JP4387730B2 - トルクコンバータ付きトランスミッション - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータより入力された駆動力を、正転用クラッチと逆転用クラッチとギヤトレンを介して出力軸に伝達し、出力軸を正・逆回転させるようにしたトルクコンバータ付きトランスミッションに関する。

例えば産業車両や建設機械用車両等のトルクコンバータ付トランスミッションにおいては、ケースにワンウェイクラッチを介して支持されたステータと、タービン軸に固定された主タービンと、タービン軸と同心状に配設され、かつタービン軸に対し逆回転する副タービン軸に連係された副タービン（第２ステータと呼ぶこともある）とを備えるトルクコンバータに、正転用クラッチと逆転用クラッチとを有する正逆１段型のトランスミッションを接続したものが用いられることが多い（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−５４７１４号公報（図１）

上記特許文献１に記載されているものように、産業車両等に搭載されるトルクコンバータ付きトランスミッションにおいては、タービン軸に正転（又は逆転）用クラッチが設けられ、そのクラッチギヤに噛合させた出力ギヤを介して、出力軸にトルクコンバータの回転駆動力が伝達されるようになっているのが一般的である。

このように、タービン軸に正転（又は逆転）用クラッチが設けられていると、タービン軸の軸端に、タービン軸により駆動されるオイルポンプ等の付属機器を設けた際に、トランスミッションの軸方向の寸法が大となり、それが大型化して車両設計の自由度が束縛される。
また、タービン軸の一側方において、それと平行をなす中間軸に、逆転（又は正転）用クラッチが設けられているため、タービン軸に対し、正転及び逆転用クラッチの配置がアンバランスとなっている。

さらに、タービン軸に設けた正転（又は逆転）用クラッチのクラッチギヤと出力ギヤとが直接噛合しているため、タービン軸と出力軸間の寸法が大となり、ギヤトレンの配列が大きくなって、そのケースが大型化する問題もある。

また、タービン軸に正転（又は逆転）用クラッチが設けられ、そのクラッチギヤと出力ギヤが直接噛合していると、トランスミッションケースと出力軸とが接近するため、クラッチケースの大きさや、出力軸に接続されるプロペラシャフト等の大きさが制約されるとともに、それらの設計の自由度も低くなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、正転及び逆転用クラッチをタービン軸の両側にバランス良く配置して、タービン軸の延長方向にスペースを形成しうるとともに、タービン軸と出力軸間の寸法を小さくして、ギヤトレンの配列をコンパクトにすることができ、さらに、クラッチケースと出力軸間の寸法を大として、トランスミッションケースやプロペラシャフト等の設計の自由度を高めうるようにした、トルクコンバータ付きトランスミッションを提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）主タービンに固定されたタービン軸と、副タービンに連係され、かつ前記タービン軸と同心をなしてそれと反対方向に回転する副タービン軸とを備えるトルクコンバータに接続することにより、正転用クラッチと逆転用クラッチとギヤトレンとを介して、前記タービン軸及び副タービン軸より入力される駆動力を出力軸に伝達し、該出力軸を正・逆回転させるようにしたトルクコンバータ付きトランスミッションにおいて、前記タービン軸の両側方に、中間ギヤと第１駆動ギヤとが固嵌された第１中間軸と、第２駆動ギヤが固嵌された第２中間軸とを、互いに平行をなすように設けるとともに、該第１中間軸と第２中間軸との間に、出力ギヤが固嵌された出力軸を平行に設け、前記第１中間軸の中間ギヤを、前記タービン軸に固嵌したタービンギヤに、同じく第１駆動ギヤを、回転方向反転用のアイドルギヤを介して前記副タービン軸に固着した副タービンギヤに、それぞれ噛合させるとともに、前記第２中間軸の第２駆動ギヤを、前記副タービンギヤに噛合させ、さらに、前記第１中間軸に前記正転用クラッチを設けるとともに、前記第２中間軸に前記逆転用クラッチを設け、これら両クラッチのクラッチギヤを、それぞれ前記出力ギヤに噛合させる。

（２）上記(１)項において、正転用クラッチと逆転用クラッチとの間のスペースに付属機器を設ける。

（３）上記(２)項において、付属機器を、タービン軸に接続されたオイルポンプとする。

請求項１記載の発明によれば、タービン軸の両側に第１中間軸と第２中間軸を設け、そのそれぞれに、正転用クラッチと逆転用クラッチとを設けているため、タービン軸の両側に、両クラッチをバランスよく配置しうるとともに、両クラッチ間に形成されたスペースを有効に利用することができる。

また、タービン軸のタービンギヤよりの駆動力は、第１中間ギヤに固嵌された中間ギヤと、正転用クラッチのクラッチギヤと、出力ギヤとを介して、出力軸に伝達されるので、クラッチギヤと出力ギヤとが直接噛合している従来のものに比して、タービン軸と出力軸間の寸法を小とすることができる。

その結果、トランスミッションのギヤトレンの配列がコンパクトとなり、トランスミッション自体やそのケースを小型化することができる。
さらに、従来のように、タービン軸に正転（又は逆転）用クラッチを設けていないので、そのクラッチケースと出力軸との離間寸法が大となり、クラッチケースや出力軸に連結されるプロペラシャフト等の大きさが制限されることはなく、かつそれらの設計の自由度が増す。

請求項２記載の発明によれば、付属機器を、トランスミッションより大きく突出させずに設けることができる。

請求項３記載の発明によれば、トルクコンバータやクラッチに圧油を供給するオイルポンプを、タービン軸の中心にバランスよく配置してコンパクトに設けることができるとともに、オイルポンプを設けても、トランスミッションの軸方向の寸法が大きくならないので、車両の設計の自由度が高まる。

以下、本発明の最良と思われる実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のトルクコンバータ付トランスミッションのギヤトレンを、出力軸側より見た概略正面図、図２は、図１のII−II線に沿って縦断した展開模式図である。

トルクコンバータ(１)は、４要素２段型の公知のものよりなり、エンジンのクランク軸(２)に連結されたポンプインペラ(３)と、それと対向する主タービン(４)と、副タービン(５)と、ステータ(６)とを備えている。

上記主タービン(４)は、予め定めた正転方向に回転させられるタービン軸(７)に固着され、また副タービン(５)は、タービン軸(７)に対して相対回転（逆回転）可能に同心状に外嵌された副タービン軸(８)に、図示しないワンウェイクラッチを介して嵌合されている。

ステータ(６)は、ケーシングに、図示しないワンウェイクラッチを介して一方向のみに回転可能に支持されている。

タービン軸(７)の右端には、トランスミッション(９)への入力軸(10)が、同軸をなして結合され、入力軸(10)の右端には、タービンギヤ(11)が固嵌されている。
なお、入力軸(10)を省略して、タービン軸(７)を延長させてもよい。

タービンギヤ(11)は、入力軸(10)と平行をなす第１中間軸(12)に固嵌された中間ギヤ(13)に、入力軸(10)と直交する同一平面内において噛合している。

第１中間軸(12)の右端には、多板式の正転用クラッチ(14)が設けられ、そのクラッチギヤ(15)は、中間ギヤ(13)の右方において第１中間軸(12)に回転自在に枢嵌されている。

正転用クラッチ(14)を作動させると、中間ギヤ(13)すなわちタービンギヤ(11)からクラッチギヤ(15)に伝達される駆動力が断続されるようになっている。

クラッチギヤ(15)は、入力軸(10)と直交する同一平面内において、第１中間軸(12)と平行をなす出力軸(16)に固嵌された出力ギヤ(17)と噛合している。

副タービン軸(８)の右端には、副タービンギヤ(18)が固嵌され、この副タービンギヤ(18)には、上記第１中間軸(12)の反対側において入力軸(10)と平行をなす第２中間軸(19)の左端部に固嵌された第２駆動ギヤ(20)が、同一平面内で噛合している。

第２中間軸(19)の右端には、多板式の逆転用クラッチ(21)が設けられ、そのクラッチギヤ(22)は、上記出力ギヤ(17)と同一平面をなす位置において、第２中間軸(19)に回転自在に枢嵌されている。

逆転用クラッチ(21)を作動させると、第２駆動ギヤ(20)、すなわち副タービンギヤ(18)からクラッチギヤ(22)への動力の伝達が断続されるようになっている。
上記逆転用クラッチ(21)のクラッチギヤ(22)も、図１に示すように、出力ギヤ(17)と噛合している（図２は展開図であるため、互いに離れている）。

上記副タービンギヤ(18)は、回転方向反転用のアイドルギヤ(23)を介して、第１中間軸(12)の左端部に固嵌された第１駆動ギヤ(24)にも噛合している。

上記実施形態のトルクコンバータ付トランスミッションにおいて、正転用クラッチ(14)を接続すると、タービン軸(７)の正転方向の回転駆動力が、入力軸(10)−タービンギヤ(11)−中間ギヤ(13)−第１中間軸(12)−クラッチギヤ(15)−出力ギヤ(17)を順次介して、出力軸(16)に正転駆動力として伝達される。

一方、逆転用クラッチ(21)を接続すると、副タービン軸(８)の逆転方向の回転駆動力が、副タービンギヤ(18)−第２駆動ギヤ(20)−第２中間軸(19)−クラッチギヤ(22)−出力ギヤ(17)を順次介して、出力軸(16)に逆転駆動力として伝達される。

また、正転用クラッチ(14)が接続されているとき、副タービン軸(８)の逆転方向の回転駆動力が、反転用のアイドルギヤ(23)により正転方向に変換されて第１駆動ギヤ(24)に伝達され、タービン軸(７)の駆動力に合成（加勢）されて出力軸(16)に伝達される。

以上説明したように、上記実施形態のトルクコンバータ付きトランスミッションにおいては、タービン軸(７)と一体をなす入力軸(10)の両側に、タービンギヤ(11)と中間ギヤ(13)、及び副タービンギヤ(18)とアイドルギヤ(23)と第１駆動ギヤ(24)を介して駆動される正転用の第１中間軸(12)と、副タービンギヤ(18)と第２駆動ギヤ(20)を介して駆動される逆転用の第２中間軸(19)とを、互いに平行をなすように配設し、かつ第１及び第２中間軸(12)(19)に、それらに枢嵌したクラッチギヤ(15)(22)への動力の伝達を断続する正転用クラッチ(14)と逆転用クラッチ(21)とを設けてあるため、両クラッチ(14)(21)が入力軸(10)の両側にバランス良く配置され、両クラッチ(14)(21)間に形成されるスペースに、タービン軸(７)又はそれと一体をなす入力軸(10)により駆動されるオイルポンプ(Ｐ)等の付属機器を設けることができるため、トルクコンバータ(１)を含むトランスミッション(９)全体の軸方向の寸法が小さくなって小型化し、それを搭載する車両の設計の自由度が増す。

また、従来のように、タービン軸(７)又は入力軸(10)に正転（又は逆転）用クラッチを直接設けていないため、そのクラッチケース（図示略）と出力軸(16)との離間寸法が大となり、クラッチケースの大きさや、出力軸(16)に連結されるプロペラシャフト等の大きさが制約されることはない。

さらに、タービン軸(７)の駆動力は、タービンギヤ(11)と、その側方の第１中間軸(12)に固嵌した中間ギヤ(13)と、クラッチギヤ(14)と、出力ギヤ(17)とを介して、出力軸(16)に伝達され、従来のようにタービン軸に設けた正転（又は逆転）用クラッチの従動ギヤと出力ギヤとが直接噛合していないため、タービン軸(７)又は入力軸(10)と出力軸(16)とを可能な限り接近させることができる。

その結果、トランスミッション(９)のギヤトレンの配列がコンパクトとなり、トランスミッションケース等を小型化することができる。

本発明のトルクコンバータ付きトランスミッションの一実施形態を、出力軸側より見た概略正面図である。 図１のII−II線に沿って縦断した展開模式図である。

符号の説明

(１)トルクコンバータ
(２)クランク軸
(３)ポンプインペラ
(４)主タービン
(５)副タービン
(６)ステータ
(７)タービン軸
(８)副タービン軸
(９)トランスミッション
(10)入力軸
(11)タービンギヤ
(12)第１中間軸
(13)中間ギヤ
(14)正転用クラッチ
(15)クラッチギヤ
(16)出力軸
(17)出力ギヤ
(18)副タービンギヤ
(19)第２中間軸
(20)第２駆動ギヤ
(21)逆転用クラッチ
(２)クラッチギヤ
(23)アイドルギヤ
(24)第１駆動ギヤ
(Ｐ)オイルポンプ

Claims (3)

1. 主タービンに固定されたタービン軸と、副タービンに連係され、かつ前記タービン軸と同心をなしてそれと反対方向に回転する副タービン軸とを備えるトルクコンバータに接続することにより、正転用クラッチと逆転用クラッチとギヤトレンとを介して、前記タービン軸及び副タービン軸より入力される駆動力を出力軸に伝達し、該出力軸を正・逆回転させるようにしたトルクコンバータ付きトランスミッションにおいて、
   前記タービン軸の両側方に、中間ギヤと第１駆動ギヤとが固嵌された第１中間軸と、第２駆動ギヤが固嵌された第２中間軸とを、互いに平行をなすように設けるとともに、該第１中間軸と第２中間軸との間に、出力ギヤが固嵌された出力軸を平行に設け、前記第１中間軸の中間ギヤを、前記タービン軸に固嵌したタービンギヤに、同じく第１駆動ギヤを、回転方向反転用のアイドルギヤを介して前記副タービン軸に固着した副タービンギヤに、それぞれ噛合させるとともに、前記第２中間軸の第２駆動ギヤを、前記副タービンギヤに噛合させ、さらに、前記第１中間軸に前記正転用クラッチを設けるとともに、前記第２中間軸に前記逆転用クラッチを設け、これら両クラッチのクラッチギヤを、それぞれ前記出力ギヤに噛合させたことを特徴とするトルクコンバータ付きトランスミッション。
2. 正転用クラッチと逆転用クラッチとの間のスペースに付属機器を設けた請求項１記載のトルクコンバータ付きトランスミッション。
3. 付属機器を、タービン軸に接続されたオイルポンプとしてなる請求項２記載のトルクコンバータ付きトランスミッション。

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