JP4525200B2 - 手動変速機のシフトゲート機構 - Google Patents

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Description

この発明は、手動変速機のシフトゲート機構に関し、特に車両に搭載される手動変速機のシフトゲート機構に関するものである。
従来、シフトゲート機構は、たとえば特開平6−147314号公報(特許文献1)、特開平10−299895号公報(特許文献2)および特開平11−325242号公報(特許文献3)に開示されている。
特開平6−147314号公報 特開平10−299895号公報 特開平11−325242号公報
シフトゲート機構は、シフトの正確さに寄与する重要な部品であるが、シフトゲート機構を持たせるためには、新たな部品を設ける必要があった。シフトゲート機能を持たせるためには、変更部品が多く、コストアップに繋がるという問題があった。
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を増やすことなく各変速段でのセレクトシフトレバーのセレクト方向の位置決めを確実に行なうことができ、正確なシフトが可能となり、シフトフィーリングが向上する手動変速機のシフトゲート機構を提供することを目的とする。
この発明に従った手動変速機のシフトゲート機構は、変速機ケース内に設けられてシフト方向に回動可能で、かつ、セレクト方向に移動可能で、その表面に第1係合部が設けられたシフトセレクトレバーと、シフトセレクトレバーを軸方向に付勢する付勢手段を保持する保持部材と、保持部材に取付けられて第1係合部に係合することで、各変速段におけるシフトセレクトレバーのセレクト方向の移動を規制する第2係合部とを備える。保持部材は、セレクトスプリングシートであり、シフトセレクトレバーとセレクトスプリングシートとがシフトセレクトレバーアッシの構成部品である。
このように構成された、手動変速機のシフトゲート機構では、各変速段におけるシフトセレクトレバーのセレクト方向の移動を規制する第2係合部を設けることにより、各変速段におけるシフトセレクトレバーの移動が規定され、シフト後のセレクト方向のガタを抑制することができる。その結果、正確なシフトが可能となり、シフトフィーリングを向上させることができる。さらに、従来存在する保持部材に第1係合部を設け、これに第2係合部を係合させるだけでこの機構を実現することができるため、構成を複雑化することなく、シフトフィーリングを向上させることができる。
好ましくは、第2係合部は、ゲート溝である。この場合、溝によりシフトセレクトレバーのセレクト方向の移動が規制され、より確実にシフトが可能となり、かつシフトフィーリングの向上を図ることができる。
好ましくは、ゲート溝はテーパ形状であり、ニュートラル位置に近づくほど幅が広くなる。
この発明に従えば、構成を複雑化することなく、正確なシフトが可能となり、シフトフィーリングを向上させることができる手動変速機のシフトゲート機構を提供することができる。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
図1は、この発明の実施の形態に従った手動変速機の断面図である。図1を参照して、手動変速機100は、筐体としての変速機ケース101と、変速機ケース101の端部に取付けられたコントロールカバー102と、変速機ケース101内部を貫通し、矢印141で示す方向にスライド可能であり、かつ矢印142で示す方向に回動可能であるシフトセレクトレバー103とを有する。
手動変速機100は、自動車の走行状態に応じてエンジンの回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える装置である。手動変速機100の本体を構成する変速機ケース101は、金属製であり、さまざまな構成部品が取付けられる。変速機ケース101は内部空間101iを有し、この内部空間101iを封止するようにコントロールカバー102がボルトにより変速機ケース101に取付けられている。
変速機ケース101およびコントロールカバー102に保持されるように、内部空間101iにシフトセレクトレバー103が配置される。シフトセレクトレバー103はスライドボールベアリング111によりコントロールカバー102に保持され、かつスライドボールベアリング112により変速機ケース101に保持される。シフトセレクトレバー103は棒状部材であり、変速機ケース101を貫通するように配置される。スライドボールベアリング111,112は、シフトセレクトレバー103を矢印141で示す方向にスライド可能に、かつ矢印142で示す方向に回動可能に保持する。したがって、内部空間101iにおいてシフトセレクトレバー103はスライドすることが可能で、かつ回動することが可能であり、シフトセレクトレバー103が動作すると、この動作に応じて、シフトセレクトレバー103に取付けられた各構成部材も動作する。
シフトセレクトレバー103が変速機ケース101から取出された部分では、シフトセレクトレバー103はゴム製のブーツ113に覆われている。ブーツ113はシフトセレクトレバー103の端部を保護して、外部から内部空間101i内へゴミや水分などが混入することを防止する役割を果たす。シフトセレクトレバー103が矢印141で示す方向にスライドするため、このスライド量を吸収すべく、ブーツ113は、矢印141で示す方向に伸縮自在に設けられる。
シフトアウターレバー129がシフトセレクトレバー103の端部に取付けられる。シフトアウターレバーと、図示しない機構とが所定のケーブルに繋がれ、このケーブルは、さらにシフトレバーに接続されている。そのため、シフトレバーの動作がケーブルを介して、シフトアウターレバー129と別の機構とによりシフトセレクトレバー103へ伝えられ、シフトセレクトレバー103がスライドおよび回動する。
この実施の形態では、車両の運転者が操作するシフトレバーと手動変速機100が離れており、その間をケーブルおよびリンクなどで連結する、いわゆるリモートコントロール型の手動変速機100を示しているが、これに限られるものではなく、手動変速機100に直接シフトレバーを取付けた、いわゆるダイレクトコントロール方式の手動変速機に本発明を採用してもよい。
また、リモートコントロール方式において、シフトレバーの位置に関しては特に限定されず、ステアリングコラム部にシフトレバーが取付けられたコラムシフト式、シフトレバーがフロアに取付けられたフロアシフト式などを採用することが可能である。
シフトセレクトレバー103の端部には、シフトアシスト機構であるマスダンパ114が取付けられる。マスダンパ114は、シフトセレクトレバー103のシフト(回転)方向の荷重を補助させる働きがあるため、トランスミッション内部におけるギア噛合をスムーズに行え、かつ、シフト時各部で発生する金属接触による振動を室内へ伝わることを防止できる。
シフトセレクトレバー103には、インナーレバーNo.1(第1インナーレバー128)が固定されている。第1インナーレバー128はスロテッドピン118によりシフトセレクトレバー103に固定されており、シフトセレクトレバー103とともに、矢印141で示す方向にスライドし、かつ矢印142で示す方向に回動する。第1インナーレバー128は、3つのシフトヘッド120,121,122のいずれかに係合し、シフトヘッド120,121,122のいずれかを所定の方向にスライドさせることが可能である。
図1では、第1インナーレバー128が、中央部の3速−4速用のシフトヘッド121に係合している。第1インナーレバー128はロックボールアッシ105と接触している。ロックボールアッシ105は、各変速段における第1インナーレバー128の位置を決定するための部材である。ロックボールアッシ105は変速機ケース101に固定されている。
第1インナーレバー128を覆うようにインターロックプレート104がシフトセレクトレバー103に嵌め合わせられている。シフトセレクトレバー103の外周にインターロックプレート104が嵌まり合っており、インターロックプレート104はシフトセレクトレバー103に対して自由に回転することが可能となる。インターロックプレート104が第1インナーレバー128と接触しており、第1インナーレバー128がインターロックプレート104のスライド方向の移動(矢印141方向の移動)を規制する。このため、シフトセレクトレバー103が矢印141で示す方向に移動すれば、この移動に伴い、第1インナーレバー128およびインターロックプレート104も矢印141で示す方向に移動する。これに対して、矢印142で示す回動方向についてはインターロックプレート104はシフトセレクトレバー103の回動に従わず、シフトセレクトレバー103と別の動作をすることが可能とされる。
インターロックプレート104は、二重噛み合い防止装置であり、第1インナーレバー128が2つのシフトヘッドを選択することを防止する役割を果たす。図1では、両端のシフトヘッド120,122をインターロックプレート104が抑えているため、これらのシフトヘッド120,122を第1インナーレバー128が駆動させることを防止できる。
インターロックプレート104に隣接するように、スロテッドピン117によりインナーレバーNo.2(第2インナーレバー106)が固定されている。第2インナーレバー106は中心部に穴の開いたドーナツ形状であり、この穴にシフトセレクトレバー103が嵌め合わせられている。第2インナーレバー106はハイ側セレクトスプリング115により付勢されている。ハイ側セレクトスプリング115はセレクトスプリングシート138と第2インナーレバー106とに接触し、第2インナーレバー106およびシフトセレクトレバー103をセレクトスプリングシート138から遠ざかる方向に付勢する。ハイ側セレクトスプリング115はコイルばねにより構成される。
セレクトインナーレバー107が第2インナーレバー106と反対側に設けられる。セレクトインナーレバー107はシフトセレクトレバー103を受入れ、かつスロテッドピン119によりシフトセレクトレバー103に固定される。セレクトインナーレバー107はロー側セレクトスプリング116に接触しており、ロー側セレクトスプリング116はセレクトスプリングシート139に接触している。ロー側セレクトスプリング116はセレクトインナーレバー107およびシフトセレクトレバー103を、セレクトスプリングシート139から遠ざかる方向に付勢している。
セレクトスプリングシート139は、円柱形状の内部空間を有し、その内部空間に円筒形状のシフトゲートスペーサ109が保持されている。シフトゲートスペーサ109は、各変速段におけるシフトセレクトレバー103の位置決めをする作用がある。
シフトゲートスペーサ109の内周面には複数本のゲート溝110が形成されており、ゲート溝110は、手動変速機のシフトゲートパターンに従った形状となっている。各変速段に変速されると、シフトセレクトレバー103に固定されたシフトゲート用ボール108がゲート溝110に嵌まり合う。これにより、シフト後のセレクト方向(矢印141で示す方向)のシフトセレクトレバー103のガタを防止することが可能となっている。
1速−2速用のシフトヘッド122は、1速−2速用のフォークシャフト125を保持している。3速−4速用のシフトヘッド121は、3速−4速用のフォークシャフト124を保持している。5速−リバース用のシフトヘッド120は、5速−リバース用のフォークシャフト123を保持している。それぞれのフォークシャフト123,124,125は互いに平行に延びており、フォークシャフト123,124,125の延びる方向は、シフトセレクトレバー103の延びる方向とほぼ直交する方向であり、かつ図示しないエンジンの回転軸とほぼ平行な方向とされる。
フォークシャフト124は、3速−4速用のシフトフォーク126を保持している。フォークシャフト125は、1速−2速用のシフトフォーク127を保持している。それぞれのシフトフォーク126,127はハブスリーブを保持しており、シフトフォーク126,127がハブスリーブを前後方向に移動させることで変速が行なわれる。すなわち、この実施の形態に従った手動変速機100は、シンクロメッシュ機構を用いた常時噛み合い式ものである。なお、シンクロメッシュ機構として、キータイプ、サーボタイプ(ポルシェタイプ)、ピンタイプ、コンスタントロード型などのさまざまな機構を採用することが可能である。
図2は、図1中の矢印IIで示す方向から見たシフトゲートスペーサの平面図である。図2を参照して、シフトゲートスペーサ109は、複数本のゲート溝110を有する。ゲート溝110は、1速用溝131、2速用溝132、3速用溝133、4速用溝134、5速用溝135および後退用溝136を有する。この実施の形態では、5速の手動変速機を示しているが、これに限定されるものではなく、さらに少ない段数(たとえば4速)または多い段数(6速)などの手動変速機に本発明を適用することが可能である。なお、図2では、ニュートラル状態を示している。
1速用溝131、3速用溝133および5速用溝135は互いに隣接するように配置される。2速用溝132、4速用溝134および後退用溝136は互いに隣接するように配置される。なお、ゲート溝110はテーパ形状となっており、ニューラル位置に近づくほどゲート溝110の幅が広くなるように構成されている。ゲート溝110が互いに平行に設けられていてもよい。
図3は、図1中の矢印IIIで示す方向から見たシフトゲートスペーサの側面図である。図4は、シフトゲートスペーサの組立状態を示す断面図である。図3および図4を参照して、シフトゲートスペーサ109は、複数本のゲート溝110を有する。シフトゲートスペーサ109は、第1部品109aおよび第2部品109bにより構成させる。第1部品109aおよび第2部品109bは、互いに組合せ面により接触し、互いが接触した状態で、セレクトスプリングシート139に圧入される。
この実施の形態では、シフトゲートスペーサ109は分割体としているが、これに限られるものではなく、一体物によりシフトゲートスペーサを構成してもよい。また、セレクトスプリングシート139にシフトゲートスペーサ109を取付ける方法としては、圧入だけでなく、溶接、かしめ、固相拡散、接着などの方法を用いることができる。
次に、図1で示す手動変速機の変速動作について説明する。図5は、図1中のV−V線に沿ったインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図であって、1速へのシフト時の図である。図6は、各変速段におけるシフトゲートスペーサの平面図である。図5および図6を参照して、まず1速にシフトする段階では、シフトセレクトレバー103が操作されることにより、インターロックプレート104および第1インナーレバー128が動き、第1インナーレバー128が1速−2速用のシフトヘッド122に係合する。シフトヘッド122に係合した第1インナーレバー128は図5の上方向へ移動する。互いにほぼ平行に延びるフォークシャフト123,124,125は、それぞれシフトヘッド120,121,122に接続されており、シフトヘッド122が移動すると、この移動がフォークシャフト125に伝達し、フォークシャフト125がシフトフォーク127によりハブスリーブを移動させる。これにより1速への変速が行なわれる。このとき、図6で示すように、シフトゲート用ボール108は1速用溝131に嵌まり合う。なお、ニューラル時には、図6の実線で示す位置にシフトゲート用ボール108が位置しており、シフトゲート用ボール108は、いずれのゲート溝110にも嵌まり合っていない。
図7は、2速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。図7を参照して、2速へのシフト時には、第1インナーレバー128がシフトヘッド122に係合する。この状態で第1インナーレバー128がシフトヘッド122を図7中の下方向へ移動させる。これにより、シフトヘッド122に連なるフォークシャフト125が図7中の下方向へ移動し、これに伴い、フォークシャフト125がシフトフォーク127によりハブスリーブを移動させて2速への変速が実行される。図6を参照して、2速へのシフト時には、シフトゲート用ボール108は2速用溝132に嵌まり合っている。
図8は、3速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。図8を参照して、3速へのシフト時には、シフトセレクトレバー103が操作されて、インターロックプレート104および第1インナーレバー128はシフトヘッド121を選択し、第1インナーレバー128がシフトヘッド121に係合する。シフトセレクトレバー103が回動することで、第1インナーレバー128はシフトヘッド121を図8の上方向へ移動させる。これに伴い、フォークシャフト124も移動し、フォークシャフト124がシフトフォーク126によりハブスリーブを移動させる。その結果、3速へのシフトが完了する。図6を参照して、3速へのシフト時には、シフトゲート用ボール108は3速用溝133に嵌め合わされている。
図9は、4速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。図9を参照して、4速へのシフト時には、3速へのシフト時からシフトセレクトレバー103を回動させてシフトヘッド121を図9中の下方向へ移動させる。これによりシフトヘッド121に連なるフォークシャフト124も移動し、フォークシャフト124がシフトフォーク126によりハブスリーブを移動させる。その結果、4速へのシフトが実行される。図6を参照して、4速へのシフト時には、シフトゲート用ボール108は4速用溝134に嵌まり合っている。
図10は、5速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。図10を参照して、5速へのシフト時には、シフトセレクトレバー103を操作してインターロックプレート104および第1インナーレバー128がシフトヘッド120を選択する。第1インナーレバー128がシフトヘッド120に係合する。第1インナーレバー128がシフトヘッド120を図10中の上方向へ移動させることにより、フォークシャフト123も移動する。これに伴いフォークシャフト123が図示しないシフトフォークによりハブスリーブを移動させることで5速への変速が完了する。図6を参照して、5速へのシフト時には、5速用溝135にシフトゲート用ボール108が嵌まり合う。
図11は、リバースへのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。図11を参照して、後退(リバース)時には、第1インナーレバー128がシフトヘッド120を図11中の下方向へ移動させる。これによりリバース用のギヤが駆動しリバースへのシフトが完了する。後退時には、図6を参照して、後退用溝136にシフトゲート用ボール108が嵌まり合う。
この発明に従った手動変速機100のシフトゲート機構は、変速機ケース101内に設けられてシフト方向に回動可能で、かつ、セレクト方向に移動可能で、その表面に第1係合部としてのシフトゲート用ボール108が設けられたシフトセレクトレバー103と、シフトセレクトレバー103を軸方向に付勢するロー側セレクトスプリング116を保持する保持部材としてのセレクトスプリングシート139と、セレクトスプリングシート139に取付けられてシフトゲート用ボール108に係合することで、各変速段におけるシフトセレクトレバー103のセレクト方向の移動を規制する第2係合部としてのゲート溝110とを備える。
なお、この実施の形態では、シフトゲートスペーサ109にゲート溝110が形成され、このゲート溝110にシフトゲート用ボール108が嵌まり合う構成を示したが、これに限られるものではなく、シフトゲートスペーサ109に突起が形成されており、この突起が嵌まり合うための溝がシフトセレクトレバー103に設けられていてもよい。
以上のように構成された、この発明に従ったシフトゲート機構では、各変速段においてシフトゲート用ボール108がゲート溝110に嵌まり合っているため、シフト完了後にシフトゲート用ボール108のセレクト方向の移動がゲート溝110により規制される。その結果、正確なシフトが可能となり、シフトフィーリングを向上させることができる。さらに、本発明では、従来存在するセレクトスプリングシート139にシフトゲートスペーサ109を追加することで上記構成を実現することができ、構成を複雑化する必要もない。
すなわち、従来からある部品の改造により本発明を構成することができ、部品点数を減らした単純構造化を採用することとなる。その結果、より安価に、本発明を実現することが可能となる。
本発明では、手動変速機100のシフトフィーリングを向上させるために、シフト後のセレクト方向のガタの低減を目的としたシフトゲート機構を設けている。シフトゲート機構は、ロー側セレクト時のセレクトストッパ機能を有するセレクトスプリングシート139に回り止め、凹溝等を付加し、シフトセレクトレバー103にボール溝およびシフトゲート用ボール108を付加することで実現され、セレクトスプリングシート139とシフトセレクトレバー103との間にてシフトゲート機能を持たせることが可能となる。
セレクトスプリングシート139とシフトセレクトレバー103はシフトセレクトレバーアッシの構成部品に位置し、シフトセレクトレバーアッシ単位でシフトゲート機構が成立し、構造を簡素化することができる。
シフトまたはセレクト操作時に軸方向にスライドまたは回転する第1インナーレバー128によって、シフトヘッド120−122の一つにシフト荷重を伝達する方式の手動変速機100において、同様の動作をするシフトセレクトレバー103上に溝を切り、シフトゲート用ボール108を付加する。また、ロー側セレクト時のセレクトストッパ機能を有するセレクトスプリングシート139に軸方向のスライド規制および回り止めのためのゲート溝110を設け、シフトゲート用ボール108とゲート溝110とを係合させる。つまり、シフトセレクトレバーアッシ状態でシフトゲート機能を構成する。
これにより、シフト、セレクト操作時の動きはゲート溝110によって案内され、セレクト方向にガタがあっても、所定の位置に正確にシフトされ、また、シフト後のセレクト方向のガタも大幅に低減することが可能となる。
ここで、すでに存在している部品にゲート溝110を設定することにより、部品点数の増加を防ぎ、かつ、位置決めの精度を向上させることができる.また、ガイドピンの取付が簡素になり、スペースが少なくて済むことから、他部品への影響を最小限に抑制することができる。
以上、本発明の構成について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまなに変形することが可能である。まず、手動変速機として、常時噛み合い式だけでなく、選択摺動式に関しても本発明を適用することが可能である。また、アクチュエータによりシフトセレクトレバー103を移動させる、いわゆるシーケンシャルタイプの変速機にも本発明を適用することが可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、たとえば車両に搭載される手動変速機の分野において適用することが可能である。
この発明の実施の形態に従った手動変速機の断面図である。 図1中の矢印IIで示す方向から見たシフトゲートスペーサの平面図である。 図1中の矢印IIIで示す方向から見たシフトゲートスペーサの側面図である。 シフトゲートスペーサの組立状態を示す断面図である。 図1中のV−V線に沿ったインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図であって、1速へのシフト時の図である。 各変速段におけるシフトゲートスペーサの平面図である。 2速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。 3速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。 4速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。 5速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。 リバースへのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図である。
符号の説明
100 手動変速機、101 変速機ケース、102 コントロールカバー、103 シフトセレクトレバー、104 インターロックプレート、105 ロックボールアッシ、106 第2インナーレバー、107 セレクトインナーレバー、108 シフトゲート用ボール、109 シフトゲートスペーサ、110 ゲート溝、111,112 スライドボールベアリング、113 ブーツ、114 マスダンパ、115 ハイ側セレクトスプリング、116 ロー側セレクトスプリング、117,118,119 スロテッドピン、120,121,122 シフトヘッド、123,124,125 フォークシャフト、126,127 シフトフォーク、128 第1インナーレバー、131 1速用溝、132 2速用溝、133 3速用溝、134 4速用溝、135 5速用溝、136 後退用溝、138,139 セレクトスプリングシート、141,142 矢印。

Claims (3)

  1. 変速機ケース内に設けられてシフト方向に回動可能で、かつ、セレクト方向に移動可能で、その表面に第1係合部が設けられたシフトセレクトレバーと、
    前記シフトセレクトレバーを軸方向に付勢する付勢手段を保持する保持部材と、
    前記保持部材に取付けられて前記第1係合部に係合することで、各変速段における前記シフトセレクトレバーのセレクト方向の移動を規制する第2係合部とを備え
    前記保持部材は、セレクトスプリングシートであり、
    前記シフトセレクトレバーと前記セレクトスプリングシートとがシフトセレクトレバーアッシの構成部品である、手動変速機のシフトゲート機構。
  2. 前記第2係合部は、ゲート溝である、請求項1に記載の手動変速機のシフトゲート機構。
  3. 前記ゲート溝はテーパ形状であり、ニュートラル位置に近づくほど幅が広くなる、請求項2に記載の手動変速機のシフトゲート機構。
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