JP4837431B2 - ラッチング部材 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの調整位置において第１伝動部を第２伝動部に係合するラッチング部材であって、
基部を備えるメインボディと、
ラッチング部材の横方向の範囲を定める壁部と、
基部と反対の方向を向いているバルジを備えたキャップであって、押圧方向においてメインボディからずらして配置されており、押圧方向においてメインボディに対して相対的に縦に可動であるキャップと、
メインボディ及びキャップに寄りかかっており、これらにより少なくとも一部がカプセルに入れるように包まれているばね部材であって、キャップを第１伝動部に対して付勢しているばね部材と
を備えるラッチング部材に関する。

当業者にとっては、この種のラッチング部材が自動車のマニュアルギアボックスの様々な応用例で使用されていることは公知である。ラッチング部材は、例えば回り止め（デテント）として、ギアシフト位置又は選択位置において可動伝達部材をロックし、これにより、例えば走行中の振動にも拘わらず、これらの伝達部材は所定の調整位置に維持される。このような伝達部材は、例えば、回転方向及び長手方向にずらすことができるギアシフト軸、長手方向にずらすことができるギアシフトレール、及び旋回可能なギアシフトピンである。回り止めは、ここでは、ラッチング輪郭に対して付勢されている。ラッチング輪郭の表面は、凹凸があるラッチングランドスケープの輪郭で概して表されている。予め定められた選択位置又はギアシフト位置では、回り止めがラッチングランドスケープの凹部の１つと係合し、伝達部材をこの位置に保持する。従来、エキスパートは、マニュアル操作式ギアボックスにおいて、特に最後に述べた応用例において、長手方向に移動可能であるように複雑な方法で摩耗しないように取り付けられている回り止めピンが使用されており、回り止めのハウジング内にボールベアリングで取り付けられた回り止め球を有する回り止めを用いることに没頭していた。摩耗しないように取り付けられた回り止めの使用では、ギアセレクト及びギアシフト中にギアシフトレバーから運転手がはっきりとわかり、かつ、回り止めに向けて動かした伝達部材の表面で生じるキャッチングは、低減しなければならず、また、低減することが意図されている。動力が補助されており、かつ、自動化されているマニュアル・ギアボックスの使用頻度がこれまでないほど増えている状況で、比較的高価な回り止めを使用する必要がもはやないことがしばしばある。構造がより簡単でありながら丈夫で安い回り止めを生産することに対する要求が増している。

公知のクラッチでは、さらに、ギアシフト中に変速ギアを伝動軸に回転方向に相対的に動かないように連結するために用いられる回り止めも設けられている。これらのクラッチのギアシフトスリーブは、ギアシフトスリーブ・キャリアの上で、回り止めにより、通常、ニュートラル位置に保持されている。この調整位置では、ギアシフトスリーブ・キャリアの周囲に配置され、ギアシフトスリーブ・キャリアに対して保持されている３つ又は４つの回り止めが、ギアシフトスリーブに対して付勢されている。このために、回り止めがギアシフトスリーブ・キャリアに寄りかかり、ギアシフトスリーブのラッチング凹部に係合する。さらに、同期クラッチとして構成されたクラッチでは、押圧部品という形態のラッチング部材も使用されている。

押圧部品は、長手方向に位置をずらすことができるようにギアシフトスリーブ・キャリアに配置されている。このような応用例で使用される回り止め若しくは押圧部品、又は回り止め及び押圧部品の組み合わせは、構造が比較的簡単であり、とりわけ、板ばね状または留め金状の平ばね部材からも作られる。これにより、構造体の高さが低くなる。ギアシフトスリーブ・キャリアには、これらの回り止めのために、放射方向に浅い受け用固定部が設けられる。凹部が浅いので、キャリアの安定性、特にそのボディ構造の剛性は、比較的わずかにしか損なわれない。

押圧部品の形態のラッチング部材は、ＤＥ １０２ ２５ ２６９ Ａ１に記載されている。ラッチング部材のシートメタル製メインボディは、ボール形状に構成され、押圧方向を横切るように位置を合わせてある基部と、壁部とを備えている。メインボディは、押圧方向においてメインボディの反対側に配置されているキャップによって覆われている。キャップは、メインボディに対して押圧方向に縦に有限に移動可能であるようにメインボディに対して保持されており、キャップの縁は、メインボディの上をスリップする。留め金状のばね部材がメインボディ及びキャップにより包まれており、キャップに対して付勢されている。メインボディは、ギアシフトスリーブ・キャリアに寄りかかっており、ばね部材は、ギアシフトスリーブ・キャリアの上に配置されているギアシフトスリーブに対して付勢されており、ラッチング凹部に係合している。シフト動作をした場合、ギアシフトスリーブが最初に押圧部品をシフトすべき変速ギアの方向へ運び、これにより公知の同期処理が始まる。ギアシフトスリーブをさらに変速ギアの方向へ縦に動かした場合、ラッチング部材にかかるより大きな軸方向の抵抗により、ばね部材は、ギアシフトスリーブのラッチング凹部から出て、メインボディの方向へ向きを変える。ギアシフトスリーブをニュートラル調整位置に戻すと、ばね部材はラッチング凹部にはね戻る。この解決方法は、それ自体満足すべきものであるが、ラッチング部材が、特に押圧部品としても用いた場合に、斜めに伝達される力があると傾くことがあるという欠点がある。キャップが傾くと、ギアシフトスリーブ・キャリアとギアシフトスリーブの間が詰まったり、引っかかったりすることがある。さらに、ギアシフトスリーブ・キャリアを最大限安定にするためには、ラッチング部材の構造的な高さをさらに低くする必要がある。

本発明の目的は、圧力部品又は回り止めの形態をしているラッチング部材であって、斜めに伝達される力に対しても頑丈であり、構造的な高さが低く、安価に製造できるものを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴部分の主題によれば、ラッチング部材の基部及び壁部が一部品からなるメインボディとして構成されており、壁部が、基部とは逆側の端部において内側に向いた突出部を有し、キャップが突出部と基部の間に配置されているという事実により達成される。ラッチング部材のメインボディは、ボール形状に構成されており、基部が押圧方向と交差するように位置が合わせてあり、かつ、トラフ形状に構成されており、壁部が基部から曲がって上がるように放射状に広がっている。メインボディが細長い溝形状をしていて、突出部が付いているので、キャップがメインボディ内で案内される。斜めに作用する外力によりキャップが傾くことがありうるが、この傾きはラッチング部材内部で起こり、ラッチングスリーブ及びラッチングスリーブ・キャリアの間のいかなる詰まりも防止される。

キャップは、好ましくは、平坦なシートメタル部品又はプラスチック部品であり、外側へ向いた、好ましくはドーム形状をしたバルジが中央部にある。「外側へ向いている」とは、外部へ伝達される力と逆の方向という意味である。キャップは、押圧方向においてメインボディに対して相対的に縦に限られた範囲で可動であるように、メインボディに対して保持されている。上記可動範囲の制限は、一方では突出部により設定され、他方では、キャップと基部の間に配置されたばね部材の最低高さにより設定される。ばね部材は、少なくとも部分的に、メインボディ及びキャップによって、カプセルに入れられるように包まれている。このばね部材は、メインボディに寄りかかっていて、キャップに対して付勢されている。

本発明の有益な実施形態では、突出部が、基部に平行な２つのウェブ面を形成するように、壁部から内側に曲げられている。突出部により、実質的に平坦で、力が斜めに作用するキャップを、正確にのみならず、エッジに対して支持できることが確実となり、これにより、力のピークが小さくなり、全面的により薄い材料を使用することができるので、力の流れを最適化することができる。

他の実施形態では、ウェブ面として構成した突出部は、長手方向の中央部に、全体として４つのウェブ面があるように凹部を有するか又は断続的になっている。ここでの中央部とは、組み立てた状態でキャップのバルジと隣り合う領域をいう。キャップのバルジは、この場合、ラッチング部材の幅全体にわたって広がり、構造体の空間を適切に利用することができる。

トラフ（細長い溝）形状のメインボディと、メインボディの開口側に挿入されたキャップとにより、ばね部材がカプセルに包まれるように回り止めに入っている。メインボディ及びばね部材は、別個に製造された別々の部品であり、この部品は、互いに合う中空円筒形状からなるか又は好ましくは１つの面が開口している中空形状からなり、ほぼさいころの形、立方体、及び台形形状をしているか、又は何らかの他の選ばれた幾何学的中空形状をしている。メインボディ及びキャップは、いずれも、簡単なシートメタル又はプラスチックから形成された部品であり、特に、大規模、大量生産で安く作ることができる。ギアシフト処理時には、メインボディ及びキャップが、ばね部材の使用寿命と機能に悪影響を与えうる力からばね部材を保護する。このことは、前述した同期式クラッチにおける押圧部品としてラッチング部材を使用する場合に特に好都合である。キャップは、公知の回り止め又は押圧部品で普通使用されるラッチングピンに取って代わり、ドーム形状のバルジでラッチングランドスケープのラッチング輪郭又はギアシフトスリーブの歯部に沿って動くか、又は特別の目的に作られたギアシフトスリーブのラッチング凹部に係合する。

比較的小さく、組み立てた状態では操作することができないばね部材は、損失のない方法でラッチング部材の中に包まれており、このために、簡単、確実に固定することができる。キャップとメインボディで作られたケージの中で、ケーシングの寸法を変えることなく、非常に様々なばね特性を有するばね部材を使用することができる。このため、ラッチング部材を、同じ外寸で、非常に様々な応用例の具体的な要求に合わせることができる。１つ以上の変速装置の様々な応用例における一次元のメインボディ及びキャップのこの種の多種多様な利用では、ラッチング部材の製造費、並びに、包装、輸送、及び物流の費用をできるだけ低く維持しなければならない。

ばね部材は、好ましくは簡単な圧縮ばねであり、特に簡単な構造であるので安価に製造できる。本発明の有利な改良例では、ばね部材が並んで立てられている２本の螺旋圧縮ばねから構成されている。螺旋圧縮ばねは、作るのが非常に簡単であり、ばね定数の調整は極めて融通がきく。螺旋圧縮ばねは、板ばねよりも大きな力を伝達し、そのために、より小さい大きさにすることができ、これにより、必要な構造の大きさを小さくする。２本の圧縮ばねの代わりに、一部品からなる二重ばね部材を用いることもできる。この場合、２本の圧縮ばねは、しっかりと互いに接合する。螺旋ばね（渦巻ばね、スパイラルスプリング）に代えて、コイルばね（つる巻ばね、ヘリカルスプリング）を用いることもできる。

ばね部材は、一方の側でキャップに作用し、キャップに対して付勢されている。反対側はメインボディに寄りかかっている。ばね部材は、ドーム形状のバルジに対してずらして配置されている。

他の有利な変形例では、押圧部品内でのばね部材の位置及び配置が、メインボディ内のガイド又はその留め具により固定されている。このために、ばね部材を、例えば、メインボディの互いに対向している側壁でメインボディの中に囲んであり、これにより、ばね部材が、その予め定められた位置から外れるように傾いたり、ねじれたりすることは不可能になる。さらに、ばね部材を中空突出部の上に配置することが考えられている。この中空突出部は、基部の材料から、キャップの方へ引き抜かれていて、これにより、回り止め内にスパイク状に突出している。このために、ばね部材は、その突出部の上に取り付けられているか、又はプレスされている。同時に、ばね部材は、さらに、メインボディの互いに向き合っている２つの壁部の間で、横方向に案内されており、かつ、支持されている。

キャップに作用するばね部材の付勢は、構造の影響を受ける。他方、この付勢は、ラッチング部材の構造の高さ、及びメインボディとキャップの支持面との間でばね部材が自由に支持されている長さによっても左右されることがある。特に、ラッチング部材の構造の高さが他の機能的な理由で決まり、ばね部材のためのラッチング部材における支持距離が長すぎる場合には、押圧部品の基部の突出部であって、基部からポッド状にラッチング部材内へと突出している突出部により支持距離を調整することができる。

キャップは、ばね部材の押圧方向に可動であるようにメインボディに固定されている。キャップ及びメインボディの互いに向き合っている縁部にばねの押圧方向を横切るように放射状に広がる成形部材、例えば唇部又は節部のようなものであって、押圧方向から見た場合に、互いにバックグリップ（ｂａｃｋ−ｇｒｉｐ）し、キャップが最大限持ち上がると、押圧方向において互いに近接し、これによりキャップがメインボディに保持されるようなものを設けると有利である。

キャップ若しくはメインボディの一方又はその両方がプラスチック製であると、ラッチング部材は非常に軽い。これにより、金属と比べて軽くなる。

最後に、本発明の実施形態の場合、前述した構造のラッチング部材及びその実施形態をクラッチに使用すること、同期式クラッチにおけるラッチング部材を好ましくは押圧部品として設計することが考えられる。

以下、例示的な実施形態を参照しながら本発明をより詳細に説明する。

図１ａ及び１ｂは、変速ギア３及び４を選択的に連結するためのスリーブキャリア１及びギアシフトスリーブ２からなる同期（シンクロナイザ）クラッチ２４を示している。変速ギア３，４はギアシフト軸５に回転可能であるが、長手方向に動かないように取り付けられている。スリーブキャリア１は、ギアシフト軸５に回転しないように、かつ、長手方向に動かないように配置されており、外周面において、ギアシフトスリーブ２という形態の伝動部２３を支持している。ギアシフトスリーブ２は、歯部により、スリーブキャリア１に対して、そしてそれ故にギアシフト軸５に対して回転しないが、変速ギア３または４のいずれか選択した方へ長手方向にずらすことができるように、スリーブキャリア１に配置されている。スリーブキャリア１の両側には、それぞれ、長手方向におけるスリーブキャリア１及び変速ギア３、４の間に、同期リングのセット６，７が配置されている。

スリーブキャリア１は、外周に少なくとも３つのラッチング部材８を収めている。ラッチング部材８は、図１ａのニュートラル調整位置においてギアシフトスリーブ２に係合する。ラッチング部材８は、押圧部品９として設計されている。ニュートラル調整位置では、キャップ１０が付勢されてギアシフトスリーブ２を押圧している状態で、ラッチング部材８が放射方向においてスリーブキャリア１に寄りかかっている。この結果、ラッチング部材８は、キャップ１０がギアシフトスリーブ２のラッチング凹部１１に入った状態で係合する。

スリーブキャリア１の上で図１ａのニュートラル調整位置から係合位置（図１ｂ）へと長手方向にずらしたギアシフトスリーブ２は、変速ギア４と動かないように連結されているクラッチプレート１２のクラッチ歯部１２ａと係合する。ギアシフト軸５は、スリーブキャリア１及びギアシフトスリーブ２により、変速ギア４に回転方向に相対的に動かないように接続される。これにより、変速ギア４に割り当てたギアが係合する。ギアシフトスリーブ２が係合位置にシフトすると、ギアシフトスリーブ２が、ラッチング凹部１１に係合しているラッチング部材８を最初に長手方向に運び、ラッチング部材８をセット７の外側の同期リング１３に向けてずらす。これで予備同期処理が始まる。

連結歯部１２ａの方へさらに動かしたギアシフトスリーブ２は、外側同期リング１３に寄りかかっている押圧部品９のキャップ１０をラッチング凹部１１から出し、この結果、キャップ１０が放射方向に圧縮される。ギアが解放されると、ギアシフトスリーブ２が、図１ｂのセッティング位置から図１ａのニュートラル調整位置へ戻る。これにより、付勢されてギアシフトスリーブ２に押し付けられているキャップ１０がラッチング凹部１１と再び係合する。

図２、３及び４は、ラッチング部材８の断面図であり、図５は、上面図である。ラッチング部材８は、バルジ１０ｃ付きのキャップ１０と、メインボディ１４と、ばね部材１５とからなる。メインボディ１４は、ボール形状に構成されており、基部１４ａが、矢印１７で示す押圧方向を横切るように位置が合わせてある。基部１４ａから壁部がキャップ１０の方へと曲げられている。さらに、壁部１４ｂ、１４ｃからは突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが曲げられている。突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、キャップ１０の押圧方向への動きを制限する。これは、キャップ１０がウェブ面２５を有し、このウェブ面２５が組み立てられた状態で、ばね部材１５に付勢されていて、突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに寄りかかるからである。メインボディ１４の突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、ここでは基部１４ａに平行に揃えてあり、長方形をしていて、凹部２７で互いに隔てられている。よって、キャップ１０を非常に簡単に組み立てることができる。これは、ばね部材１５を手で付勢した後に、キャップ１０をラッチング部材８の中へと横方向に容易にスライドさせられるからである。

キャップ１０は中央部２６を有し、この中央部２６においてウェブ面２５がとぎれている。突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの凹部２７がここにも配置されているので、ラッチング部材の幅全体をバルジ１０ｃが利用でき、もし必要であれば、キャップの面内におけるバルジ１０ｃの直径をキャップ１０の幅に一致させることができる。したがって、ラッチング部材８は、非常に幅の狭い構造を有する。

他の実施形態では、ばね部材１５が二重螺旋ばね２５からなり、中空突出部１８に配置されている。突出部１８は、基部１４ａから、キャップ１０の方へと、ラッチング部材８に入るように引き抜かれている。突出部１８は、メインボディ１４と一体に構成されている。ばね部材１５は、キャップ１０に対し付勢されている。ばね部材１５は、突出部１８に遊びがないように又は一体に連結されている。

支持面１０ａは、キャップ１０から外へ突出している、ドーム形状構造のバルジ１０ｃに隣接している。バルジ１０ｃにより、ラッチング部材８がギアシフトスリーブ２のラッチング凹部１１に係合する（図１ａ）。

図６は、本発明によるラッチング部材８の他の例示的な実施形態を圧力部品２０の形態で示している。圧力部品２０は、メインボディ２１、キャップ１０、及びばね部材１５からなり、ばね部材１５は二重ばねとして実現されている。二重ばね２２は、突出部によりメインボディに固定することもできるし、メインボディに一体に接続することもできる。３つ目の選択肢は、二重ばね２２の大きさをメインボディに合わせ、二重ばね２２がラッチング部材の内部で接線方向にずれることができないようにすることである。

図１ａ及び１ｂは、同期ユニット付きクラッチにおける本発明の例示的な実施形態の応用例の断面を示しており、図１ａは、ニュートラルポジションにあるギアシフトスリーブを示しており、図１ｂは、係合させたギアシフトスリーブを示している。 図２は、図１による回り止め又は押圧部品の縦断面を示している。 図３は、図２の回り止めを線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って示している。 図４は、図２の回り止めを線ＩＶ−ＩＶに沿って示している。 図５は、図２の回り止めの上面図を示している。 図６は、二重ばね部材を有する回り止めを示している。

符号の説明

１ スリーブキャリア
２ ギアシフトスリーブ
３ 変速ギア
４ 変速ギア
５ ギアシフト軸
６ セット
７ セット
８ 回り止め
９ 押圧部品
１０ キャップ
１０ａ 支持面
１０ｂ 支持面
１０ｃ バルジ
１１ ラッチング凹部
１２ クラッチプレート
１２ａ クラッチ歯部
１３ 外側同期リング
１４ メインボディ
１４ａ 基部
１４ｂ 壁部
１４ｃ 壁部
１４ｄ 壁部
１５ ばね部材
１６ａ 突出部
１６ｂ 突出部
１６ｃ 突出部
１６ｄ 突出部
１７ 矢印
１８ 突出部
１９ 凹部
２０ 押圧部品
２１ メインボディ
２２ 二重ばね
２３ 第１伝動部
２４ 第２伝動部
２５ ウェブ面
２６ 中央部
２７ 凹部

Claims (9)

1. 少なくとも１つの調整位置において、第１伝動部（２３）を第２伝動部（２４）に係合させるためのラッチング部材（８，２０）であって、
   基部（１４ａ）と、前記ラッチング部材（８，２０）の横方向の限界を定める壁部（１４ｂ，１４ｃ）とを備え、前記基部（１４ａ）と前記壁部（１４ｂ，１４ｃ）とは一体に構成され、前記壁部（１４ｂ，１４ｃ）は前記基部（１４ａ）と反対の方向を向いている端部に内向きの突出部（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）を有するメインボディ（２１）と、
   前記基部（１４ａ）と反対の方向を向いているバルジ（１０ｃ）を備え、前記突出部（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）と前記基部（１４ａ）との間に配置され、且つ押圧方向において前記メインボディに対して相対的に縦に可動であるキャップ（１０）と、
   前記メインボディ（２１）及び前記キャップ（１０）により少なくとも一部がカプセルに入れるように包まれ、前記キャップ（１０）を前記第１伝動部（２３）に対して付勢することができるばね部材（１５）と、
   を備え、
   前記ばね部材（１５）が、一方の側で前記メインボディ（２１）に直接作用し、他方の側で前記キャップ（１０）に直接作用し、
   前記突出部（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）が長方形であり、それぞれ、長手方向の範囲の中央部（２６）に凹部（２７）を有することを特徴とするラッチング部材。
2. 前記突出部（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）がウェブ面（２５）として前記基部（１４ａ）に平行に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のラッチング部材。
3. 前記ばね部材（１５）が２つの別個の螺旋ばねからなるか又は一つの二重螺旋ばね（２２）からなることを特徴とする請求項１に記載のラッチング部材。
4. 前記基部（１４ａ）が２つの中空突出部（１８）を有し、前記中空突出部が前記キャップ（１０）の方向に引き抜かれ、前記ラッチング部材（８，２０）の中へと突出しており、前記螺旋ばねの直径が前記突出部（１８）の直径と一致していることを特徴とする請求項３に記載のラッチング部材。
5. 前記ばね部材（１５）が前記突出部でガイドされていることを特徴とする請求項４に記載のラッチング部材。
6. 前記基部（１４ａ）が部分的に引き抜かれて、前記キャップ（１０）の方向へポッド状に前記ラッチング部材（８、２０）の中へ突出していることを特徴とする請求項３に記載のラッチング部材。
7. 前記メインボディ（２１）及び／又は前記キャップ（１０）がシートメタルから作られていることを特徴とする請求項１に記載のラッチング部材。
8. 前記キャップ（１０）及び／又は前記メインボディ（２１）がプラスチックから作られていることを特徴とする請求項１に記載のラッチング部材。
9. 前記ラッチング部材（８，２０）が押圧部品（９，２０）として構成されており、前記第２伝動部（２４）が同期クラッチとして構成されており、前記第１伝動部（２３）が前記同期クラッチ（２４）のギアシフトスリーブ（２）として構成されており、前記調整位置で前記ギアシフトスリーブ（２）に係合させることができる前記押圧部品（９，２０）を前記ギアシフトスリーブ（２）により少なくとも断続的に前記ギアシフトスリーブ（２）とともに前記押圧方向を横切るように、少なくともある有限な範囲を動かすことができることを特徴とする請求項１に記載のラッチング部材。

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