JP2001280489A - 自動二輪車用電動式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機のドッグクラッチの変速歯車を特殊な
形状に形成することなく、モータが過負荷になるのを阻
止できるようにする。 【解決手段】 モータ４２と変速機１１のシフトロッド
３２との間の動力伝達系に動力伝達機構を介装する。前
記動力伝達機構は、モータ４２の変速動作に伴って回動
する第１のベルクランク４７を備える。また、前記第１
のベルクランク４７によって一方を押圧すると他方が伸
びる二つの圧縮コイルばね４９，５０を備える。さら
に、これらの圧縮コイルばね４９，５０の伸縮に伴なう
荷重によって回動するとともにシフトロッド３２が連動
する第２のベルクランク４８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータによって変
速機を駆動する自動二輪車用電動式変速装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用の電動式変速装置として
は、例えば特開平１１−８２７３４号公報に開示された
ものがある。この公報に示された電動式変速装置は、小
型四輪車に装備するもので、変速機のシフトロッドに歯
車式減速機を介してモータを接続し、このモータを正転
または逆転させて変速する構造を採っている。前記変速
機は、シフトロッドの回動に対応して回動する変速ドラ
ムを備えており、この変速ドラムに係合させたシフトフ
ォークが変速歯車を軸線方向へ移動させ、変速歯車間の
ドッグクラッチの噛合い状態を切換えることによって変
速するようになっている。ドッグクラッチは、隣接する
一対の歯車のうち一方の歯車の軸端面に形成した歯と、
他方の歯車に前記歯が係入するように形成した凹陥部と
によって構成している。

【０００３】また、この従来の変速装置は、前記シフト
ロッドの回転を往復運動に変換してクラッチを切断した
り接続するスイッチ機構を備えており、モータによる変
速を開始した直後に前記スイッチ機構によってクラッチ
が切断され、変速終了後にモータを逆回転させることに
よってクラッチが接続されるようにしている。前記モー
タと減速機は、クラッチに対してクランク軸の軸線方向
の同一側部に位置する変速装置ケースに支持させてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ドッグクラッチを有す
る変速機においては、変速時に変速歯車が軸線方向へ移
動することによってドッグクラッチの歯が凹陥部に直接
係入することもあるが、歯が凹陥部に係入する以前に被
接続側の歯車の軸端面に当接し、駆動側の歯車が回転し
て歯と凹陥部の位置が合致した瞬間に歯が凹陥部に係入
する場合がある。

【０００５】従来の電動式変速装置においては、ドッグ
クラッチの歯が歯車の軸端面に当接してから凹陥部に係
入するような変速形態を採る場合に問題が発生する。す
なわち、モータは通電された状態にあるにもかかわら
ず、従動側のシフトロッドが前記歯の当接によって変速
途中で回転を規制されてしまい、モータが過負荷になる
からである。モータが過負荷になると故障し易くなって
しまう。

【０００６】このような不具合を解消するために、従来
の電動式変速装置においては、前記歯を相対的に小さく
形成するとともに歯と凹陥部の数量を増大させ、ドッグ
クラッチが円滑に噛み合うことができるようにしてい
る。しかしながら、このような特殊な形状の変速歯車
は、歯と凹陥部を高い精度をもって形成しなければなら
ず、生産性が低下してコストアップになってしまう。

【０００７】また、従来の電動式変速装置は、モータの
軸線方向が車幅方向であり、モータが変速装置ケースか
ら側方へ突出するために、この変速装置を自動二輪車に
採用すると、車幅が大きくなってしまうとともに、モー
タに乗員の足が接触し易くなってしまう。しかも、既存
の自動二輪車用変速装置の変速歯車と、上述した特殊な
電動式変速装置用の変速歯車とが混在するようになって
しまい、部品管理が煩雑になってしまうという問題も生
じる。

【０００８】さらに、従来の電動式変速装置は、モータ
とシフトロッドとの間の動力伝達系の部材（歯車式減速
機）をクラッチとはクランク軸の軸線方向の同一側部に
配設しているから、エンジンが片側に突出するという問
題もあった。

【０００９】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、変速機のドッグクラッチの変速歯
車を特殊な形状に形成することなく、モータが過負荷に
なるのを阻止できる自動二輪車用電動式変速装置を提供
することを第１の目的とする。また、エンジンの小型化
を図ることができる電動式変速装置を提供することを第
２の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る自動二輪車用電動式変速装置は、モー
タと変速機のシフトロッドとの間の動力伝達系に、モー
タの変速動作に伴って回動する第１のアームと、この第
１のアームによって一方を押圧すると他方が伸びる二つ
のばね部材と、これらのばね部材の伸縮に伴なう荷重に
よって回動するとともにシフトロッドを連動するように
連結した第２のアームとを有する動力伝達機構を介装し
たものである。

【００１１】本発明によれば、モータとともに第１のア
ームが変速動作をすると、二つのばね部材のうち一方が
伸張し、他方が圧縮される。伸張する方のばね部材の弾
発力によって第２のアームが回動し、第２のアームが変
速動作をする。すなわち、ばね部材に予め蓄積された力
（弾発力）が第１のアームによって開放され、このばね
部材の弾発力によって第２のアームが駆動されてシフト
ロッドが変速動作をする。このため、変速時に変速機の
ドッグクラッチが歯の当接によって待機している状態で
も第１のアームの作動が妨げられることはなく、前記待
機状態が解消された後にばね部材の弾発力によってドッ
グクラッチが噛合うようになる。

【００１２】請求項２に記載した発明に係る自動二輪車
用電動式変速装置は、請求項１記載の自動二輪車用電動
式変速装置において、二つのばね部材をコイルばねによ
って形成して軸線が略水平になる状態で同一軸線上に一
列に並べ、これらのばね部材どうしの間に第１および第
２のアームを介装したものである。この発明によれば、
最低地上高さが低くなるのを阻止しながら、ばね部材の
巻き数を多くとることができるから、最低地上高さに制
約を受けることなくばね部材の設計上の自由度を向上さ
せることができる。

【００１３】請求項３に記載した発明に係る自動二輪車
用電動式変速装置は、請求項１または請求項２に記載し
た発明に係る自動二輪車用電動式変速装置において、モ
ータと第１のアームとの間の動力伝達系にウォームとウ
ォームホイールとからなる減速機構を介装したものであ
る。この発明によれば、モータの軸線方向が車幅方向と
は直交する方向になる。また、ばね部材の弾発力で第１
のアームが初期位置へ復帰するのを減速機構によって阻
止できるから、変速動作が終了した後にモータへの給電
を絶つことができる。

【００１４】請求項４に記載した発明に係る自動二輪車
用電動式変速装置は、モータと、このモータと変速機の
シフトロッドとの間の動力伝達系の部材とを、クラッチ
とは車幅方向の反対側に配設したものである。この発明
によれば、クラッチと、変速機の電動化に用いる部材と
がエンジンの車幅方向の両側に振り分けられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明に係る自動二輪車用電動式変速装置の一実施の形態を
図１ないし図７によって詳細に説明する。図１は本発明
に係る電動式変速装置を装備した自動二輪車の側面図、
図２はエンジンのクランクケース内の各部材の位置を示
す図、図３は変速機および多板式クラッチの断面図、図
４はモータ駆動装置の横断面図、図５はモータ駆動装置
を車体右側から見た状態を示す側面図、図６はモータ駆
動装置の縦断面図である。図６の破断位置を図４におい
てVI−VI線によって示す。図７は伝動機構の構成を示す
分解斜視図である。

【００１６】これらの図において、符号１で示すもの
は、本発明に係る電動式変速装置を装備した自動二輪車
である。符号２はこの自動二輪車のエンジンを示し、３
は前輪、４は後輪、５は操向ハンドル、６はシート、７
はフートレストをそれぞれ示す。前記エンジン２は空冷
式４サイクル単気筒エンジンで、クランクケース８の前
端部にシリンダ９をシリンダ軸線が車体の前方を指向す
るように取付けている。クランクケース８は、車幅方向
に分割できるように形成し、車体左側のケース半部と車
体右側のケース半部とにクランク軸１０（図２参照）と
変速機１１を支持させている。

【００１７】クランク軸１０の車体左側の端部には、フ
ライホイールマグネトウ１２（図２参照）を設け、車体
右側の端部には、図示していない遠心クラッチを介して
図３中に符号１３で示す多板式クラッチのハウジング１
３ａを歯車結合させている。この多板式クラッチ１３
は、従来からよく知られているように、前記ハウジング
１３ａと中間軸１４との間の動力伝達系に多数の摩擦板
１５を備えており、中間軸１４の軸心部に移動自在に貫
通させたプッシュロッド１６を復帰用ばね１７の弾発力
に抗して押圧し、車体右側へ移動させることによって切
断状態になり、プッシュロッド１６に加える押圧力を消
失させることによって接続状態になる構造を採ってい
る。前記押圧力の印加は、後述するオートレリーズ機構
１８（図４参照）のプレッシャレバー１９でプッシュロ
ッド１６の車体左側の先端を押圧することによって実施
する。

【００１８】クランクケース８の前記車体左側のケース
半部を図３中に符号８ａで示し、車体右側のケース半部
を符号８ｂで示す。前記中間軸１４は、これらのケース
半部８ａ，８ｂに軸受２０，２１を介して回転自在に支
持させ、変速機１１の複数の駆動側変速歯車２２〜２５
を軸装している。前記変速機１１は、前記多板式クラッ
チ１３と同様に従来からよく知られている構造のもの
で、前記複数の駆動側変速歯車２２〜２５と、前記中間
軸１４より車体後側に配置した出力軸２６に軸装した複
数の従動側変速歯車２７〜３０と、これらの変速歯車の
うち前記中間軸１４または出力軸２６にスプライン嵌合
させたスライド式変速歯車２４，２８を軸線方向に移動
させるシフトフォーク（図示せず）を有するシフトカム
３１（図２参照）と、このシフトカム３１を回動させる
シフトロッド３２などによって構成している。

【００１９】前記二つのスライド式変速歯車２４，２８
の軸方向の両端面と、これらのスライド式変速歯車２
４，２８に隣接する変速歯車の軸方向の端面には、一方
の変速歯車に形成した歯３３と、他方の変速歯車に形成
した凹陥部３４とからなるドッグクラッチ３５を設けて
いる。これらの変速歯車２２〜２５、２７〜３０は、既
存の自動二輪車用変速機のものを用いている。

【００２０】前記シフトロッド３２は、クランクケース
８内を車幅方向と平行に延びており、車体右側の端部に
間欠作動機構３６（図２参照）を介して前記シフトカム
３１を接続している。間欠作動機構３６は、シフトロッ
ド３２を中立位置から例えば増速側へ回動させることに
よってシフトカム３１を増速側へ一定角度だけ回動さ
せ、変速終了後にはシフトカム３１を静止させた状態で
シフトロッド３２のみが中立位置に復帰する構造を採っ
ている。このシフトロッド３２の途中に、図４に示すよ
うに、上述した多板式クラッチ１３での接続・切断を切
換えるためのオートレリーズ機構１８を設けている。

【００２１】このオートレリーズ機構１８は、シフトロ
ッド３２の回動を往復運動に変えるボール式カム機構３
７と、このカム機構３７の往復運動を前記プッシュロッ
ド１６に伝達する前記プレッシャレバー１９とを備え、
シフトロッド３２を中立位置から例えば増速側へ回動さ
せたときに、前記変速機１１による変速が実行される以
前にプレッシャレバー１９がプッシュロッド１６の車体
左側の先端を押圧し、多板式クラッチ１３を切断状態に
するようになっている。すなわち、この変速機１１の変
速は、シフトロッド３２を中立位置から増速側、減速側
のどちらに回動させた場合でも、多板式クラッチ１３が
切断状態になってから変速し、変速後にシフトロッド３
２を逆方向へ回して中立位置に復帰させることによっ
て、多板式クラッチ１３が接続状態になる。

【００２２】シフトロッド３２の車体左側の端部（多板
式クラッチ１３とは車幅方向の反対側の端部）には、図
４に示すように、変速機１１とともに本発明に係る電動
式変速装置を構成するモータ駆動装置４１を取付けてい
る。このモータ駆動装置４１は、モータ４２の動力によ
って変速機１１に変速動作をさせるためのもので、クラ
ンクケース８の車体左側の端部に取付けたクランクケー
スカバー４３に後述する各部材を支持させ、クランクケ
ースカバー４３とともにクランクケース８に対して着脱
できるようにしている。上述した各部材とは、図４〜図
６に示すように、クランクケースカバー４３の車体前側
の端部に軸線方向が車体の前後方向を指向するように取
付けた前記モータ４２と、このモータ４２の回転軸４４
の後端部に形成したウォーム４５に噛合するウォームホ
イール４６と、このウォームホイール４６に一体に形成
した第１のベルクランク４７と、この第１のベルクラン
ク４７の側方に設けた第２のベルクランク４８と、これ
ら第１および第２のベルクランク４７，４８の下方に設
けた第１および第２の圧縮コイルばね４９，５０と、前
記第２のベルクランク４８とシフトロッド３２との間に
介装した伝動機構５１などである。前記圧縮コイルばね
４９，５０が本発明に係るばね部材を構成し、前記第１
および第２のベルクランク４７，４８が本発明に係る第
１のアームと第２のアームを構成している。また、本発
明に係る「モータと変速機のシフトロッドとの間の動力
伝達系の部材」は、前記回転軸４４と、ウォーム４５
と、ウォームホイール４６と、第１および第２のベルク
ランク４７，４８と、伝動機構５１などによって構成し
ている。

【００２３】前記モータ４２は、図４に示すように、ク
ランクケースカバー４３の前側であって平面視において
シリンダ９の側方に配設し、回転軸４４をクランクケー
スカバー４３内に車体前側から挿入している。また、こ
のモータ４２は、図示していない変速制御装置によって
回転が制御されるように構成している。前記変速制御装
置は、操向ハンドル５に設けた変速スイッチ（図示せ
ず）を増速側または減速側へ操作することによって、モ
ータ４２に増速動作または減速動作をさせる回路を採っ
ている。モータ４２が増速動作をするときには、シフト
ロッド３２が中立位置から増速側に回って変速終了後に
中立位置に戻るように回転軸４４が回動する。減速動作
の場合には、回転軸４４の回動方向が逆方向になる。変
速機１１による変速が終了したことを検出するために
は、この実施の形態では前記シフトカム３１に角度検出
センサ（図示せず）を接続し、この角度検出センサの出
力に基づいて実施している。

【００２４】モータ４２の回転軸４４は、図５，６に示
すように、クランク軸１０の左端部に設けたフライホイ
ールマグネトウ１２の下方で後方へ向けて延設してい
る。この回転軸４４の後端部のウォーム４５に下方から
ウォームホイール４６を噛合させている。前記ウォーム
ホイール４６は、車体の側方から見て扇状に形成して中
心部のボスに第１のベルクランク４７を一体に形成して
おり、車幅方向に延びる支軸５２に貫通させてこの支軸
５２に回動自在に支持させている。支軸５２は、図４に
示すように、車体左側の端部をクランクケースカバー４
３に支持させ、車体右側の端部をクランクケースカバー
内側に位置する支持板５３に支持させている。この支持
板５３は、図５に示すように、車体の前後方向に延びる
ように形成し、固定用ボルト５４によってクランクケー
スカバー４３の内面側に固定している。

【００２５】前記第１のベルクランク４７は、前記支軸
５２より車体の前方に延出する前部アーム４７ａと、支
軸５２より車体の後方に延出する後部アーム４７ｂとに
よって形成している。前記第２のベルクランク４８は、
図４に示すように、前記第１のベルクランク４７の前部
アーム４７ａに隣接する前部アーム４８ａと、第１のベ
ルクランク４７の後部アーム４７ｂに隣接する後部アー
ム４８ｂとを一体に形成するとともに、後端部に、後述
する伝動機構５１の伝動レバー５５が噛合するギヤ４８
ｃを形成しており、前記支軸５２に回動自在に支持させ
ている。また、前部アーム４７ａと４８ａ、後部アーム
４７ｂと４８ｂとは支軸５２の軸方向の投影形状が同一
となっている。

【００２６】これら第１のベルクランク４７と第２のベ
ルクランク４８の下方に前記第１の圧縮コイルばね４９
と第２の圧縮コイルばね５０を配設している。第１およ
び第２の圧縮コイルばね４９，５０は、図６に示すよう
に、それぞれ径寸法が異なる２種類の圧縮コイルばねに
よって構成し、クランクケースカバー４３に下方へ突出
するように形成した二つの円筒部４３ａ，４３ｂに伸縮
方向が上下方向になるとともに車体の前後方向に並ぶよ
うに装填し、上端部に有底円筒状のリフター４９ａ，５
０ａをそれぞれ装着している。前記円筒部４３ａ，４３
ｂの下端開口は、キャップ５６によって閉塞している。

【００２７】第１の圧縮コイルばね４９を第１のベルク
ランク４７の前部アーム４７ａによって押圧して圧縮さ
せるとともに、第２の圧縮コイルばね５０を第１のベル
クランク４７の後部アーム４７ｂによって押圧して圧縮
させている。中立位置は図６中に実線にて示されるよう
にリフター４９ａ，５０ａが同一高さになる状態であ
る。このように第１および第２の圧縮コイルばね４９，
５０を弾装することによって、例えば第１のベルクラン
ク４７を前部アーム４７ａが上方へ移動するとともに後
部アーム４７ｂが下方へ移動するように揺動させると、
第２のベルクランク４８の負荷が無い場合には、前記前
部アーム４７ａが押圧している第１の圧縮コイルばね４
９が自らの弾発力によって伸張するとともに、第２の圧
縮コイルばね５０が後部アーム４７ｂによってさらに圧
縮される。

【００２８】このときには、第１の圧縮コイルばね４９
に予め蓄積された力（弾発力）が開放され、この第１の
圧縮コイルばね４９の弾発力によって第２のベルクラン
ク４８の前部アーム４８ａが上方へ押圧されて第２のベ
ルクランク４８が第１のベルクランク４７と同方向へ揺
動する。第１のベルクランク４７の揺動方向が上記とは
逆方向の場合には、第２のベルクランク４８は第２の圧
縮コイルばね５０の弾発力によって第１のベルクランク
４７と同方向へ揺動する。すなわち、第１のベルクラン
ク４７に追従するように第２のベルクランク４８が第１
または第２の圧縮コイルばね４９，５０の弾発力によっ
て揺動する。

【００２９】前記伝動機構５１は、モータ４２を使用し
て変速するときに前記第２のベルクランク４８とシフト
ロッド３２とを接続するとともに、モータ４２を使用せ
ずに足の操作によってシフトペダル５７（図１および図
４参照）で変速するときにシフトペダル５７と第２のベ
ルクランク４８との間の動力伝達系を切断するためのも
ので、図４、図６，７に示すように、シフトロッド３２
に軸線方向へ移動自在に嵌合させた円筒からなる内筒６
１と、この内筒６１の外周部に周方向および軸線方向へ
移動自在に嵌合させた外筒６２と、前記内筒６１を車体
の側方へ付勢する圧縮コイルばね６３などによって構成
している。図４は、シフトロッド３２の軸心を示す一点
鎖線Ｃより同図の左側がシフトペダル５７を装着した状
態を示し、右側がシフトペダル５７を取外した状態を示
している。

【００３０】前記内筒６１は、シフトロッド３２ととも
にクランクケースカバー４３を貫通してクランクケース
カバー４３の外方に突出しており、ケース内側の部位
に、第１および第２のガイド穴６４，６５を形成すると
ともに、ケース外側に位置する突出側端部に受圧用円筒
部６６を一体に形成している。この受圧用円筒部６６の
内周面とシフトロッド３２との間にシール部材６７を介
装している。

【００３１】前記第１のガイド穴６４は、シフトロッド
３２に立設した第１の連結ピン６８が嵌合できる開口幅
をもって内筒６１のケース内側の端部からシフトロッド
３２の軸線方向に延びるように溝状に形成している。第
２のガイド穴６５は、シフトロッド３２の軸線方向に延
びる軸方向延在部６５ａと、内筒６１の周方向に延びる
周方向延在部６５ｂとによってＴ字状に形成している。
これらの軸方向延在部６５ａと周方向延在部６５ｂは、
外筒６２に中空部内へ突出するように取付けた第２の連
結ピン６９が嵌合できる開口幅をもって形成している。

【００３２】前記外筒６２は、前記内筒６１に嵌合する
円筒部６２ａの外周部分に前記伝動レバー５５を一体に
形成し、図４に示すように、円筒部６２ａを前記クラン
クケースカバー４３と前記支持板５３との間に位置付け
てこれらによって軸線方向への移動が阻止されるように
している。この外筒６２の前記第２の連結ピン６９は、
前記円筒部６２ａに穿設したピン孔６２ｂに挿通させて
いる。前記伝動レバー５５は、図６に示すように扇状に
形成し、扇の円弧部分に上述した第２のベルクランク４
８のギヤ４８ｃに噛合するギヤ５５ａを形成している。

【００３３】伝動レバー５５のギヤ５５ａと第２のベル
クランク４８のギヤ４８ｃは、シフトロッド３２が中立
位置に位置している状態で歯の形成範囲の中央部分どう
しを噛合させている。言い換えれば、この伝動機構５１
は、中立位置に位置するシフトロッド３２の第１の連結
ピン６８を内筒６１の第１のガイド穴６４に係入させる
とともに、この内筒６１の第２のガイド穴６５の軸方向
延在部６５ａに外筒６２の第２の連結ピン６９を係入さ
せた状態で、前記第２のベルクランク４８と伝動レバー
５５の歯の形成範囲の中央部どうしが噛合するように、
第１および第２のガイド穴６４，６５の形成位置と、第
１および第２の連結ピン６８，６９の取付位置とを設定
している。図６は、上述したようにシフトロッド３２を
中立位置に位置付けた状態で描いてある。なお、図７に
示す第１のガイド穴６４は、その形状を理解し易くする
ために第２のガイド穴６５の近傍に描いてあるが、実際
には図６に示す位置に形成している。

【００３４】この伝動機構５１のクランクケースカバー
４３への組付けは、クランクケースカバー４３をクラン
クケース８に取付けていない状態で行う。クランクケー
ス８には、シフトロッド３２を含めて変速機１１を予め
組付けておく。先ず、内筒６１に外筒６２を嵌合させ、
第２の連結ピン６９を外筒６２のピン孔６２ｂに挿入し
て内筒６１の第２のガイド穴６５に係入させる。組立時
には、第２の連結ピン６９を第２のガイド穴６５の軸方
向延在部６５ａに係入させておく。

【００３５】そして、これら内筒６１と外筒６２をクラ
ンクケースカバー４３にカバー内側から装着するととも
に、支軸５２と、第２のベルクランク４８と、第１のベ
ルクランク４７と、支持板５３とをクランクケースカバ
ー４３に取付ける。このときにモータ４２もクランクケ
ースカバー４３に取付け、回転軸４４のウォーム４５を
ウォームホイール４６に噛合させる。次いで、第１およ
び第２の圧縮コイルばね４９，５０をクランクケースカ
バー４３に装填する。このように支持板５３やモータ４
２をクランクケースカバー４３に取付けることによっ
て、伝動機構５１の組付けが終了する。この時点におい
て、伝動機構５１が組付けられたクランクケースカバー
４３をクランクケース８に取付けるまでの間、支持板５
３の車幅方向外方への突出部５３ａが外筒６２の脱落を
防止する。

【００３６】クランクケースカバー４３は、上述したよ
うに伝動機構５１を組付けた状態でクランクケース８の
車体左側のケース半部８ａに取付ける。このときには、
先ず、シフトロッド３２に内筒付勢用の圧縮コイルばね
６３を装着し、このシフトロッド３２を内筒６１の中空
部に嵌入させる。そして、第１の連結ピン６８を内筒６
１の第１のガイド穴６４に係入させ、図４において一点
鎖線Ｃより右側に示すように、シフトロッド３２の先端
を内筒６１の受圧用円筒６６から車体左側に突出させ
る。

【００３７】このようにクランクケースカバー４３をク
ランクケース８に取付けた状態で圧縮コイルばね６３の
弾発力によって内筒６１がケース外側へ付勢されるよう
にしている。また、第２の連結ピン６９が第２のガイド
穴６５の穴壁面に当接することによって、内筒６１がケ
ース外方へ抜けて外れることがないようにしている。

【００３８】シフトロッド３２にシフトペダル５７を取
付けていないときには、内筒６１が圧縮コイルばね６３
の弾発力によって付勢されているために、第２の連結ピ
ン６９が第２のガイド穴６５の軸方向延在部６５ａに係
入する状態に保たれる。この状態では、第２のベルクラ
ンク４８→外筒６２→第２の連結ピン６９→内筒６１→
第１の連結ピン６８→シフトロッド３２からなる動力伝
達系が構成され、モータ駆動装置４１とシフトロッド３
２とが結合される。すなわち、この状態ではシフトロッ
ド３２の変速動作に伴って第２のベルクランク４８が揺
動し、この第２のベルクランク４８の前部アーム４８ａ
と後部アーム４８ｂとが互いに逆方向へ移動するように
なる。

【００３９】この状態でモータ４２が変速のために回転
すると、このモータ４２の回転軸４４とともにウォーム
ホイール４６が回転し、さらに、このウォームホイール
４６に一体に形成した第１のベルクランク４７が支軸５
２を中心にして揺動する。これらの部材の回転・揺動方
向は、シフトアップ時とシフトダウン時とで逆方向にな
る。第１のベルクランク４７が揺動することによって、
前部アーム４７ａと後部アーム４７ｂが互いに逆方向へ
移動し、これらのアームのうち上方へ移動する一方のア
ームの下方に位置する圧縮コイルばねは、予め蓄積され
た力（弾発力）が開放されて第２のベルクランク４８の
一方のアームを上方へ押圧する。この結果、第２のベル
クランク４８が第１のベルクランク４７と同方向へ揺動
する。例えば、第１のベルクランク４７の前部アーム４
７ａが上方へ移動した場合には、第１の圧縮コイルばね
４９によって第２のベルクランク４８の前部アーム４８
ａが上方へ付勢され、第２のベルクランク４８が揺動す
る。

【００４０】第２のベルクランク４８は、上述したよう
に伝動機構５１を介してシフトロッド３２に接続してい
るから、この第２のベルクランク４８が揺動して間欠作
動機構３６によって変速機１１で変速が行われる。シフ
トロッド３２が円滑に回って変速が行われたときには、
第１のベルクランク４７に追従するように第２のベルク
ランク４８が揺動する。しかし、変速機１１のドッグク
ラッチ３５において歯３３が被接続側の変速歯車の軸端
面に当接したりしていわゆる変速待機状態になると、第
２のベルクランク４８は、第１のベルクランク４７の変
速動作が終了した後に、シフトロッド３２の回転が規制
されることによって停止する。

【００４１】この状態では、第２のベルクランク４８
は、第１のベルクランク４７と同方向へ揺動する方向へ
第１または第２の圧縮コイルばね４９，５０によって付
勢される。言い換えれば、モータ４２の動力の代わりに
第１または第２の圧縮コイルばね４９，５０の弾発力が
変速機１１に伝達されるようになる。このため、変速時
に変速機１１のドッグクラッチ３５が歯３３の当接によ
って待機している状態でも第１のベルクランク４７の作
動が妨げられることはないから、モータ４２は、途中で
停止することがなく、制御装置によって設定された回転
数だけ連続して回転することができる。このように回転
した後（変速動作が終了した後）にモータ４２は給電が
絶たれる。モータ４２が停止した後は、第１または第２
の圧縮コイルばね４９，５０の弾発力によってシフトロ
ッド３２が変速方向へ継続して付勢される。

【００４２】ドッグクラッチ３５が待機状態から接続状
態になると、変速が終了したことをシフトカム３１の位
置に基づいて角度検出センサが検出し、モータ制御用制
御装置がシフトロッド３２を中立位置に戻すためにモー
タ４２を逆転させる。このようにして、操向ハンドル５
に設けた変速スイッチにより変速を行なうことができ
る。

【００４３】一方、シフトロッド３２の先端部にシフト
ペダル５７を取付けると、図４において一点鎖線Ｃより
左側に示したように、内筒６１の受圧用円筒６６がシフ
トペダル５７によって押圧されて内筒６１が圧縮コイル
ばね６３の弾発力に抗して車体右側へ移動する。このよ
うに内筒６１が移動すると、第２の連結ピン６９に対し
て第２のガイド穴６５の位置が変化し、第２の連結ピン
６９が第２のガイド穴６５の周方向延在部６５ｂに係入
できるようになる。この状態では、外筒６２の回動は内
筒６１に伝達されることがなく、モータ駆動装置４１と
シフトロッド３２との間の動力伝達系が切断される。

【００４４】このため、モータ４２を変速動作させて第
２のベルクランク４８とともに外筒６２が回動したとし
ても、シフトロッド３２に駆動力が伝達されることはな
いから、シフトペダル５７で変速することができる。し
かも、シフトペダル６４による入力はモータ駆動系を駆
動することなく、すなわちモータが抵抗になることがな
いから、従来の自動二輪車と同等の変速感覚で変速する
ことができる。

【００４５】したがって、上述した電動式変速装置によ
れば、変速時に変速機１１のドッグクラッチ３５が歯３
３の当接によって待機している状態で第１のベルクラン
ク４７の揺動が妨げられることはないから、変速機１１
の状態に影響を受けることなくモータ４２が変速動作を
することができ、過負荷になるのを確実に阻止すること
ができる。また、変速機１１の変速歯車を特殊な形状に
形成しなくてもよいから、既存の自動二輪車用変速機を
使用することができる。

【００４６】さらに、モータ４２の軸線方向が車幅方向
とは直交する方向（前後方向）であるから、車体が大型
化するのを阻止しながら、軸線方向に相対的に長くなる
モータ４２を搭載することができる。すなわち、モータ
４２をエンジン２の車体左側に搭載するにもかかわら
ず、エンジン２の車幅方向の寸法を小さくすることがで
きる。しかも、クランクケースカバー４３の前端部にモ
ータ４２を配設しているから、モータ４２に乗員の足が
接触するのを阻止することができる。加えて、第１また
は第２の圧縮コイルばね４９，５０の弾発力で第１のベ
ルクランク４７が逆転するのをウォーム４５およびウォ
ームホイール４６からなる減速機構によって阻止できる
から、変速動作が終了した後にモータ４２への給電を絶
つことによって、モータ４２の負荷をより一層低減する
ことができる。

【００４７】また、モータ駆動装置４１を多板式クラッ
チ１３とは車幅方向の反対側に配設しているから、多板
式クラッチ１３と、モータ駆動装置４１（変速機の電動
化に用いる部材）とがエンジン２の車幅方向の両側に振
り分けられる。このため、これらが同一側部に並ぶ場合
に較べてエンジン２を車幅方向にコンパクトに形成する
ことができる。

【００４８】この実施の形態によれば、第１のベルクラ
ンク４７と第２のベルクランク４８とは同軸上で、且つ
平面視第１および第２の圧縮コイルばね４９，５０の間
に位置する単一の支軸５２によって回動自在に支持され
ているので、前記支軸５２を含め２つのベルクランクお
よび２つの圧縮コイルばねの計５部材が簡潔な構成で且
つコンパクトに配置され、これらの作動も円滑に行なわ
れる。また、第１および第２の圧縮コイルばね４９，５
０は２つのベルクランクの下方に配置され、クランクケ
ースカバー４３の下面から組付けることができるので、
組付けが容易である。また、キャップ５６の雄ねじ部の
長さは圧縮コイルばねの取付時たわみ量以上に設定され
ており、キャップ５６の組付け初期段階では圧縮コイル
ばねの反力が作用しないので更に組付けが容易である。

【００４９】（第２の実施の形態）モータ駆動装置は図
８ないし図１０に示すように構成することができる。図
８は第２の実施の形態による電動式変速装置を搭載した
自動二輪車の側面図、図９はモータ駆動装置の縦断面
図、図１０は図９のX−X線断面図である。これらの図に
おいて、前記図１〜図７によって説明したものと同一も
しくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説
明を適宜省略する。

【００５０】図８〜図１０に示すモータ駆動装置４１
は、第１および第２の圧縮コイルばね４９，５０を車体
の前後方向に沿って一列に並べて設けている。詳述する
と、図９に示すように、クランクケースカバー４３の下
端部に前後方向へ延びる筒状部７１を形成し、この筒状
部７１内の前端部に第１の圧縮コイルばね４９を軸線が
前後方向を指向する状態で装填し、後端部に第２の圧縮
コイルばね５０を第１の圧縮コイルばね４９と同一軸線
上に位置するように装填している。これら第１および第
２の圧縮コイルばね４９，５０の内端部にリフター４９
ａ，５０ａを装着し、これら両リフター４９ａ，５０ａ
どうしの間に、後述する第１のアーム７２と第２のアー
ム７３を介装している。前記筒状部７１の前端と後端の
開口は、キャップ５６によって閉塞している。この実施
の形態でも、第１および第２の圧縮コイルばね４９，５
０をそれぞれ圧縮させた状態で装填している。また、筒
状部７１における前後方向の中央部には、前記アーム側
へ下方から指を挿入できるようにメンテナンス用開口７
４を形成している。このメンテナンス用開口７４は、通
常は蓋体７５によって閉塞している。

【００５１】前記第１のアーム７２は、図１０に示すよ
うに、車幅方向に延びる回動軸７６の軸線方向の中央部
に下方へ延びるように一体に形成している。前記回動軸
７６は、クランクケースカバー４３と、このカバー４３
の内側に設けた支持板５３とに軸受７７，７８によって
回動自在に支持させている。回動軸７６の車体右側（図
１０においては左側）の端部に、ウォームホイール４６
を一体に形成し、他端部に、この回動軸７６の回動角度
を検出するためのエンコーダ７９を連結している。前記
ウォームホイール４６は、モータ４２の回転軸４４に形
成したウォーム４５に噛合している。

【００５２】すなわち、この実施の形態では、モータ４
２の回転軸４４が回動することによって、第１のアーム
７２が前後方向へ揺動し、第１の圧縮コイルばね４９と
第２の圧縮コイルばね５０の何れか一方が圧縮されると
ともに他方が伸張する。

【００５３】前記第２のアーム７３は、前記第１のアー
ム７２と前記回動軸７６の軸線方向の投影形状が同一に
なるように形成して第１のアーム７２より車体左側に配
設し、前記回動軸７６に回動自在に支持させている。ま
た、この第２のアーム７３は、回動軸７６から車体の後
方へ延びるようにギヤ８１を一体に形成し、このギヤ８
１を介して伝動機構５１の伝動レバー５５を連結してい
る。なお、伝動機構５１および変速機は、第１の実施の
形態で示したものと同一の構造を採っている。

【００５４】すなわち、第１のアーム７２が揺動するこ
とにより伸張する方の圧縮コイルばねによって第２のア
ーム７３が押圧され、この第２のアーム７３の回動が前
記ギヤ８１から伝動機構５１に伝達されて変速が行われ
る。第２のアーム７３とギヤ８１および伝動レバー５５
は、図９中に二点鎖線で示すようにそれぞれ揺動する。

【００５５】このように構成した電動式変速装置によれ
ば、第１および第２の圧縮コイルばね４９，５０を軸線
が略水平になる状態で同一軸線上に一列に並べ、これら
両ばね４９，５０どうしの間に第１および第２のアーム
７２，７３を介装しているから、この装置を搭載した自
動二輪車の最低地上高さが低くなるのを阻止しながら、
第１、第２の圧縮コイルばね４９，５０の巻き数を多く
とる（長さを長くする）ことができる。したがって、最
低地上高さに制約を受けることなく両圧縮コイルばね４
９，５０の設計上の自由度を向上させることができる。

【００５６】この結果、変速が円滑に行われる弾発力を
発生する条件と、モータ４２の負荷が過大になることが
ない条件の両方を満たす特性を有する圧縮コイルばねを
使用することができる。なお、例えば巻き数が多い圧縮
コイルばねを用いる場合には、キャップ５６として厚み
が薄いものを使用することによって、クランクケースカ
バー４３を変更することなく実施することができる。ま
た、第１および第２のアーム７２，７３の長さを第１の
実施の形態に較べて長くとることができるから、第１お
よび第２の圧縮コイルばね４９，５０の長さ寸法の誤差
が弾発力に及ぼす影響を小さくすることができる。

【００５７】上述した第２の実施の形態では第１および
第２の圧縮コイルばね４９，５０を車体の前後方向に並
べる例を示したが、これらの圧縮コイルばね４９，５０
は、車幅方向に一列に並べることもできる。この構造を
採る場合には、モータ４２の軸線と第１および第２のア
ーム７２，７３の軸線が平行になるから、ウォームとウ
ォームホイールからなる減速機構を省略し、回転軸４４
に設けたピニオンを第１のアーム７２の歯車に噛合させ
てもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、変
速時に変速機のドッグクラッチが歯の当接によって待機
している状態でも第１のベルクランクの作動が妨げられ
ることはなく、前記待機状態が解消された後にばね部材
の弾発力によってドッグクラッチが噛合うようになるか
ら、変速機の状態に影響を受けることなくモータが変速
動作をすることができ、過負荷になるのを確実に阻止す
ることができる。このため、耐久性が高い自動二輪車用
電動式変速装置を実現することができる。また、変速機
の変速歯車を特殊な形状に形成しなくてもよいから、既
存の自動二輪車用変速機を使用することができる。この
ため、部品を共通化できるから生産性が向上し、コスト
ダウンを図ることができる。変速歯車の種類が増大する
こともなく、部品管理も簡単である。

【００５９】請求項２記載の発明によれば、最低地上高
さが低くなるのを阻止しながら、ばね部材の巻き数を多
くとることができるから、最低地上高さに制約を受ける
ことなくばね部材の設計上の自由度を向上させることが
できる。このため、変速が円滑に行われる弾発力が生じ
るとともにモータの負荷が小さくなるような最適な特性
を有するばね部材を使用することができる。

【００６０】請求項３記載の発明によれば、モータの軸
線方向が車幅方向とは直交する方向になるから、車体が
大型化するのを阻止しながら、軸線方向に相対的に長く
なるモータを搭載することができる。しかも、乗員の足
を避けて前方にモータを配設することによって、モータ
に乗員の足が接触するのを阻止することができる。ま
た、ばね部材の弾発力で第１のベルクランクが初期位置
へ復帰するのを減速機構によって阻止できるから、変速
動作が終了した後にモータへの給電を絶つことによっ
て、モータの負荷をより一層低減することができる。

【００６１】請求項４記載の発明によれば、クラッチ
と、変速機の電動化に用いる部材とがエンジンの車幅方
向の両側に振り分けられるから、これらが同一側部に並
ぶ場合に較べてエンジンを車幅方向にコンパクトに形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電動式変速装置を装備した自動
二輪車の側面図である。

【図２】 エンジンのクランクケース内の各部材の位置
を示す図である。

【図３】 変速機および多板式クラッチの断面図であ
る。

【図４】 モータ駆動装置の横断面図である。

【図５】 モータ駆動装置を車体右側から見た状態を示
す側面図である。

【図６】 モータ駆動装置の縦断面図である。

【図７】 伝動機構の構成を示す分解斜視図である。

【図８】 第２の実施の形態による電動式変速装置を搭
載した自動二輪車の側面図である。

【図９】 モータ駆動装置の縦断面図である。

【図１０】 図９のX−X線断面図である。

【符号の説明】

１１…変速機、３２…シフトロッド、４１…モータ駆動
装置、４２…モータ、４５…ウォーム、４６…ウォーム
ホイール、４７…第１のベルクランク、４７ａ，４８ａ
…前部アーム、４７ｂ，４８ｂ…後部アーム、４８…第
２のベルクランク、４９…第１の圧縮コイルばね、５０
…第２の圧縮コイルばね、５１…伝動機構、７２…第１
のアーム、７３…第２のアーム。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを変速操作の動力源とする自動二
   輪車用電動式変速装置において、前記モータと前記変速
   機のシフトロッドとの間の動力伝達系に、モータの変速
   動作に伴って回動する第１のアームと、この第１のアー
   ムによって一方を押圧すると他方が伸びる二つのばね部
   材と、これらのばね部材の伸縮に伴なう荷重によって回
   動するとともにシフトロッドを連動するように連結した
   第２のアームとを有する動力伝達機構を介装したことを
   特徴とする自動二輪車用電動式変速装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動二輪車用電動式変速
   装置において、二つのばね部材をコイルばねによって形
   成して軸線が略水平になる状態で同一軸線上に一列に並
   べ、これらのばね部材どうしの間に第１および第２のア
   ームを介装したことを特徴とする自動二輪車用電動式変
   速装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の自動二輪
   車用電動式変速装置において、モータと第１のアームと
   の間の動力伝達系にウォームとウォームホイールとから
   なる減速機構を介装したことを特徴とする自動二輪車用
   電動式変速装置。
4. 【請求項４】 モータを変速操作の動力源とする自動二
   輪車用電動式変速装置において、前記モータと、このモ
   ータと前記変速機のシフトロッドとの間の動力伝達系の
   部材とを、クラッチとは車幅方向の反対側に配設したこ
   とを特徴とする自動二輪車用電動式変速装置。