JP2006022909A - 樹脂製ブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】高い耐薬品性、耐熱性、耐久性を有してシフトレバーブッシュへの適用に最適な樹脂製ブッシュを提供する。
【解決手段】シフトレバーブッシュ９は略円筒形状に形成されており、シフトレバー３と連動して揺動可能な小球状部６をシフトレバーブッシュ９の内周面９ｄに摺接させ、トランスミッションに連結されるアーム８に形成された装着孔１５に嵌入される。上方の開口部９ａが小球状部６を着脱する側の開口部であり、その内径縁部には面取り９ｂが形成されている。その上方の着脱側開口部９ａの内径Ｄｉは、小球状部６の直径Ｄｓより小さい寸法で形成されており、また両端の開口部９ａ，９ｂの間の内周面９ｄは小球状部６と同じ直径Ｄｓの球面状に形成されている。そしてシフトレバーブッシュ９は、ポリエーテルケトン樹脂、好ましくはポリエーテルエーテルケトン樹脂を材料として構成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のトランスミッションにおけるシフトレバー連結部に用いられる樹脂製ブッシュに関する。

一般に、自動車のトランスミッションのチェンジ操作を行うシフトレバーは、シフトレバー連結部を介してトランスミッション側のアームと連結している。そして、トランスミッション側からの振動がシフトレバー側に極力伝達しないようにするとともに、シフトレバーの操作力を効率よくトランスミッション側に伝達させるために、シフトレバー連結部にはシフトレバーブッシュが用いられている。

このシフトレバー連結部について具体的には、シフトレバーが支点を中心に揺動可能に設けられており、このシフトレバーは連結部を介して共に揺動する小球状部を備えている。アームの先端には丸孔の装着孔が形成されており、シフトレバーブッシュは内周面に小球状部を摺接させつつ装着孔内に嵌入されて装着される。このようにして、シフトレバーブッシュはシフトレバーとアームの間に設けられ、シフトレバーが揺動操作された場合に、その操作方向を変換しつつ操作力をアームに伝達できるようになっている。
実用新案登録第２６０３９９４号公報

シフトレバーブッシュが、その内周面に小球状部を摺接させていることにより、シフトレバーは作動方向が制限されず自由に揺動することができ、またシフトレバーブッシュの内周面も小球状部の表面に併せて球面状となっていることで、小球状部が容易に抜けるのを防ぐことができるようになっている。さらに、それぞれの摺接面の接触面積を増加させることもできることから、面圧を下げて安定した摺動特性が得られ、同時に耐久性の向上を図ることができる。

そして、このシフトレバーブッシュは、大きな荷重を受けるなど使用条件が過酷であることから、使用頻度（シフトチェンジ）の高いタクシー、スポーツカー等の車両においては、摩耗、へタリ、割れ等が発生しやすいといった問題がある。そのように損傷すると、シフトレバーの円滑な作動を妨げたり、ギアが入りにくくなり、発進・変速におけるシフトチェンジが困難となってしまうため、シフトレバーブッシュには高い耐久性が求められている。

そうしたシフトレバーブッシュに求められる必須性能としては、まず(ａ)動力伝達性能とシフトフィーリングが良好であることがあげられる。これは適度な摺動抵抗と滑らかさが要求されることになる。次に、(ｂ)操作時の音の吸収およびトランスミッションからの振動吸収が良好であることが要求される。また、(ｃ)近傍部品からの断熱効果が高いことである。そして、(ｄ)小球状部や装着孔との着脱性が良好なことである。しかし、従来は上記(ａ)〜(ｃ)の性能を満足できる材料は数多く見つけられていたが、(ｄ)の性能までも併せて満足する材料は少なかった。

ここで、この着脱性について説明すると、まず上述したように通常のシフトレバーブッシュは内周面が球面状に形成されていることから、その両端開口部の内径は小球状部の直径より小さい寸法となっている。また、高い耐久性が要求されることから半割形状にすることができず、そのため成形型からの離型時や小球状部の着脱時には、開口部が小球状部の直径まで押し広げられることになる。

つまり、上記(ｄ)の着脱性としては、シフトレバーブッシュの材料に“伸び”が要求されることになり、それをも含んだ上記(ａ)〜(ｄ)の性能を満足する材料として通常ではナイロン系の材料が用いられている。しかし、ナイロン系樹脂は耐薬品性、耐熱性及び繰り返し荷重に対する耐久性に乏しいため、トランスミッション周囲におけるオイル濃度の高い雰囲気や、ギアの咬合駆動による発熱や、繰り返し疲労に弱く、部品寿命がとても短いことが問題となっている。

さらに、チェンジレバー下部の連携ピンと変速機をセレクトまたはシフトするための操作レバーとを、樹脂ブッシュを介して嵌合連結し、操作レバーの嵌合部と樹脂ブッシュとの間には弾性部材を介設して、樹脂ブッシュを嵌合部に所定の弾性をもって保持した自動車用チェンジ装置が提案されている。
実開平７−１０６１２号公報

しかしながら、ここに提案された構造は、シフトレバーが劣化し、変形することにより、シフトレバー操作時に発生するガタを低減させることを目的とはしていても、複数の部品から成り立つ複雑な構造を有しており、決して工業的に有利な構造とはいえない。また、シフトレバー操作時に発生する抵抗は、シフトフィーリングにも大きく影響し、摺動部分には適当な摩擦係数を必要とするが、このような構造では可動部が複数あり、適当な摩擦を発生させ、それを維持することが非常に難しいものと考えられる。

本発明の目的は、シフトレバーブッシュが劣化し、変形することにより、シフトレバー操作時に発生するガタを低減することを目的とし、簡単な構造をとることができながら、かつ高い耐薬品性、耐熱性、耐久性を有してシフトレバーブッシュへの適用に最適な樹脂製ブッシュを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、支点を中心として揺動可能に設けられるシフトレバーと、このシフトレバーによって駆動されるアームの間に設けられる樹脂製ブッシュにおいて、樹脂製ブッシュがポリエーテルケトン樹脂製としているものである。この樹脂製ブッシュは、３０重量％以下の充填材を充填ポリエーテルケトン樹脂製であることが好ましい。

また、シフトレバーと連動して揺動可能な連結部の先端に設けられる小球状部を樹脂製ブッシュの内周面に摺接させ、トランスミッションに連結されるアームに形成された装着孔に嵌入されて装着されるようにしてもよい。さらに、樹脂製ブッシュの両端の開口部の内径が小球状部の直径より小さく、内周面が球面状に形成されていてもよい。

本発明によれば、シフトレバーブッシュに適用される樹脂製ブッシュの耐薬品性、耐熱性及び繰り返し荷重に対する耐久性を向上させることができるなど、機能面での向上が図られる。しかも、シフトレバーブッシュが劣化、変形することにより、シフトレバー操作時に発生するガタの低減が、ポリエーテルケトン樹脂製ブッシュを使用するという簡単な構造をとるだけで達成することができ、部品点数の削減や組付け工程数の削減も可能となり、大幅なコストダウンを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る樹脂製ブッシュを用いたシフトレバー連結部の構造を表す断面図である。

図１において、シフトレバー連結部１は、概略的には、大箱部２ａと小箱部２ｂとを有する本体箱部２と、シフトレバー３に結合されて小箱部２ｂの内部に収容された大球状部４と、連結部５を介して大球状部４に結合されており大箱部２ａの内部に配置されている小球状部６と、大箱部２ａに貫通させて設けられたスプール７と、スプール７の胴部にネジ固定されたアーム８と、小球状部６とアーム８の間に設けられたシフトレバーブッシュ９とを備えている。

大箱部２ａは図中における上方に蓋部１０を有しており、小箱部２ｂはこの蓋部１０の上面に設けられている。小箱部２ｂは円筒形状となっており、底面の中心には大箱部２ａの内部に通じる貫通孔１１が形成されている。貫通孔１１の周囲の底面には、樹脂製材料で構成された環状のボールシート１２が設置され、球面形状に形成されている大球状部４の側面がボールシート１２の内周に摺接可能に接している。大球状部４は上方からスプリング１３で付勢されており、スプリング１３はキャップ１４により固定されている。連結部５は貫通孔１１を貫通しており、その先端に小球状部６が設けられている。スプール７は大箱部２ａに対して、軸方向の摺動と軸周り方向の回転が可能となっており、図示しないトランスミッションに連結されている。アーム８の先端には丸孔の装着孔１５が形成されており、その内部に小径状部６が配置されている。そして、シフトレバーブッシュ９は略円筒形状に形成されたものであり、小球状部６をその内周面に摺接させるとともに、アーム８の装着孔１５に嵌入されて装着されている。

以上の構成において、シフトレバーブッシュ９が本発明に係る樹脂製ブッシュを構成している。図２は、このシフトレバーブッシュ９の拡大断面図であり、シフトレバーブッシュ９について詳細に説明する。この図の図中における上方の開口部９ａが小球状部６を着脱する側の開口部であり、その内径縁部には面取り９ｂが形成されている。その上方の着脱側開口部９ａの内径Ｄｉ及び下方の開口部９ｃの内径は、小球状部６の直径Ｄｓより小さい寸法で形成されており、また両端の開口部９ａ，９ｃの間の内周面９ｄは小球状部６と同じ直径Ｄｓの球面状に形成されている。

そして本実施形態におけるこのシフトレバーブッシュ９の最も特徴とする点は、ポリエーテルケトン樹脂を材料として構成されている点である。ここで、芳香族ポリエーテルケトンは、４，４′−ジフルオロベンゾフェノンとハイドロキノン・二カリウム塩との脱塩重縮合反応によって得られるものであり、繰り返し単位がオキシ−１，４−フェニレン−オキシ−１，４−フェニレン−カルボニル−オキシ−１，４−フェニレンからなるポリエーテルエーテルケトン樹脂（ビクトレックス・エムシー社製品ＰＥＥＫ）が好んで用いられるが、オキシ−１，４−フェニレン−カーボニル−オキシ−１，４−フェニレンからなるポリエーテルケトン樹脂（同社製品ＰＥＥＫ−ＨＴ）なども用いることができる。本発明においては、これらの市販品をそのまま用いることができる。また、炭素繊維などを充填材として、全体の３０重量％以下の割合で含有させることにより補強効果を得ることができる。

以上のように構成されたシフトレバー連結部１によれば、シフトレバー３は図１に示す大球状部４の球面部分の中心点を支点Ｐとして自由に揺動させることができ、またそれに連動して小球状部６も揺動されることになる。そしてその小球状部６の揺動により、シフトレバーブッシュ９を介してアーム８がスプール７を軸方向と軸周り方向に移動・回転させることができ、トランスミッションへ操作力を伝達することができる。

このとき、シフトレバーブッシュ９がその内周面に小球状部６を摺接させていることにより、シフトレバー３は作動方向が制限されず自由に揺動することができる。また、シフトレバーブッシュ９の内周面９ｄも小球状部６の表面に併せて球面状となっていることで、小球状部６が容易に抜けるのを防ぐことができる。そしてシフトレバーブッシュ９が樹脂を材料として構成されているために、トランスミッションから伝達される振動や熱を遮断してシフトレバー３に伝達するのを防ぐことができる。

その上、本実施形態におけるシフトレバーブッシュ９がポリエーテルケトン樹脂を材料として構成されていることから、従来用いられていたナイロン系樹脂の欠点である耐薬品性、耐熱性及び繰り返し疲労に対する耐久性が向上したものとなる。これにより、部材同士の摺動や回転によりオイルやグリスなどの潤滑剤が気化してオイル濃度の高い雰囲気にあるトランスミッションの周囲においても、本実施形態におけるシフトレバーブッシュ９は腐食しにくく、長期間にわたって正常に作動し続けることができる。

また、トランスミッションの作動中においては、ギアの咬合や軸の回転摺動により高熱が発生しやすくなっているが、本実施形態におけるシフトレバーブッシュ９によれば、アーム８から伝達されるそのような高熱に対しても溶解・変形することなくシフトレバー３への熱の伝達を遮断して正常に作動し続けることができる。また、これら過酷な使用条件の中でアーム８から振動や大きな荷重を繰り返し受けても、本実施形態におけるシフトレバーブッシュ９によれば、摩耗、ヘタリ、割れ等を発生させることなくシフトレバー３への振動の伝達を遮断し、またシフトレバー３からの操作力を正常にトランスミッションに伝達させることができる。

以下において、そのようなポリエーテルエーテルケトン樹脂製ブッシュの効果について具体的に検討した結果を説明する。まず、各種材料（充填材無充填）で構成されるシフトレバーブッシュを、１４０℃に加熱維持させたギアオイルに２００時間浸漬させることで強制的に劣化させた。そうしたシフトレバーブッシュを、それぞれ図３に示すような実験装置１６に装着して、赤外線ランプで加熱しながら内部の小球状部６に２４０ｋｇｆの負荷Ｆを繰り返し加え、シフトレバーブッシュが破損するまでに負荷を加えた回数を計測した。その結果を表１に示す。

表１

この表１を見ても明らかなように、ポリエーテルエーテルケトン樹脂製のものが最も耐久性に優れていることがわかる。

さらに、図２に示したように、シフトレバーブッシュ９は小球状部６を着脱側開口部９ａの内径Ｄｉが小球状部６の直径Ｄｓより小さく形成されているため、樹脂の成形後における成形型（小球状部６と同じ形状）の離型時や小球状部６の着脱時には着脱側開口部９ａの内径Ｄｉを小球状部６の直径Ｄｓより大きく押しひろげなければならない。しかし、本実施形態におけるシフトレバーブッシュ９が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を材料としてそれによる特有の伸び特性を有する構成となっていることから、開口部を押し広げて容易に小球状部６（成形型）を着脱させることができる。

そして、この伸び特性は充填材の充填量により影響を受けるが、本発明者の種々の検討によりシフトレバーブッシュ９に適用する場合には、全体量の３０重量％以下の充填量が良好であることがわかった。また、充填材の種類についても、炭素繊維に限らずにガラス繊維、ガラスビーズ等の他の種類のものも利用できることは勿論であり、その種類の選択は要求条件に従って行われる。例えば、シフトフィーリング向上のため、摩擦係数を低減させたい場合には炭素繊維を、逆に摩擦係数を増加させたい場合にはガラス繊維を、また製品コストの面からはガラスビーズ等がそれぞれ用いられる。

本発明の実施形態に係る樹脂製ブッシュを用いたシフトレバー連結部の構造を表す断面図である。 シフトレバーブッシュの拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る樹脂製ブッシュの耐久性を計測するための実験装置を示す図である。

符号の説明

１ シフトレバー連結部
３ シフトレバー
５ 連結部
６ 小球状部
８ アーム
９ シフトレバーブッシュ（樹脂製ブッシュ）
９ａ 着脱側開口部
９ｃ 開口部
９ｄ 内周面
１５ 装着孔

Claims (5)

1. 支点を中心として揺動可能に設けられるシフトレバーと、このシフトレバーによって駆動されるアームの間に設けられる樹脂製ブッシュにおいて、樹脂製ブッシュがポリエーテルケトン樹脂製であることを特徴とする樹脂製ブッシュ。
2. 樹脂製ブッシュが３０重量％以下の充填材を充填させたポリエーテルケトン樹脂製である請求項１記載の樹脂製ブッシュ。
3. ポリエーテルケトン樹脂がポリエーテルエーテルケトン樹脂である請求項１または２記載の樹脂製ブッシュ。
4. 請求項１、２または３記載の樹脂製ブッシュにおいて、シフトレバーと連動して揺動可能な連結部の先端に設けられる小球状部を樹脂製ブッシュの内周面に摺接させ、トランスミッションに連結されるアームに形成された装着孔に嵌入されて装着される樹脂製ブッシュ。
5. 請求項４記載の樹脂製ブッシュにおいて、樹脂製ブッシュの両端の開口部の内径が小球状部の直径より小さく、内周面が球面状に形成されている樹脂製ブッシュ。
   

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