JPH0450518A - 自動車用オートクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車に使用し、エンジンからの動力の伝達
の入切りを行う自動車用オートクラッチ装置に関する。

〔従来の技術］ 自動率エンジンは、アイドリングと最高回転数の差が１
０倍はどもある回転数帯域を有するが、常用するのはパ
ワー、トルクともにさほど太き（ない中速回転域であり
、そのまま駆動輪に繋いだのでは十分な駆動力が得られ
ない。そこで、減速機構（トランスミッション）が使用
され、大小の歯車（ギア）を組み合わせて回転力とトル
クを制御している。

そして、この減速機構の伝達比を変える場合には、組み
合わされた歯車を切り換える必要があり、この為−旦エ
ンジンからの動力の伝達を切るクラッチが中間に配置さ
れ、このクラッチを足踏みベタル等によって操作できる
ようにしている。

また、上記足踏みベタル等によって操作されるクラッチ
を設けず、内部に設けられた油圧機構等によって自動的
に減速機構を切り換えるオートマチック車もある。

〔発明が解決しようとする課Ｂ］ しかしながら、上記クラッチを使用する自動車は、必ず
歯車比を変える場合には、クラッチを作動させる必要が
あり、大変手間であるという問題点があった。

一方、上記オートマチック車はこの欠点は解決している
ものの、エンジンの出力軸と変速機構との間にトルクコ
ンバーターが配置されており、これによって動力損失が
発生するという問題点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、減速
機構の切替えを足踏みクラッチを操作することなく自動
的に、効率良く行うことができる自動車用オートクラッ
チ装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に沿う本発明に係る自動車用オートクラッチ装
置は、第１ギアと第２ギアとの間に自転及び公転する第
３ギアを備えた差動ギア装置あるいはプラネタリ−ギア
装置を使用し、第１ギア、第２ギアまたは第３ギアの公
転軸の何れかにエンジンの出力軸を連結し、残りのギア
または公転軸の何れかに減速機構の人力軸を接続し、上
記公転軸と、第１ギアまたは第２ギアとの間にクラッチ
装置を設け、該クラッチ装置を上記減速機構のチェンジ
レバーの位置を検出するセンサー及び／又はエンジンの
アクセルセンサーからの信号によって駆動し、エンジン
と後続する減速機構との入切りを行うようにして構成さ
れている。

請求項第２項記載の自動車用オートクラッチ装置は、請
求項第１項記載の自動車用オートクラッチ装置において
、クラッチ装置は油圧式クラッチから構成されている。

請求項第３項記載の自動車用オートクラッチ装置は、第
１ギアと第２ギアとの間に自転及び公転する第３ギアを
備えた差動ギア装置あるいはプラネタリ−ギア装置を使
用し、上記第１ギア、第２ギアまたは第３ギアの公転軸
の何れかにエンジンの出力軸を連結し、残りのギアまた
は上記公転軸に減速機構の入力軸及びブレーキ装置をそ
れぞれ接続し、該ブレーキ装置を上記減速機構のチェン
ジレバーの位置を検出するセンサー及び／又はエンジン
のアクセルセンサーからの信号によって駆動し、エンジ
ンと後続する減速機構との入切りを行うようにして構成
されている。

請求項第４項記載の自動車用オートクラッチ装置は、請
求項第３項記載の自動車用オートクラッチ装置において
、ブレーキ装置は、油圧式ブレーキ装置によって構成さ
れている。

ここで、アクセルセンサーとは、アクセルベタルを踏ん
だことを検出するセンサーをいう。

〔作用〕

請求項第１項及び第２項託載の自動車用オートクラッチ
装置においては、第１ギアと第２ギアとの間に自転及び
公転する第３ギアを備えた差動ギア装置または、プラネ
タリ−ギア装置を使用し、第１ギア、第２ギアまたは第
３ギアの何れかにエンジンの出力軸を連結し、残りのギ
アまたは上記公転軸の何れかに減速機構の入力軸を連結
し、第３ギアと、第１ギアまたは第２ギアとの間にクラ
ッチ装置が設けられているので、クラッチ装置が作動し
ていない場合には、エンジンの出力軸から動力が伝えら
れても第３ギアが自転及び公転を行うので、エンジンの
動力は減速機構の入力軸に伝達されない。

次に、上記クラッチ装置を入れると、第３ギアの公転軸
と第１ギアまたは第２ギアとが一体となるので、エンジ
ンの出力軸は、所定の減速比で減速機構の人力軸に伝達
される。

従って、上記クラッチ装置を入切りを減速機構のチェン
ジレバーの位置を検出するセンサー及び／又はエンジン
のアクセルセンサーからの信号によって行うことによっ
て、減速機構の変速操作がタランチベタルを踏むことな
く行なえる。

そして、請求項第３項及び第４項記載の自動車用オート
クラッチ装置においては、第１ギアと第２ギアとの間に
自転及び公転する第３ギアを備えた差動ギア装置あるい
はブラ２タリーギア装置を使用し、上記第１ギア、第２
ギアまたは第３ギアの公転軸の何れかにエンジンの出力
軸を連結し、残りのギアまたは上記公転軸に減速機構の
入力軸及びブレーキ装置をそれぞれ接続しているので、
該ブレーキ装置を解除した場合には、エンジンの出力軸
から減速機構の入力軸の動力の伝達は行われないが、該
ブレーキ装置を作動させた場合には、エンジンの出力軸
から減速機構の入力軸の動力の伝達が行われる。そこで
、該ブレーキ装置を、チェンジレバーの位置を検出する
センサー及び／又はエンジンのアクセルセンサーからの
信号によって作動させることによって、タラッチベタル
を用いずして、減速機構のチェンジレバーの切替えを行
うことができる。

〔実施例］ 続いて、本発明を具体化した自動車用オートクラッチ装
置について説明し、本発明の理解に供する。

第１図に本発明の一実施例に係る自動車用クラッチ装置
の概略構成を示すが、図に示すように、本発明の一実施
例に係る自動車用オートクラッチ装置１０は、図示しな
いエンジンの主軸１１に固定されるエンジン動力の伝達
ギア１２と、該伝達ギア１２に噛合し、−側には回転中
心軸が直交する前記第３ギアの一例であるピニオンベへ
ルギア１３．１４が取付けられた前記公転軸の一例であ
るリングギア１５と、該対向するビニオンベベルギア１
３．１４に噛合する前記第１ギアの一例である第１サイ
ドギア１６及び前記第２ギアの一例である第２サイドギ
ア１７と、該第２サイドギア１７と上記リングギア１５
を連結する前記クラッチ装置の一例である油圧式クラッ
チ１８と、上記第１サイドギア１６に連結される減速機
構１９と、上記主軸１１によって駆動される油ポンプ２
０とを有して構成されている。以下、これらについて詳
しく説明する。

上記主軸１１に固定されている伝達ギア１２及びリング
ギア１５はハスバ歯車からなって、連続的に動力を伝え
ることができるようになっていると共に、該主軸１１に
は小型の油ポンプ２０が取付けられて、主軸１１の回転
によって圧力を有する油が発生されるようになっている
。

上記リングギア１５には軸受台２１．２２が取付けられ
、該軸受台２１．２２にはそれぞれブツシュ２３．２４
を介してピニオンへベルギア１３．１４が対向して回転
自由に取付けられている。

このビニオンベベルギア１３．１４に噛合して両側に第
１及び第２のサイドギア１６．１７が取付けられている
が、第１のサイドギア１６には減速機構１９の入力軸２
５が固着され、該入力軸２５には減速機構の構成要素で
あるギア２６〜３１が固着され、第２のサイドギア１７
には支持軸３２が固着され、該支持軸３２はリングギア
１５にブツシュ３３を介して回転自由に取付けられ、該
支持軸３２の端部はスプライン軸３４となって、油圧式
クラッチ１８が直接連結されている。

この油圧式クラッチ１８は上記スプライン軸３４に噛合
される多数の内Ｆｉ３５と、該内板３５のそれぞれの間
に配置される外側にスプラインが形成されて、リングギ
ア１５に固着される外筒３６のスプラインボスに噛合す
る多数の外板３７と、該内板３５及び外板３７を押圧す
るピストン３８とを有してなり、回転継手３９から流入
する圧力のある油によってビスントン３８が押圧される
ことによって、内＠３５と外ｖｉ３７とが当接し、クラ
ッチが入るようになっている。

なお、上記隣合う内板１５の内周部（外板がない部分）
には板バ２（またはコイルバネ）が設けられているビス
ント３８が押圧しない状態の場合には、隣合う内板が一
定の隙間を有してその中間に外板３７を配置できるよう
になっており、外板３７の外周部（内板がない部分）に
は板バネ（またはコイルバ名）が設けられ、上記ピスト
ン３８が押圧していない状態では、それぞれの外板３７
が内板３５の中間に充分な隙間を有して配置されるよう
になっている。

上記回転継手３９に接続される油導入管には電磁弁４０
．４１が設けられ、所定の電気信号によって、油の出入
口に設けられて、常時はスプリンタによって押圧されて
いる弁座４２あるいは４３が開くようになっている。上
記導入口には油ポンプ２０に連結されるパイプ４４と油
タンク４５に連結されるパイプ４６が接続され、しかも
該油ポンプ２０は油タンク４５とはパイプ４７によって
連結されている。

そして、上記油ポンプ２０の吐出口に連結される上記パ
イプ４４は吸入口側に連結されているパイプ４７０間に
は電磁弁４８が設けられている。

この電磁弁４８はリリーフ弁の働きをし、油の圧力が一
定圧力以上になると、スプリング４９に対抗して弁座５
０が自動的に開き機器の破損するのを防止している。

上記減速機構１９を構成するギア２６〜３１には周知の
構造のシンクロナイザ−に連結されるギア５１〜５６が
噛合し、ギアの組合せによって決定される回転数の動力
をシンクロナイザ−を介して後部に出力軸５７に出力す
るようになっている上記減速機構のチェンジレバーには
該チェンジレバーの位置を検出するセンサー〔リミット
スイッチあるいは近接スイッチ等をいう〕が設けられて
、チェンジレバーのロー、セカンド、サード、トップあ
るいはバックの何れの位置にあるのかを検出できるよう
になっている。

また、上記エンジンにはアクセルを踏んだことを検出す
るアクセルセンサー（リミットスイッチあるいは近接ス
イッチ等から構成する）が設けられ、アクセルを踏んだ
ことを自動的に検出するようになっていると共に、エン
ジンの回転がアイドリング回転数を越えていることを検
出するセンサー（以下、アイドリングセンサーという）
が設けられている。

また、第１図において、５８〜６７はベアリングを示す
が、図示していないオイルシールよって充分に内部のオ
イルのシールが図られているものとする。

従って、この自動車用オートクラッチ装置１０を使用す
る場合には、まずエンジンを始動させると、リングギア
１５及び油ポンプ２０は回転するが、電磁弁４０は開い
て、電磁弁４１は閉じていて、ピストン３８には油圧力
はかからず、内部のスプリング３８ａによって押し戻さ
れ、結果として油圧式クラッチ１８は切れているので、
リングギア１５に取付けられているピニオンベベルギア
１３．１４は第１のサイドギア１６の回りを回転するの
みで、動力は減速機構１９の人力軸２５に伝達されない
、この場合、第２のサイドギア１７はリングギア１５の
２倍の回転数で回転することになる。

なお、電磁弁４８はオンとなって、油をバイパスさせ内
部に油圧が発生しないようになっている次に、減速機構
１９のチェンジレバーをローに入れるとセンサーが働い
てこれを検出し、アクセルベタルを踏んでエンジンの回
転数を上げると、アクセルセンサー及びアイドリンクセ
ンサーが働き、電磁弁４０．４８が閉じて、電磁弁４１
が開き、油によってピストン３８が押され油圧式クラッ
チ１８が接続される。これによって、対向して噛合する
ビニオンベベルギア１３．１４がロックされるので、全
体が一体として回転し、結果としてリングギア１５の回
転数で入力軸２５が回転し、所定の減速比で出力軸５７
が回転する。

次に、減速機構１９をセカンドギアに入れて増達したい
場合には、−旦チェンジレバーをローの位置から離すの
で、チェンジレバーのローを検出するセンサーは切れ、
結果として電磁弁４８、電磁弁４０が開き、１ｍ弁４１
が閉じるので、ピストン３８が戻り、油圧式クラッチ１
８が一旦オフとなり、人力軸２５に動力が伝わらないよ
うになるので、シンクロナイザ−も備えているので、チ
ェンジレバーをセカンドの位置に支障なく移動させるこ
とができる。

そして、セカンドに切り換えた後は、チェンレバーがセ
カンドの位置にあることを検出するセンサーが働き、再
度油圧式クラッチ１８が繋がり、動力を減速機構１９に
伝えることができる。以下同様な工程によって、チェン
レハーを支障なく切り換えることができる。

なお、チェンレバーを切り換える際には、動力が切れる
ので、エンジンの回転の増加を防止するため、アクセル
を手動にて戻してから、チェンレバーを切り換えるよう
にしても良いし、上記チェンレバーの各センサーが働か
ない場合には、エンジンの回転が上昇しないようにする
ことも可能であり、この手段として、例えば燃料供給部
分にチェンレハーによって動作する別のバルブを設け、
常時はチェンレバーの各センサーが動作していない場合
には、アイドリングに必要な程度の燃料を供給するよう
にしても良い。

また、負荷が増えた状態で該自動車用オートクラッチ装
置が動作している場合、エンジンの回転がアイドリング
回転数以下に下がり、エンス［−するので、この場合に
はアイドリングセンサーが働き、自動車用オートクラッ
チ装置を作動させ、エンストはしないようになっている
。

上記実施例においては、動力を伝達していない場合には
、第２のサイドギアはフリーの状態になっているが、別
にリングギア１５の２倍の回転速度が回転する倍速軸を
設け、該倍速軸に油圧式クラッチを介して第２のサイド
ギアを連結することも可能であり、これによって、第２
のサイドギアがリングギアの倍速で回転するので、第１
のサイドギアは完全に静止状態となる。なお、電磁弁４
１は必ずしも必要ではなく省略することも可能である。

続い°Ｃ１第２図〜第４図に示す本発明の第２〜第４の
実施例に係る自動車用オートクラッチ装置７１〜７３に
ついて説明する。

第２図に示す自動車用オートクラッチ装置７０において
は、上記第１の実施例と同様作動ギア装置を用いて自動
車用オートクラッチ装置を構成した例を示すが、エンジ
ンの動力を伝達する主軸７４には前記第１ギアの一例で
ある第１サイドベヘルギア７５が連結され、第１サイド
ベヘルギア７５に対向して配置される前記第２ギアの一
例である第２サイドベベルギア７６には図示しない減速
機構の入力軸７７が接続されている。

上記第１サイドベベルギア７５と第２サイドへベルギア
７６の中間部に前記第３ギアの一例である公転及び自転
するビニオンベベルギア７８．７９が噛合し、該ビニオ
ンベベルギア７８．７９は直径の大きい公転軸８０に回
転自在に固定され、該支持軸８０にはブレーキ装置の一
例である油圧デスクブレーキ８１が取付けられている。

従って、この自動車用オートクラッチ装ｆｉ７０におい
ては、該油圧デスクブレーキ装置８ｏを弁８２．８３を
操作することによってクラッチのオンオフが行なえるの
で、前記した如く、該弁を減速機構のチェンジレバーの
位置を検出するセンサーと、アクセルセンサーの組合せ
によって駆動することによって、自動車用オートクラッ
チ装置が形成される。なお、図中８４〜８７はベアリン
グ、８８．８９はブツシュを示す。

第３図に示す自動車用オートクラッチ装置７２において
は、プラネタリ−ギア装置を用いた例を示すが、図に示
すように前記第１ギアの一例である中央の太陽ギア９０
にエンジンの回転を伝える主軸９１がスプラインによっ
て連結され、その外側に前記第３ギアの一例である自転
及び公転する中間ギア９２が配置され、更にその外側に
前記第２ギアの一例である内側に歯が形成された外ギア
９３が回転自由に配置されている。そして、上記中間ギ
ア９２の支持軸には、公転軸の一例である回転板９４が
ブツシュを介して取付けられ、該回転［９４には図示し
ない減速機構の入力軸９５がスプライン９４ａを介して
接続され、上記外ギア９３にはブレーキ装置の一例であ
る油圧デスクブレーキ９６が設けられている。

従って、弁機構９７を動作させない状態で油圧デスクブ
レーキ９６を開放状態としておくと、太陽ギア９０が回
転すれば、中間ギア９２が回転するが、外ギア９３が回
転自在となっているので、外側には動力は伝達されない
。

ここで、弁機構９７を減速機構のチェンジレバーの位置
を検出するセンサー及び／またはアクセルセンサーから
の信号によって作動させると、油圧デスクブレーキ９６
が作動し、外ギア９３が固定されるので、中間ギア９２
の自転に伴い公転し、回転動力が減速機構の入力軸９５
に伝達されるので、これによって自動車用オートクラッ
チ装置を形成することができる。なお、９８．９８ａ、
９８ｂ、９８ｃ及び９９はベアリングを示す。

次に、第４図に示す本発明の第４の実施例に係る自動車
用オートクラッチ装置７３について説明すると、該装置
はプラネタリ−ギア装置を利用したものであって、エン
ジンの入力軸１００には駆動ギア１０１が噛合し、該駆
動ギアには前記第１ギアの一例である外ギア１０２が噛
合し、該外ギア１０２の内側には前記第３ギアの一例で
ある中間ギア１０３が噛合し、該中間ギア１０３の中央
には太陽ギア１０４が噛合している。そして、この太陽
ギア１０４にはブレーキ装置の一例である油圧デスクブ
レーキ１０５が取付けられ、弁機構１０６によって駆動
できるようになっていると共に、上記中間ギア１０３の
支持軸１０３ａにはブツシュを介して公転軸の一例であ
る回転板１０７が取付けられ、該１０７には減速機構の
入力軸１０８がスプライン１０８ａによって連結されて
いる。

従って、この実施例においては、上記弁機構を減速機構
のチェンジレバーの信号及び／またはアクセルセンサー
からの信号によって動作させることによって作動させる
ことによって、自動車用オートクラッチ装置を構成する
ことができる。なお、第４図において、１０９〜１１２
はベアリングを、１１３はリリーフ弁を、１１４は油ポ
ンプを示す。

上記実施例においては、弁または弁機構の作動信号を、
チェンジレバーの位置を検出するセンサー及び／または
アクセルセンサーによって駆動したが、場合によっては
手動あるいはエンジンの回転を検出するセンサー、ある
いはその他の信号によってよって行うこともできる。

〔発明の効果〕

請求項第１項〜第４項記載の自動車用オートクラッチ装
置は以上の説明からも明らかなように、従来の足踏クラ
ッチを省略してギアチェンジを行なえるので、運転が極
めて楽になる。

そして、その手段として従来の如くトルクコンバーター
を使用していないので、動力の変換効率が向上し、燃費
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る自動車用オートク
ラッチ装置の要部断面図、第２図は本発明の第２の実施
例に係る自動車用オートクラッチ装置の要部断面図、第
３図は本発明の第３の実施例に係る自動車用オートクラ
ッチ装置の要部断面図、第４図は本発明の第４の実施例
に係る自動車用オートクラッチ装置の要部断面図である
。 〔符号の説明］

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１ギアと第２ギアとの間に自転及び公転する第
   ３ギアを備えた差動ギア装置あるいはプラネタリーギア
   装置を有する自動車用オートクラッチ装置であって、上
   記第１ギア、第２ギアまたは第３ギアの公転軸の何れか
   にエンジンの出力軸を連結し、残りのギアまたは上記公
   転軸の何れかに減速機構の入力軸を接続し、上記公転軸
   と、第１ギアまたは第２ギアとの間にクラッチ装置を設
   け、該クラッチ装置を上記減速機構のチェンジレバーの
   位置を検出するセンサー及び／又はエンジンのアクセル
   センサーからの信号によって駆動し、エンジンと後続す
   る減速機構との入切りを行う自動車用オートクラッチ装
   置。
2. （２）クラッチ装置は油圧式クラッチである請求項第１
   項記載の自動車用オートクラッチ装置。
3. （３）第１ギアと第２ギアとの間に自転及び公転する第
   ３ギアを備えた差動ギア装置あるいはプラネタリーギア
   装置を有する自動車用オートクラッチ装置であって、上
   記第１ギア、第２ギアまたは第３ギアの公転軸の何れか
   にエンジンの出力軸を連結し、残りのギアまたは公転軸
   に減速機構の入力軸及びブレーキ装置をそれぞれ接続し
   、該ブレーキ装置を上記減速機構のチェンジレバーの位
   置を検出するセンサー及び／又はエンジンのアクセルセ
   ンサーからの信号によって駆動し、エンジンと後続する
   減速機構との入切りを行う自動車用オートクラッチ装置
   。
4. （４）ブレーキ装置は、油圧式ブレーキ装置である請求
   項第３項記載の自動車用オートクラッチ装置。