JP2006273297A - トルクコンバータ付きパワーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 遠心クラッチと、トルクコンバータと、出力歯車を互いに駆動的関係をもって同軸的にしかも隣接配置して、変速の円滑性の確保と、その構造の簡素化、小型化が図られたトルクコンバータ装備のパワーユニットを提供する。
【解決手段】 ２つの接続回転数の異なる遠心クラッチ２と、ポンプ、タービンおよびステータからなるトルクコンバータ４、さらに２つの異なる歯数の出力歯車４２ｇ，２２ｎがクランクシャフト１上で同軸的に配置され、前記遠心クラッチ２の一方である発進用遠心クラッチ２１からの入力トルクは前記トルクコンバータ４に入力され、さらにトルクコンバータ４を経て前記出力歯車の一方の歯車４２ｇに伝達され低速駆動が成立し、前記一方出力歯車４２ｇの回転上昇は、従動軸５上の従動歯車５１，５２を介した前記遠心クラッチ２の他方である変速用遠心クラッチ２２の接続を達成し、該クラッチ２２の接続によるトルクは他方出力歯車２２ｎに伝達され中高速駆動を成立させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トルクコンバータ付きパワーユニットに関し、特に自動二輪車用のトルクコンバータ付きの２速化された自動変速装置を装備したパワーユニットに関する。

自動二輪車用のパワーユニットに装備される変速装置として、トルクコンバータを備えず歯車の噛合い切換操作で２速化される歯車変速装置が従来から知られており、また、トルクコンバータを装備する変速装置で油圧制御により切換操作される複数の変速用油圧クラッチを用いて、該変速用油圧クラッチの選択的油圧制御で変速を行なう自動変速装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３６８３５号公報（第３頁−６頁、第５図）

特許文献１に記載の上述のトルクコンバータを装備する自動変速装置は、油圧制御の変速用多板クラッチを備え、該油圧制御による第１，第２の変速用多板クラッチの選択的作動で変速のための歯車の切換えを行なうものであり、変速操作のための油圧発生装置や油圧制御装置を必要とし、油圧制御のためのコスト高は避けられない。また、油圧制御の摩擦板クラッチの多用はフリクションロスを増大させることになり、さらに装置の大型化と重量の増大も避けられないところである。

また、トルクコンバータを装備せず歯車噛合機構における歯車噛合い切換操作で２速化された歯車変速装置は、遊星歯車機構を備える等機構的にも複雑であり、機構の単純化やトルクコンバータ装備による車両発進時や中低速域走行時の更なる円滑性と良好な走行性における有利性を確保することが課題となる。

従って車両の中低速域走行におけるトルクコンバータ使用の利点を十分に生かしながら、高速域走行における燃費の改善をしたいという課題が有る。

本発明は、前記課題を解決するためのトルクコンバータ付きパワーユニットの改良構造の提供に係り、接続回転数の異なる複数種類の遠心クラッチと、該遠心クラッチの一方に駆動的に接続されて、該クラッチからの入力トルクが入力されるポンプ、タービンおよびステータを備えるトルクコンバータと、該トルクコンバータからの入力トルクが入力される歯数の異なる複数の出力歯車を備えるトルクコンバータ付きパワーユニットにおいて、前記遠心クラッチ、トルクコンバータおよび出力歯車は互いに同軸的に隣接配置されたことを特徴とする。
また、前記遠心クラッチと出力歯車は、トルクコンバータに対して左右に振り分け配置されることを特徴とする。

さらに、前記出力歯車に対応して複数の従動歯車が従動軸に設けられ、該従動歯車はその一方歯車が他方歯車に軸支されると共に一方歯車から他方歯車へのみ駆動力を伝達するワンウェイクラッチが両歯車間に介装されることを特徴とする。
また、前記遠心クラッチは、低回転で接続される発進用遠心クラッチと、高回転で接続される変速用遠心クラッチからなり、両クラッチのクラッチアウタは一体に構成されたことを特徴とするものである。
さらに、前記出力歯車は、その一方が低速段用であり該歯車はタービンに接続され、その他方が高速段用であり該歯車は変速用遠心クラッチに接続されることを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明は、前記トルクコンバータ付きパワーユニットにおいて、前記遠心クラッチ、トルクコンバータおよび出力歯車は互いに同軸的に隣接配置されたから、トルクコンバータの周辺構造を簡素化しつつパワーユニットの小型化を図ることができる。

本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記遠心クラッチと出力歯車は、トルクコンバータに対して左右に振り分け配置されるから、遠心クラッチと出力歯車とを繋ぐ動力伝達軸をトルクコンバータのスペースを利用して肉厚のある太めに形成できてガタツキ（たおれ）を防止できる。

また、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１または２に記載の発明において、前記出力歯車に対応して複数の従動歯車が従動軸に設けられ、該従動歯車はその一方歯車が他方歯車に軸支されると共に一方歯車から他方歯車へのみ駆動力を伝達するワンウェイクラッチが両歯車間に介装されるから、従動歯車間の相対回転差により動力の切換を行なうため、出力歯車側の切換え機構を簡素化できる。

さらに本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記遠心クラッチは、低回転で接続される発進用遠心クラッチと、高回転で接続される変速用遠心クラッチからなり、両クラッチのクラッチアウタは一体に構成されるから、クラッチ部品点数の削減を図ることができる。

また、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記出力歯車は、その一方が低速段用であり該歯車はタービンに接続され、その他方が高速段用であり該歯車は変速用遠心クラッチに接続されるから、両出力歯車間の回転差を利用して変速用遠心クラッチの接続が制御されるため、油圧等の制御構造が不要で、より構造が簡素化されて低コスト化が可能となる。

以下、図１、図２に図示された本発明の実施例について説明する。

図１には、本発明パワーユニットの変速装置Ｍが収容される内燃機関Ｅの主要構造部の断面が図示されており、該図には内燃機関Ｅのクランクケースと変速装置Ｍ収容のミッションケースが接合一体化されたケース部１０と、ケース部１０内において該ケース部１０に軸受を介して回転可能に支承されたクランクシャフト１が示され、クランクシャフト１の軸受によるケース部１０への支承は唯一つとされるクランクピン１ａを挟む位置に配置される一対のメイン軸受１ｂであるボールベアリングと、クランクシャフト１の図示右方端における右方ケースカバー１０ａ内壁のボス部１０ｂにおける小さなボールベアリング１ｃによりなされている。

クランクシャフト１の唯一つとされる既述のクランクピン１ａは、クランクシャフト１の対をなすクランクアーム１ｄ間を延びるその両端が該アーム１ｄに固定的に支持されるピン１ａであり、このピン１ａにはその一部のみが図示されるコンロッド１ｅの大端部１ｆが連接され、コンロッド１ｅの図示されない上部小端部にはピストンピンを介してピストンが揺動可能に取付けられ、このピストンはその下方部の一部のみが図示されるシリンダブロック２０のシリンダボア２０ａ内を往復摺動する。

クランクシャフト１の図示左方端には、発電機１ｇのロータ１ｈが取付けられており、発電機１ｇのステータ１ｉは左方ケースカバー１０ｃの内壁に取付けられており、クランクシャフト１の該発電機ロータ１ｈとメイン軸受１ｂであるボールベアリング間には図示されないスタータモータのギアに一方向クラッチを介して噛合い連動する比較的径の大きな歯車１ｊと図示されないカムシャフトをチェーン駆動するための小さな径のスプロケット１ｋが設けられている。

そして、図１の部分拡大図である図２も併せ参照して、クランクシャフト１の図示中央右方寄りの位置から右方端に亘り、クラッチ２やトルクコンバータ４等を含む伝動機構部が装備されており、伝動機構部の最も右側の位置には、すなわちクランクシャフト１の右方端には前記クラッチ２である、入力クラッチとされる発進用遠心クラッチ２１と、変速用とされる遠心クラッチ２２が互いに並設配置されている。

発進用遠心クラッチ２１は、その環状ハブ２１ａが該ハブ２１ａ内周のスプライン２１ｂを介してクランクシャフト１に一体回転するように取付けられ、環状ハブ２１ａには放射方向に延びるフランジ部２１ｃが固定され、フランジ部２１ｃの外周２１ｄは、有低円筒状のクラッチアウタ２３により所定の環状空間を存在せしめて覆われ、すなわち、変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａ外周に相対回転可能に支持される環状基部２３ａと、該環状基部２３ａから放射方向に延びるフランジ部２３ｂと、該フランジ部２３ｂ外周から水平方向に延びる筒状出力ドラム２３ｃとからなるクラッチアウタ２３の前記筒状出力ドラム２３ｃにより所定の環状空間を存在せしめて覆われている。

発進用遠心クラッチ２１のフランジ部２１ｃ外周２１ｄ近傍の側周上には、複数の等間隔のピン２１ｅが植設され、これらピン２１ｅにはそれぞれ、クラッチシュー２１ｆが揺動可能にしかも各クラッチシュー２１ｆを縮径方向に付勢バネ２１ｇで付勢して装着されている。すなわち、各クラッチシュー２１ｆ外周の摩擦ライニングが前記クラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃの内周２３ｄに対して比較的小さな隙間をもって離間されるように縮径方向に付勢バネ２１ｇで付勢して装着されている。

クラッチシュー２１ｆの重量と、付勢バネ２１ｇによるバネ付勢の荷重は、クランクシャフト１がアイドル回転数を超えた所定回転数以上で回転した時に、遠心力の作用で、各クラッチシュー２１ｆが付勢バネ２１ｇの付勢力に抗して拡開揺動し、該クラッチシュー２１ｆ外周の摩擦ライニングが出力ドラム２３ｃの内周２３ｄに圧接するように設定されている。

変速用遠心クラッチ２２は、発進用遠心クラッチ２１同様、その環状ハブ２２ａから放射方向に延びるフランジ部２２ｃを備え、フランジ部２２ｃの外周２２ｄは有低円筒状のクラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃに所定の環状空間を存在せしめて覆われている。ここで、注目すべきは、このクラッチアウタ２３は、前記発進用遠心クラッチ２１のフランジ部外周２１ｄを覆うクラッチアウタ２３を兼ねるものであり、つまり、発進用遠心クラッチ２１と変速用遠心クラッチ２２のクラッチアウタ２３は共通化されたものとして構成され、このためにクラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃは、長い筒状部として形成されている。

そして、変速用遠心クラッチ２２のフランジ部２２ｃには、その外周２２ｄ近傍の側周上に等間隔の複数のピン２２ｅが植設され、これらのピン２２ｅにクラッチシュー２２ｆが揺動可能にかつ縮径方向に付勢バネ２２ｇでバネ付勢されて、つまり、クラッチシュー２２ｆ外周の摩擦ライニングが前記クラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃの内周２３ｄに対して比較的小さな隙間をもって離間するように前記ピン２２ｅ上に付勢バネ２２ｇでバネ付勢して装着されている。

クラッチシュー２２ｆの重量と、付勢バネ２２ｇによるバネ付勢の荷重は、後述される車速上昇時の変速クラッチ軸２２ｉから環状ハブ２２ａを経た変速用遠心クラッチ２２の回転上昇で、すなわち、該変速用遠心クラッチの所定の回転数で各クラッチシュー２２ｆが付勢バネ２２ｇのバネ付勢力に抗して拡開揺動して、その外周の摩擦ライニングが出力ドラム２３ｃ内周２３ｄに圧接するように設定されている。

発進用遠心クラッチ２１と変速用遠心クラッチ２２は、既述のように互いにクランクシャフト１右方端に並設配置されるが、両者の環状ハブ２１ａ，２２ａ間にはワンウェイクラッチ３が介在され、発進用遠心クラッチ２１の既述の環状ハブ２１ａがワンウェイクラッチ３のクラッチインナ３ａを形成し、また変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａの環状ボス２２ｈがクラッチアウタ３ｂを形成して、これらクラッチインナ３ａの外周とクラッチアウタ３ｂの内周間の環状空間には、環状配列をもって多数のスプラグ、ローラ等のクラッチ素子３ｃが配列され、これらのクラッチ素子３ｃはクラッチアウタ３ｂからクラッチインナ３ａへの逆負荷の伝動を可能とするものである。

このワンウェイクラッチ３は、後述されるエンジンブレーキ作動時にそのクラッチアウタ３ｂとクラッチインナ３ａをクラッチ素子３ｃを介して互いに伝動的に結合して、駆動輪側からの回転伝動力を変速遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａ側から発進用遠心クラッチ２１の環状ハブ２１ａ側に伝達することで、駆動輪側とクランクシャフト１側とを回転伝動的に連結するものである。

そして、このための構造として、ワンウェイクラッチ３のクラッチアウタ３ｂである環状ボス２２ｈを備える変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａは、その内周２２ｂにおいて、クランクシャフト１に相対回転可能に嵌合支持される第１の中空軸である変速クラッチ軸２２ｉ右方端２２ｊにスプライン結合２２ｂされている。したがって、変速用遠心クラッチ２２は、変速クラッチ軸２２ｉと一体的に回転する。

第１の中空軸である変速クラッチ軸２２ｉのその左方端２２ｍには、後に詳しく説明される第２の出力歯車２２ｎとされる歯車がスプライン結合２２ｏされており、この第２出力歯車２２ｎは、駆動輪側の伝動部である変速装置Ｍのメインシャフト５右方端５ａの該第２出力歯車２２ｎより相当量大きな大小２つの歯車５１，５２からなる２段変速歯車機構５０、すなわち、低速用とされる歯車５１と高速用とされる歯車５２からなる２段変速歯車機構５０の小さな歯車である高速用とされる歯車５２と噛合う構造とされている。

この第１の中空軸である変速クラッチ軸２２ｉは、その軸２２ｉの左方端２２ｍ端部面とその左方端２２ｍの前記第２出力歯車２２ｎの左側部が、クランクシャフト１の右方メイン軸受１ｂであるボールベアリング隣接配置の図示されないオイルポンプ駆動用の小さな歯車１ｍの右方側部にニードルベアリング１ｎを介して当接支持され、また、その軸の右方端２２ｊ端部面がクランクシャフト１右方端寄りの既述のエンジンブレーキ用ワンウェイクラッチ３隣接の規制板１ｏに当接されることで、その軸方向位置決めがなされている。

有低円筒状のクラッチアウタ２３の環状基部２３ａ内周２３ａ１は、既述のように変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａ外周上にスライドベアリング２３ｆを介して回動可能に支持され、筒状出力ドラム２３ｃは、また既述のように発進用および変速用遠心クラッチ２１，２２の双方のフランジ部２１ｃ，２２ｃ外周２１ｄ，２２ｄを覆うが、これと同時にその図示左方端は、変速用遠心クラッチ２２に隣接配置のトルクコンバータ４のポンプ羽根部４１の環状外周延長部４１ａに溶接等で固定的に接続されている。

ポンプ羽根部４１には、その外周上部が該ポンプ羽根部４１の前記環状外周延長部４１ａにより覆われるタービン羽根部４２が対向配置され、ポンプ羽根部４１とタービン羽根部４２が互いに対向する環状空間の中央中心寄り位置にはステータ羽根部４３が配置され、これによりトルクコンバータ４の環状流体作動室４ａが形成されている。

トルクコンバータ４のタービン羽根部４２は、その環状のハブ４２ａが第２の中空軸であるタービン軸４２ｂ右方端４２ｃに結合され、すなわち、既述の第１の中空軸である変速クラッチ軸２２ｉ外周にニードルベアリング４２ｄにより相対回転可能に嵌合支持される第２の中空軸であるタービン軸４２ｂの図示右方端４２ｃにスプライン結合４２ｅされており、タービン軸４２ｂの左方端４２ｆには後に説明される小さな歯車である第１の出力歯車とされる歯車４２ｇが取付けられ、タービン羽根部４２とタービン軸４２ｂとこの小さな第１出力歯車４２ｇは一緒に回転する。

タービン軸４２ｂ左方端４２ｆの第１の出力歯車４２ｇは、変速クラッチ軸２２ｉ左方端２２ｍの前記第２出力歯車２２ｎより小さな歯車であり、この歯車４２ｇは、後述の変速装置のメインシャフト５右方端５ａの該出力歯車４２ｇより相当量大きな大小の２つの歯車５１，５２からなる２段変速歯車機構５０の大きな歯車である低速用歯車５１に噛合っている。

そして、トルクコンバータ４のタービン羽根部４２とタービン軸４２ｂは、タービン羽根部４２の環状ハブ４２ａの右方端４２ａ１の端面が前記有低円筒状のクラッチアウタ２３のフランジ部２３ｂ下部側面２３ｂ１にニードルベアリング４２ｈを介して相対回転可能に当接支持され、かつ変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａ左方側部に当接支持され、また、該軸４２ｂの左方端４２ｆが、該端４２ｆの第１出力歯車４２ｇの側部を介してその隣接歯車である前記第２出力歯車２２ｎにニードルベアリング４２ｉを介して当接支持されることで、より具体的には、前記左方端４２ｆの第１出力歯車４２ｇがその側部において、第１の中空軸である変速用クラッチ軸２２ｉ軸端２２ｍの第２出力歯車２２ｎの右方側部にニードルベアリング４２ｉを介して当接支持されることでその軸方向位置決めがなされている。

トルクコンバータ４のステータ羽根部４３は、第２の中空軸であるタービン軸４２ｂの外周に相対回転可能に配置された第３の中空軸であるステータ軸４３ｂに該軸４３ｂの右方端４３ｃにおいてそのハブ４３ａを介してスプライン結合４３ｄしており、ステータ軸４３ｂの左方端４３ｅには、ステータワンウェイクラッチ４４が設けられ、このワンウェイクラッチ４４は、ステータ軸４３ｂの図示左方端４３ｅに固定される有低円筒状のクラッチアウタ４４ｂと、ステータ軸４３ｂを同軸関係において包囲すると共にクラッチアウタ４４ｂで同軸関係に包囲されるクラッチインナ４４ａと、クラッチアウタ４４ｂとクラッチインナ４４ａとの間に環状配列で介装される多数のスプラグ、ローラ等のクラッチ素子４４ｃからなっている。

クラッチインナ４４ａに一体に設けられた係合腕部４４ａ１が、クランクシャフト１と平行な軸線を有してケース部１０に植設される図示されないピンに係合され、クラッチインナ４４ａは、クランクシャフト１およびステータ軸４３ｂの軸線周りに回転不能である。また、クラッチインナ４４ａの内周両側部は、クラッチアウタ４４ｂとの間に介在されるスラスト板４４ｄと、ステータ軸部４３ｂに装着される止め輪４３ｆで支持される規制板４４ｇとの間で保持されており、これによりクラッチインナ４４ａの軸方向移動が規制される。さらに、ステータ軸部４３ｂおよびクラッチインナ４４ａ間には軸受ブッシュ４４ｈが介在される。

ステータワンウェイクラッチ４４は、トルクコンバータ４においてポンプ羽根部４１およびタービン羽根部４２間でトルクの増幅作用が生じているときの反力をステータ羽根部４３で負担しているときは、ステータ軸部４３ｂ、すなわち、ステータ羽根部４３をポンプ羽根部４１およびタービン羽根部４２と同一回転方向に空転させる働きをする。

そして、トルクコンバータ４の環状作動流体室４ａへの作動油の供給と排出は、クランクシャフト１の軸心において軸方向に沿って開口形成される供給油路Ｌ１と排出油路Ｌ２を通してなされ、該流体室４ａへの作動油の供給は、図示されないオイルポンプの油供給路に接続されるクランクシャフト１軸端から該シャフト１の中央へ向って延長し、該シャフト１のトルクコンバータ４装着相当部において供給油路Ｌ１からシャフト１外周に向って斜めに分岐する複数の分岐油路Ｌ１ａと、該分岐油路Ｌ１ａに連通するクランクシャフト１と既述の第１の中空軸である変速クラッチ軸２２ｉ間の環状空間Ｌ１ｂ、さらには該変速クラッチ軸２２ｉと第２の中空軸であるタービン軸４２ｂの貫通油路Ｌ１ｃを通してなされ、この供給は作動流体室４ａ内のポンプ羽根部４１側への供給とされる。

また、作動流体室４ａからの作動油の排出は、作動流体室４ａ内のタービン羽根４２側から流出し、変速クラッチ軸２２ｉとタービン軸４２ｂの貫通油路Ｌ２ｃと、クランクシャフト１外周と変速クラッチ軸２２ｉ間の環状空間Ｌ２ｂからクランクシャフト１の軸心に向う斜めの複数分岐油路Ｌ２ａからクランクシャフト１軸心の排出油路Ｌ２へと排出される。排出油路Ｌ２は、クランクシャフト１の軸心部をその軸方向に延長して該シャフト１のクランク部迄延びて、ここからメイン軸受１ｂであるボールベアリングやクランクピン１ａ等に油を供給するための分岐供給路Ｌ２ｄが延びている。

ところで、既述したように、トルクコンバータ４のタービン軸４２ｂ左方端４２ｆの歯車４２ｇ、および変速クラッチ軸２２ｉ左方端２２ｍの歯車２２ｎ、すなわち、タービン軸４２ｂ左方端４２ｆの第１出力歯車４２ｇおよび変速クラッチ軸２２ｉ左方端２２ｍの第２出力歯車２２ｎはそれぞれ、これら出力歯車２２ｎ，４２ｇよりは相当量大きな歯車である大小２つの歯車からなるメインシャフト５の右方端５ａの２段変速歯車機構５０の歯車５１，５２と噛合っている。つまり、トルクコンバータ４のタービン軸４２ｂ左方端４２ｆの小さな第１出力歯車４２ｇが前記歯車機構５０の大きな歯車５１と噛合い、また、変速クラッチ軸２２ｉ左方端２２ｍの前記第１出力歯車４２ｇより大きな第２出力歯車２２ｎが該歯車機構５０の小さな歯車５２と噛合っている。

したがって、タービン軸４２ｂ左方端４２ｆの第１出力歯車４２ｇと２段変速歯車機構５０の大きな歯車である低速用歯車５１の噛合いは減速比の大きな歯車伝動を達成し、また、変速クラッチ軸２２ｉ左方端２２ｍの第２出力歯車２２ｎと２段変速歯車機構５０の小さな歯車である高速用歯車５２の噛合いは減速比のやや小さな歯車伝動を達成し、減速比の大きな歯車伝動は車両の低速走行を可能とし、また減速比のやや小さな歯車伝動は車両の高速走行を可能とする。そして、この歯車伝動の切換は、後述されるように車速に応じた変速用遠心クラッチ２２の断接によるところである。

メインシャフト５右方端５ａの２段変速歯車機構５０における低速用と高速用の２つの歯車５１，５２は、メインシャフト５の右方端５ａに互いに並設配置されるが、やや小さな歯車である高速用歯車５２は、スプライン５ｃを介してメインシャフト５と一体回転するようになされており、一方、大きな歯車である低速用歯車５１は、前記小さな歯車である高速用歯車５２の環状凹部５２ａ内にその環状ボス５１ａが受入られ、環状ボス５１ａの内周部５１ａ１がニードルベアリング５ｂを介して該環状凹部５２ａの内側環状外周５２ａ１に対して相対回転可能に支持され、その外周部５１ａ２が後述されるワンウェイクラッチ５３を介して該環状凹部５２ａの外側環状内周５２ａ２に対して接続されて該高速用歯車５２に支持されている。

既述のように、両歯車５１，５２は、両歯車５１，５２間に介装されたワンウェイクラッチ５３を介した接続関係とされ、具体的には、やや大きな歯車である低速用歯車５１の図示左側部から突出する環状ボス５１ａの外周側がワンウェイクラッチ５３のクラッチインナ５３ａとされ、やや小さな歯車である高速用歯車５２の右側部に設けられた環状凹部５２ａの外側環状側がクラッチアウタ５３ｂとされ、これらクラッチインナ５３ａである環状ボス５１ａの外周部５１ａ２とクラッチアウタ５３ｂである環状凹部５２ａの外側環状内周５２ａ２間の環状空間５４に多数のスプラグ、ローラ等のクラッチ素子５３ｃが環状配列されたワンウェイクラッチ５３を介した接続構造とされている。

そして、両者歯車５１，５２は、両者間のワンウェイクラッチ５３により、車両の前進における低速用歯車５１の回転が、高速用歯車５２の回転に対し相対的に速ければ、両者歯車５１，５２は互いに結合関係とされ低速用歯車５１から高速用歯車５２へ回転駆動力が伝達されるが、高速用歯車５２の回転が低速用歯車５１の回転より相対的に速ければ、両者歯車５１，５２は結合関係とならず、高速用歯車５２の回転駆動力は低速用歯車５１へは伝達されない接続関係とされている。

上述の２段変速歯車機構５０の２つの低速用および高速用歯車５１，５２がその右方端に装着されたメインシャフト５は、クランクシャフト１と平行に配置され（図１参照）、２つの軸受５ｄ、より具体的には２つのボールベアリングを介してケース部１０に支持されており、この軸受５ｄ間の軸部５ｅにさらに小さな歯車５ｆが一体的に取付けられ、この小さな歯車５ｆは、カウンタシャフト６の歯車６ｃと噛合っている。

すなわち、メインシャフト５の小さな歯車５ｆは、メインシャフト５に平行に配置され、かつ２つのボールベアリングである軸受６ａによりケース部１０に支持されたカウンタシャフト６の該軸受６ａ間の軸部６ｂに一体的に取付けられたやや大きな歯車６ｃと噛合っている。この歯車５ｆと歯車６ｃの噛合いは、カウンタシャフト６を駆動回転し、その出力は、カウンタシャフト６の左方端６ｄのスプロケット６ｅから駆動チェーン６ｆを介して図示されない車両の駆動輪を駆動回転させる。

本実施例の変速装置Ｍの構造概要は上述のとおりであり、その作動は概ね以下のようなものである。

内燃機関Ｅの運転によるクランクシャフト１の回転数が所定の回転数、すなわち、アイドル回転数を越えた所定回転数に達することで、遠心クラッチである発進用遠心クラッチ２１のクラッチシュー２１ｆが付勢バネ２１ｇのバネ力に抗して外方へ拡開揺動して、その外周摩擦ライニングがクラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃ内周２３ｄに圧接されて該クラッチ２１が接続する。

発進用遠心クラッチ２１が接続すると、クラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃに環状外周延長部４１ａを介して固定的に接続されたトルクコンバータ４のホンプ羽根部４１が回転し、ポンプ羽根部４１の回転による該羽根部４１からの作動流体はタービン羽根部４２側へと流れ、タービン羽根部４２に作用して該羽根部４２を回転させ、ステータ羽根部４３側に向って流れる。

ポンプ羽根部４１の回転による該羽根部４１からの作動流体は、遅い回転のタービン羽根部４２に作用して大きなトルクを発生する。そして、このタービン羽根部４２の回転は、該羽根部４２のハブ４２ａのスプライン結合４２ｅを介して第２の中空軸であるタービン軸４２ｂの右方端４２ｃに伝達され、タービン軸４２ｂの左方端４２ｆにスプライン結合４２ｈされた小さな歯車である第１出力歯車４２ｇを駆動回転する。

第１出力歯車４２ｇの駆動回転は、メインシャフト５の右方端５ａの２段変速歯車機構５０のやや大きな歯車である該シャフト５に対して実質相対回転可能とされた低速用歯車５１との噛合いを介して該歯車５１に伝達され、さらにこの歯車５１を同軸で支持しかつメインシャフト５にスプライン結合５ｃされた２段変速歯車機構５０のやや小さな歯車である高速用歯車５２に両歯車５１，５２間に配設されたワンウェイクラッチ５３を介して伝達される。

高速用歯車５２の回転は、メインシャフト５のさらに小さな歯車５ｆを回転し、この小さな歯車５ｆとカウンタシャフト６のやや大きな歯車６ｃとの噛合いを介してカウンタシャフト６に伝達され、そのシャフト６左方端６ｄのスプロケット６ｅを回転させて該スプロケット６ｅに架けられた駆動チェーン６ｆを介して図示されない駆動輪を低速回転駆動し、車両は発進する。

また、上述の駆動輪の低速回転駆動と同時併行して、２段変速歯車機構５０の高速用歯車５２の回転は、第１中空軸である変速クラッチ軸２２ｉ左方端２２ｍにスプライン結合２２ｏされた第２出力歯車２２ｎとの噛合いを介して該変速クラッチ軸２２ｉに伝達され、変速用遠心クラッチ２２が回転する。

クランクシャフト１の回転上昇と、トルクコンバータ４におけるタービン羽根部４２の回転上昇に伴なう２段変速歯車機構５０の高速用歯車５２を介した回転上昇を通した変速用遠心クラッチ２２の回転上昇は、そのクラッチシュー２２ｆを付勢バネ２２ｇのバネ力に抗して拡開揺動させて該シュー２２ｆ外周の摩擦ライニングをクラッチアウタ２３の筒状出力ドラム２３ｃ内周２３ｄに圧接して、該クラッチ２２を接続する。

変速用遠心クラッチ２２の接続は、変速用遠心クラッチ２２と発進用遠心クラッチ２１との直結状態（ロックアップ状態）を形成し、発進用遠心クラッチ２１の回転をトルクコンバータ４を介することなく直接第１の中空軸である変速用クラッチ軸２２ｉを介して該軸端２２ｍの第２出力歯車２２ｎからメインシャフト５の２段変速歯車機構５０の高速用歯車５２へと伝達する。

この時、クラッチアウタ２３からトルクコンバータ４、タービン軸４２ｂ、該軸端４２ｆの第１出力歯車４２ｇ、メインシャフト５の２段変速歯車機構５０の低速用歯車５１という伝動経路は、低速用歯車５１と高速用歯車５２間のワンウェイクラッチ５３の作用で低速用歯車５１が滑り回転して実質遮断状態とされる。

そして、メインシャフト５の２段変速歯車機構５０の高速用歯車５２の回転は、メインシャフト５の小さな歯車５ｆとカウンタシャフト６のやや大きな歯車６ｃの噛合いを介して、カウンタシャフト６左方端６ｄのスプロケット６ｅに伝達され、該スプロケット６ｅにより駆動チェーン６ｆを介して図示されない駆動輪を高速回転駆動し、車両は高速走行する。

エンジンブレーキ作動時は、２段変速歯車機構５０の高速用歯車５２から変速クラッチ軸２２ｉを通して変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａ、すなわち、エンジンブレーキ用ワンウェイクラッチ３のクラッチアウタ３ｂである環状ハブ２２ａに伝えられ、クラッチ素子３ｃによるロック作用を介したクラッチアウタ３ｂとクラッチインナ３ａ、つまり変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａと発進用遠心クラッチ２１の環状ハブ２１ａの伝動的な結合一体化を通して、変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａがクランクシャフト１に接続されて達成される。

本実施例の発明は、上記の構成を備えるから、以下に述べる作用効果を奏するものである。

本実施例のトルクコンバータ付きパワーユニットは、その変速装置として、２段変速歯車機構５０と変速用遠心クラッチ２２による変速構造を備えて、これにより該変速装置のための油圧クラッチと該クラッチ作動の油圧発生装置や油圧制御装置等が必要とされることがなく、しかも構造が比較的単純で軽量化された低コストでかつ高性能の変速装置を装備するので、全体として小型軽量化が図られる。

変速装置は、遠心クラッチ、歯車機構およびワンウェイクラッチ等の純機械的な組合せ構造にその構造の基本が置かれており、電子制御を用いることなくロックアップ可能な変速装置が実現されているから、トルクコンバータ４による中低速走行時の高トルク下における滑らかな走行性の維持と、高速走行時における変速用遠心クラッチ２２の接続による実質的な機関と駆動輪の直結（ロックアップ）で燃費の向上が図られるトルクコンバータ付きパワーユニットを提供できる。

第１，第２の２つの出力歯車４２ｇ，２２ｎに対応して低速用と高速用の歯車５１，５２がメインシャフト５に設けられ、低速用歯車５１が高速用歯車５２に軸支されると共に低速用歯車５１から高速用歯車５２へのみ駆動力を伝達するワンウェイクラッチ５３が該両歯車間に介装されるから、これら両歯車５１，５２間の相対回転差により動力の切換がなされ、第１，第２の出力歯車４２ｇ，２２ｎ側の動力切換機構が簡素化される。

２つの出力歯車の一方である第１出力歯車（低速用）４２ｇはトルクコンバータ４のタービン羽根部４２に接続され、他方である第２出力歯車（高速用）２２ｎは変速用遠心クラッチ２２に接続されるから、両出力歯車４２ｇ，２２ｎ間の回転差を利用して変速用遠心クラッチ２２の接続が制御されるので、油圧等の制御構造が不要であり、構造の簡素化が図られ、低コスト化が可能である。

エンジンブレーキ走行時には、必ず２速変速歯車機構５０の高速用歯車５２が回転し、変速クラッチ軸２２ｉを通して変速用遠心クラッチ２２の環状ハブ２２ａが回転するから、エンジンブレーキ用ワンウェイクラッチ３を介した駆動輪とクランクシャフト１との伝動経路が確実に確保される。

発進用と変速用の遠心クラッチ２１，２２が隣接配置され、該遠心クラッチに隣接してトルクコンバータ４が配置され、さらに該トルクコンバータ４に隣接して２つの出力歯車４２ｇ，２２ｎが配置され、しかもこれらがクランクシャフト１に対し同軸的に配置されるから、トルクコンバータ４の周辺構造の簡素化が図られ、パワーユニットの小型化が可能となる。

発進用遠心クラッチ２１と変速用遠心クラッチ２２の両クラッチのクラッチアウタ２３は共通のものとされるからクラッチ部品点数の削減が図られる。

本発明の主要構造部を示す図である。 図１の要部拡大図である。

符号の説明

１・・・クランクシャフト、２・・・クラッチ、２１・・・発進用遠心クラッチ、２２・・・変速用遠心クラッチ、２２ｉ・・・変速クラッチ軸、２２ｎ・・・第２出力歯車、２３・・・クラッチアウタ、３・・・エンジンブレーキ用ワンウェイクラッチ、４・・・トルクコンバータ、４１・・・ポンプ羽根部、４２・・・タービン羽根部、４２ｂ・・・タービン軸、４２ｇ・・・第１出力歯車、４３・・・ステータ羽根部、４３ｂ・・・ステータ軸、４４・・・ステータワンウェイクラッチ、５・・・メインシャフト（従動軸）、５０・・・２段変速歯車機構、５１・・・低速用歯車、５２・・・高速用歯車、５３・・・ワンウェイクラッチ、６・・・カウンタシャフト。

Claims (5)

1. 接続回転数の異なる複数種類の遠心クラッチと、
   該遠心クラッチの一方に駆動的に接続されて、該クラッチからの入力トルクが入力されるポンプ、タービンおよびステータを備えるトルクコンバータと、
   該トルクコンバータからの入力トルクが入力される歯数の異なる複数の出力歯車を備えるトルクコンバータ付きパワーユニットにおいて、
   前記遠心クラッチ、トルクコンバータおよび出力歯車は互いに同軸的に隣接配置されたことを特徴とするトルクコンバータ付きパワーユニット。
2. 前記遠心クラッチと出力歯車は、トルクコンバータに対して左右に振り分け配置されることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ付きパワーユニット。
3. 前記出力歯車に対応して複数の従動歯車が従動軸に設けられ、該従動歯車はその一方歯車が他方歯車に軸支されると共に一方歯車から他方歯車へのみ駆動力を伝達するワンウェイクラッチが両歯車間に介装されることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクコンバータ付きパワーユニット。
4. 前記遠心クラッチは、低回転で接続される発進用遠心クラッチと、高回転で接続される変速用遠心クラッチからなり、両クラッチのクラッチアウタは一体に構成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトルクコンバータ付きパワーユニット。
5. 前記出力歯車は、その一方が低速段用であり該歯車はタービンに接続され、その他方が高速段用であり該歯車は変速用遠心クラッチに接続されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のトルクコンバータ付きパワーユニット。

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