JP2007285372A

JP2007285372A - 平行軸式変速機

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Publication number: JP2007285372A
Application number: JP2006111991A
Authority: JP
Inventors: Masanori Endo; 正典遠藤; Yoshimichi Tsubata; 義道津幡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: CN101055021A; DE102007017221B4; JP4628988B2; DE102007017221A1; CN100513823C; US20070240531A1; US7610826B2

Abstract

【課題】変速段数の割りに軸方向サイズが小さく、湿式多板クラッチの数を削減してコンパクトな構成の平行軸式変速機を提供することである。
【解決手段】入力軸の回転を中間軸に伝達する第１アイドル駆動経路と第２アイドル駆動経路を設ける。第１アイドル駆動経路は、入力軸側の回転を中間軸側にのみ伝達可能なワンウエイクラッチを含んでいる。第２アイドル駆動経路は、中間軸に回転可能に取り付けられたギヤを中間軸に連結する湿式多板クラッチを含んでいる。これにより、中間軸は第１アイドル駆動経路を介して第１の回転速度で回転され、クラッチを係合すると第２アイドル駆動経路を介して第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転される。よって、湿式多板クラッチの数よりも一つ多い変速段数を提供可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、平行に配設された複数の軸上に互に噛合し合うギヤを配置し、軸とギヤとの連結及び解除を行うことにより、軸間に形成される動力伝達経路を切り替えてギヤ比に応じた所望の変速比を得られるようにした平行軸式自動変速機に関する。

このような平行軸式変速機は、車両用変速機を始め、種々の動力機械に用いられているが、車両用変速機においては、近年車両の走行性能や環境への影響に対する要求等から変速段が増す傾向にあり、前進５段以上の変速段を有するものも実用化されている。

車両用に限らず変速機は一般に、変速段が増す程軸上に配設されたギヤ数が増えるため、全体のサイズ、特に軸方向のサイズが大きくなる傾向にある。変速機はこれが取り付けられる装置の所要のスペース内に収められることが要求されるため、変速段が増えて軸方向サイズが大きくなる場合には、様々な工夫を凝らしてコンパクト化を図る必要がある。特に、車体寸法から種々のサイズ制限が加えられている車両用変速機では、そのコンパクト化は大変重要な課題となっている。

このような平行軸式変速機の軸方向サイズを縮小する発明は従来種々なされており、例えば、入力軸と出力軸との間に、ギヤを介して入力軸により駆動されるもう一つの軸（中間軸）を介在させることにより、一つの軸上に並ぶギヤ数を減らして変速機の軸方向サイズを縮小するようにした構成が知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。

また、上記構成に加えて更に、入力軸上のギヤと噛合する出力軸上のギヤと、中間軸上のギヤと噛合する出力軸上のギヤとを同一のギヤから構成した構成も知られている（例えば、下記の特許文献２参照）。

このような構成では、異なる二つの変速段に対応する出力軸上のギヤが共用化されるため、出力軸上に並ぶギヤ数を減らすことができ、またこの共用化された出力軸上のギヤと噛合する入力軸上のギヤ及び中間軸上のギヤをほぼ同一面内に配置することができるので、軸方向サイズを大幅に縮小することができる。

また、下記の特許文献３に開示されているように、中間軸を駆動するためアイドルギヤ列を用いることは公知の技術であり、アイドルギヤ列を用いて中間軸を増やすことにより変速段の増大、軸方向サイズの短縮化が可能なことが知られている。
特開２０００−２２０７００号公報特公平７−９４８５４号公報特開２００５−５４９５８号公報

しかし、特許文献２記載のように二つの変速段同士で出力軸上のギヤを共用化する構成では、変速段が増大してきている最近の変速機については軸方向サイズの縮小化についての効果が不十分な場合があり、より大幅な縮小化を図ることができる構成が求められている。

また、特許文献３記載の平行軸式変速機は、変速段数の割りに軸方向サイズが小さく、コンパクトな構成の平行軸式変速機であるが、変速段数と同じ数の湿式多板クラッチを必要とし、構成が多少複雑になるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変速段数の割りに軸方向サイズが小さく、クラッチの数以上の変速段を提供可能な平行軸式変速機を提供することである。

本発明によると、互に平行に配置された入力軸、中間軸、アイドル軸及び出力軸と、前記入力軸に固定された共用ギヤと、前記中間軸に空転自在に設けられた中間軸第１ギヤと、ワンウエイクラッチを介して前記中間軸に固定された中間軸第２ギヤと、前記中間軸に空転自在に設けられた中間軸第３ギヤと、前記中間軸に空転自在に設けられた中間軸第４ギヤと、前記アイドル軸に設けられ、前記共用ギヤ及び前記中間軸第２ギヤに噛合する第１アイドルギヤと、前記出力軸に空転自在に設けられ、前記共用ギヤ及び前記中間軸第１ギヤに噛合する第２アイドルギヤと、前記出力軸に固定され、前記中間軸第３ギヤに噛合する出力軸第１ギヤと、前記出力軸に固定され、前記中間軸第４ギヤに噛合する出力軸第２ギヤと、前記中間軸第１ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第１クラッチと、前記中間軸第３ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第２クラッチと、前記中間軸第４ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第３クラッチとを具備し、前記共用ギヤ、前記第１アイドルギヤ、前記中間軸第２ギヤ及び前記ワンウエイクラッチで第１アイドル駆動経路を構成し、前記共用ギヤ、前記第２アイドルギヤ、前記中間軸第１ギヤ及び前記第１クラッチで第２アイドル経路を構成し、
前記第１クラッチを作動させて前記中間軸第１ギヤを前記中間軸に連結すると、前記ワンウエイクラッチが滑って前記第１アイドル駆動経路の駆動が断たれることを特徴とする平行軸式変速機が提供される。

本発明によると、中間軸経由の出力が２倍以上になることで、ギヤ段数の増加に対して変速機全長の増加を抑制することができる。また、中間軸及び／又はクラッチの数を増やすことなくギヤ段数の増加が可能となるため、変速機構成の複雑化を防止できる。

さらに、総ギヤ段数を保ったままならばクラッチやギヤの数の削減、またそれに伴い変速機の全長を短縮化することも可能であるため、特に横置き前輪駆動車への適用の場合有効である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係る平行軸式自動変速機（以下、単に変速機と称する）の第１実施形態を示している。この第１実施形態に係る変速機は、互に平行に伸びて配置された入力軸２、中間軸４及び出力軸６を有している。

入力軸２は図示しないエンジンのクランクシャフトに連結され、エンジンにより回転駆動される。入力軸２上には共用ギヤ８が固定されている。中間軸４上には右から順に第１クラッチ１０、中間軸第１ギヤ１２、中間軸第２ギヤ１４、中間軸第３ギヤ１８、第２クラッチ２０、第３クラッチ２２及び中間軸第３ギヤ２４が設けられている。

ここで、中間軸第１ギヤ１２、中間軸第３ギヤ１８及び中間軸第４ギヤ２４は中間軸４に対して空転自在（相対回転自在）に設けられており、中間軸第２ギヤ１４はワンウエイクラッチ１６を介して中間軸４に取り付けられている。

すなわち、中間軸第２ギヤ１４はワンウエイクラッチ１６のアウターレースに取り付けられており、ワンウエイクラッチ１６のインナーレースは中間軸４に固定されている。これにより、中間軸第２ギヤ１４のトルクはワンウエイクラッチ１６を介して中間軸４に伝達されるが、逆方向にはワンウエイクラッチ１６が滑ってトルクが伝達されないようになっている。

第１，第２及び第３クラッチ１０，２０，２２は、一般に知られた油圧作動ピストン型の湿式多板クラッチであるため、その説明は省略する。

出力軸６上には、右側から順にファイナルドライブギヤ３４、第２アイドルギヤ３０、出力軸第１ギヤ３６及び出力軸第２ギヤ３８が設けられている。ここで、ファイナルドライブギヤ３４、出力軸第１ギヤ３６及び出力軸第２ギヤ３８は出力軸６に対して固定して設けられており、第２アイドルギヤ３０は出力軸６に対して空転自在（相対回転自在）に設けられている。

第２アイドルギヤ３０は共用ギヤ８及び中間軸第１ギヤ１２に噛合している。出力軸第１ギヤ３６は中間軸第３ギヤ１８に噛合しており、出力軸第２ギヤ３８は中間軸第４ギヤ２４に噛合している。また、ファイナルドライブギヤ３４は図示しないファイナルドリブンギヤに噛合している。

２６は第１アイドルギヤであり、図示しない回転可能に設けられたアイドル軸に固定されている。代案として、アイドル軸を固定して設け、第１アイドルギヤ２６をアイドル軸に対して回転自在に設けるようにしてもよい。第１アイドルギヤ２６は共用ギヤ８と中間軸第２ギヤ１４に噛合している。

ここで、共用ギヤ８，第１アイドルギヤ２６、中間軸第２ギヤ１４及びワンウエイクラッチ１６でローレシオ側の第１アイドル駆動経路２８を構成し、共用ギヤ８、第２アイドルギヤ３０、中間軸第１ギヤ１２及び第１クラッチ１０でハイレシオ側の第２アイドル駆動経路３２を構成する。

以下、上述した第１実施形態の作用について説明する。第１クラッチ１０がオフの場合には、中間軸第１ギヤ１２は中間軸４に対して空転するため、入力軸２の回転が第２アイドル駆動経路３２を介して中間軸４に伝達されることはない。

この場合には、入力軸２の回転は、共用ギヤ８、第１アイドルギヤ２６、中間軸第２ギヤ１４及びワンウエイクラッチ１６からなるローレシオ側の第１アイドル駆動経路２８を介して中間軸４に伝達され、中間軸４は第１の回転速度で回転される。

よって、第３クラッチ２２を締結すると、中間軸第４ギヤ２４が中間軸４に対して固定され、出力軸第２ギヤ３８を介して出力軸６は前進１速状態で回転される。また、第３クラッチ２２をオフにして第２クラッチ２０を締結すると、中間軸第３ギヤ１８が中間軸４に対して固定される。その結果、出力軸第１ギヤ３６を介して出力軸６は前進２速状態で回転される。

一方、第１クラッチ１０を締結すると、中間軸第１ギヤ１２が中間軸４に対して固定される。よって、入力軸２の回転は、ローレシオ側の第１アイドル駆動経路２８に加えて、共用ギヤ８、第２アイドルギヤ３０、中間軸第１ギヤ１２及び第１クラッチ１０からなるハイレシオ側の第２アイドル駆動経路３２を介しても中間軸４に伝達されるため、中間軸４は第１の回転速度よりも速い第２の回転速度で回転される。

このとき、中間軸第２ギヤ１４はワンウエイクラッチ１６を介して中間軸４に取り付けられているため、ワンウエイクラッチ１６が滑り中間軸４の第２の回転速度が第１アイドルギヤ２６に伝達されることはない。

よって、第３クラッチ２２を締結することにより、中間軸第４ギヤ２４が中間軸４に対して固定され、出力軸６は前進３速の回転速度で回転される。また、第３クラッチ２２をオフにして第２クラッチ２０を締結すると、中間軸第３ギヤ１８が中間軸４に対して固定され、出力軸６は前進４速の回転速度で回転される。

上述した説明では、１速及び２速が第１アイドル駆動経路２８経由で提供され、３速及び４速が第２アイドル駆動経路３２経由で提供されるように説明したが、第１及び第２アイドル駆動経路２８，３２のギヤ比によっては、２速が第２アイドル駆動経路３２経由で提供され、３速が第１アイドル駆動経路２８経由で提供される場合もある。

次に、図２を参照して、本発明第２実施形態の平行軸式自動変速機について説明する。本実施形態は、本発明の原理を適用して前進７速、後進１速の自動変速機を構成したものである。

この平行軸式自動変速機は、互に平行に伸びて設けられた入力軸４２、第１中間軸４４、第２中間軸４６及び出力軸４８を有している。これらの軸４２，４４，４６，４８は図示しないベアリングにより回転可能に支持されている。

入力軸４２は図示しないエンジンのクランクシャフトに連結され、エンジンにより回転駆動される。入力軸４２上には、右側から順に共用ギヤ５０、入力軸第１ギヤ５２、第１クラッチ５４、第２クラッチ５６及び入力軸第２ギヤ５８が設けられている。

ここで、共用ギヤ５０は入力軸４２に対し固定されており、入力軸第１ギヤ５２及び入力軸第２ギヤ５８は入力軸４２に対して空転自在（相対回転自在）に設けられている。第１クラッチ５４及び第２クラッチ５６は、一般に良く知られた油圧作動ピストン型の湿式多板クラッチであるため、その説明は省略する。

第１中間軸４４上には、右側から順に第３クラッチ６０、第１中間軸第１ギヤ６２、第１中間軸第２ギヤ６４、第１中間軸第３ギヤ６８、第４クラッチ７０、第５クラッチ７２及び第１中間軸第４ギヤ７４が設けられている。

ここで、第１中間軸第２ギヤ６４はワンウエイクラッチ６６を介して第１中間軸４４に取り付けられている。即ち、ワンウエイクラッチ６６のアウターレースに第１中間軸第２ギヤ６４が固定され、ワンウエイクラッチ６６のインナーレースが第１中間軸４４に固定されている。

これにより、第１中間軸第２ギヤ６４のトルクはワンウエイクラッチ６６を介して第１中間軸４４に伝達されるが、逆方向にはワンウエイクラッチ６６が滑ってトルクが伝達されないようになっている。

一方、第１中間軸第１ギヤ６２、第１中間軸第３ギヤ６８及び第１中間軸第４ギヤ７４は第１中間軸４４に対して空転自在（相対回転自在）に設けられている。第３クラッチ６０、第４クラッチ７０及び第５クラッチ７２は、一般に知られた油圧作動ピストン型の湿式多板クラッチであるため、その説明は省略する。

第２中間軸４６上には、右側から順に第６クラッチ８４、第２中間軸第１ギヤ８６、第２中間軸第２ギヤ８８、選択式クラッチ９０及びリバース駆動ギヤ９２が設けられている。ここで、第２中間軸第１ギヤ８６及び第２中間軸第２ギヤ８８は第２中間軸４６に対して空転自在（相対回転自在）に設けられている。

第２中間軸第１ギヤ８６は共用ギヤ５０に噛合しており、第２中間軸第２ギヤ８８は入力軸第１ギヤ５２に噛合している。また、アイドル駆動ギヤ９２は回転可能に設けられたアイドル軸１００に固定されたアイドル従動ギヤ１０２に噛合しており、アイドル従動ギヤ１０２は入力軸第２ギヤ５８に噛合している。

選択式クラッチ９０は第２中間軸４６上を軸方向に摺動自在に設けられており、選択式クラッチ９０を右方向に移動させると、第２中間軸第２ギヤ８８が第２中間軸４６に連結され、選択式クラッチ９０を左方向に移動させると、リバース駆動ギヤ９２が第２中間軸４６に連結される。第６クラッチ８４は一般に知られた油圧作動ピストン型の湿式多板クラッチであるため、その説明は省略する。

出力軸４８上には、ファイナルドライブギヤ９４、第２アイドルギヤ８０、出力軸第１ギヤ９６及び出力軸第２ギヤ９８が設けられている。ここで、ファイナルドライブギヤ９４、出力軸第１ギヤ９６及び出力軸第２ギヤ９８は出力軸４８に対して固定して設けられ、第２アイドルギヤ８０は出力軸４８に対して空転自在（相対回転自在）に設けられている。第２アイドルギヤ８０は共用ギヤ５０及び第１中間軸第１ギヤ６２に噛合している。

出力軸第１ギヤ９６は入力軸第１ギヤ５２及び第１中間軸第３ギヤ６８に噛合している。出力軸第２ギヤ９８は入力軸第２ギヤ５８及び第１中間軸第４ギヤ７４に噛合している。また、ファイナルドライブギヤ９４は図示しないファイナルドリブンギヤに噛合している。

７６は第１アイドルギヤであり、回転可能に設けられた図示しないアイドル軸に固定されている。代案として、アイドル軸を固定して設け、第１アイドルギヤ７６をアイドル軸に対して空転自在（相対回転自在）に設けるようにしても良い。

第１アイドルギヤ７６は共用ギヤ５０及び第１中間軸第２ギヤ６４に噛合している。共用ギヤ５０、第１アイドルギヤ７６、第１中間軸第２ギヤ６４及びワンウエイクラッチ６６でローレシオ側の第１アイドル駆動経路７８を構成する。一方、共用ギヤ５０、第２アイドルギヤ８０、第１中間軸第１ギヤ６２及び第１クラッチ６０でハイレシオ側の第２アイドル駆動経路８２を構成する。

以下、本実施形態の平行軸式変速機の作用について説明する。第３クラッチ６０がオフの場合には、入力軸４２の回転は、共用ギヤ５０、第１アイドルギヤ７６、第１中間軸第２ギヤ６４及びワンウエイクラッチ６６から構成される第１アイドル駆動経路７８を介して、第１中間軸４４に伝達される。

よって、第５クラッチ７２を係合すると、第１中間軸４４の回転が、第１中間軸第４ギヤ７４及び出力軸第２ギヤ９８を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進１速の回転速度で回転される。

第５クラッチ７２をオフにして第４クラッチ７０を係合すると、第１中間軸４４の回転は、第１中間軸第３ギヤ６８及び出力軸第１ギヤ９６を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進２速の回転速度で回転される。

第３クラッチ６０を係合すると、入力軸４２の回転は、共用ギヤ５０、第２アイドルギヤ８０、第１中間軸第１ギヤ６２及び第３クラッチ６０からなる第２アイドル駆動経路８２を介して第１中間軸４４に伝達される。

この場合、第１中間軸４４は第１アイドル駆動経路７８を介した回転よりも高速で回転されるため、ワンウエイクラッチ６６が滑り、第１中間軸４４の高速回転が第１アイドル駆動経路７８に影響を及ぼすことはない。

よって、第３クラッチ６０と同時に第５クラッチ７２を係合すると、第１中間軸４４の回転は、第１中間軸第４ギヤ７４及び出力軸第２ギヤ９８を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進３速の回転速度で回転される。

次いで、第３クラッチ６０及び第４クラッチ７０が同時に係合されると、入力軸４２の回転は、第２アイドル駆動経路８２を介して第１中間軸４４に伝達され、さらに第１中間軸第３ギヤ６８及び出力軸第１ギヤ９６を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進４速の回転速度で回転される。

また、第６クラッチ８４が係合されると、入力軸４２の回転は、共用ギヤ５０及び第２中間軸第１ギヤ８６を介して第２中間軸４６に伝達され、更に選択式クラッチ９０、第２中間軸第２ギヤ８８、入力軸第１ギヤ５２及び出力軸第１ギヤ９６を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進５速の回転速度で回転される。

次いで、第２クラッチ５６が係合されると、入力軸４２の回転は、入力軸第２ギヤ５８及び出力軸第２ギヤ９８を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進６速の回転速度で回転される。

最後に、第１クラッチ５４が係合されると、入力軸４２の回転は、入力軸第１ギヤ５２及び出力軸第１ギヤ９６を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は前進７速の回転速度で回転される。

一方、リバース走行時には第６クラッチ８４が係合されるとともに選択式クラッチ９０が左方向に移動される。これにより、入力軸４２の回転は、共用ギヤ５０及び第２中間軸第１ギヤ８６を介して第２中間軸４６に伝達され、さらに、選択式クラッチ９０、リバース駆動ギヤ９２、リバース従動ギヤ１０２、入力軸第２ギヤ５８及び出力軸第２ギヤ９８を介して出力軸４８に伝達され、出力軸４８は後進方向に回転される。

このように本実施形態によると、６個の湿式多板クラッチを使用することにより、前進７速の平行軸式自動変速機を提供することができる。湿式多板クラッチの数を削減することができるため、減速機構造の簡略化及び軸方向サイズの縮小化を達成できる。

さらに、ワンウエイクラッチ６６は湿式多板クラッチに比較して安価であるため、変速段数の数に応じた湿式多板クラッチを使用する変速機に比較して、変速機の低コスト化を実現できる。

なお、第２実施形態に係る上述した１速〜７速の説明は例示的なものであり、第１アイドル駆動経路７８、第２アイドル駆動経路８２等のギヤレシオに応じて１速〜７速が他の伝達経路を取り得るものである。

本発明の第１実施形態に係る平行軸式自動変速機の構成を示すスケルトン図である。本発明の第２実施形態に係る平行軸式自動変速機の構成を示すスケルトン図である。

符号の説明

２入力軸
４第１中間軸
６出力軸
８共用ギヤ
１６ワンウエイクラッチ
２８第１アイドル駆動経路
３２第２アイドル駆動経路
４２入力軸
４４第１中間軸
４６第２中間軸
４８出力軸
５０共用ギヤ
６６ワンウエイクラッチ
７８第１アイドル駆動経路
８２第２アイドル駆動経路

Claims

互に平行に配置された入力軸、中間軸、アイドル軸及び出力軸と、
前記入力軸に固定された共用ギヤと、
前記中間軸に空転自在に設けられた中間軸第１ギヤと、
ワンウエイクラッチを介して前記中間軸に固定された中間軸第２ギヤと、
前記中間軸に空転自在に設けられた中間軸第３ギヤと、
前記中間軸に空転自在に設けられた中間軸第４ギヤと、
前記アイドル軸に設けられ、前記共用ギヤ及び前記中間軸第２ギヤに噛合する第１アイドルギヤと、
前記出力軸に空転自在に設けられ、前記共用ギヤ及び前記中間軸第１ギヤに噛合する第２アイドルギヤと、
前記出力軸に固定され、前記中間軸第３ギヤに噛合する出力軸第１ギヤと、
前記出力軸に固定され、前記中間軸第４ギヤに噛合する出力軸第２ギヤと、
前記中間軸第１ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第１クラッチと、
前記中間軸第３ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第２クラッチと、
前記中間軸第４ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第３クラッチとを具備し、
前記共用ギヤ、前記第１アイドルギヤ、前記中間軸第２ギヤ及び前記ワンウエイクラッチで第１アイドル駆動経路を構成し、
前記共用ギヤ、前記第２アイドルギヤ、前記中間軸第１ギヤ及び前記第１クラッチで第２アイドル経路を構成し、
前記第１クラッチを作動させて前記中間軸第１ギヤを前記中間軸に連結すると、前記ワンウエイクラッチが滑って前記第１アイドル駆動経路の駆動が断たれることを特徴とする平行軸式変速機。