JPS61282649A - 自動２輪車等の変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動２輪車又は自動３輪車などに使用され
る副変速装置付の変速装置に関する。

（従来の技術） 自動２輪車又は自動３輪車などに最も多く利用されてい
る変速装置として、多段歯車装着軸を二重平行に配置し
、対向する歯車相互を常時噛合わせてなるものがある。

これは、歯車の組合せを適宜選択して、エンジン出力軸
の回転を変速又は等速のままで後輪などの駆動輪に伝達
するものである。

ところで、変速装置は、走行条件の変化に適合させてエ
ンジンの動力性能を効率的に引き出すための装置である
。したがって、自動２輪車などに対して高性能化の要請
が高くなればなるほど、より多段にキメ細かく変速して
走行性部の向上を追求しようとする。そのため、この要
請を満足させるべく、より歯車の数を増して多段化した
り、従来の変速装置を主変速装置とし、これに副変速装
置を並列に接続配置することが行われる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記、多段化と副変速装置の接続についていすれもにも
問題点が存在する。すなわち前者は、歯車数の増加及び
これに伴なうシフト装置類の追加により、変速装置の横
幅が拡大する点である。自動２輪車など車体を傾斜させ
て旋回するものは、走行性能上バンク角が重要な要素と
なっている。

すなわち、バンク角が大きければ、それだけ車体の重心
を下げることができ、また旋回性能も向上するので、よ
り操縦が快適となる。ところが、通常の場合、変速装置
は車体の底部付近に配置されるのが一般的であるから、
バンク角を大きくするためには変速装置の横幅をできる
だけ狭くしなければならない。しかし、前記多段歯車式
のものでは、どうしても多数の歯車を横幅方向に配設し
なければならず、変速装置の横幅を狭くすることは容易
でない。その結果、−軸あたりの歯車数が多くなればな
るほど、一定大きさのバンク角を確保する車体レイアウ
ト設計は困難を極めることになる。さらに、歯車が多段
になればなるほど重量が増加し、加速や燃費などの走行
性能を低下させる原因となり、経済性等の点でも不利で
ある。

また、後者の副変速装置接続の点については、従来の主
変速装置に対して、これと平行に別の歯車装着軸を少な
くとも一以上並列接続しなければならない。したがって
、主−副の変速装置全体としては前後方向に寸法拡大せ
ざるを得ない。この結果変速装置が大きくなって、重量
が増大するので、やはり、車体レイアウト設計や走行性
能の向上及び経済性等の点で不利となる。

本発明は、これら問題点を解決するため、変速装置の横
幅を狭くし、しかも、前後方向に対しても寸法拡大を許
さず、かつ、より重量を軽減しながら変速装置の多段化
を実現することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明は、自動２輪車等の変
速装置を、同軸上に複数の歯車を軸装した歯車列を複数
列平行に配設し、対向する歯車を相互に噛合い可能とし
てなる主変速装置と、内歯付のリングギア、該リングギ
アの内側に同心配置されたサンギア、該サンギアと前記
リングギアとの間に噛合い配置されたビニオンギア及び
該ビニオンギアを支持するキャリアの各要素から構成さ
れる遊星歯車機構を有する副変速装置とからなり、該副
変速装置と前記主変速装置とを同軸で接続してなるもの
とした。

（発明の作用） 多段歯車式の主変速装置と遊星歯車機構の副変速装置を
接続しであるので、両者を組合せると、遊星歯車機構一
つにつき、 （主変速装置の段数）Ｘ２段 の変速段数となる。但し、この変速段数には等速段も含
む。

したがって、主副の変速装置の変速操作を適当に、組合
せて行えば、多段変速がなされる。

（実施例） 第１図はこの発明に係る自動２輪車用変速装置。

の一実施例を示す概略線図であり、この変速装置は、公
知の常時噛合式３速用主変速装置Ｔｍと、これに接続さ
せた副変速装置Ｔｓとからなる。

主変速装置Ｔｍは、平歯車を３段２列に組合せたもので
あり、クランクケース（後述）内において、図示を省略
したクランク軸の後方（進行方向を基準とする。以下に
おける方向の記載も同様とする。）に平行に配設された
第１の歯車軸であるメインシャフト２と、このメインシ
ャフト２のさらに後方に平行に配設されている第２の歯
車軸であるカウンターシャフト３を有し、メインシャフ
ト２には歯車Ｍ１・Ｍ２・Ｍ３を軸装し、カウンターシ
ャフト３にはこれら歯車Ｍ１・Ｍ２・Ｍ３のそれぞれと
異なる歯数比をもって噛合う歯車Ｃｌ−Ｃ２・Ｃ３を軸
装している。歯車Ｃ１・Ｃ２及び歯車Ｃ２−Ｃ５の間並
びに歯車Ｍ２とＭ３の間にクラッチＣＬＩ・２・３が設
けられており、これらを適宜断・統させて歯車の組合せ
を変え異る変速比の動力経路を選択する。

副変速装置Ｔｓは、内歯付のりングギアＲ、ビニオンギ
アＰ、ビニオンギアＰを支持するキャリアＣ及びサンギ
アＳで構成される遊星歯車機構からなる。リングギアＲ
はカウンターシャフト３の端部と連続して、入力部とな
り、キャリアＣは出力軸に連続している。サンギアＳは
、固定とキャリア連結の２位置（ロー側及びハイ側）を
選択可能となっている。

第２図はこの実施例を具体的に示す断面図である。主変
速装置Ｔｍ及び副変速装置Ｔｓはいずれもクランクケー
ス１内に収納されている。

（主変速装置） 主変速装置Ｔｍは、メインシャフト２、カウンターシャ
フト３及びこれらに軸装された複数の歯車群並びにこれ
ら相互の接続又は遮断を選択的に行うクラッチＣＬＩ・
２・３等からなる。メインシャフト２は中空軸であり、
その中心には貫通孔２１が形成され、この中には、メイ
ンシャフト２に接続し、エンジンの出力側に設けられた
クラッチ（図示省略）の断・続を行なうロッド２２が挿
入されている。ロッド２２はその外部突出端を図示しな
い機構で押すことにより、クラッチを切るようになって
いる。

メインシャフト２には歯数がＭ３）Ｍ２＞Ｍｌなる３枚
の歯車を軸装しである。歯車Ｍ１はメインシャフト２の
一部側面に直結され、また歯車Ｍ２はメインシャフト２
の先端部分に形成されたスプライン２３にスプライン結
合されている。さらに歯車Ｍ３が歯車Ｍ１とＭ２の間に
ベアリング２４を介してメインシャフト２の周囲を転勤
自在に取付けられている。歯車Ｍ２と歯車Ｍ３の側面に
突部２５−２６が対向して形成され、図示を省略したシ
フト機構により歯車Ｍ２を歯車Ｍ３側へ移動したとき、
歯車Ｍ２とＭ３とが相互に係合するドッグクラッチＣＬ
３となっている。なお、歯車Ｍ２には、公知のシフトフ
ォーク（図示省略）を係合するフォーク溝２７が形成さ
れている。

カウンターシャフト３は中空軸であり、その外周には、
歯車Ｍｌ−Ｍ２−Ｍ３にそれぞれ対向させて、歯数がＣ
Ｉ＞Ｃ２＞Ｃ３なる３枚の歯車を軸装しである。歯車Ｃ
３はスプライン結合され、歯車ＣＩ＠Ｃ２はベアリング
３１・３２を介してそれぞれ転勤自在に取付けられてい
る。歯車Ｃ３は歯車ＣＩと歯車Ｃ２の中間にあり、その
側面から歯車Ｃ１・Ｃ２方向へ突部３３・３４を突出形
成してあり、歯車Ｃ１・Ｃ２の側面にはこれらの突部と
対応して穴３５・３６を形成しである。これら突部と穴
とによりドッグクラッチＣＬＩ−２を構成している。な
お、歯車Ｃ３には、公知のシフトフォークを係合するフ
ォーク溝３７が形成されている。

次に主変速装置の作用を説明する。まず、第１速は前記
公知のシフトフォークを移動させ、突部３３と穴３５を
係合すればクラッチＣＬＩが接続する。これにより、メ
インシャフト２に入力された回転動力は、 メインシャフト２→歯車Ｍ１→歯車Ｃ１→歯車Ｃ３→カ
ウンターシャフト３ の経路で大きく減速されて出力する。第２速以下も同様
であり、第２速の場合はクラッチＣＬ２を、第３速の場
合はクラッチＣＬ３をそれぞれ接続させればよい、この
ときの動力経路はそれぞれ以下のようになる。

第２速：メインシャフト２→歯車Ｍ２→歯車Ｃ２→歯車
Ｃ３→カウンターシャフト３ 第３速：メインシャフト２峠歯車Ｍ２→歯車Ｍ３→歯車
Ｃ３→カウンターシャフト３ これにより前進３段の変速が行なわれる。

（副変速装置） 副変速装ＮＴＳは、内歯付のリングギアＲ、ピニオンギ
アＰとこれを支持するキャリアＣ及びビニオンギアと噛
合うサンギアＳとで構成される遊星歯車機構からなる。

サンギアＳは、カウンターシャフト３の中空部内に挿入
・支持される操作軸４の先端と結合している。操作軸４
はカウンターシャフト３の中空部内において、軸方向に
摺動可能かつ半径方向に回転可能となっている。操作軸
４の一端は、クランクケースｌの外方へ突出し、この端
部にサンギア操作機構Ｍを設けである。

サンギア操作機構Ｍは、係合車４１及びストー／パー４
４等からなり、操作軸４の回転を止めてサンギアＳを固
定したり、又は、これを開放して回転可能にすることが
できる。第２図及び第３図を参照すると明らかなように
、保合型４１は操作軸４の端部にスプライン結合され、
略円形であり、その円周上にフォーク溝４２が形成され
、これに先端が二叉になっているシフトフォークＦなど
の操作部材が係合して、操作軸４を軸線方向へ進退自在
としている。また、操作軸４の円周から半径方向等間隔
に複数の係合歯４３が突出形成されている。保合型４１
には隣接してストッパー４４が配され、操作軸４がクラ
ンクケースｌ内部から後退した第２図図示の位置（固定
位置）において、係合歯４３の一つは、ストッパー４４
と係合可能である。ストッパー４４はボルト４５などに
よりクランクケースｌ側面に固着されており、その側部
が保合型４１方向に突出して係合突部４６を形成してい
る。ストッパー４４は係合突部４６が係合歯４３と係合
して操作軸４の回転を防止するストッパーをなす。

操作軸４の他端にはスプライン４７が形成され、サンギ
アＳとスプライン結合している。このスプライン溝の長
さは、サンギアＳの歯の厚さよりも長くなっており、後
述するクラッチＣＬ４を構成している。

リングギアＲは、カウンターシャフト３の先端にスプラ
イン結合されており、カウンターシャフト３と一体に回
転し、主変速装置で変速された出力を副変速装置に入力
する部分をなす。

ピニオンギアＰは、サンギアＳ及びリングギアＲと噛合
ってサンギアＳの周囲に１又は２以上配設され、キャリ
アＣに回転可能に支持される。

キャリアＣは、ビニオンギアＰ及びサンギアＳを、出力
軸５の遊星歯車機構側に形成されたフランジ部分５１と
でサンドイッチし、回転軸５２、リベット５３により固
定・一体化され、サンギアＳの周囲を公転可能となって
いる。

出力軸５は、遊星歯車機構を挾んで、カウンターシャフ
ト３と同心配置される中空部材であり、その中空部には
操作軸４の先端が軸方向に摺動可能かつ半径方向に回転
可能に挿入されている。

また遊星歯車機構に近い出力軸５の端部内周面には、軸
心方向に突出してスプライン５４が形成され、スプライ
ン４７とスプライン結合可能となっており、このスプラ
イン５４とスプライン４７とでクラッチＣＬ４をなして
いる。

出力軸５は、その外周をクランクケースｌに回転可能に
支持されており、副変速装置を介して変速されたカウン
ターシャフト３の回転をスプロケット５５、チェーン５
６を経て駆動輪（図示せず）に伝達する。

副変速装置の変速操作はサンギア操作機構Ｍを操作して
行う、すなわち、第２図に示すように、保合型４１がス
トー／パー４４の係合突部４６と係合している場合には
、結果的に操作軸４がクランクケース１に固定されるこ
とになり、回転できないから、操作軸４とスプライン結
合するサンギアＳが固定状態となり、その回転が阻止さ
れる。したがって、動力の回転出力は、 カウンターシャフト３→リングギアＲ→キヤリアＣ→出
力軸５ の経路でさらに減速される。このサンギア固定状態の変
速位置をロー側とする。

次に、フォーク溝４２と係合しているシフトフォークＦ
を、手又は足など適宜方法により第２図の二重矢印方向
へ移動させて、操作軸４を押込むと、動力の回転出力は
減速されず等速となる。

この詳細を第４図に示す。すなわち、図の矢印Ａ方向へ
操作軸４が押込まれると、サンギアＳとのみ結合してい
たスプライン４７も矢印入方向へ移動し、出力軸５のス
プライン５４と結合し、クラッチＣＬ４を接続する。こ
のときスプライン４７はスプライン溝が十分に長いため
、同時にまだサンギアＳとも結合を保っている。その結
果、スプライン４７によってサンギアＳとキャリアＣが
相互に固定され、相対的回転不能な直結状態となり、リ
ンクギアＲに入力された動力の回転出力は、副変速装置
によって何ら減速されずに出力されることになる。この
状態の変速位置をハイ側とする。なお、この直結状態は
、任意の構成要素二つを相対的に固定すればよいから、
サンギアＳとリンクギアＲとを固定しても、リンクギア
ＲとキャリアＣとを固定してもよい。

副変速装置を再びロー側にするときは、フォークＦを操
作して、第４図の矢印Ｂ方向へ操作軸４を引出し、係合
車４１の係合＠４３をストッパー４４の係合突部４６と
係合させる。すると、スプライン５４と結合が解かれ、
サンギアＳのみが固定されたロー側位置に戻る。これに
よりキャリアＣは自由に回転可能となり、再び出力が減
速される。

（主変速装置と副変速装置との接続） 主変速装置Ｔｍと副変速装置ＴＳとは、カウンターシャ
フト３により同軸で接続され、カウンターシャフト３が
主変速装置の出力軸及び副変速装置の入力軸を兼用して
いる。したがって、変速装置全体は、歯車装着軸が二重
だけであり、かつ、メインシャフト２側は３段の歯車か
らなり、カウンターシャフト３側は３段の歯車及び１段
の遊星歯車機構からなっている。

また、その変速段数は。

３段（主変速装置）×２段（副変速装置）２６段となる
。

仮に本実施例と同数段（６段）の変速装置を。

従来のように二重の多段歯車のみで構成した場合を想定
すると、−列あたり歯車６枚を必要とする。これに対し
、本実施例は、歯車３枚のもの二重と遊星歯車機構一つ
で済む、しかも、遊星歯車機構の大きさは、通常、普通
の歯車のｔ−１，５枚分である。したがって、横巾の大
きい方の列（カウンターシャフト側）における歯車数は
、従来装置の６枚に対し、本実施例では４〜４．５枚分
となり、２〜１．５枚分も少なくでき、それだけ変速装
置の横巾を小さくできる。しかも、仮に、歯車の段数を
増加させず、従来の副変速装置を用いて本実施例と同数
の変速段を実現しようとすれば、歯車列を変速装置全体
で合計玉料以上にしなければならない、しかし、本実施
例は二重の　。

ままであって、前後方向は、従来の変速装置の大きさそ
のままであり、前後方向における寸法拡大がない、　し
たがって、本実施例では、主副合計６段の変速装置であ
るにもかかわらず、横方向はほぼ４段の変速装置に匹敵
し、しかも前後方向は２列構成にかわりがない、ゆえに
、本実施例の方が横方向及び前後方向のいずれにおいて
も明らかにコンパクトである。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、
種々の変形が可能である。

まず主変速装置は、公知の歯車式多段変速装置を適宜利
用でき、その段数は何段であってもかまわない。また必
要により後進も含む。

次に副変速装置は、リングギアＲ・キャリアＣ・サンギ
アＳの各要素を、固定・駆動・出力のいずれにするか選
択は任意である０例えば、キャリアＣを駆動して増速し
、オーバートップ機構を有する変速装置とすることもで
きる。なお、サンギア操作機構における操作軸の回転止
め構造を、カウンターシャフトと操作軸との部分的なス
プライン結合等としてもよい。

また、遊星歯車機構を複数接続した構成としてもよい、
この場合でも、仮に、同じ変速段数を実現するため多段
ギアのみで構成した場合を想定し、これと比較すれば、
明らかに本発明の方がコンパクト性を発揮する。

また、主変速装置と副変速装置との接続方法も任意であ
り、副変速装置を主変速装置の前（動力側）に置いても
よい、さらに主変速装置の歯車軸と副変速装置の入（出
）力軸を同軸とする必要もない、副変速装置は、コンパ
クトに構成できるから、主変速装置周辺に僅かなデー２
トスペース化した空間があれば、主変速装置と別軸構成
の副変速装置をこの空間に配置して有効利用することも
できる。

また、本発明の変速装置は、自動２輪車のみならず、自
動３輪車など、変速装置の横巾及び前後方向の寸法を縮
少する必要性の高い用途のあるものに対していずれも適
用できる。

（発明の効果） 本発明は、遊星歯車機構の副変速装置を多段歯車式の主
変速装置に接続しであるので、歯車１段分を増すだけで
、主変速装置の段数の２倍の変速段数を実現できる。こ
のため、同一の変速段数のものと比較した場合、−軸あ
たりの歯車数又は歯車装着軸の数を削減でき、変速装置
の横幅を遥かに狭くでき、又は、前後方向の寸法拡大が
ない。

したがって、所定のバンク角を確保するための車体レイ
アウト設計等も非常に容易となる。しかも、歯車数の削
減分だけ重量も軽減されるから、走行性能が向上し、よ
り操縦が快適となり、経済性もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示し、第１図は動
力伝達装置の概略線図、第２図は断面図、第３図はサン
ギア操作機構Ｍの部分平面図、第４図は作用を示す部分
断面図である。 （符号の説明） Ｔｍ主・・・変速装置、Ｔｓ・・・副変速装置、Ｒ・・
・リングギア、Ｃ・・・キャリア、ｐ−・・ピニオンギ
ア、Ｓ・・・サンギア、Ｍ・・・サンギア操作機構、２
・・・メインシャフト、３・・・カウンターシャフト、
４・・・操作軸。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主変速装置と副変速装置とから構成され、前記主変速装
   置は、同軸上に複数の歯車を軸装した歯車列を複数列平
   行に配設し、対向する歯車を相互に噛合い可能としてな
   り、前記副変速装置は、内歯付のリングギア、該リング
   ギアの内側に同心配置されたサンギア、該サンギアと前
   記リングギアとの間に噛合い配置されたピニオンギア及
   び該ピニオンギアを支持するキャリアの各要素から構成
   される遊星歯車機構からなり、前記主変速装置と前記副
   変速装置を同軸で接続してなることを特徴とする、自動
   ２輪車等の変速装置。