JP2015194190A - 内燃機関の変速駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シフトスピンドル60は、入力機構50が連結される入力側端部60cと、変速機ケースに設けられた変速機側支承部26aに回動自在に支承される出力側端部60dとを有し、マスターアーム71は、シフトスピンドル60の軸方向において、入力側端部60cと出力側端部60dとの間に位置するように配置され、マスターアーム71には、延長カラー部材66が一体に固着され、該延長カラー部材66は、マスターアーム71とシフトスピンドル60の出力側端部60dよりも入力側端部60c寄りに設けられた接続部とを連結するものであって、接続部からマスターアーム71へ向けてシフトスピンドル60の外周面と間隙を持って延出される。
【選択図】図6
Description
特許文献1に開示された構造(以下、従来例という)では、変速機ケースを兼ねたクランクケースの左右側方に分かれて、シフトモータおよびその回転駆動力の減速機構からなる入力機構と、操作機構であるシフト位置変更駆動手段とが配置されている。また、操作機構には、シフトスピンドルと一体に回動するマスターアームと、マスターアームが当接することでマスターアームの回動量を制限するストッパ部材とが備えられている。そして、入力機構と操作機構とには、クランクケース内部を左右に貫通するシフトスピンドルが接続され、入力機構の回転駆動力がシフトスピンドルを介して操作機構へ伝達されている。
この場合、シフトスピンドルの軸長が短くなり、シフトスピンドルがねじれ難くなるため、マスターアームの回動速度が速いと、マスターアームとストッパ部材が当接した際にマスターアームにかかる衝撃をシフトスピンドルで十分に吸収しにくく、この衝撃がシフトスピンドルを介して入力機構へと伝達される虞がある。この衝撃が入力機構へ伝達されると、入力機構の精度に影響が出る可能性があり、この影響を回避すべく入力機構の強度を向上させるには、ギアの厚みや径を大きくする必要があり、入力機構の大型化等の問題があった。
また、回動角センサをシフトスピンドルの操作機構側の軸端に取付けると、回動角センサが変速機ケースの内部に配置されてしまい、回動角センサを耐熱温度以下に保つことが難しく、回動角センサを入力機構側へ取付けたい場合がある。しかし、回動角センサを入力機構側へ取付けた場合、シフトスピンドルにねじれ角があると回動角センサの精度が低下する(入力機構側の回動角を検出するセンサの値が操作機構側の実際の回動角とずれる)虞があり、高速で精度良く変速操作を行うことが難しい課題があった。
さらに、シフトスピンドルの縮径に合わせてリターンスプリングを小さくする必要がなく、リターンスプリングの付勢力を一定に保つことができるとともに、シフトスピンドルの小径化に伴いシフトスピンドルのねじり剛性が低下し、シフトスピンドルを捩じれ易くさせることが可能となり、入力機構へ伝達される衝撃を吸収し、高速で精度の良い変速操作を行うことができる。
本実施の形態に係る変速駆動装置20を備えた内燃機関1は、自動二輪車2にクランク軸24が車両の前後方向に沿う、いわゆる縦置きに搭載された水平対向6気筒の水冷4ストロークの内燃機関である。
本明細書中において、前後左右の向きは車両における直進方向を前方とする通常の基準に従うものとする。
また、メインフレーム5の屈曲部5aの下部には、後方へ延出するスイングアーム11の前端部がピボット軸12により上下搖動可能に枢支され、スイングアーム11の後端部には、後輪13が軸支されている。
図2に示されるように、内燃機関1は、左クランクケース21aと、右クランクケース21bとからなるクランクケース21と、クランクケース21の左右端にそれぞれ結合されるシリンダヘッド22と、各シリンダヘッド22に重ねられるシリンダヘッドカバー23とを備えている。
両クランクケース21a,21b内のピストン(不図示)は、コンロッド(不図示)を介してクランク軸24に連結されており、燃焼室(不図示)内の燃焼によるピストンの摺動に連動してクランク軸24が回転駆動されるようになっている。
図4に示されるように、変速機30は、メイン軸31と、カウンタ軸32と、ギア変速機構40と、クラッチ機構41とを備えている。クラッチ機構41は、油圧式の第一油圧クラッチ41aと第二油圧クラッチ41bとを有するいわゆるデュアルクラッチ(ツインクラッチ)として構成されている。
カウンタ軸32の一方の端部は、ボールベアリング34を介してミッションホルダ26に回転可能に支持され、カウンタ軸32の他方の端部はリアカバー18に取付けられたボールベアリング36を貫通するように配され、カウンタ軸32の他方の端部はボールベアリング36を介してリアカバー18に回転可能に支持されている。
また、4速被動変速ギアC4は、カウンタ軸32上を摺動可能なシフタギアであり、隣接する2速被動変速ギアC2または6速被動変速ギアC6に選択的に係脱され、3速被動変速ギアC3は、カウンタ軸32上を摺動可能なシフタギアであり、隣接する1速被動変速ギアC1または5速被動変速ギアC5に選択的に係脱される。
上記シフタギアのそれぞれには、フォーク係合溝40aが設けられており、このフォーク係合溝40aに係合するシフトフォーク77によって、シフタギアの軸方向への摺動が可能となる。
なお、本ギア変速機構40には、すべてのギア列が無効となって動力が伝達されないニュートラル位置とリバース用スプロケットSによるリバース位置が設けられている。
図5および図6を参照して、変速機30のシフタギアを移動させることで変速を行わせる変速駆動装置20について、以下説明する。
変速駆動装置20は、変速機ケース17の外側に配設される入力機構50とシフトスピンドル60と操作機構70とを備え、変速に必要な動力が入力機構50のシフトモータ51からシフトスピンドル60へ入力され、シフトスピンドル60の回動に連動して操作機構70のマスターアーム71が作用して間欠的にシフトドラム74を回動させ、シフトフォーク77が変速機30のシフタギアを移動させて変速段の切替を行うものである。
図3および図6に示されるように、シフトモータ51は、その回転軸がクランク軸24と平行になるように前後方向を指向させ、車両前面視でチェンジ系ホルダ27の左端部後面に配設されている。
図6に示されるように、シフトモータ51には、モータ軸51aが前方に突出して設けられており、チェンジ系ホルダ27の左端部後面に形成された開口部27bにモータ軸51aが挿通され、後方からボルト51cによりチェンジ系ホルダ27へ固定される。
モータ軸51aの先端部51bは、チェンジ系ホルダ27と減速機ホルダ28との間に形成され後述する減速ギア機構52が収納される減速機室53の内部へ突出されるようになっており、シフトモータ51の回転動力を減速ギア機構52へ伝達するための駆動ギア52aが一体的に形成されている。
図6および図7に示されるように、シフトスピンドル60は、中空の円筒状に形成され、軸方向において中央やや前寄りにはシフトスピンドル60の外周面60aが外方へ膨出した拡径部60bが一体に形成されている。
センサ軸65の外周面65cは、シフトスピンドル60の内周面60fの内、小径部60gとのみ接触し、中央部や入力側端部60cの内周面60fとは間隙を有して離間されるようになっており、センサ軸65の他方の端部である前端部65aの回動角とシフトスピンドル60の出力側端部60dの回動角とは、シフトスピンドル60のねじれに影響を受けることなく一致するようになっている。
図6および図7に示されるように、回動角センサ64は、減速機ホルダ28の開口部28bの周囲に形成されたセンサ取付凹部28aに嵌合され、センサ取付用ボルト64aにて減速機ホルダ28の前面に固定され、センサ軸65の前端部65aの回動角を検出することで、シフトスピンドル60の出力側端部60dの回動角が検出されるようになっている。本実施の形態では、回動角センサ64には接触式のポテンショメーターを用いているが、非接触式のポテンショメーターを用いることもできる。
ワッシャ67には、シフトスピンドル60の出力側端部60dが挿通され、シフトスピンドル60の回動時に延長カラー部材66の後端面66cと変速機側支承部26aとが擦れて摩耗することを防止し、シフトスピンドル60の回動時の摩擦抵抗を減じることで、シフトスピンドル60の回動を安定させることができる。また、マスターアーム71の回動時、延長カラー部材66の入力側端部である後端面66cと変速機側支承部26aとの間には、リターンスプリング72からの軸方向のスラスト力が作用し、摩擦が強くなる傾向にあるが、この部位にワッシャ67を介装させることで、延長カラー部材66やシフトスピンドル60の回動を滑らかにし、精度の良い変速操作が可能となる。
図6に示されるように、操作機構70は、延長カラー部材66を介してシフトスピンドル60と一体に回動されるマスターアーム71と、マスターアーム71を操作前の位置に戻すように付勢するリターンスプリング72と、マスターアーム71の回動量を規制するストッパ部材73と、マスターアーム71の回動に連動してシフトドラム74を間欠的に回動させるポールラチェット機構78とを備えており、操作機構70は、シフトスピンドル60と入力機構50とともに変速機ケース17を構成するミッションホルダ26の前方、すなわち変速機ケース17の外側に配置されている。
規制孔71bの端部の内、円孔71a側の端部71dは、図7に示されるように、マスターアーム71の前面側に屈曲して係止部71eが形成されている。
ストッパピン73は、規制孔71bよりも小さな円柱状に形成されてミッションホルダ26に圧入固定されており、シフトスピンドル60の回動に連動してマスターアーム71が回動されたときに、規制孔71bの内周がストッパピン73に当接することでマスターアーム71の回動量が規制されるようになっている。
コイル部72aには、コイル部72aの内径よりも小径に形成されたシフトスピンドル60がコイル部72aを貫通して配置されている。
また、図8に示されるように、二本の端部72b,72bは、マスターアーム71の前面に沿って規制孔71bへと延出され、リターンスプリング72の両端部72b,72bは、マスターアーム71の係止部71eと、ストッパピン73を間に挟むように、マスターアームの外縁まで延ばされている。
図8に示されるように、シフトスピンドル60の径方向において、シフトスピンドル60と係止部71eとストッパピン73とが同一線上にあるとき、マスターアーム71は中立位置にある。そして、入力機構50からの駆動力の入力によりシフトスピンドル60が回動され、マスターアーム71がいずれかの方向へ回動されると、図9に示されるように、リターンスプリング72の一方の端部72bがストッパピン73に押えられ、他方の端部72bがマスターアーム71の係止部71eによりリターンスプリング72のバネ力に抗して押し開かれるので、マスターアーム71には、リターンスプリング72から操作前の中立位置に戻そうとする付勢力が与えられる。
シフトポジションセンサ82は、シフトドラム74の前方に位置し、チェンジ系ホルダ27の前面に配設されており、チェンジ系ホルダの開口部27dの周囲に形成されたセンサ取付凹部27cに嵌合し、センサ取付用ボルト82aにてチェンジ系ホルダ27の前面に固定されており、シフトポジションセンサ82は、シフトドラム74の変速位置を検出するようになっている。
NR検出装置83は、シフトドラム軸74dと一体に回動するポジションプレート84と、ポジションプレート84の回動に伴ってシフトドラム74がニュートラル位置となったことを検出するニュートラルスイッチ85と、ポジションプレート84の回動に伴ってシフトドラム74がリバース位置となったことを検出するリバースポジションスイッチ86とを備えている。
ポジションプレート84は、シフトドラム軸74dの軸方向において、シフト入力部材79とチェンジ系ホルダ27との間に、シフトドラム軸74dにシフトドラム軸74dと相対回転不能に軸支されている。ポジションプレート84は、円盤状に形成され、ポジションプレート84の外周縁には、前方へ突出したフランジ部84aが一体形成され、ポジションプレート84のフランジ部84aよりも径方向内側には、ピン84bが圧入されている。
マスターアーム71がシフトスピンドル60の軸方向において、シフトスピンドル60の入力側端部60cと出力側端部60dとの間に位置するように配置され、マスターアーム71とシフトスピンドル60の出力側端部60dとが、シフトスピンドル60の外周面60aと間隙を持った延長カラー部材66により連結されている。この場合、シフトスピンドル60の軸長内で、入力機構50とマスターアーム71間の実質的な軸長を延長カラー部材66の長さの分長くすることとなり、入力機構50とマスターアーム71間のねじれを延長カラー部材66の長さの分大きくすることができ、入力機構50と操作機構70とが変速機ケース17外方で同じ側に配されるような場合であっても、入力機構50へ伝達されるマスターアームからの衝撃を延長カラー部材66とシフトスピンドル60のねじれ変形で吸収し、抑制することが可能となり、高速で精度の良い変速操作を行うことができる。
Claims (5)
- 複数のギア列を有する変速機(30)と、
該変速機(30)が収容される変速機ケース(17)と、
前記変速機(30)の変速段を選択的に確立させる操作機構(70)と、
該操作機構(70)に連結されるシフトスピンドル(60)と、
該シフトスピンドル(60)に連結され、該シフトスピンドル(60)を回動させる入力機構(50)とが具備され、
前記操作機構(70)には、前記シフトスピンドル(60)と一体に回動されるマスターアーム(71)と、該マスターアーム(71)の回動量を規制するストッパ部材(73)とが備えられた内燃機関(1)の変速駆動装置において、
前記シフトスピンドル(60)は、前記入力機構(50)が連結される入力側端部(60c)と、前記変速機ケース(17)に設けられた変速機側支承部(26a)に回動自在に支承される出力側端部(60d)とを有し、
前記マスターアーム(71)は、前記シフトスピンドル(60)の軸方向において、前記入力側端部(60c)と前記出力側端部(60d)との間に位置するように配置され、
前記マスターアーム(71)には、延長カラー部材(66)が一体に固着され、
該延長カラー部材(66)は、前記マスターアーム(71)と前記シフトスピンドル(60)の前記出力側端部(60d)よりも前記入力側端部(60c)寄りに設けられた接続部(60e)とを連結するものであって、
該延長カラー部材(66)は、前記接続部(60e)から前記マスターアーム(71)へ向けて前記シフトスピンドル(60)の外周面(60a)と間隙を持って延出されたことを特徴とする内燃機関(1)の変速駆動装置(20)。 - 前記操作機構(70)には、前記マスターアーム(71)を操作前の位置に戻す方向に付勢するリターンスプリング(72)が備えられ、
該リターンスプリング(72)は、コイル部(72a)と、該コイル部(72a)から延出する二本の端部(70b)とからなり、
前記シフトスピンドル(60)は、前記リターンスプリング(72)の前記コイル部(72a)の内径よりも小径に形成され、
前記リターンスプリング(72)の前記コイル部(72a)には、前記シフトスピンドル(60)が貫通して配置され、
該シフトスピンドル(60)と前記リターンスプリング(72)の前記コイル部(72a)との間には、スプリングガイドカラー(68)が介装されたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関(1)の変速駆動装置(20)。 - 前記延長カラー部材(66)と前記変速機側支承部(26a)との間には、ワッシャ(67)が介装されたことを特徴する請求項2に記載の内燃機関(1)の変速駆動装置(20)。
- 前記シフトスピンドル(60)には、ばね鋼が用いられたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関(1)の変速駆動装置(20)。
- 複数のギア列を有する変速機(30)と、
該変速機(30)が収容される変速機ケース(17)と、
前記変速機(30)の変速段を選択的に確立させる操作機構(70)と、
該操作機構(70)に連結され、前記変速機ケースの外方へと延出されるシフトスピンドル(60)と、
該シフトスピンドル(60)に連結され、該シフトスピンドル(60)を回動させる入力機構(50)と、
前記シフトスピンドル(60)の回動角を検出する回動角センサ(64)とを備える内燃機関(1)の変速駆動装置(20)において、
前記シフトスピンドル(60)は、中空の円筒状に形成されるとともに、前記入力機構(50)が連結される入力側端部(60c)と、前記変速機ケース(17)の変速機側支承部(26a)に回動自在に支承される出力側端部(60d)とを有し、
前記シフトスピンドル(60)の内部には、センサ軸(65)が、前記シフトスピンドル(60)の内周面(60f)とは間隙を有して離間されるように装入され、
該センサ軸(65)の一方の端部(65b)は、前記シフトスピンドル(60)の前記出力側端部(60d)の内周面(60g)と連結され、
前記回動角センサ(64)は、前記センサ軸(65)の他方の端部(65a)に前記センサ軸の回動角を検出するように設けられたことを特徴とする内燃機関(1)の変速駆動装置(20)。
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