JP4583541B2

JP4583541B2 - 車両

Info

Publication number: JP4583541B2
Application number: JP2000065371A
Authority: JP
Inventors: 剛史稲垣; 俊夫島田; 良昭堀; 隆七戸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: US20010023788A1; CN1329219C; EP1132249A3; CN1320528A; EP1132249A2; EP1132249B1; CA2340208A1; JP2001253380A; CA2340208C; US6712172B2; TW565514B; DE60114907D1; DE60114907T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鞍乗り型四輪（三輪）バギー車などの不整地走行用車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
泥濘、湿地、砂地、雪面或いは砂利面などの摩擦係数（μ）が小さなを土地を走行するには接地面圧（タイヤ１本当りの荷重／接地面積）（kg／cm²）が重要な要素となる。
【０００３】
即ち、一般的な乗用車の接地面圧は１．８〜２．３kg／cm²であり、斯かる乗用車で摩擦係数（μ）が小さな柔らかい路面を走行すると、タイヤの沈下量が大きくなり、また砂利道のように小さな突起がある路面では路面グリップ力が低下し、走行性が悪くなる。
【０００４】
そこで、上記したような不整地走行を可能とするために、接地面圧の小さな低圧バルーンタイヤを装着した車両が提案されている。この低圧バルーンタイヤの接地面圧は、乗用車の１／５程度、即ち、０．５０kg／cm²以下である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１は低圧バルーンタイヤを装着した不整地走行用車両の、トルク伝達時間（横軸）とドライブシャフトへ伝達されるトルク（縦軸）との関係を示すグラフであり、線分ｂが手動変速（ＭＴ）を採用した従来の不整地走行用車両を示す。
このグラフから、接地面圧の小さな低圧バルーンタイヤを装着しても、手動変速（ＭＴ）のままでは、ニュートラル位置からロー位置に切換える際のトルク変動が大きく、しばしばタイヤのスリップ限界を超えてしまうことがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、エンジンのクランク軸を車体前後方向に平行に配置し、前記クランク軸の前端かつ前記クランク軸から多段変速機の入力軸に至る動力伝達経路にトルクコンバータを設け、前記動力伝達経路にトルクコンバータと直列関係となるようにクラッチを設け、前記クラッチは、前記トルクコンバータと前記クランク軸を収容するクランクケースとの間に配置されるとともに車体の前後方向において前記トルクコンバータと重なって配置され、更に車体の前後方向から見て前記トルクコンバータと前記クラッチの中心はラップしないように配置され、前記クランクケースの前方はフロントカバーに覆われ、このフロントカバー内に前記トルクコンバータが配設されるとともに、前記フロントカバーと前記多段変速機の入力軸との間に前記クラッチに油を供給する油路が、配管を前記フロントカバーと前記クラッチの中心に架け渡して構成され、前記配管は前記トルクコンバータの外周近傍に配置される。
【０００７】
トルクコンバータを介した伝達トルク（Ｔ）は、トルク容量を（τ）、エンジン回転数を（Ｎ）とすると、Ｔ＝τ・（Ｎ／1000）²で表され、トルク容量・回転数の変化に応じて滑らかに変化し、図１の線分ａに示すようにドライブシャフトに伝達されるトルクがタイヤのスリップ限界を超えにくくなる。
【０００８】
また、前記多段変速機の出力軸に駆動されるドライブシャフトを、平面視において前記トルクコンバータに隣接して、車体中心線に対してクランク軸と反対側に配置することができる。更に、低圧バルーンタイヤを装着した不整地走行車両とすれば、低圧バルーンタイヤとしては接地面圧が０．５０kg／cm²以下のものが想定される。
【０００９】
トルクコンバータは滑り機能を有するとは言え、エンジンからの動力が入力されると多少なりともトルク伝達を行うので、変速機をニュートラル位置からロー位置に切換える発進時には、エンジンがアイドリング状態にあっても駆動輪に多少ではあるが動力が伝達してしまうクリープ現象が発生する。また、変速機の切換摺動部には常に伝達トルクに起因する摩擦が作用するため、変速機の切換え抵抗が大きくなる。
【００１０】
しかしながら、トルクコンバータと直列関係となるようにクラッチを設けることで、エンジンのアイドリング時には、変速機のロー位置でも、クラッチをオフにすることで、トルクコンバータの存在に関わりなく、クラッチの下流側への動力伝達が遮断され、クリープ現象を防ぐことができ、また変速操作時には、最初にクラッチをオフ状態にすることで、トルクコンバータの存在に関わりなく、変速機を無負荷状態にして、トルクショックを伴うことなく変速を軽快に行うことが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る不整地走行用車両の全体側面図、図３は同不整地走行用車両の全体平面図、図４は同不整地走行用車両に搭載されるパワーユニットの断面図、図５は図３のトルクコンバータを中心とした部分の要部拡大図、図６は図３の多段変速機構を中心とした部分の要部拡大図、図７は図４に示したパワーユニットの油圧制御回路図である。
【００１２】
図に示した不整地走行用車両は鞍乗型の四輪バギー車であり、この四輪バギー車はパイプを溶接してなる車体フレーム１の前部に左右一対の操向輪兼駆動輪である前輪２が懸架され、車体フレーム１の後部に左右一対の駆動輪である後輪３が懸架され、これら前輪２及び後輪３は接地面圧が０．５０kg／cm²以下で、本実施形態においては０．２５kg／cm²以下の低圧バルーンタイヤを用いている。
【００１３】
車体フレーム１の前端には前輪を操向するハンドル４が設けられ、また、車体フレーム１の前後方向中間部には燃料タンク５が配設され、この燃料タンク５よりも後方側で車体フレーム１の上部には跨座式のシート６が配設され、このシート６及び前記燃料タンク５の下方には、エンジンＥ、トルクコンバータＴおよび変速機構Ｍを含むパワーユニットＰが搭載されている。
【００１４】
エンジンＥのシリンダブロック７の上部のシリンダヘッド１３の前面側の排気ポートには排気管８の一端部が接続され、この排気管８の他端はパワーユニットＰの側方を通って車体後側部に設けたマフラー９に接続される。
【００１５】
次に、パワーユニットＰの構造について説明する。
先ず、エンジンＥのクランクケース１０には前記シリンダブロック７が上下方向に設けられ、このシリンダブロック７内側にはスリーブ１１を介してピストン１２が摺動自在に嵌装され、シリンダブロック７上部のシリンダヘッド１３にはエアクリーナ（図示せず）及び気化器１４が接続されている。
【００１６】
前記クランクケース１０内にはクランク軸１６がボールベアリング１７，１７を介して回転自在に支承され、このクランク軸１６と前記ピストン１２とがコネクティングロッド１８を介して連結している。
【００１７】
前記クランク軸１６は車体前後方向に平行に配置され、このクランク軸１６のクランクケース１０から前方（図４において左方）に突出した部分はエンジンフロントカバー１９内に収められるとともに前端部がボールベアリング２０にて回転自在に支持され、クランクケース１０から後方（図４において右方）に突出した部分はエンジンリヤカバー２１内に収められる。
【００１８】
エンジンリヤカバー２１内に臨むクランク軸１６には発電機２２のロータ２３が取り付けられ、このロータ２３の内側に配置されるステータ２４はエンジンリヤカバー２１に固着される。更に発電機２２を挟んでクランク軸１６の後端側には取手部をパワーユニットＰ後方部に突出したリコイルスタータ２５が取り付けられ、発電機２２とクランクケース１０との間には始動モータと噛み合う始動歯車１５が配置されている。
【００１９】
また、前記フロントカバー１９内にトルクコンバータＴが配設されている。トルクコンバータＴはポンプインペラ３０、タービンランナ３１及びステータインペラ３２からなり、内部には油が充填され、動力を伝達することになる。
本実施例においては、車体前後方向にクランク軸１６の長手方向を合せて配設すると共にクランク軸１６前端にトルクコンバータＴを設けたため、走行風がトルクコンバータＴ側のエンジンＥに当りトルクコンバータＴの温度を下げる効果も有している。
【００２０】
ポンプインペラ３０は前記クランク軸１６と一体的に回転し、タービンランナ３１はポンプインペラ３０と対向配置され、またクランク軸１６に対し回転自在に同軸状に配置されるタービン軸３４に固着され、このタービン軸３４と前記ポンプインペラ３０とは一方向クラッチ３３を介して連結している。そして、内部に充填した油を介してポンプインペラ３０の回転がタービンランナ３１に伝達され、プライマリーギヤ３５、クラッチ４０を介して変速機構Ｍに動力が伝達される。
【００２１】
前記ステータインペラ３２のステータ軸３６は一方向クラッチ３７を介してクランクケースに固定される支持部材３８廻りに回転可能とされ、ポンプインペラ３０の回転とタービンランナ３１の回転差が大きい時にはステータインペラ３２が回転せず、タービンランナ３１からの油の流れをスムーズに流すことで、ステータインペラ３２へのトルク反力をトルク増幅させる。一方、ポンプインペラ３０とタービンランナ３１との回転差が小さい時には、ステータインペラ３２は抵抗にならないように空転する。
【００２２】
変速機構Ｍはクランクケース１０と一体的に形成されたミッションケース５０内に収められ、クランク軸１６と平行な入力軸５１がボールベアリング５２を介してミッションケース５０に回転自在に支持され、また同じくクランク軸１６と平行な出力軸５３がボールベアリング５４を介してミッションケース５０に回転自在に支持されている。
【００２３】
そして、入力軸５１の一端（車体前方側）にはクラッチ４０を設けている。このクラッチ４０は前記トルクコンバータＴとクランクケース１０との間に配置され、車体の前後方向から見てその一部がトルクコンバータＴに重なるようにすることで、スペースの有効利用を図っている。
【００２４】
クラッチ４０は入力軸５１上に回転可能とされるクラッチセンタ４１と、このクラッチセンタ４１に緩衝ばね４２を介して連結されるとともに前記トルクコンバータＴの駆動歯車３５と噛合する被動歯車４３と、クラッチセンタ４１の外周に相対回転不能に噛合する複数枚の第１クラッチ板４４と、この複数の第１クラッチ板４４の間に重合配置される複数枚の第２クラッチ板４５と、これら第１クラッチ板４４及び第２クラッチ板４５を収納するとともに第２クラッチ板４５の外周を相対回転不能に噛合せしめて前記入力軸５１と一体に回転するクラッチアウタ４６と、このクラッチアウタ４６内に摺動自在に嵌合される油圧ピストン４７とを備える。
【００２５】
油圧ピストン４７とクラッチアウタ４６内側との間には油室４８が形成され、油圧ピストン４７の油室４８とは反対側にはスプリング４９を配置し、このスプリング４９にて油室４８が縮小する方向に油圧ピストン４７を付勢している。
【００２６】
また、前記入力軸５１には油路５６が軸方向に形成され、この油路５６と前記油室４８とが油路５７で連通し、更に油路５６にはエンジンフロントカバー１９まで架け渡された配管５８を介して油が供給される。
【００２７】
而して、配管５８、油路５６、５７を介して油室４８内に油が供給されると、スプリング４９に抗して油圧ピストン４７が移動し、第１クラッチ板４４と第２クラッチ板４５とを圧接せしめ、クラッチ４０をオンにし、トルクコンバータＴからの動力を入力軸５１に伝達する。
逆に、油室４８内の油を抜くことでピストン４７が逆方向に移動し、第１クラッチ板４４と第２クラッチ板４５とが離れ、クラッチ４０がオフになる。
【００２８】
ここで、本実施例にあっては、クラッチ４０のオン・オフはアイドリングセンサ及び変速操作センサからの信号に基づいて行うようにしている。即ち、エンジンのアイドリング状態の時及び変速操作の時にはクラッチ４０をオフにし、トルクコンバータＴからの動力を入力軸５１に伝達しないようにする。
これにより、アイドリング時のクリープ現象を無くすとともに変速操作時の抵抗を小さくすることができる。
【００２９】
前記入力軸５１には駆動歯車６１，６２，６３が該軸と一体または別体ではあるが入力軸５１と一体的に回転するように設けられ、また、前記出力軸５３には被動歯車７１，７２，７３，７４が回転自在に設けられている。そして、駆動歯車６１と被動歯車７１が噛合しており、これら駆動歯車６１と被動歯車７１で第１速歯車列を構成し、駆動歯車６２と被動歯車７３が噛合しており、これら駆動歯車６２と被動歯車７３で第２速歯車列を構成し、駆動歯車６３と被動歯車７４が噛合しており、これら駆動歯車６３と被動歯車７４で第３速歯車列を構成し、更に、入力軸５１と出力軸５３との間に図示しない中間軸が存在し、この中間軸に設けた中間歯車を介して前記駆動歯車６１と被動歯車７２が噛合しており、これら駆動歯車６１、中間歯車及び被動歯車７２で後進歯車列を構成している。
【００３０】
更に前記出力軸５３には出力軸５３と一体的に回転するとともに軸方向に移動可能なドグクラッチ７５，７６をスプライン嵌合せしめている。これらドグクラッチ７５，７６を後述するシフトフォーク９１，９２によって択一的に被動歯車７１，７３，７４，７２の何れかに係合せしめることで、第１速、第２速、第３速或いは後進歯車列が確立する。
尚、ドグクラッチ７５，７６が何れの被動歯車にも係合していない状態がニュートラル位置になる。
【００３１】
そして、出力軸５３と平行にドライブシャフト８０がミッションケース５０にボールベアリング８１，８２を介して回転自在に支持され、前記出力軸５３に設けた駆動歯車７７とドライブシャフト８０に設けた被動歯車８３とが噛合しているので、確立した歯車列に応じたギヤ比及び回転方向でドライブシャフト８０が回転せしめられ、この回転駆動力がプロペラシャフトを介して前輪２及び後輪３に伝達される。
【００３２】
尚、前輪２へのドライブシャフト８０の駆動力の伝達はプロペラシャフト及びディファレンシャルギヤ８４を介してなされ、後輪３への駆動力の伝達はスイングアーム８５内に収納したプロペラシャフト８６を介してなされる。尚、ドライブシャフトとプロペラシャフトとは等速ジョイントにて連結している。
【００３３】
ミッションケース５０には出力軸５３と平行に軸９０が設けられ、この軸９０に摺動自在にシフトフォーク９１，９２が設けられている。
図面では、線の交錯を避けるためドグクラッチ７５，７６とシフトフォーク９１，９２とを離しているが、実際にはドグクラッチ７５とシフトフォーク９１とが係合し、ドグクラッチ７６とシフトフォーク９２とが係合している。
【００３４】
前記シフトフォーク９１，９２の基端部は、軸９０と平行に配設されたシフトドラム９３のカム溝９４，９５に係合し、シフトドラム９３はシフトスピンドル９６の回転を扇状歯車９７及び被動歯車９８を介してシフトドラム９３に伝達することで行う。
【００３５】
前記シフトスピンドル９６の回転は図示しない電動モータの回転を減速歯車列を介して伝達することで行う。また、シフトドラム９３の回動量によってシフトポジションが決定されるため、シフトポジションを検知するための検知器９９をシフトドラム９３の後端に取り付けている。
【００３６】
図７は図４〜図６に示したパワーユニットＰの油圧制御回路図であり、この実施例では油をトルクコンバータＴ、クラッチ４０の作動油として使用するとともにクランク軸１６、シリンダヘッド１３及び変速機構Ｍに供給する潤滑油としても使用している。
【００３７】
オイルパン１００内の油はオイルストレーナ１０１を介してクーラポンプ１０２で吸引されオイルクーラ１０３にて冷却されて再びオイルパン１００内に戻される。
【００３８】
また、オイルパン１００内の油はオイルストレーナ１０１を介してフィードポンプ１０４で吸引されオイルフィルター１０５を介してリニアソレノイドバルブ１０７に送られ、このリニアソレノイドバルブ１０７を操作することで油がクラッチ４０の油室４８に供給され、油圧ピストン４７を図７において右方に移動せしめ、第１クラッチ板と第２クラッチ板とを圧接させてクラッチ４０をオンにする。
【００３９】
クラッチ４０がオンになることで、前記したようにトルクコンバータＴからの駆動力が変速機構Ｍに伝達される。
尚、リニアソレノイドバルブ１０７をオフにすると、クラッチへの供給油圧が下がり、クラッチがオフ状態となる。この時、クラッチバルブ１０８が作動し、クラッチへの供給オイルを速やかに排出させることで、クラッチの作動レスポンスを向上させている。
【００４０】
また、オイルフィルター１０５を通過した油の一部はシリンダヘッド１３及び変速機構（ミッション）Ｍに潤滑油として供給され、残りの油はトルクコンバータＴに作動油として供給され、さらにトルクコンバータＴを出た油はクランク軸１６に潤滑油として供給される。
そして、潤滑油或いは作動油として使用された油は再びオイルパン１００に集められる。
【００４１】
図８はパワーユニットの別実施例を示す図４と同様の断面図であり、この実施例にあっては、ドライブシャフト１２０と、ミッションケース５０の前側まで延長したフロントカバー１９にボールベアリング１２２を介して回転自在に支承される前輪用プロペラシャフト１２１とを前記実施例のように等速ジョイントで連結せずに、これらの間に動力伝達のオン・オフを行うクラッチ１２３を介設している。
【００４２】
而して、クラッチ１２３がオンの状態では、ドライブシャフト１２０を介して前輪用プロペラシャフト１２１に動力が伝達され、前後輪とも駆動輪となり、クラッチ１２３がオフの状態では、前輪用プロペラシャフト１２１への動力の伝達が遮断されるので、前輪は操向輪としての役割のみになる。
【００４３】
尚、図示例では、鞍乗型の不整地走行用車両を示したが、本発明が適用される車両は鞍乗型には限定されない。
また、図示例では、スイングアームを介して後輪を上下に揺動可能としているが、四輪独立懸架タイプとしてもよい。
更に、図示例では、クランク軸を車体前後方向に配置したが、車体左右方向に配置してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、クランク軸の前端かつクランク軸から多段変速機の入力軸に至る動力伝達経路にトルクコンバータを設けたので、走行風がトルクコンバータ側のエンジンに当りトルクコンバータの温度を下げることができる。更に、クラッチがトルクコンバータとクランク軸を収容するクランクケースとの間に配置されるとともに、車体の前後方向においてトルクコンバータと重なって配置されるので、スペースの有効利用を図ることができる。
【００４５】
即ち、従来の不整地走行用車両にあっては、手動変速（ＭＴ）であったので、前記したように、伝達トルクが押し付け力のみに依存し、トルク変化が大きく、図１の線分ｂに示すように、低μ路面を走行する場合にプロペラシャフト（プロペラシャフト）に伝達されるトルクがタイヤスリップ限界を超えてしまう。
しかしながら、動力伝達経路にトルクコンバータを設けることで、プロペラシャフトへの伝達トルク（Ｔ）は、Ｔ＝τ・（Ｎ／1000）²で表されるように、トルク容量（τ）・回転数（Ｎ）の変化に応じて、滑らかに変化する。したがって、図１の線分ａに示すように、プロペラシャフトに伝達されるトルクがタイヤスリップ限界を超えにくくなる。
【００４６】
本発明にあっては、接地面圧の小さなタイヤ、つまり、柔らかな路面での沈下量が少なく、砂礫等の小さな凹凸に追従し得るのであるが、具体的な接地面圧としては０．５０kg／cm²以下の低圧バルーンタイヤに特に有効である。
【００４７】
また、動力伝達経路にトルクコンバータの他にトルクコンバータと直列関係となるクラッチを設けたので、ニュートラル位置において、エンジンからの動力が多少ではあるがプロペラシャフトに伝達される所謂クリープ現象を回避することができる。
【００４８】
更に、従来にあっては、変速機の切換摺動部には常に伝達トルクに起因する摩擦が作用するため、変速機の切換え抵抗が大きくなっていたが、クラッチを設けることで、トルクコンバータの存在に関わりなく、変速機を無負荷状態にして、トルクショックを伴うことなく変速を軽快に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】低摩擦係数路発進時における伝達トルクをトルクコンバータ採用車とマニュアル車において比較したグラフ
【図２】本発明に係る不整地走行用車両の全体側面図
【図３】同不整地走行用車両の全体平面図
【図４】同不整地走行用車両に搭載されるパワーユニットの断面図
【図５】図３のトルクコンバータを中心とした部分の要部拡大図
【図６】図３の多段変速機構を中心とした部分の要部拡大図
【図７】図４〜図６に示したパワーユニットの油圧制御回路図
【図８】パワーユニットの別実施例を示す断面図
【符号の説明】
１…車体フレーム、２…前輪、３…後輪、４…ハンドル、５…燃料タンク、６…シート、７…シリンダブロック、８…排気管、９…マフラー、１０…クランクケース、１１…スリーブ、１２…ピストン、１３…シリンダヘッド、１４…気化器、１５…始動歯車、１６…クランク軸、１７…ボールベアリング、１８…コネクティングロッド、１９…フロントカバー、２０…ボールベアリング、２１…リヤカバー、２２…発電機、２３…ロータ、２４…ステータ、２５…リコイルスタータ、３０…ポンプインペラ、３１…タービンランナ、３２…ステータインペラ、３３…一方向クラッチ、３４…タービン軸、３５…プライマリギヤ、４０…クラッチ、４１…クラッチセンタ、４２…緩衝ばね、４３…被動歯車、４４…第１クラッチ板、４５…第２クラッチ板、４６…クラッチドラム、４７…ピストン、４８…油室、４９…スプリング、５０…ミッションケース、５１…入力軸、５２，５４…ボールベアリング、５３…出力軸、５６，５７…油路、５８…配管、６１，６２，６３…駆動歯車、７１，７２，７３，７４…被動歯車、７５，７６…ドグクラッチ、８０…ドライブシャフト、８１，８２…ボールベアリング、８３…被動歯車、８４…ディファレンシャルギヤ、８５…スイングアーム、９０…軸、９１，９２…シフトフォーク、９３…シフトドラム、９４，９５…カム溝、９６…シフトスピンドル、９７…扇状歯車、９８…被動歯車、９９…検知器、１００…オイルパン、１０１…オイルストレーナ、１０２…クーラポンプ、１０３…オイルクーラ、１０４…フィードポンプ、１０５…オイルフィルター、１０６…アッキュムレータ、１０７…リニアソレノイドバルブ、１０８…クラッチバルブ、１０９…シフトバルブ、１１０…シフトソレノイドバルブ、１２０…ドライブシャフト、１２１…前輪用プロペラシャフト、１２２…ボールベアリング、１２３…クラッチ、Ｅ…エンジン、Ｍ…変速機構、Ｐ…パワーユニット、Ｔ…トルクコンバータ。

Claims

エンジンのクランク軸を車体前後方向に平行に配置し、前記クランク軸の前端かつ前記クランク軸から多段変速機の入力軸に至る動力伝達経路にトルクコンバータを設け、前記動力伝達経路にトルクコンバータと直列関係となるようにクラッチを設け、前記クラッチは、前記トルクコンバータと前記クランク軸を収容するクランクケースとの間に配置されるとともに車体の前後方向において前記トルクコンバータと重なって配置され、更に車体の前後方向から見て前記トルクコンバータと前記クラッチの中心はラップしないように配置され、前記クランクケースの前方はフロントカバーに覆われ、このフロントカバー内に前記トルクコンバータが配設されるとともに、前記フロントカバーと前記多段変速機の入力軸との間に前記クラッチに油を供給する油路が、配管を前記フロントカバーと前記クラッチの中心に架け渡して構成され、前記配管は前記トルクコンバータの外周近傍に配置されることを特徴とする車両。
請求項１に記載の車両において、前記多段変速機の出力軸に駆動されるドライブシャフトが、平面視において前記トルクコンバータに隣接して、車体中心線に対してクランク軸と反対側に配置されることを特徴とする車両。
請求項１又は２に記載の車両は、低圧バルーンタイヤを装着した不整地走行車両であることを特徴とする車両。
請求項３に記載の車両において、前記低圧バルーンタイヤの接地面圧は０．５０kg／cm²以下であることを特徴とする車両。