JP2010071353A - Gear type multi-stage transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載される歯車式多段変速機に関するものである。 The present invention relates to a gear type multi-stage transmission mounted on a vehicle or the like.
従来、同軸上に配置した入力軸及び出力軸を備え、入力軸から入力された回転駆動力を変速して出力軸から出力する歯車式多段変速機としては、入力軸に設けた入力ギアに噛み合う入力側変速ギアと、出力軸に設けた出力ギアに噛み合う出力側変速ギアとを設けたカウンタ軸を備えたものが知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, as a gear type multi-stage transmission having an input shaft and an output shaft arranged on the same axis and shifting the rotational driving force input from the input shaft and outputting it from the output shaft, it meshes with an input gear provided on the input shaft. There has been known one provided with a counter shaft provided with an input side transmission gear and an output side transmission gear meshing with an output gear provided on the output shaft (for example, Patent Document 1).
従来の歯車式多段変速機では、一つのカウンタ軸に変速段に対応する複数の入力側変速ギアと出力側変速ギアを設け、複数の入力側変速ギアのうちのいずれかを選択的にカウンタ軸に係合することで所望の変速段を得る。
しかしながら、従来の歯車式多段変速機にあっては、一つのカウンタ軸に複数の変速段に対応する複数の入力側変速ギアを設けているため、変速段を増加するにしたがってカウンタ軸が長くなり、トランスミッションケースが軸方向に大型化するという問題があった。 However, in the conventional gear-type multi-stage transmission, since a plurality of input-side transmission gears corresponding to a plurality of shift stages are provided on one counter shaft, the counter shaft becomes longer as the shift stage is increased. There was a problem that the transmission case was enlarged in the axial direction.
また、複数の入力側変速ギアが同軸上に位置しているので、複数の入力側変速ギアのうちのいずれかを選択的にカウンタ軸に係合するクラッチを入力側変速ギア間に配置しなければならず、クラッチ配置のレイアウトの自由度が低くなっていた。さらに、変速ギア間に配置されるクラッチは油圧クラッチや噛み合いクラッチに限られ、電磁クラッチ等を用いることができない問題もあった。 In addition, since the plurality of input side transmission gears are coaxially positioned, a clutch that selectively engages one of the plurality of input side transmission gears with the counter shaft must be disposed between the input side transmission gears. In other words, the degree of freedom in the layout of the clutch arrangement was low. Further, the clutch disposed between the transmission gears is limited to a hydraulic clutch or a meshing clutch, and there is a problem that an electromagnetic clutch or the like cannot be used.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、変速段の増加に拘らずトランスミッションケースの軸方向の寸法増大を抑制すると共に、レイアウト及び係合要素選択の自由度の向上を図ることができる歯車式多段変速機を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and can suppress an increase in the axial dimension of the transmission case regardless of an increase in the shift speed, and can improve the flexibility of layout and engagement element selection. It is an object of the present invention to provide a gear type multi-stage transmission that can be used.
上記目的を達成するため、本発明では、トランスミッションケースに対し回転可能に支持した入力軸及び出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間に介装したギア変速機構とを備え、前記ギア変速機構のトルク伝達経路を選択することにより複数の変速段を得る歯車式多段変速機において、
前記入力軸と前記出力軸とを同軸上に配置すると共に、前記入力軸に設けた入力ギアと前記出力軸に設けた出力ギアとのギア径を異ならせた設定にし、
前記同軸配置による入出力軸の外周位置に、前記複数の変速段のそれぞれに対応して複数のカウンタ軸を配置し、
前記トランスミッションケースに対し回転可能に支持した前記カウンタ軸のそれぞれに、前記入力ギアと噛み合う入力側変速ギアと、前記出力ギアと噛み合う出力側変速ギアとを設け、
前記入力側変速ギアと前記出力側変速ギアとのどちらか一方の変速ギアと、前記カウンタ軸とを断接する係合要素を、前記複数のカウンタ軸にそれぞれ設けたことを特徴としている。
To achieve the above object, the present invention comprises an input shaft and an output shaft that are rotatably supported by a transmission case, and a gear transmission mechanism interposed between the input shaft and the output shaft. In a geared multi-stage transmission that obtains a plurality of shift stages by selecting a torque transmission path of the mechanism,
The input shaft and the output shaft are arranged coaxially, and the input gear provided on the input shaft and the output gear provided on the output shaft are set to have different gear diameters,
A plurality of counter shafts are arranged corresponding to each of the plurality of shift stages at the outer peripheral position of the input / output shaft by the coaxial arrangement,
Each of the counter shafts rotatably supported with respect to the transmission case is provided with an input side transmission gear that meshes with the input gear, and an output side transmission gear that meshes with the output gear,
Each of the plurality of counter shafts is provided with an engagement element for connecting or disconnecting either the transmission gear of the input side transmission gear or the output side transmission gear and the counter shaft.
よって、本発明の歯車式多段変速機にあっては、複数の変速段のそれぞれに対応する複数のカウンタ軸が入出力軸の外周位置に配置され、各カウンタ軸のそれぞれに、入力側変速ギアと、出力側変速ギアと、このうち一方の変速ギアとカウンタ軸とを断接する係合要素とが設けられた。
すなわち、複数の変速団のそれぞれに対応する複数の入力側変速ギア及び複数の出力側変速ギアは、入出力軸を取り巻く外周位置に位置して軸方向に並ぶことない。そのため、変速段を増加するために入力側変速ギア及び出力側変速ギアを増やしても、軸方向寸法をそのままの長さに維持することができる。また、一つのカウンタ軸に入力側変速ギアと出力側変速ギアと係合要素とがそれぞれ一つずつ設けられているため、この係合要素を変速ギア間に配置する必要がない。さらにこの係合要素はどのようなものであっても用いることができる。
この結果、変速段の増加に拘らずトランスミッションケースの軸方向の寸法増大を抑制すると共に、レイアウト及び係合要素選択の自由度の向上を図ることができる。
Therefore, in the gear type multi-stage transmission of the present invention, a plurality of counter shafts corresponding to each of the plurality of gear speeds are arranged at the outer peripheral position of the input / output shaft, and each of the counter shafts has an input side transmission gear. And an output side transmission gear and an engagement element for connecting and disconnecting one of the transmission gears and the counter shaft.
That is, the plurality of input-side transmission gears and the plurality of output-side transmission gears corresponding to each of the plurality of transmission groups are positioned in the outer peripheral position surrounding the input / output shaft and are not aligned in the axial direction. Therefore, even if the input-side transmission gear and the output-side transmission gear are increased in order to increase the gear position, the axial dimension can be maintained as it is. Further, since one input side transmission gear, one output side transmission gear, and one engagement element are provided on each counter shaft, it is not necessary to dispose the engagement elements between the transmission gears. Furthermore, any engagement element can be used.
As a result, it is possible to suppress an increase in the axial dimension of the transmission case regardless of an increase in the gear position, and to improve the degree of freedom in layout and engagement element selection.
以下、本発明の歯車式多段変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1及び実施例2に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing the gear type multi-stage transmission of the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は、実施例1の歯車式多段変速機を適用したモータアシスト機構を有するフルトレーラトラックを示す外観図である。図2は、実施例1の歯車式多段変速機を示す一部破断斜視図である。図3は、実施例1の歯車式多段変速機の構成を示すスケルトン図である。図4(a)は、実施例1の歯車式多段変速機の入力軸をエンジン側から見たときの説明図であり、図4(b)は、実施例1の歯車式多段変速機の出力軸をエンジン側から見たときの説明図である。図5は、実施例1の歯車式多段変速機を適用したモータアシスト機構を示すシステム図である。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an external view showing a full trailer track having a motor assist mechanism to which the gear type multi-stage transmission of the first embodiment is applied. FIG. 2 is a partially broken perspective view showing the gear-type multi-stage transmission according to the first embodiment. FIG. 3 is a skeleton diagram illustrating the configuration of the gear-type multi-stage transmission according to the first embodiment. 4A is an explanatory diagram when the input shaft of the gear type multi-stage transmission of the first embodiment is viewed from the engine side, and FIG. 4B is an output of the gear type multi-stage transmission of the first embodiment. It is explanatory drawing when a shaft is seen from the engine side. FIG. 5 is a system diagram illustrating a motor assist mechanism to which the gear type multi-stage transmission according to the first embodiment is applied.
実施例1の歯車式多段変速機を適用したモータアシスト機構を有する車両であるフルトレーラトラック1は、図1に示すように、トラクター2と、トレーラ3と、モータアシスト機構100とを備えている。トラクター2は、エンジン(主駆動源)を搭載して自走可能な牽引車であり、後部に牽引装置2aを備えている。トレーラ3は、トラクター2に牽引される非牽引車であり、ブレーキ機構を有すると共に前部に牽引装置2aに接続する被牽引装置3aを備えている。モータアシスト機構100は、トレーラ3の一対の前輪4aと一対の後輪4bとの間に搭載され、発進時に変速を伴ってトレーラ3の駆動アシストを行う。このモータアシスト機構100は、図5に示すように、モータジェネレータMGと、インバータINVと、バッテリBATと、歯車式多段変速機10と、モータアシストコントローラ101とを有している。
A
歯車式多段変速機10は、図2及び図3に示すように、ギアボックス(トランスミッションケース)11と、入力軸20(図4(a)に示す軸心をOinとする)と、出力軸30(図4(b)に示す軸心をOoutとする)と、複数の変速段(ここでは1速段〜3速段)のそれぞれに対応した複数のカウンタ軸、すなわち1速段に対応した1速カウンタ軸40(図4(a),(b)に示す軸心をO1とする)と、2速段に対応した2速カウンタ軸50(図4(a),(b)に示す軸心をO2とする)と、3速段に対応した3速カウンタ軸60(図4(a),(b)に示す軸心をO3とする)と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the gear-type
入力軸20は、ギアボックス11内に一端部が挿入され、ギアボックス11から突出した他端部がモータジェネレータMGのロータにダンパーを介して接続する。この入力軸20は、ギアボックス11に対しベアリング12aを介して回転可能に支持されている。ギアボックス11内に挿入された入力軸20の一端部には、複数の変速段(ここでは1速段〜3速段)のそれぞれに対応してギア径が異なる1速入力ギア21と、2速入力ギア22と、3速入力ギア23とが一体的に形成されている。なお、この1速入力ギア21、2速入力ギア22、3速入力ギア23は、順にギア径が大きくなっている。
出力軸30は、ギアボックス11内に一端部が挿入され、ギアボックス11から突出した他端部がプロペラシャフトPSに接続する。なお、図5に示すように、プロペラシャフトPSには、ディファレンシャルDFを介して左後輪(アシスト駆動輪)4bに接続した左ドライブシャフトDSLと、右後輪(アシスト駆動輪)4bに接続した右ドライブシャフトDSRとが接続されている。出力軸30は、ギアボックス11内に挿入された一端部に、軸方向に延びると共に入力軸20が挿入される円筒部31が形成されている。この円筒部31に入力軸20が挿入されることにより、入力軸20と出力軸30とは同軸上に配置される。また、入力軸20と円筒部31とは、ベアリング13a,13bを介して相対的に回転可能になり、さらに円筒部31は、ギアボックス11に対しベアリング12bを介して回転可能に支持されている。そして、円筒部31には、出力ギア32が一体的に形成されている。この出力ギア32は、複数の変速段(ここでは1速段〜3速段)に拘らず一定のギア径となっており、1速入力ギア21、2速入力ギア22、3速入力ギア23よりもギア径が大きくなっている。すなわち、全ての入力ギア21〜23と出力ギア32とはギア径が異なっている。
One end of the
さらに、ギアボックス11から突出した出力軸30の端部位置には、係合時に入力軸20と出力軸30とを直結する直結クラッチ(直結係合要素)34が設けられている。この直結クラッチ34は電磁クラッチであり、ギアボックス11の外部位置であるプロペラシャフト側面11aに固定されている。そして、直結クラッチ34により係合した入力軸20と出力軸30とは、直結段を得る際のトルク伝達経路となる。
Further, a direct coupling clutch (direct coupling element) 34 that directly couples the
1速カウンタ軸40は、同軸配置による入力軸20及び出力軸30の外周位置に配置され(図4(a),(b)参照)、ギアボックス11に対しベアリング14a,14bを介して回転可能に支持されている。この1速カウンタ軸40には、1速入力ギア21に噛み合う1速入力側変速ギア41が固定され、出力ギア32に噛み合う1速出力側変速ギア42が遊嵌されている。さらに、ギアボックス11から突出した1速カウンタ軸40の端部位置には、1速出力側変速ギア42と1速カウンタ軸40とを断接する1速クラッチ43が設けられている。この1速クラッチ43は電磁クラッチであり、ギアボックス11の外部位置であるプロペラシャフト側面11aに固定されている。そして、この1速入力側変速ギア41、1速カウンタ軸40、1速出力側変速ギア42は、一速段を得る際のトルク伝達経路となる。
The first
2速カウンタ軸50は、同軸配置による入力軸20及び出力軸30の外周位置に配置され(図4(a),(b)参照)、ギアボックス11に対しベアリング15a,15bを介して回転可能に支持されている。この2速カウンタ軸50には、2速入力ギア22に噛み合う2速入力側変速ギア51が固定され、出力ギア32に噛み合う2速出力側変速ギア52が遊嵌されている。さらに、ギアボックス11から突出した2速カウンタ軸50の端部位置には、2速出力側変速ギア52と2速カウンタ軸50とを断接する2速クラッチ53が設けられている。この2速クラッチ53は電磁クラッチであり、ギアボックス11の外部位置であるプロペラシャフト側面11aに固定されている。そして、この2速入力側変速ギア51、2速カウンタ軸50、2速出力側変速ギア52は、2速段を得る際のトルク伝達経路となる。
The 2-
3速カウンタ軸60は、同軸配置による入力軸20及び出力軸30の外周位置に配置され(図4(a),(b)参照)、ギアボックス11に対しベアリング16a,16bを介して回転可能に保持されている。この3速カウンタ軸60には、3速入力ギア23に噛み合う3速入力側変速ギア61が固定され、出力ギア32に噛み合う3速出力側変速ギア62が遊嵌されている。さらに、ギアボックス11から突出した3速カウンタ軸60の端部位置には、3速出力側変速ギア62と3速カウンタ軸60とを断接する3速クラッチ63が設けられている。この3速クラッチ63は電磁クラッチであり、ギアボックス11の外部位置であるプロペラシャフト側端面11aに固定されている。そして、この3速入力側変速ギア61、3速カウンタ軸60、3速出力側変速ギア62は、3速段を得る際のトルク伝達経路となる。
The 3-
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻きつけられた同期型モータジェネレータであり、モータアシストコントローラ101からの制御指示に基づいて、インバータINVにより作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリBATからの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし(以下、この状態を「力行」と呼ぶ)、ロータが後輪4bから回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリBATを充電することもできる(以下、この状態を「回生」と呼ぶ)。
Motor generator MG is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator. Based on a control instruction from motor assist
モータアシストコントローラ101は、トラクター2におけるシフト位置を検出するシフト位置スイッチ102と、トラクター2におけるブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ103と、トラクター2におけるアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ104と、トラクター2における車速VSPを検出する車速センサ105からの情報を入力する。そして、発進条件の成立を判断したときや発電条件の成立を判断したときには、モータジェネレータMGのモータ動作点(Nm,Tm)を制御する指示をインバータINVに出力する。また、上記車速VSPに基づいて1速クラッチ43、2速クラッチ53、3速クラッチ63、直結クラッチ34の少なくともいずれかを断接する指示を出力する。なお、このモータアシストコントローラ101では、バッテリBATの充電状態を表すバッテリSOCをインバータINVを介して監視していて、このバッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いられる。
The
図6(a)は、実施例1のモータアシスト機構のモータアシストコントローラにて実行される、モータアシスト走行処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。 FIG. 6A is a flowchart showing the flow of the motor assist travel process executed by the motor assist controller of the motor assist mechanism of the first embodiment. Each step will be described below.
ステップS1では、フルトレーラトラック1が発進する発進条件が成立するか否かを判断し、YES(発進条件成立)の場合はステップS2へ移行し、NO(発進条件非成立)の場合はステップS1を繰り返す。ここで、発進条件が成立するか否かは、トラクター2においてDレンジを選択し、ブレーキ解除操作されると共に、アクセル開度APOがゼロ以上か否かにより判断する。なお、Dレンジを選択しているか否かはシフト位置スイッチ102の入力により判断し、ブレーキ解除操作されたか否かはブレーキスイッチ103の入力により判断し、アクセル開度APOがゼロ以上か否かはアクセル開度センサ104の入力により判断する。
In step S1, it is determined whether or not a start condition for starting the
ステップS2では、ステップS1での発進条件成立との判断に続き、モータジェネレータMGに給電して電動機として動作させると同時に、1速クラッチ43をON操作して1速出力側変速ギア42と1速カウンタ軸40とを係合し、ステップ3へ移行する。
In step S2, following the determination that the start condition is satisfied in step S1, the motor generator MG is powered to operate as an electric motor, and at the same time, the
ステップS3では、ステップS2でのモータジェネレータMGの駆動と1速クラッチ43の作動に続き、車速VSPが設定値V1以上であるか否かを判断し、YES(車速VSPが設定値V1以上)の場合はステップS4へ移行し、NO(車速VSPが設定値V1未満)の場合はステップS2を維持する。ここで、車速VSPは車速センサ105の入力により判断する(以下同じ)。なお、ここでは例えばV1=10km/hに設定する。
In step S3, following the driving of the motor generator MG and the operation of the
ステップS4では、ステップS3での車速VSPが設定値V1以上との判断に続き、1速クラッチ43をOFF操作して1速出力側変速ギア42と1速カウンタ軸40とを遮断し、2速クラッチ53をON操作して2速出力側変速ギア52と2速カウンタ軸50とを係合し、ステップ5へ移行する。
In step S4, following the determination that the vehicle speed VSP is greater than or equal to the set value V1 in step S3, the first-
ステップS5では、ステップS3での1速クラッチ43と2速クラッチ53との掛け変え制御に続き、車速VSPが設定値V2以上であるか否かを判断し、YES(車速VSPが設定値V2以上)の場合はステップS6へ移行し、NO(車速VSPが設定値V2未満)の場合はステップS4を維持する。なお、ここでは例えばV2=20km/hに設定する。
In step S5, following the switching control between the
ステップS6では、ステップS5での車速VSPが設定値V2以上との判断に続き、2速クラッチ53をOFF操作して2速出力側変速ギア52と2速カウンタ軸50とを遮断し、3速クラッチ63をON操作して3速出力側変速ギア62と3速カウンタ軸60とを係合し、ステップ7へ移行する。
In step S6, following the determination that the vehicle speed VSP is greater than or equal to the set value V2 in step S5, the
ステップS7では、ステップS6での2速クラッチ53と3速クラッチ63との掛け変え制御に続き、車速VSPが設定値V3以上であるか否かを判断し、YES(車速VSPが設定値V3以上)の場合はステップS8へ移行し、NO(車速VSPが設定値V3未満)の場合はステップS6を維持する。なお、ここでは例えばV3=30km/hに設定する。
In step S7, following the switching control between the
ステップS8では、ステップS7での車速VSPが設定値V3以上との判断に続き、3速クラッチ63をOFF操作して3速出力側変速ギア62と3速カウンタ軸60とを遮断し、直結クラッチ34をON操作して入力軸20と出力軸30とを係合し、ステップ9へ移行する。
In step S8, following the determination that the vehicle speed VSP is greater than or equal to the set value V3 in step S7, the
ステップS9では、ステップS8での3速クラッチ63と直結クラッチ34との掛け変え制御に続き、車速VSPが設定値V4以上であるか否かを判断し、YES(車速VSPが設定値V4以上)の場合はステップS10へ移行し、NO(車速VSPが設定値V4未満)の場合はステップS8を維持する。なお、ここでは例えばV4=40km/hに設定する。
In step S9, following the switching control between the
ステップS10では、ステップS9での車速VSPが設定値V4以上との判断に続き、モータジェネレータMGへの給電を停止すると同時に、直結クラッチ34をOFF操作して入力軸20と出力軸30とを遮断し、リターンへ移行する。
In step S10, following the determination that the vehicle speed VSP is greater than or equal to the set value V4 in step S9, the power supply to the motor generator MG is stopped, and at the same time, the
図6(b)は、実施例1のモータアシスト機構のモータアシストコントローラにて実行される、走行発電処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。 FIG. 6B is a flowchart showing the flow of the traveling power generation process executed by the motor assist controller of the motor assist mechanism of the first embodiment. Each step will be described below.
ステップS11では、フルトレーラトラック1がモータアシストされずに走行しているか否かを判断し、YES(モータアシストなく走行中)の場合はステップS12へ移行し、NO(停止又はモータアシスト中)の場合はステップS11を繰り返す。
In step S11, it is determined whether or not the
ステップS12では、ステップS11でのモータアシストなく走行中との判断に続き、トラクター2においてブレーキ操作時であるか否かを判断し、YES(ブレーキ操作時)の場合はステップS15へ移行し、NO(ブレーキ非操作)の場合はステップS13へ移行する。ここで、ブレーキ操作時であるか否かは、ブレーキスイッチ103の入力により判断する。
In step S12, following the determination that the vehicle is traveling without motor assist in step S11, it is determined whether or not the
ステップS13では、ステップS12でのブレーキ非操作との判断に続き、トラクター2においてアクセル戻し操作時であるか否かを判断し、YES(アクセル戻し操作時)の場合はステップS15へ移行し、NO(アクセル非戻し操作)の場合はステップS14へ移行する。ここで、アクセル戻し操作時であるか否かは、アクセル開度センサ104の入力により判断する。
In step S13, following the determination that the brake is not operated in step S12, it is determined whether or not the
ステップS14では、ステップS13でのアクセル非戻し操作との判断に続き、トラクター2においてシフトダウン操作時であるか否かを判断し、YES(シフトダウン操作時)の場合はステップS15へ移行し、NO(シフトダウン非操作)の場合はステップS18へ移行する。ここで、シフトダウン操作時であるか否かは、シフト位置スイッチ102の入力により判断する。
In step S14, following the determination of the accelerator non-return operation in step S13, it is determined whether or not the
ステップS15では、ステップS12でのブレーキ操作時との判断、又はステップS13でのアクセル戻し操作時との判断、又はステップS14でのシフトダウン操作時との判断に続き、バッテリSOCがフル状態であるか否かを判断し、YES(バッテリSOC full)の場合はステップS18へ移行し、NO(バッテリSOC full以下)の場合はステップS16へ移行する。ここで、バッテリSOCがフル状態であるか否かは、インバータINVからの入力により判断する。 In step S15, the battery SOC is full following the determination of the brake operation in step S12, the determination of the accelerator return operation in step S13, or the shift down operation in step S14. If YES (battery SOC full), the process proceeds to step S18. If NO (battery SOC full or less), the process proceeds to step S16. Here, whether or not the battery SOC is full is determined by an input from the inverter INV.
ステップS16では、ステップS15でのバッテリSOC full以下との判断に続き、発電制御を実行し、ステップS17へ移行する。ここで、発電制御は、直結クラッチ34をON操作して入力軸20と出力軸30とを係合すると共に、制動エネルギーを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリBATの充電のために使用することで実行する。
In step S16, following the determination that the battery SOC is full or less in step S15, power generation control is executed, and the process proceeds to step S17. Here, in the power generation control, the
ステップS17では、ステップS16での発電制御の実行に続き、トラクター2において減速中であるか否かを判断し、YES(減速中)の場合はステップS15へ戻り、NO(非減速)の場合はステップS18へ移行する。ここで、減速中であるか否かは、車速センサ105の入力により判断する。
In step S17, following execution of power generation control in step S16, it is determined whether or not the
ステップS18では、ステップS14でのシフトダウン非操作、又はステップS15でのバッテリSOC fullとの判断、又はステップS17での減速中との判断に続き、発電制御を終了し、リターンへ移行する。ここで、発電制御は、直結クラッチ34をOFF操作して入力軸20と出力軸30とを遮断し、後輪4bの回転力によってモータジェネレータMGのロータが回転しないようにすることで終了する。
In step S18, the power generation control is terminated following the determination that the downshift is not operated in step S14, the determination that the battery SOC is full in step S15, or the determination that the vehicle is decelerating in step S17. Here, the power generation control is ended by turning off the direct coupling clutch 34 to shut off the
次に、作用を説明する。
実施例1の歯車式多段変速機10における作用を、「軸方向寸法抑制作用」、「レイアウト自由度向上作用」、「係合要素選択自由度向上作用」、「モータアシスト走行作用」、「走行発電作用」に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The effects of the gear-type
[軸方向寸法抑制作用]
通常、ギア変速機構は、入力軸に設けた入力ギアに噛み合うカウンタ軸に設けた入力側変速ギアと、出力軸に設けた出力ギアに噛み合う上記カウンタ軸に設けた出力側変速ギアとを備えている。そして、入力軸から入力したトルクは、入力ギアからギア変速機構である入力側変速ギア、カウンタ軸、出力側変速ギアと伝達され、出力ギアを介して出力軸から変速されて出力される。つまり、入力側変速ギア、カウンタ軸、出力側変速ギアがトルク伝達経路となり、変速段ごとに異なるトルク伝達経路を選択することで、複数の変速段を得ることができる。
[Axial dimension suppression effect]
Usually, the gear transmission mechanism includes an input-side transmission gear provided on a counter shaft that meshes with an input gear provided on an input shaft, and an output-side transmission gear provided on the counter shaft that meshes with an output gear provided on an output shaft. Yes. The torque input from the input shaft is transmitted from the input gear to the input-side transmission gear, which is a gear transmission mechanism, the counter shaft, and the output-side transmission gear, and is output from the output shaft via the output gear. That is, the input side transmission gear, the counter shaft, and the output side transmission gear serve as torque transmission paths, and a plurality of speed stages can be obtained by selecting different torque transmission paths for each speed stage.
このとき、一つのカウンタ軸に複数の変速段に対応して複数の入力側変速ギアと複数の出力側変速ギアとを設けた場合では、複数の入力側変速ギアと複数の出力側変速ギアとが同軸上に並設される。一方、変速段を増加させるには異なるトルク伝達経路が必要となるので、変速段ごとに異なる入力側変速ギア及び出力側変速ギアが必要である。すなわち、入力側変速ギアと出力側変速ギアとを同軸上に並列した場合では、変速段の増加に伴って入力側変速ギア及び出力側変速ギアの並列長さが長くなり、その結果カウンタ軸の軸長が長くなって、これを支持するトランスミッションケースの軸方向長さも長くなる。 At this time, when a plurality of input-side transmission gears and a plurality of output-side transmission gears are provided on one counter shaft corresponding to a plurality of gear positions, a plurality of input-side transmission gears, a plurality of output-side transmission gears, Are arranged on the same axis. On the other hand, since different torque transmission paths are required to increase the shift speed, a different input-side transmission gear and output-side transmission gear are required for each shift speed. That is, in the case where the input side transmission gear and the output side transmission gear are arranged in parallel on the same axis, the parallel length of the input side transmission gear and the output side transmission gear becomes longer as the shift speed increases, and as a result, the counter shaft The axial length increases, and the axial length of the transmission case that supports the axial length also increases.
これに対し、実施例1の歯車式多段変速機10においては、同軸配置した入力軸20と出力軸30の外周位置に、1速から3速までの複数の変速段にそれぞれ対応して1速カウンタ軸40、2速カウンタ軸50、3速カウンタ軸60を配置し、それぞれのカウンタ軸40,50,60に入力側変速ギア41,51,61と、出力側変速ギア42,52,62とを設けた構成とした。言い換えると、変速段ごとに異なるカウンタ軸40,50,60を設けると共に、各カウンタ軸40,50,60に変速段に対応する入力側変速ギア41,51,61と出力側変速ギア42,52,62とを一つずつ設ける構成を採用した。
On the other hand, in the gear type
このため、入力側変速ギア41,51,61はそれぞれ入力軸20を囲む外周位置に配置され、出力側変速ギア42,52,62はそれぞれ出力軸30を囲む外周位置に配置され、各変速ギアが軸方向に並列することがない。そのため、ギアボックス11の軸方向長さは、少なくとも入力ギア21〜23のギア幅と出力ギア32のギア幅との合計分確保すればよく、各変速ギアのギア幅はギアボックス11の軸方向長さに寄与しない。さらに、変速段を増加する場合では、この増加する変速段に対応する入力側変速ギア及び出力側変速ギアを入力軸20、出力軸20の外周位置に配置するので、他の変速ギアと同じ軸方向位置に新たな変速ギアを追加することができる。これにより、変速段の増加に拘らずトランスミッションケースの軸方向長さを抑制することができる。
For this reason, the input side transmission gears 41, 51, 61 are arranged at outer peripheral positions surrounding the
特に、実施例1の歯車式多段変速機10においては、一速入力ギア21、2速入力ギア22、3速入力ギア23は、1速〜3速の変速段のそれぞれに対してギア径を異ならせ、出力ギア32は、変速段に拘らず一定のギア径にする構成を採用した。
In particular, in the gear type
このため、低速段に対応するカウンタ軸(ここでは1速カウンタ軸40、2速カウンタ軸50)を入出力軸20,30の径方向近傍に配置することができ、ギアボックス11の径方向寸法の短縮化を図ることができる。さらに、伝達トルクの比較的小さい入力ギア21〜23を変速段に対応してギア径を異ならせたので、伝達トルクが大きくギア幅が広い出力ギア32のギア径を変速段に対応して異ならせる場合よりも、ギアボックス11の軸方向寸法の増大を抑制することができる。
Therefore, the counter shaft corresponding to the low speed stage (here, the first
なお、複数の変速段のそれぞれに対応して出力ギアのギア径を異ならせてもよい。すなわち、入力ギアと出力ギアのウチ少なくとも一方のギアを、複数の変速段のそれぞれに対応してギア径を異ならせたものでは、ギアボックス11の径方向寸法増大を抑制しつつ、ギア比を大きく取ることができる。特に、入力ギア及び出力ギアの両ギアを複数の変速段のそれぞれに対応してギア径を異ならせる場合には、ギア比を大きく取ることができ、変速幅を拡大することができる。
Note that the gear diameter of the output gear may be varied corresponding to each of the plurality of shift speeds. In other words, when at least one of the input gear and the output gear has a different gear diameter corresponding to each of the plurality of shift stages, the gear ratio can be increased while suppressing an increase in the radial dimension of the
[レイアウト自由度向上作用]
一つのカウンタ軸に複数の変速段に対応して複数の入力側変速ギアと複数の出力側変速ギアとを設けた場合には、例えば複数の入力側変速ギアのいずれかを選択的にカウンタ軸に係合することで、変速段に応じて異なるトルク伝達経路を選択する。このとき、複数の入力側変速ギアを選択的にカウンタ軸に係合させるクラッチ(係合要素)は、入力側変速ギア間に配置しなければならず、クラッチの位置が限定的になってしまう。
[Action to improve layout flexibility]
When a plurality of input side transmission gears and a plurality of output side transmission gears are provided corresponding to a plurality of shift speeds on one counter shaft, for example, any one of the plurality of input side transmission gears is selectively used as the counter shaft. By engaging with, different torque transmission paths are selected according to the shift speed. At this time, a clutch (engaging element) that selectively engages the plurality of input side transmission gears with the counter shaft must be disposed between the input side transmission gears, and the position of the clutch is limited. .
これに対し、実施例1の歯車式多段変速機10においては、1速から3速までの複数の変速段にそれぞれ対応して配置した1速カウンタ軸40、2速カウンタ軸50、3速カウンタ軸60のそれぞれに出力側変速ギア42,52,62と各カウンタ軸40,50,60とを断接する係合要素である1速クラッチ43、2速クラッチ53、3速クラッチ63を設けた構成を採用した。
On the other hand, in the gear type
このため、各クラッチ43,53,63は、それぞれ出力側変速ギア42,52,62を一つずつ断接させるので、各カウンタ軸40,50,60の端部位置に設けたり、変速ギア間に設けたりすることができる。これにより、クラッチレイアウトの自由度を向上させることができる。
For this reason, each clutch 43, 53, 63 connects and disconnects the output side transmission gears 42, 52, 62 one by one, so that it is provided at the end position of each
[係合要素選択自由度向上作用]
変速ギア間に配置されたクラッチ(係合要素)としては、ギアに使用するオイルの影響により油圧クラッチや噛み合いクラッチに限られ、電磁クラッチ等を用いることができない。
[Effects to improve engagement element selection flexibility]
The clutch (engagement element) disposed between the transmission gears is limited to a hydraulic clutch or a meshing clutch due to the influence of oil used for the gear, and an electromagnetic clutch or the like cannot be used.
これに対し、実施例1の歯車式多段変速機10においては、上述の通り各カウンタ軸40,50,60のそれぞれに1速クラッチ43、2速クラッチ53、3速クラッチ63を設けた構成を採用したため、各クラッチとして油圧式クラッチや噛み合いクラッチに加えて電磁クラッチを用いることが可能となる。これにより、係合要素の選択の自由度を向上させることができる。
On the other hand, in the gear type
特に、実施例1の歯車式多段変速機10において、各クラッチ43,53,63を各カウンタ軸40,50,60の端部位置であって、ギアボックス11の外部位置に設けた構成を採用した。
In particular, the gear-type
このため、ギアボックス11内の湿室空間と、ギアボックス11外の乾室空間とを切り分けることができ、電磁クラッチである各クラッチ43,53,63の配線や取付を容易に行うことができると共に、各クラッチ43,53,63のメンテナンス性の向上を図ることができる。
For this reason, the wet chamber space in the
加えて、実施例1の歯車式多段変速機10においては、入力軸20と出力軸30との間に、係合時に入出力軸を直結する直結係合要素である直結クラッチ34を設け、この直結係合クラッチ34を出力軸30の端部位置であって、ギアボックス11の外部位置に設けた構成を採用した。
In addition, in the gear type
このため、レイアウトの大幅な変化やメンテナンス性の低下を生じることなく変速段の段数を増加させることができる。 For this reason, the number of gears can be increased without causing a significant change in layout or a decrease in maintainability.
[モータアシスト走行作用]
フルトレーラトラック1は、トレーラ3にかかる荷重をトレーラ3だけで支持し、トラクター2はトレーラ3を牽引する構造となっている。そのため、トラクター2の牽引重量は、トレーラ3を牽引しない場合に比べて、荷物を満載したトレーラ3を牽引する場合には15〜16t程度増加する。したがって、トラクター2にかかる負担はトレーラ3の有無や積載量に応じて大きく異なるが、トレーラ3を確実に牽引することを考えるとトラクター2のエンジンを大型化しておかなければならなかった。また、トラクター2に大きな負担がかかるのは主に発進時であり、通常走行時ではトレーラ3の牽引の有無に拘らずトラクター2にかかる負担は大きく変わらないという問題もあった。
[Motor assisted travel action]
The
これに対し、実施例1の歯車式多段変速機10では、フルトレーラトラック1が発進した場合に、図6(a)に示すフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進み、モータアシスト走行処理が実行される。このとき、図7におけるt1のようにモータジェネレータMGへの給電がなされると同時に、歯車式多段変速機10の1速クラッチ43がON操作される。これにより、モータジェネレータMGからトレーラ3の後輪4b,4bへとつながる動力伝達経路がつながり、モータジェネレータMGによりトレーラ3を発進駆動させると共に、その駆動トルクを歯車式多段変速機10において増大させて伝達させることができる。
On the other hand, in the gear type
そして、車速VSPが設定値V1以上になると、ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進み、1速クラッチ43と2速クラッチ53との掛け変え制御が実行され、モータ給電はなされたまま1速クラッチ43がOFF操作され、2速クラッチ53がON操作される(図7においてt2)。さらに、車速VSPが設定値V2以上になると、ステップS5→ステップS6→ステップS7へと進み、2速クラッチ53と3速クラッチ63との掛け変え制御が実行され、モータ給電はなされたまま2速クラッチ53がOFF操作され、3速クラッチ63がON操作される(図7においてt3)。さらに、車速VSPが設定値V3以上になると、ステップS7→ステップS8→ステップS9へと進み、3速クラッチ63と直結クラッチ34との掛け変え制御が実行され、モータ給電はなされたまま3速クラッチ63がOFF操作され、直結クラッチ34がON操作される(図7においてt4)。そして、車速VSPが設定値V4以上になると、ステップS9→ステップS10へと進み、モータアシスト走行処理が終了する。このとき、図7においてt5のように、モータジェネレータMGへの給電が停止すると同時に、歯車式多段変速機10の直結クラッチ34がOFF操作され、モータジェネレータMGからトレーラ3の後輪4b,4bへとつながる動力伝達経路が遮断される。
Then, when the vehicle speed VSP becomes equal to or higher than the set value V1, the process proceeds from step S3 to step S4 to step S5, and the control for switching between the
このように、車速VSPに応じて各クラッチ43,53,63,34を掛け変え制御することで、変速を伴ってモータ給電による駆動アシストを実行することができ、モータジェネレータMGからのトルク伝達を効率よく行うことができる。そして、モータジェネレータMGにより車両発進時に変速を伴うモータ給電により駆動アシストを行うことで、発進時にトラクター2にかかる負担を軽減させることができ、トラクター2のエンジンを大型化する必要がなくなる。
In this way, by controlling the
特に、実施例1においては、発進アシストする車両がフルトレーラトラック1であるので、トレーラ3の有無や積載量に応じてトラクター2にかかる負担が大きく変わるが、このようなフルトレーラトラック1に発進アシスト機構100を搭載することで、トレーラ3の発進駆動に必要な駆動力を発進アシスト機構100によって賄うことができる。そのため、発進時のトラクター2の負担増を低下させると共に、トレーラ3の有無等によるトラクター2の負担増を抑制することができる。
In particular, in the first embodiment, since the vehicle for starting assistance is the
[走行発電作用]
実施例1のフルトレーラトラック1では、モータアシストされずに走行中において、ブレーキに操作に伴う減速、アクセル戻し操作に伴う減速、シフトダウンに伴う減速のいずれかが生じた場合、ステップS11→ステップS12→ステップS13→ステップS14→ステップS15→ステップS16→ステップS17へと進み、走行発電処理が実行される。そして、バッテリSOCがフル状態でないときには、直結クラッチ34をON操作して入力軸20と出力軸30とを係合すると共に、制動エネルギーを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリBATの充電のために使用することで実行される発電制御が行われる。つまり、図8においてt6のように、車速VSPが低減(減速)すると同時にモータジェネレータMGとトレーラ3の後輪4b,4bとを歯車式多段変速機10を介して接続し、モータジェネレータMGにより発電する。その後、車速が一定になればステップS17→ステップS18へと進み発電制御が終了する。このとき、直結クラッチ34をOFF操作して入力軸20と出力軸30とを遮断することで、後輪4b,4bからの動力伝達を遮断してモータジェネレータMGによる発電を停止する(図8においてt7)。さらに、その後減速すれば、再び発電制御が実行されてモータジェネレータMGによる発電が行われ(図8においてt8)、車両の停止に伴って車速VSPがゼロになればモータジェネレータMGによる発電も停止する(図8においてt9)。
[Running power generation]
In the
このように、車両減速時の制動エネルギーを回生してジェネレータ発電することにより、モータアシスト時に使用される電力をこの制動エネルギーで賄うことができる。また、ジェネレータ発電時にはトレーラ3に制動力が作用するので、トレーラ3のブレーキ機構の負担を軽減することができる。 In this way, by generating the generator power by regenerating braking energy when the vehicle is decelerated, it is possible to cover the power used during motor assist with this braking energy. In addition, since the braking force acts on the trailer 3 during generator power generation, the load on the brake mechanism of the trailer 3 can be reduced.
次に、効果を説明する。
実施例1の歯車式多段変速機10にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the gear type
(1) トランスミッションケース(ギアボックス11)に対し回転可能に支持した入力軸20及び出力軸30と、前記入力軸20と前記出力軸30の間に介装したギア変速機構とを備え、前記ギア変速機構のトルク伝達経路を選択することにより複数の変速段を得る歯車式多段変速機10において、前記入力軸20と前記出力軸30とを同軸上に配置すると共に、前記入力軸20に設けた入力ギア21〜23と前記出力軸30に設けた出力ギア32とのギア径を異ならせた設定にし、前記同軸配置による入出力軸20, 30の外周位置に、前記複数の変速段のそれぞれに対応して複数のカウンタ軸40,50,60を配置し、前記トランスミッションケース11に対し回転可能に支持した前記カウンタ軸40,50,60のそれぞれに、前記入力ギア21〜23と噛み合う入力側変速ギア41,51,61と、前記出力ギア32と噛み合う出力側変速ギア42,52,62とを設け、前記入力側変速ギア41,51,61と前記出力側変速ギア42,52,62とのどちらか一方の変速ギアと、前記カウンタ軸40,50,60とを断接する係合要素(1速クラッチ43,2速クラッチ53,3速クラッチ63)を、前記複数のカウンタ軸40,50,60にそれぞれ設けた。このため、変速段の増加に拘らずトランスミッションケース11の軸方向の寸法増大を抑制すると共に、レイアウト及び係合要素選択の自由度の向上を図ることができる。
(1) An
(2) 前記入力ギア21〜23と前記出力ギア32のうち少なくとも一方のギアは、前記複数の変速段のそれぞれに対応してギア径を異ならせた。このため、トランスミッションケース11の径方向寸法増大を抑制しつつ、ギア比を大きく取ることができる。
(2) At least one of the input gears 21 to 23 and the
(3) 前記入力ギア21〜23と前記出力ギア32のうち一方の入力ギア21〜23は、前記複数の変速段のそれぞれに対応してギア径を異ならせ、他方の出力ギア32は、前記複数の変速段に拘らず一定のギア径にした。このため、出力ギア32のギア径を複数の変速段に対応して異ならせる場合よりも、トランスミッションケース11の軸方向寸法の増大を抑制することができる。
(3) Of the input gears 21 to 23 and the
(4) 前記係合要素(1速クラッチ43,2速クラッチ53,3速クラッチ63)は、前記カウンタ軸40,50,60のそれぞれの端部位置であって、前記トランスミッションケース11の外部位置に設けた。このため、各係合要素43,53,63の配線や取付を容易に行うことができると共に、メンテナンス性を向上させることができる。
(4) The engagement elements (the
(5) 前記入力軸と20前記出力軸30との間に、係合時に入出力軸20, 30を直結する直結係合要素(直結クラッチ34)を設けた。このため、レイアウトの大幅な変化を生じることなく変速段の段数の増加を図ることができる。
(5) A direct coupling element (direct coupling clutch 34) that directly couples the input /
(6) 前記入力軸20をモータジェネレータMGに接続し、前記出力軸30を車両のアシスト駆動輪(トレーラ3の後輪4b,4b)に接続し、前記モータジェネレータMGは、車両発進時に変速を伴うモータ給電により駆動アシストを行い、車両減速時にジェネレータ発電を行う。これにより、発進時に発生するエンジンにかかる負担を効率よく軽減することができると共に、制動エネルギーを回生してモータアシスト時の電力を賄うことができる。
(6) The
(7) 前記車両は、牽引車(トラクター2)側に主駆動源(エンジン)を搭載し、被牽引車(トレーラ3)側に前記モータジェネレータMGを搭載し、発進時に変速を伴って前記被牽引車3を駆動アシストするフルトレーラトラック1である。これにより、被牽引車3の有無や積載量等によって牽引車2にかかる負担が大きく異なる場合であっても、牽引車2への負担増を抑制することができる。
(7) The vehicle has a main drive source (engine) mounted on the tow vehicle (tractor 2) side, and the motor generator MG mounted on the towed vehicle (trailer 3) side. This is a
実施例2は、歯車式多段変速機を車両に搭載される車両用変速機に適用した例である。
まず、構成を説明する。
図9は、実施例2の歯車式多段変速機を適用した車両用変速機の構成を示すスケルトン図である。
The second embodiment is an example in which a gear-type multi-stage transmission is applied to a vehicle transmission mounted on a vehicle.
First, the configuration will be described.
FIG. 9 is a skeleton diagram showing the configuration of a vehicle transmission to which the gear type multi-stage transmission of the second embodiment is applied.
実施例2の歯車式多段変速機10Aは、入力軸20を複数の変速段を有する副変速機70を介してエンジンEngに接続し、出力軸30を車両の駆動輪(図示せず)に接続している。
In the gear type
副変速機70は、入力軸Input側から出力軸Output側までの軸上に配置された、遊星ギア(遊星歯車)G1と、複数の摩擦締結要素としての第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1、第2ブレーキB2とを備えている。
The
遊星ギアG1は、サンギアS1と、リングギアR1と、両ギアS1,R1に噛み合うピニオンP1を支持するキャリアPC1と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。 The planetary gear G1 is a single pinion type planetary gear having a sun gear S1, a ring gear R1, and a carrier PC1 that supports a pinion P1 that meshes with both gears S1 and R1.
入力軸Inputは、リングギアR1に連結され、エンジンEngからの回転駆動力を、トルクコンバータ等を介して入力する。出力軸Outputは、第1クラッチC1を介してキャリアPC1に連結されると共に第2クラッチC2を介してリングギアR1に連結され、出力回転駆動力を、歯車式多段変速機10Aの入力軸20に伝達する。
The input shaft Input is connected to the ring gear R1, and inputs the rotational driving force from the engine Eng via a torque converter or the like. The output shaft Output is connected to the carrier PC1 via the first clutch C1 and to the ring gear R1 via the second clutch C2, and the output rotational driving force is applied to the
第1クラッチC1は、キャリアPC1と出力軸Outputとを選択的に断接するクラッチである。第2クラッチC2は、リングギアR1と出力軸Outputとを選択的に断接するクラッチである。第1ブレーキB1は、キャリアPC1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。第2ブレーキB2は、リングギアR1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。 The first clutch C1 is a clutch that selectively connects and disconnects the carrier PC1 and the output shaft Output. The second clutch C2 is a clutch that selectively connects and disconnects the ring gear R1 and the output shaft Output. The first brake B1 is a brake that selectively stops the rotation of the carrier PC1 with respect to the transmission case Case. The second brake B2 is a brake that selectively stops the rotation of the ring gear R1 with respect to the transmission case Case.
図10(a)は、実施例2の歯車式多段変速機が適用された車両用変速機の副変速機の変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表であり、図10(b)は、実施例2の歯車式多段変速機が適用された車両用変速機の副変速機の共線図である。なお、図10(a)において、○印は当該摩擦締結要素が締結状態となることを示し、無印は当該摩擦締結要素が解放状態となることを示す。 FIG. 10 (a) is a fastening operation table showing a fastening state of each friction engagement element for each shift stage of the sub-transmission of the vehicle transmission to which the geared multi-stage transmission of the second embodiment is applied. (b) is a collinear diagram of a sub-transmission of a vehicle transmission to which the geared multi-stage transmission of the second embodiment is applied. In FIG. 10 (a), ◯ indicates that the frictional engagement element is in the engaged state, and no mark indicates that the frictional engagement element is in the released state.
上記のように構成された副変速機70においては、各摩擦締結要素の締結状態を、締結していた1つの摩擦締結要素を解放し、解放していた1つの摩擦締結要素を締結するという掛け替え変速を行うことで、下記のように、等速段、減速段、後退速段の変速段を実現することができる。 In the sub-transmission 70 configured as described above, the engagement state of each frictional engagement element is changed such that one frictional engagement element that has been engaged is released and one frictional engagement element that has been released is engaged. By performing the shift, it is possible to realize a shift stage such as a constant speed stage, a deceleration stage, and a reverse speed stage as described below.
すなわち、「等速段」では、第1クラッチC1及び第2クラッチC2が締結状態となり、サンギアS1の回転数とキャリアPC1及びリングギアR1の回転数とは一致する。「減速段」では、第1クラッチC1及び第2ブレーキB2が締結状態となり、サンギアS1の回転数はキャリアPC1の回転数よりも相対的に大きくなる。「後退速段」では、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1が締結状態となり、サンギアS1の回転はリングギアR1において逆回転となる。 That is, in the “constant speed stage”, the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, and the rotation speed of the sun gear S1 and the rotation speed of the carrier PC1 and the ring gear R1 coincide. In the “deceleration stage”, the first clutch C1 and the second brake B2 are engaged, and the rotational speed of the sun gear S1 is relatively greater than the rotational speed of the carrier PC1. In the “reverse speed”, the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged, and the rotation of the sun gear S1 is reversed in the ring gear R1.
なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
次に、作用を説明する。
実施例2の歯車式多段変速機10Aは、入力軸20を複数の変速段を有する副変速機70を介してエンジンEngに接続し、出力軸30を車両の駆動輪(図示せず)に接続している。また、副変速機70は、入力軸Input側から出力軸Output側までの軸上に配置された、遊星ギア(遊星歯車)G1と、摩擦締結要素としての第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1、第2ブレーキB2とを備えている。
Next, the operation will be described.
In the gear type
これにより、エンジンEngから副変速機70に入力したトルクは、例えばこの副変速機70にて第1クラッチC1及び第2クラッチC2が締結したときには、減速されずに等速のまま出力軸Outputから出力され、歯車式多段変速機10Aにおいて1速段、2速段、3速段、直結段と選択的に変速されて駆動輪へと出力される。また、副変速機70にて第1クラッチC1及び第2ブレーキB2が締結したときには、減速されて出力軸Outputから出力され、歯車式多段変速機10Aにおいてさらに1速段、2速段、3速段、直結段と選択的に変速されて駆動輪へと出力される。
As a result, the torque input from the engine Eng to the
すなわち、副変速機70によって主変速機となる歯車式多段変速機10Aの変速段数を2倍化することができ、簡易な構成で車両用変速機の多段化を図ることができる。
That is, the sub-transmission 70 can double the number of gear stages of the gear type
また、副変速機70にて第2クラッチC2及び第1ブレーキB1が締結したときには、入力軸Inputの回転が逆となって出力軸Outputから出力され、車両を後退させることができる。これにより、歯車式多段変速機10Aを車両用変速機として有効なものとすることができる。なお、他の作用は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
Further, when the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged in the
次に、効果を説明する。
実施例2の歯車式多段変速機10Aにあっては、実施例1の(1)〜(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the gear type
(8) 前記入力軸20を、複数の変速段を有する副変速機70を介して駆動源(エンジンEng)に接続し、前記出力軸30を、車両の駆動輪に接続した。このため、簡易な構成で変速段の多段化を図ることができる。
(8) The
(9) 前記入力軸20を、複数の変速段を有する副変速機70を介してエンジンEngに接続し、前記副変速機70は、遊星歯車(遊星ギアG1)と複数の摩擦締結要素(第1クラッチC1,第2クラッチC2,第1ブレーキB1,第2ブレーキB2)を備え、複数の摩擦締結要素C1,C2,B1,B2の締結動作により等速段と減速段と後退段を有する。これにより、簡易な構成で車両用変速機として有効なものにすることができる。
(9) The
以上、本発明の歯車式多段変速機を実施例1及び実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 The gear-type multi-stage transmission of the present invention has been described based on the first and second embodiments. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and each claim of the claims Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.
実施例1では、歯車式多段変速機10における変速段を1速段から3速段までとしたが、変速段ごとに異なるカウンタ軸を入出力時の外周位置に配置すればよいので、4速段以上の変速段を有する構成や2速段であってもよい。
In the first embodiment, the gear stage in the gear-type
また、実施例1では、各クラッチ43,53,63によって係合される変速ギアは出力側変速ギア42,52,62となっているが、入力側変速ギア41,51,61であってもよい。この場合であっても、各クラッチ43,53,63はカウンタ軸40,50,60の端部位置であってギアボックス11の外部位置に設けることができる。
In the first embodiment, the transmission gears engaged by the
そして、実施例1では、係合要素として電磁クラッチを用いる例を示しているが、これに拘らず油圧クラッチや同期機構付ドッククラッチ(噛み合いクラッチ)等であってもよいし、湿式・乾式の種類も問わない。 In the first embodiment, an electromagnetic clutch is used as an engagement element. However, regardless of this, a hydraulic clutch, a dock clutch with a synchronization mechanism (meshing clutch), or the like may be used. It doesn't matter what kind.
さらに、実施例2では、副変速機70が等速段、減速段、後退速段を有する構成となっているが、3速段以上の変速段を有するものであってもよい。この場合、更なる多段化を図ることができる。
Further, in the second embodiment, the
そして、実施例1及び実施例2では、歯車式多段変速機10の各クラッチ43,53,63の断接動作をモータアシストコントローラ101からの制御信号に基づき行っているが、手動(マニュアル)により行ってもよい。
In the first and second embodiments, the
実施例1では、本発明の歯車式多段変速機10を、フルトレーラトラック1のトレーラ3に搭載されたモータアシスト機構100に適用した例を示したが、エンジン駆動の普通乗用車やハイブリッド車両に搭載されたモータアシスト機構に適用してもよい。
In the first embodiment, the gear type
さらに、実施例1及び実施例2では、いずれも車両に搭載される歯車式多段変速機を例に示して説明したが、旋盤等の工作機械や各種ロボット等に搭載されるものであってもよい。要するに、ギア変速機構のトルク伝達経路を選択することにより入力軸から出力軸への伝達トルクを複数段で変換する歯車式多段変速機であれば適用できる。 Further, in both the first and second embodiments, the gear type multi-stage transmission mounted on the vehicle has been described as an example. However, even if it is mounted on a machine tool such as a lathe or various robots. Good. In short, the present invention can be applied to any gear type multi-stage transmission that converts the transmission torque from the input shaft to the output shaft in multiple stages by selecting the torque transmission path of the gear transmission mechanism.
10 歯車式多段変速装置
11 ギアボックス(トランスミッションケース)
20 入力軸
21 1速入力ギア(入力ギア)
22 2速入力ギア(入力ギア)
23 3速入力ギア(入力ギア)
30 出力軸
32 出力ギア
34 直結クラッチ(直結係合要素)
40 1速カウンタ軸(カウンタ軸)
41 1速入力側変速ギア(入力側変速ギア)
42 1速出力側変速ギア(出力側変速ギア)
43 1速クラッチ(係合要素)
50 2速カウンタ軸(カウンタ軸)
51 2速入力側変速ギア(入力側変速ギア)
52 2速出力側変速ギア(出力側変速ギア)
53 2速クラッチ(係合要素)
60 3速カウンタ軸(カウンタ軸)
61 3速入力側変速ギア(入力側変速ギア)
62 3速出力側変速ギア(出力側変速ギア)
63 3速クラッチ(係合要素)
1 フルトレーラトラック
2 トラクター
3 トレーラ
100 モータアシスト機構
MG モータジェネレータ
INV インバータ
BAT バッテリ
10 gear type
20
22 2-speed input gear (input gear)
23 3-speed input gear (input gear)
30
40 1-speed counter shaft (counter shaft)
41 1st speed input side transmission gear (input side transmission gear)
42 1st speed output side transmission gear (output side transmission gear)
43 1-speed clutch (engaging element)
50 2-speed counter shaft (counter shaft)
51 2-speed input-side transmission gear (input-side transmission gear)
52 2-speed output-side transmission gear (output-side transmission gear)
53 2-speed clutch (engagement element)
60 3-speed counter shaft (counter shaft)
61 3-speed input-side transmission gear (input-side transmission gear)
62 3rd speed output side transmission gear (output side transmission gear)
63 3-speed clutch (engagement element)
1
MG motor generator
INV inverter
BAT battery
Claims (9)
前記入力軸と前記出力軸とを同軸上に配置すると共に、前記入力軸に設けた入力ギアと前記出力軸に設けた出力ギアとのギア径を異ならせた設定にし、
前記同軸配置による入出力軸の外周位置に、前記複数の変速段のそれぞれに対応して複数のカウンタ軸を配置し、
前記トランスミッションケースに対し回転可能に支持した前記カウンタ軸のそれぞれに、前記入力ギアと噛み合う入力側変速ギアと、前記出力ギアと噛み合う出力側変速ギアとを設け、
前記入力側変速ギアと前記出力側変速ギアとのどちらか一方の変速ギアと、前記カウンタ軸とを断接する係合要素を、前記複数のカウンタ軸にそれぞれ設けたことを特徴とする歯車式多段変速機。 An input shaft and an output shaft supported rotatably with respect to the transmission case, and a gear transmission mechanism interposed between the input shaft and the output shaft, and a plurality of torque transmission paths by selecting a torque transmission path of the gear transmission mechanism In a geared multi-stage transmission that obtains
The input shaft and the output shaft are arranged coaxially, and the input gear provided on the input shaft and the output gear provided on the output shaft are set to have different gear diameters,
A plurality of counter shafts are arranged corresponding to each of the plurality of shift stages at the outer peripheral position of the input / output shaft by the coaxial arrangement,
Each of the counter shafts rotatably supported with respect to the transmission case is provided with an input side transmission gear that meshes with the input gear, and an output side transmission gear that meshes with the output gear,
A gear-type multi-stage characterized in that an engagement element for connecting or disconnecting either the transmission gear of the input side transmission gear or the output side transmission gear and the counter shaft is provided on each of the plurality of counter shafts. transmission.
前記入力ギアと前記出力ギアのうち少なくとも一方のギアは、前記複数の変速段のそれぞれに対応してギア径を異ならせたことを特徴とする歯車式多段変速機。 In the gear type multi-stage transmission according to claim 1,
A gear-type multi-stage transmission in which at least one of the input gear and the output gear has a different gear diameter corresponding to each of the plurality of shift stages.
前記入力ギアと前記出力ギアのうち一方の入力ギアは、前記複数の変速段のそれぞれに対応してギア径を異ならせ、他方の出力ギアは、前記複数の変速段に拘らず一定のギア径にしたことを特徴とする歯車式多段変速機。 The gear type multi-stage transmission according to claim 2,
One input gear of the input gear and the output gear has a different gear diameter corresponding to each of the plurality of shift stages, and the other output gear has a constant gear diameter regardless of the plurality of shift stages. A gear-type multi-stage transmission characterized by the above.
前記係合要素は、前記カウンタ軸のそれぞれの端部位置であって、前記トランスミッションケースの外部位置に設けたことを特徴とする歯車式多段変速機。 The gear type multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 3,
The gear-type multi-stage transmission is characterized in that the engagement element is provided at each end position of the counter shaft and at an external position of the transmission case.
前記入力軸と前記出力軸との間に、係合時に入出力軸を直結する直結係合要素を設けたことを特徴とする歯車式多段変速機。 In the gear type multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 4,
A gear-type multi-stage transmission characterized in that a direct engagement element that directly connects an input / output shaft during engagement is provided between the input shaft and the output shaft.
前記入力軸をモータジェネレータに接続し、
前記出力軸を車両のアシスト駆動輪に接続し、
前記モータジェネレータは、車両発進時に変速を伴うモータ給電により駆動アシストを行い、車両減速時にジェネレータ発電を行うことを特徴とする歯車式多段変速機。 The gear type multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 5,
Connecting the input shaft to a motor generator;
Connecting the output shaft to the assist drive wheel of the vehicle;
The motor generator is a gear-type multi-stage transmission that performs drive assist by motor power feeding accompanied with a shift when the vehicle starts, and generates a generator when the vehicle decelerates.
前記車両は、牽引車側に主駆動源を搭載し、被牽引車側に前記モータジェネレータを搭載し、発進時に変速を伴って前記被牽引車を駆動アシストするフルトレーラトラックであることを特徴とする歯車式多段変速機。 The gear type multi-stage transmission according to claim 6,
The vehicle is a full trailer truck having a main drive source mounted on a tow vehicle side, the motor generator mounted on a towed vehicle side, and driving assistance of the towed vehicle with a shift at the start. Gear type multi-stage transmission.
前記入力軸を、複数の変速段を有する副変速機を介して駆動源に接続し、
前記出力軸を、車両の駆動輪に接続したことを特徴とする歯車式多段変速機。 The gear type multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 5,
The input shaft is connected to a drive source via a sub-transmission having a plurality of shift stages,
A gear-type multi-stage transmission, wherein the output shaft is connected to a drive wheel of a vehicle.
前記入力軸を、複数の変速段を有する副変速機を介してエンジンに接続し、
前記副変速機は、遊星歯車と複数の摩擦締結要素とを備え、前記複数の摩擦締結要素の締結動作により減速段、等速段、後退段を得ることを特徴とする歯車式多段変速機。
The gear type multi-stage transmission according to claim 8,
The input shaft is connected to the engine via a sub-transmission having a plurality of shift stages;
The sub-transmission includes a planetary gear and a plurality of frictional engagement elements, and a speed reduction stage, a constant speed stage, and a reverse speed are obtained by an engagement operation of the plurality of frictional engagement elements.
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