JP2016205516A - 車両のレバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸にレバー部が溶接によって片持ち状に接続されるレバー構造において、回転軸とレバー部との溶接部にかかる応力を低減できる構造を提供する。【解決手段】レバー部２４に円弧状穴３４が形成されることで、レバー部２４がシャフト２６との溶接部３２を支点にして振動した際に、溶接部３２にかかる応力集中を緩和することができる。また、レバー部２４に形成される円弧状穴３４が、挿入穴２８の円周方向に沿って円弧状に形成されているため、円弧状穴３４の両端に応力が集中し、円弧状穴３４の両端で発生する応力の集中部位から溶接部３２に伝わるひずみを、シャフト２６の円周まわりで離間した２箇所に設定できる。従って、溶接部３２のひずみが分散されることで、溶接部３２の最大ひずみを低減でき、レバー部２４の耐久性を向上することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に備えられるレバーの構造に関するものである。

特許文献１には、クラッチケーブルに接続されるクラッチレリーズフォークレバーと、そのクラッチレリーズフォークレバーに接続されることでクラッチレリーズフォークレバーによって回動させられるクラッチレリーズフォークとを備えた構造が開示されている。このようなクラッチレリーズフォークレバーをはじめとする車両に備えられるレバー構造として、回転軸とその回転軸に接続されるレバー部とから構成されるものが知られている。

国際公開第２００６／０８８１６８号 特開２００３−３２９１３３号公報

上記車両に備えられるレバー構造は、回転軸とレバー部の端部とが例えば溶接によって接続されることで構成されるが、このときレバー部は回転軸によって片持ち状に支持された状態となる。ここで、車両振動によってレバー部が回転軸との接続部を支点にして振動すると、回転軸との溶接部に応力が集中し、耐久性が低下する可能性があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、回転軸にレバー部の端部が溶接によって接続されることで、レバー部が片持ち状に支持される車両のレバー構造において、回転軸とレバー部との溶接部にかかる応力を低減できる構造を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)長手状のレバー部と、回転軸とを備え、前記レバー部の長手方向の一端部側に回転軸が挿入される挿入穴が形成され、その挿入穴に前記回転軸が挿入された状態でその回転軸の円周まわりが溶接されることにより、前記回転軸と前記レバー部とが接続される車両のレバー構造であって、(b)前記レバー部には、前記挿入穴に対して長手方向の他端部側に、前記挿入穴の円周方向に沿った円弧状の穴が形成されていることを特徴とする。

このようにすれば、レバー部に穴が形成されることで、レバー部が回転軸の軸線方向に振動した際、穴近傍に応力が集中するため、溶接部にかかる応力集中を緩和することができる。また、レバー部に形成される穴が、挿入穴の円周方向に沿って円弧状に形成されているため、円弧状の穴の円周方向の両端部と溶接部との距離が近くなる。ここで、レバー部が振動すると、円弧状の穴の両端部に応力が集中するが、この応力が集中する部位と溶接部との距離が近くなるため、その応力が集中する部位から溶接部に伝わるひずみを回転軸の円周まわりで離間した２箇所に設定できる。このように、溶接部のひずみが２箇所に分散されることで、溶接部の最大ひずみを低減できるため、レバー部の耐久性を向上することができる。

本発明が適用されたクラッチ機構の概略図である。 図１のクラッチ機構をケース外部側からみた図である。 図１のトーションレバーの斜視図である。 図３のトーションレバーの正面視図および上面視図である。 図３のレバー部の溶接部周辺の拡大図である。 レバー部が振動したときの溶接部のひずみを、穴が形成されているレバー部および穴が形成されていないレバー部毎に、それぞれ数値計算によって計算した計算結果である。 穴が形成されているレバー部および穴が形成されないレバー部をそれぞれモデル化し、そのモデル化されたレバー部のひずみの分布を示したものである。 穴が形成されているレバー部および穴が形成されないレバー部の、溶接部における最大ひずみの大きさを比較した図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されたクラッチ機構１０の概略図である。また、図２は、クラッチ機構１０を収容するケース１２外部側の構造を示す図である。クラッチ機構１０は、ケース１２内において図示しないエンジンと変速機との間に介挿されており、エンジンと変速機との間の動力伝達経路を断接するために設けられている。また、図２に示すように、トーションレバー１６は、その一部がケース１２の外側に突き出ており、トーションレバー１６の端部がケーブル１４に接続されている。

運転者によって図示しないクラッチペダルが踏み込まれると、クラッチペダルに機械的に連結されている図２のケーブル１４が引き込まれることで、トーションレバー１６が回動させられ、トーションレバー１６に接続されているレリーズフォーク１８も同様に回動させられる。このとき、レリーズフォーク１８に当接するレリーズベアリング２０がクラッチ遮断位置に移動させられることによって、クラッチ機構１０が作動し、エンジンと変速機との間の動力伝達経路が遮断される。また、クラッチペダルの踏み込みが解除されると、クラッチ機構１０を構成する図示しないダイヤフラムスプリングによってレリーズベアリング２０がクラッチ接続位置に移動させられることによって、エンジンと変速機との間の動力伝達経路が動力伝達可能な状態となる。なお、クラッチ機構１０の具体的な構造および作動については、公知の技術であるためその説明を省略する。

図３は、トーションレバー１６の斜視図であり、図４は、図３のトーションレバー１６の上面視図(図４(a))および正面視図(図４(b))である。図３および図４に示すように、トーションレバー１６は、長手状のレバー部２４と、シャフト２６とから構成されている。レバー部２４は、プレート状の部材から形成され、例えばプレス成型で形成される。レバー部２４の長手方向の一端部側には、シャフト２６が挿入される挿入穴２８が形成されている。また、レバー部２４の他端部側には、ケーブル１４が接続されるケーブル接続部３０が設けられている。なお、トーションレバー１６が本発明のレバー構造に対応し、シャフト２６が本発明の回転軸に対応している。

シャフト２６は、円柱形状を有し、シャフト２６の軸線Ｃ方向の一端がレバー部２４の挿入穴２８に挿入されている。そして、レバー部２４の挿入穴２８にシャフト２６が挿入された状態で、シャフト２６の円周まわりが溶接されることで、レバー部２４とシャフト２６とが一体的に接続されている。また、シャフト２６の軸線Ｃ方向の他端側に、図１および図２に示すレリーズフォーク１８が接続される。従って、ケーブル１４が引き込まれることで、レバー部２４がシャフト２６の軸線Ｃまわりに回動させられ、さらにシャフト２６が回転することで、シャフト２６に接続されているレリーズフォーク１８も同様に、シャフト２６の軸線Ｃまわりに回動させられる。

ところで、トーションレバー１６は、図３および図４に示すように、レバー部２４がシャフト２６との溶接部３２（接続部）を支点として片持ち状に支持されている。ここで、車両が振動した際にトーションレバー１６がシャフト２６の軸線Ｃ方向に振動すると、レバー部２４がシャフト２６との溶接部３２（接続部）を支点にして振動する。このとき、レバー部２４とシャフト２６との溶接部３２に応力が集中し、トーションレバー１６の耐久性が低下する可能性がある。これに対して、本実施例のレバー部２４には、円弧状穴３４が形成されることで、溶接部３２の応力集中を低減している。以下、円弧状穴３４の構造および作用について説明する。なお、円弧状穴３４が、本発明の円弧状の穴に対応している。

図５は、レバー部２４の長手方向において挿入穴２８が形成される側（一端部側）周辺の拡大図である。レバー部２４には、挿入穴２８に対して長手方向でケーブル接続部３０側（他端部側）に、円弧状穴３４が形成されている。円弧状穴３４は、挿入穴２８の円周方向に沿って円弧状に形成されている。従って、円弧状に形成されている円弧状穴３４の円周方向（円弧方向）の両端は離間している。また、円弧状穴３４は、レバー部２４の長手方向で挿入穴２８（溶接部３２）近傍に形成されている。さらに、円弧状に形成される円弧状穴３４の円周方向の両端部が溶接部３２に近くなるように、シャフト２６の軸線Ｃを中心とする円弧の半径（円弧の外側の半径Ｒ１および円弧の内側の半径Ｒ２）が設定されている。また、円弧状穴３４の円弧状に形成される円周方向の両端部についても曲線形状を有するように円弧状に形成されている。詳細には、円弧状穴３４を形成する外側の円弧（曲線）と内側の円弧（曲線）とが滑らか（連続的に）につながるように円弧の半径Ｒ３が設定されている。このようにして、円弧状穴３４は、穴周辺に渡って曲線形状に形成されている。

上記のように、レバー部２４に円弧状穴３４が形成されることによる効果を説明する。図６は、レバー部２４が振動したときに溶接部３２で発生するひずみを、数値計算によって計算した計算結果を示している。図６(a)は、本実施例のレバー部２４に円弧状穴３４が形成された場合の溶接部３２のひずみであり、図６(b)は、比較対象として円弧状穴３４が形成されない場合のレバー部の溶接部のひずみである。図６(a)の円弧状穴３４が形成されたレバー部２４では、太破線で囲まれる円弧状穴３４の円周方向の両端部近傍で応力が集中する。すなわち、応力の集中箇所が、レバー部２４の円弧状穴３４の円周方向の両端部（２箇所）に分散される。また、円弧状穴３４が挿入穴２８の円周方向に沿った円弧形状に形成されているため、このレバー部２４の応力が集中する部位と、溶接部３２とが接近した位置となる。これより、このレバー部２４の応力が集中する箇所から溶接部３２に伝搬されるひずみが、太実線で示す挿入穴２８の周方向の２箇所に分散される。このように、ひずみの伝搬される箇所が２箇所に分散されるため、溶接部３２の最大ひずみは低減される。一方、図６(b)に示す円弧状穴３４が形成されないレバー部では、太実線で囲まれる溶接部３２近傍に応力が集中する。従って、この太実線で囲む部位のひずみが大きくなる。

図７は、レバー部２４をモデル化し、そのモデル化したレバー部２４のひずみの分布を示している。図７の左側は、レバー部２４に円弧状穴３４が形成された態様((a)穴あり)を示し、図７の右側は、比較対象であるレバー部２４に円弧状穴３４が形成されない態様((b)穴なし)を示している。また、図７の上側の図は、レバー部２４をモデル化した図であり、図７の下側の図は、上のモデルに対応する支点（溶接部３２）からのひずみ分布を示している。

先ず、図７右側の(b)穴なしについて説明すると、シャフト２６との溶接部３２を固定端としてレバー部２４が片持ち状に支持されたモデルとなる。従って、レバー部２４に振動が伝達されると、固定端である溶接部３２を支点としてレバー部２４が傾くため、溶接部３２の１箇所に応力が集中する。従って、溶接部３２のひずみが最大となる。

次に、図７左側の(a)穴ありについて説明する。レバー部２４に円弧状穴３４が形成される場合であっても、図７右側の(b)穴なしと同様に、シャフト２６との溶接部３２を固定端としてレバー部２４が片持ち状に支持されるところは共通するが、さらにレバー部２４の長手方向において円弧状穴３４が形成される位置（穴位置）においても支点が形成されるモデルとなる。ここで、レバー部２４に振動が伝達されると、円弧状穴３４が形成されている穴位置を支点としてもレバー部２４に傾きが生じ、この円弧状穴３４が形成される部位（詳細には、図６の破線で囲まれる２箇所）近傍に応力が集中する。従って、この円弧状穴３４が形成される位置のひずみが大きくなる。これに伴って、溶接部３２で発生する応力が低減されるため、溶接部３２で生じるひずみが低減される。

図８は、レバー部２４の溶接部３２の最大ひずみ（溶接部最大ひずみ）を示している。図８の(a)穴ありは、本実施例のレバー部２４に円弧状穴３４が形成されている溶接部３２の最大ひずみを示し、図８の(b)穴なしは、比較対象であるレバー部２４に穴が形成されない場合の溶接部３２の最大ひずみを示している。なお、図８の(a)穴ありの最大ひずみは、図６(a)の太実線で囲まれた部位で生じるひずみに対応している。また、図８の(b)穴なしの最大ひずみは、図６(b)の太実線で囲まれた部位で生じるひずみに対応している。図８に示すように、(a)穴ありの最大ひずみが、(b)穴なしの最大ひずみに比べて１５％程度低減されている。

図８の(a)穴ありの場合には、応力の集中が、円弧状穴３４の円周方向の両端部の互いに離間した位置で発生し、さらにこの応力の集中する部位と溶接部３２とが近い位置にあるため、溶接部３２では前記応力の集中する部位から伝搬されるひずみが２箇所に分散される。これに対して、図８の(b)穴なしの場合には、応力の集中が溶接部３２近傍の１箇所に集中するため、その部位での最大ひずみも大きくなる。このように、(a)穴ありでは、溶接部３２のひずみの発生する箇所が２箇所に分散される分だけ、(b)穴なしに比べて最大ひずみが低減される。

上述のように、本実施例によれば、レバー部２４に円弧状穴３４が形成されることで、レバー部２４がシャフト２６の軸線Ｃ方向に振動した際に、円弧状穴３４近傍に応力が集中するため、溶接部３２にかかる応力集中を緩和することができる。また、レバー部２４に形成される円弧状穴３４が、挿入穴２８の円周方向に沿って円弧状に形成されているため、円弧状穴３４の円周方向の両端部と溶接部３２との距離が近くなる。ここで、レバー部２４が振動すると、円弧状穴３４の円周方向の両端部に応力が集中するが、この応力が集中する部位と溶接部３２との距離が近くなるため、その応力が集中する部位から溶接部３２に伝わるひずみをシャフト２６の円周まわりで離間した２箇所に設定できる。このように、溶接部３２のひずみが２箇所に分散されることで、溶接部３２の最大ひずみを低減できるため、レバー部２４の耐久性を向上することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１６：トーションレバー（レバー構造）
２４：レバー部
２６：シャフト（回転軸）
２８：挿入穴
３４：円弧状穴（穴）

Claims (1)

1. 長手状のレバー部と、回転軸とを備え、前記レバー部の長手方向の一端部側に回転軸が挿入される挿入穴が形成され、該挿入穴に前記回転軸が挿入された状態で該回転軸の円周まわりが溶接されることにより、前記回転軸と前記レバー部とが接続される車両のレバー構造であって、
   前記レバー部には、前記挿入穴に対して長手方向の他端部側に、前記挿入穴の円周方向に沿った円弧状の穴が形成されている
   ことを特徴とする車両のレバー構造。

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