JP4772532B2

JP4772532B2 - 歯車式変速機

Info

Publication number: JP4772532B2
Application number: JP2006047993A
Authority: JP
Inventors: 欣哉水野; 誠二濱岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: US7721614B2; AU2007200138B2; AU2007200138A1; US20070199392A1; CA2576629A1; CA2576629C; JP2007225043A

Description

本発明は、所定数の駆動歯車が設けられたメイン軸と、各駆動歯車により駆動されて所定数の変速段を設定する所定数の被動歯車が設けられたカウンタ軸と、メイン軸が前記変速段でカウンタ軸を回転駆動するように駆動歯車または被動歯車に係合可能なシフタとを備える歯車式変速機に関し、該歯車式変速機は例えば車両に備えられる。

複数の駆動歯車が設けられたメイン軸と、複数の被動歯車が設けられたカウンタ軸とを備える歯車式変速機において、駆動歯車と該駆動歯車により駆動される被動歯車とにより設定される変速段でメイン軸がカウンタ軸を回転駆動するように、メイン軸またはカウンタ軸上で移動するシフタが駆動歯車または被動歯車に係合可能なものは知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−２０５３５２号公報

歯車式変速機のシフタは、メイン軸またはカウンタ軸上で軸方向に移動するため、シフタが係合する駆動歯車または被動歯車（以下、両歯車を総称して「変速歯車」という。）の係合部は、変速歯車に対して軸方向に突出して設けられる。しかしながら、小径の変速歯車では、変速歯車のディスク部（変速歯車において歯部とメイン軸またはカウンタ軸との間の環状部分である。）の径方向幅も小さいため、該ディスク部に係合部を形成することは困難である。そこで、通常、係合部は該小径の変速歯車と噛合する大径の変速歯車に係合部を設けられる。
しかしながら、大径の変速歯車に係合部が設けられると、該変速歯車自体の重量が一層大きくなると共に、それに比例してシフタの重量も大きくなることがあるうえ、変速歯車の配置によっては、シフタの数を増加しなければならない場合もあって、変速機の重量増や軸方向での大型化を招来する。
また、通常、メイン軸上の１速用駆動歯車は、メイン軸の一部の大径部分に歯車を直接加工することでメイン軸に一体成形され、２速以上の駆動歯車は１速用変速歯車に向けてメイン軸の軸端部から組み付けられる。しかしながら、２つの変速クラッチ（ツインクラッチ）を備える変速機において、メイン軸が、第１の軸の外周に中空の第２の軸が嵌合する２重構造の軸で構成され、しかも１速用駆動歯車が第１の軸に直接加工して形成されると、第１の軸の途中に第２の軸の、軸方向での位置決め部（例えば突出部）が設けられる場合には、該位置決め部のために、１速用駆動歯車と位置決め部の間に１速以外の駆動歯車を組み付けることができないことがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜４記載の発明は、変速歯車に係合部を設けることにより、変速歯車の配置の自由度を大きくすると共に、軸方向での変速機の小型化を図ることを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、係合部が設けられた変速歯車の製造の容易化を図ることを目的とし、請求項３，４記載の発明は、さらに、径方向での変速機の大型化を防止することを目的とする。

請求項１記載の発明は、エンジンからの動力が入力されると共に所定数の駆動歯車が設けられたメイン軸と、前記所定数の駆動歯車によりそれぞれ駆動されて所定の変速段を設定する前記所定数の被動歯車が設けられたカウンタ軸と、前記メイン軸または前記カウンタ軸上で移動することにより前記駆動歯車および前記被動歯車のうちの特定歯車に係合可能なシフタとを備え、前記シフタが前記特定歯車に設けられた係合部に係合することにより、前記メイン軸が、前記シフタおよび前記特定歯車を介して前記変速段で前記カウンタ軸を回転駆動する歯車式変速機において、前記特定歯車は、その軸方向での開放端と径方向で外方への開放端を有する外向き係合部を有し、前記シフタは、その軸方向での開放端と径方向で内方のみの開放端を有する内向き係合部を有し、その内向き係合部の径方向外方にシフタの駆動歯車が一体に設けられ、前記外向き係合部の外径は、前記特定歯車の歯部の外径よりも大きいことを特徴とする歯車式変速機である。

これによれば、シフタは特定歯車の歯部よりも径方向外方で係合するので、ディスク部の径方向幅が係合部の径方向幅よりも小さい小径の変速歯車を特定歯車とすることが可能になり、特定歯車の選択肢が増加する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の歯車式変速機において、前記特定歯車は、前記歯部が設けられた本体と、前記本体に着脱可能に組み付けられて前記外向き係合部が設けられた係合部形成部材とから構成されることを特徴とする。

これによれば、歯部が形成される本体と係合部が形成される係合部形成部材とを別々に製造することができるので、歯部よりも大径の係合部に制約されることなく歯部の加工ができることから、本体の製造が容易になる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の歯車式変速機において、前記特定歯車は、前記所定数の前記駆動歯車または前記所定数の前記被動歯車のうちで最小の外径を有する歯車であるものである。

これによれば、特定歯車は変速歯車群の中で最小の外径を有する変速歯車であるので、歯部の外径よりも大きな外径の係合部が設けられたことにより、変速歯車群が径方向で大型化しないようにできる。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の歯車式変速機において、前記メイン軸は、第１メイン軸と、前記第１メイン軸の外周に相対回転可能に嵌合する第２メイン軸とから構成され、前記駆動歯車は、前記第１メイン軸に設けられた第１駆動歯車と前記第２メイン軸に設けられた第２駆動歯車とから構成され、前記第１メイン軸に対する前記エンジンの動力の伝達および遮断を行う第１変速クラッチおよび前記第２メイン軸に対する前記エンジンの動力の伝達および遮断を行う第２変速クラッチを備え、前記特定歯車は前記第１駆動歯車を構成する１速用駆動歯車であるものである。

これによれば、１速用駆動歯車は小径の外径を有する変速歯車であるので、第１，第２変速クラッチを備える歯車式変速機において、歯部の外径よりも大きな外径の係合部が設けられたことにより、変速歯車群が径方向で大型化しないようにできる。

請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、変速歯車の外径に依存することなく変速歯車を特定歯車とすることができるので、メイン軸およびカウンタ軸における変速歯車の配置の自由度が大きくなるうえ、シフタの配置の自由度も大きくなり、さらに特定歯車やシフタの軽量化が可能になって、変速機を小型軽量化することができる。
請求項２記載の事項によれば、歯部よりも大径の係合部を有する特定歯車の製造が容易になり、コスト削減に寄与する。
請求項３記載の事項によれば、歯部よりも大径の係合部を有する変速歯車が設けられるにも拘わらず、変速機の大型化が防止される。
請求項４記載の事項によれば、歯部よりも大径の係合部を有する変速歯車が設けられるにも拘わらず、第１，第２変速クラッチを備える歯車式変速機の大型化が防止される。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された歯車式変速機としての自動変速機である常時噛合い式の歯車式変速機Ｍを備える動力伝達装置は、エンジンとしての内燃機関Ｅと共に、車両としての不整地走行用鞍乗型車両に搭載されるパワーユニットＰに備えられる。前記動力伝達装置は、変速機Ｍと、変速機Ｍに対して内燃機関Ｅが発生する動力の伝達および遮断を行う発進クラッチとしての遠心式クラッチＣと、変速機Ｍで変速された動力が伝達される駆動軸Ｄとを備える。駆動軸Ｄの動力は、前推進軸および後推進軸を介してそれぞれ前輪および後輪に伝達され、それら車輪が回転駆動される。

内燃機関Ｅは、水冷式で単気筒４ストローク内燃機関であり、ピストン３が往復動可能に嵌合するシリンダ１と、シリンダ１に順次重ねられて結合されるシリンダヘッドおよびヘッドカバーと、シリンダ１の下端部に結合されるクランクケース２とから構成される機関本体を備える。車体の前後方向に平行な回転中心線Ｌ１を有するクランク軸５を１対の主軸受６，７を介して回転可能に支持するクランクケース２は、回転中心線Ｌ１の方向（以下、「軸方向」という。）に二分される２つのケース半体２ａ，２ｂ、ここでは前ケース半体２ａと後ケース半体２ｂとが結合されて構成され、クランク軸５のクランク部が収納されるクランク室８を形成する。前記クランク部は、クランクピン５ｅおよびクランクウェブ５ｆを含む部分である。

内燃機関Ｅは、前記シリンダヘッドに設けられた吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁および排気弁と、カム軸９の動弁カムで駆動されるプッシュロッドによりそれら吸気弁および排気弁をクランク軸５の回転に同期して開閉する頭上弁型の動弁装置を備える。そして、前記吸気ポートから吸入される混合気がピストン３と前記シリンダヘッドとの間に形成される燃焼室で燃焼して発生する燃焼ガスの圧力により駆動されるピストン３が、コンロッド４を介してクランク軸５を回転駆動する。
内燃機関Ｅの出力軸としてのクランク軸５は、クランク室８から前方および後方にそれぞれ延出する前延出部５ａおよび後延出部５ｂを有する。なお、「前」または「後」は、それらのいずれかを軸方向の一方としたときの他方である。

前ケース半体２ａには、前ケース半体２ａを前方から覆う前カバー10が結合され、前ケース半体２ａおよび前カバー10により前収納室12が形成される。前ケース半体２ａに保持される主軸受６から前方に延出する前延出部５ａは前収納室12で延びて、その前軸端部５ｃが軸受14を介して前カバー10に回転可能に支持される。また、後ケース半体２ｂには、後ケース半体２ｂを後方から覆う後カバー11が結合され、後ケース半体２ｂおよび後カバー11により後収納室13が形成される。後ケース半体２ｂに保持される主軸受７から後方に延出する後延出部５ｂは後収納室13で延びている。

前収納室12で、前延出部５ａには、前軸端部５ｃから順次、遠心式クラッチＣと、１次減速機構Ｒと、カム軸９を回転駆動する動弁用伝動機構を構成する駆動スプロケット15とが設けられる。後収納室13で、後延出部５ｂには、リコイルスタータ16が結合される後軸端部５ｄから順次、交流発電機17と、後カバー11に取り付けられるスタータモータ18の回転をクランク軸５に伝達する始動用減速機構を構成する始動用被動ギヤ19とが設けられる。被動ギヤ19は一方向クラッチ20を介して交流発電機17のロータ17ａに結合される。

遠心式クラッチＣは、クランク軸５と一体に回転する板状のクラッチインナ21と、径方向外方でクラッチインナ21を囲む碗状のクラッチアウタ22と、クラッチインナ21に枢支されて遠心式クラッチＣの断続状態をエンジン回転速度であるクランク軸５の回転速度に応じて発生する遠心力により制御する遠心ウエイトとしてのクラッチシュー23とを備える。そして、エンジン回転速度がアイドリング速度を越えると、クラッチスプリング24の弾発力に抗してクラッチシュー23が遠心力によりクランク軸５の径方向で外方に揺動してクラッチアウタ22に接触し始め、内燃機関Ｅの動力がクラッチインナ21からクラッチアウタ22に伝達され始める。そして、エンジン回転速度が増加につれて、遠心式クラッチＣは、クラッチアウタ22がクラッチシュー23との間に多少の滑りを生じつつ回転する半クラッチ状態（部分接続状態）を経て、クラッチインナ21とクラッチアウタ22とが一体に回転する完全接続状態になる。

１次減速機構Ｒは、前延出部５ａに相対回転可能に支持されると共にクラッチアウタ22のボス部にスプライン嵌合してクラッチアウタ22に一体回転可能に結合される駆動ギヤ25と、該駆動ギヤ25に噛合する被動ギヤ26とから構成される。変速機Ｍの第１メイン軸31および第２メイン軸32に相対回転可能な被動ギヤ26は、第１メイン軸31の外周で円板状のディスク部26ｃを挟んで前後方向に延びるボス部からなる１対の前後の連結部26ａ，26ｂを有し、前連結部26ａおよび後連結部26ｂをそれぞれ介して変速機Ｍの第１，第２変速クラッチ41，42に動力を伝達する。それゆえ、１次減速機構Ｒは、遠心式クラッチＣからの動力を第１，第２変速クラッチ41，42に伝達する伝達機構である。

図３を併せて参照すると、変速機Ｍは、いずれも前ケース半体２ａおよび後ケース半体２ｂに軸受35，36；37，38を介して回転可能に支持されると共に回転中心線Ｌ１に平行な回転中心線Ｌ２，Ｌ３を有するメイン軸30およびカウンタ軸33と、前ケース半体２ａおよび後ケース半体２ｂに両端部で固定されると共に回転中心線Ｌ１に平行な中心軸線を有する中間軸34と、異なる変速段を設定する歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲの集合である変速歯車列群Ｍ１と、運転者の所望の走行変速比での変速を実現するために変速段を選択する選択機構としての変速切換機構Ｍ２（図４参照）と、変速歯車列群Ｍ１に対する内燃機関Ｅの動力の伝達および遮断を行う第１，第２変速クラッチ41，42と、を備える。したがって、変速機Ｍにおいて、メイン軸30、カウンタ軸33、中間軸34および駆動軸Ｄは、クランク軸５に平行に配置されて、ミッションケースを兼ねるクランクケース２に支持される。また、クランク軸５に関する軸方向は、メイン軸30、カウンタ軸33および中間軸34の軸方向でもある。

内燃機関Ｅからの動力が入力されるメイン軸30は、いずれもクランク室８と前収納室12とに跨って配置される第１メイン軸31および第２メイン軸32から構成される。中空軸からなる第２メイン軸32は、第１メイン軸31の外周に相対回転可能に嵌合し、第１メイン軸31が第２メイン軸32を同軸に貫通している。そして、第１メイン軸31に対する第２メイン軸32の、軸方向での位置決めを行うために、第１メイン軸31には第２メイン軸32の後軸端部32ｂが当接する位置決め部として径方向に突出する突出部31ｅが設けられる。
第２メイン軸32よりも長い軸長を有することでメイン軸30の軸長を規定する第１メイン軸31は、クランク室８に収納される内軸部31ａと、前収納室12に収納される外軸部31ｂとを有する。前ケース半体２ａから前方に延出して前収納室12で延びる延出軸部である外軸部31ｂは、前軸端部31ｃで軸受39を介して前カバー10に回転可能に支持される。外軸部31ｂには、前軸端部31ｃからクランクケース２に向かって、第１変速クラッチ41、被動ギヤ26および第２変速クラッチ42が順次設けられて支持される。

前軸端部33ａが軸受37に支持されるカウンタ軸33において、軸受38から後方に突出して後収納室13で延びる後軸端部33ｂには、前ケース半体２ａおよび後ケース半体２ｂに軸受27，28を介して回転可能に支持された駆動軸Ｄを駆動する出力用駆動ギヤ29ａが設けられる。出力用駆動ギヤ29ａは、駆動軸Ｄに設けられる出力用被動ギヤ29ｂと共に変速機Ｍからの動力を減速して駆動軸Ｄに伝達する伝達機構である２次減速機構29を構成し、該２次減速機構29は後収納室13に収納される。

図２，図３を参照すると、ミッション室を兼ねるクランク室８に収納される変速歯車列群Ｍ１は、複数である所定数の変速用歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲを構成する変速歯車群から構成される。該変速歯車群は、メイン軸30に設けられた駆動歯車群を構成する前記所定数、この実施形態では６つの駆動歯車43〜48と、カウンタ軸33に設けられた被動歯車群を構成する前記所定数である６つの被動歯車53〜58と、中間軸34に設けられた減速歯車としての中間歯車49，50と、から構成される。そして、環状の突出部31ｅは、軸方向で、駆動歯車45と後軸端部32ｂに設けられる駆動歯車44との間に位置する。

具体的には、１速変速段を設定する１速歯車列Ｇ１は、内軸部31ａに相対回転可能に設けられる駆動歯車43と、駆動歯車43に噛合すると共にカウンタ軸33に一体回転可能に設けられる被動歯車53とからなる。２速変速段を設定する２速歯車列Ｇ２は、第２メイン軸32に一体成形されて一体回転可能に設けられる駆動歯車44と、駆動歯車44に噛合すると共にカウンタ軸33に相対回転可能に設けられる被動歯車54とからなる。３速変速段を設定する３速歯車列Ｇ３は、内軸部31ａに相対回転可能に設けられる駆動歯車45と、駆動歯車45に噛合すると共にカウンタ軸33に一体回転可能に設けられる被動歯車55とからなる。４速変速段を設定する４速歯車列Ｇ４は、第２メイン軸32に一体成形されて一体回転可能に設けられる駆動歯車46と、駆動歯車46に噛合すると共にカウンタ軸33に相対回転可能に設けられる被動歯車56とからなる。５速変速段を設定する５速歯車列Ｇ５は、内軸部31ａに一体回転可能に設けられる駆動歯車47と、駆動歯車47に噛合すると共にカウンタ軸33に相対回転可能に設けられる被動歯車57とからなる。また、後進変速段を設定する後進歯車列ＧＲは、駆動歯車44と一体成形された駆動歯車48と、カウンタ軸33に相対回転可能に設けられる被動歯車58と、駆動歯車48に噛合すると共に中間軸34に相対回転可能に設けられる第１中間歯車49および被動歯車58に噛合すると共に第１中間歯車49と一体成形されて一体に回転する第２中間歯車50とからなる。

駆動歯車44，46，47，48および被動歯車53，55はメイン軸30またはカウンタ軸33に対して回転方向に拘束されて常時一体に回転する拘束歯車であり、駆動歯車43，45および被動歯車54，56，57，58はメイン軸30またはカウンタ軸33に対して回転可能で変速段（または変速比）を確立するときにのみメイン軸30またはカウンタ軸33と一体に回転する自由歯車である。また、１速用、３速用および５速用変速歯車をそれぞれ構成する駆動歯車43，45，47は、第１メイン軸31において突出部31ｅよりも後方に配置され、後軸端部31ｄから第１メイン軸31に挿入されて組み付けられる。

第１メイン軸31に設けられて第１駆動歯車を構成する駆動歯車43，45，47をそれぞれ有する歯車列Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５は、内燃機関Ｅの動力を変速する第１変速部を構成し、第１変速クラッチ41は、該第１変速部への動力の伝達および遮断を行う。一方、第２メイン軸32に設けられて第２駆動歯車を構成する駆動歯車44，46，48をそれぞれ有する歯車列Ｇ２，Ｇ４，ＧＲは、内燃機関Ｅの動力を変速する第２変速部を構成し、第２変速クラッチ42は、該第２変速部への動力の伝達および遮断を行う。

軸方向で遠心式クラッチＣよりも前ケース半体２ａ寄りに遠心式クラッチＣに隣接して位置する第１変速クラッチ41は、遠心式クラッチＣおよび１次減速機構Ｒを介して伝達される内燃機関Ｅの動力の入力側で前連結部26ａにスプライン嵌合して一体回転可能に結合され、第１メイン軸31への動力の出力側で外軸部31ｂにスプライン嵌合されて一体回転可能に結合される。

軸方向で被動ギヤ26を挟んで第１変速クラッチ41とは反対側に配置される第２変速クラッチ42は、遠心式クラッチＣおよび１次減速機構Ｒを介して伝達される内燃機関Ｅの動力の入力側で後連結部26ｂにスプライン嵌合して一体回転可能に結合され、第２メイン軸32への動力の出力側で、軸受35から前方に突出して前収納室12で延びる前軸端部32ａにスプライン嵌合されて一体回転可能に結合される。

両変速クラッチ41，42は同一構造の油圧式の多板摩擦式クラッチであり、前連結部26ａまたは後連結部26ｂの外周にスプライン嵌合して一体回転可能に設けられる入力部材としての椀状のクラッチアウタ60と、クラッチアウタ60に一体回転可能に噛合する複数の第１クラッチ板62と、第１クラッチ板62と交互に積層される複数の第２クラッチ板63と、第２クラッチ板63が一体回転可能に噛合する出力部材としてのクラッチインナ61と、第１，第２クラッチ板62，63が互いに接触するように押圧すべくクラッチアウタ60に摺動可能に嵌合するピストン64とを備える。

各変速クラッチ41，42にはクラッチアウタ60およびピストン64によりそれぞれ油圧室65，66が形成される。そして、第１変速クラッチ41の油圧室65は、軸方向で第２変速クラッチ42寄りに配置され、第２変速クラッチ42の油圧室66は軸方向で第１変速クラッチ41寄りに配置される。油圧室65，66の油圧は、油圧室65，66に対して前カバー10および外軸部31ｂに設けられる油路67，68を通じて作動油が供給および排出されて制御される。油圧室65，66の油圧が高圧になると、戻しバネ69の弾発力に抗してピストン64が第１，第２クラッチ板62，63を押し付けて、両クラッチ板62，63の間の摩擦によりクラッチアウタ60とクラッチインナ61とが一体に回転する接続状態になり、油圧室65，66の油圧が低圧になると、戻しバネ69の弾発力により両クラッチ板62，63が離隔してクラッチアウタ60とクラッチインナ61との間で動力の伝達が遮断される切断状態になる。

油圧室65，66の作動油の圧力は、油圧制御装置により制御される。該油圧制御装置は、クランク軸５により駆動されるオイルポンプ（図示されず）を油圧源として、該オイルポンプから吐出された作動油の油圧を制御して各油圧室65，66の油圧を制御する制御弁ユニット71を備える。制御弁ユニット71は、前カバー10に取り付けられる弁ハウジング71ａ（図１参照）と、弁ハウジング71ａ内に収納される複数の油圧制御弁とを備える。前記油圧制御弁が電子制御装置70により制御されて、第１メイン軸31に設けられた油路67，68を通じて油圧室65，66に対する作動油の供給および排出が制御され、各変速クラッチ41，42の切断および接続、すなわち断続状態が制御される。

図２〜図４を参照すると、変速切換機構Ｍ２は、歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲをメイン軸30またはカウンタ軸33と一体回転可能な連結状態または相対回転可能な非連結状態にするためにメイン軸30上またはカウンタ軸33上で軸方向に移動可能な複数の、ここでは３つシフタ81〜83と、各シフタ81〜83を移動させるために前ケース半体２ａおよび後ケース半体２ｂに支持される支軸87に軸方向に摺動可能に支持されてシフタ81〜83と同数の、ここでは３つのシフトフォーク84〜86と、各シフトフォーク84〜86を軸方向に案内して移動させることにより各シフタ81〜83を案内して移動させるカム溝91〜93が外周面に設けられた１つのシフトドラム90と、シフトドラム90を間欠的に回転させる間欠送り機構100 と、車両の運転状態に基づいて間欠送り機構100 を作動させる逆回転可能な電動モータ120 とから構成される。

歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲを構成する歯車と係合可能な係合部Ａ１〜Ａ６を有する３つのシフタ81〜83は、１速−３速切換用の第１シフタ81と、５速−後進切換用の第２シフタ82と、２速−４速切換用の第３シフタ83とから構成される。また、シフトフォーク84〜86は、第１シフタ81に係合する第１シフトフォーク84と、第２シフタ82に係合する第２シフトフォーク85と、第３シフタ83に係合する第３シフトフォーク86とから構成される。そして、シフトドラム90の回転に応じてカム溝91〜93により案内されて移動する各シフトフォーク84〜86が対応するシフタ81〜83を、前記連結状態を実現する選択位置および前記非連結状態を実現する中立位置に移動させる。

第１シフタ81は、シフタを兼ねる駆動歯車47により構成され、駆動歯車43と駆動歯車45との間で内軸部31ａにスプライン嵌合されて内軸部31ａ上で軸方向に移動可能に設けられ、駆動歯車43および駆動歯車45のうちの特定歯車としての両駆動歯車43，45に択一的に係合可能である。そのため、第１シフタ81には各駆動歯車43，45に係合する突起からなる係合部Ａ１，Ａ２が一体に設けられ、各駆動歯車43，45には係合部Ａ１，Ａ２に係合する係合部Ｂ１，Ｂ２が一体に設けられる。そして、第１シフタ81が一方の選択位置まで後方に移動すると、係合部Ａ１が駆動歯車43の係合部Ｂ１に係合して１速歯車列Ｇ１（１速変速段）が選択される一方、第１シフタ81と駆動歯車45との係合が解除される。また、第１シフタ81が他方の別の選択位置まで前方に移動すると、係合部Ａ２が駆動歯車45の係合部Ｂ２に係合して３速歯車列Ｇ３（３速変速段）が選択される一方、第１シフタ81と駆動歯車43との係合が解除される。

第２シフタ82は、シフタを兼ねる被動歯車55により構成され、被動歯車57と被動歯車58との間でカウンタ軸33にスプライン嵌合されて軸方向に移動可能に設けられ、被動歯車57および被動歯車58のうちの特定歯車としての両駆動歯車57，58に択一的に係合可能である。そのため、第２シフタ82には各被動歯車57，58に係合するシフタ81と同様の係合部Ａ３，Ａ４が一体に設けられ、各被動歯車57，58には係合部Ａ３，Ａ４に係合する係合部Ｂ３，Ｂ４が一体に設けられる。そして、第２シフタ82が一方の選択位置まで後方に移動すると、係合部Ａ３が被動歯車57の係合部Ｂ３に係合して５速歯車列Ｇ５（５速変速段）が選択される一方、第２シフタ82と被動歯車58との係合が解除される。また、第２シフタ82が他方の別の選択位置まで前方に移動すると、係合部Ａ４が被動歯車58の係合部Ｂ４に係合して、車両の後進時の歯車列である後進歯車列ＧＲ（後進段）が選択される一方、第２シフタ82と被動歯車57との係合が解除される。

第３シフタ83は、被動歯車54と被動歯車56との間でカウンタ軸33にスプライン嵌合されて軸方向に移動可能に設けられ、被動歯車54および被動歯車56のうちの特定歯車としての両被動歯車54，56に択一的に係合可能である。そのため、第３シフタ83には各被動歯車54，56に係合するシフタ81と同様の係合部Ａ５，Ａ６が一体に設けられ、各被動歯車54，56には係合部Ａ５，Ａ６に係合する係合部Ｂ５，Ｂ６が一体に設けられる。第３シフタ83が一方の選択位置まで後方に移動すると、係合部Ａ５が被動歯車54の係合部Ｂ５に係合して第２速歯車列Ｇ２（２速変速段）が選択される一方、第３シフタ83と被動歯車56との係合が解除される。また、第３シフタ83が他方の別の選択位置まで前方に移動すると、係合部Ａ６が被動歯車56の係合部Ｂ６に係合して４速歯車列Ｇ４（４速変速段）が選択される一方、第３シフタ83と被動歯車54との係合が解除される。

このようにして、シフタ81〜83のいずれかが前記特定歯車のいずれかと係合することにより、歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲのいずれかによる変速段（変速比）が確立し、メイン軸30は、シフタ81〜83および前記特定歯車を介して確立した変速段（または歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ）でカウンタ軸33を回転駆動する。そして、各シフタ81〜83が中立位置を占めるときは、いずれの歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ（変速段）も選択されず、変速機Ｍが中立状態になる。

前記変速歯車群を構成する各変速歯車（換言すれば、各駆動歯車43〜48および各被動歯車53〜58）についてみると、駆動歯車43，45および被動歯車54，56，57，58は係合部Ｂ１〜Ｂ６が設けられた係合部付変速歯車である。

各係合部Ｂ１〜Ｂ６は、該係合部付変速歯車において周方向に間隔をおいて設けられる複数の突起から構成される。そして、係合部Ｂ１〜Ｂ３は、軸方向で開放端からなる軸方向端Ｂａと、径方向で外方のみの開放端からなる径方向端Ｂｏとを有する外向き係合部から構成され、係合部Ｂ４〜Ｂ６は、軸方向端Ｂａと、径方向で内方のみの開放端からなる径方向端Ｂｉとを有する内向き係合部から構成される。そして、各係合部Ｂ１〜Ｂ６に対応して、各シフタ81〜83の係合部Ａ１〜Ａ６は、係合部Ｂ１〜Ｂ３と係合可能な、軸方向で開放端からなる軸方向端Ａａと径方向で内方のみの開放端からなる径方向端Ａｉとを有する内向き係合部からなる係合部Ａ１〜Ａ３、または係合部Ｂ４〜Ｂ６と係合可能な、軸方向端Ａａと径方向で外方のみの開放端からなる径方向端Ａｏとを有する外向き係合部からなる係合部Ａ４〜Ａ６で構成される。

ここで、開放端とは、各係合部Ａ１〜Ａ６，Ｂ１〜Ｂ６において、変速歯車またはシフタ81〜83に連結されている端部である連結端に対して、各変速歯車または各シフタ81〜83に連結されずに自由端になっている端部を意味する。なお、図３には、煩雑さを避けるため、一部の係合部について、符号Ａａ，Ａｏ，Ａｉ，Ｂａ，Ｂｏ，Ｂｉを付してある。

図３を参照すると、前記駆動歯車群において、さらには前記変速歯車群において、最小の外径を有する歯車である駆動歯車43は、歯部43a1が設けられた本体43ａと、該本体43ａに着脱可能に組み付けられて係合部Ｂ１が設けられた係合部形成部材43ｂとから構成される。本体43ａとは別の部材である係合部形成部材43ｂは、駆動歯車43のディスク部43a2において、歯部43a1に軸方向で隣接すると共に歯部43a1よりも小径の取付部43a3の外周に、スプライン嵌合により組み付けられる環状の部材により構成され、内軸部31ａに嵌合する止め輪59により軸方向での移動が阻止された状態で、本体43ａと常時一体回転するように結合されている。

係合部Ｂ１は、歯部43a1の外径（すなわち歯部43a1の歯先径）および歯部43a1の歯底径よりも大きな外径を有し、係合部Ｂ１全体が歯部43a1よりも径方向で外方に位置し、歯部43a1の歯底径より径方向外方で係合部Ａ１と係合する。それゆえ、駆動歯車43は、ディスク部43a2の径方向幅が係合部Ｂ１の径方向幅以下の変速歯車である。また、係合部Ｂ１の外径は、前記変速歯車群において最大の外径を有する被動歯車53の外径および前記駆動歯車群において最大の外径を有する駆動歯車47の外径よりも小さい。ここで、係合部（例えば係合部Ｂ１）の外径とは、該係合部（例えば係合部Ｂ１）の回転軌跡の外径であり、同様に、係合部の内径とは、該係合部の回転軌跡の内径である。

図４を参照すると、回転中心線Ｌ１〜Ｌ３に平行な回転中心線を有するシフトドラム90は、電動モータ120 により回転駆動されるシフトスピンドル101 と、シフトドラム90と一体の複数の送りピン103 に係合可能なシフタプレート102 とを備える間欠送り機構100 により、正回転および逆回転に間欠的に回転し、変速機Ｍの変速位置を定める前記所定数の、ここでは６つの所定回転位置を占める。そして、シフトドラム90の回転に応じて各シフトフォーク84〜86がカム溝91〜93に案内されて軸方向に移動することにより、前記各所定回転位置に対応した各歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲ（図３参照）の択一的な選択が可能になる。前記各所定回転位置は、ポテンショメータから構成される回転位置検出器72により検出される。
後カバー11には、シフトスピンドル101 の回転位置を検出するポテンショメータからなる回転位置検出器73が取付けられている。

そして、第１，第２変速クラッチ41，42の断続状態と、電動モータ120 の回転量および回転方向とを制御する電子制御ユニット70には、内燃機関Ｅおよび車両の運転状態を検出する運転状態検出手段74および両回転位置検出器72，73からの信号が入力される。運転状態検出手段74は、車速検出手段74ａおよび内燃機関Ｅの負荷を検出するアクセル開度検出手段74ｂなどから構成され、電子制御ユニット70は、運転状態検出手段74からの信号に基づいてシフトスピンドル101 を回転駆動して、運転状態に応じて変速機Ｍの変速位置を自動的に制御する。さらに、電子制御ユニット70は、回転位置検出器73により検出される回転位置に基づいて、シフトスピンドル101 の回転位置をフィードバック制御する。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
前記変速歯車群の中からシフタ81〜83により択一的に選択された歯車列Ｇ１〜Ｇ５，ＧＲにより変速段が設定される歯車式変速機Ｍにおいて、メイン軸30が該変速段でカウンタ軸33を回転駆動すべくシフタ81が係合する前記特定歯車としての駆動歯車43において、その係合部Ｂ１の外径は、歯部43a1の外径よりも大きいことにより、シフタ81は歯部43a1よりも径方向外方で係合するので、ディスク部43a2の径方向幅が係合部Ｂ１の径方向幅よりも小さい小径の変速歯車（例えば駆動歯車43）を前記特定歯車とすることが可能になり、前記特定歯車の選択肢が増加する。この結果、変速歯車の外径に依存することなく変速歯車を前記特定歯車とすることができるので、メイン軸30およびカウンタ軸33における変速歯車の配置の自由度が大きくなるうえ、シフタ81〜83の配置の自由度も大きくなり、さらに前記特定歯車やシフタの軽量化が可能になって、変速機Ｍを小型軽量化することができる。

駆動歯車43は、歯部43a1が設けられた本体43ａと、該本体43ａに着脱可能に組み付けられて係合部Ｂ１が設けられた係合部形成部材43ｂとから構成されることにより、歯部43a1が形成される本体43ａと係合部Ｂ１が形成される係合部形成部材43ｂとを別々に製造することができるので、歯部43a1よりも大径の係合部Ｂ１に制約されることなく歯部43a1の加工ができることから、本体43ａの製造が容易になる。この結果、歯部43a1よりも大径の係合部Ｂ１を有する駆動歯車43の製造が容易になり、コスト削減に寄与する。

１速用駆動歯車である駆動歯車43は、前記所定数の駆動歯車43〜48または前記所定数の被動歯車53〜58のうちで最小の外径を有する歯車であることにより、係合部Ｂ１が設けられたことにより、前記変速歯車群が径方向で大型化しないようにできるので、歯部43a1よりも大径の係合部Ｂ１を有する変速歯車が設けられるにも拘わらず、変速機Ｍの大型化が防止される。

各係合部Ｂ１〜Ｂ６は、前記外向き係合部または前記内向き係合部から構成され、各シフタ81〜83の係合部Ａ１〜Ａ６は、係合部Ｂ１〜Ｂ３と係合可能な前記内向き係合部からなる係合部Ａ１〜Ａ３または係合部Ｂ４〜Ｂ６と係合可能な前記外向き係合部からなる係合部Ａ４〜Ａ６で構成されることにより、軸方向に突出している係合部（例えば係合部Ｂ２、Ａ４）では、径方向端が径方向外方および内方で開放端になっている従来の係合部に比べて、径方向内方端または径方向内端が連結端となることで、係合部の剛性が高められるので、係合部の小型化が可能になって、シフタおよび係合部付変速歯車の小型軽量化が可能になる。

駆動歯車44は後軸端部31ｄから第１メイン軸31に挿入されて組み付けられることにより、突出部31ｅが設けられているにも拘わらず、突出部31ｅと駆動歯車44との間に配置される駆動歯車45および駆動歯車47を後軸端部31ｄから組み付けることができるので、第１メイン軸31への駆動歯車45，47の組付が容易になる。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
係合部Ｂ１は、径方向で歯部43a1と部分的に重なる位置でシフタ81と係合してもよい。また、駆動歯車43以外の変速歯車であってディスク部の径方向幅が係合部の径方向幅以下の変速歯車が係合部形成部材を有していてもよい。さらに、変速歯車において係合部形成部材と本体とが一体成形されてもよい。
シフタは、変速歯車を兼ねないものであってもよい。
内燃機関は多気筒内燃機関であってもよい。また、エンジンは、往復動するピストンを備える内燃機関以外の内燃機関または原動機であってよい。

本発明が適用された歯車式変速機を備えるパワーユニットの要部概略前面図である。図１の概略ＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１の概略ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図１の概略ＩＶ−ＩＶ線断面図である。

符号の説明

30…メイン軸、33…カウンタ軸、41，42…変速クラッチ、43〜48，53〜58…変速歯車、Ｍ…変速機、Ｅ…内燃機関、Ａ１〜Ａ６，Ｂ１〜Ｂ６…係合部。

Claims

エンジンからの動力が入力されると共に所定数の駆動歯車(43,44,45,46,47,48)が設けられたメイン軸(30,31,32)と、前記所定数の駆動歯車(43,44,45,46,47,48)によりそれぞれ駆動されて所定の変速段を設定する前記所定数の被動歯車(53,54,55,56,57,58)が設けられたカウンタ軸(33)と、前記メイン軸(30,31,32)または前記カウンタ軸(33)上で移動することにより前記駆動歯車および前記被動歯車のうちの特定歯車(43)に係合可能なシフタ(81)とを備え、前記シフタ(81)が前記特定歯車(43)に設けられた係合部(B1)に係合することにより、前記メイン軸(30,31,32)が、前記シフタ(81)および前記特定歯車(43)を介して前記変速段で前記カウンタ軸(33)を回転駆動する歯車式変速機において、
前記特定歯車(43)は、その軸方向での開放端(Ba)と径方向で外方への開放端(Bo)を有する外向き係合部(B1)を有し、前記シフタ(81)は、その軸方向での開放端(Aa)と径方向で内方のみの開放端(Ai)を有する内向き係合部(A1)を有し、その内向き係合部(A1)の径方向外方にシフタ(81)の駆動歯車(47)が一体に設けられ、
前記外向き係合部(B1)の外径は、前記特定歯車(43)の歯部(43a1)の外径よりも大きいことを特徴とする歯車式変速機。
請求項１記載の歯車式変速機において、
前記特定歯車(43)は、前記歯部(43a1)が設けられた本体(43a)と、前記本体(43a)に着脱可能に組み付けられて前記外向き係合部(B1)が設けられた係合部形成部材(43b)とから構成されることを特徴とする歯車式変速機。
請求項１または２記載の歯車式変速機において、
前記特定歯車(43)は、前記所定数の前記駆動歯車(43,44,45,46,47,48)または前記所定数の前記被動歯車(53,54,55,56,57,58)のうちで最小の外径を有する歯車であることを特徴とする歯車式変速機。
請求項１記載の歯車式変速機において、
前記メイン軸(30,31,32)は、第１メイン軸(31)と、前記第１メイン軸(31)の外周に相対回転可能に嵌合する第２メイン軸(32)とから構成され、前記駆動歯車(43,44,45,46,47,48)は、前記第１メイン軸(31)に設けられた第１駆動歯車(43,45,47)と前記第２メイン軸(32)に設けられた第２駆動歯車(44,46,48)とから構成され、前記第１メイン軸(31)に対する前記エンジンの動力の伝達および遮断を行う第１変速クラッチ(41)および前記第２メイン軸(32)に対する前記エンジンの動力の伝達および遮断を行う第２変速クラッチ(42)を備え、前記特定歯車(43)は前記第１駆動歯車(43,45,47)を構成する１速用駆動歯車であることを特徴とする歯車式変速機。