JP2008089125A - 鞍乗型車両の走行動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の鞍乗型車両の走行動力伝達装置で適用するギア式等の有段変速装置では、変速時の衝撃や騒音を軽減するには、複雑な変速構成や高価な部品が必要で製造コストが増加すると共に、組立性・メンテナンス性も低下する、という問題があった。また、クラッチ切の際に車軸への動力伝達が途切れるため、坂道での変速時には車両が不測に動いてしまい、走行性能が損なわれる、という問題もあった。
【解決手段】有段変速装置２９は、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチ３３ａと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチ３３ｂとを備えており、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で、前記第一クラッチ３３ａ及び第二クラッチ３３ｂのうちの一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせることより構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、運転席下方にあってエンジンからの動力を変速して出力軸から車軸に伝達する有段変速装置を配置した鞍乗型車両の走行動力伝達装置に関し、特に、運転者への衝撃や騒音の少ない円滑な変速が可能な有段変速装置に関する。

従来より、自動二輪車や四輪バギー車等の鞍乗型車両の走行動力伝達装置においては、エンジンから車軸への動力伝達を途切れさせることなく車速に応じて滑らかに無段変速するベルト式無段変速装置が一般に知られているが、該ベルト式無段式変速装置は、ベルトの強度、耐久力が十分とはいえないため、大型車両への適用が困難であった。そこで、大型車両ではギア式等の有段変速装置が適用されるが、運転席のごく近傍に変速装置を配置した鞍乗型車両にあっては、変速時の衝撃や騒音が大きく、乗り心地が必ずしも良好といえるものではなかった。
これに対し、変速装置への入力軸の回転数と変速装置からの出力軸の回転数とをそれぞれ検知し、入力軸の回転数を出力軸の回転数と一致するように増減速させて同期回転させた後、変速してクラッチ「入」とすることにより、変速時の衝撃や騒音を軽減する技術（例えば、特許文献１参照）が公知となっている。
特開平５−１５７１６３号公報

しかしながら、前記技術では、入力軸と出力軸の回転数を検知するセンサ、入力軸を増減速させる電動機、及び該電動機を前記センサからの信号に基づいて制御するコントローラ等が別途必要となり、変速構成が複雑で部品自体も高価なため、製造コストが増加すると共に、組立性・メンテナンス性も低下する、という問題があった。
また、クラッチ切の際に車軸への動力伝達が途切れるため、坂道での変速時には車両が不測に動いてしまい、走行性能が損なわれる、という問題もあった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、運転席下方にあってエンジンからの動力を変速して出力軸から車軸に伝達する有段変速装置を配置した鞍乗型車両の走行動力伝達装置において、前記有段変速装置は、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備えており、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で、前記第一クラッチ及び第二クラッチのうちの一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせるものである。
請求項２においては、前記出力軸は、前記エンジンから有段変速装置への入力軸と同一軸心上に設けるものである。
請求項３においては、前記出力軸は、前記入力軸に相対回転自在に外嵌した筒状部材とするものである。
請求項４においては、前記エンジンから有段変速装置までの入力伝達列と、該有段変速装置から前記車軸までの出力伝達列とを、鞍乗型車両の左右同側で前後に設けるものである。
請求項５においては、前記エンジンと有段変速装置とを別体に設けるものである。
請求項６においては、前記出力軸に変速動力を伝達する変速軸上に設けた制動装置と、該制動装置を作動させる制動スイッチとを備えるものである。
請求項７においては、前記有段変速装置において、前記エンジンの回転数の増加とともに高速段に自動的に変速する自動変速モードと、変速操作部材を操作して手動で変速する手動変速モードとを切り替え可能な変速モード切替スイッチを設けるものである。
請求項８においては、前記有段変速装置において、前記第一クラッチ及び第二クラッチを背中合わせに配置するものである。

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、運転席下方にあってエンジンからの動力を変速して出力軸から車軸に伝達する有段変速装置を配置した鞍乗型車両の走行動力伝達装置において、前記有段変速装置は、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備えており、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で、前記第一クラッチ及び第二クラッチのうちの一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせるので、エンジンから車軸への動力伝達を途切れさせることなく滑らかに変速することができ、複雑かつ高価な変速構成を用いることなく、変速時の衝撃や騒音を軽減して鞍乗型車両の乗り心地を大きく向上させることができる。更に、登坂時にも下がったりすることがなく確実に走行でき、走行性能も大幅に向上させることができる。
請求項２においては、前記出力軸は、前記エンジンから有段変速装置への入力軸と同一軸心上に設けるので、前記出力軸をミッションケースに回動自在に支持する回動支持部材やそのための空間を省略することができ、有段変速装置の部品コストの低減とコンパクト化を図ることができる。
請求項３においては、前記出力軸は、前記入力軸に相対回転自在に外嵌した筒状部材とするので、簡単な構成で出力軸を入力軸と同一軸心上に設けることができる。
請求項４においては、前記エンジンから有段変速装置までの入力伝達列と、該有段変速装置から前記車軸までの出力伝達列とを、鞍乗型車両の左右同側で前後に設けるので、外部伝達部材を鞍乗型車両の左右一側にまとめて車幅を狭くすることができ、小回り性が向上するばかりでなく、狭い道路の通行や狭いスペースへの駐車を可能にすることができる。
請求項５においては、前記エンジンと有段変速装置とを別体に設けるので、エンジンと有段変速装置を自由に配置することができ、各装置のレイアウトの自由度を高めて様々なバリエーションの鞍乗型車両を得ることができる。
請求項６においては、前記出力軸に変速動力を伝達する変速軸上に設けた制動装置と、該制動装置を作動させる制動スイッチとを備えるので、該制動スイッチにより出力軸直前の変速軸を直接制動して確実に固定することができ、高い駐車ブレーキ性能を得ることができる。
請求項７においては、前記有段変速装置において、前記エンジンの回転数の増加とともに高速段に自動的に変速する自動変速モードと、変速操作部材を操作して手動で変速する手動変速モードとを切り替え可能な変速モード切替スイッチを設けるので、該変速モード切替スイッチにより自動変速と手動変速を迅速に切り替えることができ、走行条件に適したモードに設定して常に高い走行性能を維持することができる。
請求項８においては、前記有段変速装置において、前記第一クラッチ及び第二クラッチを背中合わせに配置するので、通常のように各クラッチを別体で離間させて配置する場合と比べ、クラッチ配置のための空間を狭くし、クラッチ部品の共通化も図ることができ、有段変速装置の部品コストの低減とコンパクト化を更に推し進めることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に関わる二輪自動車の全体構成を示す側面図、図２は伝達構成を示すスケルトン図、図３はミッションケースの側面一部断面図、図４はミッションケース上部のシリンダ室の底面図、図５は変速操作・クラッチ操作のための油圧回路図、図６は四輪バギー車の伝達構成を示すスケルトン図、図７は四輪バギー車の入力伝達列・出力伝達列の構成を示す、チェーンケースの側面図である。

まず、本発明に係わる鞍乗型車両としての自動二輪車１の全体構成について、図１、図２により説明する。
該自動二輪車１においては、エンジン２が、複数のブラケット１５を介して、車体フレーム３前部の左右のダウンパイプ３ａと車体フレーム３下部の左右のメインパイプ３ｂとの間に保持されると共に、車体フレーム３前端部には、スロットルグリップ１２を有するハンドルバー４の中央部に設けられた図示せぬ旋回装置が回動自在に支持され、該旋回装置に支持されるフロントフォーク７には前車軸３０を介して前輪８が軸着されており、前記スロットルグリップ１２を把持してハンドルバー４を回動することにより前輪８を操舵するようにしている。

そして、前記車体フレーム３上部のアッパーパイプ３ｃには燃料タンク１０が搭載され、該燃料タンク１０の後方にはシート５が配置され、該シート５は前部の運転者用シート５ａと後部の同乗者用シート５ｂから成り、該同乗者用シート５ｂの下方にはリアフェンダ６が保持されている。更に、該リアフェンダ６の下方には、車体フレーム３後部のリアパイプ３ｄの後端部に回動自在に支持された後車軸３１に後輪９が固設されている。

前記エンジン２の後部で左右のメインパイプ３ｂ上には、本発明に係わる走行動力伝達装置における有段変速装置２９を内設したミッションケース１１が、複数の前記ブラケット１５を介して配置されている。該ミッションケース１１は前記エンジン２とは一体物ではないため、有段変速装置２９がエンジン２に組み込まれた状態ではなく、前記ブラケット１５を取り外すことで、有段変速装置２９のみをミッションケース１１ごとエンジン２から脱着させることができるようにしている。これにより、エンジン２に対する有段変速装置２９の配置を容易に変更することができる。

すなわち、前記エンジン２と有段変速装置２９とを別体に設けるので、エンジン２と有段変速装置２９を自由に配置することができ、各装置のレイアウトの自由度を高めて様々なバリエーションの鞍乗型車両である自動二輪車１を得ることができる。

前記ミッションケース１１の左側より側方に突設された入力軸１８には、前記エンジン２からこの入力軸１８と同じ側に突設された出力軸１７が、入力伝達列１９を介して接続されている。該入力伝達列１９は、前記出力軸１７・入力軸１８にそれぞれ固設されたスプロケット２１・スプロケット２２と、該スプロケット２１とスプロケット２２と間に巻回されたチェーン２３とから構成されると共に、前記エンジン２の左側面に固設されたチェーンケース２４に内設されている。

更に、前記入力伝達列１９と同じ側に出力伝達列２０が設けられており、該出力伝達列２０は、前記ミッションケース１１からの出力軸２５の左端に固設されたスプロケット２６と、前記後車軸３１の左部に固設されたスプロケット２７と、該スプロケット２７と前記スプロケット２６との間に巻回されたチェーン２８とから構成されており、前記エンジン２から入力伝達列１９を介してミッションケース１１内に入力された動力は、有段変速装置２９で変速された後、出力伝達列２０を介して後輪９に伝達され、該後輪９を回転駆動するようにしている。そして、これら入力伝達列１９、有段変速装置２９、出力伝達列２０等から本発明に係わる走行動力伝達装置が構成されている。

これにより、入力伝達列１９と出力伝達列２０を前後方向に略一列に連設させることができる。すなわち、エンジン２から有段変速装置２９までの入力伝達列１９と、該有段変速装置２９から車軸である後車軸３１までの出力伝達列２０とを、鞍乗型車両である自動二輪車１の左右同側で前後に設けるので、外部伝達部材を鞍乗型車両の左右一側にまとめて車幅を狭くすることができ、小回り性が向上するばかりでなく、狭い道路の通行や狭いスペースへの駐車を可能にすることができるのである。

なお、前記メインパイプ３ｂには運転者が足を置くステップ１３が固設され、該ステップ１３上方には、前記有段変速装置２９に連動したアクセルペダル１４が配設されており、該アクセルペダル１４の踏み込み動作によって、後述するように、手動で変速操作が行えるようにしている。

次に、前記有段変速装置２９について、図２、図３、図５により説明する。
有段変速装置２９を収納するミッションケース１１には、前記入力軸１８と変速軸３２とが平行に機体左右方向に横架され、更にこのうちの入力軸１８の左部には、筒状に形成された前記出力軸２５が相対回転自在に外嵌されている。そして、該出力軸２５は、前記ミッションケース１１の開口部１１ａに、同心軸上にある前記入力軸１８の左部と一緒に回動自在に支持されている。

すなわち、前記出力軸２５は、前記エンジン２から有段変速装置２９への入力軸１８と同一軸心上に設けるので、前記出力軸２５をミッションケース１１に回動自在に支持する回動支持部材やそのための空間を省略することができ、有段変速装置２９の部品コストの低減とコンパクト化を図ることができる。更に、この出力軸２５は、前記入力軸１８に相対回転自在に外嵌した筒状部材とするので、簡単な構成で出力軸２５を入力軸１８と同一軸心上に設けることができる。

また、前記入力軸１８の左右略中央部には摩擦多板式のクラッチ３３が配設され、該クラッチ３３は左から順に第一クラッチ部３３ａと第二クラッチ部３３ｂとから成り、このうちの第一クラッチ部３３ａの左方には、前記出力軸２５の右端に固設されたギア３４が配置されている。そして、これら第一クラッチ部３３ａと第二クラッチ部３３ｂとは、背中合わせに隣接して設けられ、しかも共通のクラッチ板部３３ｃ等を使用する構成となっている。すなわち、前記有段変速装置２９において、前記第一クラッチ３３ａ及び第二クラッチ３３ｂを背中合わせに配置するので、通常のように各クラッチを別体で離間させて配置する場合と比べ、クラッチ配置のための空間を狭くし、クラッチ部品の共通化も図ることができ、有段変速装置の部品コストの低減とコンパクト化を更に推し進めることができる。

前記第一クラッチ部３３ａの入力軸１８上には、一体的に形成された前進１速出力ギア３５と前進３速出力ギア３７が回転自在に設けられており、第一クラッチ部３３ａのクラッチが入ると、前記前進１速出力ギア３５、前進３速出力ギア３７は、第一クラッチ部３３ａを介して入力軸１８に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のためには、第一クラッチ油圧シリンダ４７が設けられている。

同様に、前記第二クラッチ部３３ｂの入力軸１８上には、一体的に形成された前進４速出力ギア３８と前進２速出力ギア３６と後進出力ギア３９とが回転自在に設けられており、第二クラッチ部３３ｂのクラッチが入ると、前記前進４速出力ギア３８、前進２速出力ギア３６、後進出力ギア３９は、第二クラッチ部３３ｂを介して入力軸１８に相対回転不能に係合される。このクラッチ入切のためには、第二クラッチ油圧シリンダ４８が設けられている。そして、これら第一クラッチ油圧シリンダ４７と第二クラッチ油圧シリンダ４８とは、後述するクラッチ作動機構によって動作し、第一クラッチ部３３ａと第二クラッチ部３３ｂが切状態から入状態までの伝達トルクを徐々に連続的に変化させることができるようにしている。

また、前記変速軸３２上には相対回転可能に、左から順に、前進１速従動ギア４０、前進３速従動ギア４２、前進４速従動ギア４３、前進２速従動ギア４１、後進従動ギア４４が環設されている。このうちの前進１速従動ギア４０、前進３速従動ギア４２、前進４速従動ギア４３、前進２速従動ギア４１は、前記入力軸１８上の前進１速出力ギア３５、前進３速出力ギア３７、前進４速出力ギア３８、前進２速出力ギア３６にそれぞれ噛合している。後進従動ギア４４については、入力軸１８と変速軸３２との間に機体左右方向に設けられた中間軸４５上のアイドルギア４６と噛合し、該アイドルギア４６が前記後進出力ギア３９と噛合されている。

このような構成において、ギア３５・４０より成る前進１速ギア列、ギア３６・４１より成る前進２速ギア列、ギア３７・４２より成る前進３速ギア列、ギア３８・４３より成る前進４速ギア列、及びギア３９・４６・４４より成る後進ギア列が形成されている。

また、前記変速軸３２上において、前記前進１速従動ギア４０と前進３速従動ギア４２との間には同期装置を介してスプラインハブ４９を、前記前進２速従動ギア４１と前進４速従動ギア４３との間には同期装置を介してスプラインハブ５０を、前記後進従動ギア４４の右方には同期装置を介してスプラインハブ５１を、それぞれ相対回転不能に係合している。このうちのスプラインハブ４９にはシフタ４９ａが、スプラインハブ５０にはシフタ５０ａが、スプラインハブ５１にはシフタ５１ａが、それぞれ、軸芯方向摺動自在かつ相対回転不能に係合されている。

そして、前進１速と前進３速の従動ギア４０・４２でスプラインハブ４９側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部４０ａ・４２ａが形成され、前進２速と前進４速の従動ギア４１・４３でスプラインハブ５０側に向かう部分には、それぞれクラッチ歯部４１ａ・４３ａが形成され、後進従動ギア４４でスプラインハブ５１側に向かう部分には、クラッチ歯部４４ａが形成されている。

このような構成において、該クラッチ歯部４０ａ・４１ａ・４２ａ・４３ａ・４４ａを、後述のシフタ作動機構によって前記シフタ４９ａ・５０ａ・５１ａに同期装置を介して係合させることで、その該当する従動ギアを変速軸３２に相対回転不能に係合させることができ、該変速軸３２には、前記入力軸１８からの動力を前記各ギア列を介して円滑に伝達できるようにしている。

そして、この変速軸３２上で前記前進１速従動ギア４０の左方にはギア５２が固設され、該ギア５２は前記出力軸２５右端のギア３４に噛合されており、変速軸３２からの動力は、前記出力伝達列２０を介して後輪９に伝達されるようにしている。

また、変速軸３２上で前記スプラインハブ５１の右方には制動装置５３が設けられている。該制動装置５３は、変速軸３２上に環設された制動部材５６と、該制動部材５６を貫通してミッションケース１１内壁に固設させるピン止め部材５７とから構成され、このうちの制動部材５６には、前記スプラインハブ５１側に向かう部分にクラッチ歯部５６ａが形成されている。これにより、クラッチ歯部５６ａを後述のシフタ作動機構によって前記シフタ５１ａに同期装置を介して係合させることで、ミッションケース１１に固定した制動部材５６に変速軸３２を係合させ、該変速軸３２に制動力を付与できるようにしている。

次に、有段変速装置２９のおけるシフタ及びクラッチの作動機構について、図１乃至図５により説明する。
前記シフタ４９ａ・５０ａ・５１ａには、第一フォーク５８、第二フォーク５９、第三フォーク６０の先部がそれぞれ係合され、該第一フォーク５８、第二フォーク５９、第三フォーク６０基部の各ボス部には、第一シフタ軸６８、第二シフタ軸６９、第三シフタ軸７０がそれぞれ挿通固定されている。

該第一シフタ軸６８、第二シフタ軸６９、第三シフタ軸７０は、前記ミッションケース１１上部に設けられたシフタケース６１から垂設された左右の軸受壁６２・６３の間に、互いに平行に左右摺動可能に挿通され、水平方向に並設されており、更に、該第一シフタ軸６８、第二シフタ軸６９、第三シフタ軸７０には、前記第一フォーク５８、第二フォーク５９、第三フォーク６０の各ボス部が、ピン６４等を介して相対回転不能でかつ軸方向移動不能に固定されている。これにより、第一フォーク５８、第二フォーク５９、第三フォーク６０が、第一シフタ軸６８、第二シフタ軸６９、第三シフタ軸７０とそれぞれ一体的となって、機体左右方向に摺動できるようにしている。

この場合、前記第一シフタ軸６８を左右に摺動すると、第一フォーク５８が、シフタ４９ａを動かして該シフタ４９ａがスプラインハブ４９に対して従動ギア４０・４２のいずれかを係合させ、該従動ギア４０を含む前進１速と従動ギア４２を含む前進３速とから成る奇数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができる。一方、第二シフタ軸６９を左右に摺動すると、第二フォーク５９が、シフタ５０ａを動かして該シフタ５０ａを従動ギア４１・４３のいずれかに係合させ、該従動ギア４１を含む前進２速と従動ギア４３を含む前進４速とから成る偶数段のギア列のうちから、一つのギア列を選択することができる。

これにより、前記有段変速装置２９において、前記奇数段の複数の変速駆動列である前進１速と３速のギア列、及び前記偶数段の複数の変速駆動列である前進２速と４速のギア列を備え、前記複数の奇数段の変速駆動列である前進１速と３速のギア列より一つの変速駆動列を選択するための第一シフタ軸６８と、前記複数の偶数段の変速駆動列である前進２速と４速のギア列より一つの変速駆動列を選択するための第二シフタ軸６９とを水平方向に並設しているので、有段変速装置２９を収納するケースの上下幅を小さく抑えることができる。

また、前記シフタケース６１内には、第一油圧シリンダ８８、第二油圧シリンダ８９、第三油圧シリンダ９０が平行に機体左右方向に配設され、該第一油圧シリンダ８８、第二油圧シリンダ８９、第三油圧シリンダ９０の各ロッド６５・６６・６７の一端からは連結アーム７１が垂設され、各連結アーム７１の下端は、前記第一シフタ軸６８、第二シフタ軸６９、第三シフタ軸７０の一端にそれぞれ連結されている。

そして、このうちの第一油圧シリンダ８８においては、前記ロッド６５の他端には、大径部７２ａと小径部７２ｂとからなる第一ピストン７２が固設され、このうちの小径部７２ｂには、前記大径部７２ａよりも大きな外径を有する円筒状の第二ピストン７３が、小径部７２ｂ上を軸芯方向に摺動可能に外嵌されている。これら第一ピストン７２と第二ピストン７３とからなるピストン７４を挟んで機体左右方向には、油室９１・９２が形成され、該油室９１・９２は、それぞれ電磁切替弁７６・７７に接続されている。

このような構成において、中立状態の場合には、電磁切替弁７６・７７から油路８２・８３を介して両油室９１・９２にそれぞれ圧油が供給されるが、ピストン７４の油室９２側の受圧面積の方が油室９１側の受圧面積よりも大きいため、ピストン７４は、油室９１側に押動され、第二ピストン７３の内側外周角部がシフタケース６１の肩部６１ａに当接した位置で保持される。この保持位置を中立位置と規定する。これにより、ピストン７４を中立位置に精度良く位置決めすることができる。

前進１速の場合には、前記電磁切替弁７７による油室９２への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン７４が油室９１内の油圧によって油室９２側に押動され、該油室９２の最外端に相当する前進１速位置に保持される。前進３速の場合には、前記電磁切替弁７６による油室９１への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン７４が油室９２内の油圧によって油室９１側に押動され、前記肩部６１ａに阻まれて移動不能な第二ピストン７３を残した状態で第一ピストン７２だけが油室９１の最外端に相当する前進３速位置まで摺動して保持される。

第二油圧シリンダ８９においても、同様にして、前進２速位置、中立位置、前進４速位置の位置決めが行われる。すなわち、前記ロッド６６の他端に、大径部９３ａと小径部９３ｂとからなる第一ピストン９３が固設され、該小径部９３ｂには、前記大径部９３ａよりも大きな外径を有する円筒状の第二ピストン９４が、小径部９３ｂ上を軸芯方向に摺動可能に外嵌されている。これら第一ピストン９３と第二ピストン９４とからなるピストン９５を挟んで機体左右方向には、油室９６・９７が形成され、該油室９６・９７は、それぞれ電磁切替弁７８・７９に接続されている。

このような構成において、中立状態の場合には、電磁切替弁７８・７９から油路８４・８５を介して両油室９６・９７にそれぞれ圧油が供給されるが、ピストン９５の油室９７側の受圧面積の方が油室９６側の受圧面積よりも大きいため、ピストン９５は、油室９６側に押動され、第二ピストン９４の内側外周角部がシフタケース６１の肩部６１ｂに当接した位置で保持される。この保持位置を中立位置と規定する。これにより、ピストン９５を中立位置に精度良く位置決めすることができる。

前進２速の場合には、前記電磁切替弁７９による油室９７への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン９５が油室９６内の油圧によって油室９７側に押動され、該油室９７の最外端に相当する前進２速位置に保持される。前進４速の場合には、前記電磁切替弁７８による油室９６への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン９５が油室９７内の油圧によって油室９６側に押動され、前記肩部６１ｂに阻まれて移動不能な第二ピストン９４を残した状態で第一ピストン９３だけが油室９６の最外端に相当する前進４速位置まで摺動して保持される。

第三油圧シリンダ９０においても、同様にして、駐車位置、中立位置、後進位置の位置決めが行われる。すなわち、前記ロッド６７の他端に、大径部９８ａと小径部９８ｂとからなる第一ピストン９８が固設され、該小径部９８ｂには、前記大径部９８ａよりも大きな外径を有する円筒状の第二ピストン９９が、小径部９８ｂ上を軸芯方向に摺動可能に外嵌されている。該第二ピストン９９は、バネ等によって大径部９８ａ側に常時付勢され、小径部９８ｂから軸芯方向に脱着しないようにしている。これら第一ピストン９８と第二ピストン９９とからなるピストン１００を挟んで機体左右方向には、油室１０１・１０２が形成され、該油室１０１・１０２は、それぞれ電磁切替弁８０・８１に接続され、該電磁切替弁８０・８１は、油圧回路内で前記電磁切替弁７６乃至７９に接続されて圧油を供給するための変速制御用の変速油路１１１と接続されている。更に、シリンダ壁１０４と小径部９８ｂとの間には付勢バネ１０３が設けられており、該付勢バネ１０３によって第一ピストン９８を油室１０１側に常時付勢するようにしている。

このような構成において、中立状態の場合には、電磁切替弁８０・８１から油路８６・８７を介して両油室１０１・１０２にそれぞれ圧油が供給されるが、ピストン１００の油室１０２側の受圧面積の方が油室１０１側の受圧面積よりも大きいため、ピストン１００は、油室１０１側に押動され、第二ピストン９９の内側外周角部がシフタケース６１の肩部６１ｃに当接した位置で保持される。この保持位置を中立位置と規定する。これにより、ピストン１００を中立位置に精度良く位置決めすることができる。

後進の場合には、前記電磁切替弁８１による油室１０２への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン１００が油室１０１内の油圧によって油室１０２側に押動され、該油室１０２の最外端に相当する後進位置に保持される。駐車の場合には、前記電磁切替弁８０による油室１０１への圧油の供給のみを停止することにより、ピストン１００が油室１０２内の油圧、及び前記付勢バネ１０３による弾性力によって油室１０１側に押動され、前記肩部６１ｃに阻まれて移動不能な第二ピストン９９を残した状態で第一ピストン９８だけが油室１０１の最外端に相当する駐車位置まで摺動して保持される。

以上のような構成において、エンジン始動前は、全ての油圧シリンダ８８・８９・９０に圧油が供給されず、第一油圧シリンダ８８と第二油圧シリンダ８９は共に中立位置Ｎにあり、第三油圧シリンダ９０のみが前記付勢バネ１０３によって駐車位置に移動しているため、有段変速装置２９は前記制動装置５３が作動した状態にある。

そして、エンジンを始動させると、全ての電磁切替弁７６乃至８１が非励磁位置にあるため有段変速装置は中立位置に保持される。前記電磁切替弁７６乃至８１のうちの所定の電磁切替弁に変速指令信号が送られると、前述のようにして所定の変速位置にピストン７４・９５・１００が移動し、該ピストン７４・９５・１００に固設されたロッド６５・６６・６７が、連結アーム７１、シフタ軸６８・６９・７０、フォーク５８・５９・６０を介して、前記シフタ４９ａ・５０ａ・５１ａを各変速段の従動ギア４０・４１・４２・４３・４４に係合させる。すると、該従動ギア４０・４１・４２・４３・４４からの変速動力が、シフタ４９ａ・５０ａ・５１ａを介して変速軸３２に伝達され、前記出力軸２５から出力伝達列２０を介して後車軸３１に伝達されて、自動二輪車１が各種変速段で走行される。

また、前記入力軸１８に設けたポンプ１０８によってタンク１０９からオイルフィルター１１０を介して吸入された油は、分岐して一方は前記変速油路１１１に、他方はクラッチ制御用のクラッチ油路１１２に流れ込む。そして、該クラッチ油路１１２内の圧油は、リリーフ弁１１３によって最高圧が回路保護のために規制された状態で、ラインフィルター１１４、電磁比例減圧弁１１５、ラインフィルター１１６を介して、前記第一クラッチ油圧シリンダ４７に供給されると共に、ラインフィルター１１７、電磁比例減圧弁１１８、ラインフィルター１１９を介して、前記第二クラッチ油圧シリンダ４８にも供給される。

これにより、前記電磁比例減圧弁１１５・１１８を使って、前記第一クラッチ油圧シリンダ４７・第二クラッチ油圧シリンダ４８のピストン１２０・１２１を徐々に連続的に移動させることができ、例えば、前記第一クラッチ部３３ａ・第二クラッチ部３３ｂのように多板式の摩擦クラッチの場合には、ピストン１２０・１２１によって摩擦板間の挟持力を連続的に変化させ、クラッチの切状態から入状態までの伝達トルク間を連続的に変化させることができるのである。

なお、前記リリーフ弁１１３の下流側の油路１２２にはリリーフ弁１２３が設けられ、該リリーフ弁１２３によって潤滑油としての最高圧が規制された状態で、前記有段変速装置２９に含まれる各部材の被潤滑部位１２４や前記第一クラッチ部３３ａ・第二クラッチ部３３ｂに、潤滑油として供給される。

次に、以上のような構成から成る有段変速装置２９の変速制御及び制動制御について、図１乃至図５により説明する。
このうちの変速制御については、前記アクセルペダル１４の踏み込み動作とそのときの車速との関係で変速されるものであり、現在の変速段が前進１速で、次の変速段が前進２速の場合の変速制御を例に説明する。

前進１速で走行中は、前記第一クラッチ部３３ａは接続されて入状態にある。この時、前記第一シフタ軸６８は、前進１速位置に保持されているため、前記第一フォーク５８を介してシフタ４９ａが前進１速従動ギア４０に係合されており、変速軸３２が前記第一クラッチ部３３ａと接続されている。これにより、エンジン２からの動力は、入力軸１８から第一クラッチ部３３ａに伝達された後、前進１速ギア列３５・４０で前進１速に変速され、該前進１速の動力が、変速軸３２から出力軸２５、出力伝達列２０を介して後車軸３１へと伝達されている。一方、前記第二クラッチ部３３ｂは切断されて切状態にある。この時、前記第二シフタ軸６９は中立位置に保持されており、前記第二フォーク５９を介してシフタ５０ａも中立位置に保持されている。

そして、前記アクセルペダル１４を踏み込み操作して、前進１速から前進２速への変速指令信号が図示せぬ制御装置から発せられると、第一クラッチ部３３ａの入状態、該第一クラッチ部３３ａに接続された前進１速ギア列３５・４０の変速軸３２との係合状態、及び第二クラッチ部３３ｂの切状態はそのままで変更されることなく、該第二クラッチ部３３ｂに接続される前進２速ギア列３６・４１が前記変速軸３２と係合状態になる。つまり、前記電磁切替弁７９が切り替え制御されて第二油圧シリンダ８９のロッド６６が移動され、第二シフタ軸６９が前進２速位置まで移動される。すると、前記第二フォーク５９を介してシフタ５０ａが中立位置から前進２速従動ギア４１まで摺動し係合され、その結果、変速軸３２が前記前進２速ギア列３６・４１を介して前記第二クラッチ部３３ｂと接続される。ただし、該第二クラッチ部３３ｂ自体は依然切状態にあり、エンジン２から前進２速ギア列３６・４１への動力は切断されたままであるため、前進２速ギア列３６・４１と変速軸３２との係合に伴う伝達系への過剰な負荷は発生しない。

変速指令信号が発せられてから若干時間が経過すると、第一クラッチ部３３ａは徐々に切断が進み、第二クラッチ部３３ｂは徐々に接続が進む内容のクラッチ断接指令信号が制御装置から発せられる。すると、前記電磁比例減圧弁１１５・１１８が比例減圧制御されて、前記第一クラッチ油圧シリンダ４７のピストン１２０と第二クラッチ油圧シリンダ４８のピストン１２１が徐々に連続的に移動し、第一クラッチ部３３ａは現在の入状態から切状態に離間作動が進み、第二クラッチ部３３ｂは現在の切状態から入状態に接合作動が進み、これら離間作動と接合作動とが並行して行われる。

更に、クラッチ断接指令信号が継続して発せられ続けると、前記第一クラッチ部３３ａは完全に切状態、第二クラッチ部３３ｂは完全に入状態となる。つまり、このクラッチ断接指令信号が発せられている間は、前進１速ギア列３５・４０、前進２速ギア列３６・４１は変速軸３２と常時係合状態にあることから、第一クラッチ部３３ａに接続された前進１速ギア列３５・４０へのエンジン２からの動力は徐々に減少していく一方、第二クラッチ部３３ｂに接続された前進２速ギア列３６・４１へのエンジン５からの動力は徐々に増加していくこととなる。これにより、前進１速ギア列３５・４０と前進２速ギア列３６・４１から変速軸３２への動力は、徐々に前進１速から前進２速に切り替わっていき、その間はエンジン２からの動力は途切れることがない。

そして、時間が経過して変速完了信号が制御装置から発せられると、第二クラッチ部３３ｂの入状態、該第二クラッチ部３３ｂに接続された前進２速ギア列３６・４１の変速軸３２との係合状態、及び第一クラッチ部３３ａの切状態はそのまま変更されることなく、該第一クラッチ部３３ａに接続される前進１速ギア列３５・４０を変速軸３２と非係合状態にする。つまり、前記電磁切替弁７７が切り替え制御されて第一油圧シリンダ８８のロッド６５が移動され、第一シフタ軸６８が中立位置まで移動され、前記第一フォーク５８を介してシフタ４９ａが前進１速従動ギア４０から中立位置まで摺動される。これにより、第一クラッチ部３３ａを切状態、第二クラッチ部３３ｂを入状態とした上で、第一クラッチ部３３ａに接続された前進１速ギア列３５・４０を変速軸３２と非係合状態とすることができ、前進１速から前進２速への変速が完了する。ただし、第一クラッチ部３３ａは切状態にあり、エンジン２から前進１速ギア列３５・４０への動力は既に切断されているため、前進１速ギア列３５・４０と変速軸３２との非係合に伴う伝達系への過剰な負荷は発生しない。

他の変速段間の変速制御も上記と同様なプロセスで実施される。すなわち、運転席であるシート５の下方にあってエンジン２からの動力を変速して出力軸２５から車軸である後車軸３１に伝達する有段変速装置２９を配置した鞍乗型車両である自動二輪車１のの走行動力伝達装置において、前記有段変速装置２９は、奇数段の変速駆動列である前進１速と３速のギア列への動力断接用の第一クラッチである第一クラッチ部３３ａと、偶数段の変速駆動列である前進２速と４速のギア列への動力断接用の第二クラッチである第二クラッチ部３３ｂとを備えており、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で、前記第一クラッチ部３３ａ及び第二クラッチ部３３ｂのうちの一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせるので、エンジン２から後車軸３１への動力伝達を途切れさせることなく滑らかに変速することができ、複雑かつ高価な変速構成を用いることなく、変速時の衝撃や騒音を軽減して鞍乗型車両の乗り心地を大きく向上させることができる。更に、登坂時にも下がったりすることがなく確実に走行でき、走行性能も大幅に向上させることができるのである。

なお、前記制御装置には、前記スロットルグリップ１２近傍のハンドルバー４に設けた後進切替スイッチ５４が接続されており、該後進切替スイッチ５４を前進モードから後進モードに切り替えると、制御装置に後進信号が送られ、該後進信号に基づいて、電磁比例減圧弁１１８が比例減圧制御され前記第二クラッチ部３３ｂが切状態に保持されたままで、電磁切替弁８１が切り替え制御される。すると、第三油圧シリンダ９０のロッド６７が移動され、第三シフタ軸７０が中立位置から後進位置まで移動されて、第三フォーク６０を介してシフタ５１ａが後進従動ギア４４に係合される。その後、上述のようにして、第二クラッチ部３３ｂが徐々に入状態に移行していき、該第二クラッチ部３３ｂのクラッチが完全に入ると、後進走行するようになる。これにより、スロットルグリップ１２近傍の後進切替スイッチ５４を切り替えるだけの簡単な操作で、激しい衝撃や騒音を発生させることなく自動二輪車１を円滑に後進させることができ、該自動二輪車１を手で押しながら駐車したり坂道を移動させる際に、運転者の負担を大きく軽減させることができる。

また、変速制御としては、アクセルペダル１４の踏み込み操作のみで上述のようにして任意に変速させる手動変速モードに加え、エンジン２の回転数に従って変速段が自動的に変速される自動変速モードを設けて、該自動変速モードと前記手動変速モードとの間で自在に切り替え可能な制御構成にすることができる。このうちの自動変速モードにおいては、各変速段間について変速する際のエンジン２のスロットル開度と車速との固有関係を示す変速点特性モデルと、センサによって実際に検出されたエンジン２のスロットル開度と車速の検出値とに基づいて、前記変速指令信号と変速完了信号の発信時期が決定される。

これら手動変速モードと自動変速モード間の切り替えは、前記後進切替スイッチ５４近傍に設けた変速モード切替スイッチ７５によって行う。該変速モード切替スイッチ７５は、前記制御装置に接続されており、手動変速モードから自動変速モードに切り替えると、制御装置に自動変速信号が送られ、該自動変速信号に基づいて、前記電磁比例減圧弁１１５・１１８と電磁切替弁７６乃至８１が制御され、変速段が自動的に変速される構成としている。これにより、スロットルグリップ１２近傍の変速モード切替スイッチ７５を切り替えるだけの簡単な操作で、走行目的や道路状況等に適した変速モードに切り替えることができる。

すなわち、前記有段変速装置２９において、前記エンジン２の回転数の増加とともに高速段に自動的に変速する自動変速モードと、変速操作部材であるアクセルペダル１４を操作して手動で変速する手動変速モードとを切り替え可能な変速モード切替スイッチ７５を設けるので、該変速モード切替スイッチ７５により自動変速と手動変速を迅速に切り替えることができ、走行条件に適したモードに設定して常に高い走行性能を維持することができる。

また、有段変速装置２９の制動制御は、自動二輪車１を駐車場まで移動して駐車する際に、前記制動装置５３によって駐車ブレーキを掛けるためのものである。前記制御装置にはハンドルバー４に設けた駐車ブレーキスイッチ５５が接続されており、該駐車ブレーキスイッチ５５を入れると制御装置に駐車信号が送られ、該駐車信号に基づいて電磁切替弁８０が切り替え制御されるようにしている。

すると、前記第三油圧シリンダ９０のロッド６７が移動され、第三シフタ軸７０が中立位置から駐車位置まで移動されて、第三フォーク６０を介してシフタ５１ａが制動部材５６に係合される。この制動部材５６によって変速軸３２が制動され、駐車時には後車軸３１を回転しないように固定させることができる。そして、この状態でエンジン２を停止しても、前述の如く、第三油圧シリンダ９０には圧油が供給されずに第三シフタ軸７０は付勢バネ１０３によって駐車位置に保持されたままとなり、駐車中に誤って駐車ブレーキが解除されることがないようにしている。更に、この際、ミッションケース１１にピン止め部材５７によって固設された制動部材５６の制動力が、前記出力軸２５直前の変速軸３２に直接作用する構成となっている。

すなわち、前記出力軸２５に変速動力を伝達する変速軸３２上に設けた制動装置５３と、該制動装置５３を作動させる制動スイッチである駐車ブレーキスイッチ５５とを備えるので、該駐車ブレーキスイッチ５５により出力軸２５直前の変速軸３２を直接制動して確実に固定することができ、高い駐車ブレーキ性能を得ることができる。

次に、以上のような有段変速装置２９を有するミッションケース１３３を備えた四輪バギー車１３０について、図６、図７により説明する。
該四輪バギー車１３０の車体フレーム１３１の前後中央部には、エンジン１３２とミッションケース１３３とが、複数のブラケット１３４を介して前後に連設され、該ミッションケース１３３内に前記有段変速装置２９が内設されると共に、エンジン１３２の前方には前輪駆動装置１５４が配置され、ミッションケース１３３の後方には後輪駆動装置１５５が配置されている。

前記ミッションケース１３３の左側より側方に突設された入力軸１８には、前記エンジン１３２から入力軸１８と同じ側に突設された出力軸１７が入力伝達列１３７を介して接続されている。該入力伝達列１３７は、前記出力軸１７・入力軸１８にそれぞれ固設されたスプロケット１３９・スプロケット１４０と、該スプロケット１３９・スプロケット１４０との間に巻回されたチェーン１４１とから構成されると共に、前記エンジン１３２の左側面に固設されたチェーンケース１４２に内設されている。

更に、前記入力伝達列１３７と同じ側には出力伝達列１３８が設けられている。該出力伝達列１３８においては、出力軸２５の左端にベベルギア１４３が固設され、該ベベルギア１４３には前後方向に回動軸心を有する前後のベベルギア１４４・１４９が噛合され、該ベベルギア１４４・１４９は前記入力伝達列１３７を内設するチェーンケース１４２内に一緒に収納されており、泥はね等から伝達列１３７・１３８を保護するようにしている。

前記ベベルギア１４４は前後方向に延設する前軸１４５の後端に固設され、該前軸１４５の前端は、クランクシャフト１４６を介して、前記前輪駆動装置１５４の背面から突設された前入力軸１４７に接続され、該前入力軸１４７の前端にはベベルギア１４８が固設されており、これらベベルギア１４４、前軸１４５、クランクシャフト１４６、前入力軸１４７、ベベルギア１４８を介して、前輪駆動装置１５４に動力を伝達するようにしている。

同様にして、前記ベベルギア１４９は前後方向に延設する後軸１５０の前端に固設され、該後軸１５０の後端は、クランクシャフト１５１を介して、前記後輪駆動装置１５５の前面から突設された後入力軸１５２に接続され、該後入力軸１５２の後端にはベベルギア１５３が固設されており、これらベベルギア１４９、後軸１５０、クランクシャフト１５１、後入力軸１５２を介して、後輪駆動装置１５５に動力を伝達するようにしている。なお、前軸１４５、クランクシャフト１４６、前入力軸１４７間、及び後軸１５０、クランクシャフト１５１、後入力軸１５２間は全てジョイント部１２９で接続されている。

更に、前記前輪駆動装置１５４には前輪差動装置１５８が設けられ、該前輪差動装置１５８においては、前記ベベルギア１４８と噛合するブルギア１５９と一体のデフケージ１６０内に、前車軸１６１・１６１上に固定したサイドギアと両ギアに噛合うベベルピニオンとで構成される図示せぬベベルギア機構を介して、前車軸１６１・１６１が嵌入されている。そして、該前車軸１６１・１６１は、それぞれ、車体フレーム１３１の前部の左右各外側にて操舵可能に配した各前輪１５６の中心軸である前輪軸１６３に対して、ユニバーサルジョイント１６４及び伝動軸１６２にて駆動連結されている。

同様にして、前記後輪駆動装置１５５には後輪差動装置１６５が設けられ、該後輪差動装置１６５においては、前記ベベルギア１５３と噛合するブルギア１６６と一体のデフケージ１６７内に、後車軸１６８・１６８上に固定したサイドギアと両ギアに噛合うベベルピニオンとで構成される図示せぬベベルギア機構を介して、後車軸１６８・１６８が嵌入されている。そして、該後車軸１６８・１６８は、それぞれ、車体フレーム１３１の後部の左右各外側にて操舵可能に配した各後輪１５７の中心軸である後輪軸１７０に対して、ユニバーサルジョイント１７１及び伝動軸１６９にて駆動連結されている。

以上のような構成において、前記エンジン１３２から入力伝達列１３７を介してミッションケース１３３内に入力された動力は、前述した有段変速装置２９によって、伝達が途切れることなく滑らかに変速された後に、出力伝達列１３８を介して、前後の駆動装置１５４・１５５に分岐して出力され、その後、該駆動装置１５４・１５５によって前後の車軸１６１・１６８が差動回転されるのである。これにより、本発明に係わる四輪バギー１３０は、変速時の衝撃や騒音が小さくて乗り心地が良い上に、安定走行性・旋回性も高く、雪上、砂地、山林等のオフロードに対する高い走破性能を得ることができるのである。

本発明は、エンジンから車軸への動力伝達を途切れさせることなく滑らかに変速できるようにしたものであり、二輪自動車や四輪バギー等の鞍乗型車両の走行動力伝達装置以外に、荒れ地等を走行する機会の多い作業運搬車や、良好な乗り心地が求められる大型バスのように、高い走行性、操作性の要求される様々な種類の車輌の走行動力伝達装置に適用することができる。

本発明に関わる二輪自動車の全体構成を示す側面図である。 伝達構成を示すスケルトン図である。 ミッションケースの側面一部断面図である。 ミッションケース上部のシリンダ室の底面図である。 変速操作・クラッチ操作のための油圧回路図である。 四輪バギー車の伝達構成を示すスケルトン図である。 四輪バギー車の入力伝達列・出力伝達列の構成を示す、チェーンケースの側面図である。

符号の説明

１・１３０ 鞍乗型車両
２・１３２ エンジン
５ 運転席
２９ 有段変速装置
１４ 変速操作部材
１８ 入力軸
１９・１３７ 入力伝達列
２０・１３８ 出力伝達列
２５ 出力軸
３１・１６１・１６８ 車軸
３３ａ 第一クラッチ
３３ｂ 第二クラッチ
５３ 制動装置
５５ 制動スイッチ
７５ 変速モード切替スイッチ

Claims (8)

1. 運転席下方にあってエンジンからの動力を変速して出力軸から車軸に伝達する有段変速装置を配置した鞍乗型車両の走行動力伝達装置において、前記有段変速装置は、奇数段の変速駆動列への動力断接用の第一クラッチと、偶数段の変速駆動列への動力断接用の第二クラッチとを備えており、奇数段と偶数段それぞれの変速駆動列が選択された状態で、前記第一クラッチ及び第二クラッチのうちの一方の離間作動と他方の接合作動とを時間的にオーバーラップさせることを特徴とする鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
2. 前記出力軸は、前記エンジンから有段変速装置への入力軸と同一軸心上に設けることを特徴とする請求項１記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
3. 前記出力軸は、前記入力軸に相対回転自在に外嵌した筒状部材とすることを特徴とする請求項２記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
4. 前記エンジンから有段変速装置までの入力伝達列と、該有段変速装置から前記車軸までの出力伝達列とを、鞍乗型車両の左右同側で前後に設けることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
5. 前記エンジンと有段変速装置とを別体に設けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
6. 前記出力軸に変速動力を伝達する変速軸上に設けた制動装置と、該制動装置を作動させる制動スイッチとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
7. 前記有段変速装置において、前記エンジンの回転数の増加とともに高速段に自動的に変速する自動変速モードと、変速操作部材を操作して手動で変速する手動変速モードとを切り替え可能な変速モード切替スイッチを設けることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。
8. 前記有段変速装置において、前記第一クラッチ及び第二クラッチを背中合わせに配置することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の走行動力伝達装置。

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