JP2001050389A - 車両用の電動式変速機切換え装置 - Google Patents
車両用の電動式変速機切換え装置Info
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Abstract
変速を行えるようにする車両用の電動式変速機切換え装
置を提供する。 【解決手段】 電動モータの回転を減速する減速機と、
変速機を変速する切換えレバーに連結されたカム板と、
このカム板に弾接して切換えレバーをその変速位置に保
持するカムフォロワと、減速機で減速された回転出力を
その回転方向に遊びを介してカム板に伝える伝動部材
と、切換えレバーの現在位置を検出するセンサと、この
センサで検出した現在位置が変速指令位置より所定角度
だけ手前位置に到達した時点で電動モータに停止指令を
出す制御部とを備え、最終的な変速指令位置への回動は
カムフォロワの弾接力に依存したことを特徴とする。
Description
変速指令に基づいて電動モータにより変速操作するため
の車両用の電動式変速機切換え装置に関するものであ
る。
をリンク、ロッドあるいはワイヤなどを用いて機械的に
直接変速機に伝えて変速操作している。しかし近年運転
者の変速操作を容易にするため、あるいは操作装置を小
型化し運転席回りの空間を広げて居住性を向上させるな
どのために、電動モータを用いて変速操作を行うことが
提案され一部では実用化されている。
変速用の切換えスイッチを設け、操舵中にハンドルから
手を離さずかつ迅速に変速を行えるようにしたものがあ
る。すなわち運転者がスイッチ操作により出力する変速
指令に基づいて電動モータを起動させ、所定の変速位置
に変速を行うものである。
を直接変速機に伝えていた。すなわちモータの回転によ
り、変速機の変速を行うための切換えレバーを直接作動
させ、モータの回転量と切換えレバーの作動量とが常に
対応するものであった。
転量と切換えレバーの作動量を常に対応させた場合に
は、モータの回転量を高精度に制御する必要があり、制
御系統が複雑になるという問題が生じる。特に変速を瞬
時に行うためには、モータも出力が大きいものが必要に
なり、制御系統が一層複雑になる。
ものであり、制御系を複雑にすることなく迅速かつ正確
な変速を行えるようにする車両用の電動式変速機切換え
装置を提供することを目的とする。
タを用いて車両用変速機の変速切換え操作を行う車両用
の電動式変速機切換え装置において、前記電動モータの
回転を減速する減速機と、前記変速機を変速する切換え
レバーに連結されたカム板と、このカム板に弾接して前
記切換えレバーをその変速位置に保持するカムフォロワ
と、前記減速機で減速された回転出力をその回転方向に
遊びを介して前記カム板に伝える伝動部材と、前記切換
えレバーの現在位置を検出するセンサと、このセンサで
検出した現在位置が変速指令位置より所定角度だけ手前
位置に到達した時点で前記電動モータに停止指令を出す
制御部とを備え、最終的な変速指令位置への回動は前記
カムフォロワの弾接力に依存したことを特徴とする車両
用の電動式変速機切換え装置、により達成される。
形成することができ、ウォームをモータにより回転する
一方、ウォームホイールとカム板との間で遊びを有する
伝動部材を介して回転伝達を行うように構成することが
できる。またウォームホイールとカム板との間にこれら
と同軸に小歯車を介在させ、この小歯車を介して切り換
えレバーを駆動することができる。この場合にこの小歯
車に中心軸から偏心しかつ中心軸に平行なピンを貫通さ
せ、このピンの一端をカム板に遊びなく係合させ、他端
をウォームホイールに形成した周方向に長い円弧状の開
口部内へ進入させた構成とすることができる。
図、図2は同じく右側断面図、図3はカムフォロワとそ
の保持アームを示す断面図、図4は同じく分解斜視図、
図5は制御系統図である。
ースであり、左右のケース半体10a,10bには支軸
12が掛け渡されている。この支軸12にはウォームホ
イール14と、小歯車16と、カム板18とが保持され
ている。小歯車16は両ケース半体10a,10bの内
面間に挟まれて支軸12上で遊転可能であり、この小歯
車16の両端に形成した小径部にウォームホイール14
およびカム板18がそれぞれ遊転可能に保持されてい
る。
に支軸12と平行なピン20が貫通している、このピン
20の一端はカム板18に形成した小孔に係入する。こ
の小孔はピン20と略同径であり、ピン20はこの小孔
内では遊動しない。従ってカム板18はピン20すなわ
ち小歯車16と一体に回転する。
ムホイール14に係合する。すなわちウォームホイール
14にはピン20と同一径上に位置し回転方向にかなり
長い円弧状の開口部24が形成され、ピン20の他端は
この開口部24内に進入し、この開口部24とピン20
との間に周方向の遊び22が形成されている。この結果
ピン20はこの開口部24内で回転方向(正逆両方向を
含む)に僅かに移動可能である。遊び22にはゴムやコ
イルばねや板ばねなどの弾性材を介在させてもよく、そ
の場合は開口部24は図1に示したものよりも周方向に
長くする必要がある。
久磁石を用いた直流電動モータを用いる。このモータ2
6はケース10に固定され、その回転軸28はケース1
0内に進入している。この回転軸28にはウォーム30
が形成され、このウォーム30が前記ウォームホイール
14に噛合している。すなわちこれらウォーム30およ
びウォームホイール14により減速機32が形成され
る。
り、その一端はケース半体10aを貫通して外へ突出し
ている。この出力軸34のケース10内の部分には扇形
の歯車36がピン38(図2)で固定されている。この
歯車36は前記小歯車16に噛合している。出力軸34
のケース10から突出した部分には切換えレバー40が
ピン42で固定されている。
プッシュプルワイヤやリンク等の適宜の連動機構によっ
て変速機42(図5)に連結される。この実施態様で用
いる変速機42は、パーキング(P)、リバース
(R)、ニュートラル(N)、ドライブ(D)、ロー
(L)の5つの切換え位置を有する自動変速機である
(図1参照)。なお切換えレバー40は小歯車16によ
り駆動するが、小歯車16はカム板18と一体に回動す
るから、カム板18の回転を切換えレバーに伝えるよう
にしてもよい。
ムである。保持アーム46は2板のアーム板で形成さ
れ、2板のアーム板間の一端(支点端)に支点保持板4
8が、中間付近にカムフォロワ44が、他端(回動端)
にばね保持用ピン50がそれぞれ回動自在に挟持されて
いる。支点保持板48は図4に示すように、ケース半体
10bに突設した取付部52,52に取付けられる。カ
ムフォロワ44はカム板18とほぼ同じ厚さの円板であ
る。
形で保持アーム46の2板のアーム板間に保持され、そ
の他端がカム板18の反対側へ突出してここにコイルば
ね54が装着される。このコイルばね54は支持アーム
46の回動端とケース10の内壁面との間に縮装され
る。この結果カムフォロワ44は図1に示すようにカム
板18のカム面に弾接してカム板18の位置決めを行
う。すなわちこのカム板18の外周面には、5つの変速
切換え位置(P,R,N,D,L)に対応する5つの凹
部が所定の間隔をもって形成され、カムフォロワ44が
カム板18の外周面を転動していずれかの凹部に進入す
ると、カム板18が位置決めされるものである。図1は
カムフォロワ44がカム板18の中立(N)位置に係合
している状態を示している。
り、切換えレバー40の現在位置を絶えず細かく検出し
て、P,R,N,D,Lの位置は勿論、これらの位置の
間でのレバー位置も判別する。この位置センサ56は切
換えレバー40と一体に揺動する歯車36の回動量を検
出するものとすることができ、例えばこの歯車36の回
動角度を細かく光学的あるいは磁気的に検出するもので
構成できる。位置センサ56は、出力軸34の回動位置
を連続的に検出するポテンショメータで構成してもよ
い。
御部58は、運転者の変速指示に基づいて出力された変
速指令と位置センサ56が検出した切換えレバー40の
現在位置とを比較し、モータ26を所定方向に回動させ
る。すなわち現在位置に対して目標とする変速指令位置
がカム板18のどの回転方向にあるかを判断し、この判
断した方向へ回転させるようにモータ26の電流方向を
制御する。また現在位置と変速指令位置との距離の大小
を判別してモータ26の速度や出力を変化させてもよ
い。例えばこの距離が大きい時にはモータ26の駆動電
流を大きくして高速での切換え可能にしてもよい。
現在位置は次第に変速指令位置に近づいてゆく。なおこ
の実施態様では現在位置が変速指令位置より所定角度だ
け手前位置に到達すると、モータ26に停止指令が出さ
れる。
モータ26が起動すると、モータ26の回転軸28の回
転が減速機32で減速されてウォームホイール14に伝
えられる。このウォームホイール14の回転は遊び22
を介してピン20を押し、小歯車16、カム板18およ
び切換レバー40を回動させる。
置に対応する凹部にカムフォロワ44が入り始めた時点
を検出すると、制御部58はモータ26に停止指令を出
し、モータ26はその慣性とそれを止めようとする抵抗
のバランスした位置で停止する。すなわちモータ26を
高精度に制御して変速指令位置で正確に停止させること
はしていない。その代わりに、その後の正確な変速位置
への回動を遊び22を利用してカム板18とカムフォロ
ワ44で行う。すなわち、遊び22の存在により、モー
タ26が適当な位置で停止してもカムフォロワ44の弾
接力がカム板18を正確な変速指令位置(カムフォロワ
44がカム板18の凹部の谷底に入った位置)まで回動
する。
車の側面図、図7はその変速機を示す断面図、図8は同
じく変速切換え装置付近を示す平面図である。
車体幅方向にクランク軸74、変速主軸76、変速副軸
78が前から順番に配設されている。クランク軸74の
回転は主軸76に設けたクラッチ(図示せず)および減
速大歯車80を介して主軸76に伝えられる。主軸76
および副軸78には変速歯車群82が軸装され、常時噛
合式変速機を形成する。副軸78の回転はスプロケット
(図示せず)、チェーン84を介して後輪86に伝えら
れる。
ドラム88が配設される。すなわちこの変速ドラム88
は図8に示すように、クランクケース72内に車体幅方
向に配設される。この変速ドラム88は本発明の切換え
レバーに相当する。変速ドラム88の前後には、シフタ
ー90,92が車体幅方向に掛け渡したシフター軸上で
スライド可能に設けられている。シフター90,92は
変速ドラム88に形成したカム溝に係合し、変速ドラム
88の回転によって車体幅方向に移動する。この結果シ
フター90,92は変速歯車群82の噛合いを変えて変
速することができる。
より駆動される。すなわちこのモータ94の回転軸96
の回転は、ウォーム98とウォームホイール100とで
形成される減速機102で減速され、遊び104を介し
て変速ドラム88に伝えられる。ここにウォームホイー
ル100は変速ドラム88の軸上で遊転可能に保持され
ている。ウォームホイール100にはその周方向に長い
円弧状の開口部が形成され、この開口部内に変速ドラム
88に植設したピン106が進入している。この開口部
とピン106との間には周方向に長い遊び104が形成
されている。この結果モータ94の回転は、遊び104
を介して変速ドラム88に伝えられる。
れ、このカム板108にはカムフォロワ110が弾接し
てカム板108の位置決めを行う。すなわちカム板10
8の外周には変速ドラム88の変速位置に対応する凹部
が形成され、カムフォロワ110がいずれかの凹部に係
入して位置決めを行う。112は変速ドラム88の現在
位置を検出する位置センサである。
クケース72に設けた足動式の変速ペダル116により
入力される。なお操向ハンドル114にはクラッチレバ
ー118を設け、変速する際にこのレバー118を引い
てクラッチを一時切るようにしてもよい。クラッチレバ
ー118に代えて遠心クラッチなどを用いて変速時に一
時的にアクセルレバーを戻すことにより遠心クラッチを
切り、その間に変速ペダル116を操作してもよい。
(図示せず)は現在の変速段と比較し、変速指令が示す
変速段方向へ変速ドラム88を回転させるようにモータ
94を駆動する。モータ94の回転はウォームホイール
100から遊び104およびピン106を介して変速ド
ラム88に伝えられ、前記した実施態様と同様に変速が
行われる。
の回転を減速機および遊びを有する伝動部材を介してカ
ム板に伝え、このカム板に連結された変速切換えレバー
により変速を行う一方、このカム板にカムフォロワを弾
接させることにより変速切換えレバーを変速位置に保持
し、センサで検出した現在位置が変速指令位置より所定
角度だけ手前の位置に到達した時点でモータに停止指令
を出し、最終的な変速指令位置はカムフォロワの弾接力
に依存させるものであるから、モータを高精度に制御す
ることなく希望の変速位置に迅速かつ正確に変速するこ
とが可能になる。このためモータの制御系が単純にな
る。
形成することができ、この場合にはウォームホイールと
カム板との回転伝達に遊びを有する伝動部材を介在させ
ればよい(請求項2)。ウォームホイールとカム板との
間に小歯車を挟み、この小歯車を中心から偏位して軸方
向に貫通するピンの一端をカム板に直接係合させ、他端
を遊びを有する伝動部材を介してウォームホイールに係
合させることができる。この場合、ウォームホイールに
周方向に長い弧状の開口部を設け、この開口部にピンを
進入させるように構成すればよい(請求項3)。
Claims (3)
- 【請求項1】 電動モータを用いて車両用変速機の変速
切換え操作を行う車両用の電動式変速機切換え装置にお
いて、 前記電動モータの回転を減速する減速機と、前記変速機
を変速する切換えレバーに連結されたカム板と、このカ
ム板に弾接して前記切換えレバーをその変速位置に保持
するカムフォロワと、前記減速機で減速された回転出力
をその回転方向に遊びを介して前記カム板に伝える伝動
部材と、前記切換えレバーの現在位置を検出するセンサ
と、このセンサで検出した現在位置が変速指令位置より
所定角度だけ手前位置に到達した時点で前記電動モータ
に停止指令を出す制御部とを備え、最終的な変速指令位
置への回動は前記カムフォロワの弾接力に依存したこと
を特徴とする車両用の電動式変速機切換え装置。 - 【請求項2】 減速機はカム板と同軸上に遊転可能に保
持されたウォームホイールと、電動モータにより回転さ
れ前記ウォームホイールに噛合するウォームとで形成さ
れ、前記ウォームホイールとカム板とが遊びを有する伝
動部材を介して回転伝達を行う請求項1の車両用の電動
式変速機切換え装置。 - 【請求項3】 ウォームホイールとカム板との間に挟持
され切り換えレバーに噛合する小歯車と、この小歯車を
その中心軸から偏心しかつこの中心軸と平行に貫通する
ピンとを備え、前記ピンの一端を前記カム板に係合させ
る一方、前記ピンの他端を前記ウォームホイールに形成
した周方向に長い円弧状の開口部内に進入させた請求項
2の車両用の電動式変速機切換え装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22392399A JP4641574B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 自動二輪車用の電動式変速機切換え装置 |
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JP22392399A JP4641574B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 自動二輪車用の電動式変速機切換え装置 |
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ID=16805839
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JP22392399A Expired - Lifetime JP4641574B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 自動二輪車用の電動式変速機切換え装置 |
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