(57)【要約】【課題】車両の変速機の変速段を変更するためのシフト機構が備えるレバー構造であって、変速段を変更する際の損失エネルギーが小さいものを提供すること。【解決手段】レバーＡの押圧面Ｓ２が被作動体Ｚの接触面Ｓ１を押圧し続けることによって被作動体Ｚが原位置（図１（ａ））から作動位置（図１（ｂ））まで移動していく際、支点Ｏを中心とするレバーＡの押圧面Ｓ２の公転によって「被作動体Ｚの接触面Ｓ１とレバーＡの押圧面Ｓ２との接触点Ｃ」が被作動体Ｚの接触面Ｓ１上において移動する方向（ｙ軸負方向）と、レバーＡの押圧面Ｓ２の自転によってレバーＡの押圧面Ｓ２が被作動体Ｚの接触面Ｓ１上において転がる方向（ｙ軸負方向）と、が一致するように、レバーＡの初期位置及び作動位置、並びに、支点Ｏの位置が決定される。【選択図】図１
2017013601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の変速機の変速段を変更するためのシフト機構が備えるレバー構造であって、
第１方向に移動可能に固定部材に支持されるとともに、前記変速段を変更する際に原位置から前記原位置より前記第１方向の第１側の作動位置に向けて移動する被作動体と、
前記固定部材に固定された支点を中心に揺動するとともに、外部から力を受けることによって、前記被作動体の接触面を前記第１方向の第１側に向けて押圧する押圧面を備えたレバーと、
を備え、
前記レバーの押圧面が前記被作動体の接触面を押圧し続けることによって前記被作動体が前記原位置から前記作動位置まで移動していく際、前記支点を中心とする前記レバーの押圧面の公転によって前記被作動体の接触面と前記レバーの押圧面との接触点が前記被作動体の接触面上において移動する方向と、前記レバーの押圧面の自転によって前記レバーの押圧面が前記被作動体の接触面上において転がる方向と、が一致するように、前記レバーの初期位置及び作動位置、並びに、前記支点の位置が決定された、レバー構造。
【請求項２】
請求項１に記載のレバー構造において、
前記被作動体が前記原位置から前記作動位置まで移動していく際、前記レバーの押圧面の公転によって前記被作動体の接触面上において前記接触点が前記支点から離れる方向に移動するように、前記レバーの初期位置及び作動位置、並びに、前記支点の位置が決定された、レバー構造。
【請求項３】
請求項２に記載のレバー構造において、
前記被作動体が前記原位置から前記作動位置まで移動していく際、前記レバーの押圧面の公転によって前記被作動体の接触面上において前記接触点が移動する距離と、前記レバーの押圧面の自転によって前記レバーの押圧面が前記被作動体の接触面上を転がる距離と、が一致するように、前記レバーの初期位置及び作動位置、前記支点の位置、並びに、前記レバーの押圧面の曲面形状が決定された、レバー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシフト機構が備えるレバー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の変速機の変速段を変更するためのシフト機構として種々のタイプのものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。通常、係るシフト機構では、変速段を変更するために外部から力を受けたレバーが被作動体を押圧・駆動するレバー構造、を含む。
【０００３】
例えば、図３は、係るレバー構造の一例を示す。図３に示すレバー構造は、被作動体と、レバーと、を含む。被作動体は、ｘ軸方向に移動可能に固定部材（例えば、ハウジング等）に支持されている。被作動体は、外部から力を受けていない状態では、スプリングの作用によって、原位置（図３（ａ）を参照）に維持されている。レバーは、固定部材に固定された支点Ｏを中心に揺動する。レバーは、その力点Ｆにて外部から力（太い矢印を参照）を受けることによって、その押圧面Ｓ２が、被作動体の接触面Ｓ１をｘ軸正方向側に向けて押圧する。
【０００４】
変速段を変更する際、外部から力を受けたレバーの押圧面Ｓ２が被作動体の接触面Ｓ１を押圧し続けることによって、レバーが初期位置から角度αだけ揺動するとともに、被作動体が「原位置」から、原位置よりｘ軸正方向側の「作動位置」（図３（ｂ）を参照）まで移動していく。この被作動体の「原位置」から「作動位置」までの移動によって、シフト機構内の対応する部材（例えば、フォークシャフト）が駆動されて、変速段が変更される。レバーの力点Ｆに作用していた力が解放されると、スプリングの作用によって、被作動体が「原位置」に戻るとともに、レバーも初期位置に戻る。以下、「被作動体の接触面Ｓ１とレバーの押圧面Ｓ２との接触点」を「接触点Ｃ」と呼ぶ（図３を参照）。
【０００５】
ところで、図３に示す例では、被作動体が「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、支点Ｏを中心とするレバーの押圧面Ｓ２の公転によって、被作動体の接触面Ｓ１上において、接触点Ｃが支点Ｏに近づく方向（ｙ軸正方向）に距離ａだけ移動している（ａ＞０）。他方、レバーの押圧面Ｓ２の自転によって、レバーの押圧面Ｓ２が、被作動体の接触面Ｓ１上において支点Ｏから離れる方向（ｙ軸負方向）に距離ｂだけ転がっている（ｂ＞０）。
【０００６】
即ち、被作動体が「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、レバーの押圧面Ｓ２の公転によって接触点Ｃが被作動体の接触面Ｓ１上において移動する方向（ｙ軸正方向）と、レバーの押圧面Ｓ２の自転によってレバーの押圧面Ｓ２が被作動体の接触面Ｓ１上において転がる方向（ｙ軸負方向）と、が逆になっている。このことは、被作動体が「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、被作動体の接触面Ｓ１とレバーの押圧面Ｓ２との相対滑り量が「ａ＋ｂ」となって増大することを意味する。
【０００７】
被作動体の接触面Ｓ１とレバーの押圧面Ｓ２とが相対的に滑る際、レバーの押圧面Ｓ２の押圧力に応じた摩擦力が不可避的に作用する。この「摩擦力」に「相対滑り量」を乗じた値は、レバーの揺動運動を阻害する方向に作用する損失エネルギーの大きさを表わす。
【０００８】
図３に示した例では、上述のように「相対滑り量」が大きいので、この損失エネルギーが大きい。損失エネルギーが大きいと、シフト機構全体として、変速段を変更する際の消費エネルギーが大きくなる。以上より、変速段を変更する際の損失エネルギーが小さいレバー構造の到来が望まれていたところである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６５０２５５号公報
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、車両の変速機の変速段を変更するためのシフト機構が備えるレバー構造であって、変速段を変更する際の損失エネルギーが小さいものを提供することにある。
【００１１】
本発明に係るレバー構造は、「第１方向に移動可能に固定部材に支持されるとともに、前記変速段を変更する際に原位置から前記原位置より前記第１方向の第１側の作動位置に向けて移動する被作動体」と、「前記固定部材に固定された支点を中心に揺動するとともに、外部から力を受けることによって、前記被作動体の接触面を前記第１方向の第１側に向けて押圧する押圧面を備えたレバー」と、を備える。なお、前記「原位置」とは、レバーによって押圧されていないときの被作動体の第１方向における位置を指す。
【００１２】
本発明に係るレバー構造の特徴は、前記レバーの押圧面が前記被作動体の接触面を押圧し続けることによって前記被作動体が前記原位置から前記作動位置まで移動していく際、前記支点を中心とする前記レバーの押圧面の公転によって前記被作動体の接触面と前記レバーの押圧面との接触点が前記被作動体の接触面上において移動する方向（移動距離を「ａ」とする）と、前記レバーの押圧面の自転によって前記レバーの押圧面が前記被作動体の接触面上において転がる方向（自転によって転がる距離を「ｂ」とする）と、が一致するように、前記レバーの初期位置及び作動位置、並びに、前記支点の位置が決定されたことにある。
【００１３】
この場合、具体的には、前記被作動体が前記原位置から前記作動位置まで移動していく際、前記レバーの押圧面の公転によって前記被作動体の接触面上において前記接触点が前記支点から離れる方向に移動するように、前記レバーの初期位置及び作動位置、並びに、前記支点の位置が決定され得る。
【００１４】
本発明に係るレバー構造によれば、被作動体が「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、被作動体の接触面Ｓ１とレバーの押圧面Ｓ２との相対滑り量が｜ａ−ｂ｜となる。即ち、上述した図３に示した例の相対滑り量（＝ａ＋ｂ）と比べて、相対滑り量が小さくなる。従って、上述した損失エネルギーが小さくなる。この結果、シフト機構全体として、変速段を変更する際の消費エネルギーが小さくなる。
【００１５】
上記本発明に係るレバー構造では、前記被作動体が前記原位置から前記作動位置まで移動していく際、前記レバーの押圧面の公転によって前記被作動体の接触面上において前記接触点が移動する距離（＝ａ）と、前記レバーの押圧面の自転によって前記レバーの押圧面が前記被作動体の接触面上を転がる距離（＝ｂ）と、が一致するように、前記レバーの初期位置及び作動位置、前記支点の位置、並びに、前記レバーの押圧面の曲面形状が決定されることが好適である。
【００１６】
これによれば、被作動体が「原位置」から「作動位置」まで移動していく際における、被作動体の接触面Ｓ１とレバーの押圧面Ｓ２との「相対滑り量」がゼロになる。従って、上述した摩擦力に起因する損失エネルギーがゼロになる。この結果、シフト機構全体として、変速段を変更する際の消費エネルギーをより一層小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るレバー構造の模式図である。
【図２】レバーの公転による接触点の移動量ａと、レバーの自転によるレバーの押圧面の転がり量ｂと、の算出方法を説明するための図である。
【図３】従来のレバー構造における図１に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態（本実施形態）に係るレバー構造について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るレバー構造の模式図である。このレバー構造は、「車両の変速機の変速段を変更するためのシフト機構」が備えるレバー構造である。このレバー構造は、被作動体Ｚと、レバーＡと、を含む。被作動体Ｚは、ｘ軸方向に移動可能に固定部材（例えば、シフト機構のハウジング等）に支持されている。被作動体Ｚは、例えば、固定部材に形成されたシリンダ内をｘ軸方向に移動可能な円柱状の部材（ピストン）である。被作動体Ｚは、シフト機構内の第１の部材（例えば、フォークシャフト、図示せず）に連結されている。被作動体Ｚは、レバーＡから力を受けていない状態では、シリンダの底部に設けられたスプリングＳＰの作用によって、原位置（図１（ａ）を参照）に維持されている。
【００２０】
レバーＡは、固定部材に固定された支点Ｏを中心に揺動する。レバーＡは、その力点Ｆにて、シフト機構内の第２の部材（図示せず）に押圧されて、ｘ軸正方向の力（太い矢印を参照）を受けるように構成されている。ここで、「第２の部材」とは、例えば、マニュアルトランスミッションの場合には、「車両の運転者によって操作されるシフトレバーとワイヤ等によって連結され、且つ、運転者によるシフトレバーの操作に応じて駆動される部材」である。所謂オートメイテッドマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）の場合には、「車両の走行状態に応じて制御される変速段の変更指示に応じて電動モータ等によって駆動される部材」である。
【００２１】
レバーＡの力点Ｆが「第２の部材」に押圧されてｘ軸正方向の力を受けることによって、レバーＡの押圧面Ｓ２が、被作動体Ｚの接触面Ｓ１（図１において、被作動体Ｚのｘ軸負方向側端面、平面）を、ｘ軸正方向側に向けて押圧する。図１に示す例では、レバーＡの押圧面Ｓ２は、球状部材の表面に対応している。押圧面Ｓ２の形状は、被作動体Ｚの接触面Ｓ１に向けて突出しており、且つ、滑らかに連続する曲面であり限りにおいて、どのような形状であってもよい。
【００２２】
変速機の変速段を変更する際、外部から力を受けたレバーＡの押圧面Ｓ２が被作動体Ｚの接触面Ｓ１を押圧し続けることによって、レバーＡが初期位置から作動位置まで角度αだけ揺動するとともに、被作動体Ｚが「原位置」（図１（ａ）を参照）から、「原位置」よりｘ軸正方向側の「作動位置」（図１（ｂ）を参照）まで、スプリングＳＰの弾性力に対抗しながら移動していく。
【００２３】
この被作動体Ｚの「原位置」から「作動位置」までの移動によって、シフト機構内の上記第１の部材（例えば、フォークシャフト）が駆動されて、変速段が変更される。レバーの力点Ｆに作用していた力が解放されると、スプリングＳＰの作用によって、被作動体Ｚが「原位置」に戻るとともに、レバーＡも初期位置に戻る。以下、「被作動体Ｚの接触面Ｓ１とレバーＡの押圧面Ｓ２との接触点」を「接触点Ｃ」と呼ぶ（図１を参照）。ここで、「接触点Ｃ」は、レバーＡの「作用点」に対応している。なお、図１に示す構成では、レバーＡについて、力点Ｆが、支点Ｏと作用点Ｃとの間に位置しているが、力点Ｆが、支点Ｏと作用点Ｃとの間に位置していなくてもよい。
【００２４】
ところで、図１に示すレバー構造では、被作動体Ｚが「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、支点Ｏを中心とするレバーＡの押圧面Ｓ２の公転によって、被作動体Ｚの接触面Ｓ１上において、接触点Ｃが支点Ｏから離れる方向（ｙ軸負方向）に距離ａだけ移動している（ａ＞０）。なお、被作動体Ｚが「作動位置」にあるとき、被作動体Ｚの接触面Ｓ１上において、接触点Ｃが支点Ｏから最も離れた位置（最も、ｙ軸負方向側の位置）にある。他方、レバーＡの押圧面Ｓ２の自転によって、レバーＡの押圧面Ｓ２が、被作動体Ｚの接触面Ｓ１上において支点Ｏから離れる方向（ｙ軸負方向）に距離ｂだけ転がっている（ｂ＞０）。
【００２５】
即ち、被作動体Ｚが「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、レバーＡの押圧面Ｓ２の公転によって接触点Ｃが被作動体の接触面Ｓ１上において移動する方向（ｙ軸負方向）と、レバーＡの押圧面Ｓ２の自転によってレバーＡの押圧面Ｓ２が被作動体Ｚの接触面Ｓ１上において転がる方向（ｙ軸負方向）と、が一致している。
【００２６】
このことは、被作動体Ｚが「原位置」から「作動位置」まで移動していく際、被作動体Ｚの接触面Ｓ１とレバーＡの押圧面Ｓ２との相対滑り量が｜ａ−ｂ｜となることを意味する。従って、上述した「背景技術」の欄で説明した従来のレバー構造（図３を参照）の相対滑り量（＝ａ＋ｂ）と比べて、相対滑り量が小さくなり、この結果、上述した「損失エネルギー」が小さくなる。この結果、シフト機構全体として、変速段を変更する際の消費エネルギーが小さくなる。
【００２７】
以下、図２を参照しながら、距離ａ、及び、距離ｂの具体的な算出方法について付言する。図２（ａ）に示すように、レバーＡの長さをＬとすると、距離ａは、「Ｌ（１−ｃｏｓα）」と表わすことができる。また、図２（ｂ）に示すように、レバーＡの押圧面Ｓ２の半径をｒとすると、距離ｂは、「ｒα」と表わすことができる。ただし、αの単位はラジアンである。
【００２８】
従って、「Ｌ（１−ｃｏｓα）＝ｒα」が成立するように、Ｌ、ｒ、及びαの関係を調整することによって、被作動体Ｚが「原位置」から「作動位置」まで移動していく際における「被作動体Ｚの接触面Ｓ１とレバーＡの押圧面Ｓ２との相対滑り量」がゼロとなる。従って、上述した摩擦力に起因する損失エネルギーがゼロになる。この結果、シフト機構全体として、変速段を変更する際の消費エネルギーをより一層小さくできる。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ…レバー、Ｚ…被作動体、Ｓ１…接触面、Ｓ２…押圧面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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