JP2014172496A - 車両用デュアルクラッチ式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ機構と変速機構を一体構造とすることで、全長を短縮することができる車両用デュアルクラッチ式変速機を提供する。
【解決手段】エンジン７からの動力が入力される主軸１１と、主軸１１と同軸に配置された第１入力軸３１及び第２入力軸３２と、主軸１１からの動力を第１入力軸３１に伝達可能な第１摩擦クラッチ２１と、主軸１１からの動力を第２入力軸３２に伝達可能な第２摩擦クラッチ２２と、第１入力軸３１及び第２入力軸３２からの動力を断接することで、複数の変速段の何れかを選択して変速可能な変速ギヤ機構４０と、変速ギヤ機構４０からの動力を出力する出力軸１２とを備え、変速ギヤ機構４０を、第１摩擦クラッチ２１の出力側端面を含む平面２１ａと第２摩擦クラッチ２２の出力側端面を含む平面２２ａとの間に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２組の摩擦クラッチを介して動力源に結合された２本の入力軸と、変速ギヤ機構を介して各入力軸と係合した１本の出力軸とを備え、２組の摩擦クラッチの結合状態を制御しながら変速する車両用デュアルクラッチ式変速機に関する。

従来の車両用デュアルクラッチ式変速機を搭載した車両では、クラッチ機構と変速機構が別体となっている構造が一般的であり、例えば、特許文献１（図１）にはこのような構造のツインクラッチ式変速機が示されている。

また、特許文献２（図１）に記載されたツインクラッチ式変速機では、クラッチ機構と変速機構が、隔壁によってクラッチケース部と変速機ケース部によって分離された構成となっている。

特表２００２−５２５５０４号公報 特開２００７−２９２０９６号公報 国際公開第２０１２／１０２３３７号

しかしながら、特許文献１、２に記載された構成では、クラッチ機構と変速機構を含む変速機として、全長が長くなってしまうという問題があり、また、構成部品点数が多くなり、コスト低減の障害にもなっている。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、クラッチ機構と変速機構を一体構造として全長を短縮することができ、また、小型化することでコスト低減が可能な車両用デュアルクラッチ式変速機を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機は次のように構成する。まず本発明は、駆動源からの動力が入力される主軸と、主軸と同軸に配置された第１入力軸及び第２入力軸と、主軸からの動力を第１入力軸に伝達可能な第１摩擦クラッチと、主軸からの動力を第２入力軸に伝達可能な第２摩擦クラッチと、第１入力軸及び第２入力軸からの動力を断接することで、複数の変速段の何れかを選択して変速可能な変速ギヤ機構と、変速ギヤ機構からの動力を出力する出力軸とを備えた車両用デュアルクラッチ式変速機を対象とする。

このような車両用デュアルクラッチ式変速機において、本発明にあっては、変速ギヤ機構を、第１摩擦クラッチの出力側端面を含む平面と第２摩擦クラッチの出力側端面を含む平面との間に配置したことを特徴とする。

また、本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機は、主軸を支持する第１軸受及び第２軸受を備え、第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチを、第１軸受と第２軸受との間に配置する。

更に、本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機は、アクチュエータの回転力を直線方向の押力に変換して第１摩擦クラッチ及び／又は第２摩擦クラッチを駆動するボールカム機構を備える。

ここで、第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチは、対向して配置した同一の摩擦クラッチ装置である。

また、本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機は、第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチの両方を結合して発進する。

本発明によれば、変速ギヤ機構を２組の摩擦クラッチの間に配置することで、クラッチ機構と変速機構の間の軸受や隔壁が不要となり、変速機の全長を短縮することができ、また、変速機を小型化することでコスト低減が可能となる。

本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機の第１実施形態示す概略図 図１のボールカム機構を示す説明図 図１の変速機の中立段から後退段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の中立段から１速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の１速段から２速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の２速段から３速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の３速段から４速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の４速段から５速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の５速段から６速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１の変速機の変速段毎の各クラッチの切り替え状態を示す説明図 本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機の第２実施形態を示す概略図 本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機の第３実施形態を示す概略図 図１２の変速機の中立段から後退段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１２の変速機の中立段から１速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１２の変速機の１速段から２速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図 図１２の変速機の変速段毎の各クラッチの切り替え状態を示す説明図

以下、実施形態の概略を示す図面に基づいて、本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機を説明する。図１は、本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機の第１実施形態を示す概略図であり、変速段が車両発進前の中立段（ニュートラル）の状態を示している。本実施形態は、ＦＲ（Front engine Rear drive）方式の車両への使用を想定し、変速機の変速段は前進６段及び後退段である。

図１において、変速機（車両用デュアルクラッチ式変速機）１０は、エンジン（動力源）７からの動力がフライホイール８を介して入力される主軸１１に対し、第１入力軸３１及び第２入力軸３２が同軸に配置され、第１中間軸３３、第２中間軸３４及び反転中間軸３５が主軸１１と平行に配置されている。また、本実施形態においては、出力軸１２を主軸１１と同軸に配置している。

第１入力軸３１は、ハウジング１６の隔壁１７（フライホイール８側）に設けた軸受１３（第１軸受）と隔壁１８（出力軸１２側）に設けた軸受１４（第２軸受）により回転自在に軸支され、軸受１３の内側（右側）には第１摩擦クラッチ２１が、軸受１４の内側（左側）には第２摩擦クラッチ２２が配置されている。

また、第１中間軸３３及び第２中間軸３４は、各々、隔壁１７、１８に設けた軸受３６、３７により回転自在に軸支され、反転中間軸３５は、両端部を軸受３８により回転自在に軸支され、出力軸１２は、主軸１１と軸受１５により回転自在に軸支されている。なお、各軸受１３〜１５、３６〜３８は、ローラーベアリングやプレーンベアリング等の何れの方式でもよく、設計条件等により適宜選択される。

第１摩擦クラッチ２１は、ボールカム機構２３を介してサーボモータ２５により駆動され、第２摩擦クラッチ２２は、ボールカム機構２４を介してサーボモータ２６により駆動される。

本実施形態においては、ボールカム機構用のアクチュエータとしてサーボモータを使用しているが、他の方式のアクチュエータでも構わない。また、サーボモータとボールカム機構の組み合わせではなく、油圧ピストンや電磁ソレノイド等の他のアクチュエータで各摩擦クラッチを駆動してもよい。

第１入力軸３１には、主軸１１から第１摩擦クラッチ２１を介して動力が入力し、第２入力軸３２には、同様に、第２摩擦クラッチ２２を介して動力が入力し、第１中間軸３３及び／又は第２中間軸３４を介して出力軸１２から出力する。

第１入力軸３１には、第１入力ギヤＡ５１及び第１入力ギヤＢ５２が固定して設けられ、第１入力ギヤＡ５１及び第１入力ギヤＢ５２は、第１切替クラッチ４１によって第２入力軸３２と断接する。

第２入力軸３２には、第２入力ギヤ６２及び第３入力ギヤ７２が回転自在に設けられ、第２入力ギヤ６２は、第１切替クラッチ４１によって第２入力軸３２と断接し、第３入力ギヤ７２は、第１切替クラッチ４１及び第２切替クラッチ４２によって第２入力軸３２と断接する。

第１中間軸３３には、第１中間ギヤＡ５３、第２中間ギヤＡ６３及び第３中間ギヤＡ７３が回転自在に設けられ、更に、出力中間ギヤ８３が固定して設けられている。第１中間ギヤＡ５３及び第２中間ギヤＡ６３は、各々、第３切替クラッチ４３によって第１中間軸３３と断接し、第３中間ギヤＡ７３は、第４切替クラッチ４４によって第１中間軸３３と断接する。

第２中間軸３４には、第１中間ギヤＢ５４が固定して設けられ、第２中間ギヤＢ６４及び第３中間ギヤＢ７４が回転自在に設けられている。第２中間ギヤＢ６４及び第３中間ギヤＢ７４は、各々、第５切替クラッチ４５によって第２中間軸３４と断接する。また、反転中間軸３５には、反転ギヤ６５が固定して設けられている。

各ギヤは、第１入力ギヤＡ５１と第１中間ギヤＡ５３が噛合すると共に、第１入力ギヤＢ５２と第１中間ギヤＢ５４が噛合した第１ギヤ列５０、第２入力ギヤ６２と第２中間ギヤＡ６３及び反転ギヤ６５が噛合すると共に、反転ギヤ６５と第２中間ギヤＢ６４が噛合した第２ギヤ列６０、第３入力ギヤ７２と第３中間ギヤＡ７３及び第３中間ギヤＢ７４が噛合した第３ギヤ列７０を構成している。

これらのギヤ列５０、６０、７０を各切替クラッチ４１〜４５で選択して各軸３１〜３５と接続又は切断し、１〜６速段及び後退段に変速した動力を第１中間軸３３に伝達することで、変速ギヤ機構４０として機能する。

更に、第１中間軸３３に固定されている出力中間ギヤ８３と出力軸１２に固定されている出力ギヤ８２が噛合して出力ギヤ列８０を構成し、変速ギヤ機構４０からの動力を出力軸１２に伝達する。

ここで、変速ギヤ機構４０は、第１摩擦クラッチ２１の出力側端面を含む平面２１ａから第２摩擦クラッチ２２の出力側端面を含む平面２２ａまでの範囲Ｓに配置されている。

このように、変速ギヤ機構４０を第１摩擦クラッチ２１と第２摩擦クラッチ２２との間に配置することで、クラッチ機構と変速機構の間の軸受や隔壁が不要となり、変速機１０の全長を短縮することができる。

本実施形態において、変速ギヤ機構４０を構成するギヤ列５０、６０、７０及び切替クラッチ４１〜４５の全部が範囲Ｓ内に配置されているが、一部が範囲Ｓ外に配置されても構わない。例えば、第１摩擦クラッチ２１を右方向に移動して第１入力ギヤＡ５１の内部に配置するようにすれば、変速機１０の全長を更に短縮することができる。

また、本実施形態において、第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２は、湿式多板クラッチであるが、乾式単板クラッチ等の他の方式でも構わない。また、各切替クラッチ４１〜４５は、同期機構を備えた一般的な噛合クラッチであるが、他の方式でも構わない。更に、第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２は、同一の摩擦クラッチ装置を対向して配置しているが、異なる摩擦クラッチ装置を対向して配置しても構わない。

図２は、図１のボールカム機構２３を示す説明図であり、図２（Ａ）は、第１摩擦クラッチ２１を解放している状態、図２（Ｂ）は、第１摩擦クラッチ２１を結合している状態を示しており、各々、右側は、ボールカム機構２３を第１摩擦クラッチ２１の方向から見た側面図、左側は、ボール及びカム溝の部分断面図である。

図２（Ａ）に示すように、第１入力軸３１側のボールカム機構２３は、主軸１１と同軸に相対回転自在に設けられた一対の回転カムプレート２３１と直進カムプレート２３２の対向するカム面のカム溝２３１ａ、２３２ａにボール２３５を挟んで保持している。

回転カムプレート２３１は、主軸１１の周方向に回転可能、軸方向に移動不可に保持されており、アーム部２３１ｂを延在して先端に形成した扇型ギヤ２３１ｃがサーボモータ２５のピニオン２７に噛み合っている。また、直進カムプレート２３２は、主軸１１の周方向に回転不可、軸方向に移動可能に保持されている。

サーボモータ２５に駆動されるピニオン２７によって回転カムプレート２３１がＲ方向に回転すると、カム溝２３１ａ、２３２ａに挟持されたボール２３５の転がりに伴い、直進カムプレート２３２がＦ方向に移動して図２（Ｂ）に示す状態となり、ボールカム機構２３は、第１摩擦クラッチ２１を解放状態から結合状態に変位させる。また、第２入力軸３２側のボールカム機構２４も、ボールカム機構２３の左右を反転させた状態で、同様に作動する。

図３は、図１の変速機１０の中立段から後退段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図３（Ａ）は、変速段が車両発進（後退）直前の中立段の状態、図３（Ｂ）は、後退段の状態である。なお、以下の図３〜９では、フライホイール、ハウジング、軸受、ボールカム機構及びサーボモータ等を省略して図示している。

図３（Ａ）において、第１切替クラッチ４１は、第１入力軸３１と第２入力軸３２を接続し、第２切替クラッチ４２は、第２入力ギヤ６２と第３入力ギヤ７２を接続し、第３切替クラッチ４３は、第１中間軸３３と第２中間ギヤＡ６３を接続し、第４切替クラッチ４４は、第１中間軸３３と第３中間ギヤＡ７３を切断し、第５切替クラッチ４５は、第２中間軸３４と第２中間ギヤＢ６４を接続している。

しかし、第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２が共に解放されているため、主軸１１からの動力は、第１入力軸３１と第２入力軸３２には伝達されず、変速機１０は、ニュートラル状態となっている。

車両発進（後退）時には、この状態から第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２の両方を結合すると、主軸１１からの動力は、図３（Ｂ）に示す動力伝達経路（太線及び矢印）を通り出力軸１２から出力される。なお、これ以降の図においても、動力伝達経路を太線及び矢印で示している。

ここで、第１摩擦クラッチ２１及び第１入力軸３１を介した径路と、第２摩擦クラッチ２２、第２入力軸３２及び第２切替クラッチ４１を介した径路とで伝達されたエンジン７からの動力は、第１ギヤ列５０の第２入力ギヤＢ５２で合流して第１中間ギヤＢ５４で第２中間軸３４に伝達され、更に、第５切替クラッチ４５及び第２ギヤ列６０を経由して後退段に変速され、第３切替クラッチ４３、第１中間軸３３及び出力ギヤ列８０を介して出力軸１２から出力される。この経路では、第２ギヤ列６０の反転ギヤ６５を経由するため、出力軸１２からの出力は、車両前進時に対し回転が反転している。

図４は、図１の変速機１０の中立段から１速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図４（Ａ）は、変速段が車両発進（前進）直前の中立段の状態、図４（Ｂ）は、１速段の状態である。

図４（Ａ）に示す中立段では、図３（Ａ）に示す中立段に対し、第５切替クラッチ４５が、第２中間軸３４と第３中間ギヤＢ７４を接続している点のみが異なり、他は同一の状態である。

この状態では、図３（Ａ）と同様に、第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２が共に解放されているため、主軸１１からの動力は、第１入力軸３１と第２入力軸３２には伝達されず、変速機１０はニュートラル状態となっている。

車両発進（前進）時には、この状態から第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２の両方を結合すると、主軸１１からの動力は、図４（Ｂ）に示す動力伝達経路を通り出力軸１２から出力される。

この経路では、第２中間軸３４に伝達された動力は、第３ギヤ列７０、第２切替クラッチ４２及び第２ギヤ列６０を経由して１段速に変速され、第３切替クラッチ４３、第１中間軸３３及び出力ギヤ列８０を介して出力軸１２に伝達される。

図５は、図１の変速機１０の１速段から２速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図５（Ａ）は、１速段から２速段への切り替え途中の状態、図５（Ｂ）は、２速段に切り替えが完了した状態である。

図５（Ａ）において、変速機１０は、図４（Ｂ）の状態から第２摩擦クラッチ２２を解放することで第１切替クラッチ４１にトルクが作用しない状態とし、第１切替クラッチ４１を第２入力軸３２と第２入力ギヤ６２との接続に切り替えている。従って、第１切替クラッチ４１は、第２ギヤ列６０を選択した状態となっている。

この時、第１摩擦クラッチ２１は結合したままであるため、主軸１１からの動力は、第２中間軸３４及び第２ギヤ列６０を介して１速段に変速された状態で出力軸１２に伝達されている。

その後、第１摩擦クラッチ２１の解放と第２摩擦クラッチ２２の結合を同時に行うことで、主軸１１からの動力は、図５（Ｂ）に示す動力伝達経路（第２中間軸３４を経由しない）を通り出力軸１２から出力される。

この経路では、第１摩擦クラッチ２１は解放し、第２摩擦クラッチ２２は結合しているため、主軸１１からの動力は、第２入力軸３２、第１切替クラッチ４１、第２ギヤ列６０を経由して２速段に変速され、第３切替クラッチ４３、第１中間軸３３及び出力ギヤ列８０を介して出力軸１２に伝達される。

図１に示す変速機１０の３速段以降への動力伝達径路の切り替えは、以下の如く、図６から図９に示し（詳細な説明は省略する）、その際の中立段から６速段における各摩擦クラッチ及び各切替クラッチの作動状態を図１０に示す。

図６は、図１の変速機１０の２速段から３速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図６（Ａ）は、２速段から３速段への切り替え途中の状態（第２切替クラッチ４２を切断する）、図６（Ｂ）は、３速段に切り替えが完了した状態である。

図７は、図１の変速機１０の３速段から４速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図７（Ａ）は、３速段から４速段への切り替え途中の状態（第２切替クラッチ４２を接続する）、図７（Ｂ）は、４速段に切り替えが完了した状態である。

図８は、図１の変速機１０の４速段から５速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図８（Ａ）は、４速段から５速段への切り替え途中の状態（第３切替クラッチ４３を切り替える）、図７（Ｂ）は、４速段に切り替えが完了した状態である。

図９は、図１の変速機１０の５速段から６速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図９（Ａ）は、５速段から６速段への切り替え途中の状態（第４切替クラッチ４４を切断する）、図７（Ｂ）は、４速段に切り替えが完了した状態である。

図１０は、図１の変速機１０の変速段毎の各クラッチの切り替え状態を示す説明図であり、図３から図９で示した、変速機１０の各変速段の各クラッチの切り替え状態を示している。

ここで、○印は摩擦／切替クラッチを結合／接続してトルクが伝達される状態、△印は切替クラッチを接続しているがトルクが伝達されない状態、×印は摩擦／切替クラッチを解放／切断してトルクが伝達されない状態を表している。

図１１は、本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機の第２実施形態を示す概略図であり、変速段が車両発進前の中立段の状態を示している。本実施形態は、ＦＦ（Front engine Front drive）方式の車両への使用を想定し、変速機の変速段は前進６段及び後退段である。

図１１に示す変速機（車両用デュアルクラッチ式変速機）１００は、図１の変速機１０の構成を左右反転し、動力の出力方法を変更したものであり、その作動は図１の変速機１０と同じであるため、詳細な説明は省略する。

図１１において、エンジン７からの動力は、変速ギヤ機構４０で変速され、第１中間軸３３に固定された出力中間ギヤ１０３から出力ギヤ１０４を介して出力軸１０２に伝達される。なお、出力ギヤ１０４が前輪差動装置のリングギヤである場合は、デフケースが出力軸１０２となる。

本実施形態においても、変速ギヤ機構４０を第１摩擦クラッチ２１の出力側端面を含む平面２１ａから第２摩擦クラッチ２２の出力側端面を含む平面２２ａまでの範囲Ｓに配置することで、クラッチ機構と変速機構の間の軸受や隔壁が不要となり、変速機１００の全長を短縮することができる。

図１２は、本発明による車両用デュアルクラッチ式変速機の第３実施形態を示す概略図であり、変速段が車両発進前の中立段の状態を示している。本実施形態は、ＦＲ（Front engine Rear drive）方式の車両への使用を想定し、変速機の変速段は前進６段及び後退段である。

また、図１の変速機１０及び図１１の変速機１００が、中間軸（カウンターシャフト）を２本備えているのに対し、図１２に示す変速機（車両用デュアルクラッチ式変速機）１１０は、１本の中間軸で構成されている。

図１２において、変速機１１０は、エンジン７からの動力がフライホイール８を介して入力される主軸１１１に対し、第１入力軸１３１及び第２入力軸１３２が同軸に配置され、中間軸１３３及び反転中間軸１３５が主軸１１１と平行に配置されている。また、本実施形態においては、出力軸１１２を主軸１１１と同軸に配置している。

第１入力軸１３１は、ハウジング１１６の隔壁１１７（フライホイール８側）に設けた第１軸受１１３と隔壁１１８（出力軸１１２側）に設けた第２軸受１１４により回転自在に軸支され、第１軸受１１３の内側（右側）には第１摩擦クラッチ１２１が、第２軸受１１４の内側（左側）には第２摩擦クラッチ１２２が配置されている。

また、中間軸１３３は、隔壁１１７、１１８に設けた軸受１３６により回転自在に軸支され、反転中間軸１３５は、両端部を軸受１３８により回転自在に軸支され、出力軸１１２は、主軸１１１と軸受１１５により回転自在に軸支されている。なお、各軸受１１３〜１１５、１３６、１３８は、ローラーベアリングやプレーンベアリング等の何れの方式でもよく、設計条件等により適宜選択される。

第１摩擦クラッチ１２１は、ボールカム機構１２３を介してサーボモータ１２５により駆動され、第２摩擦クラッチ１２２は、ボールカム機構１２４を介してサーボモータ１２６により駆動される。

本実施形態においては、ボールカム機構用のアクチュエータとしてサーボモータを使用しているが、他の方式のアクチュエータでも構わない。また、サーボモータとボールカム機構の組み合わせではなく、油圧ピストンや電磁ソレノイド等の他のアクチュエータで各摩擦クラッチを駆動してもよい。

第１入力軸１３１には、主軸１１１から第１摩擦クラッチ１２１を介して動力が入力し、第２入力軸１３２には、同様に、第２摩擦クラッチ１２２を介して動力が入力し、中間軸１３３を介して出力軸１１２から出力する。

第１入力軸１３１には、第１入力ギヤ１５１が回転自在に設けられ、第１切替クラッチ１４１によって第１入力軸１３１と断接し、第２入力軸１３２には、第４入力ギヤ１８２が回転自在に設けられ、第３切替クラッチ１４３によって第２入力軸１３２と断接する。

また、主軸１１１には、第２入力ギヤ１６１及び第３入力ギヤ１７２が回転自在に設けられ、第２入力ギヤ１６１は、第１切替クラッチ１４１によって第１入力軸１３１と断接し、第３入力ギヤ１７２は、第３切替クラッチ１４３によって第２入力軸１３２と断接する。更に、第２入力ギヤ１６１と第３入力ギヤ１７２は、第２切替クラッチ１４２によって連結された場合は一体に回転する。

中間軸１３３には、一体に回転する第１中間ギヤ１５３及び第２中間ギヤ１６３、一体に回転する第３中間ギヤ１７３及び第４中間ギヤ１８３、第５中間ギヤ１９３が回転自在に設けられ、更に、出力中間ギヤ２０３が固定して設けられている。

第１中間ギヤ１５３及び第２中間ギヤ１６３は、第４切替クラッチ１４４によって中間軸１３３と断接し、第３中間ギヤ１７３及び第４中間ギヤ１８３は、第５切替クラッチ１４５によって中間軸１３３と断接する。また、第５中間ギヤ１９３も、第５切替クラッチ１４５によって中間軸１３３と断接される。

各ギヤは、第１入力ギヤ１５１と第１中間ギヤ１５３が噛合した第１ギヤ列１５０、第２入力ギヤ１６１と第２中間ギヤ１６３が噛合した第２ギヤ列１６０、第３入力ギヤ１７２と第３中間ギヤ１７３及び反転ギヤＡ１７５が噛合した第３ギヤ列１７０、第４入力ギヤ１８２と第４中間ギヤ１８３が噛合した第４ギヤ列１８０、第５中間ギヤ１９３と反転ギヤＢ１９５が噛合した第５ギヤ列１９０を構成している。

これらのギヤ列１５０、１６０、１７０、１８０、１９０を各切替クラッチ１４１〜１４５で選択して各軸１３１〜１３３、１３５と接続又は切断し、１〜６速段及び後退段に変速した動力を中間軸１３３に伝達することで、変速ギヤ機構１４０として機能する。

更に、中間軸１３３に固定されている出力中間ギヤ２０３と出力軸１１２に固定されている出力ギヤ２０３が噛合して出力ギヤ列２００を構成し、変速ギヤ機構１４０からの動力を出力軸１１２に伝達する。

ここで、変速ギヤ機構１４０は、第１摩擦クラッチ１２１の出力側端面を含む平面１２１ａから第２摩擦クラッチ１２２の出力側端面を含む平面１２２ａまでの範囲Ｓに配置されている。

このように、変速ギヤ機構１４０を第１摩擦クラッチ１２１と第２摩擦クラッチ１２２との間に配置することで、クラッチ機構と変速機構の間の軸受や隔壁が不要となり、変速機１１０の全長を短縮することができる。

本実施形態において、変速ギヤ機構１４０を構成するギヤ列１５０、１６０、１７０、１８０、１９０及び切替クラッチ１４１〜１４５の全部が範囲Ｓ内に配置されているが、一部が範囲Ｓ外に配置されても構わない。例えば、第１摩擦クラッチ１２１を右方向に移動して第１入力ギヤ１５１の内部に配置するようにすれば、変速機１１０の全長を更に短縮することができる。

また、本実施形態において、第１摩擦クラッチ１２１及び第２摩擦クラッチ１２２は、湿式多板クラッチであるが、乾式単板クラッチ等の他の方式でも構わない。また、各切替クラッチ１４１〜１４５は、同期機構を備えた一般的な噛合クラッチであるが、他の方式でも構わない。更に、第１摩擦クラッチ１２１及び第２摩擦クラッチ１２２は、同一の摩擦クラッチ装置を対向して配置しているが、異なる摩擦クラッチ装置を対向して配置しても構わない。

図１３は、図１２の変速機１１０の中立段から後退段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図１３（Ａ）は、変速段が車両発進（後退）直前の中立段の状態、図１３（Ｂ）は、後退段の状態である。なお、以下の図１３〜１５では、フライホイール、ハウジング、軸受、ボールカム機構及びサーボモータ等を省略して図示している。

図１３（Ａ）において、第１切替クラッチ１４１は、第１入力軸１３１と第２入力ギヤ１６１を接続し、第３切替クラッチ１４３は、第２入力軸１３２と第３入力ギヤ１７２を接続し、更に第２切替クラッチ１４２が第２入力ギヤ１６１と第３入力ギヤ１７２を接続している。

また、第４切替クラッチ１４４は、中間軸１３３と第１中間ギヤ１５３及び第２中間ギヤ１６３を切断し、第５切替クラッチ１４５は、中間軸１３３と反転中間ギヤ１９３を接続している。

しかし、第１摩擦クラッチ１２１及び第２摩擦クラッチ１２２が共に解放されているため、主軸１１１からの動力は、第１入力軸１３１と第２入力軸１３２には伝達されず、変速機１１０は、ニュートラル状態となっている。

車両発進（後退）時には、この状態から第１摩擦クラッチ１２１及び第２摩擦クラッチ１２２の両方を結合すると、主軸１１１からの動力は、図１３（Ｂ）に示す動力伝達経路を通り出力軸１１２から出力される。

ここで、第１摩擦クラッチ１２１、第１入力軸１３１、第１切替クラッチ１４１及び第２切替クラッチ１４２を介した径路と、第２摩擦クラッチ１２２、第２入力軸１３２及び第３切替クラッチ１４３を介した径路とで伝達されたエンジン７からの動力は、第３入力ギヤ１７２で合流して反転ギヤＡ１７５で反転軸１３５に伝達され、更に、反転儀やＢ１９５及び第５中間ギヤ１９３を経由して後退段に変速され、第５切替クラッチ１４５、中間軸１３３及び出力ギヤ列２００を介して出力軸１１２から出力される。この経路では、反転中間軸１３５を経由するため、出力軸１１２からの出力は、車両前進時に対し回転が反転している。

図１４は、図１２の変速機１１０の中立段から１速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図１４（Ａ）は、変速段が車両発進（前進）直前の中立段の状態、図１４（Ｂ）は、１速段の状態である。

図１４（Ａ）に示す中立段では、図１３（Ａ）に示す中立段に対し、第５切替クラッチ１４５が、中間軸１３３と第４中間ギヤ１８３を接続している点のみが異なり、他は同一の状態である。

この状態では、図１３（Ａ）と同様に、第１摩擦クラッチ１２１及び第２摩擦クラッチ１２２が共に解放されているため、主軸１１１からの動力は、第１入力軸１３１と第２入力軸１３２には伝達されず、変速機１１０はニュートラル状態となっている。

車両発進（前進）時には、この状態から第１摩擦クラッチ１２１及び第２摩擦クラッチ１２２の両方を結合すると、主軸１１１からの動力は、図１４（Ｂ）に示す動力伝達経路を通り出力軸１１２から出力される。

この経路では、第３入力ギヤ１７２に伝達された動力は、第３ギヤ列１７０を経由して１段速に変速され、第５切替クラッチ１４５、中間軸１３３及び出力ギヤ列２００を介して出力軸１１２に伝達される。

図１５は、図１２の変速機１１０の１速段から２速段への動力伝達径路の切り替えを示す説明図であり、図１５（Ａ）は、１速段から２速段への切り替え途中の状態、図１５（Ｂ）は、２速段に切り替えが完了した状態である。

図１５（Ａ）において、変速機１１０は、図１４（Ｂ）の状態から第１摩擦クラッチ１２１を解放することで第１切替クラッチ１４１及び第２切替クラッチ１４２にトルクが作用しない状態とし、第１切替クラッチ１４１を第１入力軸１３１と第１入力ギヤ１５１との接続に切り替えている。従って、第１切替クラッチ１４１は、第１ギヤ列１５０を選択した状態となっている。

この時、第２摩擦クラッチ１２２は結合したままであるため、主軸１１１からの動力は、中間軸１３３及び第３ギヤ列１７０を介して１速段に変速された状態で出力軸１１２に伝達されている。

その後、第１摩擦クラッチ１２１の結合と第２摩擦クラッチ１２２の解放を同時に行うことで、主軸１１１からの動力は、図１５（Ｂ）に示す動力伝達経路を通り出力軸１１２から出力される。

この経路では、第１摩擦クラッチ１２１は結合し、第２摩擦クラッチ１２２は解放しているため、主軸１１１からの動力は、第１入力軸１３１、第１切替クラッチ１４１、第１ギヤ列１５０、第２ギヤ列１６０、第２切替クラッチ１４２及び第３ギヤ列１７０を経由して２速段に変速され、第５切替クラッチ１４５、中間軸１３３及び出力ギヤ列２００を介して出力軸１１２に伝達される。

図１６は、図１２の変速機１１０の変速段切り替え時における各クラッチの作動状態を示す説明図であり、図１３〜１５で示した変速機１１０の中立段〜２速段及びそれ以降の変速段の各クラッチの作動状態を示している。この作動状態に基づき、変速機１１０の３速段以降への動力伝達径路の切り替えが確認できる。

ここで、○印は摩擦／切替クラッチを結合／接続してトルクが伝達される状態、△印は切替クラッチを接続しているがトルクが伝達されない状態、×印は摩擦／切替クラッチを解放／切断してトルクが伝達されない状態を表している。

上記の実施形態においては、１速段から２速段のようにシフトアップについて説明したが、２速段から１速段に変速するようなシフトダウンでは、シフトアップの説明とは逆の操作をおこなうことで変速操作が出来る。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値等による限定は受けない。

７：エンジン（動力源）
８：フライホイール
１０：変速機（車両用デュアルクラッチ式変速機）
１１：主軸
１２：出力軸
１３：軸受（第１軸受）
１４：軸受（第２軸受）
１５：軸受
１６：ハウジング
１７、１８：隔壁
２１：第１摩擦クラッチ
２２：第２摩擦クラッチ
２３、２４：ボールカム機構
２５、２６：サーボモータ（アクチュエータ）
２７、２８：ピニオン
３１：第１入力軸
３２：第２入力軸
３３：第１中間軸
３４：第２中間軸
３５：反転中間軸
３６、３７、３８：軸受
４０：変速ギヤ機構
４１：第１切替クラッチ
４２：第２切替クラッチ
４３：第３切替クラッチ
４４：第４切替クラッチ
４５：第５切替クラッチ
５０：第１ギヤ列（高速段）
５１：第１入力ギヤＡ
５２：第１入力ギヤＢ
５３：第１中間ギヤＡ
５４：第１中間ギヤＢ
６０：第２ギヤ列（低速段）
６２：第２入力ギヤ
６３：第２中間ギヤＡ
６４：第２中間ギヤＢ
６５：反転ギヤ
７０：第３ギヤ列（中速段）
７２：第３入力ギヤ
７３：第３中間ギヤＡ
７４：第３中間ギヤＢ
８０：出力ギヤ列
８２：出力ギヤ
８３：出力中間ギヤ
１００：変速機（車両用デュアルクラッチ式変速機）
１０２：出力軸
１０３：出力中間ギヤ
１０４：出力ギヤ
１１０：変速機（車両用デュアルクラッチ式変速機）
１１１：主軸
１１２：出力軸
１１３：軸受（第１軸受）
１１４：軸受（第２軸受）
１１５：軸受
１１６：ハウジング
１１７、１１８：隔壁
１２１：第１摩擦クラッチ
１２２：第２摩擦クラッチ
１２３、１２４：ボールカム機構
１２５、１２６：サーボモータ（アクチュエータ）
１２７、１２８：ピニオン
１３１：第１入力軸
１３２：第２入力軸
１３３：中間軸
１３５：反転中間軸
１３６、１３８：軸受
１４０：変速ギヤ機構
１４１：第１切替クラッチ
１４２：第２切替クラッチ
１４３：第３切替クラッチ
１４４：第４切替クラッチ
１４５：第５切替クラッチ
１５０：第１ギヤ列
１５１：第１入力ギヤ
１５３：第１中間ギヤ
１６０：第２ギヤ列
１６１：第２入力ギヤ
１６３：第２中間ギヤ
１７０：第３ギヤ列
１７２：第３入力ギヤ
１７３：第３中間ギヤ
１７５：反転ギヤＡ
１８０：第４ギヤ列
１８２：第４入力ギヤ
１８３：第４中間ギヤ
１９０：第５ギヤ列
１９３：第５中間ギヤ
１９５：反転ギヤＢ
２００：出力ギヤ列
２０２：出力ギヤ
２０３：出力中間ギヤ

Claims (5)

1. 駆動源からの動力が入力される主軸と、
   前記主軸と同軸に配置された第１入力軸及び第２入力軸と、
   前記主軸からの動力を前記第１入力軸に伝達可能な第１摩擦クラッチと、
   前記主軸からの動力を前記第２入力軸に伝達可能な第２摩擦クラッチと、
   前記第１入力軸及び第２入力軸からの動力を断接することで、複数の変速段の何れかを選択して変速可能な変速ギヤ機構と、
   前記変速ギヤ機構からの動力を出力する出力軸と、
   を備え、
   前記変速ギヤ機構を、前記第１摩擦クラッチの出力側端面を含む平面と前記第２摩擦クラッチの出力側端面を含む平面との間に配置したことを特徴とする車両用デュアルクラッチ式変速機。
   
2. 請求項１記載の車両用デュアルクラッチ式変速機において、
   前記主軸を支持する第１軸受及び第２軸受を備え、
   前記第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチを、前記第１軸受と第２軸受との間に配置したことを特徴とする車両用デュアルクラッチ式変速機。
   
3. 請求項１又は２記載の車両用デュアルクラッチ式変速機において、
   アクチュエータの回転力を直線方向の押力に変換して前記第１摩擦クラッチ及び／又は第２摩擦クラッチを駆動するボールカム機構を備えたことを特徴とする車両用デュアルクラッチ式変速機。
   
4. 請求項１又は２記載の車両用デュアルクラッチ式変速機において、前記第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチは、対向して配置した同一の摩擦クラッチ装置であることを特徴とする車両用デュアルクラッチ式変速機。
   
5. 請求項１又は２記載の車両用デュアルクラッチ式変速機において、前記第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチの両方を結合して発進することを特徴とする車両用デュアルクラッチ式変速機。

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