JP4319693B2 - 有段式自動変速装置、それを備えたパワーユニット及び車両 - Google Patents
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Description
本実施形態1では、本発明を実施したモーターサイクルの例として、図1に示すスクータ型車両1を例に挙げて、本発明の好ましい実施形態の一例について説明する。但し、本発明において、「モーターサイクル」は、スクータ型車両に限定されない。「モーターサイクル」は、所謂広義のモーターサイクルを意味する。具体的に、本明細書において「モーターサイクル」は、車両を傾斜させることによって方向転換を行う車両全般をいう。前輪及び後輪のうちの少なくとも一方が複数の車輪により構成されていてもよい。具体的には、「モーターサイクル」は、前輪及び後輪のうちの少なくとも一方が相互に隣接して配置された2つの車輪によって構成されている車両であってもよい。「モーターサイクル」には、狭義のモーターサイクル、スクータ型車両、モペット型車両及びオフロード型車両が少なくとも含まれる。
まず、図1を参照しながらスクータ型車両1の概略構成について説明する。尚、以下の説明において、前後左右といった方向は、スクータ型車両1のシート14に着座したライダーから視た方向をいうものとする。
図2は、エンジンユニット20の断面図である。図4は、エンジンユニット20の構成を表す模式図である。図2に示すように、エンジンユニット20は、エンジン30と、変速装置31とを備えている。尚、本実施形態1ではエンジン30が単気筒エンジンである例について説明する。但し、本発明において、エンジン30は、単気筒エンジンに限定されない。エンジン30は、例えば、2気筒エンジンなどの多気筒のエンジンであってもよい。
エンジン30は、クランクケース32と、シリンダボディ37と、シリンダヘッド40と、クランク軸34とを備えている。クランクケース32の内部には、クランク室35が区画形成されている。シリンダボディ37の内部には、クランク室35に開口するシリンダ38が区画形成されている。シリンダボディ37の先端には、シリンダヘッド40が取り付けられている。クランク室35には、車幅方向に延びるクランク軸34が配置されている。クランク軸34には、コンロッド36が取り付けられている。コンロッド36の先端には、シリンダ38内に配置されたピストン39が取り付けられている。このピストン39とシリンダボディ37と、シリンダヘッド40とによって燃焼室41が区画形成されている。シリンダヘッド40には、先端の発火部が燃焼室41に位置するように点火プラグ42が取り付けられている。
クランクケース32の右側には、発電機カバー43が取り付けられている。この発電機カバー43とクランクケース32とによって、発電機室44が区画形成されている。
次に、主として図4を参照しながら、変速装置31の構成について詳細に説明する。変速装置31は、入力軸52と出力軸33とを備えた4速の有段式自動変速装置である。変速装置31は、複数の変速ギア対を介して入力軸52から出力軸33へと動力が伝達される所謂ギアトレイン型の有段式変速装置である。
変速装置31は、第1の回転軸53と、第2の回転軸54と、第3の回転軸64と、出力軸33とを有する。第1の回転軸53と、第2の回転軸54と、第3の回転軸64と、出力軸33とのそれぞれは、入力軸52と平行に配置されている。
入力軸52には、上流側クラッチ群81が設けられている。上流側クラッチ群81は、第1のクラッチ55と、第2のクラッチ59とを備えている。第1のクラッチ55は、第2のクラッチ59よりも右側に配置されている。第1のクラッチ55と、第2のクラッチ59とは、それぞれ遠心クラッチにより構成されている。具体的に、本実施形態1では、第1のクラッチ55と、第2のクラッチ59とは、それぞれドラム式の遠心クラッチにより構成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。第2のクラッチ59は、遠心クラッチ以外のクラッチであってもよい。例えば、第2のクラッチ59は、油圧式のクラッチであってもよい。
第2の回転軸54には、下流側クラッチ群82が設けられている。下流側クラッチ群82は上流側クラッチ群81の後方に位置している。図2に示すように、下流側クラッチ群82と上流側クラッチ群81とは、入力軸52の軸方向に関して、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。言い換えれば、下流側クラッチ群82と上流側クラッチ群81とは、車幅方向に関して、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。具体的には、下流側クラッチ群82と上流側クラッチ群81とは、車幅方向に関して、実質的に重なる位置に配置されている。
次に、主として図6〜図8を参照しながら、下流側クラッチ群82についてさらに詳細に説明する。
図7に示すように、第4のクラッチ66の作動室133内の圧力と第3のクラッチ70の作動室137内の圧力とは、オイルポンプ140によって付与されると共に調整される。図7に示すように、クランク室35の底部には、オイル溜まり99が形成されている。このオイル溜まり99には、図8にも示すストレーナ141が漬けられている。ストレーナ141は、オイルポンプ140に接続されている。オイルポンプ140が駆動されることで、このストレーナ141を介してオイル溜まり99に溜められたオイルが吸い上げられる。
次に変速装置31の動作について、図9〜図12を参照しながら詳細に説明する。
まず、エンジン30が始動すると、クランク軸34(=入力軸52)の回転が開始する。第1のクラッチ55のインナ56は入力軸52と共に回転する。このため、入力軸52の回転速度が所定の回転速度(=第1の回転速度)以上になり、インナ56に所定以上の大きさの遠心力がかかりだすと、図9に示すように、第1のクラッチ55がつながる。第1のクラッチ55がつながると、第1のクラッチ55のアウタ57と共に、第1の変速ギア対86が回転する。これにより、入力軸52の回転が第1の回転軸53に伝達される。
上記1速時において、第9のギア87と共通の第12のギア65は、第1の回転軸53と共に回転している。このため、第12のギア65と噛合する第11のギア62と、第2のクラッチ59のインナ60とも共に回転している。よって、入力軸52の回転速度が上昇すると、第2のクラッチ59のインナ60の回転速度も上昇する。入力軸52の回転速度が上記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度以上になると、インナ60の回転速度もその分上昇し、図10に示すように、第2のクラッチ59がつながる。
上記2速時において、クランク軸34(=入力軸52)の回転速度が第2の回転速度よりも高くなり、且つ、車速が所定の車速以上になると、図11に示すように、バルブ143が駆動され、第3のクラッチ70がつながる。このため、第3の変速ギア対91の回転が開始する。ここで、第3の変速ギア対91のギア比は、第2の伝達ギア対85のギア比よりも小さい。このため、第3の変速ギア対91の第6のギア77の回転速度が、第2の伝達ギア対85の第8のギア78の回転速度よりも高くなる。このため、第2の回転軸54の回転は、第3の変速ギア対91を介して第3の回転軸64に伝達される。一方、第3の回転軸64の回転は、一方向回転伝達機構93により第2の回転軸54には伝達されない。
上記3速時において、クランク軸34(=入力軸52)の回転速度がさらに高くなり、且つ、車速もさらに高くなると、図12に示すように、バルブ143が駆動され、第4のクラッチ66がつながる。その一方で、第3のクラッチ70は切断される。このため、第2の変速ギア対90の回転が開始する。ここで、第2の変速ギア対90のギア比も、第2の伝達ギア対85のギア比よりも小さい。このため、第2の変速ギア対90の第4のギア76の回転速度が、第2の伝達ギア対85の第8のギア78の回転速度よりも高くなる。このため、第2の回転軸54の回転は、第2の変速ギア対90を介して第3の回転軸64に伝達される。一方、第3の回転軸64の回転は、一方向回転伝達機構93により第2の回転軸54には伝達されない。
第1の中間軸の軸本体:第2の回転軸54(図2及び図4参照)
第1の中間軸:第2の回転軸54、第3のクラッチ70、第4のクラッチ66、第3のギア69、第5のギア73、第10のギア75及び第7のギア74(図2及び図4参照)
第2の中間軸:第3の回転軸64、第4のギア76、第13のギア79、第6のギア77及び第8のギア78(図2及び図4参照)
ケーシング:クランクケース32、変速装置カバー50及び発電機カバー43(図2参照)
オイル供給機構:オイルポンプ140(図5参照)
上記実施形態1では、本発明を実施した好ましい形態の一例について、スクータ型車両1を例に挙げて説明した。但し、本発明において、モーターサイクルは、スクータ型車両に限定されない。本実施形態2では、本発明を実施した好ましい形態の一例について、所謂モペット2を例に挙げて説明する。尚、本実施形態2の説明において、共通の機能を有する部材は、上記実施形態1と共通の符号で説明する。図4、図7及び図9〜図12は、上記実施形態1と共通に参酌する。
まず、図13及び図14を参照しながらモペット2の概略構成について説明する。尚、以下の説明において、前後左右といった方向は、モペット2のシート14に着座したライダーから視た方向をいうものとする。
図16は、エンジンユニット20の断面図である。図4は、エンジンユニット20の構成を表す模式図である。図16に示すように、エンジンユニット20は、エンジン30と、変速装置31とを備えている。尚、本実施形態2ではエンジン30が単気筒エンジンである例について説明する。但し、本発明において、エンジン30は、単気筒エンジンに限定されない。エンジン30は、例えば、2気筒エンジンなどの多気筒のエンジンであってもよい。
エンジン30は、クランクケース32と、シリンダボディ37と、シリンダヘッド40と、クランク軸34とを備えている。クランクケース32の内部には、クランク室35が区画形成されている。シリンダボディ37の内部には、クランク室35に開口するシリンダ38が区画形成されている。シリンダボディ37の先端には、シリンダヘッド40が取り付けられている。クランク室35には、車幅方向に延びるクランク軸34が配置されている。クランク軸34には、コンロッド36が取り付けられている。コンロッド36の先端には、シリンダ38内に配置されたピストン39が取り付けられている。このピストン39とシリンダボディ37と、シリンダヘッド40とによって燃焼室41が区画形成されている。シリンダヘッド40には、先端の発火部が燃焼室41に位置するように点火プラグ42が取り付けられている。
図16に示すように、エンジン30には、バランサ軸115を有するバランサ115Aが設けられている。バランサ軸115には、ギア118が設けられている。ギア118は、クランク軸34に設けられたギア119と噛合している。よって、バランサ軸115は、クランク軸34と共に回転する。図16及び図15に示すように、バランサ軸115の軸線C6は、第2の回転軸54の軸線C2の近くに配置されている。図16に示すように、第1の回転軸53の軸方向から視たときに、第1の回転軸53、第2のギア63、または第9のギア87の少なくとも一部と、バランサ115Aの少なくとも一部とは、互いに重なるように配置されている。ここでは特に、バランサ軸115は、第1の回転軸53の軸方向から視たときに、第1の回転軸53と少なくとも一部が重なるように配置されている。バランサ軸115は、車幅方向に関して、コンロッド36が接続されたクランク軸34の中心部に位置している。一方、第1の回転軸53は、車幅方向に関して、右側に位置している。バランサ軸115と第1の回転軸53とは、車幅方向に関して、オフセットされている。言い換えれば、バランサ軸115と第1の回転軸53とは、車幅方向に関して、相互に重ならないように配置されている。
図16及び図17に示すように、クランクケース32の左側には、発電機カバー43が取り付けられている。この発電機カバー43とクランクケース32とによって、発電機室44が区画形成されている。
次に、主として図4を参照しながら、変速装置31の構成について詳細に説明する。変速装置31は、入力軸52と出力軸33とを備えた4速の有段式自動変速装置である。変速装置31は、複数の変速ギア対を介して入力軸52から出力軸33へと動力が伝達される所謂ギアトレイン型の有段式変速装置である。
変速装置31は、第1の回転軸53と、第2の回転軸54と、第3の回転軸64と、出力軸33とを有する。第1の回転軸53と、第2の回転軸54と、第3の回転軸64と、出力軸33とのそれぞれは、入力軸52と平行に配置されている。
図16及び図4に示すように、入力軸52には、上流側クラッチ群81が設けられている。上流側クラッチ群81は、第1のクラッチ55と、第2のクラッチ59とを備えている。第1のクラッチ55は、第2のクラッチ59よりも右側に配置されている。第1のクラッチ55と、第2のクラッチ59とは、それぞれ遠心クラッチにより構成されている。具体的に、本実施形態1では、第1のクラッチ55と、第2のクラッチ59とは、それぞれドラム式の遠心クラッチにより構成されている。但し、本発明は、この構成に限定されない。第2のクラッチ59は、遠心クラッチ以外のクラッチであってもよい。例えば、第2のクラッチ59は、油圧式のクラッチであってもよい。
第2の回転軸54には、下流側クラッチ群82が設けられている。下流側クラッチ群82は上流側クラッチ群81の後方に位置している。図16に示すように、下流側クラッチ群82と上流側クラッチ群81とは、入力軸52の軸方向に関して、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。言い換えれば、下流側クラッチ群82と上流側クラッチ群81とは、車幅方向に関して、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。詳細には、下流側クラッチ群82と上流側クラッチ群81とは、車幅方向に関して、実質的に重なる位置に配置されている。
次に、主として図18を参照しながら、下流側クラッチ群82についてさらに詳細に説明する。
図7に示すように、第4のクラッチ66の作動室133内の圧力と第3のクラッチ70の作動室137内の圧力とは、オイルポンプ140によって付与されると共に調整される。図7に示すように、クランク室35の底部には、オイル溜まり99が形成されている。このオイル溜まり99には、ストレーナ141が漬けられている。ストレーナ141は、オイルポンプ140に接続されている。オイルポンプ140が駆動されることで、このストレーナ141を介してオイル溜まり99に溜められたオイルが吸い上げられる。
次に変速装置31の動作について、図9〜図12を参照しながら詳細に説明する。
まず、エンジン30が始動すると、クランク軸34(=入力軸52)の回転が開始する。第1のクラッチ55のインナ56は入力軸52と共に回転する。このため、入力軸52の回転速度が所定の回転速度(=第1の回転速度)以上になり、インナ56に所定以上の大きさの遠心力がかかりだすと、図9に示すように、第1のクラッチ55がつながる。第1のクラッチ55がつながると、第1のクラッチ55のアウタ57と共に、第1の変速ギア対86が回転する。これにより、入力軸52の回転が第1の回転軸53に伝達される。
上記1速時において、第9のギア87と共通の第12のギア65は、第1の回転軸53と共に回転している。このため、第12のギア65と噛合する第11のギア62と、第2のクラッチ59のインナ60とも共に回転している。よって、入力軸52の回転速度が上昇すると、第2のクラッチ59のインナ60の回転速度も上昇する。入力軸52の回転速度が上記第1の回転速度よりも速い第2の回転速度以上になると、インナ60の回転速度もその分上昇し、図10に示すように、第2のクラッチ59がつながる。
上記2速時において、クランク軸34(=入力軸52)の回転速度が第2の回転速度よりも高くなり、且つ、車速が所定の車速以上になると、図11に示すように、バルブ143が駆動され、第3のクラッチ70がつながる。このため、第3の変速ギア対91の回転が開始する。ここで、第3の変速ギア対91のギア比は、第2の伝達ギア対85のギア比よりも小さい。このため、第3の変速ギア対91の第6のギア77の回転速度が、第2の伝達ギア対85の第8のギア78の回転速度よりも高くなる。このため、第2の回転軸54の回転は、第3の変速ギア対91を介して第3の回転軸64に伝達される。一方、第3の回転軸64の回転は、一方向回転伝達機構93により第2の回転軸54には伝達されない。
上記3速時において、クランク軸34(=入力軸52)の回転速度がさらに高くなり、且つ、車速もさらに高くなると、図12に示すように、バルブ143が駆動され、第4のクラッチ66がつながる。その一方で、第3のクラッチ70は切断される。このため、第2の変速ギア対90の回転が開始する。ここで、第2の変速ギア対90のギア比も、第2の伝達ギア対85のギア比よりも小さい。このため、第2の変速ギア対90の第4のギア76の回転速度が、第2の伝達ギア対85の第8のギア78の回転速度よりも高くなる。このため、第2の回転軸54の回転は、第2の変速ギア対90を介して第3の回転軸64に伝達される。一方、第3の回転軸64の回転は、一方向回転伝達機構93により第2の回転軸54には伝達されない。
上記実施形態では、第1のクラッチ55のアウタ57と、第2のクラッチ59のアウタ61とが同一の部材により構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図19に示すように、第1のクラッチ55のアウタ57と、第2のクラッチ59のアウタ61とを別個に設けてもよい。
上記実施形態では、第8のギア78に対して一方向回転伝達機構93が配置されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図20に示すように、一方向回転伝達機構93を第7のギア74に対して配置してもよい。
上記実施形態では、第2のギア63に対して一方向回転伝達機構96が配置されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図21に示すように、一方向回転伝達機構96を第1のギア58に対して配置してもよい。
上記実施形態では、第1のクラッチ55と第2のクラッチ59とが第1の変速ギア対86と第4の変速ギア対83との間に配置されている例について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、図22に示すように、第1のクラッチ55を第1の変速ギア対86に対して左側に配置すると共に、第2のクラッチ59も第4の変速ギア対83に対して左側に配置してもよい。
上記実施形態では、本発明を実施した好ましい形態の例について、4速の変速装置31を例に挙げて説明した。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、変速装置31は5速以上であってもよい。その場合、第3の回転軸64と出力軸33との間にさらなる回転軸を2軸設け、その2軸に、さらなるクラッチと、さらなる変速ギア対を設けることが考えられる。
また、例えば、変速装置31は、図24に示すように、2速の変速装置であってもよい。具体的に、2速の変速装置を構成する場合、図24に示すように、図4に構成を表す変速装置31の第2のクラッチ59、第4の変速ギア対83、一方向回転伝達機構96、第4のクラッチ66、及び第2の変速ギア対90を設けない構成とすることが考えられる。
上記実施形態ではエンジン30が単気筒エンジンである例について説明した。但し、本発明において、エンジン30は、単気筒エンジンに限定されない。エンジン30は、例えば、2気筒エンジンなどの多気筒のエンジンであってもよい。
本明細書において、「モーターサイクル」とは、所謂狭義のモーターサイクルに限定されない。「モーターサイクル」は、所謂広義のモーターサイクルを意味する。具体的に、本明細書において「モーターサイクル」は、車両を傾斜させることによって方向転換を行う車両全般をいう。前輪及び後輪のうちの少なくとも一方が複数の車輪により構成されていてもよい。具体的には、「モーターサイクル」は、前輪及び後輪のうちの少なくとも一方が相互に隣接配置された2つの車輪によって構成されている車両であってもよい。「モーターサイクル」には、狭義のモーターサイクル、スクータ型車両、モペット型車両及びオフロード型車両が少なくとも含まれる。
図25は、実施形態3に係る自動二輪車3の左側面図である。本実施形態では、この自動二輪車3について詳細に説明する。なお、本実施形態の説明において、上記実施形態1,2と実質的に同じ機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
2 モペット(車両)
3 自動二輪車(車両)
20 エンジンユニット(パワーユニット)
31 変速装置(有段式自動変速装置)
33 出力軸
52 入力軸
66 第4のクラッチ(クラッチ)
66a、70a リーク孔(貫通孔)
70 第3のクラッチ(クラッチ)
99 オイル溜まり
99a 油面
133 作動室(オイル室)
137 作動室(オイル室)
140 オイルポンプ(オイル供給機構)
180 軸本体
181 第1の中間軸
182 第2の中間軸
183 第2の中間軸
184 第2の中間軸
211 ケーシング
211a 凹部
Claims (11)
- 入力軸と、
前記入力軸よりも後方に配置された出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達経路上に配置された第1の中間軸及び第2の中間軸と、
前記入力軸、前記出力軸並びに前記第1及び第2の中間軸を収納し、底部にオイル溜まりが形成されたケーシングと、
前記オイル溜まりに溜められたオイルを第1の中間軸に供給するオイル供給機構と、
を備え、
前記第1の中間軸は、軸本体と、前記軸本体に取り付けられているクラッチとを有し、
前記クラッチは、前記第1の中間軸と共に回転する入力側クラッチ部材と、前記第1の中間軸に対して回転可能な出力側クラッチ部材とを有し、かつ、前記クラッチには、前記オイルが供給される作動室と、少なくとも前記オイルが前記作動室に供給されているときに前記作動室に連通する貫通孔とが形成されており、
前記出力側クラッチ部材は、前記作動室にオイルが供給されているときに前記入力側クラッチ部材と共に回転し、
前記第1の中間軸の回転を前記第2の中間軸に伝達する一方、前記第2の中間軸の回転を前記第1の中間軸に伝達しない第1のギア対と、
前記第1のギア対よりも小さな変速比で前記出力側クラッチ部材の回転を前記第2の中間軸に伝達する第2のギア対と、
をさらに備え、
前記クラッチが接続状態にあるときに、前記作動室内のオイルが前記貫通孔を介して前記クラッチ外に飛散する有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載された有段式自動変速装置において、
前記オイル溜まりは、前記第2の中間軸の軸心よりも前側に位置している有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載された有段式自動変速装置において、
前記第1の中間軸の軸心は、前記入力軸の軸心と前記出力軸の軸心とを含む平面よりも上方に位置している有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載された有段式自動変速装置において、
前記第2の中間軸の軸心は、前記第1の中間軸の軸心よりも下方に位置している有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載された有段式自動変速装置において、
前記第1及び第2の中間軸は、前記オイル溜まりの油面よりも高い位置に配置されている有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載された有段式自動変速装置において、
前記ケーシングには、前記出力軸の下方に位置し、下方に向かって凹む凹部が形成されている有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載された有段式自動変速装置において、
前記第2の中間軸は、前記第1の中間軸よりも前記出力軸側に配置されている有段式自動変速装置。 - 請求項1に記載の有段式自動変速装置を備えるパワーユニット。
- 請求項8に記載のパワーユニットを備える車両。
- 鞍乗型車両である、請求項9に記載の車両。
- 自動二輪車である、請求項10に記載の車両。
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