JP2005061590A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 始動手段が簡素化され部品点数が少なく低コスト化を図ることができるとともに、始動操作性に優れた車両用動力伝達装置を供する。
【解決手段】 内燃機関11のクランク軸15の回転トルクがクラッチ30と流体伝動手段40を介して負荷側伝動機構12に伝達される車両用動力伝達装置において、クランク軸15の一側にクラッチ30と流体伝動手段40が並設され、クランク軸15の他側に始動手段70の駆動力が直接入力される車両用動力伝達装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸の回転トルクがクラッチと流体伝動手段を介して負荷側伝動機構に伝達される車両用動力伝達装置に関する。

この種の車両用動力伝達装置であって、クラッチとして入力軸の回転数が所定値以上になると対向周面にロック係合する複数のスプラグからなる一方向クラッチを用い、流体伝動手段としてトルクコンバータを用いた例がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２９５８６７号公報（段落［００１５］，［００１６］）

特許文献１に開示された車両用動力伝達装置においては、負荷側伝動機構であるミッションのミッション入力軸とミッション出力軸との間にキックスタータ用ギヤ列が設けられて、キックスタータの駆動力が負荷側伝動機構に入力される構造である。

そのために、キックスタータの始動駆動力が駆動輪側に伝達されないように、始動時にニュートラルにシフト操作しなければならず操作性に改良の余地がある。

またキックスタータの始動駆動力は、キックスタータ用ギヤ列からクランク軸のトルクコンバータ、一方向クラッチを経由してクランク軸を回動するので、負荷が大きい。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、始動手段が簡素化され部品点数が少なく低コスト化を図ることができるとともに、始動操作性に優れた車両用動力伝達装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、内燃機関のクランク軸の回転トルクがクラッチと流体伝動手段を介して負荷側伝動機構に伝達される車両用動力伝達装置において、前記クランク軸の一側に前記クラッチと前記流体伝動手段が並設され、前記クランク軸の他側に始動手段の駆動力が直接入力される車両用動力伝達装置とした。

始動手段の駆動力がクランク軸に直接入力されるので、負荷側伝動機構にニュートラル状態を選択形成するシフト装置などを必要とせず、始動機構が簡素化され部品点数が少なく低コスト化を図ることができ、始動時にシフト操作が不要で操作性が向上する。

また始動時の負荷が小さく始動作業が容易にできる。
始動手段の駆動力は、クランク軸のクラッチと流体伝動手段が設けられる側の反対側に直接入力されるので、良好な重量バランスを構成し易い。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用動力伝達装置において、前記流体伝動手段がトルクコンバータであり、前記負荷側伝動機構が変速比が一定のギヤ機構であることを特徴とする。

トルクコンバータで自動変速し、負荷側伝動機構を変速比が一定のギヤ機構とすることで、負荷側伝動機構を部品点数の少ない簡単なギヤ機構として小型軽量化および低コスト化を図ることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の車両用動力伝達装置において、前記クランク軸の前記始動手段の駆動力が入力される側にＡＣジェネレータが設けられることを特徴とする。

クランク軸の一側にクラッチと流体伝動手段を配設し、他側に始動手段とともにＡＣジェネレータを配設するので、重量バランスが良好で、車体にクランク軸を左右方向に指向させて搭載したとき車体の操縦安定性が向上するとともに、車幅方向のコンパクト化を図ることができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両用動力伝達装置において、前記クランク軸の前記ＡＣジェネレータより外側の軸端に前記始動手段の駆動力が入力されることを特徴とする。

クランク軸のＡＣジェネレータより外側の軸端に始動手段の駆動力が入力されるので、始動手段本体を内燃機関の外部に配置することができ、機種によってセルモータ，キックスタータ，リコイルスタータのいずれか最適な始動手段を選択使用でき、また変更もでき汎用性が向上する。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の車両用動力伝達装置において、前記始動手段がキック式始動手段であり、同キック式始動手段の車体反対側に排気管および消音器が配設されたことを特徴とする。

キック式始動手段と消音器（および排気管）が、車体の互いに反対側に設けられるので、キックペダルの可動範囲を考慮せずに消音器および排気管をレイアウトできるためレイアウトの自由度が向上し、消音器の後端部を前方に詰めて配置することで外観性を向上させることができる。

以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
本実施の形態に係る動力伝達装置を適用した自動二輪車の側面図を図１に平面図を図２に示す。

本自動二輪車１は、車体フレーム２の中央にパワーユニット10が懸架され、車体フレーム２の前部に回動自在に枢支されたフロントフォーク３に前輪４が軸支され、車体中央フレームに前端を枢支され後方に延びるリヤフォーク５の後端に後輪６が軸支されている。
後輪６の上方はシート７が覆っている。

パワーユニット10は、内燃機関11と負荷側のギヤ機構12を一体化して構成されたもので、その縦断面図を図３に示す。
内燃機関11のクランクケースとギヤ機構12のギヤケースとを一体とした左右半割りの左ユニットケース13Ｌと右ユニットケース13Ｒの合体により内部にクランク室とギヤ室が形成される。

車両の左右方向に指向して配置されるクランク軸15が、左右ユニットケース13Ｌ，13Ｒの各々にベアリング16Ｌ，16Ｒを介して支承される。
内燃機関11においてシリンダブロック17のシリンダボア内を摺動自在に嵌装されたピストン18と上記クランク軸15とをコンロッド19が連接している。

シリンダブロック17に接合されるシリンダヘッド20は、ピストン18の頂面との間に燃焼室21を画成し、燃焼室21に連通する吸，排気ポートを開閉する吸，排気弁（図示せず）を備える。
この吸，排気弁を駆動するカム軸22は、クランク軸15と平行にシリンダヘッド20に回転自在に支承される。

ギヤ機構12は、クランク軸15と平行に配置された入力軸25と出力軸26が左右ユニットケース13Ｌ，13Ｒに回転自在に架設されており、入力軸25には右ユニットケース13Ｒから右方へ突出した端部に１次減速被動ギヤ25ａが嵌着され、左方内側には駆動ギヤ25ｂが形成され、出力軸26には左ユニットケース13Ｌから左方外側へ突出した端部に駆動スプロケット26ａが嵌着され、右方内側には被動ギヤ26ｂが嵌合されて、被動ギヤ26ｂと前記駆動ギヤ25ｂは互いに噛合している。

出力軸26の外側に突出した駆動スプロケット26ａと後輪６に一体に設けられた被動スプロケット６ａ（図１参照）との間にチェーン27が架渡され最終減速機構が構成されている。

クランク軸15の右ユニットケース13Ｒから右方へ突出した右側部には、右端から内側に向かって遠心クラッチ30，トルクコンバータ40，１次減速駆動ギヤ48ａが順に配設されており、１次減速駆動ギヤ48ａが前記ギヤ機構12の１次減速被動ギヤ25ａと噛合している。

この一次減速駆動ギヤ48ａと１次減速被動ギヤ25ａの噛合による１次減速機構および遠心クラッチ30，トルクコンバータ40を右方から覆う右サイドカバー28が、右ユニットケース13Ｒの右端面に接合される。
また右サイドカバー28は、クランク軸15の端部をベアリング29で軸支する。

遠心クラッチ30は、クラッチインナのインナプレート31の基端を保持するインナボス部32がクランク軸15の右端部にスプライン嵌合し、インナプレート31の外周端側にクランク軸15と平行に複数突設された支軸33にそれぞれクラッチウエイト34が傾動自在に枢支されている。

クラッチアウタのアウタプレート35は、その円筒部がクラッチウエイト34に内周面を対向させて覆い、アウタプレート35の基端を保持するアウタボス部36はクランク軸15にベアリング37を介して回動自在に枢支されるとともに、インナボス部32に対して一方向クラッチ38を介して支持されている。

クランク軸15の回転に対して、クラッチインナは一体に回転するが、一方向クラッチ38によりクラッチアウタへは回転トルクは伝達されない。
クランク軸15の回転速度が所定速度を越えると、クラッチウエイト34の傾動が増しクラッチアウタ35に作用してクラッチが係合しクランクアウターを回転させる。

なお一方向クラッチ38は、クラッチアウタ側からの回転トルクをクラッチインナ側に伝達することができる。

この遠心クラッチ30より右ユニットケース13Ｒ側に隣接して配設されるトルクコンバータ40は、前記アウタプレート35の基端を保持するアウタボス部36に一体的に結合されるポンプ羽根車41と、これに対向するタービン羽根車42と、これら羽根車41，42間に配置されるステータ羽根車43とから構成されるものである。

ステータ羽根車43の基端を保持するステータボス部44は円筒状のステータ軸45にスプライン嵌合し、同ステータ軸45はクランク軸15にベアリング46を介して軸支されるとともに右ユニットケース13Ｒに対してフリーホイール47を介して支持され、ステータ羽根車43はステータ軸45と一体に一方向に回転可能である。

タービン羽根車42の基端を保持する円筒状のタービン軸48は、前記ステータ軸45にベアリング49を介して回転自在に支持され、このタービン軸48の左端部に前記１次減速駆動ギヤ48ａが形成されている。

ポンプ羽根車41には、タービン羽根車42の背面を覆うサイドカバー50が一体的に連結され、このサイドカバー50とタービン軸48との間にバックロード伝達用のフリーホイール51が介装されている。

クランク軸15の回転速度が所定速度を越え遠心クラッチ30が係合してクラッチアウタ35とともにポンプ羽根車41が回転すると、トルクコンバータ40内の作動オイルがポンプ羽根車41の外周側からタービン羽根車42およびフリーホイール47により回転規制されたステータ羽根車43を順に流れてポンプ羽根車41の内周側に戻るように循環してポンプ羽根車41の回転トルクをタービン羽根車42に伝達し、タービン羽根車42と一体のタービン軸48すなわち１次減速駆動ギヤ48ａを回転駆動する。

タービン羽根車42が高速になりポンプ羽根車41の速度に近づくとフリーホイール47によりステータ羽根車43が空転して羽根車41，42，43が一体となって流体継手としての効率を高くして回転する。
このようにトルクコンバータ40は自動変速機能を果す。

減速時のバックロードがギヤ機構12側から１次減速機構を介してタービン軸48に入力されたときは、その回転トルクはフリーホイール51の係合によりサイドカバー50を介してポンプ羽根車41に直接伝達され、ポンプ羽根車41と一体のアウタプレート36の回転が一方向クラッチ38を介してクランク軸15に伝達されエンジンブレーキが働く。

一方、クランク軸15の左ユニットケース13Ｌから左方へ突出した左側部には、左ユニットケース13Ｌとの間に動力伝達チェーン55が巻き掛けられるチェーンスプロケット56を挟んでＡＣジェネレータ60が取り付けられている。

ＡＣジェネレータ60のアウタロータ61がクランク軸15の左端部に嵌入され、ボス部材65を介装してクランク軸15の左端に螺入されるボルト64によりアウタロータ61はクランク軸15に緊締される。

このＡＣジェネレータ60を左方から覆う左サイドカバー63が、左ユニットケース13Ｌの左端面に接合される。
この左サイドカバー63は、クランク軸15の軸端に対向する部分に開口63ａが形成されていて、この開口周縁部にＡＣジェネレータ60のインナステータ62が支持されている。

クランク軸15の左端にアウタロータ61を固定するボス部材65は、左サイドカバー63の開口63ａを貫通して外側に突出した端部に環状にラッチェット歯65ａが左方へ突出形成されている。

したがってＡＣジェネレータ60は、インナステータ62が左サイドカバー63を介して左ユニットケース13Ｌに固定支持され、アウタロータ61がクランク軸15と一体に回転する。

このＡＣジェネレータ60より左方で左サイドカバー63のさらに外側に始動手段であるキックスタータ70が設けられている。

左サイドカバー63の左端面にキックスタータ70の駆動伝達機構を覆って接合されるスタータカバー71は、その前部右側内面にクランク軸15と同軸の円筒支持部71ａが突出しており、同円筒支持部71ａにラチェット軸72が回動かつ軸方向の摺動が可能に嵌挿支持されている。

ラチェット軸72は、その右端までの露出部に被動ヘリカルギヤ73が形成され、右端にはラチェットホイール74が固着されており、同ラチェットホイール74の右方へ環状に突出した端部に形成されたラチェット歯74ａが、前記クランク軸15の左端に固定されたボス部材65のラッチェット歯65ａに対向している。

スタータカバー71とラチェットホイール74間に介装されたフリクションスプリング75によりラチェットホイール74とともにラチェット軸72が左方に付勢されており、フリクションスプリング75に抗してラチェットホイール74が右方に移動するとラチェットホイール74のラッチェット歯74ａがボス部材65のラッチェット歯65ａと噛み合う。

スタータカバー71の後部側壁には軸受ボス部71ｂが内側に膨出しており、同軸受ボス部71ｂにキック軸76が貫通して回動自在に軸支されており、キック軸76の左端は左方外部に突出し、右端は左サイドカバー63に回動自在に嵌入している。

このキック軸76に駆動ヘリカルギヤ77が一体に嵌着されてリターンスプリング78により一方の回転方向に付勢されており、同駆動ヘリカルギヤ77がラチェット軸72のヘリカルギヤ73に噛合している。
キック軸76の左端に基端部を固着してキックペダル79が上下に揺動可能に取り付けられる。

したがってキックペダル79が踏み込まれ、キック軸76がリターンスプリング78に抗して回転すると、キック軸76と一体に駆動ヘリカルギヤ77が回転し、これと噛合する被動ヘリカルギヤ73がラチェット軸72とともに回転しながらフリクションスプリング75に抗して右方に摺動して、ラチェットホイール74のラチェット歯74ａがボス部材65のラチェット歯65ａと噛み合ってクランク軸15を強制的に回転させ内燃機関11を始動することができる。

この始動時のキックペダル79の踏み込みによるクランク軸15の回転トルクは、回転数が低速回転であり遠心クラッチ30のクラッチインナのみを回転してクラッチアウタ以降の動力伝達系に伝達しないので、始動作業が軽く容易にできる。

以上のように本動力伝達装置は、クランク軸15にキックスタータ70の駆動力が直接入力されるので、負荷側のギヤ機構12にニュートラル状態を選択形成するシフト装置などを必要とせず、始動機構が簡素化され部品点数が少なく低コスト化を図ることができ、また始動時にシフト操作が不要で操作性が向上する。

キックスタータ70は、クランク軸15の左端にあって始動時にラチェットホイール74の摺動によりクランク軸15と係合して一体に回動するので、始動時以外はクランク軸15と離れており、クランク系の慣性マスを増加させることなく出力特性の向上を図ることができる。

クランク軸15の一側に遠心クラッチ30とトルクコンバータ40を配設し、他側にキックスタータ70とともにＡＣジェネレータ60を配設するので、左右の重量バランスが良好で、車体の操縦安定性が向上するとともに、車幅方向のコンパクト化を図ることができる。

本実施の形態の動力伝達装置は、トルクコンバータ40により自動変速されるもので、ギヤ機構12は１組のギヤ25ｂ，26ｂの噛合による変速比一定の構造であるので、ギヤ機構12がシフト装置も不要で部品点数が少なく簡単な構造で小型軽量化および低コスト化を図ることができる。

なお図１ないし図３を参照して内燃機関11の略水平近くまで前傾したシリンダヘッド20から下方へ延出した排気管23は、斜め右側に寄りながら右サイドカバー28の下面に沿って後方へ延び、さらにマフラー24を構成して若干上向きに後輪６の右側を後方へ延出している。

マフラー24は車体の右側に設けられ、キックスタータ70とは反対側に配設されので、キックペダル79の可動範囲を考慮せずにマフラー24および排気管23をレイアウトできるためレイアウトの自由度が向上し、マフラー24の後端部を前方に詰めて配置することでマフラー24の全長を短くでき外観性を向上させることができる。

以上の実施の形態では、始動手段としてキックスタータ70が用いられたが、これをリコイルスタータ90とした例を図４に示す。
リコイルスタータ90以外のパワーユニットの構造は、前記実施の形態と同じであり、各部材について同じ符号を用いる。

クランク軸15の左端にＡＣジェネレータ60のアウタロータ61がボス部材80を介してボルト81により螺着緊締され、ＡＣジェネレータ60を覆う左サイドカバー82にインナステータ62が固定支持されている。

ボス部材80は左サイドカバー82の中央を貫通し、その突出した左端部に椀状のラチェットホイール91の基端が固着されて、ラチェットホイール91は左方に向けてラチェットホイール91のラチェット爪91ａを突出させている。

このラチェットホイール91を左側から覆うスタータカバー92の内面にクランク軸15と同軸にボス92ａが突出しており、このボス92ａに回転自在にスタータプーリ93が軸支されている。

スタータプーリ93はコイル状の戻しスプリング96により一方の回転方向に付勢され、その外周に巻き付けられたロープ97の端部がスタータカバー92の外部に配設されたスタータグリップ98に結着されている。

該スタータプーリ93の右側面には揺動ラチェット爪94がピン95により枢支され、この揺動ラチェット爪94の右側面に摺接するように摩擦板99が前記ボス92ａに固定されており、揺動ラチェット爪94がスタータプーリ93とともに回転すると摩擦板99との摺接により先端部が外周方向に揺動して前記クランク軸15と一体のラチェット部材91のラチェット爪91ａと係合可能となる。

したがってスタータグリップ98を引いてロープ97を介してスタータプーリ93を回転させると、ともに回転する揺動ラチェット爪94が摩擦板99に摺接して先端部を揺動させラチェット部材91のラチェット爪91ａと係合してクランク軸15を回転させて内燃機関11を始動する。

クランク軸15のＡＣジェネレータ60より外側の軸端に始動手段の駆動力が入力される構造であり、始動手段本体を内燃機関の外部に配置することができるので、この例のようにキックスタータ70の代わりにリコイルスタータ90を組付けることが容易にできる。

さらにセルモータの取り付けも可能であり、機種によってセルモータ，キックスタータ，リコイルスタータのいずれか最適の始動手段を選択して使用することができ、また変更も容易で高い汎用性がある。

本発明の一実施の形態に係る動力伝達装置を適用した自動二輪車の側面図である。 同平面図である。 同動力伝達装置におけるパワーユニットの縦断面図である。 別の実施の形態のパワーユニットの縦断面図である。

符号の説明

１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…フロントフォーク、５…リヤフォーク、６…後輪、７…シート、
10…パワーユニット、11…内燃機関、12…ギヤ機構、13Ｌ…左ユニットケース、13Ｒ…右ユニットケース、15…クランク軸、16Ｌ，16Ｒ…ベアリング、17…シリンダブロック、18…ピストン、19…コンロッド、20…シリンダヘッド、21…燃焼室、22…カム軸、23…排気管、24…マフラー、25…入力軸、26…出力軸、27…チェーン、28…右サイドカバー、
30…遠心クラッチ、31…インナプレート、32…インナボス部、33…支軸、34…クラッチウエイト、35…クラッチアウタ、36…アウタプレート、37…アウタボス部、38…一方向クラッチ、
40…トルクコンバータ、41…ポンプ羽根車、42…タービン羽根車、43…ステータ羽根車、44…ステータボス部、45…ステータ軸、46…ベアリング、47…フリーホイール、48…タービン軸、49…ベアリング、50…サイドカバー、51…フリーホイール、
55…動力伝達チェーン、56…チェーンスプロケット、
60…ＡＣジェネレータ、61…アウタロータ、62…インナステータ、63…左サイドカバー、64…ボルト、65…ボス部材、
70…キックスタータ、71…スタータカバー、72…ラチェット軸、73…被動ヘリカルギヤ、74…ラチェットホイール、75…フリクションスプリング、76…キック軸、77…駆動ヘリカルギヤ、78…リターンスプリング、79…キックペダル、
80…ボス部材、81…ボルト、82…左サイドカバー、
90…リコイルスタータ、91…ラチェットホイール、92…スタータカバー、93…スタータプーリ、94…揺動ラチェット爪、95…ピン、96…戻しスプリング、97…ロープ、98…スタータグリップ。

Claims (5)

1. 内燃機関のクランク軸の回転トルクがクラッチと流体伝動手段を介して負荷側伝動機構に伝達される車両用動力伝達装置において、
   前記クランク軸の一側に前記クラッチと前記流体伝動手段が並設され、
   前記クランク軸の他側に始動手段の駆動力が直接入力されることを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記流体伝動手段がトルクコンバータであり、
   前記負荷側伝動機構が変速比が一定のギヤ機構であることを特徴とする請求項１記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記クランク軸の前記始動手段の駆動力が入力される側にＡＣジェネレータが設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記クランク軸の前記ＡＣジェネレータより外側の軸端に前記始動手段の駆動力が入力されることを特徴とする請求項３記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記始動手段がキック式始動手段であり、
   同キック式始動手段の車体反対側に排気管および消音器が配設されたことを特徴とする請求項１記載の車両用動力伝達装置。
   

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