(57)【要約】【課題】  チェンジドラム式チェンジ機構において、シフトピンとシフト溝との相対的な倒れが生じていても、加工精度を上げること無く、軽いシフト操作を維持できるようにすることを目的としている。【解決手段】  外周面にシフト溝２を有するチェンジドラム１０と、該チェンジドラム１０と平行なシフトロッド８に支持されるシフトフォーク１２を備え、シフトフォーク１２には前記シフト溝２に係合するシフトピン１を突設し、シフト溝２とシフトピン１との間のカム作用により、シフトフォーク１２をシフトロッド軸芯方向に移動する車輌用チェンジ機構である。シフトピン１のピン軸芯Ｃ5方向の中間部が、ピン軸芯Ｃ5方向の両端部よりもシフト溝幅方向に膨らんでいる。好ましくは、シフトピン１のシフト溝幅方向両端部は、ほぼ同一の球面上に位置する部分球面状に形成されている。【選択図】図３
2006002921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にシフト溝を有するチェンジドラムと、該チェンジドラムと平行なシフトロッドに支持されるシフトフォークを備え、シフトフォークには前記シフト溝に係合するシフトピンを突設し、チェンジドラムを回転した時のシフト溝とシフトピンとの間のカム作用により、シフトフォークをシフトロッド軸芯方向に移動する車輌用チェンジ機構において、
シフトピンのピン軸芯方向の中間部が、ピン軸芯方向の両端部よりもシフト溝幅方向に膨らんでいることを特徴とする車輌用チェンジ機構。
【請求項２】
シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、ほぼ断面円弧形に形成されている請求項１記載の車輌用チェンジ機構。
【請求項３】
シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、ほぼ同一円周上に位置する断面円弧形に形成されている請求項２記載の車輌用チェンジ機構。
【請求項４】
シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、それぞれ部分球面状に形成されている請求項１記載の車輌用チェンジ機構。
【請求項５】
シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、ほぼ同一の球面上に位置する部分球面状に形成されている請求項１記載の車輌用チェンジ機構。
【請求項６】
シフトピンのシフト溝幅方向両端部は断面「く」の字形に形成されている請求項１記載の車輌用チェンジ機構。
【請求項７】
シフト溝の側面には、ほぼ断面円弧形に窪む部分が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車輌用チェンジ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェンジドラムと該チェンジドラムのシフト溝の係合するシフトフォークを備え、チェンジドラムの回転によりシフトする車輌用チェンジ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１及び図２は、本発明を適用したチェンジドラム式のチェンジ機構であるが、シフトピン１及びシフト溝２の形状を除いては、従来のチェンジドラム式のチェンジ機構と同様であるので、この図１及び図２を利用して、一般的なチェンジドラム式チェンジ機構の全体構造を説明する。
【０００３】
図１において、変速ケース内に、変速段（ギヤ直径）の異なる複数の変速ギヤ５及びシフトスリーブ６を備えた変速軸７と、シフトロッド８と、チェンジドラム１０とを平行に配置してあり、シフトロッド８にはたとえば２本のシフトフォーク１２をロッド軸芯Ｃ2方向移動可能に嵌合してある。
【０００４】
各シフトフォーク１２はフォーク部１２ａと前記シフトピン１をそれぞれ備え、フォーク部１２ａはシフトスリーブ６の環状溝１５に係合し、シフトピン１は、チェンジドラムの表面に形成された前記シフト溝２にそれぞれ係合している。
【０００５】
図２はチェンジドラム１０の簡略斜視図であり、便宜上、シフト溝２は１本だけ記載してある。シフト溝２は、チェンジドラム軸芯Ｃ3周りに環状に形成されると共に所定箇所に湾曲部１７が形成されており、図示しないチェンジペダル等によるチェンジ操作により、所定角度ずつチェンジドラム１０が回転するようになっている。前記湾曲部１７において、シフト溝２とシフトピン１との間にカム作用が生じることにより、シフトフォーク１２がロッド軸芯Ｃ2方向に移動し、それにより図１のシフトスリーブ６を軸方向に移動し、変速ギヤ５の噛合い状態を変更するようになっている。なお、変速ギヤ５，５に噛み合う他の変速ギヤは図示していない。
【０００６】
図９は、図１及び図２のようなチェンジ機構において、従来使用されているシフトピン１０１を示す拡大縦断面図である。なお、本発明のシフトピン１と区別するために、図９では、シフトピンの符号を「１０１」としている。
【０００７】
この図９において、シフトピン１０１は円筒形（直筒形）に形成されると共に、その直径Ｗ２は、シフト溝２の溝幅Ｗ１に対して、若干のクリアランスを有する大きさに形成されており、シフトピン１０１がシフト溝２内を相対的に摺動する際、シフトピン１０１のシフト溝幅方向の一方の端部が、シフト溝２の側面２１（又は２２）に線接触するように構成されている。
【０００８】
なお、シフトピンの別の構造としては、円筒形の代わりに、転動自在な鋼球を備えることにより、摺動性を向上させた構造もある（特許文献１等参照）。
【特許文献１】実開昭５９−１３９６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図９のような円筒形（直筒形）のシフトピン１０１を備えているチェンジ機構では、シフトピン１０１のシフト溝幅方向端部とシフト溝２の側面２１又は２２とを、前述のように線接触させるために互いに平行に設計してあるが、実際に製品を製造する場合には、シフト溝加工時に生じるシフト溝側面２１、２２のチェンジドラム軸芯Ｃ3に対する直角度の誤差、シフトピン加工時に生じるロッド軸芯Ｃ2に対するピン軸芯Ｃ5の直角度の誤差、シフトフォーク１２の組付時の精度誤差（がた）またはチェンジドラム１０及びシフトロッド８の組付時の軸芯Ｃ2、Ｃ3の傾き等が累積することにより、シフト溝２の側面２１、２２とシフトピン１のシフト溝幅方向両端部との平行度を維持することは困難である。すなわち、シフト溝側面２１、２２とシフトピン１０１の軸芯Ｃ5が相対的に倒れた状態となるのを避けるのは困難であり、そのため次のような現象が生じる。
【００１０】
（１）図９において、シフト溝側面２１、２２に対してシフトピン１０１の軸芯心Ｃ5が、たとえば矢印Ｘ１方向に相対的に倒れている場合には、シフトピン1の先端の反矢印Ｘ１側の端縁（角部）Ｐ1がシフト溝側面２２に接触したり、あるいはシフトピン１０１の根元部の矢印Ｘ１側の部分が、シフト溝側面２１の開口側の端縁（角部）Ｐ２に接触したり、または、前記各端縁Ｐ１、Ｐ２が同時に接触したりする。このように、シフトピン１０１の先端の端縁Ｐ１あるいはシフト溝側面２１の端縁Ｐ２において、シフトピン１０１とシフト溝側面２１（又は２２）が点接触すると、面圧が高くなると共に引っ掛かりが生じ、摺動性が低下して、ドラムの回転の速度が遅くなり、シフト操作が重くなる。
【００１１】
（２）また、前記のようなシフトピン１０１の先端の端縁（角部）Ｐ1及びシフト溝側面２１の端縁（角部）Ｐ２で強く擦れることによる摩耗を抑制するために、表面硬化処理が必要となり、製造コストが増加する。
【００１２】
なお、特許文献１等のように、シフトピンに転動自在に鋼球を配置する構造では、軽いシフト操作を維持できるが、部品点数及び組立工数が増加すると共に、部品コストも増加する。
【００１３】
（発明の目的）
本発明の目的は、加工時又は組立時の直角度の誤差もしくは組付精度誤差又は運転時の荷重により、シフト溝側面とシフトピンとの間に相対的な倒れ現象が生じていても、シフトピン先端又はシフト溝側面の端縁での点当たり（偏当たり）を無くし、軽いシフト操作を維持できるようにすると共に、シフト溝表面等への特別の表面処理加工も不要とする車輌用チェンジ機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明は、外周面にシフト溝を有するチェンジドラムと、該チェンジドラムと平行なシフトロッドに支持されるシフトフォークを備え、シフトフォークには前記シフト溝に係合するシフトピンを突設し、チェンジドラムを回転した時のシフト溝とシフトピンとの間のカム作用により、シフトフォークをシフトロッド軸芯方向に移動する車輌用チェンジ機構において、シフトピンのピン軸芯方向の中間部が、ピン軸芯方向の両端部よりもシフト溝幅方向に膨らんでいる。
【００１５】
本発明は、好ましくは、シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、断面円弧形に形成し、さらに好ましくは、同一円周上に位置する断面円弧形に形成する。
【００１６】
また、本発明は、好ましくは、シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、部分球面状に形成し、さらに好ましくは、同一の球面上に位置する部分球面状に形成する。
【００１７】
また、シフトピンの別の形状として、シフトピンのシフト溝幅方向両端部は、断面「く」の字形に形成することもできる。この場合、「く」の字の折れ曲がり部分には、丸みを持たすことが好ましい。
【００１８】
前記シフトピンの形状の工夫に加え、シフト溝の側面に、ほぼ断面円弧形に窪む部分を形成することもできる。
【発明の効果】
【００１９】
（１）シフトピンのピン軸芯方向の中間部が、ピン軸芯方向の両端部、すなわち先端部と根元部よりもシフト溝幅方向に膨らんでいるので、シフト溝の側面とシフトピンとの間に相対的な倒れが生じていても、常に、前記膨出状中間部がシフト溝の側面に接触することになり、従来のようにシフトピン先端の端縁（角部）あるいはシフト溝の開口側の端縁（角部）が点接触することはなくなる。したがって、シフトピンの摺動性を維持すると共に、軽いシフト操作を維持でき、また、摩耗に対する特別の表面処理加工も不要となり、コストも節約できる。さらに、チェンジドラムのシフト溝の加工、シフトピンの加工及びそれらの組付精度を向上させる必要もないので、管理が容易になると共にコストも抑えることができる。
【００２０】
（２）シフトピンのシフト溝幅方向両端部を、断面円弧形に形成していると、シフトピンとシフト溝の側面が相対的に倒れた状態であっても、シフト溝の側面に対するシフトピンの接触位置は、シフト溝深さ方向にほとんど変化することがなく、常に適切位置での接触を保ち、シフトピンを摺動させることができる。特に、同一円周上に位置する断面円弧形に形成していると、上記効果は大きくなる。
【００２１】
（３）シフトピンのシフト溝幅方向両端部を部分球面状に形成していると、シフトピンとシフト溝の側面との溝幅方向の相対的な倒れだけでなく、他の方向への相対的な倒れも吸収でき、円滑な摺動性を維持できる。特に、同一の球面上に位置する部分球面状に形成することにより、上記効果は大きくなる。
【００２２】
（４）シフトピンのシフト溝幅方向両端部の形状を前記のように各種変形する構成に加え、シフト溝の側面に、ほぼ断面円弧状に窪む部分を形成していると、シフトピンとシフト溝の側面が相対的に倒れた状態であっても、シフト溝の側面に対してシフトピンを線接触させることが可能となり、摺動性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１の実施の形態］
（構成）
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態であり、図１及び図２に示すチェンジドラム式チェンジ機構の全体構造は、前記背景技術の欄で説明しているので、ここでは省略する。
【００２４】
図３は本発明にかかるシフトピン１とシフト溝２の縦断面拡大図であり、シフト溝２は断面コの字形に形成されており、チェンジドラム軸芯Ｃ3と平行な底部２０と、チェンジドラム軸芯Ｃ3と直角な１対の側面２１、２２を有している。
【００２５】
シフトピン１は、ロッド軸芯Ｃ2と直角なピン軸芯Ｃ5を有し、チェンジドラム１０の径方向外方からシフト溝２内に所定深さだけ突入している。シフトピン１はピン軸芯Ｃ5を回転中心とする回転対称体であり、その表面形状は、ピン軸芯Ｃ5上の１つの球心Ｏ1を中心とした部分球面状に形成されている。言い換えると、ピン軸芯Ｃ5方向（ピン長さ方向）の中間部２５、２５がピン軸芯Ｃ5方向の先端部と根元部よりもピン径方向に断面円弧形に拡径した（膨らんだ）樽形となっている。前記球心Ｏ1はシフト溝２の開口端よりも一定距離ｄ1だけシフト溝２内に入り込んだ位置に設定されており、シフトピン１の表面を形成する球面の直径（２Ｒ1）は、シフト溝の幅Ｗ1よりもわずかに小さい値となっている。また、シフトピン１の先端とシフト溝２の底部２０との間は一定の距離ｄ2が確保され、これにより、シフトピン１がシフト溝２の側面２１、２２に対して相対的に大きく倒れても、シフトピン１の先端がシフト溝底面２０に接触しないようになっている。
（作用）
【００２６】
図示しないチェンジペダル等の操作により、図１のチェンジドラム１０を所定角度回転させると、シフトピン１とシフト溝２が相対的に摺動する。シフトピン１が図２の湾曲部１７にくると、シフト溝２とシフトピン１とのカム作用により、シフトフォーク１２がロッド軸芯Ｃ2方向に移動し、それにより、図１のシフトスリーブ６が移動し、変速ギヤ５噛み合い状態を変更する。
【００２７】
図３において、仮に、シフト溝２の側面２１、２２に対してシフトピン１のピン軸芯Ｃ5が相対的に矢印Ｘ１方向に倒れた状態であったとしても、シフトピン１の表面は球心Ｏ1を中心とする部分球面に形成されているので、シフト溝２の側面２１又は２２に対するシフトピン１の膨出状中間部２５の接触点は、倒れ現象が無い場合の接触点Ｐ３から殆ど移動せず、常に、シフト溝開口端から一定距離ｄ1だけ奥まった位置となる。すなわち、前記のような倒れ状態でシフト操作が行われても、シフトピン１の先端の溝幅方向の端縁Ｐ１又は溝側面２の開口側の端縁Ｐ２が接触点となることはない。したがって、シフトピン１がシフト溝２の側面に引っ掛かることはなく、シフト操作が重くなることはない。
【００２８】
［第２の実施の形態］
図４は本発明の第２の実施の形態を示しており、シフトピン１の形状は、前記図３の形状と全く同じであり、このシフトピン形状に加え、シフト溝２の側面２１、２２に、断面円弧形に窪む凹部２１ａ、２２ａを形成してある。この凹部２１ａ、２１ｂは、シフトピン１とシフト溝側面２１、２２との接触点Ｐ３よりも溝底部側に形成され、シフトピン１の表面の球半径Ｒ１よりも少し大きな半径の円弧形となっている。なお、前記接触点Ｐ３よりもシフト溝開口側（径方向の外方側）は、チェンジドラム軸芯Ｃ3と直角な断面直線状に形成されており、これによりシフトピン１をシフト溝２内に挿入できるようになっている。
【００２９】
図４の構造によると、シフトピン１とシフト溝２の側面２１、２２との間の相対的な倒れが大きくても、凹部２１ａ、２２ａの円弧形面において線接触に近い状態を保つことができ、摺動性が向上する。
【００３０】
［第３の実施の形態］
図５は本発明の第３の実施の形態を示しており、このシフトピン１は、ピン軸芯Ｃ5を回転中心とする回転対称体であるが、断面がほぼ「く」の字に形成されている。いわゆるそろばんの玉に似た形状となっている。ただし、「く」の字形中間部２５の折れ曲がり部分には、小さなアール（丸み）ｒ１が形成されている。
【００３１】
該実施の形態においても、シフトピン１とシフト溝２の側面２１、２２との間に相対的な倒れが生じていても、シフト溝２の側面２１、２２に対するシフトピン１の接触点は、倒れ現象が無い場合の接触点Ｐ３から殆ど移動せず、シフト溝開口端から一定距離ｄ1だけ奥まった位置となる。少なくとも、シフトピン１の先端の溝幅方向の端縁Ｐ１又は溝側面２１、２２の端縁Ｐ２が接触点となることはない。
【００３２】
［第４の実施の形態］
図６は本発明の第４の実施の形態を示しており、このシフトピン１もピン軸芯Ｃ5を回転中心とする回転対称体であり、シフトピン１の表面は断面円弧状に形成されているが、円弧形の中心Ｏ2は、ピン軸芯Ｃ5からずれており、シフトピン１の外周面の円弧形の曲率半径Ｒ２は図３の半径Ｒ１よりも大きくなっている。
【００３３】
該実施の形態においても、シフトピン１とシフト溝２の側面２１、２２との間に相対的な倒れが生じていても、シフト溝２の側面２１、２２に対するシフトピン１の接触点は、倒れ現象が無い場合の接触点Ｐ３から殆ど移動せず、シフト溝開口端から一定距離ｄ１だけ奥まった位置となる。少なくとも、シフトピン１の先端の溝幅方向の端縁Ｐ１又は溝側面２１、２２の先端Ｐ２が接触点となることはない。
【００３４】
［第５の実施の形態］
図７は本発明の第５の実施の形態を示しており、このシフトピン１もピン軸芯Ｃ5を中心とする回転対称体であり、ピン軸芯Ｃ5方向中間に形成された膨出状中間部２５は、シフト溝２の側面２１、２２と平行な断面直線状に形成され、該膨出状中間部２５からピン軸芯Ｃ5方向の先端部と根元端部に亘って断面円弧状に形成されている。
【００３５】
該実施の形態において、シフトピン１とシフト溝２の側面２１、２２との間に相対的な倒れが生じている場合には、膨出状中間部２５のピン軸芯Ｃ5方向の範囲ｄ3の範囲内で接触点Ｐ3は変化するが、少なくとも、シフトピン１の先端の溝幅方向の端縁Ｐ１又は溝側面２１、２２の先端Ｐ２が接触点となることはない。
【００３６】
［その他の実施の形態］
図３〜図７の各実施の形態は、シフトピン１の断面形状がピン軸芯Ｃ5を回転中心とする回転対称体であるが、本発明に係るシフトピン１は回転対称体に限定されるものではなく、たとえば図８のシフトピン１の水平断面図に示すように、シフトピン１のシフト溝幅方向の両端部のみを、ピン軸芯Ｃ5方向の中間部が膨らむ膨出状中間部２５とし、シフト溝長さ方向の両端部を平面３１に切り落とした非回転対称体とすることもできる。この図８の構造においても、前記図３〜図７の構造と同様に、シフトピン１とシフト溝２の側面２１、２２との相対的な倒れ現象によっては、シフト操作が重くなることはなく、また、追加の表面処理加工を施す必要性もない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、自動二輪車又は不整地走行用四輪走行車等、チェンジドラム式シフト機構を有する車輌に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が適用されるチェンジドラム式チェンジ機構の断面展開図である。
【図２】図１のチェンジドラム式チェンジ機構の簡略斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のシフトピン部分の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のシフトピン部分の拡大縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のシフトピン部分の拡大縦断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態のシフトピン部分の拡大縦断面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態のシフトピン部分の拡大縦断面図である。
【図８】本発明のその他の実施の形態のシフトピン部分の拡大水平断面図である。
【図９】従来例の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  シフトピン
２  シフト溝
８  シフトロッド
１０  チェンジドラム
１２  シフトフォーク
２１、２２  シフト溝の側面
２５  膨出状中間部
【図１】
2006002921.tif 000003
【図２】
2006002921.tif 000004
【図３】
2006002921.tif 000005
【図４】
2006002921.tif 000006
【図５】
2006002921.tif 000007
【図６】
2006002921.tif 000008
【図７】
2006002921.tif 000009
【図８】
2006002921.tif 000010
【図９】
2006002921.tif 000011