JP2014025499A - Shift fork and speed change gear including the same - Google Patents
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Abstract
【課題】変速装置の変速段を切り換えるために、シャフトの軸方向に同期機構を動作させるシフトフォークを、その撓みの大きさによらず先端の爪部のエッジ当たりを防止し、摺動部位における油膜切れを生じ難い構造とする。
【解決手段】シフトフォーク32の基端部がシフトロッド52に支持され、二股に分かれた先端部にはそれぞれ、同期機構のスリーブ120に形成された環状溝121に挿入されて、環状溝121内で周方向に延びる爪部320を有する。この爪部320において環状溝121の内側面121aに摺接する摺接面320aを、当該爪部320の延びる方向において中間部が凸の凸曲面とする。
【選択図】図4A shift fork that operates a synchronization mechanism in the axial direction of a shaft in order to switch the gear position of a transmission prevents an edge contact of a claw portion at the tip regardless of the amount of bending, and at a sliding portion A structure that does not easily cause oil film breakage.
A base end portion of a shift fork is supported by a shift rod and is inserted into an annular groove 121 formed in a sleeve 120 of a synchronization mechanism at each distal end portion. And a claw portion 320 extending in the circumferential direction. The slidable contact surface 320a slidably contacting the inner surface 121a of the annular groove 121 in the claw portion 320 is a convex curved surface having a convex middle portion in the extending direction of the claw portion 320.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、自動車などの変速装置に関連し、特に変速シフト機構のシフトフォークの構造に関する。 The present invention relates to a transmission such as an automobile, and more particularly to the structure of a shift fork of a shift shift mechanism.
従来より、自動車などの変速装置としては、運転者によるシフトレバーの操作によって複数の変速段のいずれかを選択するようにした手動変速機が知られている。このような手動変速機では、エンジンからの入力を受け入れるメインシャフトと、これと平行なカウンターシャフトとにそれぞれ複数の変速ギヤが配設され、かつ互いに噛み合わされて複数段の変速ギヤ列を構成している。そして、そのいずれかの変速ギヤ列が駆動力を伝達することによって、変速段が成立する。 2. Description of the Related Art Conventionally, manual transmissions that select one of a plurality of shift stages by operating a shift lever by a driver are known as transmissions for automobiles and the like. In such a manual transmission, a plurality of transmission gears are arranged on a main shaft that receives input from the engine and a countershaft that is parallel to the main shaft, and meshed with each other to form a plurality of transmission gear trains. ing. Any one of the transmission gear trains transmits a driving force to establish a shift stage.
すなわち、メインシャフトおよびカウンターシャフトの少なくとも一方には、遊転する変速ギヤの回転をシャフトの回転と同期させるための同期機構(例えばシンクロメッシュ機構)が設けられており、この同期機構のスリーブをシフトフォークによって、隣接する変速ギヤに向かって動作させて、当該変速ギヤの回転をシャフトの回転に同期させた後に変速ギヤとシャフトとを結合する。 That is, at least one of the main shaft and the countershaft is provided with a synchronization mechanism (for example, a synchromesh mechanism) for synchronizing the rotation of the freely rotating transmission gear with the rotation of the shaft, and the sleeve of this synchronization mechanism is shifted. The fork is operated toward the adjacent transmission gear to synchronize the rotation of the transmission gear with the rotation of the shaft, and then the transmission gear and the shaft are coupled.
詳しくは、シフトフォークはその基端部がシフトロッドに支持されている一方、二股に分かれた先端部にそれぞれ爪部が設けられている。そして、シャフトと一体に回転するスリーブを外周側から挟むようにシフトフォークを位置づけて、二つの爪部をそれぞれスリーブの外周の環状溝に挿入し、この環状溝の内側面を押圧してシャフトの軸方向に動作させるのである。 Specifically, the base end portion of the shift fork is supported by the shift rod, and a claw portion is provided at each of the tip portions divided into two. Then, the shift fork is positioned so as to sandwich the sleeve that rotates integrally with the shaft from the outer peripheral side, the two claw portions are respectively inserted into the annular grooves on the outer periphery of the sleeve, and the inner surface of the annular groove is pressed to press the shaft. It is moved in the axial direction.
ここで、前記のように回転するスリーブの環状溝の内側面にシフトフォークの爪部を押圧することから、摩耗を助長する虞がある。例えばシフトレバーが乱暴に操作され、シフトフォークの先端の爪部がスリーブの環状溝の内側面を強く押圧すると、図9に模式的に示すように従来一般的なシフトフォークFでは、その撓みによって爪部Cが傾斜し、基端側(シフトロッドに近い側)のエッジEが環状溝Gの内側面g1に食い込む、いわゆるエッジ当たりを生じるからである。 Here, since the claw portion of the shift fork is pressed against the inner surface of the annular groove of the rotating sleeve as described above, there is a risk of promoting wear. For example, when the shift lever is operated violently and the claw portion at the tip of the shift fork strongly presses the inner surface of the annular groove of the sleeve, in the conventional general shift fork F as shown schematically in FIG. This is because the claw portion C is inclined and the edge E on the base end side (side closer to the shift rod) bites into the inner side surface g1 of the annular groove G, so-called edge contact occurs.
この点について特許文献1に記載のシフトフォークは、模式的に図10(a)に示すように爪部Cを先太りの台形状としている。こうすると、前記のようにシフトフォークFが比較的大きく撓んだときに、同図(b)に示すように傾斜した爪部Cの摺接面Sが概ね均一な面当たり状態になる。
In this regard, the shift fork described in
しかしながら、前記従来例のような形状の爪部では、シフトフォークの撓みがあまり大きくないときに、前記図10(a)に表れているように元々傾斜している爪部Cの摺接面Sの先端縁Eがエッジ当たりする虞がある。 However, in the claw portion having the shape as in the conventional example, the sliding contact surface S of the claw portion C that is originally inclined as shown in FIG. There is a risk that the leading edge E of the sword will hit the edge.
また、前記図10(b)に表したようにシフトフォークFが比較的大きく撓んで、爪部Cの摺接面Sが概ね均一な面当たり状態になると、今度はその摺接面Sに対して潤滑油が円滑に供給され難くなってしまい、油膜切れに因って焼き付きが発生する虞がある。 Further, as shown in FIG. 10B, when the shift fork F is relatively greatly bent and the sliding contact surface S of the claw portion C is in a substantially uniform contact state, this time, the sliding contact surface S is now in contact with the sliding contact surface S. As a result, it becomes difficult to smoothly supply the lubricating oil, and there is a possibility that seizure may occur due to the oil film running out.
かかる諸点に鑑みて本発明の目的は、シフトフォークの撓みの大小によらず爪部のエッジ当たりを防止できるとともに、摺接面における油膜切れを生じ難くすることにある。 In view of these points, an object of the present invention is to prevent the edge of the claw portion from being hit regardless of the amount of bending of the shift fork and to make it difficult to cause an oil film breakage on the sliding contact surface.
前記の目的を達成するために本発明は、変速装置の変速段を切り換えるために、変速ギヤの配設されたシャフトの軸方向に同期機構を動作させるシフトフォークを対象として、このシフトフォークの基端部が前記シャフトと平行なシフトロッドに支持されている一方、二股に分かれたシフトフォークの先端部にはそれぞれ、前記同期機構のスリーブに形成された環状溝に挿入される爪部を有するものとする。そして、それぞれの爪部が前記環状溝内を周方向に延びていて、当該環状溝の内側面に摺接する爪部の摺接面が、当該爪部の延びる方向において中間部が凸の凸曲面とされていることを特長とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention is directed to a shift fork that operates a synchronization mechanism in the axial direction of a shaft on which a transmission gear is disposed in order to switch the gear position of the transmission. One end of which is supported by a shift rod parallel to the shaft, and each of the front end portions of the shift fork having a claw portion inserted into an annular groove formed in the sleeve of the synchronization mechanism And Each claw portion extends in the circumferential direction in the annular groove, and the slidable contact surface of the claw portion that is in slidable contact with the inner surface of the annular groove is a convex curved surface in which the intermediate portion is convex in the extending direction of the claw portion. It is characterized by being.
この特定事項により、変速装置の変速段を切り換えるために、同期機構のスリーブの環状溝に挿入されたシフトフォーク先端の爪部を動作させると、その反力によってシフトフォークが撓み、爪部がそれぞれスリーブの環状溝内において傾斜することになる。しかし、こうして傾斜する爪部の摺接面が凸曲面であるため、前記のように傾斜しても環状溝の内側面との摺接部位が変化するだけで、エッジ当たりは発生し難い。 Due to this specific matter, in order to switch the gear stage of the transmission, when the claw portion at the tip of the shift fork inserted in the annular groove of the sleeve of the synchronization mechanism is operated, the shift fork is bent by the reaction force, and the claw portion is It will be inclined in the annular groove of the sleeve. However, since the sliding surface of the claw portion inclined in this way is a convex curved surface, even if it is inclined as described above, the sliding contact portion with the inner surface of the annular groove only changes, and edge contact is unlikely to occur.
しかも、前記爪部の傾斜角度、即ちシフトフォークの撓み具合によって、凸曲面である摺接面と環状溝の内側面との摺接部位が変化するので、摩耗の防止に有利になる。また、この摺接部位から離れるほど摺接面と環状溝の内側面との間隔が徐々に大きくなるので、スリーブの回転によって環状溝の周方向に流れる潤滑油の圧力が摺接部位に向かって徐々に高くなる、いわゆるくさび効果が得られ、油膜切れの防止が図られる。 In addition, the sliding contact portion between the sliding contact surface which is a convex curved surface and the inner surface of the annular groove changes depending on the inclination angle of the claw portion, that is, the degree of bending of the shift fork, which is advantageous in preventing wear. Further, since the distance between the sliding contact surface and the inner surface of the annular groove gradually increases as the distance from the sliding contact portion increases, the pressure of the lubricating oil flowing in the circumferential direction of the annular groove by the rotation of the sleeve is directed toward the sliding contact portion. A so-called wedge effect that gradually increases is obtained, and oil film breakage is prevented.
つまり、本発明によればシフトフォークの撓みの大小によらず、その先端の爪部のエッジ当たりを防止できるとともに、摺接面の油膜切れを生じ難くすることができる。 That is, according to the present invention, it is possible to prevent the edge of the claw portion at the front end from hitting the edge of the shift fork and prevent the oil film from being cut off on the sliding contact surface.
好ましくは前記摺接面を、爪部の延びる方向において中央部よりも先端側に最大凸部を有する凸曲面としてもよい。この最大凸部は、爪部が実質的に傾斜していない(即ちシフトフォークが殆ど撓んでいない)ときの摺接部位になり、爪部の傾斜に連れて摺接部位は爪部の基端側に移動する。よって、前記のように最大凸部を爪部の中央部よりも先端側に位置づければ、その傾斜によって基端側に移動する摺接部位が摺接面内に留まり易く、エッジ当たりをより確実に防止することができる。 Preferably, the slidable contact surface may be a convex curved surface having a maximum convex portion on the tip side of the center portion in the direction in which the claw portion extends. The maximum convex portion becomes a sliding contact portion when the claw portion is not substantially inclined (that is, the shift fork is hardly bent), and the sliding contact portion is the base end of the claw portion as the claw portion is inclined. Move to the side. Therefore, if the maximum convex portion is positioned on the distal end side with respect to the central portion of the claw portion as described above, the sliding contact portion that moves to the proximal end side due to the inclination is likely to stay in the sliding contact surface, and the edge contact is more reliably performed. Can be prevented.
また、好ましくは前記摺接面を爪部の延びる方向において円弧状の凸曲面としてもよい。こうすれば、シフトフォークの撓み具合の変化に応じて爪部の傾斜角度が変化しても、凸曲面である摺接面と環状溝の内側面との間隙、即ち両者間のくさび形状が一定に保たれるので、前記のくさび効果を安定的に得ることができる。 Preferably, the sliding contact surface may be an arcuate convex curved surface in the direction in which the claw portion extends. In this way, even if the inclination angle of the claw portion changes according to the change in the degree of deflection of the shift fork, the gap between the slidable contact surface, which is a convex curved surface, and the inner surface of the annular groove, that is, the wedge shape between the two is constant. Therefore, the wedge effect can be stably obtained.
見方を変えると本発明は、前記のようなシフトフォークを備えた変速装置ということもできる。この変速装置は、互いに平行な少なくとも2本のシャフトと、これらのシャフトにそれぞれ配設された複数の変速ギヤが互いに噛み合わされてなる、複数段の変速ギヤ列と、シャフトの少なくとも1本に軸方向に動作可能に設けられ、前記変速ギヤ列のうちいずれかの変速ギヤの回転をシャフトと同期させるための同期機構と、変速段を切り換えるために、前記シャフトの軸方向に前記同期機構を動作させるシフトフォークと、を備えている。そして、前記シフトフォークの基端部が前記シャフトと平行なシフトロッドに支持される一方、二股に分かれたシフトフォークの先端部にはそれぞれ、前記同期機構のスリーブに形成された環状溝に挿入されて周方向に延びる爪部が設けられており、前記環状溝の内側面に摺接する爪部の摺接面が、当該爪部の延びる方向において中間部が凸の凸曲面とされている、ことを特長とする。 In other words, the present invention can be said to be a transmission equipped with a shift fork as described above. This transmission includes at least two shafts parallel to each other and a plurality of transmission gear trains in which a plurality of transmission gears respectively disposed on these shafts are engaged with each other, and at least one of the shafts. And a synchronization mechanism that synchronizes the rotation of one of the transmission gears with the shaft, and operates the synchronization mechanism in the axial direction of the shaft to switch the shift stage. Shift forks. The base end of the shift fork is supported by a shift rod parallel to the shaft, while the front end of the shift fork divided into two is inserted into an annular groove formed in the sleeve of the synchronization mechanism. A claw portion extending in the circumferential direction is provided, and the sliding contact surface of the claw portion that is in sliding contact with the inner surface of the annular groove is a convex curved surface having a convex middle portion in the extending direction of the claw portion. Features.
このような変速装置において、前記シフトフォーク先端の爪部の摺接面は、当該爪部の延びる方向において中央部よりも先端側に最大凸部を有する凸曲面であることが好ましい。また、前記シフトフォークが同期機構を動作させる際の反力で最大限に撓み、その先端の爪部が最大限に傾斜した状態においても、当該爪部の摺接面内に前記環状溝の内側面との摺接部位が存するように構成されていることが好ましい。 In such a transmission, it is preferable that the sliding contact surface of the claw portion at the front end of the shift fork is a convex curved surface having a maximum convex portion on the front end side of the center portion in the extending direction of the claw portion. In addition, even when the shift fork is bent to the maximum by the reaction force when operating the synchronization mechanism and the claw portion at the tip thereof is inclined to the maximum, the sliding groove of the claw portion has the inside of the annular groove. It is preferable that the sliding contact portion with the side surface exists.
具体的には、例えばシフトレバーが乱暴に操作されたときにシフトフォークに加わる荷重の最大値を想定し、その撓みによる周囲との干渉も考慮して、シフトフォークの撓み、およびその先端の爪部の傾斜角度の許容上限値を設定する。そして、この許容上限値まで爪部が傾斜した状態でもその摺接面内に、スリーブの環状溝の内側面との摺接部位が含まれるように、摺接面の大きさを決めればよい。 Specifically, for example, assuming the maximum value of the load applied to the shift fork when the shift lever is operated violently, considering the interference with the surroundings due to the deflection, the shift fork of the shift fork and the claw at its tip The allowable upper limit value of the inclination angle of the part is set. The size of the slidable contact surface may be determined so that the slidable contact surface includes the slidable contact portion with the inner surface of the annular groove of the sleeve even when the claw portion is inclined to the allowable upper limit value.
本発明に係るシフトフォーク、およびこれを備えた変速装置によると、変速操作に伴いシフトフォークが撓み、その先端の爪部が傾斜することを考慮して、当該爪部の摺接面を凸曲面としたので、その傾斜角度の大小によらず爪部のエッジ当たりを防止することができる上に、摺接面の油膜切れが生じ難くなり、シフトフォークの爪部の耐摩耗性ひいては変速装置の耐久性を向上できる。 According to the shift fork according to the present invention and the transmission including the shift fork, the sliding contact surface of the claw portion is a convex curved surface in consideration that the shift fork bends and the claw portion at the tip of the shift fork is inclined in accordance with the speed change operation. As a result, it is possible to prevent the claw portion from hitting the edge regardless of the inclination angle, and it is difficult for the oil film on the sliding contact surface to be cut off. Durability can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、一例としてFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両に搭載された、前進5速段、後進1速段の同期噛合式手動変速機(マニュアルトランスミッション)に本発明を適用した場合について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example, a case where the present invention is applied to a synchronous mesh manual transmission (manual transmission) of 5 forward speeds and 1 reverse speed mounted on an FF (front engine / front drive) vehicle will be described. To do.
−手動変速機のギヤレイアウト−
図1には、本実施形態に係る手動変速機Tのギヤレイアウトを示す。このギヤレイアウトは、図示しないトランスミッションケース内に収容されており、互いに平行に配置されたメインシャフト(変速シャフト)1、カウンタシャフト2(変速シャフト)およびリバースシャフト3(図1では2点鎖線で示している)が、トランスミッションケースによって回転自在に支持されている。
-Gear layout of manual transmission-
FIG. 1 shows a gear layout of the manual transmission T according to the present embodiment. This gear layout is housed in a transmission case (not shown), and is arranged in parallel with each other, a main shaft (transmission shaft) 1, a counter shaft 2 (transmission shaft), and a reverse shaft 3 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1). Is supported rotatably by the transmission case.
前記メインシャフト1は、図示しないエンジンのクランクシャフトにクラッチ機構を介して連結されており、メインシャフト1とカウンタシャフト2との間には、複数段の変速ギヤ列4〜8が設けられている。すなわち、図1において右側から左側に向かって1速ギヤ列4、2速ギヤ列5、3速ギヤ列6、4速ギヤ列7および5速ギヤ列8が順に配設されている。なお、後進段用のギヤ列としてリバースギヤ列10(10a,10b)も配設されている。
The
前記の1速ギヤ列4は、メインシャフト1に一体に回転するように取り付けられた1速ドライブギヤ4aと、カウンタシャフト2に回転自在に組み付けられた1速ドリブンギヤ4bとを備えており、これら1速ドライブギヤ4aと1速ドリブンギヤ4bとは互いに噛み合わされている。
The first speed gear train 4 includes a first
同様に2速ギヤ列5、3速ギヤ列6、4速ギヤ列7、および5速ギヤ列8も、それぞれ、メインシャフト1上のドライブギヤ5a,6a,7a,8aとカウンタシャフト2上のドリブンギヤ5b,6b,7b,8bとが互いに噛み合わされてなる。各ギヤ列においてドライブギヤ5a,6a,7a,8aおよびドリブンギヤ5b,6b,7b,8bのいずれか一方が、メインシャフト1またはカウンタシャフト2のいずれかに回転自在に組み付けられ、他方は一体に回転するように取り付けられている。
Similarly, the
そして、変速段の切り換えは、後述するシフトフォーク31〜33(図3を参照)によってシンクロメッシュ機構11〜13(同期機構)を動作させ、メインシャフト1からカウンタシャフト2への駆動力の伝達を行うギヤ列を選択することによって行われる。図の例では3つのシンクロメッシュ機構11〜13がメインシャフト1およびカウンタシャフト2に配設されている。
The shift speed is switched by operating
第1のシンクロメッシュ機構11は、1速ドリブンギヤ4bと2速ドリブンギヤ5bとの間におけるカウンタシャフト2上に設けられている。第1のシンクロメッシュ機構11が1速ドリブンギヤ4b側に動作すると、この1速ドリブンギヤ4bがカウンタシャフト2に回転一体に連結され、1速ドライブギヤ4aと1速ドリブンギヤ4bとの間で、メインシャフト1からカウンタシャフト2への動力伝達が行われる(1速段の成立)。
The
一方、第1のシンクロメッシュ機構11が2速ドリブンギヤ5b側に動作すると、この2速ドリブンギヤ5bがカウンタシャフト2に回転一体に連結され、2速ドライブギヤ5aと2速ドリブンギヤ5bとの間で、メインシャフト1からカウンタシャフト2への動力伝達が行われる(2速段の成立)。
On the other hand, when the
同様に第2のシンクロメッシュ機構12は、3速ドライブギヤ6aと4速ドライブギヤ7aとの間におけるメインシャフト1上に設けられている。第2のシンクロメッシュ機構12が3速ドライブギヤ6a側に動作すると、この3速ドライブギヤ6aがメインシャフト1に回転一体に連結され、3速ドライブギヤ6aと3速ドリブンギヤ6bとの間で、メインシャフト1からカウンタシャフト2への動力伝達が行われる(3速段の成立)。
Similarly, the
また、第2のシンクロメッシュ機構12が4速ドライブギヤ7a側に動作すると、この4速ドライブギヤ7aがメインシャフト1に回転一体に連結され、4速ドライブギヤ7aと4速ドリブンギヤ7bとの間で、メインシャフト1からカウンタシャフト2への動力伝達が行われる(4速段の成立)。
Further, when the
さらに、第3のシンクロメッシュ機構13は、5速ドライブギヤ8aに隣接してメインシャフト1上に設けられている。第3のシンクロメッシュ機構13が5速ドライブギヤ8a側に動作すると、この5速ドライブギヤ8aがメインシャフト1に回転一体に連結され、5速ドライブギヤ8aと5速ドリブンギヤ8bとの間で、メインシャフト1からカウンタシャフト2への動力伝達が行われる(5速段の成立)。
Further, the
このようにしてメインシャフト1の回転駆動力は、上述したシンクロメッシュ機構11〜13のうちのいずれか一つの動作によって選択された一つの変速ギヤ列4〜8を介してカウンタシャフト2へ伝達される。こうしてカウンタシャフト2に伝達された回転駆動力は、ファイナルドライブギヤ15aとファイナルドリブンギヤ15bとから成るファイナルリダクションギヤ列15によって減速された後に、ディファレンシャル装置16へ伝達される。
In this way, the rotational driving force of the
−変速操作機構−
前記のような変速動作を行うために本実施形態の手動変速機Tには、図示しないシフトレバーの操作に応じて、選択したシンクロメッシュ機構11〜13を動作させるための変速操作機構が備わっている。図2には第3のシンクロメッシュ機構13についてのみ示すが、それぞれのシンクロメッシュ機構11〜13に対応して3つのシフトフォーク31〜33(図3を参照)が配設され、それぞれがシフトロッド51〜53によって動作されるようになっている。
-Shifting operation mechanism-
In order to perform the above-described speed change operation, the manual transmission T according to the present embodiment includes a speed change operation mechanism for operating the selected
図2には、5速用シフトロッド53と第3のシンクロメッシュ機構13との係合部分を示し、シフトロッド53には2点鎖線で示すボス部33aを介してシフトフォーク33の基端部が取り付けられている。一方、シフトフォーク33の先端部には爪部330(図3を参照)が形成され、第3のシンクロメッシュ機構13のスリーブ130の外周に形成された環状溝131に挿入されている。
FIG. 2 shows an engagement portion between the fifth
図3は、3本のシフトロッド51〜53の軸方向に見て、それぞれに支持された3つのシフトフォーク31〜33を示し、それらのいずれかを選択して動作させる機構55(インナー部材55a、インターロック部材55bなど)の周辺で切断した断面図である。公知のように、図外のシフトレバーの操作はケーブル等(図示せず)によってセレクトコントロールレバー55cに伝達され、シフトレバーのセレクト操作に応じてシフトセレクトシャフト50が軸線回りに回動し、シフト操作に応じて軸線方向ヘスライド移動する。
FIG. 3 shows three
そして、そのシフトセレクトシャフト50の回動によって例えば5速用シフトロッド53が選択され、この5速用シフトロッド53が、シフトセレクトシャフト50のスライド移動によって軸線方向に移動すると、図2に示すように5速用シフトロッド53に支持されたシフトフォーク33が、係合する第3のシンクロメッシュ機構13のスリーブ130を動作させる。
Then, when the shift
なお、本実施形態に係る手動変速機は、前進5速段であるため、第3のシンクロメッシュ機構13においては一方側(図2の右側)のみに変速ギヤ(5速ドライブギヤ8a)が設けられているが、第1のシンクロメッシュ機構11および第2のシンクロメッシュ機構12においては、その両側にそれぞれ変速ギヤが設けられている(図1を参照)。この点を除いて1速−2速用のシフトロッド51と第1のシンクロメッシュ機構11との係合部分や3速−4速用のシフトロッド52と第2のシンクロメッシュ機構12との係合部分も同様の構造になっている。
Since the manual transmission according to this embodiment is in the fifth forward speed, the
第1、第2および第3の各シンクロメッシュ機構11〜13の構造は同じなので、図2に表れている第3のシンクロメッシュ機構13について簡単に説明する。まず、メインシャフト1と一体に回転するようにクラッチハブ17が例えばスプライン嵌合され、その外周側に前記スリーブ130がスプライン嵌合されている。つまり、スリーブ130は、クラッチハブ17を介してメインシャフト1と一体に回転するとともに、メインシャフト1の軸方向に摺動可能となっている。
Since the structures of the first, second and
一方、クラッチハブ17に隣接する5速ドライブギヤ8aには、ギアピース8cがスプライン嵌合されて一体的に回転するようになっている。このギアピース8cは、図2に示す状態ではクラッチハブ17に係合していないので、第3のシンクロメッシュ機構13が動作していない状態では、ギアピース8cおよび5速ドライブギヤ8aは、クラッチハブ17に対して相対回転可能である。
On the other hand, a
また、ギアピース8cにはコーン部が設けられ、その外周側にシンクロナイザーリング14が嵌め合されている。シンクロナイザーリング14は、ギアピース8cのコーン部に対応するテーパ状の内周面を有するコーン部を備えており、両者のコーン部が接触することによってギアピース8cとクラッチハブ17との回転を同期させることができる。
The
すなわち、前記のように5速用シフトロッド53によってシフトフォーク33が動作され、シンクロメッシュ機構13のスリーブ130を5速ドライブギヤ8aに向かって動作させると、まず、シンクロナイザーリング14によって回転が同調され、その後、スリーブ130がギアピース8cと噛み合うことによって、5速ドライブギヤ8aがクラッチハブ17、即ちメインシャフト1と一体に回転するようになる。
That is, as described above, when the
−シフトフォークの爪部−
前記のようにシンクロメッシュ機構11〜13を動作させるシフトフォーク31〜33は、図3、4に示すようにスリーブ110,120,130の外周側約半分を取り囲む馬蹄形状とされている。そして、シフトフォーク31〜33のそれぞれの基端部が、ボス部33aを貫通するシフトロッド51〜53に支持されている。
-Claw part of shift fork-
As described above, the
一方、二股に分かれたシフトフォーク31〜33の先端部にはそれぞれ、シンクロメッシュ機構11〜13のスリーブ110,120,130の環状溝(スリーブ120の環状溝121を図4に、スリーブ130の環状溝131を図2に、それぞれ示す)に挿入される爪部310,320,330が設けられている。
On the other hand, at the tip of the
ここで、3つのシフトフォーク31〜33のうち、5速用シフトロッド53に支持されたシフトフォーク33は、第3のシンクロメッシュ機構13をその一方側の5速ドライブギヤ8aにのみ動作させるので、その爪部330も5速ドライブギヤ8aのある一方側にのみ接触する構造とされているが、この点を除いて3つのシフトフォーク31〜33の構造は概ね同じなので、以下、第2シンクロメッシュ機構12のスリーブ120を動作させるシフトフォーク32について詳細に説明する。
Here, the
まず、前記したように変速段の切り換えのときには、シフトフォーク32の先端の爪部320を、それが挿入されているスリーブ120の環状溝121の内側面121aに押圧する。例えば第2のシンクロメッシュ機構12の場合は、スリーブ120を隣接する3速ドライブギヤ6a側に移動させれば3速段が成立し、反対側に隣接する4速ドライブギヤ7a側に移動させれば4速段が成立する。
First, as described above, when the gear position is switched, the
このように3速段や4速段への切り換えを行うときには通常、エンジンからの回転力を受け入れるメインシャフト1が高速回転しており、これと一体にクラッチハブ17およびスリーブ120も回転しているので、このスリーブ120の環状溝121の内側面121aをシフトフォーク32の爪部320によって押圧すると、この爪部320の摺接面320aが荷重を受けながら摺動することになる。
In this way, when switching to the 3rd speed stage or the 4th speed stage, the
例えば4速段から3速段へのシフトダウンの際にシフトレバーが乱暴に操作され、スリーブ120の環状溝121の内側面121aと爪部320の摺接面320aとの間の荷重が大きくなると、図9に模式的に示す従来一般的なシフトフォークFでは、その撓みによって爪部Cが傾斜し、摺接面Sの基端側(シフトロッドに近い側)のエッジEが環状溝Gの内側面g1に食い込む、いわゆるエッジ当たりを生じて、摩耗が助長される虞があった。
For example, when the shift lever is operated violently when shifting down from the fourth speed to the third speed, the load between the
この点について本実施形態の手動変速機Tでは、図4にシフトフォーク32について示すように、スリーブ120の環状溝121に挿入されてその周方向(図では上下方向)に延びるシフトフォーク32の爪部320において、環状溝121の内側面121aに摺接する摺接面320aを、爪部320の延びる方向において中央部が最大凸部となる円弧状の凸曲面としている。
In this regard, in the manual transmission T of the present embodiment, as shown for the
このことで、まず、図5(a)に示すように爪部320が傾斜していない状態で、この爪部320の摺接面320aは、その最大突部である中央部位がスリーブ120の環状溝121の内側面121aと摺接する。そして、この摺接部位から先端側および基端側へそれぞれ離れるに従って、環状溝121の内側面121aと摺接面320aとの間隔は徐々に大きくなってゆく。
Thus, first, as shown in FIG. 5 (a), in the state where the
つまり、スリーブ120の環状溝121の内側面121aと爪部320の摺接面320aとの間には、くさび状の間隙Wが形成されることになる。よって、図5(a)に矢印Fとして示すように、スリーブ120の回転によって環状溝121の周方向に(図の下から上に)流れる潤滑油の圧力が、くさび状の間隙Wにおいて摺接部位に向かって徐々に高くなる、いわゆるくさび効果が得られ、油膜切れが起き難い。
That is, a wedge-shaped gap W is formed between the
そして、前記したように4速段から3速段へのシフトダウンの際にシフトレバーが乱暴に操作されると、図5(b)に示すようにシフトフォーク32が撓んで、スリーブ120の環状溝121内にてシフトフォーク32の爪部320が図の右向きに倒れるように傾斜する。しかし、こうして爪部320が傾斜しても、凸曲面である爪部320の摺接面320aと環状溝121の内側面121aとの摺接部位が基端側に移動するのみであり、前記図9を参照して説明したようなエッジ当たりは発生し難い。
As described above, when the shift lever is operated violently during the downshift from the fourth gear to the third gear, the
しかも、前記のように傾斜する爪部320の傾斜の度合い(傾斜角度)、即ちシフトフォーク32の撓み具合によって、凸曲面である摺接面320aと環状溝121の内側面121aとの摺接部位が変化することは、環状溝121の内側面121aの摩耗を防止する上で有利なことである。
In addition, the sliding contact portion between the sliding
その上さらに、本実施形態では、前記爪部320の延びる方向に摺接面320aを円弧状に形成しているので、前記のように爪部320の傾斜の度合いが変化しても、円弧状の摺接面320aと環状溝121の内側面121aとの間隙Wのくさび形状が一定に保たれる。このため、爪部320の摺接面320aと環状溝121の内側面121aとの間への潤滑油の流れに影響を及ぼすくさび効果を安定的に得ることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the sliding
なお、本実施形態においては、前記のようにシフトレバーが乱暴に操作されたときにシフトフォーク32に加わる荷重の大きさを想定し、かつその撓みによる周囲との干渉も考慮して、シフトフォーク32の撓み、即ちその先端の爪部320の傾斜角度の許容上限値を設定する。そして、この許容上限値まで爪部320が傾斜した状態でも、環状溝121の内側面121aとの摺接部位を含むように、摺接面320aの大きさを設定している。
In the present embodiment, the shift fork is assumed in consideration of the magnitude of the load applied to the
このことで、シフトレバーの操作の仕方やエンジン回転数の相違などによって、シフトフォーク32の撓み具合やその先端の爪部320の傾斜の度合いが種々、異なっていても(例えば爪部320が最大限に傾斜した状態でも)、当該爪部320の摺接面320a内に環状溝121の内側面121aとの摺接部位が存することとなり、前記の作用効果をより確実に得ることができる。
Thus, even if the degree of bending of the
−変形例−
図6、7には前記シフトフォーク32の変形例を示す。この変形例のシフトフォーク31,32,33は、図にはシフトフォーク32について示すように、爪部320の摺接面320bを、当該爪部320の延びる方向において中央部よりも先端側に最大凸部を有する円弧状の凸曲面としたものである。この点を除いてシフトフォーク32の構造は前記の実施形態と同じであり、それ以外の手動変速機Tの構造も同じなので、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
-Modification-
6 and 7 show a modification of the
この変形例によると、図7(a)に示すように、シフトフォーク32が実質、撓んでいない(爪部320が殆ど傾斜していない)ときには、摺接面320bの最大凸部、即ちスリーブ120の環状溝121の内側面121aとの摺接部位が、摺接面320bの先端側寄りに位置する。このため、図7(b)に示すように撓みが大きくなって、爪部320の傾斜が大きくなるに連れて、スリーブ120の環状溝121の内側面121aとの摺接部位が爪部320の基端側(図の上側)に移動しても、摺接部位が摺接面320b内に留まり易い。
According to this modification, as shown in FIG. 7A, when the
つまり、この変形例においても前記の実施形態と同様に、シフトフォーク32の撓みの大小によらず、その先端の爪部320のエッジ当たりを防止でき、また、摺接面320bの油膜切れも効果的に防止できる。これに加えて、摺接面320bにエッジ当たりが生じないような爪部320の傾斜角度の許容上限値、言い換えるとシフトフォーク32の撓みの許容上限値が大きくなるので、エッジ当たりをより確実に防止することができる。
That is, in this modified example as well, the edge contact of the
図8は、前記変形例において、シフトフォーク32の爪部320の摺接面320bとスリーブ120の環状溝121の内側面121aとの間隙Wに、潤滑油の油膜を維持することのできる最大荷重を実験により求めた結果のグラフ図である。図9に例示したように従来一般的な爪部Cでは、エッジ当たりや潤滑不良によって最大荷重は300N程度に抑えられてしまうが、前記の変形例ではその約4倍まで耐荷重性が向上している。
FIG. 8 shows the maximum load that can maintain the oil film of the lubricating oil in the gap W between the sliding
−他の実施形態−
以上、説明した実施形態は、一例としてFF車用の5段変速機に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、FR車用やRR車用の5段以外の多段変速機にも適用でき、さらに手動変速機にも限定されず、例えばDCT(デュアルクラッチトランスミッション)のような種々の変速装置に対して適用することができる。
-Other embodiments-
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a five-speed transmission for an FF vehicle is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other than the five-speed for FR and RR vehicles. The present invention can be applied to a multi-stage transmission, and is not limited to a manual transmission, and can be applied to various transmissions such as DCT (Dual Clutch Transmission).
また、前記の実施形態ではシフトフォーク32の爪部320における摺接面320aの中央部を最大突部としており、一方、変形例では最大突部を摺接面320aの先端寄りにずらしているが、このいずれにも限定されず、例えば最大突部を摺接面320aの基端寄りにずらしてもよい。
In the above-described embodiment, the central portion of the sliding
さらに、前記の各実施形態のように摺接面320a,320bを、爪部320の延びる方向に円弧状に形成する必要もなく、例えば放物線状としたり、楕円曲線状としてもよい。また、爪部320の延びる方向だけでなく、これと直交する幅方向についても曲面状としてもよく、この場合には摺接面320a,320bを球面状としてもよい。
Furthermore, it is not necessary to form the
本発明は、シフトフォークの爪部の耐摩耗性を向上し、ひいては変速装置の耐久性を向上できるもので、車両の手動変速機に適用して効果が高い。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the wear resistance of the claw portion of the shift fork and thereby improve the durability of the transmission, and is highly effective when applied to a manual transmission of a vehicle.
T 手動変速機(変速装置)
1 メインシャフト(変速ギヤの配設されたシャフト)
2 カウンターシャフト(変速ギヤの配設されたシャフト)
4〜8 複数段の変速ギヤ列
4a〜8a ドライブギヤ(変速ギヤ)
4b〜8b ドリブンギヤ(変速ギヤ)
11〜13 シンクロメッシュ機構(同期機構)
110,120,130 スリーブ
120a,130a 環状溝
31〜33 シフトフォーク
310,320,330 爪部
320a 摺接面
51〜53 シフトロッド
T Manual transmission (transmission)
1 Main shaft (shaft with transmission gear)
2 Countershaft (shaft on which transmission gears are installed)
4-8 Multi-stage
4b-8b Driven gear (transmission gear)
11-13 Synchromesh mechanism (synchronous mechanism)
110, 120, 130 Sleeve 120a, 130a Annular groove 31-33
Claims (6)
基端部が前記シャフトと平行なシフトロッドに支持される一方、二股に分かれた先端部にはそれぞれ、前記同期機構のスリーブに形成された環状溝に挿入される爪部を有し、
前記それぞれの爪部が前記環状溝内を周方向に延びていて、当該環状溝の内側面に摺接する爪部の摺接面が、当該爪部の延びる方向において中間部が凸の凸曲面とされている、ことを特徴とするシフトフォーク。 A shift fork that operates a synchronization mechanism in the axial direction of a shaft on which a transmission gear is disposed in order to switch a gear stage of a transmission,
The base end portion is supported by a shift rod parallel to the shaft, and the bifurcated tip portion has a claw portion inserted into an annular groove formed in the sleeve of the synchronization mechanism,
Each of the claw portions extends in the circumferential direction in the annular groove, and the slidable contact surface of the claw portion that is in slidable contact with the inner surface of the annular groove is a convex curved surface in which the intermediate portion is convex in the extending direction of the claw portion. A shift fork characterized by that.
前記摺接面が、爪部の延びる方向において中央部よりも先端側に最大凸部を有する凸曲面である、シフトフォーク。 The shift fork according to claim 1, wherein
A shift fork in which the slidable contact surface is a convex curved surface having a maximum convex portion on the tip side of the center portion in the direction in which the claw portion extends.
前記摺接面が、爪部の延びる方向において円弧状の凸曲面である、シフトフォーク。 The shift fork according to claim 1 or 2,
A shift fork in which the sliding contact surface is an arcuate convex curved surface in the direction in which the claw portion extends.
前記シャフトにそれぞれ配設された複数の変速ギヤが互いに噛み合わされてなる、複数段の変速ギヤ列と、
前記シャフトの少なくとも1本に軸方向に動作可能に設けられ、前記変速ギヤ列のうちいずれかの変速ギヤの回転をシャフトと同期させるための同期機構と、
変速段を切り換えるために、前記シャフトの軸方向に前記同期機構を動作させるシフトフォークと、を備え、
前記シフトフォークの基端部が前記シャフトと平行なシフトロッドに支持される一方、二股に分かれたシフトフォークの先端部にはそれぞれ、前記同期機構のスリーブに形成された環状溝に挿入されて周方向に延びる爪部が設けられ、
前記環状溝の内側面に摺接する爪部の摺接面が、当該爪部の延びる方向において中間部が凸の凸曲面とされている、ことを特長とする変速装置。 At least two shafts parallel to each other;
A plurality of transmission gear trains formed by meshing a plurality of transmission gears respectively disposed on the shaft;
A synchronization mechanism provided in at least one of the shafts so as to be operable in an axial direction, and for synchronizing the rotation of any one of the transmission gear trains with the shaft;
A shift fork that operates the synchronization mechanism in the axial direction of the shaft in order to switch the gear position,
While the base end portion of the shift fork is supported by a shift rod parallel to the shaft, the front end portion of the bifurcated shift fork is inserted into an annular groove formed in the sleeve of the synchronization mechanism, and is Claw portion extending in the direction is provided,
The transmission according to claim 1, wherein the sliding contact surface of the claw portion that is in sliding contact with the inner side surface of the annular groove is a convex curved surface having a convex middle portion in the extending direction of the claw portion.
前記シフトフォーク先端の爪部の摺接面が、当該爪部の延びる方向において中央部よりも先端側に最大凸部を有する凸曲面とされている、変速装置。 The transmission according to claim 4,
A transmission in which a sliding contact surface of a claw portion at a tip of the shift fork is a convex curved surface having a maximum convex portion on a tip side of the center portion in a direction in which the claw portion extends.
前記シフトフォークが同期機構を動作させる際の反力で最大限に撓み、その先端の爪部が最大限に傾斜した状態においても、当該爪部の摺接面内に前記環状溝の内側面との摺接部位が存するように構成されている、変速装置。 The transmission according to any one of claims 4 and 5,
Even in a state where the shift fork is maximally bent by a reaction force when operating the synchronization mechanism and the claw portion at the tip thereof is inclined to the maximum, the inner surface of the annular groove is placed in the sliding contact surface of the claw portion. A transmission that is configured to have a sliding contact portion.
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