JP2013024337A - 自動車用変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用変速機において、潤滑油の撹拌による動力損失を減少させる。
【解決手段】自動車用変速機は、エンジン１０に連結される入力軸１２と、この入力軸１２と同軸的に相対回転可能に配置されて駆動車輪に連結される出力軸１５と、入力軸１２及び出力軸１５の下側にこの両軸と平行に配置された第１及び第２中間軸１３，１４を備えている。低変速段時には、入力軸１２の回転は低変速段の第１変速機構ＴＭ１により第１中間軸１３に伝達され、第１中間軸１３の回転は出力側減速ギヤ対１７及び第１変速クラッチＣ５により出力軸１５に伝達される。高変速段時には、入力軸１２の回転は第４変速クラッチＣ４及び入力側減速ギヤ対１８により第２中間軸１４に伝達され、第２中間軸１４の回転は第２変速機構ＴＭ２によりにより出力軸１５に伝達される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用変速機、特に潤滑油の撹拌による動力損失が少ない自動車用変速機に関する。

自動車などにおいて、エンジンの回転を変速して駆動車輪に伝達する変速機には、図４及び図５に示すように、クラッチ２を介してエンジン１に連結される入力軸３と、この入力軸３と同軸的に相対回転自在に配置されて駆動車輪に連結される出力軸５と、この両軸３，５をそれらの間で回転が変速して伝達されるように仲介する中間軸４を備えたものがある。この種の変速機の動力伝達効率を低下させる要因の一つとして、各軸に設けたギヤ及び変速クラッチによる変速機ケース内の底部に収容された潤滑油の撹拌がある。

この種の変速機を備えたエンジンユニット、例えば最も一般的な前側エンジン後輪駆動方式のエンジンユニットの変速機では、入力軸３及び出力軸４の下側に中間軸４を配置するのが一般的であるので、潤滑油の撹拌による動力損失は中間軸４とともに回転するギヤ及び変速クラッチによるものが大部分を占め、中間軸４の回転速度の増減に応じて増減する。中間軸４とともに回転して潤滑油を撹拌するするギヤ及び変速クラッチのうち、一部のギヤは変速段の切換により入れ代わるが、それは一部の交代であるので撹拌による動力損失に及ぼす影響は比較的少ないと考えられ、潤滑油の撹拌による動力損失の低減には、中間軸４の回転速度を低下させるのが有効であると考えられる。

この種の自動車用変速機には、入力軸３の回転を先ず入力側減速ギヤ対７により減速して中間軸４に伝達し、次いで中間軸４の回転を複数対の変速ギヤよりなる変速機構６により変速して出力軸５に伝達する入力側減速ギヤ方式のもの（図４参照）と、入力軸３の回転を先ず複数対の変速歯車列よりなる変速機構６により変速して中間軸４に伝達し、次いで中間軸４の回転を出力側減速ギヤ対８により減速して出力軸５に伝達する出力側減速ギヤ方式のもの（図５参照）がある。この図４及び図５に示す各方式の変速機は何れも前進６段後進１段の変速機の例を示し、図６には入力側及び出力側減速ギヤ対７，８のギヤ比が同一である場合の、この両方式の変速機の各変速段における変速機構６の変速ギヤ比ｒ１、入力側及び出力側の各減速ギヤ対７，８のギヤ比ｒ２、トータルギヤ比ｒ３（＝ｒ１×ｒ２）の数値の一例を示している。また図７は、このような数値例の入力側減速ギヤ方式及び出力側減速ギヤ方式の各変速機において、エンジン１により駆動される入力軸３の回転速度が２５００ｒｐｍである場合の、中間軸４と出力軸５の回転速度を示している。

この図７によれば、中間軸４の回転速度は、図４に示す入力側減速ギヤ方式の変速機では一定値（＝２０８３ｒｐｍ）となり、図５に示す出力側減速ギヤ方式の変速機では、低変速段では低く（第１速段で８３３ｒｐｍ）、高変速段では高く（第６速段で４１６７ｒｐｍ）なるように変化している。そして中間軸４の回転速度は、低変速段である第１速〜第３速では出力側減速ギヤ方式のものの方が入力側減速ギヤ方式のものよりも低く、高変速段である第４速〜第６速では入力側減速ギヤ方式のものの方が出力側減速ギヤ方式のものよりも低くなることが示されている。図７の数値は入力軸３の回転速度が２５００ｒｐｍである場合の例であり、それ以外の回転速度では数値そのものは入力軸３の回転速度に比例して異なる値となるが、中間軸４の回転速度は、低変速段である第１速〜第３速では出力側減速ギヤ方式のものの方が入力側減速ギヤ方式のものよりも低く、高変速段である第４速〜第７速では入力側減速ギヤ方式のものの方が出力側減速ギヤ方式のものよりも低くなることに変わりはない。

また以上は入力軸３の回転速度を一定とした場合であり、これに対し駆動車輪に連結される出力軸５の回転速度を一定とした場合には、中間軸４の回転速度は、出力側減速ギヤ方式の変速機では一定となり、入力側減速ギヤ方式の変速機では低変速段では高く高変速段では低くなるように変化するが、中間軸４の回転速度は、低変速段である第１速〜第３速では出力側減速ギヤ方式のものの方が入力側減速ギヤ方式のものよりも低くなり、高変速段である第４速〜第７速では入力側減速ギヤ方式のものの方が出力側減速ギヤ方式のものよりも低くなるということについては、入力軸３の回転速度を一定とした場合と変わりはない。

本発明は、この種の変速機において、低変速段では中間軸４の回転速度が入力側減速ギヤ方式の場合よりも低くなる出力側減速ギヤ方式を選択し、高変速段では中間軸４の回転速度が出力側減速ギヤ方式の場合よりも低くなる入力側減速ギヤ方式を選択するような構成として、潤滑油の撹拌による動力損失を減少させることを目的とする。

このために、本発明による自動車用変速機は、エンジンに連結される入力軸と、この入力軸と同軸的に相対回転可能に配置されて駆動車輪に連結される出力軸と、入力軸及び出力軸の下側にこの両軸と平行に配置された中間軸を備え、入力軸と出力軸は中間軸を介して回転を変速して伝達するように連結されている自動車用変速機において、中間軸は、それぞれ入力軸及び出力軸と平行に配置された第１中間軸及び第２中間軸よりなり、入力軸の回転を複数の変速比で変速して第１中間軸に伝達する低変速段の第１変速機構、第１中間軸の回転を出力軸に伝達する出力側減速ギヤ対、及びこの出力側減速ギヤ対の回転伝達経路に直列に設けられ低変速段のときに連結されて出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する第５変速クラッチよりなる低変速段時の動力伝達経路と、入力軸の回転を第２中間軸に伝達する入力側減速ギヤ対、この入力側減速ギヤ対の回転伝達経路に直列に設けられ高変速段のときに連結されて入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する第４変速クラッチ、及び第２中間軸の回転を複数の変速比で変速して出力軸に伝達する高変速段の第２変速機構よりなる低変速段時の動力伝達経路を備えたことを特徴とするものである。

前項に記載の自動車用変速機において、第１変速機構の変速クラッチは入力軸に設けることが好ましい。

前各項に記載の自動車用変速機において、第２変速機構の変速クラッチは第２中間軸に設けることが好ましい。

前各項に記載の自動車用変速機は、入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段より低変速段側では第５変速クラッチが連結されて出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では第４変速クラッチが連結されて入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択することが好ましい。

前各項に記載の自動車用変速機は、入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段では、入力軸と出力軸は１つの変速クラッチにより直結し、その変速段より低変速段側では第５変速クラッチが連結されて出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では第４変速クラッチが連結されて入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択することが好ましい。

前各項に記載の自動車用変速機において、第１及び第２中間軸の何れか一方の軸は中空軸とし、他方の軸は一方の軸内を相対回転自在に貫通させることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、中間軸は、それぞれ入力軸及び出力軸と平行に配置された第１中間軸及び第２中間軸よりなり、入力軸の回転を複数の変速比で変速して第１中間軸に伝達する低変速段の第１変速機構、第１中間軸の回転を出力軸に伝達する出力側減速ギヤ対、及びこの出力側減速ギヤ対の回転伝達経路に直列に設けられ低変速段のときに連結されて出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する第５変速クラッチよりなる低変速段時の動力伝達経路と、入力軸の回転を第２中間軸に伝達する入力側減速ギヤ対、この入力側減速ギヤ対の回転伝達経路に直列に設けられ高変速段のときに連結されて入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する第４変速クラッチ、及び第２中間軸の回転を複数の変速比で変速して出力軸に伝達する高変速段の第２変速機構よりなる低変速段時の動力伝達経路を備えている。低変速段では第５変速クラッチが連結されて、出力側減速ギヤ対により第１中間軸と出力軸を連結し、入力軸と第１中間軸１３を連結する低変速段の第１変速機構と組み合わせて出力側減速ギヤ方式の変速機を構成して入力軸の回転を出力軸に伝達し、高変速段では第４変速クラッチが連結されて、入力側減速ギヤ対により入力軸と第２中間軸を連結し、第２中間軸と出力軸を連結する高変速段の第２変速機構と組み合わせて入力側減速ギヤ方式の変速機を構成して入力軸の回転を出力軸に伝達している。低変速段のときには第５変速クラッチにより出力側減速ギヤ対による回転の伝達が選択されて、前述のように入力側減速ギヤ方式の場合の第２中間軸よりも回転速度が低い出力側減速ギヤ方式の第１中間軸を介して回転が伝達され、高変速段のときには第４変速クラッチにより入力側減速ギヤ対による回転の伝達が選択されて、前述のように出力側減速ギヤ方式の場合の第１中間軸よりも回転速度が低い入力側減速ギヤ方式の第２中間軸を介して回転が伝達される。本発明ではこのように変速段の高低に応じて、回転速度が低い方となる第１中間軸または第２中間軸を選択して回転の伝達を行うので、選択された中間軸の回転に伴う潤滑油の撹拌による動力損失を減少させることができる。

第１変速機構の変速クラッチを第１中間軸側に設ければ、高変速段で第１中間軸が回転を伝達していない状態でも、第１変速機構の各ギヤ対の従動側ギヤは入力軸側から駆動されて第２中間軸より低い回転速度ではあるが回転されるのでそれらの従動側ギヤにより潤滑油が撹拌され、その分だけ動力損失は増大する。しかしながら、第１変速機構の変速クラッチを入力軸に設けた請求項２の発明によれば、高変速段では第１変速機構の各ギヤ対の従動側ギヤは抵抗を受ければ回転が低下または停止するので、その分だけ動力損失を減少させることができる。

また第２変速機構の変速クラッチを出力軸側に設けると、低変速段で第２中間軸が回転を伝達していない状態でも、第２変速機構の各ギヤ対の駆動側ギヤは出力軸側から逆駆動されて回転されてそれらの駆動側ギヤにより潤滑油が撹拌されるので、その分だけ動力損失は増大する。しかしながら、第２変速機構の変速クラッチを第２中間軸に設けた請求項３の発明によれば、低変速段では第２変速機構の各ギヤ対の駆動側ギヤは抵抗を受ければ回転が低下または停止するので、その分だけ動力損失を減少させることができる。

前述のように第１中間軸と第２中間軸の各回転速度の値の大小関係は、入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段を境界として逆転する。従って、
入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段より低変速段側では第５変速クラッチが連結されて出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では第４変速クラッチが連結されて入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する請求項４の発明によれば、第１中間軸と第２中間軸の各回転速度の値の大小関係が丁度逆転するところで入力側減速ギヤ方式と出力側減速ギヤ方式の選択が入れ代わるので、入力側減速ギヤ方式と出力側減速ギヤ方式とが入れ替わる付近において回転速度が高い方の中間軸を選択することはなくなる。これにより実際に回転される中間軸の回転速度の平均値は多少ながらさらに低下されるので、潤滑油の撹拌による動力損失を一層減少させることができる。

入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段では、入力軸と出力軸は１つの変速クラッチにより直結し、その変速段より低変速段側では第５変速クラッチが連結されて出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では第４変速クラッチが連結されて入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する請求項５の発明によれば、入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段で使用する変速ギヤ対は不要となり、その分だけ構造が簡略化されるので、自動車用変速機の重量及び製造コストを低下させることができる。

第１及び第２中間軸の何れか一方の軸は中空軸とし、他方の軸は一方の軸内を相対回転自在に貫通させるようにした請求項６の発明によれば、第１及び第２中間軸に設ける各ギヤ及び各変速クラッチを一直線上に同軸的に配置できるので、自動車用変速機をコンパクトにまとめることができる。

本発明による自動車用変速機の第１実施形態の全体構造を示すスケルトン図である。 本発明による自動車用変速機の第２実施形態の全体構造を示すスケルトン図である。 第１及び第２実施形態の変速動作の説明図である。 従来技術による入力側減速ギヤ方式の自動車用変速機の一例の全体構造を示すスケルトン図である。 従来技術による出力側減速ギヤ方式の自動車用変速機の一例の全体構造を示すスケルトン図である。 従来技術による自動車用変速機のギヤ比の一例を示す図である。 図４及び５に示す入力側減速ギヤ方式及び出力側減速ギヤ方式の自動車用変速機における中間軸及び出力軸の回転速度の一例を示す図である。

先ず図１に示す第１実施形態により本発明の説明をする。この第１実施形態は、前進６段後進１段の自動車用変速機に本発明を適用したものであり、図１に示すように、摩擦クラッチ１１を介してエンジン１０に連結される入力軸１２と、駆動車輪に連結される出力軸１５と、入力軸１２及び出力軸１５の下側に配置された第１及び第２中間軸１３，１４と、入力軸１２の回転を第１中間軸１３に伝達する低変速段の第１変速機構ＴＭ１と、第１中間軸１３の回転を出力軸１５に伝達する出力側減速ギヤ対１７と、この出力側減速ギヤ対１７に対し直列に設けられた第５変速クラッチＣ５と、入力軸１２の回転を第２中間軸１４に伝達する入力側減速ギヤ対１８と、この入力側減速ギヤ対１８に対し直列に設けられた第４変速クラッチＣ４（後進ギヤ列ＧＲの変速クラッチと兼用）と、第２中間軸１４の回転を出力軸１５に伝達する高変速段の第２変速機構ＴＭ２よりなるものである。第１変速機構ＴＭ１、出力側減速ギヤ対１７及び第５変速クラッチＣ５は低変速段時の動力伝達経路を構成し、入力側減速ギヤ対１８、第４変速クラッチＣ４（同前）及び第２変速機構ＴＭ２は高変速段時の動力伝達経路を構成している。

入力軸１２と出力軸１５は、出力軸１５に固定されたカップリング１６により互いに同軸的に回転自在に連結されて、後述する第２変速クラッチＣ２（第３速ギヤ対Ｇ３の変速クラッチと兼用）により離脱可能に連結されている。第１中間軸１３は入力軸１２及び出力軸１５と平行な中空軸とし、第２中間軸１４はこの第１中間軸１３を同軸的かつ回転自在に貫通して設けられ、その両端は第１中間軸１３から突出している。摩擦クラッチ１１を介してエンジン１０により駆動される入力軸１２の回転は、後述のように第２変速クラッチＣ２により入力軸１２と出力軸１５が直結される第４速の場合を除き、先ず入力軸１２から第１または第２中間軸１３，１４に伝達され、次いで第１または第２中間軸１３，１４から出力軸１５に伝達される。

図１に示すように、入力軸１２には、入力側減速ギヤ対１８、後進ギヤ列ＧＲ及び第１〜第３速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３の駆動側ギヤ、並びにカップリング１６が回転自在に設けられている。入力側減速ギヤ対１８と後進ギヤ列ＧＲの各駆動側ギヤの間には、両側の駆動側ギヤを入力軸１２に選択的に連結する第４変速クラッチＣ４が設けられ、第１速ギヤ対Ｇ１と第２速ギヤ対Ｇ２の各駆動側ギヤの間には、両側の駆動側ギヤを入力軸１２に選択的に連結する第１変速クラッチＣ１が設けられ、第３速ギヤ対Ｇ３の駆動側ギヤとカップリング１６の間には、両側の駆動側ギヤ及びカップリング１６を入力軸１２に選択的に連結する第２変速クラッチＣ２が設けられている。後進ギヤ列ＧＲ及び第１〜第３速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３の各従動側ギヤは第１中間軸１３に固定され、入力側減速ギヤ対１８の従動側ギヤは第１中間軸１３から一方に突出する第２中間軸１４の一端に固定されている。

出力軸１５には、第５速及び第６速ギヤ対Ｇ５，Ｇ６の従動側ギヤが固定されている。また出力軸１５には出力側減速ギヤ対１７の従動側ギヤが回転自在に設けられ、この従動側ギヤを出力軸１５に選択的に連結する第５変速ギヤクラッチＣ５が設けられている。第５速及び第６速ギヤ対Ｇ５，Ｇ６の各駆動側ギヤは、第１中間軸１３から他方に突出する第２中間軸１４の一部に回転自在に設けられ、この各駆動側ギヤはそれらの間に設けられた第３変速クラッチＣ３により、第２中間軸１４に選択的に連結される。出力側減速ギヤ対１７の駆動側ギヤは第１中間軸１３の一端部に固定されている。

各変速クラッチＣ１〜Ｃ４は、周知のシンクロメッシュ機構よりなるもので、図１に示すように、入力軸１２（または第２中間軸１４）に固定されたクラッチハブＬと、その外周に軸線方向摺動自在にスプライン係合されたスリーブＭを備えている。各スリーブＭは、シフトフォークＦ１〜Ｆ４を介して、自動的にあるいは手動により軸線方向に往復動されて両側のギヤに固定された係合部材Ｓ１〜Ｓ７，ＳＲに係合することにより、両側のギヤをクラッチハブＬを介して入力軸１２または第２中間軸１４に選択的に連結するものである。第５変速クラッチＣ５は係合部材Ｓ８を設けたギヤを片側だけに設けた点が異なるだけで、その他の構成及び作用は上述した各変速クラッチＣ１〜Ｃ４と同一であるので詳細な説明は省略する。なお、シンクロナイザリングは図示を省略してある。

上述した各構成のうち、第１速〜第３速ギヤ対Ｇ１〜Ｇ３及び後進ギヤ列ＧＲ、並びに、後述するように、低変速段である第１速〜第３速及び後進段においてこれらの各ギヤ対及びギヤ列の各駆動側ギヤを入力軸１２に選択的に連結する第１、第２及び第４変速クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ４（Ｃ４は入力側減速ギヤ対１８の変速クラッチと兼用）が、入力軸１２の回転を変速して第１中間軸１３に伝達する第１変速機構ＴＭ１を構成する。また後述するように、出力側減速ギヤ対１７の従動側ギヤは、低変速段において第５変速クラッチＣ５により選択的に出力軸１５に連結されて、第１中間軸１３の回転を出力軸１５に伝達する。同様に、入力側減速ギヤ対１８の駆動側ギヤは、高変速段である第５速及び第６速において第４変速クラッチＣ４（後進ギヤ列ＧＲの変速クラッチと兼用）により選択的に入力軸１２に連結されて、入力軸１２の回転を第２中間軸１４に伝達する。また、第５速及び第６速ギヤ対Ｇ５，Ｇ６、並びに、高変速段においてこれらの各ギヤ対の駆動側ギヤを選択的に第２中間軸１４に連結する第３変速クラッチＣ３が、第２中間軸１４の回転を変速して出力軸１５に伝達する第２変速機構ＴＭ２を構成する。

次にこの第１実施形態を手動変速機に適用した場合の作動につき説明する。図３は変速レバーの位置に対する各変速クラッチＣ１〜Ｃ５の位置を示している。エンジンを停止した停車状態では、各変速クラッチＣ１〜Ｃ５のスリーブＭは何れも中立位置にあり、摩擦クラッチ１１は係合されている。この状態からエンジンを起動し、クラッチペダル（図示省略）を踏み込んで摩擦クラッチ１１を解除し、変速レバーを第１速の位置にシフトすれば、図３に示すように、第１変速クラッチＣ１のスリーブＭは第１速係合部材Ｓ１に係合され、第５変速クラッチＣ５のスリーブＭは入力側減速ギヤ係合部材Ｓ８に係合され、その他の変速クラッチＣ２〜Ｃ４のスリーブＭは何れも中立位置にある。この状態でアクセルペダルを適当に踏み込みアクセル開度を増大させてエンジン１０の回転速度を増大させ、クラッチペダルを戻して摩擦クラッチ１１を係合させれば、自動車は第１速で走行を開始する。この状態では、第１変速クラッチＣ１のスリーブＭが第１速係合部材Ｓ１に係合することで第１変速機構ＴＭ１の第１速ギヤ対Ｇ１が入力軸１２から第１中間軸１３に動力を伝達する変速ギヤ対として選択され、また第５変速クラッチＣ５の入力側減速ギヤ係合部材Ｓ８にスリーブＭが係合することで出力側減速ギヤ対１７が第１中間軸１３から出力軸１５に回転を伝達するギヤ対として選択され、これによりエンジン１０の回転は、第１速ギヤ対Ｇ１の変速ギヤ比ｒ１と出力側減速ギヤ対１７の減速比ｒ２の積であるトータルギヤ比ｒ３（＝３．６００）で減速されて出力軸１５に伝達される。

アクセル開度が増大するなどして自動車の作動状態が第２速走行に適した状態となったところで、クラッチペダルを踏み込んで摩擦クラッチ１１を解除し、アクセルペダルを多少戻して変速レバーを第２速の位置にシフトすれば、図３に示すように、第１変速クラッチＣ１のスリーブＭは第１速係合部材Ｓ１から離脱されて第２速係合部材Ｓ２に係合され、その他の変速クラッチＣ２〜Ｃ５の係合離脱状態はそれまでと変わらない。この状態では、第１変速機構ＴＭ１の第２速ギヤ対Ｇ２が入力軸１２から第１中間軸１３に回転を伝達する変速ギヤ対として選択され、また第１速の場合と同様、出力側減速ギヤ対１７が第１中間軸１３から出力軸１５に回転を伝達するギヤ対として選択され、これによりエンジン１０の回転は、第２速ギヤ対Ｇ２の変速ギヤ比ｒ１と出力側減速ギヤ対１７の減速比ｒ２の積であるトータルギヤ比ｒ３（＝２．０４０）で減速されて出力軸１５に伝達される。

同様にして自動車の作動状態が第３速走行に適した状態となったところで、クラッチペダル及びアクセルペダルを同様に作動して変速レバーを第３速の位置にシフトすれば、図３に示すように、第１変速クラッチＣ１のスリーブＭは中立位置に戻され、第２変速クラッチＣ２のスリーブＭは第３速係合部材Ｓ３に係合され、その他の変速クラッチＣ３〜Ｃ５の係合離脱状態はそれまでと変わらない。この状態では、第１変速機構ＴＭ１の第３速ギヤ対Ｇ３が入力軸１２から第１中間軸１３に回転を伝達する変速ギヤ対として選択され、また出力側減速ギヤ対１７は第１中間軸１３から出力軸１５に回転を伝達するギヤ対として選択されたままで、これによりエンジン１０の回転は、第３速ギヤ対Ｇ３の変速ギヤ比ｒ１と出力側減速ギヤ対１７の減速比ｒ２の積であるトータルギヤ比ｒ３（＝１．４６４）で減速されて出力軸１５に伝達される。

次に、自動車の作動状態が第４速走行に適した状態となったところで、クラッチペダル及びアクセルペダルを同様に作動して変速レバーを第４速の位置にシフトすれば、図３に示すように、第２変速クラッチＣ２のスリーブＭはカップリング１６の第４速係合部材Ｓ４に係合され、その他の変速クラッチＣ１，Ｃ３〜Ｃ５のスリーブＭは全て中立位置に戻される。この状態では、入力軸１２と出力軸１５は第５変速クラッチＣ５によりにより直結されて、エンジン１０の回転はそのまま（トータルギヤ比ｒ３＝１．０００）出力軸１５に伝達される。

また、自動車の作動状態が第５速走行に適した状態となったところで、クラッチペダル及びアクセルペダルを同様に作動して変速レバーを第５速の位置にシフトすれば、図３に示すように、第４変速クラッチＣ４のスリーブＭが出力側減速ギヤ係合部材Ｓ７に係合されることで入力側減速ギヤ対１８が入力軸１２から第２中間軸１４に回転を伝達するギヤ対として選択され、第３変速クラッチＣ３のスリーブＭが第５速係合部材Ｓ５に係合されることで第２変速機構ＴＭ２の第５速ギヤ対Ｇ５が第２中間軸１４から出力軸１５回転を伝達する変速ギヤ対として選択され、またその他の変速クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ５のスリーブＭは何れも中立位置にある。これによりエンジン１０の回転は、第５速ギヤ対Ｇ５の変速ギヤ比ｒ１と入力側減速ギヤ対１８の積であるトータルギヤ比ｒ３（＝０．８４０）で減速（実質的には増速）されて出力軸１５に伝達される。

また、自動車の作動状態が第６速走行に適した状態となったところで、クラッチペダル及びアクセルペダルを同様に作動して変速レバーを第６速の位置にシフトすれば、図３に示すように、第３変速クラッチＣ３のスリーブＭは第５速係合部材Ｓ５から離脱されて第６速係合部材Ｓ６に係合され、その他の変速クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５の係合離脱状態はそれまでと変わらない。この状態では、第５速の場合と同様、入力側減速ギヤ対１８が入力軸１２から第２中間軸１４に回転を伝達するギヤ対として選択されたままであるが、第２変速機構ＴＭ２の第６速ギヤ対Ｇ６が第２中間軸１４から出力軸１５に回転動力を伝達する変速ギヤ対として選択される。これによりエンジン１０の回転は、第６速ギヤ対Ｇ６の変速ギヤ比ｒ１と入力側減速ギヤ対１８の減速比ｒ２の積であるトータルギヤ比ｒ３（＝０．７２０）で減速（実質的には増速）されて出力軸１５に伝達される。変速段を低下させる場合の作動は、以上とは逆に行えばよい。

また後進の場合は、第１速の場合と同様、停止状態からエンジンを起動し、クラッチペダルを踏み込んで摩擦クラッチ１１を解除し、変速レバーを後進の位置にシフトすれば、図３に示すように、第４変速クラッチＣ４のスリーブＭは後進係合部材ＳＲに係合され、第５変速クラッチＣ５のスリーブＭは入力側減速ギヤ係合部材Ｓ８に係合され、その他の変速クラッチＣ２〜Ｃ４のスリーブＭは何れも中立位置にある。この状態でアクセルペダルを適当に踏み込んでアクセル開度を増大させ、クラッチペダルを戻して摩擦クラッチ１１を係合させれば、自動車は後進を開始する。この状態では、第４変速クラッチＣ４のスリーブＭが後進係合部材ＳＲに係合することで第１変速機構ＴＭ１の後進ギヤ列ＧＲが入力軸１２から第２中間軸１４に回転を伝達する変速ギヤ列として選択され、また第５変速クラッチＣ５のスリーブＭが入力側減速ギヤ係合部材Ｓ８に係合することで出力側減速ギヤ対１７が第１中間軸１３から出力軸１５に回転を伝達するギヤ対として選択され、これによりエンジン１０の回転は、後進ギヤ列ＧＲの変速ギヤ比ｒ１と出力側減速ギヤ対１７の減速比ｒ２の積であるトータルギヤ比ｒ３（＝３．３６０）で減速されて出力軸１５に伝達される。

上述した第１実施形態によれば、低変速段では第５変速クラッチＣ５が連結されて、出力側減速ギヤ対１７により第１中間軸１３と出力軸１５を連結し、入力軸１２と第１中間軸１３を連結する低変速段の第１変速機構ＴＭ１と組み合わせて出力側減速ギヤ方式の変速機を構成して入力軸１２の回転を出力軸１５に伝達し、高変速段では第４変速クラッチＣ４が連結されて、入力側減速ギヤ対１８により入力軸１２と第２中間軸１４を連結し、第２中間軸１４と出力軸１５を連結する高変速段の第２変速機構ＴＭ２と組み合わせて入力側減速ギヤ方式の変速機を構成して入力軸１２の回転を出力軸１５に伝達している。低変速段のときには第５変速クラッチＣ５により出力側減速ギヤ対１７による回転の伝達が選択されて、前述のように入力側減速ギヤ方式の場合の第２中間軸１４よりも回転速度が低い出力側減速ギヤ方式の第１中間軸１３を介して回転が伝達され、高変速段のときには第４変速クラッチＣ４により入力側減速ギヤ対１８による回転の伝達が選択されて、前述のように出力側減速ギヤ方式の場合の第１中間軸１３よりも回転速度が低い入力側減速ギヤ方式の第２中間軸１４を介して回転が伝達される。このように変速段の高低に応じて、回転速度が低い方となる第１中間軸１３または第２中間軸１４を選択して回転の伝達を行うので、選択された中間軸の回転に伴う潤滑油の撹拌による動力損失を減少させることができる。なお、選択されない方の中間軸は、回転されないかあるいは潤滑油による撹拌抵抗を受けて回転が低下または停止されるので、潤滑油の撹拌による動力損失が生じることはほとんどない。

第１変速機構ＴＭ１の変速クラッチＣ１，Ｃ２を第１中間軸１３側に設ければ、高変速段で第１中間軸１３が回転を伝達していない状態でも、第１変速機構ＴＭ１の各ギヤ対の従動側ギヤは入力軸１２側から駆動されて第２中間軸１４より低い回転速度ではあるが回転されるのでそれらの従動側ギヤにより潤滑油が撹拌され、その分だけ動力損失は増大する。この第１実施形態のように第１変速機構ＴＭ１の変速クラッチＣ１，Ｃ２を入力軸１２に設ければ、高変速段では第１変速機構ＴＭ１の各ギヤ対の従動側ギヤは抵抗を受ければ回転が低下または停止するので、その分だけ動力損失を減少させることができる。しかしその減少の程度は大きくはない。

同様に、第２変速機構ＴＭ２の変速クラッチＣ３を出力軸１５側に設けると、低変速段で第２中間軸１４が回転を伝達していない状態でも、第２変速機構ＴＭ２の各ギヤ対の駆動側ギヤは出力軸１５側から逆駆動されて回転されてそれらの駆動側ギヤにより潤滑油が撹拌されるので、その分だけ動力損失は増大する。この実施形態１のように第２変速機構ＴＭ２の変速クラッチＣ３を第２中間軸１４に設ければ、低変速段では第２変速機構ＴＭ２の各ギヤ対の駆動側ギヤは抵抗を受ければ回転が低下または停止するので、その分だけ動力損失を減少させることができる。しかしその減少の程度は大きくはない。

第１中間軸１３と第２中間軸１４の各回転速度の値の大小関係は、入力軸１２と出力軸１５の間の回転速度比が１または１付近となる変速段を境界として逆転する。従って、この第１実施形態のように入力軸１２と出力軸１５の間の回転速度比が１または１付近となる変速段よりも低変速段側では第５変速クラッチＣ５が連結されて出力側減速ギヤ対１７による回転の伝達を選択し、その変速段よりも高変速段側では第４変速クラッチＣ４が連結されて入力側減速ギヤ対１８による回転の伝達を選択すれば、第１中間軸１３と第２中間軸１４の各回転速度の値の大小関係が丁度逆転する付近で入力側減速ギヤ方式と出力側減速ギヤ方式の選択が入れ替わるので、入力側減速ギヤ方式と出力側減速ギヤ方式とが入れ替わる付近において回転速度が高い方の中間軸を選択することはなくなる。このようにすれば実際に回転される中間軸の回転速度の平均値は多少低下するので、潤滑油の撹拌による動力損失を一層減少させることができる。

上述した第１実施形態では、入力軸１２と出力軸１５の間の回転速度比が１または１付近となる変速段では、入力軸１２と出力軸１５は１つの変速クラッチＣ２により直結し、その変速段より低変速段側では第５変速クラッチＣ５が連結されて出力側減速ギヤ対１７による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では第４変速クラッチＣ４が連結されて入力側減速ギヤ対１８による回転の伝達を選択しており、このようにすれば、入力軸１２と出力軸１５の間の回転速度比が１または１付近となる変速段で使用する変速ギヤ対は不要となり、その分だけ構造が簡略化されるので、自動車用変速機の重量及び製造コストを低下させることができる。

上述した第１実施形態では、第１及び第２中間軸１３，１４の何れか一方の軸は中空軸とし、他方の軸は一方の軸内を相対回転自在に貫通させるようにしており、このようにすれば、第１及び第２中間軸１３，１４に設ける各ギヤ及び変速クラッチＣ３を一直線上に同軸的に配置できるので、自動車用変速機をコンパクトにまとめることができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、図２に示す第２実施形態のように、第１及び第２中間軸１３，１４を離して設けるようにして実施することもできる。この第２実施形態は第１及び第２中間軸１３，１４を離して設けた以外には何の変更もないので、図で示すだけとし、詳細な説明は省略する。

１０…エンジン、１２…入力軸、１３…第１中間軸、１４…第２中間軸、１５…出力軸、１７…出力側減速ギヤ対、１８…入力側減速ギヤ対１８、Ｃ１…第１変速クラッチ、Ｃ２…第２変速クラッチ、Ｃ３…第３変速クラッチ、Ｃ４…第４変速クラッチ、Ｃ５…第５変速クラッチ、ＴＭ１…第１変速機構、ＴＭ２…第２変速機構。

Claims (6)

1. エンジンに連結される入力軸と、この入力軸と同軸的に相対回転可能に配置されて駆動車輪に連結される出力軸と、前記入力軸及び出力軸の下側にこの両軸と平行に配置された中間軸を備え、前記入力軸と出力軸は前記中間軸を介して回転を変速して伝達するように連結されている自動車用変速機において、
   前記中間軸は、それぞれ前記入力軸及び出力軸と平行に配置された第１中間軸及び第２中間軸よりなり、
   前記入力軸の回転を複数の変速比で変速して前記第１中間軸に伝達する低変速段の第１変速機構、前記第１中間軸の回転を前記出力軸に伝達する出力側減速ギヤ対、及びこの出力側減速ギヤ対の回転伝達経路に直列に設けられ低変速段のときに連結されて前記出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する第５変速クラッチよりなる低変速段時の動力伝達経路と、
   前記入力軸の回転を前記第２中間軸に伝達する入力側減速ギヤ対、この入力側減速ギヤ対の回転伝達経路に直列に設けられ高変速段のときに連結されて前記入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択する第４変速クラッチ、及び前記第２中間軸の回転を複数の変速比で変速して前記出力軸に伝達する高変速段の第２変速機構よりなる低変速段時の動力伝達経路
   を備えたことを特徴とする自動車用変速機。
2. 請求項１に記載の自動車用変速機において、前記第１変速機構の変速クラッチは前記入力軸に設けたことを特徴とする自動車用変速機。
3. 請求項１または請求項２に記載の自動車用変速機において、前記第２変速機構の変速クラッチは前記第２中間軸に設けたことを特徴とする自動車用変速機。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の自動車用変速機において、前記入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段より低変速段側では前記第５変速クラッチが連結されて前記出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では前記第４変速クラッチが連結されて前記入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択することを特徴とする自動車用変速機。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の自動車用変速機において、前記入力軸と出力軸の間の回転速度比が１または１付近となる変速段では、前記入力軸と出力軸は１つの変速クラッチにより直結し、その変速段より低変速段側では前記第５変速クラッチが連結されて前記出力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択し、その変速段より高変速段側では前記第４変速クラッチが連結されて前記入力側減速ギヤ対による回転の伝達を選択することを特徴とする自動車用変速機。
6. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車用変速機において、前記第１及び第２中間軸の何れか一方の軸は中空軸とし、他方の軸は前記一方の軸内を相対回転自在に貫通させたことを特徴とする自動車用変速機。

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