JP2006275116A - 歯車式変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速時に、出力軸からの出力を連続的にさせるようにする歯車式変速装置が、簡単な構成で得られるようにする。
【解決手段】 歯車式変速装置５は、原動機３からの駆動力により回転可能とされる駆動軸１０と、この駆動軸１０に第１クラッチ１１により断接可能とされる第１入力軸１２と、駆動軸１０に第２クラッチ１３により断接可能とされる第２入力軸１４と、第１入力軸１２と駆動力を外部に出力する出力軸１８とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置２２と、第２入力軸１４と出力軸１８とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置３０とを備える。また、歯車式変速装置５は、駆動軸１０から第１、第２入力軸１２，１４に向かってのみ駆動力を伝達可能とするワンウェイクラッチ３８と、このワンウェイクラッチ３８の従動側４０を第１、第２入力軸１２，１４のいずれか一方の入力軸に選択的に接続可能とする切換装置４２とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等に用いられる歯車式変速装置に関し、より詳しくは、原動機側から出力軸への動力伝達が、変速時に一時的に切断されないようにして、上記出力軸からの出力が連続的になされるようにした歯車式変速装置に関するものである。

上記歯車式変速装置には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、歯車式変速装置は、原動機からの駆動力により回転可能とされる駆動軸と、この駆動軸に第１クラッチにより断接可能とされる第１入力軸と、上記駆動軸に第２クラッチにより断接可能とされる第２入力軸と、上記第１入力軸と上記駆動力を外部の車輪側に出力する出力軸とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置と、上記第２入力軸と上記出力軸とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置と、上記第１クラッチの従動側から第１入力軸に向かってのみ駆動力を伝達可能とする第１ワンウェイクラッチと、上記第２クラッチの従動側から第２入力軸に向かってのみ駆動力を伝達可能とする第２ワンウェイクラッチとを備えている。

上記歯車式変速装置において、例えば、第１クラッチの接続状態では、上記原動機の駆動力は、上記駆動軸、第１クラッチ、第１ワンウェイクラッチ、第１入力軸、および第１変速歯車装置を介し出力軸に伝達され、この出力軸から出力される。これにより、上記第１変速歯車装置に基づく第１の変速状態が得られる。

上記第１の変速状態から上記第２変速歯車装置に基づく第２の変速状態に変速させようとする場合には、上記第１クラッチを切断状態にさせる一方、第２クラッチを接続状態にさせればよい。ところで、この変速時において、仮に、上記第１クラッチを切断状態にし、これから少し遅れた後、上記第２クラッチを接続状態にさせたとする。すると、この時間遅れの間、上記原動機側から出力軸への動力伝達は一時的に切断される。このため、上記変速時には出力軸からの出力が不連続になって、好ましくない。

そこで、上記変速操作は次のようになされる。即ち、上記変速時には、第１クラッチを接続状態にした第１の変速状態のままで、上記第２クラッチを接続状態にさせる。すると、上記原動機の駆動力は、上記したように、第１クラッチを介し上記出力軸に伝達される一方、上記駆動軸、第２クラッチ、第２ワンウェイクラッチ、第２入力軸、および第２変速歯車装置を介し上記出力軸に伝達され、この出力軸から出力される。次に、上記第１クラッチを切断状態にさせれば、上記第１の変速状態に連続して上記第２変速歯車装置に基づく第２の変速状態が得られる。そして、このようにすれば、変速時、原動機側から出力軸への動力伝達が一時的に切断される、ということは防止され、この出力軸からの出力は連続的になされる。

なお、上記したように変速操作時に、第１クラッチを接続状態にした第１の変速状態のままで、上記第２クラッチを接続状態にさせると、この第２クラッチを介して上記出力軸に伝達された駆動力が上記第１ワンウェイクラッチを介し上記第１クラッチに伝達されようとする。そして、この伝達が生じた場合には、上記歯車式変速装置はロック状態となって機能しなくなる。しかし、この伝達は、上記第１ワンウェイクラッチが空転することにより防止される。よって、上記のように第１、第２クラッチが一時的に同時に接続状態にされたとしても、歯車式変速装置がロック状態になることは防止される。この結果、上記したように、変速時に、出力軸からの出力は連続的になされる。

特開昭５８−２２５２４６号公報

ところで、上記したように、従来の技術の歯車式変速装置では、変速時に、出力軸からの出力を連続的にさせるために、上記第１、第２ワンウェイクラッチを設けているが、構成が複雑なワンウェイクラッチを上記のように複数設けたことにより、上記歯車式変速装置の構成が全体として複雑になりがちである。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、変速時に、出力軸からの出力を連続的にさせるようにする歯車式変速装置が、簡単な構成で得られるようにすることである。

請求項１の発明は、原動機３からの駆動力により回転可能とされる駆動軸１０と、この駆動軸１０に第１クラッチ１１により断接可能とされる第１入力軸１２と、上記駆動軸１０に第２クラッチ１３により断接可能とされる第２入力軸１４と、上記第１入力軸１２と上記駆動力を外部に出力する出力軸１８とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置２２と、上記第２入力軸１４と上記出力軸１８とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置３０とを備えた歯車式変速装置において、
上記駆動軸１０から上記第１、第２入力軸１２，１４に向かってのみ駆動力を伝達可能とするワンウェイクラッチ３８と、このワンウェイクラッチ３８の従動側４０を上記第１、第２入力軸１２，１４のいずれか一方の入力軸に選択的に接続可能とする切換装置４２とを備えたものである。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、原動機からの駆動力により回転可能とされる駆動軸と、この駆動軸に第１クラッチにより断接可能とされる第１入力軸と、上記駆動軸に第２クラッチにより断接可能とされる第２入力軸と、上記第１入力軸と上記駆動力を外部に出力する出力軸とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置と、上記第２入力軸と上記出力軸とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置とを備えた歯車式変速装置において、
上記駆動軸から上記第１、第２入力軸に向かってのみ駆動力を伝達可能とするワンウェイクラッチと、このワンウェイクラッチの従動側を上記第１、第２入力軸のいずれか一方の入力軸に選択的に接続可能とする切換装置とを備えている。

ここで、上記第１クラッチを接続状態にさせると、上記原動機の駆動力は、上記駆動軸、第１クラッチ、第１入力軸、および第１変速歯車装置を順次介して上記出力軸に伝達され、この出力軸から出力される。これにより、上記第１変速歯車装置に基づく第１の変速状態が得られる。また、この後、次の変速に備えて、予め、上記切換装置により上記駆動軸を第１入力軸に接続させておく。

そして、上記第１変速歯車装置に基づく第１の変速状態から上記第２変速歯車装置に基づく第２の変速状態に変速させようとする場合には、まず、上記第１クラッチを切断状態にさせる。この状態では、上記駆動軸からワンウェイクラッチと切換装置とを介して第１入力軸に駆動力が伝達されており、上記した第１の変速状態が維持されている。

そこで、上記第２クラッチを接続状態にさせる。すると、上記原動機からの駆動力は、駆動軸、第２クラッチ、第２入力軸、および第２変速歯車装置を順次介して上記出力軸に伝達される。このため、上記第１の変速状態に連続して第２の変速状態が得られる。そして、この第２の変速状態に基づく駆動力が上記出力軸から出力される。

ここで、上記したように、第１の変速状態から第２の変速状態に変速させたとき、この第２の変速状態で、上記原動機側から第２クラッチを介し出力軸に伝達された駆動力が上記第１変速歯車装置、切換装置、およびワンウェイクラッチを介して駆動軸に逆伝達されようとする。そして、この逆伝達が生じた場合には、上記歯車式変速装置はロック状態となって機能しなくなる。しかし、この逆伝達は、上記ワンウェイクラッチの駆動側に対し従動側が空転することにより防止される。つまり、上記歯車式変速装置がロック状態になることが防止される。

上記の結果、上記第１の変速状態から第２の変速状態への変速時に、原動機側から出力軸への動力伝達が一時的に切断される、ということは防止される。また、この変速時に、歯車式変速装置がロック状態になることも防止される。このため、上記出力軸からの出力は、上記ロック状態の発生を回避しつつ、連続的になされることとなって好ましい。

そして、上記したように、変速時に、出力軸からの出力を連続的にさせるようにする歯車式変速装置は、従来の技術のように複数のワンウェイクラッチを要することなく、単一のワンウェイクラッチで足りる。このため、上記ワンウェイクラッチが従来よりも少なくて足りる分、上記歯車式変速装置は、簡単な構成で得られる。また、このように歯車式変速装置の部品点数が少なくなる分、この歯車式変速装置を小型化できる。

本発明の歯車式変速装置に関し、変速時に、出力軸からの出力を連続的にさせるようにする歯車式変速装置が、簡単な構成で得られるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、歯車式変速装置は、原動機からの駆動力により回転可能とされる駆動軸と、この駆動軸に第１クラッチにより断接可能とされる第１入力軸と、上記駆動軸に第２クラッチにより断接可能とされる第２入力軸と、上記第１入力軸と上記駆動力を外部に出力する出力軸とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置と、上記第２入力軸と上記出力軸とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置とを備えている。上記駆動軸から上記第１、第２入力軸に向かってのみ駆動力を伝達可能とするワンウェイクラッチと、このワンウェイクラッチの従動側を上記第１、第２入力軸のいずれか一方の入力軸に選択的に接続可能とする切換装置とを備えている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図１に従って説明する。

図１において、符号１は自動車で例示される車両である。この車両１は、その車体に懸架される左右車輪２と、これら車輪２を駆動可能とさせるエンジンである原動機３と、上記左右車輪２を互いに連動連結させる差動装置４と、上記原動機３と差動装置４とを連動連結させる歯車式変速装置５とを備えている。この歯車式変速装置５は、電子的に制御されて自動的に変速動作をする自動式のものである。

上記歯車式変速装置５は、その外殻を構成して車体に支持されるハウジング８と、上記原動機３からの駆動力により軸心９回りに回転可能となるよう上記ハウジング８に支持される駆動軸１０と、上記軸心９上に位置して、上記駆動軸１０に対し第１クラッチ１１により断接可能とされる第１入力軸１２と、上記軸心９上に位置して、上記駆動軸１０に対し第２クラッチ１３により断接可能とされる第２入力軸１４とを備えている。上記第１、第２入力軸１２，１４は、いずれも円筒形状をなして上記駆動軸１０に外嵌している。また、上記第１、第２入力軸１２，１４は、上記第１、第２クラッチ１１，１３の間に配置されている。また、これら第１、第２クラッチ１１，１３は摩擦式のものである。

上記歯車式変速装置５は、上記軸心９と平行な他の軸心１７回りに回転可能となるよう上記ハウジング８に支持される出力軸１８を備えている。この出力軸１８と上記差動装置４とを互いに連動連結される歯車式終減速装置１９が設けられている。上記出力軸１８は、上記原動機３側からの駆動力を入力する一方、この駆動力を上記終減速装置１９を介し上記差動装置４に向けて出力する。

上記第１入力軸１２と出力軸１８とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置２２が設けられている。この第１変速歯車装置２２は、上記軸心９回りで上記第１入力軸１２と共に回転する第１速駆動歯車２３と、上記他の軸心１７回りで上記出力軸１８に対し相対回転し、上記第１速駆動歯車２３と噛合する第１速従動歯車２４と、上記軸心９回りで上記第１入力軸１２と共に回転する第３速駆動歯車２５と、上記他の軸心１７回りで上記出力軸１８に対し相対回転し、上記第３速駆動歯車２５と噛合する第３速従動歯車２６と、上記出力軸１８と共に回転し、この出力軸１８に上記第１速従動歯車２４と第３速従動歯車２６とのいずれか一方を選択的に接続可能とする第１切換クラッチ２７とを備えている。

上記第２入力軸１４と出力軸１８とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置３０が設けられている。この第２変速歯車装置３０は、上記軸心９回りで上記第２入力軸１４と共に回転する第２速駆動歯車３１と、上記他の軸心１７回りで上記出力軸１８に対し相対回転し、上記第２速駆動歯車３１と噛合する第２速従動歯車３２と、上記軸心９回りで上記第２入力軸１４と共に回転する第４速駆動歯車３３と、上記他の軸心１７回りで上記出力軸１８に対し相対回転し、上記第４速駆動歯車３３と噛合する第４速従動歯車３４と、上記出力軸１８と共に回転し、この出力軸１８に上記第２速従動歯車３２と第４速従動歯車３４とのいずれか一方を選択的に接続可能とする第２切換クラッチ３５とを備えている。

上記駆動軸１０から上記第１、第２入力軸１２，１４に向かってのみ駆動力を伝達可能とする単一のワンウェイクラッチ３８が設けられている。このワンウェイクラッチ３８は、上記軸心９上に位置している。このワンウェイクラッチ３８の駆動側３９は、上記駆動軸１０と共に回転することとされ、上記駆動側３９から従動側４０に向かってのみ駆動力が伝達可能とされている。このワンウェイクラッチ３８の従動側４０を、上記第１、第２入力軸１２，１４のいずれか一方の入力軸に選択的に接続可能とする切換装置４２が設けられている。

その他、４４はオイルポンプである。

図１中実線の車両１の状態は、上記第１クラッチ１１、第２クラッチ１３、第１切換クラッチ２７、第２切換クラッチ３５、および切換装置４２が全て切断状態とされた中立状態を示している。この中立状態では、上記原動機３からの駆動力はいずれの車輪２にも伝達されない。

上記中立状態から第１速状態（１ｓｔ）に変速させようとする場合には、まず、上記第１切換クラッチ２７により出力軸１８に第１速従動歯車２４を接続させる（図１中、一点鎖線）。次に、上記第１クラッチ１１を接続状態にさせる。すると、上記原動機３からの駆動力は、上記駆動軸１０、第１クラッチ１１、第１入力軸１２、第１速駆動歯車２３、第１速従動歯車２４、および第１切換クラッチ２７を順次介して上記出力軸１８に伝達される。これにより、上記歯車式変速装置５には、上記第１変速歯車装置２２に基づく第１の変速状態（１ｓｔ，３ｒｄ）のうちの第１速状態（１ｓｔ）が得られる。

そして、上記したように駆動力を与えられた上記出力軸１８から、その駆動力が終減速装置１９および差動装置４を介して各車輪２に出力される。すると、これら車輪２が走行面上を転動して、車両１が走行させられる。また、この後、次の変速に備えて、予め、上記切換装置４２により、上記ワンウェイクラッチ３８の従動側４０を上記第１入力軸１２に接続させておく（図１中、一点鎖線）。

次に、上記第１変速歯車装置２２に基づく第１の変速状態の第１速状態から上記第２変速歯車装置３０に基づく第２の変速状態（２ｎｄ，４ｔｈ）のうちの第２速状態（２ｎｄ）に変速（シフトアップ）させようとする場合には、まず、この第２変速歯車装置３０の第２切換クラッチ３５により、上記出力軸１８に第２速従動歯車３２を接続させる（図１中、破線図示）。次に、上記第１クラッチ１１を切断状態にさせる。この状態では、上記駆動軸１０からワンウェイクラッチ３８と切換装置４２とを介して第１入力軸１２に駆動力が伝達されており、上記した第１の変速状態の第１速状態が維持されている。

そこで、おもむろに、上記第２クラッチ１３を接続状態にさせる。すると、上記原動機３からの駆動力は、上記駆動軸１０、第２クラッチ１３、第２入力軸１４、第２速駆動歯車３１、第２速従動歯車３２、および第２切換クラッチ３５を順次介して上記出力軸１８に伝達される。このため、上記第１の変速状態の第１速状態に連続して第２の変速状態の第２速状態が得られる。そして、この第２速状態に基づく駆動力が上記出力軸１８から終減速装置１９および差動装置４を介して各車輪２に出力される。すると、これら車輪２が走行面上を転動して、車両１が走行させられる。

ここで、上記したように、第１速状態から第２速状態に変速させたとき、この変速の前後で、上記各車輪２の転動速度（車両１の速度）に大きな変化はない。その一方、上記第１速状態における駆動軸１０の回転数（例えば、４０００ｒ．ｐ．ｍ）よりも、第２速状態における駆動軸１０の回転数（例えば、２０００ｒ．ｐ．ｍ）の方が遅くなる。このため、上記第１速状態から第２速状態に変速させたとき、この第２速状態で、上記原動機３側から第２クラッチ１３を介し出力軸１８に伝達された駆動力が上記第１変速歯車装置２２、切換装置４２、およびワンウェイクラッチ３８を介して駆動軸１０に逆伝達されようとする。そして、この逆伝達が生じた場合には、上記歯車式変速装置５はロック状態となって機能しなくなる。しかし、この逆伝達は、上記ワンウェイクラッチ３８の駆動側３９に対し従動側４０が空転することにより防止される。つまり、上記歯車式変速装置５がロック状態になることが防止される。ここで、上記切換装置４２により、上記ワンウェイクラッチ３８の従動側４０を上記第２入力軸１４に接続させる（図１中、破線図示）。

上記の結果、上記第１の変速状態のうちの第１速状態から第２の変速状態のうちの第２速状態への変速時に、原動機３側から出力軸１８への動力伝達が一時的に切断される、ということは防止される。また、この変速時に、歯車式変速装置５がロック状態になることも防止される。このため、上記出力軸１８からの出力は、上記ロック状態の発生を回避しつつ、連続的になされることとなって好ましい。

そして、上記したように、変速時に、出力軸１８からの出力を連続的にさせるようにする歯車式変速装置５は、従来の技術のように複数のワンウェイクラッチ３８を要することなく、単一のワンウェイクラッチ３８で足りる。このため、上記ワンウェイクラッチ３８が従来よりも少なくて足りる分、上記歯車式変速装置５は、簡単な構成で得られる。また、このように歯車式変速装置５の部品点数が少なくなる分、この歯車式変速装置５を小型化できる。

一方、上記第２速状態から第１速状態に変速（シフトダウン）させようとする場合には、上記第２クラッチ１３を切断状態にする一方、上記第１クラッチ１１を接続状態とし、上記切換装置４２により、上記ワンウェイクラッチ３８の従動側４０を上記第１入力軸１２に接続させればよい（図１中、一点鎖線）。

その他の変速（シフトアップ、シフトダウン）は、上記と同様の操作により達成される。

なお、上記各変速状態では、上記第１クラッチ１１と第２クラッチ１３のうち、少なくともいずれか一方が接続状態とされている。また、上記第１切換クラッチ２７と第２切換クラッチ３５のうち、上記第１、第２クラッチ１１，１３のうちの接続状態のクラッチに対応するものが接続状態とされる。このため、車両１の減速時には、上記車輪２側から原動機３に動力伝達が行なわれて、エンジンブレーキの作用が得られる。

歯車式変速装置を搭載した車両の簡略線図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車輪
３ 原動機
５ 歯車式変速装置
８ ハウジング
９ 軸心
１０ 駆動軸
１１ 第１クラッチ
１２ 第１入力軸
１３ 第２クラッチ
１４ 第２入力軸
１７ 他の軸心
１８ 出力軸
２２ 第１変速歯車装置
３０ 第２変速歯車装置
３８ ワンウェイクラッチ
３９ 駆動側
４０ 従動側
４２ 切換装置

Claims (1)

1. 原動機からの駆動力により回転可能とされる駆動軸と、この駆動軸に第１クラッチにより断接可能とされる第１入力軸と、上記駆動軸に第２クラッチにより断接可能とされる第２入力軸と、上記第１入力軸と上記駆動力を外部に出力する出力軸とを互いに連動連結させる第１変速歯車装置と、上記第２入力軸と上記出力軸とを互いに連動連結させる第２変速歯車装置とを備えた歯車式変速装置において、
   上記駆動軸から上記第１、第２入力軸に向かってのみ駆動力を伝達可能とするワンウェイクラッチと、このワンウェイクラッチの従動側を上記第１、第２入力軸のいずれか一方の入力軸に選択的に接続可能とする切換装置とを備えたことを特徴とする歯車式変速装置。

Images