JP2008039102A - デュアルクラッチ式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれクラッチと結合した２本の入力軸と、中間軸及び出力軸とを備えたデュアルクラッチ式変速機において、中間軸と出力軸との切り離しが可能なクラッチを設け、変速段の歯車列の一つを省略して変速機の軸方向の長さを短縮する。
【解決手段】デュアルクラッチ式変速機の一つの入力軸Ｓ２と出力軸Ｓ４との間に直結クラッチＣ３を設置し、かつ、中間軸Ｓ３と出力軸Ｓ４との間に、動力の伝達を断続する中間軸連結クラッチＣ４を設ける。中間軸連結クラッチＣ４を切断すると、入力軸Ｓ１から中間軸Ｓ３及び入力軸Ｓ２を経由して出力軸Ｓ４に至る変速段を構成することが可能となり、一つの歯車列を省略して変速機の長さを短縮できる。また、直結クラッチＣ３を介し入力軸から直接出力軸に動力が伝達されるときは、中間軸連結クラッチＣ４を切断して中間軸Ｓ３の回転を停止し、中間軸Ｓ３の空転に伴う潤滑油の過剰な撹拌を防ぐ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の動力伝達装置における変速機に関し、さらに詳しくは、２個のクラッチとそれぞれのクラッチに連結された２本の変速機入力軸とを備え、変速段の切換えの際にこれらのクラッチの断続を自動的に行う変速機に関するものである。

近年、車両の運転の容易化さらには運転者の疲労軽減のために、各種の自動的な車両用動力伝達装置が開発されている。トルクコンバータと遊星歯車機構を組み合わせた自動変速機がその代表的なものであり、いわゆるオートマ車（ＡＴ車）の動力伝達装置として広く普及している。自動変速機以外にも、マニュアル車（ＭＴ車）と同様な平行軸歯車機構式変速機を使用して、これと自動操作クラッチとを組み合わせ、電子制御装置により車両の走行状態に応じて自動的に変速段を切換える動力伝達装置が存在する。電子制御装置による変速段の切換えに代え、運転者の操作する変速レバーからの変速指令によって変速段を切換えるものもある。

自動変速機のトルクコンバータは流体を利用する伝動装置であって、動力伝達損失が存在し、また、遊星歯車機構及びその制御装置は複雑で高価なものである。平行軸歯車機構式変速機ではトルクコンバータの介在に伴う動力伝達損失がないから、これを使用する自動的な動力伝達装置は、自動変速機よりも車両の燃料経済性の面では優れており、変速機構の構成や制御も自動変速機に比べ簡易かつ信頼性の高いものとなる。

一方、平行軸歯車機構式変速機を使用する自動的な変速装置では、変速時の変速ショックが自動変速機よりも大きい傾向にある。平行軸歯車機構式変速機では、平行に配置された主軸とカウンタ軸に、複数の歯車列と噛み合いクラッチとが設けられており、噛み合いクラッチの変速スリーブを歯車列の一つに噛み合わせてエンジン動力を出力軸に伝達する。変速段を切換える際には、噛み合わされた変速スリーブを外した後、同期のためシンクロナイザ機構を作動させながら新たな歯車列との噛み合わせを行うが、このときには、エンジンと変速機との間のクラッチが切断され短時間エンジン動力の伝達が遮断される。これに対し、トルクコンバータを介在させた自動変速機では、変速の際にも実質的に動力伝達が遮断されないので、変速ショックが少なくスムースな変速が可能となる。

平行軸歯車機構式変速機において、変速時にも動力伝達を継続させてショックを防止するため、２個のクラッチとそれぞれのクラッチに連結された２本の変速機入力軸とを備えたデュアルクラッチ式変速機（又はツインクラッチ式変速機）と称する変速機が知られており、一例として特開平８−３２００５４号公報に開示されている。デュアルクラッチ式変速機には、図５に示すように、２重管構造をなす第１入力軸Ｓ１と第２入力軸Ｓ２が配置され、第２入力軸Ｓ２は、中空の第１入力軸Ｓ１を貫通して後方に延長されている。変速機の前方には、内側と外周側とに同心状に配置された第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が設けられ、それぞれのクラッチの入力側はエンジン出力軸に接続される。これらのクラッチは、この例では湿式多板クラッチであって、第１クラッチＣ１の出力軸は中空の第１入力軸Ｓ１と一体的に連結され、第２クラッチＣ２の出力軸は第２入力軸Ｓ２と一体的に連結される。２個のクラッチを同心状に配置する代わりに軸方向に並列して配置してもよく、湿式多板クラッチに代え乾式単板クラッチを用いてもよい。

デュアルクラッチ式変速機では、第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２と平行に中間軸（カウンタ軸）Ｓ３が設置されるとともに、変速機の後方には、車両の推進軸（プロペラシャフト）に連なる変速機の出力軸Ｓ４が配置される。中間軸Ｓ３の後端に固着された歯車は、出力軸Ｓ４に固定された歯車と噛み合って出力軸駆動歯車列ＯＧを形成し、変速時には、第１入力軸Ｓ１又は第２入力軸Ｓ２からのエンジン動力が、中間軸Ｓ３を経由して出力軸Ｓ４に伝達される。この例の変速機は、いわゆるアウトプットリダクション形式の変速機であって、出力軸駆動歯車列ＯＧにより出力軸Ｓ４の回転数は中間軸Ｓ３の回転数より低下し、出力軸Ｓ４の軸トルクが増加する。

変速を行うため、異なった減速比を有する多数の歯車列が、第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２と中間軸Ｓ３との間に配置される。この例では、変速機は前進６段と後退段とを備えており、中空の第１入力軸Ｓ１には、偶数段である２速段歯車列Ｇ２、４速段歯車列Ｇ４及び６速段歯車列Ｇ６の固定歯車が配置され、一方、第２入力軸Ｓ２には、奇数段である１速段歯車列Ｇ１及び３速段歯車列Ｇ３と、後退段歯車列ＧＲＶの固定歯車とが配置され、これらの固定歯車は、中間軸Ｓ３に遊嵌された、すなわち回転可能に嵌め込まれた対応する遊嵌歯車と噛み合っている。このように、デュアルクラッチ式変速機の各入力軸には、一つおきの変速段の歯車列が配置される。

第２入力軸Ｓ２の後端には、変速機の５速段として出力軸Ｓ４と直結させる噛み合いクラッチ式の直結クラッチＣ３が配置され、したがって、６速段は、入力軸よりも出力軸が増速されるいわゆるオーバートップの変速段となっている。中間軸Ｓ３に遊嵌される各歯車は一体的に形成されるドグ歯（ギヤスプライン）を有するとともに、中間軸Ｓ３には、２速段−４速段切換え装置Ｘ１、６速段−３速段切換え装置Ｘ２及び１速段−後退段切換え装置Ｘ３が配置される。これらの切換え装置は、平行軸歯車機構式変速機において一般的に用いられる、変速スリーブとシンクロナイザ機構等を備えた図３に示すような噛み合いクラッチとして構成されている。

このようなデュアルクラッチ式変速機においては、例えば車両が２速段で走行している状態では、第１クラッチＣ１が接続され第２クラッチＣ２は切断されており、２速段−４速段切換え装置Ｘ１が２速段歯車列Ｇ２に噛み合わされ、他の切換え装置は中立位置にある。エンジン動力は、第１クラッチＣ１に結合される第１入力軸Ｓ１から２速段歯車列Ｇ２を介して中間軸Ｓ３を駆動し、さらに、後端の出力軸駆動歯車列ＯＧを介して出力軸Ｓ４を駆動する。２速から３速に変速するときは、第１クラッチＣ１を切断し、２速段−４速段切換え装置Ｘ１の噛み合いを外して中立状態とするとともに、６速段−３速段切換え装置Ｘ２を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせて第２クラッチＣ２を接続する。変速が終了すると、エンジン動力は、第２入力軸Ｓ２から３速段歯車列Ｇ３を介して中間軸Ｓ３に伝動され、出力軸駆動歯車列ＯＧを介して出力軸Ｓ４を駆動するようになる。

デュアルクラッチ式変速機には、それぞれクラッチと結合された第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２が配置してあり、これらの入力軸は互いに独立して回転可能である。そのため、２速段から３速段への変速に際しては、第１クラッチＣ１の切断や２速段−４速段切換え装置Ｘ１の噛み合いの切り離しに先立って、６速段−３速段切換え装置Ｘ２を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせることが可能となる。このように、６速段−３速段切換え装置Ｘ２を３速の変速段に予め噛み合わせた後に、第１クラッチＣ１を切断しながら第２クラッチＣ２を接続するようにすれば、エンジン動力の伝達が実質的に遮断されることなく変速段が切換えられることとなり、変速ショックのない切換えが実現できる。また、切換え装置を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせるときにはシンクロナイザ機構を作動させるが、同期のための時間的余裕が大きいので、通常の平行軸歯車機構式変速機におけるシンクロナイザ機構と比較すると、シンクロナイザ機構に作用する摩擦力等の負荷を小さくすることができる。
特開平８−３２００５４号公報

デュアルクラッチ式変速機は、２重管構造の２本の入力軸を有し、それぞれの入力軸には奇数段と偶数段の歯車列が直列に配置され、さらにその後部には出力軸駆動歯車列が配置される。そのため、入力軸及び中間軸の長さが長大であって、各軸の両端に置かれる軸受間の距離が大きなものとなり、変速機全体の軸方向の長さが増加する。そして、長さ寸法の大きい入力軸及び中間軸を、曲げ剛性を確保しながら支持し円滑な動力伝達を行わせるには、現実的には軸の中間部に軸受を設置するなどの対策が必要であって、変速機の軸方向長さは一層増大する。車両では、変速機を搭載するためのスペースは限定されたものであるので、軸方向の長い変速機の搭載は困難となる。

また、変速機がアウトプットリダクション形式のデュアルクラッチ式変速機である場合には、中間軸の後端の出力軸駆動歯車列によって出力軸が減速されるので、中間軸は、常に出力軸よりも増速された回転数で回転する。そして、出力軸の回転数が上昇する車両の高速走行時においては、中間軸の回転数は相当の高回転数に達する。変速機のハウジング内部には潤滑油が供給されており、変速機の中間軸や歯車などは、ハウジングの底部に貯留される潤滑油に浸漬した状態で回転し、潤滑油を撹拌しつつ変速機の内部部品に潤滑油を跳ねかけている。したがって、中間軸が高速で回転すると、潤滑油が激しく撹拌されて潤滑油の温度が上昇するとともに、潤滑油の撹拌に伴い中間軸に作用する流体抵抗が増加し、変速機における動力伝達損失の増大を招く。
本発明の課題は、デュアルクラッチ式変速機の軸方向の長さを短縮し、かつ、高速走行時等における中間軸の高速回転を防止して上記の問題点を解決することにある。

上記の課題に鑑み、本発明は、２本の入力軸を備えたデュアルクラッチ式変速機において、中間軸と出力軸との連結を断続するクラッチを設けることにより、中間軸と２本の入力軸とを利用して一つの変速段を構成するとともに、中間軸の回転を停止することも可能としたものである。すなわち、本発明は、
「それぞれクラッチに結合された第１入力軸及び第２入力軸と、前記第１入力軸及び第２入力軸と平行に配置された中間軸と、出力軸とを備える変速機であって、
前記第１入力軸及び第２入力軸と前記中間軸との間には、変速段を構成する複数の歯車列が設けられ、これらの前記第１入力軸に設けられる歯車列及び前記第２入力軸に設けられる歯車列は、一つおきの変速段となっており、
前記中間軸の端部には、前記出力軸に動力を伝達する出力軸駆動歯車列が設けられるとともに、前記第２入力軸と前記出力軸との間には、動力の伝達を断続する直結クラッチが設けられ、さらに、
前記出力軸駆動歯車列には、動力の伝達を断続する中間軸連結クラッチが設けられており、変速段の一つにおいては、前記中間軸連結クラッチを切断して前記直結クラッチを接続するとともに、前記第１入力軸から一つの歯車列を介して前記中間軸に動力を伝達し、次いで、前記中間軸から前記第２入力軸の一つの歯車列を介して前記第２入力軸に動力を伝達し、前記直結クラッチにより前記出力軸に動力を伝達する」
ことを特徴とする変速機となっている。

請求項２に記載のように、前記出力軸駆動歯車列は、前記中間軸から減速して前記出力軸に動力を伝達する歯車列とすることが好ましい。

また、請求項３に記載のように、前記直結クラッチを接続して前記第２入力軸から同速で前記出力軸に動力を伝達するときは、前記中間軸連結クラッチを切断することが好ましい。

請求項４に記載のように、前記直結クラッチ及び前記中間軸連結クラッチを、シンクロナイザ機構を備えた噛み合いクラッチとすることができる。

請求項５に記載のように、前記第１入力軸を中空として、前記第２入力軸を前記第１入力軸の中空部を通過させて延長し、かつ、前記出力軸を、前記第１入力軸及び前記第２入力軸と同心に配置することができる。この場合には、請求項６に記載のように、前記第１入力軸に結合されるクラッチを、前記第２入力軸に結合されるクラッチの外周部に同心に配置することが好ましい。

そして、請求項７に記載のように、前記直結クラッチを接続して動力を伝達する前記変速段の一つは、前記出力軸の回転数が前記入力軸の回転数よりも増速されるオーバートップ段であるようにすることが好ましい。

本発明のデュアルクラッチ式変速機においては、中間軸と出力軸との間を連結する出力軸駆動歯車列に、その連結を断続する中間軸連結クラッチが設けられており、中間軸連結クラッチを切断することにより中間軸を出力軸と切り離すことができる。デュアルクラッチ式変速機には２本の入力軸が設けられているので、中間軸を出力軸と切り離すと、第１入力軸から中間軸を利用して第２入力軸に動力を伝達し、直結クラッチにより第２入力軸から出力軸に動力を伝達することが可能となる。このとき、中間軸と両方の入力軸との間に配置された複数の歯車列を適宜選択して動力伝達を行わせることにより、所望の変速比に設定した一つの変速段を得ることができる。その結果、本発明では歯車列の一つを省略できるから、変速機の変速段に対応した数の歯車列が軸方向に直列状態で配置される従来のデュアルクラッチ式変速機と比べ、変速機の軸方向の長さが短縮される。そして、入力軸及び中間軸の長さも短縮されるから、軸の曲げ剛性が増大することとなる。

請求項２の発明のように、出力軸駆動歯車列を、中間軸から減速して出力軸に動力を伝達する歯車列としたとき、つまり、デュアルクラッチ式変速機をアウトプットリダクション式の変速機としたときは、出力軸駆動歯車列によってトルクが増大されるので、動力伝達時の中間軸の軸トルクは小さくなる。そのため、中間軸の軸径や歯車の厚さ（軸方向長さ）を減少させることができ、歯車列の省略による軸の短縮と併せ、変速機はより一層軽量化されコンパクトなものとなる。

本発明のデュアルクラッチ式変速機では、出力軸駆動歯車列に中間軸連結クラッチが設置されており、請求項３の発明のように、直結クラッチを接続して第２入力軸から同速で出力軸に動力を伝達するとき、つまり、中間軸を経由せず動力伝達が行われる変速機の直結段、において中間軸連結クラッチを切断し、中間軸の回転を停止することが可能である。これにより、直結段で走行する車両の高速走行時等では、中間軸が出力軸から駆動されて空転することがない。したがって、潤滑油の激しい撹拌が防止され、その温度上昇及び変速機の伝達損失の増加を防ぐことが可能となり、さらに、中間軸の高速回転に伴う騒音の発生が防止できる。車両の動力伝達系統では、変速機の歯車や軸受等にかかる負荷を軽減するため、一般に、入力軸から直接出力軸に動力を伝達する直結段を使用する頻度が最も大きくなるように最終減速機（ファイナルギヤ）等が設計される。こうしたことから、直結段において中間軸の空転を防止することは、実用面での有効性が非常に大きい。

出力軸駆動歯車列に設置される中間軸連結クラッチとしては、湿式多板クラッチ等の摩擦クラッチを用いてもよいが、請求項４の発明のように、シンクロナイザ機構を備えた噛み合いクラッチとした場合には、動力伝達の円滑かつ確実な断続が可能となり、操作装置の構成も簡易となる。

請求項５の発明のように、第１入力軸を中空として、第２入力軸を第１入力軸の中空部を通過させて延長し、かつ、出力軸が第１入力軸及び第２入力軸と同心となるように配置したときは、デュアルクラッチ式変速機の構造がコンパクトとなり、殊に幅方向の寸法が縮小される。この場合において、請求項６の発明のように、第１入力軸に結合されるクラッチを第２入力軸に結合されるクラッチの外周部に同心に配置すると、それぞれの入力軸のクラッチを含め、構造のコンパクト化を達成できる。

出力軸駆動歯車列により出力軸と連結される中間軸の回転数は、出力軸の回転数が入力軸の回転数よりも増速されるオーバートップ段において最も大きくなる。請求項７の発明のように、直結クラッチを接続し第１入力軸から中間軸を利用して第２入力軸に動力を伝達する変速段をオーバートップ段としたときは、出力軸から切り離された中間軸の回転数は、出力軸駆動歯車列により出力軸と連結した場合に比べると大幅に低下する。したがって、オーバートップ段の走行中において中間軸連結クラッチを切断することは、中間軸の高速回転に起因する潤滑油温度の上昇の抑制等を図るうえで、有効性が最も大きなものとなる。

以下、図面によって本発明のデュアルクラッチ式変速機について説明する。図１には本発明のデュアルクラッチ式変速機の全体的な概略図を、図２には本発明の中間軸連結クラッチが置かれる出力軸駆動歯車列の近傍の詳細図を示す。図３は、変速段切換え装置の詳細図である。これらの図面においては、従来のデュアルクラッチ式変速機を示す図５の部品等に対応するものには同一の符号が付してある。

本発明のデュアルクラッチ式変速機の基礎的な構造及び作動は、図５を参照して説明した従来のデュアルクラッチ式変速機と変わりはない。すなわち、図１に示すように、同心状に配置された第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を備えており、第１クラッチＣ１は中空の第１入力軸Ｓ１と結合され、第２クラッチＣ２は第１入力軸Ｓ１を貫通して後方に延長される第２入力軸Ｓ２と結合されている。２本の入力軸と平行に中間軸Ｓ３が設置されるとともに、変速機の後方には、車両の推進軸に連なる変速機の出力軸Ｓ４が配置される。そして、第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２と中間軸Ｓ３との間には、異なった減速比を有する変速用の複数の歯車列が配置され、第２入力軸Ｓ２の後端に出力軸Ｓ４と直結する直結クラッチＣ３が設けられる。この実施例の変速機はアウトプットリダクション形式であって、中間軸Ｓ３の後端には、減速しながら中間軸Ｓ３から出力軸Ｓ４に動力を伝達する出力軸駆動歯車列ＯＧが置かれている。

本発明のデュアルクラッチ式変速機では、中間軸Ｓ３の後端に設置される出力軸駆動歯車列ＯＧに中間軸連結クラッチＣ４を設け、中間軸Ｓ３と出力軸Ｓ４とを断続可能に連結する。この中間軸連結クラッチＣ４について、図２に基づいて説明する。

出力軸駆動歯車列の小歯車ＯＧ１は中間軸Ｓ３に遊嵌され、出力軸Ｓ４にスプライン嵌合で固着された大歯車ＯＧ２と噛み合っている。小歯車ＯＧ１には、外周にドグ歯（ギヤスプライン）１１の形成された部材が圧入され一体的に結合される。図２において小歯車ＯＧ１の右方には、クラッチハブ１２が中間軸Ｓ３にスプライン嵌合で固着されており、クラッチハブ１２の外周には、ドグ歯１１と噛み合うスプライン１３を備えた摺動スリーブ１４が軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。また、ドグ歯１１と摺動スリーブ１４との間にはシンクロナイザリング１５が配置され、これらは、変速機で一般的に使用されるシンクロナイザ機構付の噛み合いクラッチを構成している。この例では、小歯車ＯＧ１を中間軸Ｓ３に遊嵌して噛み合いクラッチを設けているけれども、出力軸Ｓ４の大歯車ＯＧ２を遊嵌歯車として噛み合いクラッチを構成することもできる。

摺動スリーブ１４が図の位置にあるときは、ドグ歯１１と摺動スリーブ１４のスプライン１３との噛み合いが外れ、小歯車ＯＧ１は中間軸Ｓ３上で空転するから、中間軸Ｓ３と出力軸Ｓ４とは切断される。摺動スリーブ１４を、その外周溝に嵌め込まれた図示しないフォークによって左方に移動すると、スプライン１３がドグ歯１１と噛み合って小歯車ＯＧ１は中間軸Ｓ３と一体化され、出力軸駆動歯車列ＯＧによる動力の伝達が可能となる。摺動スリーブ１４の左方への移動は、変速機における同期機構としてよく知られているように、中間軸Ｓ３と小歯車ＯＧ１の回転が同期するまではシンクロナイザリング１５により阻止される。なお、第２入力軸Ｓ２と出力軸Ｓ４との間に設置される直結クラッチＣ３も、中間軸連結クラッチＣ４と同様な構造であり、同様な作動を行う噛み合いクラッチとなっている。

また、本発明のデュアルクラッチ式変速機では、中空の第１入力軸Ｓ１に偶数段である２速段歯車列Ｇ２、４速段歯車列Ｇ４の固定歯車が装着されるが、図５に示す従来のものとは異なり、６速段歯車列の歯車は装着されていない。第２入力軸Ｓ２には、奇数段である１速段歯車列Ｇ１及び３速段歯車列Ｇ３の歯車と、後退段の歯車列ＧＲＶとが固定される。これらの歯車は、中間軸Ｓ３に遊嵌された対応する歯車と噛み合い、それぞれの変速段の歯車列を形成する。中間軸Ｓ３に遊嵌される各歯車は一体的に形成されるドグ歯を有するとともに、中間軸Ｓ３には、２速段−４速段切換え装置Ｘ１、１速段−３速段切換え装置Ｘ４及び後退段連結クラッチＣ５が配置される。図５の従来のデュアルクラッチ式変速機は３個の切換え装置を備えているのに対し、本発明のものは、１個の切換え装置が後退段連結クラッチＣ５に代わっており、その分、構造が簡略化されることとなる。

変速段の切換え装置は、平行軸歯車機構式変速機において一般的に使用される噛み合いクラッチ式の切換え装置であるが、その構造について、２速段−４速段切換え装置Ｘ１の詳細図である図３によって説明する。
中空の第１入力軸Ｓ１には、２速段歯車列Ｇ２の固定歯車２１と４速段歯車列Ｇ４の固定歯車４１とが一体加工され、それぞれ２速段の遊嵌歯車２２と４速段の遊嵌歯車４２とに噛み合っている。両方の遊嵌歯車は一体的に取り付けられたドグ歯２３、４３を有し、それらの間にクラッチハブ２４が中間軸Ｓ３に固着される。クラッチハブ２４の外周には、ドグ歯２３、４３と噛み合うスプライン２５を備えた変速スリーブ２６が軸方向に摺動可能に嵌め込まれ、ドグ歯２３、４３と変速スリーブ２６との間にはシンクロナイザリング２７、４７がそれぞれ配置される。このような構成は、基本的には上述した中間軸連結クラッチＣ４と同じであって、変速スリーブ２６を摺動させて第１入力軸Ｓ１と中間軸Ｓ３との間の動力伝達を断続すること、接続する際にはシンクロナイザリングによる同期作用が行われることも変わりはない。ただし、変速スリーブ２６は、変速段を切換えるため図示の中立位置から左右の両方向に摺動可能であり、中立位置では動力伝達が切断され、左に移動すると２速段歯車列Ｇ２による動力伝達が、右に移動すると４速段歯車列Ｇ４による動力伝達が行われる。

次いで、本発明のデュアルクラッチ式変速機の作動について、図４も参照して説明する。図４は、オーバートップ段である６速段における本発明のデュアルクラッチ式変速機の動力伝達状態を表すものである。

車両が１速段乃至４速段で走行しているときは、出力軸駆動歯車列ＯＧの中間軸連結クラッチＣ４が接続され、エンジンの動力は、中間軸Ｓ３を経由し出力軸駆動歯車列ＯＧから出力軸Ｓ４に伝達される。例えば２速段で走行している状態では、第１クラッチＣ１が接続され第２クラッチＣ２は切断されており、２速段−４速段切換え装置Ｘ１が２速段歯車列Ｇ２に噛み合わされ、エンジン動力は、第１入力軸Ｓ１から２速段歯車列Ｇ２を介して中間軸Ｓ３を駆動し、さらに、出力軸駆動歯車列ＯＧを介して出力軸Ｓ４を駆動する。２速段から３速段に変速するときは、第１クラッチＣ１を切断し、２速段−４速段切換え装置Ｘ１の噛み合いを外して中立状態とするとともに、１速段−３速段切換え装置Ｘ４を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせて第２クラッチＣ２を接続する。第１クラッチＣ１を切断する前の時点で、１速段−３速段切換え装置Ｘ４を３速段歯車列Ｇ３に予め噛み合わせてもよい。変速が終了すると、エンジン動力は、第２入力軸Ｓ２から３速段歯車列Ｇ３を介して中間軸Ｓ３に伝動される。

このように、中間軸連結クラッチＣ４が接続される１速段乃至４速段における変速機の状態及び変速時の操作は、図５の従来のデュアルクラッチ式変速機の作動と同じであって、本発明のものでも、エンジン動力の伝達が実質的に遮断されることのない変速段の切換えを実現することができ、また、シンクロナイザ機構に作用する摩擦力等の負荷を小さくすることができるという効果が達成される。

６速段における本発明のデュアルクラッチ式変速機の作動を、図４を参照して述べる。６速段では、直結クラッチＣ３を接続して第２入力軸Ｓ２を出力軸Ｓ４に連結し、中間軸連結クラッチＣ４を切断して中間軸Ｓ３を出力軸Ｓ４と独立に回転可能とする。そして、２速段−４速段切換え装置Ｘ１を４速段歯車列Ｇ４に噛み合わせ、１速段−３速段切換え装置Ｘ４を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせるとともに、変速機前方の第１クラッチＣ１を接続して第２クラッチＣ２を切断する。

エンジン動力は、第１クラッチＣ１を経て第１入力軸Ｓ１を駆動し、４速段歯車列Ｇ４により中間軸Ｓ３を駆動する。さらに、中間軸Ｓ３の回転は、３速段歯車列Ｇ３により第２入力軸Ｓ２に伝達され、直結クラッチＣ３を介して出力軸Ｓ４に伝達される。３速段の減速比は４速段の減速比よりも大きく設定されているから、この伝達経路で回転を伝達したときは、第２入力軸Ｓ２の回転数は第１入力軸Ｓ１の回転数よりも大きくなり、オーバートップ段である６速段の速度比を得ることができる。また、このときの中間軸Ｓ３の回転数は、図５のように６速段の歯車列を介して駆動される場合と比べ大幅に低下するので、潤滑油の過剰な撹拌を抑制できることとなる。
このように、本発明のデュアルクラッチ式変速機では、出力軸駆動歯車列ＯＧに中間軸連結クラッチＣ４を設け、中間軸Ｓ３を出力軸Ｓ４と切り離すことができるので、いわゆる２重噛み合いを生じることなく、２本の入力軸と中間軸とを利用して一つの変速段を構成することが可能である。そのため、従来のデュアルクラッチ式変速機における歯車列の一つが省略され、各軸の長さ及び変速機の全長が短縮されるとともに、切換え装置も簡素化される。変速機がアウトプットリダクション形式のものであれば、中間軸等に作用するトルクは小さく、より一層小型の変速機を構成できる。

また、この実施例のデュアルクラッチ式変速機では、直結段である５速においては、直結クラッチＣ３が接続されると同時に、出力軸駆動歯車列ＯＧの中間軸連結クラッチＣ４が切断される。エンジン動力は第２クラッチＣ２から第２入力軸Ｓ２に伝えられ、直結クラッチＣ３を介して直接出力軸Ｃ４に伝達される。５速段の走行時には車両の速度が大きく、それに対応して出力軸Ｓ４の回転数も高まるが、このとき、本発明のものでは中間軸連結クラッチＣ４が切断されるので、中間軸Ｓ３が空転を起こすことはない。したがって、中間軸Ｓ３の高速回転に伴い変速機内の潤滑油が過剰に撹拌される事態が回避され、潤滑油の温度上昇や動力伝達効率の低下が防止される。また、中間軸Ｓ３の高速の空転に起因する騒音の増大も回避されることとなる。

以上詳述したように、本発明は、２本の入力軸を備え、中間軸を介して出力軸に動力を伝達するデュアルクラッチ式変速機において、中間軸と出力軸との連結を断続する中間軸連結クラッチを設け、中間軸と２本の入力軸とを利用して一つの変速段を構成するようにしたものである。上述の実施例の変速機は、入力軸の後方に同心状に出力軸を配置するものであるが、本発明は、出力軸を入力軸及び中間軸と平行に設置する変速機にも適用することができる。また、中間軸連結クラッチとして、噛み合い式クラッチに代え湿式多板クラッチ等の摩擦クラッチを採用する、あるいは、中間軸と２本の入力軸とを利用して構成する変速段を６速段以外のものとするなど、実施例に対し種々の変更が可能であることは明らかである。

本発明のデュアルクラッチ式変速機の全体的な概略図である。 本発明のデュアルクラッチ式変速機における出力軸駆動歯車列の近傍の詳細図である。 変速段切換え装置の詳細図である。 本発明のデュアルクラッチ式変速機の６速段における作動状態を示す図である。 従来のデュアルクラッチ式変速機の全体的な概略図である。

符号の説明

Ｓ１ 第１入力軸
Ｓ２ 第２入力軸
Ｓ３ 中間軸
Ｓ４ 出力軸
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ３ 直結クラッチ
Ｃ４ 中間軸連結クラッチ
Ｃ５ 後退段クラッチ
Ｇ１〜Ｇ６ 変速段歯車列
ＯＧ 出力軸駆動歯車列
Ｘ１〜Ｘ４ 変速段切換え装置
１１、２３、４３ ドグ歯（ギヤスプライン）
１４ 摺動スリーブ
２６ 変速スリーブ
１２，２４ クラッチハブ
１５，２７，４７ シンクロナイザリング

Claims (7)

1. それぞれクラッチに結合された第１入力軸及び第２入力軸と、前記第１入力軸及び第２入力軸と平行に配置された中間軸と、出力軸とを備える変速機であって、
   前記第１入力軸及び第２入力軸と前記中間軸との間には、変速段を構成する複数の歯車列が設けられ、これらの前記第１入力軸に設けられる歯車列及び前記第２入力軸に設けられる歯車列は、一つおきの変速段となっており、
   前記中間軸の端部には、前記出力軸に動力を伝達する出力軸駆動歯車列が設けられるとともに、前記第２入力軸と前記出力軸との間には、動力の伝達を断続する直結クラッチが設けられ、さらに、
   前記出力軸駆動歯車列には、動力の伝達を断続する中間軸連結クラッチが設けられており、変速段の一つにおいては、前記中間軸連結クラッチを切断して前記直結クラッチを接続するとともに、前記第１入力軸から一つの歯車列を介して前記中間軸に動力を伝達し、次いで、前記中間軸から前記第２入力軸の一つの歯車列を介して前記第２入力軸に動力を伝達し、前記直結クラッチにより前記出力軸に動力を伝達することを特徴とする変速機。
2. 前記出力軸駆動歯車列は、前記中間軸から減速して前記出力軸に動力を伝達する請求項１に記載の変速機。
3. 前記直結クラッチを接続して前記第２入力軸から同速で前記出力軸に動力を伝達するときは、前記中間軸連結クラッチが切断される請求項１又は請求項２に記載の変速機。
4. 前記中間軸連結クラッチは、シンクロナイザ機構を備えた噛み合いクラッチである請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の変速機。
5. 前記第１入力軸は中空であって、前記第２入力軸が前記第１入力軸の中空部を通過して延長されており、前記出力軸は、前記第１入力軸及び前記第２入力軸と同心に配置されている請求項１乃至請求項４に記載の変速機。
6. 前記第１入力軸に結合されるクラッチは、前記第２入力軸に結合されるクラッチの外周部に同心に配置されている請求項５に記載の変速機。
7. 前記直結クラッチを接続して動力を伝達する前記変速段の一つは、前記出力軸の回転数が前記入力段の回転数よりも増速されるオーバートップ段である請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の変速機。

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