JP6716624B2 - 鞍乗り型車両用パワーユニット - Google Patents

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Description

本発明は、ツイン式のクラッチを有する変速装置を備えた鞍乗り型車両用パワーユニットに関する。
従来技術として、クランク軸からの駆動力が、平行に配置された奇数段軸と偶数段軸のいずれかに、独立して断接する2つのクラッチを備えたツイン式のクラッチ装置により選択的に伝達され、出力軸上の被動ギアが、奇数段軸の変速駆動ギアと偶数段軸の変速駆動ギアにより共用される変速装置が開示されている(特許文献1参照)。
上記構造の変速装置を、内燃機関と変速装置を備えた鞍乗り型車両用パワーユニットに採用した場合、このような構造に加えてシフトドラムを配置する必要があり、これらの構成部品を配置したうえでパワーユニット全体を小型化する必要がある。
特開昭61−274150
本発明は、ツイン式のクラッチを有して、出力軸の被駆動ギアを奇数段軸に設けられた変速駆動ギアと偶数段軸に設けられた変速駆動ギアとで共有する変速装置と、内燃機関とが一体とされた鞍乗り型車両用パワーユニットの全体を小型化することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するもので、内燃機関と、前記内燃機関のクランク軸からの動力が伝達される奇数段軸と、前記クランク軸からの動力が伝達される偶数段軸と、ユニットケースの内部に収容され、前記クランク軸と前記奇数段軸との動力を断接する第1クラッチと、前記クランク軸と前記偶数段軸との動力を断接する第2クラッチとが、選択的に接続し動力を伝達するツインクラッチ装置と、前記奇数段軸または前記偶数段軸から選択的に動力が伝達される出力軸と、前記奇数段軸上に設けられた複数の奇数段駆動ギアと、前記偶数段軸上に設けられた複数の偶数段駆動ギアと、前記出力軸上に設けられ、複数の前記奇数段駆動ギアおよび前記偶数段駆動ギアのそれぞれと噛み合う複数の被動ギアと、前記奇数段軸に設けられ、前記奇数段軸から前記奇数段駆動ギアへの駆動力を、軸方向の移動により断接する変速切替機構と、前記偶数段軸に設けられ、前記偶数段軸から前記偶数段駆動ギアへの駆動力を、軸方向の移動により断接する変速切替機構と、前記変速切替機構を、軸方向に移動させるシフトフォークと、前記シフトフォークを駆動させるシフトドラムと、を備え、前記奇数段軸、前記偶数段軸、前記出力軸、および前記シフトドラムが平行に配置された鞍乗り型車両用パワーユニットにおいて、
鞍乗り型車両の側面視において、前記出力軸は前記クランク軸より後方に配置され、
前記奇数段軸および前記偶数段軸は、前記クランク軸より後方に配置され、
前記奇数段軸は、前記クランク軸と前記出力軸を結んだ線に対して、前記偶数段軸と反対側に設けられ、
前記シフトドラムは、前記奇数段軸と前記偶数段軸を結んだ線に対して、前記出力軸と反対側に配置されることを特徴とする鞍乗り型車両用パワーユニットである。
前記構成によれば、内燃機関と変速装置が一体となった鞍乗り型車両用パワーユニットにおいて、駆動軸を奇数段軸と偶数段軸に分けることによりパワーユニットを幅方向において小型化するとともに、変速装置のそれぞれ軸およびシフトドラムをコンパクトに配置でき車両の側面視において小型化することが可能になり、パワーユニット全体を小型化することができる。
前記構成において、前記奇数段軸および前記偶数段軸のうち少なくともどちらか一方を、車両前後方向において、前記クランク軸と前記出力軸の間に配置してもよい。
前記構成によれば、パワーユニットの中央に変速装置の軸およびシフトドラムを寄せることができパワーユニットの小型化に寄与することができる。
前記構成において、前記出力軸上の各被動ギアを、いずれかの前記奇数段駆動ギアと、該奇数段駆動ギアと対になる前記偶数段駆動ギアの両方と常時噛み合い共用することもできる。
前記構成によれば、出力軸上のギア数を少なくでき、軸方向におけるパワーユニットの小型化を図ることができる。
前記構成において、前記第1クラッチおよび前記第2クラッチは、前記奇数段軸と前記偶数段軸とのいずれか一方の軸上に配置され、前記一方の軸は、前記クランク軸からの動力が前記第2クラッチを介して伝達される伝達ギアを、相対回転可能に支持し、前記出力軸は、前記伝達ギアに常時噛み合うアイドルギアを、相対回転可能に支持し、前記奇数段軸と前記偶数段軸のうちの他方の軸は、前記アイドルギアに常時噛み合う被伝達ギアを、相対回転不能に有し、前記アイドルギアの径を、前記伝達ギアの径および前記被伝達ギアの径より大きくしてもよい。
前記構成によれば、伝達ギアと被伝達ギアの両方と噛み合うアイドルギアの径を大きくすることで伝達ギアと被伝達ギアの径を小さくすることが可能となり、側面視でのパワーユニットの小型化に寄与する。
前記構成において、前記奇数段軸と前記出力軸との軸間長を、前記偶数段軸と前記出力軸との軸間長より長くすることもできる。
一般的に径が小さいギアは丁数が少なく、一丁変えるだけで大きくレシオが変わってしまいレシオの調整がしづらいが、前記構成によれば、伝達ギアからアイドルギアを介した被伝達ギアで大きく増速されたレシオに対して、伝達ギアや被伝達ギアより径の大きい変速装置の軸上のギアで減速方向に微調整することで容易に目標のレシオを達成することができる。
前記構成において、前記アイドルギアは、両面にセラシギアを備え、前記セラシギアは、それぞれ逆方向に付勢され、一方は前記伝達ギアと、他方は前記被伝達ギアと噛み合うようにしてもよい。
前記構成によれば、アイドルギアと、伝達ギアおよび被伝達ギアの両者とのバックラッシュを詰めることができ、ギアの歯打ち音を減少させることができる。
前記構成において、車両側面視において、前記鞍乗り型車両用パワーユニットを支持するエンジンハンガーを、前記偶数段軸の下に配置することもできる。
前記構成によれば、駆動ギアを支持する軸を奇数段軸と偶数段軸の2軸にしても、偶数段軸の被伝達ギアを小径とし、鞍乗り型車両用パワーユニットを支持するエンジンハンガーを偶数段軸の下に配置することにより、駆動ギアを支持する軸が1軸である場合のパワーユニットを支持する車体フレームの構成を大きく変更することが不要となる。
前記構成において、前記奇数段駆動ギアは、前記奇数段軸に対してすべて相対回転可能に支持され、
前記奇数段軸の一端は、ベアリングを介して前記ユニットケースに回転自在に支持され、
前記ベアリングと前記奇数段駆動ギアとの間に、前記奇数段軸と一体に回転するワッシャーが配設され、
前記ワッシャーは、周縁に凹凸歯が設けられ、
前記凹凸歯の凹凸を回転数センサで検出することにより、前記奇数段軸の回転数を検出するようにしてもよい。
前記構成によれば、軸上の全ての奇数段駆動ギアを回転自在に支持する奇数段軸の回転数を、既存のワッシャーに設けた凹凸歯により検出することにより、専用の部品を別途設けることなく奇数段軸の回転数を検出することができる。
本発明に係る鞍乗り型車両用パワーユニットによれば、内燃機関と変速装置が一体となった鞍乗り型車両用パワーユニットにおいて、駆動軸を奇数段軸と偶数段軸に分けることによりパワーユニットを幅方向において小型化するとともに、変速装置のそれぞれ軸およびシフトドラムをコンパクトに配置でき、車両の側面視において小型化することが可能になり、パワーユニット全体を小型化することができる。
本発明の一実施の形態のパワーユニットが搭載された自動二輪車の右側面図である。 パワーユニットの右側面図である。 パワーユニットのユニットケースカバーを外した左側面図である。 図2のIV-IV切断面図である。 図3のV-V切断面図である。 変速駆動装置周辺の断面図である。 変速切替機構周辺の断面図である。 変速切替機構周辺の断面図である。 シンクロ機構の同期を図る状態を時系列に示した概略図である。 変速装置の模式図である。 変速装置の変速段の切替とレシオの関係を示した図である。
本発明の一実施の形態に係るパワーユニットPの変速装置Tについて、図を参照して説明する。
なお、本明細書および特許請求の範囲において、前後左右上下の向きは本発明に係るパワーユニットを、車両、特に自動二輪車に搭載した状態での車両の向きに従うものとする。図中、矢印FRは前方、REは後方、RHは右方、LHは左方、UPは上方、DWは下方を、それぞれ示す。
図1に示されるように、自動二輪車1の車体フレーム2は、前部に配置されるヘッドパイプ3と、ヘッドパイプ3から後方斜め下方に向けて延出し、途中湾曲して後方へ向けて延びるメインフレーム部材4と、メインフレーム部材4の後端から下方へ向けて延出するセンターフレーム部材5と、センターフレーム部材5の上部から後方へむけて延出するシートステー6と、センターフレーム部材5の後部とシートステー6の後部とに架け渡されるミッドステー7と、ヘッドパイプ3から下方へ向けて延出するダウンフレーム8と、を備えている。
ヘッドパイプ3には、下端部で前輪10を回転自在に支持するフロントフォーク9が操向可能に支持されている。フロントフォーク9の上端部には、操向ハンドル11が連結されている。センターフレーム部材5には、ピボット軸12を介してスイングアーム13が搖動可能に支持されている。スイングアーム13の後端には、後輪軸14を介して後輪15が回転自在に支持されている。
シートステー6の上方には乗員用シート16が取付けられ、乗員用シート16の前方であってメインフレーム部材4の上方には燃料タンク17が搭載されている。
自動二輪車1には、後輪15を駆動させるパワーユニットPが、クランク軸23の回転軸線を左右方向に指向させて搭載されている。パワーユニットPの出力軸33に嵌着される駆動スプロケット33aと、後輪軸14に嵌着される従動スプロケット14aとの間には、無端状のチェーン18が架渡されている。
パワーユニットPは、車体フレーム2に設けられた複数のエンジンハンガー2aにより、パワーユニットPの前部、中央上部、後部上方、後部下方において支持されている。パワーユニットPの後部下部を支持するエンジンハンガー2aは、後述する偶数段軸32の下方に位置している。
図2に示されるように、パワーユニットPは、水冷式二気筒四ストロークサイクル内燃機関(以下、内燃機関という)Eと、内燃機関Eの後方に連結される変速装置Tとが一体とされたものである。変速装置Tは、自動二輪車1に搭載された変速制御装置100により変速動作が制御される。内燃機関Eには、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出部101が設けられており、検出されたエンジン回転数Neは、変速制御装置100に送られる。
パワーユニットPは、クランク軸23を回転自在に支持するクランクケース21と、変速装置Tの変速機構30を収容する変速機ケース22とが、クランクケース21を前半部、変速機ケース22を後半部として前後に一体的に形成されるユニットケース20を備えている。ユニットケース20は、上クランクケース半体部21Uと上変速機ケース半体部22Uとが一体に形成される上ユニットケース半体部20Uと、下クランクケース半体部21Dと下変速機ケース半体部22Dとが一体に形成される下ユニットケース半体部20Dとからなる上下割に構成されている。
上クランクケース半体部21Uの上部には、前方斜め上方に向けてシリンダブロック24、シリンダヘッド25、ヘッドカバー26が順次重ねられ、前傾して突設されている。
下ユニットケース半体部20Dの下側はオイルパン27で塞がれている。
ユニットケース20の右側は、右ユニットケースカバー28Rにより覆われ、ユニットケース20の左側は、左ユニットケースカバー28L(図6参照)により覆われている。
クランク軸23は、上クランクケース半体部21Uと下クランクケース半体部21Dとに、図示されない軸受を介して挟まれ、クランクケース21に回転自在に支持されている。
図4ないし図6に示されるように、内燃機関Eの駆動力を所定の変速段に変速する変速装置Tは、常時噛合い式の変速機構30と、変速機構30の変速段を操作する変速操作機構70と、第1クラッチ47Aと第2クラッチ47Bの2つのクラッチを備えたいわゆるツイン式のクラッチ装置47と、を備えている。変速装置Tは前進8段の変速段に構成されている。
図4および図5に示されるように、変速装置Tの変速機構30は、入力軸であって奇数段の駆動ギアm1,m3,m5,m7が配設された奇数段軸31と、奇数段軸31から回転駆動力が伝達され偶数段の駆動ギアm2,m4,m6,m8が配設された偶数段軸32と、奇数段および偶数段の駆動ギアm1〜m8が噛み合う被動ギアc1〜c4を備えた出力軸33と、偶数段と奇数段の駆動ギアと被動ギアからなる歯車群Gを備えている。奇数段軸31、偶数段軸32、出力軸33、後述するシフトドラム80およびシフトフォーク軸90は、クランク軸23と平行であって左右方向に指向して配設されている。
これらのクランク軸23、奇数段軸31、偶数段軸32、シフトドラム80は、図3に示されるように、車両側面視において、出力軸33はクランク軸23より後方に配置され、奇数段軸31および偶数段軸32は、クランク軸23より後方に配置されている。さらに、奇数段軸31は、クランク軸23と出力軸33を結んだ線L1に対して、偶数段軸32と反対側に設けられている。シフトドラム80は、奇数段軸31と偶数段軸32を結んだ線L2に対して、出力軸33と反対側に配置されている。また、奇数段軸31および偶数段軸32のうち少なくともどちらか一方は、車両前後方向において、クランク軸23と出力軸33の間に配置されるが、本実施の形態では、奇数段軸31がクランク軸23と出力軸33の間に配置されている。奇数段軸31、偶数段軸32、出力軸33の3軸は、奇数段軸31と出力軸33との軸間長D1は、偶数段軸32と出力軸33との軸間長D2より長くなるように配設されている。
奇数段軸31は、図3に示されるように、上変速機ケース半体部22Uに、クランク軸23の後方斜め上方に配設されている。図4に示されるように、奇数段軸31は、第1クラッチ47Aを介してクランク軸23からの回転駆動力が伝達される奇数段主軸31aと、該奇数段主軸31aの略中央に相対回転可能に覆って配設され第2クラッチ47Bを介して偶数段へ回転駆動力が伝達される動力伝達外軸31bと、奇数段主軸31aの右端寄りに動力伝達外軸31bに隣接して相対回転可能に支持されたクラッチ外軸31cからなる。奇数段軸31には、奇数段軸31の回転数を検出する奇数段軸回転数センサ104が設けられている。
奇数段主軸31aは、左端がボールベアリング34を介して上変速機ケース半体部22Uに、右端がボールベアリング35を介して右ユニットケースカバー28Rに、それぞれ回転可能に支持されている。奇数段主軸31aには、左側からに奇数段の駆動ギアm1,m3,m7,m5がそれぞれニードルベアリング56を介して相対回転可能に取り付けられている。
ベアリングと34と奇数段駆動ギアm1との間に位置して、奇数段軸31にスプライン嵌合されて一体に回転するワッシャー49が設けられている。ワッシャー49の周縁には、凹凸歯49aが形成されている。奇数段軸回転数センサ104は、ワッシャー49の凹凸歯49aの凹凸を検出することにより、奇数段軸31の回転数を検出している。
奇数段主軸31aの中央から右端寄りにかけて、動力伝達外軸31bが、ニードルベアリング41を介して相対回転可能に支持されている。動力伝達外軸31bの右端には、第2クラッチ47Bのインナクラッチ47B2が相対回転不能に取り付けらており、左端には偶数段軸32に動力を伝達するための伝達ギア51が一体に形成されている。
さらに奇数段主軸31aには、動力伝達外軸21bより右方向外側にかけて、ニードルベアリング42を介してクラッチ外軸31cが相対回転可能に支持されている。クラッチ外軸31cの中央には、クランク軸23に嵌着されるプライマリ駆動ギア45と噛合うプライマリ従動ギア46が相対回転不能に嵌合されている。該プライマリ従動ギア46を挟んで右側に第1クラッチ47Aが、左側に第2クラッチ47Bが配設されている。
第1クラッチ47Aのアウタクラッチ47Aおよび第2クラッチ47Bのアウタクラッチ47Bは、クラッチ外軸31cに一体に回転するように取り付けられている。第1クラッチ47Aのインナクラッチ47Aは奇数段主軸31aと、第2クラッチ47Bのインナクラッチ47Bは動力伝達外軸31bと、それぞれスプライン嵌合されている。
クランク軸23から供給される回転駆動力は、プライマリ駆動ギア45とプライマリ従動ギア46により所定の減速比で減速され、クラッチ外軸31cに伝達される。クラッチ外軸31cへ伝達された回転駆動力は、第1クラッチ47Aと第2クラッチ47Bが油圧回路(不図示)により選択的に接続されることにより、奇数段主軸31aまたは動力伝達外軸31bへと動力が伝達される。
変速装置Tから動力が出力される出力軸33は、クランク軸23の後方において、上下変速機ケース半体部22U,22Dに挟まれて配設されている。出力軸33は、左端がボールベアリング39を貫通して左端寄りがボールベアリング39を介して、右端がニードルベアリング40を介して、上下変速機ケース半体部22U,22Dに挟まれ、変速機ケース22に回転自在に支持されている。出力軸33の左端には、駆動スプロケット33aが嵌合されている。
奇数段軸31の動力伝達外軸31bは、ニードルベアリング41により奇数段主軸31aに相対回転自在に支持されている。動力伝達外軸31bには、ボールベアリング36の左側に隣接して、奇数段軸31から偶数段軸32に動力を伝達する伝達ギア51が一体に形成されている。動力伝達外軸31bの右端は、第2クラッチ47Bのインナクラッチ47Bにスプライン嵌合され、クランク軸23からの動力が第2クラッチ47Bにより断接される。
偶数段軸32の右端側には、偶数段軸32と一体に回転する被伝達ギア52が設けられている。出力軸33の右端には、伝達ギア51と被伝達ギア52のそれぞれと歯合するアイドルギア53が、ニードルベアリング58により相対回転可能に支持されている。
図4に示されるように、アイドルギア53の左側には、アイドルギア53の外径と略同径の第1セラシギア54が相対回転自在に嵌合されている。第1セラシギア54は、伝達ギア51と噛み合って、バネ54aにより伝達ギア51の回転方向と反対に向けて付勢されている。
さらにアイドルギアの右側には、アイドルギア53の外径と略同径の第2セラシギア55が相対回転自在に嵌合されている。第2セラシギア55は、被伝達ギア52と噛み合って、バネ55aによりアイドルギア53の回転方向に向けて付勢されている。
出力軸33のアイドルギア53は、奇数段軸31の動力伝達外軸31bの伝達ギア51、および偶数段軸32の被伝達ギア52と常時噛み合っている。第2クラッチ47Bが接続されると、クランク軸23の回転駆動力が、第2クラッチ47B、動力伝達外軸31bの伝達ギア51、アイドルギア53、被伝達ギア52を介して、偶数段軸32に伝達される。この際、アイドルギア53の左右両側に、第1セラシギア54および第2セラシギア55が設けられているので、伝達ギア51とアイドルギア53、アイドルギア53と被伝達ギア52の間のバックラッシュを防ぐことができるので、偶数段に変速する際のギアどうしの歯打ち音を低減することができる。
変速装置Tに設けられた歯車群Gは、以下のように構成されている。
奇数段軸31の奇数段主軸31aには、左側から順に1速、3速、7速、5速の変速比の4個の奇数段の駆動ギアm1,m3,m7,m5が、それぞれニードルベアリング56を介して相対回転可能に支持されている。
偶数段軸32には、左側から順に2速、4速、8速、6速の変速比の4個の偶数段の駆動ギアm2,m4,m8,m6が、それぞれニードルベアリング57を介して相対回転可能に支持されている。
出力軸33には、左側から被動ギアc1,c2,c3,c4の4個の被動ギアが設けられている。これらの被動ギアc1〜c4は、それぞれ出力軸33とスプライン嵌合され出力軸33と一体に回転する。
奇数段軸31の駆動ギアm1と偶数段軸32の駆動ギアm2は対になっており、共に出力軸33の被動ギアc1と常時噛み合うようになっている。同様に、奇数段軸31の駆動ギアm3と偶数段軸32の駆動ギアm4、奇数段軸31の駆動ギアm7と偶数段軸32の駆動ギアm8、奇数段軸31の駆動ギアm5と偶数段軸32の駆動ギアm6はそれぞれ対になっており、対になった一組の駆動ギアのそれぞれは被動ギアc2、c3、c4に常時噛み合っている。
図4に示されるように、奇数段軸31の奇数段主軸31aには、1速駆動ギアm1と3速駆動ギアm3との間と、7速駆動ギアm7と5速駆動ギアm5との間に位置して、変速切替機構60としてのスリーブ61が設けられている。スリーブ61は奇数段軸31上を軸方向に摺動可能であり、隣接する駆動ギアm1,m3,m5,m7にシンクロ機構Sを介して選択的に連結される。
偶数段軸32には、2速駆動ギアm2と4速駆動ギアm4との間と、8速駆動ギアm8と6速駆動ギアm6との間に位置して、変速切替機構60としてのスリーブ61が設けられている。スリーブ61は偶数段軸32上を軸方向に摺動可能であり、隣接する駆動ギアm2,m3,m6,m8にシンクロ機構Sを介して選択的に連結される。
図7および図8に示されるように、上記スリーブ61のそれぞれには、フォーク係合溝61aが設けられており、このフォーク係合溝61aに係合するシフトフォーク91によって、スリーブ61の軸方向への移動が可能となる。
本変速切替機構60には、各スリーブ61と互いに連結する駆動ギアと間に、それぞれ各変速段を同期させながら確立するシンクロ機構Sが設けられている。
各変速段のうち1速段を確立する1速駆動ギアm1と3速段を確立する3速駆動ギアm3の間に設けられた変速切替機構60およびシンクロ機構Sについて、図7および図8に基づいて説明する。
他の変速切替機構60およびシンクロ機構Sも同様の機構である。
図4に示されるように、1速駆動ギアm1に代表される変速ギア65と、3速駆動ギアm3に代表される変速ギア66は、回転軸(奇数段軸31)67にニードルベアリング56を介して回転自在に軸支されている。
変速ギア65には外周に変速ギア歯65a(1速駆動ギア歯)を有するとともに、変速ギア66(3速駆動ギアm3)側に突出した円筒部65sの外周にギアドグ歯65tが形成されている。また、ギアドグ歯65tを外周に有する円筒部65sからさらに内周部部分が突出した突出円筒部65ssが形成されている。
変速ギア66には外周に変速ギア歯66a(3速駆動ギア歯)を有するとともに、変速ギア65(1速駆動ギアm1)側に突出した円筒部66sの外周にギアドグ歯66tが形成されている。また、ギアドグ歯66tを外周に有する円筒部66sからさらに内周部部分が突出した突出円筒部66ssが形成されている。
スリーブ61が、奇数段主軸31aに軸方向の移動を規制されてスプライン嵌合したハブ62の外周面にスプライン嵌合して軸方向に摺動自在に外嵌されている。ハブ62の外周面に形成されたスプライン歯62sにスリーブ61の内周面に形成されたスリーブ歯61tが嵌合している。
なお、ハブ62の外周面に形成された多数のスプライン歯62sは、周方向に120度間隔にある部分が欠損して切欠溝62bが3か所に形成されている。
スリーブ61の内周面に環状に配列されるスリーブ歯61tの両端は、テーパしている。
スリーブ61の外周にはシフトフォーク91が係合するフォーク係合溝61aが形成されている。
変速ギア65(66)の突出円筒部65ss(66ss)とハブ62の間に、ブロッキングリング63と、シンクロスプリング64が配設されている。ブロッキングリング63には、変速ギア65(66)ドグ歯65t(66t)と略同径のリング歯63tが形成されている。
変速段を確立するために、図7に示されるようなニュートラル状態から、変速操作機構70によりシフトフォーク91と係合したスリーブ61が変速ギア65方向に摺動され、シンクロスプリング64の左右両面のそれぞれにスリーブ61、ブロッキングリング63が接触し、スリーブ61と同期を開始する。
このシンクロ機構Sの同期動作を、図9に基づいて説明する。
図9(1)に示す状態は、変速を開始する前のニュートラル状態であり、スリーブ61は中立位置にあって、スリーブ歯61tが前後のシンクロスプリング64に接触しておらず、同期動作を生じない。
変速が開始され、スリーブ61が右方に移動すると、図9(2)に示すように、スリーブ61のスリーブ歯61tがシンクロスプリング64に接触し、シンクロスプリング64を介してブロッキングリング63を変速ギア66側に押圧可能となる。
さらに、スリーブ61が右方に移動すると、図9(3)に示すように、ブロッキングリング63が変速ギア66側に押圧され、ブロッキングリング63の内周面63aと変速ギア66の突出円筒部66ssとの間の摩擦力も生じ、一方で、スリーブ歯61tはリング歯63tに互いの尖端どうしが接し、さらに互いのチャンファ面61c,63cどうしが当接し、同期が開始される(ボーク段階)。
さらに、スリーブ61が右方に移動すると、図9(4)に示すように、スリーブ歯61tはリング歯63tを掻き分けるようにしてリング歯63tと噛合し、スリーブ61とブロッキングリング63は一体に回転する(リング歯掻き分け段階)。
さらに、スリーブ61が右方に移動すると、図9(5)に示すように、スリーブ歯61tは変速ギア66のギアドグ歯66tに互いの尖端どうしが接し、さらに互いのチャンファ面61c,66cどうしが当接する(ギアドグ歯接触段階)。
さらに、スリーブ61が右方に移動すると、図9(6)に示すように、スリーブ歯61tはギアドグ歯66tを掻き分けるようにしてギアドグ歯66tと噛合し、同期が終了する(ギアドグ歯掻き分け段階)。
スリーブ61はさらに右方に移動することで、図9(7)に示すように、スリーブ歯61tはギアドグ歯66tと完全に噛合してスリーブ61(および奇数段軸31)と変速ギア66とは一体に回転する(インギア段階)。
シンクロ機構Sは、以上のように動作して、スリーブ61と変速ギア66を同期しながら連結する。
次に、変速切替機構60のスリーブ61を移動する変速操作機構70について、図5および図6に基づいて説明する。
変速操作機構70は、シフトモータ72、減速ギア機構73、シフトスピンドル74、マスターアーム75、間欠送り機構76、シフトドラム80、シフトフォーク軸90およびシフトフォーク91を備えている。図6に示されるように、シフトモータ72の回転駆動力が減速ギア機構73で減速されてシフトスピンドル74を回動させ、シフトスピンドル74と一体に回動するマスターアーム75を介して間欠送り機構76がシフトドラム80を間欠的に回動させることでシフトフォーク91を移動させ、変速機構30の各スリーブ61を軸方向に移動させて変速機構30の変速段を切替えるようになっている。
シフトモータ72は、下変速機ケース半体部22Dの左側方の左ユニットケースカバー28Lに取付けられている。減速ギア機構73は、下変速機ケース半体部22Dと左ユニットケースカバー28Lとの間に設けられ、シフトモータ72のモータ軸72aに一体に形成される駆動ギア73a、大小のギアからなる第一、第二ギア73b,73cおよびシフトスピンドル74に嵌着される被動ギア73dから構成される。
シフトスピンドル74は、左右端部寄りを下変速機ケース半体部22Dに軸受を介して回動自在に支持されている。シフトスピンドル74の右端部寄りにはマスターアーム75が溶接され、シフトスピンドル74とマスターアーム75は、一体に回動するようになっている。
シフトドラム80は、内部が中空の円筒状に形成されている。シフトドラム80は、奇数段軸31の下方において、クランク軸23の回転軸線と平行となるように、右端部がボールベアリング88を介して、左端部がニードルベアリング89を介して、それぞれ下変速機ケース半体部22Dに回動自在に支持されている。
シフトドラム80の右端部には、シフトドラム80を間欠的に回動させる間欠送り機構76が設けられている。間欠送り機構76は、ピン76aを介してマスターアーム75と連結されている。シフトドラム80の径方向外周面には、四つのリード溝80aが設けられている。
図2および図5に示されるように、シフトドラム80の上方および後方には、シフトフォーク軸90が、両端を下変速機ケース半体部22Dに嵌着されて、シフトドラム80と平行に支持されている。シフトフォーク軸90には、四つのシフトフォーク91がそれぞれ軸方向に移動可能に支持されている。
図5に示されるように、シフトフォーク91は、シフトフォーク軸90が挿通される軸挿通孔91bが形成される基部91aと、基部91aからシフトフォーク軸90と直交する方向に向けて二叉に延出するフォーク部91cと、基部91aを挟んでフォーク部91cとは反対側に設けられるピン部91dと、を備えている。
フォーク部91cは、スリーブ61に形成されるフォーク係合溝61aに、係合されている。ピン部91dは、シフトドラム80の外周面に形成された各リード溝80aに係合している。
変速操作機構70のシフトモータ72の駆動によりシフトドラム80が回動すると、シフトドラム80の外周面に形成された各リード溝80aに案内されて、それぞれ対応するシフトフォーク91が軸方向に移動することで、各スリーブ61が軸方向に移動させられて変速段の切り換えが行われる。
本実施の形態においては変速切替機構60として、変速ギアが設けられていないスリーブ61が用いられていたが、スリーブと一体に変速ギアが設けられたシフタギアを用いてもよい。
変速装置Tは、図3に示されるように、アイドルギア53の径d3は、伝達ギア51の径d1および被伝達ギア52の径d2より大きく設定されている。すなわち、伝達ギア51と被伝達ギア52の2つのギアの径が小さくされて、大きい径のギアはアイドルギア53の1つのみとなる。このように構成されているので、アイドルギアが小径で伝達ギアと被伝達ギアの2枚のギアが大径のものに比べて、側面視におけるパワーユニットPの大きさをコンパクトにすることができる。
一方、伝達ギア51の径d1と被伝達ギア52の径d2は、アイドルギア53の径d3より小径にされているので、伝達ギア51と被伝達ギア52の丁数ははともに少ないものとなってしまう。このように丁数の少ない伝達ギア51と被伝達ギア52との間では、レシオの微調整が難しくなってしまう。
図10は、駆動ギアのうち1速駆動ギアm1と2速駆動ギアm2を一例にした変速装置Tの模式図である。図11は、各変速段のレシオを示したもので、破線細線は目標レシオ、破線太線はミッションギア(m1〜m8、c1〜c4)の変速のみによるレシオ、黒矢印は伝達ギア51と被伝達ギア52とによる増速分を、実線はミッションギアによるレシオと、伝達ギア51被伝達ギア52による増速分を合わせた全体レシオを示している。
図3および図10に示されるように、奇数段軸31、偶数段軸32および出力軸33は、奇数段軸31と出力軸33との軸間長D1が、偶数段軸32と出力軸33との軸間長D2より長くなるように配設されている。すなわち伝達ギア51の径d1は被伝達ギア52の径d2よりも大径にされているので、伝達ギア51から被伝達ギア52へ伝達されるレシオは大きく増速される。伝達ギア51や被伝達ギア52より径の大きいミッションギア(m1〜m8、c1〜c4)においてはレシオの調整がより容易であるので、偶数段が奇数段に対して低いレシオに微調整して減速させて、目標レシオを達成している
本実施の形態の鞍乗り型車両用のパワーユニットPは、前記したように構成されている。パワーユニットPは、内燃機関Eと、クランク軸23からの動力が伝達される奇数段軸31および偶数段軸32と、ユニットケース20の内部に収容されクランク軸23と奇数段軸31との動力を断接する第1クラッチと37A、クランク軸23と偶数段軸32との動力を断接する第2クラッチ37Bとが、選択的に接続し動力を伝達するツインクラッチ式のクラッチ装置47と、奇数段軸31または32偶数段軸から選択的に動力が伝達される出力軸33と、奇数段軸31上に設けられた複数の奇数段の駆動ギアm1,m3,m5,m7と、偶数段軸32上に設けられた複数の偶数段の駆動ギアm2,m4,m6,m8と、出力軸33上に設けられ複数の奇数段の駆動ギアm1,m3,m5,m7よび偶数段の駆動ギアm2,m4,m6,m8のそれぞれと噛み合う複数の被動ギアc1,c2,c3,c4と、奇数段軸31に設けられ、奇数段軸31から奇数段の駆動ギアm1,m3,m5,m7への駆動力を、軸方向の移動により断接する変速切替機構60としてのスリーブ61と、偶数段軸32に設けられ、偶数段軸32から偶数段の駆動ギアm2,m4,m6,m8への駆動力を、軸方向の移動により断接する変速切替機構60としてのスリーブ61と、スリーブ61を軸方向に移動させるシフトフォーク91と、シフトフォーク91を駆動させるシフトドラム80と、を備え、奇数段軸31、偶数段軸32、出力軸33、およびシフトドラム80が平行に配置され、図3に示されるように、自動二輪車1の側面視において出力軸33はクランク軸23より後方に配置され、奇数段軸31および偶数段軸32は、クランク軸23より後方に配置され、奇数段軸31はクランク軸23と出力軸33を結んだ線L1に対して偶数段軸32と反対側に設けられ、シフトドラム80は奇数段軸31と偶数段軸32を結んだ線L2に対して出力軸33と反対側に配置されている。
パワーユニットPがこのように構成されているので、内燃機関Eと変速装置Tが一体となった鞍乗り型車両用のパワーユニットPにおいて、駆動軸を奇数段軸31と偶数段軸32に分けることによりパワーユニットPを幅方向において小型化するとともに、変速装置Tの奇数段軸31、偶数段軸32、出力軸33、およびシフトドラム80のそれぞれをコンパクトに配置でき、自動二輪車1の側面視においてパワーユニットP小型化することが可能になり、パワーユニットPの全体を小型化することができる。
奇数段軸31および偶数段軸32のうち少なくともどちらか一方(本実施の形態では奇数段軸31)が、車両前後方向において、クランク軸23と前記出力軸33の間に配置されているので、パワーユニットPの中央に変速装置Tの軸およびシフトドラム80を寄せることができるので、パワーユニットの小型化に寄与することができる。
図3および図4に示されるように、出力軸33上の各被動ギアc1,c2,c3,c4は、いずれかの奇数段の駆動ギアm1,m3,m5,m7と、この奇数段駆動ギアと対になる前記偶数段駆動ギアの両方と常時噛み合い共用されるので、出力軸33上の被動ギアの数を少なくでき、軸方向におけるパワーユニットPの小型化を図ることができる。
図3および図4に示されるように、第1クラッチ47Aおよび第2クラッチ47Bは、奇数段軸31の軸上に配置され、クランク軸23からの動力が第2クラッチ47Bを介して伝達される伝達ギア51が奇数段軸31に相対回転可能に支持され、伝達ギア51に常時噛み合うアイドルギア53が出力軸33に相対回転可能に支持され、偶数段軸32はアイドルギア53に常時噛み合う被伝達ギア52を相対回転不能に有し、アイドルギア53の径d3が、伝達ギア51の径d1および被伝達ギア52の径d2より大きくされているので、伝達ギア51と被伝達ギア52の両方と噛み合うアイドルギア53の径を大きくすることで伝達ギア51と被伝達ギア52の径を小さくでき、側面視でのパワーユニットPの小型化をさらに図ることができる。
図3および図10に示されるように、奇数段軸31と出力軸33との軸間長D1は、偶数段軸32と出力軸33との軸間長D2より長くされているので、奇数段軸31の伝達ギア51から出力軸33のアイドルギア53を介して、偶数段軸32の被伝達ギア52で大きく増速される。一般的に径が小さいギアは丁数が少なく、一丁変えるだけで大きくレシオが変わってしまうので、レシオの調整がしづらい。しかし、伝達ギア51からアイドルギア53を介して被伝達ギア52で大きく増速されたレシオに対して、伝達ギア51や被伝達ギア52より径の大きい変速機軸上のギアで減速方向に微調整することで目標のレシオを達成しやすい。
図4に示されるように、アイドルギア53は左面に第1セラシギア54を備え、右面に第2セラシギア55を備え、第1セラシギア54と第2セラシギア55とはそれぞれ逆方向に付勢され、第1セラシギア54は伝達ギア51と噛み合い、第2セラシギア55は被伝達ギア52と噛み合っているので、アイドルギア53と伝達ギア51、被伝達ギア52の両者とのバックラッシュを詰ることができ、変速時における歯打ち音を低減することができる。
図3に示されるように、自動二輪車1の側面視において、パワーユニットPを支持するエンジンハンガー2aが、偶数段軸32の下に配置されているので、駆動ギア(m1〜m8)を支持する軸を奇数段軸と偶数段軸の2軸にしても、偶数段軸の被伝達ギア小径とし、鞍乗り型車両用パワーユニットを支持するエンジンハンガーを偶数段軸の下に配置することにより、駆動ギアを支持する軸が1軸である場合のパワーユニットを支持する車体フレームの構成を大きく変更することが不要となる。
さらに奇数段駆動ギアm1,m3,m5,m7の全てが、奇数段軸31に対して相対回転可能に支持され、奇数段軸31の左端は、ベアリング34を介してユニットケース20に回転自在に支持され、ベアリングと34と奇数段駆動ギアm1との間に、奇数段軸31とスプライン嵌合により一体に回転するワッシャー49が設けられ、ワッシャー49の周縁に凹凸歯49aが設けられ、凹凸歯49aの凹凸を奇数段軸回転数センサ104で検出することにより、奇数段軸31の回転数を検出するので、軸上の全ての奇数段駆動ギアm1,m3,m5,m7を回転自在に支持する奇数段軸31の回転数を、既存のワッシャー49に設けた凹凸歯49aにより検出することにより、専用の部品を別途設けることなく奇数段軸31の回転数を検出することができる。
以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能であり、本発明の要旨の範囲で、鞍乗型車両、パワーユニット等が、多様な態様で実施されるものを含むことは勿論である。
なお、説明の便宜上、図示の実施形態の左右配置のものについて説明したが、左右配置の異なるものであっても、発明の要旨の範囲であれば本発明に含まれる。
P…パワーユニット、E…内燃機関、T…変速装置、m1…1速駆動ギア、m2…2速駆動ギア、m3…3速駆動ギア、m4…4速駆動ギア、m5…5速駆動ギア、m6…6速駆動ギア、m7…7速駆動ギア、m8…8速駆動ギア、c1…第1被動ギア、c2…第2被動ギア、c3…第3被動ギア、c4…第4被動ギア、L1…、L2…、d1…伝達ギアの径、d2…被伝達ギアの径、d3…アイドルギアの径、D1…奇数段軸と出力軸との軸間長、D2…偶数段軸と出力軸との軸間長、S…シンクロ機構、
1…自動二輪車、2…車体フレーム、2a…エンジンハンガー、20…ユニットケース、23…クランク軸、31…奇数段軸、32…偶数段軸、33…出力軸、34…ベアリング、47…クラッチ装置、47A…第1クラッチ、47B…第2クラッチ、49…ワッシャー、49a…凹凸歯、
51…伝達ギア、52…被伝達ギア、53…アイドルギア、54…第1セラシギア、55…第2セラシギア、80…シフトドラム、91…シフトフォーク、104…奇数段軸回転数センサ。

Claims (6)

  1. 内燃機関(E)と、
    前記内燃機関(E)のクランク軸(23)からの動力が伝達される奇数段軸(31)と、
    前記クランク軸(23)からの動力が伝達される偶数段軸(32)と、
    ユニットケース(20)の内部に収容され、前記クランク軸(23)と前記奇数段軸(31)との動力を断接する第1クラッチ(47A)と、前記クランク軸(23)と前記偶数段軸(32)との動力を断接する第2クラッチ(47B)とが、選択的に接続し動力を伝達するツイン式のクラッチ装置(47)と、
    前記奇数段軸(31)または前記偶数段軸(32)から選択的に動力が伝達される出力軸(33)と、
    前記奇数段軸(31)上に設けられた複数の奇数段駆動ギア(m1,m3,m5,m7)と、
    前記偶数段軸(32)上に設けられた複数の偶数段駆動ギア(m2,m4,m6,m8)と、
    前記出力軸(33)上に設けられ、複数の前記奇数段駆動ギア(m1,m3,m5,m7)および前記偶数段駆動ギア(m2,m4,m6,m8)のそれぞれと噛み合う複数の被動ギア(c1,c2,c3,c4)と、
    前記奇数段軸(31)に設けられ、前記奇数段軸(31)から前記奇数段駆動ギア(m1,m3,m5,m7)への駆動力を、軸方向の移動により断接する変速切替機構(60)と、
    前記偶数段軸(32)に設けられ、前記偶数段軸(32)から前記偶数段駆動ギア(m2,m4,m6,m8)への駆動力を、軸方向の移動により断接する変速切替機構(60)と、
    前記変速切替機構(60)を、軸方向に移動させるシフトフォーク(91)と、
    前記シフトフォーク(91)を駆動させるシフトドラム(80)と、を備え、
    前記奇数段軸(31)、前記偶数段軸(32)、前記出力軸(33)、および前記シフトドラム(80)が平行に配置された鞍乗り型車両用パワーユニットにおいて、
    鞍乗り型車両の側面視において、前記出力軸(33)は前記クランク軸(23)より後方に配置され、
    前記奇数段軸(31)および前記偶数段軸(32)は、前記クランク軸(23)より後方に配置され、
    前記奇数段軸(31)は、前記クランク軸(23)と前記出力軸(33)を結んだ線(L1)に対して、前記偶数段軸(32)と反対側に設けられ、
    前記シフトドラム(80)は、前記奇数段軸(31)と前記偶数段軸(32)を結んだ線(L2)に対して、前記出力軸(33)と反対側に配置され
    前記第1クラッチ(47A)および前記第2クラッチ(47B)は、前記奇数段軸(31)と前記偶数段軸(32)とのいずれか一方の軸 (31,32) 上に配置され、
    前記一方の軸(31,32)は、前記クランク軸(23)からの動力が前記第1クラッチ(47A)または前記第2クラッチ(47B)を介して伝達される伝達ギア(51)を、相対回転可能に支持し、前記出力軸(33)は、前記伝達ギア(51)に常時噛み合うアイドルギア(53)を、相対回転可能に支持し、
    前記奇数段軸(31)と前記偶数段軸(32)のうちの他方の軸は、前記アイドルギア(53)に常時噛み合う被伝達ギア(52)を、相対回転不能に支持し、
    前記アイドルギア(53)の径(d3)は、前記伝達ギア(51)の径(d1)および前記被伝達ギア(52)の径(d2)より大きく、
    前記奇数段軸(31)と前記出力軸(33)との軸間長(D1)は、前記偶数段軸(32)と前記出力軸(33)との軸間長(D2)より長く、
    前記伝達ギア(51)の径(d1)より、前記被伝達ギア(52)の径(d2)が小さいことを特徴とする鞍乗り型車両用パワーユニット。
  2. 前記奇数段軸(31)および前記偶数段軸(32)のうち少なくともどちらか一方は、車両前後方向において、前記クランク軸(23)と前記出力軸(33)の間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の鞍乗り型車両用パワーユニット。
  3. 前記出力軸(33)上の各被動ギア(c1,c2,c3,c4)は、いずれかの前記奇数段駆動ギア(m1,m3,m5,m7)と、該奇数段駆動ギア(m1,m3,m5,m7)と対になる前記偶数段駆動ギア(m2,m4,m6,m8)の両方と常時噛み合って、共用されることを特徴とする請求項2に記載の鞍乗り型車両用パワーユニット。
  4. 前記アイドルギア(53)は、両面にセラシギア(54,55)を備え、
    前記セラシギア(54,55)は、それぞれ逆方向に付勢され、一方は前記伝達ギア(51)と、他方は前記被伝達ギア(52)と噛み合っていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の鞍乗り型車両用パワーユニット。
  5. 車両側面視において、前記鞍乗り型車両用パワーユニット(P)を支持するエンジンハンガー(2a)を、前記偶数段軸(32)の下に配置することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の鞍乗り型車両用パワーユニット。
  6. 前記奇数段駆動ギア(m1,m3,m5,m7)は、前記奇数段軸(31)に対して全て相対回転可能に支持され、
    前記奇数段軸(31)の一端は、ベアリング(34)を介して前記ユニットケース(20)に回転自在に支持され、
    前記ベアリングと(34)と前記奇数段駆動ギア(m1)との間に、前記奇数段軸(31)と一体に回転するワッシャー(49)が配設され、
    前記ワッシャー(49)は、周縁に凹凸歯(49a)が設けられ、
    前記凹凸歯(49a)の凹凸を回転数センサ(104)で検出することにより、前記奇数段軸(31)の回転数を検出することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の鞍乗り型車両用パワーユニット。
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