長手方向に平行な回転中心が、対応するガイド部４１の直円柱の対称軸（対応する被支持部３に対応する直円柱の対称軸）と一致する。回転中心とは、フォークシャフト２に取り付けられるシフトフォーク５がスリーブを押動する際に発生する荷重によってこじれる中心軸に対応する。
【００２４】
そして、図７に示されるように、ガイド部４１の奥行き（長手方向の深さ）ｈ１及び被支持部３の長手方向の長さｈ２は、フォークシャフト２の長手方向の移動（ストローク）距離によって決まる。つまり、挿入されている被支持部３がガイド部４１から、フォークシャフト２のストロークにより抜けない程度である。
【００２５】
本実施形態１の変速機のシフト装置は、フォークシャフト２が長手方向にストロークできるように支持する支持部４に区画されているガイド部４１及び、ガイド部４１に挿入されるフォークシャフト２の外面に取り付けられる被支持部３が、フォークシャフト２の数だけの直円柱が並列方向で重なった形状であるため、隣接間隔が狭い。そして、ガイド部４１の内面と被支持部３の外面とは、円弧状であるため、エッジによって削られて摩耗することがない。また、被支持部３の素材を樹脂製とすることで、摩擦抵抗も低い。ガイド部４１は、従来技術の円柱穴を設ける工法によって、円が重なるように開ければよいため、簡単に区画することができ、コストを抑制できる。
【００２６】
更に、フォークシャフト２は、その回転中心を、対応するガイド部４１の対称軸と一致するため、フォークシャフト２にこじりが発生しても被支持部３の円弧形状部分がガイド部４１内面の円弧状部分と接して支持される。よって、フォークシャフト２は、スムーズにストロークができる。
【００２７】
従って、本実施形態１の変速機のシフト装置によれば、低コストでコンパクトに配置することができ、且つスムーズにストロークすることができる。
【００２８】
（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、ガイド部４１が対応する直円柱の対称軸が並列方向でほぼ直列になるように区画されているが、図８に示されるように、並列方向で直列ではなくてもよい。その場合、２つの被支持部６に挟まれる被支持部７は、隣接する被支持部６に対向する面が、直円柱が交わる軸線方向の面に対して平行な面となる。よって、２つのフォークシャフト２に挟まれるフォークシャフト２に取り付けられる被支持部７は、平面部分が平行となるような形状ではなくなる。
【００２９】
また、図９に示されるように、２平面タイプβのみを被支持部３として用いることもできる。被支持部３が１つのタイプとなることで、制作費用が抑制できる。その他に、図１０に示されるように、被支持部８が隣接する直円柱の円弧で削り撮られたような形状の２つの円弧を、並列方向に並べるものでも良い。全てのフォークシャフト２に同じ被支持部８を用いることで、制作費用の抑制となる。図９及び１０の場合、ガイド部４１と被支持部の面との並列方向の間にある空間が、空気抜きとして作用する。
【００３０】
更に、フォークシャフト２は、必ずしも先端部分が長手方向で一致せず、長手方向でずれて配置されるものでもよい。その場合、被支持部３を長手方向で同じに位置になるように配置することもできるし、長手方向でずれているそれぞれの先端部分に被支持部３を取り付けたものでもよい。被支持部３が長手方向でずれて、１つのガイド部４１に挿入される場合、ガイド部４１は、長手方向で直円柱形状をずらして削って区画する、あるいは、端部が一致するようにそれぞれの異なる深さに形成することができる。また、被支持部３が長手方向で別々の長さとするのでもよい。隣接する被支持部３が、互いのフォークシャフト２のストロークによって、長手方向に移動しても、並列方向で重複するのが望ましい。
【００３１】
また、フォークシャフト２は並列方向断面が矩形に限定されず、並列方向断面が丸い、棒形状を採用することもできる。棒形状のフォークシャフトに、摩擦抵抗軽減のために支持部分に樹脂製ブッシュを用いる際、直円柱のブッシュよりも本願の被支持部４の形状を採用すれば、フォークシャフトの間隔が狭くなる。
【符号の説明】
【００３２】
２：フォークシャフト、
３，６，７，８：被支持部、
４：支持部、                ４１：ガイド部、
５：シフトフォーク、 ５１：固定部、       ５２：腕部、         ５２１：爪、
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】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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