JP4988904B2 - シフトフォーク及びこれを備える変速機 - Google Patents

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Description

本発明は、シフトフォーク、及び、シフトフォークを備える変速機に関するものである。
従来、この種のシフトフォークとして、同期装置のカップリングスリーブに係合する爪部が形成された側とは反対側である背面部にオイルキャッチを形成したものが、特許文献1に開示されている。
このシフトフォークでは、オイルキャッチでキャッチしたオイルを爪部に供給するものとしている。
実開平3−125943号公報
しかしながら、こうしたシフトフォークでは、カップリングスリーブがシフトフォークに対して比較的高速で相対回転しているため、シフトフォークの爪部にオイルが充分に供給されにくく、爪部に摩耗を生ずる場合がある。
なお、オイルキャッチから爪部に貫通する貫通孔を形成して、爪部にオイルを供給することも可能であるが、この場合は加工が必要となり、コスト面で不利なものとなる。
本発明は、コスト増加を抑制しながらシフトフォークの係合爪部の耐久性を向上することを目的とし、この目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明は、同期装置におけるカップリングスリーブに係合して、該カップリングスリーブをシフトするシフトフォークであって、前記カップリングスリーブの外周面に形成された係合溝に係合する係合爪部と、該係合爪部に供給する潤滑油を捕集可能なように、前記係合爪部が形成された内周面とは反対側の外周面であって前記係合爪部に対応する位置に形成されたオイルキャッチと、該オイルキャッチ内に立設されたフィンと、を備えることを要旨とする。
本発明のシフトフォークでは、係合爪部が形成された内周面とは反対側の外周面であって係合爪部に対応する位置にオイルキャッチを形成し、このオイルキャッチ内にフィンを立設するから、フィンを立設した分、オイルキャッチ内に捕集された潤滑油による係合爪部近傍の冷却効果が向上する。また、シフトフォークのシフト方向側に配置されたギヤの回転により発生する風がフィンに当たることで冷却効果がより向上する。
なお、フィンを立設するだけだから、コスト増加を抑えながらも係合爪部の耐久性を向上することができる。もとより、オイルキャッチに捕集したオイルを係合爪部に供給するから、シフトフォークの係合爪部とカップリングスリーブの係合溝との間のフリクションを低減して係合爪部の耐久性を向上することができる。
また、本発明のシフトフォークにおいて、前記オイルキャッチは、前記シフトフォークの外周面と該シフトフォークの外周面から突出する突出リブとにより前記シフトフォークのシフト方向両端縁部が開放された凹部として形成されてなり、前記フィンは、前記凹部を前記シフト方向に第1凹部と第2凹部とに仕切るように立設されてなるものとすることもできる。
こうすれば、オイルキャッチを簡易に確保することができるとともに、少なくともシフトフォークのシフト方向側端縁部からは確実に係合爪部に向けて潤滑油を供給することができる。
また、本発明のシフトフォークにおいて、前記フィンは、前記第1凹部における前記潤滑油を捕集可能な容積よりも前記第2凹部における前記潤滑油の捕集可能な容積が大きくなる位置に立設されてなるものとすることもできる。
こうすれば、第2凹部からは第1凹部からよりも多くの潤滑油を供給することができるから、回転数の高いギヤが配置された側に第2凹部を形成することにより、係合爪部のみならず、回転数の高いギヤ側のシンクロ部品、例えば、ボークリングやクラッチギヤなどにも潤滑油を充分に供給することができる。
また、本発明のシフトフォークにおいて、該シフトフォークは鋳造成形により成形されてなり、前記フィンは、鋳造成形の際の型割りラインを利用して形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、フィンを容易に確保することができる。
また、鋳造成形により成形されてなる本発明のシフトフォークにおいて、前記係合爪部は、表面に酸化被膜が形成された鋳肌面であるものとすることもできる。
こうすれば、係合爪部の表面には、加工を入れた場合よりも表面硬度が高い酸化被膜が形成されるから、耐久性がより向上する。
また、本発明のシフトフォークにおいて、前記係合爪部は、前記係合溝との当接部が曲面に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、シフトフォークの係合爪部とカップリングスリーブの係合溝との間に潤滑油を供給しやすくなる。
また、本発明のシフトフォークにおいて、前記凹部は、底面が前記フィンが立設された位置から前記シフト方向両端縁部に向かって下り傾斜に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、シフトフォークの係合爪部とカップリングスリーブの係合溝との間に潤滑油をより供給しやすくなる。
また、本発明のシフトフォークにおいて、前記オイルキャッチは、前記シフトフォークの外周面と該シフトフォークの外周面から突出する突出リブとにより前記シフトフォークのシフト方向両端縁部が開放された凹部として形成されてなり、前記フィンは、前記凹部を前記シフト方向に第1凹部と第2凹部とに仕切るように立設されてなる主フィン部と、該主フィン部から前記シフト方向に向けて立設されてなる副フィン部と、から形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、係合爪部近傍の冷却効果がより向上する。
本発明の変速機は、
シフトレバーに機械的に接続され、該シフトレバーの操作によって作動する請求項1ないし7いずれか記載のシフトフォークにより前記カップリングスリーブをシフトして変速段を切り替える
ことを要旨とする。
この本発明の変速機では、上述のいずれかの態様の本発明のシフトフォークによりカップリングスリーブをシフトして変速段を切り替えるから、本発明のシフトフォークが奏する効果、例えば、コスト増加を抑制しながらシフトフォークの係合爪部の耐久性を向上する効果などを奏することができる。
一実施形態としての変速機の構成の概略を示す構成図である。 変速機の操作装置の構成の概略を示す概略構成図である。 シフトフォークの斜視構成図である。 シフトフォークの要部拡大側面図である。 図4の平面構成図である。 図4のX−X面の断面を示す断面図である。 潤滑油Oの流れの様子を示す説明図(図4のA方向矢視図)である。 変形例のシフトフォーク114の要部を拡大して示す拡大側面図である。 変形例のシフトフォーク114の要部を拡大して示す拡大平面図である。 変形例のシフトフォーク214の要部を拡大して示す拡大側面図である。 変形例のシフトフォーク214の要部を拡大して示す拡大平面図である。 潤滑油Oの流れの様子を示す説明図である。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態としての変速機1の構成の概略を示す構成図である。
変速機1は、図1に示すように、図示しないエンジンのクランク軸にクラッチ(図示せず)を介して接続される入力軸2と、入力軸2と減速ギヤ対RGを介して接続されたカウンター軸3と、入力軸2およびカウンター軸3と変速歯車機構TMを介して接続された出力軸4と、変速歯車機構TMを操作する操作装置10とを備える。
変速歯車機構TMは、入力軸2およびカウンター軸3に固定配置された駆動ギヤGと、この駆動ギヤGと噛合する出力軸4に遊転可能に配置された被駆動ギヤG’と、遊転ギヤとしての被駆動ギヤG’の回転速度と出力軸4の回転速度とを同期させる同期装置Sとを備える周知の同期噛合式変速機構として構成されている。
駆動ギヤGは、入力軸2の後端に一体形成された減速ギヤ対RGとしても機能する4速駆動ギヤG4と、カウンター軸3にエンジン側(前側)から順に一体形成された3速駆動ギヤG3と、2速駆動ギヤG2と、1速駆動ギヤG1と、カウンター軸3の最後尾に一体回転可能に固定配置された5速駆動ギヤG5とから構成されており、被駆動ギヤG’は、カウンター軸3上の駆動ギヤG(G3,G2,G1,G5)に対応して出力軸4に遊転可能に配置された3速被駆動ギヤG3’と、2速被駆動ギヤG2’と、1速被駆動ギヤG1’と、5速被駆動ギヤG5’とから構成されている。
同期装置Sは、4速被駆動ギヤG4’と3速被駆動ギヤG3’との間に配置された3−4速同期装置S1と、2速被駆動ギヤG2’と1速被駆動ギヤG1’との間に配置された1−2速同期装置S2と、5速被駆動ギヤG5’の側方に配置された5速同期装置S3とから構成されている。
図2は、操作装置10の構成の概略を示す概略構成図である。
操作装置10は、図示するように、シフトレバー11と、シフトレバー11に接続されるとともにストライキングレバー12aが取り付けられたストライキングロッド12と、ストライキングレバー12aと接続可能なフォークロッドブラケット13a,13b,13cが取り付けられているとともに、各同期装置S1,S2,S3のカップリングスリーブC1,C2,C3と係合するシフトフォーク14a,14b,14cが取り付けられたフォークロッド15a,15b,15cと、フォークロッド15a,15b,15cをニュートラルを含む各変速位置で位置決めするための位置決め機構とから構成されており、シフトレバー11によってストライキングロッド12を介してストライキングレバー12aを回動して何れかのフォークロッド15a,15b,15cをセレクトし、シフトレバー11によってストライキングロッド12を介してストライキングレバー12aを軸方向(シフト方向)に摺動してカップリングスリーブC1,C2,C3を移動することで変速を行う。
実施例では、フォークロッド15aが5速フォークロッド,フォークロッド15bが3−4速フォークロッド,フォークロッド15cが1−2速フォークロッドに対応し、シフトフォーク14aが5速シフトフォーク,シフトフォーク14bが3−4速シフトフォーク,シフトフォーク14cが1−2速シフトフォークに対応する。
なお、変速機1の変速機ケース1aは、内部下方が潤滑油Oを貯留可能な貯留部Tとし構成されており、貯留部Tに貯留された潤滑油Oにより変速歯車機構TMを潤滑する。
即ち、カウンター軸3の外周に設けられている駆動ギヤG(G3,G2,G1,G5)などの回転部材が回転されることにより潤滑油Oを掻き上げて、駆動ギヤGと被駆動ギヤG’との噛合い部分あるいは各同期装置S1,S2,S3のカップリングスリーブC1,C2,C3とシフトフォーク14a,14b,14cとの係合部分等に潤滑油Oが供給される。
図3は、前述したシフトフォーク14a,14b,14cのうち、シフトフォーク14cを拡大して例示するものである。
なお、図4は、図3のシフトフォーク14cの要部拡大側面図であり、図5は、図4の平面構成図であり、図6は、図4のX−X面の断面を示す断面図である。
シフトフォーク14cは、フォークロッド15cが挿通する挿通孔16aが形成されたボス部16と、ボス部16から一体的に対称状に枝分れしたアーム部17,17とを備え、各アーム部17,17の先端の内側部分には、同期装置S2のカップリングスリーブC2の外周に形成されている係合溝Mに係合する係合爪部18が一体形成されている。
アーム部17における係合爪部18が形成された内側とは反対側の外周面であって、係合爪部18が形成された位置に対応する部分、即ち、係合爪部18の背面部にあたる部分には、アーム部17の湾曲傾斜状をなす傾斜外周面17aの接線方向に一体状に立ち上がったリブ19が突出形成されており、このリブ19と傾斜外周面17aとによってアーム部17のシフト方向両端縁部17b,17cが開放された凹み状の凹部20が形成されている。この凹部20は、前述した掻き上げられた潤滑油Oを捕集することができるオイルキャッチを構成している。
この凹部20内には、凹部20をシフト方向に仕切るように冷却フィン21が一体状に立設されている。
なお、凹部20の底面20aは、図5に示すように、冷却フィン21が立設された位置からアーム部17のシフト方向両端縁部17b,17c側に向かって下り傾斜しており凹部20内に捕集された潤滑油Oが係合爪部18側へ流れやすいように形成されている。
また、図6に示すように、係合爪部18におけるカップリングスリーブの係合溝Mと当接する当接部18aは、曲面形状に形成されており、係合爪部18と係合溝Mとの間に潤滑油Oを供給しやすいような形状となっている。
なお、このシフトフォーク14cは、割り型内で鋳造成形されたものであるが、シフトフォーク14cを鋳造成形する際に、割り型の合わせ面の型割りラインを利用して、冷却フィン21を一体形成したものである。従って、冷却フィン21を簡易に確保することができる。
なお、鋳造によりシフトフォーク14cを成形した後に、係合爪部18には何ら加工を加えることなく、係合爪部18の表面に自然に酸化被膜を形成させて、係合爪部18の表面は酸化被膜が形成された鋳肌面となっている。
なお、この表面に形成される酸化被膜は、加工を加えた場合よりも表面硬度が高いものであるため、係合爪部18の耐久性が向上するものとなっている。
なお、他のシフトフォーク14a,14bにおいても、同様にリブ19を突出させて凹部(オイルキャッチ)20が形成されており、凹部20内をシフト方向に仕切る冷却フィン21が形成されている。
次に、こうして構成された変速機1の動作に伴って変速歯車機構TMが掻き上げる潤滑油Oの動きについて説明する。
変速歯車機構TMによって掻き上げられ飛散した潤滑油Oの一部は、図7に示すように、シフトフォーク14cにおけるアーム部17の傾斜外周面17aを伝って、或いは、直接オイルキャッチとしての凹部20内に捕集される。捕集された潤滑油Oは、凹部20の底面20aに形成された傾斜に沿ってアーム部17のシフト方向両端縁部17b,17c側に流れて、シフト方向両端縁部17b,17cを伝わって係合爪部18に供給される。
これにより、係合爪部18と係合溝Mとの間のフリクションを低減することができる。しかも、凹部20のシフト方向中央部には冷却フィン21が凹部20をシフト方向に仕切るように立設されているから、シフトフォーク14cがシフト方向に移動する際には、冷却フィン21が凹部20に溜まった潤滑油Oをシフト方向に向けて押出す役割を果たす。これにより、少なくともシフトフォーク14cにおけるシフト方向側の端縁部17b或いは端縁部17cから確実に係合爪部18に向けて潤滑油Oを供給することができる。
また、冷却フィン21によって、潤滑油Oの冷却や係合爪部18近傍の冷却が促進される。しかも、シフトフォーク14cのシフト方向両側に配置された1速被駆動ギヤG1’および2速被駆動ギヤG2’の回転により発生する風が冷却フィン21に当たることで冷却効果がより向上する。
なお、シフトフォーク14aの場合には5速被駆動ギヤG5’の回転により発生する風で冷却効果が向上するのであり、シフトフォーク14bの場合には3速被駆動ギヤG3’および4速駆動ギヤG4の回転により発生する風で冷却効果が向上するのであることはいうまでもない。
以上説明した実施例の変速機1によれば、シフトフォーク14a,14b,14cに凹部(オイルキャッチ)20を形成させて、掻き上げられた潤滑油Oを良好に凹部20内に捕集することができ、冷却フィン21を立設した分、オイルキャッチ20内に捕集された潤滑油Oによる係合爪部18近傍の冷却効果が向上するものとなる。また、シフトフォーク14a,14b,14cそれぞれのシフト方向両側に配置された5速被駆動ギヤG5’,3速被駆動ギヤG3’および4速駆動ギヤG4,1速被駆動ギヤG1’および2速被駆動ギヤG2’の回転により発生する風が冷却フィン21に当たることで冷却効果がより向上する。しかも、冷却フィン21は、シフトフォーク14a,14b,14cを鋳造成形する際の型割りラインを利用して形成されるから、コスト増加を抑えながらも係合爪部18の耐久性を向上することができる。もとより、凹部20に捕集した潤滑油Oを係合爪部18に供給するから、係合爪部18と係合溝Mとの間のフリクションを低減して係合爪部18の耐久性を向上することができる。
また、実施例の変速機1によれば、凹部20をシフト方向に仕切るように冷却フィン21を設けるから、少なくともシフトフォーク14a,14b,14cがシフトする方向の端縁部17a或いは端縁部17bからは確実に係合爪部18に向けて潤滑油Oを供給することができる。しかも、冷却フィン21は、リブ19からアーム部17の傾斜外周面17aまでを繋ぐから、シフトフォーク14a,14b,14cにおけるアーム部17の開き方向の剛性を向上することができる。
さらに、実施例の変速機1によれば、凹部20の底面20aは、冷却フィン21が立設された位置からアーム部17のシフト方向両端縁部17b,17c側に向かって下り傾斜となるよう形成するから、係合爪部18と係合溝Mとの間に潤滑油Oを供給しやすい。しかも、係合爪部18におけるカップリングスリーブの係合溝Mと当接する当接部18aを曲面形状に形成するから、係合爪部18と係合溝Mとの間に潤滑油Oをより供給しやすい。
或いは、実施例の変速機1によれば、係合爪部18は、鋳造成形後に何ら加工を加えることなく鋳肌面として表面に自然に酸化被膜を形成するから、加工を入れた場合よりも表面硬度が高い酸化被膜が形成されて、耐久性をより向上することができる。
実施例のシフトフォーク14a,14b,14cでは、冷却フィン21は、凹部20のシフト方向中央部を仕切るように立設するものとしたが、冷却フィン21は、凹部20のシフト方向のいずれの位置に立設するものとしても構わない。例えば、シフトフォーク14a,14b,14cそれぞれのシフト方向両側に配置された5速被駆動ギヤG5’,3速被駆動ギヤG3’および4速駆動ギヤG4,1速被駆動ギヤG1’および2速被駆動ギヤG2’のうち、より回転数の高い5速被駆動ギヤG5’,4速駆動ギヤG4,2速被駆動ギヤG2’側の凹部20が、より回転数の低い3速被駆動ギヤG3’,1速被駆動ギヤG1’側の凹部20よりも大きくなるような位置に冷却フィン21を立設するものとしても良い。
こうすれば、より回転数の高い5速被駆動ギヤG5’,4速駆動ギヤG4,2速被駆動ギヤG2’側に面する係合爪部18のみならず、より回転数の高い5速被駆動ギヤG5’,4速駆動ギヤG4,2速被駆動ギヤG2’側に配置されたシンクロ部品、例えば、ボークリングやクラッチギヤなどにも潤滑油Oを充分に供給することができる。
実施例のシフトフォーク14a,14b,14cでは、冷却フィン21は、リブ19から直交状にアーム部17の傾斜外周面17aに向かって連続して一体形成された1本のフィンとしたが、図8および図9の変形例のシフトフォーク114に例示するように、冷却フィン121からシフト方向両側に向かってリブ119とほぼ平行な冷却フィン122,123を形成するものとしても構わない。
ここで、冷却フィン121によってシフト方向に分割された凹部120は、シフト方向に沿った冷却フィン122,123によって更に分割される。この場合も、冷却フィン121は、鋳造成形の際の型割りラインを利用して形成することができ、冷却フィン122,123についても鋳造成形により一体に形成することができる。従って、複数の冷却フィン121,122,123を容易に確保することができる。しかも、複数の冷却フィン121,122,123を有することで冷却効果が格段に向上する。
実施例のシフトフォーク14a,14b,14cでは、凹部20で捕集された潤滑油Oは、アーム部17のシフト方向両端縁部17b,17c側に流れて、シフト方向両端縁部17b,17cを伝わって係合爪部18に供給されるものとしたが、図10,図11および図12の変形例のシフトフォーク214に例示するように、アーム部217のシフト方向両端縁部217b,217cに、凹部220から連続するとともに、アーム部217の先端に向かって延びる凹溝250を形成し、凹部220で捕集された潤滑油Oを凹溝250によって係合爪部218近傍まで誘導するものとしても構わない。
こうすれば、係合爪部218へより確実に潤滑油Oを供給することができる。
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
1 変速機
1a 変速機ケース
2 入力軸
3 カウンター軸
4 出力軸
14a 5速シフトフォーク
14b 3−4速シフトフォーク
14c 1−2速シフトフォーク
TM 変速歯車機構
S1 3−4速同期装置
S2 1−2速同期装置
S3 5速同期装置
C1 3−4速カップリングスリーブ
C2 1−2速カップリングスリーブ
C3 5速カップリングスリーブ
M カップリングスリーブの係合溝
16 ボス部
16a 挿通孔
17 アーム部
17a 傾斜外周面
17b,17c,217b,217c アーム部のシフト方向両端縁部
18 係合爪部
18a 当接部
19,119,219 リブ
20,120,220 凹部(オイルキャッチ)
20a 凹部の底面
21,121,122,123 冷却フィン
114 シフトフォーク
250 凹溝

Claims (9)

  1. 同期装置におけるカップリングスリーブに係合して、該カップリングスリーブをシフトするシフトフォークであって、
    前記カップリングスリーブの外周面に形成された係合溝に係合する係合爪部と、
    該係合爪部に供給する潤滑油を捕集可能なように、前記係合爪部が形成された内周面とは反対側の外周面であって前記係合爪部に対応する位置に形成されたオイルキャッチと、
    該オイルキャッチ内に立設されたフィンと、
    を備えるシフトフォーク。
  2. 前記オイルキャッチは、前記シフトフォークの外周面と該シフトフォークの外周面から突出する突出リブとにより前記シフトフォークのシフト方向両端縁部が開放された凹部として形成されてなり、
    前記フィンは、前記凹部を前記シフト方向に第1凹部と第2凹部とに仕切るように立設されてなる
    請求項1記載のシフトフォーク。
  3. 前記フィンは、前記第1凹部における前記潤滑油を捕集可能な容積よりも前記第2凹部における前記潤滑油の捕集可能な容積が大きくなる位置に立設されてなる請求項2記載のシフトフォーク。
  4. 請求項1ないし3何れか記載のシフトフォークであって、
    該シフトフォークは鋳造成形により成形されてなり、
    前記フィンは、鋳造成形の際の型割りラインを利用して形成されてなる
    シフトフォーク。
  5. 前記係合爪部は、表面に酸化被膜が形成された鋳肌面として形成されてなる請求項4記載のシフトフォーク。
  6. 前記係合爪部は、前記係合溝との当接部が曲面に形成されてなる請求項1ないし5いずれか記載のシフトフォーク。
  7. 前記凹部は、底面が前記フィンが立設された位置から前記シフト方向両端縁部に向かって下り傾斜に形成されてなる請求項2ないし6いずれか記載のシフトフォーク。
  8. 前記オイルキャッチは、前記シフトフォークの外周面と該シフトフォークの外周面から突出する突出リブとにより前記シフトフォークのシフト方向両端縁部が開放された凹部として形成されてなり、
    前記フィンは、前記凹部を前記シフト方向に第1凹部と第2凹部とに仕切るように立設されてなる主フィン部と、該主フィン部から前記シフト方向に向けて立設されてなる副フィン部と、から形成されてなる
    請求項1記載のシフトフォーク。
  9. シフトレバーに機械的に接続され、該シフトレバーの操作によって作動する請求項1ないし7いずれか記載のシフトフォークにより前記カップリングスリーブをシフトして変速段を切り替える変速機。
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