JP4045312B2 - 車両の動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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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