JP2012162214A

JP2012162214A - 変速機

Info

Publication number: JP2012162214A
Application number: JP2011025669A
Authority: JP
Inventors: Tamaki Sasaki; 環佐々木; Yosuke Hayashi; 陽介林; Daizo Ogino; 大蔵荻野
Original assignee: Aisin AI Co Ltd
Current assignee: Aisin AI Co Ltd
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】パーキングロック構造を有し、且つ潤滑効率のよい変速機を提供する。
【解決手段】本発明の変速機１１は、内燃機関から動力が入力される入力軸２１と、入力軸２１に略平行に配置され、一体回転可能な第１ギヤ３１をもつ中間軸２２と、第１ギヤ３１に噛み合う出力ギヤ３２をもつ出力軸２３と、入力軸２１及び中間軸２２の間に位置する複数のギヤからなる複数の変速段４１〜４５と、入力軸２１、中間軸２２、及び、出力軸２３の何れの軸線より下方に軸線が位置する追加軸２４と、追加軸２４に一体回転可能で出力ギヤ３２に噛み合う第２ギヤ３３と、追加軸２４に一体回転可能なパーキングギヤ３４とパーキングギヤ３４の回転を規制することができるロック部材とをもつパーキング装置３と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速機に関し、特に自動変速機に関する。

自動車は、内燃機関やモーター等の動力を運転条件に応じた速度や駆動力に変換して取り出すための変速機を備えている。変速機には、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）やマニュアルトランスミッション（ＭＴ）がある。そして、ＡＴには、基本的な構造は一般的なＭＴの構造を持ちながら、運転者の操作負担を軽減するために、アクチュエータによりシフト操作が行われる自動変速機（以下、「自動ＭＴ」と称する。）が開発されるようになった。この自動ＭＴは、ＥＣＵ等でアクチュエータを駆動制御して、運転状況に応じた完全な自動変速を行ったり、運転者の操作に基づいて半自動的な変速が可能であったりする。

特開２００１−１４６９６６号公報

ところで、自動ＭＴには、これまでパーキングロック構造がなかった。しかし、近年、特許文献１に見られるように、自動ＭＴにパーキングロック構造を持たせる構成が提案されるようになってきた。

また、変速機には、ギヤ同士の摩擦を軽減するために、ケース内に潤滑油が貯留されている。しかし、潤滑油により、撹拌抵抗が発生し、燃費に影響を与えることもあり、潤滑油の量を減らしたとしても潤滑効率が低下しない潤滑油を供給する方法や構造などが研究されている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、パーキングロック構造を有し、且つ潤滑効率のよい変速機を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、内燃機関から動力が入力される入力軸と、
前記入力軸に略平行に配置され、一体回転可能な第１ギヤをもつ中間軸と、
前記第１ギヤに噛み合う出力ギヤをもつ出力軸と、
前記入力軸及び前記中間軸の間に位置する複数のギヤからなる複数の変速段と、
前記入力軸、前記中間軸、及び、前記出力軸の何れの軸線より下方に軸線が位置する追加軸と、
前記追加軸に一体回転可能で前記出力ギヤに常時噛み合う第２ギヤと、
前記追加軸に一体回転可能なパーキングギヤと、前記パーキングギヤの回転を規制することができるロック部材とをもつパーキングロック装置と、
を有することである。

また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記追加軸は、前記中間軸より下方に位置することである。

本願発明の変速機は、追加軸と、追加軸に一体回転する第２ギヤと、追加軸に一体回転するパーキングギヤをもつパーキングロック装置とを有している。第２ギヤは、出力軸と一体回転する出力ギヤに常時噛み合う。そして、パーキングロック装置は、パーキングギヤの回転を規制することができるロック部材を有する。そのため、ロック部材によってパーキングギヤの回転が規制されると、パーキングギヤは追加軸と一体回転するため、追加軸と一体回転する第２ギヤの回転も規制される。第２ギヤは出力軸と一体回転する出力ギヤに常時噛み合っているため、出力ギヤの回転が規制され、結果、出力軸の回転が規制される。

また、追加軸は、入力軸及び中間軸に対して略平行な状態で配置される。そのため、本発明の変速機は、変速機を軸線方向に延長せずに、パーキングロック構造を持たせることができる。

そして、追加軸を追加し、且つその追加軸にパーキングギヤを配置する構成を採用することで、選択できる出力ギヤと第２ギヤとのギヤ比の自由度が高くなる。したがって、出力ギヤと噛み合う第２ギヤを小さくすることができ、パーキングロック装置のために追加する部分の大型化を回避することができる。

また、追加軸に配置されるギヤは、潤滑油を掻き上げることに利用することができる。通常、ケース内に貯留されている潤滑油を掻き上げるギヤは、中間軸に配置されている。そのため、軸線が中間軸よりも下方に位置する追加軸に配置されるギヤは、潤滑油を上方に掻き上げることができる。中間軸のギヤに加えて追加軸のギヤも潤滑油を掻き上げることができるため、潤滑効率が向上する。あるいは、追加軸に配置されるギヤを主に潤滑油の上方への掻き上げに利用することで、従来の潤滑油の量より油量を減らすことができ、それにより撹拌抵抗の低減も可能である。

本実施形態１の変速機１１の構成を説明するためのスケルトン図である。本実施形態１の変速機１１の軸方向からみた各軸の配置を模式的に表した説明図である。本実施形態２の変速機１２の構成を説明するためのスケルトン図である。

本発明の実施形態を図１〜図３を参照して説明する。本実施形態に係る変速機は、車両に搭載される。

（実施形態１）
本実施形態１の変速機１１は、図１に示されるように、入力軸２１と、中間軸２２と、出力軸２３と、変速段４１〜４５と、追加軸２４と、第２ギヤ３３と、パーキングロック装置３とを有する。

入力軸２１は、一端が後述するクラッチ１９と結合しており、変速機１１のケース（図示略）に固定される軸受け（図示略）に回転可能に枢支される。

クラッチ１９は、内燃機関（図示略）からの回転動力を入力軸２１に伝達する接続状態と入力軸２１に伝達しない切断状態とを切り替える装置で、内燃機関と入力軸２１との間に位置する。

中間軸２２は、軸線が入力軸２１の軸線と平行に配置され、両端が変速機１１のケースに固定される軸受けに回転可能に枢支される。中間軸２２には、中間軸２２に一体回転可能な第１ギヤ３１が配置されている。

出力軸２３は、左右の駆動輪（図示略）と連結する車軸であり、ディファレンシャル９のリングギヤ（出力ギヤ）３２が配置されている。リングギヤ３２は、中間軸２２の第１ギヤ３１と常時噛み合っている。

変速段４１〜４５は、入力軸２１及び中間軸２に一体回転可能又は回転自在に配置される複数のギヤで構成される。一方の軸に対して一体回転可能なギヤと他方の軸に対して回転自在なギヤとが噛み合い１つの変速段を構成する。本変速機１１では、入力軸２１と中間軸２２との間に５列の変速段４１〜４５が配置されている。変速段４１は、中間軸２２に対して遊転可能なギヤ４１１を有する。変速段４２は、中間軸２２に対して遊転可能なギヤ４２１を有する。変速段４３は、入力軸２１に対して遊転可能なギヤ４３１を有する。変速段４４は、入力軸２１に対して遊転可能なギヤ４４１を有する。変速段４５は、入力軸２１に対して遊転可能なギヤ４５１を有する。ギヤ４１１とギヤ４２１との間には、中間軸２２と一体回転可能且つ軸線方向に摺動可能に軸支され、ギヤ４１１及びギヤ４２１のどちらか一方側に摺動して一方側のギヤと係合することができる変速機構５１が配置されている。ギヤ４３１とギヤ４４１との間には、入力軸２１と一体回転可能且つ軸線方向に摺動可能に軸支され、ギヤ４３１及びギヤ４４１のどちらか一方側に摺動して一方側のギヤと係合することができる変速機構５２が配置されている。ギヤ４５１の軸線方向の一方、入力軸２１と一体回転可能且つ線方向に摺動可能に軸支され、ギヤ４５１側に摺動してギヤ４５１と係合することができる変速機構５３が配置されている。車両は、選択された変速段の何れかに対応する変速機構５１〜５３の一つが、変速段のギヤと結合し、入力軸２１に入力された回転動力が選択された変速段のギヤ比に変換され、中間軸２２の第１ギヤ３１からリングギヤ３２、出力軸２３と、順に伝達して走行する。変速機構５１〜５３は、ギヤ４１１〜４５１と結合していないニュートラル位置を有する。すべての変速機構５１〜５３をニュートラル位置にすることで、変速機１１はニュートラル状態になる。

追加軸２４は、軸線が入力軸２１及び中間軸２２と平行に配置され、両端が変速機１１のケースかケースに固定された部材に回転可能に枢支される。追加軸２４には、追加軸２４と一体回転可能な第２ギヤ３３とパーキングギヤ３４とが配置されている。

第２ギヤ３３は、出力軸２３のリングギヤ３２と常時噛み合う。パーキングギヤ３４は、第２ギヤ３３と同軸で追加軸２４と一体回転可能なギヤであるため、リングギヤ３２が回転すると第２ギヤ３３と共に回転する。パーキングギヤ３４は、例えば、図示されていないパーキングポール（ロック部材）の係止爪が係合することで回転が規制される。パーキングロック装置３は、このパーキングギヤ３４とパーキングポールとで構成される。パーキングポールは、パーキングギヤ３４の回転を規制することができる構造であれば、係止爪をもつ構造に限られない。

パーキングギヤ３４がパーキングポールによって回転を規制されると、追加軸２４、第２ギヤ３３、及び、リングギヤ１８のそれぞれは回転が規制され、結果、出力軸２３の回転が規制する。出力軸２３は駆動輪に係合している車軸であるため、出力軸２３の回転が規制されることで駆動輪の回転を規制することができる。

なお、内燃機関が稼働している状態でパーキングロック装置３を作動する場合は、クラッチ１９を切断状態にするか、変速段４１〜４５の何れもが変速機構５１〜５３によって選択されていないニュートラル状態にする。

追加軸２４は、図２に示されるように、入力軸２１、中間軸２２、出力軸２３、及びリバース軸２５と共にケース１８内に収納されている。リバース軸２５には、後進段のためのリバースギヤ１７が配置されている。図２は、軸線の一方側からみた各軸と主なギヤの配置を模式的に表現した図である。追加軸２４は、軸線が入力軸２１、中間軸２２、出力軸２３、及び、リバース軸２５の何れの軸線よりも下方に位置している。特に、中間軸２２より下方に位置し、追加軸２４と一体回転する第２ギヤ３３及びパーキングギヤ３４は、その外周の位置が、中間軸２２と一体回転する第１ギヤ３１の外周の位置より下方になる。

（作用効果）
本実施形態１の変速機１１は、第１速〜第５速の変速比を有し、変速機構５１〜５３の何れかによって選択された変速段４１〜４５に対応する第１速〜第５速の変速比で走行する。例えば、変速段４１の変速比にて走行する場合、クラッチ１９を接続状態とし、変速機構５１が変速段４１の変速ギヤ４１１と係合する。内燃機関から出力された回転動力はクラッチ１９、入力軸２１、中間軸２２と順に伝達され、中間軸２２と一体回転する第１ギヤ３１から出力軸２３のリングギヤ３２に伝達され、駆動輪が回転し、車両が走行する。

そして、駆動輪の回転を規制するには、パーキングロック装置３を用いる。パーキングポールを作動させるスイッチや操舵などを操作することで、パーキングポールの係止爪をパーキングギヤ３４に係合させる。パーキングロック装置３は、内燃機関を停止して車両を駐車する際、車両の駆動輪の回転を規制するのに利用することができる。特に、車両を傾斜した場所に停車する場合には、駆動輪に連結する出力軸２３の回転が規制されているため、有効である。

本実施形態１の変速機１１には、追加軸２４に一体回転するパーキングロックギヤ３４と、追加軸２４に一体回転しリングギヤ３２に常時噛み合う第２ギヤ３３とが配置されることで、軸線方向への延長をせずにパーキングロック構造を実現できる。変速機を車両に配置する方法としては、変速機の軸編方向を車幅方向に向ける構成が多い。そのため、軸線方向に変速機を拡大（延長）することが難しいのが現状である。

そして、追加軸２４を追加し、その追加軸２４にパーキングギヤ３４を配置する構成を採用することで、選択できるリングギヤ３２と第２ギヤ３３とのギヤ比の自由度が高くなる。したがって、リングギヤ３２と噛み合う第２ギヤ３３を小さくすることができ、パーキングギヤロック構造を実現するために追加する部分が大型化することを回避できる。

また、既存の変速機に、追加軸２４、第２ギヤ３３、及びパーキングロック装置３を追加することで、パーキングロック構造を実現することができる。

更に、追加軸２４が中間軸２２の下方に位置することで、第２ギヤ３３及びパーキングギヤ３４が、中間軸２２を回転軸とするギヤよりも下方の潤滑油を掻き上げることができる。通常、潤滑油の掻き上げを行うギヤは、中間軸２２を回転軸とするギヤのところ、第２ギヤ３３及びパーキングギヤ３４も潤滑油を掻き上げ、潤滑油の掻き上げを補助することで潤滑効率がアップする。あるいは、図２に示されるように、通常の潤滑油の貯留ラインがＨであった場合、Ｈより低い高さに潤滑油の量を減少させたとしても第２ギヤ３３及びパーキングギヤ３４によって潤滑油を上方に掻き上げることができるため、潤滑油の減量による撹拌抵抗の低減が可能である。

（実施形態２）
本実施形態２の変速機１２は、実施形態１の変速機１１と基本的に同様の構成及び作用効果を有する。以下では、異なる構成及び作用効果を中心に説明する。

本実施形態２の変速機１２は、図３に示されるように、モーター６を有する。モーター６は、追加軸２４の一端、パーキングギヤ３４側の一端に位置しており、追加軸２４の軸線を回転軸とするローター６１と、ローター６１に対向するステーター６２とからなる。追加軸２４がローター６１と一体回転するモーター６の入出力軸となる。

本実施形態２の変速機１２は、車両の走行に、内燃機関から出力される回転動力と、モーター６から出力される回転動力とを利用可能である。内燃機関の出力のみ、モーター６の出力のみ、両方の出力を車両の走行に用いることができる。内燃機関で走行しながら、モーター６の充電も可能であり、モーター６によって内燃機関を始動することもできる。

本実施形態２の変速機１２によれば、モーター６と出力軸２３との間にパーキングギヤ３４が配置される構成となり、パーキングギヤ３４の回転を停止することで、モーター６による出力軸２３の回転を規制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、モーター６の入出力軸を追加軸２４と選択的に係合可能な構成とすることもできる。

１１，１２・・・変速機、
１７・・・リバースギヤ、１８・・・ケース、１９・・・クラッチ、
２１・・・入力軸、２２・・・中間軸、２３・・・出力軸、
２４・・・追加軸、２５・・・リバース軸、
３１・・・第１ギヤ、３２・・・リングギヤ、３３・・・第２ギヤ、
３４・・・パーキングギヤ、
４１〜４５・・・変速段、５１〜５３・・・変速機構、
６・・・モーター、６１・・・ローター、６２・・・ステーター。

Claims

内燃機関から動力が入力される入力軸と、
前記入力軸に略平行に配置され、一体回転可能な第１ギヤをもる中間軸と、
前記第１ギヤに噛み合う出力ギヤをもつ出力軸と、
前記入力軸及び前記中間軸の間に位置する複数のギヤからなる複数の変速段と、
前記入力軸、前記中間軸、及び、前記出力軸の何れの軸線より下方に軸線が位置する追加軸と、
前記追加軸に一体回転可能で前記出力ギヤに噛み合う第２ギヤと、
前記追加軸に一体回転可能なパーキングギヤと、前記パーキングギヤの回転を規制することができるロック部材とをもつパーキングロック装置と、
を有することを特徴とする変速機。
前記追加軸は、前記中間軸より下方に位置する請求項１に記載の変速機。