JP2023047462A - シフト装置 - Google Patents
シフト装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023047462A JP2023047462A JP2021156389A JP2021156389A JP2023047462A JP 2023047462 A JP2023047462 A JP 2023047462A JP 2021156389 A JP2021156389 A JP 2021156389A JP 2021156389 A JP2021156389 A JP 2021156389A JP 2023047462 A JP2023047462 A JP 2023047462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shift
- shift fork
- movable member
- fork
- forth
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/04—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H2063/3089—Spring assisted shift, e.g. springs for accumulating energy of shift movement and release it when clutch teeth are aligned
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H2063/3093—Final output elements, i.e. the final elements to establish gear ratio, e.g. dog clutches or other means establishing coupling to shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
- F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
- F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/32—Gear shift yokes, e.g. shift forks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
Abstract
【課題】過大な荷重や衝撃を生じさせず、かつコンパクト化の可能なシフト装置を提供する。【解決手段】直線的に前後動して係合機構をトルクを伝達する係合状態とトルクの伝達を遮断する解放状態とに切り替えるシフトフォーク2と、シフトフォーク2を前後動させる駆動機構とを備えたシフト装置1であって、駆動機構は、シフトフォーク2に対して推力の作用方向に前後動させられる可動部材10と、可動部材10とシフトフォーク2との間に配置されかつシフトフォーク2を係合機構が係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材12とを備え、係合機構の係合を阻止する方向の力がシフトフォーク2に掛かった場合にシフトフォーク2が弾性部材12を圧縮して可動部材に対して相対的に後退する。【選択図】図1
Description
本発明は、シフトフォークを所定の軸線方向に前後動させることにより、走行モードや変速段を切り替えるシフト装置に関するものである。
この種のシフトフォークを前後動させる装置として、コンパクト化を目的として構成した装置が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された装置の一例は、シフトフォークをシフトドラムによって直接駆動するように構成されている。すなわち、同期装置に係合しているフォークと、シフトドラムに設けられたシフト溝に挿入されるローラとをシフトロッドの先端部と後端部とそれぞれ取り付けた構成では、フォークとシフトドラムとを軸線方向に離して配置することになるので、軸長が長くなる。また、シフトロッドを必要することにより部品点数が多くなる。そこで、特許文献1に記載されたコンパクト化した装置は、円弧状もしくは二股状のフォークの中央外周部に、シフトドラムのシフト溝に係合するアーム部を設け、かつシフトドラムをフォークによって切り替え動作させる同期装置の外周側に同期装置と平行に配置した構成とされている。
また、特許文献2には、上記の特許文献1に記載されている装置と同様に、シフトフォークをシフトドラムによって直接、前後動させるように構成された装置が記載されている。この特許文献2に記載された装置においては、二つのシフトフォークがシフトフォーク軸に所定の間隔を空け、かつその軸線方向に前後動できるように嵌合させられており、それらのシフトフォークの間にコイルスプリングが配置されている。また、各シフトフォークには、係合ピン部が突出して設けられており、その係合ピン部が、シフトフォーク軸と平行に配置されているシフトドラムの案内溝に挿入されている。したがって、シフトドラムが回転すると、係合ピン部が案内溝の形状に応じて、シフトドラムの軸線方向(シフトフォーク軸の軸線方向)に前後動するから、それに伴ってシフトフォークがシフトフォーク軸に沿ってその軸線方向に前後動し、変速が実行される。
特許文献1に記載された装置において、シフトドラムを回転させてシフトフォークを軸線方向に移動させると、例えば同期装置における所定のスリーブと共にシンクロナイザーリングが移動し、その過程で互いに係合する部材同士の回転数を一致させる同期作用が生じる。その結果、係合機構における噛み合いが達成される。このようなスムースな係合は、同期装置を設けていることによって生じるのであり、したがってシフトフォークを動作させて係合させる機構に同期作用もしくは同期機能がない場合には、回転数を一致させること無く大きい回転数差が生じているまま係合させる事態が生じる。例えば、噛み合い式の係合機構を係合させる場合、回転同期が図られていないことにより、噛み合い歯同士が突き当たって、それ以上にはシフトフォークが移動できない事態が生じる可能性がある。特許文献1に記載された装置では、このような場合に、シフトドラムが回転し続けることにより、シフトフォークを更に押すことになってしまい、上記のピンやシフトフォークなどに大きい荷重(応力)が掛かり、これらが損傷したり、あるいは装置の全体としての耐久性が低下したりする可能性がある。
また、特許文献1に記載された装置では、回転同期が行われずに回転数差が大きいまま係合機構で係合が生じると、その回転数差を吸収することに伴う大きい衝撃力が発生する可能性がある。さらに、特許文献1に記載された装置においては、円弧状もしくは二股状のフォーク部の中央部に、フォーク部が延びている方向とは反対の方向にピンを突設し、フォーク部を同期装置(特にリンクロナイザーリング)に係合させ、かつピンをシフトドラムに係合させた構成であるから、シフトドラムを回転させてピンに係合もしくは解放の方向の荷重を掛けると、その荷重とフォーク部に掛かる反力とがシフトフォークを回転させる偶力として作用し、その結果、シフトフォークが傾いて、スムースに移動させることが困難になったり、あるいは摺動抵抗が大きくなって摩耗などによる耐久性の低下を招来したりする可能性がある。
一方、特許文献2に記載された装置においては、各シフトフォークがシフトフォーク軸に案内されて前後動するから、係合ピン部にシフトフォークを軸線方向に押す力が掛かっても、シフトフォークの傾きが抑えられ、シフトフォークを円滑に前後動させることができる。しかしながら、シフトドラムが回転することによる軸線方向力を係合ピン部に直接作用させる構成は、上述した特許文献1に記載されている装置と同様であるから、噛み合い式係合機構を対象とした場合には、噛み合いが生じないままシフト操作を継続して過大な荷重が作用し、それにより損傷や耐久性の低下を将来してしまい、また所定の係合機構をその回転数差が大きい状態で係合させてしまって衝撃力が大きくなるなどの技術的課題がある。
本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、噛み合い式の係合機構を対象として使用した場合であっても、過大な荷重や衝撃などを生じさせることがなく、また少なくとも軸長を抑えてコンパクト化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。
本発明は、上記の目的を達成するために、直線的に前後動して係合機構をトルクを伝達する係合状態とトルクの伝達を遮断する解放状態とに切り替えるシフトフォークと、前記シフトフォークに推力を付与して前記シフトフォークを前後動させる駆動機構とを備えたシフト装置において、前記駆動機構は、前記シフトフォークに対して前記推力の作用方向に前後動させられる可動部材と、前記可動部材と前記シフトフォークとの間に配置されかつ前記シフトフォークを前記係合機構が係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材とを備え、前記係合機構の係合を阻止する方向の力が前記シフトフォークに掛かった場合に前記シフトフォークが前記弾性部材を圧縮して前記可動部材に対して相対的に後退することを特徴としている。
本発明においては、ケーシングと、前記ケーシングの内部の所定箇所に取り付けられた固定軸とを更に備え、前記シフトフォークは、前記固定軸によって前後動可能に支持されていてよい。
本発明においては、前記シフトフォークは、円筒部を備え、前記可動部材は、前記円筒部に沿って前後動するように前記円筒部の外周側に嵌合して支持され、前記弾性部材は、コイルスプリングによって構成されるとともに、前記コイルスプリングは、前記円筒部の外周側に嵌合していてよい。
本発明においては、前記コイルスプリングを前記可動部材との間に挟み込んで保持する受け部材が前記円筒部に設けられ、かつ前記コイルスプリングで押されている前記可動部材を当接させて、前記係合機構を解放させる方向に移動する前記シフトフォークと前記可動部材とを一体化する係合部が前記円筒部の外周部に設けられていてよい。
本発明においては、前記駆動機構は、前記可動部材が前後動する方向と平行に配置されたシフトドラムと、前記シフトドラムの外周部に前記シフトドラムの軸線方向に蛇行して設けられたガイド溝と、前記可動部材から突出して前記ガイド溝に係合している連結部材とを更に備え、前記シフトドラムが回転して前記連結部材を介して前記可動部材を前後動させる前記推力を前記可動部材に付与するように構成されていてよい。
本発明によれば、シフトフォークをいわゆる係合方向に押圧する場合、可動部材とシフトフォークとの間に設けた弾性部材を介してシフトフォークに推力が掛かるので、シフトフォークを係合方向に押す推力は、弾性部材の弾性力に制限される。そのため、例えば係合機構における噛み合い歯同士が突き当たってシフトフォークの移動が阻止された場合にシフトフォークなどの係合操作する部材に掛かる荷重や応力が弾性部材によって制限され、過大な荷重や応力が発生することを回避もしくは抑制でき、ひいては装置の損傷や耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。
また、シフトフォークを固定軸で支持する構成とすれば、シフトフォーク自体には、大きい曲げあるいは剪断などの剛性あるいは強度が要求されなくなるので、シフトフォークを軽量化することができ、それに伴ってシフトフォークをアクチュエータによって前後動させるとした場合、アクチュエータを小容量化し、小型化することができる。これに加えて、シフトフォークが前後動することに要するスペースは、固定軸の外周側に確保では、シフトフォークを支持している軸の延長方向には、前後動のためのスペースを設ける必要がなく、その結果、少なくともシフトフォークの前後動の方向での寸法を小さくして装置の全体としての構成をコンパクト化することができる。
さらに、可動部材やコイルスプリングをシフトフォークにおける円筒部の外周側に同軸上に配置すれば、シフトフォークが前後動する方向に並べて配置する部材の数が少なくなり、そのため少なくともシフトフォークの前後動の方向での寸法を小さくして装置の全体としての構成をコンパクト化することができる。
また、弾性部材に押される可動部材を当接させてシフトフォークの円筒部に一体化させる係合部を設けた構成では、可動部材を介してシフトフォークを係合機構のいわゆる解放方向に移動させる場合、シフトフォークが可動部材と共に一体となって移動するので、係合機構の解放を遅れを生じさせることなく迅速に行うことができる。
またさらに、シフトドラムのガイド溝とその内部に挿入した連結部材との間に不可避的なクリアランスもしくは遊びがあり、そのため弾性部材によって押圧されている可動部材の移動を阻止している状態からその移動の阻止を解除すると、連結部材がガイド溝の内部でクリアランス分移動して、連結部材とガイド溝の内壁面との当接が生じるが、その場合の連結部材すなわち可動部材の移動は、弾性部材を圧縮する方向の移動になるので、連結部材とガイド溝の内壁面との当接が弾性部材の弾性力で緩和され、衝撃力や異音を解消もしくは抑制することができる。
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。
図1に全体的な構成を模式的に示してあり、ここに示すシフト装置1は、シフトフォーク2にシフトドラム3から軸線方向の力(推力)を付与して、図2に模式的に示す所定の係合機構4を係合および解放させるいわゆる回転ドラム式の装置である。これらシフト装置1および係合機構4は、ケーシング5の内部に収容されており、そのケーシング5の所定箇所に、フォークシャフト6が固定されている。このフォークシャフト6が本発明の実施形態における固定軸に相当している。シフトフォーク2はそのフォークシャフト6にその軸線方向(図1の左右方向)に前後動するように取り付けられている。
具体的に説明すると、シフトフォーク2は、図3に示すように、半円弧状もしくは二股状のフォーク部7と、円筒状のボス部(円筒部)8とを備えている。これらフォーク部7とボス部8とは、一体化されていてよい。シフトフォーク2は、そのボス部8をフォークシャフト6に嵌合させてフォークシャフト6に取り付けられている。なお、ボス部8の軸線方向での両端部側でその内周面とフォークシャフト6の外周面との間にブッシュ(摺動軸受)9が嵌め込まれており、このブッシュ9によって、シフトフォーク2がフォークシャフト6に対して傾くことなく滑らかに前後動するようになっている。
ボス部8のうちフォーク部7が設けられている端部とは反対側の外周部に、本発明の実施形態における可動部材としてのピンスリーブ10が取り付けられている。このピンスリーブ10は、シフトフォーク2をその軸線方向に移動させる力(軸線方向力もしくは推力)をシフトフォーク2に作用させるためのものであって円筒状に構成され、その内部にシフトフォーク2のボス部8が挿入されている。このピンスリーブ10の内周面とボス部8の外周面との間には、ピンスリーブ10をボス部8に対して滑らかに摺動させるためのブッシュ(摺動軸受)11が配置されている。
ピンスリーブ10とボス部8(シフトフォーク2)とはコイルスプリング12などの弾性部材を介して連結されている。すなわち、ボス部8の軸線方向での端部(フォーク部7が設けられている端部とは反対側の端部)にばね受け部材であるリテーナ13が設けられており、このリテーナ13とピンスリーブ10とには軸線方向で互いに対向するばね受け面14,15が設けられている。これらのばね受け面14,15の間にコイルスプリング12が圧縮した状態で配置されている。すなわち、ピンスリーブ10は、ボス部8(シフトフォーク2)に対して、フォーク部7が設けられている端部側に向けて、コイルスプリング12によって弾性的に押されている。
コイルスプリング12によって押されているピンスリーブ10のボス部8に対する位置を規制する係合部16が設けられている。この係合部16は、コイルスプリング12の弾性力の作用方向において、ピンスリーブ10とボス部8(シフトフォーク2)とを一体化させるためのものであり、要は、コイルスプリング12の弾性力の作用方向でのボス部8に対するピンスリーブ10の移動を止める構成であればよい。例えば係合部16は、ボス部8に設けたフランジ部やスナップリングなどであってもよく、図1に示す例では、ボス部8の外径を、ピンスリーブ10が嵌合している箇所の外径より大きくした段差部によって構成されている。すなわち、ボス部8の軸線方向でのほぼ中央部に、ピンスリーブ10側を向いた係合面16aが設けられており、この係合面16aにピンスリーブ10が突き当たることにより、ピンスリーブ10が図1の左方向においてボス部8(シフトフォーク2)と一体化するようになっている。
さらに、ピンスリーブ10の外周部にはピン(もしくはローラシャフト)17が設けられている。このピン17は、ピンスリーブ10とシフトドラム3とを連結するためのものであって、ピンスリーブ10に対して少なくともその軸線方向において一体化され、かつピンスリーブ10の外周側に突き出ている。そのピン17の先端部には、図4に示すように、ローラベアリングなどの軸受18が取り付けられている。
一方、シフトドラム3は、ボス部8の外周側にボス部8と平行に配置され、軸受19を介してケーシング5によって回転自在に支持されている。シフトドラム3は円筒状を成し、図5に示すように、その外周部に、軸線方向に蛇行しているガイド溝20が全周に亘って、もしくは円周方向での一部に形成されている。そして、このガイド溝20に上記のピン17の先端部が挿入され、そのピン17に取り付けた上記の軸受18がガイド溝20の内側壁面に接触している。シフトドラム3は、図示しないアクチュエータによってその中心軸線を中心に回転させられるように構成されており、したがってシフトドラム3がアクチュエータによって回転させられることにより、ガイド溝20に挿入されているピン17およびこれと一体となっているピンスリーブ10がガイド溝20の形状に従って軸線方向に移動する。したがって、シフトドラム3やピン17、ピンスリーブ10が本発明の実施形態における駆動機構となっており、またピン17が本発明の実施形態における連結部材に相当している。
ここで、上記のシフト装置1によって係合および解放の状態が切り替えられる係合機構4について説明すると、図2に示すように、この係合機構4はいわゆる噛み合い式の係合機構であり、所定の回転部材(図示せず)に回転方向で一体化している第1のスリーブ(以下、仮に可動スリーブとする。)21と、他の回転部材(図示せず)に一体化されている第2スリーブ(以下、仮に固定スリーブとする。)22とを備え、これらのスリーブ21,22の一方が他方の外周側に嵌合するようになっている。例えば可動スリーブ21の先端内周面に噛み合い歯(ドグ歯)であるスプライン歯23が形成され、固定スリーブ22の外周面に噛み合い歯(ドグ歯)であるスプライン歯24が形成されている。そして、可動スリーブ21の後端部(図2での左側の端部)の外周部に、前述したフォーク部7が嵌まり込む凹溝25が設けられている。
すなわち、係合機構4は、可動スリーブ21がシフトフォーク2によって、固定スリーブ22に向けて(図2の右方向に)移動させられることにより、それらのスプライン歯23,24が噛み合って、トルクを伝達可能な係合状態となるように構成されている。したがって、図1ないし図5に示す例では、シフトフォーク2の移動方向として、図1や図2での右方向が係合方向、これとは反対の左方向が解放方向である。なお、係合機構4を係合させる場合、スプライン歯23,24同士が軸線方向で対向している状態(回転方向での位相が一致している状態)では、それらの端部同士が突き合わさって噛み合うことができず、その状態からスプライン歯23,24のピッチの半分程度の位相のずれが生じることにより、スプライン歯23,24同士が噛み合う。また、各スリーブ21,22の回転数差が大きい状態で係合機構4を解放状態から係合状態に切り替える場合、スプライン歯23,24同士が完全に噛み合う以前に、スプライン歯23,24同士が回転方向で衝突し、噛み合うことができない。
つぎに上述した構成のシフト装置1の作用について説明する。まず、係合機構4を解放させている状態は、可動スリーブ21が図2の左方向に移動して固定スリーブ22から離隔している状態であり、したがってシフトフォーク2は図1の左方向に移動している。このシフトフォーク2の軸線方向での位置は、シフトドラム3の回転角度、言い換えれば、シフトドラム3のガイド溝20に係合しているピン17の位置によって決まる。この状態では、コイルスプリング12がシフトフォーク2のボス部8を図1の右方向に押しているから、ボス部8に設けられている前述した係合面16aがピンスリーブ10の端面に密着し、ピンスリーブ10とシフトフォーク2(ボス部8)とが一体になっている。
この解放状態から係合機構4を係合させるようにシフトドラム3を回転させると、ピン17がガイド溝20の形状に従って係合方向(図1の右方向)に移動させられる。すなわちピンスリーブ10に図1の右方向の推力(軸線方向力)が作用する。そのピンスリーブ10は、コイルスプリング12によってボス部8の係合面16aに密着させられてボス部8と一体になっているので、シフトフォーク2はピンスリーブ10と共に図1の右方向に移動する。
この場合、可動スリーブ21と固定スリーブ22との回転数差が所定値以下に小さくなっていたり、あるいは回転数差がなくかつスプライン歯23,24同士の位相がずれていたりすれば、スプライン歯23,24の端部同士が特には突き当たったままとならずに、それぞれのスプライン歯23,24が相手側のスプライン歯24,23の間に入り込む。すなわち、スプライン歯23,24が互いに噛み合い、係合機構4がトルクを伝達する係合状態に切り替わる。
一方、可動スリーブ21と固定スリーブ22とのスプライン歯23,24の端部同士が突き当たって可動スリーブ21がそれ以上は固定スリーブ22側に移動できなくなった場合、その可動スリーブ21と共にシフトフォーク2も図1の右方向に移動できなくなる。これに対してピン17はガイド溝20の形状に従って図1の右方向(係合方向)に更に移動するので、ピンスリーブ10がコイルスプリング12を圧縮しながらボス部8の外周側を図1の右方向に移動する。したがって、コイルスプリング12が当接しているリテーナ13やこれと一体のシフトフォーク2、さらには可動スリーブ21には、コイルスプリング12による軸線方向の弾性力(推力)が掛かった状態となる。この弾性力は、軸線方向(係合方向)の移動が阻止されているシフトフォーク2をシフトドラム3のガイド溝20が直接押すことによる荷重もしくは応力よりも小さい。すなわち、上記のシフト装置1においては、係合機構4を解放状態から係合状態に切り替える過程でスプライン歯23,24(ドグ歯)同士が噛み合わない状態が生じても、シフトフォーク2やシフトドラム3、これらを連結しているピン17などに過大な荷重あるいは応力が作用することを回避では、その損傷や耐久性の低下などを解消もしくは抑制することができる。
また、係合機構4を係合させる場合、可動スリーブ21を係合方向に押す力はコイルスプリング12による弾性力であり、これを超える反力が可動スリーブ21に掛かれば係合機構4が係合することはない。その一例は、可動スリーブ21と固定スリーブ22とのスプライン歯23,24同士の間でラチェッティングと称される現象が生じた場合である。例えば図6に示すように、各スプライン歯23,24の端部に所定の角度のチャンファ23a,24aを設けてあれば、可動スリーブ21と固定スリーブ22との回転数差が大きい状態で両者をかみ合わせようとすると、先ずチャンファ23a,24a同士が接触する。その場合、可動スリーブ21はコイルスプリング12の弾性力で係合方向に押されているので、チャンファ23a,24a同士が接触することによる反力がコイルスプリング12による弾性力より大きいと、各スプライン歯23,24が跳ね返されて、両者が係合することはない。このように上述した構成のシフト装置1では、係合機構4が回転同期の機能が無くかつ可動スリーブ21と固定スリーブ22との回転数差(噛み合わせるべきドグ歯同士の回転数差)が大きい場合には、シフトフォーク2を係合方向にたとえ押圧していても係合機構4が係合することを回避できる。すなわち、回転数差が大きい状態で噛み合い式の係合機構4を係合させることがないので、大きい回転数差を吸収することに伴う衝撃力やそれに伴う過大な荷重もしくは応力などが発生することを防止でき、ひいては異音の発生や機械的な損傷あるいは耐久性の低下を抑制もしくは解消することができる。
コイルスプリング12によって押されている可動スリーブ21のスプライン歯23が固定スリーブ22のスプライン歯24に突き当たっている状態から可動スリーブ21と固定スリーブ22との位相(突き当たっている各スプライン歯23,24同士の位相)がわずかにずれると、スプライン歯23,24同士の突き当たりが解消されてスプライン歯23,24同士が噛み合う。すなわち、可動スリーブ21やこれと一体となっているシフトフォーク2がコイルスプリング12の弾性力によって係合方向に押されて図1の右方向に移動する。その場合の挙動は、弾性力が掛かっている何らかの部材を止めているストッパを急激に外した場合の挙動と同様であるから、シフトフォーク2(ボス部8)が図1の右方向に急激に移動し、ボス部8の外周部に設けてある係合面16aがピンスリーブ10の軸線方向での端面に当接する。それに伴ってピンスリーブ10が図1の右方向に押されるので、図4に示すようにガイド溝20の挿入されているピン17は、ガイド溝20の内側壁面のうち図4の左側の内側壁面に接触していた状態から、図4の右側の内側壁面側に不可避的なクリアランス分、移動してその右側の内側壁面に当接する。
このようにスプライン歯23,24の端部同士の突き当たりが解消されると、可動スリーブ21やこれと一体のシフトフォーク2などが急激に移動してピン17とシフトドラム3との間でコイルスプリング12の弾性力による衝突が生じる。しかしながら、上述したシフト装置1では、その衝突の方向は、コイルスプリング12を圧縮する方向の衝突であるから、その衝撃力がコイルスプリング12の弾性力によって減殺される。そのため、ピン17やガイド溝20の損傷や耐久性の低下が解消もしくは抑制され、さらには上記の衝突に伴う異音を低減もしくは解消することができる。
係合機構4を係合状態から解放状態に切り替える場合には、ピンスリーブ10を図1の左方向(解放方向)に移動させる。これは、シフトドラム3を図示しないアクチュエータによって所定の方向に回転させ、それにともなってピン17をガイド溝20に倣って図1の左方向に移動させることにより行う。係合機構4が係合している状態では、上述したように、ピンスリーブ10がシフトフォーク2のボス部8に設けている係合面16aに接触しているから、ピンスリーブ10がピン17を介してシフトドラム3から解放方向の推力を受けると、シフトフォーク2はピンスリーブ10と共に直ちに解放方向に移動する。すなわち、係合機構4を係合させる場合にはコイルスプリング12を介してシフトフォーク2を係合方向に押していたのに対して、解放させる場合には、ピンスリーブ10がシフトフォーク2を直接解放方向に押圧する。そのため、特には遅れを生じること無く係合機構4を解放することができる。
また、可動スリーブ21を図2の左方向に移動させて固定スリーブ22から離隔させる動作に対抗する力は、各スプライン歯23,24の歯面での摩擦力程度である。これに対して、シフトフォーク2は、上述したようにピンスリーブ10やピン17を介してシフトドラム3によって直接解放方向に押され、その推力(軸線方向力)が大きいから、状の歯面での面圧の低下を特に待つことなく、係合機構4を解放させることができる。すなわち、解放応答性を良好なものとすることができる。
上述したように本発明の実施形態としての上記のシフト装置1では、ケーシング5などの固定部に固定したフォークシャフト6によってシフトフォーク2を軸線方向に移動可能に支持している。したがって、フォークシャフト6には曲げ強度などの機械的強度が必要であるが、体格の大きいシフトフォーク2にはフォークシャフト6ほどの機械的強度は要求されない。そのため、上記のシフト装置1ではシフトフォーク2をアルミニウム合金製とするなどのことによって軽量化を図ることができる。それに伴ってシフトフォーク2を軸線方向に前後動させるための図示しないアクチュエータを低容量化してシフト装置1の全体としての構成を小型化することが可能になる。しかも、シフトフォーク2はそのボス部8をフォークシャフト6に嵌合させて支持した構成であるから、その外周側のピンスリーブ10やピン17を介して軸方向力(推力)が加えられるとしても中心軸線に対して傾くことが抑制されてスムースに前後動させることができる。すなわち、係合や解放のための推力が小さくてよいから、この点においても、シフトドラム3を回転させる図示しないアクチュエータを小容量化することができる。
また、シフトフォーク2はフォークシャフト6上を前後動するのであって、フォークシャフト6は固定されていてよく、そのため、シフトフォーク2を前後動させるためのスペースはフォークシャフト6の外周側に確保されており、少なくともフォークシャフト6の端部側に新たにスペースを確保する必要がなく、この点においてもシフト装置1の全体としての構成を小型化(コンパクト化)することができる。
さらに、ピンスリーブ10はシフトフォーク2あるいはそのボス部8に対して軸線方向に相対的に移動する部材であるが、そのピンスリーブ10はシフトフォーク2に対して軸線方向に並べずにボス部8の外周側に嵌合させて配置してあるので、ピンスリーブ10がシフト装置1の全体としての軸長の増大要因とはならない。すなわち、上述した構成とすることにより、装置の全体としての軸長の短縮化を図り、シフト装置1を少なくとも軸長の増大を抑制したコンパクトな構成とすることができる。
以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明は上記の実施形態とは異なる構成とすることができるのであり、例えば、シフトフォーク2を係合方向に押す弾性体は上記のコイルスプリング12に替えてダイヤフラムスプリングなどの他の構成のものとすることができる。また、本発明で対象とすることのできる係合機構は、上述したスプライン歯を噛み合い歯とした機構以外に、互いに対向する面に噛み合い歯を放射状に設け、それらの噛み合い歯を軸線方向で互いに接近させて係合させる構成の機構であってもよい。またさらに、本発明で対象とする係合機構は、回転部材同士を連結するクラッチ機構に限らず、回転部材を所定の固定部材に選択的に連結するブレーキ機構などであってもよい。
1 シフト装置
2 シフトフォーク
3 シフトドラム
4 係合機構
5 ケーシング
6 フォークシャフト
7 フォーク部
8 ボス部
9,11 ブッシュ
10 ピンスリーブ(可動部材)
12 コイルスプリング(弾性部材)
13 リテーナ
14,15 受け面
16 係合部
16a 係合面
17 ピン
18,19 軸受
20 ガイド溝
2 シフトフォーク
3 シフトドラム
4 係合機構
5 ケーシング
6 フォークシャフト
7 フォーク部
8 ボス部
9,11 ブッシュ
10 ピンスリーブ(可動部材)
12 コイルスプリング(弾性部材)
13 リテーナ
14,15 受け面
16 係合部
16a 係合面
17 ピン
18,19 軸受
20 ガイド溝
Claims (5)
- 直線的に前後動して係合機構をトルクを伝達する係合状態とトルクの伝達を遮断する解放状態とに切り替えるシフトフォークと、前記シフトフォークに推力を付与して前記シフトフォークを前後動させる駆動機構とを備えたシフト装置において、
前記駆動機構は、前記シフトフォークに対して前記推力の作用方向に前後動させられる可動部材と、前記可動部材と前記シフトフォークとの間に配置されかつ前記シフトフォークを前記係合機構が係合する方向に弾性的に押圧する弾性部材とを備え、
前記係合機構の係合を阻止する方向の力が前記シフトフォークに掛かった場合に前記シフトフォークが前記弾性部材を圧縮して前記可動部材に対して相対的に後退する
ことを特徴とするシフト装置。 - 請求項1に記載のシフト装置において、
ケーシングと、前記ケーシングの内部の所定箇所に取り付けられた固定軸とを更に備え、
前記シフトフォークは、前記固定軸によって前後動可能に支持されている
ことを特徴とするシフト装置。 - 請求項1または2に記載のシフト装置において、
前記シフトフォークは、円筒部を備え、
前記可動部材は、前記円筒部に沿って前後動するように前記円筒部の外周側に嵌合して支持され、
前記弾性部材は、コイルスプリングによって構成されるとともに、前記コイルスプリングは、前記円筒部の外周側に嵌合している
ことを特徴とするシフト装置。 - 請求項3に記載のシフト装置において、
前記コイルスプリングを前記可動部材との間に挟み込んで保持する受け部材が前記円筒部に設けられ、かつ
前記コイルスプリングで押されている前記可動部材を当接させて、前記係合機構を解放させる方向に移動する前記シフトフォークと前記可動部材とを一体化する係合部が前記円筒部の外周部に設けられている
ことを特徴とするシフト装置。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載のシフト装置において、
前記駆動機構は、前記可動部材が前後動する方向と平行に配置されたシフトドラムと、前記シフトドラムの外周部に前記シフトドラムの軸線方向に蛇行して設けられたガイド溝と、前記可動部材から突出して前記ガイド溝に係合している連結部材とを更に備え、
前記シフトドラムが回転して前記連結部材を介して前記可動部材を前後動させる前記推力を前記可動部材に付与する
ことを特徴とするシフト装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021156389A JP2023047462A (ja) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | シフト装置 |
US17/895,855 US20230099862A1 (en) | 2021-09-27 | 2022-08-25 | Shifting mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021156389A JP2023047462A (ja) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | シフト装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023047462A true JP2023047462A (ja) | 2023-04-06 |
Family
ID=85705828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021156389A Pending JP2023047462A (ja) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | シフト装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230099862A1 (ja) |
JP (1) | JP2023047462A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023055254A (ja) * | 2021-10-06 | 2023-04-18 | トヨタ自動車株式会社 | シフト機構 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE602006009909D1 (de) * | 2006-05-31 | 2009-12-03 | Kwang Yang Motor Co | Getriebeschaltgabel Anordnung für ein Kraftfahrzeug |
-
2021
- 2021-09-27 JP JP2021156389A patent/JP2023047462A/ja active Pending
-
2022
- 2022-08-25 US US17/895,855 patent/US20230099862A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230099862A1 (en) | 2023-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6210334B2 (ja) | セレクタブルワンウェイクラッチ | |
JP6599028B2 (ja) | 電磁噛み合いクラッチ | |
JP5419624B2 (ja) | 変速機用同期装置 | |
US9341240B2 (en) | Shift device with synchronizer | |
CN110945260B (zh) | 离合器以及车辆的动力传递结构 | |
WO2011037023A1 (ja) | 車両用電動モータ駆動装置 | |
EP2792897A1 (en) | Rotation transmission device | |
JP5887199B2 (ja) | 自動変速機におけるパーキングロック装置 | |
EP1515415A2 (en) | Electrically driven linear actuator | |
JP2023047462A (ja) | シフト装置 | |
JP2005249083A (ja) | 多板クラッチ構造 | |
JP2007046637A (ja) | 電動リニアアクチュエータ | |
JP5020903B2 (ja) | 動力伝達装置 | |
JP5070410B2 (ja) | クラッチ装置 | |
JP5949235B2 (ja) | 歯車嵌脱装置及びエンジン始動装置 | |
JP6844551B2 (ja) | 係合装置 | |
JP7141349B2 (ja) | 手動変速機 | |
JPH08200397A (ja) | 車両用変速機の同期装置 | |
KR102496249B1 (ko) | 변속기구 | |
JP2006038091A (ja) | アクチュエータ | |
JP2007315548A (ja) | クラッチアクチュエータ | |
JP5431530B2 (ja) | ツインクラッチ装置 | |
JPH0240885B2 (ja) | ||
JP4833254B2 (ja) | 動力伝達装置 | |
JP2008215450A (ja) | 変速機の同期装置 |