WO2011065562A1 - 自動二輪車用変速装置 - Google Patents

Abstract

　入力軸（５）と、出力軸（６）と、複数の入力側及び出力側変速ギヤと、を備え、シフト機構により変速する自動二輪車用変速装置である。入力軸（５）及び出力軸（６）のうち、一方の軸、たとえば入力軸（５）には入力側変速ギヤが軸方向及び軸回りに固定され、出力軸（６）には、出力側変速ギヤが軸方向に固定されると共に軸回り回転自在に嵌合し、さらに、複数のドグ結合用のスライダリング（５１，５２，５３）が、軸回りに固定されると共に軸方向に摺動自在に設けられる。スライダリング（５１，５２，５３）には係合孔（５４）が形成され、出力側変速ギヤには、スライダリング（５１，５２，５３）の軸方向の移動により前記係合孔（５４）に係合可能な係合突起（５６）が形成されている。

Description

自動二輪車用変速装置

　本発明は自動二輪車用変速装置に関し、特に、ギヤ式の変速装置に関する。

　図１４は、６段変速の自動二輪車用ギヤ式変速装置の従来例を示しており、変速機ケース（図示せず）内に、変速用入力軸２０１と変速用出力軸２０２とを互いに平行に備えている。入力軸２０１は、第１速用から第６速用の入力側ギヤ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６からなる入力側変速ギヤ列を備えると共に、クラッチ２１９を介してクランク軸（図示せず）に動力伝達可能に連結している。出力軸２０２は、上記各入力側ギヤ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６に常時噛み合う出力側ギヤ２２１，２２２，２２３，２２４，２２５，２２６からなる出力側変速ギヤ列を備えている。

　各変速ギヤ列のギヤ配列順序は、該従来例では、クラッチ２１９側から順に、第１速ギヤ２１１，２２１，第４速ギヤ２１４，２２４、第３速ギヤ２１３，２２３、第５速ギヤ２１５，２２５、第６速ギヤ２１６，２２６及び第２速ギヤ２１２，２２２となっている。

　シフト機構として、入力軸２０１上では、軸方向の中央に配置された入力側第３速ギヤ２１３及び入力側第５速ギヤ２１５を一体成形して軸方向移動可能に変速用入力軸２０１にスプライン嵌合し、残りの入力側第１速、第４速、第６速及び第２速ギヤ２１１，２１４，２１６，２１２を軸方向移動不能に変速用入力軸２０１に固定している。そして、入力側第４速ギヤ２１４と入力側第３速ギヤ２１３との間と、入力側第５速ギヤ２１５と入力側第６速ギヤ２１６との間に、それぞれドグ歯式クラッチ機構２３１，２３２を設けている。

　一方、出力軸２０２上では、出力側第４速ギヤ２２４と出力側第６速ギヤ２２６とが、それぞれ独立に軸方向移動可能に変速用出力軸２０２にスプライン嵌合し、残りの出力側第１速、第３速、第５速及び第２速ギヤ２２１，２２３，２１５，２２２を軸方向移動不能に出力軸２０２に固定している。そして、出力側第４速ギヤ２２４と出力側第１速ギヤ２２１との間と、出力側第６速ギヤ２２６と出力側第２速ギヤ２２２との間に、それぞれドグ歯式クラッチ機構２３３，２３４を設けている。

　図示しないが、シフトカムドラム及びシフトフォーク等からなるシフト操作機構により、入力側第３速ギヤ２１３及び第５速ギヤ２１５と、出力側第４速ギヤ２２４と、出力側第６速ギヤ２２６とを、軸方向に移動操作して、各ドグ歯式クラッチ機構２３１，２３２，２３３，２３４を選択的に噛み合わせることにより、所望の変速段位に変速する。上記のような構造は、特許文献１等に開示されている。

特開２００７－００９７３７号公報（図４）

　ところで、レース用あるいはスポーツタイプの自動二輪車では、７段又は８段以上の変速段数が要望されることがある。しかし、上記のように変速用のギヤ自体にドグクラッチ歯を形成して、軸方向に移動させることにより変速する構造において、変速段数を増加するために、入力軸２０１及び出力軸２０２上のギヤ数を増設すると、両軸２０１，２０２の軸長が長くなり、変速機ケースの軸方向幅、すなわち車幅方向の幅が大きくなり、ライダーの足元空間が制限される。また、軸長が長くなることにより、軸撓みが大きくなり、シフトタッチが低下すると共に、ギヤ間の動力伝達効率も低くなる。

　また、変速用のギヤ自体を移動する場合には、ギヤ自体に倒れが発生し、ギヤ歯先の当たりが良くなく、ピッチング等を引き起こす場合がある。

　また、四輪走行車に比べ、減速比の大きい自動二輪車では、出力側の変速ギヤの径が入力側の変速ギヤの径よりも極端に大きくなるので、半径方向で効率良くドグ歯及び該ドグ歯に噛み合う係合孔等を設置し、かつ、伝達トルクや変速時の衝撃に耐える構造とすることが要望される。

　本発明は、自動二輪車用変速装置において、車幅及び径方向のコンパクト性を保ちつつ、上記課題を解消すると共に、上記要望に応えることができる自動二輪車を提供することを目的としている。

　本願発明は、入力軸と、該入力軸と平行配置された出力軸と、前記入力軸に設けられた複数の入力側変速ギヤと、前記入力側変速ギヤにそれぞれ噛み合うと共に前記出力軸に設けられた複数の出力側変速ギヤと、を備え、前記入力軸と前記出力軸との間の前記入力側変速ギヤ及び前記出力側変速ギヤを介しての動力伝達経路を選択することにより、変速する自動二輪車用変速装置において、前記入力軸及び前記出力軸のうち、一方の軸には、該一方の軸に設けられる前記複数の変速ギヤが軸方向及び軸回りに固定され、他方の軸には、該他方の軸に設けられる前記複数の変速ギヤが、軸方向に固定されると共に軸回り回転自在に嵌合し、前記他方の軸には、複数のドグ結合用のスライダリングが、軸回りに固定されると共に軸方向に摺動自在に設けられ、前記スライダリングには係合孔が形成され、前記他方の軸に設けられた前記変速ギヤには、前記スライダリングの軸方向の移動により前記係合孔に係合可能な係合突起が形成されている。

　本願発明において、好ましくは、次のような構成を採用することができる。

（ａ）前記複数の出力側変速ギヤ及び複数の入力側変速ギヤは、それぞれ、軸方向の一方端側から他方端側へ行くに従い、順次変速段位が高くなるように配設されている。

（ｂ）前記スライダリングの内周面には、軸方向に延びる複数の摺動溝が形成され、
　前記他方の軸又は該他方の軸に軸回り及び軸方向に固定された筒部材には、前記スライダリングの摺動溝に係合する摺動用突起が形成され、前記摺動溝は、前記係合孔に対し、周方向にずれた位置に配置されると共に、摺動溝の径方向の外方端が、前記係合孔の径方向の内方端よりも、径方向の外方に突出している。

（ｃ）少なくとも最低速段位用の前記スライダリングの前記係合孔の周方向の長さが、最高速段位用の前記スライダリングの前記係合孔の周方向の長さよりも、短く形成されている。

（ｄ）前記スライダリングの軸方向端面には、前記係合孔の径方向の内方端縁近傍から径方向の外方端縁近傍に亘る範囲に、軸方向に段状に張り出すストッパー用の張出面を形成してある。

（ｅ）前記スライダリングの表面には、窒化処理層が形成されている。

（ｆ）前記スライダリングは、シフト部材（セレクタ部材）を介して軸方向に移動されるようにシフトカムドラム（セレクタカムドラム）に連結されており、前記シフトカムドラムは、前記他方の軸から落下する潤滑油が前記シフトカムドラムに供給されるように、前記他方の軸の下方に配置されている。

（ｇ）前記スライダリングは、シフト部材を介して軸方向に移動されるようにシフトカムドラムに連結されており、前記シフトカムドラムは、該シフトカムドラムから落下する潤滑油が前記他方の軸の変速ギヤに供給されるように、前記他方の軸の上方に配置されている。

（ｈ）前記総てのスライダリングが配置される他方の軸は、前記出力軸である。

（ｉ）前記シフト部材を３個備え、該３個のシフト部材は同形状に形成されている。

（ｊ）自動二輪車に電動モータを備え、該電動モータからの動力が前記入力軸に入力される電動自動二輪車用変速装置とする。

　本願発明によると、（１）入力軸及び出力軸上では、シフト機構用のスライダリングのみを軸方向移動可能に設け、入力側及び出力側の総ての変速ギヤは軸方向に固定してあるので、変速操作を行っても、変速ギヤ自体に倒れが生じることがなく、ギヤ歯先の当たりを良好に維持し、ピッチング等が生じる心配がない。

（２）入力側及び出力側の総ての変速ギヤは軸方向に固定してあるので、入力軸及び出力軸の軸長を短く保てることができることにより、軸径を細く、かつ、軽量にできると共に、運転中の負荷による軸撓みを小さくでき、シフトタッチもスムースになる。

（３）スライダリングに係合孔を形成し、変速ギヤに、前記係合孔に係合する係合突起を形成しているので、スライダリングには、係合時、せん断力だけでなく、周方向の圧縮力にても駆動荷重を受けることができ、スライダリングの厚みを薄くすることが可能となり、これによっても、入力軸及び出力軸の軸方向の長さを短く保つことができる。

（４）入力軸及び出力軸のうち、一方の軸のみにシフト機構用のスライダリングを設けているので、シフト機構として、たとえばシフトカムドラム及びシフトフォークを用いる場合には、シフト軸を一本にまとめることができると共に、前記一方の軸近くのスペースにシフトカムドラム及びシフトフォークをコンパクトに纏めることができる。また、シフト機構として、電磁式又は油圧式の機構を用いる場合でも、それらの機構を一方の軸及びその近傍にコンパクトにまとめることができる。

（５）軸方向に摺動するスライダリングの外周面にはギヤ歯は形成されないので、図１４の従来例のように、変速用ギヤの側端面にドグ歯等を形成して、変速ギヤ自体を軸方向に摺動させる構造に比べ、スライダリングの外径を小さくし、軽くすることができる。

（６）総ての変速ギヤが、軸方向に移動不能に係止されているので、変速ギヤとしてスラスト力の働くヘリカルギヤを採用することが可能となり、平歯車を用いる場合に比べて騒音を低減できる。

（７）前記構成（ａ）によると、出力側変速ギヤ及び入力側変速ギヤが、それぞれ、軸方向の一方端側から他方端側へ行くに従い、順次変速段位が高くなるように配設されているので、組立時に変速ギヤ等の組立順序を間違えることがなく、組立作業の能率が向上する。

（８）また、前記構成（ａ）によると、径が近い変速ギヤ同士が隣り合う状態となり、かつ、それら径の近い変速ギヤ間にスライダリングを配置することになるので、スライダリングの係合孔と両変速ギヤの係合突起の径方向の位置を合わせ易く、製造が容易である。

（９）前記構成（ｂ）によると、スライダリングに、係合孔及び内周面の摺動溝を形成した場合でも、スライダリングの径方向の寸法を短くすることができ、スライダリングを小型軽量化できる。

（１０）係合孔と係合突起との噛み合いチャンスに関し、高速段位では、出力側の変速ギヤは高速回転しているので、上記噛み合いチャンスは短くなるが、構成要件（ｃ）のように、高速段位の係合孔の周方向の長さを長くすることにより、高速段位における変速時の噛み合いチャンスを長くすることができ、それにより、スムースに所望の噛み合い状態に移行させることができる。一方、低速段位では、係合孔の周方向の長さは短くなるが、出力側の変速ギヤは低速回転しているので、噛み合い状態へのスムースな移行は確保でき、しかも、隣り合う係合孔間の肉壁の周方向の幅が長くなることにより、高トルクに適した強度を得ることができる。さらに、低速段位用の出力側変速ギヤの係合孔が短いと、係合突起が係合孔に嵌入青した後、係合突起が係合孔の円周方向の端縁に当接するまで移動する距離が短くなるので、係合突起が係合孔の周方向端縁に当接した際の衝撃は小さくなる。

（１１）前記構成（ｄ）によると、スライダリングの係合孔の全周囲に、軸方向に段状に張り出すストッパー用の張出面を形成しているので、変速ギヤの係合突起がスライダリングの係合孔に嵌合する際に、変速ギヤの過移動による片当たり（部分当たり）を防止でき、係合孔の全周に亘って張出面に当接し、良好な動力伝達を確保できると共に片当たりによる騒音も防止できる。

（１２）前記構成（ｅ）のように、スライダリングの表面に窒化処理層を形成していると、薪炭処理のように内部の硬度まで上がる処理に比べ、衝撃に対する耐久性が向上する。

（１３）前記構成（ｆ）によると、出力軸又は入力軸に供給される潤滑油を、自動的にシフトカムドラムの潤滑にも利用でき、潤滑油を有効利用できる。

（１４）前記構成（ｇ）によると、上記構成（ｆ）とは逆に、シフトカムドラムに供給される潤滑油を、自動的に出力軸又は入力軸の潤滑にも利用でき、潤滑油を有効活用できる。

（１５）自動二輪車では、四輪に比べ、高速回転するエンジンの速度を減速する都合上、入力側変速ギヤと出力側変速ギヤとの間の変速比が大きくなり、出力側変速ギヤの径が大きくなるが、このような自動二輪車用変速装置において、前記構成（ｈ）のように、出力軸に総てのスライダリングを配置していると、スライダリングの係合孔に係合可能な係合突起の形成が、径の小さな入力側変速ギヤに形成する場合よりも、強度又は加工上、有利である。

（１６）前記構成（ｉ）のように、同形状の３個のシフト部材部材を利用すると、シフタ部材の生産性が向上し、また、部品管理も簡単になる。

（１７）前記構成（ｊ）のように、電動モータを備え、該電動モータの動力を前記入力軸に入力するようにしていると、ギヤ式変速機が車幅方向の大形化することを防ぐことができる。

本発明の第１の実施形態に係る自動二輪車用変速装置及びエンジンを、各軸を通る面で切断した中立状態の簡略断面図である。 図１の自動二輪車用変速装置の拡大断面図である。 高速段用のスライダリングの正面拡大図（軸方向に見た図）である。 図３のIV-IV断面拡大図である。 出力側変速ギヤの一つである出力側第６速ギヤの正面図である。 スライダリングと出力側変速ギヤとの係合部分の拡大断面図である。 高速段用スライダリングの係合孔と出力側第６速ギヤの係合突起との係合状態を示す正面図である。 低速用スライダリングの係合孔と出力側第１速ギヤの係合突起との係合状態を示す正面図である。 スライダリングの変形例を示す拡大図断面部分図である。 スライダリングの別の変形例を示す拡大図断面部分図である。 本発明の第２の実施形態に係る電動自動二輪車の右側面図である。 同電動自動二輪車のパワープラントの構造を示す展開図である。 同パワープラントにおける主要構成要素のレイアウトを側方から見て示す説明図である。 従来の自動二輪車用ギヤ式変速装置を示す断面図である。

［第１の実施の形態］
　図１～図８は、本発明の第１の実施の形態に係る自動二輪車用ギヤ式変速装置であり、これらの図面に基づいて第１の実施の形態を説明する。なお、各図において、自動二輪車の車幅方向を矢印Ｗで表示し、車輌前方（進行方向）を矢印Ｆで表示している。また、乗車したライダーから見た左右方向を、車輌の左右方向として表示している。

　図１において、エンジンＥは４気筒エンジンであり、クランクケース１の後側に変速機ケース２を一体に備えており、クランクケース１内には、車幅方向Ｗに延びるクランク軸３が配置され、変速機ケース２内には、変速用入力軸５と変速用出力軸６とが前記クランク軸３と平行に配置されている。出力軸６は入力軸５の後方に配置されている。

　クランク軸３は、左右の軸受１０、１１及び軸方向中間部の複数のジャーナル軸受１２を介してクランクケース１に回転可能に支持されており、クランクケース１内の各クランクピンがそれぞれコンロッドを介して対応する気筒のピストン１３に連結されている。クランク軸３の右側から二番目のクランクウエブ１５の外周面にはクランクギヤ２１が一体に形成されている。

　入力軸５の左右両端部は、軸受３０、３１により変速機ケース２に回転可能に支持されており、入力軸５上には、右側から順に、入力側第１速ギヤ４１、入力側第２速ギヤ４２、入力側第３速ギヤ４３、入力側第４速ギヤ４４、入力側第５速ギヤ４５及び入力側第６速ギヤ４６が軸方向移動不能に固着されている。

　入力軸５の右端部はクラッチ室２０に突出し、該右側突出部分には、多板式摩擦クラッチ３５が設けられると共にクラッチギヤ２８が空転自在に嵌合しており、該クラッチギヤ２８は前記クランクギヤ２１に噛み合うと共にクラッチ３５の入力側アウターケース（クラッチハウジング）３６に結合されている。クラッチ３５の出力側インナーハブ３７は変速用入力軸５に固着されている。アウターケース３６とインナーハブ３７との間は、周知のように多数の摩擦板を介して断続操作自在に接続される。

　図１の変速装置の詳細を示す図２において、出力軸６は、左右両端部が軸受５５，５７により変速機ケース２に回転可能に支持されており、出力軸６の外周には中間筒軸８０が固着され、この中間筒軸８０の外周には、右側から順に、出力側第１速ギヤ６１、出力側第２速ギヤ６２、出力側第３速ギヤ６３、出力側第４速ギヤ６４、出力側第５速ギヤ６５、出力側第６速ギヤ６６が、空転自在に嵌合しており、それぞれ前記入力側第１速ギヤ４１、入力側第２速ギヤ４２、入力側第３速ギヤ４３、入力側第４速ギヤ４４、入力側第５速ギヤ４５及び入力側第６速ギヤ４６に常時噛み合っている。

　図１に示すように、出力軸６の左端部は変速機ケース２外に突出し、該左側突出端部には出力スプロケット６７が固着されている。該出力スプロケット６７は駆動チェーン６８を介して後車輪のスプロケット６９に連結している。

　出力軸６上の出力側第１速ギヤ６１と出力側第２速ギヤ６２との軸方向間、出力側第３速ギヤ６３と出力側第４速ギヤ６４との軸方向間、並びに出力側第５速ギヤ６５と出力側第６速ギヤ６６との軸方向間には、シフト機構用の第１スライダリング５１，第２のスライダリング５２及び第３のスライダリング５３が、出力軸６の中間筒軸８０（図２）に対し軸方向移動可能にスプライン嵌合すると共に、それぞれ周方向に間隔をおいて複数の係合孔５４を有している。上記中間筒軸８０は、各スライダリング５１，５２，５３を軸方向に摺動自在に支持するスライダレールとしての機能を果たす。

　一方、各出力側ギヤ６１，６２，６３、６４，６５，６６の軸方向の端面には、各スライダリング５１，５２，５３側へ突出して各係合孔５４に係合可能な係合突起５６がそれぞれ形成されている。

　前記各スライダリング５１，５２，５３の軸方向の操作機構としては、３本のカム溝７１，７２，７３を有するシフトカムドラム７５と、各カム溝７１，７２，７３に駆動ピンが係合する第１，第２及び第３のシフトフォーク８１，８２，８３と、各シフトフォーク８１，８２，８３が軸方向移動自在に支持されるシフト軸８５が設けられている。シフトカムドラム７５及びシフト軸８５は、出力軸６及び入力軸５と平行に、かつ、両軸５，６の下方に配置されており、各シフトフォーク８１，８２，８３のフォーク爪部は、各スライダリング５１，５２，５３の外周に形成された各環状溝５８に係合している。３個のシフトフォーク８１，８２，８３は、総て同形状のものが使用されている。

　図２において、シフトカムドラム７５は、通常の自動二輪車のドラム操作機構と同様に、揺動可能なチェンジアーム機構７７及びチェンジ軸（図示せず）を介してチェンジペダル（図示せず）に連動連結されている。すなわち、チェンジペダルの踏み込み動作あるいは引き上げ動作により、チェンジアーム機構７７を介して、所定回動量ずつシフトカムドラム７５が回動し、各カム溝７１，７２，７３を介して、シフトフォーク８１，８２，８３を軸方向に移動し、各スライダリング５１，５２，５３を選択的に軸方向に移動するように構成されている。

　図３は、高速段用の第３のスライダリング５３の正面図であり、前記係合孔５４は周方向に等間隔をおいて４個形成されており、第３のスライダリング５３の内周面には、周方向に等間隔をおいて４個の摺動溝（スプライン溝）７８が形成されている。各摺動溝７８は、前記係合孔５４から周方向にずれた位置であって、隣り合う係合孔５４の周方向間の肉壁部分に形成され、かつ、各摺動溝７８の溝底（径方向の外方端）７８ａは、各係合孔５４の径方向の内方端５４ａよりも、径方向の外方に位置している。すなわち、各摺動溝７８は、係合孔５４間の肉壁内において、係合孔５４の内方端５４ａよりも径方向の外方まで突出するように形成されている。また、各摺動溝７８の溝底７８ａには、径方向の外方に延びて前記カム溝５８の溝底に至る潤滑油通路７９が形成されている。

　図４は図３のIV-IV断面拡大図であり、第３のスライダリング３の軸方向の両端面には、所定張出量ｈ１だけ各端面から軸方向の外方に張り出す平面上の張出面５３ａが形成されている。各張出面５３ａの径方向の形成範囲Ｋは、係合孔５４の内方端５４ａよりも径方向の内方側部位から、係合孔５４の外方端５４ｂよりも径方向の外方側部位まで広がっており、かつ、周方向には全周に亘って形成されている。前記張出量ｈ１は、たとえば０．５～１．０ｍｍ程度に設定されている。

　第３のスライダリング５３は窒化鋼にて製作されている。製作工程の一例を説明すると、まず、機械加工等により形状加工を行い、研磨処理を施し、窒化処理し、そして、窒化により生じた窒化鉄等の表面化合物を研磨除去する。窒化処理は、表面から０．１ｍｍ位まで内部に達するが、窒化処理後の研磨により、たとえば、８ミクロン程度の表面化合物層（窒化鉄層等）を削り取る。表面化合物層を削り取る理由は、表面の化合物は、内部と一体化して脆く成りやすく、シフト時の衝突により剥がれることがあるからである。なお、表面処理後の研磨としては、高圧ガス等を吹き付けるショットピーリング等がある。

　図５は、出力側第６速ギヤ６６の正面図であり、前記係合突起５６は、出力側第６速ギヤ６６の軸方向の端面に、周方向に等間隔をおいて４個形成されている。

　図５では、出力側第６速ギヤ６６の詳細構造を説明したが、出力側第１乃至第５速ギヤ６１，６２，６３，６４，６５についても、外径がそれぞれの減速比に基づいて設定されていること以外は、出力側第６速ギヤ６６と同様な配置の４個の係合突起５６が形成されている。

　また、図３及び図４では、第３のスライダリング５３の詳細構造のみを説明したが、中低速段用の第１及び第２のスライダリング５１、５２についても、第３のスライダリング５３と同様、図８に示すように、周方向に等間隔をおいて４個の係合突孔５４を有すると共に、各係合孔５４３の周方向間に摺動溝７８を有している。また、軸方向の端面には、所定量だけ軸方向の外方に張り出す張出面５１ａ、５２ｂ（ただし５２ｂは図示せず）が形成されている。なお、第１及び第２のスライドリング５１、５２の周方向の長さＬ１は、図７に示す第３のスライドリング５３の周方向の長さＬ３よりも短く形成されている。

　たとえば、図７において、第３のスライドリング５３の係合孔５４内の出力側第６速ギヤ６６の係合突起５６は、最大４１°のクランク角範囲で移動可能であり、これに対し、図８において、第１のスライドリング５４の係合孔５４内の出力側第１速ギヤ６１の係合突起５６は、前記第６速用よりも短く、最大３１°程度のクランク角範囲で移動可能である。

　また、第１及び第２のスライダリング５１，５２の表面には、第３のスライダリング５３と同様に、窒化処理層が形成されている。

　なお、本実施の形態において、第２のスライダリング５２は、前記第１スライダリング５１と同じ寸法のものを使用している。

（実施の形態の作用）
　図１及び図２の状態は、第１乃至第３のスライダリング５１，５２，５３が総て中立位置となっており、この状態からクラッチ３５を切り、チェンジペダルを押し下げると、シフトカムドラム７５が所定回動量だけ回動し、第１のカム溝７１により第１のシフトフォーク８１が右方に移動し、出力側第１速ギヤ６１の係合突起５６に第１のスライダリング５１の係合孔５４が係合し、出力側第１速ギヤ６１と出力軸６とが動力伝達可能に連結される。

　上記第１速状態でクラッチ３５を接続すると、クランク軸３の動力は、クランクギヤ２１，クラッチギヤ２８，クラッチ３５のアウターケース３６，摩擦板、インナーハブ３７を介して入力軸５に伝達され、入力軸５からは、入力側第１速ギヤ４１，出力側第１速ギヤ６１、出力側第１速ギヤ６１の係合突起５６，第１のスライダリング５１の係合孔５４，第１のスライダリング５１及び中間筒軸８０（図２）を介して出力軸６に伝達され、出力軸６からは、出力スプロケット６７，駆動チェーン６８、スプロケット６９を介して後車輪に伝達される。

　第１速から第２速に変速する場合には、チェンジペダルの操作によってシフトカムドラム７５を更に所定量回動することにより、第１のスライダリング５１を左方に移動し、第１のスライダリング５２の係合孔５４を出力側第２速ギヤ６２の係合突起５６に係合する。

　第３速あるいは第４速に変速する場合には、さらに、シフトカムドラム７５を所定量ずつ回動してゆくことにより、第２のスライダリング５２を右方（第３速）あるいは左方（第４速）に移動する。

　第５速及び第６速に変速する場合には、さらに、シフトカムドラム７５を所定量ずつ回動してゆくことにより、第３のスライダリング５３を右方（第５速）あるいは左方（第６速）に移動する。

（実施の形態の効果）
（１）図６は、第３のスライダリング５３が左方に移動して、係合孔５４が出力側第６速ギヤ６６の係合突起５６に係合した状態を示しており、出力側第６速ギヤ６６の右端面には、第３のスライダリング５３の左側張出面５３ａが当接している。これにより、第３のスライダリング５３のオーバー動作を防ぎ、出力側第６速ギヤ６６の右端面と第３のスライダリング５３との片当たり（部分当たり）が防止され、騒音の発生等が防止できる。

　勿論、第１乃至第５速に変速した場合でも、各スライダリング５１，５２，５３の張出面５１ａ，５２ａ，５３ａによるストッパー作用により、上記同様のギヤ片当たりを防止し、騒音発生を防ぐことができる。

（２）図７のように、第６速に変速するために、第３のスライダリング５３の係合孔５４を、出力側第６速ギヤ６６（図示せず）の係合突起５６に係合する場合、係合孔５４の周方向の長さＬ３を、図８の第１のスライダリング５１の係合孔５４の周方向の長さＬ１よりも長く形成しているので、高速回転している出力側第６速ギヤ６６であっても、係合突起５６と係合孔５４との噛み合いチャンスを長くすることができ、これにより、高速回転でも、速やかに第６速ギヤ６６の係合突起５６と第３のスライダリング５３の係合孔５４とを係合させ、第６速状態に変速することができる。

　また、第５速に変速する場合も、上記第６速の場合と同様に第３のスライダリング５３を利用するので、噛み合いチャンスを長くすることができ、高速回転で回転する第５速ギヤ６５の係合突起５６と第３のスライダリング５３の係合孔５４とを速やかに係合させ、第５速状態に変速することができる。

（３）図８のように、第１速に変速するために、第１のスライダリング５１の係合孔５４を、出力側第１速ギヤ６１（図示せず）の係合突起５６に係合する場合、出力側第１速ギヤ６１は最も低速で回転しているので、たとえ、第１のスライダリング５１の係合孔５４の周方向長さＬ１が短くとも、噛み合いチャンスを十分に確保することができる。また、噛み合い時、係合突起５６の係合孔５４内での移動量が短いので、大きなトルクの掛かる出力第１速ギヤ６１の場合に、係合孔５４の端縁に係合突起５６が衝突する際の衝撃力を小さく抑えることができ、衝撃音も抑制することができる。

　第２速に変速する場合も、上記第１速の場合と同様に、第１のスライダリング５１の係合孔５４の周方向長さＬ１が短くとも、噛み合いチャンスを十分に確保することができる。また、噛み合い時、係合突起５６の係合孔５４内での移動量が短いので、大きなトルクの係る第２速ギヤ６２の場合に、係合孔５４の端縁に係合突起５６が衝突する際の衝撃力を小さく抑えることができ、衝撃音も抑制することができる。

（４）図７及び図８のように、係合突起５６と係合孔５４とが係合した状態において、内周の摺動溝７８、摺動用突起（スプライン突起）８１及び中間筒軸８０を介して出力軸６に動力伝達されるが、摺動溝７８の溝底７８ａを、係合孔５４の内方端５４ａよりも径方向の外方に位置させているので、係合突起５６からスライダリング５１，５３等にかかる荷重は、せん断力だけでなく、係合孔５４間の肉壁を周方向に圧縮する圧縮荷重にても受けることができる。したがって、スライダリング５３等の肉厚を薄くしても、十分な耐荷重強度を保つことができる。また、スライダリング５１，５２，５３の径方向の寸法を短くすることができ、スライダリングを小型軽量化できる。

（５）出力側の各ギヤ６１，６２，６３，６４，６５，６６及び入力側の各ギヤ４１，４２，４３，４４，４５，４６は、軸方向の一方端側から他方端側へ行くに従い、順次変速段位が高くなるように、すなわち径が順次大きくあるいは小さくなるように配設されているので、組立時にギヤ等の組立順序を間違えることがなく、組立作業の能率が向上する。また、径が近い変速ギヤ同士が隣り合う状態となり、かつ、それら径の近い変速ギヤ間にスライダリング５１，５２，５３を配置することになるので、スライダリング５１，５２，５３，の係合孔５４と両側の変速ギヤの係合突起５６の径方向の位置を合わせ易く、製造が容易である。

（６）軸方向に移動するスライダリング５１，５２，５３にはギヤ歯が形成されていないので、図１１の従来例のように、変速ギヤの端面にドグ歯等を形成して、変速ギヤ自体を軸方向に摺動させる構造に比べ、スライダリング５１，５２，５３の外径を小さくし、軽くすることができる。

（７）シフト機構用の３つのスライダリング５１，５２，５３は、総て出力軸６に設けられているので、シフトフォーク８１，８２，８３及びシフトカムドラム７５の配置が、一箇所にコンパクトにまとめられ、また、構造を簡素化できる。

（８）自動二輪車では、四輪に比べ、高速回転するエンジンの速度を減速する都合上、入力側変速ギヤと出力側変速ギヤとの間の変速比が大きくなり、出力側変速ギヤの径が大きくなるが、このような自動二輪車用変速装置において、出力軸６に総てのスライダリング５１，５２，５３を配置していると、スライダリング５１，５２，５３の係合孔５４に係合可能な係合突起５６の形成加工が、径の小さな入力側変速ギヤに形成する場合よりも、強度又は加工上、有利である。

（９）入力側及び出力側の各ギヤ４１，４２，４３，４４，４５，４６，及び６１，６２，６３，６４，６５，６６は、いずれも軸方向に移動しないので、変速操作を行っても、変速用のギヤ自体に倒れが生じることがなく、ギヤ歯先の当たりを良好に維持し、ピッチング等が生じる心配がない。

（１０）入力側及び出力側の総ての変速用のギヤ４１，４２，４３，４４，４５，４６，び６１，６２，６３，６４，６５，６６４１は軸方向に固定してあるので、入力軸５及び出力軸６の軸長を短く保てることができ、軸径を細く、かつ、軽量にできると共に、運転中の負荷による軸撓みを小さくでき、シフトタッチもスムースになる。

（１１）スライダリング５１，５２，５３に係合孔５４を形成し、変速ギヤに、前記係合孔５４に係合する係合突起５６を形成しているので、スライダリング５１，５２，５３には、係合時、せん断力だけでなく、周方向の圧縮力にても駆動荷重を受けることができるので、スライダリング５１，５２，５３の厚みを薄くすることが可能となり、これによっても、入力軸５及び出力軸６の軸方向の長さを短く保つことができる。

（１２）シフトカムドラム７５及びシフト軸８５が、出力軸６及び入力軸５の下方に配置されているので、出力軸５及び入力軸６のギヤ嵌合部分を潤滑した潤滑油が下方のシフトフォーク８１，８２，８３及びシフトカムドラム７５に落下し、シフトフォーク８１，８２，８３及びシフトカムドラム７５の潤滑に自動的に利用される。

（１３）スライダリング５１，５２，５３の表面に窒化処理層を形成しているので、薪炭処理のように内部の硬度まで上がる処理に比べ、衝撃に対する耐久性が向上する。

（１４）同形状の３個のシフトフォーク８１，８２，８３を利用しているので、シフトフォーク８１，８２，８３の生産性が向上し、また、部品管理も簡単になる。

［第２の実施の形態」
　図１１乃至図１３は、本発明の第２の実施の形態である。図１１は、第２の実施の形態に係る電動自動二輪車１１の主に車体フレームやパワープラント、車輌等の主要部について示す右側面図である。図１１に示すように電動自動二輪車１１は、操舵輪である前輪１０２と駆動輪である後輪１０３とを備えている。前輪１０２は、各々略上下方向に延びる左右一対のフロントフォーク１０４の下端部に回転自在に支持されており、一方、フロントフォーク１０４の上部は上下一対のブラケット１０４ａを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。

　ステアリング軸は車体側のヘッドパイプ１０５に内挿された状態で回転自在に支持されており、操舵軸を構成する。すなわち、上側のブラケット１０４ａには左右に延びるバー型のハンドル１０６が取り付けられており、このハンドル１０６によって運転者は、前記ステアリング軸の周りにフロントフォーク１０４及び前輪１０２を操舵することができる。ハンドル１０６の右端には運転者の右手により把持されて、手首にひねりによって回転されるようにアクセルグリップ１０７が配設されている。

　電動自動二輪車１０１の車体フレームは、一例として、前記ヘッドパイプ１０５から後方に向かい若干下方に傾斜しながら延びる一本のメインフレーム１０８を備えている。これはたとえば、アルミ合金の押し出し成形品である角断面のパイプ材からなり、その前端がヘッドパイプ１０５に溶接されている。この溶接部位の近傍には、下方に延びる左右一対のダウンフレーム１０９の上端部が溶接されており、これらのダウンフレーム１０９は、それぞれヘッドパイプ１０５から下方に向かって左右に広がるように延び、互いの間隔が所定値まで広がった後に、その間隔を保ったままさらに下方に延びている。

　一方、メインフレーム１０８の後端部には、矩形の枠状をなすピボットフレーム１１０（車体フレームのピボット支持部）の上枠部分が、メインフレーム１０８の後端部と略直交して左右に延びるようにして溶接されている。ピボットフレーム１１０には、詳しくは後で説明するパワープラント１４０のケースの後部が締結されており、このケースの前部は、前記したダウンフレーム１０９の下端部に締結されている。つまり、本実施の形態の車体フレームは、メインフレーム１０８、ダウンフレーム１０９、ピボットフレーム１１０及びパワープラント１４０ケースによって一体的に形成され、高いねじり剛性が確保されている。

　前記ピボットフレーム１１０の左枠部分と右枠部分との間には、後輪１０３を支持するスイングアーム１１１の前端部が上下に揺動自在に支持されており、スイングアーム１１１は、その揺動支軸１１６（ピボット軸）から後方に向かって若干下方に傾斜しながら延びている。図の例では、スイングアーム１１１は後側が二股に分かれていて、その間に回転自在に後輪１０３を支持している。一方、スイングアーム１１１の前側には下方への膨張部が形成され、ここにおいてサスペンションユニット１１２の下端部を支持している。サスペンションユニット１１２の上端部はメインフレーム１０８の後端の延出部１０８ａに支持されており、スイングアーム１１１の上下の揺動に伴いサスペンションユニット１１２が伸縮するようになっている。

　なお図では仮想線で示すようにスイングアーム１１１の上方には騎乗用のシート１１３が配設され、その左右両側縁に沿うように、シート後部に騎乗した乗員の把持するタンデムグリップ１１３ａが設けられている。これらは、メインフレーム１０８に接続された図示しないリヤフレームによって支持されている。また、シート前方にはダミータンク１１４が設けられ、運転者が両膝の間に挟み込めるようになっている。さらに、パワープラント１４０の下方には樹脂製のアンダーガード１１５が配設されている。

　そしてエンジン駆動（内燃機関駆動）の自動二輪車であれば、エンジン、トランスミッション、スロットル装置等が配置される前輪１０２及び後輪１０３の間のスペースに、走行用モータ１２０や変速装置１３０（図１２参照）を備えたパワープラント４０と、走行用モータ１２０へ電力を供給するためのバッテリ１５０（蓄電装置）及び電力制御ユニット１６０とが配設されている。走行用モータ１２０はモータ動作及び発電動作の可能なモータ・ジェネレータであり、電力制御ユニット１６０を介してバッテリ１５０から供給される電力により後輪１０３をモータ駆動する。一方、電動自動二輪車の回生制御時には、走行用モータ１２０は発電機として動作し、発生した交流電流は電力制御ユニット１６０のインバータにより直流に変換されて、バッテリ１５０を充電する。このような走行用モータ１２０の動作に係る制御やバッテリ１５０の充電制御は、従来公知の如く主にアクセルグリップの操作や自動二輪車１０１の走行状態に応じて行われる。

　図の例ではパワープラント１４０が前後輪１０２，１０３のほぼ中央に位置し、その上方から前方にかけて４つのバッテリ１５０が搭載されている。一例として４つのバッテリ１５０は、メインフレーム１０８を中心にその左右に振り分けて２個ずつ配置されており、そのうちの下側のバッテリ１５０、すなわち４つのバッテリ１５０のうちのパワープラント１４０に近い方の２つは、それぞれ下端部がパワープラント１４０の出力シャフト１３４（出力軸：図１１には破線で示す）よりも前方に位置し、該パワープラン１４０の上方に近接している。

　図１２にはパワープラント１４０の内部の構造を示す。この例ではパワープラント１４０のケースは、側面視で概略楕円形状の有底筒体からなり、その底部を左側に向けて配置されたアウターケース１４１と、反対の右側の開口を閉じるように重ね合わされて締結されるキャップ１４２とからなる。図１１に示すように、アウターケース１４１に下部には下方に向かって膨出する下窄まり形状のオイルパン１４３が設けられており、その内部にはオイルポンプ１４６が収納されている（図１３参照）。

　走行用モータ１２０は、アウターケース１４１に固定されたステータ１２１と、該ステータ１２１に対して回転するロータ１２２とを備えている。この例では、走行用モータ１２０は、ロータ１２２の鉄心の内部に永久磁石が埋め込まれた、いわゆるＩＭＰモータからなる。ステータ１２１は、詳しくは図示しないが電磁鋼鈑からなる鉄心（ステータコア）に複数の電磁コイルを巻き付けてなる一般的な構造であり、ロータ１２２の外周を取り囲むように配置され、外周をアウターケース１４１に固定されている。

　一方、ロータ１２２には鋼製のモータシャフト１２３（モータ軸）が貫通し、その長手方向の両端部がそれぞれボールベアリング１２４によってアウターケース１４１に支持されている。左側のボールベアリング１２４は、アウターケース１４１の底部の円形の凹部１４１ａに嵌入される一方、右側のボールベアリング１２４は、アウターケース１４１に締結された別体の隔壁部１４４に配設されている。モータシャフト１２３は隔壁部１４４を貫通して右側に突出しており、その先端部に出力ギヤ１２５が配設されている。

　走行用モータ１２０の後側には、変速装置１３０の入力軸であるクラッチシャフト１３１が配設され、その右側に配設された多板クラッチ１３２によって走行用モータ１２０からの回転出力が、入力、遮断のいずれかに切り換えられるようになっている。すなわち、クラッチシャフト１３１の右端寄りには回転自在にクラッチギヤ１３３が外嵌されており、このクラッチギヤ１３３が多板クラッチ１３２によってクラッチシャフト１３１と接続されると、クラッチシャフト１３１がモータシャフト１２３と連動して回転するようになっている。

　また、クラッチシャフト１３１と平行に変速装置１３０の出力シャフト１３４（出力軸）が配設され、歯車列１３５を介して変速自在に接続されている。この歯車列において接続される歯車の組合せが変わることによって、入出力回転の変速比すなわち変速装置１３０の変速段が変更される。こうして変速された回転を出力する出力シャフト１３４の左端にはスプロケット１３６が設けられており、後輪１０３のスプロケットとの間にチェーン１３７（無端電動部材：仮想線で示す）が巻き掛けられている。

　上記第２の実施の形態のギヤ式変速装置は、４段変速であり、出力シャフト（出力軸）１３４上には４枚の歯車からなる歯車列１３５が配置されると共に、２枚のスライダリング１５０が配置されており、前記第１の実施の形態と同様な特徴を有している。なお、図１２では、シフトカムドラム及びシフトフォークは省略してある。

　第２の実施の形態のように、エンジン（内燃機関）の代わりに電動モータを備えた電動自動二輪車とすると、変速装置が車幅方向に大形化するのを防ぎ、コンパクトにすることができる。

［その他の実施の形態］
（１）図９はスライダリング５１（及び５２，５３）の変形例であり、軸方向の端面に形成された張出面５１ａの径方向の外方端の位置が、係合孔５４の径方向の幅の中間位置に設定されている。

（２）図１０はスライダリング５１（及び５２，５３）の別の変形例であり、径方向の内周面に形成される摺動溝７８は、その溝底７８ａが係合孔５４の内方端縁５４ａよりも径方向の内方に位置するように形成され、かつ、周方向に間隔をおいて１０本乃至１２本程度形成されている。

（３）図２に示す実施の形態では、シフトカムドラム７５及びシフトフォーク８１，８２，８３を出力軸６及び入力軸５の下方に配置しているが、シフトカムドラム７５及びシフトフォーク８１，８２，８３を出力軸６及び入力軸５の上方に配置することもできる。この場合は、シフトカムドラム７５及びシフトフォーク８１，８２，８３で使用された潤滑油が、自動的に下方の出力軸６及び入力軸５の潤滑油にも利用される。

（４）図１及び図２に示す実施の形態では、出力軸６に総てのスライダリング５１，５２，５３を設けているが、入力軸５に総てのスライダリング５１，５２，５３を設けることも可能である。

（５）本発明は、変速段位が４速、５速あるいは７速以上の変速機にも適用可能である。

（６）図２に示す出力側の変速ギヤ及びスライダリング５１，５２，５３は、出力軸６に固着された中間筒軸８０に設けられているが、出力軸６に直接設けることも可能である。

（７）本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

　３　クランク軸
　５　入力軸
　６　出力軸
　２１　クランクギヤ
　２８　クラッチギヤ
　３５　多板式摩擦クラッチ
　４１，４２，４３，４４、４５，４６　入力側第１速乃至第６速ギヤ（変速ギヤ）
　５１，５２，５３　第１，第２及び第３のスライダリング
　５１ａ，５２ａ、５３ａ　張出面
　５４　係合孔
　５４ａ　内方端
　５４ｂ　外方端
　５６　係合突起
　６１，６２，６３，６４、６５，６６　出力側第１速乃至第６速ギヤ（変速ギヤ）
　７１，７２，７３　カム溝
　７５　シフトカムドラム
　７８　摺動溝
　７８ａ　溝底（外方端）
　８１，８２，８３　シフトフォーク
　１２０　走行用モータ（電動モータ）
　１３０　ギヤ式変速装置
　１３１　（クラッチシャフト）入力軸

Claims (11)

1. 　入力軸と、該入力軸と平行配置された出力軸と、前記入力軸に設けられた複数の入力側変速ギヤと、前記入力側変速ギヤにそれぞれ噛み合うと共に前記出力軸に設けられた複数の出力側変速ギヤと、を備え、前記入力軸と前記出力軸との間の前記入力側変速ギヤ及び前記出力側変速ギヤを介しての動力伝達経路を選択することにより、変速する自動二輪車用変速装置において、
   　前記入力軸及び前記出力軸のうち、一方の軸には、該一方の軸に設けられる前記複数の変速ギヤが軸方向及び軸回りに固定され、他方の軸には、該他方の軸に設けられる前記複数の変速ギヤが、軸方向に固定されると共に軸回り回転自在に嵌合し、
   　前記他方の軸には、複数のドグ結合用のスライダリングが、軸回りに固定されると共に軸方向に摺動自在に設けられ、
   　前記スライダリングには係合孔が形成され、前記他方の軸に設けられた前記変速ギヤには、前記スライダリングの軸方向の移動により前記係合孔に係合可能な係合突起が形成されている、ことを特徴とする自動二輪車用変速装置。
2. 　請求項１に記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記複数の出力側変速ギヤ及び複数の入力側変速ギヤは、それぞれ、軸方向の一方端側から他方端側へ行くに従い、順次変速段位が高くなるように配設されている、自動二輪車用変速装置。
3. 　請求項１又は２に記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記スライダリングの内周面には、軸方向に延びる複数の摺動溝が形成され、
   　前記他方の軸又は該他方の軸に軸回り及び軸方向に固定された筒部材には、前記スライダリングの摺動溝に係合する摺動用突起が形成され、
   　前記摺動溝は、前記係合孔に対し、周方向にずれた位置に配置されると共に、摺動溝の径方向の外方端が、前記係合孔の径方向の内方端よりも、径方向の外方に突出している、自動二輪車用変速装置。
4. 　請求項１乃至３のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
   　少なくとも最低速段位用の前記スライダリングの前記係合孔の周方向の長さが、最高速段位用の前記スライダリングの前記係合孔の周方向の長さよりも、短く形成されている、自動二輪車用変速装置。
5. 　請求項１乃至４のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記スライダリングの軸方向端面には、前記係合孔の径方向の内方端縁近傍から径方向の外方端縁近傍に亘る範囲に、軸方向に段状に張り出すストッパー用の張出面を形成してある、自動二輪車用変速装置。
6. 　請求項１乃至５のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記スライダリングの表面には、窒化処理層が形成されている、自動二輪車用変速装置。
7. 　請求項１乃至６のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記スライダリングは、シフタ部材を介して軸方向に移動されるようにシフトカムドラムに連結されており、
   　前記シフトカムドラムは、前記他方の軸から落下する潤滑油が前記シフトカムドラムに供給されるように、前記他方の軸の下方に配置されている、自動二輪車用変速装置。
8. 　請求項１乃至６のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記スライダリングは、シフタ部材を介して軸方向に移動されるようにシフトカムドラムに連結されており、
   　前記シフトカムドラムは、該シフトカムドラムから落下する潤滑油が前記他方の軸の変速ギヤに供給されるように、前記他方の軸の上方に配置されている、自動二輪車用変速装置。
9. 　請求項１乃至８のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
   　前記総てのスライダリングが配置される他方の軸は、前記出力軸である、自動二輪車用変速装置。
10. 　請求項７乃至９のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
    　前記シフタ部材を３個備え、該３個の前記シフタ部材は同形状に形成されている、自動二輪車用変速装置。
11. 　請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の自動二輪車用変速装置において、
    　電動モータを備え、該電動モータからの動力が前記入力軸に入力される電動の自動二輪車用変速装置。

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