JP4086488B2 - 油圧式自動変速機付き内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてバギー車（荒地走行用鞍乗型車両）に搭載される油圧式自動変速機付き内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関と変速機とが別体構造となっているパワーユニットの油圧式自動変速機の油圧制御用バルブボディは、変速機ケース内のデッドスペースに配置されるが、内燃機関と変速機とが一体となっているパワーユニットでは、まとまったデッドスペースを設けにくいので、バルブボディは機能別に分散配置される場合が多い。このように分散配置されている場合は、油圧回路が複雑になり、油圧の伝達効率が低下する。また、バルブカバーなどの別途部品が必要となり、更にバルブの調整の際にバルブを取り出すことも困難である。
【０００３】
【解決しようとする課題】
本発明は、内燃機関と変速機とが一体となっているパワーユニットにおいて、変速機の油圧制御用バルブを１箇所に集めて油圧制御用バルブボディとし、かつ容易に取り外し出来るようにしてメンテナンス性を高め、また、油路の形成も工夫して、変速機のコンパクト化を図ろうとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、クランクケースがクランク軸に直交する面で分割され、クランクケースのクランク軸方向の外面がクランクケースカバーによって覆われており、さらに油圧の制御によって変速機の変速比を自動的に切り換えるようにした油圧式自動変速機付き内燃機関において、上記油圧を制御する複数のバルブを内蔵したバルブボディが、複数個の分割バルブボディに層状に分割され、該分割バルブボディが積層状に重ねられて前記クランクケースカバーの外壁面に取付けられ、前記クランクケースカバーの外壁面に形成された凹部内に前記分割バルブボディの一部が収容され、該凹部内に収容された該分割バルブボディの外側に隣接する他の分割バルブボディにより、前記凹部が閉じられたことを特徴とするものである。
【０００５】
本発明は上記のように構成されているので、メンテナンス時に、バルブボディを容易に取り外すことが出来る。またすべてのバルブを１箇所に集めたバルブボディとしているので、保守点検が容易である。
【０００６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３いずれかに記載の発明において、バルブボディが取り付けられているクランクケースカバーに、油圧制御用油路が形成されていることを特徴とするものである。このように構成することによって、外部に露出した配管がなくなり、変速機の構成がコンパクトとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の油圧式自動変速機付き内燃機関を搭載した４輪バギー車（荒地走行用鞍乗型車両）の側面図である。このバギー車は車体フレーム１の前後にそれぞれ左右一対づつの前輪２および後輪３を備え、車体フレーム１の中央部に内燃機関４と変速機５とを一体化したパワーユニット６が支持されている。パワーユニット６はクランク軸７を車体の前後方向へ向けて配置されている。クランク軸７の回転は、変速機の主軸８、カウンタ軸９、中間軸10（いずれも図４に図示）を経て出力軸11に伝達される。これらの軸はいずれもクランク軸と平行であり、車体の前後方向へ向けて配置されている。前輪２は出力軸11の前端に連なる前輪駆動軸12によって、後輪３は出力軸11の後端に連なる後輪駆動軸13によって駆動される。車体上部には、前から順に操縦用ハンドル14、燃料タンク15、鞍型シート16が装備されている。
【０００８】
図２は本発明のパワーユニット６の正面図であり、パワーユニット６の前面を前から見た図である。このパワーユニット６の本体部分は、大きく分けて上からシリンダヘッドカバー20、シリンダヘッド21、シリンダブロック22、およびクランクケース23の４部分から成っている。また、クランクケース23はクランク軸７に直交する面で４個の部分に分割され、前から、前クランクケースカバー24、前クランクケース25、後クランクケース26、および後クランクケースカバー27からなっている（これらは図５，図６に部分的に示してある）。図２には前クランクケースカバー24が見えており、その周囲部に僅かに前クランクケース25が見えている。前クランクケースカバー24の前面には各種の機器や配管が取付けられている。図３は上記機器が取付けられていない前クランクケースカバー24を前から見た図、図４は前クランクケース25を前から見た図である。
【０００９】
図４に、クランク軸７、変速機の主軸８、カウンタ軸９、中間軸10、および出力軸11の位置が示してある。図５、図６は、クランクケース内の主要な軸を経由するクランクケース内部の縦断面図であり、図５はクランク軸７と主軸８の関係を、図６は主軸８、カウンタ軸９、中間軸10、および出力軸11の関係を示している。図５において、矢印Ｆは前方を指している。
【００１０】
図５はクランク軸７と主軸８との間の動力伝達機構を示している。クランク軸７は前後のクランクケース25、26に軸受を介して支持されている。クランク軸７の前方延長部は前クランクケースカバー24に軸受を介して支持されている。クランク軸７には、トルクコンバータ28を介して駆動歯車29が設けてある。駆動歯車29は、ニードル軸受30を介してクランク軸７に回転可能に保持されている。トルクコンバータ28は、クランク軸７に固定されているポンプインペラ28ａとそれに対向するタービンランナ28ｂ、およびステータ28ｃを備えている。クランク軸７に対して回転可能な前記駆動歯車29はタービンランナ28ｂに結合されており、トルクコンバータ28が結合状態にある時に、クランク軸からの動力伝達が可能となる。クランク軸７の前端部を支える前クランクケースカバー24にオイルフィルタ31が設けてある。変速機の主軸８の前端部に、前記駆動歯車29に常時噛み合う従動歯車32が固定されている。トルクコンバータ28が結合状態になった時、クランク軸７の回転は、駆動歯車29と従動歯車32とを経て主軸８に伝達される。
【００１１】
図６は変速機の主軸８、カウンタ軸９、中間軸10、および出力軸11の間の動力伝達機構を示している。変速機の主軸８は前後のクランクケース25、26に軸受を介して支持されている。主軸８には、変速比に応じてそれぞれ歯数の異なる１速駆動歯車40、２速駆動歯車41、および３速駆動歯車42が設けてある。２速駆動歯車41と３速駆動歯車42は、主軸８に固定された固定歯車であるが、１速駆動歯車40は、ニードル軸受を介して主軸８に回転可能に保持されている。以下の説明において、ニードル軸受によって回転軸に対して回転可能に保持されている歯車を、遊動歯車と呼ぶ。主軸８と１速駆動歯車40との間には１速用油圧式多板クラッチ43が介装されている。このクラッチはクラッチアウタ43ａが主軸に固定され、クラッチインナ43ｂが前記遊動歯車である１速駆動歯車40に接続されている。このクラッチのクラッチアウタ43ａとプレッシャープレート43ｃとの間に作動油を供給して加圧し、プレッシャープレート43ｃを動かし、クラッチを結合状態にした時、１速駆動歯車40は主軸８に固定される。
【００１２】
カウンタ軸９は、前部９ａと後部９ｂとが結合されて、一体のカウンタ軸９となっている。カウンタ軸９は前クランクケース25、後クランクケース26、および後クランクケースカバー27に軸受を介して支持されている。カウンタ軸９の前部９ａには、前記主軸８の１速駆動歯車40、２速駆動歯車41、および３速駆動歯車42にそれぞれ常時噛み合う１速従動歯車44、２速従動歯車45、および３速従動歯車46が設けてある。１速従動歯車44は軸に固定された固定歯車であるが、２速従動歯車45と３速従動歯車46は遊動歯車である。カウンタ軸９とこれらの遊動歯車との間にはそれぞれ２速用油圧式多板クラッチ47、３速用油圧式多板クラッチ48が介装されている。これらのクラッチはクラッチアウタがカウンタ軸９に固定され、クラッチインナが前記遊動歯車に接続されている。このクラッチのクラッチアウタとプレッシャープレートとの間に作動油を供給して加圧し、プレッシャープレートを動かし、クラッチを結合状態にした時、これらの遊動歯車はカウンタ軸９に固定され、２速または３速の動力伝達が可能となる。
【００１３】
カウンタ軸９の後部９ｂには、正転用駆動歯車49と逆転用駆動歯車50が設けてある。これらはいずれも遊動歯車であり、それらの中間に設けてある手動のドッグクラッチ51を係合した方の歯車が軸に固定される。
【００１４】
中間軸10は後クランクケース26と後クランクケースカバー27とに支持されている。中間軸10には、前記逆転用駆動歯車50に常時噛み合う第１中間歯車52と、同第１中間歯車52に長いスリーブ部53ａで接続された第２中間歯車 53とが、回転可能に保持されている。
【００１５】
出力軸11は前クランクケースカバー24、後クランクケース26、および後クランクケースカバー27に軸受を介して支持されている。出力軸11は前クランクケース25に接触することなく前クランクケース25を貫通している。出力軸11には前記正転用駆動歯車49と第２中間歯車53とに常時噛み合う従動歯車54が固定されている。この従動歯車54は前記ドッグクラッチ51が係合した方の歯車を介して正転駆動又は逆転駆動され、出力軸11を、車両の前進又は後進に適合した方向に回転させる。逆転駆動は、カウンタ軸が１速で回転している時のみ接続されるよう制御される。
【００１６】
上述の変速機における歯車はいずれも常時噛み合い式の歯車であり、どの変速比を実行するかは、油圧式多板クラッチ43、47、48のうちのどのクラッチを接続状態にするかによって決まる。この油圧制御を行うのが、切換えバルブやそれらを駆動するソレノイド等を集めて一体的な油圧制御装置として組立てられたバルブボディ60であり、その位置は図２に示してあるように、前クランクケースカバー24の前面に取付けられている。バルブボディ60は、図３に示す前クランクケースカバー24の取付け凹部61に取付けられ、周囲の取付け面62に、詳細は後述するガスケットを介して固定される。取付けた状態では、バルブボディ60の前半分が前クランクケースカバー24の外部に露出し、後半分が前クランクケースカバー24の取付け凹部61に埋没した状態となる。取付け面62はクランクケースの分割面と平行に形成されている。
【００１７】
図７はバルブボディ60の正面図、図８はバルブボディ60を右側から見た側面図、図９はバルブボディ60の後面図、図10は図８のＸ−Ｘ断面図、図11は図８のＸＩ−ＸＩ断面図である。図８、図10、図11において、矢印Ｆは前方を指している。この装置は全体として４層から成り、前から順に、第１層63、第２層64、第３層65、第４層66からなっている。第２層の後面、すなわち図８、図10、図11に、Ａ-Ａで示した面が、前クランクケースカバーの取付け面62に当接し、ガスケットを介してボルトで固定される面である。前クランクケースカバーの前記取付け凹部61にバルブボディ60の第３層65と第４層66が収容される。
【００１８】
バルブボディ60の第１層63には、リニヤソレノイドバルブ67とエマージェンシーバルブ68が設けてある。67ａはソレノイドの電線接続端子である。第２層64には、１−２速切換え用ソレノイドバルブ69と２−３速切換え用ソレノイドバルブ70が設けてある。69ａおよび70ａは上記各ソレノイドの電線接続端子である。第３層65には上記各ソレノイドバルブのＯＮ／ＯＦＦに応じてスプールが油圧駆動される１−２速切換え用スプールバルブ71と２−３速切換え用スプールバルブ72が設けてある。これらのスプールバルブは、前述の油圧式多板クラッチ43、47、48への作動油の供給を制御するバルブである。第４層66には油圧制御バルブ73、74が設けてある。これらの制御バルブは前述の油圧式多板クラッチ43、47、48からの作動油の排出を制御するバルブである。
【００１９】
図１２は上記各機器を接続する作動油の系統図である。図において油圧式多板クラッチ43、47、48以外の機器はすべて前記のバルブボディ60に組込まれているものである。クランクケース23内に設けられ、内燃機関４によって駆動される図示されていないオイルポンプから圧送され、フィルタを経由した油の一部は、油圧式多板クラッチを作動させる作動油として、図１２の下部の矢印Ｐからこの系統の中へ供給される。図中のＸを付した部分は油の排出口であり、ここから排出された使用後の作動油は、図示されていないオイルタンクへ回収される。フィルタを経由した油の他の部分は、系統図には示していないが、トルクコンバータの作動油、あるいは変速機や動弁カムなどの潤滑油として、各部へ送られる。
【００２０】
図１２において、作動油はリニヤソレノイドバルブ67を経由し、さらに各切換え用スプールバルブを経てクラッチに供給される。リニヤソレノイドバルブ67は、作動油供給開始時の油圧上昇を緩やかにするためのバルブである。リニヤソレノイドバルブ67を経由した作動油はエマージェンシーバルブ68を経て切換え用スプールバルブへ送られる。エマージェンシーバルブ68は、平常時には、単に作動油の通路を提供するだけの役割のものであるが、リニヤソレノイドバルブ67が故障した時には、リニヤソレノイドバルブ67を経由させることなく作動油を流通させる新たな経路を提供するものであり、リニヤソレノイドバルブ故障時に手動操作される。
【００２１】
１−２速切換え用ソレノイドバルブ69と２−３速切換え用ソレノイドバルブ70は、それぞれ１−２速切換え用スプールバルブ71と２−３速切換え用スプールバルブ72のスプールを駆動する油圧のＯＮ／ＯＦＦを制御するものであり、スプールの位置によって各スプールバルブ71、72の作動油供給先が決まる。油圧式多板クラッチ43、47、48のいずれかに作動油が供給されると、そのクラッチが接続状態となり、そのクラッチに連なる遊動歯車が軸に固定され、その歯車で規定される変速比で変速が行われる。この時、その変速の前に接続状態にあった油圧式多板クラッチから作動油を排出する必要がある。排出油は、油圧制御され内部で適切な油路を形成する油圧制御バルブ73または74を経て排出される。
【００２２】
図１０、図１１において、バルブボディ20の各層の、隣接する層との対向面には、図１２に示されている油圧系統の油路75が多数形成され、また、各層内において、表面と裏面の油路を連通させる必要のある部分には、上記対向面に直交する油路が層の内部を貫通して設けてある。第１層と第２層との対向面における両層の油路の連通部にはＯリング76を介装して油洩れが防止されている。第２層と第３層の対向面、および第３層と第４層の対向面には、所定の連通個所に小孔を設けたスチール製のプレート77、78が介装されている。
【００２３】
図９において、80はバルブボディ60への作動油の入口、81は１速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の出口、82は２速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の出口、83は３速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の出口である。作動油の入口80は図１０、図１１にも示してある。
【００２４】
図９に示した作動油の入口80、出口81、82、83に対応する前クランクケースカバー24側の開口は、図３におけるバルブボディ取付け面62に設けられたバルブボディ60への作動油供給口85、１速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口86、２速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口87、３速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口88である。このバルブボディ取付け面62にバルブボディ60を取付ける時には、図１３に示すガスケット89を介装する。このガスケットに設けられている小径孔89ａは取付けボルト孔、大径孔89ｂは作動油用油路である。
【００２５】
図３において、90は図示されていないオイルポンプのポンプ軸中心線の延長位置である。オイルポンプは、前クランクケースカバー24と前クランクケース25との間に設けてある。オイルポンプから送給された油は、前クランクケースカバー24の壁面内部に穿設された油路91を経てオイルフィルタ31へ送られる。油は同フィルタで異物を濾過された後、油路92を経由して送出され、油の一部は前記作動油供給口85からバルブボディ60へ送られる。油の他の部分は、油路93および同油路93に直交して前クランクケース25の方向へ伸びる油路94を経て、潤滑必要箇所へ送出される。
【００２６】
図３において、８ａは変速機の図示されていない主軸８の中心線の延長位置を示している。バルブボディ60から１速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口86へ送出された作動油は、前クランクケースカバー24の後面から作動油供給用パイプ95（図５、図６に図示）を介して主軸中心孔８ｂへ送られ、１速用油圧式多板クラッチ43へ供給される。
【００２７】
図３において、９ｃはカウンタ軸９の中心線の延長位置を示している。前クランクケースカバー24のこの部分に油路接続部96が設けられ、前記２速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口87、および３速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口88から上記油路接続部96へそれぞれ油路97、98が穿設されている。バルブボディ60から前記作動油の入口87、または入口88へ送出された作動油は、上記油路接続部96からカウンタ軸９の中心孔９ｄに掛け渡された作動油供給用二重パイプ99（図６）の内外いずれかの流路を経て、２速用油圧式多板クラッチ47または３速用油圧式多板クラッチ48へ供給される。
【００２８】
上記前クランクケースカバー24に設けられている油路は、いずれも前クランクケースカバー24の外面から穿設されたものであり、直線状の短い油路が内部で相互に連通して長い屈折した油路を形成している。製作時に生じた油路の前クランクケースカバーの外部へ向かう開口端は、閉塞ボルトで塞がれる。図３の92ａ，93ａ、図６の97ａ，98ａは閉塞ボルトである。前後のクランクケース、後クランクケースカバーにも同様の油路が形成され、潤滑油の供給経路として利用されている。
【００２９】
以上に詳述したように、本実施形態においては油圧を制御するバルブボディが、クランクケースカバーの外壁面に取付けられているので、メンテナンス時に、バルブボディを容易に取り外すことが出来る。またすべてのバルブを１箇所に集めたバルブボディとしているので、保守点検が容易である。
【００３０】
また、バルブボディが取り付けられているクランクケースカバーに、油圧制御用油路が形成されているので、外部に露出した配管がなくなり、変速機の構成がコンパクトとなっている。また、バルブボディの取付け面はクランクケースの分割面と平行に形成されているので、クランクケースの分割面と共通の加工基準を用いることができ加工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関を搭載した４輪バギー車（荒地走行用鞍乗型車両）の側面図である。
【図２】本発明のパワーユニットの正面図である。
【図３】前クランクケースカバーを前から見た図である。
【図４】前クランクケースを前から見た図である。
【図５】クランク軸と主軸との関係を示すクランクケース内部の縦断面図である。
【図６】主軸、カウンタ軸、中間軸、および出力軸の関係を示すクランクケース内部の縦断面図である。
【図７】バルブボディの正面図である。
【図８】バルブボディを右側から見た側面図である。
【図９】バルブボディの後面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【図１２】バルブボディに収容されている変速機制御機器の油圧系統図である。
【図１３】バルブボディ取付けようガスケットの平面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム、２…前輪、３…後輪、４…内燃機関、５…変速機、６…パワーユニット、７…クランク軸、７ａ…中心孔、８…主軸、８ａ…主軸中心線の延長位置、８ｂ…主軸中心孔、９…カウンタ軸、９ａ…前部、９ｂ…後部、９ｃ…カウンタ軸中心線の延長位置、９ｄ…カウンタ軸中心孔、10…中間軸、11…出力軸、12…前輪駆動軸、13…後輪駆動軸、14…操縦用ハンドル、15…燃料タンク15、16…鞍型シート、20…シリンダヘッドカバー、21…シリンダヘッド、22…シリンダブロック、23…クランクケース、24…前クランクケースカバー、25…前クランクケース、26…後クランクケース、27…後クランクケースカバー、28…トルクコンバータ、29…駆動歯車、30…ニードル軸受、31…オイルフィルタ、32…従動歯車、40…１速駆動歯車、41…２速駆動歯車、42…３速駆動歯車、43…１速用油圧式多板クラッチ、43ａ…クラッチアウタ、43ｂ…クラッチインナ、43ｃ…プレッシャープレート、44…１速従動歯車、45…２速従動歯車、46…３速従動歯車、47…２速用油圧式多板クラッチ、48…３速用油圧式多板クラッチ、49…正転用駆動歯車、50…逆転用駆動歯車、51…ドッグクラッチ、52…第１中間歯車、53…第２中間歯車、53ａ…スリーブ部、54…従動歯車、60…バルブボディ、1…取付け凹部、62…取付け面、63…第１層、64…第２層、65…第３層、66…第４層、67…リニヤソレノイドバルブ、67ａ…電線接続端子、68…エマージェンシーバルブ、69…１−２速切換え用ソレノイドバルブ、69ａ…電線接続端子、70…２−３速切換え用ソレノイドバルブ、70ａ…電線接続端子、71…１−２速切換え用スプールバルブ、72…２−３速切換え用スプールバルブ、73…油圧制御バルブ、74…油圧制御バルブ、75…油路、76…Ｏリング、77…プレート、78…プレート、80…バルブボディへの作動油入口、81…１速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の出口、82…２速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の出口、83…３速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の出口、85…バルブボディへの作動油供給口、86…１速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口、87…２速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口、88…３速用油圧式多板クラッチへ向かう作動油の入口、89…ガスケット、89ａ…取付けボルト孔、89ｂ…作動油用油路、90…オイルポンプ軸中心線延長位置、91…オイルポンプからオイルフィルタへ向かう油路、92…油路、92ａ…閉塞ボルト、93…油路、93ａ…閉塞ボルト、94…油路、95…作動油供給用パイプ、96…油路接続部、97…油路、97ａ…閉塞ボルト、98…油路、98ａ…閉塞ボルト、99…作動油供給用二重パイプ。

Claims (4)

1. クランクケースがクランク軸に直交する面で分割され、クランクケースのクランク軸方向の外面がクランクケースカバーによって覆われており、さらに油圧の制御によって変速機の変速比を自動的に切り換えるようにした油圧式自動変速機付き内燃機関において、
   上記油圧を制御する複数のバルブを内蔵したバルブボディが、複数個の分割バルブボディに層状に分割され、
   該分割バルブボディが積層状に重ねられて前記クランクケースカバーの外壁面に取付けられ、
   前記クランクケースカバーの外壁面に形成された凹部内に前記分割バルブボディの一部が収容され、
   該凹部内に収容された該分割バルブボディの外側に隣接する他の分割バルブボディにより、前記凹部が閉じられたことを特徴とする油圧式自動変速機付き内燃機関。
2. 前記各分割バルブボディとこれに隣接する分割バルブボディとにそれぞれ油圧系統の油路が形成され、前記隣接分割バルブボディの油圧系統の油路端部が相互に連通されたことを特徴とする請求項１記載の油圧式自動変速機付き内燃機関。
3. 前記分割バルブボディに形成された油圧系統の油路は、積層方向に貫通して、一方の隣接分割バルブボディの油圧系統油路から他方の分割バルブボディの油圧系統油路へ連通する油路を構成することを特徴とする請求項２記載の油圧式自動変速機付き内燃機関。
4. 前記バルブボディが取付けられているクランクケースカバーに、油圧制御用油路が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載の油圧式自動変速機通気内燃機関。

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