JP4897340B2 - 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おり、それ故に伝動部に付勢されて当たるばね部材とを有する、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、ばね部材がバルジの中におかれることにより達成される。従来技術と同じばねを使いながら、ばね部材がキャップの平面ではなくバルジにあるという事実により、構造の大きさをかなり小さくすることができる。構造の高さを小さくすることにより、例えば、ラッチング部材を挿入するスリーブ・キャリアにおいて切除する部分が少なくなり、これにより、より大きなトルクを伝達することが可能になる。

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。本発明の有利な改良例では、ばね部材が螺旋（スパイラル）圧縮ばねとして構成されている。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、例えば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さらに小さくする。

別の実施形態では、圧縮ばねがバルジに対して付勢される。この場合、キャップが、ばねの押圧により、損失のない方法でメインボディに対して付勢され且つ保持され、この結果、ラッチング部材は、例え負荷がかかっていない状態でも、個々の部品にバラバラになることはない。

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、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。特に有利なことに、ばね部材がバルジによっても案内されるように、バルジもばね部材に合わせてある。

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。

本発明の有利な改良例では、ラッチング部材のメインボディが、基部を押圧方向を横切るように位置合わせした状態でボール形状に構成されており、かつ、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トラフ形状に構成されている。キャップは、好ましくは、平坦なシートメタル部品であり、中央に外側を向いたバルジがある。「外側を向いた」とは、外部に伝動される力と逆方向を意味する。キャップは、メインボディに対して押圧方向に縦に有限の範囲で移動できるようにメインボディに対して保持されている。動ける限界は、一方では、突出部によって設定され、他方では、キャップ及び基部の間に配置されたばね部材の最小高さで設定される。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り、カプセルに入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り、キャップに対して付勢されている。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さらに有利である。

本発明の次の有利な実施形態では、ばね部材が、トラフ形状のメインボディと、メインボディにその開口している面から挿入されたキャップにより、回り止めの中にカプセルに入れるように包まれている。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。メインボディは、開口している側の壁部に突出部を有する。この壁部は、好ましくは内側に曲がって上がっており、これにより、基部に平行なウェブ面を形成している。突出部により、キャップに斜めに力が作用しても、キャップは、正確に支持されるだけでなく、エッジに当たって支持され、これにより、力のピークが下がり、全体的により薄い材料を使用できるので、力の流れが最適化される。斜めに作用する外部からの力によりキャップが傾くかも知れないが、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・キャリアの間でいかなる詰まりをも防ぐ。

他の実施形態では、突出部は、中央領域においてウェブ面として構成されており、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。中央領域とは、ここでは、組み立てた状態でキャップのバルジに隣接する領域を意味する。この場合、キャップのバルジは、ラッチング部材の幅全体に広がり、構造の空間を最適に利用する。

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。

キャップをラッチング部材に挿入するために、本発明によれば、ばね部材をメインボディの基部に予め取り付けて、そしてキャップを、ばね部材がキャップのバルジ内に突き出るまで横にずらすことでメインボディの中へスライドさせることが考えられる。

第２のオプションは、ばね部材を予め取り付けた後に、キャップをメインボディの壁部の端にクリップ式に留めることである。この結果、突出部に凹部が必要なくなり、ラッチング部材の製造工程が簡単になる。この場合、クリップ留め式キャップは、メインボディの壁部によりロスのない方法で保持される。

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、ここでは単に概略的に、そして、後の図面で詳細に示されている。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及び３は、ラッチング部材８の断面図であり、図４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、組み立てた状態でのキャップ１０が、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、その長手方向の範囲の中央部２６に突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを有し、これらは、ウェブ面２５として構成されており、かつ、部分的にとぎれている。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。支持面１０ａがキャップ１０から外へ突出しているバルジ１０ｃに隣接している。ラッチング部材８は、バルジ１０ｃで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）。バルジは、ドーム形状をしていてもよいが、他の任意の形状をとることもできる。

ばね部材１５は、圧縮コイルばね（螺旋（ヘリカル）圧縮ばね）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のバルジ１０ｃ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、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。ばね部材１５は、キャップ１０のバルジ１０ｃに対し予め付勢されている。

本発明の有用な改良型では、キャップ１０もまた、長手方向の範囲の中央部２６に引き抜かれた突出部２２を有する。突出部２２は、キャップ１０と一体に構成されており、ばね部材１５をこの突出部２２に遊びがないように、又は一体に連結することができる。この結果、キャップ１０は、ラッチング部材８に対して力が斜めに伝わっても、傾くことがなく、正しく案内され、ラッチング部材８に寄りかかることができる。

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の回り止めの上面図である。

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
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 突出部
２３ 伝動部
２４ 同期クラッチ
２５ 螺旋圧縮ばね
２６ 中央部
２７ 凹部

Claims (10)

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）であって、
   前記第２伝動部（２４）に支持されるメインボディ（１４）と、
   前記第１伝動部（２３）に当接するキャップ（１０）と、
   一端で前記メインボディ（１４）に支持され、他端で前記キャップ（１０）を前記第１伝動部（２３）に対して付勢するばね部材（１５）と
   を備え、
   前記キャップ（１０）が、平面（１０ａ、１０ｂ）と、前記平面（１０ａ、１０ｂ）の中央から突出し且つ前記メインボディ（１４）から離れる方へ延びるバルジ（１０ｃ）と、前記メインボディ（１４）に面する前記バルジ（１０ｃ）の裏面に形成された凹部とを有し、
   前記ばね部材（１５）が圧縮コイルばね（２５）として構成され、前記ばね部材（１５）の前記他端が前記凹部内にあり、
   前記キャップ（１０）が前記ラッチング部材（８）の中へ突出するように引き抜かれた突出部（２２）を有し、前記ばね部材（１５）が前記突出部（２２）に支持されることを特徴とするラッチング部材。
2. 前記メインボディ（１４）が、前記第２伝動部（２４）に支持される基部（１４ａ）と、前記基部（１４ａ）から前記キャップに向かって延びる壁部（１４ｂ、１４ｃ）とを有し、
   前記キャップ（１０）が、前記基部（１４ａ）に対して前記ばね部材（１５）の押圧方向に移動可能であるように、前記メインボディ（１４）に対して保持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、前記基部（１４ａ）から前記キャップ（１０）の方向に引き抜かれ且つ前記ラッチング部材（８）の中へ突出する中空突出部（１８）の上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のラッチング部材。
4. 前記ばね部材（１５）が前記メインボディ（１４）の前記基部（１４ａ）の、前記キャップ（１０）の方を向いている内側面に固定され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）が前記メインボディ（１４）にリベット接合により固定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）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（１４）及び／又は前記キャップ（１０）がシートメタル及び／又は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。
8. 前記ラッチング部材（８）が押圧部品（９）として、前記第２伝動部（２４）が同期クラッチ（２４）として、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、前記調整位置にある前記ギアシフトスリーブ（２）に係合可能な前記押圧部品（９）が、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、前記ばね部材（１５）の押圧方向に交差するように、少なくとも所定の有限の範囲まで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。
9. 前記基部（１４ａ）及び壁部（１４ｂ、１４ｃ）が一体に構成されており、前記壁部（１４ｂ、１４ｃ）が、前記基部（１４ａ）と反対側にある端部に、内側に向いた突出部（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）を有し、前記キャップ（１０）が前記突出部（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）と前記基部（１４ａ）との間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のラッチング部材。
10. 請求項１に記載のラッチング部材（８）を製造する方法であって、
    第１のステップにおいて、前記ばね部材（１５）を前記メインボディ（１４）に取り付け、第２のステップにおいて、前記キャップ（１０）を、前記ばね部材（１５）が前記キャップのバルジ（１０ｃ）の裏側の凹部に突き出るまで横方向にずらすことにより、前記メインボディ（１４）の中へスライドさせることを特徴とする方法。

Images