JP5687942B2 - 荷重検知装置および荷重検知装置を具備した変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷重部材と、負荷部材との間に介装された弾性部材の弾性変形量を検出することにより、前記荷重部材と負荷部材との間に働く荷重を検知する装置と、この荷重検知装置を具備した変速装置に関するものである。

弾性部材の弾性変形量を磁束密度の変化としてホール素子で検出し荷重値を検知する荷重検知装置があった（例えば、特開２００６−０１７１５８号公報参照）。

特開２００６−０１７１５８号公報

特開２００６−０１７１５８号公報記載のものでは、荷重や負荷の状態変化を検知するセンサが荷重や負荷の状況に応じて移動するため、センサの検知データを外部に伝達するための信号線の屈伸による疲労劣化等に考慮する必要がある。

この対策のために、センサや信号線の配置や取付けに充分な注意を払う必要が生ずる結果、コストダウンが困難であった。

本発明は、このような難点を克服した荷重検知装置と、この荷重検知装置を具備した変速装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、負荷部材と荷重部材の間に設けられ、負荷部材に加わる荷重を検知する荷重検知装置において、前記荷重検知装置は、荷重方向に伸縮する弾性伸縮部材と、前記荷重部材と前記弾性伸縮部材との間に存在し、前記弾性伸縮部材の一端を保持するとともに荷重方向に移動可能にケースに支持され、前記荷重部材からの押圧荷重により前記弾性伸縮部材を押圧する第１保持部材と、前記負荷部材と前記弾性伸縮部材との間に設けられ、前記弾性伸縮部材の他端を支持するとともに、荷重方向に移動可能に前記ケースに支持され、前記弾性伸縮部材からの押圧荷重により前記負荷部材を押圧する第２保持部材と、送り方向が荷重方向に平行になるように前記第１保持部材に一体に設けられた第１ラックと、前記第１ラックと噛合いし、荷重方向と平行に移動可能に支持された第１ピニオンと、前記第２保持部材と一体で、前記第１ラックと同一平面に前記第１ラックと互いに並んだ状態に配置された第２ラックと、前記ケースに荷重方向と平行に移動可能に支持され、前記第１ピニオンと噛合う第３ラックと、前記第２ラックおよび第３ラックと噛合い、前記ケースに回転可能に支持された第２ピニオンとを備え、前記第１ピニオンの前記ケースに対する移動量を測定することにより荷重を検知することを特徴とする荷重検知装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の荷重検知装置において、前記ケースに、回転軸を有する角度センサが固定され、前記第１ピニオンのケースに対する移動量を前記角度センサの前記回転軸から前記第１ピニオンの回転軸中心に対する角度の変化として測定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の荷重検知装置において、一端が前記角度センサの回転軸と一体に回転し、他端に前記第１ピニオン回転軸を挟む叉状凹部を有するセンサアームが設けられたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、アクチュエータによりクラッチ作動部材を押圧してクラッチを離接する変速機の前記アクチュエータと前記クラッチ作動部材の間に請求項１、２または３記載の荷重検出器が介装されたことを特徴とする変速機である。

請求項１記載の発明によれば、荷重により伸縮する弾性伸縮部材の移動量と伸縮量による変位から荷重を検知することにより、負荷部材が移動するようなものの荷重を検出することが可能となる。また、変位しない部材にセンサを固定できるので、センサ自身や信号線が他の部位に干渉することが無い様十分な空間を設けたり、センサが移動することによる振動や信号線の屈伸による疲労劣化等に考慮する必要がなく、センサの取り付けや信号線の取り出しが容易になる。そして、負荷部材が荷重方向に変位する場合でも荷重を検出できる。

請求項２記載の発明によれば、センサが移動することによる振動や信号線の屈伸による疲労劣化等に考慮する必要がない。

請求項３記載の発明によれば、簡単な構成でピニオンギヤの移動量を角度センサに伝えることができる。

請求項４記載の発明によれば、クラッチを離接する荷重を正確に検出し、半クラッチの制御が良好にできる。

本発明の一実施例に係る荷重検知装置の透視正面図である。 図１のII−II線に沿って裁断した横断面図である。 図２のIII−III線に沿って裁断した縦断面図である。 図３において、荷重検知装置の荷重部材に荷重が加えられず、かつ負荷部材が移動しなくて、圧縮コイルスプリングが弾性変形しない非荷重状態を図示した説明図である。 図３において、荷重検知装置の荷重部材に荷重が加えられ、かつ負荷部材が移動しなくて、圧縮コイルスプリングが弾性変形した荷重状態を図示した説明図である。 図３において、荷重検知装置の荷重部材に荷重が加えられず、かつ負荷部材が移動して、圧縮コイルスプリングが弾性変形しない荷重状態を図示した説明図である。 図３において、荷重検知装置の荷重部材に荷重が加えられ、かつ負荷部材が移動して、圧縮コイルスプリングが弾性変形した荷重状態を図示した説明図である。 本発明の一実施例の変速装置の要部縦断面図である。 図８のアクチュエータモジュールの要部縦断面図である。 図８のIX矢印方向からアクチュエータモジュールの要部を見た透視側面図である。 図９で圧縮弾性体と荷重検知ユニットを縦断し、主駆動軸，主駆動板，リフタアームを図８のIX矢印方向から見た一部断面・透視側面図である。 図１１で主駆動板が始動位置から僅かに時計方向へ回転した図４と同様な一部断面・透視側面図である。 図１１で主駆動板が始動後、時計方向へ約１００°回転した図４と同様な一部断面・透視側面図である。 手動切断レバーを備えた手動クラッチ断切装置の側面図である。 図１０に図示された歯車シフト装置における主駆動軸，主駆動板の第１回転位置とこれに付設された第１送り爪，第１付勢スプリング，第２送り爪とシフト軸とを図示した側面図である。 歯車シフト装置における主駆動軸と主駆動板の第１回転位置から第５回転位置迄を左から右へ順次図示した側面図である。 クラッチオン・オフ動作を図示した説明図である。 シフトアップ動作を図示した説明図である。 シフトダウン動作を図示した説明図である。 変速段位１から中立段位への変速動作を図示した説明図である。 変速段位２から中立段位への変速動作を図示した説明図である。

以下、図１ないし図７に図示された本発明の一実施例に係る荷重検知装置１について説明する。

荷重検知装置１においては、荷重検知装置１のケース１ａ（以下、荷重検知装置ケースとする）は中空で細長く形成され、その頂部には、圧縮コイルスプリング５の弾性変形量を検知する角度センサ２が一体に配置されている。

本実施例では、図１はケース１ａの前面を図示した図面を正面図とし、上下左右は図１の上下左右を意味し、手前側、奥側とは紙面より手前側、奥側を意味している。

角度センサ２はセンサケース２ａに枢支された回転軸２ｂの回転角度を検知するもので、回転軸２ｂにセンサアーム２ｃが一体に取付けられ、センサアーム２ｃの下端には２叉状切欠き２ｄが形成されている。

また、本実施例では、図１はケース１ａの正面を図示した正面図であると定義する。

本実施例では、変速装置20は、多板摩擦クラッチ21と、多段歯車変速機22と、変速シフト機構23と、アクチュエータモジュール24よりなり、アクチュエータモジュール24におけるアクチュエータ61によって駆動される荷重部材３は、荷重検知装置１の第３ラック10のケース１ａ内の左側に配置され、この荷重部材３の荷重を受けて駆動される負荷部材４は荷重検知装置１のケース１ａ内の右側に配置されており、負荷部材４はアクチュエータモジュール24内に設けられたリフタレバーを押圧するようになっている。

図１のII−II線に沿って切断したケース１ａの横断面（図２参照）に図示されるように、ケース１ａ中空底部の左右には、略正方形の第１保持部材６と第２保持部材７とがそれぞれ左右に移動可能に挿入され、左方の第１保持部材６の頂部と右方の第２保持部材７の頂部には、それぞれ歯部を対向した状態で第１ラック８と第２ラック９とが一体に装着され、両第１保持部材６，第２保持部材７の間に圧縮コイルスプリング５が介装されており、この圧縮コイルスプリング５は請求項における弾性伸縮部材に相当するものである。

さらに、ケース１ａの頂部下面に隣接する両内側面上部にガイド溝１ｂが形成され、このガイド溝１ｂに第３ラック10が移動可能に取付けられている。

さらにまた、ケース１ａの奥側壁面から手前側に向かって回転軸14が一体に突設され、この回転軸14に回転可能に枢支された第２ピニオン13は、第２ラック９と第３ラック10に挟まれて噛み合っており、第２ラック９が左右に移動すると第３ラック10は第２ラック９の移動方向と逆の右左に第２ラック９の移動量と同じ距離だけ移動できるようになっている。

しかも、第１ピニオン11は第１ラック８と第３ラック10に挟まれて噛み合った状態で、第１ピニオン11と一体の回転軸12はセンサアーム２ｃの２叉状切欠き２ｄに挿入されており、第１ラック８と第３ラック10の移動に応じて第１ピニオン11が回転移動しセンサアーム２ｃを回転させる。

図１ないし図７に図示の実施例は前述したように構成されているので、荷重部材３には右方向への荷重が加えられず、負荷部材４にも左方向への負荷が加えられない図４に図示した状態において、荷重部材３に右方向へ荷重を加え、負荷部材４の移動を阻止する拘束力が負荷部材４に働いて負荷部材４が静止した図５に図示の状態に移行した場合には、荷重部材３に加えられる右方向の荷重により、圧縮コイルスプリング５の弾性変形反力に抵抗して荷重部材３が右方へ移動し、これと一体的に第１保持部材６および第１ラック８が右方へ移動して圧縮コイルスプリング５が短縮する。

この時には、負荷部材４が静止しているため、負荷部材４に密接している第２保持部材７とこれと一体の第２ラック９とは共に静止し、第２ラック９に噛合っている第２ピニオン13も回転せず、第２ピニオン13に噛合っている第３ラック10も静止している結果、右方へ移動する第１ラック８に噛合っている第１ピニオン11は、静止状態の第３ラック10の歯に噛合いつつ、反時計方向へ回転し、図５に図示されるように、荷重部材３，第１保持部材６，第１ラック８と連動しながら第１ピニオン11は右方へ移動し、第１ピニオン11の移動量は荷重部材３，第１保持部材６，第１ラック８の移動量の半分となる。

負荷部材４は静止しているので荷重部材３の移動量は圧縮コイルスプリング５のたわみ量すなわち荷重に比例した値であるため、第１ピニオン11の移動量も荷重に比例した値となる。

次に図４に図示した状態において、荷重部材３に右方向へ荷重を加え、負荷部材４の移動を阻止する拘束力がなく、図６に図示した状態へ至り荷重されなくなった場合には、荷重部材３へ加えられる右方向への荷重により荷重部材３は右方向へ移動し、負荷部材４には拘束力が働かないため圧縮コイルスプリング５が伸縮することなく、荷重部材３と一体的に第１保持部材６，第１ラック８，圧縮コイルスプリング５，第２保持部材７，第２ラック９，負荷部材４が右方向へ移動する。

このときには、第２ラック９の右方向へ移動により、第２ラック９に噛み合っている第２ピニオン13は反時計回りに回転し、これと噛み合っている第３ラック10を左方向へ移動させ、第３ラック10の移動量は荷重部材３，第１保持部材６，第１ラック８，圧縮コイルスプリング５，第２保持部材７，第２ラック９，負荷部材４の移動量に等しく、左方へ移動する第３ラック10と、第３ラック10と同じ移動量で右方へ移動する第１ラック８に挟まれて噛み合った第１ピニオン11は、反時計回りに回転するものの移動することはない。

また図６に図示した状態において、荷重部材３に右方向へ荷重を加え、負荷部材４の移動を阻止する拘束力が荷重部材４に働いて荷重部材４が静止した、図７に図示した状態へ移行した場合には、前記図４から図５に移行した場合と同様に荷重検知装置１は動作し第１ピニオン11は荷重に比例して移動する。

さらに図５に図示した状態において、荷重が変化することが無く、負荷部材４が右方へ移動し図７に図示した状態に移行した場合には、前記図４から図６に移行した場合と同様に荷重検知装置１は動作し、第１ピニオン11は移動しない。

このように荷重検知装置１では、荷重が変化せず負荷部材４が移動する場合には第１ピニオン11の位置は変化せず、また負荷部材４の位置によらず負荷部材４が固定され荷重が変化する場合には、荷重に応じて第１ピニオン11の位置が変化するので、第１ピニオン11の移動量を、第１ピニオン11と一体の回転軸12を２叉切欠き２ｄに挿入されたセンサアーム２ｃの回転角として角度センサ２で検知することにより荷重を検知することが可能となる。

また、本荷重検知装置１の荷重部材３をアクチュエータにより押圧し、負荷部材４で多板摩擦クラッチ21を断接するリフタアーム70を押圧する様に配置すれば、多板摩擦クラッチ21の摩耗や温度変化により、リフタアーム70の初期位置が変動した場合でも、アクチュエータ61の荷重を正確に検知することができ、円滑に多板摩擦クラッチ21を断接することが可能となる。

図１ないし図７に図示された荷重検知装置１を適用した図８ないし図２１に図示の変速装置20について説明する。

自動二輪車に搭載される内燃機関に付設された本実施例の変速装置20は、その概略を図示した図１に示されるように、多板摩擦クラッチ21と６段歯車変速機構22と変速シフト機構23とアクチュエータモジュール24とを具備している。

歯車変速機構22は、内燃機関の左右の機関ケース28に車体幅方向（左右方向）に指向した図示されないクランク軸と平行に、変速入力軸であるメイン軸40と変速出力軸であるカウンタ軸41とが、ベアリング29を介して回転可能に軸支され、これらのメイン軸40とカウンタ軸41との間に歯車変速機構22が構成されているが、まず、クランク軸の動力を接続、遮断する多板摩擦クラッチ21について説明する。

図８において、右方の機関ケース28より突出したメイン軸40に多板摩擦クラッチ21が設けられており、図示されない内燃機関のクランク軸により回転駆動される入力歯車30の回転トルクを歯車変速機構22のメイン軸40に連結または遮断可能に連結する機能を多板摩擦クラッチ21は有している。

前記多板摩擦クラッチ21においては、歯車変速機構22のメイン軸40に回転可能に嵌装された入力歯車30はトルクダンパ31を介してクラッチアウタ32に連結され、このクラッチアウタ32に複数枚の駆動摩擦板34が軸方向には移動できるが回転できないように嵌合されており、前記クランク軸の回転力がクラッチアウタ32および駆動摩擦板34に伝達されるようになっている。

また、クラッチアウタ32の右側に位置してメイン軸40にクラッチインナ33が一体に嵌着され、このクラッチインナ33に複数枚の従動摩擦板35が前記駆動摩擦板34と軸方向に交互に重ねられた状態で、スプライン嵌合されており、クラッチアウタ32に軸方向には移動できるが回転できないように嵌合された加圧板36とクラッチインナ33とに介装されたクラッチスプリング38の弾性復元力により、前記クラッチアウタ32に軸方向には移動できるが回転できないように嵌合された駆動摩擦板34が、メイン軸40と一体のクラッチインナ33に向って左方へ押付けられ、駆動摩擦板34と従動摩擦板35とが相互に圧接され、その摩擦力でもって、入力歯車30の回転トルクがメイン軸40に伝達されて、メイン軸40が回転駆動されるようになっている（この状態はクラッチインである）。

なお、後記クラッチリフタ84は、中空のメイン軸40に摺動可能に嵌装されており、クラッチリフタ84に右方向クラッチオフ力が働くと、クラッチスプリング38の弾性復元力に打勝ち、加圧板36が右方へ押返されて、多板摩擦クラッチ21はクラッチオフとなり、入力歯車30の回転トルクはメイン軸40には伝達されず、遮断されるようになっている。

次に、歯車変速機構22について説明する。

歯車変速機構22は、常時噛合い式の変速歯車機構であり、対応する駆動歯車42と従動歯車43とが常時噛合っている。

メイン軸40には、右側から左へ１速駆動歯車42_１，５速駆動歯車42_５，４速駆動歯車42_４，３速駆動歯車42_３，６速駆動歯車42_６，２速駆動歯車42_２が順に配列されており、１速駆動歯車42_１はメイン軸40に一体に形成され、５速駆動歯車42_５はメイン軸40に回転可能に軸支されたアイドル歯車であり、４速駆動歯車42_４と３速駆動歯車42_３は相互に一体に形成されてメイン軸40にスプライン嵌合したシフタ歯車であり、６速駆動歯車42_６はメイン軸40に回転可能に軸支されたアイドル歯車であり、２速駆動歯車42_２はメイン軸40に嵌合されている。

他方、カウンタ軸41には、右側から、左へ１速従動歯車43_１，５速従動歯車43_５，４速従動歯車43_４，３速従動歯車43_３，６速従動歯車43_６，２速従動歯車43_２が順に配列されており、１速従動歯車43_１はカウンタ軸41に回転可能に軸支されたアイドル歯車であり、５速従動歯車43_５はカウンタ軸41にスプライン嵌合したシフタ歯車であり、４速従動歯車43_４と３速従動歯車43_３はそれぞれカウンタ軸41に回転自在に軸支されたアイドル歯車であり、６速従動歯車43_６はカウンタ軸41にスプライン嵌合したシフタ歯車であり、６速従動歯車43_２はカウンタ軸41に回転自在に軸支されたアイドル歯車である。

そして、メイン軸40上でシフタ歯車である一体の３速駆動歯車42_３と５速従動歯車43_５およびカウンタ軸41上でシフタ歯車である５速従動歯車43_５と６速従動歯車43_６が、軸方向に移動し、歯車相互のドグクラッチが段接することにより、いずれか１対の歯車列（駆動歯車と従動歯車との噛合い）が有効に動力伝達することになって１個の変速段位が確立し、確立した変速段位の変速比でメイン軸40からカウンタ軸41に動力が伝達される。

前記カウンタ軸41の左端にドライブスプロケット44がスプライン嵌合され、図示されない後輪と一体のドリブンスプロケット（図示されず）とドライブスプロケット44とに無端チェン45が巻掛けられており、ドライブスプロケット44が回転すると、後輪が回転駆動されて、自動二輪車が走行できるようになっている。

なお、本歯車変速機構22には、すべての歯車列が無効となって動力伝達が行われないニュートラル位置が存在する。

歯車変速機構22のシフタ歯車を軸方向に移動させて変速を行わせる変速シフト機構23について、以下説明する。

本変速シフト機構23は、シフトドラム50を回転することにより、シフトフォーク軸51，シフトフォーク軸52に摺動自在に軸支されたシフトフォーク53，シフトフォーク54，シフトフォーク55がシフトドラム50の外周面に形成されたシフト溝50vに案内されて軸方向に移動させ、シフトフォーク55がメイン軸40にスプライン嵌合したシフタ歯車である３速駆動歯車43_３と４速駆動歯車43_４を一体に移動し（図１ではシフトフォーク55がカウンタ軸41に係合した状態が示されているが、実際には３速従動歯車43_３と４速従動歯車43_４の間の溝に係合している）、シフトフォーク53がトルクダンパ31にスプライン嵌合したシフタ歯車である５速従動歯車43_５を移動させ、シフトフォーク54がシフタ歯車である６速従動歯車43_６を移動させて変速段位の切換えを行うようになっている。

次に、図８ないし図１４を参照してアクチュエータモジュール24について説明する。

アクチュエータモジュール24のアクチュエータモジュールケース60は、図示されない取付け手段により機関ケースに一体に装着されている。

アクチュエータモジュール24は、リフタ84を介して多板摩擦クラッチ21の加圧板36に接続されるとともに、歯車シフト装置63のシフト軸90を介して変速シフト機構23のシフトドラム50に接続されており、クラッチ断切装置62のリフタ84が図８で右方へ（図９で上方へ）押されると、多板摩擦クラッチ21が切断され、また、歯車シフト装置63のシフト軸90が回転駆動されると、変速シフト機構23の変速段位が変更されるようになっている。

また、図１０は、アクチュエータモジュール４の要部拡大断面であり、アクチュエータ61の回転駆動力により、減速歯車64，減速歯車65，減速歯車66を介して主駆動軸67が減速回転駆動されるようになっている。

さらに、主駆動軸67には主駆動板68が一体に装着され、この主駆動板68の外周部には、図１０に示されるように、アーム駆動ピン69が突設されるとともに、アーム駆動ピン69の突設側で主駆動板68に隣接してへ字状のリフタアーム70が、主駆動軸67に回転可能に枢着されている。

さらにまた、図１１に示されるように、アクチュエータモジュールケース60の空間内上部に位置した圧縮弾性体71は、シリンダ72と、シリンダ72に摺動可能に装入されたピストン73と、シリンダ72の外周に遊嵌されて、シリンダ72の基端（図３で左端）の鍔部72ａとピストン73の鍔部73ａ（図３で右端）とに挟まれたコイルスプリング74と、ピストン73に一体に設けられたフック75とよりなり、シリンダ72の突起72ｂがアクチュエータモジュールケース60の凹部60ａに係止されるとともに、リフタアーム70とフック75とでもってアーム駆動ピン69を挟んだ状態で、連結ピン76を介してリフタアーム70とフック75が枢着されている。

しかも、アクチュエータモジュールケース60の下方空間内に位置して荷重検知ユニット77が配設され、この荷重検知ユニット77は、アクチュエータモジュールケース60内で一体に設けられた検知ユニットガイド78と、この検知ユニットガイド78内に摺動可能に装入された摺動体79と、リフタアーム70の他端部70bに当接し、図１１ないし図１４に示されるように、リフタアーム70の時計方向の回転で摺動体79に案内されながら摺動する受圧片80と、摺動体79および受圧片80に介装されたコイルスプリング81と、受圧片80，コイルスプリング81の摺動方向に対し直角方向（図１１ないし図１４において略上下方向）に指向してアクチュエータモジュールケース60に回転可能に支持されたリフタレバー軸82と、先端が摺動体79に当接した状態で基端がリフタレバー軸82に一体に装着されたリフタレバー83と、歯車変速機構22の中空メイン軸40内に摺動可能に挿入されて、一端がリフタレバー軸82の切欠き82ａに係合されるとともに、他端が多板摩擦クラッチ21の加圧板36に当接されるリフタ84とよりなっている。

図８ないし図１４に示されたアクチュエータモジュール24のクラッチ断切装置62では、主駆動軸67の主駆動板68に突設されたアーム駆動ピン69が図１１に示された第１角度位置にある場合では、連結ピン76の中心が、シリンダ72の突起72ｂと主駆動軸67とを結ぶＸ線より下方に位置しているため、伸びようとするコイルスプリング74の弾性復元力でもって、連結ピン76は下方へ押下げられ、リフタアーム70は検知ユニットガイド78の上端片78ａに押付けられ、この状態が安定して保持される。すなわち、リフタ84が図８において右方へ突出されないので、多板摩擦クラッチ21は安定してクラッチオン状態を維持することができる。

このようなクラッチオン状態において、図１１でアクチュエータ61が起動してアクチュエータ61の出力軸が時計方向へ回転し、主駆動軸67および主駆動板68も時計方向へ回転し、アーム駆動ピン49がフック55を上方へ移動させ、図１２に図示されるように、連結ピン76の中心が前記Ｘ線より上方へ移動すると、伸びようとするコイルスプリング74の弾性復元力でもってリフタアーム70が時計方向へ付勢され、リフタアーム70の一端70ａとこのリフタアーム一端70ａの上方に位置するアーム駆動ピン69が上方へ押され、リフタアーム70は一気に時計方向へ回転して図１３に示された状態となる。

図１３および図２の鎖線に示された状態では、リフタアーム70ｂの左方向移動でもって、コイルスプリング81が圧縮されながら、摺動体79が左方へ移動し、リフタレバー83が図１２の鎖線のように反時計方向へ回転し、リフタ84が上方へ押上げられ、クラッチオフの状態となる。

また、クラッチオフ状態において、図3に示されるアクチュエータ61の駆動歯車61ａを逆転させると、多板摩擦クラッチ21のクラッチスプリング38および荷重検知ユニット77のコイルスプリング81の弾性復元力の助力を受けて圧縮弾性体71のコイルスプリング74が容易に短縮できて、主駆動板68，アーム駆動ピン69，リフタアーム70が反時計方向へ回転し、図４に図示のクラッチオンの状態に復帰できる。

また、図７に図示されるように、リフタアーム70のリフタアーム70ｂに隣接して手動切断レバー85が傾動可能に設けられており、アクチュエータ61による小さな回転トルクでもって、図４から図５を経由して図６に図示された場合と同様に、小さな操作力でもって手動切断レバー85を操作することによりクラッチオフの状態に軽快に切換えられる。そしてこの状態では、自動二輪車を押し歩きすることができる。

次に、図８および図９を参照して歯車シフト機構23について説明する。

図８において、矢印IX方向から歯車シフト装置63のみを視た図１０では、アクチュエータ61の回転力は減速歯車64，減速歯車65，減速歯車66を介して主駆動板68にアクチュエータ61の駆動歯車61ａと同一の方向に正逆転可能に伝達されるようになっている。

図１５の主駆動板68の回転位置は、主駆動軸67が第１回転位置にあることを示し、また、歯車シフト装置63が変速段位２にあることを示している。

図８に示されるように、前記主駆動軸67は歯車シフト装置63のシフト軸90と平行で、アクチュエータモジュールケース60に回転可能に枢支され、主駆動軸67と直角に略円板状の主駆動板68が一体に取付けられている。

図１５に示されるように、前記主駆動板68には、長板状の第１送り爪93と第２送り爪95が、その一端である第１送り爪93の突出端93ａ，第２送り爪95の突出端95ａが主駆動板68の外周縁から外方へ突出するとともに、その他端である第１送り爪93の非突出端93ｂ，第２送り爪95の非突出端95bが主駆動軸67に接触した状態で、主駆動板68と平行にそれぞれ配置され、第１送り爪と第２送り爪は、主駆動軸67と平行で主駆動軸67から所定のおのおの異なった距離を存して配置された第１送り爪93の回転軸93ｃ，第２送り爪95の回転軸95ｃを中心に回転可能に主駆動板68に枢支されている。

さらにまた、第１送り爪93は第１付勢スプリング94により、図１５において時計方向に付勢され、その付勢力で第１送り爪93の非突出端93ｂが主駆動軸67に押圧されることで、その回転位置を保持しており、この状態から反時計方向の範囲で回転可能である。

しかも、第２送り爪95は第２付勢スプリング96により、図１５において、反時計方向に付勢され、その付勢力で第２送り爪95の非突出端95bが主駆動軸67に押圧されることで、その回転位置を保持しており、その状態から時計方向の範囲で回転可能である。

また、主駆動板68には、略へ字状に形成されたラッチ板97は、一端である突出端97ａが主駆動板68の外周から突出するとともに、その他端である非突出端97bが主駆動軸67に接近した状態で、主駆動板68と平行に配置され、主駆動軸67と平行で主駆動軸67から所定の距離を存して配置された回転軸97ｃを中心に回転可能に主駆動板68に枢支されている。

さらに、ラッチ板97は、第３付勢スプリング98の付勢力により、反時計方向へ付勢され、その付勢力により突出端97ａが後述の案内板99に当接することで、その回転位置を保持できるようになっている。

さらにまた、主駆動軸67を中心とする凹円弧形状の案内板99が、主駆動板68，第１送り爪93，第２送り爪95，ラッチ板97と同一平面で、主駆動板68の外周の一部を囲うように配置され、アクチュエータモジュールケース60に一体に固定されている。

また、図８において、前記シフト軸90の左端に厚円板状のピン基部91が、シフト軸90に対して直角に一体に取付けられ、ピン基部91の左端面には、図１５に示されるように６本の第１送りピン92_１，第２送りピン92_２，第３送りピン92_３，第４送りピン92_４，第５送りピン92_５，第６送りピン92_６がシフト軸90を中心として周方向へ６０°間隔を存してシフト軸90と平行に突設されている。

さらに、第１送りピン92_１，第２送りピン92_２，第３送りピン92_３，第４送りピン92_４，第５送りピン92_５，第６送りピン92_６は主駆動板68，第１送り爪93，第２送り爪95と同一平面に存在するように配置されている。

さらにまた、第１送り爪93の突出端93ａと主駆動軸67との距離は第１送りピン92_１の外周と主駆動軸67との距離と略等しく設定されており、第２送り爪95の突出端95ａと主駆動軸67との距離は、第１送りピン92_１の外周と主駆動軸67との距離よりも長く設定されている。

しかも、主駆動軸67と第１送りピン92_１との距離は、主駆動軸67と第２送りピン92_２との距離よりも長く設定されており、主駆動軸67と第３送りピン92_３，第４送りピン92_４，第５送りピン92_５，第６送りピン92_６の距離のいずれも第２送り爪95の突出端95ａと主駆動軸67との距離よりも長く設定されている。

変速シフト機構23にはシフト軸90の回転位置が正しい変速段位にある場合には、その回転位置を保持する保持機能（ディテント機能）を具備しており、所定以上のトルクが加えられないと、シフト軸90は回転することができず、変速段位を変更することができない。

歯車シフト装置63が前述したように構成されているので、以下に説明するような動作を行なうことができる。

図１６には、主駆動軸67が回転し、第１回転位置から第５回転位置の間を遷移する場合の動作が示されている。

図１６の第１回転位置は、主駆動板68の第１端面48ａが案内板99に当接し、その位置よりも反時計方向に主駆動板68が回転しないような位置を表している。第２回転位置は、主駆動軸47を第１回転位置よりも約９７°時計回りに回転させた位置を表している。第３回転位置は、主駆動軸67を第２回転位置よりも約４３°時計回りに回転させた位置を表している。第４回転位置は、主駆動軸67を第３回転位置よりも約３１°時計回りに回転させた位置を表している。第５回転位置は、主駆動軸67を第４回転位置よりも約２５°時計回りに回転させた位置を表していて、主駆動板68の第２端面48ｂが案内板99に当接しており、主駆動板68がその位置より時計回りに回転できないような状態である。

次に、図１７に図示された動作について説明する。

主駆動軸67が図１７の第１回転位置から同図の第２回転位置に時計方向へ回転し、その後、反時計方向に同図の第１回転位置に戻る場合を説明する。

主駆動軸67が図１７の第１回転位置と同図の第２回転位置との間を往復回転する場合は、いずれの第１送り爪93，第２送り爪95も送りピン92に接することなく、シフト軸90が第１送り爪93，第２送り爪95により回転されることはない。

一方、前記クラッチ断切装置62により主駆動軸67が第２回転位置から第１回転位置に反時計方向へ回転すると、多板摩擦クラッチ21が接続され、第１回転位置から第２回転位置に時計方向へ回転すると、多板摩擦クラッチ21が切断される。

つまり、この場合では、変速段位を変えることなく、多板摩擦クラッチ21の断接を自由に行うことが可能となる。

次に、図１８には、主駆動軸67と一体の主駆動板68が、第２回転位置から第３回転位置に時計方向へ回転した後、第２回転位置へ反時計方向へ反転する変速シフト機構23のシフトアップ動作が示されている。

図１８では、シフト軸90は、図１８の第２回転位置から第３回転位置へ主駆動板68が時計方向に回転してから、逆に主駆動板68が反対方向へ逆転して第２回転位置に復帰しようとすると、第１送り爪93の突出端93ａが第２送りピン92_２に当接し、第１送り爪93は第２送りピン92_２の静止反力により、第１送り爪93の回転軸93ｃを中心として時計方向へ回転しようとするが、第１送り爪93の非突出端93ｂが主駆動軸67に当接し、主駆動軸67の静止反力により、第３回転位置における突出端93ａの突出状態でもって第２送りピン92_２は右方に押され、ピン基部91は時計方向へ６０°回転されて、変速段位１から変速段位２にシフトアップされる。

このようなアクチュエータ61を正逆転させるシフトアップ動作を反復させることにより、変速装置20を所要の変速段位にシフトアップさせることができる。

また、図１９を参照して変速シフト機構23のシフトダウン動作を説明する。

図１９の第２回転位置から第３回転位置を経由して、第４回転位置に主駆動板68を時計方向に回転させると、第２送り爪95の突出端95ａが第１送りピン92_１に接近し、さらに、主駆動軸67を時計方向へ回転させると、第２送り爪95の突出端95ａが第１送りピン92_１に当接し、第１送りピン92_１の反力で第２送り爪95が回転軸95ｃを中心として反時計方向へ回転しようとするが、第２送り爪95非突出端95bが主駆動軸67に当接し、その静止反力により、第５回転位置に図示されるように、第１送りピン92_１は左方に押され、ピン基部91は反時計方向へ６０°回転されて、変速段位２から変速段位１にシフトダウンされる。

同時に第１送り爪93の突出端93ａが案内板99と接触し、第１送り爪93を反時計回りに回転させ、これによりラッチ板97が反時計回りの回転を妨げることにより第１送り爪93の突出端93ａが主駆動板68の外周縁から突出しない状態を維持する。

その後、主駆動板68が第４回転位置に回転した状態では、第２送り爪95の突出端95ａが第６送りピン92_６の左方から右方へ移動して第６送りピン92_６に当接するが、第６送りピン92_６の静止反力により第２送り爪95が回転軸95ｃを中心として時計方向へ回転される状態となり、第２送り爪95の非突出端95bが主駆動軸67から離れることで、第６送りピン92_６には時計方向の回転力が働かない結果、シフト軸90は静止状態を維持できるので、変速段位１の状態を保持できる。

変速段位１の状態の第５回転位置から、さらに主駆動板68が反時計方向に回転して第２回転位置に反時計方向に回転する迄の間では、第１送り爪93の突出端93ａは、主駆動板68の外周縁から突出しないので、突出端93ａは送りピン92に係合せず、シフト軸90は静止状態を維持でき、変速段位１の状態保持できる。

第２回転位置に戻るとラッチ板97の突出端97ａが案内板99と接触し、ラッチ板97を時計方向へ回転させ、非突出端97ｂが第１送り爪93の非突出端93ｂと乖離することにより第１送り爪93が時計回りに回転し、突出端93ａが主駆動板68の外周縁から突出した状態に戻る。

このように、主駆動軸67を第２回転位置から第４回転位置に向け時計方向へ約１１０°回転させることで、シフト軸90を６０°反時計方向へ回転させて、変速シフト機構23の変速段位を変速段位２から変速段位１にシフトダウンさせることができ、次に主駆動板68を第５回転位置から第２回転位置に向け反時計方向へ約１１０°反転させることで、変速シフト機構23の変速段位を変更することなく、変速段位を変速段位１に維持したまま、主駆動板68を第２回転位置へ復帰させることができ、この一連の動作で、変速段位２から変速段位１へのシフトダウンを実行することができる。

この図１９の変速段位のシフトダウン動作を反覆することで、その反覆の度ごとに１段位ずつ変速段位をシフトダウンすることができる。

ドグクラッチを切替えることで変速段位を変更する変速機の場合、シフト時にダボ当たり状態、いわゆるハーフニュートラル状態になった場合、一旦クラッチを弱く接続しドグクラッチを噛み合い可能な位置に回転させ、その後改めてシフトを行う方法が知られている。シフトアップのため主駆動軸67を第３回転位置から第２回転位置へ向かって反時計回転させ第１送り爪93が送りピン92を押圧しているときダボ当たり状態になると、ドグクラッチが噛み合い位置まで移動しないため、主駆動軸67は第２回転位置まで回せなくなる。この場合は一旦主駆動軸67を時計回りに第３回転位置を越えて第４回転位置まで回転し、第１送り爪93の突出端93ａが主駆動板68の外周縁から突出しない状態にした後第２回転位置と第１回転位置の所定の位置にして弱くクラッチを接続するとともに第１送り爪93の突出端93ａが主駆動板68の外周縁から突出した後、改めて主駆動軸67を時計回りに第３回転位置まで回転させ続いて第２回転位置まで反時計回転させることでシフトアップを行う。

シフトダウン中にダボ当たり状態になった場合、主駆動軸67は反時計回りに回転可能なので、第２回転位置と第１回転位置の所定の位置にして弱くクラッチを接続した後、改めて時計回りに第４回転位置まで回転させ、続いて第２回転位置まで反時計回りに回転させるシフトダウンを行う。

前記歯車変速機２は変速段位１と変速段位２の間に中立段位を備えており、変速段位１からはシフト軸90を時計回りに３０°回すことで、変速段位２からはシフト軸90を反時計回りに３０°回すことで中立段位にすることができる。図２０，図２１はこれらの動作について示したものである。

図２０に図示されるように、変速段位１から中立段位へ変速させる場合は、まず主駆動軸67を第２回転位置から第３回転位置まで時計回りに回転させ、続いて第３回転位置から反時計回りに回転させることで、第１送り爪93が第１送りピン92_１を押圧しシフト軸90が時計回りに回転する。シフト軸90が時計回りに３０°回り、変速段位１から中立段位に変速するときの主駆動軸67の位置を第７回転位置として、この位置まで主駆動軸67を回転させる。続いて主駆動軸67を第４回転位置まで時計回りに逆転させ、第１送り爪93が第１送りピン92_１を押圧不可能な状態にした後、再び第２回転位置まで反時計回りに回転させることで、第１送り爪93が初期位置に戻り、変速が完了する。

また、図２１に図示されるように、変速段位２から中立段位への変速を行う場合には、まず主駆動軸67を変速段位２から時計回りに回転させる。そして主駆動軸67が第５回転位置を越え、第２送り爪95が第１送りピン92_１に接触するとこれを押圧しシフト軸が反時計回りに回転する。シフト軸90が反時計回りに３０°回り、変速段位２から中立段位に変速するときの主駆動軸67の位置を第８回転位置として、この位置まで主駆動軸67を回転させる。続いて主駆動軸67を反時計回りに逆転させ、第２回転位置まで戻すことで中立段位への変速が完了する。

本実施例は歯車変速機20および変速シフト機構23とは別体にアクチュエータユニット24を構成し、このアクチュエータユニット24を歯車変速機20に取り付けた例であるが、歯車変速機22とまたは変速シフト機構23と一体に構成し歯車変速機22内にアクチュエータユニット24を設けてもよい。

最後にアクチュエータユニット24の動作を実際の運転と関連づけて説明する。

車両が停車状態に有る場合において主駆動軸67は第２回転位置にある。この状態でクラッチは切断されており内燃機関を始動させても車両は動き出すことは無い。停車中に変速を行うにはシフトアップ・シフトダウンに応じて主駆動軸67を第２回転位置から第３回転位置にし、第２回転位置に戻す、あるいは第４回転位置から第５回転位置にした後、再び第２回転位置に戻すことにより行う。これによりクラッチが切断されたままシフトアップ、シフトダウンを任意に行うことができる。停車状態から発進するためには主駆動軸67を第２回転位置から第１回転位置に回転させる。これによりクラッチが接続され車両は発進する。第２回転位置から第１回転位置への変化をゆっくり行えばスムーズな発進となり好ましい。定常走行中は第１回転位置を維持する。走行中に変速を行うにはシフトアップ・シフトダウンに応じて第１回転位置から第３回転位置にして、再び第１回転位置に戻すか、第１回転位置から第４回転位置にし第１回転位置に戻す。これによりクラッチ切断、変速、クラッチ接続の一連の動作がおこなうことができ、かつシフトアップ、シフトダウンを任意に行うことができる。また第１回転位置に戻すとき、第２回転位置から第１回転位置への変化をゆっくり行えばスムーズな変速となり好ましい。停車する時には主駆動軸67を第１回転位置から第２回転位置に回転させる。これによりクラッチは切断され停車しても内燃機関は止まることは無い。また圧縮弾性体71の付勢力とアクチュエータの力を合わせてクラッチを切断するので素早くクラッチを切断でき、急停車しても内燃機関が止まることは無い。

１…荷重検知装置、２…角度センサ、３…荷重部材、４…負荷部材、５…圧縮コイルスプリング、６…第１保持部材、７…第２保持部材、８…第１ラック、９…第２ラック、10…第３ラック、11…第１ピニオン、12…回転軸、13…第２ピニオン、14…回転軸
20…変速装置、21…多板摩擦クラッチ、22…歯車変速機構、23…変速シフト機構、24…アクチュエータモジュール、28…機関ケース、29…ベアリング
30…入力歯車、31…トルクダンパ、32…クラッチアウタ、33…クラッチインナ、34…駆動摩擦板、35…従動摩擦板、36…加圧板、37…受圧板、38…クラッチスプリング、
40…メイン軸、41…カウンタ軸、42…駆動歯車、43…従動歯車、44…ドライブスプロケット、45…無端チェン、
50…シフトドラム、51…シフトフォーク軸、52…シフトフォーク軸、53…シフトフォーク、54…シフトフォーク、55…シフトフォーク、
60…アクチュエータモジュールケース、61…アクチュエータ、62…クラッチ断切装置、63…歯車シフト装置、64…減速歯車、65…減速歯車、66…減速歯車、67…主駆動軸、68…主駆動板、69…アーム駆動ピン、
70…リフタアーム、71…圧縮弾性体、72…シリンダ、73…ピストン、74…コイルスプリング、75…フック、76…連結ピン、77…荷重検知ユニット、78…検知ユニットガイド、79…摺動体、
80…受圧片、81…コイルスプリング、82…リフタレバー軸、83…リフタレバー、84…リフタ、85…手動切断レバー、
90…シフト軸、91…ピン基部、92…送りピン、93…第１送り爪、94…第１付勢スプリング、95…第２送り爪、96…第２付勢スプリング、97…ラッチ板、98…第３付勢スプリング、99…案内板、

Claims (4)

1. 負荷部材(４)と荷重部材(３)の間に設けられ、負荷部材(４)に加わる荷重を検知する荷重検知装置において、
   前記荷重検知装置(１)は、荷重方向に伸縮する弾性伸縮部材(５)と、
   前記荷重部材(３)と前記弾性伸縮部材(５)との間に存在し、前記弾性伸縮部材(５)の一端を保持するとともに荷重方向に移動可能にケース(１ａ)に支持され、前記荷重部材(３)からの押圧荷重により前記弾性伸縮部材(５)を押圧する第１保持部材(６)と、
   前記負荷部材(４)と前記弾性伸縮部材(５)との間に設けられ、前記弾性伸縮部材(５)の他端を支持するとともに、荷重方向に移動可能に前記ケース(１ａ)に支持され、前記弾性伸縮部材(５)からの押圧荷重により前記負荷部材(４)を押圧する第２保持部材(７)と、
   送り方向が荷重方向に平行になるように前記第１保持部材(６)に一体に設けられた第１ラック(８)と、
   前記第１ラック(８)と噛合いし、荷重方向と平行に移動可能に支持された第１ピニオン(11)と、
   前記第２保持部材(７)と一体で、前記第１ラック(８)と同一平面に前記第１ラック(８)と互いに並んだ状態に配置された第２ラック(９)と、
   前記ケース(１ａ)に荷重方向と平行に移動可能に支持され、前記第１ピニオン(11)と噛合う第３ラック(10)と、
   前記第２ラック(９)および第３ラック(10)と噛合い、前記ケース(１ａ)に回転可能に支持された第２ピニオン(13)とを備え、
   前記第１ピニオン(11)の前記ケース(１ａ)に対する移動量を測定することにより荷重を検知することを特徴とする荷重検知装置。
2. 前記ケース(１ａ)に、回転軸(２ｂ)を有する角度センサ(２)が固定され、前記第１ピニオン(11)のケース(１ａ)に対する移動量を前記角度センサ(２)の前記回転軸(２ｂ)から前記第１ピニオンの回転軸(12)中心に対する角度の変化として測定することを特徴とする請求項１記載の荷重検知装置。
3. 一端が前記角度センサ(２)の回転軸(２ｂ)と一体に回転し、他端に前記第１ピニオン回転軸(12)を挟む叉状凹部(２ｄ)を有するセンサアーム(２ｃ)が設けられたことを特徴とする請求項２記載の荷重検知装置。
4. アクチュエータ(41)によりクラッチ作動部材(60)を押圧してクラッチ(21)を離接する変速機(22)の前記アクチュエータ(41)と前記クラッチ作動部材(60)の間に請求項１、２または３記載の荷重検出器(１)が介装されたことを特徴とする変速機。

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