JPH076558B2 - 車両用変速機の発進装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体継手と直結クラッチと動力遮断クラッチ
とを組合せた発進装置に関し、特に半自動変速機に用い
て好適な発進装置に関する。

〔従来の技術〕

車両用の手動変速機は、そのクラッチ操作に熟練を要
し、特にクラッチ係合をペダル操作で行うことが難しい
ため、このような操作上の煩わしさを避け、熟練を要す
ることなく走行性能を十分に発揮させるべく自動変速機
が広く用いられている。

一方、クラッチのみを自動化して発進と変速とを容易化
し、比較的安価に構成可能な半自動変速機も開発されて
いる。このような変速機のクラッチに代わるべき発進装
置は、流体継手と動力遮断クラッチとを組み合わせ、こ
れらを同一ケース内に軸方向に直列して配置するか（自
動車工学全書編集委員会編、自動車工学全書９巻、動力
伝動装置、株式会社山海堂、昭和56年12月20日、P.254
参照）、それぞれ別個のケースに収容して軸方向に直列
して配置する構成とされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の発進装置は、軸方向寸法が長
くなり、例えば従来の手動変速機のクラッチ収容スペー
スに配置可能な発進装置とはなっていない。

また、流体継手を用いてトルク伝達を行う場合、ポンプ
とタービンの間のスリップが大きく、伝達効率が低下す
るため、車両の燃費や動力性能を悪化させることにな
り、このようなロスを防ぐ直結クラッチの配設が必要で
あるが、上記従来の発進装置に直結クラッチを設ける
と、軸方向寸法が一層大きくなる。そして、これらのク
ラッチに別々に係合解放を制御するサーボ機構を設ける
と軸方向寸法はさらに大きくなる。

そこで、１つのサーボ機構で直結クラッチと動力遮断ク
ラッチとを制御する構成とすることにより、構造の単純
化とコンパクト化とを図ることが考えられるが、このよ
うにすると、両クラッチに同じサーボ荷重が加わるよう
になり、発進及び変速時に、次のような不具合が生じ
る。

即ち、発進時では、サーボ機構による付勢が始まると
き、両クラッチに同様に荷重がかかり、その結果、直結
クラッチが先に係合することや両方同時に係合すること
が起こり得る。特に発進装置の場合、両クラッチが同時
に係合すると、エンジンストップが生じる不都合があ
る。また、流体継手のポンプとタービンとの相対回転
（スリップ）を利用して駆動されるオイルポンプで流体
継手の流体を循環冷却する構成を採った場合に、直結ク
ラッチが先に係合すると、動力遮断クラッチの係合時に
流体の循環が行なわれなくなるため、油温の上昇による
動力クラッチの焼きつき等の不具合が生じることにな
る。また、変速時では、変速後、直結クラッチが先に係
合することや両方同時に係合することにより、クラッチ
係合時の係合ショックが大きくなる。

このような理由から、クラッチの係合順序は必ず動力遮
断クラッチ係合後に直結クラッチが係合する順序でなけ
ればならない。

そこで本発明は、流体継手と直結クラッチと動力遮断ク
ラッチとを組合せた発進装置における両クラッチの係合
順序を制御することにより、単一のサーボ機構で直結ク
ラッチと動力遮断クラッチとを操作可能として、コンパ
クトで従来の手動変速機におけるクラッチ配置スペース
にそのまま収容可能な車両用変速機の発進装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明は、伝動装置と、該
伝動装置と車輪との間で、機械的に連結される歯車変速
機構とを有する車両用変速機の発進装置において、 前記伝動装置は、動力源に連結された入力軸と、該入力
軸に同軸上に配設され、前記歯車変速機構に連結された
出力軸と、前記入力軸に連結されたポンプと前記出力軸
に連結されたタービンとからなり、前記ポンプ及びター
ビン間を、流体を介して前記入力軸から出力軸への動力
の伝達を行う流体継手と、前記タービンと出力軸との間
に配設され、係合解放により前記入力軸から出力軸への
動力を伝達遮断する動力遮断クラッチと、該動力遮断ク
ラッチを係合解放制御する油圧サーボ機構と、前記入力
軸と出力軸との間に配設され、係合解放により動力の伝
達を調節する直結クラッチと、前記流体継手、動力遮断
クラッチ及び直結クラッチを内包するケースと、前記動
力遮断クラッチと直結クラッチとの間に介装され、前記
油圧サーボ機構の前記動力遮断クラッチへの係合力の付
与に伴って、前記直結クラッチを係合方向に付勢する付
勢手段とを有し、 該付勢手段と前記ケースとの間には、作動油の油圧を高
めることにより、前記油圧サーボ機構の係合力に対抗し
て前記直結クラッチを解放するように前記付勢手段を付
勢する対抗付勢油室が設けられたことを特徴とする。

［作用及び発明の効果］ 本発明の車両用変速機の発進装置は、油圧サーボ機構の
付勢力の付与により動力遮断クラッチが係合されると
き、付勢手段とケースとの間に配設された対抗付勢油室
内の油圧を高め、油圧サーボ機構の付勢力に対抗する付
勢力を付勢手段に付与することにより、クラッチ係合時
に、常に動力遮断ラッチの係合が直結クラッチの係合に
先立つように動作タイミングが設定される。従って、直
結クラッチと動力遮断クラッチを単一のサーボ機構によ
り操作可能となり、従来の手動変速機におけるクラッチ
収容スペースに十分搭載可能でコンパクトな伝動装置を
提供することができ、これを発進装置とする車両のエン
ジンストップや変速ショックの増大を防止することがで
きる。

〔実施例〕

つぎに本発明を図に示す実施例に基づき説明する。

第１図は本発明の第１実施例にかかる３軸式車両用変速
機を示し、伝動装置１、前進４速後進１速用の歯車変速
機６、ディファレンシャル機構65、およびこれらを収納
した変速機ケース10からなる。

変速ケース10は、エンジンの締結面10Aが開口し歯車変
速機６がわ（図示左がわ、以下左がわという）には側壁
10Bが形成され前記伝動装置１が収納された殻状の発進
装置ケース10Cと、該両端面が開口し一方の端面は発進
装置ケース10Cの側壁10Bに締結され歯車変速機が収納さ
れた筒状の歯車変速機ケース10Dと、該歯車変速機ケー
ス10Dの左がわ端面に締結された歯車変速機ケースカバ
ー10Eと、前記発進装置ケースの側方に一体的に形成さ
れたディファレンシャルケース10Fと、該ディファレン
シャルケースの左がわ開口を蓋し前記歯車変速機ケース
10Dと一体に形成されたディファレンシャルカバー10G
と、前記発進装置ケース10Cと歯車変速機ケース10Dとの
間に介在された中間側壁10Hと、該中間側壁10Hの右がわ
壁に締結されたオイルポンプカバー10Iとからなる。

伝動装置１は、流体継手（以下カップリングという）11
と、その半径方向内側に設けられた動力遮断クラッチ
（以下クラッチという）13と、カップリングの外周がわ
で本実施例ではエンジンがわ（図示右がわ、以下左がわ
という）に設けられた直結クラッチ15と、クラッチ13を
解放および係合するための油圧サーボ機構７とからな
る。

カップリング11は、エンジンのクランク軸に連結された
動力装置の入力軸、101にドライブプレート102を介して
連結されてケースの前半部を構成するフロントカバー11
1、該フロントカバー111に外周で溶接されてケースの後
半部を構成する円環板状のリアカバー110、該リアカバ
ー110の内壁面の外周側に周状に固着された断面略Ｌ字
状の円環状ポンプシェル112、該ポンプシェル112内壁に
周設されたポンプブレード113、該ポンプブレードに対
向して配置されたタービンブレード114、および該ター
ビンブレード114を保持しているタービンシェル115とを
備える。前記フロントカバー111の中心にはエンジンが
わ大径部が入力軸101の端面中心に設けられたパイロッ
ト穴104に嵌合するパイロットボス105が溶接されてい
る。またフロントカバー111の外周部には軸に対して直
行する円環状の直結クラッチフェイス面111Aおよび内周
スプライン111Bが形成された筒状部111Cが連設されてい
る。前記タービンシェル115は、該タービンシェル115と
軸方向のほぼ同一区間内で半径方向の内がわに配置され
たクラッチ13を介して伝動装置の出力軸103に連結され
ている。

クラッチ13は、歯車変速機がわ（図示左がわ、以下左が
わという）端に半径方向に展設されたフランジ131を有
し、右がわ端に半径方向に絞設された支壁132が後記す
る直結クラッチ15のディスクプレートに連結され、内周
にインナスプライン133が形成された筒状のクラッチプ
レートケース134と、前記伝動装置の出力軸103にスプラ
イン嵌合されたハブ部135、前記クラッチプレートケー
ス134のインナスプライン133と対応位置に外周スプライ
ン136が形成されたクラッチドラム部137、および前記ハ
ブ部135とドラム部137とを連結するディスク部138から
なるクラッチディスクホイール139と、外周が前記クラ
ッチプレートケース134にスプライン嵌合された複数の
クラッチプレート141と、内周が前記クラッチディスク
ホイール139のドラム部にスプライン嵌合され、前記ク
ラッチプレート141と交互に重ねられたクラッチディス
ク143とから構成される。したがって、この例では、ク
ラッチプレートケース134が駆動部材を構成し、クラッ
チディスクホイール139が被動部材を構成する。

クラッチプレートケース134のフランジ131がわには前記
タービンシェル115の内周に設けられたハブ状部116と摺
動自在に嵌合され、前記クラッチプレートケース134
は、その支壁132が出力軸103の右がわ端部に回転自在お
よび軸方向の摺動自在に支持されて、前記フロントカバ
ー111とクラッチディスクホイール139との間に配された
タービンディスク145の外周部に溶接されている。

直結クラッチ15は、外周に前記フロントカバー111の筒
状部内周スプラインにスプライン嵌合された複数のクラ
ッチプレート151と、前記タービンシェル115の外周部に
固着された円環状の直結クラッチ押圧板152と、該押圧
板152から円周状に軸方向に突設された多数のクラッチ
ディスク保持腕153と、該保持腕153に内周がスプライン
嵌合され前記クラッチプレート151と交互に重ねられた
複数のクラッチディスク154と、中心がわはダンパ157を
介して前記クラッチディスクケース134の外周右がわ端
部に連結され、外周156は前記保持腕153に係合されたデ
ィスクプレート158とからなる。

オイルポンプ17は、本実施例では内接歯車ポンプが使用
され、前記リアカバー110の中心に溶接され、前記オイ
ルポンプカバー10Iの内周と出力幅103との間からオイル
ポンプカバー10I内に差込まれた中空のオイルポンプド
ライバ軸171、前記オイルポンプカバー10Iの左がわ壁面
に形成されたオイルポンプループ10J内に摺動回転自在
に嵌め込まれた内歯歯車173、内周が前記ポンプドライ
ブ軸171の左がわ端部にスプライン嵌合され前記内歯歯
車と噛み合う外歯歯車175からなり、オイルポンプカバ
ー10Iに設けられた吸入口180から油を吸収し、中間側壁
10Hに形成された吐出口179に後述する制御装置の作動油
を吐出する。

歯車変速機６は公知の構成を有し、前記伝動装置の出力
軸をインプットシャフトとし、該インプットシャフトに
並列されたアウトプットシャフト61、第１速と第２速と
の切換え用ドッグクラッチ62、第３速と第４速との切換
え用ドッグクラッチ63、および図示しない後進用ギアを
有する。65は出力軸651、652が前記歯車変速機のインプ
ットシャフトおよびアウトプットシャフトに平行して配
されたディファレンシャル機構である。

油圧サーボ機構７はケース1A内でカップリング11の半径
方向内がわに設けられている。この油圧サーボ機構７
は、クラッチディスクホイール139のディスク部138の左
がわのクラッチドラム部137とハブ部135との間に設けら
れた環状のシリンダ71および該シリンダ71内に摺動自在
に嵌め込まれた環状ピストン72からなる油圧サーボ70と
内周はくし歯状にスリットが形成され、前記ディスク部
138から左がわに突出されたくし歯状突出部147と歯合さ
れると共に内周端は前記ピストン72の左がわに係合さ
れ、外周がクラッチ13の右がわに当接して重ねられた押
圧板73と、前記くし歯状突出部147の左がわ端外周に係
合されたスプリングリテーナ74と、該スプリングリテー
ナ74と押圧板73との間に介在されたリターンスプリング
75とからなる。

この油圧サーボ機構７、クラッチ13および直結クラッチ
15の作用を説明する。

油圧サーボ機構７は、出力軸103に形成された油路から
油圧サーボ70に圧油が供給されるとき、ピストン72が図
示左方向に変位し、リターンスプリング75の付勢力に抗
して押圧板73を図示左方向に変位させる。この作用でク
ラッチ13は解放される。また、このリターンスプリング
75によるクラッチ13への付勢力の解除は、クラッチプレ
ートケース134、タービンシェル115及び押圧板152へ付
与されていたエンジン側への付勢力を解除するため、ロ
ックアップ状態の直結クラッチ15も解除される。この状
態でクラッチ13による動力の遮断がなされるので歯車変
速機６において変速操作が可能となる。

油圧サーボ70が排圧されると、ピストン72はリターンス
プリング75の復帰力作用でエンジン側に変位し、押圧板
73はエンジン側に押圧されてクラッチ13は係合し、伝動
装置１の入力軸101と出力軸103はカップリング11を介し
て連結される。このとき直結クラッチ15は、以下のよう
に動作する。出力軸103の中心に形成された中心穴106内
に嵌着されているスリーブ107内の油路88から圧油がフ
ロントカバー111、クラッチプレートケース134及びター
ビンシェル115によって構成される対抗付勢油室に供給
され、対抗付勢油室内の油圧が高くなり、クラッチプレ
ートケース134とタービンシェル115とは図示左方向に変
位し、リターンスプリング75の力に抗して押圧板152を
図示左方向に変位させ、直結クラッチ15は解放状態を維
持する。そして、対抗付勢油室が排圧されると、リター
ンスプリング75のクラッチ13への付勢力により、クラッ
チプレートケース134とタービンシェル115とはエンジン
側に変位し、押圧板152はエンジン側に押圧されて直結
クラッチ15は係合する。従って、この実施例において
は、動力遮断クラッチ13の駆動部材であるクラッチプレ
ートケース134及びタービンシェル115が油圧サーボ機構
７の動力遮断クラッチ13への付勢力の付与に伴って直結
クラッチ15を係合方向に付勢せしめられる付勢手段を構
成し、フロントカバー111、クラッチプレートケース134
及びタービンシェル115が対抗付勢油室を構成する。

第２図は伝動装置１の制御装置８を示す。

17は前記オイルポンプであり、油路81に油路80が吸引し
た油を吐出する。82は油路81の油圧を調圧して油圧サー
ボ圧とすると共に余剰油を油路83に供給する第１レギュ
レータ弁、84は前記油路83の油圧を調整し油路89にトル
クコンバータ圧を発生させる第２レギュレータ弁、85は
油路81と油圧サーボ10との間に設けられたソレノイド弁
S1により制御されるクラッチ制御弁、86は油路89と伝動
装置との間に設けられたソレノイド弁S2によって制御さ
れるロックアップコントロール弁である。

第１レギュレータ弁82は一方にスプリング821が背設さ
れたスプール822を有する。スプール822は一方から前記
スプリング821のばね荷重を受け他方から図示上端ラン
ドに油路81の油圧を受けて変位され油路81と油路83およ
びドレインポート、825との連通度合を調整し、油路81
の油圧を調整する。クラッチ制御弁85は一方にスプリン
グ851が背設されたスプール852を有する。ソレノイド弁
S1は電子制御装置により車両走行条件に応じてON、OFF
され、ONされたときクラッチ制御弁のスプール852を図
示下方に設定し油圧サーボ70をドレインポート855に連
絡して排圧する。これによりクラッチ13は係合される。
ソレノイド弁S1がOFFされたときスプール852は図示上方
に設定され油路81の圧油は油圧サーボ70へ供給されてク
ラッチ13は解放される。ロックアップ制御弁86は一方に
スプリング861が配設されたスプール862を備える。ソレ
ノイドS2がONされたときスプール862は図示上方に配置
され油路89と直結クラッチ係合がわ油路87を連絡して作
動油を矢印Ａの方向へ流し直結クラッチ15を係合し、ソ
レノイド弁S2がOFFされたときスプール862を図示下方に
設定し油路89と直結クラッチ解放がわ油路88とを連絡し
て作動油を矢印の方向へ流し直結クラッチを解放する。

第３図は第２実施例を示す。

本実施例では、カップリング11の内周にクラッチ13を配
置し、タービンと出力軸103との間の動力伝達が遮断で
きるようにし、カップリング11とそのフロントカバー11
1との間にダンパ157付の直結クラッチ15を配置してい
る。この直結クラッチ15は入力軸101（フロントカバー1
11）と出力軸103との間にカップリング11および該カッ
プリングと直結されたクラッチ13と並列されている。こ
の直結クラッチ15の使用により直結クラッチ係合時の伝
動効率が向上できる。

第４図は第３実施例を示す。

本実施例では第２実施例の直結クラッチ15をカップリン
グ11の外周部の入力がわに配置している。直結クラッチ
15は入力軸101とタービンシェル115との間に連結され、
これにより入力軸101と出力軸103との間にカップリング
と直結クラッチ15とが並列され、これらに対しクラッチ
13が直列された構成となっている。第１図に示した伝動
装置がこの構成を有する。

第５図は第４実施例を示す。

本実施例では直結クラッチの配置において第２実施例と
第３実施例の組み合わせになっている。このように構成
することで直結クラッチ係合時における衝撃の減衰効果
が増大である。

第６図は第５実施例を示す。

本実施例では第３実施例に加えて入力軸101とタービン
との間にオイルポンプ17を設けている。

このオイルポンプはカップリングのスリップ率（相対回
転率）に応じて吐出量が増大し、これによりカップリン
グの循環流量をスリップ率に関連させることができ作動
油の加熱防止に有効となる。

第７図は第６実施例を示す。

本実施例ではオイルポンプ17を入力軸101と出力軸103と
の間に設けている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の伝動装置と歯車変速機とを組合せたFF
式自動車用変速機の断面図、第２図は伝動装置の制御装
置の油圧回路図、第３図は本発明の第２実施例にかかる
伝動装置の骨格図、第４図は本発明の第３実施例にかか
る伝動装置の骨格図、第５図は本発明の第４実施例にか
かる伝動装置の骨格図、第６図は本発明の第５実施例に
かかる伝動装置の骨格図、第７図は本発明の第６実施例
にかかる伝動装置の骨格図である。 １……伝動装置、６……歯車変速機（構）、７……油圧
サーボ機構、11……カップリング（流体継手）、13……
動力遮断クラッチ、15……直結クラッチ、71……シリン
ダ、72……ピストン、75……リターンスプリング（戻し
スプリング）、101……入力軸、103……出力軸、110…
…フロントカバー（ケース）、111……リアカバー（ケ
ース）、113……ポンプ、114……タービン、134……ク
ラッチプレートケース（駆動部材）、138……クラッチ
ディスクホイール（被動部材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝動装置と、 該伝動装置と車輪との間で、機械的に連結される歯車変
   速機構とを有する車両用変速機の発進装置において、 前記伝動装置は、動力源に連結された入力軸と、 該入力軸に同軸上に配設され、前記歯車変速機構に連結
   された出力軸と、 前記入力軸に連結されたポンプと、前記出力軸に連結さ
   れたタービンとからなり、前記ポンプ及びタービン間
   を、流体を介して前記入力軸から出力軸への動力の伝達
   を行う流体継手と、 前記タービンと出力軸との間に配設され、係合解放によ
   り前記入力軸から出力軸への動力を伝達遮断する動力遮
   断クラッチと、 該動力遮断クラッチを係合解放制御する油圧サーボ機構
   と、 前記入力軸と出力軸との間に配設され、係合解放により
   動力の伝達を調節する直結クラッチと、 前記流体継手、動力遮断クラッチ及び直結クラッチを内
   包するケースと、 前記動力遮断クラッチと直結クラッチとの間に介装さ
   れ、前記油圧サーボ機構の前記動力遮断クラッチへの係
   合力の付与に伴って、前記直結クラッチを係合方向に付
   勢する付勢手段とを有し、 該付勢手段と前記ケースとの間には、作動油の油圧を高
   めることにより、前記油圧サーボ機構の係合力に対抗し
   て前記直結クラッチを解放するように前記付勢手段を付
   勢する対抗付勢油室が設けられたことを特徴とする車両
   用変速機の発進装置。
2. 【請求項２】前記動力遮断クラッチは、前記タービンに
   連結される駆動部材と、前記出力軸に連結される被動部
   材とを有し、 前記駆動部材は、前記出力軸に同心的に回転自在に支持
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車
   両用変速機の発進装置。
3. 【請求項３】前記油圧サーボ機構は、前記出力軸及び前
   記被動部材により形成されるシリンダと、該シリンダに
   軸方向摺動自在に嵌合されるピストンと、該ピストンと
   前記ケースとの間に配設される戻しスプリングとを有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車両用
   変速機の発進装置。