JP2006266467A - 手動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトレバーの操作を従来よりもスムーズにしてフィーリングを向上するとともに、噛合している変速段をより明確に判別できる制御装置をもつ手動変速機を提供する。
【解決手段】本発明の手動変速機１は、シフトアンドセレクト軸７に固定されて軸方向への移動により複数のフォーク軸（係合ヘッド８７、８８、８９）から一つをセレクト操作し軸周りの回動によりセレクトした該フォーク軸をシフト操作するインナーレバー２と、該インナーレバー２の凹部２４に嵌合するロックボール３５と、該ロックボール３５を押圧する押圧部材（コイルばね３４）と、該シフトアンドセレクト軸７に保持されて軸方向への移動に同期してセレクトされなかった該フォーク軸に係合しシフト操作を禁止するインターロックプレート４と、を備える手動変速機であって、該押圧部材（コイルばね３４）は該インターロックプレート４と該ロックボール３５との間に配設される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の変速機に関し、より詳細には手動変速機の制御装置に関する。

エンジン、モータなどにより駆動される車両は、道路状況に応じた速度、駆動力を得るために変速機を備えている。変速機には一般的に、手動変速機、自動変速機、無段変速機がある。手動変速機は一般的には、入力軸及び出力軸と、これらの軸に設けられた複数の変速歯車対と、変速歯車対を同期噛合させるシンクロメッシュ機構と、シンクロメッシュ機構を駆動する制御装置と、を備えている。そして、運転者の変速操作により、特定の変速歯車対が噛合して、所定の変速段が実現され、車両が走行するようになっている。

制御装置は、例えば特許文献１に開示されるように、シフトレバー、シフトアンドセレクト軸、インナーレバー、フォーク軸、スリーブ、などにより構成されている。そして、シフトレバーが運転者に操作されると、ひとつのシンクロメッシュ機構が変速歯車対を噛合させ、所定の変速比で動力を伝達するようになっている。また、特許文献１ではインナーレバーにロックボール機構が設けられている。ロックボール機構は通常、インナーレバーに設けられた凹部と、インナーレバーが中立位置にあるとき凹部に嵌合しシフト位置では凹部から逸脱するロックボールと、このロックボールを押圧する押圧部材と、で構成されている。そして、ロックボール機構は、インナーレバーを常時は中立位置に保持し、また走行時にはシフト位置から中立位置に戻す際の操作を確実かつ容易にしている。

さらに、インターロックプレートが用いられる場合も多い。インターロックプレートはシフトアンドセレクト軸に保持され、軸方向への移動及び軸周りの回動のうち一方の動作に同期し、セレクトされなかったフォーク軸のシフトヘッドに係合するように形成されている。そして他方の動作が禁止されることにより、セレクトされなかったフォーク軸が誤ってシフト操作されることを防止している。
特開２００２−１３９１４７号公報

ところで、特許文献１に開示される従来のロックボール機構は、押圧部材に相当するばねが、ロックボールと変速機ケースとの間に配設されていた。したがって、ばねの押圧力は、ロックボールからインナーレバーを介して、シフトアンドセレクト軸を軸受部に横方向から押しつけていた。このため、シフトアンドセレクト軸の軸方向の摺動抵抗が増加し、シフトレバー操作時のフィーリングが悪化していた。また、インナーレバーは、フォーク軸をシフト操作した位置において、動作遊び代をもっている。このため、連結されているシフトレバーにも動作遊び代が生じ、噛合している変速段が運転者にわかりにくいという欠点があった。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、シフトレバーの操作を従来よりもスムーズにしてフィーリングを向上するとともに、噛合している変速段をより明確に判別できる制御装置をもつ手動変速機を提供する。

本発明の手動変速機は、シフトアンドセレクト軸に固定されて軸方向への移動あるいは軸周りの回動のうちいずれか一方の動作により複数のフォーク軸から一つをセレクト操作し他方の動作によりセレクトした該フォーク軸をシフト操作するインナーレバーと、該インナーレバーの凹部に嵌合するロックボールと、該ロックボールを押圧する押圧部材と、該シフトアンドセレクト軸に保持されて該一方の動作に同期してセレクトされなかった該フォーク軸に係合しシフト操作を禁止するインターロックプレートと、を備える手動変速機であって、該押圧部材は該インターロックプレートと該ロックボールとの間に配設されることを特徴とする。

本発明の手動変速機は、変速操作を行う制御装置に特徴がある。入力軸及び出力軸や変速歯車対やシンクロメッシュ機構などは従来と同一の構成でもよい。

インナーレバーは、シフトアンドセレクト軸に固定され、軸方向への移動及び軸周りの回動に対して一体に動作するように形成されている。また、インナーレバーは、移動あるいは回動のうちいずれか一方の動作により複数のフォーク軸から一つをセレクト操作し、他方の動作によりセレクトした該フォーク軸をシフト操作できるように構成されている。例えば、フォーク軸に一対の突出部からなるシフトヘッドを設け、複数のフォーク軸のシフトヘッドを一列に並べて配設することができる。そして、嵌入突部を設けたインナーレバーが軸方向に移動したとき、嵌入突部がいずれかのフォーク軸のシフトヘッドに嵌入して、セレクト操作するように構成することができる。さらに、インナーレバーが軸周りに右回転あるいは左回転して、嵌入突部がセレクトしたフォーク軸のシフトヘッドを右方向あるいは左方向にシフト操作するように構成することができる。なお、シフト操作する前のインナーレバーの位置が中立位置である。また、フォーク軸のシフトヘッドを並べる向きを変更すれば、インナーレバーの軸周りの回動によりセレクト操作を行い、軸方向への移動によりシフト操作を行うことも可能である。

インターロックプレートは、軸方向への移動あるいは軸周りの回動のうちいずれか一方にのみ同期して動作し、他方には動作しないように、シフトアンドセレクト軸に保持されている。例えば、シフトアンドセレクト軸の軸廻りに軸受部材を設け、軸受部材上にインターロックプレートを設けることができる。すると、両者は軸方向には一体で移動するが、軸周りには別々に回動し得るようになる。したがって、インターロックプレートの回動を回り止め部材により禁止すれば、シフトアンドセレクト軸のみ回動することができる。また別の例では、シフトアンドセレクト軸に軸方向の溝を設け、溝に嵌合して軸方向に摺動するインターロックプレートを設けることができる。すると、両者は軸周りには一体で回転するが、軸方向には別々に移動し得るようになる。したがって、インターロックプレートの軸方向への移動を禁止すれば、シフトアンドセレクト軸のみ移動することができる。

インターロックプレートはまた、セレクトされなかったフォーク軸に係合してシフト操作を禁止する爪部を備えている。爪部は、例えば、インナーレバーの嵌入突部の両側で、セレクトされなかったフォーク軸のシフトヘッドの一対の突出部の間に嵌入して係合するように、配設することができる。このように構成すれば、インナーレバーの嵌入突部がセレクトしたフォーク軸を他方の動作によりシフト操作するとき、他のセレクトされなかったフォーク軸のシフトヘッドはインターロックプレートの爪部と係合する。したがって、他方の動作をし得ないインターロックプレートは、セレクトされなかったフォーク軸のシフト操作を禁止することができる。

ロックボールは、摩擦による損耗量の少ない金属あるいは樹脂により形成される球状の部材である。ロックボールは、インナーレバーに設けられた凹部に、中立位置で嵌合するように配設されている。押圧部材は、インターロックプレートとロックボールとの間に配設され、ロックボールをインナーレバーの凹部に押圧している。これにより、インナーレバーは中立位置に安定して保時される。一方、シフト操作時には、インナーレバーはロックボールを凹部から押し出しながら動作することが必要である。したがって、変速操作時の運転者の操作力を過大なものとしないために、押圧部材の押圧力は適正な大きさとすることが好ましい。押圧部材には、ばね部材などを用いることができる。なお、ロックボール及び押圧部材の落下を防止するために、嵌合及び押圧の機能を妨げない範囲で収納部材を設け、構造の安定化を図ることが好ましい。

上述の構成によれば、押圧部材は、シフトアンドセレクト軸に保持されるインターロックプレートを基点にして、ロックボールを押圧している。この押圧力は、ロックボールからインナーレバー、シフトアンドセレクト軸を経由してインターロックプレートに戻るため、軸外の部材は関与しない。従来はケースを基点としていたため、押圧部材によりシフトアンドセレクト軸を軸受部に横方向から押しつける作用が生じていた。本発明ではこの作用は生じず、シフトアンドセレクト軸が動作するときの摺動抵抗は増加しない。

前記インナーレバーは該フォーク軸をシフト操作した位置において動作遊び代を低減するための被係止部材をもつことが好ましい。前記被係止部材は一対の被係止突起であり、該被係止突起の間に嵌入する係止ピンをもつようにしてもよい。

インナーレバーがフォーク軸をシフト操作した位置において、動作遊び代特にセレクト方向の遊び代が大きいと、運転者がシフトレバーを見たときに、噛合している変速段を見誤りやすくなる。この対策として、動作遊び代を低減するための被係止部材をもつことが好ましい。被係止部材として、例えばインナーレバーに一対の被係止突起を設け、ケース側に被係止突起の間に嵌入する係止ピンを設けるようにすることができる。被係止突起は、インナーレバーが中立位置のときには係止ピンが嵌入せずに大きな遊び代をもち、シフト位置ではセレクト方向の遊び代を低減できるような配置及び形状が好ましい。これにより、インナーレバーが中立位置のときには十分な遊び代が確保されてシフト操作をスムーズに行うことができる。一方、インナーレバーがシフト位置にあるときには遊び代が低減され、連結されているシフトレバーの遊び代も低減されて、変速段を従来よりも明確に判別することができる。

前記インターロックプレートは前記シフトアンドセレクト軸の前記一方の動作にのみ同期して動作するためのガイドをもち、該ガイドと係合するガイド部材をもつようにしてもよい。前記係止ピンは前記ガイド部材上に配設されることが好ましい。

インターロックプレートは、軸方向への移動あるいは軸周りの回動のうちいずれか一方にのみ同期して動作し、他方には動作しないように、シフトアンドセレクト軸に保持されている旨を説明した。これを実現する手段として、インターロックプレートにガイドを設け、ケース側にガイド部材を設ける構成を用いることができる。ガイドは例えば動作を許容する方向に設けたガイド溝とし、ガイド部材はガイド溝に挿入されるガイド突部としてもよい。これにより、ガイド溝をもつインターロックプレートは、ガイド突部とガイド溝の係合により特定の方向にのみ動作を許容される。

また、インナーレバーの被係止突起の間に嵌入する係止ピンは、ガイド部材上、上述の例ではガイド突部に配設されることが好ましい。これにより、本発明を構成する各種部材は空間効率よく配置され、新たに配設箇所を設ける必要はない。したがって、従来の手動変速機の構造や大きさを変更することなく、本発明を適用することができる。

本発明の手動変速機によれば、押圧部材はシフトアンドセレクト軸上のインターロックプレートを基点にしてロックボールを押圧するので、従来のように押圧力がシフトアンドセレクト軸を軸受部に押しつける作用は生じない。このため、シフトアンドセレクト軸の摺動抵抗は小さく、シフトレバーの操作は従来よりもスムーズになってフィーリングが向上する。

また、インナーレバーに動作遊び代を低減するための被係止部材例えば一対の被係止突起を設け、ケース側に被係止突起の間に嵌入する係止ピンを設けることもできる。これによれば、インナーレバーがシフト操作された位置での遊び代が低減され、連結されているシフトレバーの遊び代も低減されるため、変速段を従来よりも明確に判別することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図６を参考にして説明する。図１及び図２は、本発明の実施例の手動変速機１の水平断面図及び垂直断面図である。実施例の手動変速機１は、３つのフォーク軸８１、８２、８３と、シフトアンドセレクト軸７と、インナーレバー２と、ロックボール機構３と、インターロックプレート４と、ガイド部材５と、を備えている。

１−２速用フォーク軸８３、３−４速用フォーク軸８２、及び５速−後進用フォーク軸８１はそれぞれ、図略のシンクロメッシュ機構を駆動するスリーブと、軸方向に移動するためのシフトヘッド８６、８５、８４とをもち、変速機ケース１１に軸方向への移動可能に保持されている。図２に示されるように、各シフトヘッド８４、８５、８６の一端はフォーク軸８１、８２、８３を取り巻くようにして固定され、他端には水平方向に並ぶ一対の突起部からなる係合ヘッド８７、８８、８９が設けられている。各係合ヘッド８７、８８、８９は垂直方向に並んで、いずれかひとつがセレクト操作された後、右または左のいずれかの軸方向にシフト操作され、スリーブが移動することにより、それぞれ別の変速段が実現されるようになっている。

一方、シフトアンドセレクト軸７は垂直方向に設けられ、ケース１１側に設けられた上下２つのメタルブッシュ７１、７２によって回動可能に軸支されている。また、軸支ばね７３によって、軸７の下側とケース１１側のばね受け部７５との間が、上下動可能に保持されている。さらに、軸支ばね７４によって、軸７に保持される後述のインターロックプレート４の上側とケース１１側のばね受け部７６との間が、上下動可能に保持されている。そして、運転者が図略のシフトレバーを操作することにより、シフトアンドセレクト軸７が軸方向へ上下動し、また軸周りに回動するようになっている。

インナーレバー２は、シフトアンドセレクト軸７のほぼ中央に一体に固定される円筒状の部材であり、係合ヘッド８７、８８、８９と対向する向きに突出した嵌入ヘッド２１をもっている。図３及び図４はインナーレバー２付近の拡大水平断面図及び拡大垂直断面図である。図３及び図４に示されるように、インナーレバー２はシフトアンドセレクト軸７と一体に上下動し、インナーレバー２が上方に移動したときに嵌入ヘッド２１が係合ヘッド８７に嵌入する。同様にして、インナーレバー２が中央あるいは下方に移動したとき、嵌入ヘッド２１は係合ヘッド８８あるいは８９に嵌入する。そして嵌入した状態で、インナーレバー２がシフトアンドセレクト軸７と一体に回動すると、嵌入ヘッド２１は係合ヘッド８７（または８８、８９）を左右いずれか（図３では上下方向、図４では紙面裏表方向）にシフト操作する。

インナーレバー２の嵌入ヘッド２１の反対側には、ケース１１の方向に向かって２組の係止部２２、２３が設けられている。各係止部２２、２３は上下に間隔を置いて水平に突出した一対の係止突起からなっている。係止部２２と係止部２３との間にも垂直方向に間隔が設けられている。さらに、インナーレバー２の嵌入ヘッド２１と係止部２２との間には、ロックボール３５を嵌合させるための凹部２４が設けられている。

インターロックプレート４は、図５に示されるようにシフトアンドセレクト軸７に相対回転可能に保持される貫通孔４３をもつ上板４１及び下板４２を、連結部４４によって連結することにより形成されている。図５は、インターロックプレート４の形状を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。上板４１と下板４２との間にインナーレバー２を収納できるように、連結部４４はシフトアンドセレクト軸７から離してケース１１に近い側に設けられている。また、連結部４４を垂直方向に切り欠いた内面により、ガイド４５を形成することができる。

上板４１及び下板４２の連結されていない側は、係合ヘッド８７、８８、８９と対向しており、互いに向き合うように折り曲げられてそれぞれ爪部４６、４７が形成されている。２つの爪部４６、４７の間には、インナーレバー２の嵌入ヘッド２１が位置するようになっている。また、爪部４６、４７の幅は係合ヘッド８７、８８、８９の一対の突起部の間隔よりも小とされ、嵌入ヘッド２１が嵌入していない係合ヘッド（８７、８８、８９のうち２つ）に嵌入して係合するようになっている。なお図４は、３−４速用フォーク軸８２がセレクトされて、嵌入ヘッド２１が３−４速用フォーク軸８２の係合ヘッド８８に嵌入し、爪部４７が１−２速用フォーク軸８３の係合ヘッド８９に嵌入し、爪部４６が５速−後進用フォーク軸８１の係合ヘッド８７に嵌入した状態を例示している。

さらに、インターロックプレート４のインナーレバー２の凹部２４と対向する箇所に、保持板４８が上板４１の一辺から下方に向けて配設されている。保持板４８は、中央にロックボール機構３を保持するための保持孔４９を備えている。

ロックボール機構３は、図３に示されるように、収納筒３１と、押圧部材に相当するコイルばね３４と、ロックボール３５と、で構成されている。収納筒３１には、一端が閉じた底部３２で他端が開いた開放端３３となっている筒状の部材が用いられている。収納筒３１は、インナーレバー２の凹部２４の方向に開放端３３を向け、保持板４８の保持孔４９によって、水平に保持されている。収納筒３１の内部にはコイルばね３４が収納配設され、コイルばね３４とインナーレバー２との間にロックボール３５が配設されている。

インナーレバー２がシフト操作されていない中立位置では、図３に示されるように、ロックボール３５は凹部２４に嵌合するように配設されている。インナーレバー２が回動したシフト位置では、ロックボール３５は、図６に示されるように凹部２４から逸脱するようになっている。コイルばね３４は、底部３２を基点にしてロックボール３５をインナーレバー２に押圧している。したがって、ロックボール３５が凹部２４から逸脱するときには、コイルばね３４に抗する操作力が必要となる。このため、インナーレバー２は、一定以上の操作力が加えられない限り、中立位置に安定して保持される。また、インナーレバー２をシフト位置から中立位置に戻す操作では、中立位置に戻ったことを確実に把握でき、操作自体も容易になる。

ガイド部材５は、図３に示されるように、インターロックプレート４に向かってケース１１側から設けられる円柱状の突起部材である。ガイド部材５の先端部５１は、インターロックプレート４の切り欠かれたガイド４５に係合しており、インターロックプレート４を垂直方向（すなわちシフトアンドセレクト軸７の軸方向）にのみ移動できるように案内している。さらに、ガイド部材５の先端部５１の中央には係止ピン５２が水平方向に突出して設けられている。係止ピン５２は、インナーレバー２が中立位置にあるとき２組の係止部２２、２３の間に位置するように、配置されている。

インナーレバー２が回動して中央の３−４速用フォーク軸８２の係合ヘッド８８をシフト操作したときには、図６に示されるように、係止部２２、２３も回動し、係止ピン５２が係止部２２（あるいは２３）の一対の係止突起の間に嵌入するようになっている。インナーレバー２が端部側の１−２速用フォーク軸８３あるいは５速−後進用フォーク軸８１をシフト操作したときには、係止ピン５２は一対の係止突起の外側に位置するようになっている。

上述のように構成された実施例の手動変速機１では、ロックボール機構３のコイルばね３４は、インターロックプレート４上に設けられた収納筒３１の底部３２を基点として、ロックボール３５を押圧している。この押圧力は、ロックボール３５からインナーレバー２、シフトアンドセレクト軸７を経由してインターロックプレート４に戻るため、軸７の外部には作用せず、軸７外の部材は関与しない。したがって、従来のように、シフトアンドセレクト軸７を横方向からメタルブッシュ７１、７２に押しつける作用は生じない。このため、シフトアンドセレクト軸７の摺動抵抗は小さく、運転者のシフトレバーの操作は従来よりもスムーズに行えて、フィーリングが向上する。

また、中央の３−４速用フォーク軸８２がセレクトされて３速あるいは４速にシフト操作されたときには、係止ピン５２が係止部２２（あるいは２３）の一対の係止突起の間に嵌入するため、インナーレバー２の動作遊び代が低減し、連結されているシフトレバーの遊び代も低減されて、変速段を従来よりも明確に判別することができる。なお、端部側のフォーク軸８１、８３がセレクトされたときには、軸支ばね７３、７４の一方が伸びて他方が縮み、シフトアンドセレクト軸７に対して復元力が作用するため、インナーレバー２及びシフトレバーに遊び代は生じない。実施例の係止ピン５２及び係止部２２、２３は、動作遊び代の大きな中央のフォーク軸８２に対して効果を発揮するものである。

本発明の実施例の手動変速機を説明する水平断面図である。 図１の実施例の垂直断面図である。 図１の実施例におけるインナーレバー付近の拡大水平断面図である。 図３のインナーレバー付近の拡大垂直断面図である。 図１の実施例におけるインターロックプレートを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。 図３の拡大水平断面図で、シフト操作された状態を示す図である。

符号の説明

１：手動変速機 １１：ケース
２：インナーレバー
２１：嵌入ヘッド ２２、２３：係止部 ２４：凹部
３：ロックボール機構
３１：収納筒 ３２：底部 ３３：開放端
３４：コイルばね ３５：ロックボール
４：インターロックプレート
４１：上板 ４２：下板 ４３：貫通孔
４４：連結部 ４５：ガイド ４６、４７：爪部
４８：保持板 ４９：保持孔
５：ガイド部材
５１：先端部 ５２：係止ピン
７：シフトアンドセレクト軸
７１、７２：メタルブッシュ ７３、７４：軸支ばね
７５、７６：ばね受け部
８１：５速−後進用フォーク軸 ８２：３−４速用フォーク軸
８３：１−２速用フォーク軸
８４、８５、８６：シフトヘッド ８７、８８、８９：係合ヘッド

Claims (5)

1. シフトアンドセレクト軸に固定されて軸方向への移動あるいは軸周りの回動のうちいずれか一方の動作により複数のフォーク軸から一つをセレクト操作し他方の動作によりセレクトした該フォーク軸をシフト操作するインナーレバーと、該インナーレバーの凹部に嵌合するロックボールと、該ロックボールを押圧する押圧部材と、該シフトアンドセレクト軸に保持されて該一方の動作に同期してセレクトされなかった該フォーク軸に係合しシフト操作を禁止するインターロックプレートと、を備える手動変速機であって、
   該押圧部材は該インターロックプレートと該ロックボールとの間に配設されることを特徴とする手動変速機。
2. 前記インナーレバーは該フォーク軸をシフト操作した位置において動作遊び代を低減するための被係止部材をもつ、請求項１に記載の手動変速機。
3. 前記被係止部材は一対の被係止突起であり、該被係止突起の間に嵌入する係止ピンをもつ請求項２に記載の手動変速機。
4. 前記インターロックプレートは前記シフトアンドセレクト軸の前記一方の動作にのみ同期して動作するためのガイドをもち、該ガイドと係合するガイド部材をもつ請求項１〜３のいずれかに記載の手動変速機。
5. 前記係止ピンは前記ガイド部材上に配設される請求項４に記載の手動変速機。

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