JP2015117793A

JP2015117793A - デュアルクラッチ式変速機

Info

Publication number: JP2015117793A
Application number: JP2013262499A
Authority: JP
Inventors: 将尾▲崎▼; Osamu Ozaki
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: WO2015093474A1; JP6343925B2

Abstract

【課題】デュアルクラッチ式変速機に関し、大型化や重量増加を抑制しつつ、変速段数を増加させる。
【解決手段】第１クラッチ１０を有する第１入力軸１１と、第２クラッチ１２を有する第２入力軸１３と、第１入力軸１１と同軸に配置された出力軸１４と、第１入力軸１１、第２入力軸１３及び、出力軸１４と平行に配置された副軸１５と、第１ギヤ列２１、第２ギヤ列２２、第１同期機構２３、第２同期機構２４及び、第３同期機構２５を有する第１スプリッタ変速部２０と、第３ギヤ列３１、第４ギヤ列３２及び、第４同期機構３３を有する第２スプリッタ変速部３０とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、デュアルクラッチ式変速機に関する。

従来、駆動源からの動力を断接する第１クラッチを有する第１入力軸と、駆動源からの動力を断接する第２クラッチを有する第２入力軸と、出力軸及び副軸に設けられた複数の変速用ギヤ列とを備え、第１クラッチ及び第２クラッチを交互に切り替えることで変速を行うデュアルクラッチ式変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−５３１４１７号公報

従来型のデュアルクラッチ式変速機の一例を図１３に示す。このデュアルクラッチ式変速機では、第１入力軸１１０及び第２入力軸１２０にそれぞれ設けられた２個のプライマリギヤ列１３０，１４０と、出力軸２００及び副軸２１０に設けられた３個の変速用ギヤ列２２０，２３０，２４０とを備え、５速時に第１入力軸１１０と出力軸２００とを直結し、６速時にプライマリギヤ列１４０を変速用ギヤ列として再利用することで、前進６段の変速を実現させている。

しかしながら、このような従来型のデュアルクラッチ式変速機でさらなる増段を実現させるためには、変速用ギヤ列及び、シンクロ機構の追加が必要となり、装置全体の大型化や重量増加、コストの上昇等を招く課題がある。

本発明の目的は、大型化や重量増加を抑制しつつ、変速段数を効果的に増加することができるデュアルクラッチ式変速機を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のデュアルクラッチ式変速機は、駆動源からの動力を断接する第１クラッチを有する第１入力軸と、前記駆動源からの動力を断接する第２クラッチを有すると共に前記第１入力軸が回転自在に挿通された第２入力軸と、前記第１入力軸と同軸に配置された出力軸と、前記第１入力軸、前記第２入力軸及び、前記出力軸と平行に配置された副軸と、前記第１入力軸と前記副軸とに回転自在に設けられた第１ギヤ列、前記出力軸と前記副軸とに回転自在に設けられた第２ギヤ列、前記第１ギヤ列と前記第２ギヤ列とを前記第１入力軸に選択的に同期させる第１同期機構、前記第１ギヤ列と前記第２ギヤ列とを前記副軸に選択的に同期させる第２同期機構及び、前記第２ギヤ列を前記出力軸に選択的に同期させる第３同期機構を有する第１スプリッタ変速部と、前記第２入力軸又は前記副軸の一方に回転自在に設けられた第３ギヤ列、前記第１入力軸又は前記副軸の一方に回転自在に設けられた第４ギヤ列及び、前記第３ギヤ列と前記第４ギヤ列とを前記第２入力軸又は前記副軸に選択的に同期させる第４同期機構を有する第２スプリッタ変速部とを備えることを特徴とする。

また、前記第１ギヤ列及び前記第２ギヤ列の副軸側のギヤが互いに一体形成されることが好ましい。

また、所定の低速段において、前記第１同期機構で前記第２入力ギヤ列と前記第１入力軸とを同期させると共に、前記第５同期機構で前記第５ギヤ列と前記出力軸とを同期させて、前記第２入力ギヤ列及び前記第５ギヤ列のギヤ比を用いて減速を行い、所定の高速段において、前記第１同期機構で前記第１入力ギヤ列と前記第１入力軸とを同期させると共に、前記第３同期機構で前記第２入力ギヤ列と前記出力軸とを同期させて、前記第１入力軸及び前記出力軸を直結するものであってもよい。

本発明のデュアルクラッチ式変速機によれば、大型化や重量増加を抑制しつつ、変速段数を効果的に増加することができる。

本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ式変速機を示す模式的なスケルトン図である。他の実施形態に係るデュアルクラッチ式変速機の一例を示す模式的なスケルトン図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の１速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の２速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の３速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の４速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の５速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の６速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の７速時の動力伝達経路を示す図である。図１に示すデュアルクラッチ式変速機の８速時の動力伝達経路を示す図である。他の実施形態に係るデュアルクラッチ式変速機の一例を示す模式的なスケルトン図である。他の実施形態に係るデュアルクラッチ式変速機の一例を示す模式的なスケルトン図である。従来型のデュアルクラッチ式変速機の一例を示す模式的なスケルトン図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ式変速機を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、第１入力軸１１の入力側端には、第１クラッチ１０が設けられている。第２入力軸１３の入力側端には、第２クラッチ１２が設けられている。また、第２入力軸１３には、軸方向に貫通する中空軸が形成されると共に、この中空軸には第１入力軸１１が相対回転自在に挿通されている。

出力軸１４は、第１入力軸１１と同軸上に間隔を隔てて配置されている。副軸１５は、入力軸１１，１３及び、出力軸１４と間隔を隔てて平行に配置されている。

第１クラッチ１０は、エンジン２のクランクシャフト３に固定された第１プレッシャプレート１０Ａと、第１入力軸１１の入力側端に固定された第１クラッチディスク１０Ｂとを備えている。第１プレッシャプレート１０Ａが移動して第１クラッチディスク１０Ｂに圧接すると、エンジン２の動力は第１クラッチ１０を介して第１入力軸１１に伝達される。

第２クラッチ１２は、エンジン２のクランクシャフト３に固定された第２プレッシャプレート１２Ａと、第２入力軸１３の入力側端に固定された第２クラッチディスク１２Ｂとを備えている。第２プレッシャプレート１２Ａが移動して第２クラッチディスク１２Ｂに圧接すると、エンジン２の動力は第２クラッチ１２を介して第２入力軸１３に伝達される。

第１スプリッタ変速部２０は、第１高速ギヤ列２１と、第１低速ギヤ列２２と、第１シンクロ機構２３と、第２シンクロ機構２４と、第３シンクロ機構２５とを備えている。

第１高速ギヤ列２１は、本発明の第１ギヤ列の一例であって、第１入力軸１１に相対回転自在に設けられた第１入力軸ギヤ２１Ａと、副軸１５に相対回転自在に設けられて第１入力軸ギヤ２１Ａと常時噛合する第１副軸ギヤ２１Ｂとを有する。

第１低速ギヤ列２２は、本発明の第２ギヤ列の一例であって、出力軸１４に相対回転自在に設けられた第１出力軸ギヤ２２Ａと、副軸１５に相対回転自在に設けられて第１出力軸ギヤ２２Ａと常時噛合する第２副軸ギヤ２２Ｂとを有する。第２副軸ギヤ２２Ｂは、第１副軸ギヤ２１Ｂと一体形成されており、その中空軸内には副軸１５が挿通されている。

第１シンクロ機構２３は、第１入力軸１１の出力側端に固定されたシンクロハブ２３Ａと、シンクロハブ２３Ａに回転不能且つ軸方向に移動可能に設けられた第１スリーブ２３Ｂと、第１入力軸ギヤ２１Ａに固定されたドグギヤ２３Ｃと、第１出力軸ギヤ２２Ａに固定されたドグギヤ２３Ｄとを備えている。

第１スリーブ２３Ｂが第１入力軸ギヤ２１Ａ側に移動してドグギヤ２３Ｃと係合すると、第１入力軸ギヤ２１Ａと第１入力軸１１とが同期される。一方、第１スリーブ２３Ｂが第１出力軸ギヤ２２Ａ側に移動してドグギヤ２３Ｄと係合すると、第１出力軸ギヤ２２Ａと第１入力軸１１とが同期される。すなわち、第１シンクロ機構２３によって、第１入力軸ギヤ２１Ａ及び第１出力軸ギヤ２２Ａが第１入力軸１１と選択的に同期可能に構成されている。

第２シンクロ機構２４は、第１副軸ギヤ２１Ｂよりも入力側の副軸１５に固定されたシンクロハブ２４Ａと、シンクロハブ２４Ａに回転不能且つ軸方向に移動可能に設けられた第２スリーブ２４Ｂと、第１副軸ギヤ２１Ｂに固定されたドグギヤ２４Ｃとを備えている。すなわち、第２スリーブ２４Ｂが第１副軸ギヤ２１Ｂ側に移動してドグギヤ２４Ｃと係合すると、一体形成された第１副軸ギヤ２１Ｂ及び第２副軸ギヤ２２Ｂが副軸１５と同期するように構成されている。

第３シンクロ機構２５は、第１出力軸ギヤ２２Ａよりも出力側の出力軸１４に固定されたシンクロハブ２５Ａと、シンクロハブ２５Ａに回転不能且つ軸方向に移動可能に設けられた第３スリーブ２５Ｂと、第１出力軸ギヤ２２Ａに固定されたドグギヤ２５Ｃとを備えている。すなわち、第３スリーブ２４Ｂが第１出力軸ギヤ２２Ａ側に移動してドグギヤ２５Ｃと係合すると、第１出力軸ギヤ２２Ａが出力軸１４と同期するように構成されている。

第２スプリッタ変速部３０は、第２高速ギヤ列３１と、第２低速ギヤ列３２と、第４シンクロ機構３３とを備えている。

第２高速ギヤ列３１は、本発明の第３ギヤ列の一例であって、第２入力軸１３に相対回転自在に設けられた第２入力軸ギヤ３１Ａと、副軸１５に固定されて第３入力軸ギヤ３１Ａと常時噛合する第３副軸ギヤ３１Ｂとを有する。

第２低速ギヤ列３２は、本発明の第４ギヤ列の一例であって、第１入力軸１１に相対回転自在に設けられた第３入力軸ギヤ３２Ａと、副軸１５に固定されて第４入力軸ギヤ３２Ａと常時噛合する第４副軸ギヤ３２Ｂとを有する。

第４シンクロ機構３３は、第２入力軸１３の出力側端に固定されたシンクロハブ３３Ａと、シンクロハブ３３Ａに回転不能且つ軸方向に移動可能に設けられた第４スリーブ３３Ａと、第２入力軸ギヤ３１Ａに固定されたドグギヤ３３Ｃと、第３入力軸ギヤ３２Ａに固定されたドグギヤ３３Ｄとを備えている。

第４スリーブ３３Ｂが第２入力軸ギヤ３１Ａ側に移動してドグギヤ３３Ｃと係合すると、第２入力軸ギヤ３１Ａと第２入力軸１３とが同期される。一方、第４スリーブ３３Ｂが第３入力軸ギヤ３２Ａ側に移動してドグギヤ３３Ｄと係合すると、第３入力軸ギヤ３２Ａと第２入力軸１３とが同期される。すなわち、第４シンクロ機構３３によって、第２入力軸ギヤ３１Ａ及び第３入力軸ギヤ３２Ａが第２入力軸１３と選択的に同期可能に構成されている。

なお、図２に示すように、第４シンクロ機構３３を副軸１５側に設けて構成してもよい。この場合は、第２入力軸ギヤ３１Ａ及び第３入力軸ギヤ３２Ａを第２入力軸１３に固定すると共に、第３副軸ギヤ３１Ｂ及び第４副軸ギヤ３２Ｂを副軸１５に相対回転自在に設ければよい。

低速段用ギヤ列４０は、出力軸１４に相対回転自在に設けられた第２出力軸ギヤ４０Ａと、副軸１５に固定されて第２出力軸ギヤ４０Ａと常時噛合する第５副軸ギヤ４０Ｂとを有する。

リバース用ギヤ列５０は、出力軸１４に相対回転自在に設けられた第３出力軸ギヤ５０Ａと、副軸１５に固定されて第３出力軸ギヤ５０Ａと常時噛合する第６副軸ギヤ５０Ｂと、第６副軸ギヤ５０Ｂと常時噛合するアイドラギヤ５０Ｃとを有する。

第５シンクロ機構６０は、第２出力軸ギヤ４０Ａと第３出力軸ギヤ５０Ａとの間の出力軸１４に固定されたシンクロハブ６０Ａと、シンクロハブ６０Ａに回転不能且つ軸方向に移動可能に設けられた第５スリーブ６０Ｂと、第２出力軸ギヤ４０Ａに固定されたドグギヤ６０Ｃと、第３出力軸ギヤ５０Ａに固定されたドグギヤ６０Ｄとを備えている。

第５スリーブ６０Ｂが第２出力軸ギヤ４０Ａ側に移動してドグギヤ６０Ｃと係合すると、第２出力軸ギヤ４０Ａと出力軸１４とが同期される。一方、第５スリーブ６０Ｂが第３出力軸ギヤ５０Ａ側に移動してドグギヤ６０Ｄと係合すると、第１出力軸ギヤ２２Ａと出力軸１４とが同期される。すなわち、第５シンクロ機構６０によって、第２出力軸ギヤ４０Ａ及び第３出力軸ギヤ５０Ａが出力軸１４と選択的に同期可能に構成されている。

次に、本実施形態のデュアルクラッチ式変速機による各前進段の動力伝達経路を図３〜１０に基づいて説明する。

図３は、１速時の動力伝達経路を示している。１速の場合は、第１クラッチ１０が選択されると共に、第１シンクロ機構２３によって第１出力軸ギヤ２２Ａと第１入力軸１１とが連結される。さらに、第２シンクロ機構２４によって第１副軸ギヤ２１Ｂと副軸１５とが連結されると共に、第５シンクロ機構６０によって第２出力軸ギヤ４０Ａと出力軸１４とが連結される。すなわち、エンジン２の動力は、第１クラッチ１０から第１入力軸１１、第１低速ギヤ列２２、第１副軸ギヤ２１Ｂ、副軸１５及び、低速段用ギヤ列４０を介して出力軸１４に伝達される。

図４は、２速時の動力伝達経路を示している。２速の場合は、１速の状態から第４シンクロ機構３３によって第３入力軸ギヤ３２Ａと第２入力軸１３とを連結すると共に、第１クラッチ１０を第２クラッチ１２に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第２クラッチ１２から第２入力軸１３、第２低速ギヤ列３２、副軸１５及び、低速段用ギヤ列４０を介して出力軸１４に伝達される。

図５は、３速時の動力伝達経路を示している。３速の場合は、２速の状態で第１シンクロ機構２３によって第１入力軸ギヤ２１Ａと第１入力軸１１とを連結すると共に、第２シンクロ機構２４によって第１副軸ギヤ２１Ｂと副軸１５とを連結し、第２クラッチ１２から第１クラッチ１０に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第１クラッチ１０から第１入力軸１１、第１高速ギヤ列２１、副軸１５及び、低速段用ギヤ列４０を介して出力軸１４に伝達される。

図６は、４速時の動力伝達経路を示している。４速の場合は、３速の状態から第４シンクロ機構３３によって第２入力軸ギヤ３１Ａと第２入力軸１３とを連結すると共に、第１クラッチ１０を第２クラッチ１２に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第２クラッチ１２から第２入力軸１３、第２高速ギヤ列３１、副軸１５及び、低速段用ギヤ列４０を介して出力軸１４に伝達される。

図７は、５速時の動力伝達経路を示している。５速の場合は、４速の状態から第１シンクロ機構２３によって第１出力軸ギヤ２２Ａと第１入力軸１１とを連結すると共に、第３シンクロ機構２５によって第１出力軸ギヤ２２Ａと出力軸１４とを連結し（第１入力軸１１と出力軸１４とを直結）、第２クラッチ１２を第１クラッチ１０に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第１クラッチ１０から第１入力軸１１及び、第１出力軸ギヤ２２Ａを介して出力軸１４に伝達される。

図８は、６速時の動力伝達経路を示している。６速の場合は、５速の状態から第４シンクロ機構３３によって第３入力軸ギヤ３２Ａと第２入力軸１３とを連結すると共に、第２シンクロ機構２４によって第１副軸ギヤ２１Ｂと副軸１５とを連結し、第１クラッチ１０を第２クラッチ１２に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第２クラッチ１２から第２入力軸１３、第２低速ギヤ列３２、副軸１５、第１副軸ギヤ２１Ｂ及び、第１低速ギヤ列２２を介して出力軸１４に伝達される。

図９は、７速時の動力伝達経路を示している。７速の場合は、６速の状態から第１シンクロ機構２３によって第１入力軸ギヤ２１Ａと第１入力軸１１とを連結すると共に、第２クラッチ１２を第１クラッチ１０に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第１クラッチ１０から第１入力軸１１、第１高速ギヤ列２１及び、第１低速ギヤ列２２を介して出力軸１４に伝達される。

図１０は、８速時の動力伝達経路を示している。８速の場合は、７速の状態から第４シンクロ機構３３によって第２入力軸ギヤ３１Ａと第２入力軸１３とを連結すると共に、第２シンクロ機構２４によって第１副軸ギヤ２１Ｂと副軸１５とを連結し、第１クラッチ１０を第２クラッチ１２に切り替えることで実現される。すなわち、エンジン２の動力は、第２クラッチ１２から第２入力軸１３、第２高速ギヤ列３１、副軸１５、第１副軸ギヤ２１Ｂ及び、第１低速ギヤ列２２を介して出力軸１４に伝達される。

次に、本実施形態のデュアルクラッチ式変速機による作用効果を説明する。

本実施形態のデュアルクラッチ式変速機では、第１クラッチ１０を有する第１入力軸１１に第１スプリッタ変速部２０が設けられると共に、第２クラッチ１２を有する第２入力軸１３に第２スプリッタ変速部３０が設けられている。そして、低速段では、低速段用ギヤ列４０を出力軸１４に連結すると共に、第１スプリッタ変速部２０及び第２スプリッタ変速部３０の各ギヤ列２１，２２，３１，３２を交互に切り替えることで計４段の変速を実現させている。さらに、高速段では、第１スプリッタ変速部２０の第１低速ギヤ列２２を出力軸１４と連結し、第１入力軸１１と出力軸１４とを直結する５速時を含め計４段の変速を実現させている。すなわち、図１３に示す従来型のデュアルクラッチ式変速機（計６速）に対し、同数の変速用ギヤ列でシンクロ機構の追加のみによって計８速の変速が可能に構成されている。

したがって、本実施形態のデュアルクラッチ式変速機によれば、変速機の大型化や重量増加、コストの上昇等を効果的に抑制しつつ、変速段数を確実に増加することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、図１１に示すように、第１スプリッタ変速部２０において、第１高速ギヤ列２１を第１入力軸１１側に配置し、第１低速ギヤ列２２を出力軸１４側に配置して構成してもよい。また、図１２に示すように、図１１のデュアルクラッチ式変速機において、第４シンクロ機構３３を副軸１５側に設けると共に、第２入力軸ギヤ３１Ａ及び第３入力軸ギヤ３２Ａを第２入力軸１３に固定し、第３副軸ギヤ３１Ｂ及び第４副軸ギヤ３２Ｂを副軸１５に相対回転自在に設けて構成してもよい。これら何れの場合も、３速時に第１低速ギヤ列２２及び低速段用ギヤ列４０を用いて減速を行い、７速時に第１入力軸１１と出力軸１４とを直結すればよい。

また、第２副軸ギヤ２２Ｂ及び第１副軸ギヤ２１Ｂは、必ずしも一体形成される必要はなく、別体に形成されてもよい。この場合は、これら第２副軸ギヤ２２Ｂ及び第１副軸ギヤ２１Ｂを選択的に副軸１５と同期させるシンクロ機構を追加すればよい。

２エンジン
１０第１クラッチ
１１第１入力軸
１２第２クラッチ
１３第２入力軸
１４出力軸
１５副軸
２０第１スプリッタ変速部
２１第１高速ギヤ列（第１ギヤ列）
２２第１低速ギヤ列（第２ギヤ列）
２３第１シンクロ機構
２４第２シンクロ機構
２５第３シンクロ機構
３０第２スプリッタ変速部
３１第２高速ギヤ列（第３ギヤ列）
３２第２低速ギヤ列（第４ギヤ列）
３３第４シンクロ機構
４０低速段用ギヤ列
６０第５シンクロ機構

Claims

駆動源からの動力を断接する第１クラッチを有する第１入力軸と、
前記駆動源からの動力を断接する第２クラッチを有すると共に前記第１入力軸が回転自在に挿通された第２入力軸と、
前記第１入力軸と同軸に配置された出力軸と、
前記第１入力軸、前記第２入力軸及び、前記出力軸と平行に配置された副軸と、
前記第１入力軸と前記副軸とに回転自在に設けられた第１ギヤ列、前記出力軸と前記副軸とに回転自在に設けられた第２ギヤ列、前記第１ギヤ列と前記第２ギヤ列とを前記第１入力軸に選択的に同期させる第１同期機構、前記第１ギヤ列と前記第２ギヤ列とを前記副軸に選択的に同期させる第２同期機構及び、前記第２ギヤ列を前記出力軸に選択的に同期させる第３同期機構を有する第１スプリッタ変速部と、
前記第２入力軸又は前記副軸の一方に回転自在に設けられた第３ギヤ列、前記第１入力軸又は前記副軸の一方に回転自在に設けられた第４ギヤ列及び、前記第３ギヤ列と前記第４ギヤ列とを前記第２入力軸又は前記副軸に選択的に同期させる第４同期機構を有する第２スプリッタ変速部と、を備える
ことを特徴とするデュアルクラッチ式変速機。
前記第１ギヤ列及び前記第２ギヤ列の副軸側のギヤが互いに一体形成される
請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機。
所定の低速段において、前記第１同期機構で前記第２入力ギヤ列と前記第１入力軸とを同期させると共に、前記第５同期機構で前記第５ギヤ列と前記出力軸とを同期させて、前記第２入力ギヤ列及び前記第５ギヤ列のギヤ比を用いて減速を行い、
所定の高速段において、前記第１同期機構で前記第１入力ギヤ列と前記第１入力軸とを同期させると共に、前記第３同期機構で前記第２入力ギヤ列と前記出力軸とを同期させて、前記第１入力軸及び前記出力軸を直結する
請求項１又は２に記載のデュアルクラッチ式変速機。