特許 7474139 電動ギヤ変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-16

(45)【発行日】2024-04-24

(54)【発明の名称】電動ギヤ変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/28 20060101AFI20240417BHJP

   F16H 63/18 20060101ALI20240417BHJP

   B60K 17/04 20060101ALI20240417BHJP

【ＦＩ】

F16H61/28

F16H63/18

B60K17/04 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020114584

(22)【出願日】2020-07-02

(65)【公開番号】P2022012621

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-03-03

(73)【特許権者】

【識別番号】521431099

【氏名又は名称】カワサキモータース株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西藪 正貴

(72)【発明者】

【氏名】和泉 恭平

(72)【発明者】

【氏名】佐野 勝哉

【審査官】木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１８５０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１０８０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０３５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ６１／２８

Ｆ１６Ｈ ６３／１８

Ｂ６０Ｋ １７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータと、
ギヤチェンジのために変位するシフトフォークと、
前記シフトフォークを案内する案内溝を有するシフトドラムと、前記電動モータの動力によって前記シフトドラムを所定角ごとに間欠的に回転させる間欠回転機構と、を有する変速動力伝達機構と、を備え、
前記間欠回転機構は、
前記電動モータの前記動力が入力されるチェンジシャフトと、
前記チェンジシャフトの径方向に延びて前記チェンジシャフトに接続されたチェンジレバーを含むチェンジレバーユニットと、
前記チェンジレバーの位相角が所定の基準角に保たれるように前記チェンジレバーを付勢するリターンスプリングと、
前記シフトドラムの回転軸線周りに前記シフトドラムと一体回転するチェンジカムと、を有し、
前記変速動力伝達機構は、前記チェンジレバーの前記位相角が前記基準角である状態から前記間欠回転機構が所定の動作シーケンスを行うと、前記シフトフォークを変位させるように構成されており、
前記動作シーケンスは、前記電動モータが時計回り及び反時計回りの両方向の回転を含む所定の回転動作をしたときに行われる、電動ギヤ変速機。

【請求項2】

前記動作シーケンスは、前記チェンジシャフトが一方向に回転する第１動作と、前記第１動作後に前記チェンジシャフトが他方向に回転する第２動作と、を含み、
前記チェンジレバーユニットは、前記第１動作時に前記チェンジカムを回転させず、前記第２動作時に、前記チェンジカムを前記所定角だけ回転させるように構成されている、請求項１に記載の電動ギヤ変速機。

【請求項3】

前記チェンジレバーは、前記チェンジシャフトに相対回転自在に設けられ、
前記チェンジレバーユニットは、前記チェンジシャフトの回転を前記チェンジレバーに選択的に伝達するセレクタを更に含み、
前記チェンジレバーは、被係合部を含み、
前記セレクタは、
係合部を含み、前記チェンジシャフトに相対回転不能に設けられた係合部材と、
前記第１動作が行われるとき、前記係合部が前記被係合部に対し非係合状態で前記係合部材を動作させ、前記第２動作が行われるとき、前記係合部が前記被係合部に対し係合状態になるように前記係合部材を動作させる選択機構と、を有する、請求項２に記載の電動ギヤ変速機。

【請求項4】

前記係合部材は、前記チェンジシャフトの軸線が延びる軸線方向に前記チェンジシャフトに対して相対変位自在に設けられ、
前記被係合部に対する前記係合部の係合動作方向は、前記軸線方向に平行であり、
前記選択機構は、
前記係合部材を前記係合動作方向に付勢する係合スプリングと、
前記位相角が前記基準角であるときに、前記係合動作方向とは逆の解除動作方向に前記係合部材を押圧する係合解除部材と、を有し、
前記係合部は、前記第１動作の開始時点で、前記チェンジレバーの前記被係合部の周囲の表面に当接し、前記第１動作の終了時点で、前記被係合部に前記係合動作方向に対向するように配置されている、請求項３に記載の電動ギヤ変速機。

【請求項5】

前記間欠回転機構は、
変速機ケースに固定されたストッパ棒と、
前記チェンジレバーに形成され、前記チェンジレバーの回転方向に遊びをもって前記ストッパ棒が挿通されるストッパ孔と、を有し、
前記係合部材は、前記第１動作の開始時点で前記ストッパ棒に前記解除動作方向に押される受圧部を有し、
前記ストッパ棒は、前記係合解除部材を兼ねている、請求項４に記載の電動ギヤ変速機。

【請求項6】

前記チェンジカムは、前記回転軸線周りの周方向に等間隔に配置された受動凸部を含み、
前記チェンジレバーは、
前記チェンジシャフトに相対回転不能かつ前記径方向に相対変位不能に接続されたレバー本体と、
前記受動凸部を前記周方向に押圧して前記チェンジカムを回転させるシフト爪を含み、前記径方向にスライド自在に前記レバー本体に支持されたスライダと、
前記レバー本体に対し前記スライダを前記径方向内方に付勢するスライダスプリングと、を有し、
前記シフト爪は、
前記第１動作のときに前記受動凸部から反力を受けて前記スライダスプリングに抗して前記スライダを前記径方向外方に変位させる逃げ面と、
前記第２動作のときに前記受動凸部を押圧して前記チェンジカムを回転させる変速面と、を含む、請求項２に記載の電動ギヤ変速機。

【請求項7】

前記動作シーケンスは、前記チェンジシャフトが一方向に回転する第１動作と、前記第１動作後に前記チェンジシャフトが他方向に回転する第２動作と、前記第２動作後に前記チェンジシャフトが前記一方向に回転する第３動作と、を含み、
前記案内溝は、現在変速段から隣接変速段にギヤチェンジするときに、前記第１～第３動作が行われることで前記シフトフォークを変位させるように構成されている、請求項１に記載の電動ギヤ変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動モータの動力でギヤチェンジを行うギヤ変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

自動二輪車等の車両で用いられるギヤ変速機は、運転者が操作レバーを操作してシフトドラムを回転させることで、当該シフトドラムに案内されたシフトフォークが変位してギヤチェンジが行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４７１２９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年の車両の高度化に伴い、変速機を電動化することが考えられる。この場合、電動式の変速機における変速動作の正確性を担保すべく、運転者の変速意図と電動モータの変速動作との間のズレを防止することが求められる。

【0005】

そこで本発明は、運転者の意図が正確に反映される電動ギヤ変速機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】

【0006】

本発明の一態様に係る電動ギヤ変速機は、電動モータと、ギヤチェンジのために変位するシフトフォークと、前記シフトフォークを案内する案内溝を有するシフトドラム、及び、前記電動モータの動力によって前記シフトドラムを所定角ごとに間欠的に回転させる間欠回転機構を有する変速動力伝達機構と、を備える。前記間欠回転機構は、前記電動モータの前記動力が入力されるチェンジシャフトと、前記チェンジシャフトの径方向に延びて前記チェンジシャフトに接続されたチェンジレバーを含むチェンジレバーユニットと、前記チェンジレバーの位相角が所定のレバー基準角に保たれるように前記チェンジレバーを付勢するリターンスプリングと、前記シフトドラムの回転軸線周りに前記シフトドラムと一体回転するチェンジカムと、を有する。前記変速動力伝達機構は、前記チェンジレバーの前記位相角が前記レバー基準角である状態から前記間欠回転機構が所定の動作シーケンスを行うと、前記シフトフォークを変位させるように構成されている。前記動作シーケンスは、前記電動モータが時計回り及び反時計回りの両方向の回転を含む所定の回転動作をしたときに行われる。

【0007】

前記構成によれば、電動モータが一方向のみに回転を継続する異常が発生したときには間欠回転機構は所定の動作シーケンスを完了できず、変速が行われない。即ち、運転者が変速しない意図のときに電動モータが動作して変速が行われることが防止される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、運転者の意図が正確に反映される電動ギヤ変速機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１実施形態に係る電動ギヤ変速機が搭載された車両の模式図である。

【図2】図２は、図１に示す変速動力伝達機構を右後方から見た斜視図である。

【図3】図３は、図２に示す間欠回転機構のチェンジレバー等を左方から見た斜視図である。

【図4】図４（Ａ）（Ｂ）は、図２に示すセレクタの動作図である。

【図5】図５（Ａ）～（Ｄ）は、図２に示すチェンジカム及びシフト爪の動作図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係る電動ギヤ変速機の間欠回転機構の右方から見た側面図である。

【図7】図７（Ａ）～（Ｄ）は、図６に示すチェンジカム及びシフト爪の動作図である。

【図8】図８は、第３実施形態に係るシフトドラムの展開図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

【0011】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電動ギヤ変速機４が搭載された車両１の模式図である。なお、図１では鞍乗車両（例えば、自動二輪車）が例示されるが、他の種類の車両であってもよい。図１に示すように、車両１は、内燃機関であるエンジンＥ（走行駆動源）を備える。エンジンＥのクランク軸Ｅａは、減速ギヤ２（プライマリギヤ）及びメインクラッチ３（例えば、摩擦クラッチ）を介して電動ギヤ変速機４に接続されている。電動ギヤ変速機４は、出力伝達機構５（例えば、チェーン・スプロケット機構、ベルト・プーリー機構、ドライブシャフト・ギヤ機構等）を介して駆動輪６に接続されている。

【0012】

電動ギヤ変速機４は、電動モータＭと、入力軸１１と、出力軸１２と、入力軸１１から出力軸１２に伝達される駆動力の回転数を変速する複数組の変速ギヤ対１３とを備える。複数組の変速ギヤ対１３の減速比は互いに異なる。変速ギヤ対１３は、スライド変位によって変速段を選択するドッグギヤ１３ａを含む。電動ギヤ変速機４では、ドッグギヤ１３ａによって変速ギヤ対１３のうち一組が選択されて変速が行われる。入力軸１１には、エンジンＥのクランク軸Ｅａからの駆動力が減速ギヤ２及び３を介して伝達される。出力軸１２から出力される駆動力は、動力出力機構５を介して駆動輪６に伝達される。

【0013】

入力軸１１及び出力軸１２に平行に設けられた支軸１４には、ギヤチェンジのために変位するシフトフォーク１５がスライド自在に支持されている。シフトフォーク１５の先端は、ドッグギヤ１３ａに接続されている。電動ギヤ変速機４は、電動モータＭの回転動力（変速動力）を、シフトフォーク１５をスライド変位させる動力に変換する変速動力伝達機構１６を備える。変速動力伝達機構１６は、シフトドラム２１及び間欠回転機構２２を有する。間欠回転機構２２は、電動モータＭの回転動力によって動作し、シフトドラム２１を所定角θごとに間欠的に回転させる。

【0014】

シフトフォーク１５の基端は、シフトドラム２１の案内溝２１ａに嵌合している。シフトドラム１５が回転すると、案内溝２１ａに案内されたシフトフォーク１５が、対応するドッグギヤ１３ａを入力軸１１又は出力軸１２に沿ってスライドさせる。これにより、複数組の変速ギヤ対１３のうち所望の減速比の１組が動力伝達状態となり、電動ギヤ変速機４において所望の変速段の動力伝達経路が選択される。

【0015】

図２は、図１に示す変速動力伝達機構１６を右後方から見た斜視図である。図３は、図２に示す間欠回転機構２２のチェンジレバー４１等を左方から見た斜視図である。なお、図３ではセレクタ４２の図示が省略されている。図２及び３に示すように、変速動力伝達機構１６は、シフトドラム２１及び間欠回転機構２２を有し、電動モータＭの回転動力によってシフトフォーク１５を変位させる。間欠回転機構２２は、チェンジシャフト３１、チェンジレバーユニット３２、リターンスプリング３３、チェンジカム３４、ストッパ棒３５（係合解除部材）及びカム位置決め機構３６を備える。

【0016】

チェンジシャフト３１の軸線Ｘは、シフトドラム２１の軸線Ｙと平行に配置されている。チェンジシャフト３１の第１端部には電動モータＭが取り付けられ、チェンジシャフト３１の第２端部にはチェンジレバーユニット３２等が取り付けられている。チェンジシャフト３１は、電動モータＭの動力が入力され、その軸線Ｘ周りに回転する。間欠回転機構２２は、コントローラ７に制御される電動モータＭが時計回り及び反時計回りの両方向の回転を含む所定の回転動作をしたときに所定の動作シーケンスを行う。コントローラ７は、プロセッサ、ストレージ（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ等）、メインメモリ（ＲＡＭ）及びＩ／Ｏインターフェース等を有し、所定の変速指令に応じて電動モータＭを制御するプログラムを実行する。

【0017】

チェンジレバーユニット３２は、チェンジレバー４１及びセレクタ４２を有する。チェンジレバー４１は、チェンジシャフト３１の径方向に延びてチェンジシャフト３１に接続されている。チェンジシャフト３１は、チェンジレバー４１に相対回転自在に挿通している。チェンジレバー４１は、レバー本体５１、スライダ５２、リベット５３及びスライダスプリング５４を備える。レバー本体５１及びスライダ５２は、板状である。

【0018】

レバー本体５１は、チェンジシャフト３１に相対回転自在に支持されている。レバー本体５１は、チェンジシャフト３１に外嵌される基部６１と、軸線Ｘに直交する径方向にレバー本体５１から突出したスライダ支持部６２とを有する。基部６１は、被付勢部６１ａと、ストッパ孔６１ｂと、一対の被係合部６１ｃを有する。

【0019】

被付勢部６１ａは、リターンスプリング３３に当接されてリターンスプリング３３から付勢力が与えられる。ストッパ孔６１ｂは、軸線Ｘ周りの周方向に延びた長円形状を有する。一対の被係合部６１ｃは、後述する係合部６９が係合可能に構成されている。被係合部６１ｃは、例えば、孔又は凹みである。スライダ支持部６２は、リベット５３が貫通するピン孔６２ａを有する。なお、一対の被係合部６１ｃの一方はシフトアップ用であり、一対の被係合部６１ｃの他方はシフトダウン用である。

【0020】

スライダ５２は、スライダ支持部６２に摺動自在に重ねられる。スライダ５２は、リベット５３の軸部が挿通する案内穴６５を有する。案内穴６５は、リベット５３の軸部を径方向に案内可能に前記径方向に延びている。リベット５３は、スライダ５２の案内穴６５を通過してレバー本体５１のピン孔６２ａに締結されている。なお、スライダ５２の案内穴６５に挿通されるものはリベットに限られず、案内ピンの役目を果たすものであれば他のもの（例えば、ピン及び抜け止め具）でもよい。

【0021】

スライダ５２は、その長手方向の先端側（前記径方向外側）において一対のシフト爪６６を有する。一対のシフト爪６６は、スライダ５２の先端部をチェンジカム３４に向けて屈曲させて形成されている。一対のシフト爪６６は、互いに前記径方向及び軸線Ｘに直交する方向に離間している。一対のシフト爪６６は、軸線Ｘ方向から見て、一対のシフト爪６６の間の中間点を通る前記径方向に延びた仮想線Ｖを基準として対称な形状を有する。

【0022】

シフト爪６６は、先細り形状を有する。シフト爪６６は、シフト爪６６の先端の一方側に隣接した変速面６６ａと、シフト爪６６の先端の他方側に隣接した逃げ面６６ｂとを有する。一対のシフト爪６６の変速面６６ａは、互いに対向している。変速面６６ａは、仮想線Ｖに実質的に平行である。逃げ面６６ｂは、変速面６６ａよりも仮想線Ｖから遠くに配置されている。逃げ面６６ｂは、変速面６６ａに比べて仮想線Ｖに対して大きな角度をなしている。逃げ面６６ｂは、シフト爪６６の先端から離れるにつれて軸線Ｘから離れるように傾斜している。

【0023】

スライダスプリング５４は、スライダ５２が軸線Ｘに近づく向きにスライダ５２を付勢している。スライダスプリング５４に一端はスライダ５２に取り付けられ、スライダスプリング５４の他端は、チェンジシャフト３１に相対回転自在に外嵌されたリングに取り付けられている。スライダ５２がレバー本体５１に対して径方向外方にスライド変位すると、スライダスプリング５４によってスライダ５２が径方向内方に戻ろうとする付勢力が作用する。

【0024】

リターンスプリング３３は、チェンジシャフト３１に外嵌されたトーションスプリングである。リターンスプリング３３の一端部及び他端部は、レバー本体５１の被付勢部６１ａを軸線Ｘ周りの周方向に挟んでいる。リターンスプリング３３の一端部と他端部との間には、ストッパ棒３５が通過している。リターンスプリング３３は、チェンジレバー４１の軸線Ｘ周りの位相角が所定のレバー基準角に保たれるようにチェンジレバー４１を付勢する。

【0025】

チェンジカム３４は、シフトドラム２１の回転軸線周りにシフトドラム２１と一体回転する。チェンジカム３４は、シフトドラム２１の軸線方向の端面に固定され、チェンジレバー４１と対向している。チェンジカム３４は、ディスク部４４及び複数の受動凸部４５を有する。ディスク部４４は、シフトドラム２１の軸線Ｙに直交するように配置されている。ディスク部４４の外周縁には、位置決め用の複数の凹部４４ａが周方向に等間隔をあけて形成されている。凹部４４ａの数は、電動ギヤ変速機４の変速段の数と同じである。即ち、ディスク部４４の外周縁には、凹凸が繰り返し形成されており、当該凹凸は滑らかな曲線形状を有する。

【0026】

複数の受動凸部４５は、ディスク部４４のうちチェンジレバー４１に対向する面から突出している。複数の受動凸部４５は、軸線Ｙ周りの周方向に等間隔をあけて配置されている。複数の受動凸部４５の数は、電動ギヤ変速機４の変速段の数と同じである。Ｙ方向における受動凸部４５の位置は、Ｙ方向におけるシフト爪６６の位置と重なっている。

【0027】

ストッパ棒３５は、チェンジレバー４１の回転方向に遊びをもってレバー本体５１のストッパ孔６１ｂに挿通されている。ストッパ棒３５は、変速機ケース１０（図４参照）の側壁に固定されて当該側壁から外方に向けて（レバー本体５１に向けて）突出している。ストッパ棒３５の先端は、半球状である。

【0028】

カム位置決め機構３６は、位置決めアーム４７、位置決めローラ４８及び位置決めスプリング４９を有する。位置決めアーム４７の基端部は、変速機ケース１０の側壁に回転自在に軸支されている。位置決めアーム４７の先端部には、位置決めローラ４８が回転自在に取り付けられている。位置決めローラ４８は、チェンジカム３４の外周縁に対向している。位置決めスプリング４９は、位置決めローラ４８がチェンジカム３４の外周縁を押圧する向きに位置決めアーム４７を付勢している。位置決めアーム４７の付勢力によって位置決めローラ４８がチェンジカム３４の外周縁の凹部４４ａに嵌り込むことで、チェンジカム３４の軸線Ｙ周りの位相角が変速段に応じて位置決めされる。

【0029】

セレクタ４２は、チェンジシャフト３１の回転をチェンジレバー４１に選択的に伝達する。セレクタ４２は、係合部材５６及び選択機構５７を備える。係合部材５６は、チェンジシャフト３１に対して相対回転不能かつ軸線Ｘ方向に相対変位自在にチェンジシャフト３１に外嵌されている。係合部材５６は、チェンジシャフト３１から前記径方向に延びた揺動部６８と、揺動部６８からレバー本体５１の基部６１に対抗する係合部６９とを有する。

【0030】

揺動部６８は、チェンジシャフト３１からストッパ孔６１ｂに近づく向きと、被係合部６１ｃに近づく向きとに延びている。なお、本実施形態では、ストッパ孔６１ｂ及び被係合部６１ｃは、チェンジシャフト３１を基準として互いに反対側に配置されているが、チェンジシャフト３１を基準として互いに同側に配置されていてもよい。その場合、揺動部６８は、チェンジシャフト３１から一方向にのみ延びた形状としてもよい。

【0031】

揺動部６８は、ストッパ孔６１ｂに対向する領域において受圧部６８ａを有する。受圧部６８ａは、チェンジシャフト３１の位相角が所定のシャフト基準角のとき、ストッパ棒３５の先端に押圧される。受圧部６８ａは、受圧部６８ａは、揺動部６８の延在方向から見て、ストッパ棒３５に向けて凸なＵ字形状又はＶ字形状を有する。

【0032】

係合部６９は、被係合部６１ｃに係合可能な形状をする。被係合部６１ｃに対する係合部６９の係合動作方向は、軸線Ｘ方向に平行である。係合部６９は、例えば、凸形状を有する。なお、係合部６９の形状と被係合部６１ｃの形状とは、互いに逆にしてもよい。係合部６９は、チェンジレバー４１の位相角が前記レバー基準角で且つチェンジシャフト３１の位相角が前記シャフト基準角のとき（待機状態）、レバー本体５１の基部６１のうち一対の被係合部６１ｃの間の表面に対向している。

【0033】

選択機構５７は、係合スプリング７１と係合解除部材（ストッパ棒３５）とを有する。チェンジシャフト３１には、係合部材５６を基準としてレバー本体５１とは反対側にバネ座３１ａが軸線Ｘ方向に変位不能に設けられている。係合スプリング７１は、係合部材５６とバネ座３１ａとの間に介設されている。レバー本体５１及びチェンジシャフト３１が前記待機状態のとき、係合スプリング７１の付勢力によって係合部６９がレバー本体５１の基部６１の表面に摺動自在に当接する。レバー本体５１及びチェンジシャフト３１が前記待機状態のとき、係合解除部材としてのストッパ棒３５は、係合部材５６が軸線Ｘ方向にレバー本体５１から離れるように受圧部６８ａを押圧する。

【0034】

図４（Ａ）（Ｂ）は、図２に示すセレクタ４２の動作図である。図２及び４（Ａ）に示すように、レバー本体５１及びチェンジシャフト３１が前記待機状態のとき、受圧部６８ａがストッパ棒３５に押圧され且つ係合部６９がレバー本体５１の基部６１に押圧され、係合部材５６が係合スプリング７１に抗してレバー本体５１から離間する。図４（Ｂ）に示すように、電動モータＭに駆動されたチェンジシャフト３１が第１方向（例えば、時計回り）に回転して係合部材５６が軸線Ｘ周りに回動すると、受圧部６８ａがストッパ棒３５に軸線Ｘ方向に対向しなくなる。そして、係合部材５６の係合部６９がレバー本体５１の被係合部６１ｃに軸線Ｘ方向に対向すると、係合部材５６を前記係合動作方向に付勢する係合スプリング７１によって、係合部材５６がレバー本体５１に近づくように軸線Ｘ方向に変位して係合部６９が被係合部６１ｃに係合する。

【0035】

この係合状態から、チェンジシャフト３１が前記第１方向とは逆の第２方向（例えば、反時計回り）に回転すると、チェンジレバー４１が係合部材５６と共に回転し、後述するシフトドラム２１の回転が引き起こされる。シフトドラム２１が隣接変速段に移行する角変位θを達成すると、レバー本体５１のストッパ孔６１ｂの長軸方向の端縁がストッパ棒３５に干渉し得る。シフトドラム２１が隣接変速段への移行を完了すると、電動モータＭが逆回転してチェンジシャフト３１が前記第１方向に回転することで、図４（Ａ）のように受圧部６８ａがストッパ棒３５に対向するようになる。

【0036】

これにより、ストッパ棒３５が係合部材５６の受圧部６８ａを前記係合動作方向とは逆の解除動作方向に押圧し、係合部材５６が係合スプリング７１に抗してレバー本体５１から離間して係合部６９と被係合部６１ｃとの間の係合が解除される。即ち、ストッパ棒３５は、係合部材５６の係合部６９とレバー本体５１の被係合部６１ｃとの間の係合を解除する係合解除部材としての役目を兼ねている。

【0037】

図５（Ａ）～（Ｄ）は、図２に示すチェンジカム３４及びシフト爪６６の動作図である。以下、図２等を参照しながら図５（Ａ）～（Ｄ）の順番に沿って変速動作を説明する。チェンジレバー４１及びチェンジシャフト３１が前記待機状態にあるときは、一対のシフト爪６６は、チェンジカム３４の隣接する２つの受動凸部４５を挟む位置に配置される（図５（Ａ）参照）。即ち、シフト爪６６の変速面６６ａが、Ｙ軸周りの周方向において受動凸部４５に対向する。なお、この状態（後記第１動作の開始時点）では、係合部材５６の受圧部６８ａは、ストッパ棒３５の先端に前記解除動作方向に押圧され、係合部６９は、レバー本体５１の被係合部６１ｃの周囲の表面に当接する。

【0038】

この状態から、所定の変速指令を受けたコントローラ７は、電動モータＭを制御して電動モータＭに前記第１方向の回転動作をさせる。そうすると、チェンジシャフト３１が前記第１方向に回転し、間欠回転機構２２は、前述した図４（Ａ）の状態から図４（Ｂ）の状態に移行する（第１動作）。即ち、前記第１動作中は、係合部６９が被係合部６１ｃに係合していないので、係合部材５６が軸線Ｘ周りに回動する一方でチェンジレバー４１は軸線Ｘ周りに回動せず静止している。よって、前記第１動作中は、シフト爪６６は、図５（Ａ）の状態のまま静止し、チェンジカム３４を回転させない。前記第１動作の終了時点で、係合部６９が被係合部６１ｃに前記係合動作方向に対向し、係合スプリング７１の付勢力によって係合部６９が被係合部６１ｃに係合する。

【0039】

前記第１動作が終了すると、電動モータＭが前記第２方向の回転動作をしてチェンジシャフト３１が前記第２方向に回転する（第２動作）。前記第２動作中は、係合部６９が被係合部６１ｃに対して係合状態になるので、係合部材５６とチェンジレバー４１とが一体的に軸線Ｘ周りに前記第２方向に回転し、一対のシフト爪６６の一方の変速面６６ａが、チェンジカム３４の受動凸部４５を軸線Ｙ周りに押圧し、チェンジカム３４が軸線Ｙ周りに前記所定角θだけ回転する（図５（Ｂ）参照）。

【0040】

そして、カム位置決め機構３６の位置決めローラ４８が、位置決めスプリング４９の付勢力によって、チェンジカム３４のディスク部４４の外周縁の凹部４４ａに嵌り込み、チェンジカム３４が位置決めされる。これにより、シフトドラム２１の案内溝２１ａに案内されたシフトフォーク１５がドッグギヤ１３ａをスライド変位させ、現在変速段から隣接変速段への変速が実現される。前記第１動作及び前記第２動作が、間欠回転機構２２の前記動作シーケンスを構成している。

【0041】

前記第２動作が終了に近づくと、係合部材５６の受圧部６８ａがストッパ棒３５の先端に徐々に押圧され、係合部材５６がレバー本体５１に対して前記係合解除方向に徐々に離れていく。前記第２動作が終了すると、係合部材５６の受圧部６８ａはストッパ棒３５の頂点に押圧され、係合部６９と被係合部６１ｃとの間の係合が解除される。係合部６９が被係合部６１ｃに対して非係合状態になることで、リターンスプリング３３がチェンジレバー４１を前記第１方向に回転させる。この際、一対のシフト爪６６の一方の逃げ面６６ｂが、チェンジカム３４の受動凸部４５に対して摺動し、受動凸部４５からの反力でシフト爪６６が前記径方向の外方に逃げて、スライダ５２がレバー本体５１に対して前記径方向の外方にスライド変位する（図５（Ｃ）参照）。

【0042】

そして、逃げ面６６ｂにて受動凸部４５に摺動していたシフト爪６６が、チェンジレバー４１の回転によってチェンジカム３４の受動凸部４５を乗り越えると、スライダスプリング５４の付勢力によってスライダ５２がレバー本体５１に対して前記径方向の内方にスライド変位し、チェンジレバー４１の位相角が前記レバー基準角に戻る（図５（Ｄ）参照）。なお、前記第２動作の終了後には、電動モータＭが前記第１方向の回転動作をしてチェンジシャフト３１を前記第１方向に回転させ、チェンジシャフト３１の位相角も前記シャフト基準角に戻される。

【0043】

以上に説明した構成によれば、電動モータＭが一方向のみに回転を継続する異常が発生したときには間欠回転機構２２は前記動作シーケンスを完了できず、変速が行われない。即ち、運転者が変速しない意図のときに電動モータＭが動作して変速が行われることが防止される。よって、運転者の意図が正確に反映される電動ギヤ変速機４を提供することができる。

【0044】

また、チェンジレバーユニット３２は、前記第１動作時にチェンジカム３４を回転させず、前記第２動作時に、チェンジカム３４を前記所定角θだけ回転させるように構成されているので、手動式のギヤ変速機の既存の構成を極力利用して電動式のギヤ変速機４を実現できる。

【0045】

また、チェンジシャフト３１が一方向のみに回転したとき、セレクタ４２によって、前記第１動作のみが行われて前記第２動作が行われないため、チェンジカム３４が回転しない。よって、電動モータＭが一方向のみに回転を継続したときに変速が行われない構成を簡素に実現できる。

【0046】

また、係合スプリング７１及びストッパ棒３５（係合解除部材）によって、前記第１動作時には、係合部６９が被係合部６１ｃに係合せず、セレクタ４２がチェンジシャフト３１の回転をチェンジレバー４１に伝達しない。そして、前記第１動作の終了時点で係合部６９が被係合部６１ｃに係合するため、前記第２動作時には、係合部６９が被係合部６１ｃに係合して、セレクタ４２がチェンジシャフト３１の回転をチェンジレバー４１に伝達する。よって、簡単な機械的構成でセレクタ４２を実現できる。また、ストッパ棒３５は係合解除部材を兼ねているので、部品点数が削減できると共に小型化を図ることができる。

【0047】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係る電動ギヤ変速機１０４の間欠回転機構１２２の右方から見た側面図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図６に示すように、第２実施形態の間欠回転機構１２２では、チェンジレバーユニット１３２が第１実施形態で示したセレクタ４２を備えずにチェンジレバー１４１を備え、かつ、チェンジレバーユニット１３２のシフト爪１６６の形状が第１実施形態で示したシフト爪６６の形状とは異なる。

【0048】

チェンジレバー１４１は、レバー本体１５１、スライダ１５２、リベット５３及びスライダスプリング５４を備える。レバー本体１５１は、チェンジシャフト３１に相対回転不能かつ前記径方向に相対変位不能に接続されている。スライダ１５２は、前記径方向にスライド自在にレバー本体１５１に支持されている。第２実施形態ではセレクタ４２が存在しないため、レバー本体１５１の基部１６１には、第１実施形態で示した被係合部６１ｃが存在しない。スライダ１５２は、その長手方向の先端側（前記径方向外側）においてチェンジカム３４側に向いた一対のシフト爪１６６（図７参照）を有する。

【0049】

図７（Ａ）～（Ｄ）は、図６に示すチェンジカム３４及びシフト爪１６６の動作図である。図７（Ａ）に示すように、スライダ１５２のシフト爪１６６は、シフト爪１６６の先端の一方側に隣接した変速面１６６ａと、シフト爪１６６の先端の他方側に隣接した逃げ面１６６ｂとを有する。一対のシフト爪１６６の逃げ面１６６ｂは、互いに対向している。一対のシフト爪１６６の変速面１６６ａは、互いに反対を向いている。即ち、変速面１６６ａと逃げ面１６６ｂとの位置関係が、第１実施形態のものとは逆である。一対のシフト爪１６６の逃げ面１６６ｂは、シフト爪１６６の先端から離れるにつれて軸線Ｘから離れるように傾斜している。一対のシフト爪１６６の変速面１６６ａは、互いに実質的に平行である。

【0050】

以下、図６を参照しながら図７（Ａ）～（Ｄ）の順番に沿って変速動作を説明する。チェンジレバー１４１及びチェンジシャフト３１が前記待機状態にあるときは、一対のシフト爪１６６は、Ｙ軸周りの周方向においてチェンジカム３４の受動凸部４５を挟む位置に配置される（図７（Ａ）参照）。この状態から、所定の変速指令を受けたコントローラ７（図１参照）は、電動モータＭを制御して電動モータＭに第１方向の回転動作をさせる。そうすると、チェンジシャフト３１と共にチェンジレバー１４１が前記第１方向に回転し、一対のシフト爪１６６の一方の逃げ面１６６ｂが、チェンジカム３４の受動凸部４５に対して摺動する（第１動作）。

【0051】

この際、受動凸部４５からの反力でシフト爪１６６が前記径方向の外方に逃げて、スライダ１５２がレバー本体１５１に対して前記径方向の外方にスライド変位する（図５（Ｂ）参照）。即ち、前記第１動作中は、チェンジカム３４が回転しない。そして、逃げ面１６６ｂにて受動凸部４５に摺動していたシフト爪１６６が、チェンジレバー１４１の回転によってチェンジカム３４の受動凸部４５を乗り越えると、スライダスプリング５４の付勢力によってスライダ１５２がレバー本体１５１に対して前記径方向の内方にスライド変位する。そうすると、シフト爪１６６の変速面１６６ａが受動凸部４５に対向した状態となり、前記第１動作が終了する（図５（Ｃ）参照）。

【0052】

前記第１動作が終了すると、電動モータＭが前記第１方向とは逆の第２方向の回転動作をして、チェンジシャフト３１の位相角が前記シャフト基準角に戻るようにチェンジシャフト３１が前記第２方向に回転する（第２動作）。そうすると、チェンジレバー１４１が軸線Ｘ周りの前記第２方向に回転し、シフト爪１６６の変速面１６６ａが、チェンジカム３４の受動凸部４５を軸線Ｙ周りに押圧し、チェンジカム３４が軸線Ｙ周りに前記所定角θだけ回転する（図５（Ｄ）参照）。

【0053】

これにより、シフトドラム２１（図１参照）の案内溝２１ａに案内されたシフトフォーク１５がドッグギヤ１３ａをスライド変位させ、現在変速段から隣接変速段への変速が実現される。前記第１動作及び前記第２動作が、間欠回転機構１２２の前記動作シーケンスを構成している。なお、前記第２動作の終了後には、電動モータＭへの給電が停止され、チェンジレバー１４１及びチェンジシャフト３１の位相角が前記基準角に維持される。

【0054】

以上の構成によれば、チェンジシャフト３１が一方向のみに回転したとき、前記第１動作のみが行われて前記第２動作が行われないため、チェンジカム３４が回転しない。よって、電動モータＭが一方向のみに回転を継続したときに変速が行われない構成を簡素に実現できる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0055】

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態に係るシフトドラム２２１の展開図である。図８に示すように、シフトドラム２２１は、第１実施形態のシフトドラム２１よりも大径である。シフトドラム２２１の外周面に形成された案内溝２２１ａは、第１実施形態の案内溝２１ａよりも長い。なお、第３実施形態では、第２実施形態のチェンジレバーユニット１３２（セレクタ４２無し）が用いられ（但し、シフト爪は第１実施形態のシフト爪６６が用いられる）、それ以外の間欠回転機構の構成は第１実施形態と同様である。また、第３実施形態の間欠回転機構は、前記特許第４７１２９５２号公報の構成と同様であってもよい。

【0056】

シフトドラム２２１の案内溝２２１ａは、複数の変速段にそれぞれ対応する複数の変速段領域を有する。本実施形態の案内溝２２１ａの複数の変速段領域は、第１～第６速領域（＃１～＃６）を有する。第３実施形態の間欠回転機構は、電動モータＭ（図１参照）の回転動力によって動作し、シフトドラム２２１を前記所定角θごとに間欠的に回転させる。

【0057】

前記複数の変速段領域（＃１～＃６）のうち少なくとも１つは、シフトダウン方向において、シフトドラム２２１が前記所定角θを回転しても変速段が変わらず且つシフトドラム２２１が前記所定角θの２倍である２θを回転すると一段下の変速段に変速されるような長さを有する。本実施形態では、案内溝２２１ａの第２～第６速領域（＃２～＃６）が、シフトダウン方向において、シフトドラム２２１が前記所定角θを回転しても変速段が変わらず且つシフトドラム２２１が前記所定角θの２倍である２θを回転すると一段下の変速段に変速されるような長さを有する。

【0058】

コントローラ７（図１参照）に制御されて電動モータＭが駆動し、前記間欠回転機構が所定の動作シーケンスを行うと、シフトフォーク１５が変位して変速が行われる。前記動作シーケンスは、チェンジシャフト３１（図１参照）が第１方向に回転する第１動作と、前記第１動作後にチェンジシャフト３１が前記第１方向とは逆の第２方向に回転する第２動作と、前記第２動作後にチェンジシャフト３１が前記第１方向に回転する第３動作とを有する。

【0059】

変速段が第２～第６速である場合には、チェンジレバーの位相角が前記レバー基準角で且つチェンジシャフトの位相角が前記シャフト基準角のとき（待機状態）、シフトフォーク１５は図８の「＃２＊～＃６＊」で示す位置に配置される。例えば、現在が第６速である場合、前記第１動作によって、シフトフォーク１５が「＃６＊」の位置から「＃６」の位置に移動する。即ち、前記第１動作によっては変速段の変更は生じず、第６速が維持される。

【0060】

次に、前記第２動作では、チェンジレバー及びチェンジシャフトが前記待機状態に戻るだけであるため、やはり変速段の変更は生じない。次に、前記第３動作によって、シフトフォーク１５が「＃６」の位置から「＃５＊」の位置に移動する。即ち、前記第３動作によって変速段の変更が生じる。即ち、案内溝２２１ａは、現在変速段（第２～第６速）から隣接変速段にシフトダウンするときに、前記第１～第３動作の全てが行われることでシフトフォーク１５を変位させる。

【0061】

以上の構成によれば、電動モータＭが一方向のみに回転を継続したときに変速が行われない構成をシフトドラム２２１の案内溝２２１ａを長くする簡素な構成で実現できる。また、第１～第５速からのシフトアップ時には、シフトドラム２２１が前記所定角θを回転すれば変速段が変更されるので（例えば、シフトフォーク位置が「＃５＊」から「＃６」に移動）、シフトダウンに比べてシフトアップを迅速に行うことができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

【0062】

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、１つの実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能であり、１つの実施形態中の一部の構成を他の実施形態に適用してもよい。

【符号の説明】

【0063】

４ 電動ギヤ変速機
１０ 変速機ケース
１５ シフトフォーク
１６ 変速動力伝達機構
２１，２２１ シフトドラム
２１ａ，２２１ａ 案内溝
２２ 間欠回転機構
３１ チェンジシャフト
３２ チェンジレバーユニット
３３ リターンスプリング
３４ チェンジカム
３５ ストッパ棒（係合解除部材）
４１ チェンジレバー
４２ セレクタ
４５ 受動凸部
５１ レバー本体
５２ スライダ
５４ スライダスプリング
５６ 係合部材
５７ 選択機構
６１ｃ 被係合部
６１ｂ ストッパ孔
６６，１６６ シフト爪
６６ｂ，１６６ｂ 逃げ面
６６ａ，１６６ａ 変速面
６８ａ 受圧部
６９ 係合部
７１ 係合スプリング
Ｍ 電動モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】