JP5300144B2

JP5300144B2 - 自動変速装置

Info

Publication number: JP5300144B2
Application number: JP2009227597A
Authority: JP
Inventors: 善昭塚田; 孝大関; 浩孝小島
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-09-30
Also published as: JP2011073591A

Description

本発明は、自動二輪車の自動変速装置に関する。

自動二輪車の変速機構として、シフトスイッチの手元操作により多段変速ギヤ列のシフト位置を指定し、これに応じて自動的にトランスミッションのアクチュエータを駆動してシフト動作させる自動変速装置（AMT:Automated Manual Transmission）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の自動変速装置は、モータとシフトドラムの間に面カムを備えており、この面カムは入力側面カムと出力側面カムの間に設けられるボールで構成されており、モータの回転に伴い入力側面カムが回転し、この入力側面カムの回転に伴い出力側面カムが回転および摺動するようになっており、この摺動によりクラッチを解除する。また、この出力側面カムとシフトドラムはドグクラッチで結合するものであり、シフトドラムは出力側面カムの回転に伴い回転し、付勢手段によりシフトドラムを回転させ、ドグクラッチにより回転を規制するようにしている。

特開２００２−６７７４１号公報

しかしながら、この自動変速装置は、モータの回転により面カムの摺動によりクラッチを解除しながらシフトドラムを回転させ、このシフトドラムの回転をドグクラッチで規制するといった構造になっており、構造が複雑な上、面カムが摺動及び回転し、それによりドグクラッチが摺動及び回転しシフトドラムの位置決めを行なうように構成される。即ち、一つの部材（面カム）が二つの動作（摺動、回転）を行い、さらにそれらの動作により一つの部材（ドグクラッチ）が三つの動作（摺動、回転、位置決め）を行なうため、精度をだすことが非常に難しい。さらには、従来のエンジンから大きな変更を必要とし、部品の流用等が困難であるといった問題もあった。

そこで、本発明の目的は、従来のエンジンの構成部品からの変更を少なくし、且つ、モータの回転による簡単で効率的な自動変速装置を提供する。

上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
複数の変速ギヤ列からなる多段変速ギヤ列と、クラッチインナとクラッチアウタ間に交互に重なった状態で前記クラッチインナとクラッチアウタに保持された複数の摩擦板が付勢部材の付勢力により係合している変速用クラッチと、前記多段変速ギヤ列の変速ギヤ切替え時に前記変速用クラッチを切断させるクラッチレリーズ機構と、を備え、モータの回転に伴うシフトドラムの回転により前記変速ギヤ列の切替えを行なう自動変速装置であって、
前記シフトドラムは、前記多段変速ギヤ列のシフトを行なうシフトフォークを案内するガイド溝を有し、該ガイド溝には、シフトを行なう傾斜部が直線部位間に設けられており、
前記クラッチレリーズ機構は、前記シフトドラムの一端に連結されたクラッチ操作用カムと、該クラッチ操作用カムと前記変速用クラッチとを連結するクラッチ操作伝達機構とから成り、
前記クラッチ操作用カムは、端面にカム部と平面部とが等間隔に形成された回転体を有し、
前記モータの回転に伴う前記シフトドラムの回転により前記シフトフォークが前記傾斜部前の直線部位に位置するとき、前記シフトドラムの回転で、前記クラッチ操作用カムの前記回転体と前記クラッチ操作伝達機構との接触位置が前記カム部から前記平面部側に移動して、前記変速用クラッチが前記クラッチ操作伝達機構を介して次第に切断され、前記シフトドラムのさらなる回転により前記シフトフォークが前記傾斜部後の直線部位に位置するとき、前記シフトドラムの回転で、前記クラッチ操作用カムの前記回転体と前記クラッチ操作伝達機構との接触位置が前記平面部から前記カム部側に移動して前記変速用クラッチが次第に接続されることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記多段変速ギヤ列は、一方から他方に向かって低速ギヤ列から高速ギヤ列となるように配列されることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記クラッチ操作伝達機構は、シフトドラム側腕部とクラッチ側腕部と本体部を備え、
前記シフトドラム側腕部と前記クラッチ側腕部は、前記本体部の一端と他端にそれぞれ揺動可能に支持され、
前記本体部は、クランクケース内の内壁に設けられる支持部に揺動可能且つ回転不能に支持され、
前記シフトドラム側腕部は、前記シフトドラムの回転中心と同軸上に配置され、
前記クラッチ側腕部は、前記変速用クラッチの回転中心と同軸上に配置され、
前記変速用クラッチの切断時には、前記クラッチ操作用カムの回転により前記シフトドラム側腕部が前記支持部を中心として前記本体部を揺動させ、前記クラッチ側腕部が前記付勢部材の付勢力によって係合している前記摩擦板を離間させる方向に力を加えることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記クラッチ操作伝達機構には、前記変速用クラッチが接続されるときに前記クラッチ操作伝達機構の移動を減衰するダンパーが設けられることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記シフトドラムの回転に伴い、前記シフトドラム側腕部は前記クラッチ操作用カムによって押し出され、前記本体部は前記支持部を中心に揺動し、前記クラッチ側腕部が前記変速用クラッチの前記摩擦板同士を離間させることで前記変速用クラッチを切断し、前記ダンパーは前記変速用クラッチが接続するとき、前記クラッチ操作伝達機構の移動を減衰することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記ダンパーは前記クラッチ側腕部と前記本体部との接続部に配置され、前記変速用クラッチが接続するとき、前記クラッチ側腕部の移動を減衰することを特徴とする。

請求項１に記載の自動変速装置によれば、シフトドラムの端部にクラッチレリーズ機構を設けることで、モータの回転によりシフトドラムが回転し、変速用クラッチが解除され、自動変速が可能となる。これにより、一つの部材が一つの動作を行なうため、構造が簡単で効率的な自動変速を行なうことができる。
また、シフトドラムの回転に連動してシフト（変速）と変速用クラッチの断接を行うことができる。
また、シフトドラムの回転方向の力をクラッチ操作用カムにより軸方向の力に変換し、これにより変速用クラッチを断接することができるので、省スペースでの配置が可能であり、且つ従来のエンジンから大きな変更を要しない。

請求項２に記載の自動変速装置によれば、ガイド溝の勾配をゆるくすることができ直線部を形成しやすく、また、シフト荷重を低減することができる。

請求項３に記載の自動変速装置によれば、クラッチ操作用カムにより軸方向に変換された力により支持部を中心に本体部が揺動することで、クラッチ側腕部が付勢部材によって係合している摩擦板を離間させることができる。

請求項４及び請求項５に記載の自動変速装置によれば、変速用クラッチの接続時に発生するトルク変動を小さくするとともに音を小さくすることができる。

請求項６に記載の自動変速装置によれば、省スペースでの配置が可能である。

本発明の自動変速装置を搭載した自動二輪車の側面図である。第１実施形態の自動変速装置が組み込まれたパワーユニットの断面図である。図２の部分拡大図である。図３のシフトドラムの展開図である。図３のクラッチ操作用カムを説明する模式図である。

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の自動変速装置を搭載した自動二輪車の側面図、図２は第１実施形態の自動変速装置が組み込まれたパワーユニットの断面図、図３は図２の部分拡大図、図４は図３のシフトドラムの展開図、図５は図３のクラッチ操作用カムを説明する模式図である。

本実施形態の自動変速装置Ｍは、自動二輪車１のパワーユニットＰに組み込まれて使用される。この自動二輪車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２の前端に取り付けられたヘッドパイプ２０により回動自在に支持された左右一対のフロントフォーク３と、フロントフォーク３の上端部に取り付けられた操舵用のハンドル４と、フロントフォーク３の下端部に回転自在に支持された前輪ＦＷと、車体の略中央で車体フレーム２に支持されたエンジンＥと、車体フレーム２に上下に揺動自在に支持されたリヤフォーク７と、このリヤフォーク７の後端部に回転自在に支持された後輪ＲＷと、リヤフォーク７の後部と車体フレーム２との間に配設された左右のリヤクッション９と、車体フレーム２の後部上方に支持された燃料タンク１０と、車体フレーム２に支持された収納ボックス１１と、この収納ボックス１１上に配置されたシート１２と、シート１２の後方に配置されたグラブレール１３と、車体フレーム２を覆う合成樹脂製の車体カバー１４とを備えている。

車体カバー１４は、車体フレーム２の前部を覆うフロントカバー１４Ａと、運転者の足の前方を覆う左右一対のレッグシールド１４Ｂと、エンジンＥの前部を覆う左右一対のフロントサイドカバー１４Ｃと、フロントサイドカバー１４Ｃの上部間を連結するメインフレームトップカバー１４Ｄと、収納ボックス１１の下部を覆う左右一対のリアサイドカバー１４Ｅと、収納ボックス１１の残る部分及び燃料タンク１０を両側から覆うリアボディカバー１４Ｆとを備え、レッグシールド１４Ｂとフロントサイドカバー１４Ｃとメインフレームトップカバー１４Ｄとが一体に形成されている。また、フロントカバー１４Ａには、ヘッドライト１５及びウィンカ１６が配設され、リアボディカバー１４Ｆの後端にはテールランプ１７が配設され、フロントフォーク３には前輪ＦＷを覆うフロントフェンダ１８が配設されている。

車体フレーム２は、ヘッドパイプ２０と、ヘッドパイプ２０から車体中央を後下がりに延びるメインフレーム２１と、メインフレーム２１の後部に連結されて後上がりに延びる左右一対のリヤフレーム２２と、各リヤフレーム２２の前部に接合される左右一対のピボットプレート２３と、各ピボットプレート２３と各リヤフレーム２２の中間部とをつなぐ左右一対の支持フレーム２４とを備えている。リヤフレーム２２には、収納ボックス１１、燃料タンク１０及び車体カバー１４等が取り付けられ、収納ボックス１１及び燃料タンク１０を上方から覆い得るシート１２が開閉自在に取り付けられている。また、リヤフレーム２２の後部には、リヤクッションブラケット２２Ａを介してリヤクッション９の上部が連結されている。

ピボットプレート２３には、後輪ＲＷを支持するリヤフォーク７が連結されている。リヤフォーク７は、その前端がピボットボルト７Ａを介して両ピボットプレート２３に回動自在に支持され、ピボットボルト７Ａを支点に上下に揺動自在に支持されている。

メインフレーム２１の中間部両側には、エンジンハンガ２５が設けられ、エンジンハンガ２５とピボットプレート２３とを介してエンジンＥが支持されている。エンジンＥは、エンジンＥの動力を後輪ＷＲに伝達する自動変速装置Ｍととともに後述するパワーユニットＰを構成するものである。

図２及び図３を参照して、本実施形態の自動変速装置Ｍが組み込まれたパワーユニットＰについて詳細に説明する。
パワーユニットＰは、主として、駆動源としてのエンジンＥと、エンジンＥの動力を後輪ＲＷに伝達する自動変速装置Ｍと、エンジンＥと自動変速装置Ｍとの間の動力伝達を断接する発進クラッチ３０と、を備えて構成されている。

エンジンＥは、クランク軸５０にコンロッド５１を介して連結されたピストン５２を備えている。ピストン５２は、シリンダブロック５３に設けられたシリンダ５４内を摺動可能であり、シリンダブロック５３はシリンダ５４の軸線が略水平になるように配設されている。シリンダブロック５３の前面にはシリンダヘッド５５ａとヘッドカバー５５ｂが固定され、シリンダヘッド５５ａおよびシリンダ５４ならびにピストン５２で混合気を燃焼させる燃焼室が形成されている。

クランク軸５０は軸受５６ａ、５６ｂを介して左クランクケース５７Ｌ、右クランクケース５７Ｒ（以下、左クランクケース５７Ｌと右クランクケース５７Ｒを合わせてクランクケース５７と呼ぶ。）に回転自在に支持される。クランク軸５０の左側端部には、クランクケース５７に支持されるインナーステータ２６ａに対向してアウターロータ２６ｂが取り付けられて、インナーステータ２６ａとアウターロータ２６ｂでオルタネータ２６が構成される。クランク軸５０の右側端部には、発進クラッチ３０のクラッチインナ３１がスプライン嵌合されている。また、クランク軸５０には、コンロッド５１とクラッチインナ３１との間に、ドライブギヤ３５が一体に形成された発進クラッチ３０の出力軸３４がクランク軸５０に対し相対回転自在にその外周を覆うように配置されている。

ドライブギヤ３５は、後述する自動変速装置Ｍのメインシャフト７０に取り付けられたドリブンギヤ７２と噛合して、エンジンＥの動力を自動変速装置Ｍに伝達する。

発進クラッチ３０は、クランク軸５０と一体に回転する板状のクラッチインナ３１と、径方向外方でクラッチインナ３１を囲み出力軸３４に取り付けられた碗状のクラッチアウタ３２と、クラッチインナ３１に枢支されて発進クラッチ３０の断接状態をエンジン回転速度であるクランク軸５０の回転速度に応じて発生する遠心力により制御するクラッチシュー３３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、クラッチシュー３３が遠心力によりクランク軸５０の径方向で外方に移動してクラッチアウタ３２に接触し始め、エンジンＥの動力がクラッチインナ３１からクラッチアウタ３２に伝達される。そして、エンジン回転速度が増加につれて、発進クラッチ３０は、クラッチアウタ３２がクラッチシュー３３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３１とクラッチアウタ３２とが一体に回転する完全接続状態になる。

自動変速装置Ｍは、図３に拡大して示すように、メインシャフト７０とカウンタシャフト７１との間に多段変速ギヤ列７３を備えて構成される。メインシャフト７０には、前述したようにクランク軸５０の外周に配設されたドライブギヤ３５と噛み合うドリブンギヤ７２がメインシャフト７０と相対回転自在なスリーブ７７を介して外周に配置され、ドリブンギヤ７２に隣接して後述する多板式クラッチ１１３がドリブンギヤ７２とメインシャフト７０との動力伝達を断接可能に取り付けられる。カウンタシャフト７１には、ドライブスプロケット７４が取り付けられ、メインシャフト７０に伝達された動力がドライブスプロケット７４に巻き掛けられたドライブチェーン６（図１参照）を介して、後輪ＲＷに伝達される。

多段変速ギヤ列７３は、車幅方向左側から順に第１〜第４速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ４を備え、第１速ギヤ列Ｇ１は、メインシャフト７０に一体に形成された第１速用駆動歯車６１ならびにカウンタシャフト７１に相対回転自在に装着されて第１速用駆動歯車６１に噛合する第１速用被動歯車６２から成り、第２速ギヤ列Ｇ２は、メインシャフト７０に相対回転自在に装着される第２速用駆動歯車６３ならびにカウンタシャフト７１との相対回転を不能として装着されて第２速用駆動歯車６３に噛合する第２速用被動歯車６４から成り、第３速ギヤ列Ｇ３は、メインシャフト７０との相対回転を不能に装着される第３速用駆動歯車６５ならびにカウンタシャフト７１に相対回転自在に装着されて第３速用駆動歯車６５に噛合する第３速用被動歯車６６から成り、第４速ギヤ列Ｇ４は、メインシャフト７０との相対回転自在に装着される第４速用駆動歯車６７ならびにカウンタシャフト７１に相対回転を不能として装着されて第４速用駆動歯車６７に噛合する第４速用被動歯車６８から成る。

メインシャフト７０には、第２速用駆動歯車６３および第４速用駆動歯車６７間に、第２・第４速切換用シフタ７５が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第３速用駆動歯車６５が第２・第４速切換用シフタ７５に一体に形成される。また、カウンタシャフト７１には、第１速用被動歯車６２および第３速用被動歯車６６間に、第１・第３速切換用シフタ７６が軸方向の摺動を可能としてスプライン嵌合され、第２速用被動歯車６４が第１・第３速切換用シフタ７６に一体に形成される。

第２・第４速切換用シフタ７５を軸方向に摺動せしめて第２速用駆動歯車６３に係合させたときには、第２速用駆動歯車６３が第２・第４速切換用シフタ７５を介してメインシャフト７０に相対回転不能に連結され、第２速ギヤ列Ｇ２が確立する。また第２・第４速切換用シフタ７５を軸方向に摺動せしめて第４速用駆動歯車６７に係合させたときには、第４速用駆動歯車６７が第２・第４速切換用シフタ７５を介してメインシャフト７０に相対回転不能に連結され、第４速ギヤ列Ｇ４が確立する。

第１・第３速切換用シフタ７６を軸方向に摺動せしめて第１速用被動歯車６２に係合させたときには、第１速用被動歯車６２が第１・第３速切換用シフタ７６を介してカウンタシャフト７１に相対回転不能に連結され、第１速ギヤ列Ｇ１が確立する。また第１・第３速切換用シフタ７６を軸方向に摺動せしめて第３速用被動歯車６６に係合させたときには、第３速用被動歯車６６が第１・第３速切換用シフタ７６を介してカウンタシャフト７１に相対回転不能に連結され、第３速ギヤ列Ｇ３が確立する。

この第２・第４速切換用シフタ７５と第１・第３速切換用シフタ７６には多段変速ギヤ列７３の変速を行なうシフト機構１１１の第１及び第２シフトフォーク９２、９３が係合し、これにより多段変速ギヤ列７３の第１〜第４速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ４の選択がなされる。

シフト機構１１１には、モータケース５９に収納されたアクチュエータモータ２８（以下、モータ２８と呼ぶ。）が設けられ、車両の操向ハンドル４に設けられたシフトアップスイッチとシフトダウンスイッチ（図示なし）に電気的に接続されている。アクチュエータモータ２８は、シフトアップスイッチが押された時に正転し、シフトダウンスイッチが押された時に逆転する。

モータ２８の出力軸２８ａは左右ギヤケース２９Ｌ、２９Ｒ（以下、左ギヤケース２９Ｌと右ギヤケース２９Ｒを合わせてギヤケース２９と呼ぶ。）で形成されたギヤ室に突出している。出力軸２８ａには出力ピニオン２８ｂが形成してある。ギヤケース２９には、第１減速軸８１と第２減速軸８２とが回転可能に支持されている。第１減速軸８１には、モータ出力軸２８ａの出力ピニオン２８ｂに噛合う大径の減速歯車８３と、その隣の小径の減速歯車８４とが、一体に形成してある。第２減速軸８２には、上記小径の減速歯車８４に噛合う大径の減速歯車８５と、その隣に小径の減速歯車８６とが、一体に形成してある。シフトスピンドル８７には、上記小径の減速歯車８６に噛合う扇形歯車８８が嵌装し、シフトスピンドル８７の左端は、ポテンショメータよりなる回転位相検出手段８９に接続され回転位相検出手段８９によりシフトスピンドル８７の回転位置が検出される。シフトスピンドル８７の右端には、シフトドラム９１がクランクケース５７に対し回動可能に取り付けられる。

このシフトドラム９１の外周面には、２つのガイド溝９４、９５が形成され、それぞれのガイド溝９４、９５に第１及び第２シフトフォーク９２、９３が係合される。而して前記ガイド溝９４、９５は、図４に示すように、シフトドラム９１の回転位置に応じて第１及び第２シフトフォーク９２、９３の位置を定めるように形成される。より具体的に説明すると、ガイド溝９４、９５はそれぞれ、ニュートラルと第１〜第４速の５つのシフトポジションに対応する接続位置（１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄ、４ｔｈ）を含む直線部９６を有し、直線部９６が傾斜部９７に挟まれて配置され、ガイド溝９４、９５に係合する第１及び第２シフトフォーク９２、９３が直線部９６にあるときにニュートラルか第１〜第４速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ４のうちいずれかのギヤ列が確立され、ガイド溝９４、９５に係合する第１及び第２シフトフォーク９２、９３が傾斜部９７にあるときにシフトがなされる。ここで、各接続位置間の位相は７２°である。なお、シフトポジションが変更する際、第１又は第２シフトフォーク９２、９３をシフトする必要がない部分、例えば第２・第４速切換用シフタ７５はニュートラルから第１速へシフトチェンジするときに移動する必要がないためガイド溝９４のニュートラル位置と第１速接続位置間に傾斜部９７は設けられていない。このようにシフト機構１１１は、モータ２８、歯車列２８ｂ〜８８、シフトスピンドル８７、シフトドラム９１、及び第１及び第２シフトフォーク９２、９３により構成され、モータ２８を正転又は逆転駆動することで、動力が歯車列２８ｂ〜８８を介してシフトスピンドル８７に伝達され、シフトドラム９１が回転することにより、その回転位置に応じて第２・第４速切換用シフタ７５と第１・第３速切換用シフタ７６を摺動せしめて第１〜第４速ギヤ列Ｇ１〜Ｇ４が選択的に確立されることになる。

また、自動変速装置Ｍには、シフト機構１１１によるシフトチェンジに連動するように多板式クラッチ１１３を切断して、エンジンＥからの多段変速ギヤ列７３への動力伝達を遮断するクラッチレリーズ機構１１２が設けられる。
クラッチレリーズ機構１１２は、シフトドラム９１に設けられたクラッチ操作用カム１１４と、クラッチ操作用カム１１４と多板式クラッチ１１３を連結するクラッチ操作伝達機構１１５と、を備えて構成される。

多板式クラッチ１１３は、クラッチインナ１３４がメインシャフト７０の右端にスプライン嵌合され、クラッチアウタ１３５がドリブンギヤ７２に固定され、クラッチアウタ１３５およびクラッチインナ１３４には、外側摩擦板１３６および内側摩擦板１３７が、それぞれ複数個づつ軸方向可動に保持され、交互に重なった状態で配置されている。

また、多板式クラッチ１１３には、外側摩擦板１３６および内側摩擦板１３７を軸方向から挟むように、加圧板１３８及び受圧板１３９が配設される。即ち、加圧板１３８は、クラッチインナ１３４のボス１３４ａに摺動自在に支承されて左端の外側摩擦板１３６に対面するように配置され、また受圧板１３９は、クラッチインナ１３４の右端にフランジ状に一体に形成されて右端の外側摩擦板１３６に対面するように配置される。

加圧板１３８には、クラッチインナ１３４を貫通して軸方向に延びる複数の小ボス１３８ａ（図にはその１本のみ示す）が一体に形成されており、これら小ボス１３８ａにレリーズ板１４０が固着されると共に、このレリーズ板１４０を介して加圧板１３８を受圧板１３９に向けて付勢する板状のクラッチばね１４１が装着される。通常、クラッチばね１４１の付勢力により外側摩擦板１３６と内側摩擦板１３７は係合し、ドリブンギヤ７２からの伝達された動力が多板式クラッチ１１３を介してメインシャフト７０に伝達される。また、クラッチインナ１３４と加圧板１３８間にはトルクリミッタ機構１４３が設けられる。このトルクリミッタ機構１４３は、逆トルク入力時に加圧板１３８を受圧板１３９から離す方向に移動させ、シフトダウン時等に後輪ＲＷからの過大な逆トルクがエンジンＥに伝達されるのを防止する。

レリーズ板１４０の中心部には、レリーズベアリング１４２のアウタレース１４２ａが嵌着され、そのインナレース１４２ｂには、クラッチ操作伝達機構１１５のクラッチ側腕部１２１が嵌着される。

クラッチ操作伝達機構１１５は、メインシャフト７０と同軸上に配置されるクラッチ側腕部１２１と、シフトドラム９１と同軸上に配置されるシフトドラム側腕部１２２とが、本体部１２３に揺動可能に支持される。クラッチ側腕部１２１は、一端がレリーズベアリング１４２のインナレース１４２ｂに嵌着され、他端が本体部１２３の一端に揺動可能に固定される。シフトドラム側腕部１２２は、一端がクラッチ操作用カム１１４に連結され、他端が本体部１２３の他端に揺動可能に固定される。本体部１２３は、略中央でクランクケース５７の内壁に設けられる支持部５８に揺動可能に支持される。なお、支持部５８はクランクケース５７の外部からクリアランス調整ねじ１０５でその軸方向位置の調整が可能に構成され、さらに回り止め部５８ａがクランクケース５７に係合しクランクケース５７に対する支持部５８の回転が防止され、これにより本体部１２３の回転が防止される。このように構成されたクラッチ操作伝達機構１１５は支持部５８を支点とし、シフトドラム側腕部１２２を力点、クラッチ側腕部１２１を作用点とするシーソー方式の伝達機構をなしている。
また、クラッチ側腕部１２１と本体部１２３との接続部にはクランクケース５７の外側から取り付けられたダンパー１０６が設けられている。

シフトドラム側腕部１２２の一端が連結されるクラッチ操作用カム１１４は、有底円筒状の回転体１５１がボルト１５２によりシフトドラム９１に固定され、回転体１５１の端面１５３が、シフトドラム側腕部１２２の一端に取り付けられた円板状の応力伝達部材１５４に対向し、端面１５３と応力伝達部材１５４との間に複数の鋼ボール１５５が保持されて構成される。回転体１５１の端面１５３には、図５に示すようにシフトポジションの数だけ、ここでは５つのカム部１５３ａ（図５中、斜線部）が設けられ、カム部１５３ａ間にカム部１５３ａから突出する５つの平面部１５３ｂが交互に等間隔で配置されている。各カム部１５３ａは中心を谷とする腕状をなす。隣接するカム部１５３ａの中心間の位相は７２°である。

そして、シフトドラム９１の回転に伴って回転体１５１が回転すると、カム部１５３ａの斜面から平面部１５３ｂへ鋼ボール１５５の接点が移動する。このとき、鋼ボール１５５がカム部１５３ａの中心から次第に斜面を登ることによりシフトドラム側腕部１２２が図中右側にクラッチ操作用カム１１４によって押圧され、本体部１２３が支持部５８を中心に揺動してクラッチ側腕部１２１を図中左側に押圧する。そして、クラッチ側腕部１２１が図中左側に移動すると、レリーズベアリング１４２を介してレリーズ板１４０がクラッチばね１４１の付勢力に抗して加圧板１３８を受圧板１３９から離間させる方向に押圧する。これにより、多板式クラッチ１１３は半クラッチ状態を経て、鋼ボール１５５が平面部１５３ｂに至るとき外側摩擦板１３６と内側摩擦板１３７は完全に離間され、ドリブンギヤ７２と多板式クラッチ１１３の動力伝達が遮断される。さらにシフトドラム９１の回転に伴って回転体１５１が回転すると、今度は平面部１５３ｂからカム部１５３ａの斜面へ鋼ボール１５５の接点が移動する。このとき、鋼ボール１５５は次第に斜面を下りることによりクラッチばね１４１の付勢力により加圧板１３８が受圧板１３９を押し付ける方向に次第に移動する。これにより、多板式クラッチ１１３は半クラッチ状態を経て、鋼ボール１５５がカム部１５３ａの中心に至るとき外側摩擦板１３６と内側摩擦板１３７は係合し、ドリブンギヤ７２から多板式クラッチ１１３に動力伝達が伝達される。このときクラッチ操作伝達機構１１５は、レリーズ板１４０がレリーズベアリング１４２を介してクラッチ側腕部１２１を図中右側に移動させ、本体部１２３が支持部５８を中心に揺動してクラッチ側腕部１２１を図中左側に押圧する。その際、ダンパー１０６によりクラッチ側腕部１２１の移動が減衰される。

ここでシフト機構１１１のガイド溝９４、９５とクラッチ操作用カム１１４のカム部１５３ａとの位相関係は、シフトドラム９１の回転により第１及び/又は第２シフトフォーク９２、９３がガイド溝９４、９５の傾斜部９７前の直線部９６の傾斜部側部位に位置するときに、鋼ボール１５５がカム部１５３ａを登り、第１及び/又は第２シフトフォーク９２、９３がガイド溝９４、９５の傾斜部９７に至ると鋼ボール１５５が平面部１５３ｂに位置し、第１及び/又は第２シフトフォーク９２、９３がガイド溝９４、９５の傾斜部９７後の直線部９６の傾斜部側部位に位置するときに、鋼ボール１５５がカム部１５３ａを下るように設定される。

より具体的にニュートラル位置から第１速用接続位置へのシフトチェンジを例に説明すると、シフトドラム９１が図４中矢印方向に回転すると、ニュートラル位置にあった第１及び第２シフトフォーク９２、９３が第１速接続位置（１ｓｔ）側に移動する。第２シフトフォーク９３が直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ１）に位置するとき、鋼ボール１５５はカム部１５３ａの中心から斜面（図５中、Ｐ１）を登り、これによりクラッチ操作伝達機構１１５を介して次第に外側摩擦板１３６と内側摩擦板１３７を離間する。そして第２シフトフォーク９３が傾斜部９７に至ったとき（図４中、Ｐ２）、鋼ボール１５５は平面部１５３ｂに位置し（図５中、Ｐ２）、これによりクラッチ操作伝達機構１１５を介して外側摩擦板１３６と内側摩擦板１３７は完全に離間する。そして、鋼ボール１５５が平面部１５３ｂに位置してクラッチ操作伝達機構１１５を介して多板式クラッチ１１３が切断されたとき、第２シフトフォーク９３が傾斜部９７を移動することにより第１・第３速切換用シフタ７６のシフトがなされる。続いて、シフトドラム９１がさらに回転して第２シフトフォーク９３が該傾斜部９７後の直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ３）に位置するとき、鋼ボール１５５はカム部１５３ａの斜面（図５中、Ｐ３）を下り、これによりクラッチ操作伝達機構１１５を介して除々に外側摩擦板１３６と内側摩擦板１３７を係合させる。そして、第２シフトフォーク９３が第１速接続位置に至って第１速ギヤ列Ｇ１が確立すると、鋼ボール１５５はカム部１５３ａの中心に位置して、多板式クラッチ１１３が完全に接続し、これによりニュートラル位置から第１速用接続位置へのシフトチェンジが完了する。なお、前述したようにニュートラルから第１速へのシフトチェンジ時に第２・第４速切換用シフタ７５は移動する必要がないため、ガイド溝９４にはニュートラル位置から第１速接続位置間には傾斜部９７が設けられておらず、この間第１シフトフォーク９２はガイド溝９４の直線部９６を移動している。

以上説明したように本実施形態によれば、クラッチレリーズ機構１１２はシフトドラム９１の端部と多板式クラッチ１１３との間に設けられ、モータ２８の回転に伴うシフトドラム９１の回転により多板式クラッチ１１３が切断されるので、構造が簡単で効率的な自動変速を行なうことができる。

また、本実施形態によれば、シフトドラム９１には、多段変速ギヤ列７３のシフトを行なう第１及び第２シフトフォーク９２、９３を案内するガイド溝９４、９５が設けられており、ガイド溝９４、９５には、シフトを行なう傾斜部９７が変速ギヤ列が確立する直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ１、Ｐ２）間に設けられ、クラッチレリーズ機構１１２は、傾斜部９７前の直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ１）で多板式クラッチ１１３を次第に切断し、傾斜部９７後の直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ３）で多板式クラッチ１１３を次第に接続するので、シフトドラム９１の回転に連動してシフト（変速）と多板式クラッチ１１３の断接を行うことができる。

また、本実施形態によれば、多段変速ギヤ列７３は、一方から他方に向かって低速ギヤ列から高速ギヤ列となるように配列されるので、ガイド溝９４、９５の勾配をゆるくすることができ直線部９６を形成しやすく、また、シフト荷重を低減することができる。

また、本実施形態によれば、クラッチレリーズ機構１１２は、クラッチ操作用カム１１４とクラッチ操作伝達機構１１５からなり、クラッチ操作用カム１１４は、端面１５３にカム部１５３ａと平面部１５３ｂが等間隔に形成された回転体１５１を有し、モータ２８の回転に伴うシフトドラム９１の回転により第１及び第２シフトフォーク９２、９３が傾斜部９７前の直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ１）に位置するとき、クラッチ操作用カム１１４がカム部１５３ａを平面部１５３ｂ側（図５中、Ｐ１）に移動してクラッチ操作伝達機構１１５を介して多板式クラッチ１１３を次第に切断し、シフトドラム９１のさらなる回転により第１及び第２シフトフォーク９２、９３が傾斜部９７後の直線部９６の傾斜部側部位（図４中、Ｐ３）に位置するとき、クラッチ操作用カム１１４がカム部１５３ａを平面部１５３ｂ（図５中、Ｐ３）から移動して多板式クラッチ１１３を次第に接続するので、シフトドラム９１の回転方向の力をクラッチ操作用カム１１４により軸方向の力に変換し、これにより多板式クラッチ１１３を断接することができ、省スペースでの配置が可能であり、且つ従来のエンジンから大きな変更を要しない。

また、本実施形態によれば、クラッチ操作伝達機構１１５は、シフトドラム側腕部１２２とクラッチ側腕部１２１と本体部１２３を備え、シフトドラム側腕部１２２とクラッチ側腕部１２１は、本体部１２３の一端と他端にそれぞれ揺動可能に支持され、本体部１２３は、クランクケース５７内の内壁に設けられる支持部５８に揺動可能且つ回転不能に支持され、シフトドラム側腕部１２２は、シフトドラム９１の回転中心と同軸上に配置され、クラッチ側腕部１２１は、多板式クラッチ１１３の回転中心と同軸上に配置され、多板式クラッチ１１３の切断時には、クラッチ操作用カム１１４の回転によりシフトドラム側腕部１２２が支持部５８を中心として本体部１２３を揺動させ、クラッチ側腕部１２１がクラッチばね１４１の付勢力によって係合している外側摩擦板１３６および内側摩擦板１３７を離間させる方向に力を加えるので、簡易な構成で多板式クラッチ１１３の断接を制御することができる。

また、本実施形態によれば、クラッチ操作伝達機構１１５には、多板式クラッチ１１３が接続されるときにクラッチ操作伝達機構１１５の移動を減衰するダンパー１０６が設けられるので、多板式クラッチ１１３の接続時に発生するトルク変動を小さくするとともに音を小さくすることができる。また、ダンパー１０６はクラッチ側腕部１２１と本体部１２３との接続部に配置することで、省スペースでの配置が可能である。なお、本実施形態では、ダンパーがクランクケース５７の外側から取り付けられたが、これに限定されず、クランクケース５７内に設けてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。

１自動二輪車
２８モータ
５７クランクケース
５８支持部
７３多段変速ギヤ列
７５第２・第４速切換用シフタ（シフタ）
７６第１・第３速切換用シフタ（シフタ）
９１シフトドラム
９２第１シフトフォーク（シフトフォーク）
９３第２シフトフォーク（シフトフォーク）
９４ガイド溝
９５ガイド溝
９６直線部
９７傾斜部
１０６ダンパー
１２１クラッチ側腕部
１２２シフトドラム側腕部
１２３本体部
１３４クラッチインナ
１３５クラッチアウタ
１３６外側摩擦板（摩擦板）
１３７内側摩擦板（摩擦板）
１４１クラッチばね（付勢部材）
１１２クラッチレリーズ機構
１１３多板式クラッチ（変速用クラッチ）
１１４クラッチ操作用カム
１１５クラッチ操作伝達機構
１５１回転体
１５３端面
１５３ａカム部
１５３ｂ平面部
Ｅエンジン
Ｍ自動変速装置
Ｇ１第１速ギヤ列（変速ギヤ列）
Ｇ２第２速ギヤ列（変速ギヤ列）
Ｇ３第３速ギヤ列（変速ギヤ列）
Ｇ４第４速ギヤ列（変速ギヤ列）
Ｐパワーユニット
Ｐ１傾斜部前の直線部の傾斜部側部位（傾斜部前の直線部位）
Ｐ３傾斜部後の直線部の傾斜部側部位（傾斜部後の直線部位）

Claims

複数の変速ギヤ列からなる多段変速ギヤ列と、クラッチインナとクラッチアウタ間に交互に重なった状態で前記クラッチインナとクラッチアウタに保持された複数の摩擦板が付勢部材の付勢力により係合している変速用クラッチと、前記多段変速ギヤ列の変速ギヤ切替え時に前記変速用クラッチを切断させるクラッチレリーズ機構と、を備え、モータの回転に伴うシフトドラムの回転により前記変速ギヤ列の切替えを行なう自動変速装置であって、
前記シフトドラムは、前記多段変速ギヤ列のシフトを行なうシフトフォークを案内するガイド溝を有し、該ガイド溝には、シフトを行なう傾斜部が直線部位間に設けられており、
前記クラッチレリーズ機構は、前記シフトドラムの一端に連結されたクラッチ操作用カムと、該クラッチ操作用カムと前記変速用クラッチとを連結するクラッチ操作伝達機構とから成り、
前記クラッチ操作用カムは、端面にカム部と平面部とが等間隔に形成された回転体を有し、
前記モータの回転に伴う前記シフトドラムの回転により前記シフトフォークが前記傾斜部前の直線部位に位置するとき、前記シフトドラムの回転で、前記クラッチ操作用カムの前記回転体と前記クラッチ操作伝達機構との接触位置が前記カム部から前記平面部側に移動して、前記変速用クラッチが前記クラッチ操作伝達機構を介して次第に切断され、前記シフトドラムのさらなる回転により前記シフトフォークが前記傾斜部後の直線部位に位置するとき、前記シフトドラムの回転で、前記クラッチ操作用カムの前記回転体と前記クラッチ操作伝達機構との接触位置が前記平面部から前記カム部側に移動して前記変速用クラッチが次第に接続されることを特徴とする自動変速装置。
前記多段変速ギヤ列は、一方から他方に向かって低速ギヤ列から高速ギヤ列となるように配列されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速装置。
前記クラッチ操作伝達機構は、シフトドラム側腕部とクラッチ側腕部と本体部を備え、
前記シフトドラム側腕部と前記クラッチ側腕部は、前記本体部の一端と他端にそれぞれ揺動可能に支持され、
前記本体部は、クランクケース内の内壁に設けられる支持部に揺動可能且つ回転不能に支持され、
前記シフトドラム側腕部は、前記シフトドラムの回転中心と同軸上に配置され、
前記クラッチ側腕部は、前記変速用クラッチの回転中心と同軸上に配置され、
前記変速用クラッチの切断時には、前記クラッチ操作用カムの回転により前記シフトドラム側腕部が前記支持部を中心として前記本体部を揺動させ、前記クラッチ側腕部が前記付勢部材の付勢力によって係合している前記摩擦板を離間させる方向に力を加えることを特徴とする請求項１に記載の自動変速装置。
前記クラッチ操作伝達機構には、前記変速用クラッチが接続されるときに前記クラッチ操作伝達機構の移動を減衰するダンパーが設けられることを特徴とする請求項３に記載の自動変速装置。
前記シフトドラムの回転に伴い、前記シフトドラム側腕部は前記クラッチ操作用カムによって押し出され、前記本体部は前記支持部を中心に揺動し、前記クラッチ側腕部が前記変速用クラッチの前記摩擦板同士を離間させることで前記変速用クラッチを切断し、前記ダンパーは前記変速用クラッチが接続するとき、前記クラッチ操作伝達機構の移動を減衰することを特徴とする請求項４に記載の自動変速装置。
前記ダンパーは前記クラッチ側腕部と前記本体部との接続部に配置され、前記変速用クラッチが接続するとき、前記クラッチ側腕部の移動を減衰することを特徴とする請求項５に記載の自動変速装置。