JP5436354B2 - ツインクラッチ式変速装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ツインクラッチ式変速装置の小型化及び軽量化を図ることを目的とする。
この構成によれば、原動機からの入力を断接するクラッチが夫々設けられた第1の入力軸及び第2の入力軸の回転を同期させる手段を設け、発進時に、第1の入力軸と第2の入力軸とを連結するとともに、第1、第2の入力軸の両方のクラッチを接続するため、発進時に2つのクラッチを使用することができる。これにより、第1の入力軸及び第2の入力軸に設けられた各クラッチの容量を通常走行時に必要な容量に合わせて小さくできるため、ツインクラッチ式変速装置の小型化及び軽量化を図ることができる。また、内外二重の軸で形成される外側入力軸と内側入力軸とを、外側入力軸の端部と内側入力軸との間に設けたクラッチ装置によって同期させるため、簡単な構成で第1の入力軸と第2の入力軸との連結及び切断を行なうことができる。また、クラッチ装置が、外側入力軸の端部に設けた歯車と、該歯車と隣接して内側入力軸に設けた歯車の少なくとも一方の歯車とを軸方向に移動させて他方の歯車に嵌合させるドグ式クラッチを備えるため、簡単な構成で第1の入力軸と第2の入力軸との連結及び切断を行なうことができる。
この場合、発進後、原動機の回転が所定回転数に達した時点で、第1の入力軸と第2の入力軸との連結を切断し、発進後に第1の入力軸及び第2の入力軸の両方が回転することを防止できるため、燃費を向上させることができる。
この構成によれば、第1の入力軸及び第2の入力軸の回転を同期させる手段を設け、停止時に、第1の入力軸と第2の入力軸との回転を同期させるとともに、第1、第2の入力軸の歯車群のうち1個をそれぞれ出力軸の歯車と噛み合わせるため、出力軸の歯車に対して第1の入力軸及び第2の入力軸の歯車が同時に噛み合うことで、出力軸の回転をロックさせることができる。このため、車両の駐車状態を維持するための専用のパーキングブレーキ装置等を設けることなく、車両の駐車状態を維持することができる。また、内外二重の軸で形成される外側入力軸と内側入力軸とを、外側入力軸の端部と内側入力軸との間に設けたクラッチ装置によって同期させるため、簡単な構成で第1の入力軸と第2の入力軸との連結及び切断を行なうことができる。
この場合、発進後に第1の入力軸及び第2の入力軸の両方が回転することを防止できるため、燃費を向上させることができる。
また、発進後、原動機の回転が所定回転数に達した時点で、第1の入力軸と第2の入力軸との連結を切断するため、燃費を向上させることができる。
さらに、クラッチ装置が、ドグ式クラッチを備えるため、簡単な構成で第1の入力軸と第2の入力軸との連結及び切断を行なうことができる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る自動二輪車を示す側面図である。なお、以下の説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は車体に対してのものとする。
自動二輪車100の車体フレーム111は、車体前部に位置するヘッドパイプ112と、このヘッドパイプ112から車体中央まで後方に延びる左右一対のメインフレーム114と、メインフレーム114の後端部から下方に延びる左右一対のピボットプレート115と、メインフレーム114の後端部から車体後部まで延びるリヤフレーム(不図示)とを備えている。ヘッドパイプ112には、フロントフォーク116が回動自在に取付けられ、このフロントフォーク116の下端に前輪117が回転自在に支持されている。ヘッドパイプ112の上部には、操舵用ハンドル118が取付けられている。
フロントバンクBfとリヤバンクBrとの間には側面視でV字状に形成された空間であるVバンク空間Kが形成されている。
クランクケース3は上下割りで構成され、上クランクケース3Uと下クランクケース3Lとを有している。クランク軸2はクランクケース3U,3Lにより挟まれるようにして回転自在に軸支され、上クランクケース3Uには、それぞれ左右に2気筒が配列される前シリンダブロック3fと後シリンダブロック3rとが、側面視でV字をなすように斜め上方に延出されて一体に形成されている。
クランクケース3の後方には、ミッションケース122が一体に連なり、変速装置Mは、ミッションケース122内に、クランク軸2からの入力を断接するツインクラッチ式変速機140、及び、変速を行なうギヤシフト装置141を備えている。自動二輪車100は、ツインクラッチ式変速機140及びギヤシフト装置141を制御する電子コントロールユニットとしてのECU46を有し、ツインクラッチ式変速機140、ギヤシフト装置141及びECU46を主たる構成要素として自動変速式の変速装置M(ツインクラッチ式変速装置)が構成されている。
上記モードスイッチにより選択される変速モードは、車速及びエンジン回転数等の車両運転情報に基づき変速段を自動で切り換えるフルオートマチックモードと、運転者により操作される上記シフトスイッチの操作に基づいて変速段を切り換えるセミオートマチックモードとがある。
外シャフト41nは内シャフト41mよりも短く、その左端部はミッションケース122の左右中間部で終端する。外シャフト41nにおける右側壁122bよりも左方に位置する部位には、偶数変速段(2速、4速、6速)に対応する駆動ギヤm2,m4,m6が支持される。一方、内シャフト41mにおける外シャフト41nの左端135(外側入力軸の端部)よりも左方に位置する部位には、奇数変速段(1速、3速、5速)に対応する駆動ギヤm1,m3,m5が支持される。
駆動軸43の左端部には、駆動傘歯車148が一体的に設けられ、駆動傘歯車148は、軸部149の前端に一体に設けられた被動傘歯車149aに噛み合う。軸部149は、車体の前後方向に延びるドライブシャフト123(図1)に連結され、これによって、駆動軸43の回転がドライブシャフト123に伝達される。
このツインクラッチ126は、互いに同軸に隣接配置される油圧式の第1及び第2ディスククラッチ(以下、単にクラッチということがある)151a,151b(クラッチ)を有し、これらクラッチ151a,151bは内外シャフト41m,41nの右端に同軸に設けられている。第1ディスククラッチ151aは内シャフト41mに設けられ、第2ディスククラッチ151bは外シャフト41nに設けられている。
クラッチ151a,151bが共有するクラッチアウタ156には、クランク軸2のクランク側駆動歯車2Bに噛み合うメイン軸側被動歯車41Aが同軸に設けられ、これら歯車2B,41Aを介して、クラッチアウタ156にクランク軸2からの回転駆動力が入力される。クラッチアウタ156に入力された回転動力は、クラッチ151a,151bの接続状態に応じて内外シャフト41m,41nに個別に伝達される。
詳細には、1速、3速、及び5速では第1ディスククラッチ151aが接続され、2速、4速、及び6速では第2ディスククラッチ151bが接続される。すなわち、ツインクラッチ式変速機140では、1速から6速まで1段毎に交互に第1及び第2ディスククラッチ151a,151bを断接して変速を行なっている。また、本第1の実施の形態では、後述するように、1速による発進時に、第1及び第2ディスククラッチ151a,151bが両方とも接続される。
以下、第2ディスククラッチ151bについて詳細に説明する。また、第1ディスククラッチ151aは、第2ディスククラッチ151bと略同一構造で構成され、第2ディスククラッチ151bに対して対称な位置関係で内シャフト41mに設けられており、第1ディスククラッチ151aについての詳細な説明は省略する。
第2ディスククラッチ151bは、外シャフト41nの外周面に固定される円板状のクラッチセンター55と、クラッチセンター55に対向する円板状のクラッチピストンガイド56と、クラッチセンター55とクラッチピストンガイド56との間に設けられる円板状のクラッチピストン57と、クラッチピストン57とクラッチセンター55との間に設けられるキャンセラープレート58と、クラッチセンター55の受圧板部55Aとクラッチピストン57の加圧板部57Aとの間に設けられる駆動摩擦板59及び被動摩擦板60とを備えて構成されている。
また、第2ディスククラッチ151bは、クラッチピストン57とキャンセラープレート58とによって画成された第2側キャンセラ室62bを有し、この第2側キャンセラ室62bには、潤滑油が供給される。第2側キャンセラ室62bには、クラッチピストン57を、第2側制御油圧室61bの油圧に抗してクラッチピストンガイド56側に付勢する戻しばね63が複数設けられている。
すなわち、ツインクラッチ126では、第1及び第2側制御油圧室61a,61bに油圧が供給されると、第1及び第2ディスククラッチ151a,151bがそれぞれ接続状態とされ、第1及び第2側制御油圧室61a,61bの油圧が解除されると、第1及び第2ディスククラッチ151a,151bがそれぞれ切断状態となる。
スライドギヤm4(外側入力軸の端部に設けた歯車)にはドグD4aが設けられ、ドグD4aはフリーギヤm6のドグ穴H6に結合可能である。また、スライドギヤm4にはドグD4aと反対側へ軸方向に突出するドグD4bが設けられており、ドグD4bは、スライドギヤm3に設けられたドグ穴H3bに結合可能である。
スライドギヤn6には、両側にドグD6a,D6bがそれぞれ設けられ、一方のドグD6aはフリーギヤn2のドグ穴H2に結合可能、他方のドグD6bはフリーギヤn4のドグ穴H4に結合可能である。
すなわち、ドグD4b及びドグ穴H3bは、外シャフト41nと内シャフト41mとの連結状態を切り換え可能なドグ式クラッチ160(同期させる手段、クラッチ装置)を構成しており、このドグ式クラッチ160は、外シャフト41n及び内シャフト41mの回転を同期させる手段である。
図3に示すように、ギヤシフト装置141は、メイン軸41及びカウンタ軸42と平行に配置された円筒状のシフトドラム124の回転により4つのシフトフォーク127a,127b,127c,127dを軸方向で移動させ、メイン軸41及びカウンタ軸42間の動力伝達に用いる変速ギヤ対(変速段)を切り換える。シフトドラム124の外周面には、4つのシフトフォーク127a,127b,127c,127dが嵌合する4本のカム溝191a,191b,191c,191dがそれぞれ形成されている。カム溝191a〜191dは、シフトドラム124の周方向に沿って形成されている。
シフトスピンドル124Bの図中左端には、シフト制御装置124Cが連結され、シフト制御装置124Cはシフトモータ124Dを有し、シフトモータ124Dにはギヤ列124Eを介してシフトスピンドル124Bが連結されている。
シフトモータ124Dの回転によりギヤ列124E、シフトスピンドル124B及びラチェット機構124Aを介してシフトドラム124が回転され、シフトドラム124の回転時には、シフトドラム124の外周のカム溝191a,191b,191c,191dのパターン(図6参照)に沿って、シフトフォーク127a,127b,127c,127dが軸方向で移動され、これに伴い、対応するスライドギヤが軸方向で移動されて、トランスミッションTの変速段が変更される。
図6は、第1の実施の形態のカム溝191a〜191dを示す展開図である。
エンジン1の始動時に、シフトフォーク127a,127b,127c,127dは、カム溝191a〜191d中において、図示のシフトポジション、即ち、C/N−N、M/N−Nの位置にある。ここで、Cはカウンタ軸42、Mはメイン軸41を指し、−の前段は奇数段の状態、−の後段は偶数段の状態を示している。また、Nは変速段の各ドグD3,D5a,D5b,D4a,D4b,D6a,D6bが抜けたニュートラル状態を示す。従って、C/N−Nは、カウンタ軸42において奇数段も偶数段も、ドグが抜けたシフトポジションであり、M/N−Nは、メイン軸41において奇数段も偶数段も、ドグが抜けたシフトポジションである。また、ECU46は、センサ(図示略)を介してシフトポジションの状態を常時監視している。
各カム溝191a〜191dには、ニュートラル状態となるNの位置を基準として、左右に各1段ずれた段部が連続的に形成されており、各摺動突部127eが各カム溝191a〜191d内の左段、中央段、右段のいずれかに位置することで、対応する各スライドギヤが軸方向の3箇所に選択的に移動される。
具体的には、C/1−N・34では、シフトフォーク127aがニュートラル位置からシフトドラム124の左端側に一段移動されることでスライドギヤn5がフリーギヤn1側に移動され、一方、シフトフォーク127dは、ニュートラル位置のままである。また、M/1−N・34では、シフトフォーク127b,127cが、カム溝191b,191cにおいてシフトドラム124の中央側に一段寄って形成された連結用溝部195、196にそれぞれ移動する。これに伴い、スライドギヤm3,m4は互いに接近するように移動する。
また、カム溝191b,191cに連結用溝部195,196を形成することで、スライドギヤm3,m4を移動させてドグ式クラッチ160を切り換えできるため、外シャフト41nと内シャフト41mとの連結状態を切り換え可能な構成を、外シャフト41nと内シャフト41mとを連結するための他部品を設けることなく簡単な構成で実現できる。
また、外シャフト41nにおいて、第2ディスククラッチ151bと反対側の左端135に配置されたスライドギヤm4と、スライドギヤm4に隣接する内シャフト41mのスライドギヤm3とを結合させるため、簡単な構成で外シャフト41nと内シャフト41mとを連結させることができる。
C/1−Nは、シフトフォーク127a,127dの位置がC/1−N・34と同一となる状態であり、1速による動力伝達が可能な状態である。
M/1−Nは、シフトフォーク127b,127cの位置がM/N−Nと同一の状態であり、M/1−N・34で連結されていた外シャフト41n及び内シャフト41mの連結が解除された状態である。また、M/1−Nでは、第2ディスククラッチ151bの接続はECU46の制御によって解除され、内シャフト41mに設けられた第1ディスククラッチ151aのみが接続されており、クランク軸2からの出力は、内シャフト41mによって1速ギヤを介してカウンタ軸42に伝達される。ここで、所定の回転数とは、発進時においてツインクラッチ126に作用する負荷が十分に小さくなる状態に対応する回転数であり、例えば、2速から3速への変速のような走行中の通常の変速動作の際にツインクラッチ126に作用する負荷と同等まで負荷が低下する回転数である。
また、M/1−N・34を、M/N−NとM/1−Nとの間のポジション、すなわち、カム溝191b,191cにおいてニュートラル状態と1速との間に対応する位置に設けたため、シフトフォーク127b,127cがニュートラル状態から1速に至る過程で、外シャフト41nと内シャフト41mとの連結状態をスムーズに変更できる。
C/1−2は、カウンタ軸42の奇数段側がギヤn1にインギヤし、偶数段側がギヤn2にインギヤの状態である。M/1−2は、メイン軸41の奇数段側がギヤm1にインギヤし、偶数段側がギヤm2にインギヤしている。この段階は予備変速段階であり、第1ディスククラッチ151aのみが接続され、第2ディスククラッチ151bの接続は解除さている。
C/N−2は、カウンタ軸42の奇数段側がドグ抜けし、偶数段側がギヤn2にインギヤした状態である。M/N−2は、メイン軸41の奇数段側がドグ抜けし、偶数段側がギヤm2にインギヤした状態である。この状態では、第2ディスククラッチ151bのみが接続されている。
また、C/3−2は、カウンタ軸42の奇数段側がギヤn3にインギヤし、偶数段側がギヤn2にインギヤした状態である。M/3−2は、メイン軸41の奇数段側がギヤm3にインギヤし、偶数段側がギヤn2にインギヤした状態である。この段階も予備変速である。
また、内外二重の軸で形成される内シャフト41mと外シャフト41nとを、外シャフト41nの左端135と内シャフト41mとの間に設けたドグ式クラッチ160によって同期させるため、簡単な構成で内シャフト41mと外シャフト41nとの連結及び切断を行なうことができる。
上記第1の実施の形態では、ドグ式クラッチ160は、スライドギヤm4とスライドギヤm3とをメイン軸41の軸方向に移動させて互いに嵌合するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ドグ式クラッチ160は、スライドギヤm4及びスライドギヤm3の少なくとも一方をメイン軸41の軸方向に移動させて嵌合させるものであっても良い。
また、上記第1の実施の形態では、自動二輪車100の発進後、エンジン1の回転が所定回転数に達した時点で、内シャフト41mと外シャフト41nとの連結を切断するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、車速センサ等により検出される車速に基づいて、所定の車速に達した時点で内シャフト41mと外シャフト41nとの連結を切断しても良い。また、自動二輪車100の細部構成については任意に変更可能であることは勿論である。
以下、図7を参照して、本発明を適用した第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
第2の実施の形態では、自動二輪車100の駐車時に自動二輪車100の移動をロックするパーキングポジションであるC/1−2・P、及び、M/1−2・Pがシフトドラム227に設けられている点が第1の実施の形態と異なっている。
しかしながら、上記従来の技術では、複数変速段のギヤ列を選択的に確立するためのシフトフォークとは別に、パーキング用シフトフォークが必要であり、部品点数が多くなり、変速機の大型化を招く課題があった。
このため、変速機における部品点数の低減を図ると共に、変速機の小型化を可能とした変速機用パーキングロック機構を提供することが望まれる。
第2の実施の形態の自動二輪車100では、変速装置MのECU46は、自動二輪車100が停止すると、その直前における変速段が何れの変速段であっても、第1ディスククラッチ151a、及び、第2ディスククラッチ151bを切断し、シフトモータ124Dの駆動を制御してシフトドラム227を回転し、シフトフォーク127a,127b,127c,127dを、各カム溝291a〜291d内で移動させ、シフトポジションを図7に示すニュートラル状態のポジション、即ち、C/N−N、M/N−Nに戻す。すなわち、変速装置Mは、車両の停止時及び駐車時にクランク軸2からの動力伝達を切断する自動変速機である。
シフトドラム227は、第1の実施の形態のシフトドラム124に替えて設けられた円筒状のシフトドラムであり、その軸線がメイン軸41及びカウンタ軸42と平行となるように配置されている。カム溝291a〜291dは、シフトドラム227の外周面において周方向に沿って形成されている。
また、C/1−2・P及びM/1−2・PがC/N−N、M/N−Nに隣接しており、僅かにシフトドラム227を回転させるだけでパーキングポジションを選択できるため、パーキングレバー118Aの操作量を小さくでき、運転者は容易にパーキングブレーキを掛けることができる。
さらに、内外二重の軸で形成される内シャフト41mと外シャフト41nとを、外シャフト41nの左端135と内シャフト41mとの間に設けたドグ式クラッチ160によって同期させるため、簡単な構成で内シャフト41mと外シャフト41nとの連結及び切断を行なうことができる。
m1〜m6 駆動ギヤ(第1、第2の入力軸に設けた複数の歯車群)
m3 スライドギヤ(内側入力軸に設けた歯車)
m4 スライドギヤ(外側入力軸の端部に設けた歯車)
n1〜n6 従動ギヤ(歯車群と噛合う歯車群、出力軸の歯車)
41m 内シャフト(第1の入力軸、内側入力軸)
41n 外シャフト(第2の入力軸、外側入力軸)
42 カウンタ軸(出力軸)
135 左端(外側入力軸の端部)
151a 第1ディスククラッチ(クラッチ)
151b 第2ディスククラッチ(クラッチ)
160 ドグ式クラッチ(同期させる手段、クラッチ装置)
M 変速装置(ツインクラッチ式変速装置)
Claims (4)
- 原動機(1)からの入力を断接するクラッチ(151a、151b)を夫々に設けた第1、第2の入力軸(41m、41n)と、該第1、第2の入力軸(41m、41n)に設けた複数の駆動歯車群(m1〜m6)と、前記駆動歯車群(m1〜m6)と噛合う歯車群(n1〜n6)を設けた出力軸(42)とを設け、前記第1の入力軸(41m)及び前記第2の入力軸(41n)の前記クラッチ(151a、151b)を交互に断接して変速を行なうツインクラッチ式変速装置において、
前記第1の入力軸(41m)及び前記第2の入力軸(41n)の回転を同期させる手段(160)を設け、発進時に、前記第1の入力軸(41m)と前記第2の入力軸(41n)とを連結するとともに、前記第1、第2の入力軸(41m、41n)の両方の前記クラッチ(151a、151b)を接続し、
前記第1の入力軸(41m)と前記第2の入力軸(41n)とは、内側入力軸(41m)と外側入力軸(41n)との内外二重の軸で形成され、前記第1の入力軸(41m)及び前記第2の入力軸(41n)の回転を同期させる手段は、前記外側入力軸(41n)の端部(135)と前記内側入力軸(41m)との間に設けたクラッチ装置(160)を備え、
前記クラッチ装置(160)は、前記外側入力軸(41n)の前記端部(135)に設けた歯車(m4)と、前記外側入力軸(41n)の前記端部(135)に設けた歯車(m4)と隣接して前記内側入力軸(41m)に設けた歯車(m3)との少なくとも一方の歯車を軸方向に移動させて他方の歯車に嵌合させるドグ式クラッチ(160)を備え、
前記端部(135)に設けた前記歯車(m4)及び当該歯車(m4)と隣接して前記内側入力軸(41m)に設けた前記歯車(m3)は、前記出力軸(42)を駆動する前記駆動歯車群(m1〜m6)の歯車であることを特徴とするツインクラッチ式変速装置。 - 発進後、前記原動機(1)の回転が所定回転数に達した時点で、前記第1の入力軸(41m)と前記第2の入力軸(41n)との連結を切断することを特徴とする請求項1記載のツインクラッチ式変速装置。
- 原動機(1)からの入力を断接するクラッチ(151a、151b)を夫々に設けた第1、第2の入力軸(41m、41n)と、該第1、第2の入力軸(41m、41n)に設けた複数の駆動歯車群(m1〜m6)と、前記駆動歯車群(m1〜m6)と噛合う歯車群(n1〜n6)を設けた出力軸(42)とを設け、前記第1の入力軸(41m)及び前記第2の入力軸(41n)の前記クラッチ(151a、151b)を交互に断接して変速を行なうツインクラッチ式変速装置において、
前記第1の入力軸(41m)及び前記第2の入力軸(41n)の回転を同期させる手段(160)を設け、停止時に、前記第1の入力軸(41m)と前記第2の入力軸(41n)との回転を同期させるとともに、前記第1、第2の入力軸(41m、41n)の歯車群のうち1個をそれぞれ出力軸(42)の歯車と噛み合わせ、
前記第1の入力軸(41m)と前記第2の入力軸(41n)とは、内側入力軸(41m)と外側入力軸(41n)との内外二重の軸で形成され、前記第1の入力軸(41m)及び前記第2の入力軸(41n)の回転を同期させる手段は、前記外側入力軸(41n)の端部(135)と前記内側入力軸(41m)との間に設けたクラッチ装置(160)を備え、
前記クラッチ装置(160)は、前記外側入力軸(41n)の前記端部(135)に設けた歯車(m4)と、前記外側入力軸(41n)の前記端部(135)に設けた歯車(m4)と隣接して前記内側入力軸(41m)に設けた歯車(m3)との少なくとも一方の歯車を軸方向に移動させて他方の歯車に嵌合させるドグ式クラッチ(160)を備え、
前記端部(135)に設けた前記歯車(m4)及び当該歯車(m4)と隣接して前記内側入力軸(41m)に設けた前記歯車(m3)は、前記出力軸(42)を駆動する前記駆動歯車群(m1〜m6)の歯車であることを特徴とするツインクラッチ式変速装置。 - 発進後、前記原動機(1)の回転が所定回転数に達した時点で、前記第1の入力軸(41m)と前記第2の入力軸(41n)との連結を切断することを特徴とする請求項3記載のツインクラッチ式変速装置。
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