JP4190071B2 - 車両用トランスミッション - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用トランスミッション、特に、クラッチを切った場合にメイン軸の回転数を瞬時に低下させてシフトショックやショック音の発生を抑制することができる車両用トランスミッションに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動二輪車のトランスミッションは、メイン軸とドライブ軸とを有し、このメイン軸がクラッチを介してエンジンのクランク軸に連結されて、クラッチが接続されているときには、前記クランク軸からの動力がメイン軸に伝達され、各変速段のギヤ,ドッグを介してドライブ軸へ伝えられるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、例えば、排気量が大きなエンジン、例えば400cc以上のエンジンのように所定量以上の回転マスを有しているものについては、クラッチを切って直ぐにギヤシフト操作をする際に、メイン軸廻りの慣性質量や引きずりの影響によりメイン軸の回転数を瞬時に低下させることは難しい。この状態で、シフト操作を行うとギヤのドッグ端面に急激な衝撃力が加わり、一般に言われている、シフトショックやショック音が発生する。
【0004】
そこで、この発明は、クラッチを切った場合にメイン軸の回転数を瞬時に低下させてシフトショックやショック音の発生を抑制する車両用トランスミッションを提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、動力源の駆動力がクラッチを介してメイン軸に伝達される車両用トランスミッションにおいて、前記クラッチより下流側で、前記メイン軸に一体となって回転する或いは常にメイン軸からの駆動力を受けて回転すると共に前記メイン軸の軸方向に移動不能に形成された回転部分と、回転不能でかつ前記メイン軸の軸方向に移動不能に形成された固定部分と、前記回転部分と前記固定部分との間に介在し、前記回転部分に摺動されて前記回転部分の回転時の摺動抵抗となる板バネと、を備え、前記クラッチは、メイン軸方向にスライド自在なプレッシャプレートと、前記メイン軸にスプライン結合されたクラッチボスと、前記プレッシャプレートと前記クラッチボスとの間に介在し、互いに交互に重なるように配置された複数のフリクションプレート及びクラッチプレートと、を有し、前記回転部分は、前記メイン軸に固定され、前記クラッチボスの前記プレッシャプレート側と反対の側に位置する固定プレートからなり、前記固定部分は、ボールベアリングを介して前記メイン軸を支持するベース部材からなり、前記板バネは、外周縁部が前記ベース部材に、内周縁部が前記固定プレートにそれぞれ当接しているものである。
【0006】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記クラッチを切った後、前記板バネにより、前記メイン軸の回転数が所定値まで低下した段階で、当該回転数の低下の度合いを緩やかにするように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【0008】
[発明の実施の形態1]
図1乃至図6には、この発明の実施の形態1を示す。
【0009】
まず構成を説明すると、図中符号1はクラッチハウジングで、このクラッチハウジング1のハウジングギヤ2が、図示省略のクランク軸上に設けられたクランク軸側ギヤに噛み合っており、そのクラッチハウジング1は、ニードルベアリング3を介してメイン軸4の周囲に回転自在に支持されている。
【0010】
また、このメイン軸4にはクラッチボス5がスプライン結合されると共に、このクラッチボス5に突設されたボス部5aにプレッシャプレート6がメイン軸4方向にスライド自在に嵌合され、このプレッシャプレート6とクラッチボス5との間に、互いに交互に重なるように配置された複数のフリクションプレート8及びクラッチプレート9が介在されている。
【0011】
このフリクションプレート8はクラッチハウジング1側に配設され、又、クラッチプレート9がクラッチボス5側に配設されている。
【0012】
そして、そのプレッシャプレート6がコイルスプリングであるクラッチスプリング10により、図中左方向に付勢されて複数のフリクションプレート8及びクラッチプレート9が押されて接触圧力が増大すると、クランク軸側ギヤからの力が、クラッチハウジング1,フリクションプレート8,クラッチプレート9,クラッチボス5を介してメイン軸4に伝達されるようになっている。このメイン軸4から伝達された力は、図示省略の各変速段のギヤ,ドッグを介してドライブ軸へ伝えられるようになっている。
【0013】
さらに、クラッチの断続を行うクラッチレリーズ機構が設けられているが、ここでは、ラック・ピニオン式が採用されている。つまり、クラッチカバー12に支持されたピニオンギヤ13の回転により、ラック14が直線運動させられ、このラック14が設けられたレリーズ部材15が図中右側にスライドされることにより、プレッシャプレート6がクラッチスプリング10の付勢力に抗して図中右側に移動され、クラッチが切られるように構成されている。
【0014】
さらにまた、このメイン軸4は、ボールベアリング17を介してベース部材18に回転自在に設けられ、この固定部分であるベース部材18と、回転部分であるメイン軸4側の固定プレート19との間に、「板バネ」としての皿バネである略リング状のブレーキ用クッションスプリング20が配設されている。
【0015】
このブレーキ用クッションスプリング20は、外周縁部20aが前記ベース部材18に、又、内周縁部20bが前記固定プレート19にそれぞれ当接している。このブレーキ用クッションスプリング20により、メイン軸4側の回転時の摺動抵抗となるように設定されている。この実施の形態では、ブレーキ用クッションスプリング20を配置した場合の引きずりトルクが、配置していない場合の引きずりトルクの約4倍程度以下となるような範囲で設定されている。
【0016】
一方、前記各フリクションプレート8及びクラッチプレート9にオイルを噴射する装置が設けられている。すなわち、図3及び図4に示すように、クランク軸、ミッション等を収容するクランクケース下面に組付けられたオイルパンの内部には、図示省略のエンジン各部の潤滑用のオイルポンプが設けられ、このオイルポンプにてチューブ22を介して「制御手段」としての噴射ノズル23までオイルが圧送されるようになっている。この噴射ノズル23は、図4中矢印に示すように、3ヶ所からオイルがクラッチの各プレート8,9に向けて噴射されるようになっている。この噴射タイミングについては後述する。
【0017】
次に、作用について説明する。
【0018】
クラッチが接続され、クランク軸からの駆動力がクラッチを介してメイン軸4に伝達されて回転されている状態から、ピニオンギヤ13を回転させてレリーズ部材15が図中右側にスライドされることにより、クラッチが切られると、上記のようにブレーキ用クッションスプリング20が配置されているため、メイン軸4側の回転にブレーキが掛けられることとなる。
【0019】
これにより、メイン軸4廻りの慣性質量やクラッチの引きずりの影響があったとしても、このメイン軸4の回転数は、従来よりも瞬時に低下させることができる。従って、排気量が大きな車両で、クラッチを切って直ぐにシフト操作をする場合でも、ギヤのドッグ端面に急激な衝撃力が加わることなく、シフトショックやショック音の発生を抑制できる。エネルギーは速度の2乗に比例するので速度低下による効果は絶大である。
【0020】
このことを図5を用いて説明すると、この図は、縦軸にメイン軸4の回転数を取り、横軸にクラッチを切ってからの収束時間を取ったものであり、この実施の形態のようにブレーキ用クッションスプリング20を配置したものの特性曲線をA,配置しないものの特性曲線をBとしている。これから明らかなように、特性曲線Aの方が急激に回転数が低下し、特性曲線Bの方が緩やかに回転数が低下する。してみれば、ブレーキ用クッションスプリング20を設けた方がメイン軸4の回転数が急激に低下することが分かる。
【0021】
このように大掛かりな装置を用いず、ブレーキ用クッションスプリング20を配置するだけの簡単な改良で、メイン軸4廻りのフリクションを制御して上記のような利点を得ることができる。
【0022】
そして、ブレーキ用クッションスプリング20を配置した場合の引きずりトルクが、配置していない場合の引きずりトルクの約4倍程度以下となるような範囲に設定されているため、クラッチが接続されている場合におけるエンジンの負荷がブレーキ用クッションスプリング20を配置することで過度に大きくなることがなく、正常に駆動される場合の許容範囲内となっている。
【0023】
このことは、実験により明らかになった事項である。
【0024】
さらに、この発明の実施の形態1では、ブレーキ用クッションスプリング20により、メイン軸4の回転数が急激に低下するが、所定の回転数、つまり、シフトショックやショック音の発生を抑制できる回転数まで低下した段階を図示省略のセンサで検知した後、この信号が制御装置に入力され、この制御装置により噴射ノズル23内に設けられた不図示のソレノイドバルブが開動作されて噴射ノズル23から各フリクションプレート8及びクラッチプレート9にオイルが噴射される。
【0025】
これにより、フリクションプレート8とクラッチプレート9との間にオイルが充填されることから、フリクションプレート8側の駆動力がオイルを介してクラッチプレート9側に伝達されるようになり、回転数の低下の度合いが緩やかになる。従って、メイン軸4の回転の停止を遅らせることができるため、ドッグの噛み合わせを行うことができ、シフト操作を円滑に行うことができる。つまり、完全にメイン軸4が停止するとドッグが噛み合わずシフト操作を行うことができなくなる頻度が高くなるため、オイル等の給油により惰行時間を制御するようにしたものである。
【0026】
このことを図6を用いて説明すると、図6は図5と同様、メイン軸4の回転数と収束時間との関係を示したグラフ図であるが、特性曲線Cはブレーキ用クッションスプリング20が設けられているが、オイルを噴射する装置が設けられていない場合のものであり、特性曲線Dはブレーキ用クッションスプリング20及びオイルを噴射する装置の両方が設けられている場合のものである。この図から明らかなように、メイン軸4の所定の回転数Eで、オイルが噴射されると、特性曲線Dの方がメイン軸4の回転数の低下曲線が緩やかとなる。従って、メイン軸4が停止するまでに時間がかかり、この間にシフト操作を行うことにより、ドッグの噛み合いを良好に行うことができる。換言すれば、運転者によりシフト操作をするタイミングは相違し、収束時間が短すぎると、操作する前に既にメイン軸4の回転が停止してしまうことがあるが、図示のようにSTD仕様より停止時期が遅ければ、操作の遅い運転者でもメイン軸4が停止する前にシフト操作を行うことができるため、円滑な操作が行われることとなる。
【0027】
なお、オイルを噴射するタイミングとして上記のようにセンサにより回転数を検出して行う手段以外に、クラッチを切ってからの時間により制御するようにすることもできる。また、オイルを噴射する以外に、機械的なジャダースプリングを用いて惰行時間を制御するようにしても良い。このジャダースプリングは、フリクションプレートとクラッチプレートとの間に配置されており、このスプリングのバネ力を調整することで、惰行時間を制御することができる。
【0028】
[参考形態1]
図7には、この発明の参考形態1を示す。
【0029】
この参考形態1は、実施の形態1と比較すると、主に、ブレーキ用クッションスプリング24,25の配設位置が相違している。
【0030】
すなわち、この参考形態1は、メイン軸4の軸方向にスライドするが、回転はしないレリーズ部材15に対して、プレッシャプレート6がボールベアリング26を介して回転自在に設けられている。そして、この「固定部分」としてのレリーズ部材15には、接触片15aがリング状に延設され、この接触片15aと、メイン軸4に螺合された「回転部分」としてのナット27との間に「板バネ」としての皿バネのブレーキ用クッションスプリング24が介在している。
【0031】
そのナット27には、切り欠かれて小径部27aが形成され、この小径部27aにリング状のシム28が嵌合されると共に、更に、このシム28に当接するように、リング状のブレーキ用クッションスプリング24が嵌合されている。そして、このブレーキ用クッションスプリング24の周縁部24aが前記接触片15aに当接している。
【0032】
このレリーズ部材15が図中右側に移動させられた場合でもブレーキ用クッションスプリング24がナット27の小径部27aから落ちないように、この小径部27aの突出量が設定されている。
【0033】
このように固定部分であるレリーズ部材15と、回転部分であるメイン軸4との間に、所定のバネ力を有するブレーキ用クッションスプリング24が介在しているため、クラッチを切った場合に、そのスプリング24の摺動抵抗により、メイン軸4側の回転にブレーキが掛けられることとなる。
【0034】
また、この場合には、クラッチを切るためレリーズ部材15を図7中右方向に移動させると、ブレーキ用クッションスプリング24の摺動抵抗は小さくなって行く。つまり、クラッチのストロークを大きくすると摺動抵抗は小さくなるという反比例の関係にある。一般にシフト操作が遅い人程、クラッチのストロークが大きくなるように操作し、これにより、摺動抵抗は小さくなるため、回転停止時期が遅くなる。従って、シフト操作が遅い場合でもドッグの噛み合いを良好に行うことができる。
【0035】
次に、他方のブレーキ用クッションスプリング25の配設構造について説明する。
【0036】
すなわち、まず、クラッチボス5のボス部5aにボルト30が螺合されることによりベースプレート31が取り付けられ、このベースプレート31とプレッシャプレート6の周縁部6aとの間に、皿バネのクラッチスプリング32が配置され、このクラッチスプリング32により、プレッシャプレート6が図中左側に付勢されている。
【0037】
そして、この回転部分であるベースプレート31と、固定部分であるクラッチカバー12との間に、「板バネ」である皿バネのブレーキ用クッションスプリング25が介在している。
【0038】
このように固定部分であるクラッチカバー12と、回転部分であるベースプレート31との間に、所定のバネ力を有するブレーキ用クッションスプリング25が介在しているため、クラッチを切った場合に、そのスプリング25の摺動抵抗により、メイン軸4側の回転にブレーキが掛けられることとなる。
【0039】
ここでは、2ヶ所に皿バネのブレーキ用クッションスプリング24,25を配置しているが、これに限らず、何れか一方でも良いことは勿論である。
【0040】
[参考形態2]
図8には、この発明の参考形態2を示す。
【0041】
この参考形態2は、実施の形態1,参考形態1と比較すると、主に、「板バネ」としてのブレーキ用クッションスプリング35,36の配設位置が相違している。
【0042】
すなわち、ベース部材18の内周縁部に支持部18aが形成され、この支持部18aの図中左側の面と、ボールベアリング17のメイン軸4に圧入されたインナーレース17aとの間に、前記ブレーキ用クッションスプリング35が配設されている。詳しくは、そのリング状の皿バネのブレーキ用クッションスプリング35は、外周縁部35aが前記支持部18aに当接し、又、内周縁部35bが前記インナーレース17aに当接している。そのインナーレース17aはメイン軸4と一体となって回転する回転部分であり、支持部18aはベース部材18に形成された固定部分である。
【0043】
このように、所定のバネ力を有するブレーキ用クッションスプリング35がメイン軸4側の回転部分と、固定部分との間に介在しているため、クラッチを切った場合に、そのスプリング35の摺動抵抗により、メイン軸4側の回転にブレーキが掛けられることとなる。
【0044】
なお、板バネを介在させる位置は、メイン軸に一体となって回転する或いは常にメイン軸からの駆動力を受けて回転する回転部分と、固定部分との間で、両者の相対回転運動の摺動抵抗となる位置であれば、上記の実施の形態以外の配設位置でも良く、又、皿バネ以外のものでもスラストワッシャーやウェブワッシャー等の他の構造のものでも良い。
【0045】
例えば、「常にメイン軸からの駆動力を受けて回転する回転部分」とは、ドライブ軸側に回動自在に設けられた2速ドリブンギヤであり、この2速ドリブンギヤは常にメイン軸の2速ドライブギヤと噛み合っているため、メイン軸からの駆動力を受けて回転するようになっている。また、「固定部分」とは、ドライブ軸が挿入されたベアリングのインナーレースであり、このインナーレースと前記2速ドリブンギヤとの間に板バネを介在させることもできる。この場合には、クラッチを切ると、ドライブ軸側のベアリングインナーレースは停止しているため、メイン軸側が回転している場合には、2速ドリブンギヤとインナーレースとの間には相対移動が生じ、この間に板バネが介在していることから、この板バネの摺動抵抗により、メイン軸側の回転数が瞬時に低下されることとなる。また、ドライブ軸が回転すると、そのインナーレースも回転するため、摺動抵抗が小さくなることから、エンジンに対する負荷も極めて小さくできる。
【0046】
このように、この発明の「固定部分」とは、クラッチを切ったときに、停止していれば、クラッチを接続したときに回転等する部分でも良い。
【0047】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項1に記載された発明によれば、メイン軸に一体となって回転する或いは常にメイン軸からの駆動力を受けて回転する或いは常にメイン軸からの駆動力を受けて回転する回転部分と、固定部分との間に、回転部分の回転時の摺動抵抗となる板バネを介在させたため、クラッチを切った場合にメイン軸の回転数を瞬時に低下させてシフトショックやショック音の発生を抑制することができる。
【0048】
請求項2に記載された発明によれば、上記効果に加え、クラッチを切った後、板バネにより、メイン軸の回転数が所定値まで低下した段階で、当該回転数の低下の度合いを緩やかにするように制御する制御手段を設けたため、メイン軸の回転の停止を遅らせることができることから、ドッグの噛み合わせを良好に行うことができ、シフト操作を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係るクラッチ廻りの断面図である。
【図2】同実施の形態1に係る図1のX部の拡大図である。
【図3】同実施の形態1に係るトランスミッションの側面図である。
【図4】同実施の形態1に係る図3のA−A線に沿う断面図である。
【図5】同実施の形態1に係るブレーキ用クッションスプリングが配置されている場合と配置されていない場合との、メイン軸回転数と収束時間との関係を示すグラフ図である。
【図6】同実施の形態1に係るオイルを噴射する装置が配置されている場合と配置されていない場合との、メイン軸回転数と収束時間との関係を示すグラフ図である。
【図7】この発明の参考形態1に係るクラッチ廻りの断面図である。
【図8】この発明の参考形態2に係るメイン軸廻りの断面図である。
【符号の説明】
1 クラッチハウジング
2 ハウジングギヤ
4 メイン軸
5 クラッチボス
6 プレッシャプレート
6a 周縁部
8 フリクションプレート
9 クラッチプレート
12 クラッチカバー
15 レリーズ部材
15a 接触片
20,24,25,35 ブレーキ用クッションスプリング(板バネ)
23 噴射ノズル(制御手段)
Claims (2)
- 動力源の駆動力がクラッチを介してメイン軸に伝達される車両用トランスミッションにおいて、
前記クラッチより下流側で、前記メイン軸に一体となって回転する或いは常にメイン軸からの駆動力を受けて回転すると共に前記メイン軸の軸方向に移動不能に形成された回転部分と、
回転不能でかつ前記メイン軸の軸方向に移動不能に形成された固定部分と、
前記回転部分と前記固定部分との間に介在し、前記回転部分に摺動されて前記回転部分の回転時の摺動抵抗となる板バネと、を備え、
前記クラッチは、メイン軸方向にスライド自在なプレッシャプレートと、前記メイン軸にスプライン結合されたクラッチボスと、前記プレッシャプレートと前記クラッチボスとの間に介在し、互いに交互に重なるように配置された複数のフリクションプレート及びクラッチプレートと、を有し、
前記回転部分は、前記メイン軸に固定され、前記クラッチボスの前記プレッシャプレート側と反対の側に位置する固定プレートからなり、
前記固定部分は、ボールベアリングを介して前記メイン軸を支持するベース部材からなり、
前記板バネは、外周縁部が前記ベース部材に、内周縁部が前記固定プレートにそれぞれ当接していることを特徴とする車両用トランスミッション。 - 前記クラッチを切った後、前記板バネにより、前記メイン軸の回転数が所定値まで低下した段階で、当該回転数の低下の度合いを緩やかにするように制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の車両用トランスミッション。
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