上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による変速機構は、駆動力を伝達するための軸部と、軸部が挿入される挿入穴を有するギア部とを備え、ギア部は、ギア部の外周面上に配置される第1の変速段に対応する第1歯車部と、挿入穴の内面の第1歯車部に対応する位置に設けられ、軸部の外周面に係合する第1スプライン部と、第1スプライン部に対して軸部の軸方向に沿って所定の間隔を隔てて配置されるとともに、軸部の外周面に係合する第2スプライン部とを含み、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅は、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅よりも小さく、かつ、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線は、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅の中心線と、ギア部の第2スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置され、ギア部は、ギア部の外周面上の第2スプライン部に対応する位置に、第1歯車部に対して所定の間隔を隔てて配置されるとともに、第2の変速段に対応する第2歯車部をさらに含み、第1歯車部および第2歯車部は互いに一体的に形成され、かつ、第1歯車部の軸方向の幅の中心線および第2歯車部の軸方向の幅の中心線の両方が、ギア部の第1スプライン部の内側端部とギア部の第2スプライン部の内側端部との間の領域に配置されている。
この第1の局面による変速機構では、上記のように、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線を、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅の中心線と、ギア部の第2スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置することによって、ギア部の第1歯車部に負荷が加わった場合に、その負荷をギア部の第1スプライン部および第2スプライン部に分散しやすくすることができるので、ギア部の第1スプライン部に集中して負荷が加わるのを抑制することができる。これにより、ギア部の第1スプライン部に集中して負荷が加わる場合と異なり、ギア部の挿入穴と軸部の外周面との間に隙間がある場合に、ギア部が軸部に対して傾斜して、ギア部に軸方向に推力が発生するのを抑制することができるので、ギア部が軸部の軸方向に沿って移動しやすくなるのを抑制することができる。また、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅を、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅よりも小さくすることによって、第1スプライン部および第1歯車部を含むギア部の軸方向の幅が大きくなるのを抑制しながら、ギア部の第1スプライン部を第1歯車部よりも軸方向の外側に配置することができるので、ギア部の軸方向の幅が大きくなるのを抑制しながら、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線を、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅の中心線と第2スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置することができる。また、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線は、ギア部の第1スプライン部の内側端部と、ギア部の第2スプライン部の内側端部との間の領域に配置されている。このように構成すれば、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線上に、ギア部の第1スプライン部が形成されないので、ギア部の第1歯車部に負荷が加わった場合に、その負荷をギア部の第1スプライン部および第2スプライン部により分散させることができる。これにより、ギア部の第1スプライン部に集中して負荷が加わるのをより抑制することができる。また、ギア部の第2歯車部の軸方向の幅の中心線は、ギア部の第1スプライン部の内側端部と、ギア部の第2スプライン部の内側端部との間の領域に配置されている。このように構成すれば、ギア部の第2歯車部の軸方向の幅の中心線上に、ギア部の第2スプライン部が形成されないので、ギア部の第2歯車部に負荷が加わった場合に、その負荷をギア部の第2スプライン部および第1スプライン部により分散させることができる。これにより、ギア部の第2スプライン部に集中して負荷が加わるのをより抑制することができる。
上記第1の局面による変速機構において、好ましくは、第1スプライン部の軸方向の外側端部は、第1歯車部の軸方向の外側端部よりも軸方向の外側に配置されている。このように構成すれば、第1スプライン部の軸方向の内側端部が第1歯車部の軸方向の内側端部よりも軸方向の外側に配置される場合にも、第1スプライン部の軸方向の外側端部を第1スプライン部の内側端部に対して所定の距離を隔てて配置することができるので、第1スプライン部の軸方向の幅が小さくなりすぎるのを抑制することができる。これにより、第1スプライン部の強度が小さくなりすぎるのを抑制することができる。
上記第1の局面による変速機構において、好ましくは、ギア部に取り付けられるシフトフォークをさらに備え、ギア部は、シフトフォークが係合するシフトフォーク係合部をさらに含む。このようにギア部にシフトフォークが係合するシフトフォーク係合部を設けた場合にも、ギア部に軸方向に推力が発生するのを抑制することができるので、駆動時に回転しているギア部のシフトフォーク係合部が軸方向の推力によりシフトフォークに所定の押圧力で接触することに起因してギア部のシフトフォーク係合部およびシフトフォークが磨耗するのを抑制することができる。
上記ギア部の第2歯車部の軸方向の幅の中心線がギア部の第2スプライン部の軸方向の幅の中心線と第1スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置されている変速機構において、好ましくは、第2スプライン部の軸方向の外側端部は、第2歯車部の軸方向の外側端部よりも軸方向の外側に配置されている。このように構成すれば、第2スプライン部の軸方向の内側端部が第2歯車部の軸方向の内側端部よりも軸方向の外側に配置される場合にも、第2スプライン部の軸方向の外側端部を第2スプライン部の内側端部に対して所定の距離を隔てて配置することができるので、第2スプライン部の軸方向の幅が小さくなりすぎるのを抑制することができる。これにより、第2スプライン部の強度が小さくなりすぎるのを抑制することができる。
上記第1の局面による変速機構において、好ましくは、第1スプライン部と第2スプライン部との間の領域には、潤滑オイルが通過するオイル溝が設けられている。このように構成すれば、ギア部を軸部に対して滑らかに移動させることができる。
この発明の第2の局面による変速機構を備える車両は、駆動力を伝達するための軸部と、軸部が挿入される挿入穴を有するギア部とを備え、ギア部は、ギア部の外周面上に配置される第1の変速段に対応する第1歯車部と、挿入穴の内面の第1歯車部に対応する位置に設けられ、軸部の外周面に係合する第1スプライン部と、第1スプライン部に対して軸部の軸方向に沿って所定の間隔を隔てて配置されるとともに、軸部の外周面に係合する第2スプライン部とを含み、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅は、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅よりも小さく、かつ、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線は、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅の中心線と、ギア部の第2スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置され、ギア部は、ギア部の外周面上の第2スプライン部に対応する位置に、第1歯車部に対して所定の間隔を隔てて配置されるとともに、第2の変速段に対応する第2歯車部をさらに含み、第1歯車部および第2歯車部は互いに一体的に形成され、かつ、第1歯車部の軸方向の幅の中心線および第2歯車部の軸方向の幅の中心線の両方が、ギア部の第1スプライン部の内側端部とギア部の第2スプライン部の内側端部との間の領域に配置されている。
この第2の局面による変速機構を備える車両では、上記のように、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線を、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅の中心線と、ギア部の第2スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置することによって、ギア部の第1歯車部に負荷が加わった場合に、その負荷をギア部の第1スプライン部および第2スプライン部に分散しやすくすることができるので、ギア部の第1スプライン部に集中して負荷が加わるのを抑制することができる。これにより、ギア部の第1スプライン部に集中して負荷が加わる場合と異なり、ギア部の挿入穴と軸部の外周面との間に隙間がある場合に、ギア部が軸部に対して傾斜して、ギア部に軸方向に推力が発生するのを抑制することができるので、ギア部が軸部の軸方向に沿って移動しやすくなるのを抑制することができる。また、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅を、ギア部の第1歯車部の軸方向に沿った方向の幅よりも小さくすることによって、第1スプライン部および第1歯車部を含むギア部の軸方向の幅が大きくなるのを抑制しながら、ギア部の第1スプライン部を第1歯車部よりも軸方向の外側に配置することができるので、ギア部の軸方向の幅が大きくなるのを抑制しながら、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線を、ギア部の第1スプライン部の軸方向の幅の中心線と第2スプライン部の軸方向の幅の中心線との間に配置することができる。また、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線は、ギア部の第1スプライン部の内側端部と、ギア部の第2スプライン部の内側端部との間の領域に配置されている。このように構成すれば、ギア部の第1歯車部の軸方向の幅の中心線上に、ギア部の第1スプライン部が形成されないので、ギア部の第1歯車部に負荷が加わった場合に、その負荷をギア部の第1スプライン部および第2スプライン部により分散させることができる。これにより、ギア部の第1スプライン部に集中して負荷が加わるのをより抑制することができる。また、ギア部の第2歯車部の軸方向の幅の中心線は、ギア部の第1スプライン部の内側端部と、ギア部の第2スプライン部の内側端部との間の領域に配置されている。このように構成すれば、ギア部の第2歯車部の軸方向の幅の中心線上に、ギア部の第2スプライン部が形成されないので、ギア部の第2歯車部に負荷が加わった場合に、その負荷をギア部の第2スプライン部および第1スプライン部により分散させることができる。これにより、ギア部の第2スプライン部に集中して負荷が加わるのをより抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態による自動二輪車の全体構造を示した側面図である。図2〜図11は、図1に示した本実施形態による自動二輪車の変速機構の構造を詳細に説明するための図である。なお、本実施形態では、本発明の車両の一例として、自動二輪車について説明する。図中、FWDは、自動二輪車の走行方向の前方を示している。以下、図1〜図11を参照して、本発明の一実施形態による自動二輪車の構造について詳細に説明する。
本発明の一実施形態による自動二輪車では、図1に示すように、ヘッドパイプ1に、メインフレーム2の前端部が接続されている。このメインフレーム2は、後ろ側の下方向に延びるように形成されている。また、メインフレーム2には、後ろ側の上方向に延びるシートレール3が接続されている。また、ヘッドパイプ1の下方には、上下方向の衝撃を吸収するためのサスペンションを有する一対のフロントフォーク4が配置されている。フロントフォーク4の下端部には、前輪5を回転可能に支持するフロントアクスル6が取り付けられている。また、前輪5の上方には、フロントフェンダ7が配置されている。また、ヘッドパイプ1の前方には、ヘッドパイプ1の前方を覆うフロントカウル8が設けられている。また、ヘッドパイプ1の上部には、ハンドル9が回動可能に取り付けられている。
また、メインフレーム2の後端部には、ピボット軸10を介して、スイングアーム11の前端部が取り付けられている。スイングアーム11の後端部には、後輪12を回転可能に支持するリヤアクスル13が取り付けられている。また、メインフレーム2の上方には、燃料タンク14が配置されている。また、燃料タンク14の後方には、シート15が配置されている。また、メインフレーム2の下方には、エンジン16が配置されている。このエンジン16には、排気管17を介してマフラー18が連結されている。
また、エンジン16には、図2に示すように、シリンダヘッド部16a、シリンダブロック部16bおよびクランクケース部16cが設けられている。このシリンダヘッド部16aの内部には、複数の吸気バルブ17および排気バルブ18が配置されている。
また、シリンダヘッド部16aの下側には、シリンダブロック部16bが配置されている。このシリンダブロック部16bの内側には、4つのシリンダ16dが設けられており、4つのシリンダ16dの内部には、ピストン19がそれぞれ配置されている。また、ピストン19には、クランクシャフト20が取り付けられている。このクランクシャフト20は、クランクケース部16cの内部に配置されている。また、クランクシャフト20には、減速ギア21が設けられている。この減速ギア21は、減速ギア22に接続されている。また、減速ギア22は、クラッチ23のクラッチハウジング24に接続されている。そして、クラッチハウジング24は、複数のディスク25を介して伝達ギア26に接続されている。この伝達ギア26の内周面のスプライン部26aは、メインシャフト50の外周面に形成されたスプライン溝50aに係合している。これにより、クランクシャフト20の回転をある程度減速してメインシャフト50に伝達することが可能である。なお、メインシャフト50は、本発明の「軸部」の一例である。
また、メインシャフト50の内部には、図3および図4に示すように、潤滑オイルが通過するオイル通路部27が形成されている。また、メインシャフト50には、図3に示すように、オイル通路部27から外周面まで貫通する複数のオイル通路穴27aが所定の位置に形成されている。
また、メインシャフト50の外周面には、複数のギアが配置されている。具体的には、メインシャフト50の外周面のクラッチ23側の部分には、1速ピニオンギア50bがメインシャフト50に一体的に形成されている。また、メインシャフト50の外周面には、1速ピニオンギア50b側から順に5速ピニオンギア51、3速4速共通ピニオンギア52、6速ピニオンギア53および2速ピニオンギア54が取り付けられている。なお、3速4速共通ピニオンギア52は、本発明の「ギア部」の一例である。
1速ピニオンギア50bの外周面上には、1速歯車部50cが形成されている。また、1速ピニオンギア50bは、メインシャフト50と一体的に形成されているため、メインシャフト50の回転中は、常時回転する。
また、5速ピニオンギア51の内周面には、メインシャフト50のオイル通路穴27aに対応する位置にオイル溝28aが形成されたカラー28が配置されている。これにより、5速ピニオンギア51は、メインシャフト50に対して空回りすることが可能となる。また、カラー28にオイル溝28aを形成することによって、カラー28とメインシャフト50の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、カラー28には、オイル溝28aからカラー28の外周面まで貫通する複数のオイル通路孔28bが形成されている。これにより、5速ピニオンギア51とカラー28の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、5速ピニオンギア51は、メインシャフト50の軸方向に移動できないように構成されている。また、5速ピニオンギア51の外周面上には、5速歯車部51aが形成されている。また、5速ピニオンギア51の側面には、凸部51bが形成されている。
また、3速4速共通ピニオンギア52には、メインシャフト50が挿入される挿入穴52aが形成されている。また、3速4速共通ピニオンギア52には、3速ギア部52bおよび4速ギア部52cが互いに所定の間隔を隔てて一体的に形成されている。この3速ギア部52bの外周面上には、3速歯車部52dが形成されており、4速ギア部52cの外周面上には、4速歯車部52eが形成されている。なお、3速歯車部52dは、本発明の「第1歯車部」の一例であり、4速歯車部52eは、本発明の「第2歯車部」の一例である。また、3速ギア部52bの側面には、5速ピニオンギア51の凸部51bに係合する凸部52fが形成されているとともに、4速ギア部52cの側面には、凸部52gが形成されている。
ここで、本実施形態では、3速ギア部52bの挿入穴52aの内周面には、凸状のスプライン部52hが形成されており、4速ギア部52cの挿入穴52aの内周面のスプライン部52hから軸方向に所定の間隔を隔てた領域には、凸状のスプライン部52iが形成されている。なお、スプライン部52hは、本発明の「第1スプライン部」の一例であり、スプライン部52iは、本発明の「第2スプライン部」の一例である。また、凸状のスプライン部52hおよび52iに対応するメインシャフト50の外周面の部分には、スプライン溝50dが形成されている。これにより、3速4速共通ピニオンギア52は、メインシャフト50の回転中は、常時回転するとともに、メインシャフト50の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動することが可能となる。
また、本実施形態では、スプライン部52hとスプライン部52iとの間の領域には、メインシャフト50のオイル通路穴27aからの潤滑オイルが通過するオイル溝52jが形成されている。これにより、オイル溝52jの容積分、3速4速共通ピニオンギア52を軽量化することが可能であるとともに、オイル溝52jのオイルによりスプライン部52hおよび52iとメインシャフト50のスプライン溝50dとの摩擦抵抗を小さくすることが可能である。
また、本実施形態では、図5に示すように、スプライン部52hのメインシャフト50(図3参照)の軸方向(矢印AおよびB方向)の幅(W1)は、3速ギア部52bの3速歯車部52dの軸方向の幅(W2)よりも小さくなるように形成されている。また、スプライン部52iのメインシャフト50の軸方向(矢印AおよびB方向)の幅(W3)は、4速ギア部52cの4速歯車部52eの軸方向の幅(W4)よりも小さくなるように形成されている。
また、本実施形態では、3速ギア部52bの3速歯車部52dの軸方向(矢印AおよびB方向)の幅の中心線(L1)、および、4速ギア部52cの4速歯車部52eの軸方向(矢印AおよびB方向)の幅の中心線(L2)は、スプライン部52hの軸方向(矢印AおよびB方向)の内側端部52kとスプライン部52iの軸方向(矢印AおよびB方向)の内側端部52lとの間に配置されている。また、3変速歯車部52dの外側端部52mはスプライン部52hの外側端部52nよりも内側に配置されているとともに、4速歯車部52eの外側端部52oは、スプライン部52iの外側端部52pよりも内側に配置されている。これにより、図5に示すように、たとえば、3速ギア部52bの3速歯車部52dに負荷(F1)が加わった場合に、その負荷(F1)がスプライン部52hおよび52iに負荷(F2およびF3)として分散されるので、スプライン部52hに集中して負荷が加わるのが抑制される。これにより、スプライン部52hに集中して負荷が加わる場合のように3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hおよび52iとメインシャフト50のスプライン溝50d(図3参照)との間に隙間がある場合に、3速4速共通ピニオンギア52がメインシャフト50に対して傾斜して、3速4速共通ピニオンギア52に軸方向(矢印AまたはB方向)に推力が発生するのが抑制される。
また、本実施形態では、3速ギア部52bと4速ギア部52cとの間には、後述するシフトフォーク29(図3参照)が取り付けられるシフトフォーク係合部52qが形成されている。
また、6速ピニオンギア53の内周面には、図3に示すように、メインシャフト50のオイル通路穴27aに対応する位置にオイル溝30aが形成されたカラー30が配置されている。これにより、6速ピニオンギア53は、メインシャフト50に対して空回りすることが可能となる。また、カラー30には、オイル溝30aからカラー30の外周面まで貫通する複数のオイル通路孔30bが形成されている。これにより、6速ピニオンギア53とカラー30の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。なお、カラー30の内周面には、メインシャフト50のスプライン溝50dに嵌合するスプライン部30cが形成されており、カラー30は、メインシャフト50の回転中は、常時回転するように構成されている。また、カラー30にオイル溝30aを形成することによって、カラー30とメインシャフト50の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、6速ピニオンギア53は、メインシャフト50の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動できないように構成されている。また、6速ピニオンギア53の外周面上には、6速歯車部53aが形成されている。また、6速ピニオンギア53の側面には、4速ギア部52cの凸部52gに係合する凸部53bが形成されている。
また、2速ピニオンギア54の内周面には、メインシャフト50のスプライン溝50dに対応するようにスプライン部54aが形成されている。これにより、2速ピニオンギア54は、メインシャフト50の回転中は、常時回転する。また、2速ピニオンギア54の外周面上には、2速歯車部54bが形成されている。
また、3速ギア部52bと4速ギア部52cとの間のシフトフォーク係合部52qに取り付けられたシフトフォーク29は、図7および図8に示すように、ガイド穴29aおよびフォークピン29bが設けられている。このガイド穴29aには、図3に示すように、メインシャフト50に平行に配置されたガイド軸31が挿入されている。また、シフトフォーク29は、ガイド軸31に沿って移動するとともに、3速4速共通ピニオンギア52をメインシャフト50に沿って移動させる機能を有する。また、シフトフォーク29のフォークピン29bは、シフトカム32のカム溝32aに係合している。このカム溝32aは、シフトカム32の軸方向(矢印AおよびB方向)に沿ってフォークピン29bが移動するように構成されている。具体的には、図9に示したカム溝32aのC点およびD点は、それぞれ5速および6速に対応しており、フォークピン29bがカム溝32aのC点に移動した場合は、フォークピン29bがシフトカム32の軸方向に沿って矢印A方向に移動し、3速4速共通ピニオンギア52は5速ピニオンギア51側(矢印A方向)に移動される。また、フォークピン29bがカム溝32aのD点(図9参照)に移動した場合は、フォークピン29bがシフトカム32の軸方向に沿って矢印B方向に移動し、3速4速共通ピニオンギア52は6速ピニオンギア53側(矢印B方向)に移動される。
また、図3に示すように、メインシャフト50から所定の間隔を隔ててドライブシャフト60が配置されている。このドライブシャフト60の内部には、潤滑オイルが通過するオイル通路部33が形成されている。また、ドライブシャフト60には、オイル通路部33から外周面まで貫通する複数のオイル通路穴33aが所定の位置に形成されている。また、ドライブシャフト60の外周面には、メインシャフト50の1速ピニオンギア50b、5速ピニオンギア51、3速4速共通ピニオンギア52の3速ギア部52b、4速ギア部52c、6速ピニオンギア53および2速ピニオンギア54にそれぞれ対応するように、1速ホイールギア61、5速ホイールギア62、3速ホイールギア63、4速ホイールギア64、6速ホイールギア65および2速ホイールギア66が取り付けられている。なお、本実施形態では、メインシャフト50と、ドライブシャフト60と、メインシャフト50およびドライブシャフト60に設けられた複数のギアとによって、変速機構が構成されている。
また、1速ホイールギア61の内周面には、ドライブシャフト60のオイル通路穴33aに対応する位置にオイル溝34aが形成されたカラー34が配置されている。これにより、1速ホイールギア61は、ドライブシャフト60に対して空回りすることが可能となる。また、カラー34にオイル溝34aを形成することによって、カラー34とドライブシャフト60の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、カラー34には、オイル溝34aからカラー34の外周面まで貫通する複数のオイル通路孔34bが形成されている。これにより、1速ホイールギア61とカラー34の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、1速ホイールギア61は、ドライブシャフト60の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動できないように構成されている。また、1速ホイールギア61の外周面上には、1速歯車部61aが形成されている。この1速歯車部61aは、1速ピニオンギア50bの1速歯車部50cと常時係合するとともに、メインシャフト50の回転中は、常時回転するように構成されている。また、1速ホイールギア61には、5速ホイールギア62と係合する凹部61bが形成されている。
また、5速ホイールギア62の内周面には、スプライン部62aが形成されている。なお、スプライン部62aに対応するドライブシャフト60の外周面の部分には、スプライン溝60aが形成されている。これにより、5速ホイールギア62は、ドライブシャフト60の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動することが可能である。また、スプライン部62aには、ドライブシャフト60のオイル通路穴33aに対応する位置に、潤滑オイルが通過するオイル溝62bが形成されている。これにより、オイル溝62bの容積分、5速ホイールギア62を軽量化することが可能であるとともに、オイル溝62bのオイルによりスプライン部62aとドライブシャフト60のスプライン溝60aとの摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、5速ホイールギア62の外周面上には、5速歯車部62cが形成されている。また、5速ホイールギア62には、1速ホイールギア61の凹部61bに係合する凸部62dが形成されているとともに、3速ホイールギア63の凹部63aに係合する凸部62eが形成されている。また、5速ホイールギア62には、後述するシフトフォーク35が取り付けられるシフトフォーク係合部62fが形成されている。
また、3速ホイールギア63の内周面には、ドライブシャフト60のオイル通路穴33aに対応する位置にオイル溝36aが形成されたカラー36が配置されている。これにより、3速ホイールギア63は、ドライブシャフト60に対して空回りすることが可能となる。また、カラー36にオイル溝36aを形成することによって、カラー36とドライブシャフト60の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、カラー36には、オイル溝36aからカラー36の外周面まで貫通する複数のオイル通路孔36bが形成されている。これにより、3速ホイールギア63とカラー36の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。なお、カラー36の内周面には、ドライブシャフト60のスプライン溝60aに嵌合するスプライン部36cが形成されており、カラー36は、ドライブシャフト60の回転中は、常時回転するように構成されている。また、3速ホイールギア63は、ドライブシャフト60の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動できないように構成されている。また、3速ホイールギア63の外周面上には、3速歯車部63bが形成されている。この3速歯車部63bは、3速ギア部52bの3速歯車部52dと常時係合するとともに、メインシャフト50の回転中は、常時回転するように構成されている。また、3速ホイールギア63には、5速ホイールギア62の凸部62eに係合する凹部63aが形成されている。
また、4速ホイールギア64の内周面には、ドライブシャフト60のオイル通路穴33aに対応する位置にオイル溝37aが形成されたカラー37が配置されている。これにより、4速ホイールギア64は、ドライブシャフト60に対して空回りすることが可能となる。また、カラー37にオイル溝37aを形成することによって、カラー37とドライブシャフト60の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、カラー37には、オイル溝37aからカラー37の外周面まで貫通する複数のオイル通路孔37bが形成されている。これにより、4速ホイールギア64とカラー37の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。なお、カラー37の内周面には、ドライブシャフト60のスプライン溝60aに嵌合するスプライン部37cが形成されており、カラー37は、ドライブシャフト60の回転中は、常時回転するように構成されている。また、4速ホイールギア64は、ドライブシャフト60の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動できないように構成されている。また、4速ホイールギア64の外周面上には、4速歯車部64aが形成されている。この4速歯車部64aは、4速ギア部52cの4速歯車部52eと常時係合するとともに、メインシャフト50の回転中は、常時回転するように構成されている。また、4速ホイールギア64には、6速ホイールギア65の凸部65aに係合する凹部64bが形成されている。
また、6速ホイールギア65の内周面には、ドライブシャフト60のスプライン溝60aに対応するようにスプライン部65bが形成されている。これにより、6速ホイールギア65は、ドライブシャフト60の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動することが可能である。また、スプライン部65bには、ドライブシャフト60のオイル通路穴33aに対応する位置に、潤滑オイルが通過するオイル溝65cが形成されている。これにより、オイル溝65cの容積分、6速ホイールギア65を軽量化することが可能であるとともに、オイル溝65cのオイルによりスプライン部65bとドライブシャフト60のスプライン溝60aとの摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、6速ホイールギア65の外周面上には、6速歯車部65dが形成されている。また、6速ホイールギア65には、4速ホイールギア64部の凹部64bに係合する凸部65aが形成されているとともに、2速ホイールギア66の凹部66aに係合する凸部65eが形成されている。また、6速ホイールギア65には、後述するシフトフォーク38が取り付けられるシフトフォーク係合部65fが形成されている。
また、2速ホイールギア66の内周面には、ドライブシャフト60のオイル通路穴33aに対応する位置にオイル溝39aが形成されたカラー39が配置されている。これにより、2速ホイールギア66は、ドライブシャフト60に対して空回りすることが可能となる。また、カラー39にオイル溝39aを形成することによって、2速ホイールギア66とドライブシャフト60の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、カラー39には、オイル溝39aからカラー39の外周面まで貫通する複数のオイル通路孔39bが形成されている。これにより、2速ホイールギア66とカラー39の外周面との摩擦抵抗を小さくすることが可能である。また、2速ホイールギア66は、ドライブシャフト60の軸方向(矢印AおよびB方向)に移動できないように構成されている。また、2速ホイールギア66の外周面上には、2速歯車部66bが形成されている。この2速歯車部66bは、2速ピニオンギア54の2速歯車部54bと常時係合するとともに、メインシャフト50の回転中は、常時回転するように構成されている。また、2速ホイールギア66には、6速ホイールギア65の凸部65eと係合する凹部66aが形成されている。
また、5速ホイールギア62および6速ホイールギア65にそれぞれ取り付けられたシフトフォーク35およびシフトフォーク38は、上記シフトフォーク29と同様に構成されている。すなわち、シフトフォーク35のフォークピン35a(図10参照)は、シフトカム32のカム溝32b(図9参照)に係合するとともに、シフトフォーク38のフォークピン38a(図10参照)は、シフトカム32のカム溝32c(図9参照)に係合するように構成されている。このカム溝32bおよびカム溝32cは、シフトカム32の軸方向(矢印AおよびB方向)に沿ってフォークピン35aおよび38a(図10参照)をそれぞれ移動させるように構成されている。
具体的には、図9に示したカム溝32bのE点およびF点は、それぞれ1速および3速に対応しており、フォークピン35a(図10参照)がカム溝32bのE点に移動した場合は、フォークピン35aがシフトカム32の軸方向に沿って矢印A方向に移動し、5速ホイールギア62(図3参照)は1速ホイールギア61(図3参照)側(矢印A方向)に移動される。また、フォークピン35a(図10参照)がカム溝32bのF点に移動した場合は、フォークピン35aがシフトカム32の軸方向に沿って矢印B方向に移動し、5速ホイールギア62(図3参照)は、3速ホイールギア63(図3参照)側(矢印B方向)に移動される。また、カム溝32cのG点およびH点は、それぞれ4速および2速に対応しており、フォークピン38a(図10参照)がカム溝32cのG点に移動した場合は、フォークピン38aがシフトカム32の軸方向に沿って矢印A方向に移動し、6速ホイールギア65(図3参照)は4速ホイールギア64(図3参照)側(矢印A方向)に移動される。また、フォークピン38a(図10参照)がカム溝32cのH点に移動した場合は、フォークピン38aがシフトカム32の軸方向に沿って矢印B方向に移動し、6速ホイールギア65(図3参照)は、2速ホイールギア66(図3参照)側(矢印B方向)に移動される。
また、シフトカム32の端部には、図3および図10に示すように、レバー部材40およびベアリング41が設けられている。このレバー部材40には、図11に示すように、ニュートラルに対応する凹部32dと、約60°間隔で配置された1速〜6速にそれぞれ対応する凹部32e〜凹部32jが形成されている。このレバー部材40が、図11に示した状態から、たとえば、約90°右回り(図11の矢印C方向)に回転されて凹部32gにベアリング41が嵌まると、シフトカム32も約90°右回り(図11の矢印C方向)に回転されてシフトフォーク35(図10参照)のフォークピン35aは、カム溝32bのF点(図9参照)に移動される。そして、5速ホイールギア62(図3参照)が3速ホイールギア63(図3参照)側(図3の矢印B方向)に移動するとともに、5速ホイールギア62の凸部62e(図3参照)が3速ホイールギア63の凹部63a(図3参照)に係合される。
また、ドライブシャフト60の端部には、図3に示すように、チェーン42が取り付けられている。このチェーン42は、リヤアクスル13(図1参照)に取り付けられるとともに、ドライブシャフト60の駆動力をリヤアクスル13を介して後輪12(図1参照)に伝達するように構成されている。
本実施形態では、上記のように、3速4速共通ピニオンギア52の3速歯車部52dの軸方向の幅の中心線(L1)、および、4速歯車部52eの軸方向の幅の中心線(L2)を、スプライン部52hの軸方向の内側端部52kとスプライン部52iの軸方向の内側端部52lとの間に配置することによって、3速4速共通ピニオンギア52の3速歯車部52dまたは4速歯車部52eの一方に負荷が加わった場合に、その負荷を3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hおよび52iに分散しやすくすることができるので、3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hまたは52iの一方に集中して負荷が加わるのを抑制することができる。これにより、3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hまたは52iの一方に集中して負荷が加わる場合と異なり、3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hおよび52iとメインシャフト50のスプライン溝50dとの間に隙間がある場合に、3速4速共通ピニオンギア52がメインシャフト50に対して傾斜して、3速4速共通ピニオンギア52に軸方向に推力が発生するのを抑制することができるので、3速4速共通ピニオンギア52がメインシャフト50の軸方向に沿って移動しやすくなるのを抑制することができる。また、3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hの軸方向の幅(W1)を3速歯車部52dの軸方向の幅(W2)よりも小さくするとともに、スプライン部52iの軸方向の幅(W3)を4速歯車部52eの軸方向の幅(W4)よりも小さくすることによって、スプライン部52hおよび52iを含む3速4速共通ピニオンギア52の軸方向の幅が大きくなるのを抑制しながら、3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hおよび52iを3速歯車部52dおよび4速歯車部52eよりも軸方向の外側に配置することができるので、3速4速共通ピニオンギア52の軸方向の幅が大きくなるのを抑制しながら、3速4速共通ピニオンギア52の3速歯車部52dの軸方向の幅の中心線(L1)、および、4速歯車部52eの軸方向の幅の中心線(L2)を、スプライン部52hの内側端部52kとスプライン部52iの軸方向の内側端部52lとの間に配置することができる。
また、本実施形態では、スプライン部52hの外側端部52nを、3速歯車部52dの外側端部52mよりも軸方向の外側に配置することによって、スプライン部52hの外側端部52nを内側端部52kに対して所定の距離を隔てて配置することができるので、スプライン部52hの軸方向の幅が小さくなりすぎるのを抑制することができる。これにより、スプライン部52hの強度が小さくなりすぎるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、スプライン部52iの外側端部52pを、4速歯車部52eの外側端部52oよりも軸方向の外側に配置することによって、スプライン部52iの外側端部52pを内側端部52lに対して所定の距離を隔てて配置することができるので、スプライン部52iの軸方向の幅が小さくなりすぎるのを抑制することができる。これにより、スプライン部52iの強度が小さくなりすぎるのを抑制することができる。
また、本実施形態のようにシフトフォーク29を、3速4速共通ピニオンギア52のシフトフォーク係合部52qに係合させた場合にも、3速4速共通ピニオンギア52に軸方向に推力が発生するのを抑制することができるので、駆動時に回転している3速4速共通ピニオンギア52のシフトフォーク係合部52qが軸方向の推力によりシフトフォーク29の側面に所定の押圧力で接触することに起因して、3速4速共通ピニオンギア52のシフトフォーク係合部52qおよびシフトフォーク29が磨耗するのを抑制することができる。
次に、図3および図9〜図11を参照して、本発明の一実施形態による自動二輪車の変速動作について説明する。なお、本実施形態では、簡略化のため、3速、4速および5速に変速制御する場合のみについて説明する。
まず、3速に変速制御する場合は、レバー部材40が、図11に示した状態から約90°右回り(図11の矢印C方向)に回転されてレバー部材40の凹部32gにベアリング41が嵌まる。このとき、シフトカム32が約90°右回り(図11の矢印C方向)に回転されてシフトフォーク35のフォークピン35a(図10参照)が、カム溝32bのF点(図9参照)に移動される。そして、5速ホイールギア62(図3参照)が3速ホイールギア63(図3参照)側(図3の矢印B方向)に移動されるとともに、5速ホイールギア62の凸部62eが3速ホイールギア63の凹部63aに係合する。このとき、メインシャフト50(図3参照)の駆動力は、3速4速共通ピニオンギア52(図3参照)のスプライン部52hおよび52i(図3参照)を介して3速4速共通ピニオンギア52に伝達されるとともに、3速4速共通ピニオンギア52の3速ギア部52bの3速歯車部52d(図3参照)、および、3速ホイールギア63の3速歯車部63b(図3参照)を介して3速ホイールギア63に伝達される。これにより、3速ホイールギア63に係合された5速ホイールギア62に駆動力が伝達されるとともに、5速ホイールギア62のスプライン部62a、および、ドライブシャフト60のスプライン溝60aを介して、ドライブシャフト60に駆動力が伝達される。
また、4速に変速制御する場合は、レバー部材40が、図11に示した状態から約150°右回り(図11の矢印C方向)に回転されてレバー部材40の凹部32hにベアリング41が嵌まる。このとき、シフトカム32が約150°右回り(図11の矢印C方向)に回転されて、シフトフォーク35のフォークピン35a(図10参照)が、図9のI点に移動されるとともに、シフトフォーク38のフォークピン38a(図10参照)が、カム溝32cのG点(図9参照)に移動される。これにより、3速ホイールギア63の凹部63aと5速ホイールギア62の凸部62eとの係合が外れて3速ホイールギア63の駆動力は5速ホイールギア62に伝達されなくなる。また、6速ホイールギア65(図3参照)が4速ホイールギア64(図3参照)側(図3の矢印A方向)に移動されるとともに、6速ホイールギア65の凸部65aが4速ホイールギア64の凹部64bに係合する。このとき、メインシャフト50(図3参照)の駆動力は、3速4速共通ピニオンギア52(図3参照)のスプライン部52hおよび52i(図3参照)を介して3速4速共通ピニオンギア52に伝達されるとともに、3速4速共通ピニオンギア52の4速ギア部52cの4速歯車部52e(図3参照)、および、4速ホイールギア64の4速歯車部64a(図3参照)を介して4速ホイールギア64に伝達される。これにより、4速ホイールギア64に係合された6速ホイールギア65に駆動力が伝達されるとともに、6速ホイールギア65のスプライン部65b、および、ドライブシャフト60のスプライン溝60aを介してドライブシャフト60に駆動力が伝達される。
また、5速に変速制御する場合は、レバー部材40が、図11に示した状態から約210°右回り(図11の矢印C方向)に回転されてレバー部材40の凹部32iにベアリング41が嵌まる。このとき、シフトカム32が約210°右回り(図11の矢印C方向)に回転されて、シフトフォーク38のフォークピン38a(図10参照)が、図9のJ点に移動されるとともに、シフトフォーク29のフォークピン29b(図10参照)が、カム溝32aのC点(図9参照)に移動される。これにより、4速ホイールギア64の凹部64bと6速ホイールギア65の凸部65aとの係合が外れて4速ホイールギア64の駆動力は6速ホイールギア65に伝達されなくなる。また、3速4速共通ピニオンギア52が5速ピニオンギア51(図3参照)側(図3の矢印A方向)に移動されるとともに、3速4速共通ピニオンギア52の凸部52fが5速ピニオンギア51の凸部51bに係合する。このとき、メインシャフト50(図3参照)の駆動力は、3速4速共通ピニオンギア52のスプライン部52hおよび52iを介して3速4速共通ピニオンギア52に伝達されるとともに、3速4速共通ピニオンギア52の凸部52f、および、5速ピニオンギア51の凸部51bを介して5速ピニオンギア51に伝達される。そして、5速ピニオンギア51の5速歯車部51a(図3参照)、および、5速ホイールギア62の5速歯車部62c(図3参照)を介して5速ホイールギア62に駆動力が伝達される。これにより、5速ホイールギア62のスプライン部62a、および、ドライブシャフト60のスプライン溝60aを介して、ドライブシャフト60に駆動力が伝達される。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、軸部およびギア部を含む変速機構を備える車両の一例として自動二輪車を示したが、本発明はこれに限らず、軸部およびギア部を含む変速機構を備える車両であれば、自動車、三輪車、ATV(All Terrain Vehicle;不整地走行車両)などの他の車両にも適用可能である。
また、上記実施形態では、軸部およびギア部を含む変速機構を車両に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、軸部およびギア部を含む変速機構を車両以外の装置などに適用してもよい。
また、上記実施形態では、軸部の軸方向に沿って所定の方向に移動しにくくなるのを抑制することが可能な本発明のギア部をメインシャフト側の3速4速共通ピニオンギアに適用した例について示したが、軸部の軸方向に沿って所定の方向に移動しにくくなるのを抑制することが可能な本発明のギア部をドライブシャフト側の5速ホイールギアや6速ホイールギアに適用してもよいし、上記実施形態とは異なる変速機構のメインシャフトのピニオンギアに適用してもよい。