WO2000023720A1 - Transmission - Google Patents

Description

明糸田:

技術分野

本発明は、 変速機に関し特に変速時の衝撃 （変速ショック） や振動 ·震え （変 速ジャダ一） を低減する機構に関する。 背景技術

従来よりクラッチの係合 ·解除により変速比を変更する変速機があり、 特表平

6 - 5 0 5 0 8 2号公報には遠心クラッチとプラネ夕リギアに加わるスラストカ によりクラッチを係合 ·解除する例が開示されている。

かかるクラッチの場合、 クラッチの係合 ·解除を機械的に行っているためクラ ツチの動きを調整制御することが困難で、 変速時に変速ショックゃ変速ジャダ一 が発生しやすかつた。

また油圧によりクラッチを駆動して変速を行う変速機の場合は、 油圧を微妙に 制御すればクラッチの係合 ·解除を円滑にすることができるが、 油圧制御手段を 必要として構造が複雑となる。 発明の開示

本発明は、 簡単な構造で変速ショックゃ変速ジャダ一を低減した変速機を供す る点にある。

上記目的を達成するために、 本発明は、 軸方向に 2つのクラッチユニットを並 ベて設け、 該 2つのクラッチュニッ卜の各クラッチの係合状態に応じて複数の変 速比を構成する変速機において、 前記 2つのクラッチュニットのそれぞれの軸方 向可動部材を互いに対向させて配置し、 前記対向する軸方向可動部材の一方に設 けられたピストン部材と他方に設けられたシリンダ部材を組み合わせてダンパ一 機構を構成した変速機とした。

変速時における可動部材の軸方向の移動に対してダンパー機構が移動速度に応 じた抵抗を与えるので、 急激な移動を抑制しクラッチの係合 ·解除を円滑にして 変速ショックや変速ジャダ一を低減することができる。

互いに対向する軸方向可動部材の間を利用し Tピストン部材とシリンダ部材を 組み合わせてダンバ一機構を構成したので、 各クラッチにそれぞれダンバ一機構 を設ける必要がなく構造が簡単で特別専用のスペースも必要とせず変速機の小型 化が図れる。

上記変速機において、 前記ビストン部材と前記シリンダ部材の組み合わせによ り容積が膨張 ·収縮するオイル室を形成し、 前記クラッチュニットの可動部材を 軸方向に移動自在に支持する軸内の油路から前記オイル室に連通する連通路が設 けられてもよい。

オイル室に連通路を介して軸内油路からオイルを常に供給可能状態にでき、 ォ ィル室の膨張 ·収縮によるオイルが出入りする連通路のオリフィス効果によりォ ィルダンバ一機構を構成し、 クラッチの係合 ·解除を円滑にして変速ショックゃ 変速ジャダ一を低減することができる。

また、 前記オイル室の膨張時と収縮時とで前記連通路の通路面積を異ならしめ る流量調節手段を前記連通路に設けてもよい。

変速機の使用状況によって変速パターンと変速ショックの大きさの関係は異な る。

したがつて変速ショックが大きいと予測される変速パターンがオイル室の膨張 時であれば膨張時に、 収縮時であれば収縮時に連通路の通路面積が小さくなるよ うに流量調節手段が調節して抵抗を大きくすることで、 効果的に変速ショックを 低減することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施の形態に係る変速機の概略構成図である。

図 2は、 同変速機の 1速度状態におけるオイルダンパーの具体的構造を示す断 面図である。

図 2は、 2速状態の同断面図である。

図 4は、 3速状態の同断面図である。 図 5は、 4速状態の同断面図である。

図 6は、 オイルダンパーのオイル室への連通路に流量調節手段を設けたオイル ダンパーの断面図である。 '

図 7は、 別の流量調節手段を連通路に設けたオイルダンパーの断面図である。 図 8は、 ワンウェイバルブを設けたオイルダンパーの断面図である。

図 9は、 別のワンウェイバルブを設けたオイルダンパーの断面図である。

図 1 0は、 さらに別のワンウェイバルブを設けたオイルダンパーの断面図であ る。 発明を実施するための最良の形態

以下本発明に係る一実施の形態について図 1ないし図 5に図示し説明する。 本実施の形態に係る変速機 1の概略構成図を図 1に示す。

変速機 1は、 二ユートラルのほか 1速から 4速までの 4段に変速可能であり、 前段 2段と後段 2段の組合せにより 4段に変速可能な構造である。

前段 2段の切換えを前段の遠心クラッチ 30が行い、 後段 2段の切換えを後段の 遠心クラッチ 50が行っており、 ニュートラル用に電磁ブレーキ 10を備えている。 エンジンの回転駆動力が直接加わる入力軸 2を基軸として変速機構が構成され ており、 まず電磁ブレーキ 10は、 固定された環状のァゥ夕部材 11の内周に励磁コ ィル 12が配設され、 その内側にインナ部材 13が回転自在に支持されており、 イン ナ部材 13は、 入力軸 2に回転自在に支持された回転円筒部材 14にスプライン嵌合 等により連結されている。

このようにインナ部材 13に連結された回転円筒部材 14の一端に前段 2段のブラ ネ夕リギア機構を構成するサンギア 21がワンウェイクラッチ 15を介して一体に回 転するよう設けられている。

該プラネ夕リギア機構は、 サンギア 21に嚙合して自転しながら公転するプラネ タリギア 22にリングギア 23が外側から嚙合している。

リングギア 23がリング部材 24を介して入力軸 2に連結されており、 プラネタリ ギア 22がキャリア 25を介して後段に連結するようになっている。

プラネ夕リギア 22を軸支して回転するキヤリァ 25自体は、 軸方向の移動を固定 されているが、 その外筒部をなすクラッチガイド 26がスプライン嵌合して軸方向 に摺動可能である。

サンギア 21 , プラネタリギア 22, リングギア 2'3は、 はす歯で形成されたへリカ ルギアであり、 入力軸 2からリングギア 23に高い回転トルクが加わるとリングギ ァ 23が軸方向に付勢力を受け、 スラストベアリング 68 (図 2参照） を介してクラ ツチガイド 26がともに移動して多板クラッチ 31を解除する方向に作用する。

このクラッチガイド 26とリング部材 24との間で遠心クラッチ 30が設けられてい る。

遠心クラッチ 30は、 クラッチガイド 26とリング部材 24が互いに外筒と内筒をな す部分で互いに軸方向に垂直に延設された複数の円板が適当な軸方向の摺動を許 して交互に重なった多板クラツチ 31を形成しており、 リング部材 24に対するクラ ツチガイド 26の軸方向の相対的移動が遠心ウェイト 32の作用によって行われ、 多 板クラッチ 31の係合 ·解除がなされる。

キャリア 25の回転により遠心ウェイト 32が遠心方向に移動し、 この移動に伴つ てクラッチガイド 26が軸方向 （図 1において左方向） に摺動し、 所定回転数を越 えるとクラッチガイド 26はリング部材 24に対して相対的に移動して多板クラッチ 31を係合させる。

他方後段の 2段変速もプラネ夕リギア機構と遠心クラツチ 50で構成され、 前記 キャリア 25のクラッチガイド 26とスプライン嵌合した回転円筒部材 40にサンギア 41がスプライン嵌合等により連結されて一体に回転するよう設けられている。 該後段のブラネ夕リギア機構は、 サンギア 41に嚙合して自転しながら公転する プラネ夕リギア 42にリングギア 43が外側から嚙合している。

リングギア 43を備えたリング部材 44はワンウェイクラッチ 45を介して固定部 46 と一方向にのみ係合するようになつている。

プラネ夕リギア 42を回転自在に支持するキヤリァ 47が出力軸 3とスプライン嵌 合等により連結されており、 出力軸 3に出力ギア 4が備えられている。

キャリア 47は、 その外筒部をなすクラッチガイド 48がスプライン嵌合して軸方 向に摺動可能である。

このブラネ夕リギア機構のサンギア 41 , プラネタリギア 42, リングギア 43も、 はす歯で形成されたヘリカルギアであり、 前段出力軸 （クラッチガイド 26) とス プライン嵌合している回転円筒部材 40と連結されているサンギア 41に高い回転ト ルクが加わるとサンギア 41が軸方向に付勢力を け、 クラッチガイド 48をともに 移動して多板クラッチ 51を解除する方向に作用する。

このクラッチガイド 48と回転円筒部材 40との間に遠心クラッチ 50が設けられて いる。

遠心クラッチ 50は、 クラッチガイド 48と回転円筒部材 40が互いに外筒と内筒を なす部分で互いに軸方向に垂直に延設された複数の円板が適当な軸方向の摺動を 許して交互に重なった多板クラッチ 51を形成しており、 回転円筒部材 40に対する クラッチガイド 48の軸方向の相対的移動が遠心ウェイト 52の作用によって行われ 、 多板クラッチ 51の係合 ·解除がなされる。

キャリア 47の回転により遠心ウェイト 52が遠心方向に移動し、 この移動に伴つ てクラッチガイド 48が軸方向 （図 1において右方向） に摺動し、 所定回転数を越 えるとクラツチガイド 48は回転円筒部材 40に対して相対的に移動して多板クラッ チ 51を係合させる。

前段の遠心クラッチ 30の軸方向可動部材であるクラッチガイド 26の軸に垂直な 垂直環状壁 26 aと後段の遠心クラッチ 50の軸方向可動部材であるクラッチガイド 48の軸に垂直な垂直環状壁 48 aとが互いに対向しており、 両垂直環状壁 26 a， 48 a間の空間を利用してオイルダンパー 60が配設されている。

垂直環状壁 26 aに断面コ字状をして開口を他方の垂直環状壁 48 aに向けた環状 のシリンダ 61が突設され、 他方の垂直環状壁 48 aにやはり断面コ字状をして開口 を一方の垂直環状壁 26 aに向けた環状のピストン 62が突設されて前記シリンダ 61 内に摺動自在にかつ相対的に回転自在に嵌合して内部にオイル室 63を備えたオイ ルダンバ一 60を構成している。

このオイルダンバ一60およびその周辺の構造を図 2ないし図 5に具体的に図示 しており、 同図に基づき説明する。

前段クラッチガイド 26のシリンダ 61は、 垂直環状壁 26 aの内周縁に内筒部材 61 aが嵌着され、 その外側に外筒部材 61 bが固着されて断面コ字状をなし、 後段ク ド 48のピストン 62は、 内筒部 62 aと外筒部 62 bとを備えて予め断面コ 字状の環状に形成されたものを垂直環状壁 48 aに固着したものである。

シリンダ 61の内筒部材 61 aと外筒部材 61 bの各内側にピストン 62の内筒部 62 a と外筒部 62 bが摺接し、 その摺接部にシール部 #65， 66が設けられている。

ピストン 62の内側角部に連通孔 64が穿設されている。

前記回転円筒部材 40が入力軸 2とシリンダ 61の内筒部材 61 aとの間に摺動自在 に挿入されており、 内筒部材 61 aとはスプライン嵌合している。

回転円筒部材 40には連通路 40 aが内外貫通して設けられ、 連通路 40 aは回転円 筒部材 40と垂直環状壁 48 a , 内筒部材 61 a， ピストン 62との間の空間 67および連 通路 64と連通している。

そして入力軸 2は、 その内部に中心軸に沿って給油路 2 aが形成され、 端部に 設けられたオイルポンプによりオイルが吸入され、 変速機 1の複数の所要部にォ ィルを供給しており、 そのうちの一つに回転円筒部材 40の連通路 40 aに向け枝路 2 bが穿設され、 枝路 2 bの出口部分は周方向に溝条 2 cが所定幅で形成されて 常時連通路 40 aに連通するようになっている。

したがって入力軸 2の給油路 2 aのオイルが、 枝路 2 b , 溝条 2 c， 連通路 40 a， 空間 67, 連通路 64を通ってオイル室 63に供給されて常時充満状態とされてい る。

なお垂直環状壁 26 aとリング部材 24との間にはスライドベアリング 68が介装さ れて両者間の軸方向間隔を所定範囲内で自由に伸縮自在としながら両者の相対的 回転を円滑にするようにしている。

また垂直環状壁 48 aと回転円筒部材 40との間にも同様なスライドべァリング 69 が介装されている。

本変速機 1は、 上記のようなオイルダンパー 60を備えた遠心クラッチ 30, 50に よる 4段変速機である。

まずニュートラル時は、 電磁ブレーキ 10が解除状態でかつ遠心クラッチ 30, 50 が解除状態である。

すなわちエンジンの回転はリングギア 23に伝達されるが、 サンギア 21がフリー で遠心クラッチ 30が解除状態にあるので、 クラッチガイド 26には伝達されず出力 軸 3には伝わらない。 T JP99/05501 エンジン回転数が低く遠心クラッチ 30， 50が解除状態にあって、 電磁ブレーキ 10が係合すると 1速状態となる。

すなわちサンギア 21が固定されリングギア 23の回転がプラネ夕リギア 22をサン ギア 21の周りに公転させ、 キャリア 25を回転させ、 キャリア 25 (クラッチガイド 26) の回転はサンギア 41を回転させ、 ワンウェイクラッチ 45で回転を阻止された リングギア 43の下で出力軸 3を 1速で回転させる。

この 1速時には図 2に示すようにオイルダンパー 60のオイル室 63は最も圧縮さ れた収縮状態にある。

なおニュートラル以外は電磁ブレーキ 10は係合してサンギア 21を固定状態にし ている。

1速状態から前段の遠心クラツチ 30が作用するとクラッチガイド 26が初めのう ちリング部材 24とともに図 1において左方へ移動してオイルダンバ一60のオイル 室 63を膨張させていき、 リング部材 24がストッパーで停止させられるとクラッチ ガイド 26が相対的に近づき多板クラッチ 31を係合し、 入力軸 2の回転がリング部 材 24を介してそのままクラッチガイド 26に伝達され 2速状態となる。

2速状態ではオイルダンパー 60のオイル室 63は、 図 3に示す大きさまで容積を 膨張させている。

次いで車速が増し後段の遠心クラツチ 50が作用してクラツチガイド 48が図 1に おいてお方向に移動し多板クラッチ 51が係合すると、 エンジンから直結状態とな つているクラッチガイド 26の回転がェンジン回転の減少することによりともに減 少して前段の遠心クラッチ 30の係合が解除され 3速状態にシフトアップする。 遠心クラッチ 30が解除された状態でリングギア 23の回転がブラネ夕リギア 22を 公転させ、 この公転と一体にクラッチガイド 26が回転し、 クラッチガイド 26 (ク ラッチガイド 26) の回転が後段遠心クラッチ 50の係合により出力軸 3の回転とし て出力される。

オイルダンパー 60のオイル室 63は、 クラッチガイド 48の右方向移動で若干膨張 したところで後段遠心クラツチ 50の係合および前段遠心クラツチ 30の解除がなさ れるので、 図 4に示すようにオイル室 63は殆ど容積を変えずに全体的に右方向に 移動する。 そしてさらに車速が増すと、 出力軸 3とともに回転する前段クラッチガイド 26 の回転が増して前段遠心クラッチ 30が作用してクラッチガイド 26を左方向に移動 してオイル室 63の容積を膨張させ、 所定回転数を越えたところで多板クラッチ 31 が係合して 4速状態にシフトアップする。

前段と後段の遠心クラッチ 30, 50の双方が係合することで、 入力軸 2の回転が そのまま出力軸 3の回転として出力される。

4速状態ではオイルダンパ一 60のオイル室 63は、 図 5に示すように最大まで膨 張している。

キックダウン時では、 前後段のリングギア 23， サンギア 41のヘリカルギアがス ラストカを生じて遠心クラツチ 30, 50を解除する方向に作用して変速比を下げる 特に 4速から 1速に下がるときは、 オイルダンバ一 60のオイル室 63は、 最大膨 張状態から最小収縮状態まで大きく変化する。

また急加速後にアクセルを放す場合にはヘリカルギアのスラストカは車輪側の 回転すなわち車速に基づく回転トルクにより今までとは逆に、 クラッチ 30, 50を 係合する方向に働き、 また遠心力によりさらにクラッチ 30, 50は係合され変速し 、 特に 1速から 4速に上がるときには、 オイルダンパー 60のオイル室 63は、 最小 収縮状態から最大膨張状態まで大きく変化する。

以上のようにシフトアップ時には、 オイル室 63の容積は膨張し、 連通路 64から オイルが供給され、 膨張速度に比例した抵抗を生じてオイルダンパ一 60が圧縮側 に作用し、 多板クラッチ 31 , 51のそれぞれの係合を滑らかに行わせ変速ショック を低減する。

特に 1速から 4速にシフトアップするときには、 オイルダンバ一 60が大きなス トローク変化量の下で圧縮側に作用するために、 前後の多板クラッチ 31， 51の双 方の係合をともに滑らかに行わせ変速ショックを効果的に低減させることができ る。

なお 2速から 3速への変速時にはオイル室 63の容積は殆ど変化しないが、 前後 の多板クラッチ 31， 51の動きを規制し合う油圧ピストンとしての効果があり、 ク ラッチの持ち替えを円滑に行わせ変速ジャダ一の発生を防止するとともに変速シ ョックも低減する。

またシフトダウン時にはオイルダンパー 60は膨張側に作用して多板クラッチ 31 ， 51の解除を滑らかに行わせ、 変速ショックや変速ジャダ一を低減することがで きる。

なお 3速から 2速への変速時にはクラツチの持ち替えを円滑に行わせ変速ジャ ダ一の発生を防止するとともに変速ショックも低減する。

前後段の遠心クラッチ 30， 50の互いに対向する軸方向可動部材である垂直環状 壁 26 a , 48 aの間を利用してピストン 62とシリンダ 61を組み合わせたオイルダン パ一 60を構成したので、 各遠心クラッチ 30， 50にそれぞれダンパー機構を設ける 必要がなく構造が簡素化され、 特別専用のスペースも必要とせず変速機をコンパ クト化することができる。

次にオイルダンバ一60の流通路 64に流量調節手段を設けた 2つの実施の形態を 図 6および図 7にそれぞれ図示し説明する。

なおいずれも変速機およびオイルダンバ一の構造は略同じであり、 同じ部材は 同じ符号を用いる。

図 6に示すオイルダンバ一 70は、 ピストン 62のオイル室 63側に略 L字状に屈曲 した弾性プレート 71が一片を固着され他片を連通路 64に対向させて設けられてい る。

オイル室 63が膨張してオイルがオイル室 63内に吸入されるシフトアツプ時は、 図 6に示すように弾性プレート 71が連通路 64を開いた状態として前記実施の形態 と同じ程度の抵抗を示すが、 オイル室 63が収縮するシフトダウン時には、 弾性プ レート 71が連通路 64を閉じる方向に変形し、 オイル室 63から連通路 64を通って流 出するときの抵抗が増大する。

すなわちシフトアツプ時よりシフトダウン時により大きな変速ショックや変速 ジャダ一が予測される場合に、 本オイルダンバ一 70を使用することで、 変速ショ ックゃ変速ジャダ一を効果的に低減することができる。

図 7に示すオイルダンパー 80は、 オイル室 63の外側で空間 67内に弾性プレート 81が連通路 64に対向させて突設されている。

オイル室 63が膨張してオイルがオイル室 63内に吸入されるシフトアツプ時に、 図 7に示すように弹性プレート 71が連通路 64を塞ぐようにしてオイルの流れを妨 げ大きな抵抗を示すが、 オイル室 63が収縮するシフトダウン時には、 弾性プレー ト 81が連通路 64を開く方向に変形し、 オイルの 出に対しては殆ど抵抗とならな い。

すなわちシフトダウン時よりシフトアップ時により大きな変速ショックゃ変速 ジャダ一が予測される場合に、 本オイルダンパー 80を使用することで、 変速ショ ックゃ変速ジャダ一を効果的に低減することができる。

次にワンウェイバルブ 92が設けられたオイルダンパー 90の実施の形態について 図 8に図示する。

前記実施の形態と同様同じ部材は同じ符号を用いる。

前段キヤリアの垂直環状壁 91にオイル室 63と外部を連通する貫通孔 93が穿設さ れ、 同貫通孔 93は外側の開口が大きく凹んでボール 94が外側から嵌合し外側から 板バネ 95がボール 94を押さえてワンウェイバルブ 92が構成されている。

オイル室 63の容積が変化しないときは、 板パネ 95で押さえられたボール 94が貫 通孔 93を閉塞してしており、 膨張時にもボール 94は吸引される状態にあって貫通 孔 93を閉じているが、 オイル室 63の容積が収縮するシフトダウン時には、 油圧が ボール 94に内側から大きく加わり板パネ 95に抗してボール 94が移動して貫通孔 93 を開きオイル室 63内のオイルを流出する。

したがってシフトアップ時よりシフトダウン時の方が抵抗が小さく、 シフトダ ゥン時よりシフトアップ時により大きな変速ショックや変速ジャダ一が予測され る場合に、 本オイルダンパー 90を使用することで、 変速ショックや変速ジャダ一 を効果的に低減することができる。

またオイルダンパー 90内の遠心力により発生する油圧の影響を排除することも 可能となる。

次に別の実施の形態に係るオイルダンバ一 100 について図 9に示し説明する。 同オイルダンパー 100 も前記実施の形態と略同じ構造をしており、 同じ部材は 同じ符号を用いる。 本オイルダンバ一 100 は断面コ字状をしたピストン 101 の 外筒部 102 にオイル室 63と外部とを連通する貫通孔 103 が穿設され、 その内側に 弾性プレート 104 が貫通孔 103 を開閉自在に設けられている。 オイル室 63の容積が変化しないときは、 オイル室 63内の油圧により弾性プレー ト 104 は貫通孔 103 を閉じており、 収縮時にもオイル室 63内の油圧により弾性プ レート 104 は貫通孔 103 を閉じているが、 オイ）レ室 63の容積が膨張するシフトダ ゥン時には、 オイル室 63内の油圧が低下して弾性プレート 104 が図 9に示すよう に変形して貫通孔 103 を開き、 開きオイル室 63内のオイルを流出する。

したがってシフトダウン時よりシフトアップ時の方が抵抗が小さく、 シフトァ ップ時よりシフトダウン時により大きな変速ショックゃ変速ジャダ一が予測され る場合に、 本オイルダンバ一 100 を使用することで、 変速ショックや変速ジャダ 一を効果的に低減することができる。

なお弾性プレート 104 の揺動する部分に適当なウェイトを固着することで、 貫 通孔 103 を開くタイミングを調整することができる。

またオイルダンパー 100 内の遠心力により発生する油圧の影響を排除すること も可能となる。

さらに別の実施の形態に係るオイルダンバ一120 について図 1 0に示し説明す る。

同オイルダンバ一 120 も前記実施の形態と略同じ構造をしており、 同じ部材は 同じ符号を用いる。

特に前記図 8に示すオイルダンバ一 90と似ているが、 ワンウェイバルブの開放 方向が逆である。

すなわち前段キャリアにおけるクラッチガイドの垂直環状壁 121 にオイル室 63 と外部を連通する貫通孔 123 が穿設され、 同貫通孔 123 は内側の開口が大きく凹 んでボール 122 が内側から嵌合し、 内側に添設されたプレート 125 の開口縁でボ ール 122 の脱落を防止してワンウェイバルブ 122 が構成されている。

オイル室 63の膨張時にはワンウェイバルブ 122 から周囲のオイルを吸引し、 圧 縮時には貫通孔 123 を閉塞するので、 シフトダウン時よりシフトアップ時の方が 抵抗が小さく、 シフトダウン時により大きな変速ショックゃ変速ジャダ一が予測 される場合に、 本オイルダンパー 90を使用することで、 変速ショックや変速ジャ ダーを効果的に低減することができる。 産業上の利用可能性

本発明は変速機に適用して変速ショックゃ変速ジャダ一を低減することができ る。

Claims

請求の範囲

1 . 軸方向に 2つのクラッチユニットを並べそ設け、 該 2つのクラッチュニッ 卜の各クラッチの係合状態に応じて複数の変速比を構成する変速機において、 前記 2つのクラッチュニッ卜のそれぞれの軸方向可動部材を互いに対向させて 配置し、

前記対向する軸方向可動部材の一方に設けられたピストン部材と他方に設けら れたシリンダ部材を組み合わせてダンバ一機構を構成したことを特徴とする変速 機。

2 . 前記ピストン部材と前記シリンダ部材の組み合わせにより容積が膨張 ·収 縮するオイル室を形成し、

前記クラッチュニットの可動部材を軸方向に移動自在に支持する軸内の油路か ら前記オイル室に連通する連通路が設けられたことを特徴とする請求項 1記載の 変速機。

3 . 前記オイル室の膨張時と収縮時とで前記連通路の通路面積を異ならしめる 流量調節手段を前記連通路に設けることを特徴とする請求項 2記載の変速機。