JP4347635B2 - 動力伝達構造 - Google Patents

Description

本発明は動力伝達構造に関する。

車両は、走行するためにエンジン及びクラッチ並びにトランスミッションを備えている。而して、従来のエンジン及びクラッチ並びにトランスミッションにおける動力伝達構造の模式図の一例は図５に示され、図中、１はエンジン、２はクラッチ、３はトランスミッションである。

エンジン１のクランクシャフト４の先端側にはフライホイール５が外嵌、固定されており、トランスミッション３のインプットシャフト６の後端側には、クラッチカバー７を備えたクラッチディスク８が外嵌固定されている。而して、クラッチ機構２は、フライホイール５、クラッチカバー７、クラッチディスク８等により形成されている。

クラッチカバー７は図示されていないフェーシングが取付けられたクラッチプレートを介し、フライホイール５に対し断続されるようになっている。すなわち、クラッチペダルを踏んでいない場合には、クラッチカバー７とフライホイール５は連結されてエンジン１の動力はトランスミッション３に伝達され、クラッチペダルを踏み込んだ場合には、クラッチカバー７とフライホイール５は離脱されてエンジン１の動力はトランスミッション３に伝達されないようになっている。

インプットシャフト６の先端部には、アウトプットシャフトであるメインシャフト９の後端部が軸受１０を介して回転自在に支持されて両シャフト６，９は直列状に配置されている。メインシャフト９の先端部には、カップリング１１等を介してプロペラシャフト１２が接続されており、プロペラシャフト１２には、ディファレンシャルギヤ等を介してホイールが接続されている。

インプットシャフト６の先端側にはギヤ１３ａが一体的に設けられる共に、メインシャフト９には、複数のギヤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆがニードルベアリングを介して外嵌されている。

又、インプットシャフト６及びメインシャフト９と平行に配設したカウンタシャフト１４には、対応するギヤ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆと噛み合う複数のギヤ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆがスプライン結合されていると共に、中間シャフト１６に取付けられたアイドラギヤ１７ｅに噛み合うギヤ１５ｅがスプライン結合されている。アイドラギヤ１７ｅはギヤ１３ｅに噛み合うようになっている。而して、ギヤ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ及びギヤ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ並びにアイドラギヤ１７ｅによりギヤ群が形成されている。

メインシャフト９には、図示してないが、シフタスリーブが軸線方向へ摺動可能に外嵌された複数のハブがスプライン結合されており、シフトレバーを操作することにより、シフタスリーブが各ハブの軸線方向へ摺動して、何れかのギヤ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ，１３ｆに対し連結されるようになっている。

而して、インプットシャフト６のギヤ１３ａがメインシャフト９のシフタスリーブと連結されると、エンジン１のクランクシャフト４からの動力は、クラッチ機構２からインプットシャフト６に伝達され、インプットシャフト６から直接メインシャフト９に伝達されるようになっている。

又、ギヤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆがメインシャフト９のシフタスリーブと連結されると、エンジン１のクランクシャフト４からの動力は、クラッチ機構２からインプットシャフト６に伝達され、インプットシャフト６のギヤ１３ａからカウンタシャフト１４のギヤ１５ａに伝達され、カウンタシャフト１４のギヤ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆの何れかからメインシャフト９の対応するギヤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆに伝達され、ギヤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆの何れかからメインシャフト９に伝達されるようになっている。

更に、ギヤ１３ｅがメインシャフト９のシフタスリーブと連結されると、クランクシャフト４からカウンタシャフト１４に伝達された動力は、ギヤ１５ｅからアイドラギヤ１７ｅを介してギヤ１３ｅに伝達され、ギヤ１３ｅからメインシャフト９に伝達し得るようになっている。

メインシャフト９に伝達された動力は、カップリング１１、プロペラシャフト１２を介してホイールへ伝達され、車両は変速段数に対応して、所定の速度で前進し、或は後退し得るようになっている。

而して、図５の動力伝達構造の場合、例えば、トランスミッション３のギヤ１３ｆ，１５ｆは前進第１段用、ギヤ１３ｅ，アイドラギヤ１７ｅ，ギヤ１５ｅは後退用、ギヤ１３ｄ，１５ｄは前進第２段用、ギヤ１３ｃ，１５ｃは前進第３段用、ギヤ１３ｂ，１５ｂは前進第４段用、インプットシャフト６のギヤ１３ａとメインシャフト９のシフタスリーブに対する連結は前進第５段用であるが、トランスミッション３の変速段数やギヤ群の配置は図示の例の他に種々のものがある。

上記動力伝達構造においては、通常の車両の走行時には、クラッチペダルが踏込まれていない場合は、クラッチ機構２のフライホイール５とクラッチカバー７とは連結されている。このため、エンジン１のクランクシャフト４からの動力は、クラッチ機構２からインプットシャフト６へ伝達され、シフトレバーの切換え位置、すなわち、変速段数に対応した各ギヤの選択に伴う動力伝達経路でメインシャフト９に伝達され、カップリング１１からプロペラシャフト１２を介してホイールに伝達される。その結果、車両はギヤの変速段数に対応した速度で前進走行し、或は後退走行する。

車両の前進走行中に１段階上或は下の速度に変速を行う場合には、クラッチペダルを踏込んで、シフトレバーを変速段数に対応した位置に切換える。このため、クラッチ機構２のフライホイール５とクラッチカバー７が離脱されると共に、メインシャフト９にスプライン結合された所定のハブのシフタスリーブが摺動して、当該シフタスリーブと所定のギヤ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆの何れかが連結状態となる。

このため、クラッチペダルの踏込みを徐々に解除すると、クラッチ機構２のフライホイール５とクラッチカバー７が徐々に連結され、エンジン１のクランクシャフト４からの動力は、クラッチ機構２、インプットシャフト６、ギヤ１３ａに伝達される。ギヤ１３ａに伝達された動力は、シフタスリーブから直接メインシャフト９に伝達されるか、或は、ギヤ１３ａからギヤ１５ａ、カウンタシャフト１４、ギヤ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｆの何れか、対応するギヤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆの何れか、ギヤ１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆの何れかが連結されたシフタスリーブを経てメインシャフト９に伝達される。メインシャフト９に伝達された動力は、カップリング１１からプロペラシャフト１２に伝達されてホイールが駆動され、車両は前進走行する。

車両を後退させる場合には、一旦車両を停止させたうえ、クラッチペダルを踏込み、シフトレバーを後退に切換える。このため、クラッチ機構２のフライホイール５とクラッチカバー７が離脱されると共に、メインシャフト９にスプライン結合された所定のハブのシフタスリーブが摺動して、当該シフタスリーブとギヤ１３ｅが連結状態となる。

このため、クラッチペダルの踏込みを徐々に解除すると、クラッチ機構２のフライホイール５とクラッチカバー７が徐々に連結され、エンジン１のクランクシャフト４からの動力は、上述したようにしてカウンタシャフト１４に伝達され、カウンタシャフト１４から、ギヤ１５ｅ、アイドラギヤ１７ｅ、ギヤ１３ｅ、ギヤ１３ｅが連結されたシフタスリーブを経てメインシャフト９に伝達され、メインシャフト９に伝達された動力は、カップリング１１からプロペラシャフト１２に伝達されてホイールが駆動され、車両は後退走行する。

図５の動力伝達構造において、車両の走行中に変速を行う場合には、クラッチ機構２が離脱されるため、ホイールへの動力の伝達が中断し、一時的に車速が低下して車両が円滑に変速されないため、運転者は違和感を覚えるという問題がある。

そこで、本件発明者は車両の通常の走行中の変速時における車速の低下を構造簡単で安価な装置により防止するようにして、運転者が違和感を感じないようにした動力伝達構造を提供することを目的として、２００３年８月５日付けで特許出願を行った（特願２００３−２８６５１８号）。

而して、特願２００３−２８６５１８号明細書で開示した動力伝達構造は図６〜図９に示されており、図中、図５に示すものと同一のものには同一の符合が付してある。当該出願に係る動力伝達構造においては、図６に示すように、トランスミッション３のカウンタシャフト１４等と平行に回転可能なサブシャフト１８が配設されており、サブシャフト１８の軸線方向におけるクラッチ機構２側端部にはギヤ１９が外嵌、固定され、プロペラシャフト１２側端部には、プーリ２０が外嵌、固定されている。

クランクシャフト４のクラッチ機構２側端部近傍には、ギヤ２１が外嵌、固定されており、ギヤ２１とギヤ１９との間には、中間シャフト２２に外嵌、固定されてギヤ２１，１９と噛み合うアイドラギヤ２３が配設されている。

メインシャフト９のトランスミッションケース３ａ外部に突出した端部には、図７に示すように、メインシャフト９の先端に設けた凹所に嵌合した軸受２４を介してアウトプットシャフト２５が回転自在に支持されて両シャフト９，２５は直列状に配置されており、アウトプットシャフト２５の先端部には、カップリング１１等を介してプロペラシャフト１２が接続されており、プロペラシャフト１２には、ディファレンシャルギヤ等を介してホイールが接続されている。

メインシャフト９とアウトプットシャフト２５の連結部には、メインシャフト９とアウトプットシャフト２５とを断続させるためのクラッチ機構２６が配設され、アウトプットシャフト２５には、可変速プーリ機構本体２７及び加圧シリンダ機構２８を備えた可変速プーリ機構２９が配置されている。

クラッチ機構２６の詳細は図７、図８に示されている。すなわち、メインシャフト９のトランスミッションケース３ａからアウトプットシャフト２５側へ突出した端部には、フランジ９ａが一体的に取付けられ、フランジ９ａには、アウトプットシャフト２５のメインシャフト９側端部近傍を包囲すると共にアウトプットシャフト２５が側板３０ａを軸線方向へ貫通するよう、断面形状が鍔付きハット状のクラッチカバー３０が横向き状態に取付けられている。

鍔付きハット状のクラッチカバー３０内には、アウトプットシャフト２５の外周に対し間隔を置いて遊嵌された環状のプレッシャプレート３１が収納されており、プレッシャプレート３１とクラッチカバー３０の側板３０ａとの間には、プレッシャプレート３１をフランジ９ａ側へ付勢するよう、複数のプレッシャスプリング３２が設けられている。

フランジ９ａとプレッシャプレート３１との間には、アウトプットシャフト２５の外周に対し間隔を置いて、複数の環状のディスク３３が遊嵌されており、ディスク３３の軸線方向両端面には、図示してないがフェーシングが装着されている。ディスク３３の外径はプレッシャプレート３１の外径よりも小径に形成されている。又、アウトプットシャフト２５外周に形成したスプライン部２５ａには、クラッチカバー３０内に位置するようボス３４が嵌合されており、ボス３４の外周とディスク３３にはメンブレン状のドライブプレート３５が接続されている。

フランジ９ａには、円周方向へ所定の間隔で複数のエア室３６が設けられており、エア室３６には摺動可能なプッシュピストン３７が嵌入されている。プッシュピストン３７はアウトプットシャフト２５と平行で、エア室３６から突出する先端は、ディスク３３の外周外側を経てプレッシャプレート３１のディスク３３側の面に当接されている。

フランジ９ａには、エア室３６に連通すると共に、径方向外方へ延在して外側部に開口するエア導入孔７０が穿設されている。又、フランジ９ａの外周には、フランジ９ａが回転しても回転しないようにしたエア導入リング３８が嵌合されており、エア導入リング３８の内周には、エア導入孔７０に連通するようにした環状のエア導入溝３８ａが形成されている。エア導入溝３８ａにはエア導入リング３８の外周に接続した管路３９からのエアＡを導入し得るようになっている。

トランスミッションケース３ａには、クラッチカバー３０やエア導入リング３８を包囲するようにした円筒状のケース３ｂが、アウトプットシャフト２５に対し略同心状に固設されている。ケース３ｂの端部はクラッチカバー３０の側板３０ａよりもトランスミッションケース３ａから離反する側に位置している。而して、アウトプットシャフト２５のスプライン部２５ａには、プーリ本体４０が外嵌されており、プーリ本体４０外周部のケース３ｂ側の面は、ケース３ｂの先端に配置したスラストワッシャ又はころ軸受等の支持手段４１により支持されるようになっている。

又、アウトプットシャフト２５のスプライン部２５ａには、プーリ本体４０よりもトランスミッションケース３ａから離反する側に位置してプーリ本体４０と対向配置されると共に軸線方向へ摺動し得るよう、プーリ本体４２が外嵌されている。

プーリ本体４０，４２により一個のプーリ４３が形成され、プーリ本体４０，４２外周側の対向部は断面形状が、略Ｖ形状に形成されるようになっている。而して、プーリ本体４０，４２により形成されるプーリ４３の断面Ｖ形状の溝及び前記プーリ２０の断面Ｖ形状の溝には無端状のＶベルト４４が巻掛けられている。

プーリ本体４０，４２の軸心側には、プーリ本体４０，４２と略同心状に凹孔４０ａ，４２ａが互に対向するよう穿設され、凹孔４０ａ，４２ａには、アウトプットシャフト２５に巻装されたリターンスプリング４５が収納されて、弾撥力によりプーリ本体４０，４２間のＶ形状の溝の間隔Ｗが広がる側へ、プーリ本体４２を付勢し得るようになっている。而して、プーリ本体４０，４２、リターンスプリング４５により、可変速プーリ機構本体２７が形成されている。

可変速プーリ機構本体２７を基準として、クラッチ機構２６の反対側には、加圧シリンダ機構２８のシリンダケーシング４６が、ケース４７に固設されるよう設置されており、可変速プーリ機構本体２７と加圧シリンダ機構２８により可変速プーリ機構２９が形成されている。而して、シリンダケーシング４６の中心部には、アウトプットシャフト２５が回転に支障なきよう貫通されている。

シリンダケーシング４６には、アウトプットシャフト２５の軸心を基準として、同心円上に位置するよう、複数のオイル室４８が穿設されており、オイル室４８には、摺動可能なプッシュピストン４９が嵌入されている。プッシュピストン４９はアウトプットシャフト２５と平行で、オイル室４８から突出する先端は、プーリ本体４２の背面に設けた凹部４２ｂに嵌入されてその底部に当接されている。

プーリ２０，４３に巻掛けられたＶベルト４４の長手方向中途部には、図９に詳細に示すように、Ｖベルト４４に張力を付与するための張力付与装置５０が配設されている。すなわち、ブラケットに枢支したレバー５１には、プーリ２０，４３と平行になるよう、アイドラプーリ５２が枢支されており、エアシリンダ５３に前後進可能に嵌入されたピストン５４にはピストンロッド５５が接続され、ピストンロッド５５の先端はレバー５１の中間部に枢着されている。

而して、エアシリンダ５３のヘッド側に形成したエア室５３ａにはエアＡを導入することにより、ピストン５４を介してピストンロッド５５を突出する方向へ押圧し得るようになっており、エアシリンダ５３のロッド側に形成した室５３ｂには、ピストン５４を介してピストンロッド５５を後退する方向へ付勢するため、リタンスプリング５６が収納されている。

又、図６中、５７はシフトレバー、５８はクラッチペダル、５９はクラッチペダル５８の踏込み開始検出スイッチ、６０はクラッチペダル５８の踏込み完了検出スイッチ、６１はトランスミッション３におけるシフタスリーブのシフト位置検出スイッチ、６２はアウトプットシャフト２５の回転数から車速を検出するようにした車速センサ、６３は制御コンピュータである。

而して、シフトレバー５７からは切換え信号Ｖ１を、踏込み開始検出スイッチ５８からは踏込み開始信号Ｖ２を、踏込み完了検出スイッチ６０からは踏込み完了信号Ｖ３を、シフト位置検出スイッチ６１からはシフト位置信号Ｖ４，Ｖ５を、車速センサ６２からは車速信号Ｖ６を、夫々、制御コンピュータ６３に与え得るようになっている。

６４はエアタンク、６５はエアタンク６４からのエアＡを図７に示すクラッチ機構２６のエア室３６に送給する管路３９の中途部に設けられた電磁弁、６６はエアタンク６４からのエアＡを図９に示す張力付与装置５０のエアシリンダ５３におけるエア室５３ａに送給する管路６７の中途部に設けられた電磁弁である。

而して、制御コンピュータ６３からの指令信号Ｖ７により電磁弁６５が、指令信号Ｖ８により電磁弁６６が夫々切換えられるようになっている。又、制御コンピュータ６３からの指令信号Ｖ９によりオイルポンプ６８が駆動し得るようになっており、オイルポンプ６８からのオイルＯは管路６９から図７に示す加圧シリンダ機構２８のオイル室４８に導入し得るようになっている。
上記動力伝達構造においては、変速を行わない通常の車両の走行時には、クラッチ機構２は連結されており、エンジン１の動力は、クランクシャフト４からクラッチ機構２を経てインプットシャフト６に伝達され、インプットシャフト６からシフトレバー５７の切換え位置に対応した変速段数における所定のギヤの組合わせにより、所定の動力伝達経路を経てメインシャフト９に伝達される。

又、エンジン１の動力はクランクシャフト４に取付けたギヤ２１、中間シャフト２２、ギヤ１９を経て常時サブシャフト１８を回転させ、サブシャフト１８の回転によりプーリ２０が回転されている。

一方、オイルポンプ６８からは加圧シリンダ機構２８のオイル室４８にオイルＯが供給されていないため、オイル室４８内の圧力は低下している。このため、プーリ本体４２はリターンスプリング４５の弾撥力により押圧されてプーリ本体４０から離反している。

又、電磁弁６６はエアＡを張力付与装置５０におけるエアシリンダ５３のエア室５３ａに供給し得ないように切換わっており、エア室５３ａ内の圧力は低下している。このため、ピストン５４はリタンスプリング５６の弾撥力により押圧されてピストンロッド５５が後退している。従って、アイドラプーリ５２はＶベルト４４から離反しており、Ｖベルト４４には張力が付与されておらず、プーリ２０の回転によりＶベルト４４が連れ回ってもＶベルト４４からプーリ４３に動力が伝達されることはない。

更に、電磁弁６５はエアＡをクラッチ機構２６のエア室３６に供給し得ないよう切換わっており、エア室３６内の圧力は低下している。このため、プレッシャプレート３１はプレッシャスプリング３２の弾撥力により押圧されてディスク３３をメインシャフト９のフランジ９ａに押付けており、クラッチ機構２６は連結されている。従って、メインシャフト９に伝達された動力は、フランジ９ａ、ディスク３３、ドライブプレート３５、ボス３４からアウトプットシャフト２５に伝達されるようになっている。

このため、通常の車両の走行時には、上述したようにしてメインシャフト９に伝達された動力は、メインシャフト９からクラッチ機構２６を介してアウトプットシャフト２５に伝達され、アウトプットシャフト２５からカップリング１１、プロペラシャフト１２を経てホイールに伝達される。その結果、車両はギヤの変速段数に対応した速度で前進走行する。

なお、アウトプットシャフト２５の回転によりプーリ４３も回転するが、上述したようにＶベルト４４からプーリ４３へは動力が伝達されないようになっているため、プーリ４３が回転しても何等支障はない。

上記動力伝達構造において車両の前進走行中に１段階上或は下の速度に変速を行う場合には、クラッチペダル５８を踏込んで、シフトレバー５７を変速段数に対応した位置に切換える。このため、クラッチ機構２は離脱されてエンジン１のクランクシャフト４の動力はインプットシャフト６に伝達されないようになり、メインシャフト９の回転速度は低下する。又、クラッチ機構２が離脱されても、エンジン１の動力はクランクシャフト４から上述の経路でサブシャフト１８へ伝達されている。

又、シフトレバー５７の切換えにより、シフトレバー５７からの切換え信号Ｖ１、踏込み開始検出スイッチ５９により検出した踏込み開始信号Ｖ２、踏込み完了検出スイッチ６０により検出した踏込み完了信号Ｖ３、シフト位置検出スイッチ６１により検出したシフト位置信号Ｖ４，Ｖ５、車速センサ６２により検出した車速信号Ｖ６が、夫々、制御コンピュータ６３に与えられる。

又、制御コンピュータ６３からは指令信号Ｖ７，Ｖ８が電磁弁６５，６６に与えられて電磁弁６５，６６が切換えられると共に、指令信号Ｖ９がオイルポンプ６８に与えられてオイルポンプ６８が駆動される。このため、エアタンク６４からのエアＡは管路３９からエア導入溝３８ａ、エア導入孔７０を経てクラッチ機構２６のエア室３６に導入され、空気圧によりプッシュピストン３７が押出され、プレッシャプレート３１はプレッシャスプリング３２の弾撥力に打ち勝って、ディスク３３から離反する。従って、クラッチ機構２６は離脱されてメインシャフト９とアウトプットシャフト２５は切離された状態となる。

又、オイルポンプ６８からのオイルＯは管路６９から加圧シリンダ機構２８のオイル室４８に導入されて油圧によりプッシュピストン４９を突出させ、プーリ本体４２はリターンスプリング４５の弾撥力に打ち勝ってプーリ本体４０側に押圧される。このため、プーリ本体４０，４２の間隔Ｗが変更されてプーリ４３のベルト作動径は変速段数に対応した速比となるよう所定の直径に調整される。

更に、エアタンク６４のエアＡは管路６７からエアシリンダ５３のエア室５３ａに導入されてピストン５４をリタンスプリング５６の弾撥力に打ち勝って前進させるため、ピストンロッド５５が突出してレバー５１が回動し、アイドラプーリ５２がＶベルト４４に押付けられて、Ｖベルト４４には張力が付与される。従って、上述の経路でサブシャフト１８に伝達された動力は、Ｖベルト４４からプーリ４３を経てアウトプットシャフト２５に伝達され、アウトプットシャフト２５からカップリング１１、プロペラシャフト１２を経てホイールに伝達される。

変速が完了すると、クラッチ機構２は完全に連結され、又、電磁弁６５が切換わることによりクラッチ機構２６のエア室３６にはエアＡは供給されなくなる。このため、プレッシャスプリング３２の弾撥力によりプレッシャプレート３１がディスク３３側に押圧されてディスク３３がプレッシャプレート３１とフランジ９ａとの間に強固に挟持されることにより、クラッチ機構２６が連結され、メインシャフト９とアウトプットシャフト２５が連結される。

又、オイルポンプ６８からのオイルＯは加圧シリンダ機構２８のオイル室４８に供給されなくなるため、可変速プーリ機構本体２７におけるリターンスプリング４５の弾撥力によりプーリ本体４２がプーリ本体４０から離反して、プーリ本体４０，４２間のＶ形状の溝の間隔Ｗが広がると共に、電磁弁６６が切換わることにより、張力付与装置５０におけるエアシリンダ５３のエア室５３ａにエアＡが供給されなくなって、リタンスプリング５６の弾撥力によりアイドラプーリ５２がＶベルト４４から離反する。このため、クランクシャフト４からギヤ２１、中間シャフト２２、ギヤ１９を経てサブシャフト１８に伝達されたエンジン１からの動力は、アウトプットシャフト２５には伝達されない。

従って、車両は通常の走行状態に戻り、エンジン１からの動力は、クランクシャフト４から、クラッチ機構２を経てインプットシャフト６へ伝達され、シフトレバーの切換え位置、すなわち、変速段数に対応した各ギヤの選択に伴う動力伝達経路でメインシャフト９、クラッチ機構２６を経てアウトプットシャフト２５に伝達され、アウトプットシャフト２５からカップリング１１、プロペラシャフト１２を介してホイールに伝達される。その結果、車両はギヤの変速段数に対応した速度で前進走行する。

なお、変速操作の度にエンジンからの動力性能が低下するのを防止するようにした動力伝達構造の先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１がある。特許文献１の装置においては、内燃機関の始動は発進クラッチを接続し、トッグクラッチの係合により遊星ギア機構をロックしてモータとクランクシャフトを直結した状態で行われるが、そうした始動が不能なときは、発進クラッチを一旦切断した状態でモータにより変速機入力軸を回転させ、慣性エネルギをチャージした後に発進クラッチを再接続して、再び始動を行うようにしている。
特開２００３−１４６１１４号公報

図６〜図９に示す動力伝達構造にあっては、車両の変速時にクラッチ機構２が離脱されても、ホイールへの動力の伝達が中断せず、現車速が維持される結果、一時的に車速が低下することを防止することができる。このため、車両の変速を円滑に行うことができ、運転者は違和感を覚えることがなく、快適に運転を行うことができる。

しかし、上記動力伝達構造においては、エンジン１からの動力は車両の通常走行時にも変速時にも、サブシャフト１８に伝達されてサブシャフト１８及びプーリ２０を回転させるようになっているため、サブシャフト１８及びプーリ２０が常時エンジン出力に負荷として作用しており、動力に無駄が発生する。

又、特許文献１の動力伝達装置では、動力伝達の遮断のない変速を行うことができるが、本件発明とは直接関係がない。

本発明は、上述の実情に鑑み、通常の車両走行時にはサブシャフトやプーリ等の所定の軸体や可変速動力伝達手段がエンジン出力に負荷として作用しないようにして、動力が無駄に消費されることを防止することを目的としてなしたものである。

請求項１の動力伝達構造は、内燃機関の軸体と車両変速手段の軸体とを断続させるための断続手段の入力側において前記内燃機関の軸体からの動力を伝達し得るようにした動力伝達手段と、該動力伝達手段から伝達された動力を前記車両変速手段の走行用のギヤ群とは異なる経路で伝達するための所定の軸体と、前記車両変速手段の軸体と該軸体の出力側に配置された他の軸体とを断続させるための断続手段の出力側において前記所定の軸体からの動力を前記他の軸体に伝達するための可変速動力伝達手段とを設けた動力伝達構造であって、前記所定の軸体を分割して当該分割部に断続手段を設け、通常の車両の走行時には動力が軸体の分割部に設けた断続手段の出力側に伝達されず、変速時には動力が軸体の分割部に設けた断続手段の出力側に伝達されるよう構成したものである。

請求項２の動力伝達構造においては、軸体の分割部に設けた断続手段は、分割された一方の軸体側に軸体軸線方向へ摺動し得るよう取付けられた複数のディスク体と、軸線方向へ隣合うディスク体の間に配置されて軸線方向へ摺動し得ると共に他の軸体に動力を伝達し得るようにした中間板体と、前記ディスク体及び中間板体を押圧し挟持して連結させるための進退動可能な押圧手段とを備えたものである。

請求項３の動力伝達構造は、押圧手段に該押圧手段がディスク体及び中間板体を押圧する方向へ移動した場合には、押圧手段との摩擦力により変形し、押圧手段の押圧力記載が開放された際には、押圧手段を元の位置に戻すよう復元するシール手段を嵌合させたものである。

本発明によれば、通常の車両の走行時には、分割された所定の軸体に設けた断続手段は離脱されているため、内燃機関からの動力は、断続手段の出力側の軸体には伝達されない。

本発明によれば、通常の車両の走行時には、内燃機関からの動力は、分割された所定の軸体に設けた断続手段の出力側の軸体には伝達されないため、断続手段の出力側の軸体や可変速動力伝達手段が内燃機関に負荷として作用することがなく、従って、動力が無駄に消費されることを防止することができる。

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。
図１〜図４は本発明の実施の形態の一例で、基本的な構成は図６〜図９に示す動力伝達構造と略同一である。図中、図６〜図９に示すものと同一のものには同一の符合が付されている。而して、本図示例の特長とするところは、サブシャフト１８を軸線方向中途部において分割して、第一、第二のサブシャフト１８ａ，１８ｂを設け、サブシャフト１８ａの軸線方向においてアイドラギヤ２３側端部にギヤ１９を外嵌、固定し、サブシャフト１８ｂの軸線方向においてプーリ４３側端部にプーリ２０を外嵌、固定し、第一、第二のサブシャフト１８ａを動力分離用のクラッチ機構７１により断続し得るようにしたことである。サブシャフト１８ａ，１８ｂの分割位置は、できるだけギヤ１９に近接した位置とする。

クラッチ機構７１及びその近傍の詳細は図２に示されている。すなわち、一端側にギヤ１９が外嵌、固設されたサブシャフト１８ａのサブシャフト１８ｂ側端部近傍は、ケース７２ａ内底部に立設した仕切り板７２ｂに取付けられた軸受７３に回転可能に支持されており、サブシャフト１８ａのサブシャフト１８ｂ側端部には、断面形状がコ字状で中空円筒状のドライブフランジ７４が、サブシャフト１８ａから離反する側において開口するよう、一体的に固設されている。

サブシャフト１８ａのサブシャフト１８ｂ側端部には、凹部７５が穿設され、凹部７５に内嵌したブッシュ又はころ軸受等の支持体７６には、サブシャフト１８ｂの端部が嵌入されている。

サブシャフト１８ｂのサブシャフト１８ａ側端部近傍には、軸線方向へ所定の間隔で複数（図示例では３枚）のクラッチディスク７７が、ドライブフランジ７４内に収納されるよう外嵌されて、サブシャフト１８ｂのスプライン７８にスプライン結合されており、クラッチディスク７７の外周側両面にはフェーシング７９が取付けられている。

各クラッチディスク７７の間には、サブシャフト１８ｂに対し同心状で且つサブシャフト１８ｂの外周から所定の間隔が形成されるようにした中間プレート８０が配置されており、中間プレート８０の外周は、ドライブフランジ７４の円筒部７４ａ内周に形成したスプライン８１にスプライン結合されている。

クラッチ機構７１を挟んで仕切り板７２ｂとは反対側には、中心部に貫通孔が形成されてケース７２ａに一体的に立設したブラケット７２ｃが配置されており、貫通孔の内周部には、中心部に貫通孔が形成された環状のシリンダ本体８２が取付けられている。シリンダ本体８２の貫通孔中心部にはサブシャフト１８ｂが挿通されている。又、円筒部７４ａのシリンダ本体８２側端部には、シリンダ本体８２の外側部がボルト締結されている。

シリンダ本体８２には、円周方向へ所定の間隔で複数のオイル室８３が形成されており、オイル室８３にはプッシュピストン８４が、サブシャフト１８ｂと平行な方向へ進退動可能に嵌入されている。プッシュピストン８４先端のオイル室８３からクラッチディスク７７側へ突出した端部には、フェーシング７９の径方向の幅よりも大径のピストンヘッド８４ａが一体的に設けられており、ピストンヘッド８４ａは、サブシャフト１８ａから最も離反した側にあるクラッチディスク７７のシリンダ本体８２側の面に取付けたフェーシング７９に当接し得るようになっている。

ブラケット７２ｃの貫通孔内周部には、環状のオイル導入孔８５が形成されており、ブラケット７２ｃに穿設したオイル導入孔８６はオイル導入孔８５に連通され、シリンダ本体８２の外周部には、オイル導入孔８５からのオイルＯをオイル室８３に導入し得るようにしたオイル導入孔８７が穿設されている。而して、オイル導入孔８６に導入されたオイルＯは、オイル導入孔８５、オイル導入孔８７を経てオイル室８３に供給され、プッシュピストン８４を対向するフェーシング７９に押圧させることにより、全てのフェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７をドライブフランジ７４のフランジ７４ｂ側に強固に押圧し得るようになっている。斯かるフェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７のフランジ７４ｂ側への押圧により、クラッチ機構７１は連結し得るようになっている。

プッシュピストン８４には、シリンダ本体８２のオイル室８３内周に形成した環状溝に嵌合されたシール８８が外嵌されている。シール８８の断面形状は図３に示すように、略菱形状で、内周側頂部はプッシュピストン８４の外周に当接してオイル室８３からオイルＯが漏洩しないようになっていると共に、エアシリンダ５３に油圧が供給されてプッシュピストン８４が、フェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７を押圧するよう、図４の矢印方向へ移動した際には、シール８８の内周側頂部は、図４に示すように、摩擦力によりプッシュピストン８４に引張られて、変形するようになっている。

又、オイル室８３内の油圧が低下した場合には、変形したシール８８の頂部内周部が元の位置に復帰する際に生じる復元力により、プッシュピストン８４は僅かに後退してフェーシング７９から離反し、フェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７の押圧が解除されることにより、クラッチ機構７１は離脱し得るようになっている。なお、図１中、８９は制御コンピュータ６３からの指令Ｖ１０により駆動し得るようにしたオイルポンプであり、オイルポンプ８９からはクラッチ機構７１のオイル室８３へオイルＯを供給し得るようになっている。

次に、上記図示例の作動について説明する。
上記動力伝達構造においては、変速を行わない通常の車両走行時には、クラッチ機構２は連結されてメインシャフト９とアウトプットシャフト２５は連結されており、エンジン１の動力は、クランクシャフト４からクラッチ機構２を経てインプットシャフト６に伝達され、インプットシャフト６からシフトレバー５７の切換え位置に対応した変速段数における所定のギヤの組合わせにより、所定の動力伝達経路を経てメインシャフト９に伝達される。

又、変速を行わない通常の車両走行時におけるクラッチ機構２６、可変速プーリ機構本体２７、加圧シリンダ機構２８、張力付与装置５０の作動は図６〜図９において説明した場合と同様で、クラッチ機構２６は連結され、プーリ本体４２はプーリ本体４０から離反しており、アイドラプーリ５２はＶベルト４４から離反している。

このため、通常の車両の走行時には、上述したようにしてメインシャフト９に伝達された動力は、メインシャフト９からクラッチ機構２６を介してアウトプットシャフト２５に伝達され、アウトプットシャフト２５からカップリング１１、プロペラシャフト１２を経てホイールに伝達される。その結果、車両はギヤの変速段数に対応した速度で前進走行する。

一方、制御コンピュータ６３からは上述のごとくオイルポンプ８９に指令信号Ｖ１０は与えられず、従って、オイルポンプ８９は停止している。このため、クラッチ機構７１におけるシリンダ本体８２のオイル室８３にはオイルＯは供給されず、プッシュピストン８４は後退して、フェーシング７９から離反し、フェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７の押圧が解除されており、従って、クラッチ機構７１は離脱している。

又、クランクシャフト４から中間シャフト２２を介してギヤ１９に伝達されたエンジン１からの動力は、サブシャフト１８ａに伝達されてサブシャフト１８ａを回転させる。しかし、動力分離用のクラッチ機構７１は離脱されているため、サブシャフト１８ｂには動力は伝達されず、サブシャフト１８ｂ、プーリ２０、Ｖベルト４４は駆動されることはない。従って、通常の車両の走行時には、サブシャフト１８ｂ及びプーリ２０はエンジン出力に負荷として作用することがなく、動力に無駄が発生することがない。従って、動力の有効利用を図ることができ、省エネルギを図ることができる。

上記動力伝達構造において車両の前進走行中に１段階上或は下の速度に変速を行う場合には、クラッチペダル５８を踏込んで、シフトレバー５７を変速段数に対応した位置に切換える。このため、クラッチ機構２は離脱されてエンジン１のクランクシャフト４の動力はインプットシャフト６に伝達されないようになり、メインシャフト９の回転速度は低下する。又、クラッチ機構２が離脱されても、エンジン１の動力はクランクシャフト４から上述の経路でサブシャフト１８ａへは伝達されている。

又、シフトレバー５７の切換えにより、シフトレバー５７からの切換え信号Ｖ１、踏込み開始検出スイッチ５９により検出した踏込み開始信号Ｖ２、踏込み完了検出スイッチ６０により検出した踏込み完了信号Ｖ３、シフト位置検出スイッチ６１により検出したシフト位置信号Ｖ４，Ｖ５、車速センサ６２により検出した車速信号Ｖ６が、夫々、制御コンピュータ６３に与えられる。

更に、制御コンピュータ６３からは指令信号Ｖ７，Ｖ８が電磁弁６５，６６に与えられて電磁弁６５，６６が切換えられると共に、指令信号Ｖ９がオイルポンプ６８に与えられてオイルポンプ６８が駆動される。このため、図６〜図９の場合と同様にして、エアタンク６４からクラッチ機構２６のエア室３６にエアＡが供給されることにより、プッシュピストン３７が突出してクラッチ機構２６が離脱し、その結果、メインシャフト９からアウトプットシャフト２５へは動力は伝達されなくなる。

又、オイルポンプ６８から加圧シリンダ機構２８のオイル室４８にオイルＯが供給されることにより、プッシュピストン４９が突出してプーリ４３の作動径は変速段数に対応した速比となるよう所定の直径に調整される。更に、張力付与装置５０におけるエアシリンダ５３のエア室５３ａにエアＡが供給されることにより、ピストンロッド５５が突出して、アイドラプーリ５２がＶベルト４４に押付けられて、Ｖベルト４４に所定の張力を付与する。

更に又、本図示例では、オイルポンプ８９からのオイルＯは、オイル導入孔８６、オイル導入孔８５、オイル導入孔８７を経てクラッチ機構７１におけるシリンダ本体８２のオイル室８３に供給され、プッシュピストン８４が突出して、フェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７は、プッシュピストン８４のピストンヘッド８４ａとドライブフランジ７４のフランジ７４ｂの間に強固に挟持された状態となり、クラッチ機構７１が連結される。このため、サブシャフト１８ａに伝達された動力は、クラッチ機構７１からサブシャフト１８ｂを経てプーリ２０に伝達され、プーリ２０からＶベルト４４、プーリ４３を経てアウトプットシャフト２５に伝達され、アウトプットシャフト２５からカップリング１１、プロペラシャフト１２を経てホイールに伝達される。

従って、車両の変速時にクラッチ機構２が離脱されても、ホイールへの動力の伝達が中断せず、現車速が維持される結果、一時的に車速が低下することを防止することができる。このため、車両の変速を円滑に行うことができ、運転者は違和感を覚えることがなく、快適に運転を行うことができる。

変速が完了すると、クラッチ機構２は完全に連結され、又、電磁弁６５が切換わることによりクラッチ機構２６のエア室３６にはエアＡは供給されなくなる。このため、プレッシャスプリング３２の弾撥力によりプレッシャプレート３１がディスク３３側に押圧されてディスク３３がプレッシャプレート３１とフランジ９ａとの間に強固に挟持されることにより、クラッチ機構２６が連結され、メインシャフト９からアウトプットシャフト２５へ動力が伝達されるようになる。

又、オイルポンプ６８からのオイルＯは加圧シリンダ機構２８のオイル室４８に供給されなくなるため、可変速プーリ機構本体２７におけるリターンスプリング４５の弾撥力によりプーリ本体４２がプーリ本体４０から離反して、プーリ本体４０，４２間のＶ形状の溝の間隔Ｗが広がると共に、電磁弁６６が切換わることにより、張力付与装置５０におけるエアシリンダ５３のエア室５３ａにエアＡが供給されなくなって、リタンスプリング５６の弾撥力によりアイドラプーリ５２がＶベルト４４から離反する。

更に、オイルポンプ８９からのオイルＯはクラッチ機構７１におけるシリンダ本体８２のオイル室８３に供給されなくなるため、シール８８の復元力によりプッシュピストン８４は後退してピストンヘッド８４ａはフェーシング７９から離反し、フェーシング７９、中間プレート８０、クラッチディスク７７の押圧は解除されてクラッチ機構７１は解除される。従って、上述のようにしてサブシャフト１８ａに伝達された動力はサブシャフト１８ｂには伝達されない。このため、車両は再び通常の走行に戻り、上述したように、サブシャフト１８及びプーリ２０はエンジン出力に負荷として作用することがなく、動力に無駄が発生することがなく、前述したように、動力の有効利用を図ることができ、省エネルギを図ることができる。

なお、本発明の動力伝達構造は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

エンジン及びクラッチ並びにトランスミッションにおける本発明の動力伝達構造の一例を示す模式図である。 図１のＩＩ部拡大断面図である。 図２に示すプッシュピストンの部分の拡大断面図である。 図３に示すシールがプッシュピストンの前進により変形した状態を示す断面図である。 従来のエンジン及びクラッチ並びにトランスミッションにおける動力伝達構造の例を示す模式図である。 図５の動力伝達構造を改良して変速時に車速が減速するのを防止し得るようにした動力伝達構造の例を示す模式図である。 図６のトランスミッション出力側に設けたクラッチ機構及び可変速プーリ機構並びに加圧シリンダ機構の部分の詳細断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。 図６のサブシャフトからアウトプットシャフトのプーリに動力を伝達するためのＶベルトに張力を付与するための張力付与装置の詳細断面図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
２ クラッチ機構（断続手段）
３ トランスミッション（車両変速手段）
４ クランクシャフト（軸体）
６ インプットシャフト（軸体）
９ メインシャフト（軸体）
１８ サブシャフト（軸体）
１８ａ サブシャフト（軸体）
１８ｂ サブシャフト（軸体）
１９ ギヤ（動力伝達手段）
２０ プーリ（可変速動力伝達手段）
２１ ギヤ（動力伝達手段）
２３ アイドラギヤ（動力伝達手段）
２５ アウトプットシャフト（軸体）
２６ クラッチ機構（断続手段）
２７ 可変速プーリ機構本体（可変速動力伝達手段）
２９ 可変速プーリ機構（可変速動力伝達手段）
４０ プーリ本体（可変速動力伝達手段）
４２ プーリ本体（可変速動力伝達手段）
４３ プーリ（可変速動力伝達手段）
４４ ベルト（可変速動力伝達手段）
５０ 張力付与装置（張力付与手段）
７１ クラッチ機構（断続手段）
７７ クラッチディスク(ディスク体)
８０ 中間プレート(中間板体)
８４ プッシュピストン(押圧手段)
８４ａ ピストンヘッド(押圧手段)
８８ シール(シール手段)

Claims (3)

1. 内燃機関の軸体と車両変速手段の軸体とを断続させるための断続手段の入力側において前記内燃機関の軸体からの動力を伝達し得るようにした動力伝達手段と、該動力伝達手段から伝達された動力を前記車両変速手段の走行用のギヤ群とは異なる経路で伝達するための所定の軸体と、前記車両変速手段の軸体と該軸体の出力側に配置された他の軸体とを断続させるための断続手段の出力側において前記所定の軸体からの動力を前記他の軸体に伝達するための可変速動力伝達手段とを設けた動力伝達構造であって、前記所定の軸体を分割して当該分割部に断続手段を設け、通常の車両の走行時には動力が軸体の分割部に設けた断続手段の出力側に伝達されず、変速時には動力が軸体の分割部に設けた断続手段の出力側に伝達されるよう構成したことを特徴とする動力伝達構造。
2. 分割部に設けた断続手段は、分割された一方の軸体側に軸体軸線方向へ摺動し得るよう取付けられた複数のディスク体と、軸線方向へ隣合うディスク体の間に配置されて軸線方向へ摺動し得ると共に他の軸体に動力を伝達し得るようにした中間板体と、前記ディスク体及び中間板体を押圧し挟持して連結させるための進退動可能な押圧手段とを備えた請求項１記載の動力伝達構造。
3. 押圧手段に、該押圧手段がディスク体及び中間板体を押圧する方向へ移動した場合には、押圧手段との摩擦力により変形し、押圧手段の押圧力が開放された際には、押圧手段を元の位置に戻すよう復元するシール手段を嵌合させた請求項２記載の動力伝達構造。

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