JP6173285B2 - 鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機 - Google Patents

Description

この発明は、自動二輪者等の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機に関するものである。

自動二輪者等の鞍乗り型車両として、変速機の変速段をシフトペダルの操作によって変更するものがある。この種の鞍乗り型車両の場合、シフトペダルと変速機本体の変速操作部とは、シフトリンク等の変速操作伝達装置によって連結されている。この鞍乗り型車両の場合、運転者がつま先によってシフトペダルを押し下げ操作したり、押し上げ操作したりすると、その操作が変速操作伝達装置を介して変速機本体の変速操作部に伝達され、その結果、変速機の変速段が変更される。

また、この種の鞍乗り型車両において、運転者がクラッチの断接操作やアクセルの戻し操作を行うことなく、変速機の変速段を瞬時に変更できる機構を備えたものが知られている。この機構は、シフト操作時の微少な操作挙動をセンサによって検出できるようにし、そのセンサがシフトペダルのアップ操作やダウン操作を検出したときに、エンジンの点火カット等によって変速機内の動力伝達系のトルクを減少させ、その間に変速機のギヤの噛み合いを変更する。

このような鞍乗り型車両に用いられる変速操作伝達装置として、シフトペダルの変速操作に伴う微小な挙動を検出する機構を内部に組み込んだものが知られている(例えば、特許文献１参照)。

特許文献１に記載の変速操作伝達装置は、シフトペダルに連結される入力側部材と、変速機本体の変速操作部に連結される出力側部材とが軸方向に沿って相対変位可能に嵌合され、入力側部材と出力側部材とが、相反方向に作用する一対のスプリングによって中立位置に維持されるように付勢されている。そして、入力側部材と出力側部材の間には、両者の間の相対変位を検出する変位検出センサが設けられている。
この変速操作伝達装置の場合、シフトペダルのアップ操作時やダウン操作時に、入力側部材と出力側部材が圧縮方向や引っ張り方向に相対変位すると、その相対変位を変位検出センサによって検出することができる。

独国特許出願公開第１０２０１００１５０３７号明細書

しかしながら、上記従来の変速操作伝達装置においては、シフトペダルの変速操作時に入力側部材と出力側部材がスプリングの力に打ち勝って相対変位し、その相対変位が変位検出センサによって検出される構造とされているため、前記相対変位の確実な検出と操作フィーリングの維持を両立させることが難しい。
即ち、従来の変速操作伝達装置は、入力側部材と出力側部材の相対変位を確実に検出するために両者を中立位置に付勢するスプリングのセット荷重を小さくすると、シフトペダルの操作力がスプリングで緩衝されて変速機本体の変速操作部にリニアに伝達され難くなり、逆に、スプリングのセット荷重を大きく設定すると、シフトペダルの操作力を変速機本体の変速操作部にリニアに伝達でるようになるものの、入力側部材と出力側部材の相対変位を検出し難くなる。

そこでこの発明は、シフトペダルの変速挙動の確実な検出と操作フィーリングの向上を図ることができる鞍乗り型車両の変速操作伝達装置及び変速機を提供しようとするものである。

この発明に係る鞍乗り型車両の変速操作伝達装置は、上記課題を解決するために、シフトペダル(２５)に連結される入力側部材(２９)と、変速機本体の変速操作部(２３)に連結される出力側部材(３０)と、前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)の間の圧縮側の操作と引っ張り側の操作の少なくともいずれか一方を検出する操作検出手段(４５)と、を備えた鞍乗り型車両の変速操作伝達装置(２８)において、前記操作検出手段(４５)は、前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)のいずれか一方に設けられるピストン(３３)と、前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)のいずれか他方に設けられ、前記ピストン(３３)が進退自在に嵌入されて油圧室（４１）を形成するシリンダ(３８)と、前記油圧室（４１）内の油圧を検出する油圧センサ(３７)と、を有し、前記油圧センサ(３７)によって検出される油圧を基にして前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)の間の圧縮側の操作と引っ張り側の操作の少なくともいずれか一方を検出するようにした。

この場合、シフトペダル(２５)が運転者によって操作されると、シフトペダル(２５)から入力側部材(２９)に圧縮方向または引っ張り方向の荷重が入力される。これにより、油圧室（４１）内の圧力が増加または減少するとともに、出力側部材(３０)を通して変速機本体の変速操作部が操作される。このとき、油圧室（４１）内の圧力の増加や減少の変化は油圧センサ(３７)によって検出される。

前記シリンダ(３８)は、前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)のいずれか一方に一体に形成されるようにしても良い。
この場合、入力側部材(２９)と出力側部材(３０)のうちのシリンダ(３８)が設けられる側の部材の構造が簡素化される。このため、変速操作伝達装置(２８)全体の小型化と製造コストの低減を図ることが可能になる。

前記ピストン(３３)を付勢して前記油圧室（４１）内の油圧に初期油圧を付与する付勢部材(４３)が設けられるようにしても良い。
この場合、シフトペダル(２５)から入力側部材(２９)に圧縮方向と引っ張り方向のいずれの方向に荷重が入力された場合にも、油圧室（４１）内の圧力が大気圧よりも低下し難くなる。したがって、油圧室（４１）への大気の流入を防止することができる。

前記油圧センサ（３７）は、車両搭載状態において、前記シリンダ(３８)の下方となる位置に配置されることが望ましい。
この場合、油圧センサ（３７）の重量がシリンダ(３８)の下方側に付加されるため、変速操作伝達装置(２８)がアンバランスになり難い。したがって、変速操作伝達装置(２８)の円滑な作動を得ることができる。

前記入力側部材(２９)と出力側部材(３０)とは、車両搭載状態において、前記シフトペダル(２５)の操作部よりも下方に配置されることが望ましい。
この場合、シフトペダル(２５)の操作時にシフトペダル(２５)の操作部や運転者の足が油圧センサ（３７）と干渉しにくくなる。

この発明に係る鞍乗り型車両の変速機は、上記課題を解決するために、前記いずれかに記載の変速操作伝達装置を備えるようにした。

この発明によれば、シフトペダルから入力側部材に入力される圧縮方向や引っ張り方向の荷重が油圧室内の圧力の変化として油圧センサによって検出されるため、入力側部材と出力側部材の間の相対変位を大きく確保しなくてもシフトペダルの変速挙動を確実に検出することができる。したがって、この発明によれば、シフトペダルの変速挙動の確実な検出と操作フィーリングの向上を図ることができる。

この発明の一実施形態に係る変速機の側面図である。 この発明の一実施形態に係る変速機の一部の部分断面側面図である。 この発明の一実施形態に係る変速操作伝達装置の油圧−荷重特性図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面において、矢印ＦＲは車両の前方を指し、矢印ＵＰは車両の上方を指すものとする。また、以下の説明においては、特別に断らない限り上下や前後については、車両に取り付けた状態での上下や前後を意味するものとする。

図１は、鞍乗り型車両の一形態である自動二輪車に採用された変速機２０左側面を示す図である。この実施形態の変速機２０は、パワーユニットＰＵとしてエンジン１０と一体に形成されている。パワーユニットＰＵは、クランク軸１１を回転自在に支持するエンジン１０のクランクケース１２が変速機２０の変速機ケースを兼ねている。クランクケース１２の前側上部には、エンジン１０のシリンダ部１３が前部上方側に向かって突設されている。クランクケース１２内のクランク軸１１の後部下方側には、変速機２０のメイン軸２１が配置され、メイン軸２１の後部斜め上方側には変速機２０のカウンタ軸２２が配置されている。

クランクケース１２内のメイン軸２１の設置部の後部下方には、変速機２０の図示しないシフトドラムを操作するため変速操作軸２３が配置されている。この実施形態の場合、変速操作軸２３が変速機本体の変速操作部を構成している。変速操作軸２３の一端部はクランクケース１２の左端面から外側に突出している。変速操作軸２３の左側の突出部には、入力アーム２４がセレーション結合等によって一体回転可能に結合されている。入力アーム２４は、変速操作軸２３からほぼ鉛直下方に向かって延出している。

また、クランクケース１２の左側の後部下縁にはシフトペダル２５のピボット軸２６が回動可能に軸支されている。シフトペダル２５は、ピボット軸２６から車体前方側に延出する操作アーム片２５ａと、ピボット軸２６から車体下方側に延出する連結アーム片２５ｂと、を有している。操作アーム片２５ａの延出端には、車幅方向外側に突出するペダル軸２７（操作部）が支持されている。

また、変速操作軸２３から下方に延出する入力アーム２４の端部と、シフトペダル２５の連結アーム片２５ｂの延出端とは、変速操作伝達装置２８によって連結されている。変速操作伝達装置２８は、シフトペダル２５の連結アーム片２５ｂに回動可能に連結される入力側部材２９と、入力アーム２４に回動可能に連結される出力側部材３０と、を備えている。

図２は、変速操作伝達装置２８を中心とした変速機２０の一部の部分断面側面図である。
同図に示すように、入力側部材２９は、後端部がシフトペダル２５に回動可能に連結される入力ロッド３１と、入力ロッド３１の前端部に同軸に一体に結合されるピストンユニット３２と、を備えている。ピストンユニット３２は、短軸円柱状のピストン３３を有し、ピストン３３の後方側と前方側にピストン３３よりも小径の第１ガイド軸部３４と第２ガイド軸部３５が一体に形成されている。第１ガイド軸部３４と第２ガイド軸部３５はピストン３３と同軸に形成されている。

出力側部材３０は、前端部が入力アーム２４の下端に回動可能に連結されるシリンダブロック３６と、シリンダブロック３６に取り付けられる油圧センサ３７と、を備えている。シリンダブロック３６には、ピストンユニット３２のピストン３３が軸方向に沿って摺動自在に嵌入されるシリンダ３８と、シリンダ３８の鉛直下方に膨出するセンサ取付部３９と、が設けられている。シリンダ３８は後端側が開口し、その開口部分が蓋部材４０によって閉塞されている。蓋部材４０は、ピストンユニット３２の第１ガイド軸部３４が摺動自在に貫通している。シリンダ３８の底部とピストン３３の間は油圧室４１とされ、蓋部材４０とピストン３３の間はスプリング収容室４２とされている。油圧室４１には、作動油が充填され、スプリング収容室４２には、ピストン３３を前方に付勢する付勢スプリング４３（付勢部材）が収容されている。

センサ取付部３９には、油圧室４１の作動油の油圧を油圧センサ３７の検出部に導入するための導入通路３９ａが形成されている。また、入力側部材２９の後端側のシフトペダル２５との連結点Ｐ１と、出力側部材３０の前端側の入力アーム２４との連結点Ｐ２とは、ピストン３３とシリンダ３８の中心軸線ｃの延長上に位置されている。

また、シリンダブロック３６のシリンダ３８の底部には、ピストンユニット３２の第２ガイド軸部３５の前端部が摺動自在に嵌入されるストッパ穴４４が形成されている。このストッパ穴４４は、その底部にピストンユニット３２の第２ガイド軸部３５が底付きすることによってピストン３３（ピストンユニット３２）の前進変位を規制する。

ここで、スプリング収容室４２に収容される付勢スプリング４３は、ピストン３３を前方に付勢することによって油圧室４１内の油圧に大気圧よりも大きい初期油圧を付与している。入力側部材２９と出力側部材３０とは、油圧室４１の油圧に付勢スプリング４３による付勢力（初期油圧）が付与された状態において、圧縮方向と引っ張り方向の微小範囲の相対移動が可能とされている。

図３は、入力側部材２９に入力される操作荷重と、油圧室４１内の油圧の関係を示すグラフである。同図において、Ｐ０は、油圧室４１の初期油圧であり、Ｆ０は、付勢スプリング４３による初期荷重である。
同図に示すように、操作荷重と油圧室４１内の油圧はほぼ正比例の関係にあるため、油圧センサ３７によって検出される油圧室４１内の油圧を基にして、シフトペダル２５の押し下げ操作や押し上げ操作の有無を判断することができる。

即ち、シフトペダル２５の押し上げ操作により、入力側部材２９から出力側部材３０に圧縮方向の操作荷重が入力された場合には、油圧室４１内の圧力が初期油圧Ｐ０よりも上昇するため、油圧センサ３７の検出結果を基にしてシフトペダル２５が押し上げ操作されたものと判断することができる。一方、シフトペダル２５の押し下げ操作により、入力側部材２９から出力側部材３０に引っ張り方向の操作荷重が入力された場合には、油圧室４１内の圧力が初期油圧Ｐ０よりも低下するため、油圧センサ３７の検出結果を基にしてシフトペダル２５が押し下げ操作されたものと判断することができる。

なお、この実施形態においては、入力側部材２９と出力側部材３０の間の圧縮側の操作と引っ張り側の操作を検出する操作検出手段４５は、上述したピストン３３と、シリンダ３８と、油圧センサ３７とよって主として構成されている。また、この実施形態においては、変速機２０は、変速機構を有する変速機本体の他、変速操作軸２３と、入力アーム２４と、変速操作伝達装置２８とを含んでいる。

ところで、この実施形態に係る自動二輪車は、運転者が変速機２０の変速段を変更するときに、運転者がクラッチの断接操作やアクセルの戻し操作を行うことなく、シフトペダル２５のアップ操作やダウン操作のみによって変速段を変更できる機構を備えている。この機構は、変速操作伝達装置２８の油圧センサ３７の検出値に基づき、シフトペダル２５がアップ操作されたか、またはダウン操作されたかをコントローラが判断する。コントローラは、シフトペダル２５がアップ操作されたり、ダウン操作されたりしたものと判断したときには、エンジンの点火をカットする等して変速機２０内の動力伝達系のトルクを減少させ、その間にシフトペダル２５による変速段の変更（ギヤの噛み合いの変更）を許容する。

また、この実施形態の変速操作伝達装置２８では、油圧センサ３７が車両搭載状態においてシリンダ３８の下方となるように配置されている。さらに、変速操作伝達装置２８は、車両搭載状態において、シフトペダル２５の操作部であるペダル軸２７よりも下方となる位置に配置されている。

以上のように、この実施形態に係る変速操作伝達装置２８は、シフトペダル２５から入力側部材２９に入力される圧縮方向や引っ張り方向の荷重が油圧室４１内の圧力の変化として油圧センサ３７によって検出される。このため、入力側部材２９と出力側部材３０の間の相対変位を大きく設定しなくてもシフトペダル２５の変速挙動を、油圧センサ３７の検出結果を基にして確実に検出することができる。したがって、この変速操作伝達装置２８を採用した場合には、シフトペダル２５の変速挙動の確実な検出と操作フィーリングの向上を図ることができる。

また、油圧室４１を形成するシリンダ３８は、出力側部材３０の本体部と別の部材によって形成することも可能であるが、この実施形態に係る変速操作伝達装置２８の場合、シリンダ３８は出力側部材３０の本体部に一体に形成されている。このため、この実施形態の場合、出力側部材３０の構造を簡素化し、変速操作伝達装置２８全体の小型化と製造コストの低減を図ることができる。

また、この実施形態に係る変速操作伝達装置２８においては、入力側部材２９と出力側部材３０の間に、ピストン３３を付勢して油圧室４１内の油圧に初期油圧を付与する付勢スプリング４３が設けられている。このため、シフトペダル２５から入力側部材２９に圧縮方向と引っ張り方向のいずれの方向に荷重が入力された場合にも、油圧室４１内の圧力が大気圧よりも低下し難くなる。したがって、実施形態に係る変速操作伝達装置２８を採用した場合には、シフトペダル２５の一方の操作によって油圧室４１内に大気が流入し易くなるのを抑制することができる。

さらに、この実施形態に係る変速操作伝達装置２８は、車両搭載状態において、前記油圧センサ３７がシリンダ３８の下方となる位置に配置されているため、変速操作伝達装置２８の重心が低くなり、操作時にアンバランスになり難いという利点がある。したがって、この実施形態に係る変速操作伝達装置２８によれば、常に円滑な作動を得ることができる。

また、この実施形態に係る変速操作伝達装置２８においては、車両搭載状態において、入力側部材２９と出力側部材３０がシフトペダル２５のペダル軸２７よりも下方となる位置に配置されているため、シフトペダル２５の変速操作時にペダル軸２７や運転者の足が油圧センサ３７と干渉し難くなるという利点がある。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、ピストン３３が入力側部材２９に形成され、シリンダ３８が出力側部材３０に形成されているが、逆に、ピストン３３を出力側部材３０に形成し、シリンダ３８を入力側部材２９に形成するようにしても良い。また、上記の実施形態においては、入力側部材２９と出力側部材３０の間の圧縮方向と引っ張り方向の変位を油圧センサ３７によって検出するようにしているが、圧縮方向と引っ張り方向のいずれか一方の変位のみを油圧センサ３７によって検出するようにしても良い。
また、この発明を適用する車両は、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）に限らず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の小型車両も含まれる。

２０…変速機
２３…変速操作軸（変速機本体の変速操作部）
２５…シフトペダル
２７…ペダル軸（シフトペダルの操作部）
２８…変速操作伝達装置
２９…入力側部材
３０…出力側部材
３３…ピストン
３７…油圧センサ
３８…シリンダ
４１…油圧室
４３…付勢スプリング（付勢部材）
４５…操作検出手段

Claims (6)

1. シフトペダル(２５)に連結される入力側部材(２９)と、
   変速機本体の変速操作部(２３)に連結される出力側部材(３０)と、
   前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)の間の圧縮側の操作と引っ張り側の操作の少なくともいずれか一方を検出する操作検出手段(４５)と、
   を備えた鞍乗り型車両の変速操作伝達装置(２８)において、
   前記操作検出手段(４５)は、
   前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)のいずれか一方に設けられるピストン(３３)と、
   前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)のいずれか他方に設けられ、前記ピストン(３３)が進退自在に嵌入されて油圧室（４１）を形成するシリンダ(３８)と、
   前記油圧室（４１）内の油圧を検出する油圧センサ(３７)と、を有し、
   前記油圧センサ(３７)によって検出される油圧を基にして前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)の間の圧縮側の操作と引っ張り側の操作の少なくともいずれか一方を検出することを特徴とする鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
2. 前記シリンダ(３８)は、前記入力側部材(２９)と前記出力側部材(３０)のいずれか一方に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
3. 前記ピストン(３３)を付勢して前記油圧室（４１）内の油圧に初期油圧を付与する付勢部材(４３)が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
4. 前記油圧センサ（３７）は、車両搭載状態において、前記シリンダ(３８)の下方となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
5. 前記入力側部材(２９)と出力側部材(３０)とは、車両搭載状態において、前記シフトペダル(２５)の操作部（２７）よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の鞍乗り型車両の変速操作伝達装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の変速操作伝達装置を備えることを特徴とする鞍乗り型車両の変速機。

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