JP4045312B2 - 車両の動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の中央部に運転席を備えた車両(以下、小型車両と記す)に用いられ、エンジンからの動力をベルト式無段変速機と機械式変速機とを介して左右の駆動輪へ伝達する動力伝達装置に関し、特に、1人或いは2人程度が乗車する簡易な構造の小型車両に用いて好適な動力伝達装置の潤滑構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、排気ガスの低減や消費エネルギーの低減などの観点から、1人或いは2人程度が乗車して移動することができる小型車両が開発され、実用にも供されている。
このような小型車両は4輪車や3輪車などの自立し得る形式で構成され、例えば特開平9―286348号公報に記載されるように、小排気量のエンジンを動力源として、少人数が低燃費にして低排出ガス量で手軽に移動することができる手段として利用される。
【0003】
そして、このような小型車両では、特開昭59―227523号公報、特開昭62―246648号公報、特開昭63―145854号公報、特公平6―56196号公報などに記載されるように、エンジンの動力をベルト式無段変速機により駆動輪へ伝達して手軽に運転することができるようにするとともに、油圧制御系を用いる自動変速機に比べて簡易で安価且つ軽量な構造の動力伝達装置を採用している。
そして更に、このような小型車両では、ベルト式無段変速機と共に機械式の変速機も併用しており、ベルト式無段変速機と機械式変速機とによりエンジン動力を幅広い変速比で駆動輪に伝達するとともに、ベルト式無段変速機が負担する変速比を抑えてベルトが掛け回されるプーリーの大型化を抑えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記のような小型車両では、エンジンからベルト式無段変速機を介してディファレンシャル機構へ至るパワートレインを一体的に組み付けたパワーユニットとして構成して、比較的小さなスペースでもこれら機器を車載できるようにして車両の小型化を図ることが考えられる。更には、このようなパワーユニットを車体に対して揺動自在に設け、駆動輪の懸架機構にも併用することが考えられる。
しかしながら、これら機器を単にユニット化しただけでは合理的な構造で小型化を図ることができず、また、このパワーユニットを懸架機構として車体に対して揺動自在に設ける場合には、車体の小型化を図るためには揺動に必要な空間スペースを如何に小さくするか、懸架性能を向上させるために揺動慣性を如何に小さくするかなどといった種々な問題がある。
【0005】
更には、ベルト式無段変速機はベルトとプーリーとの摩擦力によって動力を伝達するものであることから一般的には潤滑油のないドライ環境で動作するのがよい一方、ディファレンシャル機構は比較的大きな動力をギヤで伝達するものであることから一般的には十分にオイル潤滑されたウエット環境で動作するのがよい。
したがって、このような要求を踏まえると、ベルト式無段変速機とディファレンシャル機構とを単に一体的にユニット化しただけでは、ウエット環境からドライ環境へ潤滑油が浸入し易くなってベルト式無段変速機の動作に支障を来してしまうといった問題がある。
【0006】
更には、ベルト式無段変速機と機械式変速機とを併用する場合には、この機械式変速機をどのように配置してユニット化するかについて上記と同様な問題があり、また、ディファレンシャル機構と同様な理由から十分にオイル潤滑されることが望まれる機械式変速機を、どのように配置してユニットの小型化を図るとともに十分に潤滑するかについても問題があった。
【0007】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたもので、エンジンからベルト式無段変速機を介してディファレンシャル機構へ至るパワートレインを一体的に組み付けたパワーユニットを合理的に小型化し、また、必要なドライ環境とウエット環境とを合理的に隔離した小型車両の動力伝達装置を提供することを目的とする。また、本発明は、更に機械式変速機を併用したパワーユニットにおいても、小型化およびオイル潤滑を合理的に達成することができる小型車両の動力伝達装置を提供することを目的とする。
なお、本発明の更なる目的は、以下の説明において明らかなところである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の出力軸により左右の駆動輪をそれぞれ駆動回転するディファレンシャル機構をベルト式無段変速機を介してエンジンに接続した小型車両の動力伝達装置であり、エンジンとベルト式無段変速機とを直列的に配置するとともにディファレンシャル機構をこれらより鉛直下方に配置して、エンジン、ベルト式無段変速機およびディファレンシャル機構を一体的なケースに組み付けてパワーユニットに構成している。
したがって、エンジンおよびベルト式無段変速機とディファレンシャル機構とが略L字型に配置されて、走行中に障害物を跨ぐことができる車両のクリアリング高を規定する駆動輪への出力軸より高位にエンジンおよびベルト式無段変速機が配置された合理的且つ小型なパワーユニットとなる。更に、パワーユニットを車体に揺動自在に設ける場合には、ベルト式無段変速機よりエンジンが上方へ出張っていないため、断面略扇型の無駄のない揺動空間を車体に確保しておけばよく、また、ベルト式無段変速機の延長線上にディファレンシャル機構が更に延設されていないため、揺動中心から比較的近い範囲内にパワーユニットが収められて、車体に確保する揺動空間を小さくできるとともに揺動慣性を小さくすることができる。
【0009】
更に、本発明に係る小型車両の動力伝達装置では、ディファレンシャル機構を潤滑油と共にウエット環境で収容するケースとベルト式無段変速機をドライ環境で収容するケースとを一体的に組み付けてユニット化してあり、ウエット環境が鉛直下方に位置することによりドライ環境への潤滑油の浸入が効果的に防止される。
【0010】
更に、本発明に係る小型車両の動力伝達装置では、ベルト式無段変速機と機械式変速機とを併用し、ベルト式無段変速機とディファレンシャル機構とを機械式変速機を介して接続するとともに当該機械式変速機をディファレンシャル機構と共にウエット環境ケース内に収容し、ウエット環境ケース内のディファレンシャル機構とベルト式無段変速機とが成すコーナー部に、運転者の操作に応じて機械式変速機のギヤを切り替えるシフトドラムを配置している。
したがって、機械式変速機にはウエット環境で十分なイル潤滑が成されるとともに、機械式変速機に付随するシフトドラムをディファレンシャル機構とベルト式無段変速機とが成す略L字型のコーナー部に配置して、余剰スペースを有効利用したコンパクトな構成としている。
【0011】
更に、本発明に係る小型車両の動力伝達装置では、ウエット環境ケース内の潤滑油を機械式変速機の軸受部に供給するオイルポンプを設け、このオイルポンプを機械式変速機の出力軸により駆動している。
したがって、機械式変速機の回転数が大きくなるに従ってオイルポンプによる供給油量が増大し、機械式変速機を十分な油量により潤滑することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明を、図に示す一実施形態を用いて具体的に説明する。
図1〜図4に示すように、本例の小型車両は前輪1と後輪2とにそれぞれ2つ車輪を備えた四輪車であり、中央部に1人の乗員(運転者)が着座する単座運転シート3が備えられている。
この小型車両の基本的な車体構造は、アルミニュームなどの金属製パイプ材で構成した枠型の車体フレーム4に樹脂製ボディーカバー5を被せたものであり、更に、このボディーカバー5の上方に樹脂製のルーフパネル6を配して乗員の着座シート3上方を覆ってキャビンを構成している。
【0013】
なお、図中の7はステアリングホイールであり、ステアリングホイール7からの操舵力を図外の操舵機構を介して加えることにより、前輪1が向きを変えて車両の走行方向が任意に変更できるようになっている。
また、図1中の8はシート3の側部に設けられたセレクトレバーであり、後述するように、このセレクトレバー8により機械式2速自動変速機を先進または後退に選択できるようになっている。
【0014】
図3〜図6に示すように、車体フレーム4の後部には枠型のスイングフレーム10がその先端をピボットとして上下に揺動自在に取り付けられており、このスイングフレーム10上にエンジン、遠心式発進クラッチを備えたベルト式無段変速機、遠心変速クラッチ式の2速自動変速機、ディファレンシャル機構などを一体化したパワーユニット40が設けられている。そして、このパワーユニット40のディファレンシャル機構から張り出された一対のドライブシャフト80の先端にそれぞれ後輪2が取り付けられており、パワーユニット40からの動力により左右の後輪2を駆動するようになっている。
【0015】
図5および図6に詳示するように、スイングフレーム10は略T字型のメインフレーム11と一対のトレーリングアーム12とを組み合わせた構造である。
メインフレーム11は、車幅方向に延びたメインパイプ13の中央に車長方向に延びたセンターパイプ14を溶接し、更に、メインパイプ13とセンターパイプ14との間にパワーユニット40を支持するためのサブパイプ15を掛け渡して溶接した構造である。
【0016】
メインパイプ13は、その両端でブラケット17を介してドライブシャフト80を回転自在に支持するアクスルブロック18に取り付けられており、これにより、ドライブシャフト80に取り付けられた後輪2を支持している。
センターパイプ14は、その前端で車体フレーム4の後端パネル4aに穿設された支持孔4bに若干の余裕を持って挿入支持されており、これにより、メインパイプ13の揺動は許容しつつも平行なスライド移動を規制している。なお、支持孔4bにはラバー環ブシュ4cが設けられており、センターパイプ14と支持孔4bとの間のこじりによる磨耗や騒音を抑えている。
【0017】
トレーリングアーム12は、その基端で車体フレーム4に取り付けられているブラケット19にピボットピン20を介して取り付けられており、ピボットピン20を中心として上下方向に揺動自在となっている。また、トレーリングアーム12は、その先端でブラケット17に取付ピン21およびラバーブシュ22を介して取り付けられており、アクスルブロック18(メインパイプ13)との間で、ピン21を中心とした揺動変位およびラバーブシュ22の撓みによるねじり変位を許容している。
【0018】
各トレーリングアーム12と車体フレーム4との間には、サスペンションスプリングとショックアブソーバとを組み付けたサスペンションユニット25が設けられており、これらサスペンションユニット25は車体フレーム4に取り付けたブラケット26とトレーリングアーム12に取り付けたブラケット27とにそれぞれ枢着されている。
すなわち、スイングフレーム10は、車両の走行に伴って後輪2と共にピボットピン20を中心として上下方向に揺動し、また、ラバーブシュ22の撓みとセンターパイプ14の軸線周りの若干の回転とにより、左右の後輪2の間で高低差が生じ得るように独立懸架的に動作する。
【0019】
図7に詳示するように、スイングフレーム10上にはパワーユニット40が3点でラバーマウントされている。すなわち、センターパイプ14とサブパイプ15とにそれぞれブラケット29を取り付け、これらブラケット29にラバープラグ30を取り付け、これらラバープラグ30にパワーユニット40の前端部(エンジン部)を取り付けるとともに、メインパイプ13にブラケット31を取り付け、このブラケット31にラバープラグ32を取り付け、このラバープラグ32にパワーユニット40の後端部(ディファレンシャル部)を取り付けて、スイングフレーム10上にパワーユニット40を3点で弾性支持している。
【0020】
したがって、パワーユニット40はスイングフレーム10と共に揺動して後輪2の懸架を行い、また、パワーユニット40はスイングフレーム10にラバーマウントされていることからエンジン振動がスイングフレーム10を介して車体に伝達されるのが防止され、更には、スイングフレーム10自体もラバー環ブシュ4cおよびラバーブシュ22を介して車体に支持されていることから、より一層、エンジン振動の車体への伝達が防止されている。
【0021】
図8〜図10に詳示するように、パワーユニット40は、エンジン41、ACジェネレータ42、ベルト式無段変速機43、後退ギヤを有した機械式の2速自動変速機44、ディファレンシャル機構45を一体的に組み付けたものであり、エンジン41から出力された動力をベルト式無段変速機43および機械式2速自動変速機44で変速し、この動力をディファレンシャル機構45から左右の後輪2に接続されるドライブシャフト80にそれぞれ伝達する。
【0022】
すなわち、このパワーユニット40は、エンジン41とベルト式無段変速機43とを略直列に配置するとともに、ディファレンシャル機構45をこれらより鉛直下方に配置して一体的なユニットとしたものであり、車体下部のクリアランス口高を規定するドライブシャフト80より高位にエンジン41やベルト式無段変速機43が配置され、また、エンジン41とベルト式無段変速機43との延長線上後部へディファレンシャル機構45が出張ることがない略L字型のコンパクトな構成となっている。
このようにパワーユニット40が合理的な構成でコンパクトに構成されることにより、これを搭載する小型車両をよりコンパクトとすることができるが、更に、本例のように、パワーユニット40を揺動自在に車体の設けた場合には、エンジン41とベルト式無段変速機43とが略フラットに配置されるとともにのディファレンシャル機構45の後方への出張がない短い形状となるため、パワーユニット40の揺動を許容するために車体に確保しておかなければならない揺動空間を小さくして、車両をより小型化することができる。
【0023】
エンジン41は小排気量のエンジン(本例では、500cc程度の単気筒)であり、燃焼爆発によるピストン47の運動をコネクションロッド48でクランク軸49に伝え、エンジン動力をクランク軸49の回転により出力する。
クランク軸49の一端にはACジェネレータ42が連結されており、エンジンの回転動力によって車両の運転に必要な電力が発電される。
【0024】
クランク軸49の他端にはベルト式無段変速機43のドライブプーリー50が取り付けられており、クランク軸49に平行に軸支されている第1トランスファ軸51には円筒状の第1サブトランスファ軸51aが同軸に回転自在に設けられており、この第1サブトランスファ軸51aにはドリブンプーリー52取り付けられ、このドライブプーリー50とドリブンプーリー51とは断面略V字型の環状ベルト53を掛け回して連結されている。
ドライブプーリー50は、クランク軸49に固定された固定プレート50aと、クランク軸49に軸方向溝で嵌合して連れ回りするが軸方向へ移動可能に設けられた可動プレート50bとを有しており、更に、可動プレート50bの背後にはクランク軸49に固定された抑えプレート50cが設けられ、可動プレート50bと抑えプレート50cとの間には遠心ローラ50dが設けられている。
【0025】
一方、ドリブンプーリー52は、第1サブトランスファ軸51aに固定された固定プレート52aと、第1サブトランスファ軸51に軸溝で嵌合して連れ回りするが軸方向へ移動可能に設けられた可動プレート52bとを有しており、更に、可動プレート52bはその背面に設けたリターンスプリング52cによって固定プレート52a側へ付勢されている。
したがって、エンジン回転数(クランク軸回転数)が小さい状態では、リターンスプリング52cによって可動プレート52bと固定プレート52aとの間隔が狭まってドリブンプーリー52のベルト掛け回し径が大きくなり、これによるベルト53の引張で固定プレート50aと可動プレート50bとの間隔が広がってドライブプーリー50のベルト掛け回し径が小さくなり、ドライブプーリー50からドリブンプーリー51へのベルト伝達減速比が大きくなる。
【0026】
そして、エンジン回転数が上昇して行くと、遠心ローラ50dが遠心力によって放射外方へ移動して可動プレート50bを背後から押圧し、可動プレート50bと固定プレート50aとの間隔が狭まってドライブプーリー50のベルト掛け回し径が大きくなり、これによるベルト53の引張でリターンスプリング52cに抗して可動プレート52bと固定プレート52aとの間隔が広がってドリブンプーリー52のベルト掛け回し径が小さくなり、ドライブプーリー50からドリブンプーリー51へのベルト伝達減速比が小さくなる。
すなわち、ベルト式無段変速機43によると、エンジン回転数が上昇するに応じて減速比が徐々に小さくなり、第1サブトランスファ軸51aの回転数が上昇する。
【0027】
第1サブトランスファ軸51aの先端部にはシュープレート54が固定され、第1トランスファ軸51の先端部にはドラム55が固定されており、シュープレート54には遠心シュー56が外方へ移動可能に設けられて、これらによって、第1トランスファ軸51と第1サブトランスファ軸51aとの間に遠心式の発進クラッチ57が構成されている。
すなわち、エンジンアイドリング時のように第1サブトランスファ軸51aの回転数が小さい状態では、遠心シュー56はドラム55の内周面に圧接しておらず、第1サブトランスファ軸51aの回転動力は第1トランスファ軸51へ伝わらない一方、エンジン回転数が上昇して行くと、遠心シュー56が遠心力によって放射外方へ移動してドラム55の内周面に圧接し、第1トランスファ軸51を第1サブトランスファ軸51aに接続して回転させ、第1トランスファ軸51からエンジン動力を自動変速機44へ入力する。
【0028】
ここで、パワーユニット40のケース構造を説明すると、エンジンブロックにボルト58aにより取り付けたメインケース58にベルト式無段変速機43を収める空所と機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45を収める空所とを互いに反対面に形成し、ベルト式無段変速機43を収めた空所をボルト59aで取り付けたカバーケース59で覆い、機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45を収めた空所をボルト60aで取り付けたカバーケース60で覆って、エンジン41からディファレンシャル機構45へ至るパワートレイン機構を一体的なケースに収めている。
【0029】
ベルト式無段変速機43およびこれに付随する遠心発進クラッチ57は潤滑油のないドライ環境なケース空間に収められる一方、以下に詳述する機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45は潤滑油と共にケース空間に収められてオイル潤滑がなされるが、このケース構造では、ベルト式無段変速機43を収めた空所と機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45を収めた空所とはメインケース58の隔壁部58bによって隔絶されており、ベルト式無段変速機43およびこれに付随する遠心発進クラッチ57は潤滑油のないドライ環境で動作することが保証され、機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45は潤滑油によるウエット環境で動作することが保証されている。
【0030】
上記の第1トランスファ軸51は隔壁部58bを貫通して軸受58cにより回転自在に支持されており、更に、その先端でカバーケース60に軸受60bにより回転自在に支持されている。なお、軸受58cには上記のウエット環境空間からドライ環境空間への潤滑油の浸入を防止するシール58dが付設されている。
第1トランスファ軸51の軸受60bに近い部分には歯車部51が形成され、軸受58cに近い部分には円筒状の第2サブトランスファ軸51cが同軸に固定され、この歯車部51と第2サブトランスファ軸51cとの間には円筒状の第3サブトランスファ軸51dが同軸に回転自在に設けられている。すなわち、第1トランスファ軸51が回転すると、第2サブトランスファ軸51cは常に一緒に回転するが、第3サブトランスファ軸51dはこのような連れ回りをせずに相対回転可能となっている。
【0031】
そして、第2サブトランスファ軸51cにはシュープレート61が固定され、第3サブトランスファ軸51dにはドラム62が固定されており、シュープレート61には遠心シュー63が外方へ移動可能に設けられて、これらによって、第2サブトランスファ軸51cと第3サブトランスファ軸51dとの間に遠心式の変速クラッチ64が構成されている。したがって、この遠心式変速クラッチ64と上記の遠心式発進クラッチ57とは第1トランスファ軸51上で同軸に配置されており、これら機器の配置構成がコンパクトとなっている。
【0032】
この遠心式変速クラッチ64によれば、エンジン回転数が比較的小さく第1トランスファ軸51の回転数が小さい状態では、遠心シュー63はドラム62の内周面に圧接しておらず、第1トランスファ軸51の回転動力は第3サブトランスファ軸51dへ伝わらずに、第2サブトランスファ軸51cか回転してエンジン動力を伝達する。一方、エンジン回転数が更に上昇して第1トランスファ軸51(すなわち、第2サブトランスファ軸51c)の回転数が大きくなると、遠心シュー63が遠心力によって放射外方へ移動してドラム62の内周面に圧接し、第3サブトランスファ軸51dを第2サブトランスファ軸51cに接続して回転させ、第3サブトランスファ軸51dによってエンジン動力を伝達させる。
【0033】
第3サブトランスファ軸51dには歯車部51eが形成されており、変速用の高速ギヤ65aが常時噛み合っている。また、上記第1トランスファ軸51の歯車部51には変速用の低速ギヤ65bが常時噛み合っており、高速ギヤ65aは低速ギヤ65bより減速比が小さくなるように設定されている。
ケースのウエット環境空間には第1トランスファ軸51と平行に第2トランスファ軸66が設けられており、この第2トランスファ軸66はメインケース58とケースカバー60との間に両端で軸受を介して回転自在に支持されている。高速ギヤ65aはこの第2トランスファ軸66に同軸に固定して設けられており、低速ギヤ65bはワンウエイクラッチ軸受65cを介して高速ギヤ65a上に同軸に設けられている。
【0034】
このワンウエイクラッチ軸受65cは高速ギヤ65aによる低速ギヤ65bの追い越し回転のみを許容するものであり、低速ギヤ65bが回転すれば高速ギヤ65aは連れ回りするが、低速ギヤ65bが回転せずとも高速ギヤ65aは回転し得るようになっている。
したがって、エンジン回転数が比較的小さく遠心変速クラッチ64が接続されていない状態では、エンジン動力は第1トランスファ軸51の歯車部51bに噛み合った低速ギヤ65bを回転させ、ワンウエイクラッチ軸受65cによって連れ回りする高速ギヤ65aを介して第2トランスファ軸66を回転させる。
【0035】
一方、エンジン回転数が更に上昇して遠心変速クラッチ64が接続されると、エンジン動力は第3サブトランスファ軸51dを回転させ、歯車部51eに噛み合った高速ギヤ65aを回転させて第2トランスファ軸66を直接的に回転させる。なお、この場合にも上記と同様に低速ギヤ65bも回転するが、ワンウエイクラッチ軸受65cにより高速ギヤ65aがこれを追い越して高速回転する。
すなわち、遠心変速クラッチ64が接続していない状態では低速ギヤ65bによる減速比で、遠心変速クラッチ64が接続した状態では高速ギヤ65aによる減速比で、エンジン動力が伝達されて第2トランスファ軸66を回転させ、このような自動変速が簡易且つコンパクトな構成の遠心変速クラッチ64、更には、ワンウエイクラッチ軸受65cを介して2つの変速ギヤ65a、65bを同軸に配した簡易且つコンパクトな構成で実現されている。
【0036】
第2トランスファ軸66には外周に歯車が形成された歯車軸67が回転自在且つ軸方向移動自在に設けられており、また、この歯車軸67の端部には爪部67aが設けられている。そして、第2トランスファ軸66には爪部67aに対向して係合辺66が固定されており、図9に実線で示す通常の前進時には、爪部67aが係合片66に噛み合って、歯車軸67は第2トランスファ軸66と連れ回りする。
また、第2トランスファ軸66には歯車軸67と低速ギヤ65bとの間に後退ギヤ68が設けられており、後退ギヤ68は第2トランスファ軸66上で軸受を介して回転自在となっている。なお、図9に詳示するように、ケースカバー60に軸受を介して回転自在に支持されたリバースアイドラギヤ68aを介して後退ギヤ68は第1トランスファ軸の歯車部51bに常時連結されており、第1トランスファ軸51が回転すると、高速ギヤ65aや低速ギヤ65bとは反対方向に回転している。
【0037】
そして、歯車軸67には周溝67cが形成されてシフトフォーク69が歯車軸67の回転を許容して係合しており、また、歯車軸67と後退ギヤ68との互いに対向する面にはそれぞれ爪部67b、68bが設けられている。また、メインケース58とケースカバー60との間に両端を回転自在に支持されたシフトドラム70が設けられており、このシフトドラム70はケース外に突出した端部で図外のレバーを介して運転席側部のセレクトレバー8に接続されている。
【0038】
したがって、運転者がセレクトレバー8を後退位置へ操作することによりシフトドラム70を回転させ、シフトフォーク69により歯車軸67を後退ギヤ68側へ移動させて、爪部67b、68bを噛み合わせるとともに爪部67aと係合片66との噛み合いを外し、歯車軸67を後退ギヤ68によって第2トランスファ軸66とは反対方向へ回転させることができる。すなわち、このような歯車軸67を前進用と後退用とに共用した簡単でコンパクトなリバース機構により、第2トランスファ軸66からの前進方向の回転動力を遮断して、後退ギヤ68からの後退方向への回転動力で歯車軸67を回転させることができる。
ここで、図10に示すように、このシフトドラム70は、オイル潤滑されるディファレンシャル機構45と同一なケース内で、ディファレンシャル機構45とベルト式無段変速機43とが成す略L字型構造のコーナー部に配置されており、オイル潤滑によって円滑な動作ができるとともに、パワーユニット40の揺動空間を拡大してしまうことがなく且つパワーユニット40を長大化してしまうことのない余剰スペースに配置されている。
【0039】
このように歯車軸67は遠心変速クラッチ64により選択されたいずれかの前進ギヤ65a、65bによって前進回転され、また、運転者のセレクトレバー操作により後退ギヤ68によって後退回転されるが、この歯車軸67にはディファレンシャル機構45のリングギヤ45aが常時噛み合っている。
ディファレンシャル機構45は、リングギヤ45aが取付固定されたケース45bをメインケース58とケースカバー60との間に軸受45cにより回転自在に支持し、このケース45b内に一対の傘型のピニオン45dと一対の傘型のサイドギヤ45eとを互いに噛み合わせて回転自在に設けた構造であり、サイドギヤ45eに取り付けられる一対の出力軸45fをそれぞれ左右のドライブシャフト80に連結したものである。したがって、リングギヤ45aを介して伝えられる歯車軸67の前進方向或いは後退方向への回転により、ケース45bが回転し、これによってピニオン45dを介して両サイドギヤ45eを差動回転させて、ドライブシャフト80に連結された左右の後輪2を駆動する。
【0040】
ここで、上記のようにパワーユニット40は、エンジンのクランク軸49、第1トランスファ軸51、第2トランスファ軸66、ディファレンシャル機構の出力軸45fを互いに平行に配置し、クランク軸49とベルト式無段変速機の伝達ベルト53と機械式変速機のトランスファ軸51、66とにより略コ字型配置とし、左右の後輪2の略中間に配置されるディファレンシャル機構45と略面一にエンジン41を配置した構造である。
したがって、共に比較的重量が大きいエンジン41とディファレンシャル機構45とがスイングフレーム10の略中心線上に並んで配置されるため、スイングフレーム10の揺動バランスが良好となっている。
【0041】
また、ケースカバー60には機械式自動変速機44の軸受部やオイル潤滑される遠心変速クラッチ64に潤滑油を圧送するためのオイルポンプ71が取り付けられており、このオイルポンプ71は第2トランスファ軸66に連結されて駆動される。
スイングフレーム10上においてパワーユニット40は、エンジン41及びカバーケース60を外して表す図10に示すように、ディファレンシャル機構45が機械式自動変速機44より低い位置に配置され、これら機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45と共にケース内のウエット環境空間に収容した潤滑油の油面Hはリングギヤ45aの下部を浸した状態となる。
【0042】
したがって、リングギヤ45aによる跳ね上げによってディファレンシャル機構45やギヤには潤滑油が供給されるとともに、オイルポンプ71がこのウエット環境空間の底部から潤滑油を汲み上げて、ケースカバー60に形成された油通路60c、第1トランスファ軸に形成された油通路51f、第2トランスファ軸に形成された油通路66bなどを通して機械式自動変速機44の各軸受部や遠心変速クラッチ64に潤滑油を供給している。
このように潤滑油を圧送するオイルポンプ71は機械式自動変速機44の出力軸(本例では、第2トランスファ軸66)により駆動されるため、機械式自動変速機44の回転数が上昇するに従って軸受部等の潤滑量が増大することなり、必要に応じた十分な潤滑が所要部に施される。
【0043】
また、上記のようにドライ環境空間のケースとウエット環境空間のケースとを一体的に組み付けてユニット化しても、機械式自動変速機44やディファレンシャル機構45はベルト式無段変速機43より鉛直下方に配置されていることから、ドライ環境で動作するドリブンプーリー52や遠心発進クラッチ57を有したベルト式無段変速機43は、機械式自動変速機44やディファレンシャル機構45を潤滑する油面H(水平面)に対して高い位置に配置されているため、隔壁部58bによる遮蔽と相俟って、ウエット環境空間からドライ環境空間への潤滑油の浸入が確実に防止されて、ベルト式無段変速機43による動力伝達に支障を与えることがない。
【0044】
更に言えば、遠心変速クラッチ64は上記のような変速動作において或る程度の滑りをもって接続するように構成されて変速ショックを緩和するようにしているため、この遠心変速クラッチ64はディファレンシャル機構45と共に同じケース空間に収めてオイル潤滑をし、或る程度長い滑り時間をもった接続動作を行っても十分な耐久性を有するようにしている一方、上記の遠心発進クラッチ57は要求されるエンジン動力のオンオフ特性を満たすようように滑り時間が比較的短く構成されて、潤滑油のないドライ環境空間で動作するようにしているが、ドライ環境空間とウエット環境空間との間のオイル漏れが確実に防止されることにより、両クラッチ57、64に要求される性能をともに満足させることができる。
【0045】
なお、パワーユニット40の上部で、メインケース58とカバーケース60との略鉛直面での接合部にはそれそれ複数段の凹部72a、72bが形成されており、メインケース58とカバーケース60が接合されることによりこれら凹部72a、72bによって複数段の空所が形成されている。更に、凹部72a、72bの縁部が互い違いに切り欠かれていることにより、この複数段の空所はジグザグ路72cによって連通している。更に、この複数段の空所の最下部は通孔72dによって機械式自動変速機44およびディファレンシャル機構45を収めるウエット環境空間に連通し、この複数段の空所の最上部は通孔72eによって外部に連通している。
すなわち、このような構造によって、パワーユニット40の上部にはラビリンス構造のオイルブリーザ通路が形成されており、ウエット環境空間内で発生したオイルミストガスからオイルブリーザ通路によりオイル成分を分離してウエット環境空間内に還流させ、残余の清浄な気体を外部に放出している。
【0046】
上記構成の小型車両の動力伝達装置によれば、エンジン41が始動されてアイドリング運転状態においては遠心発進クラッチ57が遮断状態となって駆動輪2にはエンジン動力が伝えられない。
そして、エンジン回転数が上昇すると遠心発進クラッチ57が接続状態となり、ベルト53を介して対して伝えられたエンジン動力は低速ギヤ65bで減速されてディファレンシャル機構45に伝えられ、これによって後輪2が駆動回転される。
【0047】
そして、エンジン回転数が更に上昇して第1トランスファ軸51の回転数が上昇すると、遠心変速クラッチ64が接続状態となって、エンジン動力は高速ギヤ65aでディファレンシャル機構45に伝えられて後輪2が駆動回転されるといった自動変速が行われるが、低速ギヤ65bと高速ギヤ65aとの減速比のギャップによる変速ショックはベルト式無段変速機43による無段変速によって吸収される。
すなわち、後輪2の同じ回転数を維持するとすれば、このギヤの切り替わりによって第1トランスファ軸51の回転数は変化するが、この変化分をドライブプーリー50とドリブンプーリー52との間の減速比の無段変化によって吸収し、変速ショックを低減させている。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、ディファレンシャル機構をベルト式無段変速機を介してエンジンに接続した一体的なユニット形式の小型車両動力伝達装置において、エンジンとベルト式無段変速機とを直列的に配置するとともにディファレンシャル機構をこれらより鉛直下方に配置したため、車軸よりエンジンおよびベルト式無段変速機が高位に配置された合理的且つ小型な構造とすることができ、また、このパワーユニットを車体に揺動自在に設ける場合にも、揺動空間を小さくできるとともに揺動慣性を小さくすることができる。また、本発明によると、ウエット環境にあるベルト式無段変速機より下方にウエット環境にあるディファレンシャル機構が配置されるため、ドライ環境への潤滑油の浸入が効果的に防止されて、ベルト式無段変速機の所期の動作が維持される。
また、本発明によると、ベルト式無段変速機と機械式変速機とを併用した場合に、機械式変速機に付随するシフトドラムをディファレンシャル機構とベルト式無段変速機とが成す略L字型のコーナー部に配置したため、余剰スペースを有効利用したコンパクトな構成とすることができ、また、オイルポンプを機械式変速機の出力軸により駆動したため、回転数に応じて機械式変速機を十分な油量により潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る小型車両の正面側から見た斜視図である。
【図2】 本発明の一実施形態に係る小型車両の背面側から見た斜視図である。
【図3】 本発明の一実施形態に係る小型車両の平面視した透視図である。
【図4】 本発明の一実施形態に係る小型車両の側面視した透視図である。
【図5】 本発明の一実施形態に係る小型車両のスイングフレーム構造を示す平面図である。
【図6】 本発明の一実施形態に係る小型車両のスイングフレーム構造を示す側面図である。
【図7】 本発明の一実施形態に係る小型車両のパワーユニットのマウント部を示す側面図である。
【図8】 本発明の一実施形態に係る小型車両のパワーユニットの断面視した平面図である。
【図9】 本発明の一実施形態に係る小型車両のパワーユニットの一部を断面を違えて示す平面図である。
【図10】 本発明の一実施形態に係る小型車両のパワーユニットをエンジン及びカバーケースを外した状態で示す図8中のX矢視図である。
【符号の説明】
2:後輪(駆動輪)、 10:スイングフレーム、
40:パワーユニット、 41:エンジン、
42:ベルト式無段変速機、 44:機械式2速自動変速機、
45:ディファレンシャル機構、 51:第1トランスファ軸、
66:第2トランスファ軸、 70:シフトドラム、
71:オイルポンプ、 51f、60c、66b:油通路、
H:油面、
Claims (2)
- 車両の中央部に運転席を備えた車両の動力伝達装置であって、
一対の出力軸により左右の駆動輪をそれぞれ駆動回転するディファレンシャル機構を機械式変速機を介してベルト式無段変速機に接続し、当該ベルト式無段変速機をエンジンに接続し、
エンジンとベルト式無段変速機とを略直列に配置するとともに、ディファレンシャル機構をエンジン及びベルト式無段変速機より鉛直下方に配置し、
ディファレンシャル機構と機械式変速機とを潤滑油と共にウエット環境で収容するケースとベルト式無段変速機をドライ環境で収容するケースとを一体的に組み付けてユニットに構成するとともに、当該ユニットにエンジンを組み付け、
ウエット環境ケース内の潤滑油を機械式変速機の軸受部に供給するオイルポンプを設け、当該オイルポンプを機械式変速機の出力軸により駆動したことを特徴とする車両の動力伝達装置。 - 請求項1に記載の車両の動力伝達装置において、
ベルト式無段変速機とディファレンシャル機構とが成す略L字型のコーナー部に、運転者の操作に応じて機械式変速機のギヤを切り替えるシフトドラムを配置したことを特徴とする車両の動力伝達装置。
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