变速装置的换挡和选择机构的制作方法

本发明涉及一种搭载于车辆等的变速装置的换挡和选择机构。

背景技术：

以往，在车辆等中搭载有变速装置。通常，在变速装置中，在主轴与副轴之间设置有多个变速齿轮列，各变速齿轮列的切换由根据变速操作驱动的换挡和选择机构进行。例如，在专利文献1中公开了一种换挡和选择机构，在该换挡和选择机构中，通过螺纹在换挡选择轴上固定的换挡臂通过变速操作而与换挡选择轴一起被驱动，以驱动各变速齿轮列的换挡拨叉轴。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2005-233361号公报

专利文献1的变速装置的换挡和选择机构中，换挡选择轴和换挡臂通过螺纹被固定，因此在换挡选择轴上设置的螺纹孔的螺纹头侧开口部的附近产生由于螺纹的轴力引起的拉伸应力。若换挡选择轴通过变速操作而转动，则根据转动的方向，由于换挡臂中产生的载荷的反作用力而在换挡选择轴上设置的螺纹孔的螺纹头侧开口部的附近可能会产生拉伸应力。在该情况下，在换挡选择轴上设置的螺纹孔的螺纹头侧开口部的附近所产生的应力是由于螺纹的轴力引起的拉伸应力与由于换挡臂中产生的载荷的反作用力引起的拉伸应力之和，因此变大，若换挡选择轴中产生的拉伸应力达到屈服点，则可能会产生换挡选择轴的变形等。

技术实现要素：

本发明提供一种能够防止产生换挡选择轴的变形等的变速装置的换挡和选择机构。

本发明为一种变速装置的换挡和选择机构，其具备：

轴；

杠杆臂，其设置于所述轴上，以便与变速杆的操作连动地与所述轴一体旋转；

换挡臂，其具有包围所述轴的外周部的连结部和从该连结部延伸的臂部；以及

紧固螺栓，其插入到在所述轴上形成的第一螺栓孔及在所述连结部上形成的第二螺栓孔，并将所述轴及所述换挡臂进行连结，

根据所述变速杆的操作，所述换挡臂以所述轴的轴心为中心转动，其中，

所述轴在所述第一螺栓孔的螺栓头侧开口部具有倒角部，

该倒角部是在通过所述第一螺栓孔的轴心并与所述轴的轴心正交的截面上，与所述第一螺栓孔的轴心正交的面。

发明效果

根据本发明，在轴的第一螺栓孔的螺栓头侧开口部上形成的倒角部是在通过第一螺栓孔的轴心并与轴的轴心正交的截面上，与第一螺栓孔的轴心正交的面，因此当换挡臂转动时，能够由与第一螺栓孔的轴心正交的面承受通过螺栓紧固而作用于第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的拉伸应力，以及通过换挡臂反作用力而在第一螺栓孔的螺栓头侧开口部产生的拉伸应力。因此，能够减轻第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的应力集中，且能够防止轴的变形等。

附图说明

图1是设置有本发明的一实施方式的换挡和选择机构的变速装置的主要部分立体图。

图2是图1的变速装置的换挡和选择机构的主要部分立体图。

图3是对图2的换挡和选择机构操作时的应力产生方向进行说明的示意图。

图4a是第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的立体图。

图4b是通过第一螺栓孔的轴心并与轴的轴心正交的、图4a的a-a线剖视图。

图5是对用立铣刀进行侧面加工而形成倒角部的工序进行说明的说明图。

图6是通过第一螺栓孔的轴心并与轴的轴心正交的、图2的b-b线剖视图。

图7a是以往的用钻头前端实施了倒角加工的第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的立体图。

图7b是通过以往的用钻头前端实施了倒角加工的第一螺栓孔的轴心并与轴的轴心正交的、图7a的c-c线剖视图。

附图标记说明：

10变速装置；

20换挡和选择机构；

24杠杆臂；

26换挡选择轴；

261第一螺栓孔；

261a螺纹槽；

27换挡臂；

27a连结部；

27b臂部；

272第二螺栓孔；

273第三螺栓孔；

28紧固螺栓；

90立铣刀；

c1倒角部；

sc1换挡选择轴的轴心；

sc2第一螺栓孔的轴心。

具体实施方式

以下，根据图1～图7b对本发明的变速装置的换挡和选择机构的一实施方式进行说明。

<变速装置>

如图1所示，变速装置10具备在固定于变速器壳体的基底16上配置的选择装置21及换挡装置22，选择装置21的选档杆23的一端23a及换挡装置22的杠杆臂24的一端24a经由金属丝(未图示)等与变速杆连结，而能够通过变速杆进行操作。

形成为大致l字形的选档杆23固定在绕水平轴线转动自如地支承的旋转轴25上。选档杆23的另一端23b插入到设置于后述的换挡选择轴26上的贯通孔26a中并与该贯通孔卡合。另外，杠杆臂24的另一端24b固定在换挡选择轴26上。由此，换挡选择轴26随着选档杆23的转动而沿上下方向移动，且随着杠杆臂24的转动而绕铅垂轴线旋转。

另外，换挡选择轴26具备换挡臂27及联锁29等。换挡臂27通过紧固螺栓28固定在换挡选择轴26上，且具备可选择地与后述的四个换挡拨叉30～33的换挡件30c～33c卡合的未图示的臂部。即，换挡臂27随着换挡选择轴26的上下移动而上下移位，臂部与四个换挡拨叉30～33中的任一个换挡件30c～33c卡合。

1-2档用、3-4档用、5-6档用及倒档用的四个换挡拨叉30～33与换挡臂27相邻配置。1-2档用换挡拨叉30、3-4档用换挡拨叉31、5-6档用换挡拨叉32具有相同的结构，因此，以下对3-4档用换挡拨叉31进行说明。

3-4档用换挡拨叉31在可沿轴向滑动的换挡轴31a上一体形成有换挡拨叉31b及换挡件31c。换挡拨叉31b固定在换挡轴31a的大致中央部并向外侧(图1中为右方向)延伸，并且嵌合到变速齿轮列11的同步离合器11a的槽中。

换挡件31c构成为从换挡轴31a朝向换挡臂27侧延伸，且换挡臂27的臂部能够嵌合到在换挡件31c的前端部上形成的凹部(参照图2)中。1-2档用换挡拨叉30、5-6档用换挡拨叉32及倒档用换挡拨叉33也相同，各个换挡件30c～33c从下方依次沿上下方向配置。

而且，若换挡臂27在换挡臂27的臂部嵌合到换挡件31c的凹部中的状态下转动，则3-4档用换挡拨叉31的换挡轴31a滑动，并使同步离合器11a经由换挡拨叉31b滑动来变速(换挡)到第3档位或第4档位。对1-2档用换挡拨叉30、5-6档用换挡拨叉32也同样地进行操作。

倒档用换挡拨叉33具备：滑块33d，其滑动自如地设置于5-6档用换挡拨叉32的换挡轴32a上；换挡件33c，其固定于滑块33d；以及未图示的反向支架，其支承换挡拨叉33b。而且，使换挡选择轴26即换挡臂27从空档位置向后退选择位置位移移动，还使换挡臂27转动，由此变速到倒档档位。

<换挡和选择机构>

如图2所示，换挡和选择机构20具备：换挡选择轴26；杠杆臂24，设置于换挡选择轴26上，以便与变速杆的操作连动地与换挡选择轴26一体旋转；换挡臂27，其具有包围换挡选择轴26的外周部的连结部27a及从该连结部27a延伸的臂部27b；以及紧固螺栓28，其插入于在换挡选择轴26上形成的第一螺栓孔261及在连结部27a上形成的第二螺栓孔272(参照图6)，并将换挡选择轴26和换挡臂27进行连结，根据变速杆的操作，换挡臂27以换挡选择轴26的轴心为中心转动。需要说明的是，图2中，符号sc1是换挡选择轴26的轴心，符号sc2是第一螺栓孔261的轴心。

如图6所示，在换挡选择轴26上，用于插入紧固螺栓28的第一螺栓孔261形成为沿与换挡选择轴26的轴心sc1正交的方向贯通换挡选择轴26。在第一螺栓孔261的内周面的一部分上形成有螺纹槽261a。

在换挡臂27的连结部27a上，用于插入紧固螺栓28的第二螺栓孔272沿与换挡选择轴26的轴心sc1正交的方向形成。而且，在换挡臂27的连结部27a上，在与换挡选择轴26的轴心sc1正交的截面上，在隔着换挡选择轴26与第二螺栓孔272对置的位置上形成有用于插入紧固螺栓28的第三螺栓孔273。

紧固螺栓28以使换挡臂27的连结部27a的第二螺栓孔272侧成为螺栓头侧的方式插入到第一螺栓孔261、第二螺栓孔272及第三螺栓孔273。而且，紧固螺栓28与在第一螺栓孔261的内周面上形成的螺纹槽261a螺合，并且镶嵌嵌合于第三螺栓孔273，由此与换挡选择轴26及换挡臂27进行连结。

从换挡选择轴26的轴向观察时，换挡臂27的臂部27b在相对于换挡选择轴26的轴心sc1与紧固螺栓28的螺栓头侧相反的一侧从连结部27a延伸设置。具体而言，换挡臂27的臂部27b在围绕换挡选择轴26的轴心sc1而与第一螺栓孔261的轴心sc2的夹角从紧固螺栓28的螺栓头侧起为100度至130度的位置从连结部27a延伸设置。

这样，若用紧固螺栓28将换挡选择轴26及换挡臂27进行连结，则如图3所示，通过紧固螺栓28的轴力，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生拉伸应力。

在此，例如，当变速到奇数档时，杠杆臂24通过变速杆的操作以顺时针方向与换挡选择轴26一体旋转，并且与换挡选择轴26连结的换挡臂27也以顺时针方向转动。若换挡臂27以顺时针方向转动，则由于换挡臂27中产生的载荷的反作用力，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生压缩应力。因此，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近，由于紧固螺栓28的轴力产生的拉伸应力和由于换挡臂27的反作用力产生的压缩应力的应力的方向是相反的方向，因此相互抵消。

另一方面，例如，当变速到偶数档时，杠杆臂24通过变速杆的操作以逆时针方向与换挡选择轴26一体旋转，并且与换挡选择轴26连结的换挡臂27也以逆时针方向转动。若换挡臂27以逆时针方向转动，则由于换挡臂27中产生的载荷的反作用力，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生拉伸应力。因此，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近，由于紧固螺栓28的轴力产生的应力和由于换挡臂27的反作用力产生的应力均成为拉伸应力，因此所产生的拉伸应力成为由于紧固螺栓28的轴力产生的拉伸应力与由于换挡臂27的反作用力产生的拉伸应力之和。

因此，当变速到偶数档时，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力变得非常大。而且，若在换挡选择轴26上产生的拉伸应力达到屈服点，则可能会导致产生换挡选择轴26的变形等。

因此，为了避免换挡选择轴26的变形等，需要防止在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力达到屈服点。

通常，换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部被倒角加工。尤其，通常通过使钻头前端在与第一螺栓孔261的轴心方向相同的方向上与第一螺栓孔261的开口部接触来实施如图7a所示的形状的倒角加工。

但是，如图7b所示，通过使钻头前端在与第一螺栓孔261的轴心方向相同的方向上接触来加工第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部而得到的倒角部co的形状，具有以在通过第一螺栓孔261的轴心sc2并与换挡选择轴26的轴心sc1正交的截面上，倒角的深度随着接近换挡选择轴26的轴心sc1而变深的方式，相对于第一螺栓孔261的轴心sc2倾斜的形状。在该情况下，在第一螺栓孔261附近产生的拉伸应力特别集中在倒角部co与换挡选择轴26的外周面的边界部分。

因此，通过使钻头前端在与第一螺栓孔261的轴心方向相同的方向上接触而进行倒角加工的情况下，当变速到偶数档时，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力、即由于紧固螺栓28的轴力产生的拉伸应力与由于换挡臂27的反作用力产生的拉伸应力之和集中在倒角部co与换挡选择轴26的外周面的边界部分，因此可能会使该部分到达屈服点，换挡选择轴26发生变形。为了避免换挡选择轴26变形，需要增加换挡选择轴26的直径或使用高强度的材料等用于提高换挡选择轴26的强度的措施。

在本发明的换挡和选择机构20中，如图4a所示，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部设置有倒角部c1。如图4b所示，倒角部c1形成为在通过第一螺栓孔261的轴心sc2并与换挡选择轴26的轴心sc1正交的截面上，与第一螺栓孔261的轴心sc2正交的面。

倒角部c1成为在通过第一螺栓孔261的轴心sc2并与换挡选择轴26的轴心sc1正交的截面上，与第一螺栓孔261的轴心sc2正交的面，由此能够通过倒角部c1分散地承受在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力，因此能够减轻拉伸应力集中在倒角部c1与换挡选择轴26的外周面的边界部分。

由此，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近，即使在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力成为由于紧固螺栓28的轴力产生的拉伸应力与由于换挡臂27的反作用力产生的拉伸应力之和等情况下，也能够防止第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近到达屈服点而产生换挡选择轴26的变形等。

倒角部c1能够用立铣刀90进行侧面加工而形成。立铣刀90用于利用外周面的刀刃在与轴正交的方向上切削并拓孔的用途等。如图5所示，倒角部c1以使立铣刀90的轴心sc3与换挡选择轴26的轴心sc1垂直且与第一螺栓孔261的轴心sc2正交的方式，使立铣刀90的外周面与第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部抵接来进行切割。由此，切削面成为在与换挡选择轴26的轴心sc1正交的截面上，与第一螺栓孔261的轴心sc2方向正交的面，因此倒角部c1成为在通过第一螺栓孔261的轴心sc2并与换挡选择轴26的轴心sc1正交的截面上，与第一螺栓孔261的轴心sc2正交的面。

这样由立铣刀90进行侧面加工，由此能够在第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部容易地加工倒角部c1，所述倒角部c1成为在通过第一螺栓孔261的轴心并与换挡选择轴26的轴心正交的截面上，与第一螺栓孔261的轴心正交的面。

在此，产生由于紧固螺栓28的轴力产生的拉伸应力的是第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部，在第一螺栓孔261的螺栓头相反侧开口部产生的是压缩应力，因此具有倒角部c1的仅为第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部即可。即，第一螺栓孔261的螺栓头相反侧开口部能够设为与倒角部c1不同的形状，例如倒角部co。通过将倒角部c1仅设为第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部，能够以最小限度的加工减轻第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部中的应力集中，并能够缩短制造工序。另外，能够将第一螺栓孔261的螺栓头相反侧开口部设为与倒角部c1不同的形状，并能够提高第一螺栓孔261的螺栓头相反侧开口部的设计自由度。

另外，根据本实施方式，紧固螺栓28与第一螺栓孔261的内周面的螺纹槽261a螺合，因此无需螺母就能够与换挡选择轴26及换挡臂27连结，并且能够减小部件数量及省空间化。

而且，根据本实施方式，紧固螺栓28与第一螺栓孔261的内周面的螺纹槽261a螺合，并且镶嵌嵌合于在隔着换挡选择轴26与紧固螺栓28的螺栓头对置的位置上设置的第三螺栓孔273，因此更紧固地与换挡选择轴26及换挡臂27连结。需要说明的是，也可以第一螺栓孔261不具有螺纹槽，而在第三螺栓孔273的内周面形成有螺纹槽。在该情况下，紧固螺栓28与第三螺栓孔273的内周面的螺纹槽螺合，且换挡选择轴26通过紧固螺栓28的轴力由紧固螺栓28的螺栓头与换挡臂27的连结部27a夹持，由此与换挡选择轴26和换挡臂27连结。

另外，根据本实施方式，从换挡选择轴26的轴向观察时，换挡臂27的臂部27b相对于换挡选择轴26的轴心设置于与螺栓头侧相反的一侧。因此，换挡臂27的臂部27b与第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部的距离较长。由此，通过换挡臂27的转动而在换挡臂27中产生的载荷的反作用力中，第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近的力矩变大，并且所产生的应力变大。即使在该情况下，也能够通过倒角部c1分散地承受在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力，因此能够减轻拉伸应力集中在倒角部c1与换挡选择轴26的外周面的边界部分。因此不需要采取用于提高换挡选择轴26强度的对策，能够从换挡选择轴26的轴向观察时，将换挡臂27的臂部27b相对于换挡选择轴26的轴心设置于与螺栓头侧相反的一侧，由此，能够提高换挡臂27及换挡和选择机构20的设计自由度。

需要说明的是，前述实施方式能够适当地进行变形、改良等。例如，在本实施方式中，杠杆臂24及换挡臂27在变速到奇数档时以顺时针方向转动，在变速到偶数档时以逆时针方向转动而进行了说明，但也可以是在变速到奇数档时以逆时针方向转动，在变速到偶数档时以顺时针方向转动。这样，当变速到奇数档时，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力变得非常大。

另外，在本实施方式中，第一螺栓孔261设为贯通换挡选择轴26的孔，但是第一螺栓孔261也可以不贯通换挡选择轴26，仅在第一螺栓孔261的内周面设置螺纹槽。即使这样，在换挡选择轴26的第一螺栓孔261的螺栓头侧开口部附近产生的拉伸应力也同样变得非常大。

另外，本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是，括号内示出在上述实施方式中对应的构成要件等，但并不限定于此。

(1)一种变速装置(变速装置10)的换挡和选择机构(换挡和选择机构20)，其具备：

轴(换挡选择轴26)；

杠杆臂(杠杆臂24)，其设置于所述轴上，以便与变速杆的操作连动地与所述轴一体旋转；

换挡臂(换挡臂27)，其具有包围所述轴的外周部的连结部(连结部27a)和从该连结部延伸的臂部(臂部27b)；以及

紧固螺栓(紧固螺栓28)，其插入于在所述轴上形成的第一螺栓孔(第一螺栓孔261)及在所述连结部上形成的第二螺栓孔(第二螺栓孔272)，并将所述轴及所述换挡臂进行连结，

根据所述变速杆的操作，所述换挡臂以所述轴的轴心为中心转动，其中，

所述轴在所述第一螺栓孔的螺栓头侧开口部具有倒角部(倒角部c1)，

该倒角部是在通过所述第一螺栓孔的轴心(轴心sc2)并与所述轴的轴心(轴心sc1)正交的截面上与所述第一螺栓孔的轴心正交的面。

根据(1)，在轴的第一螺栓孔的螺栓头侧开口部上形成的倒角部是在通过第一螺栓孔的轴心并与轴的轴心正交的截面上，与第一螺栓孔的轴心正交的表面，因此换挡臂转动时，能够由与第一螺栓孔的轴心正交的面承受通过螺栓紧固作用于第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的拉伸应力，以及通过换挡臂反作用力而在第一螺栓孔的螺栓头侧开口部产生的拉伸应力，因此能够减轻第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的应力集中，并能够防止轴的变形等。

(2)根据(1)所述的变速装置的换挡和选择机构，其中，

所述连结部中，在隔着所述轴与所述第二螺栓孔对置的位置设置有第三螺栓孔(第三螺栓孔273)，

所述紧固螺栓插入于所述第一螺栓孔、所述第二螺栓孔、及所述第三螺栓孔中，

所述紧固螺栓与在所述第一螺栓孔的内周面上形成的螺纹槽(螺纹槽261a)螺合，并且嵌合于所述第三螺栓孔中。

根据(2)，紧固螺栓与在形成于连结部的第一螺栓孔的内周面上形成的螺纹槽螺合，因此无需螺母就能够与换挡臂及轴连结。另外，紧固螺栓与在第一螺栓孔的内周面上形成的螺纹槽螺合，并且嵌合于在隔着换挡选择轴与紧固螺栓的螺栓头对置的位置上设置的第三螺栓孔中，因此能够更牢固地与轴及换挡臂连结。

(3)根据(1)或(2)所述的变速装置的换挡和选择机构，其中，

所述轴仅在所述第一螺栓孔的所述螺栓头侧开口部具有所述倒角部。

根据(3)，具有倒角部的仅为轴的第一螺栓孔的螺栓头侧开口部，因此能够以最小限度的加工减轻螺栓头侧开口部中的应力集中，并能够缩短制造工序。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的变速装置的换挡和选择机构，其中，

从所述轴的轴向观察时，所述换挡臂的所述臂部相对于所述轴的轴心设置于与螺栓头侧相反的一侧。

根据(4)，从轴的轴向观察时，换挡臂的臂部相对于轴的轴心设置于与螺栓头侧相反的一侧，因此换挡臂转动时，在第一螺栓孔的螺栓头侧开口部附近，力矩变大且产生的应力变大。在该情况下，也能够减轻第一螺栓孔的螺栓头侧开口部的应力集中，因此能够防止轴的变形等，另外提高设置换挡臂的臂部的位置的设计自由度。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的变速装置的换挡和选择机构，其中，

所述倒角部用立铣刀(立铣刀90)进行侧面加工而形成。

根据(5)，倒角部用立铣刀进行侧面加工而形成，因此能够容易地加工倒角部，该倒角部成为在通过第一螺栓孔的轴心并与轴的轴心正交的截面上，与第一螺栓孔的轴心正交的面。