(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力が入力されるカウンタシャフトと、前記カウンタシャフトから受けた駆動力を出力するドライブシャフトとを備えた多段式変速装置であって、
前記カウンタシャフトに設けられた複数のドライブギヤと、
前記カウンタシャフトと前記各ドライブギヤとを機械的に接続する、接続しないを切り替える複数のカウンタシャフト側伝達部材と、
前記ドライブシャフトと相互に独立して回転可能であり、前記複数のドライブギヤにそれぞれ噛み合う複数のドリブンギヤと、
前記ドライブシャフトと前記各ドリブンギヤとを機械的に接続する、接続しないを切り替える複数のドライブシャフト側伝達部材と、
前記カウンタシャフトと、全ての前記ドライブギヤとの間に配設され、前記カウンタシャフトの回転が前記ドライブギヤの回転よりも速いときに、前記カウンタシャフトの回転を前記ドライブギヤに伝達するワンウェイクラッチと、
前記カウンタシャフトと、全ての前記カウンタシャフト側伝達部材との間に配設され、前記カウンタシャフト側伝達部材の回転が前記カウンタシャフトの回転よりも速いときに、前記カウンタシャフト側伝達部材の回転を前記カウンタシャフトに伝達するワンウェイクラッチとを備えたことを特徴とする多段式変速装置。
【請求項２】
減速比の大きい変速段から減速比の小さい変速段にシフトアップするときに、前記ドライブシャフト側伝達部材が、前記ドライブシャフトと減速比の大きいドリブンギヤとを接続したまま、前記ドライブシャフトと減速比の小さいドリブンギヤとを接続する状態を経由することを特徴とする請求項１に記載の多段式変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車等の車両に用いられる多段式変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等の車両に搭載されるエンジンには多段式変速装置が装備されている。多段式変速装置は、クランクシャフトからの駆動力がクラッチ機構を介して入力されるカウンタシャフトと、カウンタシャフトから受けた駆動力を出力するドライブシャフトとを備え、両シャフトに歯数の異なる複数のギヤを設けて、これらギヤの組み合わせを変えることによって変速を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４３０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の技術として、例えば特許文献１には、互いに平行な歯車軸にそれぞれ複数の駆動歯車と被動歯車が変速段毎に常時噛み合い状態で軸支された多段変速機が開示されている。特許文献１には、シフトアップする際に、被動変速歯車ｎが揺動爪部材Ｒに係合している状態で、減速比が１段小さい被動変速歯車ｎが揺動爪部材Ｒに係合してシフトアップがなされるので、係合解除に力を要せず滑らかに作動して変速用のクラッチを必要とせず、かつシフトアップ時の切換え時間に全くロスがなく、駆動力の抜けがないとともに変速ショックも小さく、滑らかなシフトアップを行うことができる構成が開示されている。
しかしながら、特許文献１では、カウンタ歯車軸の内部構造が複雑になってしまい、重量が重く、コンパクトに構成できないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、シャフトの内部構造が複雑になることなく、スムーズな加速が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の多段式変速装置は、駆動力が入力されるカウンタシャフトと、前記カウンタシャフトから受けた駆動力を出力するドライブシャフトとを備えた多段式変速装置であって、前記カウンタシャフトに設けられた複数のドライブギヤと、前記カウンタシャフトと前記各ドライブギヤとを機械的に接続する、接続しないを切り替える複数のカウンタシャフト側伝達部材と、前記ドライブシャフトと相互に独立して回転可能であり、前記複数のドライブギヤにそれぞれ噛み合う複数のドリブンギヤと、前記ドライブシャフトと前記各ドリブンギヤとを機械的に接続する、接続しないを切り替える複数のドライブシャフト側伝達部材と、前記カウンタシャフトと、全ての前記ドライブギヤとの間に配設され、前記カウンタシャフトの回転が前記ドライブギヤの回転よりも速いときに、前記カウンタシャフトの回転を前記ドライブギヤに伝達するワンウェイクラッチと、前記カウンタシャフトと、全ての前記カウンタシャフト側伝達部材との間に配設され、前記カウンタシャフト側伝達部材の回転が前記カウンタシャフトの回転よりも速いときに、前記カウンタシャフト側伝達部材の回転を前記カウンタシャフトに伝達するワンウェイクラッチとを備えたことを特徴とする。
また、本発明の多段式変速装置の他の特徴とするところは、減速比の大きい変速段から減速比の小さい変速段にシフトアップするときに、前記ドライブシャフト側伝達部材が、前記ドライブシャフトと減速比の大きいドリブンギヤとを接続したまま、前記ドライブシャフトと減速比の小さいドリブンギヤとを接続する状態を経由する点にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シャフトの内部構造が複雑になることなく、シンプルな構造で、シームレスシフトアップを実現してスムーズな加速が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用した多段式変速装置が搭載された自動二輪車のエンジンユニットのクランクケースの右側面図である。
【図２】実施形態に係る多段式変速装置の要部のニュートラルの状態を示す図である。
【図３】実施形態に係る多段式変速装置の要部の１速の状態を示す図である。
【図４Ａ】実施形態に係る多段式変速装置の要部の１速から２速へのシフトアップの途中状態を示す図である。
【図４Ｂ】実施形態に係る多段式変速装置の要部の１速から２速へのシフトアップの途中状態を示す図である。
【図４Ｃ】実施形態に係る多段式変速装置の要部の１速から２速へのシフトアップの途中状態を示す図である。
【図４Ｄ】実施形態に係る多段式変速装置の要部の２速の状態を示す図である。
【図５】１速から２速にシフトアップするときのドッグリングの状態遷移の例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１に、本発明を適用した多段式変速装置が搭載される自動二輪車のエンジンユニットのクランクケース１の右側面図を示す。クランクケース１の内部前方（図１の右側）にはクランク室２が、後方（図１の左側）にはミッション室３がそれぞれ形成される。クランク室２内には車幅方向に延びるクランクシャフト４が設けられる。また、ミッション室３内には多段式変速装置５が設けられる。多段式変速装置５は、クランクシャフト４からの駆動力がクラッチ機構を介して入力されるカウンタシャフト６と、カウンタシャフト６から受けた駆動力を不図示の駆動輪に出力するドライブシャフト７とを備える。カウンタシャフト６及びドライブシャフト７は、クランクシャフト４と平行に配置される。
【００１０】
クランクシャフト４の右端部には、プライマリードライブギヤ８が回転一体に設けられる。また、カウンタシャフト６の右端部には、プライマリードライブギヤ８に噛み合うプライマリードリブンギヤ９が回転自在に設けられる。クランクシャフト４の駆動力は、プライマリードライブギヤ８を経由してプライマリードリブンギヤ９からクラッチ機構に伝達され、クラッチ機構を介してカウンタシャフト６に入力される。
【００１１】
クランクケース１内において、図２に示すように、カウンタシャフト６は、左右のベアリング１０、１１により軸支される。また、ドライブシャフト７は、左右のベアリング１２、１３により軸支される。ドライブシャフト７の左端部はミッション室３外に突出し、ドライブスプロケット１４が設けられる。ドライブスプロケット１４は、ドライブチェーン１５を介して不図示の駆動輪に設けられたドリブンスプロケットに連結されており、このチェーン駆動でエンジン駆動力を駆動輪に伝達する。
【００１２】
図２に示すように、カウンタシャフト６には、複数のドライブギヤがその軸方向に沿って配設される。この例では、右側から順に、１速ドライブギヤ１６ａ、４速ドライブギヤ１６ｂ、３速ドライブギヤ１６ｃ、６速ドライブギヤ１６ｄ、５速ドライブギヤ１６ｅ、及び２速ドライブギヤ１６ｆが配設される。
カウンタシャフト６と各ドライブギヤ１６ａ〜１６ｆとの間には、ワンウェイクラッチ１７ａ〜１７ｆが配設される。ワンウェイクラッチ１７ａは、カウンタシャフト６の回転がドライブギヤ１６ａの回転よりも速いときに、カウンタシャフト６の回転をドライブギヤ１６ａに伝達する。換言すれば、ドライブギヤ１６ａの回転がカウンタシャフト６の回転よりも速いときには、ドライブギヤ１６ａの回転をカウンタシャフト６に伝達しない。ワンウェイクラッチ１７ｂ〜１７ｆも同様である。なお、ワンウェイクラッチ１７ａ〜１７ｆの構造にはスプラグ式やカム式等を採用すればよい。
【００１３】
また、ドライブシャフト７には、複数のドリブンギヤがその軸方向に沿って配設される。この例では、右側から順に、１速ドライブギヤ１６ａに常時噛み合う１速ドリブンギヤ１８ａ、４速ドライブギヤ１６ｂに常時噛み合う４速ドリブンギヤ１８ｂ、３速ドライブギヤ１６ｃに常時噛み合う３速ドリブンギヤ１８ｃ、６速ドライブギヤ１６ｄに常時噛み合う６速ドリブンギヤ１８ｄ、５速ドライブギヤ１６ｅに常時噛み合う５速ドリブンギヤ１８ｅ、及び２速ドライブギヤ１６ｆに常時噛み合う２速ドリブンギヤ１８ｆが配設される。
ドライブシャフト７と各ドリブンギヤ１８ａ〜１８ｆとは、相互に独立して回転可能となっている。
【００１４】
カウンタシャフト６において、１速ドライブギヤ１６ａと４速ドライブギヤ１６ｂとの間にドッグリング１９ａが配設される。カウンタシャフト側伝達部材であるドッグリング１９ａは、カウンタシャフト６の軸方向にスライド可能であり、１速ドライブギヤ１６ａ及び４速ドライブギヤ１６ｂに選択的に係合して、カウンタシャフト６と１速ドライブギヤ１６ａ又は４速ドライブギヤ１６ｂとを機械的に接続する。同様に、３速ドライブギヤ１６ｃと６速ドライブギヤ１６ｄとの間、５速ドライブギヤ１６ｅと２速ドライブギヤ１６ｆとの間にもそれぞれドッグリング１９ｂ、１９ｃが配設される。
カウンタシャフト６と各ドッグリング１９ａ〜１９ｃとの間には、ワンウェイクラッチ２１ａ〜２１ｃが配設されている。ワンウェイクラッチ２１ａは、ドッグリング１９ａの回転がカウンタシャフト６の回転よりも速いときに、ドッグリング１９ａの回転をカウンタシャフト６に伝達する。換言すれば、カウンタシャフト６の回転がドッグリング１９ａの回転よりも速いときに、カウンタシャフト６の回転をドッグリング１９ａに伝達しない。ワンウェイクラッチ２１ｂ、２１ｃも同様である。なお、ワンウェイクラッチ２１ａ〜２１ｃの構造にはスプラグ式やカム式等を採用すればよい。
【００１５】
また、ドライブシャフト７において、１速ドリブンギヤ１８ａと４速ドリブンギヤ１８ｂとの間にドッグリング２０ａが配設される。ドライブシャフト側伝達部材であるドッグリング２０ａは、ドライブシャフト７の軸方向にスライド可能であり、１速ドリブンギヤ１８ａ及び４速ドリブンギヤ１８ｂに選択的に係合して、ドライブシャフト７と１速ドリブンギヤ１８ａ又は４速ドリブンギヤ１８ｂとを機械的に接続する。同様に、３速ドリブンギヤ１８ｃと６速ドリブンギヤ１８ｄとの間、５速ドリブンギヤ１８ｅと２速ドリブンギヤ１８ｆとの間にもそれぞれドッグリング２０ｂ、２０ｃが配設される。
【００１６】
図１に示すように、シフト装置２２は、公知のように、例えばドライバのシフトペダルアームの足操作に応じて、シフトカム２３によって動かされるシフトフォーク２４を備える。シフトカム２３は、所定の角度で段階的に回動することにより、シフトフォーク２４を介してドッグリング１９ａ〜１９ｃ、２０ａ〜２０ｃを軸方向にスライドさせて、６種類のドライブギヤ１６ａ〜１６ｆ及びドリブンギヤ１８ａ〜１８ｆの組み合わせを選択する。
図２は、ニュートラルの状態を示す。ニュートラルの状態では、ドッグリング１９ａ〜１９ｃがドライブギヤ１６ａ〜１６ｆのいずれにも係合しておらず、また、ドッグリング２０ａ〜２０ｃがいずれのドリブンギヤ１８ａ〜１８ｆのいずれにも係合していない。
多段式変速装置５では、ドライバ又は制御装置の操作によって、シフトポジションがニュートラル→１速→２速→３速→４速→５速→６速へと連続して移動する、いわゆるシーケンシャルシフトとなっている。
【００１７】
以下では、１速から２速にシフトアップするときの多段式変速装置５の動作について説明する。
図３は、１速の状態を示す。１速の状態では、ドッグリング１９ａが１速ドライブギヤ１６ａに係合し、また、ドッグリング２０ａが１速ドリブンギヤ１８ａに係合する。
この状態において、加速時には、カウンタシャフト６の回転が、ワンウェイクラッチ１７ａ→１速ドライブギヤ１６ａ→１速ドリブンギヤ１８ａ→ドッグリング２０ａを介してドライブシャフト７に伝達される。
減速時には、ドライブシャフト７の回転が、ドッグリング２０ａ→１速ドリブンギヤ１８ａ→１速ドライブギヤ１６ａ→ドッグリング１９ａ→ワンウェイクラッチ２１ａを介してカウンタシャフト６に伝達される。これにより、減速時の駆動輪からの逆トルクがドライブシャフト７からカウンタシャフト６に伝達され、いわゆるエンジンブレーキが働く。
【００１８】
図４Ａ〜図４Ｄには、１速から２速にシフトアップするときの状態を示す。
まず、図４Ａに示すように、ドッグリング１９ａがスライドして１速ドライブギヤ１６ａから離間し、接続を解除する。
この状態において、カウンタシャフト６の回転は、ワンウェイクラッチ１７ａ→１速ドライブギヤ１６ａ→１速ドリブンギヤ１８ａ→ドッグリング２０ａを介してドライブシャフト７に伝達される。
減速時には、ドライブシャフト７の回転は、ドッグリング２０ａ→１速ドリブンギヤ１８ａ→１速ドライブギヤ１６ａへと伝達されるが、ドッグリング１９ａが１速ドライブギヤ１６ａから離間し、かつ、ワンウェイクラッチ１７ａにより１速ドライブギヤ１６ａからカウンタシャフト６の方向に回転は伝達されないので、カウンタシャフト６に対して１速ドライブギヤ１６ａが空転する。
【００１９】
次に、図４Ｂに示すように、ドッグリング２０ｃがスライドして２速ドリブンギヤ１８ｆに係合する。
この状態において、カウンタシャフト６の回転は、ワンウェイクラッチ１７ｆ→２速ドライブギヤ１６ｆ→２速ドリブンギヤ１８ｆ→ドッグリング２０ｃを介してドライブシャフト７に伝達される。このとき、ドッグリング２０ａが１速ドリブンギヤ１８ａに係合したままであるので、１速ドリブンギヤ１８ａ及び２速ドリブンギヤ１８ｆがドライブシャフト７と同じ回転となる。すなわち、１速ドライブギヤ１６ａ及び２速ドライブギヤ１６ｆがカウンタシャフト６と同じ回転であったのが、１速ドライブギヤ１６ａが１速ドリブンギヤ１８ａから回されることになり、カウンタシャフト６の回転よりも速く回転し、カウンタシャフト６に対して１速ドライブギヤ１６ａが空転する。
減速時には、ドライブシャフト７の回転は、ドッグリング２０ａ→１速ドリブンギヤ１８ａ→１速ドライブギヤ１６ａへと伝達されるが、ドッグリング１９ａが１速ドライブギヤ１６ａから離間し、かつ、ワンウェイクラッチ１７ａにより１速ドライブギヤ１６ａからカウンタシャフト６の方向に回転は伝達されないので、カウンタシャフト６に対して１速ドライブギヤ１６ａが空転する。同様に、ドライブシャフト７の回転は、ドッグリング２０ｃ→２速ドリブンギヤ１８ｆ→２速ドライブギヤ１６ｆへと伝達されるが、ドッグリング１９ｃが２速ドライブギヤ１６ｆから離間し、かつ、ワンウェイクラッチ１７ｆにより２速ドライブギヤ１６ｆからカウンタシャフト６の方向に回転は伝達されないので、カウンタシャフト６に対して２速ドライブギヤ１６ｆが空転する。
【００２０】
次に、図４Ｃに示すように、ドッグリング２０ａがスライドして１速ドリブンギヤ１８ａから離間し、接続を解除する。
【００２１】
次に、図４Ｄに示すように、ドッグリング１９ｃがスライドして２速ドライブギヤ１６ｆに係合して、２速へのシフトアップが完了する。２速の状態では、ドッグリング１９ｃが２速ドライブギヤ１６ｆに係合し、また、ドッグリング２０ｃが２速ドリブンギヤ１８ｆに係合する。
この状態において、加速時には、カウンタシャフト６の回転が、ワンウェイクラッチ１７ｆ→２速ドライブギヤ１６ｆ→２速ドリブンギヤ１８ｆ→ドッグリング２０ｃを介してドライブシャフト７に伝達される。
減速時には、ドライブシャフト７の回転が、ドッグリング２０ｃ→１速ドリブンギヤ１８ｆ→１速ドライブギヤ１６ｆ→ドッグリング１９ｃ→ワンウェイクラッチ２１ｃを介してカウンタシャフト６に伝達される。これにより、減速時の駆動輪からの逆トルクがドライブシャフト７からカウンタシャフト６に伝達され、いわゆるエンジンブレーキが働く。
【００２２】
図５は、１速から２速にシフトアップするときのドッグリング１９ａ、１９ｃ、２０ａ、２０ｃの状態遷移の例を示すタイミングチャートである。縦軸がドッグリング１９ａ、１９ｃ、２０ａ、２０ｃの係合／離間状態を示し、横軸が時間軸となる。Ｙ0はギヤからの離間を完了した状態、Ｙ2はギヤへの係合を完了した状態である。ドッグリングとギヤとの間には軸方向に隙間があり、ドッグリングがスライドを開始してからギヤに係合或いは離間するまで時間がかかり、Ｙ1を境に係合／離間する状態となる。
【００２３】
図５に示すように、まずドッグリング１９ａがスライドして１速ドライブギヤ１６ａから離間し、接続を解除する（図４Ａを参照）。
ドッグリング１９ａが１速ドライブギヤ１６ａから離間すると、ドッグリング２０ｃがスライドを開始し、２速ドリブンギヤ１８ｆに係合する（図４Ｂを参照）。本例では、ドッグリング１９ａが１速ドライブギヤ１６ａからの離間を完了するタイミングＴ1よりも前のタイミングＴ2で、ドッグリング２０ｃがスライドを開始するようにしている。
【００２４】
ドッグリング２０ｃが２速ドリブンギヤ１８ｆへの係合を完了すると同時に（タイミングＴ3）、ドッグリング２０ａがスライドを開始し、１速ドリブンギヤ１８ａから離間する（図４Ｃを参照）。
ドッグリング２０ａが１速ドリブンギヤ１８ａから離間すると、ドッグリング１９ｃがスライドを開始し、２速ドライブギヤ１６ｆに係合する（図４Ｄを参照）。本例では、ドッグリング２０ａが１速ドリブンギヤ１８ａからの離間を完了するタイミングＴ4で、ドッグリング１９ｃがスライドを開始するようにしたが、タイミングＴ4よりも前のタイミングで、ドッグリング１９ｃのスライドが開始するようにしてもよい。
【００２５】
なお、図５の状態遷移は一例であり、これに限定されるものではない。例えばドッグリング２０ａが離間方向にスライドを開始するタイミングを、タイミングＴ3ではなく、それより早めることも可能である。これに伴って、ドッグリング１９ｃが係合方向にスライドを開始するタイミングも早めることができ、シフトアップにかかる時間を短縮させることができる。
【００２６】
ここでは、減速比の大きい変速段（以下、下段と呼ぶ）から減速比の小さい変速段（以下、上段と呼ぶ）にシフトアップする例として、１速から２速へのシフトアップを説明したが、２速から３速、３速から４速、４速から５速、５速から６速へのシフトアップも同様である。
【００２７】
以上のように、カウンタシャフト６とドライブギヤ１６ａ〜１６ｆとの間にワンウェイクラッチ１７ａ〜１７ｆを配設したので、下段から上段（例えば１速から２速）にシフトアップするときに、ドッグリング２０ａが１速ドリブンギヤ１８ａに係合したまま、ドッグリング２０ｃが２速ドリブンギヤ１８ｆに係合した状態で、ドライブギヤからの入力は下段→上段（１速→２速）からのみの伝達に移行する。したがって、「１速ドリブンギヤのドッグを抜いてから、２速に入れる」という構造に対して、その作動時間分の駆動力の断絶をなくすことができる。これにより、カウンタシャフト６やドライブシャフト７の内部構造が複雑になることなく、シンプルな構造で、クラッチ操作を省略するシームレスシフトアップを実現してスムーズな加速が得られる。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
５：多段式変速装置、６：カウンタシャフト、７：ドライブシャフト、１６ａ〜１６ｆ：ドライブギヤ、１７ａ〜１７ｆ：ワンウェイクラッチ、１８ａ〜１８ｆ:ドリブンギヤ、１９ａ〜１９ｃ：ドッグリング、２０ａ〜２０ｃ：ドッグリング、２１ａ〜２１ｃ：ワンウェイクラッチ
【図１】
0006528468.tif 000002
【図２】
0006528468.tif 000003
【図３】
0006528468.tif 000004
【図４Ａ】
0006528468.tif 000005
【図４Ｂ】
0006528468.tif 000006
【図４Ｃ】
0006528468.tif 000007
【図４Ｄ】
0006528468.tif 000008
【図５】
0006528468.tif 000009