JP2020193693A - 動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】できる限りカウンターシャフトから出力される動力の抜けを減少させることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】動力伝達装置は、シフターおよび変速歯車の間でダボの抜き差しを実現するシフトドラム67と、クランクシャフト26の動力を受けてメインシャフト43回りで回転する第1摩擦板59、および、第1摩擦板59に交互に配置されて、相対回転不能にメインシャフト43に支持される第2摩擦板61を有するクラッチ58と、クラッチ58で最大限に動力を伝達する接続位置、および、動力の伝達を切断する切断位置の間で変位するクラッチリフター65と、電動機73から供給される駆動力に応じて回転するシフトスピンドル74の回転に応じて、クラッチリフター65が接続位置から切断位置に移動する途中でシフトドラム67に駆動力を伝達する伝達体96とを備える。【選択図】図4

Description

本発明は、第1回転軸線回りで回転するメインシャフトと、第1回転軸線に平行な第2軸線回りで回転するカウンターシャフトと、回転に基づきメインシャフトおよびカウンターシャフトの少なくともいずれか一方でシフターを駆動し、ダボの抜き差しに応じてメインシャフトおよびカウンターシャフトの少なくともいずれか一方に相対回転不能に変速歯車を結合し、メインシャフトおよびカウンターシャフトの間で選択的に変速段を確立するシフトドラムと、メインシャフト回りに回転自在に支持され、クランクシャフトから伝達される動力で回転する駆動側の第1摩擦板、および、第1摩擦板に交互に配置されて、相対回転不能に前記メインシャフトに支持される従動側の第2摩擦板を有するクラッチと、第1摩擦板および第2摩擦板を相互に押し当てて最大限に動力を伝達する接続位置、および、第1摩擦板および第2摩擦板を相互に離間し動力の伝達を切断する切断位置の間で変位するクラッチリフターと、電動機から供給される駆動力に応じて回転し、クラッチリフターに駆動力を付与するシフトスピンドルとを備える動力伝達装置に関する。
特許文献1は、シフトモーターから供給される駆動力に応じて回転し、クラッチリフターに駆動力を付与するシフトスピンドルを開示する。クラッチリフターは、交互に配置される駆動側の第1摩擦板および従動側の第2摩擦板を相互に押し当てて最大限に動力を伝達する接続位置、および、第1摩擦板および第2摩擦板を相互に離間し動力の伝達を切断する切断位置の間で変位する。第1摩擦板は、クランクシャフトから伝達される動力で回転するクラッチアウターに相対回転不能に支持される。第2摩擦板は、変速機に組み込まれるメインシャフトに相対回転不能に支持される。シフトスピンドルの回転に応じてクラッチリフターが切断位置に到達すると、シフトドラムの回転に応じてシフターアームの変位は引き起こされ、変速歯車およびシフターの間でダボの引き抜きは実施される。すなわち、変速動作は開始される。
特開2015−190593号公報
クラッチリフターが接続位置から切断位置に向かって移動し始めると、第1摩擦板および第2摩擦板の間で滑りが生じていく。クランクシャフトからメインシャフトに伝達される動力は弱まっていく。したがって、カウンターシャフトから出力される動力(駆動輪に伝達される動力)に抜け(空白または減少)が生じてしまう。できるだけ抜けの時間は短縮されることが望まれる。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、できる限りカウンターシャフトから出力される動力の抜けを減少させ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、第1回転軸線回りで回転するメインシャフトと、前記第1回転軸線に平行な第2軸線回りで回転するカウンターシャフトと、回転に基づき前記メインシャフトおよび前記カウンターシャフトの少なくともいずれか一方でシフターを駆動し、ダボの抜き差しに応じて前記メインシャフトおよび前記カウンターシャフトの前記少なくともいずれか一方に相対回転不能に変速歯車を結合し、前記メインシャフトおよび前記カウンターシャフトの間で選択的に変速段を確立するシフトドラムと、前記メインシャフト回りに回転自在に支持され、クランクシャフトから伝達される動力で回転する駆動側の第1摩擦板、および、前記第1摩擦板に交互に配置されて、相対回転不能に前記メインシャフトに支持される従動側の第2摩擦板を有するクラッチと、前記第1摩擦板および前記第2摩擦板を相互に押し当てて最大限に動力を伝達する接続位置、および、前記第1摩擦板および前記第2摩擦板を相互に離間し動力の伝達を切断する切断位置の間で変位するクラッチリフターと、電動機から供給される駆動力に応じて回転し、前記クラッチリフターに駆動力を付与するシフトスピンドルとを備える動力伝達装置において、前記シフトスピンドルの回転に応じて、前記クラッチリフターが前記接続位置から前記切断位置に移動する途中で前記シフトドラムに駆動力を伝達する伝達体を備える。
第2側面によれば、第1側面の構成に加えて、前記シフトスピンドルは、前記切断位置まで前記クラッチリフターを駆動する。
第3側面によれば、第1または第2側面の構成に加えて、前記シフトドラムの回転にあたって、前記クランクシャフトに動力を供給する内燃機関で点火がカットされる。
第4側面によれば、第1または第2側面の構成に加えて、前記シフトドラムの回転にあたって、前記クランクシャフトに動力を供給する内燃機関で燃料噴射量は減少する。
第5側面によれば、第3または第4側面の構成に加えて、動力伝達装置は、前記内燃機関の吸気通路に設けられて、スロットル操作に用いられる操作子にワイヤーで連結されるスロットル弁を備える。
第6側面によれば、第1〜第5側面のいずれか1の構成に加えて、動力伝達装置は、前記シフトスピンドルに固定されて、前記シフトスピンドルの回転軸線回りに揺動し、クラッチリフターに連結されるクラッチリフターレバーに直結されるシフトアームと、前記シフトスピンドルの回転軸線回りに揺動自在に支持され、前記シフトドラムの回転を引き起こすマスターアームと、前記マスターアームに、前記シフトアームの揺動に追随する駆動力を作用する弾性を有するロストモーション弾性体とを備える。
第7側面によれば、第6側面の構成に加えて、前記伝達体は、シフトアップの際に前記回転軸線回りに第1方向に前記シフトスピンドルが回転すると、前記ロストモーション弾性体の弾性力を受けて前記マスターアームに接触し、前記シフトアームは、シフトダウンの際に前記回線軸線回りに第1方向に反対向きの第2方向に前記シフトスピンドルが回転すると、予め決められた遊び角を経て前記マスターアームに接触する。
第1側面によれば、クラッチリフターが切断位置に至る以前であっても、第1摩擦板および第2摩擦板の間で滑りが生じメインシャフトおよびカウンターシャフトの間でやりとりされるトルクが減少することから、シフトドラムに加えられる駆動力の働きでダボの抜き差しは実現されることができる。こうして半クラッチ状態で変速動作が実施されるので、シフトスピンドルの回転量は小さくて済み、クラッチの接続および非接続の遷移も短時間で済み、カウンターシャフトの動力の抜けは減少することができる。
第2側面によれば、半クラッチ状態でダボの抜き差しが完了しない場合には、シフトスピンドルは切断位置までクラッチリフターを駆動することができる。その結果、クラッチは切断されてダボの抜き差しは実現されることができる。変速機の変速動作は完遂されることができる。
第3側面によれば、クラッチリフターが切断位置に至る以前であっても、クランクシャフトから供給される動力が低下し、伝達トルクを減少させることができるので、ダボの抜き差しは促進されることができる。
第4側面によれば、クラッチリフターが切断位置に至る以前であっても、クランクシャフトから供給される動力が低下し、伝達トルクを減少させることができるので、ダボの抜き差しは促進されることができる。
第5側面によれば、廉価な構造であって変速動作の時間は短縮されることができる。
第6側面によれば、シフトスピンドルが回転すると、シフトアームの揺動に応じてクラッチリフターレバーはクラッチリフターを駆動し始める。マスターアームにはロストモーション弾性体から駆動力が作用するものの、ロストモーション弾性体の駆動力がダボの結合力を下回る限り、シフトドラムの回転は阻害され、マスターアームの揺動は拘束される。このとき、シフトスピンドルはさらに回転し続けることができ、クラッチリフターをさらに回転させることが可能となる。その結果、シフトスピンドルの回転に伴ってロストモーション弾性体には弾性力が蓄積されていく。クラッチリフターの変位に伴って第1摩擦板および第2摩擦板の間で伝達トルクが減少すると、ロストモーション弾性体に蓄積された弾性力はダボの結合力を上回り、シフトドラムの回転は引き起こされる。こうして半クラッチ状態まで待機した後に素早く変速動作は実現されることができる。
第7側面によれば、シフトアップ時にはロストモーション弾性体に蓄積される弾性力に基づきシフトドラムは回転する。半クラッチ状態まで待機した後に素早く変速動作は実現されることができる。シフトダウン時にはバックトルクに応じてダボの抜き差しに要求されるトルクが増大するものの、乗員の操作なしに任意のタイミングでバックトルクを減少させることが難しいことから、クラッチリフターが切断位置に到達した後にシフトドラムが回転する構造とすることで、変速動作の実現にあたってダボやシフターその他の構成への負荷は軽減されることができる。
本発明の一実施形態に係る小型車両すなわち鞍乗り型四輪バギー車の全体像を概略的に示す側面図である。 四輪バギー車の前部の構造を概略的に示す部分平面図である。 シリンダー軸線、クランクシャフトの回転軸線、メインシャフトの軸線およびカウンターシャフトの軸線を含む切断面で切られた動力ユニットの拡大断面図である。 変速制御装置の拡大構成図である。 シフトスピンドルの軸線方向から観察されるシフトアームおよびクラッチシフターレバーの拡大平面図である。 シフトドラムの軸線方向から観察されるピン保持板および係り合い板の拡大平面図である。 シフトドラムの軸線方向から観察されるマスターアームおよび係り合い板の拡大平面図である。 シフトスピンドルの軸線方向から観察されるシフトアームおよびサポートアームの拡大平面図である。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は小型車両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鞍乗り型四輪バギー車(小型車両)11の構成を概略的に示す。四輪バギー車11は、相互に溶接される鋼管で組み立てられる車体フレーム12を備える。車体フレーム12の前部には水平軸線回りで回転自在に左右の前輪WFが支持される。車体フレーム12の後部には水平軸線回りで回転自在に左右の後輪WRが支持される。前輪WFには、車体フレーム12に回転自在に支持されて、前輪WFの車軸の向きを変えるバーハンドル13が連結される。バーハンドル13の後方で車体フレーム12には燃料を貯蔵する燃料タンク14が支持される。燃料タンク14の後方で車体フレーム12には乗員によって跨がれる乗員シート15が支持される。
前輪WFおよび後輪WRの間で車体フレーム12には動力ユニット16が搭載される。
動力ユニット16は、動力ユニット16から前方に延びてディファレンシャルを介して前輪WFの車軸に連結され、動力ユニット16から後方に延びてディファレンシャルを介して後輪WRの車軸に連結される。動力ユニット16から供給される動力に基づき前輪WFおよび後輪WRは駆動される。
図2に示されるように、バーハンドル13の左端には左グリップ17が固定される。左グリップ17を握る手の範囲に、動力ユニット16を始動するスタータースイッチ18と、動力ユニット16を停止するストップスイッチ19と、動力ユニット16に組み込まれる変速機(後述される)のシフトアップを引き起こすシフトアップスイッチ21と、変速機のシフトダウンを引き起こすシフトダウンスイッチ22とが設置される。
ハンドルバー13の右端には軸心回りに回転自在に右グリップ23が取り付けられる。右グリップ23はスロットル操作の操作子として機能する。乗員は右グリップを操作することで動力ユニット16の出力を調整することができる。
図3に示されるように、動力ユニット16は、燃料タンク14から供給される燃料の燃焼に応じて動力を生成する内燃機関25を備える。内燃機関25は、車体前後方向に延びる回転軸線Rx回りに回転自在にクランクシャフト26を支持するクランクケース25aと、クランクケース25aに結合されて、シリンダー軸線Cに沿ってピストン27の往復線形運動を案内するシリンダーボア28を区画するシリンダーブロック25bと、シリンダーブロック25bに結合されて、シリンダーボア28を閉じるシリンダーヘッド25cと、シリンダーヘッド25cに結合されて、シリンダーヘッド25cに覆い被さるヘッドカバー25dとを備える。クランクシャフト26のクランクにはコネクティングロッド29でピストン27が連結される。ピストン27の線形往復運動はクランクシャフト26の回転運動に変換される。シリンダーヘッド25cとピストン27との間には燃焼室31が区画される。シリンダーヘッド25cには、燃焼室31の天井から燃焼室31に臨む先端を有する点火プラグ32が取り付けられる。
シリンダーヘッド25cには、燃焼室31に開口する吸気道33が形成される。吸気道33は、軸線方向に変位自在にシリンダーヘッド25cに支持される吸気弁34の働きで開閉される。シリンダーヘッド25cには、燃焼室31に開口する排気道35が形成される。排気道35は、軸線方向に変位自在にシリンダーヘッド25cに支持される排気弁36の働きで開閉される。
シリンダーヘッド25cには、吸気道33に接続される気路37aを区画するスロットルボディ37が結合される。スロットルボディ37には気路37aを開閉するバタフライ型のスロットル弁38が配置される。スロットル弁38はワイヤー(図示されず)で右グリップ23に接続される。右グリップ23の操作はワイヤーの軸方向変位を生み出す。ワイヤーの軸方向変位に応じてスロットル弁38は開放される。
スロットルボディ37には、気路37a中を流通する空気に燃料を噴射する燃料噴射弁39が取り付けられる。燃料の噴射に応じて混合気が生成される。燃料噴射弁39には燃料タンク14から燃料が供給される。燃料の噴射量は例えばECU(電子制御ユニット)の働きで設定される。
内燃機関25では吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程が繰り返されピストン27の線形往復運動が生み出される。吸気行程では、慣性力に基づくクランクシャフト26の回転に応じてピストン27は下降する。燃焼室31の容積は拡大する。吸気弁34が開くことから、吸気道33から混合気が燃焼室31に導入される。
圧縮行程では吸気弁34および排気弁36が閉じたままピストン27は上昇する。燃焼室31の容積は縮小する。混合気は圧縮される。燃焼行程では混合気に点火プラグ32から着火される。混合気の燃焼に応じてピストン27は下降する。動力は生み出される。排気行程では排気弁36が開きピストン27は上昇する。燃焼室31から排気道35に排気ガスは排出される。
動力ユニット16は、クランクケース25a内に組み込まれて、アウトプットシャフト41にクランクシャフト26の動力を伝達する多段変速機42を備える。多段変速機42は、クランクシャフト26の回転軸線Rxに平行な軸線Mx回りに回転自在にクランクケース25aに支持されるメインシャフト43と、メインシャフト43の軸線Mxに平行な軸線Cx回りで回転自在にクランクケース25aに支持されるカウンターシャフト44とを備える。メインシャフト43およびカウンターシャフト44の間には、選択的に確立可能な複数変速段の歯車列すなわち1速歯車列G1、2速歯車列G2、3速歯車列G3、4速歯車列G4、5速歯車列G5および6速歯車列G6が配置される。
1速歯車列G1は、メインシャフト43に同軸に相対回転自在に装着される駆動歯車45aと、カウンターシャフト44に同軸に相対回転不能に固定されて、駆動歯車45aに噛み合う被動歯車45bとを備える。駆動歯車45aはメインシャフト43の軸方向に相対変位不能にメインシャフト43に連結される。
6速歯車列G6は、メインシャフト43に同軸に相対回転不能に結合される駆動歯車46aと、カウンターシャフト44に同軸に相対回転自在に装着されて、駆動歯車46aに噛み合う被動歯車46bとを備える。駆動歯車46aは、メインシャフト43上に軸方向相対変位自在にスプライン結合される第1シフター47に結合される。被動歯車46bはカウンターシャフト44の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト44に連結される。第1シフター47が中立位置から第1軸方向MR1に変位すると、第1シフター47のダボは1速歯車列G1の駆動歯車45aに連結される。こうしてメインシャフト43からカウンターシャフト44に1速歯車列G1経由で動力は伝達される。1速段は確立される。
4速歯車列G4は、メインシャフト43に同軸に相対回転自在に装着される駆動歯車48aと、カウンターシャフト44に同軸に相対回転不能に装着されて、駆動歯車48aに噛み合う被動歯車48bとを備える。駆動歯車48aは、メインシャフト43の軸方向に相対変位不能にメインシャフト43に連結される。被動歯車48bは、カウンターシャフト44上に軸方向相対変位自在にスプライン結合される第2シフター49に結合される。第2シフター49が中立位置から第1軸方向MR1に変位すると、第2シフター49のダボは6速歯車列G6の被動歯車46bに連結される。こうしてメインシャフト43からカウンターシャフト44に6速歯車列G6経由で動力は伝達される。6速段は確立される。
その一方で、第2シフター49が中立位置に止まり4速歯車列G4で駆動歯車48aおよび被動歯車48bが噛み合った状態で、第1シフター47が中立位置から第1軸方向MR1に反対向きの第2軸方向MR2に変位すると、第1シフター47のダボは4速歯車列G4の駆動歯車48aに連結される。こうしてメインシャフト43からカウンターシャフト44に4速歯車列G4経由で動力は伝達される。4速段は確立される。
2速歯車列G2は、メインシャフト43に同軸に固定される駆動歯車51aと、カウンターシャフト44に同軸に相対回転自在に装着されて、駆動歯車51aに噛み合う被動歯車51bとを備える。駆動歯車51aはメインシャフト43に一体に形成される。被動歯車51bはカウンターシャフト44の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト44に連結される。第2シフター49が中立位置から第2軸方向MR2に変位すると、第2シフター49のダボは2速歯車列G2の被動歯車51bに連結される。こうしてメインシャフト43からカウンターシャフト44に2速歯車列G2経由で動力は伝達される。2速段は確立される。
3速歯車列G3は、メインシャフト43に同軸に相対回転不能に結合される駆動歯車52aと、カウンターシャフト44に同軸に相対回転自在に装着されtえ、駆動歯車52aに噛み合う被動歯車52bとを備える。駆動歯車52aは、メインシャフト43の軸方向に変位不能にメインシャフト43に支持される。被動歯車52bはカウンターシャフト44の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト44に連結される。同様に、5速歯車列G5は、メインシャフト43に同軸に相対回転不能に結合される駆動歯車53aと、カウンターシャフト44に同軸に相対回転自在に装着されて、駆動歯車53aに噛み合う被動歯車53bとを備える。駆動歯車53aは、メインシャフト43の軸方向に変位不能にメインシャフト43に支持される。被動歯車53bはカウンターシャフト44の軸方向に相対変位不能にカウンターシャフト44に連結される。
カウンターシャフト44上には、カウンターシャフト44の軸方向に相対変位自在にスプライン結合される第3シフター54が支持される。第3シフター54が中立位置から第1軸方向MR1に変位すると、第3シフター54のダボは3速歯車列G3の被動歯車52bに連結される。こうしてメインシャフト43からカウンターシャフト44に3速歯車列G3経由で動力は伝達される。3速段は確立される。その一方で、第3シフター54が中立位置から第2軸方向MR2に変位すると、第3シフター54のダボは5速歯車列G5の被動歯車53bに連結される。こうしてメインシャフト43からカウンターシャフト44に5速歯車列G5経由で動力は伝達される。5速段は確立される。
クランクシャフト26には、クランクシャフト26の回転軸線Rx回りで相対回転自在に駆動歯車55が装着される。クランクシャフト26および駆動歯車55の間には発進クラッチ56が構成される。発進クラッチ56は、クランクシャフト26に相対回転不能に固定されるクラッチインナー56aと、クランクシャフト26周りでクラッチインナー56aを囲んで、相対回転不能に駆動歯車55に連結されるクラッチアウター56bと、クランクシャフト26の回転軸線Rxに平行な揺動軸回りで揺動自在にクラッチインナー56bに支持されるクラッチシュー56cとを備える。クランクシャフト26の回転数が増加すると、遠心ウエイトに作用する遠心力の働きで回転軸線Rxから遠ざかる向きにクラッチシュー56cは揺動してクラッチアウター56bに摩擦接触する。回転数の増加に応じて駆動歯車55はクランクシャフト26に自動的に結合される。
メインシャフト43には、メインシャフト43の回転軸線回りで相対回転自在に被動歯車57が装着される。被動歯車57はクランクシャフト26上の駆動歯車55に噛み合う。メインシャフト43および被動歯車57の間には変速クラッチ58が構成される。変速クラッチ58は、メインシャフト43に相対回転不能に固定されるクラッチインナー58aと、メインシャフト43周りでクラッチインナー58aを囲んで、軸線Mx回りで被動歯車57に連結されるクラッチアウター58bとを備える。クラッチアウター58bには、メインシャフト43回りに相対回転不能かつ軸方向変位自在に複数の第1摩擦板59が支持される。第1摩擦板59は、メインシャフト43回りに回転自在に支持され、クランクシャフト26から伝達される動力で回転する。クラッチインナー58aには、メインシャフト43回りに相対回転不能かつ軸方向変位自在に複数の第2摩擦板61が支持される。第1摩擦板59および第2摩擦板61はメインシャフト43の軸方向に交互に配置される。
クラッチインナー58aには軸方向に変位自在に駆動板62が支持される。軸方向に駆動板62とクラッチインナー58aの受圧板63との間に第1摩擦板59および第2摩擦板61は配置される。駆動板62は弦巻ばね64の働きで受圧板63に向かって駆動される。その結果、第1摩擦板59および第2摩擦板61は相互に重なり合いクラッチインナー58aにクラッチアウター58bは結合される。
駆動板62には、メインシャフト43の回転軸線回りで相対回転自在にクラッチリフター65が連結される。クラッチリフター65は、第1摩擦板59および第2摩擦板61を相互に押し当てて最大限に動力を伝達する接続位置、および、第1摩擦板59および第2摩擦板61を相互に離間し動力の伝達を切断する切断位置の間で変位する。
カウンターシャフト44には、カウンターシャフト44に同軸に相対回転不能に出力歯車66aが結合される。出力歯車66aは、アウトプットシャフト41に同軸に固定される従動歯車66bに噛み合う。こうしてクランクシャフト26の動力はカウンターシャフト44からアウトプットシャフト41に伝達される。
図4に示されるように、多段変速機42は、ニュートラル、1速段、2速段、3速段、4速段、5速段および6速段に順次に変速段を切り替える変速制御装置42aを備える。変速制御装置42aは、メインシャフト43の回転軸線およびカウンターシャフト44の回転軸線に平行な回転軸線Dx回りで回転するシフトドラム67と、シフトドラム67の回転軸線Dxに平行に第1シフトフォーク68a、第2シフトフォーク68bおよび第3シフトフォーク68cの変位を案内する案内軸69とを備える。シフトドラム67の外周面には、第1シフトフォーク68aに噛み合って、シフトドラム67の回転に応じて案内軸69に沿って第1シフトフォーク68aの変位を引き起こす第1カム溝71aと、第2シフトフォーク68bに噛み合って、シフトドラム67の回転に応じて案内軸69に沿って第2シフトフォーク68bの変位を引き起こす第2カム溝71bと、第3シフトフォーク68cに噛み合って、シフトドラム67の回転に応じて案内軸69に沿って第3シフトフォーク68cの変位を引き起こす第3カム溝71cとが形成される。なお、第1カム溝71aおよび第2カム溝71bは第3カム溝71cと同様な構成を有することから、図4では第1シフトフォーク68aおよび第2シフトフォーク68bの図示は省略される。
図3に示されるように、第1シフトフォーク68aはメインシャフト43回りに相対回転自在に第1シフター47に連結される。シフトドラム67の回転に応じて第1シフトフォーク68aが変位すると、メインシャフト43上で軸方向に第1シフター47の変位は引き起こされる。第2シフトフォーク68bはカウンターシャフト44回りに相対回転自在に第2シフター49に連結される。シフトドラム67の回転に応じて第2シフトフォーク68bが変位すると、カウンターシャフト44上で軸方向に第2シフター49の変位は引き起こされる。第3シフトフォーク68cはカウンターシャフト44回りに相対回転自在に第3シフター54に連結される。シフトドラム67の回転に応じて第3シフトフォーク68cが変位すると、カウンターシャフト44上で軸方向に第3シフター54の変位は引き起こされる。シフトドラム67は、回転に基づきメインシャフト43およびカウンターシャフト44で第1シフター47、第2シフター49および第3シフター54を駆動し、ダボの抜き差しに応じてメインシャフト43およびカウンターシャフト44に相対回転不能に駆動歯車や被動歯車を結合し、メインシャフト43およびカウンターシャフト44の間で選択的に変速段を確立する。
図4に示されるように、シフトドラム67にはポテンショメーター72が接続される。ポテンショメーター72は回転軸線Dx回りでシフトドラム67の回転角を検出する。回転角に応じて多段変速機42の変速段(ニュートラル、1速段、2速段…)は検出される。ただし、変速段の検出にあたって他の手段が用いられてもよい。
図4および図5に示されるように、変速制御装置42aは、電動機73から供給される駆動力に応じて軸心(回転軸線)Sx回りで回転し、クラッチリフター65に駆動力を付与するシフトスピンドル74を備える。電動機73は電力の供給に応じて駆動軸回りで駆動力を生成する。電動機73の駆動力は減速歯車機構を経てシフトスピンドル74に伝達される。シフトスピンドル74の軸心Sxはメインシャフト43の軸線Mxおよびシフトドラム67の回転軸線Dxに平行に配置される。
シフトスピンドル74には軸心Sx回りで相対回転不能にシフトアーム75が固定される。シフトアーム75には、シフトスピンドル74の軸心Sxに平行な軸線回りで揺動自在に支持されるクラッチリフターレバー76が連結される。連結にあたって、シフトアーム75には軸心Sxに平行な軸心を有するピンローラー77が支持される。ピンローラー77は、クラッチリフターレバー76で遠心方向に線形に延びる長孔76aに進入する。シフトアップの信号に基づき電動機73が軸心Sx回りにシフトスピンドル74を駆動すると、シフトスピンドル74の軸心Sx回りにシフトアーム75は中立位置から第1周方向DR1に揺動する。シフトアーム75の揺動はすぐさま中立位置から第3周方向DR3にクラッチリフターレバー76の揺動を引き起こす。シフトダウンの信号に基づき電動機73が軸心Sx回りにシフトスピンドル74を駆動すると、シフトスピンドル74の軸心Sx回りにシフトアーム75は中立位置から第1周方向DR1に反対向きの第2周方向DR2に揺動する。シフトアーム75の揺動はすぐさま中立位置から第3周方向DR3に反対向きの第4周方向DR4にクラッチリフターレバー76の揺動を引き起こす。
クラッチリフターレバー76には、メインシャフト43の軸線Mxに同軸に回転自在に支持されるリフター駆動部材78が連結される。連結にあたって、クラッチリフターレバー76には、クラッチリフターレバー76の回転軸線から離れた位置で軸心Sxに平行な軸心を有するピンローラー79が支持される。ピンローラー79は、リフター駆動部材78で遠心方向に線形に延びる案内路78aに進入する。
リフター駆動部材78は、回転軸の軸方向にカム板81との間にボール82を挟み込む。カム板81は、回転軸回りの周方向の位置に応じて回転軸の軸方向にボール82の変位を生み出す。クラッチリフターレバー76が中立位置から第3周方向DR3に揺動し、リフター駆動部材78の回転に伴って軸線Mx回りでボール82が変位すると、リフター駆動部材78は接続位置から切断位置にクラッチリフター65を駆動する。同様に、クラッチリフターレバー76が中立位置から第4周方向DR4に揺動し、リフター駆動部材78の回転に伴って軸線Mx回りでボール82が変位すると、リフター駆動部材78は接続位置から切断位置にクラッチリフター65を駆動する。
シフトスピンドル74には軸心Sx回りに巻かれる捻ればね83が装着される。捻ればね83の両端には軸心Sxから遠ざかるように相互に平行に延びる線形体83aが一体に形成される。捻ればね83には、軸心Sx回りで線形体83a同士を相互に接近させる弾性力が付与される。線形体83aの間には、軸心Sxに平行な軸心を有してクランクケース25aに固定される軸体84が挟まれる。シフトアーム75には線形体83aの間に配置される係り片75aが一体に形成される。シフトアーム75が揺動すると、係り片75aは軸体84から遠ざかるように一方の線形体83aを駆動する。捻ればね83には弾性力が蓄積される。シフトアーム75が拘束力から解放されると、捻ればね83の働きでシフトアーム75は中立位置に復帰する。
図6に示されるように、シフトドラム67には、回転軸線Dxに平行な軸心を有する複数のピン85を支持するピン保持板86が固定される。ピン保持板86には、回転軸線Dx回りに同心円上で周方向に等間隔にピン85が配置される。ピン保持板86の外縁には駆動ローラー87に噛み合う窪み88が形成される。駆動ローラー87は、回転軸線Dxに平行な軸線に同軸の円筒面で窪み88に係り合う。駆動ローラー87には、弾性体の働きでピン保持板86の外縁に向かって押し当て力が付与される。窪み88は、駆動ローラー87からの押し当て力を受けて、回転軸線Dx回りで決められた角位置に段階的にシフトドラム67を位置決めする。
ピン保持板86には係り合い板89が重ねられる。係り合い板89は、遠心方向に変位自在であってシフトスピンドル74の軸心Sx回りで相対回転自在にシフトスピンドル74に支持される。係り合い板89には、軸心Sx回りで第1周方向DR1に揺動する際にピン85に係り合ってピン保持板86に回転軸線Dx回りに回転力を付与する第1フック91aと、軸心Sx回りで第2周方向DR2に揺動する際にピン85に係り合ってピン保持板86に回転軸線Dx回りに回転力を付与する第2フック91bとが形成される。
図7(A)に示されるように、マスターアーム92は、シフトスピンドル74の軸心Sx回りで相対回転自在に支持される。マスターアーム92は、シフトスピンドル74の軸心Sx回りで相対回転不能に係り合い板89に連結される。連結にあたって、マスターアーム92には、シフトスピンドル74の軸心Sxから離れた位置で軸心Sxに平行な軸心を有する連結軸93が支持される。連結軸93は、係り合い板89で遠心方向に線形に延びる長孔89aに進入する。マスターアーム92の揺動はシフトスピンドル74の軸心Sx回りで係り合い板89の揺動を引き起こす。マスターアーム92にはシフトスピンドル74の回転力が伝達される。
マスターアーム92および係り合い板89の間には線方向に引っ張り力を発揮する弦巻ばね94が連結される。弦巻ばね94は、シフトスピンドル74の軸心Sxに向かって係り合い板89を引き寄せる弾性力を発揮する。
マスターアーム92には、捻ればね83の線形体83aの間に配置される係り片92aが一体に形成される。マスターアーム92が揺動すると、係り片92aは軸体84から遠ざかるように一方の線形体83aを駆動する。捻ればね83には弾性力が蓄積される。マスターアーム92が拘束力から解放されると、捻ればね83の働きでマスターアーム92は中立位置に復帰する。
図7(B)に示されるように、シフトアップにあたってマスターアーム92が第1周方向DR1に揺動すると、ピン85aに係り合う第1フック91aの働きでピン保持板89は回転軸線Dx回りで回転する。マスターアーム92の揺動はシフトドラム67の回転を引き起こす。シフトフォーク68a、68b、68cは駆動される。シフター47、49、54と変速歯車との間でダボの抜き差しが実現される。
図7(C)に示されるように、駆動ローラー87が窪み88の間の山を越えて隣接する窪み88に収まると、シフトアップは完了する。その後、マスターアーム92が中立位置に復帰すると、第1フック91aに連続するカム縁95aの働きで第1フック91aはピン85cを乗り越える。係り合い板89はシフトスピンドル74の軸心Sxから遠ざかりながら中立位置まで揺動する。
図7(D)に示されるように、シフトダウンにあたってマスターアーム92が第2周方向DR2に揺動すると、ピン85bに係り合う第2フック91bの働きでピン保持板89は回転軸線Dx回りで回転する。マスターアーム92の揺動はシフトドラム67の回転を引き起こす。シフトフォーク68a、68b、68cは駆動される。シフター47、49、54と変速歯車との間でダボの抜き差しが実現される。
図7(E)に示されるように、駆動ローラー87が窪み88の間の山を越えて隣接する窪み88に収まると、シフトダウンは完了する。その後、マスターアーム92が中立位置に復帰すると、第2フック91bに連続するカム縁95bの働きで第2フック91bはピン85dを乗り越える。係り合い板89はシフトスピンドル74の軸心Sxから遠ざかりながら中立位置まで揺動する。
図8に示されるように、シフトスピンドル74には、軸心Sx回りで揺動自在にサポートアーム(伝達体)96が支持される。サポートアーム96には、シフトスピンドル74の軸心Sx回りで巻かれる捻ればね(ロストモーション弾性体)97が支持される。捻ればね97の両端には軸心Sxから遠ざかるように相互に平行に延びる線形体97aが一体に形成される。捻ればね97には、軸心Sx回りで線形体97a同士を相互に接近させる弾性力が付与される。線形体97aの間には、シフトアーム75に形成されて先端でピンローラー77を支持する腕体75bと、サポートアーム96に一体に形成される係り片96aとが配置される。線形体97aは、シフトスピンドル74の軸心Sx回りにシフトアーム75およびサポートアーム96を連結する。シフトスピンドル74の軸心Sx回りでサポートアーム96が拘束されていなければ、シフトアーム75の揺動に応じてサポートアーム96は揺動する。
サポートアーム96には、シフトスピンドル74の軸心Sx回りに第1周方向DR1にシフトアーム75が揺動すると、捻ればね97の弾性力を受けてマスターアーム92に接触する駆動片96bが一体に形成される。シフトアップの際にシフトスピンドル74の軸心Sx回りに第1周方向DR1にシフトアーム75が揺動すると、捻ればね97はマスターアーム92にシフトアーム75の揺動に追随する駆動力を付与する。
図8(B)に示されるように、シフトアップの際にシフトスピンドル74の軸心Sx回りに第1周方向DR1にシフトアーム75は回転する。クラッチリフターレバー76は第3周方向DR3に揺動し始める。クラッチリフター65は動き始めたばかりなので、第1摩擦板59および第2摩擦板61の間で十分な滑りは生じていない。したがって、変速段の歯車列ではメインシャフト43またはカウンターシャフト44回りに駆動歯車または被動歯車に大きなトルクが作用し、ダボの軸方向変位は拘束される。その結果、シフトドラム67の角位置は拘束される。シフトスピンドル74の軸心Sx回りでマスターアーム92の揺動は阻止される。
このとき、サポートアーム96の駆動片96bは捻ればね97の弾性力を受けてマスターアーム92に接触することから、シフトアーム75の揺動に対してサポートアーム96の追随は阻止される。シフトアーム75の腕体75bはサポートアーム96の係り片96aから遠ざかる方向に捻ればね97の線形体97aを駆動する。こうして捻ればね97には弾性力が蓄積される。
図8(C)に示されるように、シフトスピンドル74の軸心Sx回りに第1周方向DR1にシフトアーム75がさらに回転すると、クラッチリフターレバー76は第3周方向DR3にさらに揺動する。クラッチリフター65が接続位置から切断位置に移動する途中で、第1摩擦板59および第2摩擦板61の間で滑りが生じメインシャフト43およびカウンターシャフト44の間でやりとりされるトルクが減少する。このとき、捻ればね97に蓄積された弾性力の働きでサポートアーム96はシフトスピンドル74の軸心Sx回りでマスターアーム92に駆動力を加える。マスターアーム92の揺動に応じてシフトドラム67には回転力が加わる。その結果、変速段の歯車列ではダボの抜き差しは実現される。こうして半クラッチ状態で変速動作が実施されるので、シフトスピンドル74の回転量は小さくて済み、変速クラッチ58の接続および非接続の遷移も短時間で済み、カウンターシャフト44の動力の抜けは減少することができる。ポテンショメーター72で変速段の確立が検出されると、シフトスピンドル74は初期の角位置に復帰する。
ここでは、シフトアップにあたってクランクシャフトに動力を供給する内燃機関25で点火がカットされる。点火のカットにあたって点火プラグ32に対して電力の供給は停止される。その結果、クラッチリフター65が切断位置に至る以前であっても、クランクシャフト26から供給される動力が低下し、伝達トルクが減少するので、変速段の歯車列ではダボの抜き差しは促進される。その他、点火のカットに代えて内燃機関25で燃料の噴射量が減少してもよい。点火のカットおよび噴射量の減少は並行して実施されてもよい。
図8(D)に示されるように、シフトスピンドル74の軸心Sx回りに第1周方向DR1にシフトアーム75がさらに回転すると、クラッチリフターレバー76は第3周方向DR3にさらに揺動する。クラッチリフター65は切断位置に至る。第1摩擦板59および第2摩擦板61の間で結合は解除されメインシャフト43およびカウンターシャフト44の間でトルクのやりとりは消失する。シフトアーム75の係り片75aはマスターアーム92の規制体92aに接触する。シフトスピンドル74に加わる駆動力に応じてサポートアーム96はシフトスピンドル74の軸心Sx回りでマスターアーム92に駆動力を加える。マスターアーム92の揺動に応じてシフトドラム67には回転力が加わる。その結果、変速段の歯車列ではダボの抜き差しは実現される。こうして半クラッチ状態でダボの抜き差しが完了しない場合には、シフトスピンドル74は切断位置までクラッチリフター65を駆動する。その結果、変速クラッチ58は切断されてダボの抜き差しは実現される。多段変速機42の変速動作は完遂される。ポテンショメーター72で変速段の確立が検出されると、シフトスピンドル74は初期の角位置に復帰する。
図8(E)に示されるように、シフトダウンの際にシフトスピンドル74の軸心Sx回りに第2周方向DR2にシフトアーム75は回転する。クラッチリフターレバー76は第4周方向DR4に揺動する。クラッチリフター65は切断位置に至る。第1摩擦板59および第2摩擦板61の間で結合は解除されメインシャフト43およびカウンターシャフト44の間でトルクのやりとりは消失する。このとき、シフトアーム75の係り片75aは予め決められた遊び角を経てマスターアーム92に接触する。遊び角でシフトアーム75が回転する間にクラッチリフター65は切断位置に至る。
図8(F)に示されるように、シフトスピンドル74の軸心Sx回りに第2周方向DR2にシフトアーム75がさらに回転すると、シフトスピンドル74に加わる駆動力に応じてシフトアーム75はシフトスピンドル74の軸心Sx回りでマスターアーム92に駆動力を加える。シフトアーム75の揺動に応じてシフトドラム67には回転力が加わる。このとき、サポートアーム96はマスターアーム92への動力伝達を行わない。その結果、変速段の歯車列ではダボの抜き差しは実現される。多段変速機42の変速動作は完遂される。ポテンショメーター72で変速段の確立が検出されると、シフトスピンドル74は初期の角位置に復帰する。
本実施形態では、内燃機関25の吸気通路(スロットルボディ37の気路37a)に、スロットル操作に用いられる右グリップ23にワイヤーで連結されるスロットル弁38が設けられる。したがって、廉価な構造であって変速動作の時間は短縮されることができる。
本実施形態に係る変速制御装置42aは、シフトスピンドル74に固定されて、シフトスピンドル74の軸心Sx回りに揺動し、クラッチリフター65に連結されるクラッチリフターレバー76に直結されるシフトアーム75と、シフトスピンドル74の軸心Sx回りに揺動自在に支持され、シフトドラム67の回転を引き起こすマスターアーム92と、記マスターアーム92に、シフトアーム75の揺動に追随する駆動力を作用する弾性を有する捻ればね97とを備える。シフトスピンドル74が回転すると、シフトアーム75の揺動に応じてクラッチリフターレバー76はクラッチリフター65を駆動し始める。マスターアーム92には捻ればね97から駆動力が作用するものの、捻ればね97の駆動力がダボの結合力を下回る限り、シフトドラム67の回転は阻害され、マスターアーム92の揺動は拘束される。このとき、シフトドラム67はさらに回転し続けることができ、クラッチリフター65をさらに回転させることができる。その結果、シフトスピンドル74の回転に伴って捻ればね97には弾性力が蓄積されていく。クラッチリフター65の変位に伴って第1摩擦板59および第2摩擦板61の間で伝達トルクが減少すると、捻ればね97に蓄積された弾性力はダボの結合力を上回り、シフトドラム67の回転は引き起こされる。こうして半クラッチ状態まで待機した後に素早く変速動作は実現される。
本実施形態では、サポートアーム96は、シフトアップの際に軸心Sx回りに第1周方向DR1にシフトスピンドル74が回転すると、捻ればね97の弾性力を受けてマスターアーム92に接触し、シフトダウンの際に軸心Sx回りに第2周方向DR2にシフトスピンドル74が回転すると、シフトアーム75は予め決められた遊び角を経てマスターアーム92に接触する。このとき、サポートアーム96はマスターアーム92に接触しない。シフトアップ時には捻ればね97に蓄積される弾性力に基づきシフトドラム67は回転する。半クラッチ状態まで待機した後に素早く変速動作は実現される。シフトダウン時にはバックトルクに応じてダボの抜き差しに要求されるトルクが増大するものの、乗員の操作なしに任意のタイミングでバックトルクを減少させることが難しいことから、クラッチリフター65が切断位置に到達した後にシフトドラム67が回転する構造とすることで、変速動作の実現にあたってダボやシフターその他の構成への負荷は軽減される。
16…動力伝達装置(動力ユニット)、23…操作子(右グリップ)、25…内燃機関、26…クランクシャフト、37a…吸気通路(気路)、38…スロットル弁、43…メインシャフト、44…カウンターシャフト、47…シフター(第1シフター)、49…シフター(第2シフター)、54…シフター(第3シフター)、58…クラッチ(変速クラッチ)、59…第1摩擦板、61…第2摩擦板、65…クラッチリフター、67…シフトドラム、73…電動機、74…シフトスピンドル、75…シフトアーム、76…クラッチリフターレバー、92…マスターアーム、96…伝達体(サポートアーム)、97…ロストモーション弾性体(捻ればね)、Cx…第2回転軸線(カウンターシャフトの回転軸線)、DR1…第1方向(第1周方向)、DR2…第2方向(第2周方向)、Mx…第1回転軸線(メインシャフトの回転軸線)、Sx…回転軸線(シフトスピンドルの軸心)。

Claims (7)

  1. 第1回転軸線(Mx)回りで回転するメインシャフト(43)と、
    前記第1回転軸線(Mx)に平行な第2軸線(Cx)回りで回転するカウンターシャフト(44)と、
    回転に基づき前記メインシャフト(43)および前記カウンターシャフト(44)の少なくともいずれか一方でシフター(47、49、54)を駆動し、ダボの抜き差しに応じて前記メインシャフト(43)および前記カウンターシャフト(44)の前記少なくともいずれか一方に相対回転不能に変速歯車を結合し、前記メインシャフト(43)および前記カウンターシャフト(44)の間で選択的に変速段を確立するシフトドラム(67)と、
    前記メインシャフト(43)回りに回転自在に支持され、クランクシャフト(26)から伝達される動力で回転する駆動側の第1摩擦板(59)、および、前記第1摩擦板(59)に交互に配置されて、相対回転不能に前記メインシャフト(43)に支持される従動側の第2摩擦板(61)を有するクラッチ(58)と、
    前記第1摩擦板(59)および前記第2摩擦板(61)を相互に押し当てて最大限に動力を伝達する接続位置、および、前記第1摩擦板(59)および前記第2摩擦板(61)を相互に離間し動力の伝達を切断する切断位置の間で変位するクラッチリフター(65)と、
    電動機(73)から供給される駆動力に応じて回転し、前記クラッチリフター(65)に駆動力を付与するシフトスピンドル(74)と
    を備える動力伝達装置において、
    前記シフトスピンドル(74)の回転に応じて、前記クラッチリフター(65)が前記接続位置から前記切断位置に移動する途中で前記シフトドラム(67)に駆動力を伝達する伝達体(96)を備え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、前記シフトスピンドル(74)は、前記切断位置まで前記クラッチリフター(65)を駆動す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(67)の回転にあたって、前記クランクシャフト(26)に動力を供給する内燃機関(25)で点火がカットされることを特徴とする動力伝達装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の動力伝達装置において、前記シフトドラム(67)の回転にあたって、前記クランクシャフト(26)に動力を供給する内燃機関(25)で燃料噴射量は減少することを特徴とする動力伝達装置。
  5. 請求項3または4に記載の動力伝達装置において、前記内燃機関(25)の吸気通路(37a)に設けられて、スロットル操作に用いられる操作子(23)にワイヤーで連結されるスロットル弁(38)を備えることを特徴とする動力伝達装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の動力伝達装置において、
    前記シフトスピンドル(74)に固定されて、前記シフトスピンドル(74)の回転軸線(Sx)回りに揺動し、クラッチリフター(65)に連結されるクラッチリフターレバー(76)に直結されるシフトアーム(75)と、
    前記シフトスピンドル(74)の回転軸線(Sx)回りに揺動自在に支持され、前記シフトドラム(67)の回転を引き起こすマスターアーム(92)と、
    前記マスターアーム(92)に、前記シフトアーム(75)の揺動に追随する駆動力を作用する弾性を有するロストモーション弾性体(97)と
    を備えることを特徴とする動力伝達装置。
  7. 請求項6に記載の動力伝達装置において、前記伝達体(96)は、シフトアップの際に前記回転軸線(Sx)回りに第1方向(DR1)に前記シフトスピンドル(74)が回転すると、前記ロストモーション弾性体(97)の弾性力を受けて前記マスターアーム(92)に接触し、前記シフトアーム(75)は、シフトダウンの際に前記回線軸線(Sx)回りに第1方向(DR1)に反対向きの第2方向(DR2)に前記シフトスピンドル(74)が回転すると、予め決められた遊び角を経て前記マスターアーム(92)に接触することを特徴とする動力伝達装置。
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