JP2017219090A - 車両の変速システム - Google Patents
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Abstract
シフトアクチュエータ部からシフト機構に伝達されるまでの部品点数を削減できる車両の変速システムを提供する。
【解決手段】
変速機30と、変速機30を保持する変速機ケース18と、変速機30の変速動作を行うシフト機構40と、シフト機構40を動作させるシフトアクチュエータ部60と、を備える車両の変速システムであって、シフトアクチュエータ部60は、モータ61と、モータ61の回転を伝達する伝達機構63と、伝達機構63により伝達された動力を出力するアクチュエータ出力軸76と、を有し、シフトアクチュエータ部60は、変速機ケース18の側面に固定され、車両側面視においてモータ61の少なくとも一部がシフト機構40に重なり合うように配置される。
【選択図】図2
Description
特許文献1の自動変速装置は、ギアチェンジの際、シフトアクチュエータの駆動によりロッドが往復運動し、リンク機構を介してシフトカムが所定角度だけ回転する。これによりカム溝に沿ってシフトフォークが所定量だけ軸方向に移動し、一対の変速ギアがそれぞれ、メイン軸およびドライブ軸に固定状態となり、メイン軸からドライブ軸に駆動力が伝達される。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、シフトアクチュエータ部からシフト機構に伝達されるまでの部品点数を削減できる車両の変速システムを提供することを目的とする。
(第1の実施形態)
図1は、自動二輪車100の全体構成を示す左側面図である。なお、以下に説明する各図では、必要に応じて車両の前側を矢印「前」、車両の上側を矢印「上」、車両の左側を矢印「左」で示している。したがって、矢印「前」の反対側が車両の後側、矢印「上」の反対側が車両の下側、矢印「左」の反対側が車両の右側である。
また、車体フレーム110にはシートフレーム113が支持される。シートフレーム113は車体フレーム110の外観フレーム111が左右に分岐するV字状箇所に連設され、後方に延出してシート114を支持する。
また、エンジン10の上方であって、左右一対の補強フレーム112の間かつステアリングヘッドパイプ101の後方には、燃料タンク116とエアクリーナボックス117とが前後に配置される。燃料タンク116の下方には、ECU118が配置される。ECU118は、エンジン10の駆動を制御したり、乗員のシフト操作に応じて後述するクラッチアクチュエータ部38およびシフトアクチュエータ部60を制御したりする。また、エンジン10の前方には、チャンバー119が配置される。チャンバー119には排気管を介してマフラー120が接続される。
シリンダヘッド13は、燃焼室と連通する吸気ポート24および排気ポート25が形成される。また、シリンダヘッド13には点火プラグの一部が燃焼室内に露出するように配設される。また、シリンダヘッド13は、吸気ポート24内に吸気バルブが配設され、排気ポート25内に排気バルブが配設される。
シリンダヘッドカバー14は、シリンダヘッド13の頂部に蓋着され、吸気バルブや排気バルブを含む動弁装置を被覆している。
図5に示すように、変速システムは、変速機30と、変速機ケース18(図2を参照)と、クラッチアクチュエータ部38と、シフト機構40と、シフトアクチュエータ部60とを備える。
変速機30は、カウンタシャフト31、クラッチ33、ドライブシャフト34、カウンタシャフト31とドライブシャフト34とに設けられる複数の変速ギア群35、36を有する。
図5に示すように、カウンタシャフト31の右側には、クランクシャフト16の右端に軸着されるプライマリドライブギア23と常に噛合するプライマリドリブンギア32が軸着されている。プライマリドリブンギア32はクラッチ室21内またはクラッチ室21に近接して配置され、プライマリドリブンギア32の直ぐ右側にはクラッチ33が設けられている。クラッチ33は、クランクケース11の右側から図示しないクラッチカバーによって覆われる。クラッチ33は、クラッチアクチュエータ部38の駆動によってプライマリドリブンギア32とカウンタシャフト31との間の伝達を断続する。クラッチアクチュエータ部38は、モータおよびラックアンドピニオン機構を有する。クラッチアクチュエータ部38は、乗員がシフトスイッチ106を操作することでECU118の指示に基づいてクラッチ33を切断したり、繋げたりする。
カウンタシャフト31に設けられる変速ギア群35は、カウンタシャフト31と一体で回転する一体回転ギア35a、カウンタシャフト31に対して相対的に回転可能なフリー回転ギア35b、カウンタシャフト31の軸線方向に往復動可能なスライド回転ギア35cを有する。
スライド回転ギア35cと、スライド回転ギア35cに隣接するフリー回転ギア35bとには、ドッグクラッチが設けられる。スライド回転ギア35cとフリー回転ギア35bとが近接すると、ドッグクラッチが繋がった状態になり、フリー回転ギア35bがカウンタシャフト31と一体で回転する。一方、スライド回転ギア35cとフリー回転ギア35bとが離れると、ドッグクラッチが切断した状態になり、フリー回転ギア35bは、カウンタシャフト31に対して相対的に回転可能な状態となる。
カウンタシャフト31に設けられる一体回転ギア35aと、ドライブシャフト34に設けられるフリー回転ギア36bとは、常に噛合している。同様に、ドライブシャフト34に設けられる一体回転ギア36aと、カウンタシャフト31に設けられるフリー回転ギア35bとは、常に噛合している。シフト機構40は、シフトアクチュエータ部60の駆動によってカウンタシャフト31またはドライブシャフト34の軸線方向にスライド回転ギア35c、36を移動させ、カウンタシャフト31からドライブシャフト34に回転を伝達する変速ギア群35、36の組み合わせを変更する。
シフト機構40は、ミッション室19に配設され、シフトシャフト41、シフトアーム43、シフトカム45、シフトカムセンサ49、シフトフォーク部50、シフトフォークシャフト52を有している。シフト機構40は、カウンタシャフト31およびドライブシャフト34を有する変速機30と比較して左右方向の長さが短い。
シフトカムセンサ49は、図5に示すように、シフトカム45に近接して配置される。シフトカムセンサ49は、シフトカム45の回動位置を検出し、検出した回動位置の情報をECU118に送信する。
カウンタ側シフトフォーク51aは、シフトカム45のカム溝46aに係合すると共に、カウンタシャフト31に設けられたスライド回転ギア35cに係合する。なお、図5では、カウンタ側シフトフォーク51aの一部を省略して図示している。一方、ドライブ側シフトフォーク51bは、シフトカム45のカム溝46bに係合すると共に、ドライブシャフト34に設けられたスライド回転ギア36cに係合する。
シフトカム45が回動することで、カウンタ側シフトフォーク51aおよびドライブ側シフトフォーク51bは、それぞれカム溝46a、46bの形状に応じてシフトフォークシャフト52の軸線方向に沿って移動する。カウンタ側シフトフォーク51aは、移動に応じてスライド回転ギア35cを、カウンタシャフト31の軸線方向に移動させる。一方、ドライブ側シフトフォーク51bは、移動に応じてスライド回転ギア36cを、ドライブシャフト34の軸線方向に移動させる。スライド回転ギア35c、36cが移動することにより、カウンタシャフト31からドライブシャフト34への伝達経路、すなわち変速ギア群35、36の組み合わせが変更される。
図6に示すように、シフトアクチュエータ部60は、モータ61、伝達機構64、ハウジング70、緩衝機構72、アクチュエータ出力軸76を有する。
モータ61は、扁平状の略円柱状であって、出力軸62の軸線が左右方向になるようにベアリング63によって軸支された状態でハウジング70内に配置されている。
緩衝機構72は、例えば付勢部材としてのスプリング73および摩擦部材としてのダンパ74で構成され(図5を参照)、リングギア67と、ハウジング70との間に配置される。緩衝機構72は、リングギア67に対して瞬間的に軸線回りに回動させる力が作用したとき、リングギア67の回動を僅かに許容しながら緩衝させ、リングギア67を元の位置に戻す。
したがって、シフトアクチュエータ部60のモータ61が回動することで、出力軸62の回動に伴ってサンギア65が回動する。サンギア65の回転によって複数のプラネタリギア66がサンギア65の回りを公転することから、複数のプラネタリギア66に連結されたアクチュエータ出力軸76が回動する。シフトアクチュエータ部60に遊星歯車機構を用いることでモータ61からアクチュエータ出力軸76に回転が減速して伝達される。
まず、ECU118はシフトスイッチ106からシフトアップあるいはシフトダウンの情報を受け取った場合に、クラッチアクチュエータ部38を駆動させて、クラッチ33を切断する。
ここで、ECU118がシフトスイッチ106からのシフトアップの情報を受け取ったものとする。この場合、ECU118はシフトアクチュエータ部60のモータ61を何れか一方の回転方向に所定時間だけ駆動させる。したがって、モータ61の出力軸62から伝達機構64およびアクチュエータ出力軸76を介してシフトシャフト41に減速して伝達され、シフトシャフト41からシフトアーム43を介してシフトカム45が所定方向に一定角度だけ回動する。シフトカム45が所定方向に回動することで、シフトフォーク部50がスライド回転ギア35c、36cを移動させて変速ギア群35、36の組み合わせが変更され、自動的にシフトアップの変速が行われる。
一方、ECU118がシフトスイッチ106からのシフトダウンの情報を受け取ったものとする。この場合、ECU118はシフトアクチュエータ部60のモータ61を他方の回転方向に所定時間だけ駆動させる。したがって、シフトカム45が上述した所定方向とは異なる方向に回動することで、シフトフォーク部50がスライド回転ギア35c、36cを移動させて変速ギア群35、36の組み合わせが変更され、自動的にシフトダウンの変速が行われる。
最後に、ECU118はクラッチアクチュエータ部38を駆動させて、クラッチ33を繋ぐことで、変速システムによる変速が完了する。
第1の実施形態では、シフトアクチュエータ部60が、シフトシャフト41およびシフトアーム43を介して間接的にシフトカム45を回動する場合について説明した。本実施形態では、シフトアクチュエータ部60が直接、シフトカム45を回動する場合について説明する。
図7は、第2の実施形態のエンジン10の周辺の構成を示す左側面図である。図8は、第2の実施形態の変速システムの構成を示す模式図である。なお、第1の実施形態と同一の構成は、同一符号を付している。
図8に示すように、本実施形態のシフト機構80は、シフトカム81、シフトカムセンサ49、シフトフォーク部50、シフトフォークシャフト52を有する。シフトカム81にはシフトカムセンサ49を介してアクチュエータ出力軸76が同軸上に軸着されている。このように、本実施形態のシフト機構80は、第1の実施形態のシフト機構40のうち、シフトシャフト41、シフトアーム43を省略した構成である。
更に、シフトシャフト41およびシフトアーム43を省略できることから、モータ61の負荷が軽減され、シフトアクチュエータ部60を効率的に駆動させることができる。したがって、モータ61の小型化、減速させるためのギアの削減あるいは小径化を図ることができる。なお、アクチュエータ出力軸76とシフトカム81との間に位置するシフトカムセンサ49は、アクチュエータ出力軸76の反対側に配置してもよい。
本実施形態では、シフトアクチュエータ部60をクランクケース11の左側面、具体的には変速機ケース18の左側面に固定する場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、シフトアクチュエータ部60をクランクケース11の右側面、具体的には変速機ケース18の右側面に固定してもよい。更には、スイングアームピボット121の上方に配置してもよい。またはカウンタシャフト31の中心軸とドライブシャフト34の中心軸とを繋ぐ直線Lよりも上方に配置してもよい。
第1の実施形態ではシフトアクチュエータ部60がシフトシャフト41を回動し、第2の実施形態ではシフトアクチュエータ部60がシフトカム45を回動する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、シフト機構40がシフトシャフト41を省略して構成し、シフトアクチュエータ部60がシフトアーム43を回動してもよい。
Claims (5)
- 変速機と、
前記変速機を保持する変速機ケースと、
前記変速機の変速動作を行うシフト機構と、
前記シフト機構を動作させるシフトアクチュエータ部と、を備える車両の変速システムであって、
前記シフトアクチュエータ部は、
モータと、
前記モータの回転を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構により伝達された動力を出力するアクチュエータ出力軸と、を有し、
前記シフトアクチュエータ部は、前記変速機ケースの側面に固定され、車両側面視において前記モータの少なくとも一部が前記シフト機構に重なり合うように配置されていることを特徴とする車両の変速システム。 - 前記シフト機構は、
シフトカムと、前記シフトカムの回動に応じてスライドして変速ギアの組み合わせを変更するシフトフォーク部と、前記シフトカムを回動させるシフトアームと、前記シフトアームを揺動させるシフトシャフトと、を有し、
前記シフトアクチュエータ部は、前記アクチュエータ出力軸が前記シフトシャフトを回動することを特徴とする請求項1に記載の車両の変速システム。 - 前記シフト機構は、
シフトカムと、前記シフトカムの回動に応じてスライドして変速ギアの組み合わせを変更するシフトフォーク部と、を有し、
前記シフトアクチュエータ部は、前記アクチュエータ出力軸が前記シフトカムを回動することを特徴とする請求項1に記載の車両の変速システム。 - 前記伝達機構は、遊星歯車機構であることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の車両の変速システム。
- 前記伝達機構は、前記モータと一体で回動するサンギアと、前記サンギアに噛合するプラネタリギアと、前記プラネタリギアに噛合するリングギアと、を有し、
前記シフトアクチュエータ部は、前記伝達機構を収容するハウジングと、前記ハウジングと前記リングギアとの間に配置される緩衝機構と、を更に有することを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の車両の変速システム。
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