JP2010209951A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】設定可能な変速段数が多く、しかも設定可能な変速段数に比較して小型化が可能な変速機を提供する。
【解決手段】第１入力軸上の所定のギヤと噛み合う第１アイドルギヤと第１入力軸上の他のギヤと噛み合う第２アイドルギヤとが互いに一定化されて前記第２出力軸上に回転自在に配置され、かつ第２入力軸上の所定のギヤと噛み合う第３アイドルギヤと第２入力軸上の他のギヤと噛み合う第４アイドルギヤとが互いに一定化されて前記第１出力軸上に回転自在に配置され、前進１２段の変速段を設定可能なように構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、変速機に関し、特に第１および第２入力軸から出力軸に伝達されるまでに複数の変速段を備えている変速機に関するものである。

この種の変速機は車両用の変速機として多用されており、車両用の変速機では可及的に小型・軽量であると同時に設定し得る変速段が多いことが望まれる。その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された変速機はツインクラッチ式マニュアルトランスミッションとエンジンとの間に奇数段クラッチおよび偶数段クラッチを介在するように構成されている。

また、特許文献２には、ダブルクラッチ式変速機は第１乃至第７速の奇数段に関わる歯車対と第２乃至第８速の偶数段に関わる歯車対とを軸方向にオーバーラップして配置したため前進８段の多段変速を実現した構成が記載されている。

さらに特許文献３には、偶数の変速段グループに相当する駆動ギヤが、入力軸に設けられた構成が記載されている。具体的には、偶数の変速段グループの駆動ギヤは、変速機後端側の端部から、４速・６速兼用の駆動ギヤの順で入力軸に設けてある。これにより、一方のクラッチが接続されると、エンジンの回転力が奇数段の駆動ギヤへ伝わり、他方のクラッチが接続されると、エンジンの回転力が偶数段の駆動ギヤへ伝わるようにしてある。

特開２００８−１９０６０８号公報 特開２００８−６９８３２号公報 特開２００７−３２１８１９号公報

上述した特許文献１に記載されている変速機は、変速比を奇数段と偶数段とに分けた３軸構成のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションであり、たとえば、ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションのギヤ段を多くすれば多くするほど変速機全体としての構成が大型化する可能性がある。

また、特許文献２に記載されている変速機は、第７速までの奇数段と第８速までの偶数段とを設定可能に構成した前進８段の変速機である。しかし、それ以上に変速段数を多くすると、歯車対やクラッチなどの構成部材が増えて軸長が長くなるおそれがあり、その結果変速機全体としての構成が大型化する可能性がある。

さらに、上述した特許文献３に記載されている変速機は、使用するギヤ対の数と設定可能な前進段の数とが同一であって、設定可能な変速段を多くするためには必要とするギヤ対の数が増大し、その結果変速機全体としての構成が大型化する可能性がある。

この発明は、上述した技術的課題に着目してなされたものであって、設定可能な変速段数が多く、しかも設定可能な変速段数に比較して小型化が可能な変速機を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１入力軸と第２入力軸とが同軸状に設けられるとともに、これら各入力軸と平行に第１出力軸と第２出力軸とが設けられ、その第１入力軸と第１出力軸との間に変速段設定用の三対のギヤ対が設けられ、かつ第２入力軸と第２出力軸とに他の変速段設定用の三対のギヤ対が設けられ、さらにそれらのギヤ対を第１入力軸と第１出力軸との間もしくは第２入力軸と第２出力軸との間で選択的にトルク伝達可能な状態にする複数の切替機構が設けられた変速機において、第１入力軸上の所定のギヤと噛み合う第１アイドルギヤと第１入力軸上の他のギヤと噛み合う第２アイドルギヤとが互いに一定化されて前記第２出力軸上に回転自在に配置され、かつ第２入力軸上の所定のギヤと噛み合う第３アイドルギヤと第２入力軸上の他のギヤと噛み合う第４アイドルギヤとが互いに一定化されて前記第１出力軸上に回転自在に配置され、前進１２段の変速段を設定可能なように構成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、第１および第２の入力軸にそれぞれ奇数段および偶数段の変速段が設けられることにより、従来の６段や７段の変速機並の回転軸数や全長で１２段のダブルクラッチ式変速機を得ることができる。

この発明にかかる変速機の一例を示すスケルトン図である。 図１に示す変速機における第１速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第２速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第３速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第４速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第５速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第６速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第７速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第８速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第９速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第１０速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第１１速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 図１に示す変速機における第１２速でのトルクの伝達経路を示す模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、他の変速機と本発明の変速機との比較について示したスケルトン図である。 （ａ）〜（ｄ）は、他の変速機と本発明の変速機との比較を示すグラフである。 アイドラ軸が出力軸と噛み合う構成を示した図である。

以下、この発明を具体例に基づいて説明する。図１は、この発明にかかる変速機の一例を示すスケルトン図である。同図において、変速機１は、不図示の動力源である例えばエンジンから伝達されるトルクを伝える回転軸である第１入力軸２と第２入力軸３とが配置されている。この第１入力軸２と第２入力軸３とは同軸状に形成されていて、それぞれ図示しない第１および第２クラッチを介してエンジンからトルクを伝達する。そして、この第１入力軸２の軸線上に第１速用駆動ギヤ４と、第３速用駆動ギヤ５と、この第３速用駆動ギヤ５に一体の第５速用駆動ギヤ６が軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられている。さらに、前記第１速用駆動ギヤ４と第３速用駆動ギヤ５とを前記第１入力軸２に選択的に連結する第１切替機構７とを備えている。この第１切替機構７は、同期機構であるシンクロナイザー等によって構成されている。

また、第２入力軸３に、第２速用駆動ギヤ８と、第４速用駆動ギヤ９と、この第４速用駆動ギヤ９に一体の第６速用駆動ギヤ１０が軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられている。さらに、前記第２速用駆動ギヤ８と第４速用駆動ギヤ９とを前記第２入力軸３に選択的に連結する第４切替機構１１とを備えている。この第４切替機構１１は、同期機構であるシンクロナイザー等によって構成されている。

そして、前記第１入力軸２および前記第２入力軸３と平行に配置される第１出力軸１２に前記第１速用駆動ギヤ４に噛み合っている第１速用従動ギヤ１３と、前記第３駆動ギヤ５に噛み合っている第３速用従動ギヤ１４と、前記第５駆動ギヤ６に噛み合っている第５速用従動ギヤ１５と、第４アイドルギヤ１６と第３アイドルギヤ１７が軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられている。さらに、前記第１速用従動ギヤ１３を前記第１出力軸１２に連結する第２切替機構１８と、前記第３速用従動ギヤ１４と第５速用従動ギヤ１５とを前記第１出力軸１２に選択的に連結する第３切替機構１９とを備えている。この第２切替機構１８と第３切替機構１９は、それぞれ同期機構であるシンクロナイザー等によって構成されている。

そしてまた、前記第１入力軸２および前記第２入力軸３と平行に配置される第２出力軸２０に前記第１速用駆動ギヤ４に噛み合っている第２アイドルギヤ２１と、前記第３速用駆動ギヤ５に噛み合っている第１アイドルギヤ２２と、前記第２速用駆動ギヤ８に噛み合っている第２速用従動ギヤ２３と、前記第４速用駆動ギヤ９に噛み合っている第４速用従動ギヤ２４と、前記第６速用駆動ギヤ１０に噛み合っている第６速用従動ギヤ２５とが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられている。さらに、前記第２速用従動ギヤ２３を前記第２出力軸２０に連結する第５切替機構２６と、前記第４速用従動ギヤ２４と第６速用従動ギヤ２５とを前記第２出力軸２０に選択的に連結する第６切替機構２７とを備えている。この第５切替機構２６と第６切替機構２７は、それぞれ同期機構であるシンクロナイザー等によって構成されている。

上記のこの発明に係る変速機によれば、後述するように、第１入力軸２からトルクを入力することにより奇数段である１，３，５，７，９，１１段の計６段の変速段を設定することができる。また、他方の第２入力軸３からトルクを入力することにより偶数段である２，４，６，８，１０，１２段の計６段の変速段を設定することができる。したがって、設定可能な変速段の数は前進段で１２段となる。

ここで、上記構成の変速機の作用について説明する。図２に示すように、まず、第１速（第１段）は、第１入力軸２に繋がる第１切替機構７（斜線を引いている）を図面左（矢印方向）に移動させ、さらに第２切替機構１８（斜線を引いている）を図面左（矢印方向）に移動させることにより、第１速用駆動ギヤ４から第１速用従動ギヤ１３を介してトルクを第１出力軸１２に伝達させる。そして第１出力軸１２に伝達されたトルクは第１出力ギヤ２８と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第２速（第２段）は、図３に示すように、第２入力軸３から伝達されたトルクを第４切替機構１１を図面左に移動させ、第５切替機構２６を図面左に移動させることにより、第２速用駆動ギヤ８から第２速用従動ギヤ２３を介して第２出力軸２０に伝達される。そして第２出力軸２０に伝達されたトルクは第２出力ギヤ２９と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第３速（第３段）は、図４に示すように、第１入力軸２に繋がる第１切替機構７を図面右に移動させ、さらに第３切替機構１９を図面左に移動させることにより、第３速用駆動ギヤ５から第３速用従動ギヤ１４を介してトルクを第１出力軸１２に伝達させる。そして第１出力軸１２に伝達されたトルクは第１出力ギヤ２８と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第４速（第４段）は、図５に示すように、第２入力軸３から伝達されたトルクを第４切替機構１１を図面右に移動させ、第６切替機構２７を図面左に移動させることにより、第４速用駆動ギヤ９から第４速用従動ギヤ２４を介して第２出力軸２０に伝達される。そして第２出力軸２０に伝達されたトルクは第２出力ギヤ２９と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第５速（第５段）は、図６に示すように、第１入力軸２に繋がる第１切替機構７を図面右に移動させ、さらに第３切替機構１９を図面右に移動させることにより、第５速用駆動ギヤ６から第５速用従動ギヤ１５を介してトルクを第１出力軸１２に伝達させる。そして第１出力軸１２に伝達されたトルクは第１出力ギヤ２８と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第６速（第６段）は、図７に示すように、第２入力軸３から伝達されたトルクを第４切替機構１１を図面右に移動させ、第６切替機構２７を図面右に移動させることにより、第６速用駆動ギヤ１０から第６速用従動ギヤ２５を介して第２出力軸２０に伝達される。そして第２出力軸２０に伝達されたトルクは第２出力ギヤ２９と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第７速（第７段）は、図８に示すように、第１入力軸２に繋がる第１切替機構７を図面右に移動させ、さらに第２切替機構１８を図面左に移動させることにより、第３速用駆動ギヤ５から第１アイドルギヤ２２と第２アイドルギヤ２１とを介して第１速用駆動ギヤ４に伝わり第１速用従動ギヤ１３に連結してトルクを第１出力軸１２に伝達させる。そして第１出力軸１２に伝達されたトルクは第１出力ギヤ２８と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第８速（第８段）は、図９に示すように、第２入力軸３から伝達されたトルクを第４切替機構１１を図面右に移動させ、第５切替機構２６を図面左に移動させることにより、第４速用駆動ギヤ９から第３アイドルギヤ１７と第４アイドルギヤ１６を介して第２速用駆動ギヤ８に伝わり、第２速用従動ギヤ２３を連結して第２出力軸２０に伝達される。そして第２出力軸２０に伝達されたトルクは第２出力ギヤ２９と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第９速（第９段）は、図１０に示すように、第１入力軸２に繋がる第１切替機構７を図面左に移動させ、さらに第３切替機構１９を図面左に移動させることにより、第１速用駆動ギヤ４から第２アイドルギヤ２１と第１アイドルギヤ２２とを介して第３速用駆動ギヤ５を伝わり、そして第３速用従動ギヤ１４に連結してトルクを第１出力軸１２に伝達させる。そして第１出力軸１２に伝達されたトルクは第１出力ギヤ２８と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第１０速（第１０段）は、図１１に示すように、第２入力軸３から伝達されたトルクを第４切替機構１１を図面左に移動させ、第６切替機構２７を図面左に移動させることにより、第２速用駆動ギヤ８から第４アイドルギヤ１６と第３アイドルギヤ１７を介して第４速用駆動ギヤ９を伝わり、第４速用従動ギヤ２４を連結して第２出力軸２０に伝達される。そして第２出力軸２０に伝達されたトルクは第２出力ギヤ２９と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第１１速（第１１段）は、図１２に示すように、第１入力軸２に繋がる第１切替機構７を図面左に移動させ、さらに第３切替機構１９を図面右に移動させることにより、第１速用駆動ギヤ４から第２アイドルギヤ２１と第１アイドルギヤ２２とを介して第３速用駆動ギヤ５を伝わり、この第３速用駆動ギヤ５と一体に形成されている第５速用駆動ギヤ６を介して第５速用従動ギヤ１５に連結してトルクを第１出力軸１２に伝達させる。そして第１出力軸１２に伝達されたトルクは第１出力ギヤ２８と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

第１２速（第１２段）は、図１３に示すように、第２入力軸３から伝達されたトルクを第４切替機構１１を図面左に移動させ、第６切替機構２７を図面右に移動させることにより、第２速用駆動ギヤ８から第４アイドルギヤ１６と第３アイドルギヤ１７を介して第４速用駆動ギヤ９を伝わり、この第４速用駆動ギヤ９と一体に形成されている第６速用駆動ギヤ１０を介して第６速用従動ギヤ２５を連結して第２出力軸２０に伝達される。そして第２出力軸２０に伝達されたトルクは第２出力ギヤ２９と不図示のリングギヤとデファレンシャルギヤを介して図示しない駆動輪に伝わる。

これら奇数段と偶数段との間での変速は、いずれか一方の入力軸２，３に所定のクラッチをつないでトルクを入力することによりいずれかの変速段を設定している状態で、他方の入力軸３，２側の切替機構を適宜動作させて所定の変速段を設定する状態にしておき、その状態で、クラッチを切り替えて前記一方の入力軸２，３に対するトルクを遮断するとともに、他方の入力軸３，２に対応して設けてあるクラッチをつないで当該他方の入力軸３，２にトルクを入力する。すなわち、従来のいわゆるツイン・クラッチ式変速機と同様にして変速を実行する。また、奇数段と偶数段で入出力軸を分けることを満たせば、ギヤの歯数の違いにより各ギヤ段の配置、ギヤの組合せが変わっても問題ない。

次に、他の変速機と本発明の変速機との比較について説明すると、図１４（ａ）〜（ｄ）において、同図（ａ）に示される６ＤＳＧは、ギヤが１１枚と、４つの切替機構と、回転軸が３本で６段の変速機に形成されている。また、同図（ｂ）に示される７ＤＳＧは、ギヤが１３枚と、４つの切替機構と、回転軸が３本で７段の変速機に形成されている。そして、同図（ｃ）に示されている６ＤＧＡは、ギヤが１５枚と、４つの切替機構と、回転軸が５本で６段の変速機に形成されている。これらに対する本発明の変速機は、同図（ｄ）に示されるようにギヤが１６枚と、６つの切替機構と、回転軸が３本で１２段に形成されている。

そして、これら他の変速機と本発明との比較をグラフを用いて示すと図１５（ａ）〜（ｄ）になる。ここで、６ＤＳＧは、黒い菱形で表し、７ＤＳＧは、黒い四角で表し、６ＤＧＡは、白い三角で表し、本発明の変速機は×で表している。

同図（ａ）に示す変速段数とギヤ枚数とで他の変速機と本発明の変速機との比較について表されている。同図において、他の変速機と本発明の変速機との変速段数は、大きく相違するがギヤ枚数はほぼ同じである。

また、同図（ｂ）に示すクラッチとなる切替機構と変速段数とで他の変速機と本発明の変速機との比較について表されている。同図において、他の変速機と本発明の変速機の切替機構の数はさほど変わらないが、変速段数は大きく異なる。

そして、同図（ｃ）に示す変速段数と回転軸数とで他の変速機と本発明の変速機との比較について表されている。同図において、他の変速機と本発明の変速機の回転軸数はさほど変わらないが、変速段数は大きく相違する。

さらに、同図（ｄ）に示す変速段数と変速段の全幅とで他の変速機と本発明の変速機との比較について表されている。同図において、他の変速機と本発明の変速機の全幅はさほど変わらないが、変速段数は本発明の変速機の方が多くなる。

なお、図１６に示すように、アイドラ軸３０が出力軸３１と噛み合うような構成にしても、本発明と同等の効果が得られる。

１…変速機、 ２…第１入力軸、 ３…第２入力軸、 ４…第１速用駆動ギヤ、 ５…第３速用駆動ギヤ、 ６…第５速用駆動ギヤ、 ７…第１切替機構、 ８…第２速用駆動ギヤ、 ９…第４速用駆動ギヤ、 １０…第６速用駆動ギヤ、 １１…第４切替機構、 １６…第４アイドルギヤ、 １７…第３アイドルギヤ、 ２１…第２アイドルギヤ、 ２２…第１アイドルギヤ。

Claims (1)

1. 第１入力軸と第２入力軸とが同軸状に設けられるとともに、これら各入力軸と平行に第１出力軸と第２出力軸とが設けられ、その第１入力軸と第１出力軸との間に変速段設定用の三対のギヤ対が設けられ、かつ第２入力軸と第２出力軸とに他の変速段設定用の三対のギヤ対が設けられ、さらにそれらのギヤ対を第１入力軸と第１出力軸との間もしくは第２入力軸と第２出力軸との間で選択的にトルク伝達可能な状態にする複数の切替機構が設けられた変速機において、
   第１入力軸上の所定のギヤと噛み合う第１アイドルギヤと第１入力軸上の他のギヤと噛み合う第２アイドルギヤとが互いに一定化されて前記第２出力軸上に回転自在に配置され、かつ第２入力軸上の所定のギヤと噛み合う第３アイドルギヤと第２入力軸上の他のギヤと噛み合う第４アイドルギヤとが互いに一定化されて前記第１出力軸上に回転自在に配置され、前進１２段の変速段を設定可能なように構成されていることを特徴とする変速機。

Images