专利名称：换档致动器、有换档致动器的车辆和安装换档致动器的方法
技术领域：
本发明涉及用于对变速器的档位进行换档的换档致动器、具有该换档致动器的车辆和安装该换档致动器的方法。
背景技术：
本领域公知一种装备变速器和换档致动器的车辆，其中变速器的档位自动改变(例如，参考专利文献1)。
专利文献1中公开的车辆具有在发动机单元(动力单元)中与发动机一起的变速器，和发动机单元外部的换档致动器。换档致动器经由由杆和杠杆组成的连杆机构连接到变速器。
当换档致动器布置在发动机单元外部时，换档致动器的安装自由度增大，由此减小了对车辆布局的限制。而且，由于换档致动器布置在车辆的空间中，所以可以减小车辆的尺寸。
发明内容
但是，该车辆具有这样的问题，即其换档致动器的安装精度必须足够高，这是因为换档致动器和发动机单元中变速器的换档轴必须与连杆机构连接。
而且，换档轴具有这样的特性，其不是在一个方向上转动，而是向高档位和低档位的两个换档方向上转动。因此，为了正确地实现换档操作，换档致动器必须在操作之前保持在正确的中立位置上。但是，专利文献1没有提供关于确保换档致动器中立位置的具体描述。
考虑到这些问题进行了本发明，且本发明的目的是提供一种布置在动力单元外部的换档致动器和具有该换档致动器的车辆，其中该换档致动器在安装期间能够容易地定位在中立位置。
根据本发明的换档致动器是安装到装备有动力单元的车辆的换档致动器，所述动力单元包括具有多个档位的变速器、用于改变所述变速器的所述档位的换档轴、和以将所述换档轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述换档轴和所述变速器的箱体。所述换档致动器包括主驱动；输出轴，其直接或间接地连接到所述换档轴的所述暴露部分；动力传递机构，其插入所述主驱动与所述输出轴之间，所述动力传递机构将驱动力从所述主驱动传递到所述输出轴而不将驱动力从所述输出轴传递到所述主驱动；壳体，其支撑所述主驱动、所述输出轴和所述动力传递机构；和位置传感器，其由所述壳体支撑并感测所述输出轴的位置。
此处，“换档轴”不限于单个构件，而可以是多个构件的组合。由此，“换档轴的暴露部分”可以在形式上变化。例如，单个换档轴的一部分可以从箱体突出以形成换档轴的暴露部分。或者，换档轴可以包括布置在箱体中的主体和连接到主体并突出到箱体外部的突出部分，则该突出部分可以是换档轴的暴露部分。可以从箱体外侧连接的部分包括在“换档轴的暴露部分”中。
根据本发明用于安装换档致动器的方法是用于将换档致动器安装到车辆的方法。所述方法包括以下步骤以所述输出轴位于预定中立位置的状态由所述壳体支撑所述主驱动、所述输出轴、所述动力传递机构和所述位置传感器；调节所述位置传感器，使得所述输出轴的所述中立位置与所述位置传感器的基准位置相匹配；将所述致动器的所述壳体固定到所述车辆的一部分；和用连接装置将所述动力单元的所述换档轴的所述暴露部分与所述致动器的所述输出轴互相连接。
换档致动器包括具有在主驱动与输出轴之间的防反向功能(不能通过外力转动的功能，换言之，自锁功能)的动力传递机构，即，将驱动力从主驱动传递到输出轴但不将驱动力从输出轴传递到主驱动的动力传递机构。因此，即使在壳体安装时有外力施加到输出轴，也不存在位于中立位置的输出轴由于外力而偏移的可能性。这有助于确保换档致动器的中立位置，从而提高了安装换档致动器的精确度。用此换档致动器，可以在将壳体安装到车辆的一部分之前调节位置传感器。这提高了位置传感器的感测精确度。
本发明可以提供一种布置在动力单元外部的换档致动器和具有该换档致动器的车辆，其中该换档致动器在安装期间能够容易地定位在中立位置。
图1是根据一种实施例的摩托车的左侧视图。
图2是动力单元的局部剖视图。
图3是动力单元的局部剖视图。
图4是变速器的一部分的分解立体图。
图5是摩托车的局部左侧视图。
图6是致动器的内部示意图。
图7是沿着图6的线VII-VII所取的致动器的剖视图。
图8是致动器的右侧视图。
图9是制动器的正视图。
图10的(a)是转动杠杆的侧视图，图10的(b)是由图10的(a)的箭头Xb所表示的转动杠杆的图。
图11的(a)是转臂的侧视图，图11的(b)是由图11的(a)的箭头XIb所表示的转臂的图。
图12是杆的侧视图。
图13是摩托车的局部俯视图。
图14是开关盒的立体图。
图15是根据第二实施例的摩托车的局部侧视图。
图16是根据第二实施例的杆的正视图。
图17的(a)是杆构件的正视图；图17的(b)是杆构件的侧视图。
图18是另一个实施例的示意图，其中输出轴和换档致动器的换档轴直接连接。
具体实施例方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。
参考图1，根据本实施例的车辆是摩托车10。摩托车10包括车身框架11和用于骑乘者的车座16。摩托车10是所谓“轻便式(moped)”。此处，“轻便式”仅就形状表示车辆的类型，而不限制车辆的最大车速、活塞行程、和车辆尺寸。根据本发明的车辆不限于轻便式而可以是车座前方带有油箱的另一种类型的摩托车，或诸如三轮摩托车或越野车辆(ATV)之类的另一种类型的摩托车。
在以下描述中，前、后、左和右表示从坐在车座16上的骑乘者观察的方向。车身框架11包括转向头管12；从头管12倾斜向下地朝向后方延伸的主车架13；从主车架13的中部倾斜向上地朝向后方延伸的一对左右车座梁14；和从主车架13朝向后上方倾斜延伸并位于车座梁14后方的一对左右后撑条15。后撑条15连接在主车架13的后端与车座梁14的中部之间。转向头管12以前叉18支撑前轮19，前叉18位于它们之间。
车身框架11的上部和左右侧部基本由主封盖21a和侧封盖21b覆盖。主封盖21a和侧封盖21b此处统称为车身封盖21。
向下突出的一对左右第一发动机支架22设置在主车架13的中部。一对左右第二发动机支架和一对左右后臂支架(两者均未示出)设置在主车架13的后端处。此处，主车架13处的支架等构成车身框架11的一部分。
后臂支架从主车架13的后端向下突出。后臂支架具有枢轴86。枢轴86可枢转地支撑后臂25的前端。后臂25的后端支撑后轮26。后臂25的后半部通过减震器单元27由车身框架11悬挂，减震器单元27位于它们之间。
摩托车10包括覆盖前轮19的上部和后部的前挡泥板31，和覆盖后轮26的倾斜后上部的后挡泥板32。除了车身封盖21之外，摩托车10还包括前车罩33和左右护腿板34。
车身框架11支撑动力单元28，动力单元28驱动后轮26。动力单元28包括曲轴箱35和从曲轴箱35向前或倾斜向上地朝向前方延伸的气缸43。
搁脚板85布置在动力单元28的左方和右方。左右搁脚板85利用其间的连杆87和安装板88而由曲轴箱35支撑，安装板88固定至连杆87。
参考图2和3，现在将描述动力单元28的结构。动力单元28包括具有曲轴30的发动机29、离心式离合器36、在换档操作时啮合或松开的换档离合器37、以及变速器38。虽然发动机29的类型不受限制，但是本实施例的发动机29是四冲程单缸发动机。
如图3所示，离心式离合器36安装到曲轴30的右端。离心式离合器36具有固定到曲轴30的离合器片套毂和离合器壳体(两者均未示出)。离心式离合器36在怠速时松开并在行驶期间啮合。换言之，离心式离合器36在曲轴30的转速(发动机RPM)低于预定速度时松开并在其变得高于预定速度时啮合。
换档离合器37是多片湿式离合器，其具有离合器片套毂37a和离合器壳体37b。此处，换档离合器37的类型不受具体限制。离心式离合器36具有齿轮41，而换档离合器37的离合器壳体37b具有齿轮42。齿轮41和齿轮42互相啮合。于是，换档离合器37的离合器壳体37b与离心式离合器36(更严格地，离心式离合器36的离合器壳体)一起转动。
离合器片套毂37a安装到主轴44，由此其与主轴44一起转动。离合器壳体37b可转动地安装到主轴44。离合器片套毂37a具有多个摩擦片39a，而离合器壳体37b具有多个离合器片39b。每个摩擦片39a布置在相邻的离合器片39b之间。
按压板37c布置到离合器片套毂37a的右方。按压片37c可沿着轴线滑动，并被压缩弹簧60向左偏压。就是说，按压板37c在使摩擦片39a和离合器片39b互相进行接触的方向上被偏压。当按压板37c克服压缩弹簧60的偏压力而向右移动时，摩擦片39a和离合器片39b分离，由此换档离合器37松开。
如图2所示，绕主轴44的外周界具有多个变速齿轮46。与主轴44平行布置的驱动轴45装配有多个变速齿轮47。主轴44上的变速齿轮46和驱动轴45上的变速齿轮47根据需要啮合。
变速齿轮46和变速齿轮47中除了所选择的齿轮之外的一者或两者在怠速状态时安装到主轴44或驱动轴45。因此，来自主轴44的驱动力经由所选择的一对变速齿轮而传递到驱动轴45。
经由换档凸轮113(参考图4)实现变速齿轮的选择。如图4所示，变速器38包括用于使变速齿轮46沿着主轴44的轴线滑动的换档叉111a，和用于可滑动地支撑换档叉111a的滑杆112a。变速器38还包括用于使变速齿轮47沿着驱动轴45的轴线滑动的换档叉111b，和用于可滑动地支撑换档叉111b的滑杆112b。换档凸轮113具有绕其的凸轮槽113a。换档叉111a和111b沿着凸轮槽113a滑动。
换档凸轮113通过换档轴70的转动，经由棘轮机构115而转动。棘轮机构115使换档凸轮113以规则的间隔(角度)转动以规则地移动换档叉111a和111b，并具有用于一步步地改变档位的往复棘轮功能。棘轮机构115的换档凸轮116传递换档轴70的转动并控制换档轴70的行程，从而防止换档凸轮113的超程。棘轮机构115的限位片117将换档凸轮113固定到预定位置。
如图3所示，中空主轴44由轴承540可转动地支撑。在主轴44中，第一推杆527、球528和第二推杆529以轴向可移动的方式插入，随着它们的移动，按压片37c横向地移动。
第二推杆529具有套环529b。轴承533布置在套环529b和按压片37c之间。这使得第二推杆529不转动但按压片37c转动。
在杠杆536的第一端处的螺母536a拧在换档轴70的外螺纹535a上。杠杆536的第二端536b与第一推杆527的小直径部分527b接触。杠杆536在中部支撑点536c处连接到支撑轴537，并绕支撑点536c转动。在没有外力传递到换档轴70的情况下，换档轴70通过内置在动力单元28中的弹簧90保持在预定中立位置。
当换档轴70通过外部驱动力转动时，杠杆536的拧在换档轴70的外螺纹535a上的螺母536a向左移动。随着螺母536a的移动，杠杆536转动，由此杠杆536的第二端536b将第一推杆527向右推动，于是第一推杆527向右滑动。第一推杆527通过球528向右推动第二推杆529以使之向右滑动。
随着第二推杆529滑动，按压片37c克服压缩弹簧60的偏压力而向右移动。结果，摩擦片39a和离合器片39b之间的压力接触被脱开以松开换档离合器37。
于是，换档轴70和按压片37c通过杠杆536、第一推杆527、球528和第二推杆529连接在一起，由此按压片37c随着换档轴70的转动而移动。换言之，当换档轴70开始转动，且换档轴70的转动角达到预定角(离合器开始松开角)时，按压片37c向右移动使换档离合器37松开。当换档轴70进一步转动达到预定角度(换档开始角)时，换档凸轮113转动以开始换档操作。
曲轴30在左端装配有飞轮磁电机50，飞轮磁电机50作为随曲轴30一起转动的转子。飞轮磁电机50构成发电机51的转子。
如图2所示，曲轴箱35包括第一箱体52和第二箱体53。虽然未示出，但是第一箱体52由多个箱体构件组成，并主要覆盖曲轴30的一部分、离心式离合器36、换档离合器37、主轴44、驱动轴45的一部分、和换档凸轮113。第二箱体53覆盖飞轮磁电机50。第二箱体53在车辆的前后方向上位于第一箱体52的前方。第二箱体53在车辆宽度方向上(向图2中的左方)突出于第一箱体52之外。虽然本实施例的第一箱体52和第二箱体53互相分离，但是它们也可以结合成一体。
如图3所示，部分换档轴70向曲轴箱35的外部突出以形成突出部分70a。如图2所示，驱动轴45的一部分也向曲轴箱35的外部突出。链轮54固定到驱动轴45的突出部分45a。链55围绕链轮54和后轮26的链轮(未示出)缠绕。用于将驱动轴45的驱动力传递到后轮26的传动构件不限于链55，而可以是诸如传递带或驱动轴之类的其他传递构件。
如图5所示，链封盖56布置在链55的一侧(在图5的前侧)。链封盖56覆盖链55的上下部分和在车辆宽度方向上的外部。图5中未示出动力单元28的气缸43(参考图1)。
如图5所示，摩托车10具有用于转动换档轴70的致动器75。致动器75经由连接装置61连接到换档轴70。接着，将描述致动器75的结构。
图6是致动器75的内部示意图；图7是沿着图6的线VII-VII所取的剖视图；图8是致动器75的右侧视图；而图9是致动器75的正视图。
如图6所示，致动器75包括由马达本体77a和马达轴77b组成的马达77、固定到马达轴77b的蜗杆79、与蜗杆79啮合的蜗轮80、以及用作蜗轮80的转轴的输出轴81。蜗杆79的一端和另一端各自由轴承101支撑。蜗轮80是薄片状，且沿着输出轴81的轴线看去具有扇形形状。
由蜗杆79和蜗轮80组成的蜗齿轮80A具有大于由多个正齿轮组成的装置的减速比。在此实施例中，蜗齿轮80A的减速比被设定为100或更大。蜗齿轮80A将马达77的驱动力传递到输出轴81，但不将驱动力从输出轴81传递到马达77。就是说，蜗齿轮80A具有防反向功能，从而构成自锁机构。
致动器75还包括用于容纳马达77、蜗杆79和蜗轮80的箱体76。箱体76是薄箱体，沿着输出轴81的轴线方向较薄(参考图9和13)。箱体76由能够互相分开的第一箱体76a和第二箱体76b(参考图13)组成。
靠近车辆宽度外侧布置的第二箱体76b具有用于使输出轴81穿过的孔，输出轴81穿过该孔以突出到箱体76的外部。如图9所示，位于沿车辆宽度的内侧的第一箱体76a装配有用于感测输出轴81的转动位置的位置计(potentiometer)S1。虽然未示出，但是位置计S1连接到信号线。信号线连接到电子控制单元(ECU)(未示出)。
如图7和9所示，第一箱体76a和第二箱体76b的在马达77这段的配合表面96(参考图6)是包括马达轴77b的轴线77c的平面。第一箱体76a和第二箱体76b的在蜗杆79这段的配合表面97(参考图6)是包括马达轴77b的轴线77c的平面。
如图6所示，第一箱体76a和第二箱体76b在其周界处具有多个螺栓孔73和74。第一箱体76a和第二箱体76b由穿过螺栓孔73和74的螺栓99(参考图5)连接在一起。如图5所示，主车架13和车座梁14具有支架24。第一箱体76a和第二箱体76b由穿过螺栓孔74的螺栓99安装到支架24。当从侧面观察时，致动器75布置在由主车架13、车座梁14和后撑条15界定的区域A1中。
如图5和图6所示，马达77在与车辆宽度方向垂直的方向上延伸。此处的“垂直”不仅包括严格字面意义上的“垂直”，还包括“基本垂直”。换言之，在此实施例中，马达77的轴线77c基本垂直于车辆宽度方向。轴线77c也是蜗杆79的轴线。输出轴81在与轴线77c垂直的方向上延伸。于是，输出轴81与车辆的宽度基本垂直地延伸。
接着，将描述将致动器75和换档轴70连接的连接装置61。
如图5所示，连接装置61将致动器75的输出轴81和换档轴70的突出部分70a在动力单元28的曲轴箱35的外侧连接。从侧面观察时，换档轴70的突出部分70a布置在飞轮磁电机50的倾斜下后方。连接装置61包括连接至输出轴81的转动杠杆71、连接至换档轴70突出部分70a的转臂72、和将转动杠杆71和转臂72连接的杆63。杆63以在车辆宽度方向上倾斜的方式将转动杠杆71和转臂72连接。
在此实施例中，杆63和转动杠杆71，以及杆63和转臂72各自用连接装置连接在一起，该连接装置将杆63以在车辆宽度方向上倾斜的方式连接到转动杠杆71和转臂72。参考图10和11，本实施例使用球节64作为连接装置。于是，杆63的一端经由球节64连接到转动杠杆71，而其另一端经由球节64连接到转臂72。
球节64包括圆筒部分64a和球64b，杆63的端部插入圆筒部分64a中，球64b以360度转动的方式支撑圆筒部分64a。螺母69装配在圆筒部分64a的末端以将插入的杆63紧固。杆63可拆卸地连接到球节64。
参考图10，在侧视图中基本C形的第一连接部分71b发置在转动杠杆71的基部(在图10的(a)的右边)。固定孔71a设置在第一连接部分71b的中心处，致动器75的输出轴81装配到固定孔71a中。用于螺栓66的螺栓孔71c设置到第一连接部分71b的固定孔71a的右侧。螺栓66将第一连接部分71b和输出轴81互相固定。于是，转动杠杆71和输出轴81经由螺栓66可拆卸地连接。
参考图11，在侧视图中基本C形的第二连接部分72b设置在转臂72的基部(在图11的(a)的左边)。固定孔72a设置在第二连接部分72b的中心处，换档轴70的突出部分70a装配到固定孔72a中。用于螺栓66的螺栓孔72c设置到第二连接部分72b的固定孔72a的下方。螺栓66将第二连接部分72b和换档轴70的突出部分70a互相固定。于是，转动臂72和换档轴70的突出部分70a经由螺栓66可拆卸地连接。
如图10所示，转动杠杆71是在大体前后方向上延伸的板状。如图11所示，转臂72也是大体在前后方向上延伸的板状。但是，转臂72不在一个方向上直线延伸，而是从基部朝向末端沿着车辆的宽度方向向内弯折。但是，转动杠杆71和转臂72的具体结构完全不受限制。
如图12所示，本实施例的杆63形成为单个构件。参考图5，从侧面观察时，杆63竖直地(此处，“竖直”不仅包括严格字面意义上的“竖直”，还包括“基本竖直”)布置。从侧面观察时，杆63在飞轮磁电机50后方竖直地延伸。换言之，杆63经过第一箱体53的侧方和第二箱体53的后方。从侧面观察时，杆63与连接至驱动轴45的链轮54叠置，并还与链55叠置。
如图13所示，杆63在车辆宽度方向上倾斜。具体地，转动杠杆71在车辆宽度方向上布置在转臂72的向内侧，且杆63倾斜为使得上端在车辆宽度方向上定位在下端的向内侧。杆63在车辆宽度方向上布置在第二箱体53的外端的向内侧。
如图5所示，内封盖82设置在杆63和链55之间。内封盖82是竖直的细长弯曲板，其将杆63与链55隔开。内封盖82的内表面接近链55。固定内封盖82的位置和方法完全不受限制。例如，内封盖82可以用螺栓(未示出)等固定到曲轴箱35或支架(未示出)。
参考图1和13，用外封盖83覆盖杆63的大部分。在此实施例中，外封盖83还覆盖转臂72的大部分。外封盖83还与链封盖56一起覆盖链55的侧面。参考图13，外封盖83在上部具有凹部83a，用于使杆63竖直地通过。
固定外封盖83的位置和方法完全不受限制。例如，外封盖83可以用螺栓84固定到曲轴箱35、支架(未示出)、或链封盖56(参考图1)。外封盖83可以在侧封盖21b和致动器75被固定的情况下移除。于是，此实施例构造为使得可以在不移除侧封盖21b和致动器75的情况下仅移除外封盖83。外封盖83可以形成为单个构件，或可以是多个封盖构件的结合。
参考图1，致动器75和转动杠杆71(图1中两者均未示出)由侧封盖21b覆盖。侧封盖83和侧封盖21b覆盖几乎整个连接装置61。
参考图14，转向车把在左把手处具有包括换档开关95的开关盒94。换档开关95由升档开关95a和降档开关95b组成，用于变速器38的档位在第一速至最高速(例如，第六速)之间适当地换档。当升档开关95a或降档开关95b被推动时，致动器75被激励以经由连接装置61转动换档轴70。换档离合器37随着换档轴70的转动而松开，以改变变速器38的齿轮46和47的组合(啮合齿轮的组合)进行换档操作。
现在将描述用于安装致动器75的方法。
蜗轮80位于预定中立位置(使蜗轮80在前后方向上对称，如图6所示)，并被暂时地固定以不绕箱体76转动。在蜗轮80处于暂时固定状态的情况下，蜗杆79和马达77布置在箱体76中。位置计S1在蜗轮80处于暂时固定状态的情况下安装到第一箱体76a。然后，调节位置计S1使得输出轴81的中立位置(蜗轮80的中立位置)和位置计S1的基准位置(例如，零点)相匹配。随后，第一箱体76a和第二箱体76b互相叠置。
用螺栓99将致动器75固定到车身框架11的支架24。于是，致动器75被定位为使得马达轴77b和蜗杆79与车辆的宽度相交。
然后，将转动杠杆71安装到致动器75的输出轴81。转臂72固定到换档轴70的突出部分70a。因为本实施例在致动器75的马达77和输出轴81之间具有蜗齿轮80A，所以即使外力施加到输出轴81时也能防止输出轴81的转动。即使在安装转动杠杆71期间错误地向输出轴81施加了力，也能防止蜗轮80从中立位置的偏移。类似地，也不存在安装转臂72期间换档轴70从中立位置偏移的可能性，这是因为换档轴70通过内置在动力单元28中的弹簧90而被保持在中立位置。
最后，将杆63安装到转动杠杆71和转臂72。具体地，杆63的一端插入到与转动杠杆71相邻的球节64的圆筒部分64a中，而杆63的另一端插入到与转臂72相邻的球节64的圆筒部分64a中。然后，调节杆63的长度(通过控制杆63的插入量可以调节杆63的长度)，并紧固球节64的螺母69。同样在此情况下，即使外力施加到致动器75的输出轴81，蜗轮80也不从中立位置偏移。
如上所述，用于对变速器38进行换档的致动器75布置在动力单元28的外侧。由此，致动器75具有较高的安装灵活度，从而提高了车辆布局的弹性。而且，因为致动器75布置在车辆的空间中，所以可以减小车辆的尺寸。在此实施例中，在致动器75的电机77与输出轴81之间布置动力传递机构(蜗齿轮80A)，其将驱动力从电机77传递到输出轴81，但不将驱动力从输出轴81传递到电机77。这防止当致动器75安装到车辆的一部分时输出轴81通过外力从预定的中立位置偏移。这帮助确保了输出轴81的中立位置，增大了安装致动器75的精确度。换言之，甚至在致动器75布置在动力单元28的外侧时，本实施例也提供了安装致动器75的足够精确度。
根据本实施例，可以在致动器75的箱体76安装到车身框架11之前调节位置计S1。这允许精确地设定位置计S1的基准位置(零点)，从而提高了位置计S1的感测精确度。
本实施例使用包括蜗杆79和蜗轮80的蜗齿轮80A作为具有前述特性的动力传递机构，以用于将驱动力从致动器75的主驱动(马达77)传递到输出轴81，而不传递与其反向的驱动力。于是，具有前述特性的动力传递机构可以减小尺寸，使得致动器75和车辆也可以减小尺寸。蜗齿轮80A具有高减速比的特性。这也可以带来致动器75的尺寸减小。
在本实施例中，蜗杆79连接到马达轴77b，而蜗轮80连接到输出轴81。换言之，蜗杆79和马达轴77b直接固定在一起，而蜗轮80和输出轴81直接固定在一起，其间不插入任何构件。此布置减少了部件数量，并减小了致动器75的尺寸。
本实施例的蜗杆79具有扇形的形状。这与圆盘的形状相比，减小了蜗杆79的尺寸。这也有助于致动器75的尺寸减小。
在此实施例中，换档离合器37的啮合和松开以及变速器38的换档操作通过换档轴70的转动来进行。因此，换档离合器37的啮合和松开以及变速器38的换档操作是由单个致动器75来执行的。这与致动器75仅执行变速器38的换档操作的情况相比，增大了致动器75的输出轴81的操作范围(转角)。但是，由于本实施例具有高减速比的蜗齿轮80A，所以虽然输出轴81具有宽操作范围，但是马达77可以减小尺寸。因此，致动器75可以减小尺寸。
根据此实施例，致动器75布置为使得电机轴77b和蜗杆79与车辆的宽度相交。因此，虽然致动器75布置在动力单元28的外侧，但是防止了致动器75沿着车辆的宽度突出，于是减小了车辆的宽度。
在此实施例中，致动器75的马达77的轴线77c在与车辆宽度垂直的方向上延伸。此处“垂直”不仅包括严格字面意义上的“垂直”，还包括“基本垂直”。因为马达77的轴线77c在垂直于车辆宽度的方向上延伸，所以输出轴81沿着车辆的宽度延伸。结果，连接装置61在垂直于车辆宽度的平面(例如，沿着车辆的前后方向的平面)上移动。于是，连接装置61不会随着移动而沿着车辆的宽度突出，从而进一步减小了摩托车10的宽度。
根据本实施例，用箱体76覆盖致动器75的输出轴81、蜗齿轮80A和马达77。这保护马达77等避免灰尘或水，从而增强了致动器75的可靠性。
致动器75的箱体76由具有较浅并几乎盘状的形状的第一箱体76a和第二箱体76b组成。第一箱体76a和第二箱体76b在马达77这段的配合表面96是包括马达轴77b的轴线77c的平面。这减小了致动器75的箱体76的宽度。
第一箱体76a和第二箱体76b在蜗杆79这段的配合表面97也是包括马达轴77b的轴线77c的平面。这进一步减小了致动器75的箱体76的宽度。
在此实施例中，杆63竖直地延伸，使得杆63在前后方向上的长度较短，而可以减小杆63的必要长度。
本实施例的致动器75与动力单元28分离。因此，致动器75不直接承受来自动力单元28的热或振动，由此可以提高致动器75的可靠性并延长其寿命。
根据本实施例，从侧面观察，致动器75布置在由主车架13、车座梁14和后撑条15界定的区域A1中。于是，区域A1可以有效地用作致动器75的安装空间。
根据本实施例，杆63在车辆宽度方向上的外侧覆盖有外封盖83，由此可以保护杆63。而且，因为外封盖83还覆盖转动杠杆71和转臂72的一部分，所以还可以保护转动杠杆71和转臂72。因为转动杠杆71和致动器75由侧封盖21b覆盖，所以可以保护致动器75等。
连接装置61包括连接至致动器75的输出轴81的第一连接部分71b和连接至换档轴70的突出部分70a的第二连接部分72b。第一连接部分71b布置在第二连接部分72b在车辆宽度方向上的向内侧。因此，这允许致动器75布置得更向内，从而减小摩托车10的宽度。
根据此实施例，杆63以在车辆宽度方向上倾斜的方式连接到转动杠杆71和转臂72，由此杆63在车辆宽度方向上倾斜。这使得可以用直线延伸的杆63将致动器75布置在内侧。即，致动器75可以用简单机构布置在内侧。
参考图15和16，第二实施例是第一实施例的修改方案，其中修改了连接装置61的杆63。
在第二实施例中，杆63由可拆卸地连接在一起的多个杆构件组成，并且长度可调节。此处，杆63由第一杆构件91和第二杆构件92组成。
参考图17的(a)和(b)，第二杆构件92在顶部处具有基本U形的向上开口的夹具92a。夹具92a具有两个上下圆孔92b以及与圆孔92b对应的两个上下螺母92c。第一杆构件91在下部具有插入夹具92a中的插入部分91a。插入部分91a具有两个竖直的细长孔91b。
如图16所示，第一杆构件91和第二杆构件92由穿过圆孔92b、长孔91b的螺栓93和螺母92c紧固。因为插入部分91a具有长孔91b，所以螺栓93可以在长孔91b中竖直地滑动。这允许第一杆构件91和第二杆构件92轴向相对移动，从而允许调节杆63的长度。
第一杆构件91和第二杆构件92如下所示连接。在第一杆构件91已经连接到与转动杠杆71相邻的球节64且第二杆构件92已经连接到与转臂72相邻的球节64之后，进行第一杆构件91和第二杆构件92之间的连接。
首先，第一杆构件91的插入部分91a插入到第二杆构件92的夹具92a中；然后，螺栓93插入到夹具92a的圆孔92b、插入部分91a的长孔91b、以及夹具92a的螺母92c中以将它们暂时紧固；将第一杆构件91和第二杆构件92轴向相对移动，使得杆63的整个长度达到所需长度。简言之，调节杆63的长度。在杆63已经达到所需长度之后，将螺栓93拧紧到螺母92c中以将它们紧固。
因为其他结构与第一实施例相同，所以此处将省略其解释。
此实施例可以提供与第一实施例相同的优点。
根据此实施例，将换档轴70的突出部分70a和输出轴81连接的连接构件61长度可调节，于是有助于安装致动器75的工作。容易的安装工作提高了安装致动器75的精确度。
在此实施例中，长度可调节的杆63由可滑动地连接在一起的第一杆构件91和第二杆构件92组成。第一杆构件91和第二杆构件92具有杆的形状。第一杆构件91的插入部分91a具有沿着长度方向延伸的长孔91b，而第二杆构件92的夹具92a具有圆孔92b。连接构件61还具有穿过长孔91b和圆孔92b的螺栓93以及用于固定螺栓93的螺母92c，来作为将第一杆构件91和第二杆构件92固定的固定构件。这用相对简单的结构允许连接构件61的长度的调节。而且，其简化并确保了调节连接构件61的长度的工作。
本发明不限于上述实施例，而可以以各种形式实施。
在前述实施例中，具有自锁功能的动力传递机构，即，将驱动力从主驱动传递到输出轴但不将驱动力从输出轴传递到主驱动的动力传递机构是蜗齿轮80A。但是，根据本发明的动力传递机构不限于蜗齿轮80A，而可以是任何具有自锁功能的动力传动机构。例如，可以使用JP-A-2002-27147、JP-A-2002-174320和JP-A-2003-074645中公开的已知机构。前述公报中公开的内容包括在本发明的实施例之一中。
在前述实施例中，换档轴70由一个轴构成。但是，换档轴70可以由转动以啮合和松开离合器并对变速器进行换档的两个或更多轴构成。例如，换档轴70可以经由变速箱35中的齿轮等分支为第一和第二两个轴，第一轴啮合或松开离合器，第二轴在与第一轴同步的情况下对变速器的档位进行换档。
在前述实施例中，换档轴70的突出部分(暴露部分)70a和致动器75的输出轴81经由连接构件61间接地连接。但是，如图18示意性所示，换档轴70和输出轴81可以直接连接。在如图18所示的实施例中，具有箱体35a(箱体35a可以如图18所示与曲轴箱35一体，或者可以与其分离)和曲轴箱35外侧的箱体35b。箱体35a和35b通过螺栓201和螺母202连接在一起。箱体76和致动器75的输出轴81容纳在箱体35a和35b中。箱体76使用螺栓203固定到箱体35b。
如上所述，本发明可用于对变速器进行换档的换档致动器、具有该换档致动器的车辆、以及用于安装该换档致动器的方法。
权利要求
1.一种换档致动器，其安装到装备有动力单元的车辆，所述动力单元包括具有多个档位的变速器、用于改变所述变速器的所述档位的换档轴、和以将所述换档轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述换档轴和所述变速器的箱体，所述换档致动器包括主驱动；输出轴，其直接或间接地连接到所述换档轴的所述暴露部分；动力传递机构，其插入所述主驱动与所述输出轴之间，所述动力传递机构将驱动力从所述主驱动传递到所述输出轴而不将驱动力从所述输出轴传递到所述主驱动；壳体，其支撑所述主驱动、所述输出轴和所述动力传递机构；和位置传感器，其由所述壳体支撑并感测所述输出轴的位置。
2.根据权利要求1所述的换档致动器，其中所述动力传递机构包括蜗杆和与所述蜗杆啮合的蜗轮。
3.根据权利要求2所述的换档致动器，其中所述主驱动包括具有转轴的马达；所述蜗杆连接到所述转轴；且所述蜗轮连接到所述输出轴。
4.根据权利要求3所述的换档致动器，其中所述蜗轮具有基本上扇形的形状。
5.根据权利要求3所述的换档致动器，其中所述壳体具有第一半壳体构件和第二半壳体构件，其以将所述输出轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述输出轴、所述马达、所述蜗杆和所述蜗轮，其中所述第一半壳体构件和所述第二半壳体构件在所述马达这部分的配合面是平面，所述平面包括所述马达中所述转轴的轴线。
6.根据权利要求3所述的换档致动器，其中所述壳体具有第一半壳体构件和第二半壳体构件，其以将所述输出轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述输出轴、所述马达、所述蜗杆和所述蜗轮，其中所述第一半壳体构件和所述第二半壳体构件在所述蜗杆这部分的配合面是平面，所述平面包括所述蜗杆的轴线。
7.一种车辆，包括动力单元，包括具有多个档位的变速器；用于改变所述变速器的所述档位的换档轴；和以将所述换档轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述换档轴和所述变速器的箱体；和换档致动器，包括主驱动；输出轴，其直接或间接地连接到所述换档轴的所述暴露部分；动力传递机构，其插入所述主驱动与所述输出轴之间，所述动力传递机构将驱动力从所述主驱动传递到所述输出轴而不将驱动力从所述输出轴传递到所述主驱动；壳体，其支撑所述主驱动、所述输出轴和所述动力传递机构；和位置传感器，其由所述壳体支撑并感测所述输出轴的位置。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述动力传递机构包括蜗杆和与所述蜗杆啮合的蜗轮。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述主驱动包括具有转轴的马达；所述蜗杆连接到所述转轴；且所述蜗轮连接到所述输出轴。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中所述蜗轮具有基本上扇形的形状。
11.根据权利要求7所述的车辆，其中所述动力单元具有在换档操作时啮合或松开的离合器；且所述换档轴提供所述变速器的换档，并啮合或松开所述离合器。
12.根据权利要求7所述的车辆，其中所述主驱动包括具有转轴的马达，其中所述马达的所述转轴布置在与所述车辆的宽度垂直的方向上。
13.根据权利要求7所述的车辆，其中所述壳体以将所述输出轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述输出轴、所述动力传递机构和所述主驱动。
14.根据权利要求9所述的车辆，其中所述壳体具有第一半壳体构件和第二半壳体构件，其以将所述输出轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述输出轴、所述马达、所述蜗杆和所述蜗轮，其中所述第一半壳体构件和所述第二半壳体构件在所述马达这部分的配合面是平面，所述平面包括所述马达中所述转轴的轴线。
15.根据权利要求9所述的车辆，其中所述壳体具有第一半壳体构件和第二半壳体构件，其以将所述驱动轴的一部分暴露到外部的方式覆盖所述输出轴、所述马达、所述蜗杆和所述蜗轮，其中所述第一半壳体构件和所述第二半壳体构件在所述蜗杆这部分的配合面是平面，所述平面包括所述蜗杆的轴线。
16.根据权利要求7所述的车辆，还包括长度可调节并将所述换档轴的所述暴露部分与所述输出轴连接在一起的连接装置。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中所述连接装置包括第一连接构件、第二连接构件、以及固定构件，所述固定构件将所述第一连接构件与所述第二连接构件以相对位置可改变的方式进行连接。
18.根据权利要求17所述的车辆，其中所述第一连接构件和所述第二连接构件处于可滑动地互相啮合的状态。
19.根据权利要求18所述的车辆，其中所述第一连接构件和所述第二连接构件两者都具有杆的形状；所述第一连接构件具有第一孔，且所述第二连接构件具有第二孔，其中所述第一孔和所述第二孔中至少其一是沿着所述第一连接构件或所述第二连接构件的长度延伸的长孔；且所述固定构件包括穿过所述第一孔和所述第二孔的螺栓和用于固定所述螺栓的螺母。
20.一种用于将根据权利要求1所述的换档致动器安装到车辆的方法，所述方法包括以下步骤以所述输出轴位于预定中立位置的状态由所述壳体支撑所述主驱动、所述输出轴、所述动力传递机构和所述位置传感器；调节所述位置传感器，使得所述输出轴的所述中立位置与所述位置传感器的基准位置相匹配；将所述致动器的所述壳体固定到所述车辆的一部分；和用连接装置将所述动力单元的所述换档轴的所述暴露部分与所述致动器的所述输出轴互相连接。
21.根据权利要求20所述的用于安装换档致动器的方法，其中所述连接装置长度可调节；且在所述连接步骤中，将所述连接装置连接到所述致动器的所述输出轴，然后调节所述连接装置的长度。
全文摘要
本发明提供了布置在动力单元外侧的换档致动器和具有该换档致动器的车辆，其中换档致动器在安装期间可以容易地定位在中立位置。装备有换档致动器(75)的摩托车包括变速器；用于改变变速器档位的换档轴；覆盖换档轴和变速器的曲轴箱。换档致动器(75)包括马达(77)；输出轴(81)，其以连接装置置于其间的方式连接到换档轴；蜗齿轮(80A)，其插入马达(77)与输出轴(81)之间；壳体(76)，其支撑马达(77)、输出轴(81)和蜗齿轮(80A)；位置计，其由壳体(76)支撑并感测输出轴(81)的位置。蜗齿轮(80A)将驱动力从马达(77)传递到输出轴(81)但不将驱动力从输出轴(81)传递到马达(77)。
文档编号B62M7/00GK1991214SQ200610156610
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者望月干, 今村隆昭 申请人:雅马哈发动机株式会社