JP6135566B2

JP6135566B2 - 手動変速機のセレクトシフト機構

Info

Publication number: JP6135566B2
Application number: JP2014055094A
Authority: JP
Inventors: 義親嶋根; 加藤　淳一; 淳一加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-03-18
Also published as: JP2015175517A

Description

本発明は、変速要求に応答してセレクト動作およびシフト動作を組み合わせて多数の前進段ならびに後進段のうちの1つを成立させる手動変速機のセレクトシフト機構に関する。

特許文献１に示されているように、手動変速機には、セレクトシフト機構が装備されている。このセレクトシフト機構は、シフトセレクトシャフトを中心軸線周りに回動させるセレクト動作と、前記シフトセレクトシャフトを中心軸線に沿う方向に往復変位させるシフト動作とを行うものであって、インターロックプレートと、ディテント機構とが装備されている。

前記インターロックプレートは、同時に２つ以上の変速ギヤの噛み合いを防止するためのものであって、前記シフトセレクトシャフトに一体に外嵌装着されるシフトインナレバーに一体回転可能とされたうえで、前記シフトインナレバーの中心軸線に沿う方向の動きを許容するように設けられている。前記ディテント機構は、前記セレクト動作を規制するとともにセレクト動作に節度感を与えるものであって、セレクトシフトレバーの軸部の外径側に付設されている。

特開２０１３−１９４８３８号公報

特許文献１では、シフト動作時（前記シフトセレクトシャフトおよび前記シフトインナレバーが一体に中心軸線に沿う方向に変位するとき）に、選択されたヘッド部がインターロックプレートを押圧することがあって、それによって前記インターロックプレートが傾くおそれがある。

仮に、前記インターロックプレートの傾きが発生すると、当該インターロックプレートに対して前記シフトインナレバーが中心軸線に沿う方向に相対変位する際に、当該両者間に「こじり」が生じて、摺動抵抗が増大するなど、滑らかな変速動作が阻害される原因になる。

本発明は、変速要求に応答してセレクト動作およびシフト動作を組み合わせて多数の前進段ならびに後進段のうちの1つを成立させる手動変速機のセレクトシフト機構において、構成要素の増加を抑えながら、シフト動作時にインターロックプレートが傾くことを抑止可能とすることを目的としている。

本発明は、変速要求に応答してセレクト動作およびシフト動作を組み合わせて多数の前進段ならびに後進段のうちの1つを成立させる手動変速機のセレクトシフト機構であって、セレクト操作力を受けて中心軸線周りに回動させられるとともにシフト操作力を受けて前記中心軸線に沿う方向に変位させられるシフトセレクトシャフトと、前記シフトセレクトシャフトに一体に外嵌される筒部の外径側に径方向外向きのアーム部を設けてなるシフトインナレバーと、前記シフトインナレバーの前記筒部に中心軸線に沿う方向に相対変位可能かつ前記中心軸線周りに一体回転可能に外嵌されるボス部の外径側に径方向外向きに突出するガイド片を設けるとともに当該ガイド片に前記アーム部が前記中心軸線に沿う方向に相対変位可能に挿通されるスリットを設けてなるインターロックプレートと、前記セレクト動作を規制するディテント機構とを備え、前記ディテント機構は、前記インターロックプレートの円周上の所定領域に一体に設けられるディテント部材と、前記インターロックプレートおよび前記シフトインナレバーを前記シフトセレクトシャフトに押し付けるための径方向内向きの荷重を前記ディテント部材に付与する押圧部材とを含む、ことを特徴としている。

この構成では、前記ディテント機構で前記インターロックプレートに径方向内向きの荷重を付与しているから、シフト動作に伴い前記シフトインナレバーが前記インターロックプレートに対して相対変位する過程において前記インターロックプレートに傾倒力が作用したとしても、当該インターロックプレートが傾くことが抑止される。

これにより、前記シフトインナレバーが前記シフトセレクトシャフトと一体に中心軸線に沿う方向に変位する過程において前記インターロックプレートと前記シフトインナレバーとの間の摺動抵抗を軽減できるようになるなど、変速動作が円滑になる。

しかも、前記インターロックプレートに前記ディテント機構の一部構成要素（ディテント部材）を一体に設けるように工夫しているから、前記ディテント機構の構成要素数を特許文献１に比べて削減することが可能になる。

本発明は、変速要求に応答してセレクト動作およびシフト動作を組み合わせて多数の前進段ならびに後進段のうちの1つを成立させる手動変速機のセレクトシフト機構において、構成要素の増加を抑えながら、シフト動作時にインターロックプレートが傾くことを抑止することが可能になる。したがって、本発明に係る手動変速機は、比較的簡素な構成で、変速動作の円滑化、つまりシフトフィーリングの向上を達成することが可能になる。

本発明に係る手動変速機のセレクトシフト機構の一実施形態を示す斜視図である。図１のセレクトシフト機構の分解斜視図である。図１のインターロックプレートおよびシフトインナレバー周辺の断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図３に、本発明の一実施形態を示している。図中、１は手動変速機に備えるセレクトシフト機構である。

セレクトシフト機構１は、手動変速機の変速段（例えば前進６速および後進段）を選択的に成立させるために、図示していないが、変速操作力（セレクト操作力およびシフト操作力）を各シンクロメッシュ機構の各スリーブやリバースアイドラギヤに選択的に伝達するものである。

具体的に、セレクトシフト機構１は、第１フォークシャフト２、第２フォークシャフト３、第３フォークシャフト４、第１シフトヘッド５、第２シフトヘッド６、第３シフトヘッド７、シフトセレクトシャフト８、アウターセレクトレバー９、アウターシフトレバー１０、シフトインナレバー１１、インターロックプレート１２などを備えている。

第１フォークシャフト２は１速−２速切り替えに関係するものであり、第２フォークシャフト３は３速−４速切り替えに関係するものであり、第３フォークシャフト４は５速−６速切り替えに関係するものである。第１〜第３フォークシャフト２〜４にはそれぞれ図示していないシフトフォークが一体に取り付けられていて、このシフトフォークが図示していない３つのシンクロメッシュ機構の各スリーブの外周溝にそれぞれ係合されるようになっている。

第１〜第３フォークシャフト２〜４の中心軸線に沿う方向の所定領域には第１〜第３シフトヘッド５〜７がそれぞれ一体に取り付けられている。第１〜第３シフトヘッド５〜７の円周上の所定領域には、それぞれ一対の係合片５ａ，６ａ，７ａが径方向外向きに突出するように設けられている。これらの係合片５ａ，６ａ，７ａの各対向空間が、下記するシフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが選択的に係合される係合凹部５ｂ，６ｂ，７ｂとされる。

シフトセレクトシャフト８は、その中心軸線１００周り（図１の矢印Ｘ１およびＸ２で示す方向）に回転可能かつ中心軸線１００に沿う方向（図１の矢印Ｙ１およびＹ２で示す方向）に変位可能に配置されている。

アウターセレクトレバー９は、第１〜第３フォークシャフト２〜４のうちのいずれか１本を選択するための回転駆動力（セレクト操作力）が入力されるものであって、この回転駆動力を受けたときに下記するインターロックプレート１２およびシフトインナレバー１１を介して間接的にシフトセレクトシャフト８を中心軸線１００周り（図１の矢印Ｘ１およびＸ２で示す方向）に回動させる。

このアウターセレクトレバー９は、筒部９ａの円周所定領域に突片９ｂを径方向外向きに突出させた形状になっている。

アウターシフトレバー１０は、第１〜第３フォークシャフト２〜４のうちのいずれか１本を中心軸線に沿う方向にスライドさせるための回転駆動力（シフト操作力）が入力されるものであって、この回転駆動力を受けたときにシフトセレクトシャフト８を直接的に中心軸線１００に沿う方向（図１の矢印Ｙ１およびＹ２で示す方向）に変位させる。

このアウターシフトレバー１０は、筒部１０ａの円周所定領域に突片１０ｂを径方向外向きに突出させた形状になっている。筒部１０ａは、シフトセレクトシャフト８の外周に嵌合固定される。突片１０ｂは、シフトセレクトシャフト８に設けられる凹状切り欠き８ａに係合される。

シフトインナレバー１１は、筒部１１ａの円周所定領域にアーム部１１ｂを径方向外向きに突出させた形状になっている。このシフトインナレバー１１の筒部１１ａがシフトセレクトシャフト８に一体に外嵌固定されている。これにより、シフトセレクトシャフト８が回転されたときに一体に回転することになってアーム部１１ｂが第１〜第３シフトヘッド５〜７の係合凹部５ｂ〜７ｂのうちの選択された１つに係合される（セレクト動作）。また、シフトセレクトシャフト８が中心軸線１００に沿う方向のいずれか一方に変位されたときに第１〜第３シフトヘッド５〜７のうちの選択された１つおよびそれと一体の第１〜第３フォークシャフト２〜４のうちの対応する１つを中心軸線に沿う方向のいずれか一方へスライドさせる（シフト動作）。

インターロックプレート１２は、シフトインナレバー１１が中心軸線に沿う方向に相対変位可能にかつ中心軸線周りに一体回転可能となるように嵌め合わされている。このインターロックプレート１２は、ほぼ円筒形のボス部１２ａの外径側に操作片１２ｂおよびガイド片１２ｄを径方向外向きに突出するように設けた構成である。

ボス部１２ａには、シフトインナレバー１１の筒部１１ａが適宜のクリアランス（径方向のすきま）を介して嵌め入れられる。

操作片１２ｂは、横から見て逆さＵ字形とされていて、その中空孔部１２ｃには、アウターセレクトレバー９の突片９ｂが係合されている。

ガイド片１２ｄは、第１〜第３シフトヘッド５〜７の各係合凹部５ｂ〜７ｂに係合させられるものである。このガイド片１２ｄには、スリット１２ｅが設けられている。このスリット１２ｅは、シフトインナレバー１１がスライドされたときに当該シフトインナレバー１１のアーム部１１ｂの通過を許容する。ガイド片１２ｄの上部はトランスミッションケース５０の凹部５１内に適宜のクリアランス（中心軸線に沿う方向ならびに径方向のすきま）を介して嵌め入れられている。

次に、上記構成のセレクトシフト機構１の動作を簡単に説明する。

いずれの変速段も成立していない状態では、シフトインナレバー１１のアーム部１１ｂがインターロックプレート１２のスリット１２ｅ内に嵌まっていて、第１〜第３シフトヘッド５〜７の各係合凹部５ｂ〜７ｂが隣り合わせに揃って並んだ状態になっている。

まず、アウターセレクトレバー９が一方向に所定角度回転駆動されることによってシフトセレクトシャフト８が一方向に所定角度回転させられると、その回転角度に応じてシフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが第１〜第３シフトヘッド５〜７の係合凹部５ｂ〜７ｂのうちのいずれかに係合される。

ここで、シフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが第１シフトヘッド５の係合凹部５ｂに係合されると、シフトインナレバー１１が１速−２速セレクト位置に移動されたことになる。また、シフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが第２シフトヘッド６の係合凹部６ｂに係合されると、シフトインナレバー１１が３速−４速セレクト位置に移動されたことになる。さらに、シフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが第３シフトヘッド７の係合凹部７ｂに係合されると、シフトインナレバー１１が５速−６速セレクト位置に移動されたことになる。

この後、アウターシフトレバー１０が一方向に所定角度回転駆動されることによってシフトセレクトシャフト８が中心軸線１００に沿う方向の一方にスライドさせられると、そのスライド量に応じてシフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが、第１〜第３シフトヘッド５〜７のいずれかおよびそれと一体の第１〜第３フォークシャフト２〜４のいずれかを中心軸線に沿う方向いずれか一方へスライドさせる。

これにより、図示していない３つのシンクロメッシュ機構のスリーブのいずれかが前記スライド方向と同一方向にスライドさせられることになるので、１速段〜６速段のうちのいずれかが成立することになる。

この他、図示していないが、シフトインナレバー１１がリバースセレクト位置にセレクト動作させられた場合には、シフトセレクトシャフト８が所定方向に所定角度回転することでリバースレバー（図示省略）がリバースシフトアーム（図示省略）のリバースヘッド（図示省略）に係合される。その後、シフトインナレバー１１がリバース位置にシフト動作させられると、前記リバースレバーがシフトセレクトシャフト８と共にその中心軸線に沿う方向一方にスライドされることになって前記リバースシフトアームが所定方向に所定角度回転されるので、当該リバースシフトアームと一体のリバースシフトフォーク（図示省略）がリバースアイドラギヤ（図示省略）をリバースシャフト（図示省略）の中心軸線に沿う方向にスライドさせてリバースドライブギヤ（図示省略）およびリバースドリブンギヤ（図示省略）に噛合させられることになって後進段が成立することになる。

ところで、この実施形態では、前記セレクト動作を規制するためのディテント機構１５が設けられている。

ディテント機構１５は、シフトセレクトシャフト８の回転動作を例えば３段階の節度感を与えるとともに、当該３段階の位置で保持可能とすることにより、セレクト動作を規制するものである。

このディテント機構１５は、ディテント部材２０、押圧部材３０などを備えており、インターロックプレート１２の外径側に配置されている。

ディテント部材２０は、インターロックプレート１２の操作片１２ｂの突出方向先端側部分に一体に設けられている。このディテント部材２０の外面には、１つの規制片２１、２つの丘２２，２３、２つの谷２４，２５などが設けられている。インターロックプレート１２の回転角度に応じて前記ディテント部材２０の第１谷２４、第２谷２５、第２丘２３の裾野領域２６のうちのいずれか１つに下記押圧部材３０のロックボール３２が当接配置されるようになる。

押圧部材３０は、インターロックプレート１２およびシフトインナレバー１１をシフトセレクトシャフト８に押し付けるための径方向内向きの荷重をディテント部材２０に付与するものである。

この押圧部材３０は、軸部３１において中実になっている下端部にロックボール３２を回転自在に保持させるとともに、ばね３３により軸部３１をその中心軸線に沿う方向の一方側に付勢することによりロックボール３２をディテント部材２０に押し付けるように構成されている。

軸部３１は、トランスミッションケース５０に設けられるガイド孔５２内に当該ガイド孔５２の中心軸線に沿う方向にスライド可能かつ前記中心軸線周りに回転可能となるように収納されている。

ガイド孔５２の上側開口には、プラグ３４が螺合装着されていて、当該上側開口がプラグ３４によって閉塞されている。このプラグ３４と軸部３１における穴３１ａの内底面との対向空間には、ばね３３（例えば円筒形のコイルスプリング）が圧縮させられた状態で収納されている。この圧縮状態のばね３３の弾性復元力によって押圧部材３０の軸部３１の下端部（ロックボール３２）がガイド孔５２の下側開口から外側へ飛び出すように付勢されている。

次に、ディテント機構１５の動作を説明する。

シフトインナレバー１１およびインターロックプレート１２が回転させられたときに、当該インターロックプレート１２のディテント部材２０が押圧部材３０を上下昇降させるのであるが、押圧部材３０が下降することによりロックボール３２がディテント部材２０の第１谷２４、第２谷２５、第２丘２３の裾野領域２６のうちのいずれか１つに一旦当接配置されてから乗り越えて飛び出すようになる。この動きによって、シフトインナレバー１１およびインターロックプレート１２の回転過程で節度感が与えられることになる。

そして、第１谷２４、第２谷２５、第２丘２３の裾野領域２６のうちの選択された１つにロックボール３２が当接配置された状態でシフトインナレバー１１およびインターロックプレート１２の回転が停止されると、ばね３３の弾性復元力を受けているロックボール３２によって前記状態が保持されることになる。

これにより、シフトインナレバー１１の回転角度に応じて第１〜第３シフトヘッド５〜７の係合凹部５ｂ〜７ｂのうちの１つにシフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが係合されるとともに、当該係合状態においてシフトインナレバー１１の回転動作が禁止されることになるので、シフトインナレバー１１のアーム部１１ｂが第１〜第３シフトヘッド５〜７の係合凹部５ｂ〜７ｂのうちの選択されていない残りに対して係合することが阻止される。

ところで、前記ディテント機構１５のロックボール３２が第１谷２４、第２谷２５、第２丘２３の裾野領域２６から第１丘２２、第２丘２３へ乗り越えられないようにする力（状態保持力またはディテント力）は、節度感とのバランスを考慮して適宜に設定される。

以上説明した構成の実施形態では、インターロックプレート１２のボス部１２ａ内にシフトインナレバー１１の筒部１１ａが適宜のクリアランス（径方向のすきま）を介して嵌め入れられているとともに、インターロックプレート１２の操作片１２ｂの上部がトランスミッションケース５０の凹部５１内に適宜のクリアランス（インターロックプレート１２の中心軸線に沿う方向ならびに径方向のすきま）を介して嵌め入れられているので、前記各クリアランス分についてインターロックプレート１２に傾倒力が作用する。

そこで、この実施形態では、ディテント機構１５によりインターロックプレート１２およびシフトインナレバー１１をシフトセレクトシャフト８の円周上の所定領域に押し付けるように工夫しているので、シフト動作に伴いインターロックプレート１２に前記傾倒力が作用したとしても、当該インターロックプレート１２が傾くことを抑止することが可能になる。

したがって、前記シフト動作時にインターロックプレート１２に対するシフトインナレバー１１の摺動抵抗が軽減されることになるので、変速動作の円滑化、つまりシフトフィーリングの向上を達成することが可能になる。

しかも、前記ディテント機構１５をインターロックプレート１２の外径側に配置したうえで、ディテント機構１５の一部構成要素（ディテント部材２０）をインターロックプレート１２に一体に設けるように工夫しているから、ディテント機構１５の構成要素数を特許文献１に比べて削減することが可能になるなど、設備コストの低減に貢献できるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

例えば上記実施形態において、シフトセレクトシャフト８は手動による操作力を受けて作動する形態、あるいはアクチュエータによる駆動力を受けて作動する形態にすることが可能である。

本発明は、変速要求に応答してセレクト動作およびシフト動作を組み合わせて多数の前進段ならびに後進段のうちの1つを成立させる手動変速機のセレクトシフト機構に好適に利用することが可能である。

１セレクトシフト機構
８シフトセレクトシャフト
１１シフトインナレバー
１１ａシフトインナレバーの筒部
１１ｂシフトインナレバーのアーム部
１２インターロックプレート
１２ａインターロックプレートのボス部
１２ｂインターロックプレートの操作片
１２ｃ操作片の中空孔部
１２ｄインターロックプレートのガイド片
１２ｅインターロックプレートのスリット
１５ディテント機構
２０ディテント部材
２１規制片
２２第１丘
２３第２丘
２４第１谷
２５第２谷
２６第２丘の裾野領域
３０押圧部材
３１軸部
３２ロックボール
３３ばね

Claims

変速要求に応答してセレクト動作およびシフト動作を組み合わせて多数の前進段ならびに後進段のうちの1つを成立させる手動変速機のセレクトシフト機構であって、
セレクト操作力を受けて中心軸線周りに回動させられるとともにシフト操作力を受けて前記中心軸線に沿う方向に変位させられるシフトセレクトシャフトと、
前記シフトセレクトシャフトに一体に外嵌される筒部の外径側に径方向外向きのアーム部を設けてなるシフトインナレバーと、
前記シフトインナレバーの前記筒部に中心軸線に沿う方向に相対変位可能かつ前記中心軸線周りに一体回転可能に外嵌されるボス部の外径側に径方向外向きに突出するガイド片を設けるとともに当該ガイド片に前記アーム部が前記中心軸線に沿う方向に相対変位可能に挿通されるスリットを設けてなるインターロックプレートと、
前記セレクト動作を規制するディテント機構とを備え、
前記ディテント機構は、前記インターロックプレートの円周上の所定領域に一体に設けられるディテント部材と、前記インターロックプレートおよび前記シフトインナレバーを前記シフトセレクトシャフトに押し付けるための径方向内向きの荷重を前記ディテント部材に付与する押圧部材とを含む、ことを特徴とする手動変速機のセレクトシフト機構。