JP2024046143A - 車両用変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】レイアウト上の制約を受けることなくシフトフィーリングの悪化を抑制できる車両用変速機を提供する。【解決手段】車両用変速機は、軸方向の変位に応じて変速段を切り替えるシフター部材と、外周面にカム溝が形成され、変速操作に応じて回動するシフトドラムと、シフトフォークシャフト４５と、カム溝に係合した係合部５５、およびシフター部材に連結された先端部を有し、シフトフォークシャフト４５に軸方向に相対変位可能に支持され、シフトドラムの回動により係合部５５をカム溝に沿って移動させることで軸方向に変位するシフトフォーク５０と、を備える。シフトフォーク５０は、シフトフォークシャフト４５が挿通される挿通孔５８を画成するとともに、シフトフォークシャフト４５の外周面に沿って延びる内周面５７を有する。内周面５７における軸方向の端部には、径方向の外側に窪むとともに軸方向の外側に開放された凹部６０が形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用変速機に関するものである。

従来、車両用変速機として、変速操作に応じて回動するシフトドラムと、変速機ケースに支持されたシフトフォークシャフトと、シフトドラムの回動により、シフトフォークシャフトに軸方向移動可能に支持されたシフトフォークと、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、シフトドラムの外周面にカム溝が形成され、フォーク軸に摺動自在に軸支されたシフトフォークのフォークピンがカム溝に係合され、シフトフォークの先端部がシフターと係合された車両用変速機が開示されている。この種の車両用変速機では、シフトドラムの回動に伴ってフォークピンがカム溝に案内されることにより、シフトフォークがフォーク軸上を移動してギヤまたはシフターを移動させ、変速段を切り替える。

さらに特許文献１に開示された車両用変速機では、シフトドラムの外周面に溝を形成し、シフトフォークにより動かされないギヤの歯部を溝内に入り込むことで、大径のギヤとシフトドラムとの干渉が回避されている。これにより、ギヤが設けられたメインシャフトおよびカウンタシャフトに対してシフトドラムをできるだけ近づけて配置することができ、フォークピンを力点としてシフトフォークを摺動させるときにシフトフォークがフォーク軸の軸心方向に対して傾くことがなく、シフトフォークとフォーク軸との間でこじりが起きることがないとされている。なお、シフトフォークにこじりが発生すると、シフトフィーリングが悪化する場合がある。

特許第３２７２１２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、レイアウト上の制約が生じる場合がある。したがって、レイアウト上の制約を受けることなく、シフトフォークのこじりによるシフトフィーリングの悪化を抑制できる技術の開発が望まれている。

そこで本発明は、レイアウト上の制約を受けることなくシフトフィーリングの悪化を抑制できる車両用変速機を提供するものである。

本発明の第１の態様に係る車両用変速機は、軸方向に延び、変速ギヤを支持する伝動軸（２３，２５）と、前記伝動軸（２３，２５）に前記軸方向に変位可能に支持され、前記軸方向の変位に応じて前記伝動軸（２３，２５）に特定の変速ギヤ（３４）を結合することで変速段を切り替えるシフター部材（３５）と、外周面にカム溝（４２）が形成され、変速操作に応じて回動するシフトドラム（４１）と、変速機ケース（２１）に支持されたシフトフォークシャフト（４５）と、前記カム溝（４２）に係合した係合部（５５）、および前記シフター部材（３５）に連結された連結部（５３）を有し、前記シフトフォークシャフト（４５）に前記軸方向に相対変位可能に支持され、前記シフトドラム（４１）の回動により前記係合部（５５）を前記カム溝（４２）に沿って移動させることで前記軸方向に変位するシフトフォーク（５０）と、を備え、前記シフトフォーク（５０）は、前記シフトフォークシャフト（４５）が挿通される挿通孔（５８）を画成するとともに、前記シフトフォークシャフト（４５）の外周面に沿って延びる内周面（５７）を有し、前記内周面（５７）における前記軸方向の端部には、径方向の外側に窪むとともに前記軸方向の外側に開放された凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）が形成されている。

第１の態様によれば、変速操作に応じてシフトフォークがシフトフォークシャフトに対して傾いた際に、シフトフォークシャフトを凹部の開口縁に２点接触あるいは面接触させることができる。このため、シフトフォークの内周面に凹部が形成されていない場合にシフトフォークシャフトが挿通孔の開口縁に１点接触する構成と比較して、シフトフォークシャフトとシフトフォークとの接触面積を増やすことができ、接触点における圧力を下げ、シフトフォークシャフトとシフトフォークとの摺動抵抗を低下させることができる。これにより、レイアウト上の制約を受けることなくシフトフォークシャフトおよびシフトフォークの摺動抵抗を低下させることができ、変速操作がなされた際にシフトフォークをスムーズに変位させることが可能となる。したがって、シフトフィーリングの悪化を抑制できる。

本発明の第２の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様に係る車両用変速機において、前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）は、前記内周面（５７）における前記軸方向の両端部に形成されていてもよい。

第２の態様によれば、シフトフォークがシフトフォークシャフトに対して軸方向に平行な２方向のいずれに変位する際にも、上述した作用を奏することができる。したがって、より多くの状況でシフトフィーリングの悪化を抑制できる。

本発明の第３の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様または第２の態様に係る車両用変速機において、前記軸方向から見て前記シフトドラム（４１）の中心軸線（Ｑ）および前記シフトフォークシャフト（４５）の中心軸線（Ｃ）を通る第１仮想直線（Ｌ１）を定義し、前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）は、前記軸方向から見て前記第１仮想直線（Ｌ１）に対して前記伝動軸（２３，２５）の中心軸線（Ｏ，Ｐ）とは反対側に形成されていてもよい。

第３の態様によれば、シフトフォークを変位させるにあたり、シフトフォークおよび伝動軸の接触部を支点とし、かつ係合部を力点とするようにシフトフォークに力が加わった際に、シフトフォークのうちシフトフォークシャフトに接触して圧力が発生しやすい箇所に凹部を設けることができる。このため、シフトフォークシャフトおよびシフトフォークの摺動抵抗を効果的に低下させて、シフトフィーリングの悪化を確実に抑制できる。

本発明の第４の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様から第３の態様のいずれかの態様に係る車両用変速機において、前記軸方向から見て前記シフトフォークシャフト（４５）の中心軸線（Ｑ）および前記伝動軸（２３，２５）の中心軸線（Ｏ，Ｐ）を通る第２仮想直線（Ｌ２）を定義し、前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）は、前記軸方向から見て前記第２仮想直線（Ｌ２）に対して前記係合部（５５）とは反対側に形成されていてもよい。

第４の態様によれば、シフトフォークを変位させる際のシフトドラムの回転初期に、シフトフォークのうちシフトフォークシャフトに接触して圧力が発生しやすい箇所に凹部を設けることができる。このため、シフトフォークシャフトおよびシフトフォークの摺動抵抗を効果的に低下させて、シフトフィーリングの悪化を確実に抑制できる。

本発明の第５の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様から第４の態様のいずれかの態様に係る車両用変速機において、前記シフトフォーク（５０）は、ニュートラルから変速操作される場合に前記軸方向に変位してもよい。

第５の態様によれば、ニュートラルへ変速操作される際のシフトフォークシャフトおよびシフトフォークの摺動抵抗を低下させることができるので、運転者が変速操作に力を入れすぎてニュートラルを跨ぐように変速されることを抑制できる。

本発明の第６の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様から第５の態様のいずれかの態様に係る車両用変速機において、前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）における前記軸方向の外側の開口縁（６１，６１Ａ）は、前記シフトフォークシャフト（４５）の前記外周面の曲率よりも大きい曲率で湾曲していてもよい。

第６の態様によれば、シフトフォークがシフトフォークシャフトに対して傾いた場合に、シフトフォークシャフトが凹部に深く入り込んで凹部の開口縁に１点接触することを抑制できる。すなわち、シフトフォークシャフトを凹部の開口縁に２点接触あるいは面接触させるなど、接触面積を増大させることができる。したがって、上述した作用効果をより確実に奏することができる。

本発明の第７の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様から第６の態様のいずれかの態様に係る車両用変速機において、前記凹部（６０）は、前記内周面（５７）における前記軸方向の全長にわたって延びていてもよい。

第７の態様によれば、凹部を給油溝として好適に作用させることができる。

本発明の第８の態様に係る車両用変速機は、上記第１の態様から第７の態様のいずれかの態様に係る車両用変速機において、前記凹部（６０Ｂ）は、前記シフトフォーク（５０）を径方向に貫通していてもよい。

第８の態様によれば、シフトフォークがシフトフォークシャフトに対して傾いた場合に、シフトフォークシャフトが凹部に深く入り込んで凹部の開口縁に１点接触することを容易に抑制できる。したがって、上述した作用効果をより確実に奏することができる。

本発明によれば、レイアウト上の制約を受けることなくシフトフィーリングの悪化を抑制できることができる。

実施形態のパワーユニットの左側面図である。 実施形態のパワーユニットの一部を示す断面図である。 シフトフォークシャフト、およびそのシフトフォークシャフトに支持されたシフトフォークの一例を示す斜視図である。 図３に示すシフトフォークの基端部周辺を軸方向から見た拡大図である。 図３に示すシフトフォークの断面図である。 実施形態のチェンジ機構を軸方向から見た図である。 図６に示すチェンジ機構のうち第１フォークに関わる部材のみを示した図である。 図６に示すチェンジ機構のうち第２フォークに関わる部材のみを示した図である。 実施形態の第１変形例に係るシフトフォークの断面図である。 実施形態の第２変形例に係るシフトフォークの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における前後上下左右等の方向は、以下に説明する車両における方向と同一とする。すなわち、上下方向は鉛直方向と一致し、左右方向は車幅方向と一致する。また、以下の説明に用いる図中において、矢印ＵＰは上方、矢印ＦＲは前方、矢印ＬＨは左方をそれぞれ示している。

図１は、実施形態のパワーユニットの左側面図である。なお図１ではクランクケース１２の内部構造を示しているとともに、シリンダ１３の外観を示している。
本実施形態のパワーユニット１は、自動二輪車等の鞍乗り型車両に搭載されている。図１に示すように、パワーユニット１は、エンジン３、変速機７およびクラッチ装置５（図２参照）を一体に備える。エンジン３は、パワーユニット１の前部に設けられている。変速機７は、パワーユニット１の後部に設けられている。本実施形態の変速機７は、運転者が図示しないチェンジペダルを操作して変速段を選択するマニュアルトランスミッションである。

エンジン３は、車幅方向に延在するクランクシャフト１１と、クランクシャフト１１を収容するクランクケース１２と、クランクケース１２から前方に突出するシリンダ１３と、を備える。シリンダ１３内には、ピストンが嵌装されている。ピストンの往復動は、コンロッド１４を介してクランクシャフト１１の回転動に変換される。

図２は、実施形態のパワーユニットの一部を示す断面図である。なお図２は、後述する中心軸線Ｑ，Ｃを折れ線として複数の切断面を組み合わせた断面図である。
図２に示すように、変速機７は、変速機ケース２１に収容されている。変速機ケース２１は、クランクケース１２の後部である。変速機７は、変速機ケース２１に回転自在に支持されたメインシャフト２３およびカウンタシャフト２５と、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５に跨る変速ギヤ群２７と、変速ギヤ群２７におけるメインシャフト２３およびカウンタシャフト２５間の動力伝達に用いる変速ギヤ対を切り替えるチェンジ機構４０と、を有する有段式のトランスミッションである。メインシャフト２３は、車幅方向に延びる中心軸線Ｏを有する。カウンタシャフト２５は、車幅方向に延びる中心軸線Ｐを有する。なお以下の各構成部材の説明で用いる軸方向および径方向の用語は、当該構成部材の中心軸線に対応する方向であり、軸方向は車幅方向に一致している。

メインシャフト２３の右端部には、クラッチ装置５が結合している。クラッチ装置５は、エンジン３のクランクシャフト１１（図１参照）と変速機７のメインシャフト２３との間の動力伝達を断接させる多板式摩擦クラッチである。クラッチ装置５は、運転者によるクラッチ操作子の操作またはアクチュエータの駆動により断接作動する。クランクシャフト１１の回転動力は、クラッチ装置５を介してメインシャフト２３に伝達され、メインシャフト２３から変速ギヤ群２７の任意の変速ギヤ対を介してカウンタシャフト２５に伝達される。

カウンタシャフト２５は、パワーユニット１の出力軸を構成している。カウンタシャフト２５は、変速機ケース２１の左方に突出し、ドライブスプロケット９に結合している。カウンタシャフト２５の回転は、変速機ケース２１の左側からチェーンドライブ式の動力伝達機構を介して後輪に伝達される。

変速ギヤ群２７は、メインシャフト２３に支持された駆動ギヤ３１Ａ～３１Ｅと、カウンタシャフト２５に支持された従動ギヤ３２Ａ～３２Ｅと、を備える。駆動ギヤ３１Ａ～３１Ｅおよび従動ギヤ３２Ａ～３２Ｅは、変速段数分の変速ギヤ対をなしている。変速ギヤ対は、変速段毎に常時噛み合い状態で設けられている。メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５のそれぞれに支持された各ギヤは、対応するシャフトに対して回転不能、かつ軸方向に変位不能な固定ギヤ３３と、対応するシャフトに対して回転可能、かつ軸方向に変位不能なフリーギヤ３４と、対応するシャフトに対して回転不能、かつ軸方向に変位可能に設けられたスライドギヤ３５と、に分類される。スライドギヤ３５は、対応するシャフトにスプライン嵌合している。フリーギヤ３４およびスライドギヤ３５の一方には、軸方向に突出するドグ３６が設けられている。フリーギヤ３４およびスライドギヤ３５の他方には、軸方向に窪むスロット３７が設けられる。スライドギヤ３５の外周面には、径方向の内側に窪むとともに全周にわたって延びる環状溝３８が形成されている。

軸方向で向かい合うドグ３６およびスロット３７は、互いに係合可能とされている。軸方向で隣り合うフリーギヤ３４およびスライドギヤ３５は、互いに接近することでドグ３６およびスロット３７を係合させ、一体回転可能な状態となる。軸方向で隣り合うフリーギヤ３４およびスライドギヤ３５は、互いに離間することでドグ３６およびスロット３７を係合状態から離脱させて、相対回転可能な状態となる。いずれのドグ３６およびスロット３７が互いに係合または離脱するかによって、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５の間の動力伝達に用いられる変速ギヤ対が切り替わる。全てのドグ３６およびスロット３７の係合が解除された状態は、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５の間の動力伝達が不能なニュートラル状態である。

駆動ギヤ３１Ａ～３１Ｅは、５速分設けられている。メインシャフト２３には、右側から１速段用の駆動ギヤ３１Ａ、４速段用の駆動ギヤ３１Ｄ、３速段用の駆動ギヤ３１Ｃ、５速段用の駆動ギヤ３１Ｅ、２速段用の駆動ギヤ３１Ｂが順に支持されている。１速段用の駆動ギヤ３１Ａおよび２速段用の駆動ギヤ３１Ｂは、固定ギヤ３３である。３速段用の駆動ギヤ３１Ｃは、スライドギヤ３５である。４速段用の駆動ギヤ３１Ｄおよび５速段用の駆動ギヤ３１Ｅは、フリーギヤ３４である。なお図示の例では、１速段用の駆動ギヤ３１Ａは、メインシャフト２３と一体に形成されている。

従動ギヤ３２Ａ～３２Ｅは、駆動ギヤ３１Ａ～３１Ｅと同様に５速分設けられ、変速段毎に駆動ギヤ３１Ａ～３１Ｅと噛み合うように配置されている。すなわちカウンタシャフト２５には、右側から１速段用の従動ギヤ３２Ａ、４速段用の従動ギヤ３２Ｄ、３速段用の従動ギヤ３２Ｃ、５速段用の従動ギヤ３２Ｅ、２速段用の従動ギヤ３２Ｂが順に支持されている。互いに噛み合う駆動ギヤ３１Ａ～３１Ｅおよび従動ギヤ３２Ａ～３２Ｅは、変速ギヤ対を構成している。１速段用の従動ギヤ３２Ａ、３速段用の従動ギヤ３２Ｃ、および２速段用の従動ギヤ３２Ｂは、フリーギヤ３４である。４速段用の従動ギヤ３２Ｄおよび５速段用の従動ギヤ３２Ｅは、スライドギヤ３５である。

チェンジ機構４０は、変速操作に応じて回動するシフトドラム４１と、変速機ケース２１に支持されたシフトフォークシャフト４５と、シフトフォークシャフト４５に支持されたシフトフォーク５０と、を備える。

シフトドラム４１は、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５と平行に配置されている。シフトドラム４１は、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５よりも上方に配置されている。シフトドラム４１は、車幅方向に延びる中心軸線Ｑを有する。シフトドラム４１の両端部は、変速機ケース２１に回転可能に支持されている。シフトドラム４１は、チェンジペダルに連係され、チェンジペダルに入力された操作力を受けて回転する。シフトドラム４１の外周面には、カム溝４２が形成されている。カム溝４２は、シフトドラム４１の回転に伴ってシフトフォーク５０を車幅方向に変位させる。

シフトフォークシャフト４５は、車幅方向に延びる中心軸線Ｃを有する円柱状に形成されている。シフトフォークシャフト４５のうちシフトフォーク５０を支持する箇所の外周面は、一定の曲率で軸方向に延びている。

シフトフォーク５０は、スライドギヤ３５毎に１つずつ設けられる。シフトフォーク５０は、シフトフォークシャフト４５に軸方向に相対変位可能に支持されている。以下、３速段用の駆動ギヤ３１Ｃに対応するシフトフォーク５０を第１フォーク５０Ａ、４速段用の従動ギヤ３２Ｄに対応するシフトフォーク５０を第２フォーク５０Ｂ、５速段用の従動ギヤ３２Ｅに対応するシフトフォーク５０を第３フォーク５０Ｃと称する場合がある。

図３は、シフトフォークシャフト、およびそのシフトフォークシャフトに支持されたシフトフォークの一例を示す斜視図である。
図２および図３に示すように、シフトフォーク５０は、シフトフォークシャフト４５を挿通する円筒状の基端部５１と、基端部５１から対応するスライドギヤ３５を支持するシャフト側に延出してスライドギヤ３５に連結された先端部５３と、基端部５１に突設された係合部５５と、を一体に備える。なお以下のシフトフォーク５０に関する説明では、特に記載のない限り基端部５１がシフトフォークシャフト４５と同軸に配置された状態にあるものとする。

先端部５３は、軸方向に略一定の厚さを有する平板状に形成され、基端部５１からその径方向外側に張り出している。先端部５３は、二股状に分岐しており、スライドギヤ３５を挟むように環状溝３８に係合している。先端部５３は、環状溝３８の両側面によってスライドギヤ３５に対する軸方向の変位を規制されている。

図４は、図３に示すシフトフォークの基端部周辺を軸方向から見た拡大図である。なお図４では、シフトフォークシャフト４５を仮想線で示している。
図４に示すように、基端部５１は、シフトフォークシャフト４５の外周面に沿って延びる内周面５７を有する。内周面５７は、シフトフォークシャフト４５が挿通される挿通孔５８を画成している。内周面５７は、一定の曲率半径で軸方向に延びている。内周面５７の曲率半径は、シフトフォークシャフト４５の外周面の曲率半径よりも大きい。基端部５１の軸方向端面の内周縁は、全周にわたって面取りされている。

図２および図３に示すように、係合部５５は、軸方向から見て基端部５１からシフトドラム４１の中心軸線Ｑに向けて突出している。係合部５５は、円柱状に形成されており、シフトドラム４１のカム溝４２に係合している。係合部５５は、回転するシフトドラム４１のカム溝４２に案内されて軸方向に変位する。

図５は、図３に示すシフトフォークの断面図であって、基端部の中心軸線を含む切断面を示す図である。なお図５では、基端部５１が仮想線で示すシフトフォークシャフト４５に対して傾いた状態を示している。
ここで、図４および図５に示すように、基端部５１の内周面５７には、径方向の外側に窪む凹部６０が形成されている。凹部６０は、内周面５７における軸方向の全長にわたって延びた溝状である。換言すると、内周面５７における軸方向の両端部に形成された凹部６０が互いに接続して１つの溝状に形成されている。本実施形態では、凹部６０は、軸方向に沿って一様に延在している。これにより、内周面５７における凹部６０の開口縁は、一定の幅で軸方向に延びている。

内周面５７における軸方向の各端部には、２つの凹部６０が設けられている。ここで、内周面５７の各端部に設けられた２つの凹部６０を、便宜上第１凹部６０１および第２凹部６０２と称する。第１凹部６０１は、２つの凹部６０のうち係合部５５から離れた位置にある凹部６０である。内周面５７の第１端部に設けられた第１凹部６０１と、内周面５７の第２端部に設けられた第２凹部６０２とは、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃ（内周面５７の中心軸線）に対して線対称の位置に設けられている。また、内周面５７の第２端部に設けられた第１凹部６０１と、内周面５７の第１端部に設けられた第２凹部６０２とは、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃ（内周面５７の中心軸線）に対して線対称の位置に設けられている。本実施形態では、内周面５７の各端部において、第１凹部６０１および第２凹部６０２は、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃに対して線対称の位置に設けられている。なお図３から図５に示す凹部６０の形成位置はその一例であり、より望ましい凹部６０の形成位置については後述する。

凹部６０は、軸方向の外側に開放されており、基端部５１の軸方向端面に外側開口縁６１を有する。外側開口縁６１は、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５の外周面の曲率よりも大きい一定の曲率で湾曲している。これにより、シフトフォーク５０がシフトフォークシャフト４５に対して傾いた状態で、シフトフォーク５０が凹部６０の内面に接触することを規制している。ただし、凹部は、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５と同じ外径を有する仮想円が外側開口縁に１点で内接しなければよい。例えば凹部の外側開口縁は、軸方向から見て曲率を変化させながら湾曲していてもよいし、軸方向から見て直線および曲線を組み合わせて延びていてもよい。

凹部６０の形成位置について、図６から図８を参照して説明する。
図６は、実施形態のチェンジ機構を軸方向から見た図である。
図６に示すように、任意のシフトフォーク５０に関し、第１仮想直線Ｌ１および第２仮想直線Ｌ２を以下のように定義する。第１仮想直線Ｌ１は、軸方向から見てシフトドラム４１の中心軸線Ｑおよびシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃを通る直線として定義される。第２仮想直線Ｌ２は、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃ、並びにメインシャフト２３およびカウンタシャフト２５のうち対応するシャフトの中心軸線を通る直線として定義される。メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５のうち対応するシャフトは、任意のシフトフォーク５０に連結されたスライドギヤ３５を支持するシャフトである。任意のシフトフォーク５０において、第１凹部６０１は、軸方向から見て第１仮想直線Ｌ１に対してメインシャフト２３およびカウンタシャフト２５のうち対応するシャフトの中心軸線とは反対側の領域、または軸方向から見て第２仮想直線Ｌ２に対して係合部５５とは反対側の領域に形成されている。第２凹部６０２の形成位置は、第１凹部６０１の形成位置に応じて一義的に定まる。

図７は、図６に示すチェンジ機構のうち第１フォークに関わる部材のみを示した図である。
図６および図７に示す例では、第１フォーク５０Ａの内周面５７のうち、軸方向から見て第１仮想直線Ｌ１に対してメインシャフト２３の中心軸線Ｏとは反対側の領域Ａ１、または軸方向から見て中心軸線Ｏを通る第２仮想直線Ｌ２に対して係合部５５とは反対側の領域Ａ２に第１凹部６０１が形成される。

図８は、図６に示すチェンジ機構のうち第２フォークに関わる部材のみを示した図である。
図６および図８に示す例では、第２フォーク５０Ｂおよび第３フォーク５０Ｃそれぞれの内周面５７のうち、軸方向から見て第１仮想直線Ｌ１に対してカウンタシャフト２５の中心軸線Ｐとは反対側の領域Ｂ１、または軸方向から見て中心軸線Ｐを通る第２仮想直線Ｌ２に対して係合部５５とは反対側の領域Ｂ２に第１凹部６０１が形成される。

図６に示すように、第１凹部６０１の位置は、第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２とのなす角度が大きくなるに従い、中心軸線Ｃを中心にして第１仮想直線Ｌ１との間の中心角が大きくなるように設定される。なお第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２とのなす角度は、軸方向から見て第１仮想直線Ｌ１のうち中心軸線Ｃから中心軸線Ｑとは反対側に延びる部分と、第２仮想直線Ｌ２のうち中心軸線Ｃから中心軸線Ｏ（または中心軸線Ｐ）側に延びる部分と、のなす角度である。

図２に示すように、各シフトフォーク５０は、シフトドラム４１の回転によって、各カム溝４２のパターンに沿って軸方向で移動し、スライドギヤ３５を軸方向に移動させる。シフトフォーク５０は、シフトドラム４１の位相角に応じて任意のスライドギヤ３５をフリーギヤ３４に係合させ、シャフト間（メインシャフト２３とカウンタシャフト２５との間）の動力伝達に用いる変速ギヤ対を選択する。また、シフトフォーク５０は、全てのスライドギヤ３５をフリーギヤ３４から離間させることで、ニュートラル状態とする。

具体的に、変速機７は、変速操作に応じて以下のように動作する。
ニュートラルから１速へ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第２フォーク５０Ｂが軸方向に移動し、スライドギヤ３５である４速段用の従動ギヤ３２Ｄが１速段用の従動ギヤ３２Ａに係合する。これにより、フリーギヤ３４である１速段用の従動ギヤ３２Ａがカウンタシャフト２５と一体回転可能となるので、１速段用の駆動ギヤ３１Ａおよび１速段用の従動ギヤ３２Ａからなる変速ギヤ対を介して、シャフト間の動力伝達が可能となる。したがって、１速段が確立される。

１速からニュートラルへ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第２フォーク５０Ｂが軸方向に移動し、スライドギヤ３５である４速段用の従動ギヤ３２Ｄが１速段用の従動ギヤ３２Ａから離間する。これにより、フリーギヤ３４である１速段用の従動ギヤ３２Ａがカウンタシャフト２５と相対回転可能となるので、シャフト間の動力伝達が不能となる。したがって、ニュートラル状態が確立される。

ニュートラルから２速へ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第３フォーク５０Ｃが軸方向に移動し、スライドギヤ３５である５速段用の従動ギヤ３２Ｅが２速段用の従動ギヤ３２Ｂに係合する。これにより、フリーギヤ３４である２速段用の従動ギヤ３２Ｂがカウンタシャフト２５と一体回転可能となるので、２速段用の駆動ギヤ３１Ｂおよび２速段用の従動ギヤ３２Ｂからなる変速ギヤ対を介して、シャフト間の動力伝達が可能となる。したがって、２速段が確立される。

２速からニュートラルへ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第３フォーク５０Ｃが軸方向に移動し、スライドギヤ３５である５速段用の従動ギヤ３２Ｅが２速段用の従動ギヤ３２Ｂから離間する。これにより、フリーギヤ３４である２速段用の従動ギヤ３２Ｂがカウンタシャフト２５と相対回転可能となるので、シャフト間の動力伝達が不能となる。したがって、ニュートラル状態が確立される。

２速から３速へ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第３フォーク５０Ｃおよび第２フォーク５０Ｂが軸方向に移動する。第３フォーク５０Ｃの移動により、スライドギヤ３５である５速段用の従動ギヤ３２Ｅが２速段用の従動ギヤ３２Ｂから離間して、２速段用の変速ギヤ対を介したシャフト間の動力伝達が不能となる。一方で、第２フォーク５０Ｂの移動により、スライドギヤ３５である４速段用の従動ギヤ３２Ｄが３速段用の従動ギヤ３２Ｃに係合する。これにより、フリーギヤ３４である３速段用の従動ギヤ３２Ｃがカウンタシャフト２５と一体回転可能となるので、３速段用の駆動ギヤ３１Ｃおよび３速段用の従動ギヤ３２Ｃからなる変速ギヤ対を介して、シャフト間の動力伝達が可能となる。したがって、３速段が確立される。なお３速から２速へ変速操作がなされた場合の動作は、２速から３速へ変速操作がなされた場合とは逆の動作である。

３速から４速へ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第２フォーク５０Ｂおよび第１フォーク５０Ａが軸方向に移動する。第２フォーク５０Ｂの移動により、スライドギヤ３５である４速段用の従動ギヤ３２Ｄが３速段用の従動ギヤ３２Ｃから離間して、３速段用の変速ギヤ対を介したシャフト間の動力伝達が不能となる。一方で、第１フォーク５０Ａの移動により、スライドギヤ３５である３速段用の駆動ギヤ３１Ｃが４速段用の駆動ギヤ３１Ｄに係合する。これにより、フリーギヤ３４である４速段用の駆動ギヤ３１Ｄがメインシャフト２３と一体回転可能となるので、４速段用の駆動ギヤ３１Ｄおよび４速段用の従動ギヤ３２Ｄからなる変速ギヤ対を介して、シャフト間の動力伝達が可能となる。したがって、４速段が確立される。なお４速から３速へ変速操作がなされた場合の動作は、３速から４速へ変速操作がなされた場合とは逆の動作である。

４速から５速へ変速操作がなされると、シフトドラム４１の回転によって第１フォーク５０Ａが軸方向に移動する。第１フォーク５０Ａの移動により、スライドギヤ３５である３速段用の駆動ギヤ３１Ｃが４速段用の駆動ギヤ３１Ｄから離間するとともに、５速段用の駆動ギヤ３１Ｅに接近する。これにより、４速段用の変速ギヤ対を介したシャフト間の動力伝達が不能となる一方で、３速段用の駆動ギヤ３１Ｃが５速段用の駆動ギヤ３１Ｅに係合する。その結果、フリーギヤ３４である５速段用の駆動ギヤ３１Ｅがメインシャフト２３と一体回転可能となるので、５速段用の駆動ギヤ３１Ｅおよび５速段用の従動ギヤ３２Ｅからなる変速ギヤ対を介して、シャフト間の動力伝達が可能となる。したがって、５速段が確立される。なお５速から４速へ変速操作がなされた場合の動作は、４速から５速へ変速操作がなされた場合とは逆の動作である。

ところで、シフトフォーク５０の係合部５５がカム溝４２によって軸方向に案内されると、先端部５３に作用する軸方向の抵抗を受けて、係合部５５が軸方向に沿って先行するように基端部５１がシフトフォークシャフト４５に対して傾く場合がある（図５参照）。先端部５３に作用する軸方向の抵抗としては、先端部５３に連結されたスライドギヤ３５とそのスライドギヤ３５を支持するシャフトとの摺動摩擦や、ドグ３６がスロット３７に挿入される際のドグ３６およびスロット３７の摺動摩擦などが挙げられる。基端部５１がシフトフォークシャフト４５に対して傾く場合には、シフトフォークシャフト４５が基端部５１の挿通孔５８の開口縁に１点接触することによる摺動抵抗の増大によりシフトフォーク５０の変位が妨げられる可能性がある。

本実施形態では、基端部５１の内周面５７における軸方向の端部に、径方向の外側に窪むとともに軸方向の外側に開放された凹部６０が形成されている。この構成によれば、変速操作に応じてシフトフォーク５０がシフトフォークシャフト４５に対して傾いた際に、シフトフォークシャフト４５を凹部６０の外側開口縁６１に２点接触あるいは面接触させることができる。このため、基端部５１の内周面５７に凹部６０が形成されていない場合にシフトフォークシャフト４５が挿通孔５８の開口縁に１点接触する構成と比較して、シフトフォークシャフト４５とシフトフォーク５０との接触面積を増やすことができ、接触点における圧力を下げることができる。これにより、レイアウト上の制約を受けることなくシフトフォークシャフト４５およびシフトフォーク５０の摺動抵抗を低下させることができるので、変速操作がなされた際にシフトフォーク５０をスムーズに変位させることが可能となる。したがって、シフトフィーリングの悪化を抑制できる。

また、凹部６０は基端部５１の内周面５７における軸方向の両端部に形成されている。この構成によれば、シフトフォーク５０がシフトフォークシャフト４５に対して軸方向に平行な２方向のいずれに変位する際にも、上述した作用を奏することができる。したがって、より多くの状況でシフトフィーリングの悪化を抑制できる。

また、凹部６０は、内周面５７の一端部に設けられた第１凹部６０１と、内周面５７の他端部に設けられた第２凹部６０２と、を有する。この構成によれば、シフトフォーク５０がシフトフォークシャフト４５に対して傾いた際に、シフトフォークシャフト４５を基端部５１の両端側で凹部６０の外側開口縁６１に２点接触あるいは面接触させることができる。したがって、シフトフォークシャフト４５およびシフトフォーク５０の摺動抵抗をより効果的に低下させることができる

凹部６０は、軸方向から見てシフトドラム４１の中心軸線Ｑおよびシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃを通る第１仮想直線Ｌ１に対して、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５のうち対応するシャフトの中心軸線とは反対側に形成されている。この構成によれば、シフトフォーク５０を変位させるにあたり、シフトフォーク５０および対応するシャフトの接触部を支点とし、かつ係合部５５を力点とするようにシフトフォーク５０に力が加わった際に、シフトフォーク５０のうちシフトフォークシャフト４５に接触して圧力が発生しやすい箇所に凹部６０を設けることができる。このため、シフトフォークシャフト４５およびシフトフォーク５０の摺動抵抗を効果的に低下させて、シフトフィーリングの悪化を確実に抑制できる。

凹部６０は、軸方向から見てシフトフォークシャフト４５の中心軸線Ｃと、メインシャフト２３およびカウンタシャフト２５のうち対応するシャフトの中心軸線と、を通る第２仮想直線Ｌ２に対して係合部５５とは反対側に形成されている。この構成によれば、当該シフトフォーク５０を変位させる際のシフトドラム４１の回転初期に、シフトフォーク５０のうちシフトフォークシャフト４５に接触して圧力が発生しやすい箇所に凹部６０を設けることができる。このため、シフトフォークシャフト４５およびシフトフォーク５０の摺動抵抗を効果的に低下させて、シフトフィーリングの悪化を確実に抑制できる。

凹部６０は、ニュートラルから変速操作される場合に軸方向に変位する第２フォーク５０Ｂおよび第３フォーク５０Ｃに形成されている。ここで、ニュートラルへの変速操作は、各変速段への変速操作と異なり、チェンジペダルをその可動範囲の中途部で止める必要がある。本実施形態によれば、ニュートラルへ変速操作される際のシフトフォークシャフト４５およびシフトフォーク５０の摺動抵抗を低下させることができるので、運転者が変速操作に力を入れすぎてニュートラルを跨ぐように変速されることを抑制できる。

凹部６０の外側開口縁６１は、シフトフォークシャフト４５の外周面の曲率よりも大きい曲率で湾曲している。この構成によれば、シフトフォーク５０の基端部５１がシフトフォークシャフト４５に対して傾いた場合に、シフトフォークシャフト４５が凹部６０に深く入り込んで凹部６０の外側開口縁６１に１点接触することを抑制できる。すなわち、シフトフォークシャフト４５を凹部６０の外側開口縁６１に２点接触あるいは面接触させるなど、接触面積を増大させることができる。したがって、上述した作用効果をより確実に奏することができる。

凹部６０は、基端部５１の内周面５７における軸方向の全長にわたって延びている。この構成によれば、凹部６０を給油溝として好適に作用させることができる。

実施形態の第１変形例について図９を参照して説明する。
図９は、実施形態の第１変形例に係るシフトフォークの断面図であって、基端部の中心軸線を含む切断面を示す図である。
上記実施形態では、凹部６０がシフトフォーク５０の基端部５１の内周面５７における軸方向の全長にわたって延びている。これに対して図９に示す第１変形例では、凹部６０Ａが基端部５１の内周面５７における軸方向の端部のみに形成されている。

凹部６０Ａは、基端部５１の軸方向端面における外側開口縁６１Ａから、径方向の深さを漸次小さくしながら軸方向の内側に延びている。この構成によれば、凹部６０Ａの形成範囲が基端部５１の軸方向端面を基準にして狭くなるので、凹部が基端部の内周面における軸方向の全長にわたって延びる構成と比較して、凹部６０Ａが設けられたシフトフォーク５０を容易に形成することができる。

なお、本変形例においても、内周面５７における軸方向の各端部には、２つの凹部６０Ａが設けられている。ここで、内周面５７の各端部に設けられた２つの凹部６０Ａを、便宜上第１凹部６０１Ａおよび第２凹部６０２Ａと称する。第１凹部６０１Ａは、２つの凹部６０Ａのうち係合部５５から離れた位置にある凹部６０Ａである。第１凹部６０１Ａおよび第２凹部６０２Ａの位置関係は、実施形態の第１凹部６０１および第２凹部６０２の位置関係と同様である。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

なお凹部６０Ａの軸方向の大きさは特に限定されないが、基端部５１がシフトフォークシャフト４５に対して最大限に傾いた状態で基端部５１における応力が発生する範囲よりも軸方向の内側まで凹部６０Ａが形成されていることが望ましい。

実施形態の第２変形例について図１０を参照して説明する。
図１０は、実施形態の第２変形例に係るシフトフォークの断面図であって、基端部の中心軸線を含む切断面を示す図である。
図１０に示す第２変形例は、凹部６０Ｂがシフトフォーク５０の基端部５１を径方向に貫通している点で、第１変形例とは異なる。この構成によれば、基端部５１がシフトフォークシャフト４５に対して傾いた場合に、シフトフォークシャフト４５が凹部６０Ｂに深く入り込んで凹部６０Ｂの外側開口縁６１Ｂに１点接触することを容易に抑制できる。したがって、上述した作用効果をより確実に奏することができる。

なお、本変形例においても、内周面５７における軸方向の各端部には、２つの凹部６０Ｂが設けられている。ここで、内周面５７の各端部に設けられた２つの凹部６０Ｂを、便宜上第１凹部６０１Ｂおよび第２凹部６０２Ｂと称する。第１凹部６０１Ｂは、２つの凹部６０Ｂのうち係合部５５から離れた位置にある凹部６０Ｂである。第１凹部６０１Ｂおよび第２凹部６０２Ｂの位置関係は、実施形態の第１凹部６０１および第２凹部６０２の位置関係と同様である。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、本発明を自動二輪車に適用した例を示したが、本発明の適用範囲は自動二輪車に限定されない。すわなち、本発明は自動二輪車だけでなく自動三輪車、またはバギーやＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の自動四輪車に適用可能である。また、原動機としてモータを備える車両に本発明を適用してもよい。

上記実施形態では、変速機７が５速の変速段を有するように構成されているが、変速段数は特に限定されない。また、上記実施形態では、本発明をマニュアルトランスミッションに適用した例を示したが、チェンジペダルを操作して変速段を選択可能なセミオートマチックトランスミッションに本発明を適用してもよい。

上記実施形態では全てのシフトフォーク５０の内周面５７に凹部が形成されているが、一部のフォークシャフトの内周面のみに凹部を形成してもよい。ただし、複数のフォークシャフトのうち、ニュートラルの変速操作に関わるフォークシャフトに凹部を形成することが望ましく、これにより上述したようにニュートラルを跨ぐように変速されることを抑制できる。

上記実施形態では、凹部６０，６０Ａ，６０Ｂがシフトフォーク５０の基端部５１の内周面５７の端部に２つの凹部が形成されているが、この構成に限定されない。凹部は、シフトフォークの基端部の内周面の端部に１つのみ形成されていてもよい。この場合、上記実施形態の第１凹部６０１，６０１Ａ，６０１Ｂに相当する凹部を設けることが望ましい。これにより、シフトフォークの基端部の内周面のうち、変速操作時に最も大きな応力が発生しやすい箇所の近傍に凹部が位置するので、凹部を設けたことによる作用効果を効果的に奏することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。

７…変速機（車両用変速機） ２１…変速機ケース ２３…メインシャフト（伝動軸） ２５…カウンタシャフト（伝動軸） ３４…フリーギヤ（特定の変速ギヤ） ３５…スライドギヤ（シフター部材） ４１…シフトドラム ４２…カム溝 ４５…シフトフォークシャフト ５０…シフトフォーク ５１…基端部 ５３…先端部（連結部） ５５…係合部 ５７…内周面 ５８…挿通孔 ６０，６０Ａ，６０Ｂ…凹部 ６１，６１Ａ…外側開口縁（開口縁） Ｌ１…第１仮想直線 Ｌ２…第２仮想直線

Claims (8)

1. 軸方向に延び、変速ギヤを支持する伝動軸（２３，２５）と、
   前記伝動軸（２３，２５）に前記軸方向に変位可能に支持され、前記軸方向の変位に応じて前記伝動軸（２３，２５）に特定の変速ギヤ（３４）を結合することで変速段を切り替えるシフター部材（３５）と、
   外周面にカム溝（４２）が形成され、変速操作に応じて回動するシフトドラム（４１）と、
   変速機ケース（２１）に支持されたシフトフォークシャフト（４５）と、
   前記カム溝（４２）に係合した係合部（５５）、および前記シフター部材（３５）に連結された連結部（５３）を有し、前記シフトフォークシャフト（４５）に前記軸方向に相対変位可能に支持され、前記シフトドラム（４１）の回動により前記係合部（５５）を前記カム溝（４２）に沿って移動させることで前記軸方向に変位するシフトフォーク（５０）と、
   を備え、
   前記シフトフォーク（５０）は、前記シフトフォークシャフト（４５）が挿通される挿通孔（５８）を画成するとともに、前記シフトフォークシャフト（４５）の外周面に沿って延びる内周面（５７）を有し、
   前記内周面（５７）における前記軸方向の端部には、径方向の外側に窪むとともに前記軸方向の外側に開放された凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）が形成されている、
   車両用変速機。
2. 前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）は、前記内周面（５７）における前記軸方向の両端部に形成されている、
   請求項１に記載の車両用変速機。
3. 前記軸方向から見て前記シフトドラム（４１）の中心軸線（Ｑ）および前記シフトフォークシャフト（４５）の中心軸線（Ｃ）を通る第１仮想直線（Ｌ１）を定義し、
   前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）は、前記軸方向から見て前記第１仮想直線（Ｌ１）に対して前記伝動軸（２３，２５）の中心軸線（Ｏ，Ｐ）とは反対側に形成されている、
   請求項１に記載の車両用変速機。
4. 前記軸方向から見て前記シフトフォークシャフト（４５）の中心軸線（Ｑ）および前記伝動軸（２３，２５）の中心軸線（Ｏ，Ｐ）を通る第２仮想直線（Ｌ２）を定義し、
   前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）は、前記軸方向から見て前記第２仮想直線（Ｌ２）に対して前記係合部（５５）とは反対側に形成されている、
   請求項１または請求項３に記載の車両用変速機。
5. 前記シフトフォーク（５０）は、ニュートラルから変速操作される場合に前記軸方向に変位する、
   請求項１または請求項２に記載の車両用変速機。
6. 前記凹部（６０，６０Ａ，６０Ｂ）における前記軸方向の外側の開口縁（６１，６１Ａ）は、前記シフトフォークシャフト（４５）の前記外周面の曲率よりも大きい曲率で湾曲している、
   請求項１または請求項２に記載の車両用変速機。
7. 前記凹部（６０）は、前記内周面（５７）における前記軸方向の全長にわたって延びている、
   請求項２に記載の車両用変速機。
8. 前記凹部（６０Ｂ）は、前記シフトフォーク（５０）を径方向に貫通している、
   請求項１または請求項２に記載の車両用変速機。

Images