JP2005155902A

JP2005155902A - 二重クラッチ変速機

Info

Publication number: JP2005155902A
Application number: JP2004203922A
Authority: JP
Inventors: In Chan Kim; 仁燦金; Taeseok Seo; 泰錫徐
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2005-06-16
Also published as: US7066043B2; CN1621715A; DE102004032498A1; KR20050051373A; KR100569136B1; DE102004032498B4; DE102004032498A9; US20050115344A1

Abstract

【課題】コンパクトなパッケージングが可能な二重クラッチ変速機を提供する。
【解決手段】本発明は、エンジンの回転力を受ける主入力軸；前記主入力軸の回転軸を中心に回転する第１入力軸；前記第１入力軸の外周で前記主入力軸の回転軸を中心に回転する第２入力軸；前記主入力軸の回転力を前記第１、２入力軸に選択的に伝達する第１、２クラッチ；前記第１、２入力軸のうちのいずれか一つに形成された第１、３駆動ギヤ；前記第１、２入力軸のうちの前記いずれか一つ以外の入力軸に形成された第２、４駆動ギヤ；前記第１、２、３、４駆動ギヤの回転力を選択的に変速して出力する第１出力装置；前記第１、３、４駆動ギヤの回転力を選択的に変速して出力する第２出力装置；及び前記第１出力装置及び第２出力装置に共通して連結されるディファレンシャルギヤ；を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は二重クラッチ変速機に係り、より詳しくは、長さ方向のサイズが減り、動力伝達効率が向上した二重クラッチ変速機に関する。

二重クラッチ変速機は、変速機内に二つのクラッチ機構を含む変速機を言う。
通常、二重クラッチ変速機は、エンジンから入力される回転力を二つのクラッチを利用して二つの入力軸に選択的に伝達し、この二つの入力軸上に配置されるギヤの回転力を利用して変速した後に出力する。
このような二重クラッチ変速機は、５段以上の高段変速機をコンパクトに実現するために試みられている。また、二重クラッチ変速機に用いられた二つのクラッチ、そして二重クラッチ変速機内の同期噛合機構（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を、コントローラによって制御し、このような二重クラッチ変速機は、運転者の手動変速を要しないＡＳＧ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄｓｈｉｆｔｇｅａｒ）で実現されている。

二重クラッチ変速機に用いられたクラッチは、その作動方式によって、乾式と湿式とに区分される。乾式は、エンジンと手動変速機との間に通常配置されるクラッチ機構の原理を利用する。湿式は、自動変速機内のクラッチ機構の原理を利用する。
湿式クラッチは、乾式クラッチに比べて大きなトルク容量を発揮することができる。したがって、大きな出力を発揮するエンジンには湿式クラッチが有利である。しかし、高トルクエンジンの出力トルクを伝達するためには、変速機内のギヤの幅が大きくなければならない。したがって、高トルクエンジンに適するようにデザインされる二重クラッチ変速機は、その長さの面でさらに不利になる。
特開２００４−１６８２９５号公報特開２００４−１５６７８１号公報

本発明の目的は、よりコンパクトなパッケージングが可能な二重クラッチ変速機を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による二重クラッチ変速機は、エンジンの回転力を受ける主入力軸；前記主入力軸の回転軸を中心に回転する第１入力軸；前記第１入力軸の外周で前記主入力軸の回転軸を中心に回転する第２入力軸；前記主入力軸の回転力を前記第１、２入力軸に選択的に伝達する第１、２クラッチ；前記第１、２入力軸のうちのいずれか一つに形成された第１、３駆動ギヤ；前記第１、２入力軸のうちの前記いずれか一つ以外の入力軸に形成された第２、４駆動ギヤ；前記第１、２、３、４駆動ギヤの回転力を選択的に変速して出力する第１出力装置；前記第１、３、４駆動ギヤの回転力を選択的に変速して出力する第２出力装置；及び前記第１出力装置及び第２出力装置に共通して連結されるディファレンシャルギヤ；を含むことを特徴とする。

前記第１出力装置は、前記主入力軸から設定の間隔を置いて配置される第１出力軸；前記第１、２、３、４駆動ギヤに各々噛み合って前記第１出力軸に配置される第１、２、３、４被動ギヤ；第１、３被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を前記第１出力軸に選択的に伝達する第１同期機構；及び第２、４被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を前記第１出力軸に選択的に伝達する第２同期機構；を含むのが好ましい。この時、前記ディファレンシャルギヤは、前記第１出力軸に連結される。

前記第２出力装置は、前記主入力軸から設定の間隔を置いて配置される第２出力軸；第３、４駆動ギヤに各々噛み合って前記第２出力軸に配置される第５、６被動ギヤ；前記第１駆動ギヤに噛み合う第１媒介ギヤ；前記第１媒介ギヤにアイドル軸で連結される第２媒介ギヤ；前記第２媒介ギヤに噛み合って前記第５、６被動ギヤの間の位置で第２出力軸に配置される後進被動ギヤ；前記第５被動ギヤの回転力を前記第２出力軸に選択的に伝達する第３同期機構；及び前記第６被動ギヤ及び前記後進被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を前記第２出力軸に選択的に伝達する第４同期機構を含むのが好ましい。この時、前記ディファレンシャルギヤは、前記第２出力軸に連結される。

第１、２、３、４駆動ギヤの直径は、第１駆動ギヤ、第２駆動ギヤ、第３駆動ギヤ、第４駆動ギヤの順に大きくなるのが好ましい。
前記第１、２、３、４駆動ギヤは、第３駆動ギヤ、第１駆動ギヤ、第２駆動ギヤ、第４駆動ギヤの順に配置されるのが好ましい。
前記第１、３駆動ギヤは、前記第１入力軸に形成され、前記第２、４駆動ギヤは、前記第２入力軸に形成されるのが好ましい。
前記第１入力軸上で、前記第１、３駆動ギヤは、前記第２入力軸から近い方に第１駆動ギヤが、遠い方に第３駆動ギヤが配置されるのが好ましい。
前記第２入力軸上で、前記第２、４駆動ギヤは、前記第１入力軸から近い方に第２駆動ギヤが、遠い方向に第４駆動ギヤが配置されるのが好ましい。

本発明の実施例によれば、入力軸上に単に４つの駆動ギヤだけを配置することによって、６速の前進変速段と１速の後進変速段の合せて７つの変速段を実現することができる。
したがって、前進６速の二重クラッチ変速機の長さを非常に短くすることができるとともに、前進６速の実現に要するギヤの個数が減るので、変速機の総重量を減らすことができ、変速機の生産工程が単純化される。

また、後進用のアイドル軸１５０の長さを非常に短くすることができるため、変速機の重量を減らすことができる。また、アイドル軸１５０の回転慣性を減らすことができ、変速機のトルク伝達効率を向上させることができる。
隣接した変速段への変速時に、第１、２クラッチのうちのいずれか一つは解除され、他の一つは動作する。したがって、これら二つのクラッチの制御を通じて、変速時の動力伝達が解除されないようにすることができる。
さらに、隣接した変速段の実現に必要な同期機構が互いに異なるので、現在の変速段の解除及び目標変速段の締結を独立的に制御することができる。

以下、本発明の実施例について、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施例による二重クラッチ変速機の構成ダイヤグラムである。
図１に示すように、本発明の実施例による二重クラッチ変速機は、主入力軸１０５、第１、２入力軸１１０、１２０、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２、第１、２、３、４駆動ギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、第１、２出力装置（ＯＵＴ１、ＯＵＴ２）、そしてディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）を含む。

主入力軸１０５は、エンジン１０２の回転力を伝える。
第１入力軸１１０は、主入力軸１０５の回転軸を中心に回転する。
図１では、主入力軸１０５が第１入力軸１１０の内部を貫通してオイルポンプ１９０に連結されたことを示している。これは、図１が、一例として、湿式方式でも本発明の二重クラッチ変速機が実現可能であることを示すためのものであり、本発明の保護範囲がここに示された事項に限定されると解釈されてはならない。一例として、乾式方式の二重クラッチ変速機を実現するために、第１入力軸１１０はその内部が詰まったロッド形態とすることができる。

第２入力軸１２０は、第１入力軸１１０の外周で主入力軸１０５の回転軸を中心に回転する。
第１、２クラッチＣ１、Ｃ２は、主入力軸１０５の回転力を第１、２入力軸１１０、１２０に選択的に伝達する。したがって、第１クラッチＣ１が作動すると、主入力軸１０５の回転力は第１入力軸１１０に伝達され、第２クラッチＣ２が作動すると、主入力軸１０５の回転力は第２入力軸１２０に伝達される。

第１、３駆動ギヤＧ１、Ｇ３は、第１、２入力軸１１０、１２０のうちのいずれか一つの入力軸に形成され、第２、４駆動ギヤＧ２、Ｇ４は、第１、２入力軸１１０、１２０のうちのいずれか一つの入力軸（第１、３駆動ギヤが形成された入力軸）以外の入力軸に形成される。即ち、第１、２入力軸１１０、１２０のうちのいずれか一つには第１、３駆動ギヤＧ１、Ｇ３が、他の一つには第２、４駆動ギヤＧ２、Ｇ４が形成される。

詳しくは、第１、３駆動ギヤＧ１、Ｇ３は、第１入力軸１１０に形成され、第２、４駆動ギヤＧ２、Ｇ４は、第２入力軸１２０に形成される。
さらに詳しくは、第１入力軸１１０上において、第２入力軸１２０に近い方に第１駆動ギヤＧ１が、遠い方に第３駆動ギヤＧ３が配置される。
そして、第２入力軸１２０上において、第１入力軸１１０に近い方に第２駆動ギヤＧ２が、遠い方に第４駆動ギヤＧ４が配置される。

本発明の実施例の二重クラッチ変速機において、駆動ギヤの配置構造は図１に示す通り、第３駆動ギヤＧ３、第１駆動ギヤＧ１、第２駆動ギヤＧ２、第４駆動ギヤＧ４の順に配置されることがわかる。
第１、２、３、４駆動ギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の直径は、第１駆動ギヤＧ１、第２駆動ギヤＧ２、第３駆動ギヤＧ３、第４駆動ギヤＧ４の順に大きくなるように形成される。したがって、第１、２、３、４駆動ギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は第１、２、３、４速などの連続した４つの変速段用に用いることができる。

図１に示すように、本発明の実施例による二重クラッチ変速機は、第１、２、３、４駆動ギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の回転力を選択的に変速して出力する第１出力装置（ＯＵＴ１）と、第１、３、４駆動ギヤＧ１、Ｇ３、Ｇ４の回転力を選択的に変速して出力する第２出力装置（ＯＵＴ２）とをさらに含む。
第１出力装置ＯＵＴ１及び第２出力装置（ＯＵＴ２）にはディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）が共通して連結される。

図１に示すように、第１出力装置（ＯＵＴ１）は、第１出力軸１３０、第１、２、３、４被動ギヤＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、及び第１、２同期機構Ｓ１、Ｓ２を含む。
第１出力軸１３０は、主入力軸１０５から設定の間隔を置いて配置される。第１、２、３、４被動ギヤＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、第１、２、３、４駆動ギヤに各々噛み合うように第１出力軸１３０に配置される。
第１同期機構Ｓ１は、第１、３被動ギヤＤ１、Ｄ３のうちのいずれか一つの回転力を第１出力軸１３０に選択的に伝達する。第２同期機構Ｓ２は、第２、４被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を第１出力軸１３０に選択的に伝達する。

そして、ディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）は、第１出力軸１３０の第１出力ギヤ１３５に連結される。
図１に示すように、第２出力装置（ＯＵＴ２）は、第２出力軸１４０、第５、６被動ギヤＤ５、Ｄ６、第１、２媒介ギヤＭ１、Ｍ２、後進被動ギヤＲ、そして、第３、４同期機構Ｓ３、Ｓ４を含む。

第２出力軸１４０は、主入力軸１０５から設定の間隔を置いて配置される。第５、６被動ギヤＤ５、Ｄ６は、第３、４駆動ギヤＧ３、Ｇ４に各々噛み合うように第２出力軸１４０上に配置される。
第１媒介ギヤＭ１は、第１駆動ギヤＧ１に噛み合い、第２媒介ギヤＭ２は、第１媒介ギヤＭ１にアイドル軸１５０で連結される。後進被動ギヤＲは、第５被動ギヤＤ５と第６被動ギヤＤ６との間で第２媒介ギヤＭ２に噛み合うように第２出力軸１４０上に配置される。

第３同期機構Ｓ３は、第５被動ギヤＤ５の回転力を第２出力軸１４０に選択的に伝達する。第４同期機構Ｓ４は、第６被動ギヤＤ６及び後進被動ギヤＲのうちのいずれか一つの回転力を第２出力軸１４０に選択的に伝達する。
そしてディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）は、第２出力軸１４０の第２出力ギヤ１４５に連結される。
第１、２、３、４同期機構Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の具体的な構成は、通常の手動変速機の同期機構から、当業者が明らかに理解することができる。

本発明の実施例では、第１、２、３、４同期機構Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を図１の左右側に作動させることができる第１、２、３、４アクチュエータ（図示せず）をさらに備えることができ、この時、これら第１、２、３、４アクチュエータ（図示せず）は、コントローラ（図示せず）によって駆動されるようにできる。

図１には、第１媒介ギヤＭ１と第１駆動ギヤＧ１との連結関係、そして、第２出力軸１４０とディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）との連結関係は示していない。これは、図示の便宜上、立体的に配置される第１、２入力軸１１０、１２０、第１、２出力軸１３０、１４０、アイドル軸１５０、及びディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）の配置関係を平面的に示したためである。
このような第１、２入力軸１１０、１２０、第１、２出力軸１３０、１４０、アイドル軸１５０、及びディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）の立体的な配置関係を、図２に示した。

図２は、本発明の実施例による二重クラッチ変速機の後進用のアイドル軸１５０、ディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）、第１、２入力軸１１０、１２０、及び第１、２出力軸１３０、１４０の配置関係を説明するための図面である。
図２は図１を右側から見た図面であって、回転軸の配置関係を説明するために必要な範囲内で図１に示したギヤの一部だけを示した。

図２に示すように、第１、２出力軸１３０、１４０は、第２入力軸１２０から離れた位置に配置される。
後進用のアイドル軸１５０は、第１入力軸１１０及び第２出力軸１４０と三角形をなす位置に配置され、アイドル軸１５０上の第１媒介ギヤＭ１は、第１入力軸１１０の第１駆動ギヤＧ１に連結されると共に、アイドル軸１５０上の第２媒介ギヤＭ２は第２出力軸１４０の後進被動ギヤＲに連結される。
ディファレンシャルギヤ（ＤＩＦＦ）は、第１、２出力軸１３０、１４０と三角形をなす位置に配置され、第１、２出力軸１３０、１４０の第１、２出力ギヤ１３５、１４５に共通して連結される。

このような構造の二重クラッチ変速機によれば、入力軸上に単に４つの駆動ギヤだけを配置することによって、６速の前進変速段と１速の後進変速段との合せて７つの変速段を実現することができる。
したがって、６速二重クラッチ変速機の長さを非常に短くすることができる。
また、後進用のアイドル軸１５０の長さを非常に短くすることができるので、前進時の変速機内の回転慣性を減らすことができ、後進時のトルク伝達効率が向上し、後進用のアイドル軸１５０の耐久性を向上させることができる。

以下に、図１を参照して、本発明の実施例による二重クラッチ変速機の変速過程について詳細に説明する。
第１同期機構Ｓ１が図１の右側に作動して第１クラッチＣ１を動作させると、エンジン１０２の動力が第１入力軸１１０に伝達されて第１速が実現される。
第２速への変速は、まず、第１クラッチＣ１が動作して第２クラッチＣ２が解除された状態で、第２同期機構Ｓ２が図１の左側に作動して第２被動ギヤＤ２と第１出力軸１３０とを同期速度で締結する。次に、第１クラッチＣ１が解除されて第２クラッチＣ２が動作することによって、第２速への変速が完了する。

第３速への変速は、まず、第１クラッチＣ１が解除されて第２クラッチＣ２が動作する状態で、第１同期機構Ｓ１が図１の左側に作動して第３被動ギヤＤ３と第１出力軸１３０とを同期速度で締結する。次に、第２クラッチＣ２が解除されて第１クラッチＣ１が動作することによって、第３速への変速が完了する。

第４速への変速は、まず、第１クラッチＣ１が動作して第２クラッチＣ２が解除された状態で、第２同期機構Ｓ２が図１の右側に作動して第４被動ギヤＤ４と第１出力軸１３０とを同期速度で締結する。次に、第１クラッチＣ１が解除されて第２クラッチＣ２が動作することによって、第４速への変速が完了する。

第５速への変速は、まず、第１クラッチＣ１が解除されて第２クラッチＣ２が動作する状態で、第３同期機構Ｓ３が図１の左側に作動して第５被動ギヤＤ５と第２出力軸１４０とを同期速度で締結する。次に、第２クラッチＣ２が解除されて第１クラッチＣ１が動作することによって、第５速への変速が完了する。

第６速への変速は、まず、第１クラッチＣ１が動作して第２クラッチＣ２が解除された状態で、第４同期機構Ｓ４が図１の右側に作動して第６被動ギヤＤ６と第２出力軸１４０とを同期速度で締結する。次に、第１クラッチＣ１が解除されて第２クラッチＣ２が動作することによって、第６速への変速が完了する。

後進変速段への変速は、まず、第１クラッチＣ１が解除されて第２クラッチＣ２が動作する状態で、第４同期機構Ｓ４が図１の左側に作動して後進被動ギヤＲと第２出力軸１４０とを同期速度で締結する。次に、第２クラッチＣ２が解除されて第１クラッチＣ１が動作することによって、後進変速段への変速が完了する。

このような各変速段の実現原理で、第１、２、３、４、５、６速のうちの隣接した変速段は、その実現のために動作するクラッチが交替（ａｌｔｅｒｎａｔｅ）する。また、隣接した変速段は、その実現に関係する同期機構が互いに異なる。
したがって、隣接した変速段の間で変速する時に、現在の変速段の解除及び目標変速段の締結を独立的に制御することができる。また、隣接した変速段への変速過程で解除されるクラッチの解除タイミングと、締結されるクラッチの締結タイミングとを調節することによって、半クラッチ状態など手動変速機で運転者が操作することができる各種操作形態を実現することができる。

以上で本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術的範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明の実施例による二重クラッチ変速機の構成ダイヤグラムである。本発明の実施例による二重クラッチ変速機の後進用アイドル軸、ディファレンシャルギヤ、第１、２入力軸、及び第１、２出力軸の配置関係を説明するための図面である。

符号の説明

１０５主入力軸
１１０、１２０第１、２入力軸
１３０、１４０第１、２出力軸
１３５、１４５第１、２出力ギヤ
１５０後進用のアイドル軸
１９０オイルポンプ
Ｃ１、Ｃ２第１、２クラッチ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４第１、２、３、４駆動ギヤ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６第１、２、３、４、５、６被動ギヤ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４第１、２、３、４同期機構
ＯＵＴ１、ＯＵＴ２第１、２出力装置
ＤＩＦＦディファレンシャルギヤ

Claims

エンジンの回転力を受ける主入力軸；
前記主入力軸の回転軸を中心に回転する第１入力軸；
前記第１入力軸の外周で前記主入力軸の回転軸を中心に回転する第２入力軸；
前記主入力軸の回転力を前記第１、２入力軸に選択的に伝達する第１、２クラッチ；
前記第１、２入力軸のうちのいずれか一つに形成された第１、３駆動ギヤ；
前記第１、２入力軸のうちの前記いずれか一つ以外の入力軸に形成された第２、４駆動ギヤ；
前記第１、２、３、４駆動ギヤの回転力を選択的に変速して出力する第１出力装置；
前記第１、３、４駆動ギヤの回転力を選択的に変速して出力する第２出力装置；及び
前記第１出力装置及び第２出力装置に共通して連結されるディファレンシャルギヤ；
を含むことを特徴とする二重クラッチ変速機。
前記第１出力装置は、
前記主入力軸から設定の間隔を置いて配置される第１出力軸；
前記第１、２、３、４駆動ギヤに各々噛み合って前記第１出力軸に配置される第１、２、３、４被動ギヤ；
第１、３被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を前記第１出力軸に選択的に伝達する第１同期機構；及び
第２、４被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を前記第１出力軸に選択的に伝達する第２同期機構；
を含み、
前記ディファレンシャルギヤは、前記第１出力軸に連結されることを特徴とする請求項１に記載の二重クラッチ変速機。
前記第２出力装置は、
前記主入力軸から設定の間隔を置いて配置される第２出力軸；
第３、４駆動ギヤに各々噛み合って前記第２出力軸に配置される第５、６被動ギヤ；
前記第１駆動ギヤに噛み合う第１媒介ギヤ；
前記第１媒介ギヤにアイドル軸で連結される第２媒介ギヤ；
前記第２媒介ギヤに噛み合って前記第５、６被動ギヤの間の位置で第２出力軸に配置される後進被動ギヤ；
前記第５被動ギヤの回転力を前記第２出力軸に選択的に伝達する第３同期機構；及び
前記第６被動ギヤ及び前記後進被動ギヤのうちのいずれか一つの回転力を前記第２出力軸に選択的に伝達する第４同期機構；
を含み、
前記ディファレンシャルギヤは、前記第２出力軸に連結されることを特徴とする請求項２に記載の二重クラッチ変速機。
第１、２、３、４駆動ギヤの直径は、第１駆動ギヤ、第２駆動ギヤ、第３駆動ギヤ、第４駆動ギヤの順に大きくなることを特徴とする請求項３に記載の二重クラッチ変速機。
前記第１、２、３、４駆動ギヤは、第３駆動ギヤ、第１駆動ギヤ、第２駆動ギヤ、第４駆動ギヤの順に配置されることを特徴とする請求項４に記載の二重クラッチ変速機。
前記第１、３駆動ギヤは、前記第１入力軸に形成され、
前記第２、４駆動ギヤは、前記第２入力軸に形成されることを特徴とする請求項４に記載の二重クラッチ変速機。
前記第１入力軸上で、前記第１、３駆動ギヤは、前記第２入力軸から近い方に第１駆動ギヤが、遠い方に第３駆動ギヤが配置されることを特徴とする請求項６に記載の二重クラッチ変速機。
前記第２入力軸上で、前記第２、４駆動ギヤは、前記第１入力軸から近い方に第２駆動ギヤが、遠い方向に第４駆動ギヤが配置されることを特徴とする請求項６に記載の二重クラッチ変速機。
前記第２入力軸上で、前記第２、４駆動ギヤは、前記第１入力軸から近い方に第２駆動ギヤが、遠い方に第４駆動ギヤが配置されることを特徴とする請求項７に記載の二重クラッチ変速機。