JP6684845B2 - パワーユニット - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 (6)
- 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。
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