JP4322588B2 - シフトドラム変速機 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに対して着脱自在なシフトドラム変速機に関する。

自動二輪車などの内燃機関であるエンジンには運転者の操作によりシフトドラムを回転させて変速段を切り換えるシフトドラム変速機を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
この種のシフトドラム変速機は、変速段を切り換えるシフトドラムの一端にカム板が固定される。カム板は変速段に応じた溝を外周に形成した星形形状を有する。また、カム板には、シフトドラム側に向かってドラムピンが配設されている。ドラムピンにはシフトドラムを回転させるシフトアームの爪片を係合させ、カム板の溝にはシフトドラムの回転を停止させるストッパローラを弾接させる。
シフトアームは、カム板よりも内側に配置され、運転者が足で操作する変速ペダルに連結される。運転者が変速ペダルを操作すると、シフトアームが回動し、ドラムピンで係合するカム板及びシフトドラムを回転させようとする。このとき、ストッパローラが溝から外れてシフトドラムが回転し、ストッパローラが次の溝と係合したらシフトドラムの回転が停止する。この結果、シフトドラム式変速機の変速段が変化する。
実開昭６３−２２３５８号公報（第２頁、第３頁、第１図、第２図）

しかしながら、この種のシフトドラム変速機をエンジンに対して着脱自在なカートリッジ式の変速機として構成すると、シフトドラムを回転させるシフトアームがカム板よりも内側に位置するために、変速機をエンジンから取り外すのに先立って、変速ペダルに連動するシフトアームを取り外さなければならなかった。
また、シフトドラム変速機をエンジンに対して容易に着脱するためには、シフトドラム変速機を小型化することが望ましい。
この発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、カートリッジ式の変速機として構成したシフトドラム変速機の着脱を容易にし、メンテナンス性を向上させることを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、シフトドラム（例えば、実施形態のシフトドラム１０５）を回転させて複数のシフトフォーク（例えば、実施形態のシフトフォーク１１０，１１１，１１２）を作動させて変速段を切り替え、ストッパプレート（例えば、実施形態のストッパプレート１５２）により前記シフトドラムの回転を規制する構成を有し、エンジン（例えば、実施形態のエンジン１５）に対して着脱自在なカートリッジ式のシフトドラム変速機において、前記エンジンのクランクケース（例えば、実施形態におけるクランクケース３１）に開口（例えば、実施形態における開口９１）を設け、その開口を覆うミッションホルダ（例えば、実施形態におけるミッションホルダ１０１）を有し、前記シフトドラムとメインシャフト（例えば、実施形態におけるメインシャフト１０２）とカウンタシャフト（例えば、実施形態におけるカウンタシャフト１０３）の各軸線がクランク軸（例えば、実施形態におけるクランク軸４７）の軸線（例えば、実施形態における軸線Ｃ）と平行になるように前記ミッションホルダに配置され、
前記シフトドラムの一端に前記ストッパプレートを配置し、前記ミッションホルダに揺動可能に取り付けたレバー部材（例えば、実施形態におけるレバー部材１５９）の先端にストッパローラ（例えば、実施形態におけるストッパローラ１５７）を取付け、そのストッパローラを前記ストッパプレートに押し付け、
前記シフトドラムの他端に前記シフトドラムを回転させるための複数のドラムピンを配置し、前記クランクケースに回転可能に支持されたチェンジスピンドル（例えば、実施形態におけるチェンジスピンドル１２４）に固着されているシフトアーム（例えば、実施形態におけるシフトアーム１２２）に係合爪（例えば、実施形態における係合爪２１３）を設け、前記係合爪は、前記ドラムピンに前記エンジンの幅方向外側から係合したことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシフトドラム変速機において、前記チェンジスピンドルは、前記シフトアームを覆うギヤシフトリンクケージカバー（例えば、実施形態におけるギヤシフトリンクケージカバー２２２）を貫通し、リンク部材（例えば、実施形態におけるリンク部材１４５）とロッド（例えば、実施形態におけるロッド１４７）を介して変速ペダル（例えば、実施形態における変速ペダル１４８）に連結されることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載のシフトドラム変速機において、前記クランクケースの外側で前記シフトドラムの右端面には前記ストッパプレートがボルト（例えば、実施形態におけるボルト１５３）で固定されていることを特徴とする。

このシフトドラム変速機によれば、シフトドラムの回転を規制するストッパプレートと、シフトドラムを回転させるドラムピンとがシフトドラムの両端に振り分けて配置される。このため、シフトドラム変速機の取り外し方向と反対方向に向かってドラムピンを配置すると、シフトアームを取り外さなくてもシフトアームとドラムピンの係合を解除できるようになる。したがって、シフトアームを取り外さなくてもシフトドラム変速機をエンジンに対して着脱できる。また、ストッパプレートとドラムピンをシフトドラムの両端に振り分けて配置することで、ストッパプレートに弾接するストッパローラや、ドラムピンに係合するシフトプレートのレイアウトが容易になる。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載のシフトドラム変速機において、前記シフトドラムの回転位置を検出するセンサ（例えば、実施形態のセンサ２０２）を前記シフトドラムの回転軸に略垂直な方向に沿って、前記ストッパプレートの近傍に配置したことを特徴とする。

このシフトドラム変速機によれば、シフトドラム変速機の変速段を特定して運転者に認識させるセンサを備える場合に、そのようなセンサをシフトドラムの軸線上に設けた場合に比べて、シフトドラムの幅が小さくなる。

請求項１〜３に記載した発明によれば、ストッパプレートとドラムピンがシフトドラムの両端に振り分けて配置され、シフトプレートを取り外さなくてシフトドラム変速機をエンジンに対して着脱することができるので、シフトドラム変速機の点検や部品交換が容易になり、メンテナンス性が向上する。また、ストッパプレートとドラムピンがシフトドラムの両端に振り分けて配置されるので、これらと協働する部品のレイアウトが容易になる。
請求項４に記載した発明によれば、シフトドラムの軸長を抑えつつ、センサを配置することが可能になるので、シフトドラム変速機を小型化でき、メンテナンス性が向上する。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において、前側とは車両の前進方向であり、後側とは車両が後退する方向である。さらに、右側及び左側とは車両が前進する方向に向かって右側及び左側とする。

図１に示すように、自動二輪車１の前輪２は、フロントフォーク３に軸支されており、フロントフォーク３はトップブリッジ４を介して車体フレーム５の前端部に設けられたヘッドパイプ６に操舵可能に枢支される。自動二輪車１の後輪７はリアフォーク８に軸支されており、リアフォーク８は車体フレーム５の中間部に設けられたピボット部９及びエンジン１５に揺動可能に枢支される。リアフォーク８のピボット軸近傍には、リアクッションユニット１０の上端が取り付けられる。リアクッションユニット１０の下端はエンジン１５の下部にリンク機構１１を介して取り付けられており、後輪７及びリアフォーク８を介して車体に衝撃が加わらないように衝撃を吸収する。
ヘッドパイプ６の上部からは車体フレーム５のメインフレーム１２が左右に分かれて後方下側に延び、その後端部が下方に屈曲してピポット部９に連なる。メインフレーム１２の後方には車体フレーム５のシートレール１３が連結される。メインフレーム１２の上方には燃料タンク１４が配設され、メインフレーム１２の下方にはエンジン１５が配設される。

燃料タンク１４の後方には運転者用のシート１６及び後部搭乗者用のピリオンシート１７が各々シートレール１３に支持される。また、メインフレーム１２のピボット部９の後部には運転者用のステップ１８が取り付けられ、シートレール１３の下部には後部搭乗者用のステップ１９が取り付けられる。さらに、フロントフォーク３の上端部には左右一対のハンドル２０が取り付けられる。
フロントフォーク３の下端部にはブレーキキャリパ２１が取り付けられ、前輪２にはブレーキキャリパ２１に対応するブレーキロータ２２が取り付けられてフロントブレーキ装置２３が構成される。なお、後輪７の右側には、前輪２のフロントブレーキ装置２３と同様の構成を有するリアブレーキ装置（図示略）が設けられる。
自動二輪車１の車体前部はフロントカウル２４により覆われ、シートレール１３周辺はリアカウル２５により覆われる。後輪７の左側にはリアスプロケット２６が取り付けられ、このリアスプロケット２６とエンジン１５の後部左側に配設されるドライブスプロケット２７とにドライブチェーン２８が掛け回されてエンジンの駆動力を後輪７に伝達可能である。車体フレーム５の左側下部には格納可能なサイドスタンド２９が配設され、自動二輪車１をその車体が左側に傾斜した起立状態で支持可能である。

本実施形態のエンジン１５は、水冷式の直列四気筒型のエンジンであり、シリンダ本体３０をクランクケース３１上にやや前傾した状態で配設される。シリンダ本体３０の後部には各気筒に対応するスロットルボディ３２が接続され、各スロットルボディ３２はメインフレーム１２と燃料タンク１４との間に配置されたエアクリーナケース３３に接続される。また、シリンダ本体３０の前部には各気筒に対応する排気管３４が接続される。排気管３４は、シリンダ本体３０の前壁から下方に向かって湾曲し、クランクケース３１下方を通過した後にピボット部９後方で上方に向かって屈曲してシートレール１３に支持されたサイレンサ３５に接続される。

排気管３４の前方にはラジエータ３６がシリンダ本体３０と同様やや前傾した姿勢で配設される。ラジエータ３６はその前面側が凹状に湾曲したラウンド型であると共に、上下方向でシリンダ本体３０の上部からクランクケース３１の下部に渡るように設けられる。ラジエータ３６の上部背面側には左右一対のラジエータファン３９が取り付けられる。

図２の左側面図、及び図３の右側面図に示すように、エンジン１５は、その主要部品であるシリンダヘッド４０及びシリンダブロック４３とクランクケース３１とを備えている。シリンダヘッド４０はヘッド本体４１とヘッドカバー４２とに分割構成され、クランクケース３１はアッパーケース４４とロアケース４５とに分割構成される。アッパーケース４４とシリンダブロック４３とは一体成形され、ロアケース４５の下にはオイルパン４６が取り付けられる。ここで、ヘッド本体４１はアルミ合金製の鋳造品である。

シリンダヘッド４０のヘッド本体４１には、各燃焼室内に臨ませるように点火プラグ７０が螺着され、かつ各燃焼室と外部とを連通する吸気ポート７１及び排気ポート７２が各々形成される。各吸気ポート７１の外部側の開口にはスロットルボディ３２が接続され、各排気ポート７２の外部側の開口には排気管３４が接続される。また、各吸気ポート７１及び排気ポート７２の燃焼室側の開口には各々バルブシートが装着され、かつ、これら開口が吸気バルブ７５及び排気バルブ７６の作動により各々開閉可能である。

各吸気バルブ７５及び排気バルブ７６の上方には、これらを作動させる吸気側カムシャフト８５及び排気側カムシャフト８６が、クランクシャフト４７の軸線Ｃと平行に配設される。これら吸気側カムシャフト８５及び排気側カムシャフト８６の周面には、各吸気バルブ７５及び排気バルブ７６に対応する吸気側カム及び排気側カム（図示略）が設けられる。

また、各カムシャフト８５，８６の右端には不図示のカムスプロケットがそれぞれに設けられ、このカムスプロケットに巻回されるカムチェーンを介して各カムシャフト８５，８６がクランクシャフト４７と連係させられる。クランクシャフト４７の回転に伴い、各カムシャフト８５，８６が回転するので、吸気バルブ７５及び排気バルブ７６を作動させることができる。なお、各カムシャフト８５，８６は中空とされ、その中空部がエンジンオイル（潤滑オイル）Ｌの通路となって所定の油孔から各摺動面にエンジンオイルＬが供給される。

シリンダブロック４３には４つのシリンダ５０が車体幅方向に並んで形成される。さらに、これらシリンダ５０内にはピストン５１が摺動可能に嵌装される。図２に示すように、各ピストン５１にはクランクピン５４を介してコンロッド５３が回転自在に連結されると共に、コンロッド５３の大端部がクランクシャフト４７のクランクピン５４に回転自在に連結され、ピストン５１の往復運動が軸線Ｃを中心とした回転運動に変換される。

図３に示すように、クランクケース３１の下部には、エンジン１５内の適宜箇所にエンジンオイルＬを圧送するオイルポンプ８９が配設される。オイルポンプ８９は、シフトドラム変速機１００のメインシャフト１０２と共に回転するオイルポンプドライブスプロケット１２８とチェーン１２９を介して連係され、クランクシャフト４７の回転に伴い作動を開始する。ロアケース４５下部に固定されたオイルパン４６内にはエンジンオイルＬが貯溜され、貯溜されたエンジンオイルＬ中にはオイルストレーナ１３０を浸漬させてある。

オイルストレーナ１３０の上端部はオイルポンプ８９の吸入口に接続され、オイルポンプ８９の吐出口はロアケース４５に形成された第一の油路１３３に接続する。第一の油路１３３はオイルポンプ８９の吐出口から上方に延びた後に前方に向かって屈曲し、やや前下がりとなって前方へ延出する。ロアケース４５の前壁１９６にはカートリッジ式のオイルフィルタ１３４を着脱可能に取り付けてある。エンジンオイルＬは、オイル流入経路１３６からオイルフィルタ１３４に流入し、オイル流出経路１３７から流出し、水冷式オイルクーラ６５へと導かれる。

クランクケース３１の前壁１９６の略中央には上記した水冷式オイルクーラ６５が配置されており、水冷式オイルクーラ６５よりも右側にオイルフィルタ１３４が取り付けられる。水冷式オイルクーラ６５は、クランクケース３１を構成するロアケース４５の前部に取り付けられており、その内部を通流するエンジンオイルＬを冷却水で冷却する。冷却水は、オイルポンプ８９に取り付けられた導入ホース６８から導入する。水冷式オイルクーラ６５内を通流してエンジンオイルＬを冷却した後の冷却水は、導出ホース６７へ経て、シリンダブロック４３の右側壁４３ａに取り付けられたウォータポンプ５５に戻される。

ウォータポンプ５５は、エンジン１５のシリンダブロック４３の右側壁４３ａに取り付けられている。ウォータポンプ５５の位置は、シリンダ５０の中心軸であるシリンダ中心線ＳＣと、クランクケース３１の後方に配設されるシフトドラム変速機１００との間である。このウォータポンプ５５にはラジエータ３６（図１参照）から冷却水を導入する冷却水導入ホース５８と、バイパスホース６４が接続される。ウォータポンプ５５は、クランクシャフト４７の回転に伴って駆動し、ウォータポンプ５５から圧送される冷却水は、シリンダブロック４３の右側に設けられた不図示の冷却水入口からシリンダ側ウォータジャケット５７に流入し、シリンダヘッド４０の後部のヘッド側ウォータジャケット６０に設けられた冷却水出口６１から流出する。また、圧送される冷却水の一部は、導入ホース６８を介して水冷式オイルクーラ６５に供給される。

水冷式オイルクーラ６５の導出口は、ロアケース４５に形成され第一の油路１３３と略平行にやや後上がりとなって後方へ延出する第二の油路１４０に接続される。第二の油路１４０は、エンジン１５内のオイルギャラリ１７３及びオイルジェット（図示略）等に通じている。
エンジン１５内に供給されたエンジンオイルＬは自然滴下等によりオイルパン４６内に戻って貯溜される。このエンジンオイルＬは再びオイルストレーナ１３０、オイルポンプ８９、オイルフィルタ１３４、及び水冷式オイルクーラ６５を経てエンジン１５内に供給され、エンジン１５内を循環する。なお、エンジン１５が高回転になると圧送されるエンジンオイルＬの油圧が高まるが、この油圧が所定値に達した場合には第一の油路１３３とオイル流入経路１３６の交差部下側にリリーフ経路１４１を介して接続されたオイルリリーフバルブ１４２が作動する。エンジンオイルＬの一部がオイルパン４６内に還流し、経路内の油圧が調節される。

さらに、図３及び図４に示すように、クランクケース３１には、前側にクランクシャフト４７が車体幅方向に平行な軸線Ｃを有して配設され、後側にクラッチ機構１６３及びシフトドラム変速機１００が配設される。そして、シフトドラム変速機１００の上部にはスタータモータ９８、減速ギヤ９９などからなる始動系部品が配設され、エンジン始動時にクランクシャフト４７を回転できるようになっている。

クランクシャフト４７は、ピストン５１のコンロッド５３（共に図２参照）を回転自在に連結するクランクピン５４を車体幅方向に沿って有する。このエンジン１５は直列四気筒型であるので、クランクシャフト４７は４つのクランクピン５４を備える。各クランクピン５４は一対のクランクアーム１６９で支持される。各クランクアーム１６９には、クランクピン５４と反対側の部位にカウンタウエイト１６９ａが一体形成してある。左側から二つ目のクランクピン５４を支持するクランクアーム１６９の外周には二次バランサ１８５を稼動させるバランサドライブギヤ１８７を設けている。また、最も右側の４つ目のクランクピン５４を支持するクランクアーム１６９の外周にはプライマリドライブギヤ１８９を設けている。クランクシャフト４７の両端部及び各クランクアーム１６９間であって軸線Ｃ上に設けられる五箇所のジャーナル部１７０は、アッパーケース４４及びロアケース４５に設けられた軸受け１７１に回転自在に支持される。クランクシャフト４７の左端には、発電機となるジェネレータが配設されると共に、ジェネレータカバー２２１で覆われる。

クラッチ機構１６３は、クランクシャフト４７のプライマリドライブギヤ１８９に噛み合うプライマリドリブンギヤ１９０を有し、これと一体に回転するクラッチアウタ１９１を備える。クラッチアウタ１９１内には、シフトドラム変速機１００のメインシャフト１０２とスプライン結合し、一体に回転するクラッチセンタ１９３と、クラッチアウタ１９１側及びクラッチセンタ１９３側の複数の摩擦板１９１ａ・・・，１９３ａ・・・等を備え、クランクシャフト４７の回転をシフトドラム変速機１００のメインシャフト１０２に伝達する役割を担う。クラッチセンタ１９３には複数のクラッチスプリング１９４により付勢されたプレッシャプレート１９５が取り付けられ、このプレッシャプレート１９５により両摩擦板１９１ａ・・・，１９３ａ・・・が相互に圧接されてクラッチ機構１６３が動力伝達可能な状態となる。

さらに、図５の模式図を参照しながらシフトドラム変速機１００について説明する。なお、図５はエンジン１５を右側方から見た図で、クランクケース３１からシフトドラム変速機１００を矢印Ｄで示す取り外し方向に引き出した状態を示す図である。
図５に示すように、シフトドラム変速機１００は、クランクケース３１の右側後部に開口９１を有して形成されるミッションケース部９２に着脱自在なカートリッジ式の変速機である。シフトドラム変速機１００は、開口９１を覆うミッションホルダ１０１を有し、ミッションホルダ１０１の上部前側にはメインシャフト１０２がベアリング１０７（図４参照）を介して回転自在に支持される。ミッションホルダ１０１の下部前側にはカウンタシャフト１０３が回転自在に支持される。これら両シャフト１０２，１０３には、相互にスプライン嵌合する変速ギヤ群１０４をそれぞれに設けてある。この変速ギヤ群１０４を構成する複数の変速ギヤから噛み合い状態になる一組の変速ギヤを選択することで変速比を選択することができる。噛み合わせる変速ギヤの選択は、ミッションホルダ１０１の上部後側を回転自在に貫通するシフトドラム１０５と、これと共に作動する複数のシフトフォーク（図５にはシフトフォーク１１０のみが図示されている）により制御する。シフトドラム変速機１００は、シフトドラム１０５、メインシャフト１０２、カウンタシャフト１０３の各回転軸の軸線がクランク軸４７の軸線Ｃと平行になるように、ミッションホルダ１０１の内面から左側に向かって配置される。

シフトドラム変速機１００をエンジン１５、つまりミッションケース部９２に装着すると、図４に示すように、メインシャフト１０２の左端部１０２ａがクランクケース３１（ミッションケース部９２）の左側壁９３に設けたベアリング１０６に回転自在に支持される。
図５に示すカウンタシャフト１０３の左端部１０３ａ側は、左側壁９３のベアリング（不図示）で支持されつつ、左側壁９３を貫通する。左端部１０３ａの左側壁９３から突出した部分にはドライブスプロケット２７（図２参照）がスプライン嵌合される。シフトドラム１０５の左端部１０８は、左側壁９３に支持される。

さらに、シフトドラム１０５及びシフトドラム１０５の回転を制御する機構の詳細について、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である図６を参照して説明する。
シフトドラム１０５は、略円柱形状をなし、外周に複数の溝１０９を有する。この溝１０９にはシフトフォーク１１０，１１１，１１２の一端側が係合する。なお、シフトフォーク１１０，１１１，１１２の他端側は二股に分岐し、変速ギヤ群１０４に係合する。さらに、シフトフォーク１１０の一端側から他端側に至る間には、シフトドラム１０５の軸線と平行に配置されるシフトフォークシャフト１１３が貫通する。同様に、シフトフォーク１１１，１１２の一端側から他端側に至る間には、シフトドラム１０５の軸線と平行に配置されるシフトフォークシャフト１１４が貫通する。

シフトドラム１０５の左端部１０８にはベアリング１１５が取り付けられており、クランクケース３１の左側壁９３に回転自在に支持される。その右端面にはシフトプレート１１７がボルト１１８で固定される。このシフトプレート１１７と左端部１０８の突き合わせ部分にはノックピン１１９が挿入されており、シフトプレート１１７とシフトドラム１０５とは一体的に回転可能である。
シフトプレート１１７は、側面視で円形状を有し、その中心がボルト１１８で固定されると共に、同心円上に略等間隔に６つの貫通孔１２０を有する。貫通孔１２０はシフトドラム１０５の軸線と平行に設けられ、その各々にドラムピン１２１がシフトドラム１０５の軸線方向に沿って内側から外側（左側）に向かって挿入される。ドラムピン１２１の突出方向は、図６に矢印Ｄで示すシフトドラム変速機１００の取り外し方向と反対向きであり、突出する６本の内の少なくとも１本のドラムピン１２１には、シフトアーム１２２の係合爪１２３がエンジン１５（シフトドラム変速機１００）の幅方向外側から係合する。

シフトアーム１２２は、エンジン１５の前後方向に沿って細長形状を有し、後側で係合爪１２３がシフトドラム１０５に向かって切り起こされ、前側でチェンジスピンドル１２４に固着されている。このチェンジスピンドル１２４は、クランクケース３１の左側壁９３に回転可能に支持され、コイル状のシフトリターンスプリング１２５が装着される。シフトアーム１２２は、チェンジスピンドル１２４よりも上側、かつ後側にスリット１２７を有し、ここに左側壁９３に固定したストッパピン１２６を遊嵌してある。このストッパピン１２６には、上記のシフトリターンスプリング１２５の一端を上側から係合させてあり、シフトアーム１２２に対して半径回りの方向（図２で矢印Ｅと反対の方向）の付勢力を与えている。なお、ストッパピン１２６はシフトアーム１２２に形成したスリット１２７を挿通しているので、シフトアーム１２２の回転量はストッパピン１２６により規制される。

チェンジスピンドル１２４は、シフトアーム１２２を覆うギヤシフトリンクケージカバー２２２を貫通する。図２に示すように、チェンジスピンドル１２４にはリンク部材１４５の前側の一端が固定される。このリンク部材１４５は一端からエンジン１５に沿って後方に向かって延び、その他端にはピン１４６でロッド１４７の上部に連結される。ロッド１４７の下部は、エンジン１５に対して揺動可能に取り付けられたシフトチェンジ用の変速ペダル１４８に連結される。ロッド１４７の下部と変速ペダル１４８との連結部は、揺動中心となるピン１４９と運転者が足をかける作用点との間に設けてある。なお、上記の変速ペダル１４８、ロッド１４７、リンク部材１４５、チェンジスピンドル１２４、及びシフトアーム１２２はエンジン１５の左側に配置される。

一方、図６に示すように、シフトドラム１０５の右端部１１６は、ベアリング１５１でミッションホルダ１０１に回転自在に支持され、ミッションホルダ１０１を貫通する。シフトドラム１０５の右端面にはストッパプレート１５２がボルト１５３で固定され、シフトドラム１０５の回転を規制するようになっている。ストッパプレート１５２と右端部１１６の突き合わせ部分にはノックピン１５４が圧入されており、ストッパプレート１５３とシフトドラム１０５とは一体的に回転する。

ストッパプレート１５２は、外周に沿って曲面形状の溝１５５を有し、その中心部分がボルト１５３で固定されている。図３に示すように、ストッパプレート１５２は、シフトドラム変速機１００を６段階に切り換えられるタイプのストッパプレートで、上記したドラムピン１２１の配置に合わせて６つの溝１５５を設けた略星型形状を有する。この溝１５５の１つには、ストッパローラ組立体１５６のストッパローラ１５７を弾接させてある。図６に示すように、ストッパローラ組立体１５６はミッションホルダ１０１から立設するボルト１５８にレバー部材１５９を揺動可能に取り付け、レバー部材１５９の先端にストッパローラ１５７を回転自在に取り付けた構成を有する。ボルト１５８にはコイル状のリターンスプリング１６０が装着されており、ストッパローラ１５７をストッパプレート１５２に押し付ける方向にレバー部材１５９を付勢している。

また、シフトドラム１０５は、ベアリング１５１よりも内側の右側外周部にカム面２０１を有する。カム面２０１は、ニュートラルを含む全ての変速段に対応した突出部（カム）２０１ａを有する。さらに、このカム面２０１に対応する位置で、ロアケース４５の後部の壁部４５ａにはシフトドラム１０５の回転位置を検出するセンサ２０２を取り付けてある。このセンサ２０２は、壁部４５ａの外側から取り付けられ、先端部分の検知ピン２０３がカム面２０１（またはシフトドラム１０５の軸線）に対して略垂直な方向からカム面２０１に当接するようにしてある。

図７に示すように、センサ２０２は、中空な筒形状の本体部２０４を有し、雄ネジ２０５を形成した前部２０４ａに対し、有段成形により後部２０４ｂを拡径させ、ここにスパナなどを掛ける六角部２０６を形成してある。さらに、本体部２０４は、大径の後部２０４ｂ側から検知ピン２０３と、コイル状のスプリング２０７と、ベースターミナル２０８とが順番に挿入される。検知ピン２０３は、先端が球面形状を有し、一端から他端に至るまでの間に外周に沿って拡径した鍔部２０３ａを有する。鍔部２０３ａの径は、本体部２０４の前部２０４ａ側の開放端２１０の開口径よりも小さいので、検知ピン２０３が開放端２１０から抜け落ちることはない。検知ピン２０３は導電性材料から製造されており、開放端２１０には絶縁体からなるスリーブ２０９が内挿されている。また、検知ピン２０３の鍔部２０３ａには後部２０４ｂ側からコイル状のスプリング２０７の一端側を当接させてあるので、検知ピン２０３は開放端２１０（カム面２０１）側に常に付勢される。スプリング２０７の他端側は、ベースターミナル２０８の絶縁部材２１２に当接する。ベースターミナル２０８は、センサ２０２の中心軸上に導電性の接触部材２１１を有し、その外周を絶縁部材２１２で覆ってある。接触部材２１１は電流検出用の端子２１３に接続されており、ベースターミナル２０８全体は本体部２０４の後部２０４ｂにカシメ加工により取り付けられる。また、中空部分の内部の段差とベースターミナル２０８との間にはＯリング２１４を挿入してある。

次に、本実施形態の作用について説明する。
エンジン１５が始動すると、図３及び図４に示すクランクシャフト４７の回転がクラッチ機構１６３を介して、シフトドラム変速機１００のメインシャフト１０２に伝達される。メインシャフト１０２は、変速ギヤ群１０４から選択されて噛み合い状態にある一組の変速ギヤでカウンタシャフト１０３と連結されているので、変速段の変速ギヤのギヤ比に応じた回転数でカウンタシャフト１０３が回転する。そして、カウンタシャフト１０３の左側に取り付けられたドライブスプロケット２７によりドライブチェーン２８を介して後輪７が回転する（図１参照）。

ここで、変速段を切り換えるときには、運転者が図２に示す変速ペダル１４８を踏む。変速ペダル１４８がピン１４９を支点にして下方に踏み下ろされると、ロッド１４７が略下方に引き下ろされ、ロッド１４７の上部にピン１４６で連結されたリンク部材１４５がチェンジスピンドル１２４を中心として下方に揺動する。このとき、チェンジスピンドル１２４には時計回りのトルクが作用するので、チェンジスピンドル１２４と一体のシフトアーム１２２の係合爪１２３は、チェンジスピンドル１２４を中心として時計回り（図２の矢印Ｅの向き）に揺動する。これにより、図６に示す係合爪１２３と係合するドラムピン１２１が所定量だけ押し下げられて、シフトプレート１１７が回転する。したがって、シフトプレート１１７と一体に固定されたシフトドラム１０５も、シフトプレート１１７の回転角度に等しい角度だけ回転する。

この際に、シフトドラム１０５と一体に固定されたストッパプレート１５２も回転する。ストッパプレート１５２は、これに弾接するストッパローラ組立体１５６のストッパローラ１５７を押し戻す。ストッパローラ１５７はストッパプレート１５２の外周面に沿って押し戻され、ストッパプレート１４３が一つの溝１５５に相当する回転角度だけ回転したときに、リターンスプリング１６０の付勢力により回転後の溝１５５に収まる。これにより、ストッパプレート１５２及びこれに一体に固定されたシフトドラム１０５の回転が停止する。
なお、運転者が変速ペダル１４８から足を外すと、変速ペダル１４８が上方に戻る。シフトアーム１２２は、シフトリターンスプリング１２５によりストッパピン１２６とスリット１２７が当接するまで図２の矢印Ｅと反対の方向に戻され、そこで次のドラムピン１２１と係合する。

このとき、カム面２０１も同時に回転するので、センサ２０２からは電流が出力される。すなわち、シフトドラム１０５の回転前は、カム面２０１の突出部２０１ａが検知ピン２０３を押圧するので、図７に示す検知ピン２０３と接触部材２１１が接触し、カム面２０１と接触部材２１１とが通電し、端子１５７から電流が出力される。
そして、上記した変速ペダル１４８の操作によってシフトアーム１２２とドラムピン１２１との協働によりシフトドラム１０５が回転すると、突出部２０１ａと検知ピン２０３との係合が解かれる。これにより、検知ピン２０３がスプリング２０７により押し戻されてカム面２０１と接触部材２１１が絶縁状態になり、端子２１３からの電流の出力が停止する。

さらに、ストッパプレート１５２とストッパローラ組立体１５６の協働により所定の変速段に相当する回転角度でシフトドラム１０５が停止させられると、その変速段に対応する突出部２０１ａが再び検知ピン２０３を押圧し、端子２１３から電流が出力される。
カム面２０１はニュートラルを含む全変速段に対応して突出部２０１ａを形成してあるので、センサ２０２から出力される電流をモニタすることで順番に変化する変速段を検知することができる。ここで、センサ２０２の中空部分の長さや、検知ピン２０３の長さは、検知ピン２０３が突出部２０３ａに押圧されたときに検知ピン２０３と接触部材２１１とが接触し、その他の場合には、検知ピン２０３と接触部材２１１とが非接触になる長さである。

なお、図６に示すシフトドラム１０５が回転すると、その外周に形成された溝１０９と、各シフトフォーク１１０，１１１，１１２の係合位置が変化する。回転前の変速段に対応する溝１０９は、係合するシフトフォーク１１０，１１１，１１２をシフトドラム１０５の軸線方向に沿って移動させる。シフトフォーク１１０，１１１，１１２は、シフトフォークシャフト１１３，１１４に摺動可能に支持されているので、シフトフォーク１１０，１１１，１１２の一端が移動させられると、他端の二股部分も同じ方向に移動する。回転前の変速段に対応する溝１０９に係合するシフトフォーク１１０，１１１，１１２は、シフトフォークシャフト１１３，１１４に沿って摺動し、対応する変速ギヤをシャフト１０２，１０３の軸線方向に追って摺動させ、他のシャフト１０２，１０３の変速ギヤと噛み合いを解除させる。一方、回転後の変速段に対応する溝１０９に係合するシフトフォーク１１０，１１１，１１２は、シフトフォークシャフト１１３，１１４に沿って摺動し、対応する変速ギヤをシャフト１０２，１０３の軸線方向に追って摺動させ、他のシャフト１０２，１０３の所定の変速ギヤと噛み合わせる。

シフトドラム変速機１００をエンジン１５から外す際には、最初にエンジン１５の左右のクランクケースカバーを外す。左側のクランクケースカバーを外すと、カウンタシャフト１０２の左端部１０３ａが現れるので、これに固定されているドライブスプロケット２７（図２参照）を取り外す。一方、右側のクランクケースカバーを外すと、クラッチ機構１６３が現れるので、これを取り外してミッションホルダ１０１を露出させる。次に、ミッションホルダ１０１の外周のボルトを取り外して、ミッションホルダ１０１を図５の矢印Ｄに沿って引き出して、シフトドラム変速機１６３をクランクケース３１から取り外す。このときに、ミッションホルダ１０１に軸支されるメインシャフト１０２、カウンタシャフト１０３、シフトドラム１０５もクランクケース３１から引き出される。ストッパプレート１５２やストッパローラ組立体１５６はミッションホルダ１０１側に配されているので、ミッションホルダ１０１と共に引き出される。同様に、ドラムピン１２１を装着したシフトプレート１１７は、シフトドラム１０５と共にクランクケース３１から引き出される。一方、ドラムピン１２１と係合していたシフトアーム１２２はクランクケース３１側に残る（図６参照）。

そして、シフトドラム変速機１００をエンジン１５に取り付ける際には、図４及び図５に示すように、ミッションホルダ１０１をクランクケース３１のミッションケース部９２に挿入する。このときに、シフトプレート１１７がミッションケース部９２の左側壁９３を貫通し、ドラムピン１２１が係合爪１２３と係合する。この状態でミッションホルダ１０１をボルトでクランクケース３１に固定し、ミッションホルダ１０１から右側に突出するメインシャフト１０２の右端部１０２ｂ（図５参照）にクラッチ機構１６３を装着する。一方、エンジン１５の左側にはカウンタシャフト１０３が突出するので、これにドライブスプロケット２７を固定する。その後は、左右のクランクケースカバーを取り付ける。

図６に示すように、本実施形態ではエンジン１５に対して着脱自在なユニットとして構成したシフトドラム変速機１００において、シフトドラム１０５と一体に配設される複数のドラムピン１２１をエンジン１５の左側に配置した。その一方で、シフトドラム１０５の回転量を規制する役割を担うストッパプレート１５２をエンジン１５の右側に配置した。ドラムピン１２１はシフトドラム変速機１００の装着方向（矢印Ｄと反対の方向）に向かって配置されており、装着方向の奥側（エンジン１５の左側）で待機するシフトアーム１２２と係合するので、ドラムピン１２１を駆動させるシフトアーム１２２をエンジン１５から取り外すことなくシフトドラム変速機１００の着脱を行えるようになる。このため、シフトドラム変速機１００の点検、部品交換が容易になり、メンテナンス性が向上する。さらに、ドラムピン１２１とストッパプレート１５２とを左右に振り分けて配置したので、これらを左側にまとめて配置した場合に比べて、シフトアーム１２２や、ストッパローラ組立体１５６など、ドラムピン１２１やストッパプレート１５２と協働する部品のレイアウトが容易になる。

また、シフトドラム１０５の回転位置を検出する接触式のセンサ２０２を、変速段に対応してシフトドラム１０５に設けたカム面２０１に臨んで配置したので、運転者が変速ペダル１４８を踏んでシフトドラム１０５を回転させたときのシフトドラム１０５の回転位置を検出できる。センサ２０２から電流が出力されるごとに計器盤の変速段の表示部（不図示）が順番に点灯表示され、現在の変速段を運転者に認知させるようになっている。
さらに、センサ２０２をストッパプレート１５２の近傍で、かつシフトドラム１０５の回転軸の軸線に対して略垂直な方向に沿って配置した。したがって、シフトドラム１０５の軸線上にセンサ２０２を配置した場合に比べてシフトドラム変速機１００を小型にすることができる。また、センサ２０２をシフトドラム１０５と一体に設けた場合に比べてメンテナンス性が向上する。

本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、シフトドラム変速機１００は、二輪車に限定されずに、三輪車や、四輪車、船舶などの変速機であっても良い。
また、センサ２０２はシフトドラム１０５の軸線と平行な向きに沿って配置しても良い。
上記実施形態でセンサ２０２は、カム面２０１を通じて通電を行う必要があるが、センサ自体が電流の入力端子と出力端子を備え、検知ピン２０３が突出部２０１ａに押圧されたときに両端子が通電状態になることで電流が出力されるセンサでも良い。

本発明の実施形態における二輪車の側面図である。 エンジンの左側面図である。 エンジンの右側面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 エンジンに対するシフトドラム変速機の着脱を説明する模式図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿ったシフトドラムを示す断面図である。 センサの断面図である。

符号の説明

１５ エンジン
１００ シフトドラム変速機
１０５ シフトドラム
１０８ 左端部（他端）
１１０，１１１，１１２ シフトフォーク
１１６ 右端部（一端）
１２１ ドラムピン
１５２ ストッパプレート
２０２ センサ

Claims (4)

1. シフトドラムを回転させて複数のシフトフォークを作動させて変速段を切り替え、ストッパプレートにより前記シフトドラムの回転を規制する構成を有し、エンジンに対して着脱自在なカートリッジ式のシフトドラム変速機において、
   前記エンジンのクランクケースに開口を設け、その開口を覆うミッションホルダを有し、前記シフトドラムとメインシャフトとカウンタシャフトの各軸線がクランク軸の軸線と平行になるように前記ミッションホルダに配置され、
   前記シフトドラムの一端に前記ストッパプレートを配置し、前記ミッションホルダに揺動可能に取り付けたレバー部材の先端にストッパローラを取付け、そのストッパローラを前記ストッパプレートに押し付け、
   前記シフトドラムの他端に前記シフトドラムを回転させるための複数のドラムピンを配置し、前記クランクケースに回転可能に支持されたチェンジスピンドルに固着されているシフトアームに係合爪を設け、前記係合爪は、前記ドラムピンに前記エンジンの幅方向外側から係合したことを特徴とするシフトドラム変速機。
2. 前記チェンジスピンドルは、前記シフトアームを覆うギヤシフトリンクケージカバーを貫通し、リンク部材とロッドを介して変速ペダルに連結されることを特徴とする請求項１に記載のシフトドラム変速機。
3. 前記クランクケースの外側で前記シフトドラムの右端面には前記ストッパプレートがボルトで固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のシフトドラム変速機。
4. 前記シフトドラムの回転位置を検出するセンサを前記シフトドラムの回転軸に略垂直な方向に沿って、前記ストッパプレートの近傍に配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のシフトドラム変速機。

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