JP2018084296A - 変速機の操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速時のショックを低減する機構をコンパクトに形成する。【解決手段】変速機の操作装置は、シフト操作によって軸回りに回動するシフトアンドセレクトシャフト２と、シフトアンドセレクトシャフト２に設けられた固定アーム２１とを備える。可動アーム３は、シフトアンドセレクトシャフト２の外周部分に装着され且つシフトアンドセレクトシャフト２に対して軸回りに回動する。可動アーム３がシフトアンドセレクトシャフト２の軸回りの回動に伴って回動するように、ねじりコイルスプリング４が可動アーム３と固定アーム２１との間を連結する。変速機は、シフトアンドセレクトシャフト２の軸回りの可動アーム３の回動によって直接又は間接的にシフトされる。固定アーム２１、ねじりコイルスプリング４、及び可動アーム３は、シフトアンドセレクトシャフト２の軸線方向に沿って並べて配置される。【選択図】図２

Description

この発明は、変速機の操作装置に関する。

トランスミッションの変速を行う種々の変速機の操作装置の一例として、特許文献１には、駆動装置の内部に規定の角度範囲で互いに相対的に回転可能なシフト弾性体を設けることで、シフト過程時に生じる力衝撃を遮断する変速機の操作装置が開示されている。

特表２００３−５２９０２４号公報

上記文献１の変速機の操作装置の場合、アクチュエータ内部（駆動装置内部）にシフト弾性体が設けられていることから、シャフトの径方向のスペースが圧迫されてしまい、変速機の操作装置全体としてサイズが大きくなってしまうという課題があった。

本発明は、変速時のショックがシャフト及びその伝動経路の上流部分に配置された各種の部材に伝わることを低減する機構をコンパクトに形成することを課題とする。

本発明の変速機の操作装置は、手動又はアクチュエータによるシフト操作によって軸回りに回動するシャフトと、前記シャフトに設けられた取付部と、前記シャフトの外周部分に装着され且つ前記変速機が直接的又は間接的にシフトされるように該シャフトに対して軸回りに回動する作動部材と、前記シャフトの軸回りの回動に伴って前記作動部材の回動が許容されるように該作動部材と前記取付部との間を連結する弾性部材とを備え、前記取付部、前記弾性部材及び前記作動部材は前記シャフトの軸線方向に沿って並べて配置されたことを特徴とする。

上記構成としたことで、変速時のショックがシャフト及びその伝動経路の上流部分に配置された各種の部材に伝わることを低減する機構をコンパクトに形成できる。

前記作動部材が前記シャフトに対して予め定めた範囲である融通範囲内で回動することを許容する融通機構を備え、該融通機構は、前記作動部材が前記融通範囲外に回動される場合には、該作動部材が前記弾性部材にはよらずに前記シャフトと一体で回動されるように構成されたものとしてもよい。

前記シャフト、前記取付部、前記弾性部材、及び前記作動部材が同一軸心上に配置されたものとしてもよい。

上記の構成のため、変速時のショックがシャフト及びその伝動経路の上流部分に配置された各種の部材に伝わることを低減する機構をコンパクトに形成できる。

本発明を適用した変速機の操作装置の一例を説明する図である。 本発明を適用した変速機の操作装置の主要部の部分破断斜視図である。 本発明を適用した変速機の操作装置の主要部の正面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 固定アーム及び可動アームの回動の様子を示す図である。

図１は、本発明を適用した変速機の操作装置９の一例を説明する図である。変速機の操作装置９は、セレクト用モータ９１及びセレクト用動力変換機構９２と、シフト用モータ９３及びシフト用動力変換機構９４と、シフトアンドセレクトシャフト９５及び可動アーム９６とで構成され、変速機本体９９のセレクト操作及びシフト操作を行う。

セレクト用モータ９１の出力軸にはセレクト用ピニオン９２１が設けられ、セレクト用ピニオン９２１は中間歯車９２２と噛合する。中間歯車９２２と一体に回転するスライド用ピニオン９２３は、シフトアンドセレクトシャフト９５の図中右側に形成された円周ラック９５１と噛合して、これを左右にスライドさせる。一方、シフト用モータ９３の出力軸にはシフト用ピニオン９４１が設けられ、シフト用ピニオン９４１は中間大歯車９４２と噛合する。中間大歯車９４２と一体に回転する中間小歯車９４３は、シフトアンドセレクトシャフト９５の図中左側に形成されたスプライン軸９５２に嵌合するシフト用ギヤ９５３と噛合し、シフトアンドセレクトシャフト９５は回転する。そして、シフトアンドセレクトシャフト９５の軸回り回動に伴って回動作動する可動アーム９６は、図中左右へのスライドによる３位置及び図中前後の回転による２位置を掛け合わせた６位置の変速段を選択し、操作する。

図２は、本発明を適用した変速機の操作装置の主要部１の部分破断斜視図である。図３は、本発明を適用した変速機の操作装置の主要部１の正面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図５は、シフトアンドセレクトシャフト２の軸方向から見た図であり、固定アーム２１及び可動アーム３の回動の様子を示す図である。以下に主要部１の構造を示す。

この主要部１は、シフトアンドセレクトシャフト２と、シフトアンドセレクトシャフト２に固定された固定アーム２１と、シフトアンドセレクトシャフト２の外周に装着された可動アーム３と、固定アーム２１と可動アーム３との間を連結するねじりコイルスプリング４と、融通機構５とで構成される。本例では、シフトアンドセレクトシャフト２、固定アーム２１、ねじりコイルスプリング４、及び可動アーム３が同一軸心上に配置されている。

上記シフトアンドセレクトシャフト２は、手動又はアクチュエータによる操作力を伝える軸である。シフトアンドセレクトシャフト２は、セレクト操作によって軸方向へスライドし、シフト操作によって軸周りに回動する。

上記固定アーム２１は、シフトアンドセレクトシャフト２と可動アーム３との間を連結する部材である。図２に示すように、固定アーム２１は、シフトアンドセレクトシャフト２の外周面を囲繞し、シフトアンドセレクトシャフト２に固定される。固定アーム２１は、シフトアンドセレクトシャフト２のスライドに伴いシフトアンドセレクトシャフト２と一体的にスライドし、且つシフトアンドセレクトシャフト２の回動に伴いシフトアンドセレクトシャフト２と一体的に回動する。

また、上記固定アーム２１には、ねじりコイルスプリング４と係合するための固定アーム２１側の係合部２２が設けられる。係合部２２には、ねじりコイルスプリング４の一端４１が挿通される。本例では、ねじりコイルスプリング４の一端４１の挿通箇所が溶接等により固定される。

上記可動アーム３は、上流から伝達された操作力に基づいて、変速機が直接的又は間接的にシフトされるように、シフトアンドセレクトシャフト２の軸線方向にスライドし、シフトアンドセレクトシャフト２に対して軸回りに回動する部材である。図２に示すように、可動アーム３は、シフトアンドセレクトシャフト２に対して遊転自在に装着される。遊転自在に装着された可動アーム３は、ねじりコイルスプリング４を介して固定アーム２１と連結され、ひいてはシフトアンドセレクトシャフト２と連結される。これにより、可動アーム３は、シフトアンドセレクトシャフト２と一体的にスライドし、且つシフトアンドセレクトシャフト２と一体的に回動する。そして、可動アーム３は、係合するシフト部材を選択するセレクト作動を行い、且つ選択されたシフト部材によるシフト作動を行う。なお、可動アーム３は、シフト作動させるシフト部材そのものであってもよい。

また、上記可動アーム３には、ねじりコイルスプリング４と係合するための可動アーム３側の係合部３１が設けられる。係合部３１には、ねじりコイルスプリング４の他端４２が挿通される。本例では、ねじりコイルスプリング４の他端４２の挿通箇所が溶接等により固定される。

上記ねじりコイルスプリング４は、シフトアンドセレクトシャフト２と可動アーム３との間を連結する連結部材であり、変速時のショックを吸収する緩衝部材である。図２に示すように、ねじりコイルスプリング４は、弾性を有する線材がコイル状に巻かれて形成される。ねじりコイルスプリング４の内径は、シフトアンドセレクトシャフト２の外径よりも大きく形成され、ねじりコイルスプリング４は、シフトアンドセレクトシャフト２の外周に装着される。ねじりコイルスプリング４のアームの一方に相当する一端４１は、ねじりコイルスプリング４のコイル中心軸に沿った方向であってコイル状に巻かれた部分から離れる方向に折り曲げられており、固定アーム２１側の係合部２２に係合する。また、ねじりコイルスプリング４のアームの他方に相当する他端４２は、ねじりコイルスプリング４のコイル中心軸に沿った方向であってコイル状に巻かれた部分から離れる方向に折り曲げられており、可動アーム３側の係合部３１と係合する。そして、ねじりコイルスプリング４は、固定アーム２１と可動アーム３との間を連結し、ひいてはシフトアンドセレクトシャフト２と可動アーム３との間を連結する。本例では、シフトアンドセレクトシャフト２の外周に装着されたねじりコイルスプリング４の一端４１及び他端４２それぞれの挿通箇所がそれぞれ固定される。これによって、固定アーム２１と可動アーム３との間が連結される。

上記融通機構５は、シフト作動時の一定範囲においてねじりコイルスプリング４を作用させるための機構である。図４に示すように、融通機構５は、シフトアンドセレクトシャフト２の外周面に設けられたキー部材５１と、可動アーム３の内周面に設けられた切欠き状部５３とにより構成される。シフトアンドセレクトシャフト２と一体で回動するキー部材５１が壁部５４又は壁部５６に当接せずに回動できる範囲が、本実施形態における融通範囲になる。すなわち、融通機構５は、可動アーム３がシフトアンドセレクトシャフト２に対して融通範囲内で回動することを許容するための機構である。また、融通機構５は、可動アーム３が融通範囲外で融通範囲から遠ざかる側に回動される場合には、可動アーム３がねじりコイルスプリング４にはよらずにシフトアンドセレクトシャフト２と一体で回動されるように構成される。

上記キー部材５１は、固定時に、切欠き状部５３により形成された空間に対して少なくとも一部を含むようにシフトアンドセレクトシャフト２の外周面に直接又は間接に固定される。ここでは、キー部材５１は、上記シフトアンドセレクトシャフト２の外周面に形成されたキー溝５２に対して圧入等により固定され、固定時にシフトアンドセレクトシャフト２の外周面から突出する突出部分を有するように固定される。固定されたキー部材５１は、シフトアンドセレクトシャフト２と一体で回動する。なお、キー部材５１が壁部５４又は壁部５６と面で当接するように、当接箇所の形状が形成されていてもよい。

上記切欠き状部５３は、キー部材５１のシフトアンドセレクトシャフト２の径方向への突出幅よりも大きい深さで径方向に切り欠かれた壁部５４及び壁部５６を有する。壁部５４及び壁部５６との間の切り欠きの周方向長さは、キー部材５１のシフトアンドセレクトシャフト２に対する周方向長さよりも長く形成される。そして、キー部材５１の突出箇所の少なくとも一部が切欠き状部５３により形成された空間に含まれるように、可動アーム３がシフトアンドセレクトシャフト２に装着される。このように構成されることで、図４に示すように、シフトアンドセレクトシャフト２と一体で回動するキー部材５１が壁部５４又は壁部５６に当接せずに回動できる範囲（つまり、融通範囲）が生まれる。

次に、上述のように構成した操作装置の主要部１の動作及び作用について説明する。まず、ねじりコイルスプリング４による連結について説明する。ここでは、ニュートラル状態からねじりコイルスプリング４に対して開き荷重が発生する方向にシフトアンドセレクトシャフト２が回転する場合を例にして説明する。

図５Ａから図５Ｃに示すように、ニュートラル状態からシフトアンドセレクトシャフト２の回転に伴い、一体で固定アーム２１及び可動アーム３が回転する。図５Ａに示すように、ニュートラル状態では、固定アーム２１及び可動アーム３の相対角度はゼロの状態とする。なお、ここでいう相対角度とは、固定アーム２１の軸心及び係合部２２に挿通するねじりコイルスプリング４の中心点を結ぶ直線と、可動アーム３の軸心及び係合部３１に挿通するねじりコイルスプリング４の中心点を結ぶ直線と、が成す角度である。本例の相対角度は、符号６０で示される。

図５Ｂに示すように、可動アーム３に対する負荷の無い状態においては、ねじりコイルスプリング４が作用し、相対角度は発生せずに（又は、発生した場合であってもわずかに発生し）、一体で固定アーム２１及び可動アーム３が回転する。

一方で、図５Ｃに示すように、可動アーム３に対して負荷がかかった状態においては、可動アーム３に対する負荷に基づいて固定アーム２１が可動アーム３に先行して回転する。固定アーム２１が先行して回転することで、相対角度が発生し、固定アーム２１と可動アーム３との間を連結するねじりコイルスプリング４が開き、ばね荷重が発生する。換言すれば、ねじりコイルスプリング４がシフトアンドセレクトシャフト２の軸回り方向に弾性力を作用させる。ねじりコイルスプリング４の弾性力が作用することよって、シフト時のショックがシフトアンドセレクトシャフト２及びその伝動経路の上流部分に配置された各種の部材に伝わることを低減させる機構を、シフトアンドセレクトシャフト２の径方向のスペースを圧迫することなく、シフトアンドセレクトシャフト２の軸方向に効率的に配置できるため、全体をコンパクトに形成できる。特に、シフトアンドセレクトシャフト２、固定アーム２１、ねじりコイルスプリング４、及び可動アーム３が同一軸心上に配置されていることから、さらに全体をシフトアンドセレクトシャフト２の径方向にコンパクトに形成できる。

次に、融通機構５の動作及び作用について説明する。図４及び図５Ｃに示すように、相対角度が大きくなるにつれて、徐々にキー部材５１が壁部５４に近づいていく。最終的には、キー部材５１が壁部５４に当接する。キー部材５１が壁部５４に当接した後、可動アーム３が継続して回動する場合には、それ以上相対角度が大きくなることはなくなり、シフトアンドセレクトシャフト及び可動アーム３は一定の相対角度で回動する。すなわち、ねじりコイルスプリング４の作用により融通範囲内を回動している可動アーム３は、キー部材５１が壁部５４に当接したこと（つまり、融通範囲外で融通範囲から遠ざかる側に回動するとき）を境として、ねじりコイルスプリング４の作用に基づいて回動するのではなく、直接にキー部材５１が壁部５４を押すことによる作用に基づいて回動する。このような構成によれば、大きな荷重がシフトアンドセレクトシャフト２に作用した場合には、可動アーム３がねじりコイルスプリング４によらずシフトアンドセレクトシャフト２と一体回動するため、ねじりコイルスプリング４の破損が効率的に防止される。

なお、上述した実施の形態では、折り曲げられたねじりコイルスプリング４のアームが係合部２２及び係合部３１に挿通するように主要部１が構成されているが、主要部１の構成はこのような構成には限られない。例えば、主要部１は、係合部２２及び係合部３１を設けずに、折り曲げられていない一端を固定アーム２１に溶接等により固着し、折り曲げられていない他端を可動アーム３に溶接等により固着する構成とされていてもよい。また、主要部１は、係合部２２及び係合部３１を設けずに、ねじりコイルスプリング４の一端及び他端を固定するための固定用部材を取り付ける構成とされていてもよい。

なお、上述した実施の形態では、主要部１が固定アーム２１を備える構成とされているが、主要部１の構成はこのような構成に限られない。例えば、主要部１は、固定アーム２１を備えずに、シフトアンドセレクトシャフト２及びねじりコイルスプリング４の一端４１を係合するための係合部材を備えるように構成されていればよい。

なお、上述した実施の形態では、シフトアンドセレクトシャフト２、固定アーム２１、ねじりコイルスプリング４及び可動アーム３が同一軸心上に配置されている構成としたが固定アーム２１、ねじりコイルスプリング４、及び可動アーム３が、少なくともシフトアンドセレクトシャフト２の軸線方向に沿って並べて配置されている構成とされていればよい。

１ 主要部
２ シフトアンドセレクトシャフト（シャフト）
３ 可動アーム（作動部材）
４ ねじりコイルスプリング（弾性部材）
５ 融通機構
２１ 固定アーム（取付部）
２２，３１ 係合部
４１ ねじりコイルスプリングの一端
４２ ねじりコイルスプリングの他端
５１ キー部材
５２ キー溝
５３ 切欠き状部
５４，５６ 壁部

Claims (3)

1. 手動又はアクチュエータによるシフト操作によって軸回りに回動するシャフトと、
   前記シャフトに設けられた取付部と、
   前記シャフトの外周部分に装着され且つ変速機が直接的又は間接的にシフトされるように該シャフトに対して軸回りに回動する作動部材と、
   前記シャフトの軸回りの回動に伴って前記作動部材の回動が許容されるように該作動部材と前記取付部との間を連結する弾性部材とを備え、
   前記取付部、前記弾性部材及び前記作動部材は前記シャフトの軸線方向に沿って並べて配置された
   変速機の操作装置。
2. 前記作動部材が前記シャフトに対して予め定めた範囲である融通範囲内で回動することを許容する融通機構を備え、
   該融通機構は、前記作動部材が前記融通範囲外に回動される場合には、該作動部材が前記弾性部材にはよらずに前記シャフトと一体で回動されるように構成された
   請求項１記載の変速機の操作装置。
3. 前記シャフト、前記取付部、前記弾性部材、及び前記作動部材が同一軸心上に配置された
   請求項１又は請求項２記載の変速機の操作装置。

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