JP2018090233A - 車両の変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトシャフトのしなりやねじれを防止してシフトフィーリングを向上すること。【解決手段】本発明は、シフトペダル（３０）の操作に応じて回動するシフトシャフト（３６）を備える自動二輪車（１）の変速装置に関するものである。変速装置は、シフトシャフトの少なくとも一端を支持する右端側支持部（２０ｄ）を有するクランクケース（２０）と、クランクケースの側方を覆うマグネトカバー（２８）と、を備える。マグネトカバーは、シフトシャフトの他端を支持する左端側支持部（２８ｃ）を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の変速装置に関する。

自動二輪車は、クラッチ機構を介してクランクシャフトの駆動力を後輪側へと伝達する変速装置を備えている。自動二輪車に搭載される変速装置は、カウンタシャフトとドライブシャフトにそれぞれ複数の変速ギヤを設け、噛み合う変速ギヤの組み合わせを変えることで変速を行っている。

変速装置には、噛み合う変速ギヤの組み合わせを変える機構として、ギヤシフト機構が設けられる（例えば、特許文献１参照）。具体的に特許文献１では、乗員の足で操作するシフトチェンジペダルがリンクを介してシフトシャフトの一端に連結されている。シフトシャフトの他端にはシフトアームが設けられており、シフトアームはシフトカムに接続されている。シフトカムには複数のシフトフォークが係合しており、シフトカムの回動に応じてシフトフォークが軸方向にスライド可能に構成される。

乗員によってシフトチェンジペダルが回動操作されると、リンクを介してシフトシャフトが回動し、シフトシャフトの回動に伴ってシフトアーム及びシフトカムも回動する。これにより、シフトフォークがスライドされ、シフトフォークに係合する各種変速ギヤも軸方向にスライドされる。この結果、変速ギヤの組み合わせが変更される。

特開２０１４−８８９４２号公報

ところで、特許文献１に記載のギヤシフト機構では、シフトシャフトが片持ち支持されており、シフトシャフトの先端（一端）がクランクケースの車幅方向外側に突出している。このため、シフトチェンジペダルの操作力によってはシフトシャフトがしなったりねじれたりして、シフトフィーリングに影響を与えるおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シフトシャフトのしなりやねじれを防止してシフトフィーリングを向上することができる車両の変速装置を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の車両の変速装置は、シフトペダルの操作に応じて回動するシフトシャフトを備える車両の変速装置であって、前記シフトシャフトの少なくとも一端を支持する第１の支持部を有するエンジンケースと、前記エンジンケースの側方を覆うエンジンカバーと、を備え、前記エンジンカバーは、前記シフトシャフトの他端を支持する第２の支持部を有することを特徴とする。

本発明によれば、シフトシャフトのしなりやねじれを防止してシフトフィーリングを向上することができる。

本実施の形態に係る変速装置が適用される自動二輪車の概略構成を示す左側面図である。 本実施の形態に係るエンジンの斜視図である。 図２に示すエンジンの左側面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る変速装置をスポーツタイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る変速装置を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車、自動四輪車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両左方を矢印Ｌ、車両右方を矢印Ｒでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。

図１を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る変速装置が適用される自動二輪車の概略構成を示す左側面図である。

図１に示すように、自動二輪車１は、パワーユニット、電装系等の各部を搭載する車体フレーム１０にエンジン２を懸架して構成される。エンジン２は、例えば、並列２気筒の水冷式エンジンで構成される。エンジン２は、クランクシャフト（不図示）等が収容されるクランクケース２０の上部に、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２２及びシリンダヘッドカバー２３（詳細は図２及び図３を参照）を取り付けて構成される。クランクケース２０の下部には、オイルパン２４（図２及び図３参照）が設けられる。なお、本実施の形態では、クランクケース２０とシリンダブロック２１とを合わせてエンジンケースと呼ぶことにする。また、エンジン周辺の詳細構成については後述する。

車体フレーム１０は、例えば金属パイプを溶接して形成されるダイヤモンドフレームであり、上記のようにエンジン２を懸架することで、車体全体として剛性が得られるように構成される。車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１０ａから後下方に向かって延在している。車体フレーム１０の前半部分には、エンジン２の前側（シリンダヘッド２２）を支持するブラケット部１０ｂが形成されている。車体フレーム１０の後部には、スイングアーム１８の揺動軸となるピボット部１０ｃが形成されている。

車体フレーム１０の前後方向の略中央部分には、後方に向かって延びるシートレール１０ｄが設けられている。また、ピボット部１０ｃの上方の車体フレーム１０には、後上方に向かって延びるバックステー１０ｅが設けられている。車体フレーム１０の上方には、燃料タンク１１が設けられ、燃料タンク１１の後方には、シートレール１０ｄに沿ってライダーシート１２及びピリオンシート１３が設けられる。ヘッドパイプ１０ａの周辺はフロントカウル１４によって覆われ、エンジン２の前下方はアンダーカウル１５によって覆われる。

ヘッドパイプ１０ａには、ステアリングシャフト（不図示）を介して左右一対のフロントフォーク１６が操舵可能に支持される。フロントフォーク１６の下部には前輪１７が回転可能に支持されており、前輪１７の上方はフロントフェンダ１７ａによって覆われる。

スイングアーム１８は、ピボット部１０ｃに揺動可能に支持され、後方に向かって延びている。スイングアーム１８の後端には後輪１９が回転可能に支持されている。

次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態に係るエンジンについて説明する。図２は、本実施の形態に係るエンジンの斜視図である。図３は、図２に示すエンジンの左側面図である。

図２及び図３に示すように、エンジンケースの一部を構成するクランクケース２０は、上下に分割可能に構成され、上側の上ケース２０ａと下側の下ケース２０ｂとを有している。上ケース２０ａと下ケース２０ｂとを合わせることにより、クランクケース２０内に各種軸を収容する空間が形成される。上ケース２０ａの前側上部は開口されており、この開口を塞ぐように上ケース２０ａにはシリンダブロック２１が取り付けられる。下ケース２０ｂは下方に開口されており、この開口を塞ぐように下ケース２０ｂにはオイルパン２４が取り付けられる。特にエンジン２は、シリンダブロック２１の軸線が鉛直方向に対して前側に傾くように配置されている。

また、下ケース２０ｂの前部には、エンジン２内のオイルを冷却するオイルクーラ（不図示）と、汚れたオイルをろ過するオイルフィルタ２６が取り付けられている。オイルクーラ及びオイルフィルタ２６は左右に並んで配置され、オイルクーラに対してオイルフィルタ２６が左側に設けられている。

クランクケース２０の左右両側には、それぞれ開口が形成されている。左側の開口には、エンジンカバーとして、マグネト（不図示）を覆うマグネトカバー２８が取り付けられる。一方、右側の開口には、エンジンカバーとして、クラッチ（不図示）を覆うクラッチカバー２９が取り付けられる。また、マグネトカバー２８下方のクランクケース２０（下ケース２０ｂ）側面には、オイル点検窓２０ｃが形成されている。

また、クランクケース２０内の後方空間には、変速機（不図示）が収容されている。変速機は、カウンタシャフト（不図示）及びドライブシャフト２５のそれぞれに設けられる複数の変速ギヤが常に噛み合った、いわゆる常時噛み合い式の変速機で構成される。本実施の形態に係る変速装置は、後述するシフト機構３によって各変速ギヤの組み合わせ（噛み合い）を切り替えることで変速を実施する。すなわち、本発明における変速装置は、変速機とシフト機構３とを含む概念である。

ドライブシャフト２５の左端は、クランクケース２０から突出しており、突出した部分にスプロケット（不図示）が設けられる。スプロケットにはチェーン（不図示）が巻き掛けられ、当該チェーンを介してドライブシャフトの回転が後輪１９（図１参照）に伝達可能となっている。また、ドライブシャフト２５の左端側、すなわち、マグネトカバー２８後方のクランクケース２０左側面には、スプロケットを覆うスプロケットカバー２７が設けられている。

スプロケットカバー２７下方のクランクケース２０（下ケース２０ｂ）の左側面には、シフト機構３の一部を構成するシフトペダル３０が設けられている。シフトペダル３０は、回転軸となる軸部３１から後方に延びるレバー部３２と、レバー部３２の後端から左方に突出するペダル部３３とによって構成される。軸部３１は、下ケース２０ｂの側面から左方に突出するように形成されており、左右方向が軸方向となっている。シフトペダル３０は、軸部３１を中心に上下に揺動可能となるように下ケース２０ｂに取り付けられる。

シフトペダル３０には、シフトペダル３０の動作をシフトシャフト３６に伝達するリンク機構の一部として、シフトロッド３４が取り付けられる。シフトロッド３４は、略鉛直方向に延びており、下端がシフトペダル３０に連結されている。具体的にシフトロッド３４の下端は、シフトペダル３０の基端側であって、軸部３１より後方（ペダル部３３側）のレバー部３２の側面に揺動可能に支持される。

シフトロッド３４は、上ケース２０ａの上端近傍まで延びており、シフトロッド３４に先端には、シフトリンク３５の一端が揺動可能に連結されている。本実施の形態では、シフトロッド３４とシフトリンク３５とを合わせてリンク機構と呼ぶことにする。シフトリンク３５の他端は、シフトシャフト３６に固定される。これにより、シフトリンク３５及びシフトシャフト３６が一体回転可能に構成される。

シフトシャフト３６は、車幅方向（左右方向）に延びており、一端側（右側）が上ケース２０ａ内に貫通して支持される一方、他端側（左側）がマグネトカバー２８の一部（後述する左端側支持部２８ｃ）に支持される。上ケース２０ａ内に貫通するシフトシャフト３６には、上記した所定の変速ギヤを軸方向（左右方向）にスライドさせるための機構（例えばシフトドラムやシフトフォーク）が設けられている。

このように構成される変速装置では、乗員によりシフトペダル３０が操作されると、リンク機構（シフトロッド３４及びシフトリンク３５）を介してシフトシャフト３６が回動される。シフトシャフト３６の回動動作は、クランクケース２０内の機構に伝達され、一部の変速ギヤが軸方向にスライドされる。この結果、変速ギヤの組み合わせが、所定の変速比となるように切替えられる。

ところで、自動二輪車の変速装置、特にシフト機構では、シフトペダルの動作を伝達するシフトシャフトがエンジンケースに片持ち支持され、エンジンケースの側面から突出するものが存在する。この場合、シフトシャフトは、シフトペダル操作時の軸力等を受けることでしなりやねじりが生じる。従来のシフト機構では、このようなシフトシャフトのしなりやねじりが考慮されていなかった。

特に、多気筒エンジンのように、エンジンの幅寸法が大きくなる場合、その分シフトシャフトを長くする必要があるため、上記のような、しなりやねじりの影響は更に大きくなる可能性がある。この結果、シフトフィーリングが悪化することが想定される。

例えば、シフトシャフトの一端を支持するエンジンケース側の支持部を軸方向に延長することで、シフトシャフトの長さを可能な限り短縮することが考えられる。しかしながら、エンジンケースの鋳型が複雑化する結果、エンジンケースの重力増加だけでなく、エンジンケースの鋳造性にも影響を与えるおそれがある。

そこで、本件発明者は、シフトペダルの操作に応じて回動するシフトシャフトの他端側の周辺構成に着目して、シフトシャフトを両持ちで支持することに想到した。具体的に本実施の形態では、車幅方向に延びるシフトシャフト３６の少なくとも一端（右端）をエンジンケース（クランクケース２０）で支持し、シフトシャフト３６の他端（左端）をエンジンカバー（マグネトカバー２８）で支持する構成とした。

この構成によれば、シフトシャフト３６のクランクケース２０側の端部からマグネトカバー２８側の端部まで、シフトシャフト３６を両持ちで支持することができる。これにより、シフトシャフト３６を片持ち支持する場合に比べて安定的に支持することができ、シフトペダル操作時に発生するシフトシャフト３６のしなりやねじりを抑制することができる。この結果、シフトペダルの操作力をシフトシャフト３６からクランクケース２０内の機構にダイレクトに伝えることができ、シフトフィーリングを向上させることが可能となる。

特に、本願の並列２気筒エンジンのように、エンジン２の左右幅が大きくなってシフトシャフト３６が長くなったとしても、シフトシャフト３６を両持ち支持したことで、上記の効果を得ることが可能である。

また、クランクケース２０の形状を大きく変更することなく、簡易な形状変更でシフトシャフト３６の両持ち支持構造を実現することができるため、鋳造性やエンジン全体の重量に大きな影響を与えることが無い。よって、エンジン軽量化とシフトシャフト剛性のバランスをとることが可能である。

特に、複雑な形状を有するクランクケース２０に対して比較的単純な形状を有するマグネトカバー２８で、シフトシャフト３６の他端を支持する構成としたことにより、マグネトカバー２８の設計変更に伴う負荷を削減することができる。

次に、図２から図４を参照して、本実施の形態に係るシフトシャフトの軸受構造について詳細に説明する。図４は、図３のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。

上記したように、本実施の形態では、マグネトカバー２８でシフトシャフト３６の左端を支持するように構成されている。具体的にマグネトカバー２８は、図２及び図３に示すように、主に円形のマグネトを覆う第１カバー部２８ａと、スタータアイドルギヤ（不図示）を覆う第２カバー部２８ｂと、シフトシャフト３６の左端を支持する左端側支持部２８ｃ（第２の支持部）とによって構成される。

第１カバー部２８ａは、側面視略円形状に形成され、左側面上端近傍にオイル供給口２８ｄが設けられている。第２カバー部２８ｂは、第１カバー部２８ａの後上方の外周部（円弧部）から後上方に向かって突出するように形成されており、側面視略三角形状を有している。左端側支持部２８ｃは、第２カバー部２８ｂの後端部近傍から後方に向かって突出するように形成されており、先細りの側面視略三角形状を有している。

図４に示すように、上ケース２０ａには、シフトシャフト３６の右端を支持する右端側支持部２０ｄ（第１の支持部）と、シフトシャフト３６の軸方向略中央部分に設けられるシール部２０ｅと、が形成されている。右端側支持部２０ｄは、上ケース２０ａの内部において、右側の上端近傍に形成されている。シール部２０ｅは、左端側支持部２８ｃと右端側支持部２０ｄとの間に設けられており、上ケース２０ａの左右方向略中央において、右端側支持部２０ｄと同一高さに形成されている。

右端側支持部２０ｄには、右方からベアリング４０が圧入されており、当該ベアリング４０には、シフトシャフト３６の右端が挿通される。すなわち、シフトシャフト３６の右端は、ベアリング４０を介して右端側支持部２０ｄに支持される。また、ベアリング４０の右側面には、ベアリング４０より大径のワッシャ４１及びサークリップ４２が取り付けられる。サークリップ４２は、シフトシャフト３６の外周面に形成される環状溝に係合している。これにより、ベアリング４０の軸方向の移動が規制されている。

シール部２０ｅには、左方からオイルシール４３が圧入されており、当該オイルシール４３には、シフトシャフト３６が挿通される。また、オイルシール４３の左側面には、オイルシール４３より大径のワッシャ４４及びサークリップ４５が取り付けられる。サークリップ４５は、上記と同様に、シフトシャフト３６の外周面に形成される環状溝に係合している。これにより、オイルシール４３の軸方向の移動が規制されている。

左端側支持部２８ｃには、右方からベアリング４６が圧入されており、当該ベアリング４６には、シフトシャフト３６の左端が圧入される。すなわち、シフトシャフト３６の左端は、ベアリング４６を介して左端側支持部２８ｃに支持される。また、図示はしていないが、ベアリング４６の右側面には、他の支持部と同様にワッシャ及びサークリップが取り付けられており、ベアリング４６の軸方向の移動が規制されている。

このように、シフトシャフト３６の両端の２箇所でシフトシャフト３６を支持したことにより、シフトペダル３０の操作力を２つの支持部で分散して受け持つことができ、シフトシャフト３６のしなりやねじりを抑制することが可能である。また、シフトシャフト３６の支持箇所が従来に比べて増えたにもかかわらず、ベアリング４０、４６、及びオイルシール４３の総数は従来と変わることなくシフトシャフト剛性を高めることが可能である。

また、シフトリンク３５が、シフトシャフト３６の左端側（左端側支持部２８ｃと同じ側の端部）であって、左端側支持部２８ｃよりもエンジン２の内側（右側）に設けられている。これにより、シフトリンク３５を左端側支持部２８ｃに近接させることができる。シフトペダル３０の操作に伴って生じる軸力は、シフトリンク３５を介してシフトシャフト３６に伝わるため、シフトリンク３５の近傍のシフトシャフト３６が左端側支持部２８ｃで支持されることで、シフトリンクの近傍のシフトシャフト３６のしなりをより効果的に抑制することが可能である。この場合、シフトシャフト３６のねじり剛性を主に考慮すればよくなるため、シフトシャフト３６の軽量化（例えば、中空構造や小径化）を図ることが可能である。

また、ベアリング４６の左側面は、左端側支持部２８ｃによって覆われる一方、ベアリング４６の右側面は、シフトリンク３５が近接配置されることでシフトリンク３５によって覆われる。これにより、防塵のための別部材を追加することなく、既存の構成でベアリング４６を保護することが可能である。

なお、上記実施の形態では、並列２気筒のエンジン２を例にして説明したが、この構成に限定されない。例えば、エンジン２は、単気筒や３気筒以上のエンジンで構成されてもよく、各気筒の配置も並列に限らず適宜変更が可能である。

また、上記実施の形態では、車体フレーム１０をダイヤモンドフレームで構成したが、この構成に限定されない。車体フレーム１０は、例えばツインスパータイプのフレームであってもよい。

また、上記実施の形態では、シフトペダル３０やシフトロッド３４、シフトリンク３５をクランクケース２０の左側を配置する構成としたが、この構成に限定されない。シフトペダル３０やシフトロッド３４、シフトリンク３５は、クランクケース２０の右側に配置されてもよい。

また、上記実施の形態では、シフトシャフト３６がクランクケース２０から左方向に突出する構成としたが、この構成に限定されない。シフトシャフト３６は、クランクケース２０から右方向に突出してもよい。

また、上記実施の形態では、エンジンカバーとして、マグネトカバー２８を例にして説明したが、この構成に限定されない。エンジンカバーとして、クラッチカバー２９やスプロケットカバー２７を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、シフトシャフト３６を２箇所で支持する構成としたが、この構成に限定されない。シフトシャフト３６は、３箇所以上で支持されてもよい。

また、上記実施の形態では、シフトリンク３５が左端側支持部２８ｃの近傍に配置される構成としたが、この構成に限定されない。シフトリンク３５は、シフトシャフト３６の軸方向において、どの位置に配置されてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、シフトシャフトのしなりやねじれを防止してシフトフィーリングを向上することができるという効果を有し、特に、自動二輪車に適用可能な変速装置に有用である。

１ 自動二輪車
２ エンジン
２０ クランクケース（エンジンケース）
２０ａ 上ケース（エンジンケース）
２０ｂ 下ケース（エンジンケース）
２０ｄ 右端側支持部（第１の支持部）
２８ マグネトカバー（エンジンカバー）
２８ｃ 左端側支持部（第２の支持部）
３０ シフトペダル
３５ シフトリンク
３６ シフトシャフト
４０、４６ ベアリング
４３ オイルシール

Claims (6)

1. シフトペダルの操作に応じて回動するシフトシャフトを備える車両の変速装置であって、
   前記シフトシャフトの少なくとも一端を支持する第１の支持部を有するエンジンケースと、
   前記エンジンケースの側方を覆うエンジンカバーと、を備え、
   前記エンジンカバーは、前記シフトシャフトの他端を支持する第２の支持部を有することを特徴とする車両の変速装置。
2. 前記シフトペダルの動作を前記シフトシャフトに伝達するシフトリンクを更に備え、
   前記シフトリンクは、前記第２の支持部と同じ側の前記シフトシャフトの端部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両の変速装置。
3. 前記シフトリンクは、前記第２の支持部よりもエンジンの内側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両の変速装置。
4. 前記第１の支持部及び前記第２の支持部は、それぞれベアリングを介して前記シフトシャフトを支持し、
   前記エンジンケースには、前記第１の支持部と前記第２の支持部との間にオイルシールが設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両の変速装置。
5. 前記第２の支持部に設けられる前記ベアリングは、前記エンジンカバーによって覆われることを特徴とする請求項４に記載の車両の変速装置。
6. 前記エンジンカバーは、前記エンジンケース内に設けられるマグネトを覆うマグネトカバーで構成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両の変速装置。

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