JP4312023B2

JP4312023B2 - 自動二輪車

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Publication number: JP4312023B2
Application number: JP2003349059A
Authority: JP
Inventors: 吉信澤村; 克哉阿部; 仁近藤; 保行黒岩
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-10-08
Also published as: MY139449A; EP1688293B1; CN1605536B; KR100645862B1; ES2324299T3; TWI241386B; BRPI0415129A; DE602004020656D1; AR046273A1; TW200513604A; CN1605536A; EP1688293A4; JP2005112159A; KR20050033834A; MXPA06003901A; EP1688293A1; WO2005035292A1; ZA200602799B

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸と変速機構の間に遠心式発進クラッチとトルクコンバータが設けられた自動二輪車に関する。

この種の自動二輪車に用いられる内燃機関において、車輪側からクランク軸側へと向かう動力伝達のみを許容する一方向クラッチを、エンジンブレーキ用として、クランク軸上に設けたものがあった（例えば、特許文献１あるいは特許文献２参照。）。

実開昭５９−１１６６３９号公報特開昭６２−７５１４１号公報

前記従来の一方向クラッチは、常時一方向クラッチとして作動する。したがって、このような一方向クラッチをエンジンブレーキ用として利用し、車輪側からクランク軸側へ向かう動力伝達のみを許容しようとすると、内燃機関が停止している時でも、車輪が回転するとその回転はクランク軸に伝達される。そのため、内燃機関停止時に車両の取り回し（押し歩き）をするには、ギヤをニュートラルポジションに切替えて、駆動力を抜く必要があった。また、ニュートラルを持たない構造の場合は、ギアミッションに新たにニュートラル構造を組み込まなければならなかった。

本発明は、前記従来の問題を解決するために、内燃機関のクランク軸と変速機構の間に遠心式発進クラッチとトルクコンバータが設けられ、上記クランク軸の出力が上記遠心式発進クラッチと上記トルクコンバータを介して変速機構に伝達される自動二輪車において、上記内燃機関の駆動力よりも車輪から上記変速機構側に伝達される駆動力が大きく、かつ上記クランク軸の回転速度が所定値以上である時のみ、上記変速機構から上記クランク軸へ動力を伝達する一方向クラッチが、上記クランク軸と上記トルクコンバータの間に設けられたことを特徴とするものである。

本発明は上記のとおり構成され、クランク軸の回転数が所定値よりも低い場合は、変速機構側（車輪側）からクランク軸側への動力伝達がなされないので、車両の取り回し時のように低速で車輪を回転させても、その回転はクランク軸に伝達されない。したがって車両取り回し時にギヤ操作等をする必要がない。また、ギアミッションにニュートラル機構を持たない場合でも、車両の取り回しが可能となるので、ニュートラル機構を設ける必要がなく、部品点数を大幅に削減できる。一方、走行中にアクセルを戻せば、車輪の回転はクランク軸に伝達されるので、エンジンブレーキを作動させることができる。

以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に基づき説明する。まず図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の全体側面図である。

本自動二輪車１では、車体フレーム２の中央にパワーユニット10が懸架され、またその車体フレーム２の前部に回動自在に枢支されたフロントフォーク３に、前輪４が軸支されている。更に、パワーユニット10に前端を枢支され後方に延びるリヤフォーク５の後端に後輪６が軸支されている。

上記パワーユニット10は、内燃機関11と負荷側の変速機構12を一体化して構成されたもので、図２はその要部の縦断面図である。

内燃機関11のクランクケースと変速機構12のギヤケースとを一体とした左右半割りの左ユニットケース13Ｌと右ユニットケース13Ｒの合体により、内部にクランク室とギヤ室が形成される。

車両の左右方向に指向して配置されるクランク軸15が、左右ユニットケース13Ｌ，13Ｒの各々にベアリング16Ｌ，16Ｒを介して支承される。内燃機関11においてシリンダブロック17のシリンダボア内を摺動自在に嵌装されたピストン18と上記クランク軸15とをコネクティングロッド19が連接している。

シリンダブロック17に接合されるシリンダヘッド20は、ピストン18の頂面との間に燃焼室21を形成し、その燃焼室21に連通する吸・排気ポートを開閉する吸・排気弁（図示せず）が設けられている。この吸・排気弁を駆動するカム軸22は、クランク軸15と平行にシリンダヘッド20に回転自在に支承される。

変速機構12では、クランク軸15と平行に配置された入力軸25と出力軸26とが左右ユニットケース13Ｌ，13Ｒに回転自在に架設されている。上記入力軸25には、右ユニットケース13Ｒから右方へ突出した端部に１次減速被駆動ギヤ25ａが嵌着され、左方内側に駆動ギヤ25ｂが形成されている。また出力軸26には、左ユニットケース13Ｌから左方外側へ突出した端部に駆動スプロケット26ａが嵌着され、右方内側には被駆動ギヤ26ｂが嵌合されて、その被駆動ギヤ26ｂと前記駆動ギヤ25ｂは互いに噛合っている。

出力軸26の外側に突出した駆動スプロケット26ａと後輪６に一体に設けられた被駆動スプロケット６ａ（図１参照）との間にチェーン27が架渡され最終減速機構が構成されている。

クランク軸15の右ユニットケース13Ｒから右方へ突出した右側部には、右端から内側に向かって順に遠心式発進クラッチ30，トルクコンバータ40，１次減速駆動ギヤ48ａが配設されており、その１次減速駆動ギヤ48ａが前記変速機構12の１次減速被駆動ギヤ25ａと噛合っている。

この一次減速駆動ギヤ48ａと１次減速被駆動ギヤ25ａとの噛合による１次減速機構、遠心式発進クラッチ30およびトルクコンバータ40を右方から覆う右サイドカバー28が、右ユニットケース13Ｒの右端面に接合される。またこの右サイドカバー28は、クランク軸15の端部をベアリング29で軸支する。

遠心式発進クラッチ30は、クラッチインナ31とクラッチアウタ35を備えている。クラッチインナ31は、ディスク状のインナプレート31ａと、その基端を保持するインナボス部31ｂとから成り、そのインナボス部31ｂがクランク軸15の右端部にスプライン結合され、クラッチ締付ボルト32で固定されて、クランク軸と一体に回転するようになっている。またそのインナプレート31ａの外周端側にクランク軸15と平行に突設された複数の支軸33に、それぞれクラッチウエイト34が傾動自在に枢支されている。

クラッチアウタ35のアウタプレート35ａは、その円筒部が上記複数のクラッチウエイト34に内周面を対向させてそれらを覆っている。また、そのアウタプレート35ａの基端を保持するアウタボス部35ｂは、クランク軸15にベアリング37を介して回動自在に枢支されるとともに、インナボス部31ｂに対して一方向クラッチ60を介して支持されている。

クランク軸15の回転とともに、クラッチインナ31は一体に回転するが、一方向クラッチ60によってクラッチアウタ35へ回転トルクが伝達されることはない。クランク軸15の回転速度が所定値を越えると、クラッチウエイト34の傾動が増してアウタプレート35ａに作用し、遠心式発進クラッチ30が係合してクラッチアウタ35を回転させる。

なお一方向クラッチ60は、内燃機関11側（クラッチインナ31側）の駆動力よりも車輪から変速機構12側（クラッチアウタ35側）に伝達される駆動力が大きく、かつ内燃機関11側（クランク軸15）の回転速度が所定値以上である時のみ、変速機構12側（クラッチアウタ35側）からクランク軸15（クラッチインナ側）へ回転動力を伝達することができるものであるが、その詳細な構造等については、後述する。

上記遠心式発進クラッチ30から右ユニットケース13Ｒ側に隣接して配設されるトルクコンバータ40は、前記アウタプレート35ａの基端を保持するアウタボス部35ｂに一体的に結合されるポンプ羽根車41と、これに対向するタービン羽根車42と、これら羽根車41，42間に配置されるステータ羽根車43とから構成されるものである。

ステータ羽根車43の基端を保持するステータボス部44は円筒状のステータ軸45にスプライン嵌合し、同ステータ軸45はクランク軸15にベアリング46を介して軸支されるとともに右ユニットケース13Ｒに対してフリーホイールクラッチ47を介して支持され、ステータ羽根車43はステータ軸45と一体に一方向に回転可能である。

タービン羽根車42の基端を保持する円筒状のタービン軸48は、前記ステータ軸45にベアリング49を介して回転自在に支持されており、このタービン軸48の左端部に前記１次減速駆動ギヤ48ａが形成されている。

ポンプ羽根車41には、タービン羽根車42の背面を覆うサイドカバー50が一体的に連結され、このサイドカバー50とタービン軸48との間にバックロード伝達用のフリーホイールクラッチ51が介装されている。

クランク軸15の回転速度が所定速度を越え、遠心式発進クラッチ30が係合してクラッチアウタ35とともにポンプ羽根車41が回転すると、トルクコンバータ40内の作動オイルが、ポンプ羽根車41の外周側からタービン羽根車42およびフリーホイールクラッチ47により回転規制されたステータ羽根車43を順に流れて、ポンプ羽根車41の内周側に戻るように循環し、ポンプ羽根車41の回転トルクをタービン羽根車42に伝達する。こうして、タービン羽根車42と一体のタービン軸48すなわち１次減速駆動ギヤ48ａが回転駆動される。

タービン羽根車42の回転が高速になりポンプ羽根車41の速度に近づくと、フリーホイールクラッチ47によりステータ羽根車43が空転し、羽根車41，42，43が一体となって流体継手としての効率を高くして回転する。このようにトルクコンバータ40は自動変速機能を果す。

減速時のバックロードが変速機構12側から１次減速機構を介してタービン軸48に入力されたときは、その回転トルクはフリーホイールクラッチ51の係合によりサイドカバー50を介してポンプ羽根車41に直接伝達され、ポンプ羽根車41と一体のクラッチアウタボス部35ｂの回転が一方向クラッチ60を介してクランク軸15に伝達されて、エンジンブレーキが働く。

次に図３ないし図１０を参照して、前記一方向クラッチ60の詳細構造を説明する。

まず図３はこの一方向クラッチ60を構成する保持器63の第１プレート70の展開図、図４はその第１プレート70の成形後の形状を示す図であって、図４中(ａ)は正面図、(ｂ)は(ａ)のＢ矢視図、(ｃ)は(ａ)のＣ矢視図、(ｄ)は(ａ)のＤ矢視図である。また、図５は上記保持器63の第２プレート80の展開図、図６はその第２プレート80の成形後の形状を示す図であって、図６中(ａ)は正面図、(ｂ)は(ａ)のＢ矢視図、(ｃ)は(ａ)のＣ矢視図、(ｄ)は(ａ)のＤ矢視図である。

本実施形態では、板状の鋼板を打抜いて第１プレート70および第２プレート80を形成する。

第１プレート70の展開状態では、図３に示されるように、ほぼ環状の本体71と、その本体71から外径方向に延びる複数（図示例では６）の凸部72と、上記本体71から内径方向に延びる２つの係合舌部76とから構成されている。凸部72は第１柱部73とばね受け部74とから成り、ばね受け部74には後述のアコーデオンバネ66取り付け用の孔75が設けられる。係合舌部76は、保持器63を後述の一方向クラッチ内輪62に固定するためのものである。本体71には、更に後述の第２プレート80と結合するためのカシメ用孔77が設けられている。

図３に示された展開状態の第１プレート70の本体71に対して、凸部72を２回折り曲げ、係合舌部76を１回折り曲げると、図４に示されるような立体的な第１プレート70が成形される。

次に第２プレート80の展開状態では、図５に示されるように、ほぼ環状の本体81と、その本体81から外径方向に延びる複数（図示例では６）の凸部82と、上記本体81から内径方向に延びる２つの係合舌部86とから構成されている。凸部82は、第２柱部83とカシメ用突起85とを備えており、それら第２柱部83とカシメ用突起85との間には、後述の錘体作動面84が形成されている。係合舌部86は、保持器63を後述の一方向クラッチ内輪62に固定するためのものである。

図５に示された展開状態の第２プレート80の本体81に対して、凸部82を３回折り曲げ、係合舌部86を１回折り曲げると、図６に示されるような立体的な第２プレート80が形成される。

次に図７は本実施形態の一方向クラッチ60の正面図、図８は軸線を通る平面で切断した断面図である。本実施形態の一方向クラッチ60では、板状の鋼板を打抜き、更に曲げ加工を施して所定の形状に形成された、図４および図６図示の第１プレート70および第２プレート80を、一方向クラッチ内輪62を挟み込むようにして結合し、第２プレート80のカシメ用突起85を第１プレート70のカシメ用孔77に挿入してかしめるとともに、係合舌部76、86を一方向クラッチ内輪62の凹溝62ａに嵌合して固定する。

一方向クラッチ内輪62の内周には、前記第１プレート70および第２プレート80の係合舌部76、86を嵌合させるための凹溝62ａのほか、一方向クラッチ内輪62自体を前記遠心式発進クラッチ30のインナボス部31ｂの外周に結合するためのスプライン62ｂが形成されている。また外周複数（図示例では６）箇所に、円周に対して傾斜し、後述の一方向クラッチ外輪61との間にクラッチローラ64を挟持または解放するカム面62ｃと、同じく後述の錘体65を収容する凹部62ｄが形成されている。

図７および図８において、符号61は前記遠心式発進クラッチ30のクラッチアウタボス部35ｂと一体に形成された一方向クラッチ外輪（図２も参照。）である。また上記一方向クラッチ内輪62は、内周が上記遠心式発進クラッチ30のクラッチインナボス部31ｂの外周にスプライン結合され、外周は上記一方向クラッチ外輪61の内周との間に隙間を存して、一方向クラッチ外輪61に対して相対回転可能に配されている。

上記一方向クラッチ内輪62の凹部62ｄには円筒形の錘体65が収容され、その外方にクラッチローラ64が配される。また、ばね受け部74にアコーデオンバネ66が設けられて、クラッチローラ64を非係合方向（図７で反時計方向）に付勢するようになっている。

次に図９および図１０は本実施形態の一方向クラッチ60の作動状況を示す図であって、図９は一方向クラッチ60が両方向に空転する状態、図１０は一方向クラッチ60が一方向クラッチとして作動している状態をそれぞれ示す。

内燃機関11が停止しているか、あるいは低速で回転している時には、図９に示されるように、錘体65は一方向クラッチ内輪62の凹部62ｄの内径側に位置し、クラッチローラ64がアコーデオンバネ66によって非係合方向に押圧されている。すなわち、クラッチローラ64は一方向クラッチ外輪61と一方向クラッチ内輪62のカム面62ｃとの間で空転自在になっている。したがって図９に示される状態では、一方向クラッチ外輪61、一方向クラッチ内輪62のどちらか一方がどちら向きに回転しても、その回転が他方へ伝達されることはない。

次に、クランク軸15が図の時計方向に回転すると、クラッチインナボス部31b、一方向クラッチ内輪62も一体に回転するが、その回転速度が所定値以上に達すると、図１０に示されるように、錘体65が遠心力により錘体作動面84に沿って外方へ移動し、アコーディオンバネ66の力に抗してクラッチローラ64をカム面62cに沿って係合方向（図の時計方向）に押し出す。そうすると、クラッチローラ64は一方向クラッチ外輪61内周面と一方向クラッチ内輪62のカム面62cとの間に密に押圧挟持される。

この状態で、内燃機関11の駆動力よりも後輪６から変速機構12側に伝達される駆動力が大きい時には、変速機構12側、すなわち一方向クラッチ外輪61の時計方向回転はそのまま、一方向クラッチ内輪62、すなわちクランク軸15側へ伝達される。逆に内燃機関11の駆動力が後輪６から変速機構12側に伝達される駆動力よりも大きい時には、一方向クラッチ内輪62が時計方向に回転すると、クラッチローラ64を一方向クラッチ外輪61とカム面62ｃの間の非係合方向へ移動させることになるので、クラッチローラ64は空転自在となり、回転は伝達されない。

実際の自動二輪車の運転に即して説明すると、通常走行中は、内燃機関11の駆動力が車輪から変速機構12側へ伝達される駆動力よりも大きいから、一方向クラッチ内輪62の時計方向回転により、図９に示されるように、クラッチローラ64は反時計方向、すなわち非係合方向へ移動して空転自在となり、一方向クラッチ60による回転伝達はなされない。

次に、走行中にエンジン減速の操作を行なうと、車輪の回転は遠心式発進クラッチ30のクラッチアウタボス部35ｂに形成された一方向クラッチ外輪61に伝達される（図の時計方向に回転）。クランク軸15やアウタボス部35ｂが所定の回転数以上で回転している間は、図１０に示されるように、錘体65が遠心力により外方へ移動し、クラッチローラ64をカム面62ｃに沿って時計方向（係合方向）へ押し出す。そうするとクラッチローラ64は一方向クラッチ外輪61内周面と一方向クラッチ内輪62のカム面62ｃとの間に狭圧されるから、一方向クラッチ外輪61の時計方向回転は一方向クラッチ内輪62へ、すなわちクランク軸15側へ伝達されてエンジンブレーキが働く。

また車両の取り回し（押し歩き）時のように、自動二輪車の内燃機関を停止して車輪を低速で回転させる時は、一方向クラッチ60の錘体65に遠心力が働らくことがない。したがって図９に示されるように、クラッチローラ64がアコーデオンバネ66の力によって、反時計方向（非係合方向）に押され、錘体65を一方向クラッチ内輪62の凹部62ｄ内に沈めて、空転自在となるから、一方向クラッチ60は両方向に空転することになる。こうしてギヤをニュートラルに切替えなくても、押し歩きすることができる。

上記のように本実施形態においては、低速で車輪を回転させても、その回転はクランク軸15に伝達されないから、車両取り回し時にギヤ操作をする必要がない。一方、走行中にアクセルを戻せば、車輪の回転はクランク軸に伝達され、エンジンブレーキを作動させることができる。

また本実施形態では錘体65の遠心力を利用するので、一方向クラッチの係止状態を解放する所定回転数を、その錘体65の重さにより任意に選定でき、汎用性が向上する。また遠心力によって作動するので、摩擦損失が生じない。

なお、錘体65は、鋼材、銅、鋼合金、アルミニウム、合成樹脂等の材料から成形することが考えられるが、鋼等の比重の大きいものを用いると、単位体積あたりに受ける遠心力が大きくなるので、装置のサイズが小さく且つ低速回転時においても噛合い可能な状態が得られ、また錘体の径を小さくすることが可能となる。

本実施形態では転動体として円筒形のクラッチローラ64を示したが、これは球体であっても良い。また、錘体65についても、円筒形のローラではなく球体であってもよい。更に、転動体と錘体との組み合わせについても、両者ともローラ、両者とも球体、いずれか一方がローラで他方が球体であってもよい。

また、本実施形態では、一方向クラッチ内輪62のカム面62ｃが円周方向に６箇所設けられているが、この数は必要なトルク容量などに応じても任意に変更できる。しかしながら、この数にかかわらずカム面62ｃは円周方向等配分に設けることが好ましい。

また、図７、図９、図１０において、クラッチローラ64と錘体65の直径がほぼ同じであるが、必ずしも同じ大きさにする必要はない。使用条件（例えば、作動時の回転数の範囲）によって、任意に設定することができる。

また、上記実施形態では、一方向クラッチ内輪62の外周にカム面62ｃを形成し、その外側の一方向クラッチ外輪61との間にクラッチローラ64を保持する場合について説明したが、一方向クラッチ外輪61の内周にカム面を形成し、その内側の一方向クラッチ内輪62との間にクラッチローラを保持するようにしてもよい。

図１は本実施形態に係る自動二輪車１の全体側面図である。図２は図１中のパワーユニット10の要部縦断面図である。図３は図２中の一方向クラッチ60を構成する保持器63の第１プレート70の展開図である。図４は上記第１プレート70の成形後の形状を示す図である。図５は上記保持器63の第２プレート80の展開図である。図６は上記第２プレート80の成形後の形状を示す図である。図７は上記一方向クラッチ60の正面図である。図８は上記一方向クラッチ60を軸線を通る平面で切断した断面図である。図９および図１０は上記一方向クラッチ60の作動状況を示す図であって、図９は一方向クラッチ60が両方向に空転する状態を示す。図１０は一方向クラッチ60が一方向クラッチとして作動している状態を示す図である。

符号の説明

１…自動二輪車、２…車体フレーム、３…フロントフォーク、５…リヤフォーク、６…後輪、６ａ…被駆動スプロケット、
10…パワーユニット、11…内燃機関、12…変速機構、13Ｌ…左ユニットケース、13Ｒ…右ユニットケース、15…クランク軸、16Ｌ，16Ｒ…ベアリング、17…シリンダブロック、18…ピストン、19…コネクティングロッド、20…シリンダヘッド、21…燃焼室、22…カム軸、25…入力軸、25ａ…１次減速被駆動ギヤ、25ｂ…駆動ギヤ、26…出力軸、26ａ…駆動スプロケット、26ｂ…被駆動ギヤ、27…チェーン、28…右サイドカバー、29…ベアリング、
30…遠心式発進クラッチ、31…クラッチインナ、31ａ…インナプレート、31ｂ…インナボス部、32…クラッチ締付ボルト、33…支軸、34…クラッチウエイト、35…クラッチアウタ、35ａ…アウタプレート、35ｂ…アウタボス部、37…ベアリング、
40…トルクコンバータ、41…ポンプ羽根車、42…タービン羽根車、43…ステータ羽根車、44…ステータボス部、45…ステータ軸、46…ベアリング、47…フリーホイールクラッチ、48…タービン軸、48ａ…１次減速駆動ギヤ、49…ベアリング、50…サイドカバー、51…フリーホイールクラッチ、
60…一方向クラッチ、61…一方向クラッチ外輪、62…一方向クラッチ内輪、62ａ…凹溝、62ｂ…スプライン、62ｃ…カム面、62ｄ…凹部、63…保持器、64…クラッチローラ、65…錘体、66…アコーデオンバネ、70…第１プレート、71…本体、72…凸部、73…第１柱部、74…ばね受け部、75…孔、76…係合舌部、77…カシメ用孔、80…第２プレート、81…本体、82…凸部、83…第２柱部、84…錘体作動面、85…カシメ用突起、86…係合舌部。

Claims

内燃機関のクランク軸と変速機構の間に遠心式発進クラッチとトルクコンバータが設けられ、上記クランク軸の出力が上記遠心式発進クラッチと上記トルクコンバータを介して変速機構に伝達される自動二輪車において、
上記内燃機関の駆動力よりも車輪から上記変速機構側に伝達される駆動力が大きく、かつ上記クランク軸の回転速度が所定値以上である時のみ、上記変速機構から上記クランク軸へ動力を伝達する一方向クラッチが、上記クランク軸と上記トルクコンバータの間に設けられたことを特徴とする自動二輪車。