JPS59147155A - 流体継手付動力伝達機構 - 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】 本発明は自動車等やフォークリフト等の産業用車輌に採
用される流体継手付動力伝達機構に関するものである。

従来の流体継手付動力伝達機構の縦断側面略図である第
１図において、エンジン１０１のクランク軸に流体継手
１０２の入力軸１０３が連結され、入力軸１０３に連結
されたインペラ羽根車１０４はインペラブレード１０５
を一体的に有しておシ、羽根車１０４の内周部には出力
軸１０６と同心のガイドバイブ１０７を有している。ガ
イドバイブ１０７はギヤボン１１０８に連結されてギヤ
ポンプ１０８を駆動するようになっておシ、インペラブ
レード１０５に対向するタービン羽根車１０９は出力軸
１０６に一体的に連結されている。更に出力軸１０６は
周知のＶベルＦ式無段変速機１１０及び油圧クラッチ１
１１を介して、前後進切換機構１１２の入力軸１１３に
連結されている。油圧クラッチ１１１は制御バルブ１１
４からの油圧により作動するようになっている。

エンジン１０１が作動し入力軸１０３が回転すると、イ
ンペラ羽根車１０４も一体的に回転するにの時インペラ
ブレード１０５により作ｋＪＪ流体がＸ□力方向流れ、
その結果入力軸１０Ｂのトルクが羽根車１０４から作動
流Ｉ＄を介してタービン羽根４１０９に伝達されて、出
力軸１０６　ＶＣ）ルクが伝わる。出力軸１０６に伝達
された一トルクは■ベルト式無段変速機１１０及び油圧
クラッチＩｌｌ′ｆ：介して常時噛合式の前後進切換機
構１１２に入力され、機構１１２より前進用又は後進用
として出力される。ここで前後進切換機構１１２におい
て前後進が切り換えられる際には、制御バルブ１１４か
らのクラッチ１１１に対する油圧が除かれて、クラッチ
１１１が切断される。

その結果出力軸１０６からのトルクは機構１１２に伝達
されないので、前後進切換作業が可能となる。

一方前後進切換作業が完了すれば、制御バルブ１１４よ
りクラッチ１１１に油圧が加えられてクラッチ１１１が
接続状態となり、機構１１２にトルクが伝達される。

ところが上記従来の構成では、前後進切換操作のために
油圧クラッチ１１１を別に設ける必要があり、動力伝達
機構全体が大型化してしまう不具合がある（例えば特開
昭５６−１８４６５８号）。

本発明は上記不具合に鑑み、ハウジング内にクラッチ機
構（遠心クラッチ、油圧クラッチ、電磁クラッチ等４）
を有する流体継手を用いることにより、動力伝達機構を
コンパクト化することを目的としており、次に図面に基
づいて本発明を説明本発明による動力伝達機構の縦断側
面略図である第２図において、エンジン１のクランク軸
に流体継手２の入力軸１２が連結され、入力軸１２に一
体的に連結されたハウジング２ａは出力軸１８と同心の
ガイドパイプ２ｂを一体的に有しており１パイプ２ｂが
ギヤポンプ８に連結することによりポンプ８が常時作動
するようになっている。ハウジング２ａの内ＩＩにはイ
ンペラブレード２Ｃを有するインペラ羽根車２＋１が配
置されており、ハウジング２ａと羽根１に２（１間に社
入力側がアイドリング状態のとき切断状即になり、アイ
ドリング状態を越えたとき接続状態となる遠心クラッチ
４（クラッチ機構の一例）が投げられている。又インペ
ラブレード２Ｃに対向するタービン羽根Ｍ２ｅは出力軸
１３に一体的に連結されており１出力軸１３は■ベルト
式無段変速機５に連結されている。

■ベルト式無段変速機５において、変速機５の入力軸で
ある出力軸１８に固定された固定フランジ５ａのボス部
には、固定フランジ５ａに対向してＶ字状の環状溝を形
成するようζ可動フランジ６ｂが摺動自在に嵌合し、可
動フランジ５ｂを軸方向に駆動する油圧ピストン５Ｃが
設けられることにより、入力側プーリ５　ｄ、が構成さ
れている。

一方後述する前後進切換機構６の入力軸６ａ［固定され
た固定フランジ５ｅのボス部には、固定７ランジ５０に
対向してＶ字状の環状溝を形成するよう可動フランジ５
ｆが摺動自在に嵌合し、可動フランジ５ｆを軸方向に駆
動する油圧ピストン５ｇが設けられることにより出力側
プーリ５ｈが構成されている。又動油圧ピストン５ｃ、
５ｇはそれぞれ油圧源に接続されたサーボパルプ７に接
続されており、両プーリ５（１−，５ｈ間には■ぺＡ／
　ト５１が架設されている。

出力側ブー！Ｊ　５ｈの固設された入力軸６ａを有する
前後進切換機構６では、出力軸６ａＫ外歯スプラインを
有するカラー６ｂが固定されており、軸６ａに回転自在
て嵌合された前進用ギヤ６Ｃ及び後進用ギヤ６−σがカ
ラー６ｂを間に介して配置されている。両ギヤ６ｃ、５
ｄは、それぞれカラー６ｂ側の内周部にオフ−６ｂと同
一半径を有する外歯ヌプラインを有しており、カラー６
ｂＫ摺動自在に嵌合するスライダー６ｅが両ギヤ６ｃ。

６ｄにも嵌合できるようになっている。即ちスライダー
６８は、シフトヨーク６ｆを支点６ｇを中心に回動させ
ることにより、カラー６ｂ及び両赫ヤ６Ｃ％らｄ間で摺
動できるよう配置されている。

前進用ギヤ６Ｃはギヤ６ｈを介して出方軸６１に連結さ
れて°おシ、後進用ギヤ６ｄは逆転ギヤ６ｊ及びギヤ６
ｋを介して出力軸６１に連結されている。

次に作動を説明する。エンジン１が作動し入力軸１２が
回転すると、ハウジング２ａも一体的に回転する。アイ
ドリング状態では、遠心クラッチ４のシ二一４ａは遠心
力の不足から切断状如にあシ、入力側のトルクはインペ
ラ羽根車２ｄＫは伝達されず、ギヤポンプ８のみが作動
する。従ってトルクは、出力軸１８、■ベルシト式無段
父速機５を介して前後進切換機構６の入力軸６ａＫ伝達
されない。この状！！ｉｆにおいて、シフトヨーク６ｆ
を矢印Ｘ２方向或は逆Ｘ２方向に回動し、スライダー６
０を摺動させて、カラー６ｂを前進用ギヤ６Ｃ或は後進
用ギヤ６ｄに連結する。この場合のギヤチェンジは、入
力軸６ａに入力側よりトルクが伝達されていないことか
らスムーズに行なわれる。

次にアイドリング状態から走行状態に移行するためエン
ジン１０回転数を上げると、シュー　４　ａが外周側に
張り出して遠心クラッチ４は接続状態となり、インペラ
羽根車２ｄにトルりが伝達され、作動油及びタービン羽
根車２ｅを介し出力軸１３にトルクが伝達される。もち
ろんこの場合にもギヤポンプ８は作動を続ける。出力軸
１３に伝達されたトルクはＶベルト式無段変速機５に入
力され、変速機５は次のように作動する。即ち、キャプ
レタのスロットル開度、車速、入力側プーリ５αの回転
速度等の車輌の運転状況を速度センサー等を用いて検出
し、出力側プーリ５ｈの回転速度を制御する出力信号を
発する電気制御回路（図示せず）により、サーボバルブ
７の開閉が制御され、車輌の運転状況に応じて入力側プ
ーリ５ｄの油圧ピストン５Ｃへの供給油圧が調゛整され
る。出力側デー、！７５ｈの油圧ピストン５ｇにも同様
て供給油圧が調整される。ここで油圧ピストゾ５Ｃへの
供給油圧が高くなると、入力側プーリ５ｄの両７ランジ
５ａ、５ｂ間に形成される■溝の幅は狭くなり、Ｖベル
ト５１は回転しながら両フランジ５ａ、５ｂの外周側（
半径が大になる側）に移動する。この移動により出力側
プーリ５ｈでばＶベルト５１が入力側プーリ５ｄ側に引
き付けられるので、■ベルシト５１は油圧ピストン５ｇ
の圧力に抗して可動フランジ５ｆを摺動させ、両フラン
ジ５ｅ、５ｆ間に形成される■溝の幅を広げてフランジ
５ｅ。

５ｆの内周側（半径が小になる側）に移動する。

この結果減速比は小さくなる。一方油圧ピストン５Ｃへ
の供給油圧が低くなると、入力側プーリ５ｄのＶ溝幅は
広くなってＶベルト５１は半径が小になる側に移動し、
出力側プーリ５ｈの■溝幅は狭くなってＶベルト５１は
半径が大になる（ｉｌｌｌＫ移動する。この結果減速・
比は大きくなる。出力側プーリ５ｈより入力軸６ａＫ伝
達されたトルクは、次のように前後進切換機構６を介し
て出力軸６１に出力される。即ち、入力軸６ａＩ／Ｃ固
定されたカラー６ｂに摺動自在にスプライン嵌合するス
ライダー６　ｅｕ、上記アイドリング状態時にシフトヨ
ーク６ｆの回動によって、前進用ギヤ６Ｃ或は後進用ギ
ヤ６ｄのどちらか一方に予め嵌合されている。

ここで例えば、スライダー６８がカラー６ｂと前進用ギ
ヤ６Ｃとを連結している場合には、入力軸６ａに入力さ
れたトｐりはカラー６１：Ｉ、スライダー６ｅ、ギヤ６
Ｃ１６ｈを介して出力軸６ｉに出力される。他方スライ
ダー６０がカラー６ｂと後進用ギヤ６ｄとを連結してい
る場合には、入力軸６ａに入力されたトルクはカラー６
ｂ、スライダー６θ、ギヤ６ｄ、６ｊ、６ｋを介し、前
進用ギヤ６ＣＩ／Ｃトルクが伝達された場合に対して逆
回転のトｌレクが出力軸６１に伝達される。次に上記動
力伝達状態から前後進切換動作に移動する場合には、エ
ンジン１をアイドリング状態に戻す。これにより遠心ク
ラッチ４は切断状態となり、前後進切換機構６の入力軸
６ａｌＣは入力側からのトルクが伝達されず、シフトヨ
ーク６ｆの回動によってギヤチェンジがスムース゛に行
なわれる。

以上説明したように本発明によると、動力源（例えばエ
ンジン１）Ｋ連結された入力軸１２を流体継手２を介し
て出力軸１８に連結し、出力軸１８を前後進切換機構６
に連結した流体継手付動力伝達機構において、流体継手
２のハウジング２ａ内に、動力源がアイドリング状態の
とき入力軸１２と出力軸１３との連絡を自動的に切断し
、かつアイドリング状態を越えたとき自動的に接続する
クラッチ機構（例えば遠心クラッチ４）を設けたので、
第１図に示すよって従来別に必要であった油圧クラッチ
１１１及びそれを作動させるだめの制御装置が不要とな
り動力伝達機構全体をコンパクト化できる利点がある。

又本発明てよれば、アイドリング状態時には流体継手２
部分でトルクが遮断されるので、動力源のアイドリング
時の振動が遮断され負担が軽減し、燃費が向上する利点
がある。

・次に本発明による動力伝達機構に採用される第２図の
流体継手の代りに、トルクコンバータ（流体継手の一種
）を利用しても同様のことが云えることより、トルクコ
ンバータを用いた場合ｑより一層具体的な実施例につい
て説明する。第８図はその実施例の縦断側面部分図を示
している。エンジンフライホイー／Ｉ／（図示せず）Ｉ
／ｃポルトにより一体的に固着されるリング２０はロー
タリーハウジング２１に溶着されており、ハウジング２
１の外周部とインペラバウシング２２の外周部とは部分
２８で溶着されている。インペラハウジング２２の内周
部はガイドパイプ２４のフランジ２５の外局部に溶着さ
れており、ガイドパイプ２４の先端部は切り欠かれて爪
２６が形成されている。爪２６はギヤポンプハウジング
２７内の歯車２８の内周側に設けられた四部２９に嵌合
し、爪２６の回転によりギヤポンプが作動するよってな
っている。

一方ガイドバイブ２４の内側に間隔を隔てて同心の出力
軸３０が配置され、出力軸３０の先端部３１はロータリ
ーハウジング２１の中心部に設けられた凹部８２に回転
摺動自在に嵌合支持されている。又出力軸３０の外周に
形成されたスプラインにはタービンハブ８８がスプライ
ン嵌合しておシ、ハブ３３の外周部には多数のリベット
８４を介してタービン羽根車８５が固着されている。

又ガイドパイプ２４と出力軸３ｏとの間には、同心かつ
両者と間隔を隔ててステータ軸８７が配置されており、
ガイドバイブ２４とステータ軸８７との間に作動油供給
通路８８、出力軸８ｏとステータ軸８７との間に作動油
戻し通路３９がそれぞれ形成されている。ステータ軸８
７の先端には外スプラインが形成されてお如、ワンウェ
イクラッチ部４０のインナーレース４１がスプライン嵌
合している。ワンウェイクラッチ部４ｏを形成する部材
ノウチ、４２はアウターレース、４８１ｄワｙウエイク
ラツチ、４４はワンウェイクラッチリテーナである。ア
ウターレース４２の外周には鋳物製のステータ羽根車４
５が圧入固定されている。

ステータ羽根車４５と７ヲンジ２５との間には、内周側
にベアリングを有するボス４７がステータ軸３７１Ｃ回
転自在に嵌合しており、ボス４７の外周部にはインベラ
ブレード４８を有するインベラシュ／Ｌ／４９の内周部
が溶着されている。ボス４７とガイドバイブ２４のフラ
ンジ２５との間にはスフストワッシャ５０が介在して訃
り、ボス４７はガイドパイプ２４！／ｃ対しても回転自
在となっている。

インペラハウジング２２のシェル４９側の面には、中心
線と直角な半径方向て延びる円板５１の内周部がポルト
或はスポット溶接等により固着されており、円板５１の
外周部には第４図だ示すような半径方向かつ外方だ向っ
て開く切欠き５２が、円周方向等間隔に数個設けられて
いる。更に円板５１の外周にはシュー５３が配置されて
いる。シュー５３は第５図だ示すように、内周側に溝５
４及び孔５５を有し、溝５４が第８図の円板５１の外周
部に嵌合し又孔５５に支持される中心線と平行なピン５
６が切欠き５２に嵌まることにより、ンユー５８が半径
方向のみ摺動自在に円板５１に支持されている。更にシ
ュー５８の内周側圧は回転方向に延びるばね受け５７が
設けられており、ばね受け５７には環状のコイルばね５
８が張設されで、常時ンユー５８を中心に向けて付勢し
ている。シュー５３の外周面にはライニング５９が固着
されており、ライニング５９外方にはわずがな間隙を隔
てて略円筒状のケーシング６ｏが配置され、ケーシング
６ｏの一端はシュ）ｖ４９に溶着されている。

次に作動を説明する。リング２ｏに大刀されたトルクは
ロータリーハウジング２１を介してハウジング２２に伝
達される。このときアイドリング運転状態であれば、シ
ュー５８に生ずる遠心力はコイルばね５８に打ち勝つこ
とができず、ライニング５９はケーシング６ｏの内周面
に圧接することはない。従ってハウジング２２のトルク
はシェル４９に伝達されることはない。一方ガイドバイ
グ２４はハウジング２２と一体的に形成されているため
、エンジン回転時には常時回転する。従ってギヤポンプ
はエンジン回転時には常時作動して、作動油を所要部位
て循環させる。次だアイドリング状態から走行状態に移
行するためエンジン回転数を上げると、ハウジング２２
０回転数も上がる。

するとシ二一５８に発生する遠心力が増大してばね５８
の力に打ち勝ち、フイニング５９がケーシング６０の内
周面に圧接してシエＩｖ４９にトルクが伝達される。シ
エ／Ｌ／４９に伝達されたトルクは従来と同様に、　　
トルクコンバータ内に充填された作動油及びタービン羽
根車３５を介して出力軸８０に伝達される。

上記実施例はこのように作動し、アイドリング−運転時
にはトルりが出力されることはない。

次に別の具体的実施例を説明する。第６図はハウジング
２２とインベヲシエ／Ｌ／４９の近傍のみを示す縦断側
面部分図である。ハウジング２２のシェル４９側の面に
は中心線と平行な数個のビン６１が溶着されており、ピ
ン６１には半径方向のデレシ 枦１プレート６２の内周部に設けられた孔６３が摺動自
在に嵌合している。ビン６１のシエ／Ｌ’４９側端部に
はばね座６４が設けられており、プレート６２とばね座
６４聞にはコイルばね６５が縮設されてプレート６２を
シエ／１／４９より離れる方向に付勢している。ピン６
１より外周側ては、環状でかつ新面が略コの字形のガイ
ドプレート６６がハウジング２２に溶着されており、ガ
イドプレート６６の内周側切欠き６７にプレート６２の
外周部が嵌合している。ガイドプレート６６の外周部は
半径方向外方に向かうにつれてプレー）　６２１１１に
傾斜するカム面６８を有しており、カム面６８に対応す
る傾斜面６９を有するウェイト７０が両プレー）６２．
６６間に同一円周上複数個配置されている。各々隣接す
るウェイト７０間には第７図て示すようにガイド７１が
配置され、ガイドプレート６６にリベット止め又は溶着
されており、隣接するガイド７１．７１の対向するガイ
ド面７２゜７２によりウェイト７０は支持され半径方向
のみ摺動自在となっている。プレッシャプレート６２を
中心としてウェイト７０と反対側には環状の加圧板７３
及び摩擦板７４が交互に重ねられている。

摩擦板７４の内周部はガイドプレート６６の切欠き６７
に嵌合しており、ガイドプレート６６に対し中心線と平
行方向にのみ摺動自在に支持されている。加圧板７８は
外周部が、略円筒形のケーシング７５に設けられた切欠
き７６に嵌合して中心線と平行方向にのみ摺動自在に支
持されている。

更に切欠き７６のうちシエ／ｌ／４９に近い部分にはス
ナップリング７７が嵌め込まれており、プレッシャプレ
ート６２と共に加圧板７３及び摩擦板７４を挾持するよ
うになっている。ケーシング７５のシエ／Ｌ／４９側端
部はシェ１ｖ４９に溶着されている。

次にこの実施例における作動を説明する。まずアイドリ
ング運転時には、ハウジング２２０回転数が低いためウ
ェイト７０に発生する遠心力は小さく、ガイドプレート
６６のカム面６８ヒをウェイト７０が半径方向外方に向
って摺動しないだめ、プレッシャプレート６２を加圧板
７３（で押し付ケることはない。従って加圧板７３と摩
擦板７４との間が滑り合うためハウジング２２からシェ
ル４９Ｋ）／Ｌ’りが伝達されることはない。続いてア
イドリング状態から走行状態に移行するためエンジンの
回転数を上げると、ハウジング２２０回転数が上がり、
ウェイ）７０１Ｃ発生する遠心力も増大する。この結果
ウェイト７０は半径方向外方に向って摺動し、コイルば
ね６５に打ち勝ってプレッシャプレート６２を加圧板７
８に押し付けると、摩擦力によ９加圧板７８と摩擦板７
４とが連結されて、ハウジング２２よりシェＡ／４９Ｖ
ｃトルクが伝達される。

この例においても本発明特有の効果を同様に得ることが
できる。

更に第８図に示すように、タービン羽根車の背面側にク
ラッチ機構を配置してもよい。第８図において、８１は
入力軸、８２はハウジング、８３はインベフ羽根軍、８
４はタービン羽根車、８５はステータ羽根車、８６は出
力軸、８７はギヤボン７゛（図示せず）を駆動するガイ
ドパイプ、８８はフェーシング、８９はフェーシング８
８カ固５ｔされたフ”レッシャプレート、９ｏＦｉ、イ
ンベラシェル、９１はシェ／Ｉ／９０に固着されがっフ
゛レート８９に軸方向にのみ指動自在に係合される筒状
部材である。

第８図において、トルクが大刀され入力軸８１が回転す
ると、ハウジング８２も一体的に回転する。アイドリン
グ状態では、図示しない速度センサー等圧より作動制御
される油圧制御機構により油圧が矢印Ａ側圧導入される
ようになっており、この油圧によってプレッシャプレー
ト８９は矢印ｘ３方向に摺動してクラッチ切断状態とす
る（第８図の状態）。一方エンジンの回転がアイドリン
グ状態を越えると、油圧が矢印Ｂ側に導入されるよう切
り換えられ、プレッシャプレート８９　ｉｔ：　逆Ｘａ
方向に摺動してクラッチ接続状塵とする。

なお本発明を実施するにあたり、第２図のようにインペ
ラ羽根車２ｄの背面側にクラッチ機構を配置する場合に
、第８図のようなプレッシャプレート８９を有するクラ
ッチ機構を用いてもよく、又第８図のようにタービン羽
根車８４の背面側にクラッチ機構を配置する場合に、第
２図ンζ示す遠心クラッチ４（第３図、第６図に示すク
ラッチ機構を含む）ｆ用いてもよい。父上記クラッチ機
構に代えて油圧クラッチ、或は電磁クラッチを用いるこ
ともできる。一方斐速機としては、無段変速機５に限ら
れることはなく、例えば遊星歯単式を用いてもよい。又
前後進切換機構として、常時歯車噛合式だ限らず遊星歯
車式等のものを採用してもよい。

因に、上記図示の実施例によれば、ハウジング２ａ、２
２．８２にガイドバイブ２ｂ、２４．８７を固定し、バ
イブ２１）、２４．８７でギヤポンプを作動させるよう
にしたので、ハウジング２ａ、２２．８２とインペラ羽
根車２（１（インペラシェル４９．９０）との間の接続
、切断と無関係に、エンジン作動中は確実にギヤポンプ
“を作動させることができる。又第２図、第３図及び第
６図の実施例によれば、インペラ羽根車２ｄ（インペラ
シェル４９）の背面側てクラッチ機構を配置しだので、
クラッチ機構を介したインペラ羽根車２ｄ（シェル４９
）とハウジング２ａ（２２）との間の距離が短くなり、
クラッチのケーシング４ｂ（６０，７５）を小形軽量化
できる等、構造が簡素化する利点がある。更に遠心クラ
ッチを利用した場合には、外部からの制御装置は一切必
要とせず、自動的にクラッチの切断、接続が行なえるの
で、構造が簡素化し、製造コスト低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の動力伝達機構の縦断側面略図、第２図は
本発明による動力伝達機構の縦断側面略図、第３図はト
ルクコンバーク部分の具体的な実施例を示す縦断側面部
分図、第４図は第３図の円板の斜視部分図、第５図はシ
ューの斜視図、第６図は別の具体的な実施例を示す′＆
ｉｌｒ　（ｌｉｔ面部分図、第７図は第６圀の■−■断
面部分図、第８図は更に別の実施例を示す縦断側面部分
略図である。１・・・エンジン（動力源の一例）、２・
・・流離継手、２ａ、２２．８２・・・ハウジング、４
・・・遠心クラッチ（クラッチ機構の一例）、６・・・
前後進切換機構、１２．８１・・・入力軸、１３．８６
−・・出力軸持　許　出　願　人　株式会社大金製作゛
所代理人　弁理士　　大　荘　忠　孝 手続補正書（自制 特許庁長官　若杉和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第　２０７９３号 ２、発　明　の名称 流体継手付動力伝達機構 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　特許　出願人住所　寝
屋川市木田元宮１丁目１番１号名称　株式会社大金製作
所 代表者　　取締役社長　足　立　　　勝４、代　理　人 ５　補正命令の日付　（発送日）昭和　　年　　月　　
　日６、補正の対象　図　面 ７、補正の内容　第１図を別紙の通り補正する。 ｌＱ上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動力源に連結された入力軸を流体継手を介して出力軸に
   連結し、出力軸を変速機を含む前後進切換機構に連結し
   た流体継手付動力伝達機構において、流体継手のハウジ
   ング内に、動力源がアイドリング状態のとき入力軸と出
   力軸との連絡を自動的に切断し、かつアイドリング状態
   を越えたとき自動的に接続するクラッチ機構を設けるこ
   とにより前後進の切換が行なえることを特徴とする流体
   継手付動力伝達機構。