JP4879625B2 - 変速機のチェンジ機構 - Google Patents

Description

本発明は、主として自動二輪車に使用される変速機のチェンジ機構に関し、特に、所定単位角度の回転により変速機のシフタにシフト動作を与えるシフトドラムの端部に、その軸線周りに配列する複数の従動ピンを設け、これら従動ピンのうち互いに隣接する２本の従動ピンを跨いで対向する一対の駆動爪を有するシフトアームにチェンジスピンドルを、チェンジスピンドルの中正位置からの往復回動に応じてシフトアームが往復動するように連動させ、シフトアームの往動により駆動爪が、それに対向する従動ピンを送ってシフトドラムを所定単位角度回転するようにした、変速機のチェンジ機構の改良に関する。

かゝる変速機のチェンジ機構は、特許文献１に開示されるように、既に知られている。
実公平５−９５６６号公報

従来のかゝる変速機のチェンジ機構では、特許文献１にも開示されるように、一対の駆動爪をシフトアームに一体に形成して、シフトアームの往動時には、駆動爪がその前面に対向する従動ピンを押圧してシフトし、シフトアームの復動時には、前記駆動爪背面の斜面が、これに当接する従動ピンを滑りながら通過することで、シフトアームは復動を終える。この間、駆動爪の背面が従動ピンから離れたとき、シフトアームが従動ピンの側面に衝撃的に当接して衝撃音が発生し、これがクランクケースに反響して、操縦者にとって不快な打音となることがある。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、チェンジ操作時、シフトアームと従動ピンとの衝撃的な当接を回避して、打音の発生を未然に防ぐことができる、前記変速機のチェンジ機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、所定単位角度の回転により変速機のシフタにシフト動作を与えるシフトドラムの端部に、その軸線周りに配列する複数の従動ピンを設け、これら従動ピンのうち互いに隣接する２本の従動ピンの外側面に摺動可能且つ接離可能に係合するシフトアームを、チェンジスピンドルと共に回動する作動アームに回動可能に連結し且つばねで前記従動ピンとの係合方向に常時付勢して、チェンジスピンドルの中正位置からの往復回動に応じてシフトアームが何れかの従動ピンと係合しつつ往復動するように、チェンジスピンドルにシフトアームを連動させ、そのシフトアームに前記２本の従動ピンを跨いで対向する一対の駆動爪を設けて、該シフトアームの往動により駆動爪が、それに対向する従動ピンを送ってシフトドラムを所定単位角度回転するようにした、変速機のチェンジ機構であって、前記駆動爪を、その前面が従動ピンと対向する起立位置と、従動ピンの回転経路から退去する退去位置との間を回動し得るようシフトアームにピボット軸を介して取り付けると共に、この駆動爪に、これを前記起立位置に向けて付勢する起立ばねを接続し、シフトアームの復動時には、前記駆動爪をその背面に当接する従動ピンにより、この従動ピンとシフトアームとの係合状態を保ちつつ前記起立ばねの付勢力に抗して前記退去位置に回動可能にしたことを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記シフトドラムの端部に設けられて外周に複数のノッチを互いに間隔をおいて有するディテント板と、そのディテント板のノッチの１つに選択的に係合し得るローラと、このローラをノッチとの係合方向へ付勢するディテントばねとを有して、該ローラのノッチへの弾発係合によりシフトドラムを所定の回転位置に保持可能としたディテント機構を備えることを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、前記一対の駆動爪には、その両駆動爪を同時に前記起立位置に付勢すべく、共通の起立ばねの両端を接続したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は、第１〜第３の何れかの特徴に加えて、前記シフトアームには、前記駆動爪の前記起立位置を規制して、該駆動爪に対する前記起立ばねの付勢力を受け止めるストッパ部を固設したことを第４の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、シフトドラムの端部に、その軸線周りに配列する複数の従動ピンを設け、これら従動ピンのうち互いに隣接する２本の従動ピンの外側面に摺動可能且つ接離可能に係合するシフトアームを、チェンジスピンドルと共に回動する作動アームに回動可能に連結し且つばねで従動ピンとの係合方向に常時付勢して、チェンジスピンドルの中正位置からの往復回動に応じてシフトアームが何れかの従動ピンと係合しつつ往復動するようにシフトアームをチェンジスピンドルに連動させ、そのシフトアームに前記２本の従動ピンを跨いで対向する一対の駆動爪を設けて、該シフトアームの往動により駆動爪が、それに対向する従動ピンを送ってシフトドラムを所定単位角度回転するようにした変速機のチェンジ機構において、チェンジ操作によるシフトアームの往復動時、シフトアーム上での駆動爪の起立及び退去動作により、シフトドラムの従動ピンに送りをかけることができると共に、シフトアームと従動ピンとの衝撃的な当接を回避して、打音の発生を未然に防ぐことができる。しかも駆動爪は、シフトアームにピボット軸により起立位置及び退去位置間を回動し得るように取り付けされるので、駆動爪の起立位置及び退去位置間での動きがスムーズであり、したがって起立ばねのセット荷重を充分に下げることが可能である。

また特に本発明の第２の特徴によれば、ディテント機構は、ローラのノッチへの弾発係合により、シフトドラムを所定の回転位置に保持することができる。

また特に本発明の第３の特徴によれば、起立ばねを両駆動爪に対して共通１個とすることができ、構造の簡素化に寄与し得る。

また特に本発明の第４の特徴によれば、シフトアームに設けられるストッパ部により駆動爪の起立位置を確実に規制して、駆動爪による従動ピンの送りを的確に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した好適な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係る自動二輪車用変速機のチェンジ機構の側面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の要部拡大図、図４はシフトアームの往動時の作動説明図、図５はシフトアームの復動時の作動説明図であり、また図６は第１参考例を示す、図３との対応図、図７は第２参考例を示す、図３との対応図である。

先ず、図１〜図５に示す本発明の実施例の説明より始める。

図１及び図２において、自動二輪車用エンジンのクランクケース１の上部にはシフトドラム２が回動自在に支承されると共に、これに隣接してシフタガイド軸３が支持される。シフトドラム２の外周には、その長手方向に間隔を置いて複数条のリード溝４ａ，４ｂが形成されている。シフタガイド軸３には複数のシフタ５ａ，５ｂの基部が摺動自在に嵌合され、これらシフタ５ａ，５ｂの基部外周に一体に突設されるガイドピン６ａ，６ｂが前記リード溝４ａ，４ｂに摺動可能に係合される。シフタ５ａ，５ｂは、その先端をクランクケース１内の変速機のシフトギヤに係合させており、シフトドラム２の所定単位角度の回転毎にリード溝４ａ，４ｂに沿って移動して対応するシフトギヤをシフトし、その繰り返しにより変速機をニュートラルからトップへと、又はその反対方向へ切り換えるようになっている。

シフトドラム２の一端にはディテント板７が固着される。このディテント板７は、図３に示すように、外周に複数のノッチ７ａ，７ａ…を略等間隔に配列している。このディテント板７の一側方において、ディテントアーム９の基端部がクランクケース１に枢軸８により回動自在に支持される。このディテントアーム９の先端には、複数のノッチ７ａ，７ａ…のうちの１個に係合し得るローラ９ａが軸支されると共に、このローラ９ａをノッチ７ａとの係合方向へ付勢するディテントばね１０が枢軸８周りに装着される。而して、ディテント板７、ディテントアーム９及びディテントばね１０は、ローラ９ａをノッチ７ａに弾発係合させることによりシフトドラム２を所定の回転位置に保持するディテント機構１１を構成する。

ディテント板７には、その外端面に突出して周方向等間隔に並ぶ複数の従動ピン１５，１５…が差し込みにより取り付けられ、これら従動ピン１５，１５…の外端を押さえる保持板１６が、この保持板１６及びディテント板７の中心部を貫通するボルト１７によりシフトドラム２の端壁に固着される。その際、シフトドラム２及びディテント板７に亙って、両者の相対位置を規定するノックピン１８が嵌合される。こうしてディテント板７及び保持板１６は、１本のボルト１７によりシフトドラム２に固着される。尚、図２中、符号１９はニュートラル検出スイッチであって、シフトドラム２が変速機をニュートラル状態にするニュートラル位置に来たとき作動して、車両のインストルメントパネル上のニュートラル表示ランプを点灯させるものである。

一方、クランクケース１の下部には、チェンジペダル（図示せず）を外端に備えるチェンジスピンドル２０が回転自在に支承される。このチェンジスピンドル２０には、クランクケース１内に配置される作動アーム２１の基端部が固着されている。この作動アーム２１は、所定の中正位置Ｃを起点として、その前後方向に往復回動するものであり、この作動アーム２１とクランクケース１との間には、作動アーム２１を上記中正位置Ｃへ付勢する公知の中正戻し機構２２が設けられる。

図１及び図３に示すように、作動アーム２１の先端部にはシフトアーム２５が連結軸２４を介して相対回動自在に連結される。これら作動アーム２１及びシフトアーム２５間にはアームばね２６が張設され、このアームばね２６の付勢力によって、シフトアーム２５は、前記従動ピン１５，１５…群中、隣接する２本の従動ピン１５，１５の外側面に当接するように付勢される。

このシフトアーム２５には、上記２本の従動ピン１５，１５を挟んで前面２７ｆを互いに対向させる一対の駆動爪２７，２７が設けられる。この両駆動爪２７，２７は、ピボット軸３１，３１によりシフトアーム２５に取り付けられ、先端爪部をシフトアーム２５の上面より突出させて従動ピン１５に対向させる起立位置Ａ（図３及び図４参照）と、先端爪部を従動ピン１５，１５…の回転経路から退去させるようにシフトアーム２５の上面下方に移動させる退去位置Ｂ（図５参照）との間をピボット軸３１周りに往動回動するようになっており、各駆動爪２７の起立位置Ａは、駆動爪２７，２７に形成されたストッパ２８が、シフトアーム２５に一体に形成されたストッパ２９に当接することで規制される。そして両駆動爪２７，２７をそれぞれの起立位置Ａに向かって付勢するように、両駆動爪２７，２７には、爪部と反対側で共通１本の起立ばね３０の両端が接続される。この起立ばね３０のセット荷重は、前記アームばね２６のセット荷重より充分に小さく設定される。

両駆動爪２７，２７の背面２７ｒは、爪部を頂部とする斜面に形成される。したがって、各駆動爪２７は、起立位置Ａにおいてその前面２７ｆで、それに対向する従動ピン１５を押し動かすことはできるが、傾斜した背面２７ｒで、それに対向する従動ピン１５を押圧するときは、起立ばね３０を伸ばしながら退去位置Ｂ側へ回動して上記従動ピン１５を送ることはできないようになっている。即ち、各駆動爪２７は、一方向のみの送り機能を持つ。両駆動爪２７，２７は、その形状及び動きにおいて対称的である。

次に、この実施例の作用について説明する。

作動アーム２１が中正位置Ｃにある状態では、図３に示すように、シフトアーム２５は従動ピン１５，１５…群中の２本の従動ピン１５，１５の外側面にアームばね２６の付勢力で当接し、起立状態の一対の駆動爪２７，２７は、上記２本の従動ピン１５，１５を跨いで対向している。またディテントアーム９はディテントばね１０の付勢力をもってローラ９ａを、ディテント板７の１つのノッチ７ａに弾発係合させて、シフトドラム２を、その位置に保持している。

いま、図４に示すように、チェンジペダルの踏み込み操作によりチェンジスピンドル２０を介して作動アーム２１を中正位置Ｃから例えば矢印Ｓ方向へ回動（往動）していくと、一方の駆動爪２７（図４では左方の駆動爪２７）が、その前面２７ｆに対向する一方の従動ピン１５を押動することにより、シフトドラム２を所定単位角度回転させ、変速機に１段階のシフト動作を与えることができる。このとき、他方の駆動爪２７（図４では右方の駆動爪２７）は、それと対向する従動ピン１５から逃げる方向に移動するのみであって、変速機のシフトには関与しない。

この間、ディテントアーム９のローラ９ａは、シフトドラム２の上記回転に伴ない、ローラ９ａを、先刻係合していたノッチ７ａから隣のノッチ７ａに移してシフトドラム２を新たな回転位置で保持することになる。

上記のように一方の駆動爪２７が、一方の従動ピン１５を送り出してシフトドラム２を所定単位角度回転させた状態では、該駆動爪２７の傾斜した背面２７ｒには他の従動ピン１５が対向するようになる。

そこで、チェンジペダルから操作力を解除して、作動アーム２１を中正戻し機構２２により中正位置Ｃに復動させると、シフトアーム２５も一対の駆動爪２７，２７を伴なって復動するが、このとき前記一方の駆動爪２７（図５で左側の駆動爪２７）は、その背後の従動ピン１５に傾斜した背面２７ｒを押されるため、起立ばね３０を伸ばしながら退去位置Ｂに向かってピボット軸３１周りに回動して、上記従動ピン１５から逃げることができる。

このような駆動爪２７のピボット軸３１周りでの回動により、シフトアーム２５は、アームばね２６の付勢力により、隣接する２本の従動ピン１５，１５の外側面との当接状態を保ち、従動ピン１５，１５に対して摺動するのみであるから、その間に衝突が生じることはなく、それらの衝突に起因する打音の発生を未然に防ぐことができる。

作動アーム２１を、中正位置Ｃから矢印Ｓとは反対方向に往復回動するときは、シフトアーム２５は上記とは反対の方向で往復動して、他方の駆動爪２７の作動により、シフトドラム２を上記と反対方向へ所定単位角度回転させることができ、この場合も、シフトアーム２５は、アームばね２６の付勢力により、隣接する２本の従動ピン１５，１５の外側面との当接状態を保つことができるので、その間に衝突が生じることはない。

ところで、各駆動爪２７は、シフトアーム２５にピボット軸３１により起立位置Ａ及び退去位置Ｂ間を回動し得るように取り付けされるので、各駆動爪２７の起立位置Ａ及び退去位置Ｂ間での動きがスムーズであり、したがって起立ばね３０のセット荷重を充分に下げることが可能であり、またこれに伴ないシフトアーム２５の復動時、従動ピン１５からの離間を防ぐことができる。

また起立ばね３０は、その両端を一対の駆動爪２７，２７に接続することにより、これを両駆動爪２７，２７に対して共通１個とすることができ、構造の簡素化に寄与し得る。

次に、図６に示す第１参考例について説明する。

この第１参考例では、チェンジスピンドル２０にシフトアーム２５が直接固着される。このシフトアーム２５は、その中正位置Ｃにおいて、チェンジスピンドル２０及びシフトドラム２の軸線間を結ぶ直線上Ｌに、且つ先端部が隣接する２本の従動ピン１５，１５に近接するように配置される。このシフトアーム２５に、これを中正位置Ｃへ付勢する公知の中正戻し機構２２が接続される。このシフトアーム２５の先端部には、隣接する２本の従動ピン１５，１５を挟んで対向する一対の駆動爪２７，２７がピボット軸３１，３１を介して取り付けられる。円柱状のストッパ２９は駆動爪２７に溶接等により固着される。その他の構成は、前記実施例と同様であるので、図６中、前記実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

この第１参考例によれば、シフトアーム２５を、中正位置Ｃから矢印Ｓ方向又はそれと反対方向に往復動させることにより、前記実施例と同様に、駆動爪２７，２７、従動ピン１５，１５…及びディテント機構１１の協働によりシフトドラム２に所定単位角度の回転を与えることができる。しかも、この間、回動するシフトアーム２５は、従動ピン１５，１５…に当接することがないから、打音の発生もない。またチェンジスピンドル２０に直接固着されるシフトアーム２５は、前記実施例中の作動アーム２１を兼ねることになるから、構造の簡素化及びチェンジ機構のコンパクト化をもたらすことができる。

次に、図７に示す第２参考例について説明する。

この第２参考例では、チェンジスピンドル２０に直接固着されるシフトアーム２５が、シフトドラム２の軸線を横切るように配置される。このシフトアーム２５の先端部には、チェンジスピンドル２０と反対側で隣接する２本の従動ピン１５，１５を跨ぐように配置される一対の駆動爪２７，２７がピボット軸３１，３１によりそれぞれ取り付けられる。またシフトアーム２５の一側には補助アーム２５ａが一体に形成され、この補助アーム２５ａに公知の中正戻し機構２２が連結される。

その他の構成は、前記第１参考例と同様であるので、図７中、第１参考例と対応する部分には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

この第２参考例によれば、シフトアーム２５が、シフトドラム２の軸線を横切るように配置されることで、チェンジスピンドル２０及びシフトドラム２の軸間距離を短縮させることができるので、チェンジ機構の更なるコンパクト化をもたらすことができる。

以上、本発明の実施例及び参考例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことができる。例えば、変速機の変速段数は、上記実施例のような４段に限らず、これを３段又は５段以上とすることもできる。また本発明は自動二輪車以外の車両用変速機にも適用が可能である。

本発明の実施例に係る自動二輪車用変速機のチェンジ機構の側面図。 図１の２−２線断面図。 図１の要部拡大図。 シフトアームの往動時の作動説明図。 シフトアームの復動時の作動説明図。 第１参考例を示す、図３との対応図。 第２参考例を示す、図３との対応図。

２・・・・・・シフトドラム
５ａ，５ｂ・・シフタ
７・・・・・・ディテント板
７ａ・・・・・ノッチ
９ａ・・・・・ローラ
１０・・・・・ディテントばね
１１・・・・・ディテント機構
１５・・・・・従動ピン
２０・・・・・チェンジスピンドル
２１・・・・・作動アーム
２５・・・・・シフトアーム
２６・・・・・ばね
２７・・・・・駆動爪
２７ｆ・・・・駆動爪の前面
２７ｒ・・・・駆動爪の背面
２９・・・・・ストッパ
３０・・・・・起立ばね
３１・・・・・ピボット軸
Ａ・・・・・・駆動爪の起立位置
Ｂ・・・・・・駆動爪の退去位置

Claims (4)

1. 所定単位角度の回転により変速機のシフタ（５ａ，５ｂ）にシフト動作を与えるシフトドラム（２）の端部に、その軸線周りに配列する複数の従動ピン（１５）を設け、これら従動ピン（１５）のうち互いに隣接する２本の従動ピン（１５）の外側面に摺動可能且つ接離可能に係合するシフトアーム（２５）を、チェンジスピンドル（２０）と共に回動する作動アーム（２１）に回動可能に連結し且つばね（２６）で前記従動ピン（１５）との係合方向に常時付勢して、チェンジスピンドル（２０）の中正位置からの往復回動に応じてシフトアーム（２５）が何れかの従動ピン（１５）と係合しつつ往復動するようにシフトアーム（２５）をチェンジスピンドル（２０）に連動させ、そのシフトアーム（２５）に前記２本の従動ピン（１５）を跨いで対向する一対の駆動爪（２７）を設けて、該シフトアーム（２５）の往動により駆動爪（２７）が、それに対向する従動ピン（１５）を送ってシフトドラム（２）を所定単位角度回転するようにした、変速機のチェンジ機構であって、
   前記駆動爪（２７）を、その前面（２７ｆ）が従動ピン（１５）と対向する起立位置（Ａ）と、従動ピン（１５）の回転経路から退去する退去位置（Ｂ）との間を回動し得るようシフトアーム（２５）にピボット軸（３１）を介して取り付けると共に、この駆動爪（２７）に、これを前記起立位置（Ａ）に向けて付勢する起立ばね（３０）を接続し、
   シフトアーム（２５）の復動時には、前記駆動爪（２７）をその背面（２７ｒ）に当接する従動ピン（１５）により、この従動ピン（１５）とシフトアーム（２５）との係合状態を保ちつつ前記起立ばね（３０）の付勢力に抗して前記退去位置（Ｂ）に回動可能にしたことを特徴とする、変速機のチェンジ機構。
2. 請求項１記載の変速機のチェンジ機構において、
   前記シフトドラム（２）の端部に設けられて外周に複数のノッチ（７ａ）を互いに間隔をおいて有するディテント板（７）と、そのディテント板（７）のノッチ（７ａ）の１つに選択的に係合し得るローラ（９ａ）と、このローラ（９ａ）をノッチ（７ａ）との係合方向へ付勢するディテントばね（１０）とを有して、該ローラ（９ａ）のノッチ（７ａ）への弾発係合によりシフトドラム（２）を所定の回転位置に保持可能としたディテント機構（１１）を備えることを特徴とする、変速機のチェンジ機構。
3. 請求項１又は２記載の変速機のチェンジ機構において、
   前記一対の駆動爪（２７）には、その両駆動爪（２７）を同時に前記起立位置（Ａ）に付勢すべく、共通の起立ばね（３０）の両端を接続したことを特徴とする、変速機のチェンジ機構。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の変速機のチェンジ機構において、
   前記シフトアーム（２５）には、前記駆動爪（２７）の前記起立位置（Ａ）を規制して、該駆動爪（２７）に対する前記起立ばね（３０）の付勢力を受け止めるストッパ（２９）を固設したことを特徴とする、変速機のチェンジ機構。

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