JP2008121729A - シフトフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブの外周溝に挿入されるシフトフォークのフォーク部の先端に設けられた摺動部材が過度の負荷により破損することを防止する。
【解決手段】シフトフォーク１５のフォーク部１５ａの先端部１５ｂの側面には、スリーブ内側面２１ｂと摺動自在に当接する合成樹脂よりなる摺動部材１６と、摺動部材１６より基端部側の位置にシフトフォーク１５と一体成形された鋳鉄製の突起部１７とが設けられている。シフトレバー１３の変速時の操作を誤って過度の力を加えられて、シフトフォーク１５が、フォーク部１５ａの基端部側を外周溝２１ａの内側面２１ｂ側に押しつけられるように撓んで、摺動部材１６の本体１６ａが外周溝２１ａの内側面２１ｂと片当たりして局部的に荷重を受けても、突起部１７が外周溝２１ａの内側面２１ｂと当接して摺動部材１６が受ける荷重を分担して受けるので、摺動部材１６が破損するのを防ぐことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車などに使用する選択歯車式変速機の被作動部材をシフトして変速ギヤの切り換えを行うシフトフォークに関する。

この種のシフトフォークとしては、例えば特許文献１に示すものがある。この特許文献１では、自動車のマニュアルトランスミッションのシフトフォークは、回転しているクラッチ・ハブ・スリーブの外周溝に挿入可能な円弧状のフォークを有するものであり、運転者がシフトレバーを操作することにより、セレクターロッドを介してクラッチ・ハブ・スリーブを軸線方向に移動させて、シンクロ機構を動作させながらギヤチェンジを行わせるものである。またこの特許文献１の技術では、クラッチ・ハブ・スリーブの外周溝に高速・高面圧で摺接するシフトフォークの先端部に、摺動性に優れた合成樹脂からなる摺動材をキャップ状のシフトフォーク爪として装着して、変速動作時におけるシフトレバーの操作性をよくするとともに摺動条件下における耐摩耗性に優れて耐久性を向上させる技術が記載されている。
特開平６−２２９４７４号公報（段落〔０００２〕〜〔０００４〕、図１、図２）。

この種の選択歯車式変速機では、運転者がシフトレバーを誤って操作した場合や、何等かの理由で同期装置が作動しなかった場合には、セレクターロッドからシフトフォークに加わる負荷が過度に増大して、シフトフォーク及びセレクターロッドが撓み、これによりシフトフォークがクラッチ・ハブ・スリーブの外周溝に対し傾く。このように、シフトフォークが、クラッチ・ハブ・スリーブの外周溝に対し傾くと、シフトフォーク爪の基端側が外周溝の内側面と片当たりし、その部分の荷重が局部的に増大して偏摩耗を生じたり欠けたりするなどの破損を生じるという問題があった。本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

このために、本発明によるシフトフォークは、選択歯車式変速機の変速軸に設けられた被作動部材を軸線方向に移動して変速ギヤの切り替えを行うシフトフォークであって、一側が凹円弧状に形成されて被作動部材に形成された外周溝内に挿入されるフォーク部と、このフォーク部の他側に設けられシフトレバーにより変速軸と平行方向に往復駆動される基端部と、フォーク部の先端部の変速軸と直交する側面に設けられて外周溝の内側面と摺動自在に当接する摺動部材よりなるシフトフォークにおいて、フォーク部には摺動部材よりも基端部側となる側面に摺動部材よりも低い高さの突起部が設けられたことを特徴とするものである。

請求項１に記載のシフトフォークは、摺動部材と突起部とがそれぞれ一対としてフォーク部の両側面に設けられているのが好ましい。

請求項１または請求項２に記載のシフトフォークの突起部は摺動部材よりも高強度の素材よりなることが好ましい。

請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のシフトフォークにおいて、摺動部材は合成樹脂材よりなり、突起部は金属材よりなることが好ましい。

前述のように構成した請求項１のシフトフォークによれば、シフトレバーの操作を誤るなどにより、シフトフォークに加わる負荷が過度に増大して、シフトフォークが被作動部材の外周溝に対し傾くと、摺動部材の基端部側が外周面の側面と片当たりしてその部分の荷重が局部的に増大するが、或る程度傾いたところで、摺動部材より基端部側に設けた突起部が被作動部材の外周溝の内側面に当接し、シフトフォークに生じるそれ以上の傾きによる力は突起部により受け止められる。従って、片当たりによる摺動部材に加わる力は増大しなくなって、摺動部材が破損するのを防ぐことができる。

前述のように構成した請求項２の発明によれば、シフトフォークが被作動部材の外周溝に対し何れの向きに傾いた場合でも、突起部が被作動部材の外周溝の内側面に当接することで、摺動部材にかかる局部的荷重を減らして摺動部材が破損するのを防ぐことができる。

前述のように構成した請求項３の発明によれば、突起部は摺動部材よりも高強度の素材であるので加わる荷重が増大しても破損しにくくなる。

前述のように構成した請求項４の発明によれば、摺動部材は合成樹脂材であるので加工が容易になるとともに被作動部材に対する摩擦が減少し、また突起部は樹脂部材より強度が高い金属材であるので荷重が増大した場合の破損を防止することができる。

以下に、図１〜図３により、本発明によるシフトフォークの実施形態の説明をする。この実施形態のシフトフォーク１５は、一側が大きい凹円弧状に形成されたフォーク部１５ａと、その他側に形成された筒状のボス部（基端部）１５ｄとを鋳鉄などにより一体成形したものであり、フォーク部１５ａの円弧状部とボス部１５ｄの各中心軸線は互いに平行である。またフォーク部１５ａには、各先端部１５ｂの中心軸線と直交する両側面に１対の摺動部材１６と、摺動部材１６よりも基端部側の両側面に一対の突起部１７とが設けられている。

図１に示すように、選択歯車式変速機は、変速ギヤ２２，２３が回転自在に設けられる変速軸２０と、これと平行にハウジングの支持部１１ａ，１１ｂにより支持されたフォークシャフト１０と、ハウジングの一部１１ｃに球面支持部１４により揺動自在に支持されて一端に握り部１３ａが設けられたシフトレバー１３と、シフトレバー１３の他端とフォークシャフト１０の一端を連結する連結ロッド１２を有している。変速軸２０には２つの変速ギヤ２２，２３の間にハブ２０ａが一体的に設けられ、このハブ２０ａの外周の外歯スプラインには、外周に外周溝２１ａが形成されたスリーブ（被作動部材）２１が軸線方向摺動自在にスプライン係合され、各変速ギヤ２２，２３にはスリーブ２１の内歯スプラインと係合可能な外歯スプラインが形成されている。

図１に示すように、シフトフォーク１５は、その基端部であるボス部１５ｄがフォークシャフト１０に嵌合固定され、摺動部材１６と突起部１７を設けたフォーク部１５ａの各先端部１５ｂは、スリーブ２１の外周溝２１ａ内に多少の隙間を設けて係合されている。運転者がシフトレバー１３の握り部１３ａを操作することによりフォークシャフト１０とともにシフトフォーク１５が軸線方向に移動されれば、スリーブ２１もこれとともに軸線方向に移動して、変速ギヤ２２または変速ギヤ２３とスプライン係合・離脱され、これにより変速ギヤ２２または変速ギヤ２３は変速軸２０に選択的に連結されて変速ギヤ列の切り換えが行われる。

各摺動部材１６は、主として図２及び図３に示すように、略長方形の平板状でスリーブ２１の外周溝２１ａの内側面２１ｂと直接当接する本体１６ａと、それより直角に突出する２本の脚部１６ｂよりなるもので、各脚部１６ｂは細い円柱形状である。１対の摺動部材１６は、各脚部１６ｂをフォーク部１５ａの各先端部１５ｂの貫通穴１５ｃに両側から挿入し、各脚部１６ｂの先端を加熱融着して互いに一体化することにより、フォーク部１５ａの各先端部１５ｂに取り付けられる。この実施形態の摺動部材１６は、潤滑性に優れ適度な柔軟性を有する合成樹脂（例えばＰＥＥＫ樹脂）よりなる型成形品である。

図２及び図３に示すように、各突起部１７は略長方形状で、フォーク部１５ａの先端部１５ｂで摺動部材１６より基端部側となって摺動部材１６の本体１６ａが取り付けられている両側面にシフトフォーク１５と一体的に成形されている。突起部１７は、フォーク部１５ａの側面からの高さが摺動部材１６よりも多少低くなるように形成されている。なお、突起部１７は、シフトフォーク１５と一体成形しているものに限られず、シフトフォーク１５に取付孔を穿設して丸頭ピンのような頭付きピンを打ち込んだものでもよく、このときには、頭付きピンの頭部の高さが摺動部材１６よりも多少低くなるように打ち込んで取り付ける。

シフトフォーク１５の先端部１５ｂをスリーブ２１の外周溝２１ａ内に係合させた組み付け状態で、シフトレバー１３からの操作力が加わってない場合は、シフトフォーク１５のフォーク部１５ａは、図３の（ａ）に示すように、幅方向においてスリーブ２１の外周溝２１ａ内のほぼ中央位置に配置されており、このとき、摺動部材１６の本体１６ａの外側面は外周溝２１ａの両内側面２１ｂと当接せずに多少の隙間をおいた状態となっている。

シフトレバー１３を操作してシフトフォーク１５によりスリーブ２１を移動させて変速ギヤ２３とスプライン係合させようとすると、シフトフォーク１５のフォーク部１５ａは、図３の（ｂ）に示すように、スリーブ２１の外周溝２１ａの内側面２１ｂに摺動部材１６を介して摺接され、スリーブ２１が軸線方向に移動して変速ギヤ２２とスプライン係合され、これにより変速ギヤ２２は変速軸に選択的に連結されて変速ギヤ列の切り替えが行われる。このとき、摺動部材１６は、本体１６ａの脚部１６ｂと反対側の上面全体で外周溝２１ａの内側面２１ｂと摺接されており、突起部１７は、外周溝２１ａの内側面２１ｂと隙間をおいた位置となっている。このように、突起部１７はフォーク部１５ａの側面からの高さが摺動部材１６の本体１６ａよりも多少低くなるように形成されているので、シフトフォーク１５のフォーク部１５ａを摺動部材１６を介してスリーブ２１の外周溝２１ａの内側面２１ｂと摺接させるときには、スリーブ２１に対しフォーク部１５ａの傾きが所定限度以内であれば突起部１７が内側面２１ｂと接しないようになっている。

シフトレバー１３の操作力は連結ロッド１２とフォークシャフト１０を介してシフトフォーク１５に伝わる。これによりフォークシャフト１０とシフトフォーク１５が撓んで、フォーク部１５ａの先端部１５ｂは外周溝２１ａに対して多少傾く。シフトレバー１３の変速操作を誤ったり、何等かの理由で同期装置が作動しなかった場合等には、連結ロッド１２とフォークシャフト１０を介してシフトフォーク１５に対して過度に負荷が加わってフォークシャフト１０とシフトフォーク１５が大きく撓む。この撓みが大きくなると、フォーク部１５ａの先端部１５ｂの傾きが増大するが、図３（ｃ）に示すように、或る程度傾いたところで、突起部１７が外周溝２１ａの内側面２１ｂと当たれば摺動部材１６の基端部側に加わる力がそれ以上増大することはない。これにより、摺動部材１６の本体部１６ａは片当たりすることによって偏摩耗したり欠けたりして破損するのを防ぐことができる。

上述した実施形態では、両側の摺動部材１６はフォーク部１５ａの先端部１５ｂの貫通穴１５ｃに脚部１６ｂを両側から挿入して、各脚部１６ｂの先端を加熱融着して互いに一体化して取り付けられているが、本発明はこれに限られるものでなく、脚部を設けることなく両側の摺動部材１６の本体１６ａを先端部１５ｂに接着などにより直接固着したものでもよい。また、両側の摺動部材１６の本体１６ａをフォーク部１５ａの内側面側で連結してコ字状とし、これを先端部１５ｂの両側面及びこれと直交する内側面に固着したものでもよい。また、前述した従来技術のように摺動部材をキャップ形状または筒形状とし、これを先端部１５ｂの形状を切り欠いて抜け止めして挿入したものでもよい。

上述した実施形態では、摺動部材１６はフォーク部１５ａの先端部１５ｂに直接取り付けられているが、本発明はこれに限られるものでなく、摺動部材１６を弾性ゴム等の柔軟弾性部材よりなる緩衝体を介して先端部１５ｂに取り付けてもよく、このようにすれば、摺動部材１６は動力伝達を行っている状態でスリーブ２１に加わる細かい振動は緩衝体により減衰され吸収されてシフトフォーク１５には伝達されないようになる。

本発明によるシフトフォークの一実施形態及びこれを適用した選択歯車式変速機の一例の要部を示す側面図である。 図１のシフトフォークの正面形状を示す２−２断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はシフトフォークを移動させた状態の部分拡大側面図である。

符号の説明

１３…シフトレバー、１５シフトフォーク、１５ａ…フォーク部、１５ｂ…先端部、１５ｄ…基端部（ボス部）、１６…摺動部材、１７…突起部、２０…変速軸、２１…被作動部材（スリーブ）、２１ａ…外周溝、２１ｂ…内側面、２２，２３…変速ギヤ。

Claims (4)

1. 選択歯車式変速機の変速軸に設けられた被作動部材を軸線方向に移動して変速ギヤの切り替えを行うシフトフォークであって、一側が凹円弧状に形成されて前記被作動部材に形成された外周溝内に挿入されるフォーク部と、このフォーク部の他側に設けられシフトレバーにより前記変速軸と平行方向に往復駆動される基端部と、前記フォーク部の先端部の前記変速軸と直交する側面に設けられて前記外周溝の内側面と摺動自在に当接する摺動部材よりなるシフトフォークにおいて、
   前記フォーク部には前記摺動部材よりも基端部側となる前記側面に前記摺動部材よりも低い高さの突起部が設けられたことを特徴とするシフトフォーク。
2. 請求項１に記載のシフトフォークにおいて、前記摺動部材と前記突起部とはそれぞれ一対として前記フォーク部の両側面に設けられたことを特徴とするシフトフォーク。
3. 請求項１または請求項２に記載のシフトフォークにおいて、前記突起部は前記摺動部材よりも高強度の素材よりなることを特徴とするシフトフォーク。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のシフトフォークにおいて、前記摺動部材は合成樹脂材よりなり、前記突起部は金属材よりなることを特徴とするシフトフォーク。

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