JP2008175234A - 切換シャフトのインターロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに平行に案内支持された３本の切換シャフトに使用するインターロック装置の構造を簡略化する。
【解決手段】軸線方向から見て略正三角形の頂点となる位置に配置されてシフトブラケット１１に支持された３本のフォークシャフト１２〜１４の外周には、各フォークシャフト１２〜１４が中立位置とあるときに軸線方向で同位置にそれぞれ係合溝１２ａ〜１４ａが形成されている。これらのフォークシャフト１２〜１４が中立位置にあるときに係合溝１２ａ〜１４ａに囲まれた位置で軸線方向の移動を制限されて各フォークシャフト１２〜１４の軸線方向と直交する方向に移動可能にガイド３１を介してシフトブラケット１１に支持されたインターロックディスク３０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の変速機などに使用される切換シャフトのインターロック装置に関する。

変速機において異なる変速段の歯車が同時に噛み合うことを阻止するインターロック装置としては、例えば特許文献１に示すように、トランスミッションケースのシフトブラケットに歯車の切換を行う複数のフォークシャフトを互いに平行に軸線方向移動可能に支持し、各フォークシャフトの間となるシフトブラケットに形成した孔に摺動可能に支持したインターロックピンの先端部を各フォークシャフトの外周に形成した係合溝に選択的に係合して、何れか１つのフォークシャフトが中立位置から軸線方向に移動されれば残るフォークシャフトの中立位置からの移動を阻止するようにしたものがある。この特許文献１の技術では、両側にインターロックピンと係合する係合溝を形成したフォークシャフトには両側の係合溝の底部を結ぶ孔を形成し、この孔にインターロックローラを摺動自在に挿入して、両側の係合溝にインターロックピンが同時に係合することを阻止している。
特開２００２−１４７６０３号公報

しかしながら、上述した特許文献１のインターロック装置は、インターロックピン及びインターロックローラの部品数が多く、このインターロック装置を組み立てるときには、予めフォークシャフトの係合溝を結ぶ孔にインターロックローラを挿入したフォークシャフトとインターロックピンとを交互に組み立てる必要があり、インターロック装置の組み立てに手間がかかって製造コストが増大するという問題があった。また、上述のインターロック装置は、複数のフォークシャフトが直線で結ばれる位置でほぼ平行に軸線方向に移動可能に支持されているものにしか適用できなく、例えばシフトフォークが軸線方向から見て略正三角形の頂点となる位置に配置されているものには適用できない問題があった。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、本発明による切換シャフトのインターロック装置は、互いに平行に軸線方向移動可能に支持部材に案内支持された複数の切換シャフトの何れか１つが中立位置から軸線方向に移動されたときに残る切換シャフトを中立位置から軸線方向に移動するのを阻止するようにした切換シャフトのインターロック装置において、切換シャフトは３本として軸線方向から見て略正三角形の頂点となる位置に配置し、３本の切換シャフトの外周には各切換シャフトが中立位置にあるときに軸線方向で同位置に軸線方向と直交する係合溝が形成され、３本の切換シャフトが中立位置にあるときに各係合溝に係合可能に囲まれた位置に軸線方向の移動が制限されて軸線方向と直交する方向に移動可能に支持部材に支持されたディスク形状のインターロック部材を備えて、切換シャフトの何れか１つが中立位置から軸線方向に移動されることによりインターロック部材が軸線方向と直交する方向に移動して残る２本の前記切換シャフトの係合溝に係合されるようにしたことを特徴とするものである。

請求項１に切換シャフトのインターロック装置においては、インターロック部材が円形のディスクであるのが好ましい。

請求項１または請求項２に記載の切換シャフトのインターロック装置においては、インターロック部材がガイド部材を介して支持部材に支持されるのが好ましい。

前述のように構成した請求項１の発明によれば、略正三角形の頂点となる位置に配置された３本の切換シャフトの外周には軸線方向で同位置に軸線方向と直交する係合溝が形成され、３本の切換シャフトが中立位置にあるときに各係合溝に係合可能な位置にインターロック部材を備えているので、切換シャフトの何れか一つを中立位置から軸線方向に移動させたときに、その切換シャフトの係合溝から押し出されたインターロック部材が軸線方向と直交する方向に移動して残る２本の切換シャフトの係合溝に係合することにより、残る２本の切換シャフトは軸線方向の移動が阻止されてインターロックが行われる。また、本発明の切換シャフトのインターロック装置においては、略正三角形の頂点となる位置で支持部材に支持された３本の切換シャフトに係合溝を形成し、これら係合溝に囲まれた位置にただ１個のディスク形状のインターロック部材を備えることにより構成されているので、少ない部品で切換シャフトのインターロックを的確に行うことができて製造コストを抑えることができる。

前述のように構成した請求項２の発明によれば、インターロック部材は円形のディスクでその中心から外周縁の何れの部分に対しての距離が同一となっているので、略正三角形の頂点となる位置で支持された３本の切換シャフトの何れか１本が移動されたときに、インターロック部材は外周縁のどの部分でも残る２本の切換シャフトの係合溝に係合させることができる。従って、インターロック部材の回り止めを設けなくてもインターロックを確実に行うことができる。

前述のように構成した請求項３の発明によれば、インターロック部材はガイド部材を介して支持部材に支持されているので、インターロック部材がガイド部材により容易に支持部材に支持させることができて組み立て作業をさらに容易とすることができる。

先ず、図１〜図３に示す第１実施形態により、本発明による切換シャフトのインターロック装置を実施するための最良の形態を説明する。この第１実施形態は、本発明による切換シャフトのインターロック装置を歯車変速機に適用したものである。この歯車変速機には、互いに平行に軸線方向移動可能に配置されて各一端にそれぞれシフトピース１５〜１７が設けられた３本のフォークシャフト（切換シャフト）１２〜１４が、トランスミッションケース１０とこれに固定されたシフトブラケット１１よりなる支持部材により軸線方向摺動自在に案内支持されている。また、各フォークシャフト１２〜１４に囲まれた位置でシフトブラケット１１の側面となる位置には、インターロックディスク（インターロック部材）３０がガイド（ガイド部材）３１を介して支持されている。

図１及び図３に示すように、各フォークシャフト１２〜１４は、軸線方向から見て略正三角形の頂点となる位置に配置されて、一端がトランスミッションケース１０に形成されて外端をプラグ１０ｅにより閉じた支持孔１０ａ〜１０ｃに軸線方向摺動自在に案内支持され、またシフトピース１５〜１７を設けた他端より手前の部分はシフトブラケット１１に形成した支持孔１１ａ〜１１ｃを貫通して軸線方向摺動自在に案内支持されている。

各フォークシャフト１２〜１４は、それぞれに対応してシフトブラケット１１に形成した保持孔１１ｄ内に設けたデテント装置２０により、中立位置とその両側の各シフト位置に弾性的に係止されるようになっている。このデテント装置２０は、保持孔１１ｄに対応して各フォークシャフト１２〜１４の外周縁に軸線方向に多少の距離をおいて形成した３つの係合凹部２０ａと、保持孔１１ｄ内に設けたボール２０ｂと、保持孔１１ｄの後端にねじ込んだねじプラグ２０ｄとボール２０ｂの間に介装されてボール２０ｂを各係合凹部２０ａに押圧するスプリング２０ｃよりなるものである。図１においては、デテント装置２０は第１フォークシャフト１２に対応するもののみを示し、その他のものは図示を省略した。なお、各フォークシャフト１２〜１４は、上記のデテント装置２０により、中立位置とその片側だけに弾性的に係止されるようになっていてもよい。

図１に示すように、各フォークシャフト１２〜１４が中立位置にある状態では、各フォークシャフト１２〜１４に設けた各シフトピース１５〜１７の先端部に形成したコ字形の切欠き１５ａ〜１７ａは一列に整列され、各切欠き１５ａ〜１７ａ内には手動変速レバー（図示省略）により作動されるシフトアンドセレクトシャフトに設けた作動アームの先端部２５が選択的に係合されるようになっている。また、各フォークシャフト１２〜１４には、それぞれ変速歯車を移動させるシフトフォーク２１〜２３が取り付けられており、フォークシャフト１２〜１４はこのシフトフォーク２１〜２３により回り止めされている。

次ぎに、図１〜図３により、本発明の要部である切換シャフトのインターロック装置の説明をする。前述したように、各フォークシャフト１２〜１４は、図１及び図３に示すように、軸線方向から見て略正三角形の頂点となる位置に配置されてトランスミッションケース１０及びシフトブラケット１１に支持されている。各フォークシャフト１２〜１４の外周の一部には、各フォークシャフト１２〜１４が中立位置にあるときに軸線方向で同位置で横断面形状が半円形の係合溝１２ａ〜１４ａが形成されている。係合溝１２ａ〜１４ａは、軸線方向と直交する長手方向の形状は略半月形であるが環状溝であってもよい。各係合溝１２ａ〜１４ａは、各フォークシャフト１２〜１４を頂点とする正三角形の中心に向かう位置に形成されている。各フォークシャフト１２〜１４が中立位置にあるときに係合溝１２ａ〜１４ａに囲まれた位置には、インターロックディスク３０がシフトブラケット１１に支持されている。

インターロックディスク３０は、図１〜図３に示すように、肉厚な円形のディスクであって、ガイド３１を介して軸線方向に移動を制限されて軸線方向と直交する方向に移動可能にシフトブラケット１１に支持されている。インターロックディスク３０の外周縁の断面形状は、図１及び図２に示すように、半円形となっていて各係合溝１２ａ〜１４ａと係合可能となっている。インターロックディスク３０は、フォークシャフト１２〜１４の係合溝１２ａ〜１４ａの何れか２つの係合溝と係合されたときに、残る一本のフォークシャフトの外周面と近接する程度の直径となっている。

ガイド３１は、インターロックディスク３０を軸線方向に移動を制限して軸線方向と直交する方向に移動可能にシフトブラケット１１に取付支持するものである。ガイド３１は、先端が二股に分岐した略Ｙ字形の板金部材の支持板３１ａと、支持板３１ａと同様に先端が二股に分岐した略Ｙ字形状をして各端部が支持板３１ａ側に略Ｚ字形に折り曲げられて支持板３１ａに溶接固定された保持板３１ｂとからなり、支持板３１ａの基端側でシフトブラケット１１にボルト３１ｃで取付固定されている。ガイド３１は、支持板３１ａと保持板３１ｂとによりインターロックディスク３０を軸線方向に移動を制限して軸線方向と直交する方向に移動可能に挟持して、インターロックディスク３０をシフトブラケット１１に支持している。

図１に示すような各フォークシャフト１２〜１４が中立位置にあるときには、インターロックディスク３０は各係合溝１２ａ〜１４ａと係合可能となっており、第１〜第３フォークシャフト１２〜１４の何れか１本を軸線方向に移動させると、インターロックディスク３０が移動したフォークシャフトの係合溝から押し出されて、残る２本のフォークシャフトの係合溝と係合されて、残る２本のフォークシャフトは、インターロックディスク３０によって軸線方向への移動を阻止されてインターロックされることになる。

これを、第２フォークシャフトを移動させた場合について具体的に説明する。図２に示すように、第２フォークシャフト１３を軸線方向に移動させると、インターロックディスク３０は軸線方向に移動した第２フォークシャフト１３の係合溝１３ａから押し出されて残る２本のフォークシャフト１２，１４の係合溝１２ａ，１４ａと係合すると同時に第２フォークシャフト１３の外周面に接近して（図３の２点鎖線３０Ａ参照）戻らなくなるので、残る２本フォークシャフト１２，１４は軸線方向への移動が阻止されてインターロックされることになる。なお、第３フォークシャフト１４を移動させた場合には、インターロックディスク３０は、図３の２点鎖線３０Ｂに示す位置となって第１及び第２フォークシャフト１２，１３の係合溝１２ａ，１３ａと係合するので、２本のフォークシャフト１２，１３がインターロックされる。同様に、第１フォークシャフト１２を移動させた場合は、第２及び第３フォークシャフト１３，１４がインターロックされる。

次に、第１実施形態における切換シャフトのインターロック装置の組み立てについて説明する。この切換シャフトのインターロック装置の組み立てにおいては、２本のフォークシャフト１２，１３をシフトブラケット１１に形成した支持孔１１ａ、１１ｂ及びトランスミッションケース１０に形成した支持孔１０ａ，１０ｂに挿入支持させ、シフトフォーク２１，２２を取付固定して回り止めする。このとき、フォークシャフト１２，１３は、デテント装置２０のボール２０ｂを中央の係合凹部２０ａに係合させて中立位置としておく。シフトフォーク２１，２２により回り止めされた各フォークシャフト１２，１３の各係合溝１２ａ，１３ａは、各フォークシャフト１２〜１４の中心に向かう方向に位置決めされる。この状態では、ブラケット１１に取り付けたガイド３１に保持されたインターロックディスク３０は、各フォークシャフト１２，１３の係合溝１２ａ，１３ａと軸線方向において整列されている。この状態でインターロックディスク３０の外周縁をフォークシャフト１２，１３の係合溝１２ａ，１３ａと係合させてから、フォークシャフト１４を支持孔１１ｃ及びトランスミッションケース１０に形成した支持孔１０ｃに挿入支持させてシフトフォーク２３を取付固定して回り止めすれば、係合溝１４ａは、係合溝１２ａ，１３ａと同様に、各フォークシャフト１２〜１４の中心に向かう方向に位置決めされる。必要ならば、フォークシャフト１４は、フォークシャフト１２，１３と同様に、デテント装置２０のボール２０ｂを中央の係合凹部２０ａに係合させて中立位置とする。なお、上記の組み立ての説明においては、先にフォークシャフト１２，１３をシフトブラケット１１等に挿入支持させているが、フォークシャフト１２，１４またはフォークシャフト１３，１４をシフトブラケット１１等に挿入支持させてもよい。

次に、上述した歯車変速機の第１実施形態の作動の説明をする。図１に示す中立状態で手動変速レバー（図示省略）を操作し、シフトアンドセレクトシャフトに設けた作動アームの先端部２５を第２シフトピース１６の切欠き１６ａに係合させて、図１において右向きに移動させれば、図２に示すように、第２シフトフォーク２２が設けられた第２フォークシャフト１３は、図示右向きに移動され、これにより変速歯車が移動されて一つの変速段（例えば第１速）が形成される。図３に示すように、この第２フォークシャフト１３の移動により、インターロックディスク３０の外周縁は、第２フォークシャフト１３の係合溝１３ａから押し出されて第１及び第３フォークシャフト１２，１４の係合溝１２ａ及び１４ａの奥部に係合される（図３の２点鎖線に示す３０Ａ参照）。この状態では、インターロックディスク３０は、第１及び第３フォークシャフト１２，１４の係合溝１２ａ，１４ａから押し出されてもその外周縁が第２フォークシャフト１３の外周面と当接することになってインターロックディスク３０が係合溝１３ａに戻ることがなく、従って、インターロックディスク３０は、第１及び第３フォークシャフト１２，１４の各係合溝１２ａ，１４ａとの係合は外れなくなる。これにより、第１及び第３フォークシャフト１２，１４はインターロックディスク３０による各係合溝１２ａ，１４ａとの係合により、軸線方向への移動が阻止されてインターロックされる。

以上は、第２フォークシャフト１３が右向きに移動された場合について説明したが、第２フォークシャフト１３が左向きに移動された場合も同様であり、また、第１及び第３フォークシャフト１２，１４が右向きまたは左向きに移動された場合も同様である。これにより変速機において異なる変速段の歯車が同時に噛み合うことを阻止するインターロックがなされる。

前述のように構成した切換シャフトのインターロック装置によれば、略正三角形の頂点となる位置に配置された３本のフォークシャフト１２〜１４の外周には軸線方向で同位置に軸線方向と直交する係合溝１２ａ〜１４ａが形成され、３本のフォークシャフト１２〜１４が中立位置にあるときに各係合溝１２ａ〜１４ａに係合可能な位置にインターロックディスク３０を備えているので、フォークシャフト１２〜１４の何れか一本を中立位置から軸線方向に移動させたときに、そのフォークシャフトの係合溝から押し出されたインターロックディスク３０が軸線方向と直交する方向に移動して残る２本のフォークシャフトの係合溝に係合することにより、残る２本のフォークシャフトは軸線方向の移動を阻止されてインターロックが行われる。また、本実施形態の切換シャフトのインターロック装置は、各フォークシャフト１２〜１４にそれぞれ１個の係合溝１２ａ〜１４ａを形成し、これら係合溝１２ａ〜１４ａに囲まれた位置にただ１個のインターロックディスク３０を設けることにより構成されているので、少ない加工及び少ない部品によりフォークシャフト１２〜１４のインターロックを行うことができて製造コストを抑えることができる。

さらに、本実施形態の切換シャフトのインターロック装置は、例えば、２本のフォークシャフト１２，１３をシフトブラケット１１に形成した支持孔１１ａ，１１ｂ及びトランスミッションケース１０に形成した支持孔１０ａ，１０ｂに中立位置となるように挿入支持させて、インターロックディスク３０を保持したガイド３１をシフトブラケット１１に取付け、残る１本のフォークシャフト１４の係合溝１４ａをシフトブラケット１１に形成した支持孔１１ｃ及びトランスミッションケース１０に形成した支持孔１０ｃに中立位置となるように挿入支持させることで組み立てることができるので、その組み立て作業は容易となる。さらに、インターロックディスク３０はガイド３１を介してシフトブラケット１１に支持されているので、インターロックディスク３０をガイド３１により容易にシフトブラケット１１に支持させることができて組み立て作業をさらに容易とすることができる。

また、インターロックディスク３０は円形のディスクでその中心から外周縁の何れの部分に対しての距離が同一となっているので、略正三角形の頂点となる位置で支持された３本のフォークシャフト１２〜１４の何れか１本が移動されたときに、インターロックディスク３０は外周縁のどの部分でも残る２本のフォークシャフトの各係合溝と係合させることができてインターロックを確実に行うことができる。従って、インターロックディスク３０は、回り止めが不要であるのでその分だけ構造が簡略化される。

次ぎに、図４及び図５に示す第２実施形態の説明をする。この第２実施形態は、ガイド３１を廃してインターロックディスク３０をシフトブラケット１１に形成したガイド溝１１ｅによりシフトブラケット１１に支持させたものである。その他の部分は第１実施形態と同じであるので、主としてその相違点につき説明し、その他の部分は説明を省略する。

この第２実施形態では、シフトブラケット１１には、インターロックディスク３０を支持するガイド溝１１ｅが形成されている。ガイド溝１１ｅは、図４及び図５に示すように、各フォークシャフト１２〜１４が中立位置にあるときに各係合溝１２ａ〜１４ａと軸線方向で同位置に形成された円弧形状の溝である。ガイド溝１１ｅの幅は、インターロックディスク３０の厚さよりやや大きく形成されていて、インターロックディスク３０の軸線方向の移動が制限されるが、各係合溝１２ａ〜１４ａとの間で軸線方向と直交する方向の移動は自由となっている。これにより、インターロックディスク３０は、ガイド溝１１ｅ内で各係合溝１２ａ〜１４ａと係合可能となっている。

次に、第２実施形態における切換シャフトのインターロック装置の組み立てについて説明する。この切換シャフトのインターロック装置の組み立てにおいては、２本のフォークシャフト１２，１３をシフトブラケット１１に形成した支持孔１１ａ、１１ｂ及びトランスミッションケース１０に形成した支持孔１０ａ，１０ｂに挿入支持させる。このとき、フォークシャフト１２，１３は、デテント装置２０のボール２０ｂが中央の係合凹部２０ａに係合される中立位置として、各係合溝１２ａ，１３ａは、ガイド溝１１ｅと軸線方向で同位置となる位置とする。また、シフトフォーク２１，２２により回り止めされたフォークシャフト１２，１３に形成された各係合溝１２ａ，１３ａは各フォークシャフト１２〜１４の中心に向かう方向に位置決めされている。インターロックディスク３０をガイド溝１１ｅに挿入してその外周縁をフォークシャフト１２，１３の各係合溝１２ａ，１３ａと係合させてから、フォークシャフト１４をシフトブラケット１１に形成した支持孔１１ｃ及びトランスミッションケース１０に形成した支持孔１０ｃに挿入支持させてシフトフォーク２３により回り止めすれば、係合溝１４ａは、係合溝１２ａ，１３ａと同様に、各フォークシャフト１２〜１４の中心に向かう方向に位置決めされる。必要ならば、フォークシャフト１４は、フォークシャフト１２，１３と同様に、デテント装置２０のボール２０ｂを中央の係合凹部２０ａに係合させて中立位置とする。なお、上記の組み立ての説明においては、先にフォークシャフト１２，１３をシフトブラケット１１等に挿入支持させているが、フォークシャフト１２，１４をシフトブラケット１１等に挿入支持させてもよい。

上記した第２実施形態における切換シャフトのインターロック装置は、その作動及び作用効果が上述した第１実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する
なお、上記第１実施形態においては、インターロックディスク３０は、ガイド３１により軸線方向の移動を制限して軸線方向と直交する方向に移動可能にシフトブラケット１１に支持されているが、本発明はこれに限られるものでなく、中心部に大きな円形穴を穿設したインターロックディスク３０を使用し、このインターロックディスク３０の一側をシフトブラケット１１に当接させ、円形穴よりも軸部が相当小径で頭部が相当大径の１本のボルトを円形穴に挿通して軸線方向の移動を制限して軸線方向と直交する方向に移動可能にシフトブラケット１１に支持させるようにしてもよい。

上記の実施形態においては、係合溝１２ａ〜１４ａ及びインターロックディスク３０の外周縁の横断面形状が半円形となっているが、本発明はこれに限られるものでなく、これらの少なくとも何れか一方の断面形状は中心部に向けて傾斜を設けた形状であればよく、その形状として例えば横断面形状がＶ字形の溝があげられる。

上記の実施形態においては、係合溝１２ａ〜１４ａは、フォークシャフト１２〜１４の一部に形成された軸線方向の断面形状が半円形の溝としたが、本発明はこれに限られるものでなく、フォークシャフト１２〜１４の全周に形成された環状溝でもよい。

本発明による切換シャフトのインターロック装置の第１実施形態の全体構造を示す全ての切換シャフトが中立位置にある状態における断面図（図３のＢ−Ｂに相当）である。 図１に示す第１実施形態の一つの切換シャフトが移動された状態における断面図（図３のＢ−Ｂに相当）である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明による切換シャフトのインターロック装置の第２実施形態の全体構造を示す全ての切換シャフトが中立位置にある状態における断面図（図５のＤ−Ｄに相当）である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１０，１１…支持部材（トランスミッションケース，シフトブラケット）、１２〜１４…切換シャフト（フォークシャフト）、１２ａ〜１４ａ…係合溝、３０…インターロック部材（インターロックディスク）、３１，１１ｅ…ガイド部材（ガイド）。

Claims (3)

1. 互いに平行に軸線方向移動可能に支持部材に案内支持された複数の切換シャフトの何れか１つが中立位置から軸線方向に移動されたときに残る切換シャフトを中立位置から軸線方向に移動するのを阻止するようにした切換シャフトのインターロック装置において、
   前記切換シャフトは３本として軸線方向から見て略正三角形の頂点となる位置に配置し、
   前記３本の切換シャフトの外周には前記各切換シャフトが中立位置にあるときに軸線方向で同位置に軸線方向と直交する係合溝が形成され、
   前記３本の切換シャフトが中立位置にあるときに前記各係合溝に係合可能に囲まれた位置に前記軸線方向の移動が制限されて前記軸線方向と直交する方向に移動可能に前記支持部材に支持されたディスク形状のインターロック部材を備えて、
   前記切換シャフトの何れか１つが中立位置から軸線方向に移動されることにより前記インターロック部材が軸線方向と直交する方向に移動して残る２本の前記切換シャフトの係合溝に係合されるようにしたことを特徴とする切換シャフトのインターロック装置。
2. 前記インターロック部材は、円形のディスクであることを特徴とする請求項１に記載の切換シャフトのインターロック装置。
3. 前記インターロック部材は、ガイド部材を介して前記支持部材に支持されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切換シャフトのインターロック装置。

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