JP2018053997A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、能動ギアの第１係合部と従動ギアの第２係合部との間で円滑に結合状態を確立することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】動力伝達装置では、シフトドラム８４に複数のカム溝９１、９３が形成され、クラッチアウター５６と当接する当接面１１４が構成される摺動部材１０９がクラッチハブ５７と係合し、摺動部材１０９を駆動するアーム部材１１６が配置され、アーム部材１１６はカム溝９３に連結され、アーム部材１１６は、シフトドラム８４の動作に伴い、摺動部材１０９を駆動するとともにクラッチアウター５６と当接させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、動力入力側に連結されて、フリクション板を保持するクラッチアウターと、クラッチアウターに対して相対回転自在に支持されて、フリクション板に摩擦接合可能なクラッチ板を保持するクラッチハブと、クラッチハブに連結されて、第１係合部を有する能動ギアと、軸方向に変位可能に能動ギアに同軸に支持されて、軸方向基準位置から軸方向に作動位置に移動すると第１係合部に係り合う第２係合部を有する従動ギアと、軸方向に能動ギアを駆動するカムプロファイルを有するシフトドラムとを備えた動力伝達装置に関する。

特許文献１はドグクラッチ式変速機を開示する。ドグクラッチ式変速機では動力の伝達にあたって従動ギアの第２係合部に能動ギアの第１係合部は噛み合う。こうして入力軸の動力は能動ギアから従動ギアを経て出力軸の被駆動ギアに伝達される。特許文献１では第１係合部が第２係合部に当たって能動ギアの軸方向移動が阻止される場合でも、電動アクチュエーターにより能動ギアと従動ギアとの間で相対回転が引き起こされることから、第１係合部は第２係合部の隣接空間に確実に進入することができる。

特開２０１４−０３５０６４号公報

特許文献１では、前述のように第１係合部および第２係合部の間で円滑に結合状態が確立されるものの、相対回転の生成にあたって電動アクチュエーターが用いられることから、構造が複雑化し、同時に調達コストや製造コストも上昇してしまう。

本発明は、簡単な構造で、能動ギアの第１係合部と従動ギアの第２係合部との間で円滑に結合状態を確立することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、動力入力側に連結されて、フリクション板を保持するクラッチアウターと、前記クラッチアウターに対して相対回転自在に支持されて、前記フリクション板に摩擦接合可能なクラッチ板を保持するクラッチハブと、前記クラッチハブに連結されて、第１係合部を有する能動ギアと、軸方向に変位可能に前記能動ギアに同軸に支持されて、軸方向基準位置から軸方向に作動位置に移動すると前記第１係合部に係り合う第２係合部を有する従動ギアと、前記能動ギアと前記従動ギアとの組み合わせにより変更される複数の変速ギアを有し、前記変速ギアを稼動させるシフトドラムを備えた動力伝達装置において、前記シフトドラムには複数のカム溝が形成され、前記クラッチアウターと当接する当接面が構成される摺動部材が前記クラッチハブと係合し、前記摺動部材を駆動するアーム部材が前記カム溝に連結され、前記アーム部材は、前記シフトドラムの動作に伴い、前記摺動部材を駆動するとともに前記クラッチアウターと当接させる動力伝達装置は提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記アーム部材は、前記シフトドラムが前記能動ギアと前記従動ギアとが係合しないニュートラル位置にある場合に、前記シフトドラムに構成された前記カム溝により稼動される。

第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記シフトドラムは、前記変速ギアを稼動させる第１シフトドラムと、前記第１シフトドラムの端部に係合される第２シフトドラムとを含み、前記第２シフトドラムに前記アーム部材を稼動させる前記カム溝が構成され、前記シフトドラムを支持するクランクケースは前記第１シフトドラムと前記第２シフトドラムとの間に配置される。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、前記第１シフトドラムには変速ギアを稼動させるシフトフォークが係合され、前記シフトフォークを支持するフォークシャフトが前記クランクケースに配置され、前記フォークシャフトは前記クランクケースを貫通するとともに、左右方向で前記クランクケースの前記第２シフトドラム側で、前記アーム部材を支持する。

第５側面によれば、第１〜第４側面のいずれかの構成に加えて、前記摺動部材には弾性部材が配置され、前記アーム部材は前記弾性部材と前記摺動部材とにより挟持されている。

第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、前記クラッチハブにはリターンスプリングが配置され、前記リターンスプリングは前記摺動部材へ、前記クラッチアウターから引き離す方向の付勢力を与える。

第７側面によれば、第２側面の構成に加えて、動力伝達装置は、前記能動ギアおよび前記従動ギアを含む駆動ギアまたは被駆動ギアを支持する第１軸、並びに、前記駆動ギアまたは前記被駆動ギアに噛み合い可能な被駆動ギアまたは駆動ギアを支持する第２軸を含む多段変速機で、前記第１軸および前記第２軸の間で動力の伝達を切断するニュートラル状態が確立され、前記フリクション板および前記クラッチ板の間で摩擦接合が確立されると、エンジンの燃焼動作を停止する制御回路と、前記エンジンのクランクシャフトに接続されて、前記ニュートラル状態で前記摩擦接合が再び解除されると前記制御回路からの指令信号を受けてクランクシャフトを自動始動するスターターモーターとを備える。

第１側面によれば、シフトドラムが特定の位置に動作すると、アーム部材が摺動部材を稼動させクラッチアウターに当接させる。それにより、一部動力を伝達し、連れ回りを発生しやすい状況を作り出すことが可能になる。そのため能動ギアはクラッチハブから動力を受け回転する。こうして能動ギアと従動ギアとの間で相対回転は引き起こされる。軸方向基準位置から作動位置に能動ギアが移動する際に、第１係合部が第２係合部に当たって能動ギアの軸方向移動が阻止される場合でも、相対回転によって第１係合部は第２係合部の隣接空間に進入することができる。こうして第１係合部および第２係合部の間で円滑に結合状態は確立されることができる。

第２側面によれば、シフトドラムがニュートラル位置にある場合には、能動ギアと従動ギアとが係合しておらず、その状態でフリクション板とクラッチ板との接合が解除された場合、クラッチハブと能動ギアとは動力源もしくは出力先と係合しない状況になる。そのような場合においても、本構造によれば、クラッチハブに一部動力を伝えることができるため、第１係合部および第２係合部の結合を行うことができる。また、その後、シフトドラムを稼働させることでアーム部材と摺動部材との稼動を解除することができる。

第３側面によれば、第１シフトドラムと第２シフトドラムとにシフトドラムを分割し、間にクランクケースを配置することで、第１シフトドラムと第２シフトドラムとの中間部を支持することができるため、シフトドラムを強固に支持できる。また、クランクケースを挟んで一方にシフトドラム、他方にクラッチ機構が配置されている状態であるため、第２シフトドラムをクランクケースのクラッチ機構側で近傍に配置することでアーム部材の構造を簡素にすることが可能になり、クランクケースも簡素に構成できる。

第４側面によれば、シャフトを共有化することにより部品点数を少なくすることができ、またクランクケースを貫通することで、強固に支持できる。

第５側面によれば、弾性部材と摺動部材とによりアーム部材を挟持することで、アーム部材を摺動部材と相対稼働可能で、外部から振動等により摺動部材が振動したとしても振動をアーム部材に伝えづらくできる。それに加え、摺動部材への摩擦負荷を低減することができる。

第６側面によれば、車体振動などにより非稼動時に摺動部材とクラッチアウターとが接触することを低減することができる。

第７側面によれば、フリクション板およびクラッチ板を含む摩擦クラッチが切断され、多段変速機でニュートラル状態が確立された後に、摩擦クラッチが再び接続状態に移行すると、エンジンではアイドルストップが実施され、エンジンの燃焼動作は停止する。このとき、駆動ギアを支持する入力軸に駆動力は入力されないことから、駆動ギアの回転は停止する。アイドルストップ時、被駆動ギアを支持する出力軸にも駆動力は入力されないことから、被駆動ギアの回転も停止する。その後、摩擦接合が再び解除されて摩擦クラッチが切断されると、スターターモーターはクランクシャフトを駆動し、続いてクラッチアウターが回転する。ニュートラル状態であることから摺動部材がクラッチアウターに当接しているため、能動ギアと従動ギアとの間で相対回転は引き起こされることから、第１係合部は第２係合部の隣接空間に進入することができる。こうして第１係合部および第２係合部の間で円滑に結合状態は確立されることができる。

自動二輪車の側面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 多段変速機の構成を詳細に示す拡大部分断面図である。 多段変速機のシフト機構およびクラッチの構成を概略的に示す拡大部分断面図である。 アーム部材の形状を示す多段変速機の側面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１は車体フレーム１２を備える。車体フレーム１２の前端でヘッドパイプ１３にはフロントフォーク１４が操向可能に支持される。フロントフォーク１４には車軸１５回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。車体フレーム１２の後端でピボットフレーム１６にはスイングアーム１７が車幅方向に水平に延びる支軸１８回りで揺動自在に支持される。スイングアーム１７の後端には車軸１９回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。

フロントフォーク１４にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー２１が結合される。ハンドルバー２１の左右両端にはグリップ２２が取り付けられる。走行にあたって自動二輪車１１の運転者は左右の手でそれぞれグリップ２２を握る。左グリップ２２にはクラッチレバー２３が組み合わせられる。運転者は左手でクラッチレバー２３を操作することができる。

前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２にはエンジン２５が搭載される。エンジン２５は、クランクケース２６と、クランクケース２６に結合されるシリンダーブロック２７と、シリンダーブロック２７に結合されるシリンダーヘッド２８と、シリンダーヘッド２８に結合されるヘッドカバー２９とを備える。クランクケース２６には、後輪ＷＲの車軸１９に平行に延びる軸線回りで回転するクランクシャフト３１が収容される。クランクシャフト３１は、シリンダーブロック２７のシリンダーボアにスライド自在に嵌め合わせられるピストン（図示されず）の軸線方向運動に応じて回転する。クランクシャフト３１の回転運動は後述される動力伝達装置を経て駆動スプロケット３２に伝達される。駆動スプロケット３２の回転運動はドライブチェーン３３を介して後輪ＷＲに固定の被駆動スプロケット３４に伝達される。

エンジン２５の上方で車体フレーム１２には燃料タンク３５が搭載される。燃料タンク３５の後方で車体フレーム１２には乗員シート３６が搭載される。燃料タンク３５からエンジン２５の燃料噴射装置に燃料は供給される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート３６を跨ぐ。

図２に示されるように、クランクケース２６は第１ケース半体２６ａおよび第２ケース半体２６ｂを備える。クランクシャフト３１は、第１ケース半体２６ａおよび第２ケース半体２６ｂにそれぞれ嵌め込まれる軸受け３７で第１ケース半体２６ａおよび第２ケース半体２６ｂに回転自在に支持される。クランクケース２６内でクランクシャフト３１のクランクにはコネクティングロッド３８が連結される。コネクティングロッド３８はピストンの軸線方向運動をクランクシャフト３１の回転運動に変換する。

エンジン２５にはドグクラッチ式の多段変速機（動力伝達装置）３９が組み込まれる。多段変速機３９はクランクシャフト３１の軸心に平行な軸心を有する入力軸４１および出力軸４２を備える。入力軸４１および出力軸４２は、第１ケース半体２６ａおよび第２ケース半体２６ｂにそれぞれ嵌め込まれる軸受け４３、４４で第１ケース半体２６ａおよび第２ケース半体２６ｂに回転自在に支持される。入力軸４１は一次減速機構４５を通じてクランクシャフト３１に接続される。一次減速機構４５は、クランクシャフト３１に固定される駆動ギア４５ａと、出力軸４２上に相対回転自在に支持される被駆動ギア４５ｂとを備える。被駆動ギア４５ｂは駆動ギア４５ａに噛み合う。出力軸４２には駆動スプロケット３２が結合される。

入力軸４１上には４つの駆動ギアが配置される。駆動ギアは順番にロー駆動ギア４６、４速駆動ギア４７、３速駆動ギア４８および２速駆動ギア４９を含む。同様に、出力軸４２上には順番に４つの被駆動ギアが配置される。被駆動ギアはロー被駆動ギア５１、４速被駆動ギア５２、３速被駆動ギア５３および２速被駆動ギア５４を含む。多段変速機３９ではニュートラル状態、１速結合状態、２速結合状態、３速結合状態および４速結合状態で結合状態が選択的に切り替えられる。多段変速機３９の詳細は後述される。

エンジン２５には摩擦クラッチ５５が組み込まれる。摩擦クラッチ５５はクラッチアウター５６およびクラッチハブ５７を備える。クラッチアウター５６に一次減速機構４５の被駆動ギア４５ｂは連結される。クラッチレバー２３の操作に応じて摩擦クラッチ５５ではクラッチアウター５６およびクラッチハブ５７の間で連結および切断が切り替えられる。摩擦クラッチ５５の詳細は後述される。

エンジン２５にはＡＣＧ（交流発電機）スターター５８が組み込まれる。ＡＣＧスターター５８はローター５９およびステーター６１を備える。ローター５９は、クランクケース２６の第１ケース半体２６ａから突き出るクランクシャフト３１に結合される。ローター５９は周方向に配列される複数の磁石を有する。ローター５９はステーター６１の外周を囲む。ステーター６１には周方向に配列される複数のコイルが巻き付けられる。コイルはローター５９の回転時に磁石の軌道に向き合う軌道を辿る。クランクケース２６の第１ケース半体２６ａには発電機カバー６２が結合される。ステーター６１は発電機カバー６２に支持される。ローター５９およびステーター６１は発電機カバー６２および第１ケース半体２６ａで区画される空間に収容される。ＡＣＧスターター５８は、エンジン２５の始動時にはクランクシャフト３１を自動始動するスターターモーターとして機能し、エンジン２５の始動が確認されると、交流発電機として機能する。

ＡＣＧスターター５８には制御回路が接続される。制御回路は例えばＥＣＵ（電子制御ユニット）で構成される。制御回路は例えば内蔵の記憶装置に格納される制御プログラム（ソフトウェア）に従ってアイドルストップ制御を実行することができる。アイドルストップ制御の実行にあたって、制御回路は、入力軸４１および出力軸４２の間で動力の伝達を切断するニュートラル状態を確立し、フリクション板およびクラッチ板の間で摩擦接合が確立されると、エンジン２５の燃焼動作を停止する信号を出力する。その後、ニュートラル状態で摩擦接合が再び解除されると、制御回路は、スターターモーターの動作を指示する指令信号をＡＣＧスターター５８に供給する。

図３に示されるように、多段変速機３９ではロー駆動ギア４６は入力軸４１に刻まれる。４速駆動ギア４７は入力軸４１に対して相対回転自在かつ軸方向変位不能に入力軸４１に支持される。３速駆動ギア４８は第１シフター６４に一体化される。第１シフター６４は、入力軸４１に刻まれるスプライン６５に嵌め合わせられスプライン６５上に相対回転不能かつ軸方向変位自在に支持される。２速駆動ギア４９は入力軸４１に対して相対回転自在かつ軸方向変位不能に入力軸４１に支持される。

４速駆動ギア４７および３速駆動ギア４８の間には第１嵌め合い機構６６が構成される。第１嵌め合い機構６６は、第１シフター６４に形成される複数の駆動突部６７と、４速駆動ギア４７に形成される複数の被駆動突部６８とを備える。第１シフター６４がスプライン６５上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部６７の軌道は被駆動突部６８の軌道から離れる。このとき、４速駆動ギア４７および第１シフター６４の間では入力軸４１の軸心回りで相対回転は許容される。第１シフター６４が軸方向基準位置から４速駆動ギア４７に向かって第１距離で変位して第１作動位置に移動すると、駆動突部６７は４速駆動ギア４７上で周方向に隣接する被駆動突部６８同士の間に入り込む。駆動突部６７は入力軸４１の回転方向に被駆動突部６８に面接触する。駆動突部６７および被駆動突部６８にはそれぞれ入力軸４１の軸心を含む仮想平面内で広がる接触面が区画される。こうして被駆動突部６８および駆動突部６７は入力軸４１の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、４速駆動ギア４７は第１シフター６４を介して入力軸４１に相対回転不能に結合される。

３速駆動ギア４８および２速駆動ギア４９の間には第２嵌め合い機構６９が構成される。第２嵌め合い機構６９は、第１シフター６４に形成される複数の駆動突部７１と、２速駆動ギア４９に形成される複数の被駆動突部７２とを備える。第１シフター６４がスプライン６５上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部７１の軌道は被駆動突部７２の軌道から離れる。このとき、第１シフター６４および２速駆動ギア４９の間では入力軸４１の軸心回りで相対回転は許容される。第１シフター６４が軸方向基準位置から２速駆動ギア４９に向かって第２距離で変位して第２作動位置に移動すると、駆動突部７１は２速駆動ギア４９上で周方向に隣接する被駆動突部７２同士の間に入り込む。駆動突部７１は入力軸４１の回転方向に被駆動突部７２に面接触する。駆動突部７１および被駆動突部７２にはそれぞれ入力軸４１の軸心を含む仮想平面内で広がる接触面が区画される。こうして駆動突部７１および被駆動突部７２は入力軸４１の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、２速駆動ギア４９は第１シフター６４を介して入力軸４１に相対回転不能に結合される。

ロー被駆動ギア５１は相対回転自在かつ軸方向変位不能に出力軸４２に支持される。ロー被駆動ギア５１は入力軸４１上のロー駆動ギア４６に噛み合う。４速被駆動ギア５２は第２シフター７３に一体化される。第２シフター７３は、出力軸４２に刻まれるスプライン７４に嵌め合わせられスプライン７４上に相対回転不能かつ軸方向変位自在に支持される。３速被駆動ギア５３は出力軸４２に対して相対回転自在かつ軸方向変位不能に出力軸４２に支持される。２速被駆動ギア５４は出力軸４２に刻まれるスプラインに嵌め合わせられスプライン上に相対回転不能かつ軸方向変位不能に支持される。２速被駆動ギア５４は入力軸４１上の２速駆動ギア４９に噛み合う。

ロー被駆動ギア５１および４速被駆動ギア５２の間には第３嵌め合い機構７５が構成される。第３嵌め合い機構７５は、第２シフター７３に形成される複数の駆動突部７６と、ロー被駆動ギア５１に形成される複数の被駆動突部７７とを備える。第２シフター７３がスプライン７４上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部７６の軌道は被駆動突部７７の軌道から離れる。このとき、第２シフター７３およびロー被駆動ギア５１の間では出力軸４２の軸心回りで相対回転は許容される。第２シフター７３が軸方向基準位置からロー被駆動ギア５１に向かって第３距離で変位して第３作動位置に移動すると、駆動突部７６はロー被駆動ギア５１上で周方向に隣接する被駆動突部７７同士の間に入り込む。駆動突部７６は出力軸４２の回転方向に被駆動突部７７に面接触する。駆動突部７６および被駆動突部７７にはそれぞれ出力軸４２の軸心を含む仮想平面内で広がる接触面が区画される。こうして駆動突部７６および被駆動突部７７は出力軸４２の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、ロー被駆動ギア５１は第２シフター７３を介して出力軸４２に相対回転不能に結合される。

４速被駆動ギア５２および３速被駆動ギア５３の間には第４嵌め合い機構７８が構成される。第４嵌め合い機構７８は、第２シフター７３に形成される複数の駆動突部７８と、３速被駆動ギア５３に形成される複数の被駆動突部７９とを備える。第２シフター７３がスプライン７４上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部７８の軌道は被駆動突部７９の軌道から離れる。このとき、第２シフター７３および３速被駆動ギア５３の間では出力軸４２の軸心回りで相対回転は許容される。第２シフター７３が軸方向基準位置から３速被駆動ギア５３に向かって第４距離で変位して第４作動位置に移動すると、駆動突部７８は３速被駆動ギア５３上で周方向に隣接する被駆動突部７９同士の間に入り込む。駆動突部７８は出力軸４２の回転方向に被駆動突部７９に面接触する。駆動突部７８および被駆動突部７９にはそれぞれ出力軸４２の軸心を含む仮想平面内で広がる接触面が区画される。こうして駆動突部７８および被駆動突部７９は出力軸４２の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、３速被駆動ギア５３は第２シフター７３を介して出力軸４２に相対回転不能に結合される。

実施形態において第１係合部は能動ギア５１の側面に形成され、周方向に並ぶ複数の係合孔（または窪み）７７であり、第２係合部は従動ギア５２に構成される係合孔７７と同数の係合突起７６で構成されている。各係合孔７７の間には能動ギア５１の径方向に延びる第１係合部が構成され、第２係合部すなわち係合突起７６と、第２係合部が周方向で当接することにより動力伝達を行う。ただし、先に述べるとおり本実施形態では係合突起７６が係合孔７７と係合しない場合、係合突起７６が第１係合部と軸方向で当接し軸方向移動が阻止される場合がある。なお、能動ギア５１に係合突起を設け、従動ギア５２に係合孔を設ける構成でもよい。後述する変速ギアの構成においても同様であり便宜上突起と記載するものの、孔の間に構成される径方向に延びる係合部でも突部であってもよい。

入力軸４１上で第１シフター６４すなわち３速駆動ギア４８が軸方向基準位置に位置し、出力軸４２上で第２シフター７３すなわち４速被駆動ギア５２が軸方向基準位置に位置すると、入力軸４１上の４速駆動ギア４７は出力軸４２上の４速被駆動ギア５２に噛み合い、入力軸４１上の３速駆動ギア４８は出力軸４２上の３速被駆動ギア５３に噛み合う。４速駆動ギア４７および２速駆動ギア４９は入力軸４１に対して相対回転する。ロー被駆動ギア５１および３速被駆動ギア５３は出力軸４２に対して相対回転する。この状態では入力軸４１から出力軸４２に回転力は伝達されない。多段変速機３９ではニュートラル状態が確立される。

ニュートラル状態から出力軸４２上で第２シフター７３すなわち４速被駆動ギア５２が軸方向基準位置から第３作動位置に移動すると、第３嵌め合い機構７５で第２シフター７３の駆動突部７６はロー被駆動ギア５１の被駆動突部７７に噛み合う。ロー被駆動ギア５１は出力軸４２に結合される。このとき、第２シフター７３の移動に伴って４速被駆動ギア５２は入力軸４１の４速駆動ギア４７から外れる。４速駆動ギア４７および４速被駆動ギア５２の噛み合いは解消される。ロー被駆動ギア５１に伝達される入力軸４１の回転力は出力軸４２を駆動する。こうして多段変速機３９では１速が確立される。

ニュートラル状態から入力軸４１上で第１シフター６４すなわち３速駆動ギア４８が軸方向基準位置から第２作動位置に移動すると、第２嵌め合い機構６９で第１シフター６４の駆動突部７１は２速駆動ギア４９の被駆動突部７２に噛み合う。２速駆動ギア４９は入力軸４１に結合される。このとき、第１シフター６４の移動に伴って３速駆動ギア４８は出力軸４２の３速被駆動ギア５３から外れる。３速駆動ギア４８および３速被駆動ギア５３の噛み合いは解消される。入力軸４１の回転力は２速駆動ギア４９に伝達される。入力軸４１の２速駆動ギア４９は出力軸４２の２速被駆動ギア５４に噛み合うことから、入力軸４１の回転力は出力軸４２を駆動する。こうして多段変速機３９では２速が確立される。

ニュートラル状態から出力軸４１上で第２シフター７３すなわち４速被駆動ギア５２が軸方向基準位置から第４作動位置に移動すると、第４嵌め合い機構７８で第２シフター７３の駆動突部７８は３速被駆動ギア５３の被駆動突部７９に噛み合う。３速被駆動ギア５３は出力軸４２に結合される。このとき、第２シフター７３の移動に伴って４速被駆動ギア５２は入力軸４１の４速駆動ギア４７から外れる。４速駆動ギア４７および４速被駆動ギア５２の噛み合いは解消される。３速被駆動ギア５３に伝達される入力軸４１の回転力は出力軸４２を駆動する。こうして多段変速機３９では３速が確立される。

ニュートラル状態から入力軸４１上で第１シフター６４すなわち３速駆動ギア４８が軸方向基準位置から第１作動位置に移動すると、第１嵌め合い機構６６で第１シフター６４の駆動突部６７は４速駆動ギア４７の被駆動突部６８に噛み合う。４速駆動ギア４７は入力軸４１に結合される。このとき、第１シフター６４の移動に伴って３速駆動ギア４８は出力軸４２の３速被駆動ギア５３から外れる。３速駆動ギア４８および３速被駆動ギア５３の噛み合いは解消される。入力軸４１の回転力は４速駆動ギア４７に伝達される。入力軸４１の４速駆動ギア４７は出力軸４２の４速被駆動ギア５２に噛み合うことから、入力軸４１の回転力は出力軸４２を駆動する。こうして多段変速機３９では４速が確立される。

図４に示されるように、多段変速機３９にはシフト機構８１が組み込まれる。シフト機構８１は入力軸４１の軸心に平行に延びるフォークシャフト８２を備える。フォークシャフト８２にはシフトフォーク８３が軸方向に変位自在に支持される。シフトフォーク８３はフォークシャフト８２の軸心に直交する方向に延びて入力軸４１上の第１シフター６４に連結される。

シフト機構８１はシフトドラム８４を備える。シフトドラム８４はフォークシャフト８２の軸心に平行に延びる軸線８５回りで回転自在に支持される。シフトドラム８４は、駆動ギア４６、４７、４８、４９および被駆動ギア５１、５２、５３、５４の組み合わせで構成される変速ギアを稼働させる第１シフトドラム８４ａと、第１シフトドラム８４ａの端部に係合される第２シフトドラム８４ｂとを含む。第１シフトドラム８４ａの端部にはクランクケース２６の第２半体２６ｂに形成される滑り軸受け８６に回転自在にスライド支持される軸体８７が区画される。軸体８７の端面に第２シフトドラム８４ｂは同軸に重ねられ軸体８７にねじ８８で締結される。軸体８７の端面と第２シフトドラム８４ｂとには両者の境界面を横切る回り止めピン８９が差し込まれる。回り止めピン８９は軸線８５回りで第１シフトドラム８４ａおよび第２シフトドラム８４ｂ間の相対回転を阻止する。このようにシフトドラム８４を支持するクランクケース２６は第１シフトドラム８４ａおよび第２シフトドラム８４ｂの間に配置される。第１シフトドラム８４ａの基準面および第２シフトドラム８４ｂの基準面より軸体８７および滑り軸受け８６の直径は小径に構成され、そのためねじ８８で締結することでクランクケース２６に固定されることができる。

第１シフトドラム８４ａの外周面には第１カム溝９１が刻まれる。第１カム溝９１は回転角に応じてシフトドラム８４の軸線８５の方向に変位する。第１カム溝９１には、フォークシャフト８２の軸心に直交する方向にシフトフォーク８３から突き出るピン９２が挿入される。こうしてシフトドラム８４の回転に応じてフォークシャフト８２に沿ってシフトフォーク８３は移動する。シフトフォーク８３の移動は入力軸４１上で第１シフター６４の移動を引き起こす。こうして第１シフトドラム８４ａは、第１シフター６４に連結されて、入力軸４１の軸方向に第１シフター６４の変位を生み出す。同様なシフト機構は出力軸４２上の第２シフター７３にも関連づけられる。

第２シフトドラム８４ｂの外周面に第２カム溝９３が刻まれる。第２カム溝９３は、第１カム溝９１のニュートラル状態確立時の回転角位置に対応してシフトドラム８４の軸線８５の方向に第１シフトドラム８４ａから遠ざかるように変位する。

クラッチアウター５６は、前述の被駆動ギア４５ｂを外周に保持するクラッチギア９４と、入力軸４１の軸心回りで相対角変化可能にクラッチギア９４に支持される保持部材９５とを備える。クラッチギア９４は多段変速機３９の入力軸４１の軸心回りに相対回転自在にクラッチハブ５７に支持される。クラッチギア９４はクランクシャフト３１上の駆動ギア４５ａに噛み合う。駆動ギア４５ａは、クランクケース２６の第２ケース半体２６ｂから突き出るクランクシャフト３１に相対回転不能に結合される。こうして規定の減速比でクランクシャフト３１の回転はクラッチギア９４に伝達される。

保持部材９５には複数枚のフリクション板９６が保持される。フリクション板９６は入力軸４１の軸方向に変位可能に保持部材９５に支持される。フリクション板９６は保持部材９５とともに回転する。保持部材９５とクラッチギア９４との間には、周方向に衝撃を吸収する弦巻ばね９７およびダンパー９８が配置される。クランクシャフト３１の動力はクラッチギア９４を経て入力軸４１の軸心回りに保持部材９５に伝達される。

クラッチハブ５７は相対回転不能に入力軸４１に支持される。クラッチハブ５７は、入力軸４１に相対回転不能に装着されるガイド筒９９と、ワッシャー１０１を介してガイド筒９９に軸方向から押し当てられる保持部材１０２とを備える。ガイド筒９９にクラッチギア９４は相対回転自在に支持される。保持部材１０２の外周はクラッチアウター５６の保持部材９５で囲まれる。保持部材１０２には複数枚のクラッチ板１０３が保持される。クラッチ板１０３は入力軸４１の軸方向に相対変位可能に保持部材１０２に支持される。クラッチ板１０３はフリクション板９６同士の間に挟まれる。

摩擦クラッチ５５は圧力板１０４およびクラッチリフター１０５を備える。圧力板１０４は入力軸４１の軸方向に変位自在にクラッチハブ５７に装着される。圧力板１０７はクラッチハブ５７のフランジ５７ａとの間にフリクション板９６およびクラッチ板１０３を挟み込む。圧力板１０４にはクラッチリフター１０５のリフター板１０６が締結される。リフター板１０６およびクラッチハブ５７の間にはクラッチばね１０７が挟まれる。クラッチばね１０７はクラッチハブ５７のフランジ５７ａに対して圧力板１０４を押し付ける弾性力を発揮する。クラッチばね１０７の働きでフリクション板９６およびクラッチ板１０３は摩擦接合される。こうした摩擦接合に基づきクラッチアウター５６はクラッチハブ５７に結合される。

リフター板１０６にはリフターロッド１０８が連結される。リフターロッド１０８に対して入力軸４１の軸心回りにリフター板１０６の相対回転は確保される。クラッチレバー２３の操作に連動してリフターロッド１０８がクラッチばね１０７の弾性力に抗して押し込まれると、フリクション板９６およびクラッチ板１０３の間で密着は解消される。摩擦クラッチ５５は切断される。

クラッチハブ５７のガイド筒９９には摺動部材１０９が装着される。摺動部材１０９は、入力軸４１の軸心回りで相対回転不能にクラッチハブ５７に係合する。摺動部材１０９は、クラッチギア９４から最も遠ざかる第１位置と、クラッチギア９４に面で接触する第２位置との間で軸方向変位可能にガイド筒９９に支持される。

摺動部材１０９には、ガイド筒９９を囲んで、ガイド筒９９に入力軸４１の軸心回りに相対回転不能に係り合う環状体１１１と、環状体１１１から連続して、内側にクラッチギア９４のボス９４ａを収容する円筒体１１２と、円筒体１１２から径方向外側に広がるフランジ体１１３とが区画される。環状体１１１には、クラッチギア９４のボス９４ａに向き合って、摺動部材１０９の第２位置でボス９４ａの端面に当接する当接面１１４が規定される。ここでは、当接面１１４およびボス９４ａの端面は入力軸４１の軸心に直交する。

クラッチハブ５７のガイド筒９９にはリターンスプリング１１５が配置される。リターンスプリング１１５は例えばガイド筒９９を囲む皿ばねで構成される。リターンスプリング１１５は、ガイド筒９９と摺動部材１０９との間に挟まれて、摺動部材１０９に、クラッチアウター５６から引き離す方向に付勢力を付与する。こうしてリターンスプリング１１５は第１位置に摺動部材１０９を維持する役割を果たす。

摺動部材１０９には、入力軸４１の軸心回りで摺動部材１０９に対して相対回転自在にアーム部材１１６が装着される。アーム部材１１６は、入力軸４１の軸方向に摺動部材１０９のフランジ体１１３に受け止められて円筒体１１２の外周に沿って延びる。アーム部材１１６にはフォークシャフト８２に相対回転可能に支持される筒体１１６ａが区画される。筒体１１６ａはフォークシャフト８２に軸方向に相対変位可能に支持される。フォークシャフト８２は、クランクケース２６の第２ケース半体２６ｂを貫通するとともに、左右方向でクランクケース２６の第２シフトドラム８４ｂ側でアーム部材１１６を支持する。

アーム部材１１６は、筒体１１６ａに固定されフォークシャフト８２の軸心に直交する方向に延びて、第２シフトドラム８４ｂの第２カム溝９３に進入するピン１１７を有する。第２シフトドラム８４ｂの回転中にピン１１７の動きは第２カム溝９３で案内される。第２シフトドラム８４ｂが軸線８５回りで回転すると、第２カム溝９３のカムプロファイルに基づきフォークシャフト８２の軸方向にアーム部材１１６は変位する。

摺動部材１０９には弾性部材１１８が装着される。弾性部材１１８は例えば摺動部材１０９の円筒体１１２を囲む皿ばねで構成される。アーム部材１１６は摺動部材１０９のフランジ体１１３と弾性部材１１８とにより挟持される。弾性部材１１８の働きでアーム部材１１６は摺動部材１０９上でフランジ体１１３に押しつけられる。第２カム溝９３のカムプロファイルに基づきクランクケース２６の第２ケース半体２６ｂから遠ざかるようにアーム部材１１６が変位すると、弾性部材１１８を介して摺動部材１０９に第１位置から第２位置に向かって推進力が作用し、摺動部材１０９の当接面１１４はクラッチギア９４のボス９４ａ（クラッチアウター５６）に当接する。

図５（ａ）に示されるように、アーム部材１１６は、円筒体１１２の外周に倣った半環形状に形成される。アーム部材１１６は円弧面で円筒体１１２の外周に接する。その他、図５（ｂ）に示されるように、アーム部材１１６は、円筒体１１２の外周を途切れなく囲む環状に形成されてもよい。アーム部材１１６は内側の円筒面で円筒体１１２の外周に接する。

走行中、摩擦クラッチ５５ではフリクション板９６およびクラッチ板１０３が摩擦接合する。クラッチハブ５７はクラッチアウター５６に連結される。多段変速機３９では１速、２速、３速または４速のいずれかが確立される。クランクシャフト３１の動力は摩擦クラッチ５５および多段変速機３９を経て決められた減速比で後輪ＷＲに伝達される。

停止中、多段変速機３９でニュートラル状態が確立されれば、運転者はクラッチレバー２３を解放し摩擦クラッチ５５を接続することができる。摩擦クラッチ５５の接続に先立って、運転者は、いちど摩擦クラッチ５５を切断し、多段変速機３９でニュートラル状態を確立する。運転者が再びクラッチレバー２３を解放すると、摩擦クラッチ５５が再び接続状態に移行し、制御回路は多段変速機３９のニュートラル状態および摩擦クラッチ５５の再接続を検出する。制御回路はエンジン２５でアイドルストップを実施する。例えばスロットル弁に制御回路から信号が供給され、エンジン２５の燃焼動作は停止する。クランクシャフト３１の回転は停止する。このとき、多段変速機３９の入力軸４１に駆動力は入力されないことから、駆動ギア４６〜４９の回転は停止する。アイドルストップ時、自動二輪車１１は静止状態にあることから、多段変速機３９の出力軸４２にも駆動力は入力されない。被駆動ギア５１〜５４の回転も停止する。

走行の再開に先立って運転者はシフト操作に基づき多段変速機３９で例えば１速を確立する。シフト操作に先立って運転者はクラッチレバー２３を操作する。こうして摩擦接合が再び解除されて摩擦クラッチ５５が切断されると、制御回路はＡＣＧスターター５８に指令信号を供給する。ＡＣＧスターター５８は指令信号を受けてクランクシャフト３１を駆動する。一次減速機構４５の働きでクラッチアウター５６は回転する。

このとき、第１シフトドラム８４ａがニュートラル状態を確立すると、第２シフトドラム８４ｂの動作に伴い、アーム部材１１６は摺動部材１０９を駆動するとともにクラッチアウター５６に摺動部材１０９を当接させる。アーム部材１１６は、第２シフトドラム８４ｂに区画されるカムプロファイルに応じて、軸方向にクラッチアウター５６に摺動部材１０９を押しつける。これにより、クラッチアウター５６からクラッチハブ５７に一部動力を伝達し、クラッチアウター５６とクラッチハブ５７との間で連れ回りを発生しやすい状況を作り出すことが可能になる。ロー駆動ギア４６は回転し、ロー駆動ギア４６に噛み合うロー被駆動ギア５１（能動ギア）は回転する。出力軸４２は静止状態であるから、従動ギアを有する第２シフター６４とロー被駆動ギア５１との間で相対回転は引き起こされる。軸方向基準位置から第３作動位置に第２シフター７３（従動ギア）が移動する際に、ロー被駆動ギア５１の被駆動突部（第１係合突起）７７が第２シフター７３の駆動突部（第２係合突起）７６に当たって第２シフター７３の軸方向移動が阻止される場合でも、相対回転によってロー被駆動ギア５１の被駆動突部（第１係合突起）７７は第２シフター７３の駆動突部（第２係合突起）７６の隣接空間に進入することができる。こうして駆動突部（第２係合突起）７６および被駆動突部（第１係合突起）７７の間で円滑に結合状態は確立されることができる。

本実施形態では、第１シフトドラム８４ａが回転軸線８５回りで特定の位置に動作すると、第１シフター６４の駆動突部６７、７１は４速駆動ギア４７の被駆動突部６８および２速駆動ギア４９の被駆動突部７２からそれぞれ離脱し、第２シフター７３の駆動突部７６、７８はロー被駆動ギア５１の被駆動突部７７および３速被駆動ギア５３の被駆動突部７９からそれぞれ離脱する。駆動突部６７、７１、７６、７８および被駆動突部６８、７２、７７、７９の組み合わせで変更される変速ギアではニュートラル状態が確立される。こうしたニュートラル位置に第１シフトドラム８４ａがある場合に、いわゆる能動ギアを有する第１シフター６４および第２シフター７３は従動ギア（４速駆動ギア４７、２速駆動ギア４９、ロー被駆動ギア５１および３速被駆動ギア５３）には係合しておらず、その状態でフリクション板９６とクラッチ板１０３との接合が解除された場合に、クラッチハブ５７と第１および第２シフター６４、７３とは動力源もしくは出力先と係合しない状況になる。そのような場合においても、本構造によれば、クラッチハブ５７に一部動力を伝えることができるとともに、第１シフトドラム８４ａが特定の位置に稼働することに応じアーム部材１１６と摺動部材１０９との稼動を解除することができる。

シフトドラム８４は第１シフトドラム８４ａおよび第２シフトドラム８４ｂに分割される。第１シフトドラム８４ａは、駆動突部６７、７１、７６、７８および被駆動突部６８、７２、７７、７９の組み合わせで変更される変速ギアを稼働させる。第２シフトドラム８４ｂにはアーム部材１１６を駆動する第２カム溝９３が構成される。第１シフトドラム８４ａと第２シフトドラム８４ｂとの間にはクランクケース２６の第２ケース半体２６ｂが配置される。第１シフトドラム８４ａは両持ち支持されるので第１シフトドラム８４ａの動作は安定化する。シフトドラム８４は強固に支持される。また、クランクケース２６の内側に第１シフトドラム８４ａが配置され、クランクケース２６の外側に、すなわち、第１シフトドラム８４ａが配置される他方に摩擦クラッチ５５が配置されることから、クランクケース２６の外側に、すなわち摩擦クラッチ５５と同側方に第２シフトドラム８４ｂが配置されることで、アーム部材１１６の構造は簡素化されることができ、クランクケース２６の構造も簡素化されることができる。

第１シフトドラム８４ａには変速ギアを稼動させるシフトフォーク８３が係り合う。クランクケース２６にはシフトフォーク８３を支持するフォークシャフト８２が配置される。フォークシャフト８２は、クランクケース２６を貫通するとともに、クランクケース２６の外側でアーム部材１１６を支持する。シフトフォーク８３とアーム部材１１６とでフォークシャフト８２は共有化される。アーム部材１１６の配置にあたって部品点数の増加は抑制される。シフトフォーク８２はクランクケース２６に強固に支持されるので、アーム部材１１６の動作は安定化する。

本実施形態では、摺動部材１０９に弾性部材１１８が配置され、アーム部材１１６は弾性部材１１８と摺動部材１０９とにより挟持される。第２位置に摺動部材１０９を維持する際にアーム部材１１６の押しつけ力は摺動部材１０９に直接に伝達されるのではなく弾性部材１１８を介して伝達される。こうしてアーム部材１１６への摩擦負荷を低減することができる。

クラッチハブ５７のガイド筒９９にはリターンスプリング１１５が装着される。リターンスプリング１１５は、クラッチアウター５６から引き離す方向に摺動部材１０９に弾性力を付与する。リターンスプリング１１５は第１位置に摺動部材１０９を保持する。このとき、リターンスプリング１１５の働きで、車体振動などにより摺動部材１０９とクラッチアウター５６とが接触することを低減することができる。

２５…エンジン、２６…クランクケース、２６ｂ…第２ケース半体、３１…クランクシャフト、３９…動力伝達装置（多段変速機）、４１…第２軸（入力軸）、４２…第１軸（出力軸）、５１…能動ギア（ロー被駆動ギア）、５２…従動ギア（４速被駆動ギア）、５６…クラッチアウター、５７…クラッチハブ、５８…スターターモーター（ＡＣＧスターター）、７６…第２係合突起（駆動突部）、７７…第１係合突起（被駆動突部）、８２…フォークシャフト、８３…シフトフォーク、８４…シフトドラム、８４ａ…第１シフトドラム、８４ｂ…第２シフトドラム、９１…カム溝（第１カム溝）、９３…カム溝（第２カム溝）、９６…フリクション板、１０３…クラッチ板、１０９…摺動部材、１１４…当接面、１１５…リターンスプリング、１１６…アーム部材、１１８…弾性部材。

Claims (7)

1. 動力入力側に連結されて、フリクション板（９６）を保持するクラッチアウター（５６）と、
   前記クラッチアウター（５６）に対して相対回転自在に支持されて、前記フリクション板（９６）に摩擦接合可能なクラッチ板（１０３）を保持するクラッチハブ（５７）と、
   前記クラッチハブ（５７）に連結されて、第１係合部（７７）を有する能動ギア（５１）と、
   軸方向に変位可能に前記能動ギア（５１）に同軸に支持されて、軸方向基準位置から軸方向に作動位置に移動すると前記第１係合部（７７）に係り合う第２係合部（７６）を有する従動ギア（５２）と、
   前記能動ギア（５１）と前記従動ギア（５２）との組み合わせにより変更される複数の変速ギア（４６、４７、５１、５２）を有し、
   前記変速ギア（４６、４７、５１、５２）を稼動させるシフトドラム（８４）を備えた動力伝達装置（３９）において、
   前記シフトドラム（８４）には複数のカム溝（９１、９３）が形成され、
   前記クラッチアウター（５６）と当接する当接面（１１４）が構成される摺動部材（１０９）が前記クラッチハブ（５７）と係合し、
   前記摺動部材（１０９）を駆動するアーム部材（１１６）が前記カム溝（９３）に連結され、
   前記アーム部材（１１６）は、前記シフトドラム（８４）の動作に伴い、前記摺動部材（１０９）を駆動させることで、前記摺動部材（１０９）を前記クラッチアウター（５６）と当接させる
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達装置において、前記アーム部材（１１６）は、前記シフトドラム（８４）が前記能動ギア（５１）と前記従動ギア（５２）とが係合しないニュートラル位置にある場合に、前記シフトドラム（８４）に構成された前記カム溝（９３）により稼動されることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１または２に記載の動力伝達装置において、前記シフトドラム（８４）は、前記変速ギア（４６、４７、５１、５２）を稼動させる第１シフトドラム（８４ａ）と、前記第１シフトドラム（８４ａ）の端部に係合される第２シフトドラム（８４ｂ）とを含み、前記第２シフトドラム（８４ｂ）に前記アーム部材（１１６）を稼動させる前記カム溝（９３）が構成され、前記シフトドラム（８４）を支持するクランクケース（２６）は前記第１シフトドラム（８４ａ）と前記第２シフトドラム（８４ｂ）との間に配置されることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項３に記載の動力伝達装置において、前記第１シフトドラム（８４ａ）には変速ギア（４６、４７、５１、５２）を稼動させるシフトフォーク（８３）が係合され、前記シフトフォーク（８３）を支持するフォークシャフト（８２）が前記クランクケース（２６）に配置され、前記フォークシャフト（８２）は前記クランクケース（２６）を貫通するとともに、左右方向で前記クランクケース（２６）の前記第２シフトドラム（８４ｂ）側で、前記アーム部材（１１６）を支持することを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の動力伝達装置において、前記摺動部材（１０９）には弾性部材（１１８）が配置され、前記アーム部材（１１６）は前記弾性部材（１１８）と前記摺動部材（１０９）とにより挟持されていることを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項５に記載の動力伝達装置において、前記クラッチハブ（５７）にはリターンスプリング（１１５）が配置され、前記リターンスプリング（１１５）は、前記摺動部材（１０９）へ、前記クラッチアウター（５６）から引き離す方向の付勢力を与えることを特徴とする動力伝達装置。
7. 請求項２に記載の動力伝達装置において、
   前記能動ギア（５１）および前記従動ギア（５２）を含む駆動ギアまたは被駆動ギア（５１、５２、５３、５４）を支持する第１軸（４２）、並びに、前記駆動ギアまたは前記被駆動ギアに噛み合い可能な被駆動ギアまたは駆動ギア（４６、４７、４８、４９）を支持する第２軸（４１）を含む多段変速機で、前記第１軸（４２）および前記第２軸（４１）の間で動力の伝達を切断するニュートラル状態が確立され、前記フリクション板（９６）および前記クラッチ板（１０３）の間で摩擦接合が確立されると、エンジン（２５）の燃焼動作を停止する制御回路と、
   前記エンジン（２５）のクランクシャフト（３１）に接続されて、前記ニュートラル状態で前記摩擦接合が再び解除されると前記制御回路からの指令信号を受けてクランクシャフト（３１）を自動始動するスターターモーター（５８）と
   を備えることを特徴とする動力伝達装置。

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