JP2006283797A

JP2006283797A - 自動変速機

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Publication number: JP2006283797A
Application number: JP2005101035A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hori; 堀　　良昭; Toshiyuki Sato; 利行佐藤; Eiji Kikko; 栄治橘高
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: BRPI0601104A; EP1707846B1; JP4492958B2; AU2006200752B2; ES2353243T3; EP1707846A1; DE602006017133D1; BRPI0601104A8; US20060219034A1; CA2537016A1; AU2006200752A1; CA2537016C; US7765886B2

Abstract

【課題】ツインクラッチに設けられる油路をシンプルな構成とし、生産工程を低減することができる自動変速機を提供する。
【解決手段】プライマリシャフトＳＰとカウンターシャフトＳＣとの間に変速段数と同数のギヤ列を有し、油圧式の第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２からなるツインクラッチによって、クランクシャフトＳＩと変速機との間の回転駆動力の断接を行う自動変速機１００において、第１および第２クラッチを、プライマリシャフトＳＰの軸上でプライマリギヤＧＰを挟んで背面合わせに配設する。これにより、ツインクラッチを１つのケースに収める方法に比べて油路４，５をシンプルな形状にでき、その全長の均等化も可能となる。第１および第２クラッチは同一部品とされ、また、第１クラッチＣＬ１は１，３速の断接を行い、第２クラッチＣＬ２は２，４速の断接を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は自動変速機に関し、特に、油圧によって駆動制御されるツインクラッチを備えた自動変速機に関する。

従来から、内燃機関に搭載される自動変速機に関して、クランクシャフトと変速機との間に２つのクラッチ（第１および第２クラッチ）を備え、アクチュエータ等による自動変速操作と並行して第１および第２クラッチを交互に断接することで、駆動力の中断を伴うことなく順次変速することができる、いわゆるツインクラッチを有する自動変速機が知られている。ツインクラッチを有する自動変速機は、変速段の数と同数の歯車対を備え、第１および第２クラッチの断接および歯車対を軸支する軸に設けられる変速機構の摺動によって、いずれの歯車対に駆動力を伝達するかを選択する構成となっている。また、ツインクラッチに関して、互いに異なるクラッチの係合によって、互いに隣接する変速段（例えば、２速と３速）を選択する方式も知られている。

下記の特許文献１には、クランクシャフトの一端部に第１および第２クラッチからなるツインクラッチを取付け、該ツインクラッチに連結される二重シャフトから駆動力を取り出すツインクラッチ式変速機が開示されている。
特開平８−４７８８号公報

しかしながら、上記特許文献１のツインクラッチ式変速機では、油圧によって独立制御される第１および第２のクラッチが１つのハウジングに収納されているため、ハウジングおよび二重シャフトの内部に複雑な油路を形成しなければならず、生産工程が増加するという課題があった。また、油路の全長が長くなる上、油圧発生源から第１クラッチおよび第２クラッチまでのそれぞれの距離に差が生じると油圧制御の精度の均一化が図りにくくなるという課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ツインクラッチに設けられる油路をシンプルな構成とし、生産工程を低減させることができる自動変速機を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、主軸および副軸を有する変速機と、第１クラッチおよび第２クラッチからなるツインクラッチとを備え、クランクシャフトと変速機との間の回転駆動力を前記ツインクラッチによって断接する自動変速機において、前記第１クラッチおよび第２クラッチは、油圧式クラッチであり、かつ前記主軸上で背中合わせに配設される点に第１の特徴がある。

また、前記第１クラッチと第２クラッチとの間には、前記クランクシャフトの回転駆動力を前記主軸に伝達するためのプライマリギヤが配設される点に第２の特徴がある。

さらに、前記第１クラッチは、前記クランクシャフトと変速機の奇数ギヤ群または偶数ギヤ群との間のいずれか一方の回転駆動力を断接し、前記第２クラッチは、他方のギヤ群との間の回転駆動力を断接する点に第３の特徴がある。

請求項１および２の発明によれば、第１クラッチおよび第２クラッチが同一の主軸上に配設されることで、ツインクラッチを制御する油圧の供給を主軸の一端側から行うことができるので、油圧の発生源を一端側に集約し、かつ油圧を供給する油路をシンプルな形状で全長を短く形成することができる。また、２本の油路の長さが揃えやすくなり、油圧制御の応答性を均一化することが容易となる。さらに、第１クラッチおよび第２クラッチを共通の部品で構成すれば、生産工程を減少させることができる。

請求項３の発明によれば、隣り合わせの変速ギヤへの回転駆動力の断接状態を２つのクラッチで交互に行うように構成できるので、変速ショックが少なく、かつ素早い変速操作が可能な自動変速機が得られる。

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の実施形態の自動変速機が適用された内燃機関の断面図である。内燃機関１０は、４サイクルの単気筒エンジンであり、例えば、４輪バギー車（不整地走行用鞍乗型車両）に搭載される。クランクケース３０に回転可能に軸支されたクランクシャフトＳＩには、コンロッド１１を介して連結されたピストン１２が備えられている。ピストン１２は、シリンダブロック１３に設けられたシリンダ１４内を摺動可能であり、シリンダブロック１３の図示上方にはシリンダヘッド１６が固定されている。シリンダヘッド１６およびシリンダ１４ならびにピストン１２によって、混合気を燃焼させる燃焼室１５が形成される。シリンダヘッドカバー２２で覆われたシリンダヘッド１６には、吸気ポート１７からの吸気および排気ポート１８への排気を制御するバルブ１９，２０と、圧縮された混合気に点火する点火プラグ（不図示）とが配設されている。また、バルブ１９，２０の開閉動作は、不図示のカムシャフトの回転に従動して揺動するロッカーアーム２１と、コイルばねで形成されるバルブスプリング２３とによって制御される。

クランクシャフトＳＩの図示右端部には、内燃機関１０を手動で始動させる際に使用するスタータ装置３２が設けられている。スタータ装置３２のカバー３１に配設されているグリップ３３は、クランクシャフトＳＩに固定的に結合されたボビンに巻き掛けられた長尺のロープの一端と連結されており、グリップ３３を引き出すことで、クランクシャフトＳＩを手動で直接回転させることができる。

クランクシャフトＳＩの左端部には、クラッチカバー３４に覆われた発進クラッチ３５が設けられている。発進クラッチ３５は、エンジン回転数すなわちクランクシャフトＳＩの回転数が、ある所定値（例えば、２０００ｒｐｍ）以下の場合には、クランクシャフトＳＩの回転駆動力を出力ギヤＧＩに伝達しないように構成されている。クランクシャフトＳＩに発生する回転駆動力は、出力ギヤＧＩからプライマリギヤＧＰ、主軸としてのプライマリシャフトＳＰ、プライマリシャフトＳＰおよび副軸としてのカウンターシャフトＳＣに設けられる複数の歯車対による変速ギヤ列Ｇを介して、最終的に出力軸ＳＯに伝達される。自動変速機は、プライマリギヤＧＰから出力軸ＳＯまでのユニット全体で構成されており、それに含まれるツインクラッチは、プライマリシャフトＳＰの図示左端部に配設される第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２によって構成されている。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、プライマリギヤＧＰの左右に配設されており、油圧制御のための油圧発生源およびこれと連結される油路は、プライマリシャフトＳＰの左端部に集約されている。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチの配置およびこの配置に伴う油路構造の詳細は後述する。

図２は、本発明の他の実施形態の自動変速機が適用された内燃機関の断面図である。内燃機関５０は、クランクシャフトＳＩにトルクコンバータ７４を設けた４サイクルの２気筒エンジンであり、シリンダブロック５３のシリンダ５４内を摺動可能な２つのピストン５２が、クランクシャフトＳＩ２にコンロッド５１を介して設けられている。シリンダヘッドカバー６０で覆われたシリンダヘッド５７の内部には、カムチェーン５５で回転駆動されるスプロケット５９と固定的に結合されたカムシャフト５８が収納され、カムシャフト５８によって複数のバルブ５６が開閉駆動されるように構成されている。クランクケース７０に回転可能に軸支されたクランクシャフトＳＩ２の右端部には、カバー７１で覆われたACGスタータモータ７２が固定されている。また、クランクシャフトＳＩ２の左端部でカバー７３に覆われたトルクコンバータ７４は、周知のトルク変換装置であり、クランクシャフトＳＩ２の回転数が所定値以上に到達すると、出力ギヤＧＩ２に回転駆動力を伝達する。出力ギヤＧＩ２に伝達された回転駆動力は、プライマリギヤＧＰ２から、プライマリシャフトＳＰとカウンターシャフトＳＣとに配設されるギヤ列Ｇを介して、最終的に出力軸ＳＯへ出力される。自動変速機のツインクラッチを構成する第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、プライマリシャフトＳＰの左端部に配設されている。

図３は、内燃機関１０（図１）、５０（図２）、あるいはその他の内燃機関に適用される、本発明に係る自動変速機１００の一実施形態を詳細に示す拡大断面図である。自動変速機１００は、前進４速および後進１速を有する多段変速装置であり、各段の変速動作は、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に与える油圧のオン・オフと、変速機構である第１スリーブＭ１ないし第３スリーブＭ３の軸方向への摺動動作との組み合わせによって行われる。

ツインクラッチは、プライマリギヤＧＰを挟んで背中合わせに配設された第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２とから構成されている。プライマリシャフトＳＰに対して回転自在に結合されるプライマリギヤＧＰには、駆動力伝達時のショックを吸収するように、バネ６を内蔵した衝撃吸収機構が組み込まれている。本実施形態では、第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２は、同じ部品の組み合わせからなる同一構成であり、厚みを有する略円盤形状をなしている。以下では、第１クラッチＣＬ１を代表としてその構成を説明し、第２クラッチＣＬ２の対応構成部分をカッコを付して示す。

第１クラッチＣＬ１（ＣＬ２）には、プライマリギヤＧＰと固定的に結合されるクラッチケースＣ１（Ｃ２）の底部に、内側オイルシールＫ１（Ｋ２）および外側オイルシールＪ１（Ｊ２）を介して密閉挿入されたピストンＰ１（Ｐ２）が備えられている。ピストンＰ１（Ｐ２）は、プライマリシャフトＳＰの軸心に設けられた油路５（４）から作動油が圧送されると図示右方向（左方向）へ押し出され、一方、作動油の圧力が低下するとバネＦ１（Ｆ２）の弾発力によって元の位置に戻されるように構成されている。

また、ピストンＰ１（Ｐ２）の図示右側（左側）には、これに隣接してクラッチケースＣ１（Ｃ２）に対して回転方向に固定的かつ軸方向に摺動可能に連結された３枚のプレッシャプレートＢ１（Ｂ２）と、クラッチケースＣ１（Ｃ２）に固定的に結合された保持プレートＬ１（Ｌ２）とが配設されている。そして、プレッシャプレートＢ１（Ｂ２）と保持プレートＬ１（Ｌ２）との間には、アームＡ１（Ａ２）に対して回転方向に固定的かつ軸方向に摺動可能に連結された３枚のクラッチプレートＤ１（Ｄ２）が、わずかな間隙をもって挟まれている。

上記構成により、プライマリギヤＧＰの回転駆動力は、ピストンＰ１（Ｐ２）が油圧で押し出されない限り、クラッチケースＣ１（Ｃ２）を回転させるのみである。そして、油圧によってピストンＰ１（Ｐ２）が押し出され、プレッシャプレートＢ１（Ｂ２）とクラッチプレートＤ１（Ｄ２）とが接触して摩擦力が発生すると、クラッチケースＣ１（Ｃ２）を回転させている回転駆動力はアームＡ１（Ａ２）に伝達されることになる。この時、油圧の大きさを制御することによって、半クラッチ状態等も容易に作り出すことができる。

自動変速機１００のプライマリシャフトＳＰの軸心に設けられたオイルギャラリ７には、二重管で構成された油路分配器１が挿入固定されている。これにより、供給油路２に与えられた油圧は、油路分配器１の内管から油路５を通じて第１クラッチＣＬ１のピストンＰ１を駆動し、一方、供給油路３に与えられた油圧は、油路分配器１の内管と外管の間から油路４を通じて第２クラッチＣＬ２のピストンＰ２を駆動することになる。

第１クラッチＣＬ１側のアームＡ１は、外方プライマリシャフトＳＰ２と一体的に形成されており、一方、第２クラッチＣＬ２側のアームＡ２は、プライマリシャフトＳＰと固定的に結合されている。そして、プライマリシャフトＳＰに回転自在に軸支された外方プライマリシャフトＳＰ２には、第１速ドライブギヤＩ１と第３速ドライブギヤＩ３とが一体的に設けられている。第１速ドライブギヤＩ１および第３速ドライブギヤＩ３は、カウンターシャフトＳＣにそれぞれ回転可能に軸支された第１速ドリブンギヤＯ１および第３速ドリブンギヤＯ３と常時噛み合わされている。また、プライマリシャフトＳＰに回転自在に軸支された第２速ドライブギヤＩ２および第４速ドライブギヤＩ４は、カウンターシャフトＳＣとそれぞれ一体的に回転する第２速ドリブンギヤＯ２および第４速ドリブンギヤＯ４と常時噛み合わされている。また、カウンターシャフトＳＣの図示右端部に固定的に結合されている出力ギヤＧＯ１は、出力軸ＳＯに固定的に結合されている入力ギヤＧＯ２と噛み合わされており、カウンターシャフトＳＣに回転自在に軸支されたリバースギヤＯＲは、後進用出力軸の入力ギヤ（不図示）と常時噛み合わされている。以下、図４を参照して自動変速機１００における変速動作を説明する。

図４は、本発明に係る自動変速機１００の模式図である。前記と同一の符号は、同一または同等部分を示している。第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２に対してそれぞれ独立した油圧制御を行う油圧発生装置１０１は、制御ユニット１０２の信号に基づいて駆動されている。また、第１スリーブＭ１ないし第３スリーブＭ３の軸方向への摺動動作は、不図示のアクチュエータ等によってツインクラッチの動作と連動して行われる。

以下に、各変速段における、ツインクラッチへの油圧のオン・オフと、第１スリーブＭ１ないし第３スリーブＭ３の摺動動作との関係を説明する。まず、ニュートラル位置では、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２のいずれにも油圧が供給されず、プライマリギヤＧＰとクラッチケースＣ１，Ｃ２とがプライマリシャフトＳＰに対して一体的に空転している状態となる。

次に、第１速では、第１クラッチＣＬ１に油圧が供給され、プライマリギヤＧＰの回転駆動力が外方プライマリシャフトＳＰ２に伝達される。そして、カウンターシャフトＳＣに対して回転方向に固定的かつ軸方向に摺動可能に連結された第１スリーブＭ１が、第１速ドリブンギヤＯ１側に摺動して結合することで、第１速ドライブギヤＩ１および第１速ドリブンギヤＯ１によるギヤ列を介してカウンターシャフトＳＣに回転駆動力が伝達される。

次に、第２速では、油圧の供給先が第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２に切り替わり、プライマリギヤＧＰの回転駆動力はプライマリシャフトＳＰに伝達される。これとともに、プライマリシャフトＳＰに対して回転方向に固定的かつ軸方向に摺動可能に連結された第３スリーブＭ３が、第２速ドライブギヤＩ２側に摺動して結合されることで、第２速ドライブギヤＩ２および第２速ドリブンギヤＯ２によるギヤ列を介してカウンターシャフトＳＣに回転駆動力が伝達される。

また、第３速では、油圧の供給先が第２クラッチＣＬ２から第１クラッチＣＬ１に再度切り替わるとともに、カウンターシャフトＳＣに対して回転方向に固定的かつ軸方向に摺動可能に連結された第２スリーブＭ２が、第３速ドリブンギヤＯ３側に摺動して結合されることで、第３速ドライブギヤＩ３および第３速ドリブンギヤＯ３によるギヤ列を介してカウンターシャフトＳＣに回転駆動力が伝達される。

そして、第４速では、油圧の供給先が再度第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２に切り替わるとともに、第３スリーブが第４速ドライブギヤＩ４側に摺動して結合されることで、第４速ドライブギヤＩ４および第４速ドリブンギヤＯ４によるギヤ列を介してカウンターシャフトＳＣに回転駆動力が伝達される。なお、後進ギヤへの切替動作は、第１クラッチＣＬ１に油圧を供給するとともに、軸方向に摺動可能な第１速ドリブンギヤＯ１をリバースギヤＯＲ側に結合することで行われる。

上記したように、自動変速機１００は、各変速ギヤ対を常時噛み合わせておき、かつ隣り合わせの変速ギヤへの回転駆動力の断接状態を２つのクラッチで交互に行うように構成されているため、変速ショックが少なく、かつ素早い変速操作が可能となる。

図３に戻って、ツインクラッチを構成する第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２とは、プライマリシャフトＳＰのプライマリギヤＧＰを挟んで背中合わせに配置される。これによって、油路４および油路５は、プライマリシャフトＳＰの軸心に設けられたオイルギャラリ７から周方向に直線的に配設するのみで済むので、シンプルな形状かつ全長の短い油路によってツインクラッチを制御することができるようになる。また、油圧の発生源および２本の油路をプライマリシャフトＳＰの一端側に集約できるので、油路の全長を短縮し、かつ２本の油路の長さを揃えることで、油圧制御の応答性を均一化することが容易となる。さらに、第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２とを共通の部品で構成することによって、生産工程を大幅に減少させることができるようになる。また、特殊な油路をクランクケースに設ける必要がないので、クランクケースの基本形態をマニュアルミッション車と共用でき、生産工程を減少させることができるようになる。また、クラッチの外径にプライマリシャフトとカウンターシャフトの軸間距離が影響を受けない構成のため、小型かつ軽量な自動変速機を得ることができるようになる。

本発明を適用した内燃機関の一実施形態の断面図である。本発明を適用した内燃機関の一実施形態の断面図である。本発明に係るツインクラッチを適用した自動変速機の一実施形態の断面図である。本発明に係るツインクラッチを適用した自動変速機の一実施形態の模式図である。

符号の説明

１…油路分配器、２，３…供給油路、４，５…油路、１０…内燃機関、１００…自動変速機、ＣＬ１…第１クラッチ、ＣＬ２…第２クラッチ、ＧＰ…プライマリギヤ、ＳＣ…カウンターシャフト、ＳＩ…クランクシャフト、ＳＯ…出力軸、ＳＰ…プライマリシャフト、ＳＰ２…外方プライマリシャフト

Claims

主軸および副軸を有する変速機と、第１クラッチおよび第２クラッチからなるツインクラッチとを備え、クランクシャフトと変速機との間の回転駆動力を前記ツインクラッチによって断接する自動変速機において、
前記第１クラッチおよび第２クラッチは、油圧式クラッチであり、かつ前記主軸上で背中合わせに配設されることを特徴とする自動変速機。
前記第１クラッチと第２クラッチとの間には、前記クランクシャフトの回転駆動力を前記主軸に伝達するためのプライマリギヤが配設されることを特徴とする自動変速機。
前記第１クラッチは、前記クランクシャフトと変速機の奇数ギヤ群または偶数ギヤ群との間のいずれか一方の回転駆動力を断接し、
前記第２クラッチは、他方のギヤ群との間の回転駆動力を断接することを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機。