JP2022088929A - シフト装置 - Google Patents

シフト装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022088929A
JP2022088929A JP2020201070A JP2020201070A JP2022088929A JP 2022088929 A JP2022088929 A JP 2022088929A JP 2020201070 A JP2020201070 A JP 2020201070A JP 2020201070 A JP2020201070 A JP 2020201070A JP 2022088929 A JP2022088929 A JP 2022088929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift
sleeve
shift fork
diameter
notch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020201070A
Other languages
English (en)
Inventor
広行 塩入
Hiroyuki Shioiri
陽一郎 勇
Yoichiro Yu
謙大 木村
Kenta Kimura
弘章 江渕
Hiroaki Ebuchi
宏樹 安井
Hiroki Yasui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2020201070A priority Critical patent/JP2022088929A/ja
Priority to US17/521,461 priority patent/US11454318B2/en
Priority to CN202111457258.0A priority patent/CN114593204B/zh
Publication of JP2022088929A publication Critical patent/JP2022088929A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/32Gear shift yokes, e.g. shift forks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K20/00Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • B60K20/02Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles of initiating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00External control of clutches
    • F16D48/06Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H2003/0811Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts using unsynchronised clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3093Final output elements, i.e. the final elements to establish gear ratio, e.g. dog clutches or other means establishing coupling to shaft
    • F16H2063/3096Sliding keys as final output elements; Details thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/32Gear shift yokes, e.g. shift forks
    • F16H2063/321Gear shift yokes, e.g. shift forks characterised by the interface between fork body and shift rod, e.g. fixing means, bushes, cams or pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/32Gear shift yokes, e.g. shift forks
    • F16H2063/324Gear shift yokes, e.g. shift forks characterised by slide shoes, or similar means to transfer shift force to sleeve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0021Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

【課題】シフトフォークとスリーブとの摺動部分の隙間を維持しつつスリーブのシフトフォークに対する傾きを低減することが可能なシフト装置を提供する。【解決手段】シフトスリーブ4の外周部に円周方向での全体に亘って係合溝17が形成され、係合溝17の溝底の一部に切り欠き部21が設けられ、切り欠き部21の溝底17の第1直径D1が切り欠き部以外の部分の溝底の第2直径D2より小さく、シフトフォーク9は、溝底の外周側を覆う円弧状部16を有し、円弧状部16は、円周方向での両端部と円弧の中心とを結んだ線の開き角度が180度より大きく、両端部に係合溝17に係合する爪部18がそれぞれ設けられ、爪部同士の距離が、第1直径D1より大きく第2直径D2より小さい。【選択図】図5

Description

この発明は、複数の変速段あるいは変速モードを設定することが可能な動力伝達装置において、変速段や変速モードを切り替えるシフト装置に関するものである。
特許文献1には、出力軸に固定されたクラッチハブと、クラッチハブに軸線方向で摺動自在に嵌合するスリーブと、そのスリーブの外周面に形成された周溝に嵌合するシフトフォーク(シフトアームとも称される)とを備えた変速機の同期装置が記載されている。シフトフォークの先端部に爪部が設けられ、その爪部とスリーブの周溝とが嵌合するように構成されている。そして、シフトフォークの爪部の先端部に爪部とスリーブの周溝との摺動部分に潤滑油を供給する先細り形状のガイド面が形成されている。
また、特許文献2には、上述のシフトフォークとスリーブとの摺動部分における耐摩耗性、および、潤滑性を向上させるように構成されたシフトフォークの構成が記載されている。具体的には、この特許文献2に記載されたシフトフォークは、半円弧状のシフトフォークの両端に第1のパッド部と、その両端の第1パッド部同士の間に設けられた第2のパッド部とを備え、第2のパッド部と第1のパッド部とでは、第1パッド部の方が軸線方向での幅が大きくなるように構成されている。すなわち、第2のパッド部とスリーブの周溝との隙間の方が、第1のパッド部とスリーブの周溝との隙間より大きくなる。これにより、歯車によって掻き上げられて飛散した潤滑油は、第2のパッド部とスリーブの周溝との隙間に入り込みやすくなり、かつ流入して第2のパッド部から第1のパッド部に流れた潤滑油は第1のパッド部から外部へ流出し難くなる、とされている。
なお、特許文献3には、シフトフォークとカム溝(シフト溝)との軸線方向におけるガタを詰めるように構成されたシフト装置が記載されている。具体的には、この特許文献3に記載されたシフト装置は、シフトフォークが連結され、かつカム溝に嵌まり合うカムフォロワと、そのカム溝の両側面のうちいずれか一方の壁面にカムフォロワを押しつける押し付け部材(例えばスプリング)とを備え、そのスプリングによりカムフォロワを壁面に押し付けることにより、ガタを詰めるとともに、装置全体としての軸長を短くできる、とされている。
特開2000-009217号公報 特開2016-070371号公報 特開2020-118294号公報
上述の特許文献1および特許文献2に記載されたシフトフォークは、シフトフォークの爪部がスリーブの周溝に嵌合しており、シフトフォークを軸線方向にシフトすることにより、スリーブが軸線方向に移動する。スリーブは出力軸の回転によって回転させられるため、シフトフォークに対して相対回転する。その状態で、スリーブとシフトフォークとが一体となって軸線方向に移動すると、シフトフォークの爪部と周溝(周溝の側面)とが摺動することになる。そこで、特許文献1に記載された装置では、その摺動部分における摩耗や焼き付きを防止するために、爪部の先端部に油溜まりから掻き上げられて飛散した潤滑油を前記摺動部分に供給するためのガイド面を形成している。一方、シフトフォークの爪部とスリーブの周溝との摺動部分には、両者の相対的な動きを可能にし、かつ潤滑油を供給するための不可避的な隙間(ガタ)がある。そのため、スリーブは、シフトフォークに対してその隙間に応じた相対的な傾きが生じる。上述のように、シフトフォークの爪部は、スリーブの周溝に嵌合し、言い換えれば、スリーブの姿勢は爪部によって支持(あるいは保持)されている。そのため、スリーブがシフトフォークに対して傾くと、シフトフォークを軸線方向にシフトする際に、スリーブがスプライン部に引っ掛かるなどして軸線方向において滑らかな移動ができないおそれがあり、ひいてはスムーズな変速を実行できない場合がある。なお、シフトフォークの爪部の軸線方向における幅を大きくすれば、スリーブとシフトフォークとの相対的な傾きを低減させることができるものの、そのような場合には、上記の隙間が小さくなり、摺動部分における潤滑性が低下することになる。
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、シフトフォークとスリーブとの摺動部分の隙間を維持しつつスリーブのシフトフォークに対する傾きを低減することが可能なシフト装置を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、回転軸と共に回転するシフトスリーブが前記回転軸に対して前記回転軸の軸線方向に移動可能に設けられ、前記シフトスリーブを前記軸線方向に移動させるシフトフォークが前記シフトスリーブに対して軸線方向では一体となりかつ回転方向には相対回転可能に設けられたシフト装置において、前記シフトスリーブの外周部に円周方向での全体に亘って係合溝が形成され、前記係合溝の溝底の一部に切り欠き部が設けられて、前記切り欠き部における前記溝底の第1直径が前記切り欠き部以外の部分の溝底の第2直径より小さくなっており、前記シフトフォークは、前記溝底の外周側を覆う円弧状部を有し、前記円弧状部は、円周方向での両端部と円弧の中心とを結んだ線の開き角度が180度より大きく、前記両端部に、前記係合溝に入って前記軸線方向で前記係合溝に係合する爪部がそれぞれ設けられ、前記爪部同士の距離が、前記切り欠き部における前記第1直径より大きくかつ前記切り欠き部以外の部分の前記第2直径より小さいことを特徴とするものである。
また、この発明では、前記爪部は、前記円周方向で前記回転中心を跨いで形成されていてよい。
また、この発明では、前記爪部は、半径方向で前記係合溝に嵌まる所定の厚みを有し、前記爪部において前記半径方向の内周側の端部同士を結んだ線分の長さが前記切り欠き部の弦の長さより長くなるように構成されていてよい。
そして、この発明では、前記シフトフォークは、前記両端の爪部同士の間に更に他の爪部を有してよい。
この発明のシフト装置によれば、シフトフォークの両端の爪部が、シフトスリーブの外周面に形成された係合溝に係合(あるいは嵌合)し、その両端の爪部同士の距離が、シフトスリーブの溝底の直径より短くなるように構成されている。具体的には、シフトスリーブの外周部に円周方向での全体に亘って係合溝が形成され、その係合溝の溝底の一部に切り欠き部が設けられて、切り欠き部における溝底の第1直径が切り欠き部以外の部分の溝底の第2直径より小さくなっている。また、シフトフォークは、溝底の外周側を覆う円弧状部を有し、その円弧状部は、円周方向での両端部と円弧の中心とを結んだ線の開き角度が180度より大きく、かつ両端部には、係合溝に係合する爪部がそれぞれ設けられている。そして、爪部同士の距離が、切り欠き部における第1直径より大きくかつ切り欠き部以外の部分の第2直径より小さくなるように構成されている。つまり、従来知られているシフトフォークのように両端の爪部がほぼ直径位置となる構成に比べて、両端の爪部が円周方向で長くなり、かつその直径位置より内周側に位置するように構成されている。そのため、シフトスリーブとシフトフォークとの相対的な傾き(tanθ)が小さくなり、その結果、シフトスリーブを軸線方向に移動させる際に、スプラインが引っ掛かるなどして、滑らかにシフトできないなどの不都合が生じることを抑制できる。また、そのように滑らかにシフトできないことを抑制できるため、スムーズな変速を実現できる。
また、この発明によれば、上述のように、爪部同士の距離が、切り欠き部における第1直径より大きくかつ切り欠き部以外の部分の第2直径より小さくなるように構成されている。そのため、シフトフォークを一体物で構成する際に、上述のようにシフトフォークの両端部の爪部を円周方向で長くした場合であっても、シフトフォークとシフトスリーブとを組み付けることができる。
さらに、この発明によれば、上記の切り欠き部における弦の長さは、爪部の内周側の端部同士を結んだ線分の長さより短くなっている。これにより、シフトフォークの爪部がその切り欠き部に入り込むこと、あるいは、切り欠き部の端部と爪部とが当接することを回避できる。つまり、そのような長さ関係にすることで、シフトフォークおよび爪部は、常に、シフトスリーブの円筒部に規制されることになり、爪部が切り欠き部に入り込むことがない。そのため、シフトスリーブがシフトフォークに対して相対回転した際に、爪部が切り欠き部に衝突して異音、振動、あるいは、摩耗等が生じることを回避もしくは抑制できる。
この発明の実施形態におけるシフト装置を適用することができる車両の動力伝達装置の一例を模式的に示す図である。 この発明の実施形態におけるシフト装置を説明するための斜視図である。 シフトスリーブの係合溝を説明するための図である。 この発明の実施形態と従来例とを比較して説明するための図であって、(a)は、従来例を示し、(b)はこの発明の実施形態を示している。 シフトスリーブおよびシフトフォークを説明するための図であって、特に爪部と係合溝との係合部分を拡大した図である。 シフトフォークとシフトスリーブとの組み付けを説明するための図である。 この発明の他の実施形態について説明するための図であって、特に支持点が2つの場合において、第2の実施形態と従来例とを比較して説明するための図であり、(a)は、従来例を示し、(b)は、第2の実施形態を示している。
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
図1は、この発明の実施形態に係るシフト装置を適用することができる動力伝達装置の一例を模式的に示す図である。図1に示す例では、駆動力源として、少なくともガソリンエンジンなどの内燃機関1を備えており、その出力側に自動変速機2が設けられている。内燃機関(以下、エンジンと記す)1は、従来知られている車両用のエンジンと同様の構成であり、アクセルペダル(図示せず)を踏み込むなどの加速操作によって吸入空気量や燃料噴射量が増大し、出力がその加速操作に応じた値になる。自動変速機2は一例として有段式の自動変速機2であって、図1に示す例では、複数のギヤ段を設定することができ、かつそれらのギヤ段がアクセルペダルの踏み込み量に基づく要求駆動力と車速とに基づいて設定されるように構成されている。自動変速機2の出力軸3に終減速機であるデファレンシャルギヤが連結され、そのデファレンシャルギヤから左右の駆動輪(それぞれ図示せず)にトルクが伝達される。
自動変速機2に、ギヤ段を切り替えるためのシフトスリーブ4が設けられている。シフトスリーブ4は回転軸5の回転中心軸線方向(以下、単に軸線方向と記す。)に移動することによって所定のギヤ段を設定するように構成されている。図1に示す例では、自動変速機2は、噛み合い式の変速機によって構成され、回転軸5に所定の複数の変速ギヤ(第1ギヤ6および第2ギヤ7)が回転可能に取り付けられている。第1ギヤ6と第2ギヤ7との間には、上述のシフトスリーブ4が設けられ、そのシフトスリーブ4がスプライン8を介して軸線方向にスライド可能に取り付けられている。また、シフトスリーブ4には、シフトフォーク9が係合され、そのシフトフォーク9は、アクチュエータ10の押圧力によってシフトスリーブ4と共に軸線方向に移動可能なように構成されている。なお、図1に示す例では、シフトスリーブ4はいずれのギヤとも噛み合っていないニュートラルの状態となっている。
また、第1ギヤ6はドライブギヤ6aとドリブンギヤ6bとから構成され、かつドライブギヤ6aには、シフトスリーブ4のスプライン歯(内周歯)11と噛み合うスプライン歯(外周歯)12が形成されている。すなわち、シフトスリーブ4と第1ギヤ6とが回転同期すると、シフトスリーブ4の内周面に形成されているスプライン11と第1ギヤ6に形成されているスプライン歯12とが噛み合うことが可能な状態となり、この状態でシフトスリーブ4が軸線方向(紙面左側)に移動すると、シフトスリーブ4のスプライン歯11と第1ギヤ6のスプライン歯12とが噛み合い、シフトスリーブ4と第1ギヤ6とが係合する。
同様に、第2ギヤ7は、ドライブギヤ7aとドリブンギヤ7bとから構成され、かつドライブギヤ7aには、シフトスリーブ4のスプライン11と噛み合うスプライン歯13が形成されている。すなわち、シフトスリーブ4と第2ギヤ7とが回転同期すると、シフトスリーブ4の内周面に形成されているスプライン11と第2ギヤ7に形成されているスプライン歯13とが噛み合うことが可能な状態となり、この状態でシフトスリーブ4が軸線方向(紙面右側)に移動すると、シフトスリーブ4のスプライン11と第2ギヤ7のスプライン歯13とが噛み合い、シフトスリーブ4と第2ギヤ7とが係合する。
ここで、上述のシフトスリーブ4とシフトフォーク9とを含むシフト装置14について、より詳細に説明する。図2は、そのシフト装置14を示す斜視図であって、ここに示すシフト装置14は、フォークシャフト15と、フォークシャフト15に連結されるシフトフォーク9と、シフトフォーク9に係合(あるいは嵌合)するシフトスリーブ4とから構成されている。
フォークシャフト15の一端には、押圧部材である上述のアクチュエータ10が連結され、フォークシャフト15の他端には、シフトフォーク9が連結されている。シフトフォーク9は、従来知られているシフトフォークと同様に、二股状のほぼ半円形状(あるいはC字状、U字状)であって、シフトスリーブ4の外周面に形成された係合溝17の外周側を覆う円弧状部16を有し、その円弧状部16の円周方向での少なくとも両端部に爪部18が形成されている。また、後述する図5に示すように、両端部の爪部18同士の中間部分にも、同様に、係合溝17に嵌まる爪部18が形成され、それら3つの爪部18が等分角度(円周方向で等間隔)で配置されている。それら爪部18がシフトスリーブ4の係合溝17に係合し、シフトフォーク9は、シフトスリーブ4に対して回転方向では相対回転し、軸線方向では一体に移動するように構成されている。
また、シフトフォーク9は、上述のようにシフトスリーブ4に係合しており、より具体的には、シフトフォーク9の各爪部18は、シフトスリーブ4の外周面に形成されている円環状の係合溝17に係合している。また、係合溝17は、図3(図2の破線囲った部分の拡大図)に示すように、軸線方向の両側面にシフトスリーブ4が軸線方向に移動した際に、シフトフォーク9の爪部18と摺動かつ接触する摺動面19が形成されている。さらに、そのようにシフトフォーク9の爪部18とスリーブの係合溝17とは摺動するから、それら両者の相対的な動きを可能にし、かつ摺動面19に潤滑油を供給するための不可避的な隙間(ガタ)20が形成されている。なお、潤滑油は、例えば油溜まりから掻き上げられて上記の隙間20に供給される。
このように構成されたシフト装置14は、アクチュエータ10によってフォークシャフト15が軸線方向に押圧されることにより、シフトフォーク9およびシフトスリーブ4が軸線方向に移動し、シフトスリーブ4と第1ギヤ6もしくは第2ギヤ7とが係合する。一方、シフトフォーク9の爪部18とシフトスリーブ4の係合溝17との摺動部分には、隙間20が存在するから、シフトスリーブ4はシフトフォーク9に対して上記の隙間20に応じた相対的な傾きが生じ、ひいては軸線方向において滑らかな移動ができないことがある。そこで、この発明の実施形態では、そのようなシフトフォーク9に対するシフトスリーブ4の傾きを抑制するように構成されている。
具体的には、上述の特許文献1や特許文献2に記載された従来のシフトフォークに比べて、シフトフォーク9の爪部18の円周方向における長さを長くするように構成されている。図4は、この発明の実施形態と従来例とを比較した例であって、図4の(b)のこの発明の実施形態では、図4の(a)の従来例に比べて、爪部18の長さが円周方向で長くなっており、シフトフォーク9の両端部の爪部18の係合位置は、円周方向で回転中心Oを跨いで深くなっている。従来例で示すシフトフォーク9は、シフトスリーブ4の直径(あるいはほぼ直径)を両端としてシフトスリーブ4を支持するように構成されているのに対して、この発明の実施形態では、両端部の爪部18の係合位置が、円周方向で回転中心Oを跨いでシフトフォーク9の本体部とは反対側にまで延びている。つまり、シフトスリーブ4の円弧状部16は、円周方向での両端部と円弧の中心(すなわち回転中心O)とを結んだ線の開き角度が180度より大きくなるように構成されている。したがって、この発明の実施形態では、従来例に比べて、よりシフトフォーク9でスリーブを覆って支持することになる。なお、図中において、従来例の各部材の符号は、この発明の実施形態と同様の番号に「'」を付して示している。
また、そのような係合位置となっているため、従来例と同じ径のシフトフォーク9と仮定した場合に、シフトフォーク9の円周方向における長さが従来より長くなり、つまり、シフトフォーク9の円周方向の長さは、シフトスリーブ4の半円長さより長くなる。また、シフトフォーク9の円周方向の中間部分に形成された爪部18の位置は、従来例とこの発明の実施形態とでは同じ位置であり、したがって、この中間部分の爪部18を支点とした場合には、両端部の爪部18までの距離が、従来例よりこの発明の実施形態の方が長くなっている。
また、上述のように、両端部の爪部18が円周方向で長くなることで、爪部18の先端は半径方向内側に位置することになるから、両端部の爪部18同士の距離は、シフトスリーブ4の直径より短くなっている。そのような場合、シフトスリーブ4をシフトフォーク9の内周側に組み付ける際に、シフトフォーク9が一体物である場合には、シフトスリーブ4をシフトフォーク9に組み付けることができないことがある。そのため、この発明の実施形態では、図5に示すように、シフトスリーブ4の溝底の一部を切り欠いた切り欠き部21を形成している。
切り欠き部21は、上述したように、シフトフォーク9とシフトスリーブ4との組み付けのためのものであるから、切り欠き部21を含んだ溝底の直径D1は、シフトフォーク9の両端部の爪部同士の距離(両端の爪部18を直線で結んだ最短距離)Lより短くなる。なお、切り欠き部21を含んだ溝底の直径D1は、少なくとも一つの切り欠き部21上の点と回転中心Oとを通る円の直径を言う。つまり、切り欠き部21を含んだ径(以下、切り欠き径と記す)D1と、切り欠き部21を含まない切り欠き部以外の部分の溝底の径(以下、スリーブ溝底一般径と記す)D2、および、シフトフォーク9の両端部の爪部間距離(以下、フォーク爪部間距離と記す)Lとの関係は、切り欠き径D1、フォーク爪部18間距離L、スリーブ溝底一般径D2の順に長くなる。また、シフトフォーク9の爪部18の径D3は、スリーブ溝底一般径D2より長くなる。すなわちこれらの径や距離の関係を記号で示すと、D1<L<D2<D3となる。なお、切り欠き径D1が、この発明の実施形態における「第1直径」に相当し、スリーブ溝底一般径D2が、この発明の実施形態における「第2直径」に相当する。
また、爪部18の内周側の端部同士を結んだ線分の長さL1は、切り欠き部21の弦の長さ(切り欠き部を形成した端部同士の線分の長さ)L2より長くなるように構成されている。これは、シフトスリーブ4に切り欠き部21を形成することにより、シフトフォーク9の爪部18がその切り欠き部21に入り込むこと、あるいは、切り欠き部21の端部と爪部18とが当接することを回避するためである。このように爪部18の端部同士を結んだ線分の長さL1の方が切り欠き部21の弦の長さL2より長いことにより、シフトフォーク9および爪部18は、常に、シフトスリーブ4の円筒部に規制されることになるため、爪部18が切り欠き部21に入り込むことがない。すなわち、シフトスリーブ4がシフトフォーク9に対して相対回転した際に、爪部18が切り欠き部21に衝突して異音や振動等が生じることを回避するように構成されている。
つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述のように、この発明の実施形態では、シフトフォーク9の爪部18の長さを円周方向で長くし、両端部の爪部18の先端位置がシフトスリーブ4の直径位置より内周側に位置するように構成されている。より具体的には、シフトスリーブ4の外周部に円周方向での全体に亘って係合溝17が形成され、その係合溝17の溝底の一部に切り欠き部21が設けられて、切り欠き部21における溝底の直径D1が切り欠き部19以外の部分の溝底一般径D2より小さくなっている。また、シフトフォーク9は、溝底の外周側を覆う円弧状部16を有し、その円弧状部16は、円周方向での両端部と円弧の中心Oとを結んだ線の開き角度が180度より大きく、かつ両端部には係合溝17に係合する爪部18がそれぞれ設けられている。そして、爪部同士の距離Lが、切り欠き部21における直径D1より大きく、かつ切り欠き部以外の部分の直径D2より小さくなるように構成されている。つまり、シフトフォーク9の両端部の爪部18は、図4の従来例に比べてシフトスリーブ4に対してより深い位置で係合している。したがって、上述の従来例に比べて、シフトフォーク9に対するシフトスリーブ4の傾きが小さくなる。つまり、シフトフォーク9とシフトスリーブ4との相対的な傾き(tanθ)が小さくなる。そのため、アクチュエータ10の押圧力によってシフトスリーブ4を軸線方向に移動させる際に、スプライン部が引っ掛かる(あるいはこじる)などして、滑らかにシフトできないなどの不都合が生じることを抑制できる。
また、この発明の実施形態では、シフトフォーク9の両端部とその両端部の中間部分とに爪部18を形成して、三点でシフトスリーブ4を支持するように構成されている。また、それら爪部18の三点は、等分角度で支持されている(すなわち三点を結んだ場合には図4で示す正三角形となる)。したがって、従来例のように三点を等分角度で支持しない場合に比べてバランスよく、すなわち安定した姿勢でシフトスリーブ4を支持することができる。
また、この発明の実施形態では、シフトスリーブ4に、そのシフトスリーブ4の溝底の一部を切り欠いた切り欠き部21が形成されており、その切り欠き部21を含む径D1は、両端部のフォーク爪部間距離Lより短くなるように構成されている。そのため、上述のようにシフトフォーク9の爪部18の先端を円周方向で長くした場合であっても、図6に示すように、爪部18を切り欠き部21に合わせて組み付けることでシフトフォーク9とシフトスリーブ4とを組み付けることができる。
さらに、上記の切り欠き部21における弦の長さL2は、爪部18の内周側の端部同士を結んだ線分の長さL1より短くなっている。これにより、シフトフォーク9の爪部18がその切り欠き部21に入り込むこと、あるいは、切り欠き部21の端部と爪部18とが当接することを回避できる。つまり、そのような長さ関係にすることで、シフトフォーク9および爪部18は、常に、シフトスリーブ4の円筒部に規制されることになり、爪部18が切り欠き部21に入り込むことがない。そのため、シフトスリーブ4がシフトフォーク9に対して相対回転した際に、爪部18が切り欠き部21に衝突して異音、振動、あるいは、摩耗等が生じることを回避もしくは抑制できる。
また、上述のように、滑らかにシフトスリーブ4を軸線方向に移動させることができることにより、例えばスプライン対の相対角度を減らすためにスプラインの軸線方向の長さを長くすることを回避でき、ひいては自動変速機2を搭載した動力伝達装置全体の軸長が大きくなることをも回避できる。さらに、シフトスリーブ4を軸線方向で滑らかに移動させることができることにより、スプライン対が相対的に傾いて互いのスプラインの接触荷重が大きくなることを抑制できるので、接触荷重が大きくなることを要因として耐摩耗性を向上させること、ならびに、滑らかな移動を実現するために摩擦係数を低減させるなどの表面硬化処理などの追加処理を要しないため、低コスト化を図ることができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した例では、爪部18は、シフトフォーク9の両端部と、その両端部の中間部分との三箇所に形成されていたものの、この爪部18は少なくともシフトフォーク9の両端部に形成されていればよい。図7の(b)は、爪部18をシフトフォーク9の両端部のみに形成した場合の例(第2の実施形態)であって、上述した例と同様に、爪部18の円周方向の長さを図7の(a)の従来例より長くするように構成されている。これにより、シフトスリーブ4の傾き(tanθ)が従来より小さくなる。そして、シフトスリーブ4の傾きが小さくなることにより、上述した例と同様の効果を奏することができる。つまり、シフトスリーブ4を軸線方向に移動させる際に、スプラインが引っ掛かるなどの不都合が生じることを抑制できる。なお、図中において、従来例の各部材の符号は、この発明の実施形態と同様の番号に「'」を付して示している。また、爪部18が2つ形成されている点以外は、上述した例と同様であるから、その他の詳細な説明については省略する。
また、上述の実施形態では、シフトスリーブ4の切り欠き部21は、二つ形成されているものの、これはシフトスリーブ4とシフトフォーク9との組み付けを可能とするための構成であるから、少なくとも一つ形成されていればよい。
4 シフトスリーブ
5 回転軸
9 シフトフォーク
14 シフト装置
16 円弧状部
17 係合溝
18 爪部
21 切り欠き部
D1 切り欠き部を含む径
D2 スリーブ溝底一般径
L 爪部間距離
L1 爪部の端部同士を結んだ線分の長さ
L2 切り欠き部の弦の長さ
O 回転中心

Claims (4)

  1. 回転軸と共に回転するシフトスリーブが前記回転軸に対して前記回転軸の軸線方向に移動可能に設けられ、前記シフトスリーブを前記軸線方向に移動させるシフトフォークが前記シフトスリーブに対して軸線方向では一体となりかつ回転方向には相対回転可能に設けられたシフト装置において、
    前記シフトスリーブの外周部に円周方向での全体に亘って係合溝が形成され、
    前記係合溝の溝底の一部に切り欠き部が設けられて、前記切り欠き部における前記溝底の第1直径が前記切り欠き部以外の部分の溝底の第2直径より小さくなっており、
    前記シフトフォークは、前記溝底の外周側を覆う円弧状部を有し、
    前記円弧状部は、円周方向での両端部と円弧の中心とを結んだ線の開き角度が180度より大きく、
    前記両端部に、前記係合溝に入って前記軸線方向で前記係合溝に係合する爪部がそれぞれ設けられ、
    前記爪部同士の距離が、前記切り欠き部における前記第1直径より大きくかつ前記切り欠き部以外の部分の前記第2直径より小さい
    ことを特徴とするシフト装置。
  2. 請求項1に記載のシフト装置において、
    前記爪部は、前記円周方向で前記回転中心を跨いで形成されている
    ことを特徴とするシフト装置。
  3. 請求項1または2に記載のシフト装置において、
    前記爪部は、半径方向で前記係合溝に嵌まる所定の厚みを有し、
    前記爪部において前記半径方向の内周側の端部同士を結んだ線分の長さが前記切り欠き部の弦の長さより長くなるように構成されている
    ことを特徴とするシフト装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のシフト装置において、
    前記シフトフォークは、前記両端の爪部同士の間に更に他の爪部を有する
    ことを特徴とするシフト装置。
JP2020201070A 2020-12-03 2020-12-03 シフト装置 Pending JP2022088929A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020201070A JP2022088929A (ja) 2020-12-03 2020-12-03 シフト装置
US17/521,461 US11454318B2 (en) 2020-12-03 2021-11-08 Shifting mechanism
CN202111457258.0A CN114593204B (zh) 2020-12-03 2021-12-02 换挡装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020201070A JP2022088929A (ja) 2020-12-03 2020-12-03 シフト装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022088929A true JP2022088929A (ja) 2022-06-15

Family

ID=81804058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020201070A Pending JP2022088929A (ja) 2020-12-03 2020-12-03 シフト装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11454318B2 (ja)
JP (1) JP2022088929A (ja)
CN (1) CN114593204B (ja)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2326203B (en) * 1997-05-15 2001-12-19 Sagar Richards Ltd Improvements in or relating to selector forks
JPH11173415A (ja) * 1997-12-09 1999-06-29 Fuji Univance Corp 変速機用シフトフォーク
JP3750353B2 (ja) 1998-06-25 2006-03-01 いすゞ自動車株式会社 変速機の同期装置
DE102007025666A1 (de) * 2007-06-01 2008-12-04 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Ermittlung der Drehzahl einer Getriebewelle
JP4988904B2 (ja) * 2010-07-16 2012-08-01 愛知機械工業株式会社 シフトフォーク及びこれを備える変速機
FR3014989B1 (fr) * 2013-12-18 2016-02-05 Technoboost Butee d’arret pour manchon de boite de vitesses comportant des echancrures de lubrification des synchroniseurs
JP2016070371A (ja) 2014-09-30 2016-05-09 ダイハツ工業株式会社 手動変速機のシフトフォーク
KR20160053121A (ko) * 2014-10-31 2016-05-13 현대자동차주식회사 자동차용 쉬프트포크 코팅방법 및 이를 이용한 비정질 코팅층이 형성된 쉬프트포크
US10107395B2 (en) * 2015-10-26 2018-10-23 RB Distribution, Inc. Transmission shift fork
CN209212948U (zh) * 2018-10-29 2019-08-06 泰州市翔顺动力机械有限公司 一种沙滩车换挡器
JP2020118294A (ja) 2018-11-09 2020-08-06 トヨタ自動車株式会社 シフト機構

Also Published As

Publication number Publication date
US20220178441A1 (en) 2022-06-09
US11454318B2 (en) 2022-09-27
CN114593204A (zh) 2022-06-07
CN114593204B (zh) 2023-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4511668B2 (ja) 車両用無段変速機
JPH01203759A (ja) スプライン
US10190669B2 (en) Power transmission device for vehicle
JP2022088929A (ja) シフト装置
KR20170129855A (ko) 자동 변속기의 토크 캠 장치
US20160047457A1 (en) Shaft supporting structure of belt-driven continuously variable transmission
JP2016041970A (ja) 車両用ギヤ式変速装置及び自動二輪車用減速変速機
US20210123527A1 (en) Shifting mechanism
US8082817B2 (en) Power transmission mechanism
JP2021089014A (ja) 摩擦係合装置用支持部材
WO2014115384A1 (ja) ベルト式無段変速機
JP2022047794A (ja) ラチェット型クラッチ
EP3792526B1 (en) Transmission and vehicle
EP3792522B1 (en) Transmission and vehicle
JP6129675B2 (ja) 動力伝達機構
JP2009156327A (ja) 自動車用変速機
WO2024095772A1 (ja) プーリおよびベルト式の無段変速機
JP7348427B1 (ja) 無段変速機
JP5478339B2 (ja) 変速機におけるスプライン嵌合部の潤滑構造
JP7372858B2 (ja) 多板クラッチ
WO2023238314A1 (ja) 変速装置
JP2024046143A (ja) 車両用変速機
JP2012117548A (ja) 変速装置
JP2017065287A (ja) 車両用駆動装置
JP2010236569A (ja) 変速機の同期装置