JP2010276133A - プラネタリギヤ機構を備える自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】各プラネタリギヤ機構と各クラッチの配置によって小型化を図ったプラネタリギヤ機構を備える自動変速機を供する。
【解決手段】第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と、第２プラネタリギヤ機構Ｐ２と、第１入力軸20と第１出力軸28の間を断続する第１クラッチ70と、第２入力軸40と第２出力軸48の間を断続する第２クラッチ90とを共通の回転中心軸上に備え、第１クラッチ70と第２クラッチ90が自動変速駆動手段により自動的に作動される自動変速機において、第１クラッチ70と第２クラッチ90が、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２に対して軸方向で同じ側方に配設されたプラネタリギヤ機構を備える自動変速機。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機に関し、特にプラネタリギヤ機構を備えた自動変速機に関する。

サンギヤとプラネタリギヤとリングギヤの３つのギヤ要素を組み合わせたプラネタリギヤ機構を備えた自動変速機は、入力回転速度に従って自動的に複数のプラネタリギヤ機構を選択的に有効にして動力伝達することで変速比を変える変速機である。
このような自動変速機で車両に搭載されるものについては既に種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０００−２８３２５１号公報 特開２００１−１６５２５０号公報

特許文献１および特許文献２に開示された自動変速機は、同軸上に構成された各プラネタリギヤ機構にそれぞれ遠心クラッチが付設されて各遠心クラッチの作動で変速が実行されるものである。

特許文献１では、プラネタリギヤ機構の軸方向で側方に遠心クラッチが組み込まれて小組みされたものが、同軸上に複数配列されている。
また、特許文献２では、プラネタリギヤ機構の外周に遠心クラッチが組み込まれて小組みされたものが、同軸上に複数配列されている。

したがって、特許文献１の自動変速機は、小組みされたプラネタリギヤ機構と遠心クラッチの軸方向の寸法が大きく、その軸方向に大きい小組みされたものが同軸上に配列されるので、自動変速機の軸方向幅が益々大きくなる。
また、特許文献２の自動変速機は、プラネタリギヤ機構の外周に遠心クラッチが組み込まれるので、回転中心軸に関して径方向の寸法が大きく、自動変速機の上下幅等が大きくなる。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、各プラネタリギヤ機構と各クラッチの配置を工夫して組合せて小型化を図ったプラネタリギヤ機構を備える自動変速機を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、サンギヤ，プラネタリギヤ，リングギヤから構成され、サンギヤ，プラネタリギヤ，リングギヤのいずれかを入力軸と出力軸にそれぞれ連結し、残りの１つのギヤの回転を規制する第１プラネタリギヤ機構と第２プラネタリギヤ機構とを直列に連結し、前記第１プラネタリギヤ機構の第１入力軸と第１出力軸の間を断続する第１クラッチと、前記第２プラネタリギヤ機構の第２入力軸と第２出力軸の間を断続する第２クラッチとを共通の回転中心軸上に備え、前記第１クラッチと前記第２クラッチが自動変速駆動手段により自動的に作動される自動変速機において、前記第１クラッチと前記第２クラッチが、前記第１プラネタリギヤ機構と前記第２プラネタリギヤ機構に対して軸方向で同じ側方に配設されたプラネタリギヤ機構を備える自動変速機とした。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機において、前記第１クラッチと前記第２クラッチを回転中心軸に関して遠心側と中心側に互いに重ねて配置し、前記第１クラッチのクラッチインナと前記第２クラッチのクラッチアウタが同一体の共通クラッチ部材として形成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機において、前記第２出力軸の外周に前記第２入力軸が回転自在に軸支され、前記第２入力軸の外周に前記第１入力軸が回転自在に軸支され、前記第１入力軸に前記第１クラッチのクラッチアウタが結合され、前記第２入力軸の前記第１入力軸より突出した端部に前記共通クラッチ部材が結合され、前記第２出力軸の前記第２入力軸より突出した端部に前記第２クラッチのクラッチインナが結合されたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機において、前記自動変速駆動手段は、前記第１クラッチと前記第２クラッチをそれぞれ作動して断続する第１クラッチ用カムと第２クラッチ用カムが、前記第１クラッチと前記第２クラッチの軸方向の側方に設けられた共通のカム軸上に形成され、前記カム軸がアクチュエータにより回動されることを特徴とする。

請求項１記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機によれば、第１クラッチと第２クラッチを、第１プラネタリギヤ機構と第２プラネタリギヤ機構に対して軸方向で同じ側方に配設するので、回転中心軸に関して径方向の寸法を小さくできるとともに、第１クラッチと第２クラッチをまとめて軸方向側方にコンパクトに配置でき、軸方向幅も抑制できるので、プラネタリギヤ機構を備える自動変速機を小型化することができる。
なお、第１出力軸と第２入力軸は一体に構成されていてもよい。

請求項２記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機によれば、第１クラッチと第２クラッチを回転中心軸に関して遠心側と中心側に互いに重ねて配置し、第１クラッチのクラッチインナと第２クラッチのクラッチアウタを同一体の共通クラッチ部材として形成した構成なので、第１クラッチと第２クラッチが軸方向で重なって組み合わされ、自動変速機の軸方向幅を益々小さくできる。

請求項３記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機によれば、第２出力軸の外周に第２入力軸が回転自在に軸支され、第２入力軸の外周に第１入力軸が回転自在に軸支され、第１入力軸に第１クラッチのクラッチアウタが結合され、第２入力軸の第１入力軸より突出した端部に前記共通クラッチ部材が結合され、第２出力軸の第２入力軸より突出した端部に第２クラッチのクラッチインナが結合されるので、第１プラネタリギヤ機構と第２プラネタリギヤ機構に対して軸方向の同じ側方に第１クラッチと第２クラッチをコンパクトに配設して動力の伝達をすることができる。

請求項４記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機によれば、第１クラッチと第２クラッチをそれぞれ作動して断続する第１クラッチ用カムと第２クラッチ用カムが、第１クラッチと第２クラッチの軸方向の側方に設けられた共通のカム軸上に形成され、同カム軸をアクチュエータが回動するので、１本のカム軸の回動で第１クラッチと第２クラッチをともに作動するので、少ない部品点数の簡単な構造で応答性に優れた変速駆動を行うことができる。

本発明に係る自動変速機を備えた内燃機関の断面図である。 該自動変速機の拡大図である。 第１プラネットギヤ機構の断面図（図２のIII−III線断面図）である。 一方向クラッチの断面図（図２のIＶ−IＶ線断面図）である。 第２プラネットギヤ機構の断面図（図２のＶ−Ｖ線断面図）である。 一方向クラッチの断面図（図２のＶI−ＶI線断面図）である。 カム軸に形成される第１クラッチ用カムと第２クラッチ用カムの形状と相対位置関係を変速段ごとに示す説明図である。 変速機における入力軸の入力回転数に対する出力軸の出力回転数の変化を示すグラフである。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に基づいて説明する。
本実施の形態の自動変速機Ｍを備えた原動機としての内燃機関Ｅの断面図を図１に示す。
本内燃機関Ｅは、自動二輪車にクランク６を左右方向に指向させて横置きに搭載される。
なお、本実施の形態において、左右方向および前後方向は、自動二輪車の左右方向および前後方向にそれぞれ一致し、また上下方向は鉛直方向である。

空冷式で単気筒４ストローク内燃機関である内燃機関Ｅは、ピストン４が往復運動可能に嵌合するシリンダ１ａを有するシリンダブロック１と、シリンダブロック１の上端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダブロック１の下端部に結合されるクランクケース３とから構成される機関本体を備える。

シリンダヘッド２には、燃焼室８と、シリンダヘッド２に接続される吸気装置（図示されず）からの燃焼用空気と燃料噴射弁（図示されず）からの燃料との混合気を燃焼室８に導く吸気ポート（図示されず）と、シリンダヘッド２に接続される排気装置に燃焼室８からの排気ガスを導く排気ポート（図示されず）と、燃焼室８に臨む点火栓10と、カム軸11ａを備える動弁装置11により駆動されて前記吸気ポートおよび前記排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁および排気弁（いずれも図示されず）とが設けられる。

ピストン４は、燃焼室８内での混合気の燃焼により発生する燃焼ガスの圧力により駆動されて往復運動し、コンロッド５を介してクランク軸６を回転駆動する。
動弁カム軸11ａは、クランク軸６との間に架渡されるチェーン12によって動力が伝達されて回転駆動する。

変速機Ｍには、内燃機関Ｅが備えるクランク軸６の回転が入力される。
そして、変速機Ｍの出力軸である後記する第２出力軸48に対して平行に配設されギヤの噛合いを介した出力取出軸120から取り出される動力が、駆動用伝動機構を構成する駆動チェーン129を介して駆動対象としての駆動輪（図示されず）を駆動する。

図２を参照して、変速機Ｍの第２出力軸48は、左端近傍に出力ギヤ48ｇが形成されており、その第２出力軸48の左端部に軸方向で重なった位置に平行に出力取出軸120が軸受121，122を介して機関ケースに回転自在に軸支され、同出力取出軸120の軸受121より外に突出した左端部に出力スプロケット128が嵌着され、同出力スプロケット128に駆動チェーン129が巻き掛けられている。

出力取出軸120には、出力取出軸120に回転可能に設けられて第２出力軸48の出力ギヤ48ｇとの噛合により駆動される被動回転体としての被動ギヤ123と、出力ギヤ48ｇの回転を出力取出軸120に対して伝達および遮断するニュートラルクラッチ125とを備える。

ニュートラルクラッチ125は、出力取出軸120にスプライン嵌合して一体に回転するとともに軸方向に移動可能な摺動ギヤ126を被動ギヤ123の右隣りに備え、該摺動ギヤ126が左方に移動されると、被動ギヤ123の内歯と摺動ギヤ126の外歯が噛合して被動ギヤ123の回転は摺動ギヤ126を介して出力取出軸120に伝達されるが、摺動ギヤ126が右方に移動されると、被動ギヤ123と摺動ギヤ126の噛合が外れて被動ギヤ123の回転は出力取出軸120に伝達されない。
摺動ギヤ126は、クラッチ操作部材（図示されず）により操作されるシフトフォーク127により移動される。

クランクケース３は、多数のボルトにより互いに結合されると共に車幅方向（左右方向）に分割可能な１対のケース半体３ａ，３ｂと、各ケース半体３ａ，３ｂに多数のボルトによりそれぞれ結合される１対のカバー３ｃ，３ｄとから構成される。クランク軸６は、１対の主軸受14ａ，14ｂを介して１対のケース半体３ａ，３ｂに回転可能に支持される。

クランクケース３は、クランク軸６および変速機Ｍが収容される収容室15を形成する。
収容室15は、該収容室15内に設けられる仕切壁としての変速機ハウジング16により、駆動回転軸としてのクランク軸６が配置される駆動室としてのクランク室15aと、変速機Ｍが配置されるミッション室15ｂとに部分的に仕切られる。

クランク軸６の主軸受14ｂを貫通して左方に延出している左側軸部６ｂの端部には、ＡＣジェネレータ13が設けられている。
クランク軸６の、主軸受14ａを貫通して右方に延出している右側軸部６ａには、外筒軸７が回動自在に軸支され、右側軸部６ａと外筒軸７の右端部に発進クラッチである遠心式クラッチ17が設けられている。

外筒軸７より右側に突出した右側軸部６ａにクラッチインナ17ｉが固着され、クラッチインナ17ｉに設けられた遠心ウエイト17ｗの外周を覆うクラッチアウタ17ｏが外筒軸７の端部に固着されて遠心式クラッチ17が構成されている。
クランク軸６の右側軸部６ａと外筒軸７との間には一方向クラッチ７Ｃが介装されている。
外筒軸７には中央位置に駆動ギヤ７ｇがフランジ状に形成されており、変速機Ｍの第１入力軸20と一体の被動ギヤ20ｇと駆動ギヤ７ｇが噛み合っている。

遠心式クラッチ17は、クランク軸６の回転速度である機関回転速度に応じて、遠心ウエイト17ｗの作動によりクラッチインナ17ｉとクラッチアウタ17ｏの断続を行う。
すなわち機関回転速度が所定回転速度以下であると、クラッチインナ17ｉとクラッチアウタ17ｏは切断状態にあってクランク軸６の回転が外筒軸７に伝達されないが、機関回転速度が所定回転速度を超えてクラッチインナ17ｉとクラッチアウタ17ｏが接続状態になると、クランク軸６の回転が外筒軸７に伝達され、外筒軸７から駆動ギヤ７ｇと被動ギヤ20ｇの噛合を介して変速機Ｍに伝達される。

変速機Ｍは、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２とが組み合わされており、図２を参照して、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１の第１入力軸20と第１出力軸28および第２プラネタリギヤ機構Ｐ２の第２入力軸40と第２出力軸48が、外側から内側へ順に全て共通の回転中心軸Ｘ−Ｘ上に重なり合って軸支されている。
回転中心軸Ｘ−Ｘはクランク軸６に平行で左右方向に指向している。

最も長尺の第２出力軸48の外周に軸受41を介して２番目に長い第２入力軸40が回転自在に軸支され、第２入力軸40の外周に短尺の第１入力軸20が軸受21を介して回転自在に軸支されるとともに、第２入力軸40の外周に左端部で嵌合して一体に回転する短尺の第１出力軸28が第１入力軸20の左端部の外周に軸受22を介して回転自在に軸支されている。
第２入力軸40より両側に突出する第２出力軸48の左端がクランクケース３の左側ケース半体３ｂに軸受18を介して軸支され、第２出力軸48に軸支された第２入力軸40の外周に外装された第１入力軸20が変速機ハウジング16に軸受19を介して軸支されることで、第２出力軸48が第２入力軸40、第１出力軸28、第１入力軸20とともに支持される。

変速機Ｍの第１入力軸20は軸受19より右方に突出した右端に被動ギヤ20ｇが形成されていて、軸受19を左方に貫通した左側軸部に形成されたスプライン溝にリングギヤ軸23がスプライン嵌合している。
第１プラネタリギヤ機構Ｐ１におけるリングギヤｒ１は、リングギヤ軸23に嵌着して第１入力軸20に連結され、プラネタリギヤｐ１を支持軸ａ１で軸支して保持するキャリアｃ１は第１出力軸28に嵌着され、サンギヤｓ１はサンギヤ軸24を一体に形成して第１出力軸28に軸受25を介して回転自在に軸支されている。

そして、サンギヤ軸24のフランジ部24ｆに突設された４本の支持軸31にはそれぞれ一方向クラッチ30のラチェット爪部材32がスプリング33に付勢されて軸支され、図４に示すように、４個のラチェット爪部材32の外周を変速機ハウジング16に連結して固定された環状固定部材35が覆っており、環状固定部材35の内周面に形成された一方向係合部36にトーションスプリング33により遠心方向に付勢されたラチェット爪部材32の爪部がラチェット爪部材32の一方向の旋回（図４において時計方向の旋回）に対して係合して回転が阻止され、他方向の旋回（図４において反時計方向の旋回）は許容される。

すなわち、サンギヤｓ１は一方向クラッチ30により図３において時計方向の回転は阻止され、反時計方向の回転は許容される。
したがって、図３を参照して、リングギヤｒ１（第１入力軸20）が反時計方向に回転すると、サンギヤｓ１は時計方向の回転が阻止されているので、プラネタリギヤｐ１は反時計方向に自転しながら反時計方向に公転し、所定の速比（出力回転数/入力回転数）ｕ１（＜１）でキャリアｃ１（第１出力軸28）を反時計方向に回転する。

第１プラネタリギヤ機構Ｐ１の第１出力軸28は、左端部で第２入力軸40に嵌合して第２入力軸40と一体に回転する。
なお、第１出力軸28と第２入力軸40を一体に構成することも可能である。
この第２入力軸40の左端部に第２プラネタリギヤ機構Ｐ２のサンギヤｓ２が形成されている。

第２プラネタリギヤ機構Ｐ２におけるリングギヤｒ２は、内周部が軸方向左側に延出したリングギヤ軸45を一体に形成しており、リングギヤ軸45は第２出力軸48に外嵌して一体に回転する。
第２プラネタリギヤ機構Ｐ２は、図５に示すように２個のプラネタリギヤｐ２，ｐ２が噛み合った状態でキャリアｃ２に突設された支持軸ａ２，ａ２に軸支され、一方のプラネタリギヤｐ２がサンギヤｓ２に噛合し、他方のプラネタリギヤｐ２がリングギヤｒ２に噛合している。

２個のプラネタリギヤｐ２，ｐ２を支持するキャリアｃ２は、内周部が軸方向右側に延出したキャリア軸42を一体に形成しており、キャリア軸42は第１出力軸28に軸受43を介して外嵌し回転自在に軸支されている。

このキャリア軸42には、環状支持部材44が一体に嵌合されており、同環状支持部材44に突設された４本の支持軸51にはそれぞれ一方向クラッチ50のラチェット爪部材52がスプリング53に付勢されて軸支され、図６に示すように、４個のラチェット爪部材52の外周を前記一方向クラッチ30と共通に使用される環状固定部材35が覆っている。

環状固定部材35の内周面に形成された共通に使用される一方向係合部36にトーションスプリング53により遠心方向に付勢されたラチェット爪部材52の爪部がラチェット爪部材52の一方向の旋回（図６において時計方向の旋回）に対して係合して回転が阻止され、他方向の旋回（図６において反時計方向の旋回）は許容される。

すなわち、キャリアｃ２は、一体に回転する環状支持部材44とともに、一方向クラッチ50により図５において時計方向の回転は阻止され、反時計方向の回転は許容される。
したがって、図５を参照して、サンギヤｓ２（第２入力軸40）が反時計方向に回転すると、キャリアｃ２は時計方向の回転が阻止されているので、公転が阻止された２個のプラネタリギヤｐ２，ｐ２の噛合いを介してリングギヤｒ２が所定の速比ｕ２で回転する。
なお、速比ｕ１，ｕ２は、０＜ｕ２＜ｕ１＜１の関係にある。

第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２は、両者間に一方向クラッチ30，50が環状固定部材35を共用にして配設される構成なので、軸方向の寸法を小さくすることができる。

変速機ハウジング16の右側壁に軸受19を介して軸支された第１入力軸20の軸受19より右方に突出した右端に被動ギヤ20ｇが形成され、この第１入力軸20の右端より第１入力軸20の内側の第２入力軸40が右方に突出し、その第２入力軸40の突出した右端部にスプライン溝40ｖが形成されている。
この第２入力軸40の右端より第２入力軸40の内側の第２出力軸48が右方に突出し、その突出した右端部にスプライン溝48ｖが形成されている。

以上の変速機ハウジング16の右側壁より右方に突出した第１入力軸20の被動ギヤ20ｇと第２入力軸40の右端スプライン溝40ｖとの間に第１摩擦クラッチ70が設けられ、第２入力軸40の右端スプライン溝40ｖと第２出力軸48の右端スプライン溝48ｖとの間に第２摩擦クラッチ90が設けられツインクラッチが構成されている。

第１入力軸20の被動ギヤ20ｇの環状板部に周方向に複数設けられた保持孔に嵌挿されたダンパゴム60を、第１摩擦クラッチ70における中空円板部71ａと円筒部71ｂからなる第１クラッチアウタ71の中空円板部21ａから突出した連結ボス71abが貫通し、中空円板部71ａと反対側で被動ギヤ20ｇの左側面に当接する保持板61が、連結ボス71abを貫通するリベット62で連結ボス71abの端面に締結される。
したがって、駆動ギヤ７ｇとの噛合いを介して被動ギヤ20ｇに伝達されるクランク軸６の動力は、ダンパゴム60を介して第１クラッチアウタ71に入力される。

第１摩擦クラッチ70の第１クラッチインナと第２摩擦クラッチ90の第２クラッチアウタとは、同一体の共通クラッチ部材81として形成されている。
該共通クラッチ部材81は、中空円板部81ａと、その外周端が軸方向右方に延出した円筒部81ｂと、同円筒部81ｂの右端部が遠心方向に拡径した受圧板部81ｃと、中空円板部81ａの内周端が軸方向右方に延出した円筒軸部81ｄとからなり、円筒軸部81ｄの内周面に形成されたスプライン突条が第２入力軸40の右端スプライン溝40ｖに嵌合し、Ｃ形止め輪82で軸方向位置決めされて第２入力軸40の右端に取り付けられ、一体に回転する。

共通クラッチ部材81は、中空円板部81ａを第１クラッチアウタ71の中空円板部71ａに沿わせて配置されるので、円筒部81ｂは第１クラッチアウタ71の円筒部71ｂの内側に軸方向で重なって位置している。

第１摩擦クラッチ70は、第１クラッチアウタ71の円筒部71ｂとその内側の共通クラッチ部材81の円筒部81ｂとの間に、円筒部71ｂの内周に相対回転不能で軸方向に移動自在に嵌合する複数枚のクラッチディスク72と円筒部81ｂの外周に相対回転不能で軸方向に移動自在に嵌合する複数枚のクラッチプレート73とが交互に重なって配置され、その右側に位置する受圧板部81ｃと反対側の左側に配置される圧接板74とによって挟まれる。

圧接板74は、共通クラッチ部材81の円筒部81ｂの外周に軸方向に摺動自在に嵌合支持され、クラッチスプリング75により右方向に付勢されている。
すなわち、クラッチスプリング75は、圧接板74を受圧板部81ｃに近づけてその間に交互に重ねられたクラッチディスク72とクラッチプレート73を挟圧して第１摩擦クラッチ70を接続する方向にばね力を作用させる。

受圧板部81ｃをその内周部の周方向複数か所（例えば３か所）で複数本（３本）の第１リフタピン76が、それぞれ軸方向に貫通して左端が圧接板74に右側から当接している。
各第１リフタピン76は受圧板部81ｃから右方に突出しており、その各右端が大径の円筒部77ａとフランジ部77ｂとからなる環状の第１環状リフタ77のフランジ部77ｂに嵌入している。

第１環状リフタ77は、円筒部77ａの内側にレリーズ軸受78を介して環状の第１カムフロワ79に連結されている。
第１カムフロワ79は、小径円筒部79ａと大径円筒部79ｃを中空円板部79ｂが連結した形状をしており、大径円筒部79ｃとその外周を覆う第１環状リフタ77の円筒部77ａとの間にレリーズ軸受78が介装されている。
レリーズ軸受78を介して連結された第１カムフロワ79と第１環状リフタ77は、互いに相対回転が可能であるが、軸方向には一体に移動する。

共通クラッチ部材81を第２クラッチアウタとして用いる第２摩擦クラッチ90における第２クラッチインナ91は、中空円板部91ａと、その外周端が軸方向左右に延出した円筒部91ｂと、同円筒部91ｂの右端部が遠心方向に拡径した受圧板部91ｃと、中空円板部91ａの内周端が軸方向左右に延出した円筒軸部91ｄとからなり、円筒軸部91ｃの内周面に形成されたスプライン突条が第２入力軸40より右方に突出した第２出力軸48の右端スプライン溝48ｖに嵌合し、Ｃ形止め輪85で軸方向位置決めされて第２出力軸48の右端に取り付けられ、一体に回転する。
第２クラッチインナ91の円筒部91ｂは、共通クラッチ部材81の円筒部81ｂの内側に軸方向で重なって位置する。

第２摩擦クラッチ90は、共通クラッチ部材81の円筒部81ｂとその内側の第２クラッチインナ91の円筒部91ｂとの間に、円筒部81ｂの内周に相対回転不能で軸方向に移動自在に嵌合する複数枚のクラッチディスク92と円筒部91ｂの外周に相対回転不能で軸方向に移動自在に嵌合する複数枚のクラッチプレート93とが交互に重なって配置され、その右側に位置する受圧板部91ｃと反対側の左側に配置される圧接板94とによって挟まれる。

圧接板94は、第２クラッチインナ91の円筒部91ｂの外周に軸方向に摺動自在に嵌合支持され、クラッチスプリング95により右方向に付勢されている。
すなわち、クラッチスプリング95は、圧接板94を受圧板部91ｃに近づけてその間に交互に重ねられたクラッチディスク92とクラッチプレート93を挟圧して第２摩擦クラッチ90を接続する方向にばね力を作用させる。

受圧板部91ｃをその内周部の周方向複数か所（例えば３か所）で複数本（３本）の第２リフタピン96が、それぞれ軸方向に貫通して左端が圧接板94に右側から当接している。
各第２リフタピン96は受圧板部91ｃから右方に突出しており、その各右端が小径の円筒部97ａとフランジ部97ｂとからなる環状の第２環状リフタ97のフランジ部97ｂに嵌入している。
第２環状リフタ97は、前記第１環状リフタ77の内側にあって軸方向で重なる位置にある。

第２環状リフタ97は、円筒部97ａの内側にレリーズ軸受98を介して第２カムフロワ99に連結されている。
第２カムフロワ99は、円柱体99ａの左端にフランジ部99ｂが形成されたもので、フランジ部99ｂとその外周を覆う第２環状リフタ97の円筒部97ａとの間にレリーズ軸受98が介装されている。
レリーズ軸受98を介して連結された第２カムフロワ99と第２環状リフタ97は、互いに相対回転が可能であるが、軸方向には一体に移動する。

第２カムフロワ99の円柱体99ａは、第１カムフロワ79の小径円筒部79ａより小径で、小径円筒部79ａの内側に挿入されている。
第１カムフロワ79と第２カムフロワ99にともに外力が加わらないときは、クラッチスプリング75のばね力で圧接板74を右方に押圧して第１摩擦クラッチ70を接続状態とし、クラッチスプリング95のばね力で圧接板94を右方に押圧して第２摩擦クラッチ90を接続状態とするが、このとき第１リフタピン76，第１環状リフタ77，レリーズ軸受78を介して第１カムフロワ79と第１リフタピン76，第１環状リフタ77，レリーズ軸受78を介して第１カムフロワ79とが、ともに最も右方に突出した位置にあり、第１カムフロワ79の小径円筒部79ａの右環状端面79aaと第２カムフロワ99の円柱体99ａの右円形端面99aaとは同一平面上にある。

この第１カムフロワ79の右環状端面79aaに接して第１カムフロワ79を軸方向左方に移動させる第１クラッチ用カム101と第２カムフロワ99の右円形端面99aaに接して第２カムフロワ99を軸方向左方に移動させる第２クラッチ用カム102が、共通の変速カム軸100に形成されている（図１参照）。
図１に示すように、変速カム軸100は、変速機Ｍの第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２の共通の回転中心軸Ｘ−Ｘに対して直交する回転中心軸を有し、第２カムフロワ99の右円形端面99aaに接する第２クラッチ用カム102の両側に、第１カムフロワ79の右環状端面79aaの対称部位にそれぞれ接する第１クラッチ用カム101，101が形成されている。

該変速カム軸100は、第１クラッチ用カム101，101の両外側部分を軸受105を介してカバー３ｃに回転自在に軸支され、変速カム軸100の一端には戻しばね106がカバー３ｃとの間に設けられており、変速カム軸100の他端はカバー３ｃを貫通して外部に突出し、減速ギヤケース111内に回転自在に嵌入している。
一方、減速ギヤケース111には、電動モータ110がその駆動軸110ａを内部に挿入して取り付けられている。

減速ギヤケース111内において、電動モータ110の駆動軸110ａと変速カム軸100との間に第１中間軸113と第２中間軸114が介在し、駆動軸110ａに形成された駆動ギヤが第１中間軸113の大径ギヤ113ｂに噛合し、第１中間軸113の小径ギヤ113ｓが第２中間軸114の大径ギヤ114ｂに噛合し、第２中間軸114の小径ギヤ114ｓが変速カム軸100に嵌着された大径の被動ギヤ115に噛合して、減速ギヤ機構112が構成されている。

したがって、電動モータ110の駆動により減速ギヤ機構112を介して変速カム軸100が回動し、変速カム軸100に形成された第１クラッチ用カム101と第２クラッチ用カム102の回動が、それぞれ第１カムフロワ79と第２カムフロワ99を作動して第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90の断続を実行する。
なお、減速ギヤケース111の変速カム軸100の端部が対向する部位には回転角センサ116が設けられており、変速カム軸100の回動角度を検出している。

変速カム軸100に形成される第１クラッチ用カム101と第２クラッチ用カム102の形状と相対位置関係を、図７に変速段ごとに示す。
第１クラッチ用カム101は、変速カム軸100の互いに180度角ずれた角度位置すなわち対称位置にカム山を備えるものであり、第２クラッチ用カム102は、互いに90度角ずれた角度位置にカム山を備えるとともに、両カム山の最大径の山頂間を最大径で形成している。

図７（１）は、変速段が１速の状態を示しており、第１クラッチ用カム101と第２クラッチ用カム102は、ともにカム山でそれぞれ第１カムフロワ79と第２カムフロワ99を左方に押圧して最大リフト量移動させている。
したがって、第１カムフロワ79は、レリーズ軸受78，第１環状リフタ77，第１リフタピン76を介して圧接板74をクラッチスプリング75のばね力に抗して左方に移動して第１摩擦クラッチ70の接続状態を解除して切断状態とし、第２カムフロワ99は、レリーズ軸受98，第１環状リフタ97，第１リフタピン96を介して圧接板94をクラッチスプリング95のばね力に抗して左方に移動して第２摩擦クラッチ90の接続状態を解除して切断状態としている。

第１摩擦クラッチ70が切断しているため、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１の第１入力軸20と第２入力軸40すなわちこれと一体の第１出力軸28とは互いに独立状態にあり、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１は第１入力軸20に対して速比ｕ１で第１出力軸28（および第２入力軸40）を回転する。
また、第２摩擦クラッチ90も切断して、第２入力軸40と第２出力軸48は互いに独立状態にあり、第２プラネタリギヤ機構Ｐ２は第２入力軸40に対して速比ｕ２で第２出力軸48を回転する。
したがって、変速機Ｍとしては、変速比ｕ１×ｕ２の１速状態を確立する。

図７（２）は、変速段が２速の状態を示しており、図７（１）の１速状態から電動モータ110が駆動して変速カム軸100が90度回動した状態であり、第１クラッチ用カム101が90度回動したことにより、第１カムフロワ79に対向するカム面がカム基礎円にあってクラッチスプリング75のばね力により第１カムフロワ79は圧接板74とともに右方に移動して第１摩擦クラッチ70は接続状態となる。
他方、第２クラッチ用カム102は90度回動しても第２カムフロワ99に対向するカム面はなおもカム山にあって第２カムフロワ99を左方に押圧して最大リフト量移動させているので、第２摩擦クラッチ90は切断状態にある。

第１摩擦クラッチ70が接続すると、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１の第１入力軸20と第１出力軸28（および第２入力軸40）が直結して、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１は第１入力軸20に対して速比１で第１出力軸28（および第２入力軸40）を回転する。
第２摩擦クラッチ90は切断状態にあるので、第２入力軸40と第２出力軸48は互いに独立状態にあり、第２プラネタリギヤ機構Ｐ２は第２入力軸40に対して速比ｕ２で第２出力軸48を回転する。
したがって、変速機Ｍとしては、変速比ｕ２（＝１×ｕ２）の２速状態を確立する。

図７（３）は、変速段が３速の状態を示しており、図７（２）の２速状態から電動モータ110が駆動して変速カム軸100がさらに90度回動した状態であり、第１クラッチ用カム101がさらに90度回動したことにより、第１カムフロワ79に対向するカム面がカム山となり、第１カムフロワ79を左方に最大リフト量移動させ、圧接板74をクラッチスプリング75のばね力に抗して左方に移動して第１摩擦クラッチ70を切断状態とする。
他方、第２クラッチ用カム102がさらに90度回動すると、第２カムフロワ99に対向するカム面がカム基礎円にあってクラッチスプリング95のばね力により第２カムフロワ99は圧接板94とともに右方に移動して第２摩擦クラッチ90は接続状態となる。

第１摩擦クラッチ70が切断状態にあるので、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１は第１入力軸20に対して速比ｕ１で第１出力軸28（および第２入力軸40）を回転する。
第２摩擦クラッチ90が接続すると、第２プラネタリギヤ機構Ｐ２の第２入力軸40と第２出力軸48が直結して、第２プラネタリギヤ機構Ｐ２は第２入力軸40に対して速比１で第２出力軸48を回転する。
したがって、変速機Ｍとしては、変速比ｕ１（＝ｕ１×１＞ｕ２）の３速状態を確立する。

図７（４）は、変速段が４速の状態を示しており、図７（３）の３速状態から電動モータ110が駆動して変速カム軸100がさらに90度回動した状態であり、第１カムフロワ79に対向する第１クラッチ用カム101のカム面がカム基礎円にあって第１摩擦クラッチ70は接続状態にあり、第２カムフロワ99に対向する第２クラッチ用カム102のカム面もカム基礎円にあって第２摩擦クラッチ90も接続状態にある。
そのため、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１の第１入力軸20と第１出力軸28（および第２入力軸40）が直結して第１プラネタリギヤ機構Ｐ１は第１入力軸20に対して速比１で第１出力軸28（および第２入力軸40）を回転し、第２プラネタリギヤ機構Ｐ２の第２入力軸40と第２出力軸48が直結して第２プラネタリギヤ機構Ｐ２は第２入力軸40に対して速比１で第２出力軸48を回転する。
したがって、変速機Ｍとしては、変速比１（＝１×１）の４速状態を確立する。

以上のように、電動モータ110を駆動制御して１本の変速カム軸100を回動制御することで、第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90の断続を同時に行い、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２の各速比を変更して、変速機Ｍの変速段を逐次変更して確立することができる。

本自動変速駆動手段における電動モータ110は、自動変速制御装置150により駆動制御されるもので、その制御系の簡単なブロック図を図１に示す。
クランク軸60に近接した部位（例えばクランクウェブの外周近接部位）に設けられた機関回転数センサ152がクランク軸60の回転（機関回転数）を検出し、その検出信号が自動変速制御装置150に入力されるとともに、自動変速制御装置150には前記変速カム軸100の回転角を検出する回転角センサ116の検出信号も入力され変速制御に供されている。

また、本実施の形態では、出力取出軸120の回転数を検出する出力回転数センサ153が出力取出軸120に近接して設けられており、同出力回転数センサ153の検出信号も自動変速制御装置150に入力されている。
出力取出軸120の回転数は駆動輪の回転数に比例する。
なお、回転数とは、基準時間内の回転数（例えば、rpm単位で表わされる）のことで、回転速度に相当するものである。

自動変速制御装置150は、機関回転数センサ152，回転角センサ116および出力回転数センサ153等の検出信号を入力し、制御信号をドライバ回路161に出力し、ドライバ回路161が制御信号に従って電動モータ110を駆動する。

自動変速制御装置150は、基本的に予め決められた所定機関回転数を境に、電動モータ110を駆動して変速段を切り換える制御を行っている。
図８は、変速機Ｍにおける第１入力軸20の入力回転数Ｎｉに対する第２出力軸48の出力回転数Ｎｏの変化を示すグラフであり、機関回転数の予め決められた機関回転数に相当する第１入力軸20の入力回転数ＮｉをＮ１，Ｎ２，Ｎ３（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３）とする。

図８を参照して、内燃機関Ｅが稼働始めて機関回転数が上昇し、入力回転数ＮｉがＮ１に達するまでは、変速カム軸100は図７（１）の角度位置にあって第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90がともに切断されて変速機Ｍが変速比ｕ１×ｕ２の１速状態にあって、ｕ１×ｕ２の勾配を有する直線が示す１速の入出力関係にある。
入力回転数Ｎｉが上昇してＮ１を超えると、電動モータ110を駆動して変速カム軸100を図７（２）の角度位置に回動し、第１摩擦クラッチ70を接続し第２摩擦クラッチ90を切断状態とすることで、変速機Ｍを変速比ｕ２の２速状態とし、ｕ２の勾配を有する直線が示す２速の入出力関係にシフトアップする。

さらに、入力回転数Ｎｉが上昇してＮ２を超えると、電動モータ110を駆動して変速カム軸100を図７（３）の角度位置に回動し、第１摩擦クラッチ70を切断し第２摩擦クラッチ90を接続することで、変速機Ｍを変速比ｕ１の３速状態とし、ｕ３の勾配を有する直線が示す３速の入出力関係にシフトアップする。
またさらに、入力回転数Ｎｉが上昇してＮ３を超えると、電動モータ110を駆動して変速カム軸100を図７（４）の角度位置に回動し、第１摩擦クラッチ70を接続し第２摩擦クラッチ90を接続状態とすることで、変速機Ｍを変速比１の４速状態とし、１の勾配を有する直線が示す４速の入出力関係にシフトアップする。

機関回転数が減少する場合も所定の回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３で逆にシフトダウンする。
変速段は、回転角センサ116が検出する変速カム軸100の回動角度により常に確認することができるとともに、フィードバック制御により変速カム軸100を正確に回動制御することができる。

また、自動変速制御装置150は、機関回転数センサ152が検出する機関回転数と出力回転数センサ153が検出する駆動輪回転数とから車両の駆動輪側からの駆動力が内燃機関Ｅ側からの駆動力より大きくなったときを検出しており、駆動輪側駆動力が内燃機関側駆動力を超えたときは、変速機Ｍが４速以外の変速段にある場合、図７（４）に示す４速状態に設定するよう制御する。

変速機Ｍが４速以外の変速段にあるときは、第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90の少なくとも一方が切断状態にあるので、駆動輪側からの駆動力は内燃機関側には伝達されないので、エンジンブレーキを働かせることができないが、駆動輪側駆動力が内燃機関側駆動力を超えたときに変速機Ｍを４速に強制的に設定することで、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２がそれぞれ入出力に係るギヤ要素を直結して車両の駆動輪側からの駆動力を入力軸に伝達してエンジンブレーキを働かせることができる。

本自動変速機は、第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90を、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２に対して軸方向で同じ側方に配設するので、回転中心軸Ｘ−Ｘに関して径方向の寸法を小さくできるとともに、第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90をまとめて軸方向側方にコンパクトに配置でき、軸方向幅も抑制できるので、プラネタリギヤ機構Ｐ１，Ｐ２を備える変速機Ｍを小型化することができる。

第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90を回転中心軸に関して遠心側と中心側に互いに重ねて配置し、第１摩擦クラッチ70のクラッチインナと第２摩擦クラッチ90のクラッチアウタを同一体の共通クラッチ部材81として形成した構成なので、第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90が軸方向で重なって組み合わされ、変速機Ｍの軸方向幅を益々小さくできる。

第２出力軸48の外周に第２入力軸40が回転自在に軸支され、第２入力軸40の外周に第１入力軸20が回転自在に軸支され、第１入力軸20に第１摩擦クラッチ70のクラッチアウタ71が結合され、第２入力軸40の第１入力軸20より突出した端部に共通クラッチ部材81が結合され、第２出力軸48の第２入力軸40より突出した端部に第２摩擦クラッチ90のクラッチインナ91が結合されるので、第１プラネタリギヤ機構Ｐ１と第２プラネタリギヤ機構Ｐ２に対して軸方向の同じ側方に第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90をコンパクトに配設して動力の伝達をすることができる。

第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90をそれぞれ作動して断続する第１クラッチ用カム101と第２クラッチ用カム102が、第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90の軸方向の側方に設けられた共通の変速カム軸100上に形成され、同変速カム軸100を電動モータ110が回動するので、１本の変速カム軸100の回動で第１摩擦クラッチ70と第２摩擦クラッチ90をともに作動するので、少ない部品点数の簡単な構造で応答性に優れた変速駆動を行うことができる。

Ｅ…内燃機関、Ｍ…変速機、
Ｐ１…第１プラネタリギヤ機構、ｓ１…サンギヤ、ｒ１…リングギヤ、ｐ１…プラネタリギヤ、ｃ１…キャリア、
Ｐ２…第２プラネタリギヤ機構、ｓ２…サンギヤ、ｒ２…リングギヤ、ｐ２…プラネタリギヤ、ｃ２…キャリア、
20…第１入力軸、20ｇ…被動ギヤ、23…リングギヤ軸、24…サンギヤ軸、28…第１出力軸、30…一方向クラッチ、
40…第２入力軸、42…キャリア軸、45…リングギヤ軸、48…第２出力軸、50…一方向クラッチ、
70…第１摩擦クラッチ、71…第１クラッチアウタ、77…第１環状リフタ、79…第１カムフロワ、81…共通クラッチ部材、
90…第２摩擦クラッチ、91…第２クラッチインナ、97…第２環状リフタ、99…第２カムフロワ、
100…変速カム軸、101…第１クラッチ用カム、102…第２クラッチ用カム、
110…電動モータ、120…出力取出軸、150…自動変速制御装置、152…機関回転数センサ、153…出力回転数センサ。

Claims (4)

1. サンギヤ，プラネタリギヤ，リングギヤから構成され、サンギヤ，プラネタリギヤ，リングギヤのいずれかを入力軸と出力軸にそれぞれ連結し、残りの１つのギヤの回転を規制する第１プラネタリギヤ機構と第２プラネタリギヤ機構とを直列に連結し、
   前記第１プラネタリギヤ機構の第１入力軸と第１出力軸の間を断続する第１クラッチと、
   前記第２プラネタリギヤ機構の第２入力軸と第２出力軸の間を断続する第２クラッチとを共通の回転中心軸上に備え、
   前記第１クラッチと前記第２クラッチが自動変速駆動手段により自動的に作動される自動変速機において、
   前記第１クラッチと前記第２クラッチが、前記第１プラネタリギヤ機構と前記第２プラネタリギヤ機構に対して軸方向で同じ側方に配設されたことを特徴とするプラネタリギヤ機構を備える自動変速機。
2. 前記第１クラッチと前記第２クラッチを回転中心軸に関して遠心側と中心側に互いに重ねて配置し、
   前記第１クラッチのクラッチインナと前記第２クラッチのクラッチアウタが同一体の共通クラッチ部材として形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機。
3. 前記第２出力軸の外周に前記第２入力軸が回転自在に軸支され、
   前記第２入力軸の外周に前記第１入力軸が回転自在に軸支され、
   前記第１入力軸に前記第１クラッチのクラッチアウタが結合され、
   前記第２入力軸の前記第１入力軸より突出した端部に前記共通クラッチ部材が結合され、
   前記第２出力軸の前記第２入力軸より突出した端部に前記第２クラッチのクラッチインナが結合されたことを特徴とする請求項２記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機。
4. 前記自動変速駆動手段は、
   前記第１クラッチと前記第２クラッチをそれぞれ作動して断続する第１クラッチ用カムと第２クラッチ用カムが、前記第１クラッチと前記第２クラッチの軸方向の側方に設けられた共通のカム軸上に形成され、
   前記カム軸がアクチュエータにより回動されることを特徴とする請求項３に記載のプラネタリギヤ機構を備える自動変速機。

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