JP2022158889A - 動力伝達部材、及び圧縮比可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て作業を容易にすることを目的とする。また、ギアシャフトと、ギアシャフトに噛み合うギアとの間で傾きが発生してもギア同士の片当たりを抑制することを目的とする。【解決手段】中間ギアに噛み合うギア５１を備えたシャフト５５を有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材において、シャフト５５とギア５１とは別体であり、シャフト５５は、ギア５１に設けられたスプライン孔５１ａに嵌合するスプライン軸５５ａを有し、スプライン軸５５ａに設けられるスプライン歯５５ｂを、スプライン軸５５ａの軸方向Ｘにおいて、そのスプライン歯５５ｂの両端よりも中央側の箇所を高くした形状にした。【選択図】図４

Description

本発明は、動力伝達部材、及び圧縮比可変装置に関する。

回転力の伝達に使用される動力伝達部材として、ギアを備えたシャフト（以下、ギアシャフトと言う）が知られている。例えば、入力側の動力源と出力側の動力伝達要素が回転体であり、かつ、動力源と動力伝達要素が離れている場合に、ギアシャフトが採用される。特許文献１には、内燃機関の圧縮比を可変する圧縮比可変装置において、内燃機関のクランクピンの中心軸に対して、コネクティングロッドの大端部の中心軸を偏心位置に支持可能とする偏心カムを備え、この偏心カムを、中間ギアを介してギアシャフトで回転させる構成が開示されている。

特表２０１７－５０３９７１号公報

ところで、特許文献１に記載するような圧縮比可変装置の場合、組み立て作業を容易にすることが望まれる。また、特許文献１に記載するような圧縮比可変装置の場合、内燃機関の燃焼行程で発生する力などによって内燃機関のクランク部分が弾性変形すると、ギアシャフトに対して中間ギアが傾き、ギアシャフトと中間ギアとが片当たりの状態になるおそれがある。片当たりの状態は、荷重伝達効率の低下を招くだけでなく、寿命、異音、振動などに不利となる。一方、クランク部分が変形しないように強度を高めるには、クランク部分を厚肉化するなどの形状変更や、より強度が高い材料への変更が必要になり、容易ではない。
また内燃機関による回転が高速になった場合に剛性不足が生じないようにギアシャフトの剛性を高めることが望まれる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、組み立て作業を容易にすることを目的とする。また、必須の課題ではないが、本発明は、ギアシャフトと、ギアシャフトに噛み合うギアとの間で傾きが発生してもギア同士の片当たりを抑制し、シャフトの剛性を高めることを目的とする。

所定のギアに噛み合うギアを備えたシャフトを有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材において、前記シャフトと前記ギアとは別体であり、前記シャフトは、前記ギアに設けられたスプライン孔に嵌合するスプライン軸を有し、前記スプライン軸に設けられるスプライン歯を、前記スプライン軸の軸方向において、そのスプライン歯の両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしていることを特徴とする。

また、内燃機関のクランクピンとコネクティングロッドの大端部との間に配置され、周方向に沿ってカム厚を徐々に変化させる偏心カムと、前記偏心カムを回転させる動力源と、前記動力源と前記偏心カムとの間の動力伝達部材とを備える圧縮比可変装置であって、前記動力伝達部材は、前記偏心カムを回転させるギアを備えたシャフトを有し、前記シャフトと前記ギアとは別体であり、前記シャフトは、前記ギアに設けられたスプライン孔に嵌合するスプライン軸を一端に有することを特徴とする。

シャフトとギアを別体にすることで、シャフトを前記ギアに噛み合うギアとは反対側から挿入し易くなり、組み立て作業が容易になる効果を奏する。

実施の形態１に係る圧縮比可変装置を搭載するパワーユニットの内部構造を示した図である。 クランクピン及び偏心カムを周辺構成と共に示した図である。 図２の一部を拡大した図である。 ギアシャフトの構成を示した図である。 スプライン歯の拡大図を示した図である。 クランクピンに燃焼室内に発生する圧力が作用した状態を示した図である。 図６の状態のときの断面構造を示した図である。 比較例の説明に供する図である。 変形例の説明に供する図である。 実施の形態２に係る圧縮比可変装置を搭載するパワーユニットの内部構造を示した図である。 位置決め部材近傍を拡大した図である。 図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視図である。 ベアリングホルダー近傍を拡大した図である。 ベアリングホルダーの斜視図である。 スペーサーの斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の各実施の形態について説明する。なお、説明中、前後左右および上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号ＦＲは車体前方を示し、符号ＬＨは車体左方を示す。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮比可変装置１０ａを搭載するパワーユニット１０の内部構造を示した図である。このパワーユニット１０は、自動二輪車に搭載されるパワーユニットであり、内燃機関であるエンジン１１を備えている。このパワーユニットは、自動二輪車に限定されず、三輪タイプや四輪タイプも含む様々な鞍乗り型車両に搭載されるパワーユニットでもよい。

エンジン１１は、クランクシャフト１２を、複数の軸受１３，１４を介して回転自在に支持するクランクケース１５と、クランクシャフト１２にクランクウェブ１６、クランクピン１７及びコネクティングロッド（以下、コンロッドと言う）１８を順に介して連結された不図示のピストンを摺動自在に収容するシリンダ部２０とを備えている。クランクシャフト１２には、プライマリギア２１が支持される。プライマリギア２１は不図示のドリブンギアに噛み合う。
図１では、エンジン１１が、クランクケース１５からシリンダ部２０が前方へ向けて水平に突出する水平エンジン１１の場合を示している。図１中、符号Ｃ１は、クランクケース１５に支持されるクランクシャフト１２の軸心を通るクランク軸線を示している。符号Ｃ２は、クランクピン１７の軸心を通るクランクピン軸線を示している。クランク軸線Ｃ１とクランクピン軸線Ｃ２は平行である。

圧縮比可変装置１０ａは、ピストンの上死点の位置が変わるようにクランクピン軸線Ｃ２の位置に対して、コンロッド１８の大端部１８ａの中心軸を偏心させることによって、圧縮比を可変させる装置である。この圧縮比可変装置１０ａは、回転することによってコンロッド１８の大端部１８ａの中心軸の位置を変更させる偏心カム３１と、動力源となるモーター３２と、モーター３２と偏心カム３１との間の動力伝達機構３３とを備えている。モーター３２は、自動二輪車に搭載された制御部４１によって回転角度が制御される。この制御部４１は、動力伝達機構３３の一部の回転位置（本構成ではギアシャフト５２の回転位置）を、ポテンショメータ４２を介して取得し、取得した回転位置に基づいてモーター３２を目標位置に回転制御する。制御部４１は、例えば、自動二輪車に設けられたＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。

次に、偏心カム３１、動力伝達機構３３、及びその周辺構成について説明する。
図２は、クランクピン１７及び偏心カム３１を周辺構成と共に示した図であり、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視図である。偏心カム３１は、コンロッド１８の大端部１８ａとクランクピン１７との間に配置される部品であり、周方向に沿ってそのカム厚を徐々に変化させる部品である。偏心カム３１が基準の位置（上死点）にある場合、コンロッド１８の大端部１８ａの中心軸は、クランクピン軸線Ｃ２と一致する。モーター３２の動力が動力伝達機構３３に伝達されて、偏心カム３１が周方向に回動すると、偏心カム３１は周方向にそのカム厚が徐々に変化するため、コンロッド１８の大端部１８ａの中心軸は徐々に変位し（例えば、偏心位置Ｃ３）、クランクピン軸線Ｃ２と一致しなくなる。したがって、偏心カム３１を、偏心位置Ｃ３に回動させると、コンロッド１８の大端部１８ａの中心軸とクランク軸線Ｃ１との距離が変化し、ピストンのストローク量が変化し、圧縮比が変化する。

偏心カム３１の外周部には、ギア部３１ａが一体に設けられている。
動力伝達機構３３は、偏心カム３１のギア部３１ａに噛み合う中間ギア５０と、中間ギア５０に噛み合うギア５１を先端に備えたシャフト５２（以下、ギアシャフト５２と言う）と、ギアシャフト５２の基端に設けられた駆動側ギア部５３とを備えている。

図３は、図２の一部を拡大した図である。
図２及び図３に示すように、中間ギア５０は、クランクウェブ１６に回転自在に支持される。この中間ギア５０は、偏心カム３１のギア部３１ａに噛み合う大径ギア５０ａと、ギアシャフト５２のギア５１に噛み合う小径ギア５０ｂとを備えた２段ギアに構成されている。図中、符号５４は、クランクウェブ１６との間に中間ギア５０を挟んでクランクウェブ１６に締結部材５４ｔによって締結される部品である。この部品５４は、中間ギア５０の脱落を防止する脱落防止部品として機能する。

ギアシャフト５２は、クランクシャフト１２を貫通してクランクシャフト１２と同軸に配置され、一対の軸受５６，５７を介して回転自在に支持される。このギアシャフト５２は、クランクシャフト１２の右側方に配置されたカバー５８内を通り、モーター３２近傍まで延出する。
カバー５８内には、パワーユニット１０に設けられた不図示のオイルポンプからのオイル（図２の符号Ｊで示す）が供給され、このオイルによって各軸受５６，５７が潤滑される。ギアシャフト５２の詳細は後述する。

駆動側ギア部５３は、ギアシャフト５２の基端にキー結合されたウォームギア５３ａを有し、このウォームギア５３ａによって、モーター３２に設けられたウォームホイールの回転を減速してギアシャフト５２に伝達する。なお、駆動側ギア部５３の構成は、ウォームギア５３ａを用いる構成に限定されず、公知の減速機構を適宜に採用可能である。また、モーター３２が動力源の場合を例示したが、動力源はモーター３２以外でもよい。

図４は、ギアシャフト５２の構成を示した図である。
ギアシャフト５２は、ギア５１とシャフト５５が別体であり、シャフト５５の先端に、ギア５１が揺動自在に取り付けられている。説明の便宜上、ギアシャフト５２の軸方向を符号Ｘで示している。この軸方向Ｘは、シャフト５５の軸方向、ギア５１の軸方向、及び、クランクシャフト１２の軸方向と一致している。ギア５１が揺動する方向は、シャフト５５の先端側に傾く方向と、シャフト５５の後端側に傾く方向とを含み、図４に符号Ｒで示す方向を含んでいる。

シャフト５５は、ギア５１に設けられたスプライン孔５１ａに嵌合するスプライン軸５５ａを有している。スプライン孔５１ａは、孔５１ａの内周部に軸方向Ｘに連続する溝５１ｂ（以下、スプライン溝５１ｂと適宜に表記する）を周方向に間隔を空けて有する穴である。また、スプライン軸５５ａは、この軸５５ａの外周部に、軸方向Ｘに連続する歯５５ｂ（以下、スプライン歯５５ｂと適宜に表記する）を周方向に間隔を空けて有する軸である。スプライン溝５１ｂとスプライン歯５５ｂとは、シャフト５５とギア５１とを一体的に回転可能に係合する。

スプライン孔５１ａとスプライン歯５５ｂには、それぞれの軸方向Ｘの中央に対応する位置に、共通のクリップ６０を係止可能な係止溝５１ｃ，５５ｃが設けられている。クリップ６０には、Ｃ形状のリングが用いられ、簡易に装着可能である。このクリップ６０は、シャフト５５からギア５１の脱落を防止する脱落防止部材として機能する。また、クリップ６０の位置でシャフト５５に対するギア５１の移動が規制されるので、クリップ６０の位置を基準にしてギア５１がシャフト５５に対して揺動し易くなる。つまり、クリップ６０は、揺動の基準位置を設定する揺動補助部材としても機能する。なお、クリップ６０は、Ｃ形状のリングに限定されず、脱落防止可能な部材を広く適用可能である。

図４に示すように、各スプライン歯５５ｂを、軸方向Ｘにおいて、各スプライン歯５５ｂの両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしている。これにより、スプライン歯５５ｂとスプライン溝５１ｂとの間の隙間を、スプライン歯５５ｂの中央側の箇所から離れるほど拡げることができる。したがって、スプライン歯５５ｂの中央側の箇所を基準にしてギア５１を揺動させ易くなり、かつ、ギア５１の揺動角度を拡げ易くなる。

また、本構成では、各スプライン歯５５ｂを、軸方向Ｘにおいて、各スプライン歯５５ｂの両端から中央にいくに従って高くした山形状にしている。これにより、スプライン軸５５ａは、軸方向Ｘで中央に近づくほど径方向外側に張り出すバレル形状に形成される。この構成により、ギア５１を中央側の箇所を基準にして滑らかに揺動させ易くなり、ギア５１の揺動角度もより拡げ易くなる。

図５は、スプライン歯５５ｂの拡大図を示している。
図５に示すように、各スプライン歯５５ｂの幅を、軸方向Ｘにおいて、各スプライン歯５５ｂの中央から両端にいくに従って狭くしている（図５中、幅Ｗａ＞Ｗｂ，Ｗｃ）。この形状は、スプライン歯５５ｂの歯幅方向に丸み（ふくらみ）を付けるクラウニング加工によって形成される。これによっても、スプライン歯５５ｂとスプライン溝５１ｂとの間の隙間を、スプライン歯５５ｂの中央側の箇所から離れるほど拡げることができる。したがって、スプライン歯５５ｂの中央側の箇所を基準にしてギア５１を揺動させ易くなり、かつ、ギア５１の揺動角度も拡げ易くなる。

なお、各スプライン溝５１ｂの幅を、軸方向Ｘで一定にしてもよい。つまり、スプライン溝５１ｂの間の部分（スプライン孔５１ａ側のスプライン歯５５ｂと言うこともできる）の幅を、軸方向Ｘで一定にしてもよい。
また、スプライン孔５１ａ側のスプライン歯５５ｂの幅を、スプライン軸５５ａ側のスプライン歯５５ｂと同様に、軸方向Ｘにおいて、中央から両端にいくに従って狭くしてもよい。また、スプライン軸５５ａ側のスプライン歯５５ｂの幅を、軸方向Ｘで一定にし、スプライン孔５１ａ側のスプライン歯５５ｂを、軸方向Ｘの中央から軸方向Ｘに離れるにしたがって狭くしてもよい。この場合も、スプライン歯５５ｂの中央側の箇所を基準にしてギア５１を揺動させ易くなり、かつ、ギア５１の揺動角度も拡げ易くなる。

ところで、図６に示すように、燃焼行程で燃焼室内に発生する圧力（指圧）などによってクランクピン１７に相対的に強い力Ｆ１が作用すると、クランクピン１７の左右のクランクウェブ１６が、クランクピン１７から離れた箇所で左右に拡がるように弾性変形するおそれがある。
この場合の断面構造を図７に示している。図６及び図７に示すように、クランクウェブ１６がクランクシャフト１２に対して傾くので、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾くことになる。なお、図７中、符号Ｃ４は中間ギア５０の軸線を示している。

本構成では、ギアシャフト５２のギア５１がシャフト５５に対して揺動自在に構成されるので、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾くと、中間ギア５０の傾きに合わせてギア５１が傾くことが可能である（図７の符号ＡＲで示す領域を参照）。したがって、ギア５１と中間ギア５０との噛み合い状態が片当たりになる事態を抑制できる。
特に、本構成では、スプライン軸５５ａに設けられるスプライン歯５５ｂを、軸方向Ｘにおいて、スプライン歯５５ｂの両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしているので、ギア５１と中間ギア５０の片当たりを抑制するようにギア５１が揺動し易くなり、片当たりになる事態を効果的に抑制できる。

図８には、比較例として、ギアシャフト５２のギア５１とシャフト５５を一体に構成した場合を示している。比較例の場合、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾くと、ギア５１と中間ギア５０との噛み合い状態が片当たりになり易い（図８の符号ＡＲで示す領域を参照）。片当たりの状態は、荷重伝達効率の低下だけでなく、寿命、異音、振動、及び、圧縮比の高精度なコントロールなどに不利である。

以上説明したように、本構成では、偏心カム３１を回転させるギア５１を備えたシャフト５５を有し、前記シャフト５５と前記ギア５１とは別体であり、前記シャフト５５は、前記ギア５１に設けられたスプライン孔５１ａに嵌合するスプライン軸５５ａを一端に有するので、シャフト５５を前記ギア５１とは反対側（クランクケース１５外側に相当）から挿入し易くなり、組み立て作業が容易になる効果や、組み立ての自由度が向上する、といった効果を奏する。
また、動力伝達機構を構成するギアシャフト５２のスプライン軸５５ａに設けられるスプライン歯５５ｂを、スプライン軸５５ａの軸方向Ｘにおいて、そのスプライン歯５５ｂの両端よりも中央側の箇所を高くした形状に構成することによって、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾いても、ギア５１，５０同士の片当たりを抑制することができる。したがって、荷重伝達効率の低下を防ぎ、かつ、寿命、異音、振動、及び、圧縮比の高精度なコントロールに有利となる。なお、中間ギア５０は、本発明の「ギアシャフト５２のギア５１が噛み合う所定の対象物」の一例である。

また、スプライン歯５５ｂの幅を、軸方向Ｘにおいて、そのスプライン歯５５ｂの中央から両端にいくに従って狭くしている。この構成によれば、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾いた際に片当たりとなる事態をより抑制できる。また、スプライン歯５５ｂを、軸方向において、そのスプライン歯５５ｂの両端から中央に行くにしたがって高くした山形状にしている。これによって、ギア５１を中央側の箇所を基準にして滑らかに揺動させ易くなり、ギア５１の揺動角度も拡げ易くなる。

なお、スプライン歯５５ｂを、スプライン歯５５ｂの両端から中央に行くにしたがって高くした山形状にする構成に限定しなくてもよい。ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾いても、中間ギア５０の傾きに合わせてギア５１が傾くことが可能であれば、スプライン歯５５ｂの形状を適宜に変更してもよい。

また、本構成では、図１及び図２などから明らかなように、シャフト５５及びギア５１は自転のみで公転しない構成である。一方、中間ギア５０及び偏心カム３１は、ピストンの摺動に伴ってギア５１の周囲を公転する。シャフト５５に対してギア５１が公転しないので、シャフト５５に対してギア５１が公転する場合と比べて、シャフト５５とギア５１の嵌合部に対する負荷を小さくできる。また、公転する相手側（中間ギア５０、偏心カム３１）の遠心力に伴う外側への歪みの影響を受け難くなる。これらによって、ギアシャフト５２の耐久性を確保し易くなる。

さらに、スプライン歯５５ｂとスプライン孔５１ａには、それぞれの軸方向Ｘの中央に対応する位置に、共通のクリップ６０を係止可能な係止溝５１ｃ，５５ｃ（図４）が設けられ、クリップ６０の位置を基準にして、ギア５１がシャフト５５に対して揺動する。この構成によれば、クリップ６０によりギア５１の抜け止めを行うことができる。また、クリップ６０の位置を基準にしてギア５１が揺動するので、中間ギア５０の傾きに合わせてギア５１が傾き易くなる。なお、中間ギア５０の傾きに合わせてギア５１が寄り傾き易くなるようにクリップ６０の位置を調整してもよく、つまり、揺動基準の位置を適宜に調整してもよい。

また、上記のギアシャフト５２を、圧縮比可変装置１０ａに採用するので、燃焼行程で燃焼室内に発生する強い圧力Ｆ１などで中間ギア５０が傾く事態が発生しても、ギアシャフト５２と中間ギア５０との間の荷重伝達効率の低下を抑えることができる。したがって、耐久性が高く、圧縮比の高精度なコントロールが可能な圧縮比可変装置１０ａを提供し易くなる。

また、ギアシャフト５２は、クランクシャフト１２内に回転自在に配置され、中間ギア５０は、エンジン１１のクランクウェブ１６に支持されている。この構成によれば、ギアシャフト５２の配置スペースをクランクシャフト１２内に確保でき、クランクシャフト１２の軽量化にも有利である。したがって、圧縮比可変装置１０ａの小型軽量化に有利である。

上述の実施形態では、スプライン歯５５ｂを、スプライン軸５５ａの軸方向Ｘにおいて、そのスプライン歯５５ｂの両端よりも中央側の箇所を高くした形状に構成することによって、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾いても、ギア５１，５０同士の片当たりを抑制する場合を説明したが、上記構成を備えて無くてもよい。
ギアシャフト５２のギア５１とシャフト５５を別体とし、シャフト５５は、ギア５１に設けられたスプライン孔５１ａに嵌合するスプライン軸５５ａを有し、スプライン軸５５ａに設けられるスプライン歯５５ｂとスプライン孔５１ａには、それぞれの軸方向の中央に対応する位置に、共通のクリップ６０を係止可能な係止溝を設け、クリップ６０の位置を基準にして、ギア５１がシャフト５５に対して所定量揺動するように嵌合ガタを確保した構成だけにしてもよい。この構成によっても、ギアシャフト５２に対して中間ギア５０が傾いても、ギア５１，５０同士の片当たりを抑制できる動力伝達部材を提供できる。したがって、荷重伝達効率の低下を防ぎ、かつ、寿命、異音、振動、及び、圧縮比の高精度なコントロールに有利となる。

［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２に係る圧縮比可変装置１０ａを搭載するパワーユニット１０の内部構造を示した図である。本実施の形態２に係る圧縮比可変装置１０ａは、内燃機関１１のクランクピン１７とコネクティングロッド１８の大端部１８ａとの間に配置され、周方向に沿ってカム厚を徐々に変化させる偏心カム３１と、偏心カム３１を回転させるモーター３２と、モーター（動力源）３２と偏心カム３１との間のギアシャフト５２とを備える圧縮比可変装置であって、ギアシャフト５２は、偏心カム３１を回転させるギア５１を備えたシャフト５５を有し、シャフト５５とギア５１とは別体であり、シャフト５５は、ギア５１に設けられたスプライン孔５１ａに嵌合するスプライン軸５５ａを一端に有する（図４を参照）。

シャフト５５は、他端にモーター３２との接続部７０を備え、該接続部７０の直径Ｌ２は、スプライン軸５５ａの直径Ｌ１以上である。
また、シャフト５５とクランクシャフト１２との間の空間に給油路９４が形成され、給油路９４には、クランクシャフト１２の端部に設けられる位置決め部材７２を介してオイルが供給される（後述する図１３参照）。
なお圧縮比可変装置１０ａのその他の構成は、前述した実施の形態（実施の形態１と呼ぶ）に係る圧縮比可変装置と同様なので記載を省略する。

図１１は、位置決め部材７２近傍を拡大した図である。シャフト５５は、径方向への膨らみである、つば部７３を有する。シャフト５５は、クランクシャフト１２を貫通して、クランクシャフト１２と同軸に設けられる。クランクシャフト１２の端部には位置決め部材７２が設けられる。位置決め部材７２は、コントロールシャフト用ベアリング７７と、クランクシャフト用ベアリング７９と、スペーサー８１と、シム８３，８５と、これらを保持するベアリングホルダー８７を備える。クランクシャフト用ベアリング７９はスペーサー８１側にシール部分を備える。シム８３，８５はシャフト５５の軸方向についてコントロールシャフト用ベアリング７７の位置を調整するためのスペーサーと言うこともできる。クランクシャフト用ベアリング７９は、クランクシャフト１２の軸受であり、コントロールシャフト用ベアリング７７は、シャフト５５の軸受である。コントロールシャフト用ベアリング７７とクランクシャフト用ベアリング７９は、ベアリングホルダー８７に保持され、ベアリングホルダー８７は支持部９３によって支持される。またシャフト５５は、コントロールシャフト用ベアリング７７を介してシャフト５５のつば部７３とロックナット８４との間で軸方向に位置決めされている。

図１２は、図１１におけるＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視図である。オイルは給油路９６を通じて供給される。給油路９６からのオイルは、ベアリングホルダー８７に設けられたオイル受け渡し孔９０（図１４）と、スペーサー８１に設けられたオイル受け渡し孔９５（図１５）を介して、シャフト５５に供給される。また、オイルはクランクシャフト用ベアリング７９と、コントロールシャフト用ベアリング７７にも供給される。

図１３は、ベアリングホルダー８７近傍を拡大した図である。ベアリングホルダー８７は、内周側にコントロールシャフト用ベアリング７７と、スペーサー８１と、クランクシャフト用ベアリング７９が設けられる。
ここで、図１１に示すように、コントロールシャフト用ベアリング７７の両端部には、コントロールシャフト用ベアリング７７のシャフト５５軸方向の位置を調整するために、シム８３，８５が配される。
シム８３は、クランクシャフト用ベアリング７９におけるクランクシャフト用ベアリング７９側に配置され、シム８３とクランクシャフト用ベアリング７９との間にスペーサー８１が配置される。シム８４は、クランクシャフト用ベアリング７９におけるクランクシャフト用ベアリング７９の反対側に配置される。コントロールシャフト用ベアリング７７は、スペーサー８１とシム８３を介してクランクシャフト用ベアリング７９に当接することによって、クランクシャフト用ベアリング７９側へは移動しない。シム８３は、つば部７３に当接したコントロールシャフト用ベアリング７７と、スペーサー８１との間に空くスペースを埋めるように厚さが調整される。

図１４は、ベアリングホルダー８７の斜視図である。ベアリングホルダー８７は周方向に間隔を空けてオイル受け渡し孔９０が設けられる。またベアリングホルダー８７の周面の一部に開口するシム厚さ調整窓９２を有する。
シム厚さ調整窓９２は、少なくともシム８３，８５の配置領域を外部から視認可能な位置に設けられる。例えば、組み立てをする者は、シム厚さ調整窓９２を用いて、コントロールシャフト用ベアリング７７の両端部の隙間の大きさを容易に測定し、その隙間を埋められる厚みのシム８３、８５を選択して配する。これによりコントロールシャフト用ベアリング７７のスラスト方向のガタつきなどを抑制し、かつコントロールギア５１のスラスト方向のクリアランスを適切に調整することができる。

オイル受け渡し孔９０は、ベアリングホルダー８７の周方向に間隔を空けて設けられるので、給油路９６からのオイルがいずれかのオイル受け渡し孔９０に流入し易い。
図１５は、スペーサー８１の斜視図である。
スペーサー８１には、周方向に間隔を空けてオイル受け渡し孔９５が設けられるので、オイル受け渡し孔９０に流入したオイルが、いずれかのオイル受け渡し孔９５に流入し、シャフト５５側に供給される。これにより、オイルがベアリングホルダー８７の外部からスペーサー８１の内部に導かれる。
そして、オイルは、シャフト５５とクランクシャフト１２の間の空間を給油路９４（図１０）として、シャフト５５の一端方向に送られる。
なお、ベアリングホルダー８７の一端にはクランクシャフト用ベアリング７９へのオイル滴下を容易にするための給油溝９７が備えられている。具体的には、ベアリングホルダー８７が回転方向にどの位置に組付けられても滴下可能なように給油溝９７は複数設けられている。また、クランクシャフト用ベアリング７９のシール部分をスペーサー側とは反対側に設置することにより積極的に給油をしてもよい。このように外周部に複数等間隔でオイル受け渡し孔９０および給油溝９７を設置することにより、ベアリングホルダー８７およびスペーサー８１の回転方向の位相決めは不要とでき、組付を容易にできる。

以上説明したように、本構成でも、偏心カム３１を回転させるギア５１を備えたシャフト５５を有し、前記シャフト５５と前記ギア５１とは別体であり、前記シャフト５５は、前記ギア５１に設けられたスプライン孔５１ａに嵌合するスプライン軸５５ａを一端に有する、といった実施の形態１と同様の構成を有するので、実施の形態１と同様の各種の効果が得られる。

また、圧縮比可変装置１０ａを構成する前記シャフト５５を他端に動力源３２との接続部７０を備え、該接続部７０の直径Ｌ２が、前記スプライン軸の直径Ｌ１以上である構成にすることによって、シャフト５５および結合部の強度を高めることができる。前記接続部７０の直径を太くすることができるのは、前記シャフト５５と前記ギア５１を別体にすることで、前記シャフト５５を前記ギアとは反対側から挿入できる構成にした効果である。

また、圧縮比可変装置１０ａを構成する前記位置決め部材７２は、シャフト５５を前記クランクシャフト１２の軸方向について位置決めし、前記動力源３２の支持部９３によって径方向に支持される。
この構成によれば、クランクシャフト１２とシャフト５５の同軸性が向上し、信頼性が上がる。

なお、上述の実施形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では、クリップ６０によってギア５１の脱落を防止する場合を例示したが、この構成に限定しなくてもよい。例えば、図９に示すように、ギアシャフト５２の端部に、ギア５１の少なくとも一部に当接してギア５１の端部側への抜け止めを行う抜け止め部材６１を設けるようにしてもよい。この抜け止め部材６１は、シャフト５５よりも径方向に拡径する板部材で形成され、締結部材６２を用いてシャフト５５の端部に取り付けられる。簡易な構成でギア５１の脱落を防止できる。

また、上述の実施形態では、自動二輪車などの鞍乗り型車両に採用される圧縮比可変装置１０ａ、及び、この圧縮比可変装置１０ａに使用するギアシャフト５２に本発明を適用する場合を説明したが、これに限定しなくてもよい。本発明は、所定のギアに噛み合うギア５１を備えたシャフト５２を有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材に広く適用可能である。

［上記実施の形態によりサポートされる構成］
上記実施の形態は、以下の構成をサポートする。

（構成１）所定のギアに噛み合うギアを備えたシャフトを有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材において、前記シャフトと前記ギアとは別体であり、前記シャフトは、前記ギアに設けられたスプライン孔に嵌合するスプライン軸を有し、前記スプライン軸に設けられるスプライン歯を、前記スプライン軸の軸方向において、そのスプライン歯の両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしていることを特徴とする動力伝達部材。
この構成によれば、ギアを備えたシャフトに対して、前記ギアに噛み合う所定のギアが傾いた場合に、所定のギアの傾きに合わせてギアが傾くことができ、ギア同士の片当たりを抑制することができる。また、シャフトを所定のギアの反対側から挿入し易くなり、組み立て作業が容易になる効果を奏する。

（構成２）前記スプライン歯の幅を、前記スプライン軸の軸方向において、そのスプライン歯の中央から両端にいくに従って狭くしていることを特徴とする構成１に記載の動力伝達部材。
この構成によれば、前記ギアに噛み合う所定のギアが傾いた際に片当たりとなる事態をより抑制できる。

（構成３）前記スプライン歯を、前記スプライン軸の軸方向において、そのスプライン歯の両端から中央に行くにしたがって高くした山形状にしていることを特徴とする構成１又は２に記載の動力伝達部材。
この構成によれば、前記ギアを中央側の箇所を基準にして滑らかに揺動させ易くなり、前記ギアの揺動角度も拡げ易くなる。

（構成４）前記シャフト及び前記ギアは自転のみで公転しない構成とされ、前記所定のギアは、前記ギアの周囲を公転する構造とされていることを特徴とする構成１から３のいずれか一項に記載の動力伝達部材。
この構成によれば、シャフトに対してギアが公転しないので、シャフトに対してギアが公転する場合と比べて、シャフトとギアの嵌合部に対する負荷を小さくできる。また、公転する相手側の遠心力に伴う外側への歪みの影響を受け難くなる。

（構成５）前記スプライン歯と前記スプライン孔には、それぞれの軸方向の中央に対応する位置に、共通のクリップを係止可能な係止溝が設けられ、前記クリップの位置を基準にして、前記ギアが前記シャフトに対して揺動することを特徴とする構成１から４のいずれか一項に記載の動力伝達部材。
この構成によれば、クリップによりギアの抜け止めを行うことができると共に、所定のギアの傾きに合わせてギアが傾き易くなる。

（構成６）前記シャフトの端部には、前記ギアの少なくとも一部に当接して前記ギアの前記端部側への抜け止めを行う抜け止め部材が設けられることを特徴とする構成１から５のいずれか一項に記載の動力伝達部材。
この構成によれば、簡易な構成でギアの抜け止めを行うことができる。

（構成７）所定のギアに噛み合うギアを備えたシャフトを有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材において、前記シャフトと前記ギアとは別体であり、前記シャフトは、前記ギアに設けられたスプライン孔に嵌合するスプライン軸を有し、前記スプライン軸に設けられるスプライン歯と前記スプライン孔には、それぞれの軸方向の中央に対応する位置に、共通のクリップを係止可能な係止溝が設けられ、前記クリップの位置を基準にして、前記ギアが前記シャフトに対して揺動することを特徴とする動力伝達部材。
この構成によれば、この動力伝達部材を採用することによって、ギアを備えたシャフトに対して、前記ギアに噛み合う所定のギアが傾いた場合に、所定のギアの傾きに合わせてギアが傾くことができ、ギア同士の片当たりを抑制することができる。

（構成８）内燃機関のクランクピンとコネクティングロッドの大端部との間に配置され、周方向に沿ってカム厚を徐々に変化させる偏心カムと、前記偏心カムを回転させる動力源と、前記動力源と前記偏心カムとの間の動力伝達部材とを備える圧縮比可変装置であって、前記動力伝達部材は、前記偏心カムを回転させるギアを備えたシャフトを有し、前記シャフトと前記ギアとは別体であり、前記シャフトは、前記ギアに設けられたスプライン孔に嵌合するスプライン軸を一端に有することを特徴とする圧縮比可変装置。
この構成にすることでシャフトをクランクケース外側から挿入可能になる。そうするとギアとシャフトは挿入後に組み付けることができ、組み立て作業が容易になる効果を奏する。

（構成９）前記スプライン軸に設けられるスプライン歯を、前記スプライン軸の軸方向において、そのスプライン歯の両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしていることを特徴とする構成８に記載の圧縮比可変装置。
この構成によれば、この圧縮比可変装置を採用することによって、ギアを備えたシャフトに対して、前記ギアに噛み合う所定のギアが傾いた場合に、所定のギアの傾きに合わせてギアが傾くことができ、ギア同士の片当たりを抑制することができる。

（構成１０）前記偏心カムと前記ギアとの間に中間ギアが配置され、前記ギアを備えたシャフトは、前記内燃機関のクランクシャフト内に回転自在に配置され、前記中間ギアは、前記内燃機関のクランクウェブに支持されていることを特徴とする構成９に記載の圧縮比可変装置。
この構成によれば、ギアを備えたシャフトの配置スペースをクランクシャフト内に確保し易くなり、クランクシャフトの軽量化にも有利になる。

（構成１１）前記シャフトは他端に動力源との接続部を備え、該接続部の直径は、前記スプライン軸の直径以上であることを特徴とする構成８に記載の圧縮比可変装置。
この構成によれば、シャフトの剛性を高めることができる。

（構成１２）前記シャフトとクランクシャフトとの間の空間に給油路が形成され、前記給油路には、クランクシャフトの端部に設けられる位置決め部材の外周に設けられた複数の給油穴および給油溝を介してオイルが供給されることを特徴とする構成１１に記載の圧縮比可変装置。
この構成によれば、位置決め部材の回転方向の位相決めが不要とでき、組付が容易となる。

（構成１３）前記位置決め部材は、シャフトを前記クランクシャフトの軸方向について位置決めし、前記動力源の支持部によって径方向に支持されることを特徴とする構成１２に記載の圧縮比可変装置。
この構成によれば、クランクシャフトとシャフトの同軸性が向上し、信頼性が上がる。

１０ パワーユニット
１０ａ 圧縮比可変装置
１１ エンジン（内燃機関）
１２ クランクシャフト
１５ クランクケース
１６ クランクウェブ
１７ クランクピン
１８ コネクティングロッド（コンロッド）
１８ａ 大端部
２０ シリンダ部
３１ 偏心カム
３２ モーター（動力源）
５０ 中間ギア（所定のギア）
５１ ギア
５１ａ スプライン孔
５１ｂ スプライン溝
５２ ギアシャフト（動力伝達部材）
５５ シャフト
５５ａ スプライン軸
５５ｂ スプライン歯
６０ クリップ（抜け止め部材）
６１，６２ 抜け止め部材
７０ 接続部
７２ 位置決め部材
９０ オイル受け渡し孔
９３ 支持部
９４ 給油路
９７ 給油溝
Ｃ１ クランク軸線
Ｃ２ クランクピン軸線
Ｃ３ 偏心位置
Ｃ４ 中間ギアの軸線
Ｘ 軸方向

Claims (13)

1. 所定のギア（５０）に噛み合うギア（５１）を備えたシャフト（５５）を有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材において、
   前記シャフト（５５）と前記ギア（５１）とは別体であり、
   前記シャフト（５５）は、前記ギア（５１）に設けられたスプライン孔（５１ａ）に嵌合するスプライン軸（５５ａ）を有し、
   前記スプライン軸（５５ａ）に設けられるスプライン歯（５５ｂ）を、前記スプライン軸（５５ａ）の軸方向において、そのスプライン歯（５５ｂ）の両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしていることを特徴とする動力伝達部材。
2. 前記スプライン歯（５５ｂ）の幅を、前記スプライン軸（５５ａ）の軸方向において、そのスプライン歯（５５ｂ）の中央から両端にいくに従って狭くしていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達部材。
3. 前記スプライン歯（５５ｂ）を、前記スプライン軸（５５ａ）の軸方向において、そのスプライン歯（５５ｂ）の両端から中央に行くにしたがって高くした山形状にしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達部材。
4. 前記シャフト（５５）及び前記ギア（５１）は自転のみで公転しない構成とされ、前記所定のギア（５０）は、前記ギア（５１）の周囲を公転する構造とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の動力伝達部材。
5. 前記スプライン歯（５５ｂ）と前記スプライン孔（５１ａ）には、それぞれの軸方向の中央に対応する位置に、共通のクリップ（６０）を係止可能な係止溝が設けられ、
   前記クリップ（６０）の位置を基準にして、前記ギア（５１）が前記シャフト（５５）に対して揺動することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の動力伝達部材。
6. 前記シャフト（５５）の端部には、前記ギア（５１）の少なくとも一部に当接して前記ギア（５１）の前記端部側への抜け止めを行う抜け止め部材（６０，６２）が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の動力伝達部材。
7. 所定のギア（５０）に噛み合うギア（５１）を備えたシャフト（５５）を有し、回転力の伝達に使用される動力伝達部材において、
   前記シャフト（５５）と前記ギア（５１）とは別体であり、
   前記シャフト（５５）は、前記ギア（５１）に設けられたスプライン孔（５１ａ）に嵌合するスプライン軸（５５ａ）を有し、
   前記スプライン軸（５５ａ）に設けられるスプライン歯（５５ｂ）と前記スプライン孔（５１ａ）には、それぞれの軸方向の中央に対応する位置に、共通のクリップ（６０）を係止可能な係止溝が設けられ、
   前記クリップ（６０）の位置を基準にして、前記ギア（５１）が前記シャフト（５５）に対して揺動することを特徴とする動力伝達部材。
8. 内燃機関（１１）のクランクピン（１７）とコネクティングロッド（１８）の大端部（１８ａ）との間に配置され、周方向に沿ってカム厚を徐々に変化させる偏心カム（３１）と、
   前記偏心カム（３１）を回転させる動力源（３２）と、
   前記動力源（３２）と前記偏心カム（３１）との間の動力伝達部材（５２）とを備える圧縮比可変装置であって、
   前記動力伝達部材（５２）は、前記偏心カム（３１）を回転させるギア（５１）を備えたシャフト（５５）を有し、
   前記シャフト（５５）と前記ギア（５１）とは別体であり、
   前記シャフト（５５）は、前記ギア（５１）に設けられたスプライン孔（５１ａ）に嵌合するスプライン軸（５５ａ）を一端に有することを特徴とする圧縮比可変装置。
9. 前記スプライン軸（５５ａ）に設けられるスプライン歯（５５ｂ）を、前記スプライン軸（５５ａ）の軸方向において、そのスプライン歯（５５ｂ）の両端よりも中央側の箇所を高くした形状にしていることを特徴とする請求項８に記載の圧縮比可変装置。
10. 前記偏心カム（３１）と前記ギア（５１）との間に中間ギア（５０）が配置され、
    前記ギア（５１）を備えたシャフト（５５）は、前記内燃機関（１１）のクランクシャフト（１２）内に回転自在に配置され、
    前記中間ギア（５０）は、前記内燃機関（１１）のクランクウェブ（１６）に支持されていることを特徴とする請求項９に記載の圧縮比可変装置。
11. 前記シャフト（５５）は他端に動力源（３２）との接続部（７０）を備え、該接続部（７０）の直径（Ｌ２）は、前記スプライン軸（５５ａ）の直径（Ｌ１）以上であることを特徴とする請求項８に記載の圧縮比可変装置。
12. 前記シャフト（５５）とクランクシャフト（１２）との間の空間に給油路（９４）が形成され、前記給油路（９４）には、クランクシャフト（１２）の端部に設けられる位置決め部材（７２）の外周に設けられた複数のオイル受け渡し孔（９０）および給油溝（９７）を介してオイルが供給されることを特徴とする請求項１１に記載の圧縮比可変装置。
13. 前記位置決め部材（７２）は、シャフト（５５）を前記クランクシャフト（１２）の軸方向について位置決めし、前記動力源（３２）の支持部（９３）によって径方向に支持されることを特徴とする請求項１２に記載の圧縮比可変装置。

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