(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機用シフトシャフトに、シフトチェック機構の剛球を当接させるための凹部を形成する方法であって、
中空部、外面及び内面を備える前記シフトシャフトを定位置に配設し、
前記シフトシャフトの前記中空部内に芯金を嵌合させ、前記芯金は、本体を長手方向に二つに分割、接合する第一部及び第二部からなり、夫々、長手方向に対して平行または傾斜する切断面に沿って二つに分割、接合し、前記第一部は外面上に前記凹部と対応する成形凹部を設けると共に、前記シフトシャフトの内面と接触する曲面と前記第二部と接触する前記切断面とを結ぶように互いに内側に向って傾斜する傾斜状外周面を長手方向に前記切断面に沿ってかつ前記切断面の両側部に備え、長手方向に沿って前記シフトシャフトの内面と接触しない部分を有しており、前記第二部は前記成形凹部の対向側にて前記シフトシャフトと内接し、
前記成形凹部と内接するように前記シフトシャフトの前記外面上を押圧接することで、一段階にて、前記シフトシャフトの前記外面上に前記凹部を、この周縁を湾曲させて形成し、
前記芯金の前記本体を前記第一部と前記第二部に分割して、前記第二部を前記シフトシャフトの前記中空部から長手方向にスライド移動させて取外して、前記中空部内で、前記芯金の前記第一部と前記内面との間に隙間を形成し、
前記第一部を前記シフトシャフトの前記内面と干渉させないように、前記隙間内でラジアル方向に逃がして、前記第一部の前記成形凹部と前記シフトシャフトの前記凹部の内接を外し、
前記第一部を前記シフトシャフトの前記中空部から長手方向にスライド移動させて取外して、前記シフトシャフトと前記芯金とを分離する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
変速機用シフトシャフトに、シフトチェック機構の剛球を当接させるための凹部を形成する加工工程に用いられる芯金であって、
前記芯金は、前記シフトシャフトの中空部内に嵌合される本体を有し、この本体は、長手方向に二つに分割、接合する第一部及び第二部からなり、夫々、長手方向に対して平行または傾斜する切断面に沿って二つに分割、接合し、前記第一部は外面上に前記凹部と対応する成形凹部を設けると共に、前記シフトシャフトの内面と接触する曲面と前記第二部と接触する前記切断面とを結ぶように互いに内側に向って傾斜する傾斜状外周面を長手方向に前記切断面に沿ってかつ前記切断面の両側部に備え、長手方向に沿って前記シフトシャフトの内面と接触しない部分を有しており、前記第二部は前記成形凹部の対向側にて前記シフトシャフトと内接するように形状を定めており、
前記第一部は、前記成形凹部と内接するように前記シフトシャフトの外面上を押圧接することで、一段階にて、前記シフトシャフトの前記外面上に前記凹部を、この周縁を湾曲させて形成するように前記成形凹部の形状を定めており、
さらに、前記第二部を前記シフトシャフトの前記中空部から長手方向にスライド移動させて取外した後に生じた隙間内で、前記第一部を前記シフトシャフトの前記内面と干渉させずに、前記隙間内でラジアル方向に逃がせるように前記傾斜状外周面の形状を定めていることを特徴とする芯金。
【請求項３】
前記押圧接によって、前記シフトシャフトの前記外面上に前記凹部を少なくとも二つ以上、これらの周縁を湾曲させて形成するとともに、隣接する凹部の深さを変化させるように前記成形凹部の形状を定めたことを特徴とする請求項２に記載の芯金。
【請求項４】
前記芯金の前記本体を構成する前記第一部及び前記第二部の対に接合する切断面上に、互いに噛合する係合部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の芯金。
【請求項５】
前記芯金の前記本体の長手方向に対して平行または傾斜する切断面に沿って、前記本体を三つ以上の複数の部材に分割可能にしたことを特徴とする請求項２に記載の芯金。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空材外面に凹部を形成する方法とこの方法に用いる芯金に関するものである。より具体的には、本発明は芯金を内部に嵌合して中空シャフト外面に凹部を形成する方法とこの芯金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
航空、船舶、そして自動車産業では、機体のさらなる軽量化は一般的に技術の進歩を意味する。この要求に応えるべく、中実シャフトに対してより軽量な中空シャフトが様々な分野で利用されている。
例えば、内燃機関で使用されるカムシャフトでは、中実シャフトと比較してより軽量な中空シャフトの方が、よりエンジンの軽量化、高出力化に対応するため好適であると思料され、実用化されている。しかしながら、変速機のシフト装置で使用されるシフトシャフトでは、一般的に中空シャフトよりも中実シャフトの方が主流であった。これは、シフトシャフトの場合には中空シャフト外面上に内方に陥没する凹部を形成する必要があり、従来の技術では強度的に不利にならず、低コストでかつ簡単な加工方法が公知でなかったためである。
【０００３】
図１３は、従来技術に係る変速機の一部、特にシフトヨーク８からシフトフォーク３に操作力を伝達するシフト装置１を表している。シフト装置１は、通常、シフトレバー（図示せず）からの操作力をシフトヨーク８、シフトシャフト２０、シフトフォーク３、そして同期機構のシフトスリーブ（図示せず）の順に伝達することで、変速機内部の歯車列（図示せず）の作動状態を切り替える。この際、シフトフォーク３の位置決め操作用にシフトシャフト２０の端部付近に、例えば３位置節度用の凹部（溝部）２４を形成して、これら凹部２４の内の一つにシフトチェック機構２９を当接させる。
【０００４】
一般的に、シフトチェック機構２９は剛球（チェックボール）２５、ばね２６、ワッシャ２７、ボルト２８からなり、剛球２５を凹部２４内にあてがうとともに、ばね２６により荷重を加える。これら３つの凹部２４の内、左右の凹部は同期機構（図示せず）の両側に配置されるギア（例えば、１速及び２速、または３速及び４速等）の変速時に用いられ、そして中央部はニュートラル時に用いられる。この際、ニュートラル用の凹部の深さを両側の変速操作用の凹部の深さよりも浅く形成することによって、ニュートラル状態から駆動状態へ速やかに変速操作ができるように設定したり、反対に、ニュートラル用の凹部の深さを両側の変速操作用の凹部の深さよりも深く形成することによって、ニュートラル状態から駆動状態へ変速操作が容易に起きないように設定する場合がある。
【０００５】
このように、シフトシャフト２０上に形成される凹部２４は変速操作感覚を運転手に伝える部材であって、滑らかに表面を加工して剛球２５の転動をスムーズに行わせることが望ましい。しかしながら、従来、中実シャフト２０の外面２２を溝切削加工して凹部２４を形成する場合、図１４に示すように、このままでは凹部２４の周縁部２４ａ’は滑らかではなく、シフトチェック機構２９の剛球２５の転動はスムーズに行い難い。この状態のままでは、剛球２５を溝２４−１（例えば、１速）の位置から、溝２４―Ｎ（ニュートラル）を介して、溝２４−２（例えば、２速）の位置まで転動させる際、これら凹部２４の周縁部２４ａ’に湾曲部がないと、符号２５から２５’までの変速操作は重くなる。従って、通常、これら凹部２４の周縁部２４ａには、例えばバレル加工等のさらなる後処理を施して、凹部２４の周縁部２４ａ’に湾曲部（図示せず）を形成する。
【０００６】
近年、変速機のさらなる作動性能を向上させるために、シフトシャフト２０を中空シャフトより形成して変速装置１を軽量化させるための、低コストでかつ簡単な中空材外面に凹部を形成する方法が求められている。
しかしながら、中空シャフトを単に押圧接加工したのでは中空シャフトが押圧力に負ける場合があるため、中空シャフト内部に所定の剛性を有する芯金を嵌合させることが強く望まれている。この際、芯金は、押圧接側にて中空材と内接するとともに、少なくともこのラジアル方向の対向（反対）側にて、同時に中空材と内接することによって、中空材を加圧方向とこの逆方向から同時に支持することで、押圧力に対して中空材が強度不足にならないように支持することが好ましい。ただし、中空材外面に凹部を形成した後に、これら芯金と中空材とを分割する必要がある。
【０００７】
特にシフトシャフトを加工するための、中空材外面に凹部を形成する方法とこの方法に用いる芯金の先行技術として、特開平５−３０９４２４号公報、特開平６−２４６３６３号公報及び特開２０００−１９７９２２号公報に開示されたものがある。
【０００８】
特開平５−３０９４２４号公報に開示された中空シャフトの凹部成形方法では、金属製の中空シャフトの長手方向の一部に金属製のピースを充填し、該中空シャフトのピース充填部および前記ピースを成形パンチにより軸心方向に圧縮変形して凹部を形成したことを特徴とする。即ち、ピースを充填することで中空シャフトの一部の剛性を高め、この部分を成形パンチにより軸心方向に圧縮することで、成形パンチの接触部とピースを該パンチの加圧面に沿いながら軸心方向に凹ませている。
【０００９】
また、特開平６−２４６３６３号公報に開示された中空シャフトの凹部成形方法では、従来、中空シャフトの剛性が小さいため、成形パンチの加圧突起と接触しない凹部と凹部との間の山部に「だれ」が発生し高精度に成形することができなかった点に鑑み、中空のシャフト内に一対の芯金を突き合わせて嵌合するとともに、該突合せ部に互いに反対向きに傾斜する斜面、平坦部を形成して上記シャフト内に局部的な空間部を形成し、この空間部に対面するシャフトの壁部を成形パンチにより加圧して軸心方向に圧縮変形するようにして、中空のシャフトに高精度の凹部を成形することを特徴としている。
【００１０】
さらに、特開２０００−１９７９２２号公報に開示された中空シャフトの凹部形成用芯金、中空シャフトの凹部形成装置、及び凹部形成方法では、中空シャフトの中空部に円柱状の芯金を嵌合して、シャフト外周に凹部をプレス形成させた後、芯金を回転させて取り出している。具体的には、この芯金は、凹部に対応して成形される該中空シャフト中空部への凸部に対応した位置に成形凹部を凹設させ、上記成形凹部に連続して形成された断面略円弧状の回転逃げ溝部と、該回転逃げ溝部に連続し該芯金の軸線に沿って芯金を表面から切除して形成した抜き逃げ部とを備え、該回転逃げ溝部は、凹部形成後の中空シャフト内で凸部に干渉することなく回転できるよう、その外壁面が上記凸部の内壁面より内側となるように形成され、該抜き逃げ部は回転された芯金が中空シャフト内に形成された凸部に干渉することなく抜き出せるよう、抜き逃げ部の外壁面が上記凸部の張り出し位置より内側になるものとして形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−３０９４２４号公報に開示された発明では、中空シャフトを加工する際にその都度金属製のピースは圧縮変形されるため、経済的ではなかった。また、圧縮変形されたピースの取出方法については開示されていない。
また、特開平６−２４６３６３号公報に開示された発明では、パンチの加圧工程は二段階よりなり、経済的ではなかった。また、芯金は、凹部成形の際、全面にわたって裏当てしていない。
さらに、特開２０００−１９７９２２号公報に開示された発明では、芯金を回転させるために、回転軸と、この回転軸に取り付けられたピニオンと、このピニオンに噛合するラックとからなる芯金回転装置を新たに必要とするとともに、駆動装置でラックを往復動させることを必要とし、経済的ではなかった。また、芯金は回転逃げ溝部を備えるために特別の加工を必要としている。さらに芯金は、中空材の外面に形成される凹部に対して全周縁から支持していない。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、中空材の外面に形成される凹部に対してこの全周縁を支持し、中空材を加圧方向とこの逆方向から同時に支持することで、押圧力に対して中空材が強度不足にならないようにし、さらに変形後の中空材と芯金とを速やかに分割する、低コストでかつ簡単な中空材外面に凹部を形成する方法とこの方法に用いる芯金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に、請求項１に記載の発明は、変速機用シフトシャフトに、シフトチェック機構の剛球を当接させるための凹部を形成する方法であって、
中空部、外面及び内面を備える前記シフトシャフトを定位置に配設し、
前記シフトシャフトの前記中空部内に芯金を嵌合させ、前記芯金は、本体を長手方向に二つに分割、接合する第一部及び第二部からなり、夫々、長手方向に対して平行または傾斜する切断面に沿って二つに分割、接合し、前記第一部は外面上に前記凹部と対応する成形凹部を設けると共に、前記シフトシャフトの内面と接触する曲面と前記第二部と接触する前記切断面とを結ぶように互いに内側に向って傾斜する傾斜状外周面を長手方向に前記切断面に沿ってかつ前記切断面の両側部に備え、長手方向に沿って前記シフトシャフトの内面と接触しない部分を有しており、前記第二部は前記成形凹部の対向側にて前記シフトシャフトと内接し、
前記成形凹部と内接するように前記シフトシャフトの前記外面上を押圧接することで、一段階にて、前記シフトシャフトの前記外面上に前記凹部を、この周縁を湾曲させて形成し、
前記芯金の前記本体を前記第一部と前記第二部に分割して、前記第二部を前記シフトシャフトの前記中空部から長手方向にスライド移動させて取外して、前記中空部内で、前記芯金の前記第一部と前記内面との間に隙間を形成し、
前記第一部を前記シフトシャフトの前記内面と干渉させないように、前記隙間内でラジアル方向に逃がして、前記第一部の前記成形凹部と前記シフトシャフトの前記凹部の内接を外し、
前記第一部を前記シフトシャフトの前記中空部から長手方向にスライド移動させて取外して、前記シフトシャフトと前記芯金とを分離する、ことを特徴とする。
【００１４】
このように構成することにより、簡単でかつ低コストな方法によってシフトシャフト外面にシフト位置節度用の凹部を形成する方法を提供することができる。
また、シフトシャフト外面上を押圧接する際に、芯金は成形凹部にて凹部を全周縁にわたって裏当てすることで凹部の周縁方向の加工形状に部分的な歪みが生じるのを避け、かつ芯金は成形凹部とこの対向側の双方からシフトシャフトと内接することで、凹部の底部方向の加工形状に部分的な歪みが生じるのを避けることができる。
また、スライド移動とラジアル方向移動の単純で限定された移動操作から、芯金とシフトシャフトを簡単に分離する方法を提供することができる。
また、特に中空材として略円筒形状のシフトシャフトに対して、中空材の一部を塑性変形させて外面に凹部を形成するとともに、シフトチェック機構用の剛球を転動させるための後処理を同時に行う、簡単でかつ低コストな方法を提供できる。
さらに、シフトシャフト内から第二部を取り除いた際に生じる隙間内に、シフトシャフトの内面と接触しない部分を第一部に備えることで、シフトシャフト内面と干渉することなく第一部を逃すことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、変速機用シフトシャフトに、シフトチェック機構の剛球を当接させるための凹部を形成する加工工程に用いられる芯金であって、
前記芯金は、前記シフトシャフトの中空部内に嵌合される本体を有し、この本体は、長手方向に二つに分割、接合する第一部及び第二部からなり、夫々、長手方向に対して平行または傾斜する切断面に沿って二つに分割、接合し、前記第一部は外面上に前記凹部と対応する成形凹部を設けると共に、前記シフトシャフトの内面と接触する曲面と前記第二部と接触する前記切断面とを結ぶように互いに内側に向って傾斜する傾斜状外周面を長手方向に前記切断面に沿ってかつ前記切断面の両側部に備え、長手方向に沿って前記シフトシャフトの内面と接触しない部分を有しており、前記第二部は前記成形凹部の対向側にて前記シフトシャフトと内接するように形状を定めており、
前記第一部は、前記成形凹部と内接するように前記シフトシャフトの外面上を押圧接することで、一段階にて、前記シフトシャフトの前記外面上に前記凹部を、この周縁を湾曲させて形成するように前記成形凹部の形状を定めており、
さらに、前記第二部を前記シフトシャフトの前記中空部から長手方向にスライド移動させて取外した後に生じた隙間内で、前記第一部を前記シフトシャフトの前記内面と干渉させずに、前記隙間内でラジアル方向に逃がせるように前記傾斜状外周面の形状を定めていることを特徴とする。
【００１６】
このように構成することにより、成形凹部を有する第一部にてシフトシャフトの凹部を裏当てするとともに、成形凹部を有しない第二部を便宜芯金から取り除くことで、芯金とシフトシャフトとを分割させる簡単でかつ低コストな芯金を提供することができる。
また、シフトシャフトの凹部の全周縁にわたって裏当てすることで凹部の加工精度を低下させず、かつ同時に成形凹部のラジアル方向反対側にてシフトシャフトと内接することで、シフトシャフトに強い圧力が加えられた際に、シフトシャフトを加圧方向とこの逆方向から同時に支持することで、押圧力に対してシフトシャフトを強度不足にならないように支持する芯金を提供することができる。
また、スライド移動とラジアル方向移動の単純で限定された移動操作から、芯金とシフトシャフトを簡単に分離できる。
また、特に中空材として略円筒形状のシフトシャフトに対して、中空材の一部を塑性変形させて外面に凹部を形成するとともに、シフトチェック機構用の剛球を転動させるための後処理を同時に行うことができる。
さらに、シフトシャフト内から第二部を取り除いた際に生じる隙間内に、シフトシャフトの内面と接触しない部分を第一部に備えることで、シフトシャフト内面と干渉することなく第一部を逃すことができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載されたものにおいて、前記押圧接によって、前記シフトシャフトの前記外面上に前記凹部を少なくとも二つ以上、これらの周縁を湾曲させて形成するとともに、隣接する凹部の深さを変化させるように前記成形凹部の形状を定めたことを特徴とする。
【００１８】
このように構成することにより、変速機のギアの種類に応じて少なくとも二つ以上の凹部を形成するとともに、隣接する凹部の深さを変化させて、これら凹部の間で転動する剛球に変化を与えることで、シフトフィーリングに調節を加えることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載されたものにおいて、前記芯金の前記本体を構成する前記第一部及び前記第二部の対に接合する切断面上に、互いに噛合する係合部を備えたことを特徴とする。
このように構成することにより、第一部及び第二部は、係合部に沿って互いに位置決めしながら、つまり位置ずれせずにスライド移動でき、また第一部及び第二部の分割、接合方向を一方向に限定でき、さらに第一部及び第二部の接合感覚を係合部により使用者側に知覚させることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載されたものにおいて、前記芯金の前記本体の長手方向に対して平行または傾斜する切断面に沿って、前記本体を三つ以上の複数の部材に分割可能にしたことを特徴とする。
このように構成することにより、シフトシャフト内でより柔軟に芯金を装着させたり、取外すことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の新規な特徴は、特に添付した請求の範囲に詳しく説明しているが、本発明は、図面と共に説明した以下の詳細な説明からさらに明らかになる。
【００２２】
中空材外面に凹部を形成する方法
以下、図１〜図７を参照して、本発明の好適な実施の形態に係る、中空材外面に凹部を形成する方法について説明する。尚、図１３、図１４に示した従来技術に係る部材と適宜対応する部材については、理解の容易化を図るために同一の符号を用いて説明する。
【００２３】
図１は、プレス部３０、基盤４０及び固定部５０を備える成形装置Ａを示している。本発明の実施の形態に係る中空材外面に凹部を形成する方法は、好適にはこの装置Ａを用いて行われる。即ち、中空材２０を基盤４０上の定位置に配設し、基盤４０上方からプレス部３０を垂直方向Ｚに押圧接して中空材２０外面に適宜数の凹部を形成する。ただし、この加工方法は手動操作によって行われてもよく、あるいは装置Ａに内蔵または外接した電子計算機を用いて行われてもよい。
【００２４】
例えば、図１に示すように電子計算機１０１、データ入力部１０２、データ表示部１０３、データ出力部１０４、そしてデータ交換部１０５からなる制御装置１００を装置Ａに対して接続して、本発明の実施の形態に係る方法を行ってもよい。具体的には、電子計算機１０１内に中空材外面に凹部を形成する方法を段階的に制御するプログラムを置き、好適にはキーボードであるデータ入力部１０２から例えばプレス部３０のプレス方向Ｚの移動距離を具体的に指示し、好適にはモニタであるデータ表示部１０３からこの指示内容を確認し、好適にはプリンタであるデータ出力部１０４から一連の制御結果を出力し、そして好適にはインターネットと相互通信可能な通信機器であるデータ交換部１０５からこれら一連の制御結果を外部に伝送し、あるいは外部から例えばプレス部３０の移動距離を特定する情報を受信して、この情報をプログラムに入力して装置Ａを制御してもよい。
さらに、上記制御装置１００に対して複数の成形装置Ａを接続し、同時に複数の装置Ａを操作して、本発明の実施の形態に係る方法を並列処理させてもよい。
【００２５】
従って、本発明の実施の形態に係る方法は、装置Ａを用いて中空材２０外面に凹部を形成する手段（加工工程）に限定されず、装置Ａを上記方法に従って制御するプログラムまたはこのプログラムを記録した記録媒体（図示せず）として提供されてもよい。
【００２６】
次に図２を参照して中空材２０外面に凹部を形成する、本発明の実施の形態に係る方法について説明し、続けて、この方法を行うのに好適な成形装置Ａについて説明する。
【００２７】
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る方法は、少なくとも、外面上に成形凹部１４を設けた芯金１０を内部２１に嵌合する中空材２０（図２の（Ｂ）参照）に対して、成形凹部１４と内接するように中空材２０外面２２上を押圧接することで中空材２０外面２２に凹部２４を形成する工程（図２の（Ｃ）参照）と、さらに芯金１０を長手方向に分割１１ａ、１１ｂする（図２の（Ｄ）参照）ことによって成形凹部１４と凹部２４の内接を外して（図２の（Ｅ）参照）中空材２０を芯金１０から取外す工程（図２の（Ｆ）参照）からなる。
【００２８】
より具体的には、本発明の実施の形態に係る方法は、図２の（Ａ）〜（Ｆ）に示す工程からなる。即ち：
まず、図２の（Ａ）に示すように、中空部２１、外面２２そして内面２３を備える中空材２０を定位置に配設する。好適には、中空部２０は紙面に対して垂直方向（長手方向）に延在する。
次に、図２の（Ｂ）に示すように、中空材２０の中空部２１内に、芯金１０を嵌合させる。好適には、芯金１０は本体１１を長手方向に二つに分割、接合する第一部１１ａ、第二部１１ｂからなる。この際、芯金１０の第一部１１ａは成形凹部１４を備え、第二部１１ｂはこの成形凹部１４の対向側にて中空材２０と内接する。
さらに、図２の（Ｃ）に示すように、成形凹部１４と内接するように中空材２０外面２２上を押圧接することで中空材２０外面２２に凹部２４を形成する。この際、芯金１０は、押圧接側とともにこの対向側においても中空材２０と内接することで、押圧力Ｆが大きな場合においても、中空材２０が十分な強度で凹部２４を形成するように支持する。
そして、図２の（Ｄ）に示すように、芯金１０の本体１１を分割して、第二部１１ｂを切断面１２に沿って長手方向にスライド移動させて中空材から取外す。この際、中空材２０の中空部２１内で、芯金１０の第一部１１ａと内面２３との間に隙間Ｓを形成するが、隙間Ｓのラジアル方向の大きさは、中空材２０に形成される凹部２４の深さよりも大きい。
そして、図２の（Ｅ）に示すように、第一部１１ａを上記隙間Ｓ内にラジアル方向Ｍ２に逃がして、第一部１１ａの成形凹部１４と中空材２０の凹部２４の内接を外す。この場合、中空材２０を移動させてもよく、または第一部１１ａを移動させてもよい。ただし、好適には芯金１０の第一部１１ａは側部に傾斜状外周面１３を形成して、中空材２０の内面２３と干渉しない。
最後に、図２の（Ｆ）に示すように、中空材２０または芯金１０の第一部１１ａのうち少なくともいずれか一方を長手方向にスライド移動させて、中空材２０と芯金１０とを分離する。
【００２９】
これら一連の工程によって、中空材２０の外面２２に形成される凹部２４に対して全周縁から支持し、中空材２０を加圧方向とこの逆方向から同時に支持することで、押圧力Ｆに対して中空材２０を強度不足にならないようにし、さらに変形後の中空材２０と芯金１０とを速やかに分割する、低コストでかつ簡単な中空材２０外面２２に凹部を形成する方法が提供される。
尚、中空材２０は好適には略円筒形状であるが、しかしながら他の中空形状でもよい。
【００３０】
ここで、図３及び図４を参照して、上記方法を行うのに好適な成形装置Ａについて説明する。尚、図３は図１に示した装置Ａの正面図を示し、図４は図３の４−４線に沿った断面図を示している。また、図３、４はともに中空材２０の変形直後の状態に関する。
【００３１】
図３及び図４に示すように、装置Ａは基盤４０上にプレス方向Ｚに対して垂直でかつ水平な操作面４１を備え、さらに操作面４１上に中空材２０の外部形状に沿った溝部４２を備える。中空材２０が略円筒形状の場合には、この溝部４２を略半円筒面状に沿って形成する。このようにして、中空材２０を基盤４０上に位置決めする（図２の符号（Ａ）参照）。
尚、中空材２０が略円筒形状の本体を有し、かつ操作中に揺動、転動する惧れが強い場合には、操作面４１上にさらに中空材２０の固定手段（図示せず）を備えてもよい。
【００３２】
そして、中空材２０内に芯金１０を嵌合させるとともに、芯金１０の成形凹部１４をプレス部３０の成形パンチ３４と対向するように配向させる（図２の符号（Ｂ）参照）。この際、該配向操作が適切に行われたのかを確認する手段を提供してもよい。この手段は、例えば操作者の目で確認作業を行うように、手動操作によって行われてもよい。または、例えば成形凹部１４が中空部２１内で装置Ａの成形パンチ３４側に適切に配置されたのか否かを識別するセンサ部（図示せず）を装置Ａ内に組み込むことで行われてもよい。
あるいは、装置Ａの固定部５０に誘導凸部（図示せず）を形成するとともに、芯金１０に被誘導凹部（図示せず）を形成し、該誘導凸部上に被誘導凹部を係合させるようにして芯金１０を固定部５０上でスライド移動させながら基盤４０上の中空材２０内に嵌合させることで、自動的に成形凹部１４が装置Ａの成形パンチ３４側に配向するようにしてもよい。この場合、上記確認手段は省略できる。
【００３３】
さらに、芯金１０の成形凹部１４をプレス部３０の成形パンチ３４と対向するように配向させた後、固定部５０内に位置決め固定部５５を備えて芯金１０を定位置に固定する。この位置決め固定部５５には様々な実施形態が思料されるが、例えば図４に示した実施の形態では、チャンバ５２内でスライド自在に移動するピストン形状体５１の縮径部５３の先端に係合部５４を形成し、これら一つまたは複数の係合部５４を芯金１０の本体に形成した係止部１５と噛合させて両者を一体に固定する。
【００３４】
図示されるように、プレス部３０は基盤４０上の操作面４１と平行な操作面３１を有し、かつ中空材３０の外部形状に沿った溝部３２をこの操作面３１上に備える。溝部３２と溝４２は対向して形成され、従って両者の間に中空材を挟持することができる。この際、溝部３２は内部に成形パンチ３４を備え、プレス部３０を基盤４０に対して下降させることで、中空材２０を溝部３２、４２内に挟持させるとともに、この外面２２上に成形パンチ３４を押圧接する。この押圧加工は、成形パンチ３４下降段階と成形パンチ３４上昇段階とからなる。好適には、成形パンチ３４下降段階における成形パンチ３４の下降距離を、中空材２０の外径、内径、及び凹部２４の大きさ及び深さ等に基づいて多段階式に制御する。この下降操作は、プレス部３０を例えばリンク機構、歯車機構、または圧力機構等によってプレス方向Ｚに沿って移動させることにより行う。
【００３５】
そして、外面上に成形凹部１４を設けた芯金１０を内部２１に嵌合する中空材２０に対して、プレス部３０を移動させて、成形凹部１４と内接するように中空材２０外面２２上に成形パンチ３４を押圧接させる（図２の符号（Ｃ）参照）ことで、中空材２０は凹部２４の外面２２側の形状を凸状の成形パンチ３４の形状に沿って定めるとともに、凹部２４の内面２３側の形状を芯金１０の成形凹部１４の形状に沿って定める。
ただし、芯金１０は凹部２４側にて中空材２０と内接するとともに、この凹部２４の対向側にて中空材２０と内接することで、成形パンチ３４によって中空材２０に大きな押圧力が加わった場合にも中空材２０が強度不足とならないようにする。
【００３６】
上記工程によって、中空材２０外面２２上に凹部２４を形成した後（図４参照）、本発明の実施の形態に係る方法では、再度プレス部３０を上昇させるとともに芯金１０の本体１１を長手方向に分割して（図５参照）、成形凹部１４と凹部２４の内接を外して、中空材２０を芯金１０から取外す（図６参照）。
【００３７】
より具体的には、芯金１０を長手方向に成形凹部１４を有する第一部１１ａと成形凹部１４を有しない第二部１１ｂとに分割するように、第二部１１ｂを中空部２１内から長手方向（例えば、Ｍ１方向）にスライド移動して取出し（図２の符号（Ｄ）、図５参照）、中空材２０と第一部１１ａのうち少なくともいずれか一方をラジアル方向（例えば、Ｍ２方向）に移動させて成形凹部１４と凹部２４の内接を外し（図２の符号（Ｅ）、図６参照）、そして中空材２０を長手方向（例えば、Ｍ３方向）にスライド移動させて、中空材２０を芯金１０から取外す（図２の符号（Ｆ）、図６参照）。ただし、成形凹部１４と凹部２４の内接を外す段階では、分離後の芯金１０と中空材２０との間に凹部２４の深さＤよりも大きな隙間Ｓが形成されることを特徴とする（図２の（Ｄ）参照）。
尚、芯金の第二部１１ｂと中空材２０のスライド移動は、好適にはエアシリンダ（図示せず）を用いて行われる。
【００３８】
さらに、図６に示すように中空材２０を芯金１０から取り出した後、芯金の第一部１１ａが装置Ａ内に固定されて残される場合には、図４に示した芯金１０の位置決め固定（図４の符号１５と５４参照）を外して、芯金の第一部１１ａを軸方向にスライド移動して装置Ａと分割して、本発明の実施の形態に係る方法を終了させる。ただし、継続して中空材２０外面２２に凹部２４を形成する場合には、特に第一部１１ａをこのままの状態に維持してもよい。
【００３９】
本発明に係る好適な実施の形態では、この中空材２０の押圧加工は塑性変形であって、外力（図２の符号Ｆ参照）によって破壊することなく中空材２０の一部２４を変形させ、外力を取り去っても、この変形部２４をこのままの形状に保つように行う。より具体的には、中空材２０の変形応力を、この部材の降伏点応力に等しくまたはこれ以下の範囲内で行う。
従って、例えば中空材２０として略円筒形状のシフトシャフトを上記方法によって加工した場合、図７に示すように、シフトシャフト上に全周縁２４ａが滑らかに湾曲する凹部２４を形成することができる。この場合、従来の技術では中実シャフト２０の外面２２を溝切削加工して凹部２４を形成する際に、このままでは凹部２４の周縁部２４ａ’（図１４参照）は滑らかではなく、例えばバレル加工等のさらなる後処理を必要としていたのに対して、本発明に係る実施の形態では、一段階にて中空シャフト２０の外面２２に凹部２４を形成するとともにこの周縁２４ａを滑らかに形成することができる。故に、この加工状態のままでも、図７に示すように、剛球２５を溝２４−１（例えば、１速）の位置から、溝２４―Ｎ（ニュートラル）を介して、溝２４−２（例えば、２速）の位置まで変速操作を重くせずに転動できるためより好適である。
【００４０】
また、本発明に係る他の実施の形態では、加圧変形によって、凹部２４は中空材２０の外面２２を貫通する（図示せず）。即ち、中空材２０の変形応力を、この部材の降伏点応力よりも大きくする。
この場合、中空材２０に対して同一装置Ａ、同一方法から孔明け加工を行うことができ、実務上好適である。尚、この場合、中空材２０と溝部４２との間に加工後の屑（図示せず）が集積されるが、中空材２０を装置Ａに対して長手方向にスライド移動させて取り除く際、この屑を同時に取り除くことができる。
【００４１】
本発明の実施の形態に係る中空材外面に凹部を形成する方法は、上述したように、装置Ａを操作する上記方法を段階的に記載したプログラム、またはこのプログラムを記録した記録媒体（図示せず）として提供されてもよい。この場合、この中空材外面上の凹部形成プログラムは、少なくとも請求項１に記載した工程（アルゴリズム）を有する。
さらに、本発明の実施の形態に係る中空材外面に凹部を形成する方法は、装置Ａそのものを使用せず、例えば中空材２０と芯金１０とを手で掴持して成形パンチ３４を手動で押圧接させる手段として提供されてもよい。
【００４２】
芯金
次に、図８〜図１２を参照して、本発明の実施の形態に係る芯金１０についてより具体的に説明する。
図８は本発明の実施の形態に係る芯金１０を中空材２０に内に嵌合したときを示す正面図であり、また図９は芯金１０を長手方向にスライドして分割したときを示す側面図である。図８、図９に示すように、本発明の実施の形態に係る芯金１０は、本体１１と、該本体１１の外面上に成形凹部１４を有し、中空材２０の中空部２１内に嵌合されて中空材２０外面２２上に凹部２４を形成する際に裏当てし、さらに、本体１１は長手方向に二つ１１ａ、１１ｂに分割する（図９参照）ことを特徴とする。ただし、本体１１は成形凹部１４を有する側（第一部１１ａ）と成形凹部１４を有しない側（第二部１１ｂ）に長手方向に分割する。尚、これら部材１１ａ、１１ｂは各々異なる材料から形成されてもよく、あるいは同一の部材から形成されてもよい。さらに、成形凹部１４の形状及び個数は、適宜実施の形態に従って定められる。また、部材１１ａ、１１ｂの長手方向の長さは、互いに異なっていてもよい。
【００４３】
さらに、例えば上記第一部１１ａを芯金として定め、かつ第二部１１ｂを芯金の裏当て部材として定義してもよい。即ち、本発明の実施の形態に係る芯金を、長手方向に延びる本体１１ａと該本体の１１ａ外面上に成形凹部１４を有し、中空材２０の中空部２１内に嵌合されて前記中空材２０外面２２に凹部２４を形成する際に裏当てする芯金１１ａであって、前記本体１１ａは前記成形凹部１４のラジアル方向対向側にて中空材２０内面２３との間に空隙Ｓを有し、この際、該空隙Ｓの大きさは前記凹部２４の深さＤよりも大きく、さらに前記芯金１１ａは前記空隙Ｓ内に裏当て部材１１ｂを有することを特徴とする芯金１１ａとして定義することは、上述のように、二つの部材１１ａ、１１ｂからなる芯金１０として定義することと実質的に等しい。
【００４４】
本発明の好適な実施の形態では、芯金１０の本体１１は長手方向に対して平行または傾斜する切断面１２ａ、１２ｂによって二つ１１ａ、１１ｂに分割する。好適には、図９に示すように表面が平らな面１２ａ、１２ｂを介して本体１１は二つに分割、接合することで、第一部１１ａと第二部１１ｂは切断面１２ａ、１２ｂに沿って互いに滑らかにスライドする。
尚、芯金１０の本体１１を長手方向に対して傾斜する切断面１２によって二つ１１ａ、１１ｂに分割する場合では、各々の部材１１ａ、１１ｂの傾斜角度Ｑ１、Ｑ２は適宜実施の形態に即して定められるが、しかし本体１１の両端面を横切るように傾斜するのが好ましい。
【００４５】
また、上記切断面１２は平面状に限定されない。例えば、芯金１０の本体１１を長手方向に対して平行または傾斜する曲線、波線（図示せず）によって二つ１１ａ、１１ｂに分割し、各々の部材１１ａ、１１ｂを、略円筒面に沿って互いにスライドして分割させることは可能である。
さらに、第一部１１ａと第二部１１ｂのスライド運動をより滑らかにするために、切断面１２ａ、１２ｂの間に潤滑用の薄い油膜（図示せず）を備えてもよい。
【００４６】
本発明の実施の形態では、図２の（Ｄ）に示したように、芯金１０の成形凹部１４を有する側（第一部）１１ａは、中空部２１内に単体で配設される際、中空部２１内でラジアル方向に隙間Ｓを有し、この際、この隙間Ｓの大きさは中空材２０に形成される凹部２４の深さＤよりも大きいことを特徴とする。さらに、本発明の実施の形態では、第一部１１ａはこの隙間Ｓ内に侵入でき、故に芯金１０の成形凹部１４と中空材２０に形成される凹部２４との接合を外すことができることを特徴とする。ただし、第一部１１ａは長手方向に沿って中空材２０の内面２３と接触しない部分を有するように構成される。
このため、本発明の好適な実施の形態では、第一部１１ａは傾斜状外周面１３を備えて、隙間Ｓ内に侵入する際、中空材２０の内面２３との干渉を避ける。この傾斜状外周面１３は断面が直線のテーパ面（図８参照）でもよく、または断面が曲線の円弧状面（図示せず）でもよい。また、図８に示した傾斜状外周面１３の傾斜角度Ｐは、適宜実施の形態に即して定められ、特定の角度に限定されない。
【００４７】
また、本発明の実施の形態に係る芯金１０は手動操作によって二つに分割されてもよく、または機構的に二つに分割されてもよい。後者の場合、例えばリンク機構、歯車機構、圧力構等を想定でき、芯金１０は本体の一部にこれら機構に対応するように形状を定める。
例えば、図１０を参照して第二部１１ｂの移動手段について説明すると、第二部１１ｂを切断面１２ａ、１２ｂに沿ってスライド移動させる際に、第二部１１ｂの操作面１６上に係止部１７を形成し、該係止部１７を外部の係合部（図示せず）と着脱自在に固定させ外側に向かって引っ張るようにスライド移動させてもよい。あるいは、エアシリンダ（図示せず）を用いて第二部１１ｂの操作面１６上に所定の空圧を及ぼして、第二部１１ｂを切断面１２ａ、１２ｂに沿ってスライド運動させてもよい。このように、各々の部材１１ａ、１１ｂは移動手段に従って、特に操作面１６上の形状を定める。
【００４８】
さらに、図１１に示すように、本発明の他の実施形態に係る芯金１０は、本体１１を構成する各々の部材１１ａ、１１ｂの切断面１２ａ、１２ｂ上に互いに噛合する係合部１８を形成してもよい。図１１に示した実施の形態では、部材１１ａは接合面１２ａ上に係合凸部１８ａを形成するとともに、部材１１ｂは接合面１２ｂ上に係合凹部１８ｂを形成する。この実施の形態では、各々の部材１１ａ、１１ｂは、係合部１８に沿って互いに位置決めしながら、つまり位置ずれせずにスライド移動でき、また各々の部材１１ａ、１１ｂの分割、接合方向を一方向に限定でき、さらに各々の部材１１ａ、１１ｂの接合感覚を係合部１８により使用者側に知覚させることができる。
【００４９】
そして、図１２に示すように、本発明のさらなる実施形態に係る芯金１０では、本体１１を長手方向に対して平行または傾斜する切断面１２ａ、１２ｂによって三つ１１ａ、１１ｂ−１、１１ｂ−２に分割させる。この場合、第二部１１ｂはラジアル方向の切断面１９によって二つ１１ｂ−１、１１ｂ−２にわかれ、各々逆向きに分割、接合できる。ただし、図１２では、理解の容易化を図るために、中空材２０は１８０度の回転角度で切断して示している。
このように、本発明の実施の形態に係る芯金１０の本体１１を二以上の複数の部材に分割することは可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明におけるシフトシャフト外面上の凹部形成方法において、請求項１に記載した発明によれば、簡単でかつ低コストな方法によってシフトシャフト外面にシフト位置節度用の凹部を形成する方法を提供することが可能となる。
また、シフトシャフト外面上を押圧接する際に、芯金は成形凹部にて凹部を全周縁にわたって裏当てすることで凹部の周縁方向の加工形状に部分的な歪みが生じるのを避け、かつ芯金は成形凹部とこの対向側の双方からシフトシャフトと内接することで、凹部の底部方向の加工形状に部分的な歪みが生じるのを避けることができる。
また、スライド移動とラジアル方向移動の単純で限定された移動操作から、芯金とシフトシャフトを簡単に分離する方法を提供することができる。
また、特に中空材として略円筒形状のシフトシャフトに対して、中空材の一部を塑性変形させて外面に凹部を形成するとともに、シフトチェック機構用の剛球を転動させるための後処理を同時に行う、簡単でかつ低コストな方法を提供できる。
さらに、シフトシャフト内から第二部を取り除いた際に生じる隙間内に、シフトシャフトの内面と接触しない部分を第一部に備えることで、シフトシャフト内面と干渉することなく第一部を逃すことができる。
【００５１】
また、請求項２に記載した発明によれば、成形凹部を有する第一部にてシフトシャフトの凹部を裏当てするとともに、成形凹部を有しない第二部を便宜芯金から取り除くことで、芯金とシフトシャフトとを分割させる簡単でかつ低コストな芯金を提供することができる。
また、シフトシャフトの凹部の全周縁にわたって裏当てすることで凹部の加工精度を低下させず、かつ同時に成形凹部のラジアル方向反対側にてシフトシャフトと内接することで、シフトシャフトに強い圧力が加えられた際に、シフトシャフトを加圧方向とこの逆方向から同時に支持することで、押圧力に対してシフトシャフトを強度不足にならないように支持する芯金を提供することができる。
また、スライド移動とラジアル方向移動の単純で限定された移動操作から、芯金とシフトシャフトを簡単に分離できる。
また、特に中空材として略円筒形状のシフトシャフトに対して、中空材の一部を塑性変形させて外面に凹部を形成するとともに、シフトチェック機構用の剛球を転動させるための後処理を同時に行うことができる。
さらに、シフトシャフト内から第二部を取り除いた際に生じる隙間内に、シフトシャフトの内面と接触しない部分を第一部に備えることで、シフトシャフト内面と干渉することなく第一部を逃すことができる。
【００５２】
そして、請求項３に記載した発明によれば、請求項２に記載の発明の奏する効果に加えて、変速機のギアの種類に応じて少なくとも二つ以上の凹部を形成するとともに、隣接する凹部の深さを変化させて、これら凹部の間で転動する剛球に変化を与えることで、シフトフィーリングに調節を加えることが可能となる。
【００５３】
そして、請求項４に記載した発明によれば、請求項２に記載の発明の奏する効果に加えて、第一部及び第二部は、係合部に沿って互いに位置決めしながら、つまり位置ずれせずにスライド移動でき、また第一部及び第二部の分割、接合方向を一方向に限定でき、さらに第一部及び第二部の接合感覚を係合部により使用者側に知覚させることが可能となる。
【００５４】
そして、請求項５に記載した発明によれば、請求項２に記載の発明の奏する効果に加えて、シフトシャフト内でより柔軟に芯金を装着させたり、取外すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る中空材外面に凹部を形成する装置を制御装置とともに示す図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る中空材外面に凹部を形成する方法を（Ａ）〜（Ｆ）段階にわけて示す図である。
【図３】  図１に示した装置を示す正面図である。
【図４】  図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】  中空材から芯金の一部を取り出す方法を示す図である。
【図６】  中空材を芯金の残部から取り出す方法を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態に係る方法によって形成される、シフトシャフト上の凹部を示す側面図である。
【図８】  本発明の実施の形態に係る芯金を中空材内に嵌合したときを示す図である。
【図９】  本発明の実施の形態に係る芯金を二つに本体を分割して示す図である。
【図１０】  本発明の実施の形態に係る芯金を示す斜視図である。
【図１１】  本発明の他の実施形態に係る芯金を示す図である。
【図１２】  本発明のさらなる実施形態に係る芯金を示す図である。
【図１３】  シフトフォーク、シフトヨーク、シフトシャフト及びシフトチェック機構を備えた従来技術に係るシフト装置を示す斜視図である。
【図１４】  従来技術に係る溝切削加工によって形成される、シフトシャフト上の凹部を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ              成形装置
１０            芯金
１１ａ、１１ｂ  本体
１３            傾斜状外周面
１４            成形凹部
２０            中空材（シフトシャフト）
２１            中空部
２２            外面
２４            凹部（溝部）
２５            剛球（チェックボール）
２９            シフトチェック機構
３０            プレス部
３４            成形パンチ
４０            基盤
５０            固定部
【図１】
0004045568.tif 000002
【図２】
0004045568.tif 000003
【図３】
0004045568.tif 000004
【図４】
0004045568.tif 000005
【図５】
0004045568.tif 000006
【図６】
0004045568.tif 000007
【図７】
0004045568.tif 000008
【図８】
0004045568.tif 000009
【図９】
0004045568.tif 000010
【図１０】
0004045568.tif 000011
【図１１】
0004045568.tif 000012
【図１２】
0004045568.tif 000013
【図１３】
0004045568.tif 000014
【図１４】
0004045568.tif 000015