JP6684845B2

JP6684845B2 - パワーユニット

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Publication number: JP6684845B2
Application number: JP2018072919A
Authority: JP
Inventors: 栄治橘高; 貴志工藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2038-04-05
Also published as: US11085533B2; US20190309843A1; JP2019183905A

Description

本発明は、小型車両に搭載されるパワーユニットに関する。

小型車両にクランク軸を車体前後方向に指向させて縦置きに搭載され、内燃機関と変速装置が互いに左右に一体にクランクケースに支持されるパワーユニット変速装置が、動力伝達をする変速比の異なるギア対を備えた変速機と、シフトモータの駆動によりシフトドラムが回動され、同シフトドラムに案内されたシフトフォークの移動により前記変速機の動力伝達をするギア対を変更して変速する変速駆動機構とを、備えたパワーユニットの例は、特許文献１等にある。

特開２００７−２０５３９４号公報

特許文献１に開示されたパワーユニットでは、クランク軸を車体前後方向に指向して軸支するクランクケースの前後のケース側壁が、車体前後方向に指向した変速機のメイン軸とカウンタ軸および変速駆動機構のシフトドラムも軸支している。

前側ケース側壁を前方から覆うケースカバー（クラッチカバー）と、前側ケース側壁と、さらに後側ケース側壁とを、貫通してシフトスピンドルが架設されており、ケースカバーに前方からシフトモータが取り付けられている。

そして、シフトスピンドルのケースカバーを貫通した前端に嵌着されたギアは、ケースカバーに前方から取り付けられたシフトモータの駆動ギアと減速ギア機構を介して連動している。
一方、シフトスピンドルの中央部の前側ケース側壁に沿って嵌着されたマスターアームの揺動が間欠送り機構を介してシフトドラムを所定角度回動する。

このように、特許文献１の変速駆動機構は、シフトスピンドルの前部に減速ギア機構が設けられ、中央部にマスターアームとともに間欠送り機構が設けられ、シフトスピンドルの前後に減速ギア機構と間欠送り機構が離れて配置され、各機構のための配置スペースが必要とされ、変速装置が車体前後方向に拡大し、パワーユニットが大型化するとともに、変速駆動機構の部品点数が多く構造が複雑化してコスト高となる。
また、電動モータによるより早くかつ円滑な変速が望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、変速駆動機構の部品点数を少なくして構造を簡素化し、変速装置の拡大を抑えて小型化を図ることができるパワーユニットを低コストで供する点にある。

上記目的を達成するために、本発明に係るパワーユニットは、
小型車両に搭載され、内燃機関と変速装置が互いに一体にクランクケースに支持されるパワーユニットにおいて、
前記変速装置が、動力伝達をする変速比の異なるギア対を備えた変速機と、シフトモータの駆動によりシフトドラムが回動され、同シフトドラムに案内されたシフトフォークの移動により前記変速機の動力伝達をするギア対を変更して変速する変速駆動機構と、を備え、
前記シフトドラムは、その両端のドラム回動軸部が前記クランクケースの両側のケース側壁に軸支され、
前記シフトドラムの一方のドラム回動軸部に被動ギアが設けられ、
前記被動ギアが設けられた前記一方のドラム回動軸部を軸支する前記クランクケースの一方のケース側壁が、対向したケースカバー部材により覆われ、
前記ケースカバー部材に前記シフトモータが駆動ギアを前記一方のケース側壁に向けて突出して取り付けられ、
前記駆動ギアと前記被動ギアとの間を動力伝達する多段の減速段を有する減速ギア列が、そのギア軸の両端を前記ケース側壁と前記ケースカバー部材とに軸支されて配列され、
前記減速ギア列は、前記駆動ギアを囲むように配列され、
前記減速ギア列の各減速ギアは、前記シフトモータと前記駆動ギア(62)の軸の軸線方向視で重なることを特徴とする。

この構成によれば、小型車両に搭載され、内燃機関と変速装置がクランクケースに一体に収容されるパワーユニットにおいて、変速装置が、変速機と変速駆動機構とを備えており、シフトドラムの一方のドラム回動軸部に被動ギアが設けられ、被動ギアが設けられた一方のドラム回動軸部を軸支するクランクケースの一方のケース側壁が対向したケースカバー部材により覆われ、同ケースカバー部材に取り付けられたシフトモータの駆動ギアと被動ギアとの間を動力伝達する多段の減速段を有する減速ギア列が、そのギア軸の両端をケース側壁とケースカバー部材とに軸支されて配列されるので、変速駆動機構をケース側壁に集約して構成し、変速装置の拡大を抑えて、パワーユニットの小型化を図ることができる。

減速ギア列は、駆動ギアを囲むように配列され、減速ギア列の各減速ギアは、シフトモータと駆動ギアの軸の軸線方向視で重なるので、減速ギア列は駆動ギアの周囲に纏まって配設され、変速駆動機構を一方のケース側壁に益々集約して構成し、変速装置の拡大を抑えて、パワーユニットの小型化を促すことができる。
また、シフトモータの駆動が、減速ギア列のみを介してシフトドラムの回動に伝達されるので、間欠送り機構が省略されて、変速駆動機構の部品点数を少なくして構造を簡素化することができ、変速装置の拡大を抑えて、パワーユニットの小型化および低コスト化をより一層図ることができるとともに、電動モータによるより早くかつ円滑な変速ができる。
間欠送り機構が省略されることで、間欠送り機構による変速騒音の発生がなく、防音構造を必要としない。

前記構成において、
前記変速機のメイン軸の下方に前記シフトドラムが配置され、
前記メイン軸の前記一方のケース側壁より突出した端部にクラッチ装置が設けられ、
前記クラッチ装置の下方に前記シフトモータが配置されるようにしてもよい。

この構成によれば、変速機のメイン軸の下方にシフトドラムが配置され、メイン軸の一方のケース側壁より突出した端部に設けられたクラッチ装置の下方にシフトモータが配置されるので、シフトモータはシフトドラムより前方でクラッチ装置の下方の空間に納まりコンパクトに配置することができる。

前記構成において、
前記クラッチ装置は、クラッチカバーにより覆われ、
前記シフトモータは、前記クラッチカバーの下方に位置するようにしてもよい。

この構成によれば、シフトモータは、クラッチカバーの下方に位置するので、シフトモータは、上方をクラッチカバーで覆われ、雨水から保護される。

前記構成において、
前記シフトドラムの回動角度を検出するドラム回動角センサが、前記一方のドラム回動軸部の前記ケースカバー部材を貫通した端部に接続して、前記クラッチカバーと前記シフトモータとの間に挟まれて、前記ケースカバー部材に取り付けられるようにしてもよい。

この構成によれば、ドラム回動角センサが、一方のドラム回動軸部のケースカバー部材を貫通した端部に接続して、クラッチカバーとシフトモータとの間に挟まれて、ケースカバー部材に取り付けられるので、ドラム回動角センサは、クラッチカバーとシフトモータの間に挟まれて、飛び石等の外力から保護される。

前記構成において、
前記一方のドラム回動軸部とは反対側の他方のドラム回動軸部の端部を、手動変速操作用のシフトノブとするようにしてもよい。

この構成によれば、被動ギアが設けられた一方のドラム回動軸部とは反対側の他方のドラム回動軸部の端部を、手動変速操作用の変速作用ノブとするので、変速作用ノブは、シフトモータとは反対側にあり、シフトモータに邪魔されずに操作することができ操作性が良い。

本発明は、小型車両に縦置きに搭載され、内燃機関と変速装置がクランクケースに一体に収容されるパワーユニットにおいて、変速装置が、変速機と変速駆動機構とを備えており、シフトドラムの一方のドラム回動軸部に被動ギアが設けられ、被動ギアが設けられた一方のドラム回動軸部を軸支するクランクケースの一方のケース側壁が、対向したケースカバー部材により覆われ、同ケースカバー部材に取り付けられたシフトモータの駆動ギアと被動ギアとの間を動力伝達する多段の減速段を有する減速ギア列が、そのギア軸の両端をケース側壁とケースカバー部材とに軸支されて配列されるので、変速駆動機構をケース側壁に集約して構成し、変速装置の拡大を抑えて、パワーユニットの小型化を図ることができる。

本発明の一実施の形態に係るパワーユニットを搭載する不整地走行用車両の左側面図である。同パワーユニットの前面図である。図２のIII−III矢視の同パワーユニットの展開断面図である。同パワーユニットの一部省略した要部前面図である。図４のＶ−Ｖ矢視の同パワーユニットの展開断面図である。減速ギア列の減速比が３３．４の場合におけるシフトドラムに作用するコギングトルクの変化を示したグラフである。減速ギア列の減速比が１５の場合の例におけるシフトドラムに作用するコギングトルクの変化を示したグラフである。減速ギア列の減速比が４０の場合の例におけるシフトドラムに作用するコギングトルクの変化を示したグラフである。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図６に基づいて説明する。
本実施の形態に係るパワーユニットＰは、小型車両である不整地走行用車両１に搭載されるものである。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る不整地走行用車両１の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。

不整地走行用車両１は、鞍乗り型の４輪車で、不整地用の低圧のバルーンタイヤからなる左右一対の前輪ＦＷおよび左右一対の後輪ＲＷが、車体フレーム８の前後に懸架される。
車体フレーム８の前輪ＦＷと後輪ＲＷの中間にパワーユニットＰが搭載される。

パワーユニットＰは、内燃機関Ｅとその左方に設けられた変速装置Ｔがクランクケース11に一体に構成されるもので、不整地走行用車両１にクランク軸10を車体前後方向に指向させて縦置きに搭載される。

パワーユニットＰの出力軸37は、変速装置Ｔから前後方向に指向して前後に突出しており、同出力軸37の回転動力は、出力軸37の前端から前ドライブシャフト２Ｆおよび前ファイナルリダクションギヤユニット３Ｆを介して左右の前輪ＦＷに伝達され、出力軸37の後端から後ドライブシャフト２Ｒおよび後ファイナルリダクションギヤユニット３Ｒを介して左右の後輪ＲＷに伝達される。

前輪ＦＷの上方から後方にかけてフロントフェンダ４Ｆが覆い、後輪ＲＷの上方から前方にかけてリヤフェンダ４Ｒが覆っており、前輪ＦＷと後輪ＲＷの間に搭載された内燃機関Ｅの左右側方をサイドカバー５が覆い、サイドカバー５の下端縁から外側方にステッププレート６が突出しており、同ステッププレート６はフロントフェンダ４Ｆとリヤフェンダ４Ｒとの間に架設されている。
左右のリヤフェンダ４Ｒ，４Ｒ間にシート７が設けられている。

図３を参照して、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15が往復動可能に嵌合するシリンダ12と、シリンダ12に順次重ねられて結合されるシリンダヘッド13およびヘッドカバー14と、シリンダ12の下端部に結合されるクランクケース11とから構成される機関本体を備える。
ピストン15の往復動は、コネクティングロッド16を介してクランク軸10を回転する。

車体前後方向に指向したクランク軸10を１対の主軸受17，17を介して回転可能に支持するクランクケース11は、クランク軸10と直交する面で前後に分割された前クランクケース半体11Ｆと後クランクケース半体11Ｒからなる前後割りの構造をしている。
前クランクケース半体11Ｆと後クランクケース半体11Ｒの相対向する前側ケース側壁11Ｆｆと後側ケース側壁11Ｒｒが、主軸受17，17を介してクランク軸10を回転自在に支持する。

クランク軸10の前側ケース側壁11Ｆｆを貫通した前側クランク軸部10ｆの前端には、遠心式の発進クラッチ20が取り付けられている。
発進クラッチ20は、クランク軸10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に枢支されて揺動する遠心ウエイトとしてのクラッチシュー23とからなる。

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10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。

エンジン回転速度が増加につれて、発進クラッチ20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。

なお、クランク軸10の後側ケース側壁11Ｒｒを貫通した後側クランク軸部10ｒの後端部には、ＡＣジェネレータ29が取り付けられる。
クランクケース11の後側ケース側壁11Ｒｒより後方に位置するＡＣジェネレータ29は、後側ケース側壁11Ｒｒを後方から覆う後側ケースカバー50Ｒによって覆われる。

図２を参照して、内燃機関Ｅのクランク軸10の左方に位置する変速装置Ｔは、変速機30と同変速機30を駆動して変速する変速駆動機構60とからなる。
変速機30のメイン軸は、同軸に重なる第１メイン軸31と第２メイン軸32からなり、第１メイン軸31に第２メイン軸32が相対回転自在に部分的に外嵌している（図３参照）。

図２に示されるように、変速機30のクランク軸10と平行な同軸の第１メイン軸31と第２メイン軸32は、クランク軸10の左斜め上方に位置し、変速機30の同様にクランク軸10と平行なカウンタ軸33は、第１メイン軸31と第２メイン軸32のさらに左斜め下方でクランク軸10と略同じ高さに位置する。

前後方向に指向する同軸の第１，第２メイン軸31，32とカウンタ軸33は、前クランクケース半体11Ｆの前側ケース側壁11Ｆｆと後クランクケース半体11Ｒの後側ケース側壁11Ｒｒに軸受34，34；35，35を介して回転自在に軸支される。

第１メイン軸31に重なる第２メイン軸32が前側の軸受34により軸支され、同軸受35より前方で、第１メイン軸31の第２メイン軸32より前方に突出した部分にスリーブ28が回転自在に嵌合し、スリーブ28上に第１変速クラッチ41と第２変速クラッチ42からなるツインクラッチが設けられている。
スリーブ28の中央に嵌着されたギアディスク27の外周に被動ギア26が嵌着されている。
この被動ギア26が、発進クラッチ20のクラッチアウタ22に一体に設けられた駆動ギヤ25と噛合している。

スリーブ28のギアディスク27の前後の連結部28ｆ，28ｒに、第１，第２変速クラッチ41，42のクラッチアウタ41ｏ，42ｏがそれぞれ嵌合し、被動ギア26とともに回転する。
第１，第２変速クラッチ41，42のクラッチインナ41ｉ，42ｉは、それぞれ第１メイン軸31と第２メイン軸32に嵌合している。

第１変速クラッチ41のクラッチアウタ41ｏとクラッチインナ41ｉとの間には、それぞれに軸方向に移動自在に嵌合したクラッチ板41ｃが複数交互に重なって介装されている。
同様に、第２変速クラッチ42のクラッチアウタ42ｏとクラッチインナ42ｉとの間には、それぞれに軸方向に移動自在に嵌合したクラッチ板41ｃが複数交互に重なって介装されている。

第１変速クラッチ41のプレッシャプレート41ｐが油圧によりクラッチ板41ｃを押圧するとクラッチを接続し、押圧を解くとクラッチの接続を解除する。
同様に、第２変速クラッチ42のプレッシャプレート42ｐが油圧によりクラッチ板42ｃを押圧するとクラッチを接続し、押圧を解くとクラッチの接続を解除する。

したがって、クランク軸10の回転は、発進クラッチ20が接続状態となると、駆動ギヤ25と被動ギア26の噛合を介してスリーブ28および第１，第２変速クラッチ41，42のクラッチアウタ41ｏ，42ｏに伝達されて回転する。

そして、第１変速クラッチ41のプレッシャプレート41ｐがクラッチ板41ｃを押圧すると、クラッチアウタ41ｏとクラッチインナ41ｉが接続されて第１メイン軸31に動力が伝達される。
また、第２変速クラッチ42のプレッシャプレート42ｐがクラッチ板42ｃを押圧すると、クラッチアウタ42ｏとクラッチインナ42ｉが接続されて第２メイン軸32に動力が伝達される。
第１変速クラッチ41と第２変速クラッチ42は、一方が接続状態のときは他方が接続解除状態となるよう油圧制御がなされる。

変速機30の第１メイン軸31には、奇数段の変速駆動ギア群31ｇが軸支され、第２メイン軸32には、偶数段の変速駆動ギア群32ｇが軸支され、これに対してカウンタ軸33には、変速従動ギア群33ｇが軸支されている。
変速駆動ギア群31ｇ，32ｇの各変速駆動ギアは、変速段ごとに対をなす変速従動ギア群33ｇの変速従動ギアと常時噛合している。

変速駆動ギア群31ｇ，32ｇおよび変速従動ギア群33ｇのうちの一部のシフタギアが、軸方向に移動して隣接するギアと係合して第１，第２メイン軸31，32からカウンタ軸33に動力が伝達される。

カウンタ軸33の下方には、カウンタ軸33と平行に出力軸37が配置されている（図２参照）。
前後方向に指向する出力軸37は、前クランクケース半体11Ｆの前側ケース側壁11Ｆｆと後側ケースカバー50Ｒに軸受38，38を介して回転自在に軸支される。

カウンタ軸33は、後側の軸受35を後方に貫通した後端部に出力用駆動ギヤ36が嵌着されており、この出力用駆動ギヤ36と出力軸37に嵌着された出力用従動ギア39とが噛合している。
したがって、カウンタ軸33の回転は、出力軸37に伝達される。
出力軸37は、パワーユニットＰの前後に突出している。

図２に示されるように、変速機30の変速段を切換える変速駆動機構60は、第１，第２メイン軸31，32の下方に配置されている。
図２を参照して、前クランクケース半体11Ｆの前側ケース側壁11Ｆｆの前方を覆う前側ケースカバー50Ｆは、前側ケース側壁11Ｆｆの周縁に沿って前方に延出した環状に閉じたケース枠壁11Ｆｓの端面に締結されて設けられる。

ただし、ケース枠壁11Ｆｓは、左下部が前側ケース側壁11Ｆｆの周縁より出力軸37を避けて内側に凹出している。
かかるケース枠壁11Ｆｓに周縁を締結されて前側ケースカバー50Ｆが取り付けられるので、出力軸37は前側ケースカバー50Ｆに覆われず外部に突出しているが、変速駆動機構60は前側ケースカバー50Ｆに覆われる。

ケース枠壁11Ｆｓの内側を覆う前側ケースカバー50Ｆは、中央に発進クラッチ20と第１，第２変速クラッチ41，42が前方に貫通する２つの円弧の一部重なった外周縁の形状の筒状部50Ｆｓが形成され、同筒状部50Ｆｓの内側を前方から覆うクラッチカバー51が、発進クラッチ20と第１，第２変速クラッチ41，42を覆う。
クラッチカバー51は、前側ケースカバー50Ｆの筒状部50Ｆｓに対応する筒状周壁51ｓを有する。

図２および図４を参照して、変速駆動機構60のシフトドラム80は、第１，第２メイン軸31，32の下方に配置され（図２参照）、図５に示されるように、シフトドラム80は、前側ケース側壁11Ｆｆと後側ケース側壁11Ｒｒに軸受88，89を介して軸支されている。
図５を参照して、シフトドラム80の前端には前側ドラム回動軸部材81がボス部81ｂを嵌着して固着され、前側ドラム回動軸部材81のボス部81ｂより前方に突出した回動軸部81ａは、前端を前側ケースカバー50Ｆに軸支されている。

この前側ドラム回動軸部材81の回動軸部81ａに被動ギア83がボス部81ｂに接して嵌着されている。
被動ギア83とボス部81ｂの接する部分を軸受88により軸支されている。
なお、前側ドラム回動軸部材81の回動軸部81ａの前側ケースカバー50Ｆを貫通した前端には、シフトドラム80の回動角度を検出するドラム回動角センサ90が前側ケースカバー50Ｆに支持されて設けられている。
図２に示されるように、前側ケースカバー50Ｆに取り付けられるドラム回動角センサ90は、クラッチカバー51の筒状周壁51ｓの下側周壁部51sbに沿った直ぐ下に露出して配置されている。

一方、シフトドラム80の後部は、後側ドラム回動軸部80ｒが後方に延出しており、後側ドラム回動軸部80ｒの前部を軸受89により軸支され、後側ドラム回動軸部80ｒの後端は後側ケースカバー50Ｒを貫通して突出している。
この後側ドラム回動軸部80ｒの後端部は、手動変速操作力が入力される変速作用ノブ80ｎとしている。

また、後側ドラム回動軸部80ｒには、円板カム80ｃが後側ケースカバー50Ｒ寄りに形成されており、円板カム80ｃに向けてニュートラルスイッチ91が後側ケースカバー50Ｒに支持されて設けられている。
シフトドラム80がニュートラル回動角度にあるときに、ニュートラルスイッチ91の検出ロッド91ｓが円板カム80ｃの外周面に形成された凹部80cdに突入することで、ニュートラルスイッチ91がシフトドラム80のニュートラル状態を検出することができる。

また、ニュートラルスイッチ91のスプリングにより付勢された検出ロッド91ｓがシフトドラム80と一体の円板カム80ｃの凹部80cdに突入するので、ディテント機能を備え、シフトドラム80のニュートラル回動角度における位置決めがなされる。

図５を参照して、シフトドラム80に沿って平行にシフトフォーク軸86が、前側ケース側壁11Ｆｆと後側ケース側壁11Ｒｒに架設され設けられ、シフトフォーク軸86にシフトフォーク87が前後に摺動自在に軸支され、回動するシフトドラム80のリード溝80ｖに案内されてシフトフォーク87が前後軸方向に移動する。
このシフトフォーク87が、前記変速機30の変速駆動ギア群31ｇ，32ｇおよび変速従動ギア群33ｇのうちのシフタギアを移動させて変速段を切換える。

前側ケースカバー50Ｆのドラム回動角センサ90が取り付けられた部位より下方部分に円環状枠壁部50Fｆが前方に延出して形成されており、同円環状枠壁部50Fｆにシフトモータ61がその駆動ギア62を後方に前側ケース側壁11Ｆｆに向けて突出して取り付けられる。
このようにシフトモータ61が前側ケースカバー50Ｆに取り付けられると、シフトモータ61の後方に突出した駆動ギア62は、前側ケースカバー50Ｆと前側ケース側壁11Ｆｆとの間にあって、シフトドラム80の前方に突出した回動軸部81ａの下方に位置する。

図２を参照して、シフトモータ61のモータ本体61ｂは、前側ケースカバー50Ｆから前方に突出し、モータ本体61ｂの上方には、クラッチカバー51の筒状周壁51ｓの下側周壁部51sbに隔てられて第１，第２変速クラッチ41，42が位置する。

すなわち、図２を参照して、変速機30の第１，第２メイン軸31，32の下方にシフトドラム80が配置され、第１，第２メイン軸31，32の前側ケース側壁11Ｆｆより前方に突出した前端部に設けられた第１，第２変速クラッチ41，42の下方にシフトモータ61が配置されるので、シフトモータ61はシフトドラム80より前方で第１，第２変速クラッチ41，42の下方の空間に納まりコンパクトに配置することができる。

また、図２を参照して、シフトモータ61は、クラッチカバー51の下方に位置するので、シフトモータ61は、上方をクラッチカバー51で覆われ、雨水から保護される。

図２に示されるように、クラッチカバー51の筒状周壁51ｓの下側周壁部51sbに沿った直ぐ下に露出して配置されたドラム回動角センサ90は、クラッチカバー51の筒状周壁51ｓの下側周壁部51sbとシフトモータ61のモータ本体61ｂとの間に挟まれて前側ケースカバー50Ｆに取り付けられている。
したがって、ドラム回動角センサ90は、クラッチカバー51とシフトモータ61の間に挟まれて配置されることから、クラッチカバー51とシフトモータ61により飛び石等の外力から保護される。

図５に示されるように、シフトドラム80の被動ギア83が設けられた前側ドラム回動軸部材81とは反対側の後方の後側ドラム回動軸部80ｒの後端部を手動変速操作用の変速作用ノブ80ｎとするので、変速作用ノブ80ｎは、シフトドラム80より前方に位置するシフトモータ61とは反対側にあり、シフトモータ61に邪魔されずに操作することができ操作性が良い。

図５を参照して、シフトドラム80の前側ドラム回動軸部材81に嵌着された被動ギア83は、前側ケース側壁11Ｆｆの前面に沿って設けられ、前側ケースカバー50Ｆに取り付けられたシフトドラム80の後方に突出した駆動ギア62は、前側ケースカバー50Ｆの後面から突出しており、被動ギア83と駆動ギア62は、対向する前側ケース側壁11Ｆｆと前側ケースカバー50Ｆとの間の空間に位置している。
図４に示されるように、被動ギア83と駆動ギア62は上下に接近した位置にある。

この駆動ギア62と被動ギア83との間を動力伝達する減速ギア列75が、前側ケース側壁11Ｆｆと前側ケースカバー50Ｆに支持されて順次配列される。
減速ギア列75は、３段の減速段を有する減速ギア列であり、３本のギア軸76，77が前後方向に指向して前側ケース側壁11Ｆｆと前側ケースカバー50Ｆに両端を軸支される。

図４を参照して、被動ギア83の下方に接近した位置にある駆動ギア62の下方斜め右に第１ギア軸76が位置し、第１ギア軸76の上方斜め右で、かつ被動ギア83の下方斜め右に第２ギア軸77が位置している。
図４に示されるように、減速ギア列75は、駆動ギア62を囲むように第１ギア軸76、第２ギア軸77および被動ギア83が配列されている。

第１ギア軸76に大径ギア76Ｌと小径ギア76Ｓが一体に形成され、その上方斜め右に位置する第２ギア軸77に大径ギア77Ｌと小径ギア77Ｓが一体に形成されている。
そして、シフトモータ61の前側ケースカバー50Ｆの後面から後方に突出した小径の駆動ギア62が第１ギア軸76の大径ギア76Ｌに噛合して第１減速段Ｒ１を構成し、第１ギア軸76の小径ギア76Ｓが第２ギア軸77の大径ギア77Ｌに噛合して第２減速段Ｒ２を構成し、第２ギア軸77の小径ギア77Ｓが大径の被動ギア83に噛合して第３減速段Ｒ３を構成している。
すなわち、減速ギア列75は、第１，第２，第３減速段Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の３段の減速段からなる。

したがって、シフトモータ61の駆動ギア62の回転は、減速ギア列75の第１，第２，第３減速段Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の３段の減速段により減速されて被動ギア83に伝達されて、被動ギア83と一体のシフトドラム80の回動に伝達される。
シフトドラム80を回動させることで、シフトドラム80の外周面に形成されたリード溝80ｖに案内されてシフトフォーク87が軸方向に移動して、変速機30の各シフタを軸方向に移動させて変速機30の変速段を切替えるようになっている。

以上のように、図４および図５を参照して、変速駆動機構60において、シフトドラム80の被動ギア83が設けられた前側ドラム回動軸部材81を軸支するクランクケース11の前側ケース側壁11Ｆｆが、対向した前側ケースカバー50Ｆにより覆われており、同前側ケースカバー50Ｆにシフトモータ61が取り付けられている。
そして、シフトモータ61の駆動ギア62と前記被動ギア83との間を動力伝達する多段の減速段を有する減速ギア列75が、その第１，第２ギア軸76，77の両端を、前側ケース側壁11Ｆｆと前側ケースカバー50Ｆとに軸支されて配列されている。
したがって、変速駆動機構60を前側ケース側壁11Ｆｆに集約して構成し、変速装置Ｔの拡大を抑えて、パワーユニットＰの小型化を図ることができる。

また、シフトモータ61の駆動が、減速ギア列75のみを介してシフトドラム80の回動に伝達されるので、間欠送り機構が省略されて、変速駆動機構60の部品点数を少なくして構造を簡素化することができ、変速装置Ｔの拡大を抑えて、パワーユニットＰの小型化および低コスト化をより一層図ることができるとともに、電動モータによるより早くかつ円滑な変速ができる。
間欠送り機構が省略されることで、間欠送り機構による変速騒音の発生がなく、防音構造を必要としない。

本減速ギア列75における駆動ギア62，大径ギア76Ｌ，小径ギア76Ｓ，大径ギア77Ｌ，小径ギア77Ｓ，被動ギア83の各ギア歯の歯数は、それぞれ１１，４５，１０，３３，１７，４２である。
したがって、本減速ギア列75は、第１減速段Ｒ１の減速比が約４．１（＝４５／１１）であり、第２減速段Ｒ２の減速比が約３．３（＝３３／１０）であり、第３減速段Ｒ３の減速比が約２．５（＝４２／１７）であり、減速ギア列75の全体の減速比は、約３３．４に設定されている。

本シフトモータ61は、永久磁石界磁形の直流整流子モータであり、回転子側に１０個のコイル61Ｃが周方向に配置され、その外周の固定子側に１０極の永久磁石61Ｍが周方向に配設されている。
本シフトモータ61は、電流が流れていないときのコイル鉄心に対する永久磁石61Ｍの磁力の作用により生じるコギングトルクは、最大値が約０．０５２Ｎｍである。

以上のような変速駆動機構60において、シフトモータ61の駆動が約３３．４の減速比の減速ギア列75を介してシフトドラム80を回動するときのシフトドラム80の回動角度に対するシフトドラム80に作用するコギングトルクの変化を、図６に示す。

図６のグラフにおいて、横軸はシフトドラム80の回動角度（ドラム回動角度）（度）であり、ある変速段に位置決めされたドラム回動角度を０度とし、シフトアップ側の回動を正回動角度、シフトダウン側の回動を負回動角度としている。
縦軸は、シフトドラム80に掛かるトルク（ドラムトルク）（Ｎｍ）である。

シフトモータ61の駆動ギア62に作用するコギングトルクは、回転に伴い脈動し、その最大値が約０．０５２Ｎｍである。
この駆動ギア62に作用するコギングトルクは、約３３．４の減速比の減速ギア列75により伝達されてシフトドラム80に作用するドラムトルクとしては、図６に示すように、最大値が１．７４（＝０．０５２×３３．４）Ｎｍの脈動をなす。

シフトモータ61は、１０個のコイル61Ｃと１０極の永久磁石61Ｍを有し、コギングトルクは、駆動ギア62の１回転当たり１０回の脈動があり、すなわち回転角度が３６度ごとに脈動するので、約３３．４の減速比の減速ギア列75により伝達されてシフトドラム80に作用するコギングトルクＴｃとしては、図６に示すように、シフトドラム80の回動角度が１．０８（＝３６／３３．４）度ごとに脈動する。

図６において、破線で示された曲線は、シフトドラムの回動位置を位置決めするストッパ機構によりシフトドラムに作用するストッパトルクＴｓを示している。
ストッパ機構100は、図４に２点鎖線で示したように、シフトドラム80の前側ドラム回動軸部材81に設けられた星型カム101の凹凸カム面に、揺動付勢されたストッパアーム102の先端に軸支されたストッパローラ103が押圧されたもので、ストッパローラ103が星型カム101の凹凸カム面の凹部に嵌合することで、シフトドラム80を所要の変速段の回動位置に位置決めする。

図６に示すように、ストッパ機構100によるシフトドラムに作用するトルクは、ある変速段に位置決めされたドラム回動角度である０度においてトルクは０であり、その両側で急激にトルクが上昇している。

ドラム回動角度が０度のとき、ストッパローラ103が星型カム101の凹凸カム面の凹部に嵌合している状態であり、この状態からシフトドラム80を回動して変速するにはドラム回動角度が０度の両側の急激に上昇したトルクのピークである約１．１５Ｎｍ以上のトルクが必要とされ、約１．１５Ｎｍ未満では。シフトドラム80を回動することはできない。

このストッパ機構100によるシフトドラムに作用するストッパトルクＴｓとシフトドラム80に作用するコギングトルクＴｃとを、比較してみると、図６に示されるように、コギングトルクＴｃは、最大値が約１．７４Ｎｍであり、ストッパトルクＴｓの最大値である約１．１５Ｎｍを上回っている。

減速ギア列75が、３段の減速段Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有するので、各減速段Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の減速比が約４．１，約３．３，約２．５といずれも小さくすることができ、各減速段の大径ギア76Ｌ，77Ｌ，78Ｌの径を小さく抑えることができ、減速ギア列をコンパクトに配列することができる。

図４に示されるように、駆動ギア62は、被動ギア83の下方に位置し、減速ギア列75は、駆動ギア62を囲むように配列され、減速ギア列75の各減速ギア76Ｌ，76Ｓ，77Ｌ，77Ｓおよび被動ギア83は、シフトモータ61と前面視で重なるので、減速ギア列75は駆動ギア62の周囲に纏まって、よりコンパクトに配設され、変速駆動機構60を前側ケース側壁11Ｆｆに集約して構成し、変速装置Ｔの拡大を抑えて、パワーユニットＰの小型化を促すことができる。

図７は、前記実施の形態で用いたシフトモータ61を使用し、減速ギア列の減速比が１５の場合におけるシフトドラムに作用するコギングトルクの変化を示したものである。
シフトドラムに作用するコギングトルクＴｃは、最大値が約０．７Ｎｍであり、ストッパトルクＴｓの最大値である約１．１５Ｎｍを下回っている。

逆に、減速ギア列の減速比が大きい場合、例えば、減速ギア列の減速比が４０の場合におけるシフトドラムに作用するコギングトルクの変化を、図８に示す。
使用したシフトモータは、前記実施の形態で用いたものである。

図８に示されるように、シフトドラムに作用するコギングトルクＴｃは、最大値が約３．２Ｎｍであり、ストッパトルクＴｓの最大値である約１．１５Ｎｍを大幅に上回っている。

減速ギア列の減速比は大きくなればなるほど、変速段の切換えが遅くなる。
減速ギア列の減速比が４５を越えると、変速歯車の移動に時間を要するため、変速段の切換えに時間がかかり、ドグクラッチの噛合いが円滑に行われなくなる。
そのため、シフトモータの大型化・高出力化が必要となる。

また、小型のシフトモータは、コギングトルクの最大値が０．０５Ｎｍ程度であり、コギングトルクの最大値が０．０４Ｎｍを下回ると、シフトドラムの位置決めが難しなり、０，０７Ｎｍを越えると、シフトモータの回転駆動が円滑でなくなるとともに、シフトモータが大型重量物となる。

以上、本発明に係る一実施の形態に係るパワーユニットＰについて説明したが、本発明の態様は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むものである。

Ｐ…パワーユニット、Ｅ…内燃機関、Ｔ…変速装置、
１…不整地走行用車両、２Ｆ…前ドライブシャフト、２Ｒ…後ドライブシャフト、３Ｒ…後ファイナルリダクションギヤユニット、３Ｆ…前ファイナルリダクションギヤユニット、４Ｆ…フロントフェンダ、４Ｒ…リヤフェンダ、５…サイドカバー、６…ステッププレート、７…シート、８…車体フレーム、
10…クランク軸、11…クランクケース、11Ｆ…前クランクケース半体、11Ｆｆ…前側ケース側壁、11Ｒ…後クランクケース半体、11Ｒｒ…後側ケース側壁、12…シリンダ、13…シリンダヘッド、14…ヘッドカバー、15…ピストン、16…コネクティングロッド、17…主軸受、
20…発進クラッチ、21…クラッチインナ、22…クラッチアウタ、23…クラッチシュー、24…クラッチスプリング、25…駆動ギヤ、26…被動ギア、27…ギアディスク、28…スリーブ、29…ＡＣジェネレータ、
30…変速機、31…第１メイン軸、31ｇ…変速駆動ギア群、32…第２メイン軸、32ｇ…変速駆動ギア群、33…カウンタ軸、34，35…軸受、36…出力用駆動ギヤ、37…出力軸、38…軸受、39…出力用従動ギア、
41…第１変速クラッチ、42…第２変速クラッチ、
50Ｆ…前側ケースカバー、50Ｆｓ…筒状部、51…クラッチカバー、51ｓ…筒状周壁、51sb…下側周壁部、
60…変速駆動機構、61…シフトモータ、61ｂ…モータ本体、62…駆動ギア、
75…減速ギア列、76…第１ギア軸、76Ｌ…大径ギア、76Ｓ…小径ギア、77…第２ギア軸、77Ｌ…大径ギア、
80…シフトドラム、81…前側ドラム回動軸部材、82…ボルト、83…被動ギア、84…ニードルベアリング、85…ボールベアリング、86…シフトフォーク軸、87…シフトフォーク、88，89…軸受、
90…ドラム回動角センサ、91…ニュートラルスイッチ、
100…ストッパ機構、101…星型カム、102…ストッパアーム、103…ストッパローラ。

Claims

小型車両(1)に搭載され、内燃機関(E)と変速装置(T)が互いに一体にクランクケース(11)に支持されるパワーユニット(P)において、
前記変速装置(T)が、動力伝達をする変速比の異なるギア対を備えた変速機(30)と、シフトモータ(61)の駆動によりシフトドラム(80)が回動され、同シフトドラム(80)に案内されたシフトフォーク(87)の移動により前記変速機(30)の動力伝達をするギア対を変更して変速する変速駆動機構(60)と、を備え、
前記シフトドラム(80)は、その両端のドラム回動軸部(81,80r)が前記クランクケース(11)の両側のケース側壁(11Ff,11Rr)に軸支され、
前記シフトドラム(80)の一方のドラム回動軸部に被動ギア(83)が設けられ、
前記被動ギア(83)が設けられた前記一方のドラム回動軸部(81)を軸支する前記クランクケース(11)の一方のケース側壁(11Ff)が、対向したケースカバー部材(50F)により覆われ、
前記ケースカバー部材(50F)に前記シフトモータ(61)が駆動ギア(62)を前記一方のケース側壁(11Ff)に向けて突出して取り付けられ、
前記駆動ギア(62)と前記被動ギア(83)との間を動力伝達する多段の減速段を有する減速ギア列(75)が、そのギア軸(76,77)の両端を前記ケース側壁(11Ff)と前記ケースカバー部材(50F)とに軸支されて配列され、
前記減速ギア列(75)は、前記駆動ギア(62)を囲むように配列され、
前記減速ギア列(75)の各減速ギアは、前記シフトモータ(61)と前記駆動ギア(62)の軸の軸線方向視で重なることを特徴とするパワーユニット。
前記駆動ギア(62)は、軸線方向視で前記被動ギア(83)と前記減速ギア列(75)の各減速ギアの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のパワーユニット。
前記変速機(30)のメイン軸(31,32)の下方に前記シフトドラム(80)が配置され、
前記メイン軸(31,32)の前記一方のケース側壁(11Ff)より突出した端部にクラッチ装置(41,42)が設けられ、
前記クラッチ装置(41,42)の下方に前記シフトモータ(61)が配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワーユニット。
前記クラッチ装置(41,42)は、クラッチカバー(51)により覆われ、
前記シフトモータ(61)は、前記クラッチカバー(51)の下方に位置することを特徴とする請求項３に記載のパワーユニット。
前記シフトドラム(80)の回動角度を検出するドラム回動角センサ(90)が、前記一方のドラム回動軸部(81)の前記ケースカバー部材(50F)を貫通した端部に接続して、前記クラッチカバー(51)と前記シフトモータ(61)との間に挟まれて、前記ケースカバー部材(50F)に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載のパワーユニット。
前記一方のドラム回動軸部(81)とは反対側の他方のドラム回動軸部(80r)の端部を、手動変速操作用の変速作用ノブ(80n)とすることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のパワーユニット。