JP2014005908A - 噛合切換機構のシフトフォーク - Google Patents

Abstract

【課題】 シフトフォークのフォーク部の先端部に設けたチップの脱落を簡単な構造で確実に防止する。
【解決手段】 フォーク部１４の先端部１４ｄの径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈに軸方向側面１４ｅ，１４ｆから隔離した凹部１４ｉを形成し、凹部１４ｉを覆うように樹脂製のチップ１５を射出成形したので、樹脂が凹部１４ｉに流入してアンカーとして機能することでフォーク部１４の先端部からのチップ１５の脱落が防止される。しかも凹部１４ｉはフォーク部１４の径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈに設けられてスリーブ１６の内側１６ｂ，１６ｃ面からの荷重を強く受ける軸方向側面１４ｅ，１４ｆから隔離するので、凹部１４ｉに接する樹脂に応力が集中して破断するのを回避することで、フォーク部１４の先端部１４ｄからのチップ１５の脱落が一層確実に防止される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フォーク部の先端部にスリーブのフォーク溝に嵌合する樹脂製のチップを設けた噛合切換機構のシフトフォークに関する。

自動車用変速機のシンクロ装置等のスリーブを駆動して所望の変速段を確立するためのシフトフォークのフォーク部の先端部を耐摩耗性に優れた樹脂製のチップで被覆し、このチップをスリーブのフォーク溝に嵌合させて軸方向に移動させるものが、下記特許文献１、２により公知である。

これら従来公知のシフトフォークは、樹脂製のチップがフォーク部の先端部から脱落するのを防止すべく、フォーク部の先端部に形成した溝状の凹欠部あるいは係止部にチップの樹脂を流入させることで、チップをフォーク部の先端部に強固に被着させている。

特開平６−１１７４５１号公報 特開平５−３４０４７１号公報

ところで、かかるシフトフォークのチップがスリーブのフォーク溝に嵌合して軸方向に移動するとき、フォーク溝の内側面とフォーク部の軸方向側面との間に挟まれたチップの樹脂に強い圧縮荷重が加わることになる。このとき、上記特許文献１、２に記載されたものは、溝状の凹欠部あるいは係止部がフォーク部の軸方向側面に達するように形成されているため、その凹欠部あるいは係止部に接する樹脂に応力が集中して破断してしまい、チップがフォーク部から脱落する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シフトフォークのフォーク部の先端部に設けたチップの脱落を簡単な構造で確実に防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、フォーク部の先端部にスリーブのフォーク溝に嵌合する樹脂製のチップを設けた噛合切換機構のシフトフォークであって、前記フォーク部の先端部は、前記スリーブの径方向内外を指向する径方向内面および径方向外面と、前記フォーク溝の内側面に対向する一対の軸方向側面とを備え、前記径方向内面および前記径方向外面の少なくとも一方に前記軸方向側面から隔離した凹部を形成し、前記凹部を覆うように前記チップを射出成形したことを特徴とする噛合切換機構のシフトフォークが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、金属板を剪断加工して前記フォーク部を構成し、前記凹部をコイニング加工により形成したことを特徴とする噛合切換機構のシフトフォークが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記凹部を前記径方向内面および前記径方向外面の両方に形成したことを特徴とする噛合切換機構のシフトフォークが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記凹部を前記径方向内面または前記径方向外面にそれぞれ複数個形成したことを特徴とする噛合切換機構のシフトフォークが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記チップで覆われる前記フォーク部の先端部の前記径方向内面および前記径方向外面の幅は一定であるか、あるいは先端側に向かって増加することを特徴とする噛合切換機構のシフトフォークが提案される。

請求項１の構成によれば、噛合切換機構のシフトフォークは、フォーク部の先端部にスリーブのフォーク溝に嵌合する樹脂製のチップを備えており、フォーク部の先端部には、スリーブの径方向内外を指向する径方向内面および径方向外面と、フォーク溝の内側面に対向する一対の軸方向側面とが形成される。フォーク部の先端部の径方向内面および径方向外面の少なくとも一方に軸方向側面から隔離した凹部を形成し、凹部を覆うようにチップを射出成形したので、樹脂が凹部に流入してアンカーとして機能することでフォーク部の先端部からのチップの脱落が防止される。しかも凹部はフォーク部の径方向内面または径方向外面に設けられてスリーブの内側面からの荷重を強く受ける軸方向側面から隔離するため、凹部に接する樹脂に応力が集中して破断するのを回避することで、フォーク部の先端部からのチップの脱落が一層確実に防止される。

また請求項２の構成によれば、金属板を剪断加工してフォーク部を構成し、凹部をコイニング加工により形成したので、金属板を剪断加工してフォーク部を製造する際に凹部を同時に加工することが可能となり、加工工数を削減してコストダウンに寄与することができる。

また請求項３の構成によれば、凹部を径方向内面および径方向外面の両方に形成したので、樹脂をフォーク部の先端部に更に強固に被着させて剥がれや割れの発生を防止し、チップの脱落を一層確実に防止することができる。

また請求項４の構成によれば、凹部を径方向内面または径方向外面にそれぞれ複数個形成したので、樹脂をフォーク部の先端部に更に強固に被着させて剥がれや割れの発生を防止し、チップの脱落を一層確実に防止することができる。

また請求項５の構成によれば、チップで覆われるフォーク部の先端部の径方向内面および径方向外面の幅は一定であるか、あるいは先端側に向かって増加するので、フォーク部の形状が単純になって加工性が向上するだけでなく、前記幅が先端側に向かって狭まる場合に比べて、チップがフォーク部の先端部から抜け落ち難くすることができる。

シフトフォークおよびスリーブの斜視図。（第１の実施の形態） 図１の２方向矢視図。（第１の実施の形態） 図２の３−３線断面図。（第１の実施の形態） 図２の４−４線断面図。（第１の実施の形態） 図４に対応する図。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、自動車用変速機のシンクロ装置を作動させるシフトフォーク１１は、運転者により操作されるシフトレバーあるいはアクチュエータに接続されて軸方向に往復駆動されるフォークシャフト１２に固定されるボス部１３と、ボス部１３から二股状に分岐する一対のフォーク部１４，１４とを備える。各々のフォーク部１４は、一定厚さの金属板を剪断プレス加工により所定形状に打ち抜いた後、第１〜第３屈曲部１４ａ，１４ｂ，１４ｃで厚さ方向に曲げ加工して製造され、ボス部１３に溶接により接合される。フォーク部１４の先端部１４ｄには耐摩耗性を有する樹脂製のチップ１５が設けられており、このチップ１５がシンクロ装置のスリーブ１６の外周面に形成した環状のフォーク溝１６ａに嵌合する。

図２〜図４に示すように、フォーク部１４の先端部１４ｄの断面は、厚さＴおよび幅Ｗを有する矩形状であり、厚さＴはフォーク部１４の素材となる金属板の厚さに相当し、幅Ｗは先端部１４ｄの全長に亙って一定に形成される。

スリーブ１６のフォーク溝１６ａは、相互に平行な一対の内側面１６ｂ，１６ｃと、それらの内側面１６ｂ，１６ｃを接続する底面１６ｄとを備えて断面「コ」字状に形成される。一方、フォーク溝１６ａに嵌合するフォーク部１４の先端部１４ｄは、フォーク溝１６ａの内側面１６ｂ，１６ｃに対向する一対の軸方向側面１４ｅ，１４ｆと、一対の軸方向側面１４ｅ，１４ｆに直交する径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈとを備える。軸方向側面１４ｅ，１４ｆはフォーク部１４の素材となる金属板を剪断プレス加工により所定形状に打ち抜いたときの剪断面に対応し、径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈはフォーク部１４の素材となる金属板の当初の表面に対応する。

フォーク部１４の先端部１４ｄの径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈにはそれぞれ２個の円形の凹部１４ｉ，１４ｉが形成される。凹部１４ｉ，１４ｉはフォーク部１４を剪断加工する際に同時にコイニングを施すことで形成されるもので、径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈに相互に対向するように配置される。

このようにして製造されたフォーク部１４の先端部１４ｄは射出成形金型のキャビティ内に挿入され、先端部１４ｄを覆うように耐摩耗性の樹脂が射出成形される。その結果、先端部１４ｄの軸方向側面１４ｅ，１４ｆ、径方向内面１４ｇ、径方向外面１４ｈおよび先端面１４ｊが所定厚さの樹脂で覆われることで、先端部１４ｄにチップ１５が設けられる。このとき、径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈを覆う樹脂は、そこに形成された凹部１４ｉ…に流入してアンカーを構成することで、チップ１５がフォーク部１４に強固に一体化される。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

シフトフォーク１１をシンクロ装置のスリーブ１６に装着すると、シフトフォーク１１のフォーク部１４のチップ１５はスリーブ１６のフォーク溝１６ａに嵌合し、シフトフォーク１１の軸方向の動きをスリーブ１６に伝達する。樹脂製のチップ１５によってフォーク部１４の軸方向側面１４ｅ，１４ｆとスリーブの内側面１６ｂ，１６ｃとがメタルタッチするのを防止し、摺動面の摩耗を防止しながらスリーブ１６のスムーズな作動を可能にすることができる。

スリーブ１６はそれが装着されるミッション軸と共に回転するのに対し、シフトフォーク１１はフォークシャフト１２に拘束されるため、スリーブ１６のフォーク溝１６ａとシフトフォーク１１のチップ１５とはスリーブ１６の円周方向に相対移動する。その結果、シフトフォーク１１の一対のチップ１５，１５のうち、一方のチップ１５には、それをフォーク部１４の先端部１４ｄに押し込もうとする軸直角方向の荷重が作用するが、他方のチップ１５には、それをフォーク部１４の先端部１４ｄから引き抜こうとする軸直角方向の荷重が作用する。

またシフトフォーク１１が軸方向に移動すると、スリーブ１６の内側面１６ｂ，１６ｃとフォーク部１４の先端部１４ｄの軸方向側面１４ｅ，１４ｆとの間に挟まれたチップ１５の樹脂に圧縮荷重が作用する。このようにして、チップ１５に軸方向の荷重や軸直角方向の荷重が作用すると、フォーク部１４の先端部１４ｄを覆うチップ１５の樹脂が剥がれたり割れたりし、チップ１５をフォーク部１４の先端部１４ｄから引き抜こうとする軸直角方向の荷重によって、チップ１５がフォーク部１４の先端部１４ｄから脱落する虞がある。

特に、チップ１５をフォーク部１４の先端部１４ｄにアンカー効果で密着させるべく、先端部１４ｄの軸方向側面１４ｅ，１４ｆに凹部や切欠きを形成すると、その凹部や切欠きに接する部分で樹脂に応力が集中するために樹脂に亀裂が発生し易くなり、チップ１５の脱落を招く結果となる。

しかしながら、本実施の形態によれば、フォーク部１４の先端部１４ｄの凹部１４ｉ…は、軸方向側面１４ｅ，１４ｆから隔離した径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈに形成されているため、その凹部１４ｉ…のアンカー効果でチップ１５を先端部１４ｄに強く密着させて脱落を防止しながら、先端部１４ｄの軸方向側面１４ｅ，１４ｆおよびスリーブ１６の内側面１６ｂ，１６ｃ間に挟まれて軸方向の圧縮荷重が作用するチップ１５の樹脂を前記凹部１４ｉ…から隔離させて応力集中を回避し、剥離や亀裂の発生を防止することができる。

また凹部１４ｉ…をコイニング加工により形成したので、金属板を剪断加工してフォーク部１４を製造する際に凹部１４ｉ…を同時に加工することが可能となり、加工工数を削減してコストダウンに寄与することができる。

また凹部１４ｉ…をフォーク部１４の先端部１４ｄの径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈの両方に形成したので、樹脂をフォーク部１４の先端部１４ｄに更に強固に被着させて剥がれや割れの発生を防止し、チップ１５の脱落を一層確実に防止することができる。しかも凹部１４ｉ…を径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈにそれぞれ２個形成したので、樹脂を更に強固に被着させて剥がれや割れの発生を防止し、チップ１５の脱落を一層確実に防止することができる。

またチップ１５で覆われるフォーク部１４の先端部１４ｄの径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈの幅Ｗは一定であるので、フォーク部１４の形状が単純になって加工性が向上するだけでなく、前記幅Ｗがフォーク部１４の先端側に向かって狭まる場合に比べて、チップ１５がフォーク部１４の先端部１４ｄから抜け落ち難くすることができる。

第２の実施の形態

次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態ではフォーク部１４の先端部１４ｄの幅Ｗは一定であるが、第２の実施の形態では前記幅Ｗが先端部１４ｄの先端側に向かって増加している。その結果、チップ１５を先端部１４ｄから引き抜こうとする荷重が加わってもチップ１５が抜け難くなり、その耐久性が更に向上する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の噛合切換機構は実施の形態のシンクロ装置に限定されず、シンクロ機能を持たないドグクラッチであっても良い。

また実施の形態ではフォーク部１４を剪断加工により構成しているが、剪断加工以外の加工により構成することができる。

また実施の形態では凹部１４ｉをコイニング加工により形成しているが、他の任意の加工により形成することができる。

また実施の形態では凹部１４ｉをフォーク部１４の先端部１４ｄの径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈの両方に形成しているが、それを径方向内面１４ｇおよび径方向外面１４ｈの何れか一方だけに形成しても良い。

また実施の形態の凹部１４ｉは円形であるが、その形状は任意である。

１４ フォーク部
１４ｄ 先端部
１４ｅ 軸方向側面
１４ｆ 軸方向側面
１４ｇ 径方向内面
１４ｈ 径方向外面
１４ｉ 凹部
１５ チップ
１６ スリーブ
１６ａ フォーク溝
１６ｂ 内側面
１６ｃ 内側面
Ｗ 径方向内面および径方向外面の幅

Claims (5)

1. フォーク部（１４）の先端部（１４ｄ）にスリーブ（１６）のフォーク溝（１６ａ）に嵌合する樹脂製のチップ（１５）を設けた噛合切換機構のシフトフォークであって、
   前記フォーク部（１４）の先端部（１４ｄ）は、前記スリーブ（１６）の径方向内外を指向する径方向内面（１４ｇ）および径方向外面（１４ｈ）と、前記フォーク溝（１６ａ）の内側面（１６ｂ，１６ｃ）に対向する一対の軸方向側面（１４ｅ，１４ｆ）とを備え、前記径方向内面（１４ｇ）および前記径方向外面（１４ｈ）の少なくとも一方に前記軸方向側面（１４ｅ，１４ｆ）から隔離した凹部（１４ｉ）を形成し、前記凹部（１４ｉ）を覆うように前記チップ（１５）を射出成形したことを特徴とする噛合切換機構のシフトフォーク。
2. 金属板を剪断加工して前記フォーク部（１４）を構成し、前記凹部（１４ｉ）をコイニング加工により形成したことを特徴とする、請求項１に記載の噛合切換機構のシフトフォーク。
3. 前記凹部（１４ｉ）を前記径方向内面（１４ｇ）および前記径方向外面（１４ｈ）の両方に形成したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の噛合切換機構のシフトフォーク。
4. 前記凹部（１４ｉ）を前記径方向内面（１４ｇ）または前記径方向外面（１４ｈ）にそれぞれ複数個形成したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の噛合切換機構のシフトフォーク。
5. 前記チップ（１５）で覆われる前記フォーク部（１４）の先端部（１４ｄ）の前記径方向内面（１４ｇ）および前記径方向外面（１４ｈ）の幅（Ｗ）は一定であるか、あるいは先端側に向かって増加することを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の噛合切換機構のシフトフォーク。

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