JP2016089892A

JP2016089892A - シフトロッドのディテント装置

Info

Publication number: JP2016089892A
Application number: JP2014222734A
Authority: JP
Inventors: 前田　英明; Hideaki Maeda; 英明前田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】シフト操作時におけるロックボールの引き摺り抵抗を小さくしながらも、適度な節度感や吸込み感を的確に得ることができ、簡易な構成によって従来よりも操作フィーリングを良くすることが可能なシフトロッドのディテント装置を提供する。【解決手段】シフトロッドのディテント装置Ａは、押圧部材７の中心線ＣＬまたはその延長線上にロックボール５の中心が位置するときに、ロックボール５と孔部８１の内壁面８１ａとは、シフトロッド４の軸長方向において非接触状態となるように構成されており、押圧部材７は、ロックボール５に対向する先端面に、ロックボール５の半径Ｒｂよりも大きな曲率半径Ｒａの部分球面状または円錐面状の凹面部７２が形成され、押圧部材７の中心線ＣＬまたはその延長線に対するロックボール５の中心合わせガイド機能を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両の手動式変速機などにおいて採用されるシフトロッドのディテント装置に関する。

シフトロッドのディテント装置の従来例として、図５〜図７に示すようなものがある。
図５に示す構造においては、支持部８に設けられた摺動孔８０内にシフトロッド４の一部が嵌入している。シフトロッド４は、運転席近傍に設けられたシフトレバーの操作に対応して移動されるものであり、その外面には、複数のディテント溝４０ａ〜４０ｃが軸長方向に並んで設けられている。一方、支持部８に設けられた孔部８１内には、ロックボール５が配されており、バネ６によってシフトロッド４側に押圧付勢されている。シフトレバー操作に対応してシフトロッド４が軸長方向に移動する際には、ロックボール５がバネ６の弾発力に抗して上昇し、たとえばそれ迄に係入していたディテント溝４０ｂから脱出した後に、他のディテント溝４０ａ，４０ｃの一方に係入する。このことにより、シフトロッド４の位置決めが図られ、かつシフト操作時に節度感や吸込み感が得られるようにすることが可能である。

図５に示す構造においては、ロックボール５の直径と孔部８１の内径とに殆ど差がなく、ロックボール５の左右両側には隙間がない、または殆どない状態とされている（たとえば、特許文献１の図１などを参照）。
図６に示す構造においては、図５に示す構造を前提とした上で、ロックボール５の左右両側に適当な幅の隙間９０が設定可能とされている（たとえば、特許文献２の図１を参照）。
図７に示す構造においては、図６に示す構造を前提とした上で、ロックボール５とバネ６との間に押圧部材７が介装されている（たとえば、特許文献３の図３を参照）。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。

すなわち、図５に示す構造においては、シフトロッド４がその軸長方向に移動する際に、ロックボール５が回転しないまま孔部８１の内壁面８１ａに圧接する。このため、フト操作時には、ロックボール５と孔部８１の内壁面８１ａとの間において引き摺り抵抗が発生する。また、ロックボール５とバネ６との間においても引き摺り抵抗が発生する。したがって、それらトータルの引き摺り抵抗は大きく、シフト操作が重いものとなる。
図６および図７に示す構造においては、ロックボール５の左右両側に隙間９０が形成されているものの、やはり図５に示す場合と同様に、シフト操作時にロックボール５を円滑に回転させることは困難である。このため、シフト操作の開始直後にロックボール５は、孔部８１の内壁面８１ａに接触することとなり、やはりその後は大きな引き摺り抵抗が発生する。
前記したような従来構造においては、バネ６の弾発力をかなり小さくすることにより、シフト操作時におけるロックボール５の引き摺り抵抗を小さくすることは可能である。ところが、そのようにすると、ロックボール５がディテント溝４０ａ〜４０ｃに対して係脱する際に得られる節度感や吸込み感が失われてしまうという不具合が生じる。

特開平０９−３０３５５４号公報特開２０１３−１１３３８５号公報特開２００６−３２９４０４号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、シフト操作時におけるロックボールの引き摺り抵抗を小さくしながらも、適度な節度感や吸込み感を的確に得ることができ、簡易な構成によって操作フィーリングを良くすることが可能なシフトロッドのディテント装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供されるシフトロッドのディテント装置は、支持部に設けられた摺動孔内に一部が嵌入した状態で支持されて、シフトレバーの操作に対応して軸長方向に移動可能であり、かつ複数のディテント溝が前記軸長方向に並ぶようにして外面に設けられているシフトロッドと、前記摺動孔に交差して繋がるように前記支持部に設けられた孔部内に配されており、かつ前記複数のディテント溝に係脱させるためのロックボールと、このロックボールを前記シフトロッドの外面に向けて押圧付勢するための付勢手段と、この付勢手段と前記ロックボールとの相互間に介装されたロックボール用の押圧部材と、を備えている、シフトロッドのディテント装置であって、前記押圧部材の中心線またはその延長線上に前記ロックボールの中心が位置するときに、前記ロックボールと前記孔部の内壁面とは、少なくとも前記軸長方向において非接触状態となるように構成されており、前記押圧部材は、前記ロックボールに対向する先端面に、前記ロックボールの半径よりも大きな曲率半径の部分球面状または円錐面状の凹面部が形成された構成を有し、前記押圧部材の中心線またはその延長線に対する前記ロックボールの中心合わせガイド機能を有していることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、シフト操作に応じてシフトロッドが軸長方向に移動する際には、ロックボールを回転させることができ、このことによりロックボールの引き摺り抵抗を小さくし、シフト操作が重くなることを適切に回避することが可能である。ロックボールの引き摺り抵抗を小さくするための手段として、付勢手段によるロックボールに対する押圧付勢力を弱くする必要はないため、ロックボールがディテント溝に係脱することに基づくシフト操作時の節度感や吸込み感を好適に得ることも可能である。このようなことからシフト操作フィーリングを良好なものとすることができる。
本発明において、ロックボールを回転させることができるのは、次のような作用に基づく。
第１に、シフトロッドの非動作時においては、押圧部材の凹面部によるガイド機能により、ロックボールの中心を押圧部材の中心線またはその延長線上に位置させ、ロックボールと孔部の内壁面とを、シフトロッドの軸長方向において非接触状態とすることができる。このため、ロックボールが孔部の内壁面に接触した状態でシフト操作が開始されることや、シフト操作の開始直後にロックボールが孔部の内壁面に即座に接触(圧接)するといったことは適切に回避され、ロックボールが回転し易い条件を整えることができる。
第２に、シフトロッドが軸長方向へ移動を開始し、ディテント溝の壁面がロックボールをシフトロッドの軸長方向に押圧する力が発生した際には、押圧部材の凹面部とロックボールとの当接箇所（凹面部の中心からずれた箇所）に前記の力とは反対向きの反力を発生させることができる。このような力は、ロックボールを積極的に回転させる力として働く。
本発明の他の効果として、ロックボールには押圧部材が当接しているために、ロックボールに付勢手段(金属製のバネなど)を直接当接させていた場合と比較すると、シフト操作
時に発生するそれらの部材の干渉音を低減することも可能である。

（ａ）は、本発明に係るシフトロッドのディテント装置の要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すシフトロッドのディテント装置を備えた変速機の要部概略断面図である。本発明の他の例を示す要部断面図である。本発明の他の例を示す要部断面図である。本発明の他の例を示す要部断面図である。従来技術の一例を示す要部断面図である。従来技術の他の例を示す要部断面図である。従来技術の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、理解を容易にする観点から、図５〜図７に示した従来技術と同一または類似の要素には、それらと同一の符号を付すこととする。

図１（ａ）に示すシフトロッドのディテント装置Ａは、たとえば図１（ｂ）に示す変速機Ｔに具備されている。変速機Ｔは、ディテント装置Ａの構成を除き、これ以外の構成は、特許文献１に記載された変速機と同様な構成である。このため、変速機Ｔについては、簡単に説明する。

変速機Ｔは、第１および第２の従動ギヤ１１，１２が出力軸１０に軸受１３を介して相対回転可能に装着されている。第１および第２の従動ギヤ１１，１２には、エンジン（不図示）から動力を受ける入力軸（不図示）に装着された第１および第２の駆動ギヤ２１，２２が噛合している。第１および第２の従動ギヤ１１，１２は、同期装置３を介して出力軸１０と駆動連結可能とされている。同期装置３は、出力軸１０にスプライン嵌合したシンクロハブ３０、キー３１、左右一対のシンクロナイザリング３２ａ，３２ｂ、およびシフト用のスリーブ３３を備えている。このスリーブ３３をシフトフォーク３４を利用して図面左側に移動させた場合には、第１の従動ギヤ１１のギヤスプライン１１ａにスリーブ３３を同期させた状態で噛合させ、第１の従動ギヤ１１と出力軸１０とを駆動連結し、出力軸１０を第１のギヤ１１，２１のギヤ比で回転させることが可能である。これとは反対に、スリーブ３３を図面右側に移動させた場合には、第２の従動ギヤ１２のギヤスプライン１２ａにスリーブ３３を同期させた状態で噛合させ、第２の従動ギヤ１２と出力軸１０とを駆動連結し、出力軸１０を第２のギヤ１２，２２のギヤ比で回転させることが可能である。
シフトフォーク３４は、シフトロッド４に取り付けられている。シフトロッド４は、運転者が操作する操作用シフトレバー（図示略）に連動するシフトアーム３５によって往復動される。

シフトロッドのディテント装置Ａは、シフトロッド４の一端寄り部分がスライド可能に嵌入する摺動孔８０が設けられた支持部８、摺動孔８０に交差して繋がるように設けられた孔部８１、この孔部８１内に配されたロックボール５、押圧部材７、およびバネ６を備えている。支持部８は、たとえばミッションケースの一部である。バネ６は、本発明でいう付勢手段の一例に相当するものである。

シフトロッド４の一端寄り部分の外面には、複数のディテント溝４０ａ〜４０ｃが軸長方向に並ぶようにして設けられている。中央のディテント溝４０ｂは、スリーブ３３が第１および第２の従動ギヤ１１，１２の中間位置にあり、それらのいずれにも駆動連結され
ていないニュートラル状態にある際に、ロックボール５を係入させるための部分である。ディテント溝４０ａ，４０ｃは、スリーブ３３が右側または左側に移動し、第２の従動ギヤ１２または第１の従動ギヤ１１，１２に駆動連結された変速段にある際に、ロックボール５を係入させるための部分であり、中央のディテント溝４０ｂよりも深い溝とされている。

ロックボール５は、たとえば鋼製であり、孔部８１の内径よりも小径である。このため、ロックボール５が孔部８１の中央に位置する状態においては、孔部８１内においてロックボール５の左右両側に隙間Ｃａ，Ｃｂが形成される。

押圧部材７は、バネ６とロックボール５との相互間に介装されており、バネ６の内側に進入する軸部７０と、この軸部７０の先端部（図面では下部）に形成された本体部７１とを有している。押圧部材７は、本体部７１の外周面が孔部８１の内壁面８１ａに摺接した状態でシフトロッド４の外面に対向する方向に往復動可能である。

押圧部材７のうち、ロックボール５に対向する先端面には、部分球面状の凹面部７２が形成されている。この凹面部７２の曲率半径Ｒａは、ロックボール５の半径Ｒｂとの関係において、Ｒａ＞Ｒｂである。凹面部７２の中央部Ｏ１は、押圧部材７の中心線ＣＬ上にある。押圧部材７は、たとえばフッ素系樹脂などの硬質の樹脂製である。好ましくは、少なくとも凹面部７２の摩擦係数は、ロックボール５や孔部８１の内壁面８１ａの表面の摩擦係数よりも小さくされている。バネ６は、たとえば圧縮コイルバネであり、その基端部側がネジ部材６０に当接しており、適度な弾発力をもって押圧部材７およびロックボール５をシフトロッド４側に押圧付勢している。

次に、前記したシフトロッドのディテント装置Ａの作用について説明する。

まず、シフト操作がなされ、シフトロッド４が軸長方向に移動する際には、ロックボール５を回転させることが可能である。これは、以下に述べるように、第１に、少なくともシフト操作開始時点においてロックボール５が孔部８１の内壁面８１ａに非接触であること、および第２に、シフト操作時にはロックボール５を回転させる力が発生することに基づく。

前記第１の事項を説明すると、まず、図１（ａ）に示すように、ロックボール５がたとえばディテント溝４０ｂに係入した状態にある場合、ロックボール５は、基本的には、ディテント溝４０ｂの左右横幅方向の中央部に中心が一致する配置となるが、押圧部材７の凹面部７２は、部分球面状であるため、ロックボール５を押圧部材７の中心線ＣＬまたはその延長線上に位置させるようにガイドする機能を発揮する。このため、ロックボール５を孔部８１の左右幅方向の中心に配置させて、ロックボール５の左右両側に隙間Ｃａ，Ｃｂを確保することの確実化が図られる。これは、ロックボール５が孔部８１の内壁面８１ａに接触した状態でシフト操作が開始されることや、シフト操作の開始直後にロックボール５が孔部８１の内壁面８１ａに即座に圧接するといったことを防止し、ロックボール５を後述する力Ｆａ，Ｆｂによって円滑に回転させ易くするという効果をもたらせる。

前記第２の事項を説明すると、シフトロッド４がたとえば図１（ａ）の矢印Ｎ１に示すように右側に移動する場合、シフトロッド４の軸長方向において、ディテント溝４０ｂの壁面には、ロックボール５の下部を右側に押圧する水平分力Ｆａをもつ押圧力が発生する。この押圧力によってロックボール５が右側に変位した場合、このロックボール５の上部は、凹面部７２の中央部Ｏ１よりも右側の部分（たとえば、符号Ｐ１の部分）に当接するが、この当接部分Ｐ１においては、前記の水平分力Ｆａとは反対向きの水平分力Ｆｂをもつ反力が発生する。このような力Ｆａ，Ｆｂは、ロックボール５を回転させる力となる。

前記した例は、シフトロッド４を右側に移動させる場合であるが、左側に移動させる場合についても同様な作用が得られる。このように、本実施形態においては、シフト操作時に、ロックボール５を孔部８１の内壁面８１ａに圧接させることなく、シフトロッド４の移動に対応させて回転させることが可能である。このため、シフト操作時における引き摺り抵抗を小さくし、シフト操作が重くならないようにすることができる。一方、このような作用を得るための手段として、バネ６の弾発力をかなり弱くするような必要はなく、比較的強めでよい。このため、複数のディテント溝４０ａ〜４０ｃへのロックボール５の係入および脱出動作を小気味よく行なわせ、シフト操作時における節度感や吸込み感を好適に得ることも可能である。

図２〜図４は、本発明の他の実施形態を示している。

図２に示す実施形態においては、押圧部材７の凹面部７２の中央部に凹部７５が設けられている。このような構成によれば、凹部７５の平面視円形状の縁部７５ａをロックボール５の上面部に当接させることができる。したがって、凹面部７２の中央部とロックボール５とを一点で接触させていた図１（ａ）に示す構造と比較すると、押圧部材７の中心線ＣＬまたはその延長線上にロックボール５の中心を位置合わせする作用をより安定させることが可能である。

図３に示す実施形態においては、凹面部７２が円錐面状とされている。このような構成によっても、図１（ａ）および図２に示した実施形態と同様な作用を得ることが可能である。

図４に示す実施形態においては、凹面部７２が深さＤが、ロックボール５の半径Ｒｂ以上とされている。このような構成によれば、シフト操作時において、ロックボール５が凹面部７２の外側に脱出することがより確実に防止されることとなり、ロックボール５が孔部８１の内壁面８１ａに接触することを徹底して防止する上でより好ましいものとなる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るシフトロッドのディテント装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

押圧部材の先端面に設けられる凹面部は、ロックボールの半径よりも大きな曲率半径の部分球面状、または円錐面状に形成されていればよく、部分球面の曲率半径や円錐面の傾斜角などの具体的な値などは問わない。押圧部材は、樹脂製に代えて、金属製などにすることも可能であり、その具体的な材質は問わない。ロックボールの具体的なサイズや材質なども問わない。付勢手段としては、圧縮コイルバネ以外の手段を採用することが可能である。本発明に係るシフトロッドのディテント装置の適用対象は、手動変速機に限らず、本発明でいうシフトレバーの概念には、たとえば自動変速機用のセクレトレバーも含まれる。

Ａシフトロッドのディテント装置
４シフトロッド
４０ａ〜４０ｃディテント溝
５ロックボール
６バネ（付勢手段）
７押圧部材
７２凹面部
８支持部
８０摺動孔
８１孔部

Claims

支持部に設けられた摺動孔内に一部が嵌入した状態で支持されて、シフトレバーの操作に対応して軸長方向に移動可能であり、かつ複数のディテント溝が前記軸長方向に並ぶようにして外面に設けられているシフトロッドと、
前記摺動孔に交差して繋がるように前記支持部に設けられた孔部内に配されており、かつ前記複数のディテント溝に係脱させるためのロックボールと、
このロックボールを前記シフトロッドの外面に向けて押圧付勢するための付勢手段と、
この付勢手段と前記ロックボールとの相互間に介装されたロックボール用の押圧部材と、
を備えている、シフトロッドのディテント装置であって、
前記押圧部材の中心線またはその延長線上に前記ロックボールの中心が位置するときに、前記ロックボールと前記孔部の内壁面とは、少なくとも前記軸長方向において非接触状態となるように構成されており、
前記押圧部材は、前記ロックボールに対向する先端面に、前記ロックボールの半径よりも大きな曲率半径の部分球面状または円錐面状の凹面部が形成された構成を有し、前記押圧部材の中心線またはその延長線に対する前記ロックボールの中心合わせガイド機能を有していることを特徴とする、シフトロッドのディテント装置。