JP2009133375A - シフトフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】シフトフォークの爪部とスリーブの溝部との間に潤滑油を確実に供給することができるシフトフォークを提供する。
【解決手段】本発明のシフトフォーク１は方向に移動可能な棒状のフォークシャフト４と一体的に移動し、上方に開口し、底面２１０に潤滑油が流れ出す供給口２１１を有する集油溝２１をもつボス部２と、内周側に開口する排出口３１３と供給口２１１及び排出口３１３の間を連通する貫通路３１４とが形成され、外周側にてボス部２の下方に接続されており、下方に向いた円弧状の内周面をもつ弓状部３１と、弓状部３１の先端部から内周側に突設された爪部３２と、をもつ本体部３と、を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、シフトフォークに関し、特にトランスミッション及びトランスファにおける潤滑油構造に特徴を有するシフトフォークに関する。

一般的にトランスミッションやトランスファの潤滑方法には、変速ギヤやチェーンの掻き上げを利用する方法やパイプを用いたドライサンプ法等がある。例えば、特許文献１には、トランスミッションのシャフトに装着される変速ギヤの軸受け面を変速ギヤによって掻き上げた潤滑油で潤滑するトランスミッションの潤滑装置が示されている。
特開２００１−１２４１９０号公報

しかし、変速ギヤやチェーンの掻き上げを利用する方法では、シフトフォークの爪部とスリーブの溝部との摺動面に潤滑油を供給するのが難しいため、摩擦熱により焼き付きが発生する場合もある。シフトフォークは、運転者の変速段切り替え動作によって軸方向に動くフォークシャフトが結合するボス部と、ボス部から円弧状に形成される本体部とを有しており、本体部は内周側の先端部分に爪部が設けられる。往々にしてシフトフォークの本体部は、爪部を覆い被さるように形成されているため、その形状が邪魔をして爪部には外周側から潤滑油を供給しにくい。そのため、シフトフォークのボス部がスリーブより上方位置で配置されるような場合には、掻き上げられた潤滑油が上方から滴下しても内周側に位置する爪部と爪部が摺動する溝部との間に流れ込みにくい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、シフトフォークのボス部がスリーブより上方位置で配置されるシフトフォークの爪部とスリーブの溝部との間に潤滑油を確実に供給することができるシフトフォークを提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、軸方向に移動可能な棒状のフォークシャフトと一体的に移動し、上方に開口し、底面に潤滑油が流れ出す供給口を有する集油溝をもつボス部と、
内周側に開口する排出口と前記供給口及び前記排出口の間を連通する貫通路とが形成され、外周側にて前記ボス部の下方に接続されており、下方に向いた円弧状の内周面をもつ弓状部と、前記弓状部の先端部から前記内周側に突設された爪部と、をもつ本体部と、
を有することである。

また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、排出口が前記フォークシャフトの軸方向における前記弓状部の一方側と他方側とにそれぞれ少なくとも１つ開口することである。

また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、集油溝が前記フォークシャフトの軸方向に延長された形状であることである。

請求項１に係る発明においては、シフトフォーク上部に位置するボス部の集油溝で潤滑油を収集し、ボス部の下方に位置する本体部の弓状部に開口する排出口に連通する集油溝底面に開口する供給口から収集した潤滑油が排出され、弓状部の先端部に位置する爪部に流れて行く。つまり、飛散・滴下する潤滑油をシフトフォーク上方の集油溝で収集し、本体部の内部を通過させ、弓状部の内周側の形状に沿って流れさせるため、弓状部が外周側から覆い被さっている爪部に潤滑油を供給することができる。よって、シフトフォークの爪部とスリーブの溝部との間に潤滑油が供給されるため、摺動による摩擦熱の発生が抑制され、焼き付きの防止ができる。また、シフトフォークとスリーブとは軸方向に移動するため爪部と溝部の摺動面も軸方向に移動するが、移動するシフトフォーク自体に潤滑のための構造を構成することで、移動に関係なく確実に潤滑油を摺動面に供給することができる。

請求項２に係る発明においては、弓状部に開口する排出口を軸方向において一方側と他方側との両方向で開口させることで、両方向から爪部に潤滑油が供給されるため、爪部をより確実に潤滑することができる。

請求項３に係る発明においては、集油溝を軸方向に細長く形成することで、潤滑油をより広い範囲で収集することができるため、爪部に供給する潤滑油の量が増え、より確実に潤滑することができる。

以下、実施形態を用いて本発明を具体的に説明する。
（実施形態）
本実施形態のシフトフォーク１は、図１に示されるように、細長く形成された形状のボス部２と、ボス部２の長辺一端側（図１において左方）でボス部２から下方に円弧状に突設している本体部３とからなる。

ボス部２は、図１〜図３に示されるように、上方が全て開口し細長い形状の集油溝２１が形成されており、集油溝２１の長辺両端側の上部から上方に向かってリング状の固定部２２が突設されている。

集油溝２１は、長辺一端側（図１〜図３において左方）の底面２１０の２カ所の角に供給口２１１が開口している。底面２１０は、図３に示されるように、供給口２１１に向かって下がるように傾斜した面であり、集油溝２１内の潤滑油が傾斜に沿って供給口２１１に流れて行くように形成されている。固定部２２は、図４に示されるように、フォークシャフト４が嵌入される円形のシャフト孔２２０を中央に有し、シフトフォーク１はフォークシャフト４と一体的にフォークシャフト４の軸方向に移動可能である。集油溝２１の長辺がフォークシャフト４の軸方向と一致する。以下、集油溝２１の長辺方向は軸方向とする。

本体部３は、図１に示されるように、軸方向一方側（図の左方）の集油溝２１の供給口２１１が形成されているボス部２の下部から下方に向かって円弧状に形成された弓状部３１と、弓状部３１の両端部の内周面側に位置し、内周側に突設された爪部３２とを有する。

弓状部３１は、軸方向に対して垂直な断面が円弧形状であり、ボス部２から一体的に形成された外周壁部３１１と、外周壁部３１１の内周面に沿って内周側に突設するように周方向に連続形成されるリブ部３１２とを有する。外周壁部３１１は、軸方向においてリブ部３１２の幅（厚み）より長い（厚い）ため、リブ部３１２を外周側から覆い隠している。弓状部３１には、図１及び図３に示されるように、リブ部３１２の側面（軸方向端面）に開口する排出口３１３が軸方向の一方側（図の左方）に２カ所、他方側（図の右方）に２カ所形成されている。そして、この排出口３１３と集油溝２１の供給口２１１とを連通する貫通路３１４がリブ部３１２を貫通するように形成されている。排出口３１３は、いずれもリブ部３１２の上方の中央位置から周方向で等間隔の位置に開口するように形成されている。貫通路３１４は、中央位置から一方側に位置する供給口２１１の１つと、排出口３１３の軸方向一方側及び他方側の各１つとが連通するように２つ形成されている。つまり、その２つの貫通路３１４は、交差することなくリブ部３１２に形成されている。

爪部３２は、弓状部３１の両先端部に位置し、リブ部３１２から内周側に突出し、平面と曲面とで形成される。そして、図４に示されるように、軸方向端面である爪側面３２１と後述するスリーブ５６の溝部５６２の溝側面５６２ａとが周方向摺動可能に係合するように、配置される。

本実施形態のシフトフォーク１の潤滑油の流れについて説明する。潤滑油は、シフトフォーク１外から直接飛散・滴下したり、フォークシャフト４から滴下したりして上方の開口から集油溝２１に貯まる。集油溝２１に貯まった潤滑油は、底面２１０を供給口２１１に向かって流れて行き、供給口２１１から貫通路３１４に流れ込み、弓状部３１のリブ部３１２の側面の排出口３１３から排出される。排出された潤滑油はリブ部３１２の側面を伝って下方に流れて行き、弓状部３１の先端部に位置する爪部３２に到達し、爪側面３２１を潤滑する。

次に、本実施形態のシフトフォーク１を車両の変速機に用いた場合について、説明する。シフトフォーク１を用いた変速機５の一部断面図を図４に示す。

変速機５は、回転軸５１と、クラッチハブ５２と、変速ギヤ５３と、ギヤピース５４と、シンクロナイザリング５５と、スリーブ５６と、シフトフォーク１と、フォークシャフト４とをハウジング内（図略）に有する。ここで、フォークシャフト４の軸方向と、回転軸５１との軸方向はほぼ一致する。

回転軸５１は、変速機５外部の内燃機関（図略）の動力が伝達されて回転する。クラッチハブ５２は、回転軸５１上に固定され回転軸５１と一体的に回転し、外周に係合歯５２１が形成されている。

変速ギヤ５３は、回転軸５１上にベアリング５７を介して回転可能に保持され、軸方向（矢印Ｘ方向）においてクラッチハブ５２を挟んで配置される（図４においてクラッチハブ５２の左右）。２つの変速ギヤ５３は回転軸５１とは別の回転軸（図略）に保持される変速ギヤ５３とそれぞれの係合歯５３１で係合する。

ギヤピース５４は、クラッチハブ５２と変速ギヤ５３との間に位置し、変速ギヤ５３に結合されており、変速ギヤ５３側の外周に係合歯５３１が形成されおり、クラッチハブ５２側の外周面が後述するシンクロナイザリング５５のインナリング５５３内周面と摺動する。

シンクロナイザリング５５は、クラッチハブ５２と変速ギヤ５３（ギヤピース５４）との間に位置し、回転軸５１と同軸で外周側からアウタリング５５１、ミドルリング５５２、インナリング５５３の順に配置される３つのリングで構成される。アウタリング５５１とインナリング５５３とはクラッチハブ５２に係合し、ミドルリング５５２はギヤピース５４に係合している。アウタリング５５１は内周面がミドルリング５５２の外周面と摺動し、ミドルリング５５２は内周面がインナリング５５３の外周面と摺動し、インナリング５５３は内周面がギヤピース５４の外周面と摺動する。

スリーブ５６は、回転軸５１及びクラッチハブ５２に同軸でクラッチハブ５２に軸方向摺動可能に保持され、クラッチハブ５２の係合歯５２１、アウタリング５５１の係合歯５５１ａ及びギヤピース５４の係合歯５４１に係合可能な係合歯５６１が内周に形成されている。そして、シフトフォーク１の弓状部３１が周方向移動自在に配置され、周方向に垂直面な断面がコ字状の溝部５６２がスリーブ５６の外周側に形成されている。スリーブ５６の溝部５６２の溝側面５６２ａ（Ｘ方向端面）とシフトフォーク１の爪部３２の爪側面３２１（Ｘ方向端面）とが周方向に摺動可能に係合し、スリーブ５６とシフトフォーク１とが係合する。そして、フォークシャフト４がＸ方向に移動すると一体的に結合しているシフトフォーク１がＸ方向に移動し、回転しているスリーブ５６をＸ方向の一方側に移動させることにより、変速が行われる。スリーブ５６は、中立位置とシフト位置との間を摺動する。中立位置はスリーブ５６の係合歯５６１がクラッチハブ５２の係合歯５２１のみに係合している状態をいい、シフト位置はスリーブ５６が変速ギヤ５３側にシフトされ、スリーブ５６の係合歯５６１がクラッチハブ５２の係合歯５２１、アウタリング５５１の係合歯５５１ａ及びギヤピース５４の係合歯５４１に係合する状態をいう。

自動車の変速は、運転者の変速段切り替え動作（シフト動作）に基づき行われる。シフト動作は、フォークシャフト４がＸ方向一方に移動し、シフトフォーク１がフォークシャフト４と一体的に同方向に移動し、それによりスリーブ５６が中立位置からＸ方向一方のギヤピース５４側に移動することで行われる。まずスリーブ５６の係合歯５６１がアウタリング５５１の係合歯５５１ａに係合し、ギヤピース５４側に移動することでアウタリング５５１とミドルリング５５２及びインナリング５５３とミドルリング５５２との対面する摺動面の間で摩擦が発生する。そして、スリーブ５６の移動が進むと、ギヤピース５４の外周面とインナリング５５３の内周面との間で摩擦が発生し、ギヤピース５４とスリーブ５６との回転差がなくなる。スリーブ５６はアウタリング５５１を押し分けながら更に移動する。そして、スリーブ５６の係合歯５６１とギヤピース５４の係合歯５４１とが摺接し、スリーブ５６の係合歯５６１とギヤピース５４の係合歯５４１とが完全に係合して同期動作が完了し、変速段が切り替わる。

上記したように周方向に回転しているスリーブ５６をフォークシャフト４に一体結合しているシフトフォーク１によってＸ方向に摺動させて変速機５の変速を行うため、スリーブ５の溝側面５６２ａとシフトフォーク１の爪側面３２１との間には、摩擦による摩擦熱が発生するが、本実施形態のシフトフォーク１によれば、この摺動部分に潤滑油を確実に供給することができる。本シフトフォーク１は、変速ギヤ５３によって掻き上げられ変速機５のハウジング内に飛散した潤滑油をボス部２の集油溝２１で受け、供給口２１１から貫通路３１４を通過させて、弓状部３１のリブ部３１２の側面に形成された排出口３１３から排出させる。そして、排出した潤滑油はリブ部３１２側面を伝って下方に位置する爪部３２に到達することができるため、弓状部３１の外周壁部３１１とスリーブ５６とで覆い隠されているようになっている爪部３２と溝部５６２とに確実に潤滑油を供給することができ、摩擦による摩擦熱の発生を抑制し焼き付きが防止できる。

そして、潤滑したいシフトフォーク１の爪側面３２１とスリーブ５６の溝側面５６２ａとはＸ方向に移動するが、Ｘ方向に移動するシフトフォーク１自体に潤滑構造を構成するため、移動に影響されることなく、摺動部分に潤滑油を供給することができる。

また、弓状部３１のリブ部３１２側面に開口する排出口３１３を軸方向において両側面に開口させることで、爪部３２の両側の爪側面３２１に潤滑油をより確実に供給できる。

その他に、集油溝２１が軸方向に長く形成されているため、潤滑油をより広い範囲で収集でき、爪部３２に供給する潤滑油の量が増え、更に確実に爪部３２を潤滑できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、集油溝２１の形状はボス部２の形状にそって軸方向に延長された開口であるが、軸方向の一部に開口するものでも良いし、ボス部２自体の形状が軸方向に延長されていないシフトフォークのボス部に形成するものでも良い。つまり、集油溝２１の形状として、変速機内のスペースや他の部材との位置関係によるが、どのような形状でも良い。

本実施形態のシフトフォーク１の斜視図である。 本実施形態のシフトフォーク１の上面図である。 本実施形態のシフトフォーク１の断面図である。 本実施形態のシフトフォーク１を変速機に用いた場合の変速機５の一部断面図である。

符号の説明

１：シフトフォーク、
２：ボス部、２１：集油溝、２１０：底面、２１１：供給口、２２：固定部、２２０：シャフト孔、
３：本体部、３１：弓状部、３１１：外周壁面、３１２：リブ部、３１３：排出口、３１４：貫通路、３２：爪部、３２１：爪側面、
４：フォークシャフト４、
５：変速機、５１：回転軸、５２：クラッチハブ、５３：変速ギヤ、５４：ギヤピース、５５：シンクロナイザリング、５６：スリーブ、５６２：溝部、５６２ａ：溝側面、５７：ベアリング。

Claims (3)

1. 軸方向に移動可能な棒状のフォークシャフトと一体的に移動し、上方に開口し、底面に潤滑油が流れ出す供給口を有する集油溝をもつボス部と、
   内周側に開口する排出口と前記供給口及び前記排出口の間を連通する貫通路とが形成され、外周側にて前記ボス部の下方に接続されており、下方に向いた円弧状の内周面をもつ弓状部と、前記弓状部の先端部から前記内周側に突設された爪部と、をもつ本体部と、
   を有することを特徴とするシフトフォーク。
2. 前記排出口は、前記フォークシャフトの軸方向における前記弓状部の一方側と他方側とにそれぞれ少なくとも１つ開口する請求項１に記載のシフトフォーク。
3. 前記集油溝は、前記フォークシャフトの軸方向に延長された形状である請求項１又は２に記載のシフトフォーク。

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