JP2014035026A - 変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】変速時に生じるスパイクトルクの十分な緩衝機能を確保しつつ、コストの削減および変速機の小型化を実現することができる変速機を提供する。
【解決手段】変速機Mは、エンジンの回転が入力される入力シャフト1、入力シャフト1に緩衝機構Wを介して接続された中間シャフト2、ドライブギヤ1a〜6a、ドリブンギヤ1b〜6b、出力シャフト3を有する。入力シャフト1の回転は、緩衝機構W、中間シャフト2、ドライブギヤ1a〜6aを介し、出力軸3に回転自在に挿通されたドリブンギヤ1b〜6bに伝達される。変速は、ドリブンギヤ1b〜6bの何れか一つを、セレクタ機構12S、34S、56Sによって出力シャフト3に相対回転不能に固定して行う。かかる固定の際に生じた衝撃は、入力シャフト1と中間シャフト2との間に介設された緩衝機構Wによって吸収緩衝される。
【選択図】図1

Description

本発明は、主に自動車用の変速機に関する。
従来、エンジンと変速機との間のクラッチを切ることなく変速するドグ式の変速機として、例えば特許文献1に示される変速機が知られている。この変速機は、出力シャフトに回転自在に装着された低速段ギヤおよび高速段ギヤと、低速段ギヤと高速段ギヤとの間のシャフトに固定されたハブと、このハブに軸方向に移動自在且つ周方向に一体回転するように装着された第1キーおよび第2キーと、を備えている。
この変速機によれば、例えば、加速時において、アクチュエータによって第1キーおよび第2キーを低速段ギヤ側に移動させると、第1キーが低速段ギヤの側面に設けられたドグと係合し、第1キーのみで、低速段ギヤとハブとの間の動力伝達が実現される。このとき、第2キーは、低速段ギヤに対して非係合状態となっており、第1キーを介した動力伝達中においても、高速段ギヤ側に移動させることができる。
そして、第2キーを高速段ギヤ側に移動させると、当該第2キーが高速段ギヤの側面に設けられたドグと係合し、第2キーによって、高速段ギヤとハブとの間の動力伝達が実現される。動力伝達経路が低速段ギヤから高速段ギヤに切り換わると、シャフトの回転数が低下するため、動力伝達経路が切り換わるのと同時に、第1キーと低速段ギヤとの係合が解除され、第1キーの高速段ギヤ側への切り換えが可能となる。そして、第1キーを高速段ギヤ側に移動させれば、トルク切れを生じることなく、低速段ギヤから高速段ギヤへの変速を完了することができる。
しかしながら、上記の変速機においては、キーとギヤとの間に差回転が生じたままの状態で、キーをギヤに飛び込ませるため、キーがギヤのドグに係合すると、トルクが瞬間的に跳ね上がって元に戻るといったトルク変動(以下、「スパイクトルク」と称する)が生じる。このように、変速の際にスパイクトルクが生じると、キーとドグとの係合による衝撃音や、シャフトを支持するベアリングの外輪とミッションケースとの当たりによる騒音等が生じたり、スパイクトルクによってシャフトに捩じれが生じ、駆動輪やミッションケースに振動が生じたりする。
そこで、特許文献2に示されるように、弾性体からなる緩衝機構をギヤに組み込むことで、スパイクトルクを吸収して、騒音や振動を抑制する変速機が提案されている。
特表2009−536713号公報 特表2010−510464号公報
しかしながら、上記特許文献2に示されるように、緩衝機構をギヤの内部に組み込むと、ギヤの肉厚が薄くなって剛性が低下し、ギヤの噛み合い精度が悪化して噛み合い音が増大するといった問題がある。また、特に径が小さいギヤについては、小型の緩衝機構しか組み込むことができず、十分な緩衝機能を確保することができないといった問題がある。さらに、全段のギヤそれぞれに緩衝機構を組み込むことから、コストが上昇するばかりか、シャフトの軸長が大きくなってしまい、変速機全体が大型化してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、変速時に生じるスパイクトルクの十分な緩衝機能を確保しつつ、コストの削減および変速機の小型化を実現可能な変速機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の変速機は、エンジンの回転が入力される入力シャフトと、入力シャフトに対して同芯的に相対回転可能に配置された中間シャフトと、中間シャフトと平行に配置された出力シャフトと、中間シャフトに固定された1以上の第1ドライブギヤと、中間シャフトの軸端から延長された軸線上に夫々回転自在に並設された1または複数の第2ドライブギヤと、第2ドライブギヤのうち中間シャフトに最も近いギヤを中間シャフトに相対回転不能に結合するためのシャフト結合機構と、出力シャフトに回転自在に挿通され、第1ドライブギヤと噛合する第1ドリブンギヤと、出力シャフトに回転自在に挿通され、第2ドライブギヤと噛合する第2ドリブンギヤと、第1ドリブンギヤおよび第2ドリブンギヤの何れか一つを出力シャフトに相対回転不能に固定するためのセレクタ機構と、セレクタ機構によって第1ドリブンギヤおよび第2ドリブンギヤの何れか一つを出力シャフトに相対回転不能に固定した際の衝撃を吸収するため、入力シャフトと中間シャフトとの間に介設された緩衝機構と、を備えたことを特徴とする変速機である。
上記第2ドライブギヤが、複数であり、隣り合う第2ドライブギヤ同士を相対回転不能に結合するためのギヤ結合機構を備えていてもよい。
上記第2ドライブギヤは、入力シャフトのエンジン側の端部から遠離するに従ってギヤ比が小さくなるように配列されていてもよい。
上記緩衝機構は、入力シャフトまたは中間シャフトに生じるトルクが予め設定された設定トルク未満である場合に、入力シャフトおよび中間シャフトを一体回転させ、トルクが設定トルク以上になると、入力シャフトと中間シャフトとを相対回転させる機能を有していてもよい。
上記緩衝機構は、入力シャフトと一体的に回転する入力シャフト摩擦板と、入力シャフト摩擦板と重なるように配置され、中間シャフトと一体的に回転する中間シャフト摩擦板と、中間シャフト摩擦板を入力シャフト摩擦板に押し付けるための弾性部材とを備えていてもよい。
上記中間シャフトが、中空に形成され、入力シャフトが、中空の中間シャフトを貫通し、その端部から突出した突出シャフト部を有し、突出シャフト部に、第2ドライブギヤが回転自在に挿通されていてもよい。
上記セレクタ機構は、出力シャフトに回転自在に挿通された第1ドリブンギヤおよび第2ドリブンギヤのうち、隣り合うギヤの対向面に夫々突設されたドグと、隣り合うギヤの間の出力シャフトに固定されたハブと、ハブに、出力シャフトの軸方向に移動自在に保持され、一端が隣り合うギヤの一方に突設されたドグのリーディング面と係合可能であり、他端が隣り合うギヤの他方に突設されたドグのトレーリング面と係合可能である第1キーと、ハブに、出力シャフトの軸方向に移動自在に保持され、一端が隣り合うギヤの一方に突設されたドグのトレーリング面と係合可能であり、他端が隣り合うギヤの他方に突設されたドグのリーディング面と係合可能である第2キーと、第1キー、第2キーを出力シャフトの軸方向に移動させるアクチュエータと、を備えていてもよい。
上記ハブの外周面に、周方向に間隔を隔てて軸方向に沿ったキー溝が複数形成され、これらキー溝に、第1キー、第2キーが周方向に交互に保持されていてもよい。
本発明に係る変速機においては、変速の際には、出力シャフトに回転自在に挿通された第1ドリブンギヤおよび第2ドリブンギヤの何れか一つを、セレクタ機構によって出力シャフトに相対回転不能に固定する。この際、生じた衝撃(スパイクトルク)は、入力シャフトと中間シャフトとの間に介設された緩衝機構によって吸収される。
この緩衝機構は、第1ドリブンギヤおよび第2ドリブンギヤの何れか一つを出力シャフトに相対回転不能に固定する際に生じるスパイクトルクに対応でき、全ての変速段において共用である。また、この緩衝機構は、従来例のようにギヤの内部に組み込まれるものではないので、寸法的な制約から緩衝機能が制限されることはない。
よって、本発明に係る変速機によれば、各変速段の変速時に生じるスパイクトルクの十分な緩衝機能を確保しつつ、コストの削減および小型化を図った変速機を実現できる。
本発明の一実施形態に係るに自動車用の変速機を模式的に示す図である。 上記変速機のセレクタ機構(1速2速セレクタ機構)を示す分解斜視図である。 上記1速2速セレクタ機構の組立斜視図である。 (a)は上記1速2速セレクタ機構の断面図、(b)上記1速2速セレクタ機構のドグ、第1キー、第2キーを示す説明図である。 上記変速機の緩衝機構を示す断面図である。 上記変速機の1速時を示す説明図である。 上記変速機の2速時を示す説明図である。 上記変速機の3速時を示す説明図である。 上記変速機の4速時を示す説明図である。 上記変速機の5速時を示す説明図である。 上記変速機の6速時を示す説明図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
(入力シャフト1、中間シャフト2、出力シャフト3)
図1に本発明の一実施形態に係る自動車用の変速機Mを模式的に示す。本実施形態に係る変速機Mは、エンジンの回転が入力される入力シャフト1、入力シャフト1に対して同芯的に相対回転可能に配置された中間シャフト2、中間シャフト2と平行に配置された出力シャフト3を有する。これらのシャフト1、2、3は、変速機Mのミッションケースにベアリングを介して夫々回転自在に支持されている。
入力シャフト1の端部には、発進用のクラッチCが設けられている。クラッチCは、エンジンの回転軸(クランクシャフト)に接続された駆動プレートC1と、入力シャフト1に接続された従動プレートC2とを有する。クラッチCは、自動車(車両)の発進時に、変速機Mが発進ギヤ段(例えば1速)にセットされた状態で、駆動プレートC1と従動プレートC2とが密着されることで、クランクシャフトの回転を入力シャフト1に伝え、車両を発進させる機能を有する。
中間シャフト2は、中空に形成されており、中間シャフト2の内部には、入力シャフト1が相対回転可能に同心的に貫通されている。入力シャフト1は、中間シャフト2の端部から突出した突出シャフト部1xを有する。入力シャフト1の突出シャフト部1xおよび中間シャフト2と平行に出力シャフト3が配置されている。出力シャフト3は、変速後の回転を出力するものであり、車両の駆動輪に接続されている。
(第1ドライブギヤ1Dv)
図1に示すように、変速機Mは、中間シャフト2に設けられた第1ドライブギヤ1Dvを有する。第1ドライブギヤ1Dvは、本実施形態では、中間シャフト2に固定された1速ドライブギヤ1aと2速ドライブギヤ2aとから構成されている。なお、第1ドライブギヤ1Dvは、1速ドライブギヤ1aおよび2速ドライブギヤ2aの2個に限られず、1速ドライブギヤ1aのみの1個でもよく、1速〜3速ドライブギヤの3個でもよく、同様に4個以上でも構わない。
(第2ドライブギヤ2Dv)
図1に示すように、変速機Mは、中間シャフト2の軸端から延長された軸線上に並設された複数の第2ドライブギヤ2Dvを有する。第2ドライブギヤ2Dvは、本実施形態では、入力シャフト1の突出シャフト部1xに回転自在に挿通された、3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6aから構成されている。なお、第2ドライブギヤ2Dvは、上述した4個のギヤに限られず、1個以上であればよい。
第2ドライブギヤ2Dvを構成する3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6aは、入力シャフト1のエンジン側の端部である発進用クラッチCから遠離するに従って、ギヤ比が小さくなるように(高速段ギヤとなるように)配置されている。一方、第1ドライブギヤ1Dvを構成する1速ドライブギヤ1a、2速ドライブギヤ2aについては、本実施形態では、同様に発進用クラッチCから遠離するに従ってギヤ比が小さくなる配置となっているが、逆の配置であっても構わない。
(シャフト結合機構SK)
図1に示すように、変速機Mは、第2ドライブギヤ2Dvのうち中間シャフト2に最も近い3速ドライブギヤ3aを中間シャフト2に相対回転不能に結合するためのシャフト結合機構SKを有する。シャフト結合機構SKは、中間シャフト2の軸端に相対回転不能に取り付けられたハブ71と、3速ドライブギヤ3aに相対回転不能に取り付けられたハブ81と、ハブ81にスプライン等によって軸方向に移動自在且つ周方向に相対回転不能に係合されたスリーブ91とを有する。スリーブ91の外周面には、シフトフォークが係合する係合溝が、周方向に沿って形成されている。シフトフォークは、アクチュエータ(電動シリンダ等)によって突出シャフト部1xの軸方向と平行に移動される。
スリーブ91が中間シャフト2の側に移動されると、スリーブ91が3速ドライブギヤ3aのハブ81に係合した状態で中間シャフト2のハブ71にも係合し、中間シャフト2のハブ71と3速ドライブギヤ3aのハブ81とがスリーブ91で架け渡された状態となる。この結果、3速ドライブギヤ3aが中間シャフト2と一体的に回転する。一方、スリーブ91が3速ドライブギヤ3aの側に移動されると、スリーブ91が中間シャフト2のハブ71から離脱し、3速ドライブギヤ3aが中間シャフト2の回転から切り離される。スリーブ91と中間シャフト2のハブ71との間には、シンクロメッシュ機構(同期機構)が設けられている。
(ギヤ結合機構GK)
図1に示すように、変速機Mは、第2ドライブギヤ2Dvを構成する3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6aの内、隣り合うギヤ同士を相対回転不能に結合するためのギヤ結合機構GKを有する。ギヤ結合機構GKは、3速ドライブギヤ3aと4速ドライブギヤ4aとの間に設けられた4速ギヤ結合機構4GKと、4速ドライブギヤ4aと5速ドライブギヤ5aとの間に設けられた5速ギヤ結合機構5GKと、5速ドライブギヤ5aと6速ドライブギヤ6aとの間に設けられた6速ギヤ結合機構6GKとから成る。
4速ギヤ結合機構4GKは、3速ドライブギヤ3aに相対回転不能に取り付けられたハブ72と、4速ドライブギヤ4aに相対回転不能に取り付けられたハブ82と、ハブ82にスプライン等によって軸方向に移動自在且つ周方向に相対回転不能に係合されたスリーブ92とを有する。スリーブ92の外周面には、シフトフォークが係合する係合溝が、周方向に沿って形成されている。シフトフォークは、アクチュエータ(電動シリンダ等)によって突出シャフト部の軸方向と平行に移動される。
スリーブ92が3速ドライブギヤ3aの側に移動されると、スリーブ92が4速ドライブギヤ4aのハブ82に係合した状態で3速ドライブギヤ3aのハブ72にも係合し、3速ドライブギヤ3aのハブ72と4速ドライブギヤ4aのハブ82とがスリーブ92で架け渡された状態となる。この結果、4速ドライブギヤ4aが3速ドライブギヤ3aと一体的に回転する。一方、スリーブ92が4速ドライブギヤ4aの側に移動されると、スリーブ92が3速ドライブギヤ3aのハブ72から離脱し、4速ドライブギヤ4aが3速ドライブギヤ3aの回転から切り離される。スリーブ92と3速ドライブギヤ3aのハブ72との間には、シンクロメッシュ機構(同期機構)が設けられている。
5速ギヤ結合機構5GK、6速ギヤ結合機構6GKも、4速ギヤ結合機構4GKと同様の構成となっている。よって、5速ギヤ結合機構5GK、6速ギヤ結合機構6GKについての説明は省略する。
(第1ドリブンギヤ1Dn)
図1に示すように、変速機Mは、第1ドライブギヤ1Dvと噛合するように出力シャフト3に挿通された第1ドリブンギヤ1Dnを有する。第1ドリブンギヤ1Dnは、第1ドライブギヤ1Dvを構成する1速ドライブギヤ1a、2速ドライブギヤ2aと夫々噛合する、1速ドリブンギヤ1b、2速ドリブンギヤ2bから構成されている。これら1速ドリブンギヤ1b、2速ドリブンギヤ2bは、夫々、出力シャフト3に回転自在に挿通されている。
(第2ドリブンギヤ2Dn)
図1に示すように、変速機Mは、第2ドライブギヤ2Dvと噛合するように出力シャフト3に挿通された第2ドリブンギヤ2Dnを有する。第2ドリブンギヤ2Dnは、第2ドライブギヤ2Dvを構成する3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6aと夫々噛合する、3速ドリブンギヤ3b、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6bから構成されている。これら3速ドリブンギヤ3b、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6bは、夫々、出力シャフト3に回転自在に挿通されている。
(セレクタ機構S)
図1に示すように、変速機Mは、1速ドリブンギヤ1b、2速ドリブンギヤ2b、3速ドリブンギヤ3b、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6bの何れか一つを、出力シャフト3に相対回転不能に固定するためのセレクタ機構Sを有する。セレクタ機構Sは、1速ドリブンギヤ1bまたは2速ドリブンギヤ2bを出力シャフト3に相対回転不能に固定するための1速2速セレクタ機構12Sと、3速ドリブンギヤ3bまたは4速ドリブンギヤ4bを出力シャフト3に相対回転不能に固定するための3速4速セレクタ機構34Sと、5速ドリブンギヤ5bまたは6速ドリブンギヤ6bを出力シャフト3に相対回転不能に固定するための5速6速セレクタ機構56Sとから成る。1速2速セレクタ機構12S、3速4速セレクタ機構34S、5速6速セレクタ機構56Sは、全て同様の構成であるので、1速2速セレクタ機構12Sについてのみ説明する。
(ドグ1D、2D)
図2は変速機Mの1速2速セレクタ機構12Sの分解斜視図、図3は1速2速セレクタ機構12Sの組立斜視図、図4(a)は1速2速セレクタ機構12Sの断面図、図4(b)は1速2速セレクタ機構12Sのドグ1D、2D、第1キー1K、第2キー2Kを示す説明図である。1速2速セレクタ機構12Sは、1速ドリブンギヤ1bおよび2速ドリブンギヤ2bの対向面に夫々突設されたドグ1D、2Dを有する。これらドグ1D、2Dは、各ギヤ1b、2bの周方向に夫々等間隔を隔てて複数設けられている。各ドグ1D、2Dは、各ギヤ1b、2bの回転方向の前方面となるリーディング面(駆動歯面)1DR、2DRと、回転方向の後方面となるトレーリング面(被駆動歯面)1DT、2DTとを有する。リーディング面1DR、2DR、トレーリング面1DT、2DTは、根元から先端に向けて末広がりとなるように逆テーパー状に形成されている。
(ハブH)
1速2速セレクタ機構12Sは、図2に示すように、1速ドリブンギヤ1bと2速ドリブンギヤ2bとの間の出力シャフト3に固定されたハブHを有する。ハブHの外周面には、出力シャフト3の軸方向と平行に形成されたキー溝HAが、周方向に等間隔を隔てて複数設けられている。キー溝HAには、第1キー1K、第2キー2Kが軸方向に移動自在に保持されている。第1キー1K、第2キー2Kは、各キー溝HAに、周方向に交互に保持されている。各キー溝HAは、底よりも開口が狭くなるように形成され、ハブHが回転された際、遠心力を受ける第1キー1K、第2キー2Kがキー溝HAの開口から飛び出さないようになっている。
(第1キー1K、第2キー2K)
1速2速セレクタ機構12Sは、上述したようにキー溝HAに軸方向に移動自在に保持された第1キー1K、第2キー2Kを有する。図4(b)に示すように、第1キー1Kは、一端に1速ドリブンギヤ1bのドグ1Dのリーディング面1DRと係合する係合爪1KRを有し、他端に2速ドリブンギヤ2bのドグ2Dのトレーリング面2DTと係合する係合爪1KTを有する。同様に、第2キー2Kは、一端に1速ドリブンギヤ1bのドグ1Dのトレーリング面1DTと係合する係合爪2KTを有し、他端に2速ドリブンギヤ2bのドグ2Dのリーディング面2DRと係合する係合爪2KRを有する。これら係合爪1KR、1KT、2KR、2KTは、係合性を高めるため、逆テーパー状に形成されている。
ハブHの外周面には、第1スリーブリング1R、第2スリーブリング2Rが、ハブHに対して、軸方向に移動自在且つ周方向に相対回転不能に装着されている。第1スリーブリング1Rの内周面には、図2に示すように、凸部1RAが周方向に等間隔を隔てて複数設けられ、これら凸部1RAが第1キー1Kに形成された凹部1KAに係合されている。これにより、第1スリーブリング1Rおよび第1キー1Kが軸方向に一体的に移動する。同様に、第2スリーブリング2Rの内周面には凸部2RAが周方向に等間隔を隔てて複数設けられ、これら凸部2RAが第2キー2Kに形成された凹部2KAに係合されている。これにより、第2スリーブリング2Rおよび第2キー2Kが軸方向に一体的に移動する。
(アクチュエータA)
1速2速セレクタ機構12Sは、第1キー1K、第2キー2Kを軸方向に移動させるためのアクチュエータAを有する。アクチュエータAは、第1スリーブリング1Rに係合する第1シフトフォーク1F、第1シフトフォーク1Fに接続された第1シフトロッド1G、第1シフトロッド1Gを軸方向に移動する不図示の第1駆動機構(電動シリンダ等)を備えている。また、アクチュエータAは、第2スリーブリング2Rに係合する第2シフトフォーク2F、第2シフトフォーク2Fに接続された第2シフトロッド2G、第2シフトロッド2Gを軸方向に移動する不図示の第2駆動機構(電動シリンダ等)を備えている。第1駆動機構、第2駆動機構は、車両の走行状況に応じたコンピュータ制御により、或いは運転者によるシフトレバー等のシフト操作に応じて、第1シフトロッド1G、第2シフトロッド2Gを連係して移動させ、変速を行う。変速については後述するが、発進用のクラッチCを繋いだまま、トルク切れの無い変速が可能である。
(3速4速セレクタ機構34S、5速6速セレクタ機構56S)
図1に示す3速4速セレクタ機構34S、5速6速セレクタ機構56Sは、1速2速セレクタ機構12Sと同様の構成であるので、説明を省略する。なお、3速ドリブンギヤ3bのドグを3Dと表示し、4速ドリブンギヤ4bのドグを4Dと表示し、5速ドリブンギヤ5bのドグを5Dと表示し、6速ドリブンギヤ6bのドグを6Dと表示する。これら3速4速セレクタ機構34S、5速6速セレクタ機構56Sを用いた各段の変速については後述するが、発進用のクラッチCを繋いだまま、トルク切れの無い変速が可能である。
(緩衝機構W)
図1に示すように、変速機Mは、入力シャフト1と中間シャフト2との間に介設された緩衝機構Wを有する。緩衝機構Wは、セレクタ機構S(1速2速セレクタ機構12S、3速4速セレクタ機構34S、5速6速セレクタ機構56S)によって、1速ドリブンギヤ1b、2速ドリブンギヤ2b、3速ドリブンギヤ3b、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6bの何れか一つのギヤを、出力シャフト3に相対回転不能に固定した際に生じる衝撃(スパイクトルク)を吸収するものである。
緩衝機構Wは、入力シャフト1または中間シャフト2に生じるトルクが予め設定された設定トルク未満である場合に、入力シャフト1および中間シャフト2を一体回転させ、上記トルクが設定トルク以上になると、入力シャフト1と中間シャフト2とを相対回転させる機能を有している。入力シャフト1と中間シャフト2との相対回転、すなわち滑りを許容する閾値となる設定トルクは、エンジンによって出力シャフト3を回転させて車両を走行させる際に入力シャフト1または中間シャフト2に生じ得る最大トルクよりも大きく、且つセレクタ機構Sによってトルク切れの無い変速を行った際に入力シャフト1または中間シャフト2に生じ得るスパイクトルクより小さく設定されている。これにより、エンジンによる車両の通常走行を支障なく行えると共に、変速時のスパイクトルクを緩衝できる。上記設定トルクは、上述した最大トルクよりもある程度の余裕を持って大きな値に設定されているが、その余裕代は極力小さくすることが好ましい。上述した最大トルクを僅かに上回る軽微なスパイクトルクを的確に緩衝するためである。
図5は、変速機Mの緩衝機構Wを示す断面図である。緩衝機構Wは、入力シャフト1と一体的に回転する入力シャフト摩擦板(インナーリング)W1と、入力シャフト摩擦板W1と重なるように配置され、中間シャフト2と一体的に回転する中間シャフト摩擦板(中間リング)W2と、中間シャフト摩擦板W2を入力シャフト摩擦板W1に押し付けるための弾性部材W3とを備えている。入力シャフト1は、ベアリングBによってミッションケースに軸支されており、中空の中間シャフト2の内部に挿入された中径シャフト部1yおよび上述の突出シャフト部1xを有する(図1参照)。
図5に示すように、入力シャフト1の中径シャフト部1yの外周面には、スプラインが形成されており、リテーナW4、ハブW5が相対回転不能に装着されている。リテーナW4は、中径シャフト部1yに装着されたリング板状のリテーナ本体W41と、リテーナ本体W41の中間シャフト2側の面に突設されたバネ保持部W42とを有する。バネ保持部W42には、弾性部材W3を構成する円錐状の板バネW31が装着される。ハブW5は、中径シャフト部1yに装着された筒部W51と、筒部W51に設けられたリング板状のハブ本体W52と、ハブ本体W52の外周端から中間シャフト2側に延出された筒状の摩擦面部W53とを有する。摩擦面部W53の内周面の傾斜角度は、中間シャフト摩擦板W2の外周面の傾斜角度に合致されており、摩擦面部W53の内周面に、中間シャフト摩擦板W2の外周面が略均等に接触されている。ハブ本体W52には、周方向に間隔を隔てて保持孔W54が複数形成されている。
入力シャフト摩擦板W1は、入力シャフト1の軸方向に所定長さを有するリング状の部材であり、円錐板状に形成されている。入力シャフト摩擦板W1は、中間シャフト2側(図5の右側)の端面から入力シャフト1側(図5の左側)の端面に向かうに従って徐々に小径となるように形成されており、入力シャフト摩擦板W1の内周面および外周面が、入力シャフト1の軸方向に対して傾斜する形状となっている。入力シャフト摩擦板W1の一端には、ハブW5の保持孔W54に係合する保持片W11が、周方向に間隔を隔てて複数形成されている。入力シャフト摩擦板W1の保持片W11がハブW5の保持孔W54に係合することで、ハブW5と入力シャフト摩擦板W1とが一体的に回転する。
中間シャフト2は、中空に形成されており、その外周面にフランジ21が形成されている。フランジ21には、周方向に間隔を隔てて保持溝22が複数形成されている。保持溝22には、後述のように中間シャフト摩擦板W2の保持片W21が係合される。中間シャフト2の端部には、入力シャフト1の側に延出されてリング状の摩擦面部23が形成されている。摩擦面部23の外周面の傾斜角度は、入力シャフト摩擦板W1の内周面の傾斜角度に合致されており、摩擦面部23の外周面に、入力シャフト摩擦板W1の内周面が略均一に接触されている。
中間シャフト摩擦板W2は、中間シャフト2の軸方向に所定長さを有するリング状の部材であり、円錐板状に形成されている。中間シャフト摩擦板W2は、中間シャフト2側(図5の右側)の端面から入力シャフト1側(図5の左側)の端面に向かうに従って徐々に小径となるように形成されており、中間シャフト摩擦板W2の内周面および外周面が、中間シャフト2の軸方向に対して傾斜する形状となっている。中間シャフト摩擦板W2の一端には、中間シャフト2の保持溝22に係合する保持片W21が、周方向に間隔を隔てて複数形成されている。中間シャフト摩擦板W2の保持片W21が中間シャフト2の保持溝22に係合することで、中間シャフト2と中間シャフト摩擦板W2とが一体的に回転する。
入力シャフト摩擦板W1、中間シャフト摩擦板W2は、弾性部材W3によって相互に押し付けられる。弾性部材W3は、リテーナW4とハブW5との間に介設された円錐状の板バネW31から成る。中間シャフト2の内周面にはフランジ24が形成されており、フランジ24にはワッシャW6が当接されている。ワッシャW6を、突出シャフト部1xに形成されたネジ部に螺合されたナットW7によって板バネW31の側に押し付けることで、板バネW31が撓み、入力シャフト摩擦板W1と中間シャフト摩擦板W2とが相互に押し付けられる。これと同時に、入力シャフト摩擦板W1の内周面が中間シャフト2の摩擦面部23に押し付けられ、中間シャフト摩擦板W2の外周面がハブW5の摩擦面部W53に押し付けられる。これにより、緩衝機構Wは、入力シャフト1または中間シャフト2に生じるトルクが予め設定された設定トルク未満である場合に、入力シャフト1および中間シャフト2を一体回転させ、上記トルクが設定トルク以上になると、入力シャフト1と中間シャフト2とを相対回転させる機能を発揮する。上記設定トルクは、ワッシャW6の板厚を変更することや、板バネW31自体を変更することで、調整できる。緩衝機構Wは、所謂摩擦コーンクラッチからなる。
(シフトアップ)
図6に1速状態の変速機Mを示す。1速で発進する際には、発進用クラッチCを切った状態で、1速2速セレクタ機構12Sの第1キー1K、第2キー2Kを1速ドリブンギヤ1b側に移動する。そして、発進クラッチCを半クラッチ制御して繋げることで、入力軸1の回転を1速ドライブギヤ1a、1速ドリブンギヤ1b、1速2速セレクタ機構12Sを介し、出力シャフト3に伝達する。このとき、第1キー1Kは、1速ドリブンギヤ1bのドグ1Dと係合してトルクの伝達を行い、第2キー2Kは、1速ドリブンギヤ1bのドグ1Dと係合しないコースト状態となり、2速ドリブンギヤ2b側に移動可能である。
図7に2速状態の変速機Mを示す。1速から2速にシフトアップする際には、発進用クラッチCを繋いだままの状態で、1速2速セレクタ機構12Sの第2キー2K(コースト状態)を2速ドリブンギヤ2b側に移動する。これにより、第2キー2Kが2速ドリブンギヤ2bのドグ2Dと係合し、トルク切れの無い1速から2速へのシフトアップを成し得る。シフトアップ時、第2キー2Kが2速ドリブンギヤ2bのドグ2Dと係合した瞬間に、1速ドリブンギヤ1bと2速ドリブンギヤ2bとの回転数差に因るスパイクトルクが生じるが、このスパイクトルクは、中間シャフト2と入力シャフト1との間に介設された緩衝機構Wによって吸収緩衝される。また、第2キー2Kが2速ドリブンギヤ2bのドグ2Dと係合すると、第1キー1Kが1速ドリブンギヤ1bのドグ1Dから離脱してコースト状態となるため、第1キー1Kも2速ドリブンギヤ2b側に移動させる。
図8に3速状態の変速機Mを示す。2速から3速にシフトアップする際には、シャフト結合機構SKのスリーブ91を2速ドライブギヤ2a側に移動し、スリーブ91によってハブ71とハブ81とを架け渡し、3速ドライブギヤ3aが中間シャフト2と一体的に回転するようにする。その後、発進用クラッチCを繋いだままの状態で、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置(左右のドグ3D、4Dに係合しない位置)から3速ドリブンギヤ3b側に移動する。これにより、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1Kが3速ドリブンギヤ3bのドグ3Dと係合してトルクを伝達し、1速2速セレクタ機構12Sの第1キー1K、第2キー2Kが共にコースト状態となる。よって、1速2速セレクタ機構12Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置(左右のドグ1D、2Dに係合しない位置)に移動する。これにより、トルク切れの無い2速から3速へのシフトアップが可能である。シフトアップ時、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1Kが3速ドリブンギヤ3bのドグ3Dと係合した瞬間に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。なお、このとき、3速4速セレクタ機構34Sの第2キー2Kは、3速ドリブンギヤ3bのドグ3Dと係合しない状態(コースト状態)となる。
図9に4速状態の変速機Mを示す。3速から4速にシフトアップする際には、4速ギヤ結合機構4GKのスリーブ92を3速ドライブギヤ3a側に移動し、スリーブ92によってハブ72とハブ82とを架け渡し、4速ドライブギヤ4aが3速ドライブギヤ3aと一体的に回転するようにする。このとき、3速の段階で、シャフト結合機構SKのスリーブ91によって3速ドライブギヤ3aが中間シャフト2と一体的に回転するようになっているので、結果として、中間シャフト2、3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4aが、全て一体的に回転するようになる。その後、発進用クラッチCを繋いだままの状態で、3速4速セレクタ機構34Sの第2キー2K(コースト状態)を4速ドリブンギヤ4b側に移動する。これにより、第2キー2Kが4速ドリブンギヤ4bのドグ4Dと係合し、トルク切れの無いシフトアップが可能である。シフトアップ時、第2キー2Kが4速ドリブンギヤ4bのドグ4Dと係合した瞬間に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。また、第2キー2Kが4速ドリブンギヤ4bのドグ4Dと係合すると、第1キー1Kがコースト状態となるため、第1キー1Kも4速ドリブンギヤ4b側に移動させる。
図10に5速状態の変速機Mを示す。4速から5速にシフトアップする際には、5速ギヤ結合機構5GKのスリーブ93を4速ドライブギヤ4a側に移動し、スリーブ93によってハブ73とハブ83とを架け渡し、5速ドライブギヤ5aが4速ドライブギヤ4aと一体的に回転するようにする。このとき、4速の段階で、スリーブ91によって3速ドライブギヤ3aが中間シャフト2と一体的に回転し、スリーブ92によって4速ドライブギヤ4aが3速ドライブギヤ3aと一体的に回転するようになっているので、結果として、中間シャフト2、3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5aが、全て一体的に回転するようになる。その後、発進用クラッチCを繋いだままの状態で、5速6速セレクタ機構56Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置から5速ドリブンギヤ5b側に移動する。これにより、5速6速セレクタ機構56Sの第1キー1Kが5速ドリブンギヤ5bのドグ5Dと係合してトルクを伝達し、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1K、第2キー2Kが共にコースト状態となる。よって、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置に移動する。これにより、トルク切れの無い4速から5速へのシフトアップが可能である。シフトアップ時、5速6速セレクタ機構56Sの第1キー1Kが5速ドリブンギヤ5bのドグ5Dと係合した瞬間に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。なお、このとき、5速6速セレクタ機構56Sの第2キー2Kは、5速ドリブンギヤ5bのドグ5Dと係合しない状態(コースト状態)となる。
図11に6速状態の変速機Mを示す。5速から6速にシフトアップする際には、6速ギヤ結合機構6GKのスリーブ94を5速ドライブギヤ5a側に移動し、スリーブ94によってハブ74とハブ84とを架け渡し、6速ドライブギヤ6aが5速ドライブギヤ5aと一体的に回転するようにする。このとき、5速の段階で、中間シャフト2、3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5aが一体的に回転するようになっているので、結果として、中間シャフト2、3速ドライブギヤ3a、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6aが、全て一体的に回転するようになる。その後、発進用クラッチCを繋いだままの状態で、5速6速セレクタ機構56Sの第2キー2K(コースト状態)を6速ドリブンギヤ6b側に移動する。これにより、第2キー2Kが6速ドリブンギヤ6bのドグ6Dと係合し、トルク切れの無いシフトアップが可能である。シフトアップ時、第2キー2Kが6速ドリブンギヤ6bのドグ6Dと係合した瞬間に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。また、第2キー2Kが6速ドリブンギヤ6bのドグ6Dと係合すると、第1キー1Kがコースト状態となるため、第1キー1Kも6速ドリブンギヤ6b側に移動させる。
(シフトダウン)
以上シフトアップについて説明したが、シフトダウンは逆の手順となる。すなわち、6速から5速にシフトダウンする場合には、図10に示すように、6速ギヤ結合機構6GKのスリーブ94を6速ドライブギヤ6a側に移動し、スリーブ94をハブ74から離脱させ、6速ドライブギヤ6aを5速ドライブギヤ5aの回転から切り離す。このとき、5速ドライブギヤ5aと4速ドライブギヤ4aとがスリーブ93で連結され、4速ドライブギヤ4aと3速ドライブギヤ3aとがスリーブ92で連結され、3速ドライブギヤ3aと中間シャフト2とがスリーブ91で連結されている。その状態で、発進用クラッチCを繋いだまま、5速6速セレクタ機構56Sの第1キー1Kおよび第2キー2Kの内のコースト状態のキー(例えば第2キー2K)を5速ドリブンギヤ5b側に移動する。これにより、第2キー2Kが5速ドリブンギヤ5bのドグ5Dと係合し、トルク切れの無いシフトダウンが可能となる。シフトダウン時、第2キー2Kが5速ドリブンギヤ5bのドグ5Dと係合した瞬間に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。また、第2キー2Kが5速ドリブンギヤ5bのドグ5Dと係合すると、第1キー1Kがコースト状態となるため、第1キー1Kも5速ドリブンギヤ5b側に移動させる。
5速から4速へのシフトダウンは、図9に示すように、5速ギヤ結合機構5GKのスリーブ93を5速ドライブギヤ5a側に移動し、5速ドライブギヤ5aを4速ドライブギヤ4aの回転から切り離す。その状態で、発進用クラッチCを繋いだまま、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置から4速ドリブンギヤ4b側に移動し、5速6速セレクタ機構56Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置に移動する。これにより、トルク切れの無いシフトダウンが可能となる。シフトダウン時に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。
4速から3速へのシフトダウンは、図8に示すように、4速ギヤ結合機構4GKのスリーブ92を4速ドライブギヤ4a側に移動し、4速ドライブギヤ4aを3速ドライブギヤ3aの回転から切り離す。その状態で、発進用クラッチCを繋いだまま、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1K、第2キー2Kを3速ドリブンギヤ3b側に移動する。これにより、トルク切れの無いシフトダウンが可能となる。シフトダウン時に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。
3速から2速へのシフトダウンは、図7に示すように、シャフト結合機構SKのスリーブ91を3速ドライブギヤ3a側に移動し、3速ドライブギヤ3aを中間シャフト2の回転から切り離す。その状態で、発進用クラッチCを繋いだまま、1速2速セレクタ機構12Sの第1キー1K、第2キー2Kを2速ドリブンギヤ2b側に移動し、3速4速セレクタ機構34Sの第1キー1K、第2キー2Kをニュートラル位置に移動する。これにより、トルク切れの無いシフトダウンが可能となる。シフトダウン時に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。
2速から1速へのシフトダウンは、図6に示すように、発進用クラッチCを繋いだまま、1速2速セレクタ機構12Sの第1キー1K、第2キー2Kを1速ドリブンギヤ1b側に移動する。これにより、トルク切れの無いシフトダウンが可能となる。シフトダウン時に生じたスパイクトルクは、緩衝機構Wによって吸収緩衝される。
(作用・効果)
以上説明したように、本実施形態に係る変速機Mにおいては、変速の際には、出力シャフト3に回転自在に挿通された第1ドリブンギヤ1Dn(1速ドリブンギヤ1b、2速ドリブンギヤ2b)および第2ドリブンギヤ2Dn(3速ドリブンギヤ3b、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6b)の何れか一つを、セレクタ機構S(1速2速セレクタ機構12S、3速4速セレクタ機構34S、5速6速セレクタ機構56S)によって出力シャフト3に相対回転不能に固定する。この際、生じた衝撃(スパイクトルク)は、入力シャフト1と中間シャフト2との間に介設された共通の緩衝機構Wによって吸収される。
この緩衝機構Wは、入力シャフト1と中間シャフト2との間に介設されており、1速ドリブンギヤ1b、2速ドリブンギヤ2b、3速ドリブンギヤ3b、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6bの何れか一つを出力シャフト3に相対回転不能に固定する際に生じるスパイクトルクに対応でき、全ての変速段において共用できる。よって、従来例のように各ギヤ段毎に緩衝機構を設ける場合と比べて、変速機Mの軸方向の寸法を小さくでき、且つコストダウンを図ることができる。
また、この緩衝機構Wは、従来例のようにギヤの内部に組み込まれるものではないので、ギヤ内に組み込むための寸法的な制約から緩衝機能が制限されることはない。また、ギヤの内部に緩衝機構Wを組み込むことに起因するギヤの肉厚の薄肉化および剛性の低下は発生せず、剛性低下によりギヤの噛み合い精度が悪化して噛み合い音が増大するといった問題は生じない。
また、本実施形態に係る変速機Mにおいては、1速から2速、2速から1速の変速時には、シャフト結合機構SKによって中間シャフト2と3速ドライブギヤ3aとが切り離されている。このため、3速ドライブギヤ3aを含めたそれ以上の高速段ドライブギヤ4a、5a、6aおよびそれらに噛合する3速ドリブンギヤ3bを含めたそれ以上の高速段ドリブンギヤ4b、5b、6bが、エンジンによって連れ回された状態となっていない。この結果、1速と2速との間の変速時、1速2速セレクタ機構12Sの第1キー1Kまたは第2キー2Kが1速ドリブンギヤ1bのドグ1D、2速ドリブンギヤ2bのドグ2Dと係合したとき、それらギヤに連動して回転されているギヤの数を可及的に少なくでき、スパイクトルクを増大させる原因となる各ギヤの回転のイナーシャを可及的に小さくできる。
3速にシフトアップするときには、シャフト結合機構SKによって中間シャフト2と3速ドライブギヤ3aとが連結されるが、4速ギヤ結合機構4GKによって3速ドライブギヤ3aと4速ドライブギヤ4aとが切り離されている。このため、4速ドライブギヤ4aを含めたそれ以上の高速段ドライブギヤ5a、6aおよびそれらに噛合する4速ドリブンギヤ4bを含めたそれ以上の高速段ドリブンギヤ5b、6bが、エンジンによって連れ回された状態となっていない。よって、2速と3速との間の変速時、スパイクトルクを増大させる原因となる各ギヤの回転のイナーシャを可及的に小さくできる
以降、4速、5速、6速とシフトアップするに従って、4速ギヤ結合機構4GK、5速ギヤ結合機構5GK、6速ギヤ結合機構6GKにより、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6aが順次、中間シャフト2に連結され、連れ回るギヤの数が増し、イナーシャが大きくなる。しかし、高速段の変速時に生じるスパイクトルクは、低速段の変速時に生じるスパイクトルクよりも変速ギヤ比のステップ比の関係でそもそも小さいため、大きな問題とならない。
すなわち、この変速機Mによれば、大きなスパイクトルクが発生する1速と2速との間の変速を含めた低速段の変速時に、セレクタ機構Sの第1キー1Kまたは第2キー2Kがギヤのドグに係合したとき、そのギヤに連動して回転されているギヤの数を可及的に少なくできる。このように、低速段の変速時に、スパイクトルクを増大させる原因となる各ギヤの回転のイナーシャを可及的に小さくできるので、騒音や振動を効果的に抑制できる。
以上要するに、本発明に係る変速機によれば、各変速段の変速時に生じるスパイクトルクの十分な緩衝機能を確保しつつ、コストの削減および小型化を図った変速機を実現できる。
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。例えば、4速ドライブギヤ4a、5速ドライブギヤ5a、6速ドライブギヤ6a、4速ドリブンギヤ4b、5速ドリブンギヤ5b、6速ドリブンギヤ6b、4速ギヤ結合機構4GK、5速ギヤ結合機構5GK、6速ギヤ結合機構6GKを省略し、3段変速の変速機とすることも考えられる。また、セレクタ機構Sの構成は上述の構成に限定されるものではなく、従来公知のセレクタ機構にも適用することができる。
本発明は、主に自動車用の変速機に利用できる。
1 入力シャフト
1x 突出シャフト部
2 中間シャフト
3 出力シャフト
1Dv 第1ドライブギヤ
1a 第1ドライブギヤとしての1速ドライブギヤ
2a 第1ドライブギヤとしての2速ドライブギヤ
2Dv 第2ドライブギヤ
3a 第2ドライブギヤとしての3速ドライブギヤ
4a 第2ドライブギヤとしての4速ドライブギヤ
5a 第2ドライブギヤとしての5速ドライブギヤ
6a 第2ドライブギヤとしての6速ドライブギヤ
SK シャフト結合機構
GK ギヤ結合機構
4GK ギヤ結合機構としての4速ギヤ結合機構
5GK ギヤ結合機構としての5速ギヤ結合機構
6GK ギヤ結合機構としての6速ギヤ結合機構
1Dn 第1ドリブンギヤ
1b 第1ドリブンギヤとしての1速ドリブンギヤ
2b 第1ドリブンギヤとしての2速ドリブンギヤ
2Dn 第2ドリブンギヤ
3b 第2ドリブンギヤとしての3速ドリブンギヤ
4b 第2ドリブンギヤとしての4速ドリブンギヤ
5b 第2ドリブンギヤとしての5速ドリブンギヤ
6b 第2ドリブンギヤとしての6速ドリブンギヤ
S セレクタ機構
12S セレクタ機構としての1速2速セレクタ機構
34S セレクタ機構としての3速4速セレクタ機構
56S セレクタ機構としての5速6速セレクタ機構
1D ドグ
1DR リーディング面
1DT トレーリング面
2D ドグ
2DR リーディング面
2DT トレーリング面
H ハブ
HA キー溝
1K 第1キー
2K 第2キー
W 緩衝機構
W1 入力シャフト摩擦板
W2 中間シャフト摩擦板
W3 弾性部材

Claims (8)

  1. エンジンの回転が入力される入力シャフトと、
    該入力シャフトに対して同芯的に相対回転可能に配置された中間シャフトと、
    該中間シャフトと平行に配置された出力シャフトと、
    前記中間シャフトに固定された1以上の第1ドライブギヤと、
    前記中間シャフトの軸端から延長された軸線上に夫々回転自在に並設された1または複数の第2ドライブギヤと、
    該第2ドライブギヤのうち前記中間シャフトに最も近いギヤを前記中間シャフトに相対回転不能に結合するためのシャフト結合機構と、
    前記出力シャフトに回転自在に挿通され、前記第1ドライブギヤと噛合する第1ドリブンギヤと、
    前記出力シャフトに回転自在に挿通され、前記第2ドライブギヤと噛合する第2ドリブンギヤと、
    前記第1ドリブンギヤおよび前記第2ドリブンギヤの何れか一つを前記出力シャフトに相対回転不能に固定するためのセレクタ機構と、
    該セレクタ機構によって前記第1ドリブンギヤおよび前記第2ドリブンギヤの何れか一つを前記出力シャフトに相対回転不能に固定した際の衝撃を吸収するため、前記入力シャフトと前記中間シャフトとの間に介設された緩衝機構と、を備えたことを特徴とする変速機。
  2. 前記第2ドライブギヤが、複数であり、
    隣り合う前記第2ドライブギヤ同士を相対回転不能に結合するためのギヤ結合機構を備えたことを特徴とする請求項1に記載の変速機。
  3. 前記第2ドライブギヤは、前記入力シャフトのエンジン側の端部から遠離するに従ってギヤ比が小さくなるように配列されたことを特徴とする請求項2に記載の変速機。
  4. 前記緩衝機構は、
    前記入力シャフトまたは前記中間シャフトに生じるトルクが予め設定された設定トルク未満である場合に、前記入力シャフトおよび前記中間シャフトを一体回転させ、
    前記トルクが前記設定トルク以上になると、前記入力シャフトと前記中間シャフトとを相対回転させる機能を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の変速機。
  5. 前記緩衝機構は、
    前記入力シャフトと一体的に回転する入力シャフト摩擦板と、
    該入力シャフト摩擦板と重なるように配置され、前記中間シャフトと一体的に回転する中間シャフト摩擦板と、
    該中間シャフト摩擦板を前記入力シャフト摩擦板に押し付けるための弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の変速機。
  6. 前記中間シャフトが、中空に形成され、
    前記入力シャフトが、中空の前記中間シャフトを貫通し、その端部から突出した突出シャフト部を有し、
    該突出シャフト部に、前記第2ドライブギヤが回転自在に挿通されたことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の変速機。
  7. 前記セレクタ機構は、
    前記出力シャフトに回転自在に挿通された前記第1ドリブンギヤおよび前記第2ドリブンギヤのうち、隣り合うギヤの対向面に夫々突設されたドグと、
    前記隣り合うギヤの間の前記出力シャフトに固定されたハブと、
    該ハブに、前記出力シャフトの軸方向に移動自在に保持され、一端が前記隣り合うギヤの一方に突設されたドグのリーディング面と係合可能であり、他端が前記隣り合うギヤの他方に突設されたドグのトレーリング面と係合可能である第1キーと、
    該ハブに、前記出力シャフトの軸方向に移動自在に保持され、一端が前記隣り合うギヤの一方に突設されたドグのトレーリング面と係合可能であり、他端が前記隣り合うギヤの他方に突設されたドグのリーディング面と係合可能である第2キーと、
    前記第1キー、前記第2キーを前記出力シャフトの軸方向に移動させるアクチュエータと、を備えたことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の変速機。
  8. 前記ハブの外周面に、周方向に間隔を隔てて軸方向に沿ったキー溝が複数形成され、
    これらキー溝に、前記第1キー、第2キーが周方向に交互に保持されていることを特徴とする請求項7に記載の変速機。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2018971B1 (en) * 2017-05-24 2018-12-07 Punch Powertrain Nv a shifting method for a transmission, a transmission system, a computer program product, and a vehicle.
CN110594392A (zh) * 2018-06-13 2019-12-20 江苏鑫晨光热技术有限公司 一种减速机的阻尼结构

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2593629A (en) * 1949-09-21 1952-04-22 Borg Warner Four-speed countershaft and planetary transmission
US2763141A (en) * 1955-01-11 1956-09-18 Adiel Y Dodge Slip coupling
DE2410164C2 (de) * 1974-03-02 1984-07-26 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Zahnräderwechselgetriebe in Gruppenbauart
JPS57190149A (en) * 1981-05-20 1982-11-22 Honda Motor Co Ltd Speed changer for vehicle
GB2135424B (en) * 1983-02-15 1986-07-16 Honda Motor Co Ltd Torsional vibration absorbing device
US4880407A (en) * 1988-02-16 1989-11-14 Custom Products Corporation Cone clutch
US5281190A (en) * 1992-08-12 1994-01-25 Erkki Koivunen Gear thrust controlled multi-mode clutch for power transmissions
JP2566649Y2 (ja) * 1992-12-22 1998-03-30 株式会社 神崎高級工機製作所 作業車両用の多段変速装置
US5689998A (en) * 1994-03-31 1997-11-25 The Anchored Corporation Continuous-torque variable-speed transmission
JPH09196128A (ja) * 1996-01-23 1997-07-29 Seiko Epson Corp 電気自動車の変速駆動装置及び変速駆動方法
DE19711820A1 (de) * 1996-08-08 1998-09-24 Volkswagen Ag Verfahren zum Schalten eines Doppelkupplungsgetriebes und Doppelkupplungsgetriebe
DE59805014D1 (de) * 1998-08-25 2002-09-05 Ford Global Tech Inc Wechselgetriebe in 3-Wellenbauweise, insbesondere für Kraftfahrzeuge
ES2249667T3 (es) * 1998-12-24 2006-04-01 Daimlerchrysler Ag Engranaje de inversion de ruedas dentadas con dos engranajes divisores que, dentro de la transmision de fuerza, estan dispuestos de forma paralela entre si.
JP3626383B2 (ja) * 1999-12-17 2005-03-09 本田技研工業株式会社 4wd駆動力取出構造
US6364042B1 (en) * 2000-04-26 2002-04-02 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for coupling an engine and transmission with a starter/alternator
JP2002181085A (ja) * 2000-12-14 2002-06-26 Nsk Warner Kk トルクリミッター付ダンパー組立体
JP3482400B2 (ja) * 2001-04-18 2003-12-22 川崎重工業株式会社 不整地走行車の動力伝達装置
US6554113B2 (en) * 2001-09-20 2003-04-29 Borgwarner, Inc. Torque limiting accessory drive assembly
US20030226736A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-11 Krivenkoff Oleg B Dampener assembly with clamped springs
JP2005155508A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Hitachi Ltd 自動車、及びその制御装置、並びにその駆動力伝達装置
JP4517694B2 (ja) * 2004-03-22 2010-08-04 日産自動車株式会社 ツインクラッチ式マニュアルトランスミッション
DE102004022413B4 (de) * 2004-05-06 2010-04-15 Zf Friedrichshafen Ag Doppelkupplungsgetriebe
DE102005029351A1 (de) * 2004-07-02 2006-01-26 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregates eines Fahrzeuges
US7578759B2 (en) * 2004-09-01 2009-08-25 Team Industries, Inc. Torque limiting mechanism
WO2006055968A2 (en) * 2004-11-22 2006-05-26 Eaton Corporation Transmission auxiliary unit shifter inhibitor
GB0504628D0 (en) * 2005-03-05 2005-04-13 Zeroshift Ltd Transmission layout
GB0609333D0 (en) * 2006-05-11 2006-06-21 Zeroshift Ltd Engagement member actuator control
GB0510129D0 (en) * 2005-05-18 2005-06-22 Zeroshift Ltd Sequential hub layout
JP4045281B2 (ja) * 2005-06-06 2008-02-13 株式会社エクセディ ダンパーディスク組立体及びフライホイール組立体
JP2007177925A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Hitachi Ltd 自動車の制御装置,制御方法、及び自動変速機
US7377871B2 (en) * 2006-03-27 2008-05-27 Magna Powertrain Usa, Inc. Transfer case with torque limiting clutch assembly
JP2007332991A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Aisin Ai Co Ltd 歯車変速装置
AU2007302613B2 (en) * 2006-09-26 2013-07-11 Hu Meng Bu Mechanical torque converter
GB0623292D0 (en) * 2006-11-22 2007-01-03 Zeroshift Ltd Transmission system
JP2008309317A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Aisin Aw Co Ltd 発進装置
JP5128408B2 (ja) * 2008-07-31 2013-01-23 アイシン・エーアイ株式会社 自動変速機の変速制御方法
GB2463706A (en) * 2008-09-23 2010-03-24 Xtrac Ltd Gearbox with a mainshaft having an overrunning hub and spring biased pawls
JP5162401B2 (ja) * 2008-09-30 2013-03-13 本田技研工業株式会社 多板式クラッチ
JP5290110B2 (ja) * 2009-09-29 2013-09-18 アイシン・エィ・ダブリュ工業株式会社 トーションダンパ
JP5171779B2 (ja) * 2009-09-30 2013-03-27 本田技研工業株式会社 多板クラッチ装置
US8858345B2 (en) * 2010-11-19 2014-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle damper device
JP5658068B2 (ja) * 2011-03-25 2015-01-21 富士重工業株式会社 変速装置

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