JP4602026B2 - 車両用自動変速機を備えるエンジン - Google Patents

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Description

本発明は、車両用自動変速機を備えるエンジンに関するものである。
図１３は、バギー車等に搭載される従来のパワーユニット01の各回転軸を含む構成展開図で（例えば、特許文献１参照。）、図の左方（矢印Ｆ）が車両の前方である。このパワーユニット01は、内燃機関02と変速機03とが一体化されており、車体の前後方向へ向けて配置されたクランク軸04、変速機の主軸05、変速機03のカウンタ軸06、出力軸07、及び後進切換用中間軸08を備えている。これらの回転軸は互いに平行に配置され、前後のクランクケース部材によって回転可能に支持されており、クランク軸04から出力軸07へ、変速過程を経て動力が伝達される。本例では、内燃機関02は単気筒内燃機関であって、クランク軸04にはコンロッド09を介してピストン010が接続され、シリンダ011の中で往復運動をして動力を発生する。
クランク軸04の前端部には、トルクコンバータ012が設けられ、このトルクコンバータ012は、クランク軸04に固定されているポンプインペラ013と、同ポンプインペラ013に対向して自由に回転するタービンランナ014と、ワンウエイクラッチ016を介してクランクケース部材017に保持されているステータ015とからなっている。クランク軸04に対して回転可能なタービンランナ014に、クランク軸04に対して回転可能なプライマリ駆動歯車018が一体に結合されている。内燃機関02で発生した動力は、クランク軸04からポンプインペラ013に伝わり、作動油を介してタービンランナ014に伝わり、プライマリ駆動歯車018が駆動される。
変速機の主軸05の前端部に、前記プライマリ駆動歯車018に常時噛み合うプライマリ従動歯車019が固定されている。クランク軸04の回転は、プライマリ駆動歯車018とプライマリ従動歯車019とによる１次減速を経て変速機の主軸05に伝達される。主軸05の前端部の上記プライマリ従動歯車019に隣接して、第１油圧式多板クラッチ020が設けられている。上記多板クラッチ020のクラッチアウタ021は主軸に固定され、クラッチインナ022は、主軸05に対して自由回転可能な１速駆動歯車Ｍ01に結合されている。第１多板クラッチ020の中心と１速駆動歯車Ｍ01の中心孔とを貫通して伸びている主軸05の後部には、２速駆動歯車Ｍ02と３速駆動歯車Ｍ03とが固定されている。
上記主軸05と平行に回転可能に支持されているカウンタ軸06の前端部には、上記１速駆動歯車Ｍ01に常時噛合う１速従動歯車Ｃ01が固定されている。カウンタ軸06の中央部に、２速用油圧式多板クラッチ023と３速用油圧式多板クラッチ026が設けられている。上記両クラッチのクラッチアウタ024、027は何れもカウンタ軸06に固定されている。上記２速用多板クラッチ023のクラッチインナ025は、カウンタ軸06に対して自由回転可能な２速従動歯車Ｃ02に結合され、上記３速用多板クラッチ026のクラッチインナ028は、カウンタ軸06に対して自由回転可能な３速従動歯車Ｃ03に結合されている。
カウンタ軸06の後部に、前進出力歯車029と後進出力歯車030とがカウンタ軸06に対して回転可能に設けられており、両歯車の間に、カウンタ軸06に対してスプライン嵌合され前後方向に移動可能なドグクラッチ031が設けられている。カウンタ軸06の隣に、カウンタ軸06に平行かつ回転可能に設けられた後進切換用中間軸08には、上記後進出力歯車030に常時噛合う第１中間歯車032と、後述の出力軸従動歯車034に常時噛合う第２中間歯車033とが固定され、これら両中間歯車032、033は、後進切換用中間軸08を介して連動する。
上記カウンタ軸と平行に設けられている出力軸07には、上記前進出力歯車029と第２中間歯車033とに常時噛合う出力軸従動歯車034が固定されている。パワーユニット01の出力は、出力軸07の前端から前輪へ伝達され、出力軸07の後端から後輪へ伝達される。
カウンタ軸06の近くに、前後進切換装置035が設けてある。前進後進切換装置035は、カウンタ軸06に平行に回動可能に支持されているシフトドラム036と、同シフトドラム036の外周に設けられた１条のカム溝に沿って前後に駆動される１本のシフタ037と、シフトドラム036を回動駆動するための手動の回動装置からなっている。上記手動回動装置は、シフトスピンドル038、シフトスピンドル038の端部に設けられたチェンジレバー039、シフトスピンドルに設けられた扇形歯車040、シフトドラム036の軸036ａに一体に設けられ、上記扇形歯車040に噛合う歯車041によって構成される。シフタ037はドグクラッチ031に噛合い、ドグクラッチ031を前後に移動させ、前進後進の切り換えを行う。なお、クランク軸04の後端にはクランク軸04の回転によって発電する交流発電機042が装着されている。
上述の変速機03において、前進・後進の選択は、前後進切換装置035によって、シフタ037を、前進出力歯車029の側に移動させて、ドグクラッチ031を上記歯車029に係合させるか、あるいは、シフタ037を、後進出力歯車030の側に移動させて、ドグクラッチ031を上記歯車030と係合させるか、によって決まり、前進状態における変速比の選定は、３個の多板クラッチ020、023、026の何れを選択接続し、歯車Ｍ01、歯車Ｃ02、歯車Ｃ03の何れを軸に対して選択結合するかによって決まる。なお、後進状態が選択された時は、第１多板クラッチ020を選択接続し、１速用駆動歯車Ｍ01を軸に選択結合する。油圧式多板クラッチの作動及び切り換えは、図示していない油圧装置によってなされる。図１４は上記従来のパワーユニットにおけるクラッチ及びシフタの選択的操作をまとめた自動変速機操作表である。
特開２００４−３６８３５号公報。
従来の変速機は３段自動変速だったので、より段数の多い多段自動変速の実現が望まれていた。また重量の大きい多板クラッチの個数を減らすことも課題とされていた。
さらに、従来の変速機においては、前後進切換の際にチェンジレバーを手動で操作して歯車の切換を行っていたので、操作が煩雑だった。
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、主軸(5)とカウンタ軸(6)とを備えた車両用自動変速機を備えるエンジンにおいて、前記車両用自動変速機は、上記主軸(5)の軸方向一端側に同心かつ回転可能に設けられた管状補助主軸(23)に固定された第１駆動歯車群(M1,M3)および同管状補助主軸(23)に固定された後進駆動歯車(R1)、上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に回転可能に設けられ上記第１駆動歯車群(M1,M3)と常時噛み合い選択的にカウンタ軸(6)に結合される第１従動歯車群(C1,C3)、上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に設けられて上記第１従動歯車群(C1,C3)の一つを選択する第１ドグクラッチ(Cd)、上記主軸(5)と管状補助主軸(23)との動力継脱を行うように主軸(5)の軸方向の上記一端側に設けられた第１クラッチ(20)、上記主軸(5)の軸方向の他端側上に回転可能に設けられ選択的に主軸(5)に結合される第２駆動歯車群(M2,M4)、上記主軸(5)の軸方向の他端側上に設けられて上記第２駆動歯車群(M2,M4)の一つを選択する第２ドグクラッチ(Md)、上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側で同心かつ回転可能に設けられた管状補助カウンタ軸(27)に固定され上記第２駆動歯車群(M2,M4)と常時噛み合う第２従動歯車群(C2,C4)、上記カウンタ軸(6)と管状補助カウンタ軸(27)との動力継脱を行うようにカウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側に設けられた第２クラッチ(24)、上記カウンタ軸(6)上に回転可能に設けられ上記後進駆動歯車(R1)と中間歯車(R3)を介して常時噛み合い選択的にカウンタ軸(6)に結合される後進従動歯車(R4)、および上記カウンタ軸(6)に配置されて上記後進従動歯車(R4)をカウンタ軸(6)に結合する後進用ドグクラッチ(Rd)を備え、上記後進用ドグクラッチ(Rd)は、カウンタ軸(6)の軸方向の中程に設けられ、上記主軸(5)とカウンタ軸(6)はエンジンのクランク軸(4)に平行に配置され、上記第１駆動歯車群(M1,M3)と第１従動歯車群(C1,C3)とからなる第１歯車群と、上記第２駆動歯車群(M2,M4)と第２従動歯車群(C2,C4)とからなる第２歯車群と、のいずれか一方が奇数段歯車群を構成し、他方が偶数段歯車群を構成することを特徴とする車両用自動変速機を備えるエンジンである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の車両用自動変速機を備えるエンジンにおいて、上記第１ドグクラッチ(Cd)、第２ドグクラッチ(Md)および後進専用ドグクラッチ(Rd)を、選択的結合のために軸方向に移動させるべく、電動モータ(35)によって駆動されるシフタ(32,33,34)が設けられることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の車両用自動変速機を備えるエンジンみおいて、上記エンジンはクランク軸(4)を支持するクランクケースと、上記クランクケースに支持されたトルクコンバータ(12)とを備え、上記エンジンの動力は、上記トルクコンバータ(12)から上記主軸(5)に伝達されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用自動変速機を備えるエンジンにおいて、上記トルクコンバータ(12)がクランク軸(4)に支持され、クランク軸(4)には上記トルクコンバータ(12)に隣接してプライマリ駆動歯車(18)が固定され、上記主軸(5)には、プライマリ駆動歯車(18)に噛み合うプライマリ従動歯車(19)が上記一端側で固定され、上記第１クラッチ(20)は同プライマリ従動歯車(19)に軸方向で隣接して上記主軸(5)に支持されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、主軸(5)とカウンタ軸(6)とを備えた車両用自動変速機を備えるエンジンにおいて、前記車両用自動変速機は、上記主軸(5)の軸方向一端側に同心かつ回転可能に設けられた管状補助主軸(23)に固定された第１駆動歯車群(M1,M3)、上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に回転可能に設けられ上記第１駆動歯車群(M1,M3)と常時噛み合い選択的にカウンタ軸(6)に結合される第１従動歯車群(C1,C3)、上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に設けられて上記第１従動歯車群(C1,C3)の一つを選択する第１ドグクラッチ(Cd)、上記主軸(5)と管状補助主軸(23)との動力継脱を行うように主軸(5)の軸方向の上記一端側に設けられた第１クラッチ(20)、上記主軸(5)の軸方向の他端側上に回転可能に設けられ選択的に主軸(5)に結合される第２駆動歯車群(M2,M4)、上記主軸(5)の軸方向の他端側上に設けられて上記第２駆動歯車群(M2,M4)の一つを選択する第２ドグクラッチ(Md)、上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側に同心かつ回転可能に設けられた管状補助カウンタ軸(27)に固定され上記第２駆動歯車群(M2,M4)と常時噛み合う第２従動歯車群(C2,C4)、上記カウンタ軸(6)と管状補助カウンタ軸(27)との動力継脱を行うようにカウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側に設けられた第２クラッチ(24)、上記主軸(5)上に回転可能に設けられ選択的に主軸(5)に結合される後進駆動歯車(S1)、上記主軸(5)上に設けられて上記後進駆動歯車(S1)を選択的に上記主軸(5)に結合する後進用ドグクラッチ(Sd)、および
上記管状補助カウンタ軸(27)に固定され上記後進駆動歯車(S1)に中間歯車(S2,S3)を介して常時噛み合う後進従動歯車(S4)を備え、上記後進用ドグクラッチ(Sd)は、主軸(5)の軸方向の中程に設けられ、上記主軸(5)とカウンタ軸(6)はエンジンのクランク軸(4)に平行に配置され、上記第１駆動歯車群(M1,M3)と第１従動歯車群(C1,C3)とからなる第１歯車群と、上記第２駆動歯車群(M2,M4)と第２従動歯車群(C2,C4)とからなる第２歯車群と、のいずれか一方が奇数段歯車群を構成し、他方が偶数段歯車群を構成することを特徴とする車両用自動変速機を備えるエンジンである。
請求項１および５の発明によって、車両用自動変速機を備えるエンジンのドグクラッチが位置的に分散する。
また、奇数段歯車と偶数段歯車とを第１歯車群と第２歯車群とに分けて配置してあるので変速時にクラッチと歯車選択結合手段とを同時に操作することが避けられ、スムーズな変速が可能となり、前後進切り換え機能を備えた軽量の多段自動変速が可能となった。
図１は、バギー車等に搭載される本発明の第１実施形態に係るパワーユニット1Ａの各回転軸を含む構成展開図である。図の左方（矢印Ｆ）が車両の前方である。このパワーユニット1Ａは、内燃機関２と変速機３とが一体化されており、車体の前後方向へ向けて配置されたクランク軸４、変速機の主軸５、変速機のカウンタ軸６、出力軸７、及び後進切換用中間軸８を備えている。これらの回転軸は、互いに平行に配置され、前後のクランクケース部材によって回転可能に支持されており、クランク軸４から出力軸７へ変速過程を経て動力が伝達される。本実施形態では、内燃機関２は、２気筒内燃機関であって、クランク軸４にはコンロッド９ａ、９ｂを介してピストン10ａ、10ｂが接続され、それぞれシリンダ11ａ、11ｂの中で往復運動をして動力を発生する。
クランク軸４の後端には、クランク軸４の回転によって発電する交流発電機38が装着され、クランク軸４の前端部には、トルクコンバータ12が設けられている。トルクコンバータ12は、クランク軸４に固定されているポンプインペラ13と、ポンプインペラ13に対向して自由に回転するタービンランナ14と、ワンウエイクラッチ16を介してクランクケース部材17に保持されているステータ15とからなっており、クランク軸４に対して回転可能なタービンランナ14に、クランク軸４に対して回転可能なプライマリ駆動歯車18が接続されている。内燃機関２で発生した動力は、クランク軸７からポンプインペラ13に伝わり、作動油を介してタービンランナ14に伝わり、プライマリ駆動歯車18が駆動される。
変速機の主軸５の前端部に、前記プライマリ駆動歯車18に常時噛み合うプライマリ従動歯車19が固定されている。クランク軸４の回転は、プライマリ駆動歯車18とプライマリ従動歯車19とによる１次減速を経て変速機３の主軸５に伝達される。
主軸５の前端部の上記プライマリ従動歯車19に隣接して、第１油圧式多板クラッチ20が設けられている。上記多板クラッチ20のクラッチアウタ21は主軸５に固定され、上記多板クラッチ20のクラッチインナ22には、主軸５の前半部の外側を覆い主軸５に対して回転可能な管状補助主軸23が結合されており、同管状補助主軸23はクラッチインナ22と共に回転する。上記管状補助主軸23には、前から順に、１速駆動歯車Ｍ１、３速駆動歯車Ｍ３、および後進駆動歯車Ｒ１が固定されている。
第１油圧式多板クラッチ20の中心と管状補助主軸23の中心孔とを貫通して伸びている主軸５の後部には、２速駆動歯車Ｍ２と４速駆動歯車Ｍ４とが主軸５に対して回転可能に支持され、この両歯車の間に、主軸５に対してスプライン嵌合され前後方向に移動可能なドグクラッチＭｄが設けられている。
上記主軸５と平行に回転可能に支持されている後進切換用中間軸８には、上記後進駆動歯車Ｒ１に常時噛みあう後進用第１中間歯車Ｒ２と、後進切換用中間軸８を介して後進用第１中間歯車Ｒ２と連動する後進用第２中間歯車Ｒ３が設けられている。
上記主軸５と平行に回転可能に支持されているカウンタ軸６の前半部には、上記１速駆動歯車Ｍ１に常時噛合う１速従動歯車Ｃ１と、上記３速駆動歯車Ｍ３に常時噛合う３速従動歯車Ｃ３とが回転可能に支持され、この両歯車の間に、カウンタ軸６に対してスプライン嵌合され前後方向に移動可能なドグクラッチＣｄが設けられている。これらの歯車の後方に隣合って、上記後進用第２中間歯車Ｒ３に常時噛合う後進従動歯車Ｒ４がカウンタ軸６に回転可能に支持され、同後進従動歯車Ｒ４の後方に、カウンタ軸６に対してスプライン嵌合され前後方向に移動可能なドグクラッチＲｄが設けられている。
カウンタ軸６の後端部に、第２油圧式多板クラッチ24が設けられている。上記多板クラッチ24のクラッチアウタ25はカウンタ軸６に固定され、上記多板クラッチ24のクラッチインナ26には、カウンタ軸６の後半部の外側を覆い、カウンタ軸６に対して回転可能な管状補助カウンタ軸27が結合されている。上記管状補助カウンタ軸27はクラッチインナ26と共に回転する。上記管状補助カウンタ軸27には、前から順に、上記２速駆動歯車Ｍ２に常時噛合う２速従動歯車Ｃ２と、上記４速駆動歯車Ｍ４に常時噛合う４速従動歯車Ｃ４が固定されている。カウンタ軸６の最後端にはカウンタ軸出力歯車28が固定されている。
上記カウンタ軸６と平行に設けられている出力軸７には、上記カウンタ軸出力歯車28に常時噛合う出力軸従動歯車29が固定されている。パワーユニット1Ａの出力は、出力軸７の前端から前輪へ伝達され、出力軸７の後端から後輪へ伝達される。
主軸５及びカウンタ軸６の近くに歯車切換装置30が設けられている。この歯車切換装置30は、主軸５およびカウンタ軸６に平行に回動可能に支持されているシフトドラム31と、同シフトドラム31の外周に設けられた３条のカム溝に沿って前後に駆動される第１シフタ32、第２シフタ33、第３シフタ34の３本のシフタと、シフトドラム31を回転駆動するための電動モータ35を始めとする駆動装置からなっている。シフトドラムの軸31ａには歯車36が設けられ、減速歯車群37を介して上記電動モータ35の出力ピニオン35ａに噛合っている。上記電動モータ35によって、シフトドラム31が適切な位置へ回動させられ、３本のシフタ32、33、34が選択的に移動させられる。上記第１シフタ32はドグクラッチＣｄに、第２シフタ33はドグクラッチＭｄに、第３シフタ34はドグクラッチＲｄに、それぞれ噛合い、それらのドグクラッチを前後に移動させる。電動モータ35はハンドルに設けられたスイッチによって操作される。
上記変速機において、ドグクラッチＣｄは、１速従動歯車Ｃ１に係合する１速側の位置と、３速従動歯車Ｃ３に係合する３速側の位置と、上記両位置の中間の中立位置とを占めることが出来る。ドグクラッチＭｄは、２速駆動歯車Ｍ２に係合する２速側の位置と、４速駆動歯車Ｍ４に係合する４速側の位置と、上記両位置の中間の中立位置とを占めることが出来る。ドグクラッチＲｄは、後進従動歯車Ｒ４に係合する後進側の位置と、後進従動歯車Ｒ４から離れた中立位置とを占めることが出来る。
前進１速〜４速、及び後進の各歯車の軸に対する選択的結合は、３本のシフタを介して上記ドグクラッチを前後に動かし、軸に対して回転可能に設けられている歯車に係合させて軸に対して選択的に結合することによって行われる。シフタの位置は、予めプログラムされ、シフトドラム上に穿設されたカム溝によって決まる。シフトドラムの回動は、上記電動モータ35の制御によって行われる。第１シフタ32の位置は、前方が１速側位置、後方が３速側位置、その中間が中立位置である。第２シフタ33の位置は、前方が２速側位置、後方が４速側位置、その中間が中立位置である。第３シフタ34の位置は、前方が後進側位置、後方が中立位置である。
図２〜図８は上記変速機の操作説明図である。内燃機関２から発生した動力は、クランク軸４、トルクコンバータ12、を経てプライマリ駆動歯車18に伝達される。ここまでの動力伝達経路は、変速状態に関係無く同じである。上記操作説明図では、変速段階に応じたプライマリ駆動歯車18から出力軸従動歯車29までの動力伝達経路を太線で示してある。
図２は１速発進操作を示す図である。この時には、第１シフタ32を１速側へ寄せてドグクラッチＣｄを１速従動歯車Ｃ１に噛合わせ、第２シフタ33を２速側へ寄せてドグクラッチＭｄを２速駆動歯車Ｍ２に噛合わせ、第３シフタ34は中立位置を保持して置く。なお、第３シフタ34は前進中には常に中立位置に保たれる。上記の状態で第１多板クラッチ20を接続すると、車両は１速発進する。プライマリ駆動歯車18からの動力は、プライマリ従動歯車19、主軸５、第１多板クラッチ20、管状補助主軸23、１速駆動歯車Ｍ１、１速従動歯車Ｃ１、カウンタ軸６、カウンタ軸出力歯車28、出力軸従動歯車29を経て、出力軸７に伝達され、車輪へ出力される。２速駆動歯車Ｍ２はドグクラッチＭｄを介して軸に固定されているが、第２多板クラッチ24が接続されていないので動力はカウンタ軸６に伝達されない。
図３は１速から２速への切換操作を示す図である。シフタの位置は、図２の１速における位置のまま動かさない。この状態で油圧供給先を第１多板クラッチ20から第２多板クラッチ24に切り換えることにより２速に変速される。プライマリ駆動歯車18からの動力は、プライマリ従動歯車19、主軸５、ドグクラッチＭｄ、２速駆動歯車Ｍ２、２速従動歯車Ｃ２、管状補助カウンタ軸27、第２多板クラッチ24、カウンタ軸６、カウンタ軸出力歯車28、出力軸従動歯車29、を経て出力軸７に伝達される。
図４は２速クルーズ中の操作を示す図である。油圧供給先クラッチは第２多板クラッチ24のままで変更しない。動力伝達経路は図３の２速の動力伝達経路と同じである。３速への切換の準備として、第１シフタ32を動かし、２速動力の伝達経路から外れているドグクラッチＣｄを、１速側から３速側へ移動させ、３速従動歯車Ｃ３に噛み合わせておく。
図５は２速から３速への切換操作を示す図である。シフタ位置は、図４の２速クルーズ終了時のままで動かさない。この状態で油圧供給先を第２多板クラッチ24から第１多板クラッチ20に切り換えることにより３速に変速される。プライマリ駆動歯車18からの動力は、プライマリ従動歯車19、主軸５、第１多板クラッチ20、管状補助主軸23、３速駆動歯車Ｍ３、３速従動歯車Ｃ３、ドグクラッチＣｄ、カウンタ軸６、カウンタ軸出力歯車28、出力軸従動歯車29、を経て出力軸７に伝達される。
図６は３速クルーズ中の操作を示す図である。油圧供給先クラッチは第１多板クラッチ20のままで変更しない。動力伝達経路は図５の３速の動力伝達経路と同じである。４速への切換の準備として、第２シフタ33を動かし、３速の動力伝達経路から外れているドグクラッチＭｄを、２速側から４速側へ移動させ、４速駆動歯車Ｍ４に噛み合わせておく。
図７は３速から４速への切換操作を示す図である。シフタ位置は、図６の３速クルーズ終了時のままで変更しない。この状態で油圧供給先を第１多板クラッチ20から第２多板クラッチ24に切り換えることにより４速に変速される。プライマリ駆動歯車18からの動力は、プライマリ従動歯車19、主軸５、ドグクラッチＭｄ、４速駆動歯車Ｍ４、４速従動歯車Ｃ４、第２多板クラッチ24、カウンタ軸６、カウンタ軸出力歯車28、出力軸従動歯車29、を経て出力軸７に伝達される。
図８は後進操作を示す図である。第１シフタ32、第２シフタ33は中立に保ち、第３シフタ34を後進側へ移動させてドグクラッチＲｄを後進従動歯車Ｒ４に噛合わせる。この状態で第１多板クラッチ20を接続すると、車両は後進する。プライマリ駆動歯車18からの動力は、プライマリ従動歯車19、主軸５、第１多板クラッチ20、管状補助主軸23、後進駆動歯車Ｒ１、第１中間歯車Ｒ２、第２中間歯車Ｒ３、後進従動歯車Ｒ４、ドグクラッチＲｄ、カウンタ軸６、カウンタ軸出力歯車28、出力軸従動歯車29、を経て出力軸７に伝達される。第１中間歯車Ｒ２、第２中間歯車Ｒ３が介在しているので、カウンタ軸６、出力軸７等は逆回転し、車輪は後進駆動される。
上記の各操作段階において、油圧式多板クラッチの作動及び切り換えは、図示していない油圧装置によってなされる。
上記自動変速機の構成において、後進用歯車を除く歯車群に包括的な名前をつける。第１クラッチによって主軸に対して動力継脱される管状補助主軸に固定されている歯車群を第１駆動歯車群、カウンタ軸に設けられ上記第１駆動歯車群と常時噛み合い選択的にカウンタ軸に結合される歯車群を第１従動歯車群、この両歯車群を総称して第１歯車群と名付ける。また、主軸に設けられ選択的に主軸に結合される歯車群を第２駆動歯車群、第２クラッチによってカウンタ軸に対して動力継脱される管状補助カウンタ軸に固定され上記第２駆動歯車群と常時噛み合う歯車群を第２従動歯車群、この両歯車群を総称して第２歯車群と名付ける。
図９は上記第１実施形態のパワーユニット１Ａにおけるクラッチ及びシフタの選択的操作をまとめた自動変速機操作表である。 上記実施形態においては、奇数段歯車と偶数段歯車とを第１歯車群と第２歯車群とに分けて配置してあるので変速時にクラッチと選択結合手段とを同時に操作することが避けられ、スムーズな変速が可能となっている。
図１０は本発明の第２実施形態に係るパワーユニット１Ｂの説明図であり、第１実施形態のパワーユニット１Ａの変速機と第２実施形態のパワーユニット２Ｂの変速機が並べて描いてある。図にはクランク軸、トルクコンバータ、出力軸などは図示省略してある。前述の第１実施形態は、第１歯車群を奇数段歯車（１速、３速）、第２歯車群を偶数段歯車（２速、４速）によって構成したものであが、本発明の第２実施形態はこの奇数段・偶数段の歯車配置を交換して、第１歯車群を偶数段歯車（２速、４速）、第２歯車群を奇数段歯車（１速、３速）によって構成したものである。即ち、第２実施形態を詳しく述べれば第１駆動歯車群として２速駆動歯車と４速駆動歯車、第１従動歯車群として２速従動歯車と４速従動歯車、第２駆動歯車群として１速駆動歯車と３速駆動歯車、第２従動歯車群として１速従動歯車と３速従動歯車、として構成したものである。第２実施形態のパワーユニット１Ｂにおいても、偶数段歯車と奇数段歯車とを第１歯車群と第２歯車群とに分けて配置してあるので、変速時にクラッチと選択結合手段とを同時に操作することが避けられ、スムーズな変速が可能である。なお、第２実施形態においても、後進用歯車は第１実施形態に倣って設置される。
図１１は本発明の第３実施形態に係るパワーユニットの１Ｃの構成展開図である。本実施形態のパワーユニット１Ｃは、第１実施形態のパワーユニット１Ａの構成に対して、５速駆動歯車Ｍ５を、管状補助主軸23上の、後進駆動歯車Ｒ１の隣に追加固定し、５速従動歯車をカウンタ軸６に回転可能に設け、後進専用ドグクラッチＲｄの代りに、後進従動歯車と５速従動歯車とに係合するドグクラッチＲｘを設けたものである。図において、第１実施形態と機能の変わらない部材には第１実施形態と同じ符号がつけてある。本実施形態によって、５速自動変速機が可能になると共に、奇数段歯車と偶数段歯車とをそれぞれまとめて、第１歯車群と第２歯車群に分けて配置してあるので、第１実施形態の変速操作と同様に、スムーズな変速を行うことができる。本発明によれば、本実施形態の５段変速に限らず、一般に多段変速を実現することができる。
図１２は本発明の第４実施形態に係るパワーユニットの１Ｄの構成展開図である。本実施形態は、第１実施形態に示された後進用歯車群の位置を変更し、歯車Ｒ１〜Ｒ４、ドグクラッチＲｄの代りに歯車Ｓ１〜Ｓ４、ドグクラッチＳｄを設けたものである。第１実施形態と同じ機能の部材には、第１実施形態と同じ符号が付してある。主軸５に設けられた２速駆動歯車Ｍ２の前に、主軸５に対して回転可能な後進駆動歯車Ｓ１と、主軸５に対してスプライン嵌合され前後方向に移動可能なドグクラッチＳｄが設けられている。上記主軸５と平行に回転可能に支持されている後進切換用中間軸８には、上記後進駆動歯車Ｓ１に常時噛みあう後進用第１中間歯車Ｓ２と後進切換用中間軸８を介して後進用第１中間歯車Ｓ２と連動する後進用第２中間歯車Ｓ３が設けられている。管状補助カウンタ軸27の前方には、上記後進用第２中間歯車Ｓ３に常時噛合う後進従動歯車Ｓ４が固定されている。
後進を行う場合には、第１シフタ32、第２シフタ33は中立に保ち、第３シフタ34を後進側へ移動させてドグクラッチＳｄを後進駆動歯車Ｓ１に噛合わせる。この状態で第２多板クラッチ24を接続すると、車両は後進する。
以上詳述したように、本実施形態においては、次の効果がもたらされる。
（１）重量の大きいクラッチの数が、２個に減ったので、軽量の多段自動変速が可能となった。
（２）奇数段歯車と偶数段歯車とを第１歯車群と第２歯車群とに分けて配置してあるので変速時にクラッチと選択結合手段とを同時に操作することが避けられ、スムーズな変速が可能となった。
（３）歯車の選択的固定がスイッチで操作される電動モータで行われ、これによって、変速、前後進切換操作が容易になった。
（４）機械式の歯車選択用手動レバーが電動モータを作動させるスイッチに置き換えられるのでハンドル周辺のレイアウトが簡潔となった。
本発明の第１実施形態に係るパワーユニット１Ａの構成展開図である。 １速発進操作を示す図である。 １速から２速への切換操作を示す図である。 ２速クルーズ中の操作を示す図である。 ２速から３速への切換操作を示す図である。 ３速クルーズ中の操作を示す図である。 ３速から４速への切換操作を示す図である。 後進操作を示す図である。 本発明のパワーユニットにおける自動変速機操作表である。 本発明の第２実施形態に係るパワーユニット１Ｂの説明図である。 本発明の第３実施形態に係るパワーユニットの１Ｃの構成展開図である。 本発明の第４実施形態に係るパワーユニットの１Ｄの構成展開図である。 従来のパワーユニットの構成展開図である。 従来のパワーユニットにおける自動変速機操作表である。
符号の説明
Ｍ１…１速駆動歯車、Ｍ２…２速駆動歯車、Ｍ３…３速駆動歯車、Ｍ４…４速駆動歯車、Ｍｄ…ドグクラッチ、Ｃ１…１速従動歯車、Ｃ２…２速従動歯車、Ｃ３…３速従動歯車、Ｃ４…４速従動歯車、Ｃ５…５速従動歯車、Ｃｄ…ドグクラッチ、Ｃｘ…ドグクラッチ、Ｒ１…後進駆動歯車、Ｒ２…第１中間歯車、Ｒ３…第２中間歯車、Ｒ４…後進従動歯車、Ｒｄ…ドグクラッチ、Ｓ１…後進駆動歯車、Ｓ２…第１中間歯車、Ｓ３…第２中間歯車、Ｓ４…後進従動歯車、Ｓｄ…ドグクラッチ、
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…パワーユニット、２…内燃機関、３…変速機、４…クランク軸、５…主軸、６…カウンタ軸、７…出力軸、８…後進切換用中間軸、12…トルクコンバータ、13…ポンプインペラ、14…タービンランナ、15…ステータ、18…プライマリ駆動歯車、19…プライマリ従動歯車、20…第１油圧式多板クラッチ、23…管状補助主軸、24…第２油圧式多板クラッチ、27…管状補助カウンタ軸、28…カウンタ軸出力歯車、29…出力軸従動歯車、30…歯車切換装置、31…シフトドラム、32…第１シフタ、33…第２シフタ、34…第３シフタ、35…電動モータ。

Claims (5)

  1. 主軸(5)とカウンタ軸(6)とを備えた車両用自動変速機を備えるエンジンにおいて、
    前記車両用自動変速機は、
    上記主軸(5)の軸方向一端側に同心かつ回転可能に設けられた管状補助主軸(23)に固定された第１駆動歯車群(M1,M3)および同管状補助主軸(23)に固定された後進駆動歯車(R1)、
    上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に回転可能に設けられ上記第１駆動歯車群(M1,M3)と常時噛み合い選択的にカウンタ軸(6)に結合される第１従動歯車群(C1,C3)、
    上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に設けられて上記第１従動歯車群(C1,C3)の一つを選択する第１ドグクラッチ(Cd)、
    上記主軸(5)と管状補助主軸(23)との動力継脱を行うように主軸(5)の軸方向の上記一端側に設けられた第１クラッチ(20)、
    上記主軸(5)の軸方向の他端側上に回転可能に設けられ選択的に主軸(5)に結合される第２駆動歯車群(M2,M4)、
    上記主軸(5)の軸方向の他端側上に設けられて上記第２駆動歯車群(M2,M4)の一つを選択する第２ドグクラッチ(Md)、
    上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側で同心かつ回転可能に設けられた管状補助カウンタ軸(27)に固定され上記第２駆動歯車群(M2,M4)と常時噛み合う第２従動歯車群(C2,C4)、
    上記カウンタ軸(6)と管状補助カウンタ軸(27)との動力継脱を行うようにカウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側に設けられた第２クラッチ(24)、
    上記カウンタ軸(6)上に回転可能に設けられ上記後進駆動歯車(R1)と中間歯車(R3)を介して常時噛み合い選択的にカウンタ軸(6)に結合される後進従動歯車(R4)、および
    上記カウンタ軸(6)に配置されて上記後進従動歯車(R4)をカウンタ軸(6)に結合する後進用ドグクラッチ(Rd)、
    を備え、
    上記後進用ドグクラッチ(Rd)は、カウンタ軸(6)の軸方向の中程に設けられ、
    上記主軸(5)とカウンタ軸(6)はエンジンのクランク軸(4)に平行に配置され、
    上記第１駆動歯車群(M1,M3)と第１従動歯車群(C1,C3)とからなる第１歯車群と、上記第２駆動歯車群(M2,M4)と第２従動歯車群(C2,C4)とからなる第２歯車群と、のいずれか一方が奇数段歯車群を構成し、他方が偶数段歯車群を構成する
    ことを特徴とする車両用自動変速機を備えるエンジン。
  2. 上記第１ドグクラッチ(Cd)、第２ドグクラッチ(Md)および後進専用ドグクラッチ(Rd)を、選択的結合のために軸方向に移動させるべく、電動モータ(35)によって駆動されるシフタ(32,33,34)が設けられることを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機を備えるエンジン。
  3. 上記エンジンはクランク軸(4)を支持するクランクケースと、
    上記クランクケースに支持されたトルクコンバータ(12)とを備え、
    上記エンジンの動力は、上記トルクコンバータ(12)から上記主軸(5)に伝達されることを特徴とする請求項１または２記載の車両用自動変速機を備えるエンジン。
  4. 上記トルクコンバータ(12)がクランク軸(4)に支持され、クランク軸(4)には上記トルクコンバータ(12)に隣接してプライマリ駆動歯車(18)が固定され、上記主軸(5)には、プライマリ駆動歯車(18)に噛み合うプライマリ従動歯車(19)が上記一端側で固定され、上記第１クラッチ(20)は同プライマリ従動歯車(19)に軸方向で隣接して上記主軸(5)に支持されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用自動変速機を備えるエンジン。
  5. 主軸(5)とカウンタ軸(6)とを備えた車両用自動変速機を備えるエンジンにおいて、
    前記車両用自動変速機は、
    上記主軸(5)の軸方向一端側に同心かつ回転可能に設けられた管状補助主軸(23)に固定された第１駆動歯車群(M1,M3)、
    上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に回転可能に設けられ上記第１駆動歯車群(M1,M3)と常時噛み合い選択的にカウンタ軸(6)に結合される第１従動歯車群(C1,C3)、
    上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記一端側上に設けられて上記第１従動歯車群(C1,C3)の一つを選択する第１ドグクラッチ(Cd)、
    上記主軸(5)と管状補助主軸(23)との動力継脱を行うように主軸(5)の軸方向の上記一端側に設けられた第１クラッチ(20)、
    上記主軸(5)の軸方向の他端側上に回転可能に設けられ選択的に主軸(5)に結合される第２駆動歯車群(M2,M4)、
    上記主軸(5)の軸方向の他端側上に設けられて上記第２駆動歯車群(M2,M4)の一つを選択する第２ドグクラッチ(Md)、
    上記カウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側に同心かつ回転可能に設けられた管状補助カウンタ軸(27)に固定され上記第２駆動歯車群(M2,M4)と常時噛み合う第２従動歯車群(C2,C4)、
    上記カウンタ軸(6)と管状補助カウンタ軸(27)との動力継脱を行うようにカウンタ軸(6)の軸方向の上記他端側に設けられた第２クラッチ(24)、
    上記主軸(5)上に回転可能に設けられ選択的に主軸(5)に結合される後進駆動歯車(S1)、
    上記主軸(5)上に設けられて上記後進駆動歯車(S1)を選択的に上記主軸(5)に結合する後進用ドグクラッチ(Sd)、および
    上記管状補助カウンタ軸(27)に固定され上記後進駆動歯車(S1)に中間歯車(S2,S3)を介して常時噛み合う後進従動歯車(S4)、
    を備え、
    上記後進用ドグクラッチ(Sd)は、主軸(5)の軸方向の中程に設けられ、
    上記主軸(5)とカウンタ軸(6)はエンジンのクランク軸(4)に平行に配置され、
    上記第１駆動歯車群(M1,M3)と第１従動歯車群(C1,C3)とからなる第１歯車群と、上記第２駆動歯車群(M2,M4)と第２従動歯車群(C2,C4)とからなる第２歯車群と、のいずれか一方が奇数段歯車群を構成し、他方が偶数段歯車群を構成する
    ことを特徴とする車両用自動変速機を備えるエンジン。
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