JP2013199964A - 手動変速機のシフト構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトフォークにシフトヘッドが一体化されている場合であっても、簡単な構造でシフトフォークが受ける周期的な振動を低減することができるようにする。
【解決手段】軸方向への移動により所定変速ギヤ列に係合して動力伝達状態とする変速用スリーブ７ｄを、対向一対のフォーク爪１０ｂで回動自在に支持するシフトフォーク７ｂと、シフトフォーク７ｂに一体化されているシフトヘッド７ａと、シフトフォーク７ｂを支持するシフトフォークロッド７と、シフトフォーク７ｂを前記シフトフォークロッド７に連結させる座付きボルト１３とを備え、座付きボルト１３を用いて、シフトフォーク７ｂとシフトフォークロッド７とを、対向一対の前記フォーク爪１０ｂ間を結ぶ軸線Ｌ２と略平行な軸線Ｌ１に沿って締結する。
【選択図】図５

Description

本発明は、シフトヘッドが一体化されているシフトフォークをシフトフォークロッドに対し止め部材を用いて連結させた手動変速機のシフト構造に関する。

周知のように、手動変速機では、シフトフォークに支持されている変速用スリーブを、対応する変速ギヤ列に設けられているシンクロ機構に係合させることで変速操作が完了する。このような手動変速機では、ダイレクトなシフトフィーリングとシフト操作時の振動低減との双方を満足させる性能が要求される。

ダイレクトなシフトフィーリングを満足させるには、シフトフォークと、このシフトフォークを動作させるシフトヘッドとを一体化すれば良く、一体化させることで部品点数の低減、軽量、コンパクト化が実現できる。

しかし、シフトフォークは回転する変速用スリーブをシンクロ機構に押し付けているため、このシフトフォークにシフトヘッドが一体化されている構造では、シフトヘッドに、シフトフォークを介して変速用スリーブの振れ回りによる周期的な振動が伝播される。そのため、このシフトヘッドの振動が、シフトヘッドに係合しているインナレバーから、このインナレバーを動作させるリンク機構を介してシフトレバーに伝達され易くなる。

その結果、運転者がシフトレバーを把持してシフト操作を行い、或いは、変速後にシフトレバーを把持すると、周期的な振動が伝達され、運転者に不快感を与えてしまう。

この対策として、例えば特許文献１（特開２００７−７１３２５号公報）では、シフトフォークシャフトが所定のシフト位置に変位した際に、シフトヘッドをストッパに押し当てることでシフトヘッドのガタツキを防止する技術が開示されている。

この文献に開示されている技術によれば、シフトヘッドがストッパに押し当てられているため、このシフトヘッドに係合しているインナレバーへの振動伝達が低減され、従って、シフトレバーに発生する周期的な振動を低減することができる。

特開２００７−７１３２５号公報 特開平８−２４７２８５号公報

ところで、シフトフォークはシフトフォークロッドに固定されており、このシフトフォークロッドと共に、このシフトフォークロッドに支持された状態で移動する。このシフトロッドとシフトフォークロッドとの固定構造は、例えば特許文献２（特開平８−２４７２８５号公報）に開示されているように、止め部材としてのロールピン（スプリングピン）を用いて行う場合が多い。又、この場合、同文献に開示されているように、ロールピンを、シフトフォークに支持される変速用スリーブのほぼ軸中心方向へ指向させて装着している。

シフトフォークに伝達される周期的な振動は変速用スリーブをシンクロ機構に押し付けることで発生するため、変速用スリーブの軸方向に沿った振動成分が多く含まれている。その結果、上述した特許文献２に開示されているように、シフトフォークを、ロールピンを用いてシフトフォークロッドに固定した場合、シフトフォークは周期的な振動の影響でロールピンの軸廻りに揺動しやすくなり、そのガタが、シフトフォークに一体のシフトヘッドを介して、シフトインナレバーからシフトレバーに伝達され易くなる。

この周期的な揺動運動は、上述した特許文献１に開示されているような、ストッパを用いることである程度、抑制することができるが、シフトヘッドがストッパに強い力で衝突することとなり、異音の発生原因となる問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、シフトフォークにシフトヘッドが一体化されている場合であっても、簡単な構造で、シフトフォークが受ける周期的な振動を低減して、運転者に違和感を与えることのない手動変速機のシフト構造を提供することを目的とする。

本発明は、軸方向への移動により所定変速ギヤ列に係合して動力伝達状態とする変速用スリーブを、対向一対のフォーク爪で回動自在に支持するシフトフォークと、前記シフトフォークに一体化されていると共に、外部操作力で動作するシフトインナレバーに係合して前記シフトフォークを軸方向へ移動させるシフトヘッドと、前記シフトフォークを支持するシフトフォークロッドと、前記シフトフォークを前記シフトフォークロッドに連結させる止め部材とを備える変速機のシフト構造において、前記止め部材にて前記シフトフォークと前記シフトフォークロッドとが対向一対の前記フォーク爪間を結ぶ軸線と略平行な軸線に沿って締結されていることを特徴とする。

本発明によれば、シフトヘッドが一体化されているシフトフォークをシフトフォークロッドに対して、シフトフォークに形成されていると共に変速用スリーブを支持する対向一対のフォーク爪を結ぶ軸線と略平行な方向から止め部材を用いて連結させたので、シフトフォークにシフトヘッドが一体化されている場合であっても、簡単な構造でシフトフォークが受ける周期的な振動を低減して、運転者に与える違和感を軽減することができる。

変速操作装置の構成図 ６速シフト時の図１相当の要部構成図 ６段変速機のシフトパターン図 シフトフォークの斜視図 シフトフォークの正面図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１には６段変速の変速操作装置が示されている。この変速操作装置１は、乗用車等の車両に搭載されている手動変速機の変速操作を行うものであり、図示しない変速機ケースに収容されている。本実施形態で採用する手動変速機は、前進６段、後進１段を有し、５速が直結、６速がオーバドライブに設定されている。シフトパターンは、いわゆるＨ型であり、運転者がシフトレバーを操作することでセレクト操作及びシフト操作が行われる。

図３にシフトパターンを示す。同図に示すように、シフトレバーは、Ｘ方向のセレクト操作と、当該セレクト操作方向に直交するＹ方向のシフト操作とが行えるよう構成されており、シフトレバーがセレクト位置にあるときニュートラルＮとなる。又、シフト位置は、１−２速シフト、３−４速シフト、５−６速シフトが隣接されて平行に配設されており、更に、１−２速シフトの隣であって、１速と同方向にリバース（Ｒｅｖ）シフトが平行に配列されている。

運転者の操作力（外部操作力）で動作するシフトレバーが変速操作装置１のセレクトシャフト２に、リンク機構（図示せず）を介して連設されている。このセレクトシャフト２が、図示しない軸受け等によって軸周りのＸ方向（セレクト操作方向）へ回動自在で、且つ軸線のＹ方向（シフト操作方向）へ移動自在に支持されている。尚、以下の説明では、便宜的に図１の左方向への移動を前方、右方向への移動を後方と称する。

このセレクトシャフト２と平行に、１−２速用シフトフォークロッド３、３−４速用シフトフォークロッド４、５速−Ｒｅｖ（リバース）用シフトフォークロッド５、及び５速用反転シフトフォークロッド６が平行に配列され、更に、６速用シフトフォークロッド７が５速用反転シフトフォークロッド６に隣接して平行に配設されている。又、５速−Ｒｅｖ用シフトフォークロッド５と５速用反転シフトフォークロッド６とが反転レバー８を介して連設されており、５速用反転シフトフォークロッド６を後方へ移動させると、反転レバー８が５速−Ｒｅｖ用シフトフォークロッド５を前方へ移動させて直結となる。

各シフトフォークロッド３，４に、１−２速用シフトヘッド３ａ、３−４速用シフトヘッド４ａがそれぞれ軸着されている。更に、シフトフォークロッド５に、Ｒｅｖ用シフトヘッド５ａが軸着されている。又、５速用反転シフトフォークロッド６に、５速用シフトヘッド６ａが軸方向へ移動自在に軸装されている。この５速用反転シフトフォークロッド６の５速用シフトヘッド６ａの後方にリング状フランジ６ｄが形成されている。更に、この５速用シフトヘッド６ａは、５速用反転シフトフォークロッド６に並設されている６速用シフトフォークロッド７にも移動自在に軸装されている。

５速シフト操作に伴って、５速用シフトヘッド６ａを後方へスライドさせると、この後端がリング状フランジ６ｄを押圧し、５速用反転シフトフォークロッド６を同方向へ移動させる。尚、５速用シフトヘッド６ａの５速用反転シフトフォークロッド６と６速用シフトフォークロッド７とが挿通されている部位には、周知のワンウェイ機構が内装されている。このワンウェイ機構は、５速用シフトヘッド６ａを５速用反転シフトフォークロッド６と６速用シフトフォークロッド７との一方にのみ連結して一体的に移動させるようにするものである。一方、両シフトフォークロッド６，７の前方軸端部にはインタロック機構が設けられている。このインタロック機構は５速用反転シフトフォークロッド６と６速用シフトフォークロッド７との一方がスライドした際に他方を固定して二重の噛み合いを防止するものである。

又、各シフトフォークロッド３，４，５，７にシフトフォーク３ｂ，４ｂ，５ｂ，７ｂがそれぞれ軸着されている。更に、６速用シフトフォーク７ｂに６速用シフトヘッド７ａが鋳込み等により一体化されている。

又、この各シフトフォーク３ｂ，４ｂ，５ｂ，７ｂには、変速用スリーブ３ｄ，４ｄ，５ｄ，７ｄがそれぞれ回動自在に支持されており、この変速用スリーブ３ｄ，４ｄ，５ｄ，７ｄの１つが、各変速段ギヤ列（図示せず）に設けられているシンクロ機構に係合されると、１速〜６速、或いはリバースギヤ列の１つが動力伝達状態となり、所望の変速段が成立される。

一方、セレクトシャフト２には、上述した各シフトヘッド３ａ，４ａ，５ａ，７ａに対して、選択的に係合自在なシフトインナレバー３１が軸径方向に延在した状態で固設されている。セレクトシャフト２はシフトレバーのセレクト操作方向（Ｘ方向）への移動に追従して回動し、シフト操作方向（Ｙ方向）への移動に追従して軸方向にスライドする。シフトインナレバー３１はセレクトシャフト２と一体に回動及びスライドする。

このシフトインナレバー３１のセレクト操作方向（回動方向）であって、シフト操作方向と交差する位置に、５速用シフトヘッド６ａ、３−４速用シフトヘッド４ａ、１−２速用シフトヘッド３ａ、Ｒｅｖ用シフトヘッド５ａの上端部が配設されている。更に、５速用シフトヘッド６ａの隣（３−４速用シフトヘッド４ａとは逆側）に６速用シフトヘッド７ａの上端部が配設されている。この各シフトヘッド７ａ，６ａ，４ａ，３ａ，５ａの上端部には、シフトインナレバー３１の先端部３１ａに係合する溝部が形成されている。

図４、図５に６速用シフトフォーク７ｂを示す。６速用シフトフォーク７ｂは６速用シフトヘッド７ａが一体化されていると共に、二股の円弧状アーム部１０ａを有し、この円弧状アーム部１０ａ先端の対向面に、変速用スリーブ７ｄを回動自在に支持するフォーク爪１０ｂが突設されている。又、この６速用シフトフォーク７ｂには、６速用シフトフォークロッド７を挿通支持する支持孔部１１ａと５速用反転シフトフォークロッド６に進退自在に挿通支持されるガイド孔部１１ｂとが穿設されている。

更に、この６速用シフトフォーク７ｂに、支持孔部１１ａに貫通するボルト挿通孔１１ｃが穿設されており、一方、６速用シフトフォークロッド７のボルト挿通孔１１ｃに対応する部位に、ねじ孔７ｅが穿設されている。

ボルト挿通孔１１ｃは、その中心軸である軸線Ｌ１が、互いに対向するフォーク爪１０ｂの長さ方向の中央を結ぶ軸線Ｌ２と交わらない状態、すなわち、平行であることが好ましい。しかし、軸線Ｌ１が軸線Ｌ２に対して比較的遠い位置で交わるような角度θ（例えばθ＝±１０°程度）であっても良い。尚、本実施形態では、平行及び、上述したような角度θの範囲を略平行と称する
このボルト挿通孔１１ｃに挿通される止め部材としてのボルト１３は座付きボルトであり、６速用シフトフォーク７ｂにはボルト座面が当接する座受け面１１ｄが形成されている。尚、図５の符号Ｐは変速用スリーブ７ｄの中心である。

一方、図２、図５に示すように、６速用シフトフォーク７ｂの６速ギヤ列（図示せず）に面する側面にストッパ受け面１４が突設されている。このストッパ受け面１４は６速用シフトフォーク７ｂと一体に形成されていても良く、或いは、６速用シフトフォーク７ｂに鋳込み成形していても良く、又は溶着や接着により貼付するようにしても良い。

一方、このストッパ受け面１４にシフトストッパ１５が対峙されている。このシフトストッパ１５は、所定板厚の平板であり、図示しない変速機ケース等のケース固定部１ａから延出され、ストッパ受け面１４に当接する先端部がＲ加工（曲面加工）されている。このシフトストッパ１５とストッパ受け面１４とは、６速用シフトフォーク７ｂに支持されている変速用スリーブ７ｄの、６速ギャ列のシンクロ機構に対する係合が完了した位置で当接するように設定されている。製造時のストッパ受け面１４は突出高さがやや高く設定されており、組立の際に研削することで当接高さが調整される。

次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。運転者がシフトレバーを、図３に示すシフトパターンのセレクト操作方向（Ｘ方向）へ移動させると、このシフトレバーに連設するセレクトシャフト２が回動する。そして、このシフトレバーを１−２速シフト位置に臨ませると、セレクトシャフト２に固設されているシフトインナレバー３１の先端部３１ａが、１−２速用シフトヘッド３ａの先端に形成された溝部に係入される。

又、シフトインナレバー３１を５−６速シフト位置に臨ませると、セレクトシャフト２に固設されているシフトインナレバー３１の先端部３１ａが、６速用シフトヘッド７ａの先端に形成されている溝部７ｃ（図４参照）に係入される。次いで、シフトレバーを６速シフト側へシフトさせると、溝部７ｃを介して６速用シフトヘッド７ａと一体の６速用シフトフォーク７ｂが６速用シフトフォークロッド７に支持されて６速シフト方向へ移動され、６速用シフトフォーク７ｂに支持されている変速用スリーブ７ｄを６速ギャ列のシンクロ機構に係合させる。すると、所定変速ギヤ列としての６速ギヤ列が動力伝達状態となり、エンジンの駆動力が６速ギヤ列で所定に変速されて出力される。

６速ギヤ列が動力伝達状態になると、６速ギヤ列の回転に伴う軸方向の周期的な振動により、シンクロ機構に押し付けられている変速用スリーブ７ｄに振れ回り振動が発生し、この振れ回り振動が６速用シフトフォーク７ｂに伝達されて振動する。図５に示すように、６速用シフトフォーク７ｂに発生する振動は、おおよそ、対向するフォーク爪１０ｂを結ぶ軸線Ｌ２に直交し、変速用スリーブ７ｄの中心Ｐを通る軸線Ｌｏを中心とした揺動運動となる。

従来は、軸線Ｌ３に示すように、変速用スリーブ７ｄの軸中心方向にロールピンを装着して、この６速用シフトフォーク７ｂを６速用シフトフォークロッド７に連結していた。この軸線Ｌ３，Ｌｏとの挟角が小さいとロールピンにて、６速用シフトフォーク７ｂの揺動運動を押えることが困難となる。

これに対し、本実施形態では、６速用シフトフォークロッド７に６速用シフトフォーク７ｂを連結させる方向である軸線Ｌ１を軸線Ｌｏにほぼ直交する方向とし、しかも、座付きボルト１３により６速用シフトフォーク７ｂを６速用シフトフォークロッド７に締結させるようにしたので、簡単な構造で６速用シフトフォークロッド７と６速用シフトフォーク７ｂとの間のガタが無くなり、６速用シフトフォーク７ｂに発生する揺動運動を６速用シフトフォークロッド７側へ伝播させて減衰させることができる。

その結果、６速用シフトフォーク７ｂに６速用シフトヘッド７ａが一体化されていても、６速用シフトヘッド７ａへの振動伝播が減少され、この６速用シフトヘッド７ａからシフトインナレバー３１やリンク機構を介してシフトレバーに伝達される振動が低減されるため、運転者に与える違和感を軽減させることができる。

更に、本実施形態では、図２に示すように、６速用シフトフォーク７ｂを介して変速用スリーブ７ｄ（図１参照）を６速ギヤ列のシンクロ機構に係合させると、その係合が完了した位置で、６速用シフトフォーク７ｂの側面に設けられているストッパ受け面１４が、変速機ケース等のケース固定部１ａから延出されているシフトストッパ１５のＲ加工された先端面に当接する。その結果、６速用シフトフォーク７ｂに発生する振動成分の少なくとも一部が、シフトストッパ１５を介して変速機ケース等のケース固定部１ａに逃がされ、この６速用シフトフォーク７ｂに発生する振動をより一層抑制させることができる。

又、ストッパ受け面１４の突出高さが、予め設定されているシフトストッパ１５との当接する位置よりも高く設定されているので、組立の際に、ストッパ受け面１４の突出高さを研削等により調整することで、シフトストッパ１５との最適な当接位置を設定することができる。更に、このストッパ受け面１４を６速用シフトフォーク７ｂの側面に貼付する構造とすれば、複数の突出高さのストッパ受け面１４を予め用意しておき、組立の際に最適な突出高さのストッパ受け面１４を貼付させることで、作業の効率化を実現することができる。更に、このストッパ受け面１４を硬質ウレタン、硬質ゴム等の硬質弾性材を用いて形成することで、６速用シフトフォーク７ｂに発生する振動をより効率よく減衰させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えばシフトフォークとシフトヘッドとが一体化されているものであれば、本実施形態を適用することで、上述と同様の効果を得ることができる。又、上述した実施形態では、６速用シフトフォークと６速用シフトフォークロッドとの連結、及び、６速用シフトフォークと変速機ケースとの当接を例に説明したが、その他の変速段用のシフトフォークとシフトフォークロッドとの連結、および、シフトフォークと変速機ケースとの当接においても、上述と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

１…変速操作装置、
１ａ…ケース固定部、
７…６速用シフトフォークロッド、
７ａ…６速用シフトヘッド、
７ｂ…６速用シフトフォーク、
７ｄ…変速用スリーブ、
７ｅ…ねじ孔、
１０ｂ…フォーク爪、
１１ｃ…ボルト挿通孔、
１１ｄ…座受け面、
１３…座付きボルト、
１４…ストッパ受け面、
１５…シフトストッパ、
Ｌ１，Ｌ２…軸線、
Ｐ…中心、
θ…傾斜角度

Claims (5)

1. 軸方向への移動により所定変速ギヤ列に係合して動力伝達状態とする変速用スリーブを、対向一対のフォーク爪で回動自在に支持するシフトフォークと、
   前記シフトフォークに一体化されていると共に、外部操作力で動作するシフトインナレバーに係合して前記シフトフォークを軸方向へ移動させるシフトヘッドと、
   前記シフトフォークを支持するシフトフォークロッドと、
   前記シフトフォークを前記シフトフォークロッドに連結させる止め部材と
   を備える変速機のシフト構造において、
   前記止め部材にて前記シフトフォークと前記シフトフォークロッドとが対向一対の前記フォーク爪間を結ぶ軸線と略平行な軸線に沿って締結されている
   ことを特徴とする手動変速機のシフト構造。
2. 前記シフトフォークの前記所定変速ギヤ列側の面にストッパ受け面が設けられ、
   ケース固定部に、前記所定変速ギヤ列に係合して動力伝達状態となる位置で前記ストッパ受け面に当接するシフトストッパが設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の手動変速機のシフト構造。
3. 前記ストッパ受け面が前記シフトフォークの側面から突出されている
   ことを特徴とする請求項２記載の手動変速機のシフト構造。
4. 前記ストッパ受け面は前記シフトフォークの側面に貼付されている
   ことを特徴とする請求項２或いは３記載の手動変速機のシフト構造。
5. 前記ストッパ受け面は硬質弾性材で形成されている
   ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の手動変速機のシフト構造。

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