JP2013019469A

JP2013019469A - 変速機のシフト装置

Info

Publication number: JP2013019469A
Application number: JP2011153144A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Kawarazaki; 洋文川原▲崎▼; Kazuya Iwata; 和也岩田
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-01-31

Abstract

【課題】変速機のシフト装置の操作フィーリングを向上させ、部品を共用して製造コストを低下させる。
【解決手段】ハウジング１０，１１に回動及び軸線方向摺動可能に支持されたシフトアンドセレクトシャフト１２に、ボス部３０ａとフォークシャフトを駆動するレバー先端部３０ｂよりなるインナレバー３０を固定し、回動自在に設けたインターロック部材１４の回動をハウジングに設けた回り止め部材３５により拘束する。ボス部３０ａの外周に形成したカム面３１に、回り止め部材に摺動自在に設けた摺動ピン３６の先端を弾性的に押圧し、インナレバー３０の作動に節度を与えて操作フィーリングを向上させ、またカム面に整列して設けた複数のガイドプレート３２により摺動ピンを案内し、インナレバーのレバー先端部を正しい軌跡に沿って移動させて、操作フィーリングの向上に対する悪影響をなくす。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などに使用する変速機のシフト装置、特に作動が円滑でしかも部品点数が少ない変速機のシフト装置に関する。

自動車などに使用する変速機のシフト装置には、例えば特許文献１に示すようなものがある。これは図１〜図４に示す本発明と同様、ハウジング（１０，１１。本発明の図で付した符号を参考のために示す。以下同じ。）に回動及び軸線方向移動自在に支持されたシフトアンドセレクトシャフト（１２）と、このシフトアンドセレクトシャフトに固定されたボス部（３０ａ）とそれから半径方向に突出するレバー先端部（３０ｂ）よりなるインナレバー（３０）と、それぞれシフトヘッド（２１ａ，２２ａ，２３ａ）とシフトフォーク（１個のみを二点鎖線２４で示す）が設けられた３本のフォークシャフト（２１，２２，２３）と、インターロック部材（１４）よりなるものである。各シフトヘッドにはそれぞれコ字状の切欠き（２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ）が形成されている。板材をコ字状に折り曲げたインターロック部材は、その両側部に形成した穴をインナレバーの両側となるシフトアンドセレクトシャフトに軸線方向相対移動が拘束されて回動のみ自在に嵌合され、背部に形成した一定幅の開口部（１４ｂ）が主ハウジング（１０）に固定された収納筒に軸線方向摺動自在に保持されたボール保持部材の円筒状の外周に係合されてハウジングに対する回動が拘束され、また両側部から回り止め部材と反対向きに延びる１対の爪部（１４ａ）はレバー先端部の幅と実質的に同じ幅として内向きに折り曲げられ、互いに対向する各爪部の先端部の間には、多少の隙間をおいてインナレバーのレバー先端部が通過可能である。インナレバーのレバー先端部とインターロック部材の両爪部がシフトアンドセレクトシャフトと平行な一直線上に整列された状態では、インナレバー及びインターロック部材はシフトアンドセレクトシャフトとともに軸線方向に移動可能であるが、整列されていない状態ではこれらの部材の軸線方向移動は不能である。

この特許文献１に示す変速機のシフト装置は、図１〜図４に示す本発明と同様、手動の変速レバーにより、シフトアンドセレクトシャフト及びそれに固定されたインナレバーを軸線方向にセレクト運動させてから回動方向にシフト運動させ、先ずシフトヘッドを設けた複数のフォークシャフトからセレクト運動により１本のフォークシャフトを選択し、次いで選択したフォークシャフトをシフト運動により軸線方向に移動することにより、各フォークシャフトに設けたシフトフォークによりシンクロナイザ機構のクラッチハブスリーブを摺動させて各変速段を形成するものである。

この特許文献１に示す変速機のシフト装置は、図１〜図４に示す本発明とは異なる構造の、転動カム部とコイルばねにより付勢されたロックボールよりなるボールロック機構を備えている。特許文献１の転動カム部はインナレバーのボス部（３０ａ）の外周から盛り上がるように形成され、シフトアンドセレクトシャフト（１２）の軸線と平行に形成された３本の浅い案内溝を有し、そのうちの両側となる各案内溝にはそれぞれ３個のディンプル（凹部）が形成されている。ロックボールは、主ハウジングにねじ込み固定した収納筒内に軸線方向摺動自在に嵌合されてコイルばねにより付勢されたボール保持部材の先端に回転自在に保持されて転動カム部に弾性的に押圧され、ロックボールが転動カム部の３本の浅い案内溝の間の突条を乗り越えることにより、シフトアンドセレクトシャフトのシフト方向の回動に節度が与えられ、また各シフト完了位置では各ディンプルによりガタを抑制することができるので、変速操作時の操作フィーリングを向上させることができる。

しかしながらこの特許文献１では、セレクト運動の際にインナレバーを案内する案内溝は浅いので、ロックボールは必ずしも正確に案内溝の中心に沿っては導かれず、インナレバーがシフト方向に多少回動することは避けられず、またシフト運動の際にインナレバーがセレクト方向に移動することも避けられない。このためセレクト運動及びシフト運動の際にインナレバーのレバー先端部が各シフトヘッドに不規則に接触して抵抗が生じることが避けられないので、変速操作時の操作フィーリングの向上に悪影響を受ける。このような問題を解決する手段としては、特許文献２に示すシフトガイド機構がある。これはハウジングに固定されてシフトアンドセレクトシャフトに向かって延びるガイドピンと、インナレバーのボス部の一側に設けられた円弧部から径方向に突設された６本の突起部により構成されている。各突起部は円周方向に細長く、円周方向及び軸線方向にガイドピンがわずかの余裕を残して通過可能な隙間をおいて、円周方向に２列、軸線方向に３列となるように整列して配置されている。このようなシフトガイド機構によれば、シフトアンドセレクトシャフトのセレクト方向の移動及びシフト方向の回動の際に、ガイドピンが各突起部により案内されて正しい軌跡上を正確に移動し、セレクト運動の際にインナレバーがシフト方向に回動したり、シフト運動の際にインナレバーがセレクト方向に移動したりすることはないので、変速操作時の操作フィーリングの向上に悪影響を受けることがなくなる。

特開２０１０−２１６６０３号公報（段落〔００１７〕〜〔００２６〕、図１〜図５）特開２００８−０３２１６７号公報（段落〔００２７〕〜〔００３０〕、図３〜図５）

上述した特許文献１の技術に特許文献２の技術を適用すれば、シフトアンドセレクトシャフトの作動に節度が与えられ、各シフト位置では各ディンプルによりガタを抑制することができるのに加え、シフトアンドセレクトシャフトのセレクト運動及びシフト運動の際に、インナレバーがシフト方向に回動したりセレクト方向に移動したりすることはないので、変速操作時の操作フィーリングを向上させることができ、しかもこの操作フィーリングの向上に悪影響を受けることがなくなる。しかしながら特許文献１の技術と特許文献２の技術の組み合わせでは、使用するボールロック機構及びシフトガイド機構は互いに独立した２つの機構を別々に必要とするので、部品点数が増大して構造が複雑になり、製造コストが増大するという問題がある。本発明はこのような２つの機構の部品を共用化することにより部品点数を少なくして、変速操作時の操作フィーリングを向上させることができ、この向上に悪影響を受けることがなく、しかも部品点数が少ないので、構造簡単で製造コストが低い変速機のシフト装置を得ることを目的とする。

このために、本発明による変速機のシフト装置は、各変速ギヤの回転中心軸線と平行に中立位置及びそれから片側または両側に所定距離離れた２位置または３位置の間で移動可能にハウジングに支持されて変速ギヤを選択的に切り換える複数のシフトフォークと、この各シフトフォークとともに移動され多少の隙間をおいて移動方向と直交する方向に所定の重合ピッチで重ね合わされたそれぞれ同じ厚さの先端部を有する複数のシフトヘッドと、この各シフトヘッドの先端部にそれぞれ形成されて各シフトヘッドが何れも中立位置にある状態では互いに重合するように整列されるコ字状の切欠きと、各シフトヘッドの移動方向と直交するようにハウジングに回動及び軸線方向摺動可能に支持されたシフトアンドセレクトシャフトと、このシフトアンドセレクトシャフトに固定されたボス部とその外周から半径方向に突出して各切欠き内に係合可能なレバー先端部よりなるインナレバーと、コ字形断面形状でその両側部がシフトアンドセレクトシャフトのインナレバーのボス部の軸線方向両側部に回動のみ自在に支持され背部に形成された一定幅の開口部内にハウジングに固定された回り止め部材の外周が実質的に隙間なく摺動可能に係合されてハウジングに対し廻り止めされたインターロック部材と、このインターロック部材の両側部から回り止め部材と逆向きに延びてインナレバーのレバー先端部に接近するように折曲されレバー先端部の幅と実質的に同じ幅として各切欠き内に係合可能とした爪部と、インナレバーのボス部の回り止め部材側となる外周に形成されたカム面と、回り止め部材に同軸的に形成された案内孔に軸線方向摺動自在に支持されスプリングによりインナレバー側に付勢されて先端がカム面に当接される摺動ピンよりなる変速機のシフト装置において、カム面には、半径方向に突出して一体的に設けられて円周方向に延び、摺動ピンあるいはこれを摺動自在に囲むように回り止め部材の先端からインナレバー側に突出する円筒状の突出部がわずかの余裕を残して通過可能な隙間をおいて円周方向及び軸線方向に整列して配置された複数のガイドプレートを形成するとともに、複数のガイドプレートの間の隙間に沿ってボス部の軸線方向に延びる第１凹溝とこれと直交する方向に延びる第２凹溝を形成してこの両凹溝が互いに交叉する位置に深さが最大となる最深凹所を形成し、カム面のボス部の中心線を含み第１凹溝の中央を通る断面の形状は、ボス部の中心線と直交し第２凹溝の中央を通る面に対し対称形で、ボス部の中心線からカム面までの半径方向長さは、第２凹溝からの軸線方向距離が増大するにつれて増大して、各シフトヘッドの板状の各先端部の間の重合ピッチに達する前に最大値となる形状とし、カム面のボス部の中心線と直交する任意の断面の形状は、ボス部の中心線を含み第１凹溝の中央を通る面に対し対称形で、ボス部の回転中心線からカム面までの半径方向長さは、第１凹溝からの円周方向に沿った角度が増大するにつれて増大してインナレバーの片側の全回動範囲の中間部において最大となり、それを越えれば再び減少する形状としたことを特徴とするものである。

前項に記載の変速機のシフト装置において、カム面には第２凹溝から重合ピッチだけボス部の軸線方向に離れた位置に、第１凹溝と直交する方向に延びる第３凹溝をさらに形成し、この両凹溝が互いに交叉する位置に第１及び第２凹溝の交叉位置に形成される最深凹所より浅い局部的凹所を形成することが好ましい。

前２項に記載の変速機のシフト装置において、ボス部の軸線方向で異なる位置におけるカム面の軸線方向と直交する２つの断面の間では、第１凹溝から円周方向に離れる角度が同一である各位置におけるインナレバーの回転中心線からの半径方向長さの差は実質的に同一とすることが好ましい。

前３項に記載の変速機のシフト装置において、摺動ピンは、その大部分を構成するピン本体とそのカム面側となる先端部に突出して回動自在に保持されたボールよりなり、このボールを介して摺動ピンをカム面に弾性的に押圧することが好ましい。

請求項１〜３に記載の変速機のシフト装置において、摺動ピンは一体的に形成してそのカム面側となる先端部を半球状に形成し、この半球状の先端部を介して摺動ピンをカム面に弾性的に押圧してもよい。

前各項に記載の変速機のシフト装置において、案内孔は回り止め部材及びその突出部を同軸的に貫通して形成し、案内孔に支持された摺動ピンは案内孔のカム面と反対側となる一端を閉じる栓部材との間に介装したスプリングによりカム面に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列してカム面に設けられた複数のガイドプレートは、突出部がわずかな余裕をもってボス部の円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置することが好ましい。

請求項１〜５に記載の変速機のシフト装置において、回り止め部材は突出部を取り除いて案内孔を同軸的に貫通して形成し、案内孔に支持された摺動ピンは案内孔のカム面と反対側となる一端を閉じる栓部材との間に介装したスプリングによりカム面に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列してカム面に設けられた複数のガイドプレートは、摺動ピンがわずかな余裕をもってボス部の円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置してもよい。

上述したような請求項１の発明によれば、各変速段を形成していない状態では、インナレバーは、軸線方向に延びる第１凹溝とこれと直交する第２凹溝の交叉位置である最深凹所が、軸線方向摺動自在に支持されてスプリングにより軸線方向に付勢された摺動ピンの先端により押圧される基本位置にある。この状態からインナレバーをシフトアンドセレクトシャフトとともに軸線方向に移動すれば、摺動ピンは先端部が第１凹溝に沿って移動し、スプリングの付勢力に抗して押し戻されるので、シフトアンドセレクトシャフトには抵抗力が生じる。しかしこの抵抗力はインナレバーが軸線方向に移動するにつれて減少し、インナレバーのレバー先端部が隣のシフトヘッドの先端部の切欠きに完全に係合する前に０となるので、シフトアンドセレクトシャフトの動きにレバー先端部が隣のシフトヘッドの切欠きに係合されたことを示す節度が与えられる。レバー先端部が何れか１つのシフトヘッドの切欠きに完全に係合された状態で、インナレバーを中立位置から回動すれば、軸線方向と直交する方向のカム面の断面形状によりその片側の全回動範囲の中間部までは中立位置に戻ろうとする力が作用するが、それを越えれば外向きに回動させる力となり、各シフト完了位置ではストッパに当接されて停止されるので、シフト運動に節度が与えられ、またシフト完了後のガタはより確実に抑制されて、変速機のシフト装置の操作フィーリングを向上させることができる。

また請求項１の発明では、カム面には、上述のように半径方向に突出して一体的に設けられて円周方向に延び、円周方向及び軸線方向に整列して配置された複数のガイドプレートを形成し、シフトアンドセレクトシャフトの回動及び軸線方向移動の際に、回り止め部材に同軸的に軸線方向摺動自在に支持されスプリングにより付勢されて先端がカム面に当接される摺動ピンあるいはこれを摺動自在に囲むように回り止め部材の先端からインナレバー側に突出する円筒状の突出部は複数のガイドプレートにより案内される。これにより摺動ピンあるいはこれを囲む円筒状の突出部は正しい軌跡上を移動してそれから外れることはなく、セレクト運動の際にインナレバーがシフト方向に回動したり、シフト運動の際にインナレバーがセレクト方向に移動したりすることはないので、前述した変速操作時の操作フィーリングの向上に悪影響を受けることはなくなる。

さらにこの請求項１の発明によれば、ガイドプレートをカム面上に形成しているのでガイドプレートを設けるための部材を新たに設ける必要はなく、ボールロック機構の摺動ピンあるいは回り止め部材の突出部をシフトガイド機構のガイドピンとして共用したので部品点数を少なくして構造を簡略化し、製造コストを低下させることができる。

カム面には第２凹溝から重合ピッチだけボス部の軸線方向に離れた位置に、第１凹溝と直交する方向に延びる第３凹溝をさらに形成し、この両凹溝が互いに交叉する位置に第１及び第２凹溝の交叉位置に形成される最深凹所より浅い局部的凹所を形成した請求項２の発明によれば、インナレバーが基本位置から軸線方向に移動してレバー先端部が隣のシフトヘッドと係合したときに与えられる節度はより確実なものになり、これに加え反対側からそのシフトヘッドと係合したときにも節度が与えられるので変速操作時の操作フィーリングをさらに向上させることができる。

ボス部の軸線方向で異なる位置におけるカム面の軸線方向と直交する２つの断面の間では、第１凹溝から円周方向に離れる角度が同一である各位置におけるインナレバーの回転中心線からの半径方向長さの差は実質的に同一とした請求項３の発明によれば、どのセレクト位置でシフトを行った場合でも、ほゞ同じシフトフィーリングを得ることができる。

摺動ピンは、その大部分を構成するピン本体とそのカム面側となる先端部に突出して回動自在に保持されたボールよりなり、このボールを介して摺動ピンをカム面に弾性的に押圧するようにした請求項４の発明によれば、摺動ピンの先端部とカム面の間の摩擦抵抗が減少するので、変速操作時の操作フィーリングをさらに向上させることができる。

摺動ピンは一体的に形成してそのカム面側となる先端部を半球状に形成し、この半球状の先端部を介して摺動ピンをカム面に弾性的に押圧した請求項５の発明によれば、構造が簡略化されるので、その分だけ製造コストを低下させることができる。

案内孔は回り止め部材及びその突出部を同軸的に貫通して形成し、案内孔に支持された摺動ピンは案内孔のカム面と反対側となる一端を閉じる栓部材との間に介装したスプリングによりカム面に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列してカム面に設けられた複数のガイドプレートは、突出部がわずかな余裕をもってボス部の円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置した請求項６の発明によれば、摺動ピンを摺動自在に支持する案内孔の長さが長くなるとともに、案内の際にガイドプレートから受ける力は突出部から直接回り止め部材に伝達されて摺動ピンに横向きのスラスト力が加わることはなく、これにより摺動ピンの摺動が円滑になるので、変速操作時の操作フィーリングをさらに向上させることができる。

回り止め部材は突出部を取り除いて案内孔を同軸的に貫通して形成し、案内孔に支持された摺動ピンは案内孔のカム面と反対側となる一端を閉じる栓部材との間に介装したスプリングによりカム面に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列してカム面に設けられた複数のガイドプレートは、摺動ピンがわずかな余裕をもってボス部の円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置した請求項７の発明によれば、突出部を取り除いた分だけ摺動ピンの径を太くすることができ、あるいは各ガイドプレートの厚さを厚くすることができるので、摺動ピンまたはガイドプレートあるいはこの両者の強度を高めることができる。

本発明による変速機のシフト装置の第１実施形態の要部を示すシフトアンドセレクトシャフトに沿った長手方向断面図である。図１の２−２断面図である。図１の３−３断面図である。図１の４−４断面図である。本発明による変速機のシフト装置の第２実施形態の要部の一部を示す部分断面図である。図５の６−６断面図である。図５の７−７断面図である。

先ず、図１〜図４により、本発明による変速機のシフト装置の第１実施形態の説明をする。主として図１に示すように、互いに一体的に固定された主ハウジング１０及び副ハウジング１１よりなるハウジングには、シフトアンドセレクトシャフト１２、インナレバー３０、インターロック部材１４、フォークシャフト２１，２２，２３、シフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａ、回り止め部材３５などが設けられている。

一端にシフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａが、他端にシンクロメッシュ機構（図示省略）のクラッチハブスリーブと係合して変速歯車の切り換えを行うシフトフォーク２４（３個のうち１個のみを二点鎖線で示す）が固定された３本のフォークシャフト２１，２２，２３は、変速歯車及びクラッチハブスリーブを設けた変速軸の中心軸線Ｏと平行に、中立位置及びそれから両側に所定距離離れた３位置の間で軸線方向移動可能に支持されている。各シフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａは互いにほゞ平行となるようにシフトアンドセレクトシャフト１２の方向に延び、各先端部は厚さ及び幅がほゞ同一で、多少の隙間をあけて所定の重合ピッチで、フォークシャフト２１，２２，２３の軸線方向に相対移動可能に重ね合わされている。各先端部にそれぞれ形成されたコ字状の切欠き２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、フォークシャフト２１，２２，２３が何れも中立位置にある状態では、板状の各先端部と直交する方向から見て互いに重合するように整列されている。各フォークシャフト２１，２２，２３と直交するように、ブッシュ１０ａ，１１ｃを介してハウジング１０，１１に回動及び軸線方向摺動可能に支持されたシフトアンドセレクトシャフト１２には、インナレバー３０のボス部３０ａがスプライン係合されてノックピン１１ｄにより固定され、このボス部３０ａには各シフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａ側に突出するレバー先端部３０ｂが一体的に形成されている。レバー先端部３０ｂは、厚さがシフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａの各先端部の厚さとほゞ同じであり、各切欠き２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ内に係合されるその外周は中心が同じ２つの円弧を有している。なお各フォークシャフト２１，２２，２３の一部は、上述のように３位置の代わりに、中立位置及びその片側の２位置の間で移動可能に支持するようにしてもよい。

副ハウジング１１から外方に突出するシフトアンドセレクトシャフト１２の一端部には、半径方向に突出するアウタレバー１３の基端部がかしめなどにより固定されている。このアウタレバー１３の先端部にはシフトアンドセレクトシャフト１２と平行に延びるアウタレバーピン１３ａがかしめなどにより固定され、アウタレバー１３はこのアウタレバーピン１３ａに連結されたシフトケーブル（図示省略）を介して手動の変速レバー（あるいは自動車の作動状態に応じて自動的に作動するアクチュエータ）により往復回動され、これによりシフトアンドセレクトシャフト１２はシフト方向に往復回動される。

インターロック部材１４は厚い板材をコ字状に折り曲げたもので、インナレバー３０のボス部３０ａの軸線方向厚さよりも大きい距離を隔てて互いに平行に形成された両側部に形成した穴をボス部３０ａの両側となるシフトアンドセレクトシャフト１２に回動自在に嵌合することにより支持され、両側部の一方の内面をボス部３０ａの端面に当接させ、他方の内面をシフトアンドセレクトシャフト１２に設けた止め輪１２ｂに当接させることにより、インナレバー３０に対する軸線方向相対移動は拘束されている。また主ハウジング１０には円筒状の回り止め部材３５がインナレバー３０に向かうようにねじ込み固定され、インターロック部材１４は、その背部に形成された一定幅の開口部１４ｂ内にこの回り止め部材３５の外周が実質的に隙間なく摺動可能に係合されて、ハウジング１０，１１に対し廻り止めがされている。インターロック部材１４の両側部から回り止め部材３５と反対向きに延びる１対の爪部１４ａはレバー先端部３０ｂの幅と実質的に同じ幅として内向きに折り曲げられ、互いに対向する各爪部１４ａの先端部の間には多少の余裕を持ってレバー先端部３０ｂが通過可能な隙間が形成されている。各爪部１４ａとレバー先端部３０ｂは、シフトアンドセレクトシャフト１２と平行な一直線上に整列された状態では、各シフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａが何れも中立位置にある状態で同じく一直線上に整列された各切欠き２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ内に係合されて、シフトアンドセレクトシャフト１２とともに軸線方向移動可能である。

副ハウジング１１の内部に位置するシフトアンドセレクトシャフト１２の一部には円周方向に溝部１２ａが形成され、インターロック部材１４よりもこの溝部１２ａ側となるシフトアンドセレクトシャフト１２に摺動自在に嵌合されたフランジカラー１６は、インターロック部材１４との間に介装した第１スプリング１６により溝部１２ａ側に向けて付勢され、自由状態ではシフトアンドセレクトシャフト１２に設けた止め輪１２ｃに当接して停止されている。またシフトアンドセレクトシャフト１２は、アウタレバー１３と反対側となる端部に形成された段部と主ハウジング１０の間に介装された第２スプリング１７により、アウタレバー１３側に向けて付勢され、この第２スプリング１７の付勢力は第１スプリング１６の付勢力よりも小さく設定されている。従って、シフトアンドセレクトシャフト１２及びインナレバー３０は、自由状態では図１に示すように、フランジカラー１６のフランジ面が副ハウジング１１の内面に形成した内向きリブ１１ａの端面１１ｂに当接する中間位置で停止され、この状態ではインナレバー３０のレバー先端部３０ｂは第１シフトヘッド２１ａの先端部のコ字形の切欠き２１ｂ内に係合されている。

図１及び図４に示すように、副ハウジング１１には溝部１２ａと対応する位置にシフトアンドセレクトシャフト１２と直交するようにセレクト軸１８が回動自在に支持されている。セレクト軸１８には、副ハウジング１１から突出する一端部に半径方向に突出するセレクトレバー１９がかしめなどにより固定され、副ハウジング１１内となる部分にはノックピンなどによりセレクトアーム２０が固定されて、その先端部２０ａはシフトアンドセレクトシャフト１２の溝部１２ａに係合されている。セレクトレバー１９の先端部にはセレクト軸１８と平行に延びるセレクトレバーピン１９ａがかしめなどにより固定され、セレクトレバー１９はこのセレクトレバーピン１９ａに連結されたセレクトケーブル（図示省略）を介して手動の変速レバーあるいは自動車の作動状態に応じて自動的に作動するアクチュエータにより往復回動され、これによりシフトアンドセレクトシャフト１２は、インナレバー３０のレバー先端部３０ｂが第１シフトヘッド２１ａの切欠き２１ｂに係合される第１位置と、第２シフトヘッド２２ａの切欠き２２ｂに係合される第２位置と、第３シフトヘッド２３ａの切欠き２３ｂに係合される第３位置との間で軸線方向に往復動される。

次に図１〜３により、インナレバー３０に設けられるカム面３１及びガイドプレート３２と、回り止め部材３５に設けられてカム面３１を弾性的に押圧する摺動ピン３６の説明をする。インナレバー３０の回り止め部材３５側となる外周にはボス部３０ａから盛り上がるようにカム面３１が形成され、このカム面３１には４個のガイドプレート３２が設けられている。またこの第１実施形態の回り止め部材３５にはインナレバー３０側となる先端に突出部３５ｂが設けられ、回り止め部材３５及び突出部３５ｂを同軸的に貫通して突出部３５ｂ側の方が細い段付きの案内孔３５ａが形成されている。この案内孔３５ａに軸線方向摺動自在に支持された摺動ピン３６は、その大部分を構成するピン本体３６ａとそのカム面３１側となる一端部に突出して回動自在に保持されたボール３６ｂにより構成されている。摺動ピン３６は、ピン本体３６ａの他端部に形成した小さい頭部とカム面３１と反対側となる案内孔３５ａの一端にねじ込まれてこれを閉じる栓部材３７との間に介装したスプリング３８によりインナレバー３０側に付勢されて、先端のボール３６ｂを介してカム面３１を弾性的に押圧している。

カム面３１に設けられる４個のガイドプレート３２は半径方向に突出して一体的に形成されて円周方向に延び、摺動ピン３６を囲むように回り止め部材３５の先端からインナレバー３０側に突出する円筒状の突出部３５ｂがわずかの余裕を残して通過可能な隙間をおいて、円周方向及び軸線方向に整列して配置されている。このようにすれば、シフトアンドセレクトシャフト１２の軸線方向セレクト運動及び回動方向シフト運動に際して、突出部３５ｂは４個のガイドプレート３２に案内されて移動し、その軌跡は狭い幅内に規制されてガタが抑制されるので、シフトアンドセレクトシャフト１２の軸線方向のセレクト運動及び回動方向のシフト運動はガタを生じることなく円滑に行われる。この第１実施形態では、このようなガイドプレート３２と突出部３５ｂが、変速操作の際に操作フィーリングを向上させるシフトガイド機構を構成している。

カム面３１には、複数のガイドプレート３２の間の隙間の中央に沿ってボス部３０ａの軸線方向に延びる第１凹溝３１ａと、これと直交する方向に延びる第２凹溝３１ｂが形成され、この両凹溝３１ａ，３１ｂが互いに交叉する位置には深さが最大となる最深凹所が形成されている。カム面３１のボス部３０ａの中心線を含み第１凹溝３１ａの中央を通る断面の形状は、ボス部３０ａの中心線と直交し第２凹溝３１ｂの中央を通る面に対し対称形であり、ボス部３０ａの回転中心線からカム面３１までの半径方向長さは、第２凹溝３１ｂからの軸線方向距離が増大するにつれて増大して、各シフトヘッド２１ａ,２２ａ,２３ａの板状の各先端部の間の重合ピッチに達する前に最大値となる形状である。一方、カム面３１のボス部３０ａの中心線と直交する任意の断面の形状は、ボス部３０ａの中心線を含み第１凹溝３１ａの中央を通る面に対し対称形であり、ボス部３０ａの回転中心線からカム面３１までの半径方向長さは、第１凹溝３１ａからの円周方向に沿った角度が増大するにつれて増大してインナレバー３０の片側の全回動範囲の中間部において最大となり、それを越えれば再び減少する形状である。またボス部３０ａの軸線方向で異なる位置におけるカム面３１の軸線方向と直交する２つの断面の間では、第１凹溝３１ａから円周方向に離れる角度が同一である各位置におけるインナレバー３０の回転中心線からの半径方向長さの差は実質的に同一である。これにより、第１及び第２凹溝３１ａ，３１ｂの各位置における深さは、図１及び図２に示すように、ほゞ同一となる。

次に図１〜図４に示す変速機のシフト装置の作動の説明をする。図に示すように、回り止め部材３５に軸線方向摺動自在に支持されてスプリング３８により軸線方向に付勢された摺動ピン３６の先端が、軸線方向に延びる第１凹溝３１ａとこれと直交する第２凹溝３１ｂが交叉する最深凹所を押圧している状態では、インナレバー３０は、レバー先端部３０ｂが第１フォークシャフト２１の切欠き２１ｂに係合され、各変速段が形成されていない基本位置にある。この状態では、各フォークシャフト２１，２２，２３は何れも、それぞれのシフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａの切欠き２１ｂ，２２ｂ，２３ｂがインターロック部材１４の爪部１４ａと重なるよう整列される中立位置にあり、インナレバー３０はそのレバー先端部３０ｂが第１シフトヘッド２１ａの切欠き２１ｂと係合する第１位置にセレクトされている。この状態からアウタレバー１３によりインナレバー３０を図１の右側から見て時計回転方向に回動すれば、シフトアンドセレクトシャフト１２及びインナレバー３０も同じ向きに回動されて、第１シフトヘッド２１ａ及び第１フォークシャフト２１は図１の手前向きに移動され、それに設けられたシフトフォーク及びクラッチハブスリーブを介して第１の変速段が形成される。この状態におけるカム面３１に対する突出部３５ｂの位置は、図３の二点鎖線６Ｘで示される通りであり、ボス部３０ａの軸線方向に並んだ２つのガイドプレート３２の間にわずかの余裕をおいて挟まれているので、インナレバー３０はシフト運動の際にセレクト方向に移動することはなく、正しい軌跡上を正確に移動する。この状態から、前述と逆にインナレバー３０を反時計回転方向に回動すれば、第１シフトヘッド２１ａ及び第１フォークシャフト２１は図１の奥向きに移動され、突出部３５ｂはカム面３１の第１凹溝３１ａを横切って円周方向の反対側に移り、第１フォークシャフト２１に設けられたシフトフォーク２４及びクラッチハブスリーブを介して第２の変速段が形成される。

インナレバー３０のレバー先端部３０ｂをインターロック部材１４の爪部１４ａの間となる中立位置に戻して、セレクトレバー１９を反時計回転方向に回動すれば、シフトアンドセレクトシャフト１２及びインナレバー３０は図１において左向きに移動され、インターロック部材１４の左側部が主ハウジング１０の内端面１０ｂに当接して停止され、インナレバー３０はそのレバー先端部３０ｂが第２シフトヘッド２２ａの切欠き２２ｂと係合する第２位置にセレクトされる。このインナレバー３０の左向きセレクト運動の際には、インナレバー３０のレバー先端部３０ｂは、ボス部３０ａの軸線方向と直交する方向に並んだ２つのガイドプレート３２の間をわずかの余裕をおいて通るので、シフト方向に回動することはなく、正しい軌跡上を正確に移動する。この状態で、前述と同様、インナレバー３０を時計回転方向に回動すれば、第２シフトヘッド２２ａ及び第２フォークシャフト２２は図１の手前向きに移動されて第３の変速段が形成され、逆向きに回動すれば、同様にして第４の変速段が形成され、突出部３５ｂはカム面３１の第１凹溝３１ａを横切って円周方向の反対側に移り、各ガイドプレート３２に対し二点鎖線６Ｙで示す位置に移る。この際には、片側のガイドプレート３２との間にはわずかの余裕しかないので、レバー先端部３０ｂがその側に移動することはない。ガイドプレート３２は片側にしかないので、突出部３５ｂは反対側に移動することは可能であるが、その側にはレバー先端部３０ｂが係合すべき切欠き２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを備えたシフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａは存在しないので、たとえ移動したとしても、レバー先端部３０ｂがそのような部材に接触して操作フィーリングの向上に悪影響を与えることはない。

またインナレバー３０のレバー先端部３０ｂがインターロック部材１４の爪部１４ａの間となる中立位置から、セレクトレバー１９を時計回転方向に回動すれば、インナレバー３０は図１において右向きに移動され、インターロック部材１４の右側部がフランジカラー１５の先端に当接して停止されて、インナレバー３０はそのレバー先端部３０ｂが第３シフトヘッド２３ａの切欠き２３ｂと係合する第３位置にセレクトされる。そして前述と同様、インナレバー３０を時計回転方向に回動すれば、第３シフトヘッド２３ａ及び第３フォークシャフト２３が移動されて第５の変速段が形成され、インナレバー３０を反時計回転方向に回動すれば、第３シフトヘッド２３ａ及び第３フォークシャフト２３が逆向きに移動されて第６の変速段が形成される。これら第１〜第６の変速段は、前進の各変速段及び後進段を含んでいる。

上述した第１実施形態によれば、インナレバー３０が基本位置にあり、各変速段を形成していない状態では、スプリング３８により軸線方向に付勢された摺動ピン３６の先端は、互いに直交する第１凹溝３１ａと第２凹溝３１ｂが交叉する最深凹所を押圧しているので、インナレバー３０はその位置に安定して保持されている。この状態からシフトアンドセレクトシャフト１２とともにインナレバー３０を軸線方向に移動すれば、摺動ピン３６は先端部が第１凹溝３１ａに沿って移動し、スプリング３８の付勢力に抗して押し戻されるので、シフトアンドセレクトシャフト１２には抵抗力が生じる。しかしこの抵抗力はインナレバー３０が軸線方向に移動するにつれて減少し、インナレバー３０のレバー先端部３０ｂが隣のシフトヘッド２２ａの先端部の切欠き２２ｂに完全に係合する前に０となるので、シフトアンドセレクトシャフト１２の動きにレバー先端部３０ｂが隣のシフトヘッド２１ａの切欠き２１ｂに係合されたことを示す節度が与えられる。また、レバー先端部３０ｂが何れか１つのシフトヘッド２１ａの切欠き２１ｂに完全に係合された状態で、インナレバー３０を中立位置から回動すれば、軸線方向と直交する方向のカム面３１の断面形状によりその片側の全回動範囲の中間部までは中立位置に戻ろうとする力が作用するが、それを越えれば外向きに回動させる力となり、各シフト完了位置ではストッパに当接されてその位置に保持されるので、シフト運動には節度が与えられ、またシフト完了後のガタはより確実に抑制される。従って、変速操作の際の操作フィーリングを向上させることができる。

上述した変速操作の際に、回り止め部材３５から同軸的に突出する円筒状の突出部３５ｂは複数のガイドプレート３２により案内され、上述のように突出部３５ｂは正しい軌跡上を移動しそれより外れることはなく、従ってインナレバー３０のレバー先端部３０ｂが周囲の部材と接触することもないので、インナレバー３０の移動は円滑になり、変速操作時の操作フィーリングの向上に悪影響を受けることはなくなる。

またこの第１実施形態では、ガイドプレート３２をカム面３１上に形成しているのでガイドプレート３２を設けるための部材を新たに設ける必要はなく、回り止め部材３５の突出部３５ｂをシフトガイド機構のガイドピンとして共用したので部品点数を少なくして構造を簡略化し、製造コストを低下させることができる。

また上述した第１実施形態では、カム面３１のボス部３０ａに対する軸線方向位置が異なる軸線方向と直交する２つの断面の間では、第１凹溝３１ａから円周方向に離れる角度が同一となる各位置におけるインナレバー３０の回転中心線からの半径方向長さの差が実質的に同一となるようにしており、このようにすればどのセレクト位置でシフトを行った場合でも、ほゞ同じシフトフィーリングを得ることができる。

また上述した第１実施形態では、摺動ピン３６は、その大部分を構成するピン本体３６ａとそのカム面３１側となる先端部に突出して回動自在に保持されたボール３６ｂよりなり、このボール３６ｂを介して摺動ピン３６をカム面３１に弾性的に押圧するようにしており、このようにすれば、摺動ピン３６の先端部とカム面３１の間の摩擦抵抗が減少するので、変速操作時の操作フィーリングをさらに向上させることができる。

また上述した第１実施形態では、案内孔３５ａは回り止め部材３５及び突出部３５ｂを同軸的に貫通して形成し、案内孔３５ａに支持された摺動ピン３６は案内孔３５ａのカム面３１と反対側となる一端を閉じる栓部材３７との間に介装したスプリング３８によりカム面３１に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列してカム面３１に設けたられた複数のガイドプレート３２は、突出部３５ｂがわずかな余裕をもってボス部３０ａ，３０Ａａの円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置しており、このようにすれば、摺動ピン３６を摺動自在に支持する案内孔３５ａの長さが長くなるとともに、案内の際にガイドプレート３２から受ける力は突出部３５ｂから直接回り止め部材３５に伝達されて摺動ピン３６に横向きのスラスト力が加わることはなく、これにより摺動ピン３６の摺動が円滑になるので、変速操作時の操作フィーリングをさらに向上させることができる。

次に図５〜図７により、本発明による変速機のシフト装置の第２実施形態の説明をする。この第２実施形態は、第１実施形態のカム面３１に第３凹溝３１ｃを加え、回り止め部材３５の先端の突出部３５ｂを除き、摺動ピン３６からその先端のボール３６ｂを除いたものであるので主としてこの相違点につき説明し、その他の構成の説明は省略する。

図５〜図７に示すように、この第２実施形態のインナレバー３０Ａのカム面３１Ａには、第１実施形態のガイドプレート３２と同様の４個のガイドプレート３２Ａが設けられ、また第２凹溝３１ｂの中央から軸線方向で両側に、各シフトヘッド２１ａ，２２ａ，２３ａの各先端部の間の重合ピッチだけ離れた位置に、第１凹溝３１ａと直交する方向に延びる第３凹溝３１ｃが形成されている。この両凹溝３１ａ，３１ｃが互いに交叉する位置には、第１及び第２凹溝３１ａ，３１ｂの交叉位置に形成される最深凹所より浅い局部的凹所が形成されている。これにより、インナレバー３０が基本位置から軸線方向に移動してレバー先端部３０ｂが隣のシフトヘッド２２ａと係合したときに与えられる節度はより確実なものになり、これに加え反対側からそのシフトヘッド２２ａと係合したときにも節度が与えられるので変速操作時の操作フィーリングをさらに向上させることができる。

この第２実施形態の回り止め部材３５Ａからは突出部３５ｂが取り除かれ、第１実施形態と同様の段付の案内孔３５Ａａは回り止め部材３５Ａを同軸的に貫通して形成されている。この案内孔３５Ａａに軸線方向摺動自在に支持された摺動ピン３６Ａは全体が一体的に形成されてそのカム面３１Ａ側となる一端部は半球状に形成され、第１実施形態と同様、他端部の小さい頭部とカム面３１Ａと反対側となる案内孔３５ａの一端にねじ込まれてこれを閉じる栓部材３７Ａとの間に介装したスプリング３８Ａによりインナレバー３０側に付勢されて、半球状の先端部を介してカム面３１Ａを弾性的に押圧している。この第２実施形態では、摺動ピン３６Ａが複数のガイドプレート３２Ａによりわずかの余裕をおいて案内され、こけにより摺動ピン３６Ａは正しい軌跡上を移動しそれより外れることはなく、従ってインナレバー３０のレバー先端部３０ｂが周囲の部材と接触することもないので、インナレバー３０の移動は円滑になり、変速操作時の操作フィーリングの向上に悪影響を受けることはなくなる。

またこの第２実施形態では、回り止め部材３５Ａの先端の突出部３５ｂは取り除かれ、これに対し、各シフトヘッド２１ａ,２２ａ,２３ａの板状の各先端部の間の重合ピッチは変わらないので、突出部３５ｂを取り除いた分だけ摺動ピン３６Ａの径と各ガイドプレート３２Ａの厚さの両方あるいは一方の寸法を大きくすることができる。これにより摺動ピン３６Ａまたはガイドプレート３２Ａあるいはこの両者の強度を高めることができる。

さらにこの第２実施形態では、摺動ピン３６Ａは一体的に形成してそのカム面３１Ａ側となる先端部を半球状に形成しており、構造が簡略化されるのでその分だけ製造コストを低下させることができる。

上記各実施形態では、回り止め部材３５には突出部３５ｂを設け、摺動ピン３６はピン本体３６ａとボール３６ｂよりなるものとした組み合わせ、及び、回り止め部材３５は突出部３５ｂを取り除いたものとし、摺動ピン３６は一体物とした組み合わせについて説明したが、回り止め部材３５には突出部３５ｂを設け、摺動ピン３６は一体物とした組み合わせ、及び、回り止め部材３５は突出部３５ｂを取り除いたものとし、摺動ピン３６はピン本体３６ａとボール３６ｂよりなるものとした組み合わせも可能である。

１０…主ハウジング、１１…副ハウジング、１２…シフトアンドセレクトシャフト、１４…インターロック部材、１４ａ…爪部、１４ｂ…開口部、２１ａ，２２ａ,２３ａ…シフトヘッド、２１ｂ，２２ｂ,２３ｂ…切欠き、２４…シフトフォーク、３０，３０Ａ…インナレバー、３０ａ，３０Ａａ…ボス部、３０ｂ…レバー先端部、３１，３１Ａ…カム面、３１ａ…第１凹溝、３１ｂ…第２凹溝、３１ｃ…第３凹溝、３２，３２Ａ…ガイドプレート、３５，３５Ａ…回り止め部材、３５ａ，３５Ａａ…案内孔、３５ｂ…突出部、３６，３６Ａ…摺動ピン、３６ａ…ピン本体、３６ｂ…ボール、３７，３７Ａ…栓部材、３８，３８Ａ…スプリング、Ｏ…中心軸線。

Claims

各変速ギヤの回転中心軸線と平行に中立位置及びそれから片側または両側に所定距離離れた２位置または３位置の間で移動可能にハウジングに支持されて前記変速ギヤを選択的に切り換える複数のシフトフォークと、この各シフトフォークとともに移動され多少の隙間をおいて移動方向と直交する方向に所定の重合ピッチで重ね合わされたそれぞれ同じ厚さの先端部を有する複数のシフトヘッドと、この各シフトヘッドの先端部にそれぞれ形成されて各シフトヘッドが何れも前記中立位置にある状態では互いに重合するように整列されるコ字状の切欠きと、前記各シフトヘッドの移動方向と直交するように前記ハウジングに回動及び軸線方向摺動可能に支持されたシフトアンドセレクトシャフトと、このシフトアンドセレクトシャフトに固定されたボス部とその外周から半径方向に突出して前記各切欠き内に係合可能なレバー先端部よりなるインナレバーと、コ字形断面形状でその両側部が前記シフトアンドセレクトシャフトの前記インナレバーのボス部の軸線方向両側部に回動のみ自在に支持され背部に形成された一定幅の開口部内に前記ハウジングに固定された回り止め部材の外周が実質的に隙間なく摺動可能に係合されて前記ハウジングに対し廻り止めされたインターロック部材と、このインターロック部材の両側部から前記回り止め部材と逆向きに延びて前記インナレバーのレバー先端部に接近するように折曲され前記レバー先端部の幅と実質的に同じ幅として前記各切欠き内に係合可能とした爪部と、前記インナレバーのボス部の前記回り止め部材側となる外周に形成されたカム面と、前記回り止め部材に同軸的に形成された案内孔に軸線方向摺動自在に支持されスプリングにより前記インナレバー側に付勢されて先端が前記カム面に当接される摺動ピンよりなる変速機のシフト装置において、
前記カム面には、半径方向に突出して一体的に設けられて円周方向に延び、前記摺動ピンあるいはこれを摺動自在に囲むように前記回り止め部材の先端から前記インナレバー側に突出する円筒状の突出部がわずかの余裕を残して通過可能な隙間をおいて円周方向及び軸線方向に整列して配置された複数のガイドプレートを形成するとともに、前記複数のガイドプレートの間の隙間に沿って前記ボス部の軸線方向に延びる第１凹溝とこれと直交する方向に延びる第２凹溝を形成してこの両凹溝が互いに交叉する位置に深さが最大となる最深凹所を形成し、
前記カム面の前記ボス部の中心線を含み前記第１凹溝の中央を通る断面の形状は、前記ボス部の中心線と直交し前記第２凹溝の中央を通る面に対し対称形で、前記ボス部の中心線からカム面までの半径方向長さは、前記第２凹溝からの軸線方向距離が増大するにつれて増大して、前記各シフトヘッドの板状の各先端部の間の重合ピッチに達する前に最大値となる形状とし、
前記カム面の前記ボス部の中心線と直交する任意の断面の形状は、前記ボス部の中心線を含み前記第１凹溝の中央を通る面に対し対称形で、前記ボス部の回転中心線から前記カム面までの半径方向長さは、前記第１凹溝からの円周方向に沿った角度が増大するにつれて増大して前記インナレバーの片側の全回動範囲の中間部において最大となり、それを越えれば再び減少する形状とした
ことを特徴とする変速機のシフト装置。
請求項１に記載の変速機のシフト装置において、前記カム面には前記第２凹溝から前記重合ピッチだけ前記ボス部の軸線方向に離れた位置に、前記第１凹溝と直交する方向に延びる第３凹溝をさらに形成し、この両凹溝が互いに交叉する位置に前記第１及び第２凹溝の交叉位置に形成される前記最深凹所より浅い局部的凹所を形成したことを特徴とする変速機のシフト装置。
請求項１または請求項２に記載の変速機のシフト装置において、前記ボス部の軸線方向で異なる位置における前記カム面の前記軸線方向と直交する２つの断面の間では、前記第１凹溝から円周方向に離れる角度が同一である各位置における前記インナレバーの回転中心線からの半径方向長さの差は実質的に同一としたことを特徴とする変速機のシフト装置。
請求項１〜３の何れか１項に記載の変速機のシフト装置において、前記摺動ピンは、その大部分を構成するピン本体とそのカム面側となる先端部に突出して回動自在に保持されたボールよりなり、このボールを介して前記摺動ピンを前記カム面に弾性的に押圧したことを特徴とする変速機のシフト装置。
請求項１〜３の何れか１項に記載の変速機のシフト装置において、前記摺動ピンは一体的に形成してそのカム面側となる先端部を半球状に形成し、この半球状の先端部を介して前記摺動ピンを前記カム面に弾性的に押圧したことを特徴とする変速機のシフト装置。
請求項１〜５の何れか１項に記載の変速機のシフト装置において、前記案内孔は前記回り止め部材及びその突出部を同軸的に貫通して形成し、前記案内孔に支持された摺動ピンは前記案内孔の前記カム面と反対側となる一端を閉じる栓部材との間に介装した前記スプリングにより前記カム面に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列して前記カム面に設けられた前記複数のガイドプレートは、前記突出部がわずかな余裕をもって前記ボス部の円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置したことを特徴とする変速機のシフト装置。
請求項１〜５の何れか１項に記載の変速機のシフト装置において、前記回り止め部材は前記突出部を取り除いて前記案内孔を同軸的に貫通して形成し、前記案内孔に支持された摺動ピンは前記案内孔の前記カム面と反対側となる一端を閉じる栓部材との間に介装した前記スプリングにより前記カム面に向けて付勢し、円周方向及び軸線方向に整列して前記カム面に設けられた前記複数のガイドプレートは、前記摺動ピンがわずかな余裕をもって前記ボス部の円周方向及び軸線方向に通過可能な隙間をおいて配置したことを特徴とする変速機のシフト装置。