(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面にドッグを有する変速ギヤを、シフトドラムのリード溝に係合させたシフトフォークを介して軸方向に移動させるように構成された常時噛み式の変速機であって、
前記リード溝は、中立位置と変速完了位置との間において、前記シフトドラムの周方向に対して傾斜する傾斜部を有し、
前記傾斜部には、少なくとも２つの傾斜角が形成されており、
前記２つの傾斜角のうち、前記中立位置側の傾斜角は、前記変速完了位置側の傾斜角よりも大きく、
前記リード溝は、同一幅で形成されることを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記傾斜部の２つの傾斜角を規定する直線を結ぶ節点が、前記リード溝に対する前記シフトフォークの移動方向において、前記ドッグの突き当り位置よりも奥側に位置することを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の変速機を備える自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機及びこれを備えた自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車は、クラッチ機構を介してクランクシャフトの駆動力を後輪側へと伝達する変速機を備えている。自動二輪車に搭載される変速機は、カウンタシャフトとドライブシャフトにそれぞれ複数の変速ギヤを設け、噛み合う変速ギヤの組み合わせを変えることで変速を行っている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の変速機は、各変速ギヤのギヤ部同士が常に噛み合っている、いわゆる常時噛み合い式の変速機である。
【０００３】
このような変速機では、シャフトに対してスプライン嵌合する変速ギヤと、シャフトに対して空転可能な変速ギヤとが設けられており、それぞれの変速ギヤの側面にドッグが形成されている。変速の際には、スプライン嵌合する変速ギヤが軸方向にスライドして、隣接する変速ギヤ（空転可能な変速ギヤ）に対してドッグ同士の噛み合いが切り替えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した変速機において、隣接する変速ギヤのドッグ同士が突き当たる際には、ドッグの端面同士が接触した後、摩擦によりドッグ同士が連れ回りしながら噛み合う。このように、段階的にドッグ同士が噛み合う、いわゆる二段入り感が生じる。一方、ドッグ同士の噛み合いが解除される際には、ドッグの側面同士の摩擦によってシフトレバーの操作荷重が大きくなってしまう。これらの現象は、変速機（シフトレバー）の操作感に影響を与えるものとなっていた。
【０００６】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、シフトレバーの操作感に与える影響を抑えることができる変速機及びこれを備えた自動二輪車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る変速機は、側面にドッグを有する変速ギヤを、シフトドラムのリード溝に係合させたシフトフォークを介して軸方向に移動させるように構成された常時噛み式の変速機であって、前記リード溝は、中立位置と変速完了位置との間において、前記シフトドラムの周方向に対して傾斜する傾斜部を有し、前記傾斜部には、少なくとも２つの傾斜角が形成されており、前記２つの傾斜角のうち、前記中立位置側の傾斜角は、前記変速完了位置側の傾斜角よりも大きく、前記リード溝は、同一幅で形成されることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、中立位置側の傾斜角が変速完了位置側の傾斜角よりも大きいため、中立位置側では、変速ギヤのスラスト力が小さくなる。この結果、ドッグが突き当たるときの接触面における摩擦力が低減される。よって、ドッグ同士の連れ回りを抑制することができ、変速機の二段入り感を低減することができる。一方、変速完了位置側の傾斜角が中立位置側の傾斜角よりも小さいため、変速完了位置側では、変速ギヤのスラスト力が大きくなる。この場合、ドッグの噛み合いが解除される方向にスラスト力が働くため、ドッグの噛み合いを切り離す際に、変速機の操作荷重を低減することができる。以上により、変速機の操作感に与える影響を抑えることができる。また、リード溝が同一幅で形成されることで、リード溝を単一の工具で加工することができ、加工工数を低減することができる。
【０００９】
また、本発明に係る上記変速機において、前記傾斜部の２つの傾斜角を規定する直線を結ぶ節点が、前記リード溝に対する前記シフトフォークの移動方向において、前記ドッグの突き当り位置よりも奥側に位置することが好ましい。この構成によれば、節点をドッグの突き当り位置よりも奥側にすることで、変速ギヤがドッグの突き当り位置まで移動する間、スラスト力を小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る自動二輪車は、上記変速機を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リード溝の傾斜角を段階的に変化させて変速ギヤのスラスト力を調整することにより、シフトレバーの操作感に与える影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る変速機を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る変速機を示す斜視図である。
【図３】図２に示す変速機を右側から見た側面図である。
【図４】本実施の形態に係る変速機の概念図である。
【図５】本実施の形態に係るシフト機構の斜視図である。
【図６】本実施の形態に係るシフトドラムの斜視図である。
【図７】本実施の形態に係るシフトドラムに形成されるリード溝の展開図である。
【図８】ドライブシャフトの変速ギヤのドッグ同士が脱着される際の部分断面斜視図である。
【図９】比較例に係るリード溝の模式図である。
【図１０】本実施の形態に係るリード溝の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る変速機を自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る変速機を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両左側を矢印Ｌ、車両右側を矢印Ｒでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。
【００１５】
図１から図４を参照して、本実施の形態に係る変速機の概略構成について説明する。図１及び図２は、本実施の形態に係る変速機を示す斜視図である。図３は、図２に示す変速機を右側から見た側面図である。図４は、本実施の形態に係る変速機の概念図である。なお、図１に示す変速機と、図２及び図３に示す変速機とでは一部形状が異なっているが、機能は同じため、同一の符号で示している。また、図４に示す模式図では、説明の便宜上、カウンタシャフト及びカウンタシャフトに設けられる変速ギヤを省略している。
【００１６】
図１から図３に示すように、本実施の形態に係る変速機１は、カウンタシャフト１０及びドライブシャフト１１のそれぞれに設けられる変速ギヤ１２、１３の各ギヤ部が常時噛み合った、いわゆる常時噛み合い式の６段変速機で構成される。変速機１では、後述するシフト機構２によって一部の変速ギヤ１２、１３が軸方向にスライドされ、各変速ギヤ１２、１３の組み合わせ（噛み合い）が切り替えられることで変速される。
【００１７】
カウンタシャフト１０は、ドライブシャフト１１に対して前方側に配置されている。カウンタシャフト１０には、歯数の組合せが異なる複数の変速ギヤ１２ａ−ｆ（本実施の形態では６つ）が設けられている。同様に、ドライブシャフト１１にも、歯数の組合せが異なる複数の変速ギヤ１３ａ−ｆ（本実施の形態では６つ）が設けられている。カウンタシャフト１０及びドライブシャフト１１では、一端側（右側）から順に変速ギヤ１２ａ−ｆ、１３ａ−ｆが配置されている。
【００１８】
特に、図４に示すように、変速ギヤ１３ａ、ｃ、ｄ、ｆは、ドライブシャフト１１に対して空転回転可能に構成されると共に軸方向への移動が規制されている。一方、変速ギヤ１３ｂ、ｅは、ドライブシャフト１１に対してスプライン嵌合しており、ドライブシャフト１１と一体回転可能に構成される。さらに、変速ギヤ１３ｂ、ｅは、軸方向へのスライドが可能になっている。
【００１９】
また、変速ギヤ１３ａ−ｆには、それぞれが対向する側面にドッグ１４が形成されている。具体的には、変速ギヤ１３ｂの左側の側面に凸状のドッグ１４ｂが形成され、変速ギヤ１３ｃの右側の側面にドッグ１４ｂを受容可能な凹状のドッグ１４ｃが形成されている。また、変速ギヤ１３ｂの右側の側面に凸状のドッグ１４ｇが形成され、変速ギヤ１３ａの左側の側面にドッグ１４ｇを受容可能な凹状のドッグ１４ａが形成されている。変速ギヤ１３ｅの右側の側面には凸状のドッグ１４ｅが形成され、変速ギヤ１３ｄの左側の側面にドッグ１４ｅを受容可能な凹状のドッグ１４ｄが形成されている。また、変速ギヤ１３ｅの左側の側面に凸状のドッグ１４ｈが形成され、変速ギヤ１３ｆの右側の側面にドッグ１４ｈを受容可能な凹状のドッグ１４ｆが形成されている。隣接するドッグ１４同士が噛み合うことにより、隣接する変速ギヤ１３が同期回転可能となる。これにより、選択される変速ギヤ１２が切り替え可能に構成される。
【００２０】
次に、図１から図７を参照して、本実施の形態に係るシフト機構について説明する。図５は、本実施の形態に係る変速機のうち一部の構成を省略した斜視図である。図６は、本実施の形態に係るシフトドラムの斜視図である。本実施の形態に係るシフトドラムに形成されるリード溝の展開図である。
【００２１】
図１から図５に示すように、シフト機構２は、カウンタシャフト１０及びドライブシャフト１１の下方に設けられ、上記した変速ギヤ１２、１３の一部を軸方向にスライドさせ、変速ギヤ１２の組み合わせを切替えるように構成される。具体的にシフト機構２は、乗員が回動操作するシフトレバー２０と、シフトレバー２０の回動操作に応じて回動するシフトドラム２１と、シフトドラム２１の回動に応じて軸方向（左右方向）に移動可能な複数のシフトフォーク２２、２３とを有している。
【００２２】
シフトレバー２０は、車幅方向（左右方向）に延びるシフトシャフト２４の左端に取り付けられている。シフトシャフト２４は、ドライブシャフト１１の下方に配置されている。シフトシャフト２４の右端部には、シフトカムドライブプレート２５が固定されている。また、シフトシャフト２４の前方には、車幅方向に延びる円筒状のシフトドラム２１が設けられている。図６に示すように、シフトドラム２１の右端部には、シフトカムプレート２６が固定されている。
【００２３】
シフトカムプレート２６は、円板の外周から径方向外側に６つの突起２６ａが形成された側面視花びら形状を有している。隣接する突起２６ａの間の谷部には、トーションバネ２７によって付勢されるストッパ２８が係合しており、シフトカムプレート２６の位置決めがなされている。
【００２４】
また、図６、７に示すように、シフトドラム２１の円筒面には、シフトドラム２１の周方向に延びる３つのリード溝２９が形成されている。リード溝２９は、軸方向に所定幅を有しており、各リード溝２９にシフトフォーク２２、２３の一部が係合する。詳細は後述するが、リード溝２９は、周方向に対して軸方向に僅かに傾斜する傾斜部３０を有している。
【００２５】
図５に戻り、シフトドラム２１の上方には、シフトフォーク２２、２３を支持する２つのフォークシャフト３１、３２が前後に並んで設けられている。フォークシャフト３１、３２は、上記した各シャフトと同様に車幅方向に延びている。フォークシャフト３１には、１つのシフトフォーク２２が軸方向にスライド可能に設けられ、フォークシャフト３２には、２つのシフトフォーク２３が軸方向にスライド可能に設けられている。
【００２６】
具体的にシフトフォーク２２、２３は、フォークシャフト３１、３２が挿通される筒状の基部２２ａ、２３ａと、基部２２ａ、２３ａから上方に向かって二又に延びるフォーク部２２ｂ、２３ｂとを有している。フォーク部２２ｂはカウンタシャフト１０に向かって延びており、フォーク部２２ｂの先端が変速ギヤ１２の一部に係合している。フォーク部２３ｂはドライブシャフト１１に向かって延びており、フォーク部２３ｂの先端が変速ギヤ１３の一部（図４に示す変速ギヤ１３ｂ、ｅ）に係合している。また、基部２２ａ、２３ａの外面には、下方（シフトドラム２１）に向かって突出する突出部２２ｃ、２３ｃが設けられている。突出部２２ｃ、２３ｃは、上記したリード溝２９に係合している。
【００２７】
このように構成される変速機１では、乗員によりシフトレバー２０が操作されると、それに応じてシフトシャフト２４が回動される。シフトシャフト２４の回動動作は、シフトカムドライブプレート２５を介してシフトカムプレート２６に伝えられる。シフトカムプレート２６は、トーションバネ２７の付勢力に抗して回動する。このとき、所定の谷部に係合していたストッパ２８が突起の頂点を越え、隣接する谷部に受容され、シフトカムプレート２６の回動が規制される。これにより、シフトカムプレート２６は所定角度で回動される。このようにして、シフトカムプレート２６は、間欠的に回転することが可能となる。
【００２８】
また、シフトカムプレート２６の回動動作に応じて、シフトドラム２１も一緒に回動する。このとき、フォークシャフト３１、３２の突出部２２ｃ、２３ｃは、リード溝２９に沿って摺動する。そして、突出部２２ｃ、２３ｃが傾斜部３０に沿って摺動する際には、フォークシャフト３１、３２全体が軸方向にスライドする。これにより、一部の変速ギヤ１２、１３が軸方向にスライドされ、ドッグ同士が脱着される。特に、図７に示すように、リード溝２９の周方向における所定箇所（ニュートラル、１速から６速）に各突出部２２ｃ、２３ｃが位置付けられたところで各変速ギヤ１２、１３の組み合わせが、所定の変速比となるように切替えられる。このようにして、変速が行われる。
【００２９】
ここで、図８を参照して、変速ギヤのドッグ同士が脱着される際の動作について説明する。図８は、ドライブシャフトの変速ギヤのドッグ同士が脱着される際の部分断面斜視図である。図８Ａはドッグ同士が噛み合う際の状態を示し、図８Ｂはドッグ同士が切り離される際の状態を示している。
【００３０】
変速機では、ドッグ同士が噛み合う場合、一気に噛み合うのではなく、段階的に噛み合う。具体的には、図８Ａに示すように、ドッグ１４ｃにドッグ１４ｂが噛み合う場合、ドッグ１４ｂ、ｃの端面同士が接触したときの摩擦により、ドッグ１４ｂ、ｃ同士が滑りながら連れ回りした後に係合する。この場合、シフト操作時のスラスト力によって接触面の摩擦力が高められて一時的にドッグ１４ｂ、ｃ同士の滑りが防止されるが、ドッグ１４ｃにドッグ１４ｂが係合する瞬間においては上記スラスト力が開放されるため、再びドッグ１４ｂ、ｃ同士に滑りが生じることになる。このように、段階的にドッグ１４ｂ、ｃが噛み合う、いわゆる二段入り感が生じる。
【００３１】
また、図８Ｂに示すように、ドッグ１４ｄ、ｅの噛み合いが解除される場合、すなわち、ドッグ１４ｄからドッグ１４ｅが抜ける場合には、ドッグ１４ｄ、ｅのそれぞれの側面が接触していることで生じる摩擦力により、シフトレバー２０（図１参照）の操作荷重が大きくなってしまうという問題がある。このように、ドッグ１４同士の摩擦力がシフトレバー２０の操作感に影響を与えるものとなっていた。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、シフトドラム２１（図６参照）に形成されるリード溝２９（図６参照）に、中立位置と変速完了位置との間でシフトドラム２１の周方向に対して傾斜する傾斜部３０を設け、当該傾斜部３０に２つの傾斜角θ１、θ２（図１０参照）を形成する構成とした。
【００３３】
特に、中立位置側の傾斜角θ２を変速完了位置側の傾斜角θ１よりも大きくしたため、中立位置側では、変速ギヤ１２のスラスト力を小さくすることができる。この結果、ドッグ１４が突き当たるときの接触面における摩擦力が低減される。よって、ドッグ１４同士の連れ回りを抑制することができ、変速機１の二段入り感を低減することができる。
【００３４】
一方、変速完了位置側の傾斜角θ１を中立位置側の傾斜角θ２よりも小さくしたため、変速完了位置側では、変速ギヤ１２のスラスト力を大きくすることができる。この場合、ドッグ１４の噛み合いが解除される方向にスラスト力が働くため、ドッグ１４の噛み合いを切り離す際に、変速機の操作荷重を低減することができる。以上により、変速機１の操作感に与える影響を抑えることが可能になった。
【００３５】
次に、図９及び図１０を参照して、本実施の形態に係るにかかるシフトドラムのリード溝について説明する。図９は、比較例に係るリード溝の模式図である。図１０は、本実施の形態に係るリード溝の模式図である。図９Ａ、Ｂ、図１０Ａ、Ｂはシフトドラムに形成されるリード溝の一例であり、所定の段数ｎと段数ｎ＋１との間のみ示している。また、図９及び図１０においては、説明の便宜上、リード溝の中心線のみ示している。さらに、以下の図においては、説明の便宜上、変速完了位置を図示しているが、これに限定されず、変速完了位置を変速開始位置としてもよい。
【００３６】
図９に示す比較例においては、中立位置と変速完了位置のリード溝４０がシフトドラムの周方向に沿って直線上に延びている。ここで、中立位置とは、変速ギヤのドッグ同士が噛み合っていない位置を示し、変速完了位置（変速開始位置）は、変速ギヤのドッグ同士が噛み合う位置を示している。また、リード溝４０は、中立位置と変速完了位置との間でシフトドラムの周方向に対して傾斜角θで傾斜した傾斜部４１を有している。ここで、リード溝４０の軸方向において中立位置と変速完了位置との距離（シフトフォークのストローク）をＳとする。
【００３７】
また、シフトドラムの回転トルクをＴ、シフトフォークの突出部とリード溝との接触半径をｒとした場合（図４参照）、シフトフォーク（変速ギヤ）に加わるスラスト力Ｆは、Ｆ＝Ｔｒｃｏｔθで表される。このように、スラスト力Ｆは、傾斜角θによって決まる値であり、比較例においては、傾斜部４１をシフトフォークが摺動して軸方向に距離Ｓだけスライドする間、一定のスラスト力が生じている。このため、ドッグが噛み合う際の二段入り感や、ドッグが切り離される際のシフト操作荷重の増加が生じる。
【００３８】
一方、図１０においては、中立位置と変速完了位置との間の傾斜部３０に２つの傾斜角θ１、θ２が形成されている。具体的には、変速完了位置におけるリード溝２９から傾斜角θ１を成す直線Ｌ１と、中立位置におけるリード溝２９から傾斜角θ２を成す直線Ｌ２とが節点Ｍで結ばれている。ここで、θ１＜θ＜θ２という大小関係が成立しているものとする。
【００３９】
例えば、中立位置から変速完了位置に向かってシフトフォーク２２（図４参照）がスライドする際、変速ギヤ１２（図４参照）には、スラスト力Ｆ（Ｆ＝Ｔｒｃｏｔθ２）が加わる。この場合、傾斜角θ２が傾斜角θ１（傾斜角θ）よりも大きいため、中立位置側では、比較例や変速完了位置側に比べてスラスト力Ｆが小さくなる。よって、ドッグの端面が接触したとき摩擦力が低減され、隣接する変速ギヤ１２が当該摩擦力によって連れ回りするのを抑制することができる。これにより、変速機１（図１参照）の二段入り感を低減することができる。
【００４０】
特に、本実施の形態では、上記した２つの傾斜角θ１、θ２を規定する直線Ｌ１、Ｌ２を結ぶ節点Ｍが、リード溝２９に対するシフトフォーク２２の移動方向において、ドッグの突き当り位置よりも奥側（変速完了位置側）に位置している。具体的には、中立位置からドッグの突き当り位置までの軸方向における距離Δが節点Ｍより中立位置側に位置している。このように、節点Ｍの位置をドッグの突き当り位置よりも奥側にすることで、変速ギヤ１２がドッグの突き当り位置まで移動する間、スラスト力を小さくすることができる。
【００４１】
また、ドッグの突き当り位置に対してシフトカムプレート２６（図６参照）の頂点が一致するようにシフトカムプレート２６がシフトドラム２１に取り付けられることが好ましい。通常、シフトドラム２１に生じる回転トルクは、シフトカムプレート２６の頂点の手前で最大値となった後に急減し、頂点における回転トルクは、比較的小さい値となる。このため、ドッグの突き当り位置とシフトカムプレートの頂点とが一致することで、突き当り位置におけるスラスト力を小さくすることができる。この結果、変速機の二段入り感を更に低減することができる。
【００４２】
また、ドッグが噛み合った状態からシフトフォーク２２が変速完了位置に向かってスライドする際、すなわち、ドッグの噛み合いが解除される方向にシフトフォーク２２が移動する際には、変速ギヤ１２には、スラスト力Ｆ（Ｆ＝Ｔｒｃｏｔθ１）が加わる。この場合、傾斜角θ１が傾斜角θ２（傾斜角θ）よりも小さいため、変速完了位置側では、比較例や中立位置側に比べてスラスト力Ｆが大きくなる。この場合、ドッグの噛み合いが解除される方向にスラスト力が働くため、ドッグの噛み合いを切り離す際に、変速機１の操作荷重を低減することができる。
【００４３】
このように、本実施の形態では、リード溝２９の傾斜角を２段階で変化させるだけで、変速ギヤ１２、１３のスラスト力を調整することができ、シフト操作感に与える影響を抑えることが可能になっている。特に、当該リード溝２９を同一幅で形成することで、単純な形状とすることができる。この結果、リード溝２９を単一の工具で加工することができ、加工工数の低減及びコストダウンを実現することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００４５】
例えば、上記した実施の形態においては、中立位置と変速完了位置とを規定し、中立位置と変速完了位置との間に傾斜部３０が設けられる構成としたが、この構成に限定されない。例えば、変速完了位置を変速開始位置としてもよい。
【００４６】
また、上記した実施の形態において、傾斜部３０に２つの傾斜角θ１、θ２が形成される構成としたが、この構成に限定されない。傾斜部３０に３つ以上の傾斜角が形成されてもよい。
【００４７】
また、上記した実施の形態では、傾斜部３０において、直線Ｌ１、Ｌ２が節点Ｍにおいて直線的に接続される構成としたが、この構成に限定されない。例えば、節点Ｍ近傍において、傾斜部３０がＲ形状を成すように形成されてもよい。
【００４８】
また、上記した実施の形態において、シフトカムプレート２６の頂点が、ドッグの突き当り位置と一致する構成としたが、この構成に限定されない。シフトカムプレート２６の頂点とドッグの突き当り位置とは必ずしも一致する必要はなく、ドッグの突き当り位置にシフトカムプレート２６の頂点を近づけて配置することができれば、同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明は、シフトレバーの操作感に与える影響を抑えることができるという効果を有し、特に、変速機及びこれを備えた自動二輪車に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  変速機
１２、１３  変速ギヤ
１４  ドッグ
２  シフト機構
２０  シフトレバー
２１  シフトドラム
２２、２３  シフトフォーク
２２ｃ、２３ｃ  突出部
２６  シフトカムプレート
２９  リード溝
３０  傾斜部
θ１、θ２  傾斜角
Ｌ１、Ｌ２  直線
Ｍ  節点
【図１】
0006645244.tif 000002
【図２】
0006645244.tif 000003
【図３】
0006645244.tif 000004
【図４】
0006645244.tif 000005
【図５】
0006645244.tif 000006
【図６】
0006645244.tif 000007
【図７】
0006645244.tif 000008
【図８】
0006645244.tif 000009
【図９】
0006645244.tif 000010
【図１０】
0006645244.tif 000011