JP2018035918A

JP2018035918A - 歯車変速機の変速機構

Info

Publication number: JP2018035918A
Application number: JP2016171697A
Authority: JP
Inventors: 和彦横山; Kazuhiko Yokoyama
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2018-03-08

Abstract

【課題】シフトドラムの回転によりシフトフォークを摺動させて変速を実行する歯車変速機の変速機構において、シフトフォークの駆動抵抗を軽減する。【解決手段】シフターピン１０の外面１２の形状と案内溝の側面１４の形状を、シフトドラムの案内溝とシフトフォークのシフタービンとを２点Ｂ１，Ｂ２で接触するよう形成することにより、シフトフォークのガイドロッドやシフトドラムに対する傾き（倒れ）を抑制し、片当たりや噛み込みによる抵抗の増加を抑制した。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される歯車変速機の変速機構に関するものである。

従来より、外周面に案内溝が形成された円柱状のシフトドラムと、前記案内溝に摺動自在に嵌合されるシフターピンが形成されると共にガイドロッドに摺動可能に支持されたシフトフォークとを備え、前記シフトドラムをシフト操作機構で軸心を中心に回転させることにより前記シフトフォークを前記ガイドロッドの軸方向に摺動させて変速を実行する歯車変速機の変速機構が知られている。（特許文献１）

特開２００５−１２７３６８号公報

このような変速機構では、二股に分岐されたシフトフォークの本体先端部が、変速機の回転軸と等速回転するクラッチハブ（クラッチスリーブとも言う）又は歯車ボス部の外周に形成された環状溝に常時嵌合している。

そのため、シフトフォークにはクラッチハブの回転により、シフトフォークをクラッチハブの半径方向に偏移させようとする力が作用しており、特に変速の開始時においてはシフトフォークの先端がクラッチハブの環状溝により強い力で押し付けられるため、シフトフォークを半径方向へ偏移させるのに要する力が増加し、シフトフォークに倒れや傾き等が発生する。

その結果、シフトフォークとガイドロッドとの嵌合部における芯ずれや、シフターピンと案内溝の側面との間のこじれ、噛み込み等が発生して変速機構全体の摺動抵抗が増加するため、シフトドラムの操作力により大きな力が必要となり、特にシフトドラムを電動モータ等のアクチュエータで駆動する場合には、装置が大型化してしまう虞がある。

本発明は、上記のような課題を解決するために創案されたもので、シフトドラムを用いた歯車変速機の変速機構において、シフトフォークの傾きや倒れを防止して、変速機構における摺動抵抗の増加を抑制することを目的とするものである。

（１）上記の目的を達成するため、本発明の歯車変速機の変速機構は、外周面に案内溝が形成された円柱状のシフトドラムと、前記案内溝に摺動自在に嵌合されるシフターピンが形成されると共にガイドロッドに摺動可能に支持されたシフトフォークと、を備え、前記シフトドラムをシフト操作機構で軸心を中心に回転させることにより前記シフトフォークを前記ガイドロッドの軸方向に摺動させて変速を実行する歯車変速機の変速機構において、前記シフターピンの外面の形状と前記案内溝の側面の形状を、前記摺動時に前記外面と前記側面とが互いに２点接触するように形成したことを特徴としている。

（２）前記案内溝の前記側面に当接する前記シフタービンの外面の形状を、前記シフトドラムの軸心に沿う断面において、所定の半径Ｒ１の半円形状とし、前記案内溝の側面の形状を、前記断面において、前記半径Ｒ１より大きい半径Ｒ２の円弧で形成することが好ましい。

（３）また、前記断面における前記案内溝の側面形状を、同一の半径Ｒ２で中心の位置が異なる２つの円弧で形成し、前記２つの円弧の中心を、前記所定半径Ｒ１の中心を通る前記シフトドラムの軸心と略平行な仮想線の上下にそれぞれ偏倚して配置することが好ましい。

（４）さらに、前記２つの円弧の接合部分における前記側面に、前記円弧の半径方向外側へ向かって窪ませた凹部を形成することが好ましい。

本発明によれば、シフトドラムの案内溝の側面において、シフターピンの外面と前記側面とが摺動時に２点接触するように形成したので、シフトフォークの傾きや倒れを防止して、変速機構における摺動抵抗の増加を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る歯車変速機の変速機構の構造を模式的に示す断面図である。図１のＡ部を拡大して示す部分断面図である。本発明の一実施形態の特徴的構成を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することや適宜組み合わせることが可能である。

図１は本実施形態にかかる変速機構を模式的に示す断面図であり、図１に示すように、外周面に案内溝２が形成された円柱状のシフトドラム４は、図示しない手動のシフト操作機構又は電動モータ等により、軸心Ｃを中心に回転されるように構成されている。

また、案内溝２には、ガイドロッド５に摺動可能に支持されたシフトフォーク６のボス部８に、一体的に形成されたシフターピン１０が摺動自在に嵌合されている。
シフトフォーク６のボス部８には、従来周知の先端が二股に分岐されたシフトフォーク本体（図示せず）が突設されており、このシフトフォーク本体の先端は、これも従来周知の歯車変速機のクラッチハブの外周溝に嵌合されている。

さらに、案内溝２は、シフトドラム４の外周面において部分的に軸心Ｃに対して傾斜するように（即ち、案内溝２が軸心Ｃを中心に回転すると溝位置が軸方向に移動するように）形成されており、シフトドラム４が回転されて、シフターピン１０が前記傾斜部分を案内摺動されることにより、シフトフォーク６が軸方向に摺動されてクラッチハブを移動し、歯車変速機の変速が実行されるよう構成されている。

歯車変速機の変速を行なう際の上記の摺動時に、互いに接触するシフターピン１０の外面１２と案内溝２の側面１４の形状は、図２に示すように、外面１２と側面１４とが上下の２点Ｂ１，Ｂ２で接触（２点接触）するように形成されている。

前記２点接触を達成するために、外面１２は、図３（ａ）に示すように、側面１４との当接面が点Ｏ１を中心とする半径Ｒ１の半円形で構成され、側面１４は前記半径Ｒ１より大きな半径Ｒ２を有し、異なる２つの中心点Ｏ２，Ｏ３を有する２つの円弧１４１，１４２で構成されている。

前記２つの円弧１４１，１４２は、図３（ｂ）に示すように、中心点Ｏ１を通り軸心Ｃと略平行な仮想線Ｔの上下に等距離だけ偏位して配置された中心点Ｏ２，Ｏ３を中心に描かれる円弧であり、仮想線Ｔの下方に配置された中心点Ｏ２を中心として上方の円弧１４１が形成され、仮想線Ｔの上方に配置された中心点Ｏ３を中心として上方の円弧１４２が形成されている。

また、側面１４において、前記２つの円弧１４１，１４２が接合される部分（仮想線Ｔと側面１４とが交差する部分でもある。）及びその近傍には、側面１４の表面から窪んだ（図２の断面図において、円弧１４１，１４２の半径方向Ｒ２外方へ突出する）凹部１６が形成されている。

上記形状とすることにより、大きい半径Ｒ２の円弧１４１，１４２で形成された側面１４を有する案内溝２に、外面１２が小さな半径Ｒ１の半円で形成されたシフターピン１０を嵌合させたとき、外面１２と側面１４とが２点Ｂ１，Ｂ２で接触する２点接触の構成となる。
また、凹部１６を設けることにより、外面１２の頂点（外面１２と仮想線Ｔとの交差部分）が側面１４に接触することが回避できる。

さらに、シフターピン１０において、半径Ｒ１の曲線の外面１２から直線に変化する部分（図３中、Ｄ１，Ｄ２で示す部分）は、曲率１／Ｒ１から曲率０に向かって滑らかに変化する曲線で形成されており、具体的にはＬｏｇＲ１の曲線で構成するのが好適と考えられる。
この構成により、上記構成にも拘わらず、万が一シフターピン１０が案内溝２内で傾斜してしまったときに、外面１２の側面１４に対する接触面の形状変化を穏やかにして、案内溝２に対する衝撃の変化を穏やかにすることができる。

なお、上記説明では、案内溝２の一方の側面１４における構成を説明したが、他方の側面１４における構成も同様のものである。

本発明の一実施形態に係る歯車変速機の変速機構は、上述のように構成されるので、以下のような作用及び効果を得ることができる。

変速の際、シフターピン１０の外面１２が案内溝２の一方の側面（一側面）１４に接触して摺動するが、このとき、シフターピン１０の外面１２を案内溝２の側面１４に対して２点接触させることにより、シフトフォーク本体の先端部でクラッチハブから受けるシフトフォークを傾斜させようとする力に抗して、シフトフォーク６の傾きや倒れを阻止するようにシフターピン１０を保持することができるので、シフトフォーク６の傾きや倒れによる摺動抵抗の増加を抑制でき、シフト操作力の軽減、シフトアクチュエータの小型化等を実現できる。

また、シフターピン１０の外面を半径Ｒ１の半円で形成し、案内溝２の側面１４を半径Ｒ１より大きな半径Ｒ２で中心の位置Ｏ２，Ｏ３が異なる２つの円弧１４１，１４２で形成して２点接触を構成したので、自動調心作用が発揮され、シフトフォーク本体の中立を保持してフォーク先端のクラッチハブ環状溝への接触が低減されて、変速機回転軸の回転フリクションを低減できる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態を本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、シフターピン１０をシフトフォーク６のボス部８に一体的に形成する構成を開示したが、シフターピン１０の構成はこれに限られるものではなく、ボス部８に突設した円柱状の軸に前記実施形態と同様の外面１２を有するリング状の部材を外嵌して構成することも可能である。

２案内溝
４シフトドラム
６シフトフォーク
１０シフターピン
１２外面
１４側面
１６凹部

Claims

外周面に案内溝が形成された円柱状のシフトドラムと、
前記案内溝に摺動自在に嵌合されるシフターピンが形成されると共にガイドロッドに摺動可能に支持されたシフトフォークと、を備え、
前記シフトドラムをシフト操作機構で軸心を中心に回転させることにより前記シフトフォークを前記ガイドロッドの軸方向に摺動させて変速を実行する歯車変速機の変速機構において、
前記シフターピンの外面の形状と前記案内溝の側面の形状を、前記摺動時に前記外面と前記側面とが互いに２点接触するように形成した
ことを特徴とする歯車変速機の変速機構。
前記案内溝の側面に当接する前記シフタービンの外面の形状を、前記シフトドラムの軸心に沿う断面において、所定の半径Ｒ１の半円形状とし、
前記案内溝の側面の形状を、前記断面において、前記半径Ｒ１より大きい半径Ｒ２の円弧で形成した
ことを特徴とする請求項１記載の歯車変速機の変速機構。
前記断面における前記案内溝の側面形状を、同一の半径Ｒ２で中心の位置が異なる２つの円弧で形成し、
前記２つの円弧の中心を、前記所定半径Ｒ１の中心を通る前記シフトドラムの軸心と略平行な仮想線の上下にそれぞれ偏倚して配置した
ことを特徴とする請求項２に記載の歯車変速機の変速機構。
前記２つの円弧の接合部分における前記側面に、前記円弧の半径方向外側へ向かって窪ませた凹部を形成した
ことを特徴とする請求項３に記載の歯車変速機の変速機構。