JP2006273297A - トルクコンバータ付きパワーユニット - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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-
2005
- 2005-03-30 JP JP2005100000A patent/JP2006273297A/ja active Pending
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EP3715672A1 (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-30 | Exedy Corporation | Torque converter |
US10968996B2 (en) | 2019-03-11 | 2021-04-06 | Exedy Corporation | Torque converter having centrifugal clutch |
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