JP2004204880A

JP2004204880A - シフトフォーク

Info

Publication number: JP2004204880A
Application number: JP2002372282A
Authority: JP
Inventors: Masami Shoji; 正実小路; Toshiyuki Suzuki; 利幸鈴木; Kosuke Hayashi; 浩介林
Original assignee: HAYASHI KOGYO KK; KOORITSU KK; Suzuki Motor Corp
Current assignee: HAYASHI KOGYO KK; KOORITSU KK; Suzuki Motor Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【目的】シフトフォークにおいて、変速ギヤのシフト操作時で、シフトフォーク上に高荷重がかかる場合に、腕部の変形を回避させ、シフトフォークに倒れが生ずるのを防止し、これにより、シフトフォークの腕部を形成する金属素材の板厚を大きくする必要をなくし、よって、腕部の板厚を減少させ、重量を低減し、軽量化を図ることにある。
【構成】腕部は爪部の厚さよりも小さな板厚の金属素材から形成され、腕部が形成される金属素材には、爪部と取付部との間で該金属素材の板厚方向に突出して外周溝の一側壁に摺接する一側摺接部を形成している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シフトフォークに係り、特に車両の変速機のシフトフォークの倒れを防止するとともに、シフトフォークの軽量化を図り得るシフトフォークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両においては、エンジンの動力を走行条件に応じて所要に変換して取出すために、手動変速機や自動変速機を備えている。手動変速機は、複数段の常時噛合式の変速ギヤを有しており、シフトレバーによって変速操作機構を動作させ、変速ギヤの係合状態を切換えることにより、エンジンの動力を走行条件に応じて所要に変換して取出している。
【０００３】
手動変速機の変速操作機構にあっては、シフトレバーで作動されるシフトアンドセレクト軸のシフトアンドセレクトレバーを軸方向に移動し、低速（１速・２速）シフトヨーク、高速（３速・４速）シフトヨーク、５速・リバースヨークのいずれかに選択的に係合させ、回転させることでこの低速シフトヨーク、高速シフトヨーク、５速・リバースヨークが取り付けられた低速（１速・２速）シフトシャフト、高速（３速・４速）シフトシャフト、５速・リバースシフトシャフトのいずれかの軸を軸方向に移動し、この低速（１速・２速）シフトシャフト、高速（３速・４速）シフトシャフト、５速・リバースシフトシャフトに取り付けられた低速（１速・２速）シフトフォーク、高速（３速・４速）シフトフォーク、５速・リバースシフトフォークのいずれかのシフトフォークを動作し、そして、所定の変速用スリーブを動かしてシフト操作をしている。
【０００４】
この手動変速機の変速操作機構においては、図９に示す如く、シフトシャフト１０２にシフトフォーク１０４を取り付け、このシフトフォーク１０４を変速用スリーブ１０６の一側壁１０８−１と他側壁１０８−２とで形成された外周溝１１０に係合させている。この場合に、シフトフォーク１０４は、一般的に、板状の金属素材をプレス加工等で所定形状に打ち抜いて成形した板金製であり、図１０に示す如く、中央部位でシャフト挿通孔１１２が形成されたシフトシャフト１０２への取付部１１４と、この取付部１１４から延設されて変速用スリーブ１０６の外周溝１１０に遊嵌合される一側腕部１１６−１・他側腕部１１６−２と、この一側腕部１１６−１・他側腕部１１６−２の各先端側に形成されて外周溝１１０の一側壁１０８−１及び他側壁１０８−２に摺接する一側爪部１１８−１・他側爪部１１８−２とを有し、半円形状のスリーブ逃げ部１２０を形成している。
【０００５】
また、従来、手動変速機の変速操作機構のシフトフォークには、板状の金属素材を打ち抜き成形した板金製で、フォーク部（腕部）にリブを立設してフォーク部を断面Ｌ字状に形成し、シフトシャフトへのボス部（取付部）を前記リブに連なる半円形状のリブ状ボスとしたものがある（例えば、特許文献１）。また、アルミニウム合金からなるシフトフォークの内リブの両側面に油飛散防止用段部を周方向に形成し、爪部のスリーブ回転方向と対向する端部位に油導入用凹部を形成し、また、中央にはシフトフォークをシフト操作する際の倒れ防止用爪部を設けたものがある（例えば、特許文献２）。更に、係止部をカップリングスリーブ（変速用スリーブ）との接触範囲から外れた位置で係合腕部の先端側に設け、係止部を覆うようにして係合腕部の先端側に耐摩耗性部材を被着したものがある（例えば、特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】
登録実用新案第３０２４７０９号公報（明細書の第６〜８頁、図１）
【特許文献２】
特開平１１−１１８０２９号公報（第２、３頁、図２）
【特許文献３】
特開平５−３４０４７１号公報（第３、４頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、板金製のシフトフォークにあっては、爪部の厚さを変速用スリーブの外周溝の溝幅に合致するように加工し、追従性を良くする必要があり、このため、シフトフォーク全体を外周溝の溝幅に合致するような板厚に設定する必要がある。
【０００８】
しかしながら、外周溝の溝幅がシフトフォークの板厚に対して大きい場合に、外周溝の溝幅に合わせてシフトフォーク全体の板厚を大きく設定すると、シフトフォーク全体の板厚が大きくなって重量が増加するという不都合があった。
【０００９】
また、図９、１０に示すように、板金製のシフトフォーク１０４においては、外周溝１１０の溝幅Ｗよりも小さな板厚ｔの金属素材を使用する場合に、爪部１１８の厚さＴを外周溝１１０の溝幅Ｗに合致するように耐摩耗性の高い別部材を一体成形する工法（インサート）や、板厚の大きな金属素材の爪部以外をプレス加工等で薄く押圧形成し、重量を軽くする工法がある。
【００１０】
しかし、これらの工法の場合に、図１１に示す如く、爪部１１８の厚さＴとシフトフォーク１０２全体の厚さｔとの差（隙間）Ｃ・Ｃが大きくなるので、変速ギヤのシフト操作時に、シフトフォーク１０４をシフト方向Ａに移動すると、シフトフォーク１０４に高荷重がかかり、この荷重を両腕部１１６の面積の小さい部分で受けるため、板金製のシフトフォーク１０４が大きく撓み、よって、シフトフォーク１０４が塑性変形してシフトフォーク１０４に倒れが生じてしまうという不都合があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、このような不都合を除去するために、シフトシャフトへの取付部と、この取付部から延設されて変速用スリーブの外周溝に遊嵌合される腕部と、この腕部の先端側に形成されて前記外周溝の一側壁及び他側壁に摺接する爪部とを有するシフトフォークにおいて、前記腕部は前記爪部の厚さよりも小さな板厚の金属素材から形成され、前記腕部が形成される前記金属素材には、前記爪部と前記取付部との間で該金属素材の板厚方向に突出して前記外周溝の前記一側壁に摺接する一側摺接部を形成したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明は、腕部は爪部の厚さよりも小さな板厚の金属素材から形成され、腕部が形成される金属素材には、爪部と取付部との間で該金属素材の板厚方向に突出して外周溝の一側壁に摺接する一側摺接部を形成していることから、変速ギヤのシフト操作時で、シフトフォーク上に高荷重がかかる場合に、変速用スリーブの外周溝の一側壁には爪部と一側摺接部とが摺接し、そして、変速用スリーブの一側壁が一側摺接部に接すると、シフトフォークにかかる荷重が広い面積で受けられることになり、腕部の変形を回避させ、シフトフォークに倒れが生ずるのを防止し、これにより、シフトフォークの腕部を形成する金属素材の板厚を大きくする必要がなくなり、よって、腕部の板厚を減少させ、重量を低減し、軽量化を図ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜３は、この発明の第１実施例を示すものである。図３において、２は車両（図示せず）に搭載されるエンジン、４はこのエンジン２に連結される手動変速機、６はこの手動変速機４の変速操作機構、８は変速機ケースである。この変速機ケース８は、エンジン側ケース部８−１と、このエンジン側ケース部８−１の側面にケース結合ボルト１０で結合された中間ケース部８−２と、この中間ケース部８−２の側面にカバー取付ボルト１２で取り付けられたケースサイドカバー８−３とからなる。
【００１４】
変速機ケース８内には、エンジン２のクランク軸（図示せず）にクラッチ（図示せず）を介して連結される入力軸１４と、この入力軸１４に平行な出力軸１６と、これら入力軸１４及び出力軸１６に平行なリバースアイドラ軸１８とが軸支して設けられている。
【００１５】
入力軸１４には、エンジン２側から順次に、１速入力ギヤ２０とリバース入力ギヤ２２と２速入力ギヤ２４とが固定して設けられ、また、３速入力ギヤ２６と４速入力ギヤ２８と５速入力ギヤ３０とが回転自在に設けられている。
【００１６】
出力軸１６には、エンジン２側から順次に、１速入力ギヤ２０に噛合する１速出力ギヤ３２と２速入力ギヤ２４に噛合する２速出力ギヤ３４とが回転自在に設けられ、３速入力ギヤ２６に噛合する３速出力ギヤ３６と４速入力ギヤ２８に噛合する４速出力ギヤ３８と５速入力ギヤ３０に噛合する５速出力ギヤ４０とが固定して設けられている。
【００１７】
リバースアイドラ軸１８には、リバースアイドラギヤ４２が軸方向移動可能且つ回転自在に設けられている。このリバースアイドラギヤ４２には、リバーススリーブ４４が一体的に設けられている。リバースアイドラギヤ４２は、軸方向移動によりリバース入力ギヤ２２及び後述するリバース出力ギヤ５０に噛合可能なものである。
【００１８】
１速出力ギヤ３２と２速出力ギヤ３４との間の出力軸１６には、１速・２速同期機構４６が設けられている。この１速・２速同期機構４６は、変速用スリーブとしての１速・２速スリーブ４８を有している。この１速・２速スリーブ４８には、リバース出力ギヤ５０が一体的に設けられている。このリバース出力ギヤ５０は、リバースアイドラギヤ４２に噛合可能に設けられている。
【００１９】
３速入力ギヤ２６と４速入力ギヤ２８との間の入力軸１４には、３速・４速同期機構５２が設けられている。この３速・４速同期機構５２は、変速用スリーブとしての３速・４速スリーブ５４を有している。
【００２０】
また、入力軸１４には、５速入力ギヤ３０に隣接して５速同期機構５６が設けられている。この５速同期機構５６は、変速用スリーブとしての５速スリーブ５８を有している。
【００２１】
１速・２速同期機構４６と３速・４速同期機構５２と５速同期機構５６とリバースアイドラギヤ４２とは、変速操作機構６により動作され、変速ギヤとしての１速入力ギヤ２０〜５速ギヤ４０及びリバース出力ギヤ５０の噛合状態を切換えるものである。
【００２２】
この変速操作機構６においては、変速機ケース８に１速・２速（低速）シフトシャフト６０と３速・４速（高速）シフトシャフト６２と５速・リバースシフトシャフト６４とが平行で且つ軸方向移動可能に支持して設けられ、また、５速・リバースシフトシャフト６４と平行且つ隣接してガイド軸６６が固定して設けられている。
【００２３】
１速・２速シフトシャフト６０には、１速・２速同期機構４６の１速・２速スリーブ４８に係合した１速・２速シフトフォーク６８が取付けられている。３速・４速シフトシャフト６２には、３速・４速同期機構５２の３速・４速スリーブ５４に係合した３速・４速シフトフォーク７０が取付けられている。５速・リバースシフトシャフト６４には、５速同期機構５６の５速スリーブ５８に係合した５速シフトフォーク７２がわずかに軸方向移動可能に支持して取り付けられている。５速シフトフォーク７２は、ガイド軸６６に軸方向移動可能に支持して設けられている。
【００２４】
１速・２速シフトシャフト６０には、１速・２速シフトヨーク７４が取り付けられている。３速・４速シフトシャフト６２には、３速・４速シフトヨーク７６が取り付けられている。５速・リバースシフトシャフト６４には、５速・リバースシフトヨーク７８が取付けられている。これら１速・２速シフトヨーク７４と３速・４速シフトヨーク７６と５速・リバースシフトヨーク７８とには、図示しないが、変速機ケース８に軸方向移動可能且つ周方向移動可能に支持したシフトアンドセレクト軸のシフトアンドセレクトレバーが選択的に係合される。
【００２５】
つまり、この変速操作機構６においては、シフトレバー（図示せず）のセレクト操作及びシフト操作によって、１速・２速シフトヨーク７４と３速・４速シフトヨーク７６と５速・リバースシフトヨーク７８とのいずれかのシフトヨークにシフトアンドセレクトレバーを係合させ、１速・２速シフトシャフト６０と３速・４速シフトシャフト６２と５速・リバースシフトシャフト６４とのいずれかの軸を選択的に軸方向移動させることにより、１速・２速同期機構４６と３速・４速同期機構５２と５速同期機構５６とリバースアイドラギヤ４２とのいずれか１つを動作させ、１速入力ギヤ２０〜５速ギヤ４０及びリバース出力ギヤ５０の噛合状態を切換えるものである。
【００２６】
これら各シフトヨーク７４・７６・７８のうちの５速・リバースシフトヨーク７８には、５速・リバースシフトシャフト６４と平行なガイド軸６６に係合されるガイド部８０が設けられる。
【００２７】
各シフトフォーク６８、７０、７２は、板状の金属素材（図示せず）を所定形状に打ち抜いて成形加工された板金製のものである。
【００２８】
ここでは、例えば、図１、２に示す如く、１速・２速シフトフォーク６８をシフトフォークの代表例として説明すると、１速・２速シフトフォーク６８は、中央部位でシャフト挿通孔８２が形成された１速・２速シフトシャフト６０への取付部８４と、この取付部８４から延設されて変速用スリーブである１速・２速スリーブ４８の外周溝８６に遊嵌合される一側腕部８８−１・他側腕部８８−２と、この一側腕部８８−１・他側腕部８８−２の各先端側に形成されて外周溝８６の一側壁９０−１及び他側壁９０−２に摺接する一側爪部９２−１・他側爪部９２−２とを有し、また、半円形状のスリーブ逃げ部９４を形成している。外周溝８６は、一側壁９０−１と他側壁９０−２とによって溝幅Ｗに形成されている。
【００２９】
この１速・２速シフトフォーク６８において、図１、２に示す如く、一側腕部８８−１・他側腕部８８−２は、一側爪部９２−１・他側爪部９２−２の厚さＴよりも小さな板厚ｔの金属素材（図示せず）から形成される。この板厚ｔは、溝幅Ｗよりもかなり小さく設定されている。
【００３０】
また、一側爪部９２−１・他側爪部９２−２は、図１、２において、例えば、金属素材の一部が折り返えされ、左側部９６Ｌの板厚ｔ１と、腕部８８の板厚ｔと、左側部９６Ｌの板厚ｔ１よりもかなり小さな右側部９６Ｒの板厚ｔ２とによって厚さＴに形成され、板厚方向Ｘで腕部８８に対して左右非対称に形成されている。また、左側部９６Ｌ、右側部９６Ｒは、高さｈ１と幅ｗ１とで夫々形成されている。
【００３１】
更に、一側腕部８８−１・他側腕部８８−２が形成される金属素材には、一側爪部９２−１・他側爪部９２−２と取付部８４との間で該金属素材の板厚方向Ｘの一方に突出して外周溝８６の一側壁９０−１に摺接する一側摺接部９８−１がプレス加工等で形成されているとともに、この一側摺接部９８−１の形成によって一側空洞部９８−１Ａが形成される。一側摺接部９８−１は、シャフト挿通孔８２の下方でスリーブ逃げ部９４に形成され、しかも、１速・２速シフトフォーク６８の中心部６８Ｃで形成され、左側部９６Ｌの板厚ｔ１よりも少し小さな厚さｔ３で且つ幅ｗ２、高さｈ２に形成されている。よって、一側爪部９２−１・他側爪部９２−２が一側壁９０−１に接したときに、図２に示す如く、一側壁９０−１と一側摺接部９８−１との間には、小さな隙間Ｃが形成される。
【００３２】
これにより、板金製の１速・２速シフトフォーク６８において、一側腕部８８−１・他側腕部８８−２の各先端側の一側爪部９２−１・他側爪部９２−２の中心付近に必要以上に荷重がかかっても、両側の一側爪部９２−１・他側爪部９２−２と中心部６８Ｃの一側摺接部９８−１との３箇所で、撓みが発生しないように構成されている。
【００３３】
なお、３速・４速シフトフォーク７０及び５速シフトフォーク７２については、１速・２速シフトフォーク６８と同様に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
【００３４】
次に、この第１実施例の作用として、代表例の１速・２速シフトフォーク６８について説明する。
【００３５】
板金製の１速・２速シフトフォーク６８においては、爪部９２と取付部８４との間で該金属素材の板厚方向Ｘに突出して外周溝８６の一側壁９０−１に摺接する一側摺接部９８−１を形成したことから、変速ギヤのシフト操作時で、１速・２速シフトフォーク６８上に高荷重がかかる場合に、１速・２速スリーブ４８の外周溝８６の一側壁９０−１には一側爪部９２−１・他側爪部９２−２と一側摺接部９８−１とが摺接し、そして、１速・２速スリーブ４８の一側壁９０−１に一側摺接部９８−１が接すると、１速・２速シフトフォーク６８にかかる荷重が１速・２速シフトシャフト６０とスリーブ逃げ部９４との間の腕部８８よりも広い面積で受けられることになり、腕部８８の変形を回避させ、１速・２速シフトフォーク６８に倒れが生ずるのを防止することができる。そして、このように、１速・２速シフトフォーク６８の倒れを防止することができることから、１速・２速シフトフォーク６８の腕部８８を成形する金属素材の板厚ｔを大きくする必要がなくなり、よって、腕部８８の板厚ｔを減少させて重量を低減し、軽量化を図ることができる。
【００３６】
また、板状の金属素材に一側摺接部９８−１をプレス加工等で形成したので、別途に摺接部材を不要とし、その摺接部材の取付作業を省略し、また、構成が簡単で、軽量で、しかも、廉価とすることができる。
【００３７】
図４〜６は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００３８】
以下の実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００３９】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、腕部８８が形成される金属素材には、該金属素材の板厚方向Ｘで一側摺接部９８−１とは逆方向に突出して外周溝８６の他側壁９０−２に摺接する他側摺接部９８−２を形成した。この場合に、図５に示す如く、金属素材をプレス加工で打ち抜く際に、１速・２速シフトフォーク６８の中心部６８Ｃを波形状に曲げ、一側に一側摺接部９８−１を形成するとともに、他側には他側摺接部９８−２を形成し、これにより、一側摺接部９８−１の形成によって一側空洞部９８−１Ａが形成されるとともに、他側摺接部９８−２の形成によって他側空洞部９８−２Ａが形成される。
【００４０】
この第２実施例の構成によれば、１速・２速シフトフォーク６８の中心部６８Ｃを波形状に曲げ、一側に一側摺接部９８−１を形成するとともに、他側には他側摺接部９８−２を形成し、これにより、一側摺接部９８−１の形成によって一側空洞部９８−１Ａが形成されるとともに、他側摺接部９８−２の形成によって他側空洞部９８−２Ａが形成されることから、外周溝８６の溝幅Ｗが大きい場合においても、金属素材の板厚ｔを大きくする必要がなく、また、摺接部９８を容易に形成することができる。
【００４１】
図７は、この発明の特別構成であり、第３実施例を示すものである。
【００４２】
この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、１速・２速シフトフォーク６８の腕部８８が形成される金属素材には、該金属素材の板厚方向Ｘに突出して湾曲し且つ所定幅で弾性変形可能な弾性摺接部９８Ａを形成した。
【００４３】
この第３実施例の構成によれば、１速・２速シフトフォーク６８上に高荷重がかかった場合に、１速・２速スリーブ４８の一側壁９０−１に弾性摺接部９８Ａが接すると、その荷重を弾性摺接部９８Ａの突出した頂面で弾性的に受けることができ、１速・２速スリーブ４８の一側壁９０−１の側面と１速・２速シフトフォーク６８の側面との間に隙間がある場合にでも、容易に対処させることができる。
【００４４】
図８は、この発明の特別構成であり、第４実施例を示すものである。
【００４５】
この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、１速・２速シフトフォーク６８の腕部８８が形成される金属素材には、該金属素材の板厚方向Ｘに突出して複数（例えば２つ）の球面摺接部９８Ｂを形成した。
【００４６】
この第４実施例の構成によれば、１速・２速シフトフォーク６８上に高荷重がかかった場合に、１速・２速スリーブ４８の一側壁９０−１に球面摺接部９８Ｂが線接触することで、摺動抵抗を減少してフリクションを低減することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、腕部は爪部の厚さよりも小さな板厚の金属素材から形成され、腕部が形成される金属素材には、爪部と取付部との間で該金属素材の板厚方向に突出して外周溝の一側壁に摺接する一側摺接部を形成していることから、変速ギヤのシフト操作時で、シフトフォーク上に高荷重がかかる場合に、変速用スリーブの外周溝の一側壁には爪部と一側摺接部とが摺接し、そして、変速用スリーブの一側壁が一側摺接部に接すると、シフトフォークにかかる荷重が広い面積で受けられることになり、腕部の変形を回避させ、シフトフォークに倒れが生ずるのを防止し、これにより、シフトフォークの腕部を形成する金属素材の板厚を大きくする必要がなくなり、よって、腕部の板厚を減少させ、重量を低減し、軽量化を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における１速・２速シフトフォークの斜視図である。
【図２】第１実施例において１速・２速シフトフォークが外周溝に係合した１速・２速スリーブの平面図である。
【図３】第１実施例において手動変速機の断面図である。
【図４】第２実施例における１速・２速シフトフォークの斜視図である。
【図５】第２実施例において図４の矢印Ｖによる１速・２速シフトフォークの底面図である。
【図６】第２実施例において１速・２速シフトフォークが外周溝に係合した１速・２速スリーブの斜視図である。
【図７】第３実施例における１速・２速シフトフォークの斜視図である。
【図８】第４実施例における１速・２速シフトフォークの斜視図である。
【図９】従来においてシフトフォークが外周溝に係合したスリーブの斜視図である。
【図１０】従来においてシフトフォークの斜視図である。
【図１１】従来においてシフトフォークが外周溝に係合したスリーブの側面図である。
【符号の説明】
２エンジン
４手動変速機
６変速操作機構
１４入力軸
１６出力軸
１８リバースアイドラ軸
６０１速・２速シフトシャフト
６２３速・４速シフトシャフト
６４５速・リバースシフトシャフト
６６ガイド軸
６８１速・２速シフトフォーク
７０３速・４速シフトフォーク
７２５速・リバースシフトフォーク
８２シャフト挿通孔
８４取付部
８６外周部
８８腕部
９０側壁
９２爪部
９８摺接部

Claims

シフトシャフトへの取付部と、この取付部から延設されて変速用スリーブの外周溝に遊嵌合される腕部と、この腕部の先端側に形成されて前記外周溝の一側壁及び他側壁に摺接する爪部とを有するシフトフォークにおいて、前記腕部は前記爪部の厚さよりも小さな板厚の金属素材から形成され、前記腕部が形成される前記金属素材には、前記爪部と前記取付部との間で該金属素材の板厚方向に突出して前記外周溝の前記一側壁に摺接する一側摺接部を形成したことを特徴とするシフトフォーク。
前記腕部が形成される前記金属素材には、該金属素材の板厚方向で前記一側摺接部とは逆方向に突出して前記外周溝の前記他側壁に摺接する他側摺接部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のシフトフォーク。