JP4698461B2 - シフトドラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機構の変速段を変更するシフトドラム装置に関する。

従来のシフトドラム装置において、回転することによりシフトフォークを摺動させる円筒状のシフトドラムは、鋳造により製造されている。このシフトドラムの円筒軸方向の一方の端面には、シフトドラムの回転量を検出して現在選択されている変速段を検出するギアポジションセンサが接続されるが、この接続部もシフトドラムとして一体に成型されている（例えば、特許文献１参照）。このようなシフトドラムは、軽量化のために中央に空洞部が有しており、この空洞部は鋳造時に中子を用いて形成される。

特開平７−２３０７４１号公報

しかしながら、上述のようにシフトドラムを鋳造にて一体成型する場合において、このシフトドラムを軽量化するために肉厚を薄くすると、型ズレ等が発生し、部分的に肉厚が薄くなり過ぎてギアポジションセンサを接続するために要求される強度を得ることができない虞がある。そのため、肉厚を薄くすることができず、シフトドラムの重量が増加し、結果としてシフトドラム装置全体の重量が増加してしまうという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、重量を軽くしたシフトドラム装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るシフトドラム装置は、支持シャフト（例えば、実施形態におけるシフトフォーク支持シャフト４６）に摺動自在に取り付けられ変速機構の変速段を変更するシフトフォークと、円筒状に形成され、円筒軸方向の一方の端面が開口して開口部が形成され、円周面にシフトフォークの端部が嵌め込まれてこのシフトフォークを摺動させるカム溝が形成されたシフトドラム本体と、このシフトドラム本体の開口部に圧入されて取り付けられた円板状の蓋部材と、から構成され、シフトドラム本体が支持されるクランクケースの外部に、エンジンの回転を後輪に伝達するチェーンが巻き掛けられる駆動スプロケットが突出して設けられ、蓋部材に、シフトドラム本体の回転量を検出するギアポジションセンサが接続され、ギアポジションセンサは、クランクケースの外部に突出して、駆動スプロケットの近傍に配置され、駆動スプロケットを保護するスプロケットカバーに、駆動スプロケットとギアポジションセンサとの間に位置する板状の泥よけ部を形成してなる。

また、本発明に係るシフトドラム装置は、蓋部材が取り付けられたシフトドラム本体の端部の外周面を支持する軸受部（例えば、実施形態におけるニードルベアリング４８）を備えることが好ましい。

このとき、蓋部材は、シフトドラム本体の軸受部が支持する部分よりも円筒軸方向の内方に取り付けられることが好ましい。

本発明に係るシフトドラム装置において、シフトドラムをシフトドラム本体と蓋部材とに分けて構成することにより、蓋部材はプレス等で薄く作成でき軽量化が可能であり、ギアポジションセンサを接続するために要求される強度を確保することもできる。また、シフトドラム本体も、内部の空洞部を形成するに当たって、一端が大きく開いた形状であるため、中子を使わずに鋳造することが可能となり安価に製造することができる。また、空洞内を機械加工することによりさらに軽量化することも可能となる。

また、シフトドラム本体において、ギアポジションセンサが接続される端部の外周を軸受部で支持するように構成することにより、この軸受部の精度を高くすることができる。さらに、蓋部材は、シフトドラム本体内であって、軸受部で支持される部分よりも円筒軸方向内方に取り付けられているため、この蓋部材に接続されるギアポジションセンサの接続部もシフトドラム本体内に位置し、シフトドラム装置全体として円筒軸方向の長さを短くすることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本発明に係るシフトドラム装置が用いられるエンジン１について説明する。このエンジン１は、自動二輪車、特に、オフロード走行に用いられるスポーツ用モータサイクルに適用されるものである。なお、以降の説明においては、図１に示した矢印Ｆの方向を前方として説明する。

エンジン１は、シリンダヘッドカバー２、シリンダヘッド３、シリンダブロック４、および、クランクケース５から構成されている。シリンダブロック４には上下に円筒状に延びるシリンダ室６が形成されている。このシリンダ室６には上下に摺動自在にピストン７が配設されており、このピストン７はコンロッド８を介してクランクケース５内に回転自在に保持されるクランクシャフト９に接続されている。なお、コンロッド８は、クランクピン２８によりクランクシャフト９に接続されている。シリンダ室６、シリンダヘッド３、および、ピストン７で形成される燃焼室１０には、シリンダヘッド３に形成された吸気口１１および排気口１２を介して、それぞれ吸気ポート１３および排気ポート１４が連通している。そして、茸形状の吸気バルブ１５および排気バルブ１６は、一端が弁軸に取り付けられてリテーナに支持され、他端がシリンダヘッド３に支持されるバルブスプリング１７，１８により、それぞれ吸気口１１および排気口１２を常時閉じる方向に付勢されている。

さらに、シリンダヘッド３には、吸気バルブ１５および排気バルブ１６を開閉作動させるためのカムシャフト１９が回転自在に支持されており、このカムシャフト１９に配設されたカム従動スプロケット２０とクランクシャフト９に配設されたカム駆動スプロケット２１とにタイミングチェーン２２が巻き掛けられている。そのため、クランクシャフト９の回転に合わせてカムシャフト１９が回転し、このカムシャフト１９に形成されたカム２３が、吸気バルブ１５を直接、また、ロッカーアーム２４を介して排気バルブ１６を押し下げることにより、吸気口１１および排気口１２を開閉する。

吸気ポート１３には、スロットルバルブ２５とインジェクター２６が取り付けられており、図示しないエアクリーナで清浄な状態にされて流れ込む空気の量がスロットルバルブ２５で調整され、インジェクター２６から噴射された燃料と混合されて吸気ポート１３から吸気口１１を介して燃焼室１０に供給される。そして、この混合気がピストン７で圧縮された後、図示しない点火プラグで点火されて燃焼し、ピストン７を介してクランクシャフト９を回転させるエネルギーとなり、その後、排気ガスとして排気口１２から排気ポート１４を介して外部に排出される。

クランクケース５におけるクランクシャフト９の後方には変速機構２７が配設されている。この変速機構２７は、並行軸式の変速機を構成しており、クランクシャフト９と平行に配設されクランクケース５により回転自在に支持されたメインシャフト２８およびカウンタシャフト２９と、メインシャフト２８およびカウンタシャフト２９との間に配設された複数のギア列３０と、ギア列３０を構成するギアをメインシャフト２８若しくはカウンタシャフト２９に係脱してこの変速機構２７の変速比（変速段）を変えるシフトドラム装置３１とから構成される。クランクシャフト９の回転は、図示しないギア列によりメインシャフト２８に伝達され、シフトドラム装置３１で選択されてメインおよびカウンタシャフト２８，２９に係合されたギヤ列３０のギア比でメインシャフト２８の回転がカウンタシャフト２９に伝達される。

カウンタシャフト２９の左端部は、クランクケース５の外部に突出しており、この左端部に駆動スプロケット３２が取り付けられている。そして、この駆動スプロケット３２と図示しない後輪シャフトに取り付けた従動スプロケットとの間にチェーン３３が巻き掛けられてチェーン伝達機構が構成されており、カウンタシャフト２９の回転はこのチェーン伝達機構により後輪に伝達される。

それでは、図５を用いて、シフトドラム装置３１の構成について説明する。このシフトドラム装置３１は、円筒状であってその円筒軸線がクランクシャフト９と略並行に配置されたシフトドラム本体３４、クランクシャフト９と略並行に配置されクランクケース５に回転自在に支持される入力シャフト３５、この入力シャフト３５の左端部に取り付けられたチェンジペダル３６、入力シャフト３５の回転をシフトドラム本体３４に伝達する伝達機構３７、伝達機構３７から伝達された回転をシフトドラム本体３４に入力する入力部材３８、シフトドラム本体３４の左端開口に取り付けられる蓋部材３９、変速機構２７の変速段を選択するシフトフォーク４４、および、この蓋部材３９に接続され、シフトドラム本体３４により選択されている変速段を検出するギアポジションセンサ７０から構成される。

このシフトドラム本体３４の外周面には複数のカム溝４５が形成されており、このカム溝４５の各々に、シフトフォーク４４の端部が嵌め込まれている。また、シフトフォーク４４は、クランクケース５に固定され、クランクシャフト９と略並行に延びるシフトフォーク支持シャフト４６に左右方向に摺動可能に支持され、先端部は、ギヤ列３１をメインシャフト２８若しくはカウンタシャフト２９に係脱するドッグクラッチに接続されている。そのため、チェンジペダル３６を踏み込んでシフトドラム本体３４を回転させることにより、カム溝４５に応じてシフトフォーク４４が左右方向に移動してドッグクラッチを操作することにより、メインシャフト２８若しくはカウンタシャフト２９に対してギヤ列３１を係脱し、変速段を選択することができる。

本実施例に係るエンジン１において、クランクケース５は、図５に示すように、左ケース半体５ａ、右ケース半体５ｂ、図示しないが、左ケース半体５ａの左面部を覆う左カバー部材、および、右ケース半体５ｂの右面部を覆う右カバー部材５ｃから構成されている。そして、シフトドラム本体３４の右端部の外周面は、ボールベアリング４７を介して右ケース半体５ｂに回転自在に支持されている。また、シフトドラム本体３４の左端部の外周面は、ニードルベアリング４８により左ケース半体５ａに回転自在に支持されている。

このシフトドラム本体３４の右端側には、上述の入力部材３８が結合されている。また、シフトドラム本体３４の左端側は開口して開口部３４ａが形成され、内部に蓋部材３９が接続されている。蓋部材３９は、円盤状のフランジ部３９ａと、このフランジ部３９ａの中心部から円筒状に延びた接続部３９ｂとから構成されている。また、このシフトドラム本体３４の左端側の開口部３４ａは、その内径が、蓋部材３９のフランジ部３９ａと略同一大きさに形成されており、また、このシフトドラム本体３４がニードルベアリング４８で支持される部分より右側に開口部３４ａよりも内径の小さい段部３４ｂが形成されている。このように構成されたシフトドラム本体３４に対して、蓋部材３９は開口部３４ａから圧入され、段部３４ｂ手前まで押し込まれて固定される。

このシフトドラム本体３４の左端部を支持する左ケース半体５ａには、シフトドラム本体３４の円筒軸と位置整合して左方向に突出し、左右方向に貫通した円筒状のセンサ取付部６３が形成されており、このセンサ取付部６３にギアポジションセンサ７０が挿入されて取り付けられている。

ギアポジションセンサ７０は、円筒状のセンサ取付部６３の外径と略同一大きさのターミナル固定部７１ａ、および、センサ取付部６３の内径と略同一大きさの検出部７１ｂから構成されるセンサケース７１と、センサケース７１のターミナル固定部７１ａに取り付けられるターミナルベース７２と、ターミナルベース７２に取り付けられる複数のターミナル７３と、センサケース７１の検出部７１ｂから外部に突出し、この検出部７１に回転自在に保持される回転シャフト７４と、回転シャフト７４の先端部に回転軸と直交する方向に突出するように取り付けられた固定ピン７５と、検出部７１ｂの内部に配置され回転シャフト７４とともに回転するコンタクトプレート７６とから構成される。

シフトドラム本体３４に取り付けられた蓋部材３９の接続部３９ｂに形成された左右に（回転軸方向に）貫通する貫通孔３９ｃの先端部（左端部）には開口部から内部に切り込まれた差込溝３９ｄが形成されており、センサ取付部６３に取り付けられたギアポジションセンサ７０の回転シャフト７４が貫通孔３９ｃに挿入されるとともに、この回転シャフト７４の先端部に設けられた固定ピン７５が差込溝３９ｄに挿入され、回転シャフト７４と蓋部材３９とが接続される。そのため、シフトドラム本体３４の回転に応じて固定ピン７５を介して回転シャフト７４が回転し、コンタクトプレート７６とターミナル７３との接触状態が変わるため、シフトドラム本体３４の回転量を検出することにより、このシフトドラム装置３１で選択されている変速段をギアポジションセンサ７０で検出することができる。

上述のように、シフトドラム装置３１のシフトフォーク４４を摺動させるシフトドラムをシフトドラム本体３４と蓋部材３９とからなる別部材として構成しているため、蓋部材３９はプレス等で薄く作成でき軽量化が可能であるとともに、ギアポジションセンサ７０を接続するために要求される強度を確保することもできる。また、シフトドラム本体３４も、内部の空洞部を作成するに当たって、左端側に大きく開いた開口部３４ａを有した形状であるため、中子を使わずに鋳造することが可能となり安価に製造することができる。また、空洞内を機械加工することによりこのシフトドラム本体３４をさらに軽量化することも可能となる。したがって、これらを一体で鋳造した場合に比べて、それぞれの部材の肉厚を薄くすることができ、このシフトドラム装置３１を軽量化することができる。

また、シフトドラム本体３４において回転シャフト７４が接続される側（左端側）は、シフトドラム本体３４の外周をニードルベアリング４８で支持するように構成されるため、このニードルベアリング４８による軸受精度を高くすることができる。さらに、蓋部材３９は、シフトドラム本体３４内であって、ニードルベアリング４８で支持される部分よりも右側（シフトドラム本体３４の内方側）に圧入されているため、この蓋部材３９の接続部３９ｂもシフトドラム本体３４内に位置する。そのため、ギアポジションセンサ７０の回転シャフト７４もシフトドラム本体３４内に位置することになり、シフトドラム装置３１全体として左右方向の長さを短くすることができる。

図１等に示すように、このシフトドラム装置３１はメインシャフト２８とカウンタシャフト２９との間で下方に配置されているため、図６に示すように、ギアポジションセンサ７０は、カウンタシャフト２９の左端部に取り付けられた駆動スプロケット３２の下方の近傍に取り付けられる。このとき、センサ取付部６３にギアポジションセンサ７０が取り付けられた状態では、センサケース７１の検出部７１ｂがこのセンサ取付部６３に挿入され、ターミナル固定部７１ａは外部に突出している。そのため、この駆動スプロケット３２に巻き掛けられたチェーン３３に付着した泥等が飛ばされてギアポジションセンサ７０に付着し故障するおそれがある。また、クランクケース５（左ケース半体５ａ）から左方に突出して取り付けられているため、前輪で跳ね飛ばされた石等が直撃して破損する虞もある。

まず、チェーン３３から飛ばされる泥よけとしては、駆動スプロケット３２を保護するためにクランクケース５の左側面に、この駆動スプロケット３２の覆うように取り付けられるスプロケットカバー４０に板状の泥よけ部４０ａを形成する。この泥よけ部４０ａは、図６および図７に示すように、スプロケットカバー４０がクランクケース５に取り付けられたときに、駆動スプロケット３２（チェーン３３）とギアポジションセンサ７０との間に位置するように形成されている。この泥よけ部４０ａは、図６に示すように、ギアポジションセンサ７０の後側を覆うように、上方から下後方に斜めに延び、さらに先端部が下方に延びるように湾曲しているため、チェーン３３から飛ばされた泥等は、この泥よけ部４０ａに沿って下方に落下し、ギアポジションセンサ７０に付着することはない。

このとき、左ケース半体５ａのセンサ取付部６３の側部には溝部６５が形成されており、図７に示すように、スプロケットカバー４０がこの左ケース半体５ａに取り付けられたときに、泥よけ部４０ａがこの溝部６５内に入り込むようになっている。そのため、泥よけ部４０ａがギアポジションセンサ７０の側部全体を覆うため、チェーン３３から飛ばされた泥等がギアポジションセンサ７０に付着するのを確実に防ぐことができる。

一方、ギアポジションセンサ７０の前方側には、クランクシャフト９に取り付けられたカム駆動スプロケット２１等を格納するためのリブ６４が左ケース半体５ａの左方に突出して形成されている。なお、このリブ６４の左端側には図示しない左カバー部材が取り付けられる。このため、正面視において、ギアポジションセンサ７０の前側がリブ６４および左カバー部材に覆われるため、前輪により跳ね飛ばされた石等から、ギアポジションセンサ７０が保護されるように構成されている。

以上説明したように、クランクケース９に取り付けられたギアポジションセンサ７０を、左ケース半体５ａに形成されたリブ６４と、スプロケットカバー４０に形成された泥よけ部４０ａとで囲むように構成することにより、ギアポジションセンサ７０用の特別なカバーを設ける必要がない。また、スプロケットカバー４０に泥よけ部４０ａを形成することにより、この泥よけ部４０ａを取り付けるための特別な工数を不要にするとともに、部品点数を減らすことができる。

本発明に係るシフトドラム装置が用いられるエンジンを左側から見た側面図である。 上記エンジンのカム駆動機構を説明するために左側から見た側面図である。 上記エンジンのメインシャフト、カウンタシャフト、および、シフトドラム装置の配置を説明するための右側から見た側面図である。 上記エンジンの変速機構を説明するための右側から見た側面図である。 シフトドラム装置を示す、要部の平面図である。 ギアポジションセンサの配置を説明するための、左側から見た要部の側面図である。 ギアポジションセンサを含む、要部の断面図である。

符号の説明

２７ 変速機構
３１ シフトドラム装置
３４ シフトドラム本体
３４ａ 開口部
３９ 蓋部材
４４ シフトフォーク
４５ カム溝
４６ シフトフォーク支持シャフト（支持シャフト）
４８ ニードルベアリング（軸受部）
７０ ギアポジションセンサ

Claims (3)

1. 支持シャフト（４６）に摺動自在に取り付けられ変速機構（２７）の変速段を変更するシフトフォーク（４４）と、
   円筒状に形成され、円筒軸方向の一方の端面が開口して開口部（３４ａ）が形成され、円周面に前記シフトフォーク（４４）の端部が嵌め込まれて前記シフトフォーク（４４）を摺動させるカム溝（４５）が形成されたシフトドラム本体（３４）と、
   前記シフトドラム本体（３４）の前記開口部（３４ａ）に圧入されて取り付けられた円板状の蓋部材（３９）と、を備え、
   前記シフトドラム本体（３４）が支持されるクランクケース（５）の外部に、エンジン（１）の回転を後輪に伝達するチェーン（３３）が巻き掛けられる駆動スプロケット（３２）が突出して設けられ、
   前記蓋部材（３９）に、前記シフトドラム本体（３４）の回転量を検出するギアポジションセンサ（７０）が接続され、
   前記ギアポジションセンサ（７０）は、前記クランクケース（５）の外部に突出して、前記駆動スプロケット（３２）の近傍に配置され、
   前記駆動スプロケット（３２）を保護するスプロケットカバー（４０）に、前記駆動スプロケット（３２）と前記ギアポジションセンサ（７０）との間に位置する板状の泥よけ部（４０ａ）を形成してなるシフトドラム装置。
2. 前記蓋部材（３９）が取り付けられた前記シフトドラム本体（３４）の端部の外周面を支持する軸受部（４８）を備える請求項１に記載のシフトドラム装置。
3. 前記蓋部材（３９）は、前記シフトドラム本体（３４）の前記軸受部（４８）が支持する部分よりも円筒軸方向の内方に取り付けられる請求項２に記載のシフトドラム装置。

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