JP4454273B2

JP4454273B2 - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JP4454273B2
Application number: JP2003324967A
Authority: JP
Inventors: 雅人福井
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005090630A

Description

本発明は運転者の操作力により変速段の切換を行うマニュアル式の変速機構を有する車両用動力伝達装置に関する。

バギー車とも言われる不整地走行車ないし全地形走行車つまりＡＴＶ(All Terrain Vehicle)は、四輪の一人乗り用のオフロード車であり、ハンティングやトレールツーリングなどのレジャー用のほか一部では農業用実用車としても利用されている。このような全地形走行車のエンジン動力を駆動輪に伝達するための動力伝達装置に組み込まれる変速機としては、運転者のシフトペダルの操作によって変速操作を行うようにしたマニュアル式のものが使用されている。

マニュアル式の変速機は、エンジンのクランク軸に入力クラッチを介して連結されエンジンにより駆動されるとともに複数の駆動歯車が装着された変速機入力軸つまりメインシャフトと、駆動歯車と常時噛み合ってそれぞれ変速歯車列を構成する複数の被駆動歯車が装着された変速機出力軸つまりカウンタシャフトとを有し、シフトペダル操作により駆動されるドッグクラッチなどの切換スリーブによって動力伝達を行う変速歯車列を選択するようにしている。このようなマニュアル式の変速機にあっては、切換スリーブに係合するシフトフォークをフォークシャフトに摺動自在に装着し、シフトペダルの操作によって回転するシフトドラムにシフトフォークを係合し、シフトドラムの回転によりシフトフォークを噛合い位置と中立位置とに駆動するようにしている。

第１速から第５速までの変速段とこれに後退段を含めた変速段を有する変速機構においては、３つのシフトフォークを用いる必要があり、これらのシフトフォークを１本のフォークシャフトに装着するようにすると、変速機が大型化することから、フォークシャフトを複数本とし、それぞれのフォークシャフトを軸方向に移動自在に装着するようにした技術が特許文献１に記載されるように開発されている。
特開２００２−１６１９７８号公報

変速操作は入力クラッチを操作して変速機の入力軸にはエンジン動力が伝達されない状態のもとで行われるのが通常であるが、運転者が変速操作を行う際に入力クラッチを操作せずにシフトペダルの操作を行うことがある。このような変速操作が行われると、変速歯車列が動力伝達状態のときに行われるので、変速歯車列に噛み合っている切換スリーブを中立位置に戻すためには大きな操作力をシフトペダルに加える必要がある。特に、第１速から第２速にアップシフト操作が行われる際に動力伝達状態のままでシフトペダルの操作が行われると、第１速の変速歯車列は他の変速段の変速歯車列に比して伝達トルクが大きいので、大きな操作力をシフトペダルに加えなければ切換スリーブを中立位置に戻すことができなくなる。この理由は、切換スリーブを中立位置に戻す際に、シフトフォークが軸方向に倒れる方向に弾性変形し、シフトフォークのボス部の両端エッジがフォークシャフトに食い込んでメカニカルロック現象が発生するためである。

特許文献１のように、フォークシャフトを中立位置に戻すようにこれの両端部にばね部材を配置するようにした場合には、シフトフォークの中立位置を中心にこれの両方向の噛合い位置に対応させてフォークシャフトが移動するように長い移動ストロークをフォークシャフトに設定する必要があり、フォークシャフト支持部分の長さ寸法が大きくなる。また、両端部にばね部材を配置すると、シフトフォークを中立位置に設定するために両方のばね力を調整する必要があり、両方のばね力にアンバランスが発生すると、シフトフォークが一方に変位した状態となり、円滑な変速操作を行うことができなくなる。

本発明の目的は、噛合い状態の切換スリーブを中立位置に戻す際にシフトフォークとともにフォークシャフトを中立位置に移動させるようにして変速操作を円滑に行い得るようにした車両用動力伝達装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、第１速の変速歯車列が動力伝達状態のときに変速操作が行われて第１速の変速歯車列に噛み合っている切換スリーブを中立位置に移動させる際の変速操作を円滑に行い得るようにした車両用動力伝達装置を提供することにある。

本発明の車両用動力伝達装置は、エンジンにより駆動されるメインシャフトと、駆動輪に連結されるカウンタシャフトとが相互に平行となってケース内に装着され、前記メインシャフトに装着された複数の駆動歯車と前記カウンタシャフトに装着された複数の被駆動歯車とにより構成される複数の変速歯車列を有し、複数の変速歯車列のいずれかを動力伝達状態に切り換える切換スリーブを備える車両用動力伝達装置であって、前記メインシャフトと前記カウンタシャフトとに平行となって前記ケースに軸方向に往復動自在に装着されるフォークシャフトと、前記フォークシャフトに軸方向に移動自在に装着され、前記切換スリーブに係合するシフトフォークと、前記シフトフォークに係合し、前記シフトフォークを中立位置と噛合い位置とに駆動するシフトドラムと、前記フォークシャフトの一方側の端面と前記ケースの間に配置され、前記フォークシャフトを低速段の変速歯車列側にばね力を加えるばね部材とを有し、前記シフトフォークを低速段の変速歯車列から中立位置に戻す際に前記フォークシャフトが前記ばね力に抗して前記シフトフォークとともに移動し得ることを特徴とする。

本発明の車両用動力伝達装置は、前記切換スリーブを第１速の変速歯車列を動力伝達状態に切り換える切換スリーブとし、当該切換スリーブを第１速の変速歯車に噛み合った状態から中立位置に移動するときに前記フォークシャフトが前記ばね力に抗して前記シフトフォークとともに移動し得ることを特徴とする。

本発明にあっては、運転者が変速段をアップシフトする際にはシフトドラムにより駆動されるシフトフォークはこれを摺動自在に支持するフォークシャフトとともに中立位置に移動することができるので、シフトフォークがフォークシャフトに食い込んでメカニカルロック現象が発生しても、円滑に変速操作を行うことができる。特に、第１速の変速段から第２速にアップシフトする際に、第１速の変速歯車列が動力伝達状態となっているときに切換スリーブが噛合い位置から中立位置に戻されても、シフトフォークとともにフォークシャフトが中立位置に向けて移動して確実に切換スリーブを移動することができ、円滑に変速操作を行うことができる。また、フォークシャフトにばね力を加えるばね部材は、低速段の変速歯車列側にばね力を加えるようにフォークシャフトの片側端部に設けられるだけであるから、先行例のようにフォークシャフトを中立位置に戻すようにフォークシャフトの両端部にばね部材を配置した場合に対し、フォークシャフトの移動ストロークを短くすることができて、車両用動力伝達装置のコンパクト化が図れる。また、フォークシャフトの片側端部にばね部材を配設するので、フォークシャフトの両端部にばね部材を配置した場合におけるシフトフォークの中立位置に設定するための両側ばね力の調整が不要であり、部品点数を削減し構成簡素にして実現できる。

フォークシャフトが複数本装着される場合には、それぞれのフォークシャフトに装着されて切換スリーブを駆動するシフトフォークが低速段側から高速段側にアップシフトする際に、低速段の変速歯車列に噛み合った状態の切換スリーブを中立位置に戻すときにシフトフォークとともにフォークシャフトが移動するように設定される。一方、１本のフォークシャフトに複数のシフトフォークが装着される場合には、複数のシフトフォークによって切換操作が行われる変速歯車列のうち最低変速段の変速歯車列に噛み合った切換スリーブを中立位置に戻す際にフォークシャフトを移動させるようにする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は動力伝達装置が組み込まれる車両を示す斜視図であり、この車両はバギー車とも言われるＡＴＶつまり不整地走行車である。図１に示すように、車体１には前輪２ａ，２ｂと後輪３ａ，３ｂが設けられており、鞍乗り型の座席４が車体１の中央部に設けられている。乗員は座席４に跨って車両に乗り込み、ハンドル５を操作して走行する。

図２は図１の車両に搭載される本発明の一実施の形態である車両用動力伝達装置を示す概略図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示すように、２つのケース半体１０ａ，１０ｂにより形成されるクランクケース１０内には、クランク軸１１が軸受を介して回転自在に収容されており、図３に示すように、クランクケース１０の上部に形成される開口部にはシリンダ１２が取り付けられ、シリンダ１２にはシリンダヘッド１３が搭載される。シリンダ１２のシリンダボア内には、ピストン１４が往復動自在に組み込まれ、クランク軸１１にその回転中心から偏心した位置に固定された中空のクランクピン１５とピストン１４との間にはコネクティングロッド１６が連結され、ピストン１４によりクランク軸１１は回転駆動される。シリンダ１２およびシリンダヘッド１３などにより形成されるエンジンは、単気筒の水冷エンジンである。

シリンダヘッド１３には燃焼室１７に開口して吸気ポート１８と、排気ポート１９とがそれぞれ２つずつ独立して形成されており、それぞれの吸気ポート１８を開閉するための吸気弁２１がシリンダヘッド１３に装着され、それぞれの排気ポート１９を開閉するための排気弁２２がシリンダヘッド１３に装着されている。吸気ポート１８には空気と燃料の混合気を生成する気化器つまりキャブレター２０が接続されており、キャブレター２０から吸気ポート１８を介して燃焼室１７に混合気が供給される。このエンジンは４サイクルエンジンとなっている。シリンダヘッド１３には、吸気弁用と排気弁用の２本のカムシャフト２３，２４が回転自在に装着されており、カムシャフト２３には動弁カム２５が固定され、カムシャフト２４には動弁カム２６が固定されており、それぞれの動弁カム２５、２６はカムシャフト２３，２４の基端部に接触している。このように、図示する動弁機構は弁リフタ方式のＤＯＨＣ型となっている。ただし、動弁機構としては、ロッカアームを介して動弁カムにより吸気弁２１と排気弁２２を開閉駆動するようにした方式のＤＯＨＣ型としても良い。なお、それぞれのカムシャフト２３，２４には、２つの吸気ポート１８と２つの排気ポート１９のそれぞれに対応して２本ずつ吸気弁２１と排気弁２２が設けられるので、それぞれのカムシャフト２３，２４には動弁カム２５，２６が２つずつ固定されている。

図２に示すように、クランク軸１１にはスプロケット２７が固定され、このスプロケット２７とそれぞれのカムシャフト２３，２４に固定された図示しないスプロケットとの間にタイミングチェーン（図示省略）が掛けわたされており、それぞれのカムシャフト２３，２４はクランク軸１１の回転に同期して回転駆動される。

図２に示すように、クランクケース１０にはバランサ軸３１が回転自在に装着され、バランサ軸３１にはクランク軸１１に固定された歯車３２ａと噛み合う歯車３２ｂが固定され、バランサ軸３１はクランク軸１１によりこれと同期して回転駆動される。バランサ軸３１にはクランク軸１１の回転を円滑にするために図３に示すようにバランス重り３３が設けられている。さらに、バランサ軸３１には図２に示すようにポンプインペラ３４が取り付けられており、このポンプインペラ３４は、クランクケース１０の一部とこれに取り付けられるポンプカバー３５とにより形成されるポンプハウジング内に組み込まれてウォータポンプを構成しており、シリンダ１２に形成されたウォータジャケット１２ａにウォータポンプからエンジン冷却液が供給される。

クランク軸１１には図２に示すように、これに回転自在にスタータ歯車３６が装着され、スタータ歯車３６に隣接させてクランク軸１１には永久磁石を備えたロータ３７ａが固定されている。クランクケース１０に固定される発電体カバー１０ｃにはコイルを備えたステータ３７ｂが取り付けられており、ロータ３７ａとステータ３７ｂとにより発電体３７が構成されている。ロータ３７ａとスタータ歯車３６との間には一方向クラッチ３８が組み込まれ、スタータ歯車３６は図示しないスタータモータの歯車に連結されている。エンジンを始動させるときには、スタータモータにより回転駆動されるスタータ歯車３６の回転は一方向クラッチ３８を介してクランク軸１１に伝達される。一方、エンジンが駆動された状態のもとでは、クランク軸１１により駆動されるロータ３７ａの回転は一方向クラッチ３８によりスタータ歯車３６に伝達されることが防止される。

図２に示すように、クランクケース１０には変速機入力軸としての中空のメインシャフト４１と、変速機出力軸としてのカウンタシャフト４２とがそれぞれ回転自在に装着され、相互に平行となっている。クランク軸１１に固定された駆動歯車４３ａは、メインシャフト４１に対して回転自在に装着された被駆動歯車４３ｂと噛合っており、この被駆動歯車４３ｂはこれに組み込まれた防振ダンパー４４を介してクラッチドラム４５に連結されている。一方、メインシャフト４１にはクラッチハブ４６が固定され、クラッチハブ４６とクラッチドラム４５との間には、クラッチドラム４５の内側に装着された複数枚のクラッチディスク４５ａと、クラッチハブ４６の外側に装着された複数枚のクラッチディスク４６ａとが組み込まれている。このようにそれぞれのクラッチディスク４５ａ，４６ａにより入力クラッチ４７が構成され、クラッチディスク４５ａ，４６ａを係合状態とするとクランク軸１１の回転は入力クラッチ４７を介してメインシャフト４１に伝達され、係合を解いて解放状態とするとクランク軸１１のメインシャフト４１に対する動力伝達が解除される。ケース１０には入力クラッチ４７を覆うカバー１０ｄが取り付けられている。

入力クラッチ４７を係合状態と解放状態とに切り換えるために、入力クラッチ４７には作動プレート４８が設けられ、この作動プレート４８には図示しないばね部材によりクラッチディスク４５ａ，４６ａを密着させる方向のばね力が加えられている。メインシャフト４１の中空孔内には、プッシュロッド４９が軸方向に摺動自在に組み込まれており、このプッシュロッド４９は軸受を介して作動プレート４８に取り付けられている。プッシュロッド４９は、図１に示すように、ハンドル５に設けられたクラッチレバー６にワイヤを介して連結されており、クラッチレバー６の操作によりプッシュロッド４９が図２において左方向に移動すると、クランク軸１１のメインシャフト４１に対する動力伝達は遮断され、クラッチレバー６を離すとばね力により入力クラッチ４７は係合状態になる。

メインシャフト４１には、図２に示すように、第１速用の駆動歯車５１ａが一体に設けられ、第２速用と第３速用の駆動歯車５２ａ，５３ａが相互にドッグクラッチＤ１に設けられており、ドッグクラッチＤ１はメインシャフト４１に形成されたスプラインに係合してメインシャフト４１と一体回転するとともに軸方向に移動自在となっている。さらに、メインシャフト４１にはこれに回転自在に第４速用と第５速用の２つの歯車５４ａ，５５ａがドッグクラッチＤ１の両側に位置させて回転自在に装着されている。一方、カウンタシャフト４２には、駆動歯車５１ａに常時噛み合って変速歯車列を形成する第１速用の被駆動歯車５１ｂと、駆動歯車５２ａ，５３ａに常時噛み合ってそれぞれ変速歯車列を形成する第２速と第３速の被駆動歯車５２ｂ，５３ｂがそれぞれ回転自在に装着されている。カウンタシャフト４２には、さらに、駆動歯車５４ａに常時噛み合って変速歯車列を形成する第４速用の被駆動歯車５４ｂが設けられたドッグクラッチＤ２と、駆動歯車５５ａと常時噛み合って変速歯車列を形成する第５速用の被駆動歯車５５ｂが設けられたドッグクラッチＤ３とが設けられている。それぞれのドッグクラッチＤ１〜Ｄ３は、切換スリーブを構成しており、メインシャフト４１，カウンタシャフト４２と一体回転するとともに軸方向に移動自在となっている。

それぞれのドッグクラッチＤ１〜Ｄ３の両端面には、図４、図５に示すように、円周方向に所定の間隔毎に突起５０が設けられており、軸方向に移動させてそれぞれの突起５０に対応させて歯車に形成された凹部に噛み合わせると、噛み合った歯車はそれぞれのドッグクラッチＤ１〜Ｄ３を介して動力を伝達する状態となる。たとえば、ドッグクラッチＤ３を第１速の被駆動歯車５１ｂに噛み合わせるとこの被駆動歯車５１ｂがドッグクラッチＤ３によりカウンタシャフト４２と一体に回転するので、第１速の変速歯車列を介してメインシャフト４１の動力がカウンタシャフト４２に伝達される。同様に、ドッグクラッチＤ１を第４速の駆動歯車５４ａに噛み合わせると第４速の変速歯車列を介して動力が伝達され、ドッグクラッチＤ１を第５速の駆動歯車５５ａに噛み合わせると第５速の変速歯車列を介して動力が伝達される。

図４は図３におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図５は図３におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。図４は断面が平面状に展開された状態となって示されているので、第１速から第５速の変速歯車列は離れた状態となって示されている。また、図５も同様に展開された状態となって示されており、説明の便宜のために同一図の中にメインシャフト４１が上下２箇所にダブらせて示されている。

図４に示すように、クランクケース１０にはリバースシャフト５６が取り付けられており、メインシャフト４１に固定されてこれと一体に回転する後退用の駆動歯車５７ａと、カウンタシャフト４２に回転自在に装着された後退用の被駆動歯車５７ｂとに常時噛み合って後退用の変速歯車列を形成する後退用のアイドラ歯車つまりリバースアイドラギヤ５７ｃがリバースシャフト５６に装着されている。後退用の被駆動歯車５７ｂにはドッグクラッチＤ２が噛み合うようになっており、これらが噛み合うとメインシャフト４１の動力はリバースアイドラギヤ５７ｃによって回転方向が逆転されてカウンタシャフト４２に伝達される。

カウンタシャフト４２は図示しないチェーンなどの動力伝達部材を介して図１に示した駆動輪としての前輪２ａ，２ｂおよび後輪３ａ，３ｂに連結されており、エンジン動力はそれぞれの駆動輪に伝達される。

リバースシャフト５６は中空のシャフトにより形成され、中空孔には潤滑油が供給されるようになっており、リバースシャフト５６には歯車に潤滑油を吐出するための潤滑油吐出孔が形成されている。さらに、リバースシャフト５６にはリバースアイドラギヤ５７ｃが軸方向にずれないように回転自在に支持するために、環状の突起部５８が一体に設けられており、この突起部５８に対してリバースシャフト５６の端部側にはリバースアイドラギヤ５７ｃの軸方向のずれ移動を突起部５８とにより規制するためにワッシャ５９が環状部材として装着されている。ワッシャ５９はリバースアイドラギヤ５７ｃとケース１０との間に配置されているので、リバースシャフト５６に段差を形成することなく、ワッシャ５９をリバースシャフト５６に固定することができる。したがって、リバースシャフト５６は突起部５８の部分を除いて全体的にほぼ同一の外径となっており、少ない切削工程でリバースシャフト５６を製造することができる。

このように、リバースアイドラギヤ５７ｃは、リバースシャフト５６に予め一体に形成された突起部５８と、リバースシャフト５６に装着されてリバースアイドラギヤ５７ｃとケース１０との間に配置されるワッシャ５９とによりずれ移動が規制されるようになっているので、複数のスナップリングやワッシャを用いてずれ移動を規制する必要がなく、リバースアイドラギヤ５７ｃの組立工数を低減することができるとともに、部品点数を低減することができ、動力伝達装置の製造コストを低減することができる。突起部５８は図示する場合には環状となって径方向外方に突出しているが、複数の突起部を円周方向に所定の間隔毎に設けるようにしても良い。なお、リバースシャフト５６にはピン６０が取り付けられており、このピン６０をケース１０に形成されたスリット６０ａ内に挿入することによってリバースシャフト５６の回転が規制されている。

図５に示すように、クランクケース１０にはそれぞれ中空の２本のフォークシャフト６１，６２が装着されている。一方のフォークシャフト６１にはドッグクラッチＤ１を駆動するためのシフトフォーク６３が軸方向に摺動自在に組み付けられており、他方のフォークシャフト６２には、ドッグクラッチＤ２を駆動するためのシフトフォーク６４と、ドッグクラッチＤ３を駆動するためのシフトフォーク６５とがそれぞれ軸方向に摺動自在に組み付けられている。それぞれのシフトフォーク６３〜６５は、フォークシャフト６１，６２に摺動自在に嵌合するボス部６３ａ，６４ａ，６５ａを有しており、それぞれのボス部６３ａ，６４ａ，６５ａは軸方向に所定の長さとなっている。それぞれのシフトフォーク６３〜６５には、ドッグクラッチＤ１〜Ｄ３に形成された係合溝６６ａ〜６６ｃに係合する二股状の係合片６３ｂ，６４ｂ，６５ｂがそれぞれのボス部６３ａ，６４ａ，６５ａに一体となって設けられている。それぞれのシフトフォーク６３〜６５のボス部６３ａ〜６５ａの内周面とフォークシャフト６１，６２の外周面との間には、シフトフォーク６３〜６５がフォークシャフト６１，６２に沿って円滑に摺動するように僅かな隙間が形成されている。

それぞれのシフトフォーク６３〜６５を軸方向に移動してドッグクラッチＤ１〜Ｄ３を駆動するために、クランクケース１０には図５に示すように、中空円筒形状のシフトドラム６７が回転自在に装着されている。このシフトドラム６７は、車体１に揺動自在に取り付けられた図示しないシフトペダルにワイヤ等の伝達手段により連結されており、シフトペダルの操作によって回転駆動される。シフトドラム６７の外周面には、図５に示すように、シフトフォーク６３に設けられたカム６３ｃが係合するカム溝６８ａと、シフトフォーク６４に設けられたカム６４ｃが係合するカム溝６８ｂと、シフトフォーク６５に設けられたカム６５ｃが係合するカム溝６８ｃが形成されている。

図６はシフトドラム６７の外周面を平面状に展開した状態を示す展開図であり、それぞれのカム溝６８ａ〜６８ｃは円周方向に延びるとともに、軸方向に変位した部分を有している。シフトフォーク６３のカム６３ｃが係合するカム溝６８ａは、ドッグクラッチＤ１が第４速用の駆動歯車５４ａと第５速の駆動歯車５５ａのいずれにも噛み合わない中立位置と、この中立位置に対して駆動歯車５４ａ側に変位した４速部と、駆動歯車５５ａ側に変位した５速部とを有し、それぞれは丸を付した４および５の文字により示されている。シフトフォーク６４のカム６４ｃが係合するカム溝６８ｂは、ドッグクラッチＤ２が第２速用の被駆動歯車５２ｂと後退用の被駆動歯車５７ｂのいずれにも噛み合わない中立位置と、この中立位置に対して被駆動歯車５２ｂ側に変位した２速部と、被駆動歯車５７ｂに変位した後退部とを有し、それぞれは丸を付した２およびＲの文字により示されている。シフトフォーク６５のカム６５ｃが係合するカム溝６８ｃは、ドッグクラッチＤ３が第１速用の被駆動歯車５１ｂと第３速用の被駆動歯車５３ｂのいずれにも噛み合わない中立位置と、この中立位置に対して被駆動歯車５１ｂ側に変位した１速部と、被駆動歯車５３ｂに変位した３速部とを有し、それぞれは丸を付した１および３の文字により示されている。図６においては、それぞれのカム溝６８ａ〜６８ｃについて、シフトドラム６７の回転によりいずれかのシフトフォークが駆動されても中立位置と同じ位置になる他のシフトフォークのカム６３ｃ〜６５ｃ位置については破線で示されている。

シフトドラム６７を第１速の位置に回転させると、カム溝６８ｃの１速部がシフトフォーク６５のカム６５ｃの位置となるので、ドッグクラッチＤ３が被駆動歯車５１ｂに噛合って変速段は第１速に設定されることになる。この状態から運転者が変速段を第２速に設定すべく、運転者によりシフトペダルの操作が行われると、まず、シフトフォーク６５は中立位置に戻されてドッグクラッチＤ３は中立位置となる。次いで、カム溝６８ｂの２速部がシフトフォーク６４のカム６４ｃの位置となってドッグクラッチＤ２によりこれと被駆動歯車５２ｂとが噛み合う。

このように、第１速の変速歯車列が動力を伝達している状態から第２速に切り換えるためには、ドッグクラッチＤ３と被駆動歯車５１ｂとの噛合いを解いてドッグクラッチＤ３を中立位置に戻すことになる。このときには、第１速の変速歯車列により動力伝達が行われているときの伝達動力は他の変速段の場合に比して大きいので、たとえば、運転者がクラッチレバー６を操作せずに入力クラッチ４７が締結された状態のもとでシフトペダルが操作されると、シフトドラム６７によりシフトフォーク６５を駆動してドッグクラッチＤ３と被駆動歯車５１ｂとの係合を解く際には、フォークシャフト６２の外周面とボス部６５ａとの間の隙間によってシフトフォーク６５が図５において矢印Ｆで示す方向に傾斜することがある。このように傾斜すると、ボス部６５ａの両端部のエッジがフォークシャフト６２に食い込んでしまうというメカニカルロック現象が発生する。このため、シフトフォーク６５の摺動抵抗が大きくなって、シフトフォーク６５がフォークシャフト６２に沿って円滑に摺動しなくなり、シフトペダルを大きな操作力で操作する必要がある。

そこで、シフトフォーク６５の摺動抵抗が大きくなっても、小さな操作力によって円滑にシフトフォーク６５を駆動できるように、フォークシャフト６２はクランクケース１０に軸方向に摺動自在に設けられており、フォークシャフト６２にはこれの端面とクランクケース１０との間にばね部材としての圧縮コイルばね６９が装着されている。このコイルばね６９のばね力によって、フォークシャフト６２には第１速の変速歯車列に向かう方向の推力が加えられており、フォークシャフト６２にばね力に抗する方向の推力が加わらないときには、フォークシャフト６２は第１速の変速歯車列側に押し付けられている。第１速の変速歯車列により動力が伝達されている状態のもとで、入力クラッチ４７を解放することなく、ドッグクラッチＤ３と被駆動歯車５１ｂとの噛合いを解く操作が行われて、ボス部６５ａの両端部のエッジがフォークシャフト６２に食い込むと、フォークシャフト６２自体がばね力に抗して第３速の変速段側に移動するので、たとえ入力クラッチ４７が締結された状態のままでドッグクラッチＤ３を中立位置に戻す操作が行われても、小さな操作力でドッグクラッチＤ３を操作することができる。これにより、シフトペダルの操作力を大きくすることなく、容易に第１速の動力伝達状態からドッグクラッチＤ３を中立位置に切り換えて第２速に変速操作を行うことができる。

この変速操作の容易性は、被駆動歯車５２ｂとドッグクラッチＤ２とが噛合って第２速の変速歯車列によって動力伝達が行われているときに、入力クラッチ４７が締結された状態のもとで、ドッグクラッチＤ２を中立位置に戻す際にも達成される。この操作時に、ドッグクラッチＤ２を操作するシフトフォーク６４はフォークシャフト６２に装着されているので、シフトフォーク６４がフォークシャフト６２にメカニカルロック状態となっても、フォークシャフト６２が高速段側に移動するので、変速操作が容易となる。なお、フォークシャフト６１にもフォークシャフト６１の左端面にばねを組み込んで、図５において右方向つまり低速段側に向けてばね力を加えるようにしても良い。

図５に示すように、１つのフォークシャフト６２に２つのシフトフォーク６４，６５を装着してそれぞれによって変速段の切換を行う場合には、これら２つのシフトフォークによって切換操作が行われる全ての変速段のうち最低変速段である変速歯車列に向けてフォークシャフト６２を押し付けるようにする。また、複数本のフォークシャフトが装着される場合であって、それぞれのフォークシャフトを軸方向に移動自在とする場合には、それぞれのフォークシャフトに装着されるシフトフォークが低速段側の変速歯車列の方に向けて押し付けるようにする。

なお、フォークシャフトにばね力を加えるばね部材は、低速段の変速歯車列側にばね力を加えるようにフォークシャフトの片側端部に設けられるだけであるから、フォークシャフトを中立位置に戻すようにフォークシャフトの両端部にばね部材を配置した場合に対し、フォークシャフトの移動ストロークを短くすることができて、車両用動力伝達装置のコンパクト化を図ることができる。また、フォークシャフトの片側端部にばね部材を配設するので、フォークシャフトの両端部にばね部材を配置した場合におけるシフトフォークの中立位置に設定するための両側ばね力の調整が不要であり、部品点数を削減し構成簡素にして実現できる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、この動力伝達装置は全地形走行車のみならず、他のタイプの車両にも適用することができる。切換スリーブとしては図示する場合にはドッグクラッチ式の切換スリーブが使用されているが、シンクロメッシュ式の切換スリーブを使用するようにしても良い。

動力伝達装置が組み込まれる車両を示す斜視図である。図１の車両に搭載される本発明の一実施の形態である車両用動力伝達装置を示す概略図である。図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３におけるＢ−Ｂ線に沿う断面を展開状態で示す断面図である。図３におけるＣ−Ｃ線に沿う断面を展開状態で示す断面図である。シフトドラムの外周面を平面状に展開した状態を示す展開図である。

符号の説明

１０クランクケース
１１クランク軸
４１メインシャフト
４２カウンタシャフト
５１ａ〜５５ａ，５７ａ駆動歯車
５１ｂ〜５５ｂ，５７ｂ被駆動歯車
６１，６２フォークシャフト
６３〜６５シフトフォーク
６７シフトドラム
６９コイルばね（ばね部材）
Ｄ１〜Ｄ３ドッグクラッチ（切換スリーブ）

Claims

エンジンにより駆動されるメインシャフトと、駆動輪に連結されるカウンタシャフトとが相互に平行となってケース内に装着され、前記メインシャフトに装着された複数の駆動歯車と前記カウンタシャフトに装着された複数の被駆動歯車とにより構成される複数の変速歯車列を有し、複数の変速歯車列のいずれかを動力伝達状態に切り換える切換スリーブを備える車両用動力伝達装置であって、
前記メインシャフトと前記カウンタシャフトとに平行となって前記ケースに軸方向に往復動自在に装着されるフォークシャフトと、
前記フォークシャフトに軸方向に移動自在に装着され、前記切換スリーブに係合するシフトフォークと、
前記シフトフォークに係合し、前記シフトフォークを中立位置と噛合い位置とに駆動するシフトドラムと、
前記フォークシャフトの一方側の端面と前記ケースの間に配置され、前記フォークシャフトを低速段の変速歯車列側にばね力を加えるばね部材とを有し、
前記シフトフォークを低速段の変速歯車列から中立位置に戻す際に前記フォークシャフトが前記ばね力に抗して前記シフトフォークとともに移動し得ることを特徴とする車両用動力伝達装置。
請求項１記載の車両用動力伝達装置において、前記切換スリーブを第１速の変速歯車列を動力伝達状態に切り換える切換スリーブとし、当該切換スリーブを第１速の変速歯車に噛み合った状態から中立位置に移動するときに前記フォークシャフトが前記ばね力に抗して前記シフトフォークとともに移動し得ることを特徴とする車両用動力伝達装置。