JP2009293775A - 手動変速機の操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動によるシフト操作を滑らかにしてシフトフィーリングを向上するとともに、周方向の揺動によるセレクト操作時のセレクトフィーリングを低下させない手動変速機の操作装置を提供する。
【解決手段】いずれか１本が軸方向に移動することにより複数の変速ギヤ対のうち１対を選択的に噛合結合させる複数本の操作軸と、ハウジング（エクステンションハウジング７１）に保持されて周方向に揺動することにより複数本の該操作軸のうち１本を選択し、軸方向に移動することにより選択した該操作軸を軸方向に移動させるシフトアンドセレクト軸２と、該シフトアンドセレクト軸２を手動で操作する操作部と、該ハウジング７１に揺動可能に枢支されるとともにその一端に形成された係合部（係合ピン５）が該シフトアンドセレクト軸２に係合され、かつ該シフトアンドセレクト軸２の軸方向の移動に伴って揺動する慣性体４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両などに用いられる手動変速機の操作装置に関する。

歯車同期噛合式の手動変速機では前進４〜７速程度の変速段を構成するためにそれぞれ変速歯車対が設けられ、各変速歯車対はシンクロメッシュ機構により選択的に噛合結合されるのが一般的になっている。この手動変速機の変速操作を行う操作装置は、複数のシンクロメッシュ機構を操作する各フォーク軸と、フォーク軸の１本を選択して駆動するシフトアンドセレクト軸と、運転者が操作するシフトレバーと、シフトレバーからシフトアンドセレクト軸へ操作力を伝達する操作伝達機構と、を備えている。シフトアンドセレクト軸は、周方向に揺動及び軸方向に移動し、いずれか一方の動作で複数本のフォーク軸のうち１本を選択し（セレクト操作）、他方の動作で選択したフォーク軸を軸方向に移動させる（シフト操作）構造が多用される。シンクロメッシュ機構では、フォーク軸によりスリーブがシフト操作されると、内部の摺動機構で入力側と出力側とが摩擦係合して同期した後、嵌合機構で入力側と出力側とが連結されて変速段が形成される。シンクロメッシュ機構のシフト操作の過程において必要とされる操作力は一定ではない。また、摩擦係合や嵌合結合の際に反力が発生してシフトレバーまで逆行する。

このようなシンクロメッシュ機構の操作力や反力の変動を緩和して、シフト操作時のシフトフィーリングを向上することへの要求が高まっている。本願出願人は、この要求に対応した技術の例を特許文献１及び特許文献２に開示している。特許文献１の自動車用手動変速機のシフト装置は、シフトアンドセレクト軸を中心に揺動するアウターレバーに、さらに慣性レバー及び慣性マスを設けて揺動させ、慣性作用によりシフトフィーリングを向上している。また、特許文献２の手動変速機の変速機構は、揺動する慣性レバー上で慣性マスが相対移動するよう構成されており、変速操作時の慣性を大きくし、かつ通常時の慣性を小さくすることでびびり振動を減少させている。

また、シフトアンドセレクト軸が軸方向に移動するときの慣性作用を大きくするため、軸自体に慣性マスを固定取り付けすることも行われている。
特開２００３−１０６４４９号公報 特開２００８−３２１５８号公報

ところで、特許文献１及び特許文献２の技術は、シフトアンドセレクト軸の周方向の揺動でフォーク軸をシフト操作する構成の操作装置を対象としており、軸方向の移動でフォーク軸をシフト操作する構成の操作装置には適用することができない。

また、シフトアンドセレクト軸自体に慣性マスを固定取り付けする構成は、変速機内が狭隘であるため十分な大きさの質量を設けることが難しい。さらには、慣性マスは周方向の揺動及び軸方向の移動の両方に対して作用するため、フォーク軸を選択するセレクト操作時のセレクトフィーリングを低下させるおそれがある。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動によるシフト操作を滑らかにしてシフトフィーリングを向上するとともに、周方向の揺動によるセレクト操作時のセレクトフィーリングを低下させない手動変速機の操作装置を提供する。

本発明の手動変速機の操作装置は、ハウジングに軸方向に移動可能に保持されるとともに、いずれか１本が軸方向に移動することにより複数の変速ギヤ対のうち１対を選択的に噛合結合させる複数本の操作軸と、該ハウジングに保持されて周方向に揺動することにより複数本の該操作軸のうち１本を選択し、軸方向に移動することにより選択した該操作軸を軸方向に移動させるシフトアンドセレクト軸と、該シフトアンドセレクト軸を手動で操作する操作部と、該ハウジングに揺動可能に枢支されるとともにその一端に形成された係合部が該シフトアンドセレクト軸に係合され、かつ該シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動に伴って揺動する慣性体と、を備えることを特徴とする。

上記本発明によれば、運転者が操作部で変速操作を行うと、シフトアンドセレクト軸はまず周方向に揺動して操作軸のうち１本をセレクト操作し、続いて軸方向に移動して選択した操作軸をシフト操作する。シフト操作された操作軸は、特定の変速ギヤ対を噛合結合させるが、このときに必要とされる操作力及び逆行する反力は時間的に変動する。一方、シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動に伴って、軸に係合された慣性体が揺動する。つまり、操作軸のシフト操作と慣性体の揺動とが同時に進行する。慣性体はハウジングに枢支されており、被枢支点を中心とする慣性モーメントを有している。したがって、慣性体の揺動は、シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動及び操作軸のシフト操作に慣性作用を付与する。つまり、慣性体の揺動の勢いが操作力及び反力の変動を緩和するので、運転者側での操作力の変動が緩和され、変速操作は滑らかなものとなってシフトフィーリングが向上する。

前記慣性体は、枢支された被枢支点から径方向に延設される１個以上の慣性アーム部を有する、ことが好ましい。

慣性体の被枢支点から径方向に延設される１個または複数個の慣性アーム部を設けることができ、慣性アーム部にはさらに慣性マスを一体に設けることができる。慣性アーム部や慣性マスの形状及び質量を適宜設計することにより、被枢支点を中心とする慣性モーメントを操作力や反力の変動に見合う適当量とすることができる。

さらに、前記シフトアンドセレクト軸が選択した前記操作軸を軸方向に移動させていないニュートラル位置にあるとき、前記慣性体の重心が前記被枢支点の鉛直下方に位置する、ことが好ましい。

上記の態様では、シフトアンドセレクト軸がニュートラル位置にあるとき、慣性体の重量は被枢支点で支えられてシフトアンドセレクト軸には作用しない。したがって、シフト操作を開始する際の妨げとならない。逆に、慣性体の重心が被枢支点の鉛直下方から外れていると、ニュートラル位置のシフトアンドセレクト軸に慣性体の重量の一部が作用するため、シフト操作開始時に余分な操作力が必要となる場合がある。

また、前記シフトアンドセレクト軸はその外周側に周方向に延びる係合溝を有し、前記慣性体の前記係合部は該係合溝内に位置し、該シフトアンドセレクト軸の周方向の揺動で該係合部は該係合溝に沿って相対移動し、該シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動で該係合部は該係合溝と係合して移動する、ことが好ましい。

上記の態様では、シフトアンドセレクト軸が周方向に揺動するとき、係合溝の両内面が係合部をすり抜けて相対移動するので、係合部は移動しない。一方、シフトアンドセレクト軸が軸方向に移動するとき、係合溝の一方の内面が係合部を押圧して、係合部を軸方向に移動させる。したがって、慣性体はセレクト操作には関与せずシフト操作時にのみ揺動し、セレクトフィーリングを低下させることなくシフトフィーリングを向上することができる。

前記慣性体の前記係合部は、前記シフトアンドセレクト軸の前記係合溝の内面に接する遊転可能なリング部材を有する、ことでもよい。

上記の態様では、シフトアンドセレクト軸の係合溝が軸方向に移動して係合部を移動させるとき、係合溝の内面と係合部とがすべり摩擦で接触せず、リング部材を介してころがり摩擦で接触する。したがって、係合溝及び係合部の摩擦損耗を抑制することができる。

前記複数本の操作軸は、シンクロメッシュ機構のスリーブを操作するフォーク軸である、ことが好ましい。

本発明は、シンクロメッシュ機構を用いて変速ギヤ対を選択的に噛合結合する歯車同期噛合式手動変速機に適用することが好ましく、効果も顕著である。ただし、これに限定されるものではない。

本発明の手動変速機の操作装置では、シフトアンドセレクト軸に係合される慣性体を設けて、シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動により操作軸のシフト操作と慣性体の揺動とが同時に進行するように構成した。したがって、慣性体の揺動による慣性作用により操作力及び反力の変動を緩和することができ、運転者の変速操作は滑らかなものとなってシフトフィーリングが向上する。

また、シフトアンドセレクト軸に係合溝を設け、慣性体の係合部を係合溝内に位置させた態様では、慣性体の揺動はシフトアンドセレクト軸の軸方向の移動時にのみ生じ、軸の周方向の揺動には生じない。したがって、慣性体は、シフト操作時に慣性作用効果を発揮してシフトフィーリングを向上し、一方セレクト操作には関与せずセレクトフィーリングを低下させることがない。

さらに、慣性体の係合部に遊転可能なリング部材を設けた態様では、係合溝と係合部とがころがり摩擦で接触するので、摩擦損耗を抑制することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図３を参考にして説明する。図１は本発明の実施例の手動変速機の操作装置１を変速機の側面からみた図であり、図２は操作装置１を変速機の後ろ側からみた図である。また、図３は、シフトアンドセレクト軸２の係合溝３９及び慣性体４の係合ピン５を示す、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。実施例の手動変速機の操作装置１は、シフトアンドセレクト軸２、慣性体４、図略の３本のフォーク軸、図略の操作部、により構成されている。なお、図１中の実線はシフトアンドセレクト軸２が左右どちらにも移動していないニュートラル位置にあるときを示し、破線はシフトアンドセレクト軸２が軸方向左右に移動したときを示している。

シフトアンドセレクト軸２は、変速機後ろ側のエクステンションハウジング７１と、破線で一部を示した本体ハウジング７５とにより変速機上側に軸支され、周方向に揺動及び軸方向に移動可能とされている。図１に示されるように、シフトアンドセレクト軸２の図中右側のエクステンションハウジング７１の外側には、サポート部材３が一体的に設けられている。サポート部材３は、シフトアンドセレクト軸２を周回する筒状部３１と、筒状部３１から図中下方に向けて平行に延設される２枚の板状の溝形成部３３、３４と、で形成されている。筒状部３１は、頂部に設けられた取付孔３２でシフトアンドセレクト軸２にねじ留めまたはピン圧入により固定されている。また、図３に示されるように、２枚の溝形成部３３、３４は、シフトアンドセレクト軸２の軸線に直交するように平行に配設され、その間に軸の周方向に延びる係合溝３９を形成している。

シフトアンドセレクト軸２の図１の左延長側にはインナーレバーが設けられ、インナーレバーに係脱可能に図略の３本のフォーク軸が設けられている。３本のフォーク軸は、本体ハウジング７５に軸方向に移動可能に保持されており、軸方向の移動によりそれぞれシンクロメッシュ機構のスリーブをシフト操作するように構成されている。

また、シフトアンドセレクト軸２は、図略の操作部により操作されるようになっている。操作部は、運転者が操作を行う操作レバーと、操作レバーからシフトアンドセレクト軸２まで操作力を伝達する操作ケーブルと、により構成されている。そして、操作部がシフトアンドセレクト軸２を周方向に揺動すると、インナーレバーが３本のフォーク軸のうち１本に係合してセレクト操作するようになっている。また、操作部がシフトアンドセレクト軸２を軸方向左右に移動させると、インナーレバーは係合しているフォーク軸を左右にシフト操作するようになっている。

一方、図１に示されるように、エクステンションハウジング７１の外側側面の略中間高さには慣性体４が枢支されている。慣性体４は、慣性体本体４１、第１及び第２慣性マス４７、４８、係合ピン５、で構成されている。図１に示されるように、慣性体本体４１は中央に被枢支孔４２を有するとともに、上方に延設される係合アーム部４３、図中左下方に延設される第１慣性アーム部４４、図中右方に延設される第２慣性アーム部４５を有している。被枢支孔４２は、エクステンションハウジング７１に突設されている枢支ボス７２により枢支されている。つまり、慣性体４は枢支ボス７２の中央の枢支軸Ｘを中心にして、図１で時計回り及び反時計回りに揺動するようになっている。

また、第１慣性アーム部４４の先には塊状の第１慣性マス４７が固設され、第２慣性アーム部４５の先には塊状の第２慣性マス４８が固設されている。慣性体４は、機械力学の示すところにより枢支軸Ｘを中心とする慣性モーメントを有している。慣性アーム部４４、４５及び慣性マス４７、４８は、この慣性モーメントを大幅に増加させ、慣性作用の効果を高める役割を有している。なお、図１のシフトアンドセレクト軸２がニュートラル位置にある状態で、慣性体４の重心Ｇは枢支軸Ｘの鉛直下方に位置している。

係合アーム部４３は、図２に示されるように途中で折れ曲がって上方に延設され、その上端には係合ピン５が一体的に設けられている。係合ピン５は、その長さ方向が図２の左右方向とされ、図３に示されるようにその長さの半分弱が溝形成部３３、３４間の係合溝３９内に配置されている。さらに、係合ピン５が係合溝３９の内面３５、３６に対向する箇所には、樹脂製筒状のリング部材５１が、ワッシャ５２を用いて遊転可能に取り付けられている。そして、溝形成部３３、３４が図３の上下方向に移動するときに、内面３５、３６がリング部材５１を押圧するようになっている。

次に、上述のように構成された本発明の実施例の手動変速機の操作装置１の動作、作用について説明する。

まず、図１のニュートラル位置では、慣性体４の重心Ｇは枢支軸Ｘの鉛直下方に位置し、慣性体４の重量は枢支ボス７２に支えられているため、係合溝３９の内面３５、３６とリング部材５１との間には、荷重は発生していない。ここで、運転者が変速操作を開始すると、シフトアンドセレクト軸２が周方向に揺動してフォーク軸のうち１本をセレクト操作する。このとき、図２及び図３に矢印Ｒで示されるように、シフトアンドセレクト軸２とともにサポート部材３が揺動するが、係合溝の両内面３５、３６はリング部材５１をすり抜けて相対移動する。したがって、係合ピン５は移動せず、慣性体４は揺動しない。つまり、慣性体４はセレクト操作に関与せず、セレクトフィーリングを低下させない。

続いて、図１に矢印Ｓ１−Ｓ２で示されるようにシフトアンドセレクト軸２が軸方向左右に移動して選択したフォーク軸をシフト操作する。このとき、図３に矢印Ｔ１−Ｔ２で示される方向にサポート部材３が移動し、係合溝３９の両内面３５、３６はリング部材５１を押圧し、係合ピン５が移動する。すると、慣性体４の係合アーム部４３が操作されて、慣性体４全体が、図１に矢印Ｕ１−Ｕ２、Ｖ１−Ｖ２で示されるように揺動する。シフト操作開始時の所要操作力は、シフトアンドセレクト軸２及びフォーク軸を軸方向に動かし始める力と、慣性モーメントに抗して慣性体４を動かし始める力との和となる。

シフト操作の進行に伴い、フォーク軸によりシンクロメッシュ機構のスリーブが操作され、内部の摺動機構で入力側と出力側とが摩擦係合して同期した後、嵌合機構で入力側と出力側とが連結して変速段が形成される。この摩擦係合及び嵌合結合のプロセスにおいて、所要操作力及び反力は時々刻々と変化する。このとき、慣性体４の揺動の勢いが操作力及び反力の変動を緩和する。したがって、運転者側での操作力の変動が低減され、変速操作は滑らかなものとなってシフトフィーリングが向上する。

なお、サポート部材３の係合溝３９はシフトアンドセレクト軸に沿って直線移動し、係合ピン５は枢支軸Ｘを中心に回転移動する。したがって、リング部材５１を有しない態様では、係合溝３９の内面３５、３６と係合ピン５とはすべり摩擦で接触する。リング部材５１を用いることにより、このすべり摩擦を転がり摩擦に変換することができ、接触面の摩擦損耗を抑制することができる。

本発明の実施例の手動変速機の操作装置を変速機の側面からみた図である。 図１の実施例の操作装置を変速機の後ろ側からみた図である。 シフトアンドセレクト軸の係合溝及び慣性体の係合ピンを示す、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

符号の説明

１：手動変速機の操作装置
２：シフトアンドセレクト軸
３：サポート部材
３１：筒状部 ３３、３４：溝形成部
３５、３６：内面 ３９：係合溝
４：慣性体
４１：慣性体本体 ４２：被枢支孔 ４３：係合アーム部
４４：第１慣性アーム部 ４５：第２慣性アーム部
４７：第１慣性マス ４８：第２慣性マス
５：係合ピン ５１：リング部材５１
７１：エクステンションハウジング ７２：枢支ボス
Ｘ：枢支軸
Ｇ：慣性体の重心

Claims (6)

1. ハウジングに軸方向に移動可能に保持されるとともに、いずれか１本が軸方向に移動することにより複数の変速ギヤ対のうち１対を選択的に噛合結合させる複数本の操作軸と、
   該ハウジングに保持されて周方向に揺動することにより複数本の該操作軸のうち１本を選択し、軸方向に移動することにより選択した該操作軸を軸方向に移動させるシフトアンドセレクト軸と、
   該シフトアンドセレクト軸を手動で操作する操作部と、
   該ハウジングに揺動可能に枢支されるとともにその一端に形成された係合部が該シフトアンドセレクト軸に係合され、かつ該シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動に伴って揺動する慣性体と、
   を備えることを特徴とする手動変速機の操作装置。
2. 前記慣性体は、枢支された被枢支点から径方向に延設される１個以上の慣性アーム部を有する請求項１に記載の手動変速機の操作装置。
3. 前記シフトアンドセレクト軸が選択した前記操作軸を軸方向に移動させていないニュートラル位置にあるとき、前記慣性体の重心が前記被枢支点の鉛直下方に位置する請求項２に記載の手動変速機の操作装置。
4. 前記シフトアンドセレクト軸はその外周側に周方向に延びる係合溝を有し、前記慣性体の前記係合部は該係合溝内に位置し、該シフトアンドセレクト軸の周方向の揺動で該係合部は該係合溝に沿って相対移動し、該シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動で該係合部は該係合溝と係合して移動する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の手動変速機の操作装置。
5. 前記慣性体の前記係合部は、前記シフトアンドセレクト軸の前記係合溝の内面に接する遊転可能なリング部材を有する請求項４に記載の手動変速機の操作装置。
6. 前記複数本の操作軸は、シンクロメッシュ機構のスリーブを操作するフォーク軸である請求項１〜５のいずれか一項に記載の手動変速機の操作装置。

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