JPS5940951A - オ−トクラツチ車の変速操作機構 - 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】 本発明は電磁式クラッチを備えたオートクラッチ車の変
速操作機構に関し、特にマニアルシフトされるシフトレ
バ−の前進速のシフトパターンを、高速段と低速段の２
段のものを１組として構成するものに関する。

車両において機械摩擦式やトルクコンバータ等の流体式
のクラッチに代わり電磁式クラッチを装備し１．変速の
際にシフトレバ−、アクセルペダルの操作やエンジン回
転数によりクラッチ接断作用を電気的に行うことで、煩
しいクラッチペダル操作を自動化し、２ペダルにより運
転操作を容易に行い得るようにしたオートクラッチ車に
ついて、既に本件出願人により特開昭５６−６０７３３
号公報等により多数提案され、且つ実際に車両も製造、
販売されるに至っている。

ところで、かかるオートクラッチ車の変速機は通常のマ
ニアル変速機と同様の例えば前進４段。

後進１段のものが使用され、前進速においてトＩ型のシ
フトパターンにより第１速ないし第４速の４段変速を順
次行って、通常の車両と同様の走行性能を得るようにな
っている。従って、クラッチペダル操作が自動化されて
ブレーキとアクセルペダルにより運転操作の容易化がな
されているにもかかわらず、シフトレバ−操作は依然と
して１〜ｉ型の煩雑な変速を強いられている。

ここで、比較的平坦な市街地走行では上述のような前進
速において４段もの変速は必ずしも必要でなく、低速段
と高速段の２段変速でも充分なことは既に知られている
。ただこうすると、駆動力と車速の関係において変速機
のギヤ比で定まる低車速大駆動力の低速段と、高車速小
駆動力の高速段の２つの領域での変速になるため、機械
摩擦式クラッチのようにクラッチ接続時の半クラツチ状
態が構造的に狭く制限されているものでは、広い変速域
を確保すべく高、低の変速段の領域のスデップ比を大き
くすることができない。従って、高速段と言えどもそれ
は低速段側に寄ったものに設定せざるを得ず、実質的に
は中速段程度になって高速性能が著しく悪くなる。この
ような理由で従来の機械摩擦式クラッチを備えた乗用車
等では、２段変速が採用されることはなく、最低３段変
速である。

しかるに、電磁式クラッチを備えたオートクラッチ車で
は、クラッチ接続時の半クラツチ状態をクラッチ電流の
制御により広い範囲にわたって定めるごとができ、現状
の４段変速のものでも第２速からの、所謂セカンド発進
が可能になっている。

そこでかかる電磁式クラッチの特性を更に活用し、４段
変速の場合と略同じ走行性能を得ることのできる２段変
速が可能になるのであり、これにより変速操作が著しく
簡略化される。

また、この場合に山間部ぐの走行では［カント発進及び
第４速の走行に無理を生じることがあり、このような状
況に対処すべく上述の工＝１ノミレンジに対し、一般の
４段変速機の第１速と第３速付近に低速段と高速段を定
めた、もう１１′Ｉの２段変速のパワーレンジを設ける
と、すべての走行状況に適用することが可能になる。そ
して、これにより実質的には従来の４段変速機のすべて
の変速段を使用することになって、変速機自体も一般の
４段変速機に対して２つの変速段の変速用ギヤの配列を
変更するだけで済む。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、変速
機の変速用ギヤの配列を変更した簡単な構造で、シフト
パターンを高、低２段変速の直線的なものにし、且つそ
れをエコノミレンジとパワーレンジとして２水平行配置
して中立位置でのセレクトを可能にすることで、変速操
作を大幅に簡略化したオートクラッチ車の変速操作ｉｍ
を提供することを目的とする。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体的に説明
する。まず第１図において本発明によるオートクラッチ
車の伝動系について説明すると、符号１は電磁粉式クラ
ッチ、２は変速機、３は終減速装置である。

電磁粉式クラッチ１はエンジンからのクランク軸４にド
ライブプレート５を介してコイル６を内蔵するドライブ
メンバ７が一体的に結合し、これに対し変速＠２への入
力軸８にドリブンメンバ９が回転方向に一体的にスプラ
イン結合し、これらのドライブ及びドリブンメンバ７．
９がギャップ１０を介して近接嵌合しており、このギャ
ップ１０にパウダー室１１から電磁粉を集積するように
なっている。また、ドライブメンバ７にはホルダ１２を
介してスリップリング１３が入力軸８と同軸に設置さ５
− れて、給電用のブラシ１４がスリップリング１３に贋接
しである。

二゛うしてエンジン運転時クランク軸４と共にドライブ
プレート５及びドライブメンバ７が回転しており、後述
する電気制御系からブラシ１４及びスリップリング１３
を経てコイル６に給電すると、このときドライブ及びド
リブンメンバ７．９の間に生じた磁力線により両者のギ
ャップ１０に鎖状に連結した電磁粉が集積して結合力を
発生する。そしてこの結合力によりドライブメンバ７に
対しドリブンメンバ９が一体化してクランク軸４のエン
ジン動力が入力軸８に伝達され、更にまたクラッチ電流
を制御して結合力を変化することで広い範囲において半
クラツチ状態を定め會るのである。

変速機２は常時噛合い式のもので、′ｔ４磁粉式クラッ
チ１からの入力軸８とそれに対して平行配置される出力
軸１５を有し、これら入、出力軸８，１５の相互に変速
用ギヤや同期機構が設けられるが、ここにおいて通常の
市街地での走行で使用されるエコノミレンジとして第２
速相当低速段のドライ６− ブ及びドリブンギヤ１６ａ　、　１６ｂと第４速相当高
速段のドライブ及びドリブンギヤ１７ａ　、　１７ｂど
が１組にされて、これらのドリブンギヤ１６ｂ　、　１
７ｂの間に同期機構１８が設けられ、この同期機構１８
の動作により第２速相当低速段と第４速相当高速段を同
一シフト方向の反対側に得るようになっている。

また、山間部での走行の際に使用されるパワーレンジと
して第１速相当低速段のドライブ及びドリブンギヤ１９
ａ　、　１９ｂと第３速相当高速段のドライブ及びドリ
ブンギヤ２０ａ　、　２０ｂとが１１１にされて、上述
の変速用ギヤの電磁粉式クラッチ１側に隣接配置され、
これらのドリブンギヤ１９ｂと２０ｂとの間に同期機構
２１が設けられ、この同期機構２１の動作により一ヒ述
ど同様に第１速相当低速段と第３速相当高速段を同一シ
フト方向の反対側に得るようになっている。

次いで後進段を得るための同期機構２１の個所において
、入力軸８にドライブギヤ２２ａが、同期機構２１のス
リーブ側にドリブンギｒ　２２ｂがそれぞれ形成され、
これらのギヤ２２ａ　、　２２ｂにアイドラギヤ２２ｃ
が噛合うようになっている。更に電磁粉式クラッチ１を
装備する車両ではエンジン停止による駐車の際にそのク
ラッチ１が解放状態になって、エンジンに対し変速１１
以降の車輪側が変速機での変速用ギヤの噛合わせに関係
なく自由になる点に鑑み、このとき車輪側を強制的にロ
ックするためのパーキングギヤ２３が出力軸１５に設け
られる。

かくしてこのような変速ｌ！Ｉ２の変速用ギヤ等の配列
によりシフトレバ−のシフトパターンは、第２図のよう
に先ずエコノミレンジの第２速相当低速段［２と第４速
相当高速段Ｈ４の位置が同一シフト方向反対側にあり、
これに対しパワーレンジの第１速相当低速段Ｌ１と第３
速相当高速段Ｈ１の位置、及び後退段ＲとパーキングＰ
の位置も同様に同一シフト方向反対側にあり、これらの
各レンジが平行配置されたものになる。

終減速装置３は、上記変速機２の出力軸１５に形成され
た出力ギヤ２４にファイナルギヤ２５が噛合って、変速
機２からの動力を更に減速して取出すようになっており
、このファイナルギヤ２５から差動機構２６を介して左
右の車輪の車軸２．７．２８に伝動構成される。

次いで変速操作機構について説明すると、第３図におい
て符号３０はシフトレバ−であり、このシフトレバ−３
０の上端のノブ３１に対し下端に変速用の操作ロッド３
２が連結され、中間がブラケット３３に回動自在に嵌合
するレバー３４で各レンジを選択可能に支持している。

ここで、少なくともエコノミレンジとパワーレンジのい
ずれか一方に選択された場合にその状態を保持させるた
め、第４図のように例えばレバー３４からの軸３５とブ
ラウンド３３の軸受３６との間において、軸３５にスプ
リング３１を付勢したボール３８が、軸受３６にそのボ
ール３８と係合する溝３９．４０がそれぞれ設けられて
各レンジの位置決めを行うようになっている。エコノミ
レンジの溝３９はパーキングと後退段のレンジの側にも
及び、この両レンジ相互の間はスプリング力等により自
動復帰するようにしである。一方、上述のシフトレバ−
３０の下端からのロッド３２は第１図のようにベルクラ
ンク機構のセレクト装置４１を介し９− て図示しない各シフタレールに連結されて、シフトレバ
−３０が第２図のシフトパターンに基づき中央のトコノ
ミレンジを選択した場合は同期機構１Ｂを、左側のパワ
ーレンジを選択した場合は同期機構２１を、右側の後退
段とパーキングを選択した場合はアイドラギヤ２２ｃま
たはパーキングギヤ２３のロックの各動作を行う。

更に第５図により電磁粉式クラッチ１の電気制御系の概
略について説明すると、基本信号としてイグニッション
パルス４２．シフトレバ−３０のノブ３１に取付（プら
れているシフトレバ−スイッチ４３゜アクセルスイッチ
４４．車速スイッチ４５からの各信号が制御装置４６に
入力され、特に２段の変速操作の際にシフトレバ−スイ
ッチ４３の動作信号等によりクラッチコイル６のクラッ
チ電流を制御してクラッチ１の結合力を自動的に変化さ
ゼるようになっている。

ここで、エコノミ及びパワーレンジで２段変速される場
合の各レンジの変速域が太き（異なることは好ましくな
く、このことから第６図のように１０− 駆動力と車速との関係において、第２速相当低速段り、
は第１速相当低速段Ｌ１の方に寄り、第３速相当高速段
（〜１３は第４速相当高速段目４の方に寄ったものにな
るように、変速機２の変速用ギヤのギヤ比が設定される
。またこうすると、各レンジでの高、低段のステップ比
が増して変速時、クラッチ１を係合する際の変速ショッ
クも増大する恐れがあるため、クラッチ電流の制御を第
７図のように逆励磁の後の階段状の変化によって充分な
半クラツチ状態を得てショックを吸収緩和する。

本発明はこのように構成されているから、通常の市衝地
走行ではシフトレバ−３０を中央に位置することで、ボ
ール３８と満３９の係合によりそのシフトレバ−３０が
エコノミレンジに位置決め保持される。そこでこの状態
Ｃシフトレバ−３０のノブ３１を前後にシフト操作する
と、前後反転して移動するロッド３２．セレクト装置４
１により変″ＩＩ！！１２の同期機構１８が両隣りのギ
ヤ１６ｂまたは１７ｂを出力軸１５に一体化すべく動作
し、これにより第２速相当低速段Ｌ２での発進、それと
第４速相当高速段Ｈ４との変速時に各種信号が入力する
制御装置４６により電磁粉式クラッチ１のコイル６のク
ラッチ電流が制御されて、いずれも充分な半クラツチ状
態を１９で自動的に滑らかな動力伝達がなされ、低車速
大駆動力と高車速小駆動力の広い領域での走行を行い得
る。

次いで、山間部等での走行においては、シフトレバ−３
０を左側に倒すとボール３８が満４０の方に係合してパ
ワーレンジにイｈ＠決め保持される。そこで、上記同様
にシフトレバ−３０のノブ３１を前後にシフト操作する
と、変速機２における同期機構２１がギヤ１９ｂまたは
２０ｂを出力軸１５に一体化すべく動作し、上述のエコ
ノミレンジに比べて低速側に寄った第１速相当低速段Ｌ
１と第３速相当高速段１−１３の２段変速が行われ、登
板が容易になる。

また、このようなエコノミレンジにおいて、シフトレバ
−３０を右側に倒して前後にシフト操作すると、後退段
またはパーキング位置のシフトが行われる。

以上の説明から明らかなよう本発明によると、電磁粉式
クラッチ１を装備してクラッチペダル操作を自動化した
オートクラッチ車において、その電磁粉式クラッチ１の
特性を更に活用して、高。

低速２段の変速で広い領域にわたり経済的に走行するこ
とが可能になり、変速操作は同一シフト方向前後に操作
すれば良いので、従来のようなＨ型の煩雑な操作に比べ
て非常に容易になり、オートクラッチ車としてのイーシ
トライブ化が更に促進する。また、２段変速のエコノミ
レンジに対し、もう１組同様に２段変速されるパワーレ
ンジが用意されていて山間部等での走行に適用されるよ
うになっているので、すべての走行状況に対応し得る。

変速Ｉｌ！２はギヤの配列を変えるだ【プで済み、変速
操作機構、電磁粉式クラッチ１の制御系も少し変更する
だ番プであるので、従来の構造を大幅に利用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるオートクラッチ車の伝動系
を示すスケルトン図、第２図は本発明によるシフトパタ
ーンを示す図、第３図はシフトレ１３− バーの部分の斜視図、第４図は第３図の■−■断面図、
第５図は電磁粉式クラッチの制御系を示す回路図、第６
図は特性線図、第７図は変速時のクラッチ電流制御を示
す図である。 １・・・電磁粉式クラッチ、２・・・変速機、４・・・
クランク軸、８・・・入力軸、１５・・・出力軸、１６
ａ　、　１６ｂ・・・第２速相当低速段用ギヤ、１７ａ
　、　１７ｂ・・・第４速相当高速段用ギヤ、１８．２
１・・・同期機構、１９ａ　、　１９ｂ・・・Ｍ１速相
当低速段用ギヤ、２０ａ　、　２０ｂ・・・第３速相当
高速段用ギヤ、３０・・・シフトレバ−１３３・・・ブ
ラケット、３４・・・レバー、３５・・・軸、３６・・
・軸受、３１・・・スプリング、３８・・・ボール、３
９．４０・・・溝。 特許出願人　　　　富士重工業株式会社代理人　弁理士
　　小　橋　信　淳 同　　　弁理士　　　村　　井　　　　　走１４− 細り　　＋　　６覧１ （−委−７ １ＩＩ１．５　固 ０口 第５図 ２ 第６図 第７図 了 チ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンクランク軸が電磁式クラッチを介して変速機に
   伝動構成され、変速時シフトレバ−の操作に連動して上
   記電磁式クラッチの結合力を自動的に制御するオートク
   ラッチ車において、を記変速機を第２速相当低速段と第
   ４速相当高速段に２段変速されるエコノミレンジと第１
   速相当低速段と第３速相当高速段に２段変速されるパワ
   ーレンジを得るように構成し、上記シフトレバ−をそれ
   らの各レンジに選択して位置決め保持させたことを特徴
   とするオートクラッチ車の変速操作機構。