JP3114500B2 - 手動変速機のロックボール機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、手動変速機のギヤ抜
け防止機構に関し、特に、そのロックボール機構に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】まず自動車等の手動変速機の一例とし
て、実開平１−８０８６１号公報に記載されている機構
を図４に基づき説明する。図４の（ａ）において、フォ
ークシャフト１がトランスミッションケース２に軸線方
向へ摺動可能に軸支され、かつトランスミッションケー
ス２に回転可能に軸支された回転シャフト３と平行に配
設されている。回転シャフト３上には変速ギヤ列４を構
成する複数のギヤが組み付けられていて、シフトレバー
（図示せず）の操作によりフォークシャフト１をその軸
線方向へ移動させ、ギヤの結合もしくは結合解除を行う
ようになっている。

【０００３】このような手動変速機では、エンジンの高
出力化にともなうギヤ抜け防止対策として、フォークシ
ャフト１上に互いに隣接する複数の溝部５，５，５が形
成され、この溝部５，５，５に係合するロックボール６
をスプリング７により弾性的に付勢して、前記溝部５，
５，５に垂直な荷重を付与し、フォークシャフト１の軸
線方向への移動に制限を与え、ギヤの抜け止めを行うよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、自動車等の操作
系から操縦者への情報の高密度化が問われており、操縦
者がシフトレバーから受けるシフトフィーリングも前記
情報の重要な要素となっている。しかしながら、上記従
来の構造では、変速操作時のシフトフォークに対するロ
ックボールの相対的な転動軌跡は、各溝部５，５，５，
の相互の境界部分である隔壁部が固定された対称形状の
ものであるために、ギヤの結合（入り）時と結合解除
（抜き）時とも同じ軌跡を描き（図４の（ｂ）参照）、
ロックボールからシフトレバーに与えられる荷重の大き
さおよびその変化パターンが同一になる。すなわち従来
の構造では、ギヤを入れるときと抜くときとの節度感が
同じになり、そのため、変速操作時の節度感から、ギヤ
の入れ操作と抜き操作とを区別することができない。

【０００５】運転者が自らの操作を知覚あるいは確認で
きようにするために、もしくはシフトフィーリングを向
上させるためには、ギヤの入れ操作時と抜き操作時での
シフトレバーの操作の節度感は別々であることが望まし
く、この点からすれば、従来の機構には未だ改善する余
地が多分にあった。

【０００６】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたもので、ロックボールからシフトレバーに与えられ
る荷重の大きさおよびその変化パターンを、ギヤを入れ
るときと抜くときとで異ならせることができ、しかも構
造の簡単な手動変速機のロックボール機構を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の手動変速機のロックボール機構は、ギヤ
を操作するためのフォークシャフトもしくは該フォーク
シャフトに一体化された可動部材に溝部を形成し、その
溝部にロックボールを弾性的に押し付けてギヤの抜け止
めをする手動変速機のロックボール機構において、前記
溝部に隣接する位置に、前記フォークシャフトもしくは
可動部材の移動方向に前記ロックボールに押されて所定
の範囲で往復動するカム部材が、上端部をロックボール
側に突出させて配置されるとともに、そのカム部材を挟
んで前記溝部とは反対側に他の溝部が形成され、かつ前
記カム部材の上端部の突出高さが前記溝部側に位置する
ときと前記他の溝部側に位置するときとで異なっている
ことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】フォークシャフトを操作すると、溝部がロック
ボールに対して相対的に移動し、その際にロックボール
が溝部から抜け出るように押し上げられ、それに伴う弾
性力が操作力に対する抵抗力となり、そしてロックボー
ルが溝部の境界位置を越えると弾性力が操作力を助長
（保持）するように作用する。したがって当初の操作力
は大きく、ロックボールが溝部の境界位置を越えると同
時に操作力が小さくなり、このように操作力の変化が節
度感として現れる。そしてこの発明では、フォークシャ
フトもしくは可動部材が移動することに伴ってカム部材
が、ロックボールに押されてその可動範囲の一端側に移
動し、その上端部の突出高さが変化する。例えば前記溝
部から他の溝部に向けてロックボールが相対的に移動す
る場合、その方向にカム部材がロックボールに押されて
移動させられ、その上端部の突出高さが、それ以前より
高くなる。また反対の場合にはカム部材の上端部の突出
高さが低くなる。そのため、フォークシャフトの操作力
に対する抵抗力が操作方向によって相違し、ギヤを入れ
るときと抜くときとでは異なる節度感を得ることができ
る。

【０００９】

【実施例】つぎに、この発明の一実施例を図面を参照し
て説明する。図１において示す例は、フォークシャフト
のスライドによる手動変速機のロックボール機構に適用
した例を示している。

【００１０】このフォークシャフト１はトランスミッシ
ョンケース（図示せず）に挿入され、ロックボール６は
前記トランスミッションケースに固定されたスプリング
７によりフォークシャフト１に向けて付勢されるよう構
成されている。そして、このフォークシャフト１のほぼ
中央に、ロックボール６と係合する凹円弧状の溝８が形
成されている。このように構成されたロックボール機構
においては、前記溝８にロックボール６が付勢されてい
る状態の時、フォークシャフト１に連結されているシフ
トレバー（図示せず）は中立（ニュートラル）位置にな
るようされていて、フォークシャフト１は変速操作時に
その軸線方向へスライドするようになっている。

【００１１】図１に示すように、この実施例のフォーク
シャフト１にはその軸線方向に前記中立溝部８と隣接す
るカム溝９，９が形成されている。このカム溝９，９に
配設されるロックボールカム１０，１０はその上面部が
フォークシャフト１の軸線方向に非対称に形成され、ロ
ックボールカム１０に外力が作用しない場合にはカム溝
９の中立溝８側の端面とロックボールカム１０の端面と
が当接するよう構成されている。そのため、ロックボー
ルカム１０，１０の上面部１０ａ，１０ａと前記カム溝
９，９とにより、ロックボール６と係合する溝部１１，
１１が形成される。このように構成することによって、
シフトレバーをニュートラルから変速操作を行う場合に
その節度感は強くなり、逆にシフトレバーをニュートラ
ルへ戻す場合にその節度感は弱くなる。

【００１２】上記のように構成されたこの実施例につ
き、図２および図３を参照しながらその動作を説明す
る。図２はシフトレバーをニュートラルから変速操作を
行って中立溝８から溝部１１にロックボール６を移動さ
せた場合のフォークシャフト１に対するロックボール６
の相対的な軌跡１２in（フォークシャフト６が軸線方向
右側にスライドする）を示した図であり、図３はシフト
レバーをニュートラルに戻す際の溝部１１から中立溝８
へのロックボール６の相対的な軌跡１２out （フォーク
シャフトが軸線方向左側にスライドする）を示した図で
ある。

【００１３】まず、図２に示すギヤ結合（シフト入り）
時の動作につき説明する。図２の（ａ）はニュートラル
時のフォークシャフト１とロックボール６との位置関係
を示しており、この状態からフォークシャフト１が図の
右方向へスライドすると、ロックボール６はロックボー
ルカム１０を反時計方向に回転させる。ロックボールカ
ム１０がカム溝９の中立溝８と反対側の端面と当接して
その回転が停止すると、図２の（ｂ）に示すようにロッ
クボールカム１０の上面部１０ａの上にロックボール６
が当接するようになる。すると図２の（ｃ）に示すよう
に、ロックボールカム１０は時計回りに回転して停止す
る。このときロックボール６の軌跡１２inは下方向に急
激に移動する。そして、なだらかに形成されているロッ
クボールカム１０の上面部１０ａに沿ってロックボール
６が移動する。

【００１４】つぎに、図３に示すギヤ結合解除（シフト
抜き）時の動作につき説明する。図３の（ａ）はギヤ結
合時のフォークシャフト１とロックボール６との位置関
係を示しており、この状態からフォークシャフト１が図
の左方向へスライドすると、図３の（ｂ）に示すように
ロックボール６はなだらかに形成されているロックボー
ルカム１０の上面部１０ａに沿って移動していく。そし
て、ロックボールカム１０の上面部１０ａの端部に差し
掛かると、すなわち図３の（ｃ）の状態のときロックボ
ールカム１０は反時計回りに回転してロックボール６の
軌跡１２out は下方向に急激に移動する。その後ロック
ボール６の中立溝８への移動が完了する。

【００１５】この実施例におけるシフト入り時とシフト
抜き時のロックボール６の軌跡１２in，１２out すなわ
ちフォークシャフト１に作用するロックボール６からの
力の分布を図２の（ｄ）と図３の（ｄ）とを比較して検
討する。シフト入り時のロックボール６の高さ方向の変
位量Ｈ1 （図２）はシフト抜き時の変位量Ｈ2 （図３）
より大きく、スプリング７による付勢力はシフト入り時
の方が大きくなり、また中立溝からシフト入り時におけ
る最大付勢力が発生する位置までの距離Ｌ1 は、シフト
抜き時における最大付勢力の発生位置までの距離Ｌ2 よ
り大きくなるようになっている。また、これら最大付勢
力が発生する位置（Ｌ1，Ｌ2 ）において、急激に付勢
力が減少することが示されている。

【００１６】したがって、この実施例によれば、操縦者
の操作に対するシフトレバーからの反力の大きさおよび
その発生タイミングがフォークシャフト１の移動方向す
なわち操作方向によって相違し、シフト操作の節度感が
シフト内容によって異なる。その結果、操縦者は自らの
操作に対するシフトレバーからの感触（節度感）から、
その操作を確認することができるようになり操作感が向
上する。

【００１７】なお、上記の実施例では、シフトレバーを
ニュートラルから変速操作を行う場合にその節度感が強
くなり、逆にシフトレバーをニュートラルへ戻す場合に
その節度感が弱くなるよう設定したが、カム溝およびロ
ックボールカム（カム部材）の形状を適宜に設定するこ
とにより、シフトレバー（フォークシャフト１）に作用
する荷重に自由な非線形特性を設定し、多様な節度感を
得ることができることは勿論である。また、この実施例
のロックボール機構は、従来の機構の溝形状を変更して
ロックボールカムを追加するのみで得られる単純な構造
であるため、その改造が容易である。

【００１８】また、この発明は上記の実施例で示した揺
動タイプのカムに限られず、例えばフォークシャフトの
軸線方向に対して斜めにスライドするタイプのもの（図
示せず）であっても、上記実施例と同様に動作する。な
お、これらカムおよびカム溝はフォークシャフトに直接
配設したが、フォークシャフトに連動する部材を設け、
この部材にカムおよびカム溝を配設することも可能であ
る。

【００１９】さらにこの発明によれば、ロックボールが
カム部材を乗り越える最高点が、シフト方向によって異
なっていればよく、上記実施例のように、フォークシャ
フトに作用する力の変化パターンもシフト方向によって
変化させる必要がないのはいうまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の手動変速
機のロックボール機構によれば、揺動もしくはスライド
するカム部材がフォークシャフトもしくは該フォークシ
ャフトに一体化された可動部材に配設されているので、
ロックボールを介してフォークシャフトに作用する抵抗
力が、前記フォークシャフトもしくは可動部材の移動方
向すなわちシフト方向によって相違し、したがってギヤ
を入れるときと抜くときとの節度感が異なるので、シフ
ト操作の節度感によってシフト内容を確認することが可
能になり、操作性が向上する。またこの発明の機構は、
従来の機構にカム部材を追加する程度の構造であり、特
別なアクチュエータや制御手段を必要としないので、簡
単かつ安価なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明の一実施例を示す概略の斜視
図であり、（ｂ）は（ａ）の正面図である。

【図２】図１に示した実施例における中立位置からギヤ
結合位置へのロックボールの相対的な動作を示す図であ
る。

【図３】図１に示した実施例におけるギヤ結合位置から
中立位置へのロックボールの相対的な動作を示す図であ
る。

【図４】従来の手動変速機の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ フォークシャフト ６ ロックボール ７ スプリング ８ 中立溝 ９ カム溝 １０ ロックボールカム １１ ギヤ結合時溝部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギヤを操作するためのフォークシャフト
   もしくは該フォークシャフトに一体化された可動部材に
   溝部を形成し、その溝部にロックボールを弾性的に押し
   付けてギヤの抜け止めをする手動変速機のロックボール
   機構において、 前記溝部に隣接する位置に、前記フォークシャフトもし
   くは可動部材の移動方向に前記ロックボールに押されて
   所定の範囲で往復動するカム部材が、上端部をロックボ
   ール側に突出させて配置されるとともに、そのカム部材
   を挟んで前記溝部とは反対側に他の溝部が形成され、か
   つ前記カム部材の上端部の突出高さが前記溝部側に位置
   するときと前記他の溝部側に位置するときとで異なって
   いることを特徴とする手動変速機のロックボール機構。