JP5905755B2 - 内燃機関の変速装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動二輪車等の内燃機関の変速装置のシフト機構に関する。
自動二輪車等の変速装置は、乗員が変速装置のチェンジペダルを操作するとチェンジスピンドルが回動され、チェンジスピンドルの動きに伴い、間欠送り機構によりシフトドラムが間欠的に回転され、シフトドラムに係合したシフトフォークが所定位置に移動されて、変速機構の備えるギア群の噛み合いが変更されて変速段の切り替えが行われるものである。
間欠送り機構は、シフトドラムの側面に一体に固定され、その周面に山部と谷部が形成された略星型の形状のシフトドラムプレートと、チェンジスピンドルの回動に伴い、シフトドラムプレートに設けられた送りピンに噛み合ってシフトドラムプレートを回動させるチェンジスピンドルアームと、シフトドラムプレートに隣接して、シフトドラムプレートの周面に対して押し付ける方向に付勢されたシフトドラムストッパーを具備している。さらに、シフトドラムストッパーは、シフトドラムプレートの周面に押し付けられるローラと、ローラを支持するストッパーレバーと、ストッパーレバーを回転自在に支持する支軸と、ストッパーローラをシフトドラムの周面に押し付けように付勢する付勢手段を具備している。
自動二輪車の乗員がシフト操作を行うために、チェンジペダルを操作すると、チェンジスピンドルの回動に伴いチェンジスピンドルアームが動作し、シフトドラムプレートが回動されて、シフトドラムストッパーのストッパーローラがシフトドラムの山部を乗り越え、該ストッパーローラが谷部に移動すると、ストッパーローラが付勢手段により谷部に押しつけられ、シフトドラムプレートの回転が停止され、シフトドラムプレートは所定角度に欠的に送られるようになっている。
この際、シフト送りのタイミングが速くなると、シフトドラムストッパーのストッパーローラがシフトドラムプレートの谷部に噛み合った瞬間に、シフトドラムプレートの回転が急激に停止し、ストッパーローラやこれを支持するストッパーレバーおよび支軸に過大な荷重が係り、シフトドラムストッパーや支持部の補強が必要となり、これらの部材が大型化し、シフト操作の操作荷重が大きくなり、シフト操作の操作時間が長くなり、操作性が劣るものとなり、また変速装置全体の大型化や重量化を招くこととなっていた。
特開２０１１−２１４６０９号
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、変速装置の部品の損傷を防いで小型軽量化を図り、シフトチェンジの操作荷重の低減およびシフトチェンジ操作の時間を短縮して操作性が高く、さらに装置全体大きさや重量の低減化を図ることのできる内燃機関の変速装置を提供することである。
前記目的を解決するために、請求項１記載の発明は、チェンジスピンドルの回転により星型シフトドラムプレートを回動させてシフトドラムを回動させると共に、該星型シフトドラムプレートの回転を規制するストッパーローラを備える内燃機関の変速装置において、前記星型シフトドラムプレートは複数の変速段に対応した山部と該山部に挟まれた谷部とから形成され、該谷部のうちの選択した谷部に、前記ストッパーローラが他の谷部に接する湾曲面よりも、前記ストッパーローラが緩やかに接する湾曲壁を設け、前記星型シフトドラムプレートの前記山部の高さのうち、前記湾曲壁と隣り合う一方の前記山部の高さを他の前記山部の高さに対して低く形成することを特徴とする内燃機関の変速装置である。
請求項２に記載の発明は、チェンジスピンドルの回転により星型シフトドラムプレートを回動させてシフトドラムを回動させると共に、該星型シフトドラムプレートの回転を規制するストッパーローラを備える内燃機関の変速装置において、前記星型シフトドラムプレートは複数の変速段に対応した山部と該山部に挟まれた谷部とから形成され、該谷部のうちの選択した谷部に、前記ストッパーローラが他の谷部に接する湾曲面よりも、前記ストッパーローラが緩やかに接する湾曲壁を設け、前記湾曲壁と隣り合う前記山部からの最深部における曲面の曲率半径は、前記ストッパーローラの外形の曲率半径と等しく、前記湾曲壁は、ローラ規制壁と緩衝壁とからなり、前記最深部に対して前記ストッパーローラの進み側にローラ規制部壁を設け、前記ローラ規制壁と前記最深部との間に、前記ストッパーローラの外形の曲率半径よりも大きい曲率半径の曲面もしくは平面に形成された緩衝壁を設け、前記ストッパーローラが前記ローラ規制壁に当接し、前記シフトドラムプレートの回動が停止された状態において、前記ストッパーローラを支持するストッパーレバーの揺動中心点と前記ストッパーローラの回転中心点とを結んだ直線と、該直線とローラ規制壁とが交わる点における前記ローラ規制壁の接線とが、略直角をなすように前記ローラ規制壁が形成されたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の変速装置において、前記星型シフトドラムプレートは、前記チェンジスピンドルに対して前記変速装置のミッション歯車を挟んだ位置に配置され、前記変速装置は、一対のチェンジスピンドルアームを備え、一方の前記チェンジスピンドルアームにて星型シフトドラムプレートを回転させる構造であることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内燃機関の変速装置において、前記変速機機構の前記星型シフトドラムプレートの前記湾曲壁は、乗員の足置きステップの前側にのみ設けられるチェンジペダルの押し下げ方向変速段の、もっとも押し下げ段に対応する前記谷部に設けたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の変速装置において、前記変速装置の歯車変速機構の変速段を切り替えるためのシフトフォークを前記シフトドラムの回動に伴い案内させる前記シフトドラムの表面に形成されたリード溝の溝端部のうち、前記シフトドラムプレートの前記谷部に前記湾曲壁の前記緩衝壁が設けられたシフト段に対応する前記リード溝の溝端部は、前記シフトドラムプレートの前記谷部に前記湾曲壁の前記緩衝壁が設けられていないシフト段に対応する前記リード溝の溝端部よりも長く延長されていることを特徴とするものである。
請求項１記載の発明によれば、変速装置の変速段を変更させる際に、谷部にストッパーローラが緩やかに接する湾曲壁を設けたので、該湾曲壁によりストッパーローラが星型シフトドラムプレートから受ける衝撃を軽減でき、ストッパーローラを支持するストッパーローラ支持部材の耐久性を向上させ、該ストッパーローラ支持部材の小型化および軽量化を図ることが可能となり、乗員の操作による星型シフトドラムプレートの動きを早め、操作性の優れた変速装置を得ることができ、さらに製品のコストダウンを図ることができる。さらに、湾曲壁と隣り合う一方の山部の高さを他の山部よりも低く形成したので、該山部から湾曲壁へ移動されるストッパーローラの揺動量を減少させることにより、ストッパーローラの支持部材の軽量化と相まって、湾曲壁がストッパーローラから受ける反力を低減でき、湾曲壁を小型化することができ、変速装置の小型化を図ることができる。
請求項２記載の発明によれば、変速装置の変速段を変更させる際に、谷部にストッパーローラが緩やかに接する湾曲壁を設けたので、該湾曲壁によりストッパーローラが星型シフトドラムプレートから受ける衝撃を軽減でき、ストッパーローラを支持するストッパーローラ支持部材の耐久性を向上させ、該ストッパーローラ支持部材の小型化および軽量化を図ることが可能となり、乗員の操作による星型シフトドラムプレートの動きを早め、操作性の優れた変速装置を得ることができ、さらに製品のコストダウンを図ることができる。
さらに、ローラ規制壁により星型シフトドラムプレートを介してシフトドラム等のチェンジ機構部材の過回転防止の為の回転規制が行え、緩衝壁によりローラ規制壁までの間でチェンジ機構の作動に伴う慣性力の負荷を吸収でき、作動性を良好なものとしつつチェンジ機構の負荷低減を可能にすることができる。
さらにまた、ストッパーローラがローラ規制壁に当接し、シフトドラムプレートの回動が停止された状態において、ストッパーローラを支持するストッパーレバーの揺動中心点とストッパーローラの回転中心点とを結んだ直線と、該直線とローラ規制壁とが交わる点におけるローラ規制壁の接線とが、略直角をなすようにローラ規制壁が形成されているので、シフトドラムプレートの停止時における、シフトドラムプレートからストッパーローラが受ける衝撃荷重は、ストッパーローラの回転中心からストッパーレバーの回転中心へと向かう方向へかかり、ストッパーレバーを外方へ揺動する方向への分力を低減することができるので、ストッパーローラをシフトドラムプレートに押し付ける荷重を低減することが可能となり、チェンジ操作をよりスムーズに行うことができるようになる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１および請求項２に記載の発明の効果に加えて、星型シフトドラムプレートとチェンジスピンドルは、変速装置のミッション歯車を挟んだ位置に配置されているので、長いチェンジスピンドルアームにより、変速装置のレバーレシオを容易に稼ぐことができ、さらに変速機機構の配置自由度向上と相まって、内燃機関を小型化することができる。
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３に記載の発明の効果に加えて、乗員の押し下げチェンジ操作を連続して素早く行う場合にでも、もっとも押し下げ段に対応する谷部に湾曲壁を設けたので、シフトストッパープレートがストパーローラから受ける反力を低減でき、最終段での乗員の操作感を良好なものにできて操作性を向上することができる。
請求項５記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、シフトドラムプレートの谷部に湾曲壁の緩衝壁が設けられたシフト段に対応するリード溝の溝端部は、前記シフトドラムプレートの前記谷部に前記湾曲壁の前記緩衝壁が設けられていないシフト段に対応するリード溝の溝端部よりも長く延長されているので、緩衝壁を設けたことによりシフトドラムプレートの回動角度が大きくなっても、ストッパーローラが規制壁に当接されるまでシフトドラムプレートが回動されても、溝端部にかかる負荷を防ぐことができる。
本発明の実施例における変速機構が適用された自動二輪車の側面図である。 本実施例における変速機構および内燃機関の断面図である。 前記変速機構の断面図である。 図３の要部拡大図である。 シフトドラムのリード溝を示した図である。 シフトドラムに送りピンと位置決めピンを挿入した側面図である。 前記変速機構の側面図である。 間欠送り機構の平面図である。 シフトダウンさせた状態の間欠送り機構の平面図である。 シフトアップさせた状態の間欠送り機構の平面図である。 シフトドラムプレートの平面図である。 図１１のXII-XII矢視断面図である。 シフトドラムプレートの回動を示した平面図である。 シフトドラムプレートの回動を示した平面図である。 シフトドラムプレートの回動を示した平面図である。 図５の要部拡大図である。
以下、本発明の一実施例を図１ないし図１６を参照して説明する。
図１は、本発明が適用された変速装置を備えた自動二輪車を図示したものである。本明細書では、自動二輪車の前進方向を前方とし、前方を向いた姿勢を基準にして前後左右を定めている。
本自動二輪車１の車体フレームは、ヘッドパイプ２から後方へメインフレーム３が斜め下向きに延出し、その後端にセンタフレーム４が下方へ延びている。センタフレーム４の下部中央寄りにリヤフォーク５を軸支するピボット６が設けられている。
以上のような車体フレームにおいて、メインフレーム３の取り付けられたブラケット７にシートレール８の前端が支持され、該シートレール８の後部とメインフレーム３の後端とをバックステー９が連結してシートレール８を支持している。
ヘッドパイプ２にはフロントフォーク10が枢支され、その下端に前輪11が軸支され、前輪11の上方にフロントフェンダ12が設けられ、ヘッドパイプ２の上方には左右に拡開してハンドル13が設けられている。
メインフレーム３に上方から跨るように燃料タンク14が搭載され、燃料タンク14の後方にシート15がシートレール８に支持されて取り付けられている。
センタフレーム４の前記ピボット６に前端を枢支されてリヤフォーク５が後方へ延出し、その後端に後輪16が軸支されており、後輪16の上方にリヤフェンダ17がシートレール８及びバックステー９に支持されている。
車体フレームに搭載される内燃機関Ｅは、４サイクル内燃機関であり、シリンダボア25を略水平にした姿勢でメインフレーム３とセンタフレーム４との間に懸架されている。
車体フレームの下方中央付近には、乗員の足を載せる足置きステップ18が配設されている。自動二輪車１の左側面には、足置きステップ18の前方に位置して、変速装置Ｍの変速段を変更するためのチェンジペダル19が設けられており、チェンジペダル19をつま先で踏み込むことにより変速段がシフトダウンされ、チェンジペダル19をつま先で上方に揺動することにより変速段がシフトアップされるようになっている。
図２は、内燃機関Ｅおよび変速装置Ｍを図示した要部断面図である。
内燃機関Ｅは、４ストローク内燃機関であって、略水平方向に貫通するシリンダボア25が形成されて該シリンダボア25内にピストン26が嵌合されるシリンダブロック21と、シリンダブロック21に順次重ねられ一体に締結されるシリンダヘッド22とヘッドカバー23と、クランク軸29を回転可能に支持する左右二つ割りのクランクケース24Ｒ、24Ｌとで構成され、クランク軸29のクランクピン28はコンロッド27を介しピストン26と連結されている。シリンダヘッド22には燃焼室30が設けられており、内燃機関Ｅの燃焼室30における燃焼エネルギーは、ピストン26の運動エネルギーへ変換されてピストン26が上下動される。該ピストン26の上下動によりコンロッド27を介してクランク軸29が回転駆動されるようになっている。
クランク軸29、メイン軸33およびカウンタ軸34はその軸線方向が平行になるように配設され、左右のクランクケース24Ｒ、24Ｌに設けられた軸受け35、36、37によりそれぞれ回転自在に支持されている。クランク軸29の回転駆動力は、断続可能なクラッチＣを介してメイン軸33に伝達され、さらに歯車変速機構Ｇを備えた変速機構Ｍを介してカウンタ軸34に伝達されるようになっている。本実施例の変速機構Ｍは、１速から４速までの各変速段およびニュートラルに変速されるようになっている。
この変速機構Mは、図１に示されたチェンジペダル19を乗員が操作することにより回転されるチェンジスピンドル61の回転変位によって変速されるようになっている。
図３および図４に示されるように、該変速機構Ｍは、メイン軸33およびカウンタ軸34に支持される複数の歯車を備えた歯車変速機構Ｇを具備し、メイン軸33には、右側から１速駆動ギア41、３速駆動ギア43、４速駆動ギア44、２速駆動ギア42が配列されている。１速駆動ギア41はメイン軸33に一体に形成され、３速駆動ギア43はメイン軸33に回転可能に軸支されており、４速駆動ギア44はスプライン嵌合によりメイン軸33により支持されており、２速駆動ギア42はメイン軸33に回転可能に軸支されている。
さらにカウンタ軸34には、右側から１速被駆動ギア45、３速被駆動ギア47、４速被駆動ギア48、２速被駆動ギア46が配列されている。１速被駆動ギア45はカウンタ軸34に回転可能に軸支され、３速被駆動ギア47はカウンタ軸34にスプライン嵌合により軸支され、４速被駆動ギア48は回転可能にカウンタ軸34に軸支され、２速被駆動ギア46はカウンタ軸34に嵌合されている。
本歯車変速機構Gは、常時噛み合い式の変速ギア機構であり、対応する駆動ギア被駆動ギアは常時噛み合っている。
図４に示されるように、カウンタ軸34の上方に、シフトドラム55が左右のクランクケース24Ｒ、24Ｌにより架設支持されている。また、図５に示されるように、シフトドラム55のドラム表面55ａには第１リード溝56、第２リード溝57が形成されている。
また、図４および図６に示されるように、シフトドラム55の一方の側面55ｂには、側方視でシフトドラム55と同心円状の凸部55ｃが形成されている。側面55ｂには回転中心55ｄを中心とした中心角がそれぞれ等角度になるように５つの穴55ｅが穿設され、さらに凸部55ｃには２つの穴55ｆが穿設されている。穴55ｅにシフトドラム55を回動させるための送りピン85を嵌入し、穴55ｆに、シフトドラムプレート80との位置を決める位置決めピン86を嵌入し、その後、位置決めピン86を挿通するための孔87ａが設けられた押えプレート87を送りピン85を押圧するように重ね、さらにシフトドラムプレート80に穿設された位置決め孔80ａに位置決めピン86を挿通し、シフトドラム55、押えプレート87およびシフトドラムプレート80をボルト88で一体に締結するようになっている。
シフトドラム55には、前記歯車変速機構Ｇの歯車の噛み合いを変更するための第１シフトフォーク51、第２シフトフォーク52が軸方向に摺動自在に支持されている。
第１シフトフォーク51に穿設された穴51ａに、第１ピン53が嵌合されて固着されており、第１ピン53の端部53ａはシフトドラム55の第１リード溝56に挿入されており、第１リード溝56の左右方向の溝位置の変位に伴い、第１シフトフォーク51がシフトドラム55の軸線方向に対して左右に移動されるようになっている。さらに第１シフトフォーク51のフォーク部51ｂは、メイン軸33の４速駆動ギア44に設けられた溝44ａに係合するようになっている。
第２シフトフォーク52に穿設された穴52ａに、第２ピン54が嵌合されて固着されており、第２ピン54の端部54ａはシフトドラム55の第２リード溝57に挿入されており、第２リード溝57の左右方向の溝位置の変位に伴い、第２シフトフォーク52がシフトドラム55の軸線方向に対して左右に移動されるようになっている。さらに第２シフトフォーク52のフォーク部52ｂは、カウンタ軸34の３速被駆動ギア47に設けられた溝47ａに係合するようになっている。
シフトドラム55が所定角度回転されると、第１リード溝56、第２リード溝57に案内されて第１ピン53、第２ピン54のそれぞれがシフトドラム55の軸線方向の所定位置に移動されるので、シフトドラム55の回転角度により第１シフトフォーク51、第２シフトフォーク52のシフトドラム55の軸線方向における位置が定められ、所定位置へと移動され、メイン軸33にスプライン嵌合された４速駆動ギア43、もしくはカウンタ軸34にスプライン嵌合された３速被駆動ギア47が左右方向の所定位置に移動され、これらの側面に設けられたドグクラッチが隣接するギアに嵌合されることにより、変速段の切換が行われるようになっている。
前記シフトドラム55の端部には、シフトドラム55の軸線を中心としてシフトドラム55を間欠的に回転させる間欠送り機構60が設けられており、この間欠送り機構60は、前記チェンジスピンドル61に連結されており、乗員がチェンジペダル19を操作することによりチェンジスピンドル61が所定角度回転されると、シフトドラム55が所定角度でもって間欠的に回転されるようになっている。
図７および図８に示されるように、間欠送り機構60は、チェンジスピンドルアームとしてマスターアーム62およびシフトアームを具備している。該マスターアーム62は、前記チェンジスピンドル61に嵌着されチェンジスピンドル61と一体にチェンジスピンドル61の軸線方向を中心として揺動し、シフトアーム63はマスターアーム62に連結ピン64により連結されマスターアーム62の動きに伴って揺動されてシフトドラム55を回転させるものであり、マスターアーム62とシフトアーム63とはバネ65により連結され付勢されている。さらに間欠送り機構60は、クランクケース24に固着され前記マスターアーム62の揺動角度を規制する規制ピン66と、揺動したマスターアーム62を戻す方向に付勢する戻しバネ67と、外形が略星型のシフトドラムプレート80と、前記シフトドラムプレート80の動きを規制するシフトドラムストッパー90とを備えている。
マスターアーム62は、チェンジスピンドル61が嵌着される孔62ａおよび扇状の孔62ｂが穿設され、孔62ｂのチェンジスピンドル61側には、マスターアーム62の一部が折り曲げられて図３に示されるように爪62ｃが形成されている。
マスターアーム62の孔62ｂには、クランクケース24に固着された規制ピン66が貫通されており、チェンジスピンドル61には戻しバネ67が巻きつけられている。さらに、マスターアーム62の規制ピン66側と反対側に位置して、カバー68が配設されている。該カバー68は、チェンジスピンドル61に貫通され一体に固着されており、カバー68の前記孔62ｂ側の端部には、図３に示されるように、規制ピン66側に折り曲げられ形成された爪68ａが設けられている。
戻しバネ67の両方の端部67ａは、マスターアーム62に設けられた爪62ｃと、カバー68に設けられた爪68ａの外側に当接されているので、図９および図１０に示されるように、チェンジスピンドル61が回転されてマスターアーム62が揺動されると、爪62ｃおよび爪68ａの端面が戻しバネ67の端部67ａを押してバネ67を開く方向に押し広げ、さらに爪62ｃおよび爪68ａ他方の端面は規制ピン66によって動きが規制されているので、マスターアーム62は戻しバネ67により揺動される前の位置に戻る方向に付勢されるようになっている。さらにマスターアーム62の揺動角が増大すると、孔62ｂの内周面が規制ピン66に当接してマスターアーム62の揺動が規制され、マスターアーム62は、所定角度以上に揺動しないようになっている。
前記マスターアーム62のうちチェンジスピンドル61が固着された一端部と反対側の他端部に、シフトアーム63が連結ピン64により連結されており、シフトアーム63の先端付近には、シフトドラム55の側面55ｂに嵌入された送りピン85を送ってシフトドラム55を回動させるための一対の爪63ａと爪63ｂとが向かい合わせて形成されている。
マスターアーム62の他端部とシフトアーム63とはバネ65により連結されており、バネ65によりシフトアーム63はシフトドラムプレート80側に付勢されている。
図４に示されるように、前記シフトアーム63に隣接してシフトドラムプレート80が配設され、該シフトドラムプレート80は、ボルト88によりシフトドラム55に一体に締結され（図１０参照）、クランクケース24に回転可能に支持されたシフトドラム55とともに回転されるようになっている。
図１１に示されるように、シフトドラムプレート80は、その外周面80ｄが山部81と谷部82とが交互にそれぞれ５個ずつ配置された略星型の形状に形成され、谷部82はシフトドラムプレート80の中心点80ａを中心とした中心角がそれぞれ等しくになるように配設されている。またシフトドラムプレート80の中央にはボルト88を貫通する孔80ｂが穿設され、さらに位置決めピン86を挿通するための２つの位置決め孔80ｃが穿設されている。
さらに、図４、図７および図１１に示されるように、前記シフトドラムプレート80に隣接して、シフトドラムストッパー90が配設されている。シフトドラムストッパー90は、クランクケース24に設けられた突部４ａに支持される支軸91と、支軸91に揺動自在に軸支されるストッパーレバー92と、ストッパーレバー92の先端に回転自在に軸支されシフトドラムプレート80の外周面80ｄに押し付けられるストッパーローラ93と、クランクケース24の突部４ａに巻きつけられストッパーローラ93を外周面80ｄに押し付ける方向に付勢する戻しバネ94とを備えており、シフトドラムプレート80の回転に伴い、図１３ないし図１５および図１１に示されるように、ストッパーローラ93はシフトドラムプレート80の山部81を乗り越え、ストッパーローラ93が谷部82に位置すると、戻しバネの付勢により谷部82にストッパーローラ93が押しつけられ、シフトドラムプレート80の回動が停止し、シフトドラムプレート80は所定角度ずつ間欠的に送られるようになっている。
シフトドラムプレート80の谷部82のうち山部81から最も深い位置にある最深部82ａの湾曲面は、その曲率半径がシフトドラムストッパー90のストッパーローラ93の外周曲面の曲率半径に略等しくなるような曲面に形成されている。
図１１に示されるように、前記谷部82のうち選択したひとつの谷部82の最深部82ａに滑らかに連なる湾曲壁83が形成され、該湾曲壁83は、最深部82ａの湾曲面よりもストッパーローラ93が緩やかに接する曲面に形成されている。
湾曲壁83は緩衝壁83ａとローラ規制壁83ｂとからなり、緩衝壁83ａは、最深部82ａに滑らかに連なり、最深部82ａの曲率半径よりも大きい曲率半径になるような曲面、あるいは平面に形成されている。さらに、緩衝壁83ａから最深部82ａと反対側には、緩衝壁83ａから滑らかに連なるローラ規制壁83ｂが設けられ、該ローラ規制壁83ｂの曲面は、ストッパーローラ93の外周面の曲率半径に略等しくなるような曲面に形成されている。
図１１に示されるようにストッパーローラ93がローラ規制壁83ｂに当接して、シフトドラムプレート80の回動が停止された状態において、ストッパーレバー92の揺動中心点92ａとストッパーローラ93の回転中心点93ａとを結んだ直線Ｌ１と、該直線Ｌ１とローラ規制壁83ｂとが交わる点83ｂ１におけるローラ規制壁83ｂの接線Ｌ２とが、略直角をなすような形状にローラ規制壁83ｂは形成されている。
該ローラ規制壁83ｂに隣接する山部81は、他の山部81の形状とは異なる形状である規制部84として形成され、図８に示されるように、通常の山部81の高さより高く形成され、規制部84の頂面84ａは中心点80ａを中心とした円弧の形状に形成されてストッパーローラ93が乗り越えることができないように形成されている。
前記した湾曲壁83が設けられた谷部82に隣接した山部81のうち、規制部84と反対に隣接した山部81ａの山高さは、他の山部81の山高さよりも低く形成されている。
前記した谷部82のうち湾曲壁83が設けられた谷部82のローラ規制壁83ｂに、ストッパーローラ93が押し付けられた場合には、シフトドラム55が所定位置に回動して、変速装置Ｍの変位段はニュートラルになるようになっている。
ニュートラルに変速される谷部82から反時計回りに隣接したそれぞれの谷部82にストッパーローラ93が押し付けられた場合には、変速装置Ｍの変位段がそれぞれ１速、２速、３速、４速に変位されるようになっている。
変速装置Ｍは、前記したように構成されているので、変速装置Ｍをシフトアップするには、乗員がつま先でチェンジペダル19を上方に揺動する。チェンジペダル19が上方に揺動されると、図１０に示されるように、チェンジペダル19に固着されたチェンジスピンドル61が時計周りに回動され、それに伴いマスターアーム62がチェンジスピンドル61を中心に反時計回りに揺動され、シフトアーム63が左方に押し出され、シフトアーム63の爪63ａによりシフトドラムに嵌入された送りピン85が送られ、シフトドラム55は時計回りに回動され、間欠送り機構60によりシフトドラム55は所定角度だけ回動されて停止される。シフトドラム55の周面に設けられた第１リード溝56および第２リード溝57によって第１ピン53および第２ピン54が所定の位置に案内され、第１ピン53、第２ピン54のそれぞれに固着された第１シフトフォーク51、第２シフトフォーク52がシフトドラム55軸線方向の所定位置に動かされ、４速駆動ギア44および３速被駆動ギア47が所定位置に移動されて、４速駆動ギア44、３速被駆動ギアの両側面に設けられたドグクラッチのうち一方のドグクラッチが、隣接するギアのドグクラッチと噛み合い、変速機構Ｍが所定変速段にシフトアップされるようになっている。
また、変速装置Ｍをシフトダウンするには、乗員がつま先でチェンジペダル19を踏み込み、チェンジペダル19が踏み込まれると、図９に示されるように、チェンジペダル19に固着されたチェンジスピンドル61が反時計周りに回動され、それに伴いマスターアーム62がチェンジスピンドル61を中心に時計回りに揺動され、シフトアーム63が右方に引かれ、シフトアーム63の爪63ａによりシフトドラムに嵌入された送りピン85が送られ、シフトドラム55は反時計回りに回動され、間欠送り機構60によりシフトドラム55は所定角度だけ回動されて停止される。シフトドラム55の周面に設けられた第１リード溝56および第２リード溝57によって第１ピン53および第２ピン54が所定の位置に案内され、第１ピン53、第２ピン54のそれぞれに固着された第１シフトフォーク51、第２シフトフォーク52がシフトドラム55軸線方向の所定位置に動かされ、4速駆動ギア44および３速被駆動ギア47が所定位置に移動されて、４速駆動ギア44、３速被駆動ギアの両側面に設けられたドグクラッチのうち一方のドグクラッチが、隣接するギアのドグクラッチと噛み合い、変速機構Ｍが所定変速段にシフトダウンされるようになっている。
前述したように、変速装置Ｍは、シフトアップするには乗員がつま先でチェンジペダル19を上方に揺動し、シフトダウンするには乗員がつま先でチェンジペダル19を踏み込むように操作するので、乗員が自動二輪車を停止させようとして、変速装置Ｍのシフト操作を行うには、高速段から低速段にシフトダウンさせニュートラルへと変速させるために、チェンジペダル19を連続して踏み込む必要がある。踏み込みによってチェンジペダル19押し下げる方向の操作の最終変速段は、１速からニュートラルへの変速となっている。
また、シフトドラム55の溝56、57と歯車変速機構Ｇの変速段との関係は、図５に示されるような関係である。本実施例の変速装置Ｍは、１速から４速までの各変速段およびニュートラルとの、合わせて５段階の変速段に切替られるようになっているので、各変速段間のシフトドラム55の回転角度はそれぞれ72度になるように、第１リード溝56、第２リード溝57は形成されている。
第１リード溝56は、メイン軸33に嵌合された４速駆動ギア43を所定位置へと移動させるための第１シフトフォーク51を案内する溝であって、ニュートラルに対応する位置より延長された位置に溝端部56ａが、４速に対応する位置から延長された位置に溝端部56ｂが、それぞれ形成されている。
溝端部56ｂは、４速に対応する位置から、シフトドラム55の回転角度が所定角度、例えば13度回転された位置に相当する位置に延長されており、シフトドラムプレート80が４速に切り替えられる際に、シフトドラム55の回転に遊びをもたせて衝撃を吸収するようになっている。
図１６は、図５の要部を拡大して溝端部56ａを実線で表し、溝端部56ｂを180度反対向きに方向を変えて重ね合わせて破線で表しているものである。溝端部56ａは、図１６に示されているように、ニュートラルに対応する位置から、シフトドラム55の回転角度が、前記した４速に変速する際に遊びを持たせるための所定角度、例えば13度に、さらに所定回転角度、例えば５度の角度を加えた角度に回転された位置に相当する位置に延長されており、シフトドラムプレート80がニュートラルに切り替えられる際に、シフトドラム55の回転に遊びをもたせて衝撃を吸収するようになっている。本実施例では、４速に変速される際の延長された溝長さよりも、ニュートラルに変速される際の延長された溝の長さは、略３mm程度長く延長されている。
シフトドラムプレート80のニュートラルに対応する谷部82には、湾曲壁83の緩衝壁83ａが設けられているので、ニュートラルに変速される場合におけるシフトドラムプレート80が回転される角度は、４速に変速される場合におけるシフトドラムプレート80が回転される角度よりも大きくなるので、前記したようにニュートラルに変速される際の延長された溝の長さは、４速に変速される際の延長された溝の長さよりも長くなるように形成されている。
以下、変速装置Ｍが１速からニュートラルに変速される場合の変速装置Ｍの動作について説明する。
図８および図１３は、変速装置のシフト段が１速である状態の間欠送り機構を図示したものである。１速からニュートラルに変速するために、乗員がチェンジペダル19を踏み込みむと、図９に示されるように、チェンジペダル19に固着されたチェンジスピンドル61が反時計周りに回動され、それに伴いマスターアーム62がチェンジスピンドル61を中心に時計回りに揺動され、シフトアーム63が右方に引かれ、シフトアーム63の爪63ａによりシフトドラムに嵌入された送りピン85が送られ、シフトドラム55は反時計回りに回動される。
シフトドラム55の回動に伴い、シフトドラム55に一体に締結されたシフトドラムプレート80も反時計回りに回動し、図１４に示されるように、ストッパーローラ93はシフトドラムプレート80の山部81ａを乗り越える。
図９に示されるように、マスターアーム62が最大揺動許容範囲まで揺動された後は、ストッパーレバー92が戻しバネ94により戻し方向に付勢され、またシフトドラムプレートの回転の慣性力により、図１５に示されるように、ストッパーローラ93は谷部82の最深部82ａに接するまで回転し、さらにストッパーローラ93が湾曲壁83の緩衝壁83ａに接した後、図１１に示されるように、ストッパーローラ93が湾曲壁83のローラ規制壁83ｂに当接するまでシフトドラムプレート80は回転して停止する。
図１１に示されるようにストッパーローラ93がローラ規制壁83ｂに当接して、シフトドラムプレート80の回動が停止されると、ストッパーレバー92の揺動中心点92ａとストッパーローラ93の回転中心点93ａとを結んだ直線Ｌ１と、該直線Ｌ１とローラ規制壁83ｂとが交わる点83ｂ１におけるローラ規制壁83ｂの接線Ｌ２とが、略直角をなすような形状にローラ規制壁83ｂは形成されているので、シフトドラムプレート80が規制壁83ｂにより回動が停止される際に、ストッパーレバー92がシフトドラムプレート80の規制壁83ｂから受ける衝撃荷重は、略直線Ｌ１方向であり、ストッパーレバー92を外方に揺動する分力は僅かしか発生しないので、シフトドラムプレート80の回動が確実に停止され、スムーズなシフトチェンジを行うことができる。
本実施例の変速装置Ｍは、シフトダウンの際に乗員が連続してチェンジペダル19を踏み込み、シフト送りのタイミングが速くなってシフトドラム55やシフトドラムプレート80の回転方向の慣性力が大きくなっても、ニュートラルの変速段に相当する谷部82にストッパーローラ93が緩やかに接する湾曲壁83が設けられているので、ストッパーローラ93が谷部82の最深部82ａに噛み合った瞬間にシフトドラムプレート80が急激に停止することがなく、緩衝壁に沿ってストッパーローラ93が転動するようシフトドラムプレート80が回転し、ローラ規制壁83ｂによりシフトドラムプレート80の回転が停止されるので、ストッパーローラ93がシフトドラムプレート80から受ける衝撃を軽減でき、ストッパーローラ93を支持するストッパーレバー92や支軸91の耐久性を向上させ、ストッパーレバー92の小型化および軽量化を図ることができる。また、乗員の操作によるシフトドラムプレート80の動きを早めて、変速装置Ｍの操作性を向上させることができる。
また、シフトドラムプレート80の湾曲壁83と隣り合う一方の山部81ａの高さを、他の山部81の高さよりも低く形成したので、山部81ａから湾曲壁83へと移動されるストッパーローラ93の揺動量を減少させ、ストッパーレバー92の軽量化と相まって、湾曲壁83がストッパーローラ93から受ける反力を低減でき、湾曲壁83の緩衝壁83ａの長さを短くすることができるので、湾曲壁83自体を小型化し、変速装置Ｍを小型化することができる。
ローラ規制壁83ｂによりシフトドラムプレート80を介してシフトドラム55等のチェンジ機構部材の過回転防止の為の回転規制が行え、緩衝壁83ａによりローラ規制壁83ｂまでの間でチェンジ機構の作動に伴う慣性力の負荷を吸収でき、作動性を良好なものとしつつチェンジ機構の負荷低減を可能にすることができる。
シフトドラムプレート80とチェンジスピンドル61は、変速装置Ｍのミッション歯車Ｇを挟んだ位置に配置されているので、マスターアーム62およびシフトアーム63の長いアームにより、変速装置Ｍのレバーレシオを容易に稼ぐことができ、さらに変速装置Ｍの配置自由度向上と相まって、内燃機関Ｅを小型化することができる。
乗員の押し下げチェンジ操作を連続して素早く行う場合にでも、シフトドラムプレート80のもっとも押し下げ段に対応する谷部82に湾曲壁83を設けたので、シフトドラムプレート80がストッパーローラ93から受ける反力を低減でき、最終段での乗員の操作感を良好なものにできて操作性を向上することができる。
さらにストッパーローラ93がローラ規制壁83ｂに当接し、シフトドラムプレート80の回動が停止された状態において、ストッパーローラ93を支持するストッパーレバー92の揺動中心点92ａとストッパーローラ93の回転中心点93ａとを結んだ直線Ｌ１と、該直線Ｌ１とローラ規制壁83ｂとが交わる点におけるローラ規制壁83ｂの接線とＬ２が、略直角をなすようにローラ規制壁83ｂが形成されているので、シフトドラムプレート80の停止時における、シフトドラムプレート80からストッパーローラ93が受ける衝撃荷重は、ストッパーローラ93の回転中心93ａからストッパーレバー92の回転中心92ａへと向かう方向へかかり、ストッパーレバー92を外方へ揺動する方向への分力を低減することができるので、ストッパーローラ93をシフトドラムプレート80に押し付ける荷重を低減することが可能となり、チェンジ操作をよりスムーズに行うことができるようになる。
さらに、シフトドラムプレート80の谷部82に湾曲壁83の緩衝壁83ａが設けられたシフト段に対応する第１リード溝56の溝端部56ａは、前記シフトドラムプレート80の前記谷部に前記湾曲壁の前記緩衝壁が設けられていないシフト段に対応する第１リード溝56の溝端部56ｂよりも長く延長されているので、緩衝壁83ａを設けたことによりシフトドラムプレート80の回動角度が大きくなっても、ストッパーローラ93が規制壁83ｂに当接されるまでシフトドラムプレート80が回動されても、溝端部56ａにかかる負荷を防ぐことができる。
１…自動二輪車、18…足置きステップ、19…チェンジペダル、51…第１シフトフォーク、55…シフトドラム、55ａ…表面、56…第１リード溝、56ａ…溝端部、56ｂ…溝端部、61…チェンジスピンドル、62…マスターアーム、63…シフトアーム、80…シフトドラムプレート、81…山部、82…谷部、82ａ…最深部、83…湾曲壁、83ａ…緩衝壁、83ｂ…ローラ規制壁、92…ストッパーレバー、93…ストッパーローラ、Ｅ…内燃機関、Ｍ…変速装置、Ｇ…歯車変速機構、Ｌ１…直線、Ｌ２…接線。

Claims (5)

  1. チェンジスピンドル(61)の回転により星型シフトドラムプレート(80)を回動させてシフトドラム(55)を回動させると共に、該星型シフトドラムプレート(80)の回転を規制するストッパーローラ(93)を備える内燃機関(Ｅ)の変速装置(Ｍ)において、
    前記星型シフトドラムプレート(80)は複数の変速段に対応した山部(81)と該山部(81)に挟まれた谷部(82)とから形成され、
    該谷部(82)のうちの選択した谷部(82)に、前記ストッパーローラ(93)が他の谷部(82)に接する湾曲面よりも、前記ストッパーローラ(93)が緩やかに接する湾曲壁(83)を設け、
    前記星型シフトドラムプレート(80)の前記山部(81)の高さのうち、前記湾曲壁(83)と隣り合う一方の前記山部(81ａ)の高さを他の前記山部(81)の高さに対して低く形成することを特徴とする内燃機関(Ｅ)の変速装置(Ｍ)。
  2. チェンジスピンドル(61)の回転により星型シフトドラムプレート(80)を回動させてシフトドラム(55)を回動させると共に、該星型シフトドラムプレート(80)の回転を規制するストッパーローラ(93)を備える内燃機関の変速装置において、
    前記星型シフトドラムプレート(80)は複数の変速段に対応した山部(81)と該山部(81)に挟まれた谷部(82)とから形成され、
    該谷部(82)のうちの選択した谷部(82)に、前記ストッパーローラ(93)が他の谷部(82)に接する湾曲面よりも、前記ストッパーローラ(93)が緩やかに接する湾曲壁(83)を設け、
    前記湾曲壁(83)と隣り合う前記山部(81)からの最深部(82ａ)における曲面の曲率半径は、前記ストッパーローラ(93)の外形の曲率半径と等しく、
    前記湾曲壁(83)は、ローラ規制壁(83ｂ)と緩衝壁(83ａ)とからなり、
    前記最深部(82ａ)に対して前記ストッパーローラ(93)の進み側にローラ規制壁(83ｂ)を設け、
    前記ローラ規制壁(83ｂ)と前記最深部(82ａ)との間に、前記ストッパーローラ(93)の外形の曲率半径よりも大きい曲率半径の曲面もしくは平面に形成された緩衝壁(83ａ)を設け、
    前記ストッパーローラ(93)が前記ローラ規制壁(83ｂ)に当接し、前記星型シフトドラムプレート(80)の回動が停止された状態において、
    前記ストッパーローラ(93)を支持するストッパーレバー(92)の揺動中心点(92ａ)と前記ストッパーローラ(93)の回転中心点(93ａ)とを結んだ直線(Ｌ １ )と、
    該直線(Ｌ １ )とローラ規制壁(83ｂ)とが交わる点(83b 1 )における前記ローラ規制壁(83ｂ)の接線(Ｌ ２ )とが、
    略直角をなすように前記ローラ規制壁(83ｂ)が形成されたことを特徴とする内燃機関(Ｅ)の変速装置(Ｍ)。
  3. 前記星型シフトドラムプレート(80)は、前記チェンジスピンドル(61)に対して前記変速装置(M)のミッション歯車(G)を挟んだ位置に配置され、
    前記変速装置(M)は、一対のチェンジスピンドルアーム(62,63)を備え、
    一方の前記チェンジスピンドルアーム(63)にて星型シフトドラムプレート(80)を回転させる構造であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関(Ｅ)の変速装置(Ｍ)。
  4. 前記変速装置(M)の前記星型シフトドラムプレート(80)の前記湾曲壁(83)は、乗員の足置きステップ(18)の前側にのみ設けられるチェンジペダル(19)の押し下げ方向変速段の、もっとも押し下げ段に対応する前記谷部(82)に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内燃機関(Ｅ)の変速装置(Ｍ)。
  5. 前記変速装置(Ｍ)の歯車変速機構(Ｇ)の変速段を切り替えるためのシフトフォーク(51)を前記シフトドラム(55)の回動に伴い案内させる前記シフトドラム(55)の表面(55a)に形成されたリード溝(56)の溝端部(56a,56b)のうち、
    前記星型シフトドラムプレート(80)の前記谷部(82)に前記湾曲壁(83)の前記緩衝壁(83a)が設けられたシフト段に対応する前記リード溝(56)の溝端部(56a)は、前記星型シフトドラムプレート(80)の前記谷部(82)に前記湾曲壁(83)の前記緩衝壁(83a)が設けられていないシフト段に対応する前記リード溝(56)の溝端部(56b)よりも長く延長されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関(Ｅ)の変速装置(Ｍ)。
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