特許 7047323 シフトフォーク、及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-28

(45)【発行日】2022-04-05

(54)【発明の名称】シフトフォーク、及び装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 63/32 20060101AFI20220329BHJP

   F16H 57/04 20100101ALI20220329BHJP

【ＦＩ】

F16H63/32

F16H57/04 M

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017202110

(22)【出願日】2017-10-18

(65)【公開番号】P2019074175

(43)【公開日】2019-05-16

【審査請求日】2020-10-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 浩右

【審査官】長清 吉範

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－１３７９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平１－７６６１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－４４３１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－１４６８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６１６４１５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平７－１４５８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９９２７３２１（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ６３／３２

Ｆ１６Ｈ ５７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シフト力を伝達可能に構成された基部と、該基部と一体に略半円形二股状に形成されてスリーブの外周部に係合可能な係合部を有する本体部とを備える、シフトフォークであって、
前記本体部は、前記スリーブを位置付け可能な内側領域を区画形成し、２つの先端部を有し、
前記２つの先端部のうち第１先端部には前記係合部の一部の第１係合凸領域が設けられており、前記２つの先端部のうち第２先端部には前記係合部の一部の第２係合凸領域が設けられており、
前記内側領域に前記スリーブに相当する仮想円筒を定めたとき、該仮想円筒の中心線に沿った方向からの前記シフトフォークの正面視において、
前記第１係合凸領域は、前記中心線を挟んで前記第２係合凸領域に略対向する位置にあり、
前記正面視において、前記基部が鉛直方向下方に位置し、かつ、前記本体部の開部分が前記鉛直方向上方に斜め下方から開くような姿勢に前記シフトフォークがあるとき、
前記第１先端部は、前記第２先端部に比べて、前記鉛直方向下側に位置し、
前記第１先端部は、前記第１係合凸領域よりも先端側に、前記鉛直方向で略上側を向いた第１面を有するように構成され、
前記第２先端部は、前記第２係合凸領域よりも先端側に、前記仮想円筒の略円周方向を向いた第２面を有するように構成されており、
前記係合部は、前記本体部の内周に前記円周方向における前記第１係合凸領域と前記第２係合凸領域との間にわたって延在している、
シフトフォーク。

【請求項2】

前記正面視において前記姿勢にある前記シフトフォークにおいて、
前記仮想円筒の前記中心線を含み前記鉛直方向に伸びる仮想面を定めるとき、
前記第１先端部は、前記仮想面により分けられる２つの領域のうち、第１領域に位置し、
前記第２先端部は、前記２つの領域のうち第２領域に、前記基部と共に位置する、
請求項１に記載のシフトフォーク。

【請求項3】

前記係合部は、合成樹脂製である、請求項１又は２に記載のシフトフォーク。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の前記シフトフォークが前記姿勢で前記スリーブの前記外周部に係合している、装置において、
前記スリーブの前記外周部の各位置が、前記第１先端部で前記シフトフォークを離れた後、前記第２先端部で前記シフトフォークと再び接するように、前記スリーブは回転可能である、
装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、変速切替用などのシフトスリーブをシフト操作するためのシフトフォーク、及びシフトフォークを備える装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両等の変速機構において、変速切替用のシフトスリーブをシフト操作するために、シフトフォークが用いられている。変速機構において、シフトフォークの係合凸部は、シフトスリーブの外周溝に摺動する。この摺動による各摺動部の摩耗や焼き付きを防止するため、種々の潤滑構造が提案されている。例えば、特許文献１は、シフトスリーブの外周溝に下方から係合するシフトフォークにおいて、その外周溝に遊嵌合する半円弧状の内側リブと外周溝との間に溜まった潤滑油の飛散を防止するべく、油飛散防止用段部（突起）を内側リブの両側面に形成することを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１１８０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

さて、変速機構におけるシフトフォークの取り付け姿勢は変速機構に固有のものであり、種々の姿勢が存在する。シフトフォークには、例えば、シフトロッドを介してシフト力を受けるように構成されたシフトフォークの基部が鉛直方向下方に位置し、略半円形二股状の本体部の開部分が鉛直方向上方に斜め下方から開くような姿勢で用いられるものがある。このような姿勢で用いられるシフトフォークでは、例えば自重により落下する潤滑油を、シフトフォークとシフトスリーブとの摺動部により効果的に導くことは、そのような摺動部での潤滑能を高める上で、有効である。

【0005】

そこで、本開示の技術は、変速機構等の装置において、シフトフォークの基部が鉛直方向下方に位置し、略半円形二股状の本体部の開部分が鉛直方向上方に斜め下方から開くような姿勢でシフトフォークがシフトスリーブの外周部に係合しているとき、それらの摺動部に、より効果的に潤滑油を取り込み可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本開示の技術は、シフト力を伝達可能に構成された基部と、該基部と一体に略半円形二股状に形成されてスリーブの外周部に係合可能な係合部を有する本体部とを備える、シフトフォークであって、前記本体部は、前記スリーブを位置付け可能な内側領域を区画形成し、２つの先端部を有し、前記２つの先端部の各々は、前記係合部に含まれる係合凸部を有し、前記内側領域に前記スリーブに相当する仮想円筒を定めたとき、該仮想円筒の中心線に沿った方向からの前記シフトフォークの正面視において、前記２つの先端部のうちの第１先端部に設けられた第１係合凸部は、前記中心線を挟んで、前記２つの先端部のうちの第２先端部に設けられた第２係合凸部に略対向する位置にあり、前記正面視において、前記基部が鉛直方向下方に位置し、かつ、前記本体部の開部分が鉛直方向上方に斜め下方から開くような姿勢に前記シフトフォークがあるとき、前記第１先端部は、第２先端部に比べて、鉛直方向下側に位置し、前記第１先端部は、前記第１係合凸部よりも先端側に、鉛直方向で略上側を向いた第１面を有するように構成され、前記第２先端部は、前記第２係合凸部よりも先端側に、前記仮想円筒の略円周方向を向いた第２面を有するように構成されている、シフトフォークを提供する。

【0007】

好ましくは、前記正面視において前記姿勢にある前記シフトフォークにおいて、前記仮想円筒の前記中心線を含み鉛直方向に伸びる仮想面を定めるとき、前記第１先端部は、前記仮想面により分けられる２つの領域のうち、第１領域に位置し、前記第２先端部は、前記２つの領域のうち第２領域に、前記基部と共に位置するとよい。

【0008】

前記係合部は、合成樹脂製であり得る。

【0009】

また、本開示の技術は、上記シフトフォークが前記姿勢で前記スリーブの外周部に係合している、装置にも関する。当該装置において、前記スリーブの前記外周部の各位置が、前記第１先端部で前記シフトフォークを離れた後、前記第２先端部で前記シフトフォークと再び接するように、前記スリーブは回転可能であるとよい。

【発明の効果】

【0010】

本開示の上記技術によれば、上記構成を備えるので、変速機構等の装置において、上記姿勢でシフトフォークがスリーブの外周部に係合しているとき、それらの摺動部に、より効果的に潤滑油を取り込むことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一例としての、変速機構におけるシフトフォークの説明図である。

【図2】本実施形態に係るシフトフォークの正面図である。

【図3】図２のシフトフォークの形状を説明するための図である。

【図4】他の実施形態に係るシフトフォークの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本実施形態に係るシフトフォークを添付図に基づいて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0013】

図１は、一例としての、変速機構におけるシフトフォークの説明図である。同図に示すように、一般的な常時かみ合い式の車両用変速機１００では、メインシャフトＭＳに各々が所定段を担う複数のメインギヤ１０２、１０４が回転可能に取り付けられる。メインギヤ１０２、１０４の間には、クラッチハブ（不図示）がメインシャフトに固定して設けられる。クラッチハブの外周側には、シフトスリーブ１０６がスプラインを介して軸方向スライド可能に取り付けられている。シフトスリーブ１０６の外周溝１０６ａには、シフトフォーク１０８が係合される。シフトフォーク１０８においては、その略半円形二股状の本体部の両先端部（一方の先端部のみ図示）に、外周溝１０６ａの側壁面に摺動可能に当接する係合凸部１０８ａが設けられている。各メインギヤ１０２、１０４にドグクラッチ１１０、１１２が固設され、クラッチハブとドグクラッチ１１０、１１２との間にシンクロナイザリング１１４、１１６が設けられる。シンクロナイザリング１１４、１１６は、シフトスリーブ１０６の両側方に隣接される。シフトフォーク１０８はシフトロッド１１８に固定されている。シフトロッド１８は、変速操作に基づき、軸方向つまり、図１中の矢印Ｍ１、Ｍ２の両方向に移動され得る。シフトフォーク１０８は、変速操作に基づきシフトロッド１１８を介してシフト力を受けると、軸方向に移動される。これに伴いシフトスリーブ１０６も同方向に移動される。例えば、シフトフォーク１０８が図１に示す状態から図中矢印Ｍ１方向に移動されると、シフトスリーブ１０６も矢印Ｍ１方向に連動し（移動し）、シンクロナイザリングによる同期作用を経た後、シンクロナイザリング１１４及びドグクラッチ１１０の外周部に形成されたスプライン１２０、１２２に順次噛合する。これによりクラッチハブとドグクラッチ１１０とが連結状態となり、メインギヤ１０２が選択されることになる。

【0014】

このようなシフトフォークに対して本実施形態は適用されている。本実施形態に係るシフトフォーク１０を図２及び図３に基づいて説明する。シフトフォーク１０は、車両用変速機構で用いられるものである。図１に基づいて説明したシフトフォークと同様に、シフトフォーク１０は、回転軸であるメインシャフト（不図示）上に設けられたシフトスリーブ（スリーブギア）に対して係合し（噛み合い）、そのメインシャフトの軸方向に沿ったシフトスリーブの移動を拘束し、選択段に対応するメインギヤを選択するべくシフトスリーブを移動させるように用いられる。

【0015】

図２では、紙面に直交方向にメインシャフトが配置されたときの、シフトフォーク１０の使用状態での姿勢（当該姿勢については、後の説明参照。）で、シフトフォーク１０を表している。つまり、図２中に直交軸ＸＹＺを示すが、図２中のＸ軸は、メインシャフトの軸方向に対応し、図２中のＹ軸及びＺ軸で定まる平面、具体的には紙面は、メインシャフトの軸方向に直交する。

【0016】

シフトフォーク１０は、基部１２と、本体部１４とを備える。図２は、シフトフォーク１０の正面図（正面視）であり、基部１２と本体部１４とは紙面に沿って延在するように配置されている。図２のシフトフォーク１０の姿勢は、本実施形態でのシフトフォークの使用状態での姿勢であり、図２中のＺ軸は鉛直方向上下に伸び、図２中のＸ軸及びＹ軸で定まる平面は水平面を実質的になす。図２では、シフトフォーク１０は、メインシャフト（シャフト）の軸方向に直交する平面上において、基部１２がシフトフォーク１０の中で鉛直方向下方に位置し、本体部１４の開部分１４ａが鉛直方向上方に斜め下方から開くような姿勢にある。なお、図２では、本体部１４によって区画形成される、シフトスリーブを位置付け可能な内側領域に、シフトスリーブに相当する仮想円筒Ｃが定められて、破線で表されている。換言すると、図２は、仮想円筒Ｃの中心線Ｃ´に沿った方向からのシフトフォーク１０の正面視である。

【0017】

基部１２は、シフト力を伝達可能に構成されている。具体的には、基部１２は、シフトロッド（図２では不図示）が固定される箇所であり、シフトロッドが通される孔１２ａが形成されている。したがって、シフトロッドが取り付けられたとき、基部１２には、そのシフトロッドを介してシフト力が伝達可能になる。

【0018】

本体部１４は、基部１２と一体に形成され、略半円形二股状に形成されている。したがって、本体部１４は、シフトスリーブを位置付け可能な前述の内側領域を区画形成し、２つの先端部２０、２２を有する。２つの先端部のうちの一方の先端部（第１先端部）２０は、図２の正面視の上記姿勢において、仮想円筒Ｃの中心線Ｃ´を含み鉛直方向に伸びる仮想面Ｓを定めるとき、その仮想面Ｓにより分けられる２つの領域のうち、一方の領域（第１領域）Ｓ１に位置する。そして、図２の正面視の上記姿勢において、他方の先端部（第２先端部）２２は、その仮想面Ｓにより分けられる２つの領域のうち、他方の領域（第２領域）Ｓ２に基部１２と共に位置する。本体部１４は、その内側領域を区画形成する内面（内周面）に、内側リブ１６と、係合部１８とを有する。内側リブ１６は、本体部１４の内面に沿って略円弧状に延在する。本実施形態のシフトフォーク１０では、係合部１８は、前述の先端部２０、２２にのみ形成されていて、ここでは、２つの係合凸部２４、２６からなる。この係合部１８（２４、２６）は、シフトフォーク１０の厚さ方向（Ｘ軸方向）において、内側リブ１６よりも厚みがあり、かつ、径方向内側（仮想円筒Ｃの中心線Ｃ´側）にわずかに突出している。したがって、シフトフォーク１０がシフトスリーブの外周溝に係合するとき（噛み合うとき）、係合部１８が、主として、その外周溝の壁面に当接する。

【0019】

係合部１８は、合成樹脂製である。より具体的には、シフトフォーク１０では、係合部１８はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）で作製されている。ただし、係合部１８は、他の材料から構成されてもよい。そして、係合部１８は、本体部１４の所定位置の溝（不図示）に嵌め込むようにして本体部１４に固定されている。なお、この固定は、嵌合に加えて、接着剤も用いて、強固になされている。なお、係合部つまり係合部材は、種々の接合手段で本体部１４に固定されることが可能であるが、当初から本体部に一体として構成されてもよい。なお、本発明は、係合部が合成樹脂以外の材料から作製されることを制限するものではない。

【0020】

ここで、図２において、２つの先端部２０、２２のうち、鉛直方向下方側にある第１先端部２０に設けられた係合凸部２４を第１係合凸部と称し、第１先端部２０よりも鉛直方向上側にある第２先端部２２に設けられた係合凸部２６を第２係合凸部と称する。図２において明らかなように、第１係合凸部２４は、仮想円筒Ｃの前述の中心線Ｃ´を挟んで、第２係合凸部２６に略対向する位置にある。

【0021】

さて、図２に示す上記姿勢でシフトフォーク１０がシフトスリーブに係合する変速機では、車両に搭載されているとき、車両前進時に、シフトスリーブは図２中に矢印Ａ１で示すように反時計回り方向に回転する。したがって、この変速機では、シフトスリーブの外周部の各位置は、第１先端部２０でシフトフォーク１０を離れた後、第２先端部２２でシフトフォーク１０と再び接するように、シフトスリーブは回転可能である。この変速機でそのようにシフトスリーブが回転している使用状態において、シフトフォーク１０の係合凸部２４、２６とシフトスリーブの外周部の外周溝との摺動部に、より効果的に潤滑油を取り込み可能にするように、以下に説明するようにシフトフォーク１０の先端部２０、２２は形作られている。なお、以下の説明から明らかになるように、第１先端部２０は、第２先端部２２と異なる形状に形成される。まず、第１先端部２０について説明する。

【0022】

第１先端部２０は、図２において仮想円筒Ｃを基準にその下側に位置し、上記変速機において、シフトスリーブに鉛直方向下側から係合する第１係合凸部２４を備える。そして、第１先端部２０でシフトスリーブの各位置がシフトフォーク１０を離れるように、シフトスリーブは回転する。このように、変速機のケース内では、種々の部材などが回転等しているので、潤滑油がケース内面から撥ねたり上方から垂れたりする。そうした潤滑油を効果的に受け止めてシフトスリーブの外周溝とシフトフォークの第１係合凸部２４との摺動部に供給するように、第１先端部２０は、特にそのうちの第１係合凸部２４よりも先端側は形作られている。より詳しくは、第１先端部２０の第１係合凸部２４よりも先端側は、鉛直方向で略上側を向いた第１面３０を有するように構成されている。第１面３０は、図２において、本体部１４の内面（内周面）から外面に実質的に延在するように形成されている。この第１面３０は、上方からの潤滑油の受け皿として機能するように形成されている。ここでは、第１面３０は平面として形成されているが、曲面又は凹凸を有していてもよい。そして、第１面３０は、図２に示すように、第１面３０で受けた潤滑油がシフトスリーブの外周溝とシフトフォークの第１係合凸部２４との摺動部に流れることを促すように、外側よりも内側が低くなるように傾いている。この傾きの程度は、任意に定められ得るが、ここでは水平面を基準として約１０°である。

【0023】

第２先端部２２は、図２において仮想円筒Ｃを基準にその上側に位置し、上記変速機において、シフトスリーブの外周溝に鉛直方向上側から係合する第２係合凸部２６を備える。そして、第２先端部２２でシフトスリーブの外周部の各位置がシフトフォークと係合を開始するように、シフトスリーブは回転することができる。それ故、矢印Ａ１方向にシフトスリーブが回転する変速機の作動時、回転するシフトスリーブの外周面に付着等した潤滑油は第２先端部２２からシフトスリーブの回転方向に沿って導かれる。また、シフトスリーブの上には、変速機のケース内面側から潤滑油が滴下し得る。こうした潤滑油をシフトスリーブの外周溝とシフトフォークの第２係合凸部２６との摺動部に供給するように第２先端部２２は、特にそのうちの第２係合凸部２６よりも先端側は形作られている。より詳しくは、第２先端部２２の第２係合凸部２６よりも先端側は、短く、つまり第２係合凸部２６よりも先端側に突き出た部分を可能な限り減らすように構成されている。これにより、第２先端部２２は、第２係合凸部２６よりも先端側に、シフトスリーブ（つまり仮想円筒Ｃ）の略円周方向を向いた第２面３２を有するように構成されている。第２面３２は、図２において、本体部１４の内面（内周面）から外面に実質的に延在するように形成されている。ここでは、第２面３２は平面として形成されているが、曲面又は凹凸を有していてもよい。そして、第２面３２は、図２に示すように、第２面３２で受けた潤滑油がシフトスリーブの外周溝とシフトフォークの第２係合凸部２６との摺動部に流れることを促すように、外側よりも内側が低くなるように傾いている。

【0024】

ここで、第１面３０と第２面３２について、図３に基づいて更に説明する。図３は、図２と同じ姿勢のシフトフォーク１０を示す。図３では、両先端部２０、２２が対称形状を有するとした場合のそれらの一例を破線で示している。図３において、第１先端部２０の第１面３０は、図３の第１先端部２０において本体部１４の第１係合凸部２４の内面を伸ばした線に相当する仮想線Ｌ１に対して、角度θを有する。つまり、この角度θ分、第１先端部２０は、その先端側を省いた形状を有する。なお、この場合の角度θは約３５°であるが、この角度は上記技術思想に基づき任意に定められるとよい。第２先端部２２は、図３の第２先端部２２において、第２係合凸部２６よりも先端側を長さＬａ分、省いた形状を有する。この長さＬａは、係合凸部２６との関係で定まるとよく、任意に定めることができる。このように第１先端部２０及び第２先端部２２はそれぞれ形付けられているので、第２先端部２２は、第１先端部２０よりも実質的に短く形成されている。

【0025】

以上述べたように、シフトフォーク１０は、所定の変速機において、図２に示す上記姿勢で、主として回転方向Ａ１に回転するシフトスリーブに係合した状態で用いられ、第１係合凸部２４を備える第１先端部２０に上記構成の第１面３０を有し、第２係合凸部２６を備える第２先端部２２に上記構成の第２面３２を有する。したがって、シフトフォーク１０の、シフトスリーブの外周溝との係合箇所つまり摺動部に、潤滑油をより好適に導く（取り込む）ことが可能になる。

【0026】

以上、シフトフォーク１０について説明したが、それに対して種々の変更が可能である。他の実施形態に係るシフトフォーク１１０を図４に示す。シフトフォーク１１０は、係合部１１８が、本体部１４の内周の概ね全体にわたって延在する。つまり、シフトフォーク１１０では、上記実施形態のシフトフォーク１０の第１係合凸部２４と第２係合凸部２６のそれぞれに相当する部分との間も、係合部１１８の一部として構成している。なお、シフトフォーク１１０では、係合部１１８は、係合部１８と同様に、（合成樹脂である）ＰＥＥＫで作製されて本体部１４に固定されている。係合部１１８の材料及び取付（固定）方式に関する変形バリエーションについては、上記実施形態のシフトフォーク１０の係合部１８と同様である。なお、本発明は、係合部が、１つの（つながった）係合凸部や、２つの係合凸部から構成されることに限定されず、３つ以上の係合凸部から構成されることを許容する。

【0027】

本発明は、トランスミッションに限らず、（シフトフォークを用いる）装置及びそのシフトフォークに広く適用することができる。例えば、本発明に係るシフトフォークは、２軸駆動タイプの差動装置のシンクロ装置に広く適用されてもよい。

【0028】

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は種々の変更が可能である。本願の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。

【符号の説明】

【0029】

１０ シフトフォーク
１２ 基部
１４ 本体部
１６ 内側リブ
１８ 係合部
２０ 第１先端部
２２ 第２先端部
２４ 第１係合凸部
２６ 第２係合凸部
３０ 第１面
３２ 第２面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】