JP7071314B2 - 鞍乗り型車両の変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗り型車両の変速装置に関する。

従来技術として、ツインクラッチ式の変速装置において、クラッチを切断することなく変速を行ういわゆるシームレス変速を可能とするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、シフトドラムのリード溝の形状を工夫することでシームレス変速を可能にしている。シームレス変速によれば、迅速に変速を行うことができる。

特開２０１７－１５５８３９号公報

しかしながら、上記従来の鞍乗り型車両の変速装置では、シフトドラムのリード溝をシームレス変速用の専用のパターンにするため、静音性や変速ショックの低減を優先した通常の変速を行うことが難しい。このため、鞍乗り型車両の状況に応じて、通常の変速の特性、及び、例えばシームレス変速のような通常とは異なる変速の特性を変更できることが望まれる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、鞍乗り型車両の変速装置において、変速の特性を変更できるようにすることを目的とする。

鞍乗り型車両の変速装置は、鞍乗り型車両に設けられ、回転して変速段を変速するシフトドラム（７１）を有する変速機（４１）と、前記シフトドラム（７１）を回転駆動するアクチュエーター（７２）とを備え、前記アクチュエーター（７２）のコギングトルクによって前記シフトドラム（７１）の回転を規制することで前記シフトドラム（７１）の回転角度を制御する鞍乗り型車両の変速装置において、前記変速段を一段変速する際の前記アクチュエーター（７２）の出力のパターンは、可変であり、前記シフトドラム（７１）は、前記シフトドラム（７１）の回転方向に延びるリード溝（７１ａ～７１ｄ）を備え、前記リード溝（７１ａ～７１ｄ）に沿って移動するシフター（７４～７７）によって変速が行われ、前記リード溝（７１ａ～７１ｄ）は、前記変速段を一段変速する間に、変速前及び変速後とは異なるポジションに前記シフター（７４～７７）を位置させる中間ポジションを備え、複数の前記変速段の一部への動力の伝達を切り替える第１クラッチ（９３）と、複数の前記変速段の他部への動力の伝達を切り替える第２クラッチ（９４）とが設けられ、前記中間ポジションでは、前記変速前及び前記変速後の両方の前記変速段が確立されるとともに、前記第１クラッチ（９３）及び前記第２クラッチ（９４）の一方が接続されることで前記変速前の前記変速段に動力が伝達され、前記アクチュエーター（７２）は、前記中間ポジションで前記シフトドラム（７１）の回転を一旦停止する第１の出力パターン（Ｅ１）と、前記中間ポジションで前記シフトドラム（７１）の回転を停止せずに前記変速段を一度に一段変速する第２の出力パターン（Ｅ２）とを備えることを特徴とする。
また、上述の構成において、前記アクチュエーター（７２）の前記出力のパターンは、乗員が任意に変更可能であっても良い。
また、上述の構成において、前記アクチュエーター（７２）が前記第２の出力パターン（Ｅ２）で出力する場合、前記第１クラッチ（９３）及び前記第２クラッチ（９４）のうち、前記変速後の変速段に対応するクラッチは、前記変速段を一段変速する際に、変速の開始から完了まで接続状態とされても良い。
また、上述の構成において、前記第１クラッチ（９３）及び前記第２クラッチ（９４）のうち、前記変速前の変速段に対応するクラッチは、前記変速段を一段変速する際に、切断されても良い。

鞍乗り型車両の変速装置は、鞍乗り型車両に設けられ、回転して変速段を変速するシフトドラムを有する変速機と、シフトドラムを回転駆動するアクチュエーターとを備え、変速段を一段変速する際のアクチュエーターの出力のパターンは、可変である。
この構成によれば、単一の変速機の構造（例えば単一な形状のシフトドラムの構造）を採りながら、アクチュエーターの出力のパターンが可変であるため、アクチュエーターの出力のパターンを変化させるだけでシフトドラムの回転のパターンを変化させることができ、変速装置の変速の特性を変更できる。

また、上述の構成において、アクチュエーターの出力のパターンは、乗員が任意に変更可能であっても良い。
この構成によれば、乗員の要求に応じて変速の特性を変更できる。
また、上述の構成において、シフトドラムは、シフトドラムの回転方向に延びるリード溝を備え、リード溝に沿って移動するシフターによって変速が行われ、リード溝は、変速段を一段変速する間に、変速前及び変速後とは異なるポジションにシフターを位置させる中間ポジションを備え、複数の変速段の一部への動力の伝達を切り替える第１クラッチと、複数の変速段の他部への動力の伝達を切り替える第２クラッチとが設けられ、中間ポジションでは、変速前及び変速後の両方の変速段が確立されるとともに、第１クラッチ及び第２クラッチの一方が接続されることで変速前の変速段に動力が伝達され、アクチュエーターは、中間ポジションでシフトドラムの回転を一旦停止する第１の出力パターンと、中間ポジションを飛ばして変速段を一段変速する第２の出力パターンとを備えても良い。
この構成によれば、第１の出力パターン及び第２の出力パターンによって、シフトドラムの回転のさせ方を変更することで、変速の特性を変更できる。第１の出力パターンでは、変速の音や変速ショックを低減できる。第２の出力パターンでは、素早く変速できる。

さらに、上述の構成において、アクチュエーターが第２の出力パターンで出力する場合、第１クラッチ及び第２クラッチのうち、変速後の変速段に対応するクラッチは、変速段を一段変速する際に、変速の開始から完了まで接続状態とされても良い。
この構成によれば、変速の際のクラッチの切断による駆動力の抜けを防止できるとともに、素早く変速できる。
また、上述の構成において、第１クラッチ及び第２クラッチのうち、変速前の変速段に対応するクラッチは、変速段を一段変速する際に、切断されても良い。
この構成によれば、変速前の変速段に対応するクラッチが切断されることで、シフトドラムをスムーズに回転させることができ、第２の出力パターンでスムーズに変速できる。

本発明の実施の形態に係る自動二輪車の右側面図である。 エンジンの右側面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 変速駆動機構を示す断面図である。 変速駆動機構を示すブロック図である。 第１リード溝、第２リード溝、第３リード溝、及び第４リード溝をシフトドラムの回転方向に展開した図である。 第１の出力パターンを説明する図表である。 第２の出力パターンを説明する図表である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号ＦＲは車体前方を示し、符号ＵＰは車体上方を示し、符号ＬＨは車体左方を示す。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動二輪車１の右側面図である。
自動二輪車１は、車体フレーム１０にパワーユニットとしてのエンジン１１が支持され、前輪２を操舵可能に支持するフロントフォーク１２が車体フレーム１０の前端に操舵可能に支持され、後輪３を支持するスイングアーム１３が車体フレーム１０の後部側に設けられる車両である。
自動二輪車１は、乗員がシート１４に跨るようにして着座する鞍乗り型車両であり、シート１４は、車体フレーム１０の後部の上方に設けられる。

車体フレーム１０は、車体フレーム１０の前端に設けられるヘッドパイプ１５と、ヘッドパイプ１５から後下方に延びるメインフレーム１６と、メインフレーム１６の後端から下方に延びるセンターフレーム１７と、ヘッドパイプ１５から下方に延びるダウンフレーム１８と、ダウンフレーム１８から後方に延びてセンターフレーム１７に接続されるロアフレーム１９とを備える。
また、車体フレーム１０は、センターフレーム１７の上部から後方に延びるシートフレーム２０と、センターフレーム１７の下部とシートフレーム２０の後部とを繋ぐサブフレーム２１とを備える。

フロントフォーク１２は、ヘッドパイプ１５に挿通されるステアリングシャフト（不図示）を介し、車体フレーム１０に回動自在に支持される。操舵用のハンドル２３は、フロントフォーク１２の上端部に設けられる。前輪２は、フロントフォーク１２の下端部に支持される。

スイングアーム１３は、左右のセンターフレーム１７に支持されるピボット軸２４に軸支される。ピボット軸２４は、車幅方向に水平に延びる。スイングアーム１３は、前端部をピボット軸２４に軸支され、ピボット軸２４を中心に上下に揺動する。
後輪３は、スイングアーム１３の後端部に支持される。

エンジン１１は、メインフレーム１６の下方で、車両前後方向においてダウンフレーム１８とセンターフレーム１７との間に配置され、車体フレーム１０に固定される。
燃料タンク２６は、メインフレーム１６の上方でヘッドパイプ１５とシート１４との間に配置される。
シート１４は、シートフレーム２０に下方から支持される。フロントフェンダー２７は、フロントフォーク１２に支持される。
自動二輪車１は、エンジン１１の運転を制御する電子制御ユニットである制御部３５を備える。

図２は、エンジン１１の右側面図である。
図１及び図２を参照し、内燃機関であるエンジン１１は、車幅方向（左右方向）に水平に延びるクランク軸３０を支持するクランクケース３１と、クランクケース３１の前部の上面から上方に延びるシリンダー部３２とを備える。
シリンダー部３２は、クランクケース３１側から順に、ピストン（不図示）を収納するシリンダー３２ａ、シリンダーヘッド３２ｂ、及びヘッドカバー３２ｃを備える。シリンダー３２ａの軸線３２ｄは、鉛直方向に対し前傾する。
クランクケースの下面には、オイルパン３３が取り付けられる。
エンジン１１の排気管３４は、シリンダーヘッド３２ｂの下面の排気ポートから下方に引き出されて後方に延びる。

図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。
図２及び図３を参照し、エンジン１１は、クランク軸３０の回転を変速して駆動輪である後輪３側に出力する変速装置４０を備える。
変速装置４０は、複数の変速段を構成する変速機４１と、変速機４１の変速段を操作する変速駆動機構７０と、クランク軸３０と変速機４１との間の動力の伝達を切り替えるクラッチ機構９０と、制御部３５とを備える。
クランク軸３０の後方のクランクケース３１の後部は、変速機４１、変速駆動機構７０、及びクラッチ機構９０が設けられる変速機ケース部３１ａである。

変速機４１は、前後に並べて配置されるメイン軸４２及びカウンタ軸４３と、メイン軸４２の外周に設けられる駆動ギア群４４ａと、カウンタ軸４３の外周に設けられる被動ギア群４４ｂとを備える。変速機４１は、駆動ギア群４４ａと被動ギア群４４ｂとが常に噛み合う常時噛み合い式の変速機である。
メイン軸４２及びカウンタ軸４３は、クランク軸３０と平行に配置される。
図３を参照し、メイン軸４２は、複数のベアリング４２ａを介し、クランクケース３１に回転自在に支持される。
カウンタ軸４３は、両端に設けられるベアリング４３ａを介し、クランクケース３１に回転自在に支持される。

メイン軸４２は、内軸４５と、内軸４５の外周に嵌合する筒状の外軸４６とを備える。
外軸４６は、内軸４５と同軸に配置され、内軸４５に対し相対回転可能である。
外軸４６は、内軸４５よりも全長が短く形成されており、メイン軸４２の軸方向の中間部に配置される。

駆動ギア群４４ａは、第１速駆動ギアｍ１、第２速駆動ギアｍ２、第３速駆動ギアｍ３、第４速駆動ギアｍ４、第５速駆動ギアｍ５、及び第６速駆動ギアｍ６を備える。
駆動ギア群４４ａは、メイン軸４２の一端側（左側）から順に、第１速駆動ギアｍ１、第５速駆動ギアｍ５、第３速駆動ギアｍ３、第４速駆動ギアｍ４、第６速駆動ギアｍ６、及び第２速駆動ギアｍ２が配置される。
奇数段の変速段に対応する第１速駆動ギアｍ１、第５速駆動ギアｍ５、及び第３速駆動ギアｍ３は、内軸４５に配置される。
偶数段の変速段に対応する第４速駆動ギアｍ４、第６速駆動ギアｍ６、及び第２速駆動ギアｍ２は、外軸４６に配置される。

被動ギア群４４ｂは、第１速駆動ギアｍ１に噛み合う第１速被動ギアｃ１、第５速駆動ギアｍ５に噛み合う第５速被動ギアｃ５、第３速駆動ギアｍ３に噛み合う第３速被動ギアｃ３、第４速駆動ギアｍ４に噛み合う第４速被動ギアｃ４、第６速駆動ギアｍ６に噛み合う第６速被動ギアｃ６、及び第２速駆動ギアｍ２に噛み合う第２速被動ギアｃ２を、カウンタ軸４３の一端側（左側）から順に備える。

第１速駆動ギアｍ１は、内軸４５に一体的に形成され、内軸４５と一体に回転する固定ギアである。第２速駆動ギアｍ２は、外軸４６に一体的に形成され、外軸４６と一体に回転する固定ギアである。

第５速駆動ギアｍ５は、内軸４５に対し相対回転可能且つ軸方向に移動不能に設けられるフリーギアである。
第６速駆動ギアｍ６は、外軸４６に対し相対回転可能且つ軸方向に移動不能に設けられるフリーギアである。
第１速被動ギアｃ１、第３速被動ギアｃ３、第４速被動ギアｃ４、及び第２速被動ギアｃ２は、カウンタ軸４３に対し相対回転可能且つ軸方向に移動不能に設けられるフリーギアである。

第３速駆動ギアｍ３は、内軸４５に対し相対回転不能且つ軸方向に移動可能なシフターギアである。第３速駆動ギアｍ３は、第５速駆動ギアｍ５の側面に係合可能なドグ歯４７ａを備える。また、第３速駆動ギアｍ３の外周には、第３速駆動ギアｍ３を軸方向に移動させるシフター７４が係合する溝４９ａが設けられる。
第４速駆動ギアｍ４は、外軸４６に対し相対回転不能且つ軸方向に移動可能なシフターギアである。第４速駆動ギアｍ４は、第６速駆動ギアｍ６の側面に係合可能なドグ歯４７ｂを備える。また、第４速駆動ギアｍ４の外周には、第４速駆動ギアｍ４を軸方向に移動させるシフター７５が係合する溝４９ｂが設けられる。

第５速被動ギアｃ５及び第６速被動ギアｃ６は、カウンタ軸４３に対し相対回転不能且つ軸方向に移動可能なシフターギアである。
第５速被動ギアｃ５は、第１速被動ギアｃ１の側面に係合可能なドグ歯４７ｃと、第３速被動ギアｃ３の側面に係合可能なドグ歯４７ｄとを備える。また、第５速被動ギアｃ５の外周には、第５速被動ギアｃ５を軸方向に移動させるシフター７６が係合する溝４９ｃが設けられる。
第６速被動ギアｃ６は、第４速被動ギアｃ４の側面に係合可能なドグ歯４７ｅと、第２速被動ギアｃ２の側面に係合可能なドグ歯４７ｆとを備える。また、第６速被動ギアｃ６の外周には、第６速被動ギアｃ６を軸方向に移動させるシフター７７が係合する溝４９ｄが設けられる。

図３に示す状態では、変速機４１の変速段はニュートラル状態（ニュートラル段）にあり、フリーギアである第５速駆動ギアｍ５、第６速駆動ギアｍ６、第１速被動ギアｃ１、第３速被動ギアｃ３、第４速被動ギアｃ４、及び第２速被動ギアｃ２は、いずれもメイン軸４２及びカウンタ軸４３上に固定されておらず、メイン軸４２及びカウンタ軸４３に対し相対回転可能である。
ニュートラル状態では、メイン軸４２が回転したとしても被動ギア群４４ｂは駆動ギア群４４ａに対して空転するだけであり、メイン軸４２の回転はカウンタ軸４３に伝達されない。

ニュートラル状態に対し、第５速被動ギアｃ５が移動してドグ歯４７ｃが第１速被動ギアｃ１に係合すると、第１速被動ギアｃ１がカウンタ軸４３に固定されて１速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第６速被動ギアｃ６が移動してドグ歯４７ｆが第２速被動ギアｃ２に係合すると、第２速被動ギアｃ２がカウンタ軸４３に固定されて２速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第５速被動ギアｃ５が移動してドグ歯４７ｄが第３速被動ギアｃ３に係合すると、第３速被動ギアｃ３がカウンタ軸４３に固定されて３速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第６速被動ギアｃ６が移動してドグ歯４７ｅが第４速被動ギアｃ４に係合すると、第４速被動ギアｃ４がカウンタ軸４３に固定されて４速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第３速駆動ギアｍ３が移動してドグ歯４７ａが第５速駆動ギアｍ５に係合すると、第５速駆動ギアｍ５が内軸４５に固定されて５速段が確立される。
ニュートラル状態に対し、第４速駆動ギアｍ４が移動してドグ歯４７ｂが第６速駆動ギアｍ６に係合すると、第６速駆動ギアｍ６が外軸４６に固定されて６速段が確立される。

カウンタ軸４３の軸端には、ドライブスプロケット４３ｂが設けられる。エンジン１１の駆動力は、ドライブスプロケット４３ｂと後輪３とに掛け渡される駆動チェーン５０（図１）を介して後輪３に伝達される。

クラッチ機構９０は、メイン軸４２上に配置される。クラッチ機構９０は、メイン軸４２の軸方向において、外軸４６を挟んで奇数段の第１速駆動ギアｍ１、第５速駆動ギアｍ５、及び第３速駆動ギアｍ３の反対側に設けられる。
クラッチ機構９０は、メイン軸４２の内軸４５の外周に嵌合する筒状のクラッチ軸９１と、クラッチ軸９１上に固定されるプライマリドリブンギア９２と、クランク軸３０と内軸４５との間の動力の伝達を接続及び切断する第１クラッチ９３と、クランク軸３０と外軸４６との間の動力の伝達を接続及び切断する第２クラッチ９４とを備える。

クラッチ軸９１は、内軸４５と同軸に設けられ、内軸４５に対し相対回転可能である。
プライマリドリブンギア９２には、クランク軸３０に設けられるプライマリドライブギア３０ａが噛み合う。クラッチ軸９１は、プライマリドリブンギア９２を介し、クランク軸３０によって回転させられる。
第２クラッチ９４は、クラッチ軸９１と外軸４６とに跨って配置される摩擦式の油圧クラッチである。
第１クラッチ９３は、クラッチ軸９１と内軸４５とに跨って配置される摩擦式の油圧クラッチである。
第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４は、制御部３５の制御により供給される油圧によって互いに独立して操作される。

第１クラッチ９３が接続されると、クラッチ軸９１と内軸４５とが一体に回転するようになり、内軸４５からカウンタ軸４３に動力の伝達が可能となる。
第２クラッチ９４が接続されると、クラッチ軸９１と外軸４６とが一体に回転するようになり、外軸４６からカウンタ軸４３に動力の伝達が可能となる。
すなわち、変速装置４０は、第１クラッチ９３及び内軸４５を介して奇数段の１速段、３速段、及び５速段のいずれかによって動力を伝達する一方の系統と、第２クラッチ９４及び外軸４６を介して偶数段の２速段、４速段及び６速段のいずれかによって動力を伝達する他方の系統とを備え、これらの系統を交互に切り替えるようにして変速を行う。
奇数段の１速段、３速段、及び５速段は、複数の変速段の一部であり、偶数段の２速段、４速段及び６速段は、複数の変速段の他部である。

図４は、変速駆動機構７０を示す断面図である。
変速駆動機構７０は、回転するシフトドラム７１と、シフトドラム７１を回転駆動するアクチュエーター７２と、アクチュエーター７２の回転を減速してシフトドラム７１に伝達する減速ギア部７３と、シフター７４～７７とを備える。
また、変速駆動機構７０は、シフトドラム７１の回転を検出する角度センサー７８と、シフトドラム７１が所定の回転角度にあることを検出するポジションセンサー７９と、シフトドラム７１が上記ニュートラル状態に対応する位置にあることを検出するニュートラルセンサー８０とを備える。

シフトドラム７１は、複数のベアリング８１を介し、クランクケース３１に回転自在に支持される。シフトドラム７１は、車幅方向に長い軸状部材であり、メイン軸４２及びカウンタ軸４３と平行に配置される。
シフトドラム７１の外周には、シフター７４が係合する第１リード溝７１ａ（リード溝）と、シフター７５が係合する第２リード溝７１ｂ（リード溝）と、シフター７６が係合する第３リード溝７１ｃ（リード溝）と、シフター７７が係合する第４リード溝７１ｄ（リード溝）とが設けられる。
シフトドラム７１の軸方向の一端部には、入力ギア７１ｅが設けられる。

アクチュエーター７２は、制御部３５の制御によって回転駆動される電動モーターである。アクチュエーター７２の回転軸７２ａは、シフトドラム７１と平行に配置される。アクチュエーター７２は、クランクケース３１に支持される。

減速ギア部７３は、第１ギア軸８２と、第２ギア軸８３とを備え、クランクケース３１に支持される。第１ギア軸８２及び第２ギア軸８３は、アクチュエーター７２の回転軸７２ａと平行な軸線を中心に回転する。
第１ギア軸８２は、アクチュエーター７２の回転軸７２ａに噛み合う大径ギア８２ａと、大径ギア８２ａよりも小径の小径ギア８２ｂとを備える。
第２ギア軸８３は、小径ギア８２ｂに噛み合う大径ギア８３ａと、大径ギア８３ａよりも小径であってシフトドラム７１の入力ギア７１ｅに噛み合う小径ギア８３ｂとを備える。

シフター７４～７７は、シフトドラム７１と平行に延びるガイド軸（不図示）支持され、このガイド軸に沿ってシフトドラム７１の軸方向にスライド可能である。
シフター７４は、一端部に設けられるピン部７４ａを介して第１リード溝７１ａに係合し、他端部７４ｂが第３速駆動ギアｍ３の溝４９ａ（図３）に係合する。
シフター７５は、一端部に設けられるピン部７５ａを介して第２リード溝７１ｂに係合し、他端部７５ｂが第４速駆動ギアｍ４の溝４９ｂ（図３）に係合する。
シフター７６は、一端部に設けられるピン部７６ａを介して第３リード溝７１ｃに係合し、他端部７６ｂが第５速被動ギアｃ５の溝４９ｃ（図３）に係合する。
シフター７７は、一端部に設けられるピン部７７ａを介して第４リード溝７１ｄに係合し、他端部７７ｂが第６速被動ギアｃ６の溝４９ｄ（図３）に係合する。

アクチュエーター７２によってシフトドラム７１が回転させられると、シフター７４～７７は、ピン部７４ａ，７５ａ，７６ａ，７７ａを介し、第１リード溝７１ａ、第２リード溝７１ｂ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄのパターンに沿ってそれぞれスライドする。
これにより、シフターギアである第３速駆動ギアｍ３、第４速駆動ギアｍ４、第５速被動ギアｃ５、及び第６速被動ギアｃ６がそれぞれシフトドラム７１の軸方向に移動し、変速機４１の変速段が切り替えられる。

角度センサー７８は、シフトドラム７１において入力ギア７１ｅが設けられる側の端部とは反対側の端部に対向するように配置される。
角度センサー７８は、シフトドラム７１の回転を検出し、検出結果を出力値Ｓ（図５）として制御部３５に出力する。

図５は、変速駆動機構７０を示すブロック図である。
制御部３５は、アクチュエーター７２に供給する電力を制御して、回転軸７２ａを駆動する。回転軸７２ａの回転は、減速ギア部７３によって減速されてシフトドラム７１に伝達され、シフトドラム７１の回転によってシフター７４～７７が駆動される。
制御部３５は、角度センサー７８の出力値Ｓに基づいて、アクチュエーター７２をフィードバック制御し、シフトドラム７１を目標の回転角度に位置させる。
角度センサー７８は、シフトドラム７１の回転角度に応じた電圧を、出力値Ｓとして出力する。

制御部３５は、演算部（不図示）と、記憶部（不図示）とを備える。上記演算部は、ＣＰＵなどのプロセッサーである。制御部３５は、上記記憶部が記憶するプログラムを実行することにより、変速装置４０を制御する。上記記憶部は、フラッシュＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性記憶装置であり、上記演算部が実行するプログラム、上記演算部により処理されるデータ等を記憶する。

変速駆動機構７０は、アクチュエーター７２の回転によって直接シフトドラム７１を回転させるとともに、フィードバック制御によってシフトドラム７１を目標の回転角度に高精度に位置させる。このため、変速駆動機構７０は、星形カム等によってシフトドラム７１を間欠的に回転させる従来良く用いられていた機構を備えない。
アクチュエーター７２は、電力が供給されていない状態では、比較的大きなコギングトルクを発揮する。シフトドラム７１は、目標の回転角度に位置する状態、例えばニュートラル状態や１速段が確立された状態では、減速ギア部７３を介してシフトドラム７１に作用するアクチュエーター７２のコギングトルクによって、回転を規制される。これにより、変速機４１は、所定の変速段が確立された状態に維持される。すなわち、シフトドラム７１の回転角度は、アクチュエーター７２の駆動力及びコギングトルクによって制御される。

図６は、第１リード溝７１ａ、第２リード溝７１ｂ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄをシフトドラム７１の回転方向Ｋに展開した図である。
第１リード溝７１ａ、第２リード溝７１ｂ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄは、部分的に左右にシフトしながら回転方向Ｋに延びる長溝である。
第１リード溝７１ａ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄは、シフトドラム７１の外周を一周する無端状の溝である。
第２リード溝７１ｂは、回転方向Ｋの両端に端壁８５及び端壁８６を備える溝であり、シフトドラム７１の外周を一周しない。

メイン軸４２用のシフター７４，７５がそれぞれ係合する第１リード溝７１ａ及び第２リード溝７１ｂは、図６中の左右の中央に並んで位置する。
カウンタ軸４３用のシフター７５，７６がそれぞれ係合する第３リード溝７１ｃ及び第４リード溝７１ｄは、図６中の左右の端に並んで位置する。

図６には、シフトドラム７１のポジションを示す（Ｎ－Ｎ）等の記号が、メイン軸４２及びカウンタ軸４３のそれぞれに対応して示されている。
図６の括弧内の左の記号は、奇数段のシフトポジションを示し、図６の括弧内の右の記号は、偶数段のシフトポジションを示す。
（Ｎ－Ｎ）のポジションでは、ニュートラル状態が確立される。
（１－Ｎ）、（Ｎ－２）、（３－Ｎ）、（Ｎ－４）、（５－Ｎ）、及び（Ｎ－６）のポジションでは、１速段から６速段がそれぞれ確立される。
（Ｎ－Ｎ）のポジションからシフトドラム７１を回転させていくと、１速段から６速段までが順に確立される。
ニュートラル状態に対応する（Ｎ－Ｎ）のポジションは、変速の最下段のポジションであり、６速段に対応する（Ｎ－６）のポジションは、変速の最上段のポジションである。

例えば、図６に実線で示されるように、シフター７４～７７が（Ｎ－Ｎ）のポジションに位置する場合、メイン軸４２に設けられる第３速駆動ギアｍ３及び第４速駆動ギアｍ４は、ニュートラル状態にある。また、この状態では、カウンタ軸４３に設けられる第５速被動ギアｃ５及び第６速被動ギアｃ６は、ニュートラル状態にある。

また、例えば、図６に破線で示されるように、シフター７４～７７が（Ｎ－６）のポジションに位置する場合、メイン軸４２の第３速駆動ギアｍ３は、ニュートラル状態と同じ位置にあり、メイン軸４２の第４速駆動ギアｍ４は、６速段を確立すべく右側に移動して第６速駆動ギアｍ６に係合した状態にある。また、この状態では、カウンタ軸４３に設けられる第５速被動ギアｃ５及び第６速被動ギアｃ６は、ニュートラル状態と同じ位置にある。

シフトドラム７１は、変速段を一段変速する間に、変速前及び変速後とは異なるポジションにシフター７４～７７を位置させる中間ポジションを複数備える。
中間ポジションは、図６中において、（１－２）、（３－２）、（３－４）、（５－４）、及び（５－６）でそれぞれ示される。
例えば、図６に仮想線で示されるように、シフター７４～７７が（１－２）の中間ポジションに位置する場合、変速機４１では、１速段及び２速段が確立される。
この場合、メイン軸４２に設けられる第３速駆動ギアｍ３及び第４速駆動ギアｍ４は、ニュートラル状態と同じ位置にある。また、カウンタ軸４３の第５速被動ギアｃ５は、１速段を確立すべく左側に移動して第１速被動ギアｃ１に係合した状態にあり、カウンタ軸４３の第６速被動ギアｃ６は、２速段を確立すべく右側に移動して第２速被動ギアｃ２に係合した状態にある。

制御部３５は、（１－Ｎ）のポジションで第１クラッチ９３を接続して１速段で走行中に、変速駆動機構７０を駆動して（１－２）の中間ポジションにし、１速段及び２速段の両方が確立された予備変速状態を形成する。この状態では、第１クラッチ９３は接続され、第２クラッチ９４は切断されている。
その後、１速段から２速段にシフトアップする場合、制御部３５は、第１クラッチ９３を切断して第２クラッチ９４を接続し、その後、アクチュエーター７２を駆動してシフトドラム７１を（Ｎ－２）のポジションにする。これにより、予備変速状態から第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４の接続状態を変更するだけで変速できるため、速やかに変速できる。
（３－４）及び（５－６）の中間ポジションも同様に、予備変速状態において第１クラッチ９３を切断して第２クラッチ９４を接続することで変速が行われる。

また、例えば、図６に仮想線で示されるように、シフター７４～７７が（３－２）の中間ポジションに位置する場合、変速機４１では、２速段及び３速段が確立される。
この場合、メイン軸４２に設けられる第３速駆動ギアｍ３及び第４速駆動ギアｍ４は、ニュートラル状態と同じ位置にある。また、カウンタ軸４３の第５速被動ギアｃ５は、３速段を確立すべく右側に移動して第３速被動ギアｃ３に係合した状態にあり、カウンタ軸４３の第６速被動ギアｃ６は、２速段を確立すべく右側に移動して第２速被動ギアｃ２に係合した状態にある。

制御部３５は、（Ｎ－２）のポジションで第２クラッチ９４を接続して２速段で走行中に、変速駆動機構７０を駆動して（３－２）のポジションにし、１速段及び２速段の両方が確立された予備変速状態を形成する。この状態では、第２クラッチ９４は接続され、第１クラッチ９３は切断されている。
その後、２速段から３速段にシフトアップする場合、制御部３５は、第２クラッチ９４を切断して第１クラッチ９３を接続し、その後、アクチュエーター７２を駆動してシフトドラム７１を（３－Ｎ）のポジションにする。これにより、予備変速状態から第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４の接続状態を変更するだけで変速できるため、速やかに変速できる。
（５－４）の中間ポジションも同様に、予備変速状態において第２クラッチ９４を切断して第１クラッチ９３を接続することで変速が行われる。

変速駆動機構７０は、変速段を一段変速する際に、予備変速状態にするためにアクチュエーター７２の回転を上記中間ポジションで一旦停止する第１の出力パターンＥ１（図７）と、上記中間ポジションを飛ばして変速段を一段変速する第２の出力パターンＥ２（図８）とを備える。すなわち、アクチュエーター７２の出力のパターンは、第１の出力パターンＥ１と第２の出力パターンＥ２とがあり、可変である。
図１を参照し、自動二輪車１は、乗員が操作する操作部として、モード切替ボタン２３ａをハンドル２３に備える。乗員は、モード切替ボタン２３ａを操作することで、第１の出力パターンＥ１と第２の出力パターンＥ２とを任意に切り替えることができる。

図７は、第１の出力パターンＥ１を説明する図表である。図７では、横軸に時間経過が示され、縦軸にクラッチ機構９０の油圧、及び、角度センサー７８の出力値が示される。
ここで、図７では、第１クラッチ９３の油圧Ｐ１及び第２クラッチ９４の油圧Ｐ２の時間に対する変化が示される。第１クラッチ９３は、油圧Ｐ１が高い状態では接続され、油圧Ｐ１が低い状態では切断される。第２クラッチ９４は、油圧Ｐ２が高い状態では接続され、油圧Ｐ２が低い状態では切断される。
また、図７の角度センサー７８の出力値Ｓは、シフトドラム７１の回転角度を表している。シフトドラム７１の回転角度と角度センサー７８の出力値Ｓとは、略正比例の関係にあり、シフトドラム７１の回転角度が大きいほど、角度センサー７８の出力値Ｓは大きくなる。
図７に示される時間に対する角度センサー７８の出力値Ｓの変化は、アクチュエーター７２の回転の結果によって生じるものであり、アクチュエーター７２の第１の出力パターンＥ１を表す。
以下の説明では、角度センサー７８の出力値Ｓをシフトドラム７１の回転角度として説明する。

図７は、変速駆動機構７０が自動で変速を行う自動変速モードにおいて、１速段から２速段にシフトアップする場合が示されている。
自動二輪車１が１速段で走行中、例えば所定の車速に到達すると、制御部３５は、１速段から２速段へのシフトアップを開始する。
この場合、図６及び図７を参照し、制御部３５は、まず、時間ｔ１でアクチュエーター７２を駆動して、シフトドラム７１を（１－Ｎ）のポジションから（１－２）の中間ポジションにし、予備変速状態を形成する。（１－２）の中間ポジションでは、シフトドラム７１の回転角度は、角度Ａ１である。予備変速状態では、第１クラッチ９３は接続され、第２クラッチ９４は切断されている。

時間ｔ２に（１－２）の中間ポジションになった後、制御部３５は、第１クラッチ９３を切断するとともに第２クラッチ９４を接続し、その後、時間ｔ３でアクチュエーター７２を駆動してシフトドラム７１を（Ｎ－２）のポジションにし、２速段へのシフトアップを完了する。（Ｎ－２）のポジションでは、シフトドラム７１の回転角度は、角度Ａ２である。角度Ａ１は、例えば３０°であり、角度Ａ２は例えば６０°である。
ここで、時間ｔ２から時間ｔ３までの間、すなわち、中間ポジションの状態では、シフトドラム７１の回転角度は角度Ａ１で一定であり、シフトドラム７１の回転は停止されている。

図８は、第２の出力パターンＥ２を説明する図表である。図８では、横軸に時間経過が示され、縦軸に、変速指示の信号、クラッチ機構９０の油圧、及び角度センサー７８の出力値が示される。

図８は、乗員の変速操作に応じて変速駆動機構７０が変速を行うマニュアル変速モードにおいて、１速段から２速段にシフトアップする場合、及び、２速段から３速段にシフトアップする場合が示されている。
図８に示される時間に対する角度センサー７８の出力値Ｓの変化は、アクチュエーター７２の回転の結果によって生じるものであり、アクチュエーター７２の第２の出力パターンＥ２を表す。
自動二輪車１が１速段で走行中、２速段への変速指示の信号Ｉ１が入力されると、制御部３５は、１速段から２速段へのシフトアップを開始する。
図６及び図８を参照し、第２の出力パターンＥ２が選択されている場合、自動二輪車１が（１－Ｎ）のポジションで１速段によって走行している状態では、制御部３５は、第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４の両方を接続状態にしている。この状態では、偶数段側の変速段は、ニュートラル状態と同じ状態であるため、第２クラッチ９４を接続したとしても、外軸４６からカウンタ軸４３に動力は伝達されない。

制御部３５は、まず、時間Ｔ１において、第１クラッチ９３を切断するとともに、アクチュエーター７２を駆動して、シフトドラム７１を（１－Ｎ）のポジションから（Ｎ－２）のポジションにする。
時間Ｔ２になると、シフトドラム７１が（Ｎ－２）のポジションとなり、２速段へのシフトアップが完了する。その後、制御部３５は、第１クラッチ９３を再び接続する。
（Ｎ－２）のポジションでは、シフトドラム７１の回転角度は、角度Ａ２である。
すなわち、第２の出力パターンＥ２では、シフトドラム７１のポジションは（１－Ｎ）から（Ｎ－２）まで一度に変化し、途中にある（１－２）の中間ポジションは飛ばされる。シフトドラム７１は、（１－Ｎ）から（Ｎ－２）のポジションになる途中で回転を停止されない。このため、迅速に変速を行うことができる。

また、第２の出力パターンＥ２では、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間、すなわち、変速の開始から完了までの間、第２クラッチ９４は接続状態にある。第２クラッチ９４は、１速段から２速段へのシフトアップにおいて変速後の変速段である２速段に対応するクラッチである。このように、変速後の変速段に対応する第２クラッチ９４が変速の開始から完了までの間に接続状態に維持されるため、変速時に第２クラッチ９４を切断することによる駆動力の抜けを防止でき、シームレスな変速を行うことができる。このため、自動二輪車１を効率良く加速させることができる。

さらに、１速段から２速段へのシフトアップにおいて変速前の変速段である１速段に対応する第１クラッチ９３は、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間においてシフトドラム７１を回転させる際に切断される。これにより、１速段を確立するシフターギアである第５速被動ギアｃ５（図３）と第１速被動ギアｃ１との係合を解除し易くなり、シフトドラム７１を容易に回転させることができる。このため、シフトドラム７１をスムーズに回転させて迅速に変速できる。

自動二輪車１が２速段で走行中、３速段への変速指示の信号Ｉ２が入力されると、制御部３５は、２速段から３速段へのシフトアップを開始する。
第２の出力パターンＥ２が選択されている場合、自動二輪車１が（Ｎ－２）のポジションで２速段によって走行している状態では、制御部３５は、第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４の両方を接続状態にしている。この状態では、奇数段側の変速段は、ニュートラル状態と同じ状態であるため、第１クラッチ９３を接続したとしても、内軸４５からカウンタ軸４３に動力は伝達されない。

３速段へシフトアップする場合、制御部３５は、まず、時間Ｔ３において、第２クラッチ９４を切断するとともに、アクチュエーター７２を駆動して、シフトドラム７１を（Ｎ－２）のポジションから（３－Ｎ）のポジションにする。
時間Ｔ４になると、シフトドラム７１が（３－Ｎ）のポジションとなり、３速段へのシフトアップが完了する。その後、制御部３５は、第２クラッチ９４を再び接続する。
（３－Ｎ）のポジションでは、シフトドラム７１の回転角度は、角度Ａ３である。
すなわち、第２の出力パターンＥ２では、シフトドラム７１のポジションは（Ｎ－２）から（３－Ｎ）まで一度に変化し、途中にある（３－２）の中間ポジションは飛ばされる。シフトドラム７１は、（Ｎ－２）から（３－Ｎ）のポジションになる途中で回転を停止されない。このため、迅速に変速を行うことができる。

また、第２の出力パターンＥ２では、時間Ｔ３から時間Ｔ４までの間、すなわち、変速の開始から完了までの間、第１クラッチ９３は接続状態にある。第１クラッチ９３は、２速段から３速段へのシフトアップにおいて変速後の変速段である３速段に対応するクラッチである。このように、変速後の変速段に対応する第１クラッチ９３が変速の開始から完了までの間に接続状態に維持されるため、変速時に第１クラッチ９３を切断することによる駆動力の抜けを防止でき、シームレスな変速を行うことができる。このため、自動二輪車１を効率良く加速させることができる。

さらに、２速段から３速段へのシフトアップにおいて変速前の変速段である２速段に対応する第２クラッチ９４は、時間Ｔ３から時間Ｔ４までの間においてシフトドラム７１を回転させる際に切断される。これにより、２速段を確立するシフターギアである第６速被動ギアｃ６（図３）と第２速被動ギアｃ２との係合を解除し易くなり、シフトドラム７１を容易に回転させることができる。このため、シフトドラム７１をスムーズに回転させて迅速に変速できる。

以上説明したように、本発明を適用した実施の形態によれば、自動二輪車１の変速装置４０は、自動二輪車１に設けられ、回転して変速段を変速するシフトドラム７１を有する変速機４１と、シフトドラム７１を回転駆動するアクチュエーター７２とを備え、アクチュエーター７２のコギングトルクによってシフトドラム７１の回転を規制することでシフトドラム７１の回転角度を制御し、変速段を一段変速する際のアクチュエーター７２の出力のパターンは、可変である。
この構成によれば、単一な形状のシフトドラム７１の構造を採りながら、アクチュエーター７２の出力のパターンが可変であるため、アクチュエーター７２の出力のパターンを変化させるだけでシフトドラム７１の回転のパターンを変化させることができ、変速装置４０の変速の特性を容易に変更できる。

また、アクチュエーター７２の出力のパターンは、乗員が任意に変更可能である。
この構成によれば、乗員の要求に応じて変速の特性を容易に変更できる。
また、シフトドラム７１は、シフトドラム７１の回転方向に延びる第１リード溝７１ａ、第２リード溝７１ｂ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄを備え、第１リード溝７１ａ、第２リード溝７１ｂ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄに沿って移動するシフター７４～７７によって変速が行われ、第１リード溝７１ａ、第２リード溝７１ｂ、第３リード溝７１ｃ、及び第４リード溝７１ｄは、変速段を一段変速する間に、変速前及び変速後とは異なるポジションにシフター７４～７７を位置させる中間ポジションを備え、複数の変速段の一部への動力の伝達を切り替える第１クラッチ９３と、複数の変速段の他部への動力の伝達を切り替える第２クラッチ９４とが設けられ、中間ポジションでは、変速前及び変速後の両方の変速段が確立されるとともに、第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４の一方が接続されることで変速前の変速段に動力が伝達され、アクチュエーター７２は、中間ポジションでシフトドラム７１の回転を一旦停止する第１の出力パターンＥ１と、中間ポジションを飛ばして変速段を一段変速する第２の出力パターンＥ２とを備える。
この構成によれば、第１の出力パターンＥ１及び第２の出力パターンＥ２によって、シフトドラム７１の回転のさせ方を変更することで、変速の特性を容易に変更できる。第１の出力パターンＥ１では、変速の音や変速ショックを低減できる。第２の出力パターンＥ２では、変速の速度を高くできる。第１の出力パターンＥ１は、例えば、自動二輪車１がクルージングする際に選択され、第２の出力パターンＥ２は、例えば、自動二輪車１がクローズドサーキットを走行する際に選択される。

さらに、アクチュエーター７２が第２の出力パターンＥ２で出力する場合、第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４のうち、変速後の変速段に対応するクラッチは、変速段を一段変速する際に、変速の開始から完了まで接続状態とされる。
この構成によれば、変速の際のクラッチの切断による駆動力の抜けを防止できるとともに、素早く変速できる。
また、第１クラッチ９３及び第２クラッチ９４のうち、変速前の変速段に対応するクラッチは、変速段を一段変速する際に、切断される。
この構成によれば、変速前の変速段に対応するクラッチが切断されることで、シフトドラム７１をスムーズに回転させることができ、第２の出力パターンＥ２でスムーズに変速できる。

なお、上記実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、変速段を一段変速する間において、アクチュエーター７２によってシフトドラム７１を段階的に回転させる場合と、一度に回転させる場合とでアクチュエーター７２の出力のパターンが可変であるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アクチュエーター７２の回転速度やデューティー比を変更してアクチュエーター７２の出力のパターンを可変にしても良い。
上記実施の形態では、自動二輪車１の変速装置４０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、前輪または後輪を２つ備える３輪の車両及び４輪以上を備える車両の変速装置に適用可能である。

１ 自動二輪車（鞍乗り型車両）
４０ 変速装置
４１ 変速機
７１ シフトドラム
７１ａ 第１リード溝（リード溝）
７１ｂ 第２リード溝（リード溝）
７１ｃ 第３リード溝（リード溝）
７１ｄ 第４リード溝（リード溝）
７２ アクチュエーター
７４～７７ シフター
９３ 第１クラッチ
９４ 第２クラッチ
Ｅ１ 第１の出力パターン
Ｅ２ 第２の出力パターン

Claims (4)

1. 鞍乗り型車両に設けられ、回転して変速段を変速するシフトドラム（７１）を有する変速機（４１）と、前記シフトドラム（７１）を回転駆動するアクチュエーター（７２）とを備え、前記アクチュエーター（７２）のコギングトルクによって前記シフトドラム（７１）の回転を規制することで前記シフトドラム（７１）の回転角度を制御する鞍乗り型車両の変速装置において、
   前記変速段を一段変速する際の前記アクチュエーター（７２）の出力のパターンは、可変であり、
   前記シフトドラム（７１）は、前記シフトドラム（７１）の回転方向に延びるリード溝（７１ａ～７１ｄ）を備え、前記リード溝（７１ａ～７１ｄ）に沿って移動するシフター（７４～７７）によって変速が行われ、
   前記リード溝（７１ａ～７１ｄ）は、前記変速段を一段変速する間に、変速前及び変速後とは異なるポジションに前記シフター（７４～７７）を位置させる中間ポジションを備え、
   複数の前記変速段の一部への動力の伝達を切り替える第１クラッチ（９３）と、複数の前記変速段の他部への動力の伝達を切り替える第２クラッチ（９４）とが設けられ、
   前記中間ポジションでは、前記変速前及び前記変速後の両方の前記変速段が確立されるとともに、前記第１クラッチ（９３）及び前記第２クラッチ（９４）の一方が接続されることで前記変速前の前記変速段に動力が伝達され、
   前記アクチュエーター（７２）は、前記中間ポジションで前記シフトドラム（７１）の回転を一旦停止する第１の出力パターン（Ｅ１）と、前記中間ポジションで前記シフトドラム（７１）の回転を停止せずに前記変速段を一度に一段変速する第２の出力パターン（Ｅ２）とを備えることを特徴とする鞍乗り型車両の変速装置。
2. 前記アクチュエーター（７２）の前記出力のパターンは、乗員が任意に変更可能であることを特徴とする請求項１記載の鞍乗り型車両の変速装置。
3. 前記アクチュエーター（７２）が前記第２の出力パターン（Ｅ２）で出力する場合、前記第１クラッチ（９３）及び前記第２クラッチ（９４）のうち、前記変速後の変速段に対応するクラッチは、前記変速段を一段変速する際に、変速の開始から完了まで接続状態とされることを特徴とする請求項２記載の鞍乗り型車両の変速装置。
4. 前記第１クラッチ（９３）及び前記第２クラッチ（９４）のうち、前記変速前の変速段に対応するクラッチは、前記変速段を一段変速する際に、切断されることを特徴とする請求項３記載の鞍乗り型車両の変速装置。

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