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JP2016061338A - 鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機 - Google Patents

鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機 Download PDF

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JP2016061338A JP2014188135A JP2014188135A JP2016061338A JP 2016061338 A JP2016061338 A JP 2016061338A JP 2014188135 A JP2014188135 A JP 2014188135A JP 2014188135 A JP2014188135 A JP 2014188135A JP 2016061338 A JP2016061338 A JP 2016061338A
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詠介 梶原
大関 孝
Takashi Ozeki
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Abstract

【課題】構造の複雑化を招かない簡素な部品によって入力側部材と出力側部材を中立位置に付勢できるようにして、製造コストの低減と装置全体の小型化を図る鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機を提供する。【解決手段】入力側部材29と出力側部材30の間に反力生成手段40を設ける。入力側部材29と出力側部材30の相対変位を検出する変位検出センサを設ける。反力生成手段40はコイルスプリング36を備える。コイルスプリング36は、旋回部36aと、旋回部36aから延出する第1の延出部36bと第2の延出部36cを有する。旋回部36aは、操作入力方向と交差する姿勢で入力側部材29と出力側部材30の一方に係止される。第1の延出部36bと第2の延出部36cは入力側部材29と出力側部材30の他方に係止可能とされる。【選択図】図2

Description

この発明は、自動二輪者等の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機に関するものである。
自動二輪者等の鞍乗り型車両として、変速機の変速段をシフトペダルの操作によって変更するものがある。この種の鞍乗り型車両の場合、シフトペダルと変速機本体の変速操作部とは、シフトリンク等の変速操作伝達装置によって連結されている。この鞍乗り型車両の場合、運転者がつま先によってシフトペダルを押し下げ操作したり、押し上げ操作したりすると、その操作が変速操作伝達装置を介して変速機本体の変速操作部に伝達され、その結果、変速機の変速段が変更される。
また、この種の鞍乗り型車両において、運転者がクラッチの断接操作やアクセルの戻し操作を行うことなく、変速機の変速段を瞬時に変更できる機構を備えたものが知られている。この機構は、シフト操作時の微少な操作挙動をセンサによって検出できるようにし、そのセンサがシフトペダルのアップ操作やダウン操作を検出したときに、エンジンの点火カット等によって変速機内の動力伝達系のトルクを減少させ、その間に変速機のギヤの噛み合いを変更する。
このような鞍乗り型車両に用いられる変速操作伝達装置として、シフトペダルの変速操作に伴う微小な挙動を検出する機構を内部に組み込んだものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の変速操作伝達装置は、シフトペダルに連結される入力側部材と、変速機本体の変速操作部に連結される出力側部材とが軸方向に沿って相対変位可能に嵌合され、入力側部材と出力側部材とが、相反方向に作用する一対のスプリングによって中立位置に維持されるように付勢されている。そして、入力側部材と出力側部材の間には、両者の間の相対変位を検出する変位検出センサが設けられている。
この変速操作伝達装置の場合、シフトペダルのアップ操作時やダウン操作時に、入力側部材と出力側部材が圧縮方向や引っ張り方向に相対変位すると、その相対変位を変位検出センサによって検出することができる。
独国特許出願公開第102010015037号明細書
しかしながら、上記従来の変速操作伝達装置においては、入力側部材と出力側部材とが、相反方向に作用する一対のスプリングによって中立位置に維持されるように付勢されているため、部品点数が多くなって製造コストの高騰が懸念されるとともに、装置全体の大型化の原因となり易い。
そこでこの発明は、構造の複雑化を招かない簡素な部品によって入力側部材と出力側部材を中立位置に付勢できるようにして、製造コストの低減と装置全体の小型化を図ることができる鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機を提供しようとするものである。
この発明に係る鞍乗り型車両の変速操作伝達装置は、上記課題を解決するために、シフトペダル(25)に連結される入力側部材(29)と、変速機本体の変速操作部(23)に連結される出力側部材(30)と、前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)の間に圧縮側反力と引っ張り側反力を作用させる反力生成手段(40)と、前記反力生成手段(40)の反力に抗した前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)の相対変位を検出する変位検出センサ(39A,39B)と、を備えた鞍乗り型車両の変速操作伝達装置(28)において、前記反力生成手段(40)は、旋回部(36a)の一端側と他端側とに延出部(36b,36c)が設けられたコイルスプリング(36)を有し、前記コイルスプリング(36)の前記旋回部(36a)が前記入力側部材(29)の操作入力方向と交差する姿勢で前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)のいずれか一方に係止されるとともに、前記コイルスプリング(36)の一端側と他端側の前記延出部(36b,36c)が、それぞれ前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)のいずれか他方に一体変位可能に係止されるようにした。
この場合、シフトペダル(25)が運転者によって操作されると、シフトペダル(25)から入力側部材(29)に圧縮方向または引っ張り方向の荷重が入力される。これにより、コイルスプリング(36)の旋回部(36a)に対していずれか一方の延出部(36b,36c)が変位することでばね反力を発生するとともに、出力側部材(30)を通して変速機本体の変速操作部(23)が操作される。このとき、入力側部材(29)と出力側部材(30)の間の相対変位は変位検出センサ(39A,39B)によって検出される。
前記コイルスプリング(36)の一端側の延出部(36b)と他端側の延出部(36c)とは、前記旋回部(36a)からの延出長さが異なるようにしても良い。
この場合、旋回部(36a)からの延出長さの長い延出部(36c)は、延出長さの短い延出部(36b)に比較して、小さな入力荷重によってコイルスプリング(36)に大きなトルクを作用させることができる。したがって、シフトペダル(25)の操作荷重を小さくすることができる。
前記コイルスプリング(36)の一端側の前記延出部(36b)と他端側の前記延出部(36c)のうち、前記シフトペダル(25)が押し上げ操作されたときに押圧される側の延出部(36c)は、前記シフトペダル(25)が押し下げ操作されたときに押圧される側の延出部(36b)よりも長く形成されるようにしても良い。
この場合、運転者が操作荷重を加え難いシフトペダル(25)の押し上げ操作時には、押し下げ操作時に比較して小さい操作トルクで変速を行うことができる。
前記コイルスプリング(36)の旋回部(36a)は、車両搭載状態において、前記延出部(36b,36c)よりも下方に配置されることが望ましい。
この場合、コイルスプリング(36)の旋回部(36a)やその旋回部(36a)を支持する部分の重量が下方側に付加されるため、変速操作伝達装置(28)の重心が低くなってアンバランスになり難い。したがって、変速操作伝達装置(28)の円滑な作動を得ることができる。
前記入力側部材(29)と出力側部材(30)とは、車両搭載状態において、前記シフトペダル(25)の操作部よりも下方に配置されることが望ましい。
この場合、シフトペダル(25)の操作時にシフトペダル(25)の操作部や運転者の足がコイルスプリング(36)の旋回部(36a)を被う部分と干渉しにくくなる。
この発明に係る鞍乗り型車両の変速機は、上記課題を解決するために、前記いずれかに記載の変速操作伝達装置を備えるようにした。
この発明によれば、コイルスプリングの旋回部が入力側部材の操作入力方向と交差する姿勢で入力側部材と出力側部材のいずれか一方に係止され、コイルスプリングの一端側と他端側の延出部が、それぞれ入力側部材と出力側部材のいずれか他方に一体変位可能に係止されるため、簡素な部品であるコイルスプリングによって入力側部材と出力側部材を中立位置に付勢することができる。したがって、この発明によれば、製造コストの低減と装置全体の小型化を図ることができる。
この発明の一実施形態に係る変速機の側面図である。 この発明の一実施形態に係る変速機の一部の部分断面側面図である。 この発明の一実施形態に係る変速機の一部の部分断面側面図である。 この発明の他の実施形態に係る変速機の一部の部分断面側面図である。
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面において、矢印FRは車両の前方を指し、矢印UPは車両の上方を指すものとする。また、以下の説明においては、特別に断らない限り上下や前後については、車両に取り付けた状態での上下や前後を意味するものとする。
図1は、鞍乗り型車両の一形態である自動二輪車に採用された変速機20左側面を示す図である。この実施形態の変速機20は、パワーユニットPUとしてエンジン10と一体に形成されている。パワーユニットPUは、クランク軸11を回転自在に支持するエンジン10のクランクケース12が変速機20の変速機ケースを兼ねている。クランクケース12の前側上部には、エンジン10のシリンダ部13が前部上方側に向かって突設されている。クランクケース12内のクランク軸11の後部下方側には、変速機20のメイン軸21が配置され、メイン軸21の後部斜め上方側には変速機20のカウンタ軸22が配置されている。
クランクケース12内のメイン軸21の設置部の後部下方には、変速機20の図示しないシフトドラムを操作するため変速操作軸23が配置されている。この実施形態の場合、変速操作軸23が変速機本体の変速操作部を構成している。変速操作軸23の一端部はクランクケース12の左端面から外側に突出している。変速操作軸23の左側の突出部には、入力アーム24がセレーション結合等によって一体回転可能に結合されている。入力アーム24は、変速操作軸23からほぼ鉛直下方に向かって延出している。
また、クランクケース12の左側の後部下端にはシフトペダル25のピボット軸26が回動可能に軸支されている。シフトペダル25は、ピボット軸26から車体前方側に向かって斜め上方に延出する操作アーム片25aと、ピボット軸26から車体後方側に向かって斜め上方に延出する連結アーム片25bと、を有している。操作アーム片25aの延出端には、車幅方向外側に突出するペダル軸27(操作部)が支持されている。
また、変速操作軸23から下方に延出する入力アーム24の端部と、シフトペダル25の連結アーム片25bの延出端とは、変速操作伝達装置28によって連結されている。変速操作伝達装置28は、シフトペダル25の連結アーム片25bに回動可能に連結される入力側部材29と、入力アーム24に回動可能に連結される出力側部材30と、を備えている。
図2,図3は、変速操作伝達装置28を中心とした変速機20の一部の部分断面側面図である。
同図に示すように、入力側部材29は、後端部にシフトペダル25との連結点Pを有する入力ロッド31と、入力ロッド31に保持される係合プレート32と、を備えている。入力ロッド31の軸方向の略中央位置には、当接フランジ31aが一体に形成されている。係合プレート32は、入力ロッド31の当接フランジ31aよりも後方側のロッド部31bの外周面に摺動自在に嵌合される係止フランジ32aと、係止フランジ32aから当接フランジ31aの外側を跨いで前方に延出する延出片32bと、を備えている。延出片32bの前端部には、延出片32bを板厚方向に貫通する係合孔33が形成されている。入力ロッド31と係合プレート32とは、当接フランジ31aと係止フランジ32aとで当接することにより、軸方向に沿った入力荷重を伝達し得るようになっている。
出力側部材30は、前端側に入力アーム24との連結点P2を有する有底円筒状の筒状ブロック34と、筒状ブロック34の後端側の開口を閉塞する蓋部材35と、を有している。筒状ブロック34には、入力側部材29の係合プレート32と入力ロッド31の一部が収容されている。入力ロッド31の後側のロッド部31bは、蓋部材35を摺動自在に貫通している。なお、入力ロッド31は、入力側部材29と出力側部材30が組み付けられた状態において、中心軸線cが前後の連結点P2,P1を結ぶ直線と合致するようになっている。
また、筒状ブロック34の前部寄り下面には、下方に略円弧状に膨出する膨出部34aが設けられ、その膨出部34aに、反力生成手段40を構成するコイルスプリング36の一部が収容されている。
コイルスプリング36は、円環形状の旋回部36aと、旋回部36aの一端から外側に延出する第1の延出部36bと、旋回部36aの他端から第1の延出部36bと略平行に外側に延出する第1の延出部36bと、を備えている。この実施形態の場合、第1の延出部36bと第2の延出部36cとは延出長さが異なり、第2の延出部36cの方が第1の延出部36bよりも延出長さが長く設定されている。
コイルスプリング36は、筒状ブロック34の本体部の前部寄り部分と膨出部34aとに跨って収容されている。コイルスプリング36は、旋回部36aの中心軸線c0が入力側部材29と出力側部材30の中心軸線cと直交する姿勢で、筒状ブロック34内に配置されている。筒状ブロック34内において、旋回部36aは入力側部材29と出力側部材30の中心軸線cよりも下方に配置され、第1の延出部36bと第2の延出部36cとは、鉛直上方側に向かって中心軸線cよりも上方側に延出している。
なお、筒状ブロック34内の旋回部36aの上方側位置には、第1の延出部36bや第2の延出部36cと当接可能なストッパ片37が設けられている。延出長さの短い第1の延出部36bは、ストッパ片37の後方側において上方に延出し、延出長さの長い第2の延出部36cは、ストッパ片37の前方側において上方に延出している。
また、コイルスプリング36の旋回部36aは、筒状ブロック34内の円筒状の支持壁38に嵌合される等して、筒状ブロック34に係止されている。したがって、旋回部36aは、出力側部材30と一体になって軸方向に沿って変位する。
コイルスプリング36の第1の延出部36bは、入力ロッド31の前方側のロッド部31cの先端面と、ストッパ片37の後部面の間に配置されている。ロッド部31cの先端面は初期状態において第1の延出部36bに当接するようになっている。一方、第2の延出部36cは、ストッパ片37の前部面と筒状ブロック34の底面の間を上方に向かって延出し、その先端部が、係合プレート32の延出片32bの先端の係合孔33に嵌入されている。したがって、第2の延出部36cは、係合プレート32と一体となって軸方向に移動する。
コイルスプリング36は、旋回部36aが筒状ブロック34に係止されているため、旋回部36aから上方に延出する第1の延出部36bや第2の延出部36cに、入力ロッド31や係合プレート32から押圧力が作用すると、それらに対してばね反力を作用させる。
具体的には、図2に示すように、シフトペダル25が押し下げ操作されて、入力ロッド31に圧縮方向の操作力が入力されると、入力ロッド31のロッド部31cの先端面が第1の延出部36bを前方に押圧し、そのとき第1の延出部36bから入力ロッド31に反力が作用する。このとき、入力ロッド31の変位は、第1の延出部36bがストッパ片37に当接することによって規制される。
また、図3に示すように、シフトペダル25が押し上げられて、入力ロッド31に引っ張り方向の操作力が入力されると、当接フランジ31aと係止フランジ32aが当接して、係合プレート32に後方に引っ張る方向の操作力が作用する。これにより、係合プレート32の延出片32bの先端部が延出長さの長い第2の延出部36cを後方側に押圧し、そのとき第2の延出部36cから入力ロッド31に反力が作用する。このとき、入力ロッド31の後方に引っ張る方向の変位は、第2の延出部36cがストッパ片37に当接することによって規制される。
また、筒状ブロック34の内部の係止フランジ32aの前面に対向する位置と、当接フランジ31aの後面に対向する位置には、入力側部材29と出力側部材30の相対変位を検出する変位検出センサであるマイクロスイッチ39A,39Bが設置されている。一方のマイクロスイッチ39Aは、入力ロッド31が基準位置から前方(圧縮方向)に変位したときにオンにされ、他方のマイクロスイッチ39Bは、入力ロッド31が基準位置から後方(引っ張り方向)に変位したときにオンにされる。
したがって、シフトペダル25の押し下げ操作や押し上げ操作の有無は、これらのマイクロスイッチ39A,39Bによって検出することができる。
なお、この実施形態においては、マイクロスイッチ39A,39Bは筒状ブロック34内の中心軸線cよりも下方位置に配置されている。
ところで、この実施形態に係る自動二輪車は、変速機20の変速段を変更するときに、運転者がクラッチの断接操作やアクセルの戻し操作を行うことなく、シフトペダル25のアップ操作やダウン操作のみによって変速段を変更できる機構を備えている。この機構は、変速操作伝達装置28のマイクロスイッチ39A,39Bでの検出結果に基づき、シフトペダル25がアップ操作されたか、またはダウン操作されたかをコントローラが判断する。コントローラは、シフトペダル25がアップ操作されたり、ダウン操作されたりしたものと判断したときには、エンジンの点火をカットする等して変速機20内の動力伝達系のトルクを減少させ、その間にシフトペダル25による変速段の変更(ギヤの噛み合いの変更)を許容する。
なお、この実施形態における反力生成手段40は、旋回部36aと第1,第2の延出部36b,36cを有するコイルスプリング36、旋回部36aに対する出力側部材30の保持部、第1,第2の延出部36b,36cに対する入力側部材29の係止部等によって主として構成されている。
また、この実施形態においては、変速機20は、変速機構を有する変速機本体の他、変速操作軸23と、入力アーム24と、変速操作伝達装置28とを含んでいる。
また、この実施形態の変速操作伝達装置28では、コイルスプリング36の旋回部36aが、車両搭載状態において、第1,第2の延出部36b,36cよりも下方になるように配置されている。さらに、変速操作伝達装置28は、車両搭載状態において、シフトペダル25の操作部であるペダル軸27よりも下方となる位置に配置されている。
以上のように、この実施形態に係る変速操作伝達装置28は、コイルスプリング36の旋回部36aが入力側部材29の操作入力方向と直交する姿勢で出力側部材30に保持されるとともに、コイルスプリング36の第1の延出部36bと第2の延出部36cが入力側部材29と係止可能とされており、コイルスプリング36の第1の延出部36bと第2の延出部36cに作用する弾発力により、入力側部材29と出力側部材30の間に引っ張り方向と圧縮方向の反力を作用させることができる。したがって、この変速操作伝達装置28を採用することにより、製造コストの低減と装置全体の小型化を図ることができる。
また、この実施形態に係る変速操作伝達装置28は、コイルスプリング36の第1の延出部36bと第2の延出部36cの延出長さを異ならせているため、圧縮方向の操作荷重が入力されるときと、引っ張り方向の操作荷重が入力されるときとで、発生する反力を異ならせることができる。即ち、同じ操作荷重が入力される場合であれば、延出長さの長い第2の延出部36cでは、延出長さの短い第1の延出部36bよりも発生する反力が小さくなる。
特に、この実施形態に係る変速操作伝達装置28においては、シフトペダル25が押し上げ操作されたときに押圧される側の第2の延出部36cが、シフトペダル25が押し下げ操作されたときに押圧される側の第1の延出部36bよりも長く形成されている。このため、この変速操作伝達装置28においては、運転者が操作荷重を加え難いシフトペダル25の押し上げ操作時に、操作トルクを押し下げ操作時よりも小さくすることができる。したがって、この変速操作伝達装置28を採用することにより、変速機20の操作性を高めることができる。
また、この実施形態に係る変速操作伝達装置28においては、コイルスプリング36の旋回部36aが、車両搭載状態において、第1,第2の延出部36b,36cよりも下方になるように配置されているため、変速操作伝達装置28の重心が低くなり、操作時にアンバランスになり難いという利点がある。したがって、この実施形態に係る変速操作伝達装置28によれば、常に円滑な作動を得ることができる。
さらに、この実施形態に係る変速操作伝達装置28は、車両搭載状態において、シフトペダル25の操作部であるペダル軸27よりも下方となる位置に配置されているため、シフトペダル25の変速操作時にペダル軸27や運転者の足が、コイルスプリング36の旋回部36aを被う膨出部34a等と干渉し難くくなるという利点がある。
図4は、この発明の他の実施形態の変速操作伝達装置128を採用した変速機の一部の部分断面側面図である。なお、図4においては、上記の実施形態と同一部分に同一符号を付してある。
この他の実施形態に係る変速操作伝達装置128は、基本的な構成は上記の実施形態とほぼ同様であるが、コイルスプリング36の第2の延出部36cを係止する部分と第1の延出部36bと当接可能な部分が一体の入力側ブロック131によって形成されている点が異なっている。なお、図中の符号50は、入力側ブロック131の圧縮側と引っ張り側の変位をマイクロスイッチ39A,39Bの中間位置に伝達するための伝達ロッドである。
この他の実施形態に係る変速操作伝達装置128は上記の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができるううえ、入力側部材29の部品点数が削減されることから、さらなる製造コストの低減と装置の小型化を図ることができる。
なお、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、コイルスプリング36の旋回部36aが出力側部材30に保持され、コイルスプリング36の第1の延出部36bと第2の延出部36cが入力側部材29に係止可能とされているが、逆に、旋回部36aを入力側部材29に保持させ、第1の延出部36bと第2の延出部36cを出力側部材30に係止可能とするようにしても良い。
また、上記の実施形態においては、入力側部材29と出力側部材30の相対変位を検出する変位検出センサがマイクロスイッチ39A,39Bによって構成されているが、変位検出センサはこれに限らず、例えば、近接スイッチ等によって構成するようにしても良い。
また、この発明を適用する車両は、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)に限らず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の小型車両も含まれる。
20…変速機
23…変速操作軸(変速機本体の変速操作部)
25…シフトペダル
27…ペダル軸(シフトペダルの操作部)
28…変速操作伝達装置
29…入力側部材
30…出力側部材
36…コイルスプリング
36a…旋回部
36b…第1の延出部(延出部)
36c…第2の延出部(延出部)
39A,39B…マイクロスイッチ(変位検出センサ)
40…反力生成手段

Claims (6)

  1. シフトペダル(25)に連結される入力側部材(29)と、
    変速機本体の変速操作部(23)に連結される出力側部材(30)と、
    前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)の間に圧縮側反力と引っ張り側反力を作用させる反力生成手段(40)と、
    前記反力生成手段(40)の反力に抗した前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)の相対変位を検出する変位検出センサ(39A,39B)と、
    を備えた鞍乗り型車両の変速操作伝達装置(28)において、
    前記反力生成手段(40)は、旋回部(36a)の一端側と他端側とに延出部(36b,36c)が設けられたコイルスプリング(36)を有し、前記コイルスプリング(36)の前記旋回部(36a)が前記入力側部材(29)の操作入力方向と交差する姿勢で前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)のいずれか一方に係止されるとともに、前記コイルスプリング(36)の一端側と他端側の前記延出部(36b,36c)が、それぞれ前記入力側部材(29)と前記出力側部材(30)のいずれか他方に一体変位可能に係止されることを特徴とする鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
  2. 前記コイルスプリング(36)の一端側の延出部(36b)と他端側の延出部(36c)とは、前記旋回部(36a)からの延出長さが異なっていることを特徴とする請求項1に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
  3. 前記コイルスプリング(36)の一端側の前記延出部(36b)と他端側の前記延出部(36c)のうち、前記シフトペダル(25)が押し上げ操作されたときに押圧される側の延出部(36c)は、前記シフトペダル(25)が押し下げ操作されたときに押圧される側の延出部(36b)よりも長く形成されていることを特徴とする請求項2に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
  4. 前記コイルスプリング(36)の旋回部(36a)は、車両搭載状態において、前記延出部(36b,36c)よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
  5. 前記入力側部材(29)と出力側部材(30)とは、車両搭載状態において、前記シフトペダル(25)の操作部よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の変速操作伝達装置を備えることを特徴とする鞍乗り型車両の変速機。
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