JP2019078368A - 動力伝達装置の作動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設計自由度を向上させた動力伝達装置を提供する。【解決手段】第１変速部が動力発生部の動力の伝達を受け、ベベルギヤ部を介して出力するステップと、入力された動力を変速し、左、右ホイールが備えられたホイール駆動部に伝達するステップと、を含み、左、右ホイールと連結されたアクスルシャフトから離隔し、且つ平行に備えられた後進入力駆動シャフト、及びアクスルシャフトと後進入力駆動シャフトに平行に備えられた前進入力駆動シャフトを回転させる過程と、後進入力駆動シャフト及び前進入力駆動シャフトにそれぞれ一対で備えられた後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つに作動油を供給して後進入力駆動シャフトまたは前進入力駆動シャフトと固定させる過程と、固定された後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つによって変速された動力をアクスルシャフトに伝達する過程と、を含む動力伝達装置の作動制御方法。【選択図】図１１

Description

本発明は、動力伝達装置の作動制御方法に関する。

周知のように、車両の動力伝達装置は、駆動力を発生させる動力発生部１と、動力発生部１から発生した動力のトルク及び速度を変換させる動力変換部と、動力変換部により変換された出力トルク及び速度の駆動力を多数のホイールに伝達する動力伝達部と、を含む。

ここで、動力発生部１は、化石燃料の燃焼をベースとする内燃機関エンジン、電気力の供給をベースとするモータエンジンＭ、内燃機関エンジンとモータエンジンＭを組み合わせた方式のハイブリッドエンジン、及びその他のタイプの原動機に備えられている。

動力変換部は、通常、動力発生部１から出力された駆動力をトルク変換させて出力するトルクコンバータ（Ｔｏｒｑｕｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３と、回転速度を変換させるトランスミッション（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と、を含む。

動力伝達部は、動力変換部により変換された出力トルク及び出力速度の駆動力の伝達を受けるディファレンシャルギヤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｇｅａｒ）と、ディファレンシャルギヤにより分配された駆動力を左右ホイール側に伝達するアクスルシャフト２２０と、を含む。

通常、上述の動力発生部１と動力変換部との間には、動力を断続するクラッチ装置がさらに備えられている。理論的に、クラッチ装置は、上記のように、動力発生部１と動力変換部との間に備えられてもよく、動力変換部と動力伝達部との間に備えられてもよく、動力伝達部と最終的に駆動力の伝達を受ける左右ホイール側との間に備えられてもよい。

クラッチ装置は、駆動力を伝達する部品と駆動力の伝達を受ける部品との間に配置され、その動力の伝達を一時的に遮断するように備えられることで、動力発生部１の作動停止なしにも車両が停止及び走行を無理なく繰り返すことができるようにする機能を担う。

かかるクラッチ装置は、一般的な常用車両では、動力発生部１から発生した駆動力エネルギーの消耗が最も少ないように、動力発生部１と動力変換部との間の動力を遮断するように備えられることが効率的である。

しかし、クラッチ装置の位置が必ずしも限定されなければならないわけではなく、適用される車両の種類及び特徴に応じてクラッチ装置の具備位置が変更される必要性が大きい場合も多い。すなわち、一般的な常用車両と、重量が大きく、特殊な作業に用いられる重機車両とは、要求されるトルク特性及び要求される走行速度が異なる。したがって、各車両の特性によって、走行効率及び作業効率が著しく変わるはずである。そのため、上述の動力発生部１、動力変換部、及び動力伝達部の構造設計も、各車両の特性に応じて変更して設計する必要性が大きい。

このような各車両の特性に応じた上述の動力発生部１、動力変換部、及び動力伝達部の設計変更は、車種によって異なるため、それによる構造設計が多数の製造社により行われる傾向にあり、統合構造の設計が望み難いという問題がある。

尚、動力変換部から出力された駆動力は、左右ホイール側に分配されて伝達されなければならないため、通常、左側アクスルシャフト２２１と右側アクスルシャフト２２２とを連結するように備えられたディファレンシャルギヤにベベルギヤ９を媒介として連結されて伝達される。

より詳細に、ベベルギヤ９の回転軸（以下、「ベベルギヤ回転軸」という）は前後方向に略水平に備えられるが、左側アクスルシャフト２２１と右側アクスルシャフト２２２は略左右に水平に備えられる。

ここで、ベベルギヤ９は、ディファレンシャルギヤに備えられたベベリングギヤ１０１の中心軸から大きく外れないように噛合されなければならないため、上述のアクスルシャフト２２０に対するベベルギヤ回転軸の設計が非常に制限的であるという問題がある。すなわち、ベベルギヤ回転軸とベベリングギヤ１０１の噛合は、通常、駆動力の方向を略直角方向に転換させて伝達する構成である点から、一般的な平ギアの噛合は不安定であって、スパイラルギヤの噛合が行われる。したがって、ベベルギヤ回転軸とベベリングギヤ１０１の回転軸は、通常、略同一の高さに位置するように設計されるべきであり、ベベルギヤ回転軸とベベリングギヤ１０１の回転軸との間に所定の上下高さ差が生じるように設計される場合には、ベベルギヤ９とベベリングギヤ１０１に形成された歯形の傾斜度が大きくならなければならないという問題につながる。すなわち、ベベルギヤ９とベベリングギヤ１０１に形成された歯形の傾斜度を増加させるには限界があるためである。

勿論、ベベルギヤ９は、ユニバーサルジョイント結合体からなるプロペラシャフト（Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ ｓｈａｆｔ）７の先端に備えられる限り、アクスルシャフト２２０に対するベベルギヤ９の上下高さ差の設計はある程度の余裕公差を有するが、あくまでもプロペラシャフト７の本来の機能は、懸架装置による車体の上下高さ差を吸収することであるため、その機能を越える設計自由度は確保することができないという問題がある。

尚、近年、上述の一般的な車両の動力伝達装置がフォークリフトなどの重機車両にもそのまま適用されている状況である。一例として、本発明の出願人が韓国特許庁に既に出願して登録した韓国登録特許第１０‐０４２５２７７号が代表的である。

上記の登録特許は、フォークリフトなどの重機車両に一般的な車両の動力伝達装置をそのまま適用する場合に発生するエンジンの騒音及び振動による問題及び重機車両の回転半径を最小化するためになされて登録されたものであって、アクスルシャフト２２０のアクスルハブ内にトランスミッション及びクラッチシステム（装置）を統合設置することで、制動性能を向上させ、コンパクト化することにより、エンジンマウンティングとアクスルマウンティングの設計を自由にするための目的を達成した。

しかし、ディファレンシャルギヤが備えられた左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２にトランスミッション及びクラッチシステムが統合設置される場合には荷重が集中されるため、各構成を保護するハウジングが強固に製造されなければならず、且つギヤ間の噛合が高精度に行われなければならない点から、製造コストが大きく増加することになる。

また、ベベルギヤ９がディファレンシャルギヤに備えられたベベリングギヤ１０１に直接噛合されて備えられることにより、プロペラシャフト７を含む全体的な動力伝達構成の前後長さが長くなり、構造設計の自由度を制限してしまうという問題がある。

本発明は、上記の技術的課題を解決するためになされたものであって、第一に、動力伝達構成の全体的な設計自由度を向上させることができる動力伝達装置を提供することをその目的とする。

第二に、アクスルシャフトの偏重した荷重が分散されるようにすることで、小型化設計が可能な動力伝達装置を提供することを他の目的とする。

第三に、重機車両に適用された場合にも、２段または４段以上の多段変速が可能なトランスミッション装置が備えられた動力伝達装置を提供することをさらに他の目的とする。

第四に、出力トルクを増大させるトルクコンバータの一部を削除することができる動力伝達装置を提供することをさらに他の目的とする。

第五に、動力発生部を、電気的に駆動されるモータエンジンＭに代替することができる動力伝達装置を提供することをさらに他の目的とする。

第六に、製品の製造コストを低減することができる動力伝達装置を提供することをさらに他の目的とする。

本発明による動力伝達装置の作動制御方法の実施形態は、第１変速部が動力発生部から発生した動力の伝達を受け、車体の前後方向にベベルギヤ回転軸を形成するベベルギヤ部を介して出力する動力出力ステップと、前記動力出力ステップにより入力された動力を変速し、左、右ホイールが備えられたホイール駆動部に伝達する動力変速ステップと、を含み、前記動力変速ステップは、前記左、右ホイールと連結されたアクスルシャフトから離隔し、且つ平行に備えられた後進入力駆動シャフト、及び前記アクスルシャフトと前記後進入力駆動シャフトに平行に備えられた前進入力駆動シャフトを回転させるシャフト駆動過程と、前記後進入力駆動シャフト及び前記前進入力駆動シャフトにそれぞれ一対で備えられた後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つに作動油を供給して前記後進入力駆動シャフトまたは前進入力駆動シャフトと固定させるクラッチ固定過程と、前記クラッチ固定過程により固定された後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つによって変速された動力を前記アクスルシャフトに伝達する変速動力出力過程と、を含む。

ここで、前記シャフト駆動過程は、前記アクスルシャフトと同軸に備えられるか、前記アクスルシャフトから離隔し、且つ前記後進入力駆動シャフト及び前記前進入力駆動シャフトと平行に備えられ、前記後進入力駆動シャフト及び前記前進入力駆動シャフトと同時に噛合されるように連結されたアイドラ部を用いて、前記後進入力駆動シャフト及び前進入力駆動シャフトを同時に回転させる過程であることができる。

また、前記クラッチ固定過程は、前記後進クラッチ部のうち後進１段駆動ギヤが備えられた１段後進クラッチ部に作動油が供給され、前記後進入力駆動シャフトと前記１段後進クラッチ部を固定させる後進１段変速駆動を含むことができる。

また、前記クラッチ固定過程は、前記後進クラッチ部のうち後進２段駆動ギヤが備えられた２段後進クラッチ部に作動油が供給され、前記後進入力駆動シャフトと前記２段後進クラッチ部を固定させる後進２段変速駆動を含むことができる。

また、前記クラッチ固定過程は、前記前進クラッチ部のうち前進１段駆動ギヤが備えられた１段前進クラッチ部に作動油が供給され、前記前進入力駆動シャフトと前記１段前進クラッチ部を固定させる前進１段変速駆動を含むことができる。

また、前記クラッチ固定過程は、前記前進クラッチ部のうち前進２段駆動ギヤが備えられた２段前進クラッチ部に作動油が供給され、前記前進入力駆動シャフトと前記２段前進クラッチ部を固定させる前進２段変速駆動を含むことができる。

前記変速動力出力過程は、前記後進クラッチ部及び前記前進クラッチ部の何れか１つが、前記ホイールのうち左側ホイールと連結された左側アクスルシャフトと、前記ホイールのうち右側ホイールと連結された右側アクスルシャフトとの間に備えられたディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される過程であることができる。

また、前記変速動力出力過程は、前記後進クラッチ部の１段後進クラッチ部が前記後進入力駆動シャフトと固定され、前記１段後進クラッチ部に備えられた後進１段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される後進１段出力駆動を含むことができる。

また、前記変速動力出力過程は、前記後進クラッチ部の２段後進クラッチ部が前記後進入力駆動シャフトと固定され、前記２段後進クラッチ部に備えられた後進２段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される後進２段出力駆動を含むことができる。

また、前記変速動力出力過程は、前記前進クラッチ部の１段前進クラッチ部が前記前進入力駆動シャフトと固定され、前記１段前進クラッチ部に備えられた前進１段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される前進１段出力駆動を含むことができる。

また、前記変速動力出力過程は、前記前進クラッチ部の２段前進クラッチ部が前記前進入力駆動シャフトと固定され、前記２段前進クラッチ部に備えられた前進２段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される前進２段出力駆動を含むことができる。

本発明による動力伝達装置の作動制御方法の実施形態によると、次のような様々な効果を奏することができる。

第一に、アクスルシャフトを基準として半径方向にベベルギヤ部のベベルギヤと連結される連結部位を自由に決定することができるため、設計自由度が向上する効果を有する。

第二に、アクスルシャフトを基準として、変速機能を担っていた構成の一部を別の軸上に分離設置することで、全体的な小型化設計が可能である効果を有する。

第三に、従来に変速のための複雑な構成が備えられていたアクスルシャフトから変速機能を担う構成の一部を外部に分離させることで、精巧なギヤの製造が不要であるため、全体的な製品の製造コストを低減することができる効果を有する。

第四に、高トルクの出力が求められる重機車両への適用が容易であるだけでなく、多段変速が可能であるように設計できる効果を有する。

本発明による動力伝達装置の実施形態を示した概要図である。 本発明による動力伝達装置の実施形態の構成のうち、第２変速部の一例を示した斜視図である。 図２の正面図である。 図３のＡ‐Ａ線に沿って取った断面図である。 図３のＢ‐Ｂ線に沿って取った断面図である。 図５のＣ‐Ｃ線に沿って取った断面図である。 図５のＤ‐Ｄ線に沿って取った断面図である。 第２変速部による動力伝達装置の作用効果を示した側面図である。 第２変速部の一例による中立時の動力伝達過程を示した構成図である。 第２変速部の一例による前進時の動力伝達過程を示した構成図である。 第２変速部の一例による後進時の動力伝達過程を示した構成図である。 本発明による動力伝達装置の構成のうち、第１変速部の一例を示した構成図である。 本発明による動力伝達装置の第２変速部の他の例を示した構成図である。 本発明による動力伝達装置の第２変速部の他の例による１段前進時の動力伝達過程を示した構成図である。 本発明による動力伝達装置の第２変速部の他の例による２段前進時の動力伝達過程を示した構成図である。 本発明による動力伝達装置の第２変速部の他の例による１段後進時の動力伝達過程を示した構成図である。 本発明による動力伝達装置の第２変速部の他の例による２段後進時の動力伝達過程を示した構成図である。

以下、本発明による動力伝達装置の作動制御方法の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態を示した概要図である。

本発明による動力伝達装置の実施形態は、車両に適用される。ここにおける車両は、一般的な乗用車両はいうまでもなく、トラック、バン、スポーツ・ユーティリティ車両、重機車両など、エンジンなどのような駆動源（動力発生部１）から発生した駆動力をベースとして走行可能な全ての種類の運送手段を含む。

尚、図面には後輪駆動の動力伝達装置を例示しているが、本発明の範囲から外れない限り、前輪駆動の動力伝達装置を何れも含むことができる。

ここで、動力伝達装置によって伝達する駆動力の源泉となる駆動源（動力発生部１）は、従来の内燃機関、モータエンジンＭ、ハイブリッドエンジン、またはその他のタイプの原動機を全て含む概念である。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態は、動力発生部１から発生した動力の伝達を受け、トルクコンバータ３を用いてトルク変換させた後、プロペラシャフト７の先端に備えられたベベルギヤ部（不図示）を介して左側ホイールＬＷ部及び右側ホイールＲＷ部に動力を伝達する動力伝達系統に関する。

通常、動力発生部１は動力を発生させる駆動源と定義されるものであり、動力変換部は、発生した動力による回転速度または出力トルクを変換させる構成を総称するものであるが、本発明による動力伝達装置の実施形態では、説明の便宜のために、動力発生部１とプロペラシャフト７との間に備えられた構成の全体を「第１変速部Ｉ」と定義し、プロペラシャフト７と後述のホイール駆動部ＩＩＩとの間に備えられた構成の全体を「第２変速部ＩＩ」と定義する。

ここで、第１変速部Ｉは、図示されていないが、変速ハウジングの内部に備えられて車体に装着され、第２変速部ＩＩ及びホイール駆動部ＩＩＩは、上述の変速ハウジングと区分されるアクスルハウジングの内部に備えられて車体に一体に装着されることができる。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態は、図１に参照されるように、車体の前後方向に備えられたベベルギヤ回転軸を形成するベベルギヤ部と連結されて第１変速部Ｉの駆動力が入力され、入力された駆動力を選択的に前進駆動出力及び後進駆動出力の何れか１つに転換して出力するか、入力された駆動力を多段変速させて出力するアクスル入力部１００と、アクスル入力部１００から出力された駆動力の伝達を受け、左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷと連結されたホイール駆動部ＩＩＩに出力するアクスル出力部２００と、を含むことができる。アクスル入力部１００の詳細な構成については、後で詳細に説明する。

アクスル出力部２００は、アクスル入力部１００から入力された前進駆動力及び後進駆動力の何れか１つ、または多段変速された駆動力の何れか１つの伝達を受け、ディファレンシャルギヤ部２１０を介してホイール駆動部ＩＩＩに伝達するための装置である。

したがって、アクスル出力部２００は、ディファレンシャルギヤ部２１０と、ディファレンシャルギヤ部２１０を中心に左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷに延びた左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２と、ブレーキ手段２３０と、を含むことができる。

ディファレンシャルギヤ部２１０は、左側ディファレンシャルギヤケース２１１と右側ディファレンシャルギヤケース２１２とが結合されて形成されたディファレンシャルギヤケース部２１１、２１２と、ディファレンシャルギヤケース部２１１、２１２に結合されたピニオンシャフト２１３を回転軸とするディファレンシャルピニオンギヤ２１８と、ディファレンシャルピニオンギヤ２１８に噛合されて最終的にアクスルシャフト２２０に連結されるディファレンシャルサイドギヤ２１４、２１５と、を含むことができる。

左側ディファレンシャルギヤケース２１１の外周面と右側ディファレンシャルギヤケース２１２の外周面には、それぞれ左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７及び右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６が平ギアの形態で備えられることができる。

ディファレンシャルギヤケース部２１１、２１２の内側を形成する左側ディファレンシャルギヤケース２１１の内周面は、ディファレンシャルギヤケース部２１１、２１２の内側に挿設された左側アクスルシャフト２２１の先端部にスプラインギヤ結合されている左側ディファレンシャルサイドギヤ２１４の外側面と噛合される。

尚、ディファレンシャルギヤケース部２１１、２１２の内側を形成する右側ディファレンシャルギヤケース２１２の内周面は、ディファレンシャルギヤケース部２１１、２１２の内側に挿設された右側アクスルシャフト２２２の先端部にスプラインギヤ結合されている右側ディファレンシャルサイドギヤ２１５の外側面と噛合される。

上述のディファレンシャルピニオンギヤ２１８のピニオンシャフト２１３は、左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２とは直交するように配置され、両端に備えられたディファレンシャルピニオンギヤ２１８がそれぞれ左側ディファレンシャルサイドギヤ２１４及び右側ディファレンシャルサイドギヤ２１５の内側面と噛合される。

ディファレンシャルギヤ部２１０によって出力された動力は、左、右ホイールＬＷ、ＲＷに形成されたホイール駆動部ＩＩＩに伝達されることができる。

ここで、ホイール駆動部ＩＩＩは、左側ホイールＬＷと連結されるように備えられた左側ホイール駆動部ＩＩＩと、右側ホイールＲＷと連結されるように備えられた右側ホイール駆動部ＩＩＩと、を含むことができる。ディファレンシャルギヤ部２１０から伝達された動力によって左側ホイール駆動部ＩＩＩ及び右側ホイール駆動部ＩＩＩを回転させる方式は同一であるため、以下では、説明の便宜のために、別に「左側」及び「右側」という用語で区分せず、「ホイール駆動部ＩＩＩ」の各構成名称のみを付与して説明する。

ホイール駆動部ＩＩＩには、ブレーキ手段２３０が備えられることができる。ブレーキ手段２３０としては、設計者の選択に応じて、乾式ブレーキ手段及び湿式ブレーキ手段の何れか１つが採用されることができる。本発明の実施形態では、湿式ブレーキ手段が備えられることに限定して説明する。

湿式ブレーキ手段２３０は、図１に参照されるように、ディファレンシャルギヤ部２１０と左側アクスルシャフト２２１の先端との間、またはディファレンシャルギヤ部２１０と右側アクスルシャフト２２２の先端との間に配置されることができる。

湿式ブレーキ手段２３０は、図示されていないが、アクスルシャフト２２０を制動するブレーキピストン、及びこれにより互いに摩擦されるように備えられたブレーキディスク２３２とパッド２３１からなることができる。ブレーキディスク２３２とパッド２３１が圧着されると、アクスルシャフト２２０及びそれに一体に形成された後述の減速ギヤ部３００のサンギヤ３１１が制動されることができる。

左側アクスルシャフト２２１と右側アクスルシャフト２２２の先端部には減速ギヤ部３００が備えられる。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、減速ギヤ部３００は、ダブルプラネタリギヤセット（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ）からなることができる。すなわち、ダブルプラネタリギヤセットは、アクスルシャフト２２０に近接して配置された第１プラネタリギヤセット３１０と、左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷに近接して配置された第２プラネタリギヤセット３２０と、を含むことができる。

第１プラネタリギヤセット３１０は、図１に参照されるように、アクスルシャフト２２０の先端に一体に形成された第１サンギヤ３１１と、第１サンギヤ３１１と噛合され、第１サンギヤ３１１の回転動作に応じて自転及び公転する複数の第１プラネタリギヤ３１２と、アクスルハウジング（不図示）内に固定され、且つ複数の第１プラネタリギヤ３１２を取り囲むように備えられ、複数の第１プラネタリギヤ３１２と同時に内周面が噛合される第１リングギヤ３１３と、複数の第１プラネタリギヤ３１２の各回転中心と連結され、複数の第１プラネタリギヤ３１２の公転方向に回転される第１キャリア３１４と、を含むことができる。

また、第２プラネタリギヤセット３２０は、第１キャリア３１４の回転軸と同軸に一体に連結された第２サンギヤ３２１と、第２サンギヤ３２１と噛合され、第２サンギヤ３２１の回転動作に応じて自転及び公転する複数の第２プラネタリギヤ３２２と、アクスルハウジング内に固定され、且つ複数の第２プラネタリギヤ３２２を取り囲むように備えられ、複数の第２プラネタリギヤ３２２と同時に内周面が噛合される第２リングギヤ３２３と、複数の第２プラネタリギヤ３２２の各回転中心と連結され、複数の第２プラネタリギヤ３２２の公転方向に回転される第２キャリア３２４と、を含むことができる。

第２キャリア３２４は、左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷに連結され、最終的に左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷに減速された回転動力を伝達する役割を担う。

このように、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態は、左、右アクスルシャフト２２０の先端と左、右ホイールとの間にダブルプラネタリギヤセットからなる減速ギヤ部３００を備えることで、ディファレンシャルギヤ部２１０と左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２に連結されるアクスル出力部２００の全荷重を分散させることができる利点がある。

常用車両に比べて前後長さ（全長）及び左右幅が短いフォークリフトなどの重機車両の場合、動力発生部１、動力変換部、及び動力伝達部の殆どの構成が運転席の下である車体の中央部分に集中されるしかないという設計上の難点があった。また、これにより、既存の重機車両のトランスミッション組立体の場合、左、右アクスルシャフト２２０からなるアクスルシャフト２２０の１軸に多数の構成が結合されているため、全体積が増加するという問題につながった。このような体積の増加は、トランスミッション組立体の外観を形成し、且つ荷重を支えるためのトランスミッションハウジングの製造コストを増加させることになる。また、動力変換部及び動力伝達部を成す個別構成は数多くのギヤの組合体からなるため、精巧なギヤを製造するための製造コストの増加につながるという問題があった。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態は、実質的に伝達された駆動力を減速させながら、出力トルクを増加させる減速ギヤ部３００を、従来に比べてアクスルシャフト２２０の中心部位から外側端に移動するように位置設計するとともに、高トルクの出力効果を達成するためにダブルプラネタリギヤセット（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ）を採用している。したがって、実際にアクスルシャフト２２０に荷重が偏重し得るアクスル出力部２００からアクスル入力部１００を分離して配置させることで、アクスル出力部２００の全荷重の分散はいうまでもなく、さらには既存のトルクコンバータ３の削除設計も可能である利点を達成することができる。

以下では、上述の減速ギヤ部３００の位置設計及び構造設計の変更により実現できる様々な実施形態をより詳細に説明する。

図２は、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態の構成のうち、第２変速部ＩＩの一例を示した斜視図であり、図３は図２の正面図であり、図４は図３のＡ‐Ａ線に沿って取った断面図であり、図５は図３のＢ‐Ｂ線に沿って取った断面図であり、図６は図５のＣ‐Ｃ線に沿って取った断面図であり、図７は図５のＤ‐Ｄ線に沿って取った断面図であり、図８は第２変速部ＩＩによる動力伝達装置の作用効果を示した側面図であり、図９ａから図９ｃは、第２変速部ＩＩの一例による中立、前進、及び後進時の動力伝達過程を示した構成図である。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態の構成のうち、第２変速部ＩＩの一例は、図２から図８に参照されるように、プロペラシャフト７の先端に備えられたベベルギヤ部のベベルギヤ９を媒介として第１変速部Ｉの駆動力が入力される。

ベベルギヤ部とアクスル入力部１００はベベルギヤ９によって直角に連結された直立動力連結方式を取っており、アクスル入力部１００とアクスル出力部２００は、その間に配置された後述のアイドラ部１３１とともに互いに平行し、且つ所定距離離隔して配置される。

第２変速部ＩＩの一例は、図２から図８に参照されるように、アクスル入力部１００とアクスル出力部２００との間に備えられており、アクスル入力部１００によって入力された動力が前進駆動出力または後進駆動出力の何れか１つである場合にのみ回転され、他の駆動出力である場合には回転されないように備えられたアイドラ部１３１をさらに含むことができる。

第１変速部Ｉは、第２変速部ＩＩのアクスル入力部１００に回転動力を入力する前にトルクを変換させるトルクコンバータ３をさらに含むことができる。トルクコンバータ３は、トルクコンバータ３クラッチを備えて、動力発生部１の出力軸（不図示）と第１変速部Ｉの入力軸（不図示）を断続させる役割を担う。

トルクコンバータ３によって出力された駆動トルクは、先端にベベルギヤ９が備えられたプロペラシャフト７を介して第２変速部ＩＩのアクスル入力部１００に伝達される。プロペラシャフト７は、一端と他端との間にユニバーサルジョイント結合されて回転される構成体であって、懸架装置（不図示）による車体の高低変化を吸収する付加的な機能を担うものであるということは周知のとおりである。

アクスル入力部１００は、アクスル出力部２００のアクスルシャフト２２０と離隔して配置されており、後述の入力駆動シャフト１１０がベベルギヤ部から動力の入力を受けてアクスル出力部２００に伝達する役割を担う。より詳細に、アクスル入力部１００は、ベベルギヤ９の回転中心であるベベルギヤ回転軸と直交するように配置された入力駆動シャフト（Ｉｎｐｕｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｓｈａｆｔ）１１０と、入力駆動シャフト１１０の外周面に一体に形成されたベベリングギヤ１０１と、入力駆動シャフト１１０の外周に配置され、油圧の供給有無に応じて選択的に前進駆動力及び後進駆動力に転換する前後進クラッチ部１２１、１２６と、を含んで構成される。

入力駆動シャフト１１０の外周面には、前後進クラッチ部１２１、１２６を挟んで一側及び他側に備えられ、前後進クラッチ部１２１、１２６の動作に応じて選択的に入力駆動シャフト１１０と一体に回転される前進駆動ギヤ１２９及び後進駆動ギヤ１２４が備えられる。

前後進クラッチ部１２１、１２６は、前進駆動ギヤ１２９側に配置され、油圧の供給に応じて入力駆動シャフト１１０と前進駆動ギヤ１２９を固定させる前進クラッチ部１２６と、後進駆動ギヤ１２４側に配置され、作動油の供給に応じて入力駆動シャフト１１０と後進駆動ギヤ１２４を固定させる後進クラッチ部１２１と、を含む。

すなわち、作動油が流路を介して前進クラッチ部１２６に供給されると、前進クラッチ部１２６の摩擦構成（後述の摩擦プレート及び摩擦ディスク）が相互圧着により入力駆動シャフト１１０と前進駆動ギヤ１２９を固定させることで、入力駆動シャフト１１０の回転時に前進駆動ギヤ１２９が回転されるようにするとともに、後進駆動ギヤ１２４は回転されない停止状態を維持する。

反対に、油圧が流路を介して後進クラッチ部１２１に供給されると、後進クラッチ部１２１の摩擦構成（後述の摩擦プレート及び摩擦ディスク）が相互圧着により入力駆動シャフト１１０と後進駆動ギヤ１２４を固定させることで、入力駆動シャフト１１０の回転時に後進駆動ギヤ１２４が回転されるようにするとともに、前進駆動ギヤ１２９は停止状態を維持して後進駆動力のみを出力することになる。

より詳細に、前進クラッチ部１２６は、図示されていないが、内部の一側にシリンダーが備えられた中空状の前進クラッチドラムと、バネにより支持された状態でシリンダーに設けられ、作動油が供給されると油圧によって入力駆動シャフト１１０の長さ方向に移動される環状の前進ピストンと、前進クラッチドラムの内部の他側の内周面に離隔するように１つ以上結合された環状の摩擦プレート１２２と、入力駆動シャフト１１０に一体に結合され、前進クラッチドラムの内部に延長形成された前進カップリングと、前進カップリングの外周面に１つ以上結合され、摩擦プレート１２２と両側面が一定の間隔で互いに交互に配置された環状の摩擦ディスク１２３と、を含むことができる。

同様に、後進クラッチ部１２１は、図示されていないが、内部の一側にシリンダーが備えられた中空状の後進クラッチドラムと、バネにより支持された状態でシリンダーに設けられ、作動油が供給されると油圧によって入力駆動シャフト１１０の長さ方向に移動される環状の後進ピストンと、後進クラッチドラムの内部の他側の内周面に離隔するように１つ以上結合された環状の摩擦プレート１２７と、入力駆動シャフト１１０に一体に結合され、後進クラッチドラムの内部に延長形成された後進カップリングと、後進カップリングの外周面に１つ以上結合され、摩擦プレート１２７と両側面が一定の間隔で互いに交互に配置された環状の摩擦ディスク１２８と、を含むことができる。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態では、作動油が供給されると、摩擦プレート１２２、１２７及び摩擦ディスク１２３、１２８が相互圧着されるように構成されたポジティブシステム（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ）からなると限定して説明しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、摩擦プレート１２２、１２７と摩擦ディスク１２３、１２８が常時圧着されている状態で、作動油が供給されると互いに分離されながら入力駆動シャフト１１０と固定されるように備えられるネガティブシステム（Ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ）の具体的な適用も可能である。

このように、前進クラッチ部１２６及び後進クラッチ部１２１を介して選択的に供給される作動油によってアクスル入力部１００から出力される回転動力は、前進動力と後進動力に区分されてアクスル出力部２００に伝達されるか、アクスル入力部１００で動力が断続されることでアクスル出力部２００に出力されない中立の状態を維持することができる。

アイドラ部１３１は、図４に参照されるように、入力駆動シャフト１１０とアクスルシャフト２２０との間に配置されており、入力駆動シャフト１１０とアクスルシャフト２２０に平行に配置されたアイドラシャフト１３０を有するアイドルギヤ１３２を含む。

アイドルギヤ１３２は、図６に参照されるように、一側外周面は前進駆動ギヤ１２９または後進駆動ギヤ１２４の何れか１つに噛合されるように配置され、他側外周面は後述の右側ディファレンシャルギヤケース２１２及び左側ディファレンシャルギヤケース２１１にそれぞれ備えられた左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７及び右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６の何れか１つに噛合されるように連結される。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、アイドラ部１３１は、アイドルギヤ１３２の一側が前進駆動ギヤ１２９と噛合され、アイドルギヤ１３２の他側が左側ディファレンシャルギヤケース２１１の左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７と噛合されると限定して説明している。しかし、アイドルギヤ１３２の一側が後進駆動ギヤ１２４と噛合され、アイドルギヤ１３２の他側が右側ディファレンシャルギヤケース２１２の右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６と噛合されてもよい。この場合は、第１変速部Ｉから入力された回転動力の回転方向が反対である場合である。

アイドルギヤ１３２は、前進駆動ギヤ１２９及び後進駆動ギヤ１２４のうち前進駆動ギヤ１２９のみと噛合されるように備えられることで、アクスル出力部２００に入力される出力駆動を、アクスル入力部１００‐アイドラ部１３１‐アクスル出力部２００を介して伝達される前進駆動出力と、アクスル入力部１００‐アクスル出力部２００を介して伝達される後進駆動出力と、に区分して出力する役割を担う。

アクスル入力部１００から入力された前進駆動出力または後進駆動出力は、上述のように、アイドラ部１３１のアイドルギヤ１３２を選択的に媒介してディファレンシャルギヤ部２１０に伝達され、ディファレンシャルギヤ部２１０は、両側の左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２を同一方向に回転させるように出力する。

このように、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの一例は、図２から図７に参照されるように、アクスルシャフト２２０に直接的に結合され得る前後進クラッチ部１２１、１２６をアクスルシャフト２２０から離隔した外部に配置することで、ディファレンシャルギヤ部２１０を含むアクスルシャフト２２０の全体構成を簡略化することができる利点がある。

すなわち、アクスル入力部１００は、図８に参照されるように、ベベルギヤ部のベベルギヤ回転軸と入力駆動シャフト１１０の軸中心が形成する連結角度が固定された状態で、アクスルシャフト２２０の円周方向の既定位置に固定可能に備えられることができる。

より詳細に、アクスル入力部１００は、入力駆動シャフト１１０の軸中心を通る任意の垂直線を基準として、アクスル入力部１００が備えられた側の半円範囲内の既定位置に固定可能である。

これは、アクスル入力部１００が、左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７及び右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６の軸中心を通る任意の垂直線を基準として、アクスル入力部１００が備えられた側の半円範囲内の既定位置に固定可能であると解釈可能である。

また、アクスル入力部１００は、アイドラ部の一側が前進クラッチ部１２６の前進駆動ギヤ１２９と連結され、アイドラ部の他側が左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７及び右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６のうち何れか１つと連結された状態で、後進クラッチ部１２１の後進駆動ギヤ１２４が、左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７及び右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６のうち残りの１つの軸中心を通る任意の垂直線を基準として、アクスル入力部１００が備えられた側の半円範囲内の既定位置に噛合可能である。

この際、アイドラ部のアイドルギヤは、一側が前進駆動ギヤ１２９と噛合された状態であって、他側は左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７と噛合されることができる。

すなわち、図８の（ａ）から（ｄ）を参照してより詳細に説明すると、アクスル入力部１００とアクスルシャフト２２０との間にアイドラ部１３１のアイドラシャフト１３０という媒介軸をさらに設けることで、アクスルシャフト２２０の回転中心に対するベベルギヤ部の回転軸との上下高低を、アクスルシャフト２２０軸の外周方向に沿って自由に設計することができる利点を提供する。

すなわち、従来は、ベベルギヤ９の動力伝達の特殊性に起因して、ベベルギヤ部の回転軸とベベリングギヤ１０１の回転軸（すなわち、アクスルシャフト２２０の中心軸）に対する設計自由度が非常に制限的であった。しかし、本発明による第２変速部ＩＩの一例によると、ベベルギヤ９が噛合されるベベリングギヤ１０１を、アクスルシャフト２２０から分離されたアクスル入力部１００の入力駆動シャフト１１０に備えることで、ベベルギヤ９とベベリングギヤ１０１をギヤ噛合の効率が最も高い位置に固定設計し、上述のギヤ噛合の効率を低下させない限度でベベルギヤ部とアクスル入力部１００の位置を同時にアクスル出力部２００の外周方向に沿って自由に設計することができる。

したがって、アクスルハウジング（不図示）をスリムに設計できることはいうまでもなく、アクスルハウジングの外観形状の設計自由度を増進させることができるため、製品の小型化設計が可能である利点がある。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの一例による中立、前進、及び後進時の変速過程を図９ａから図９ｃを参照して詳細に説明すると、次のとおりである。

先ず、中立駆動の様子を説明する。

中立駆動は、図９ａに参照されるように、作動油が前後進クラッチ部１２１、１２６の何れにも供給されない状態である。したがって、動力発生部１または動力変換部からベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して入力駆動シャフトに回転動力が入力されても、前後進クラッチ部１２１、１２６に油圧が供給されないため、前進クラッチ部１２６及び後進クラッチ部１２１は両方とも作動しない。この場合、前進駆動ギヤ１２９と後進駆動ギヤ１２４も回転されないため、動力の伝達が行われない中立状態となる。

次に、前進駆動の様子を説明する。

図９ｂを参照して、前後進クラッチ部１２１、１２６によって前進駆動が行われる動力伝達過程を説明すると、次のとおりである。すなわち、駆動源からベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して前後進クラッチ部１２１、１２６に回転動力が入力されると、作動油の供給に応じて、前進クラッチ部１２６と入力駆動シャフト１１０が固定されて前進駆動ギヤ１２９が回転出力されることができる。この際、アイドラ部１３１のアイドルギヤ１３２が前進駆動ギヤ１２９と噛合されて回転されながら左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７を回転させ、左側ディファレンシャル伝達ギヤ２１７の回転により、左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２が前進駆動されることができる。

アクスルシャフト２２０が前進駆動出力されると、ダブルプラネタリギヤセット（Ｄｏｕｂｌｅ ｐｌａｎｅｔａｒｙ）からなる減速ギヤ部３００により減速された後、左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷを最終前進駆動させる。

反対に、後進駆動の様子を説明する。

図９ｃを参照して、前後進クラッチ部１２１、１２６によって後進駆動が行われる動力伝達過程を説明すると、次のとおりである。すなわち、駆動源からベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して前後進クラッチ部１２１、１２６に回転動力が入力されると、作動油の供給に応じて、後進クラッチ部１２１と入力駆動シャフト１１０が固定されて後進駆動ギヤ１２４が回転出力されることができる。この際、後進駆動ギヤ１２４が右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６と直接噛合されて右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６を回転させることができ、右側ディファレンシャル伝達ギヤ２１６の回転により、右側アクスルシャフト２２２及び左側アクスルシャフト２２１が後進駆動されることができる。

同様に、アクスルシャフト２２０が後進駆動出力されると、ダブルプラネタリギヤセットからなる減速ギヤ部３００によって減速された後、左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷを最終後進駆動させる。

上述の本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの一例は、ディファレンシャルギヤ部２１０またはアクスルシャフト２２０の軸上から分離した後、平行な入力駆動シャフト１１０が備えられるように前後進クラッチ部１２１、１２６を含むアクスル入力部１００を設けることで、製品の設計自由度を増進させる利点がある。

図１０は、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態の構成のうち、第１変速部Ｉの一例を示した構成図である。

上述の第２変速部ＩＩによると、図１０に参照されるように、第１変速部Ｉに備えられたトルクコンバータ３の出力端（特に、後述の図１４〜図１５ｅの出力シャフト８）とプロペラシャフト７を１軸線上に直結させることができるという新しい利点を創出することができる。

すなわち、従来の場合、トルクコンバータ３の出力端とプロペラシャフト７を直結させるためには、エンジンの出力軸、プロペラシャフト７の回転軸、及びディファレンシャルギヤが１軸線上に位置するように設計しなければならないという設計上の制限があった。そのため、設計上の難点または構造設計上の制限により、エンジンの出力軸、プロペラシャフト７の回転軸、及びディファレンシャルギヤ部２１０が１軸線上に位置しない場合には、図１に参照されるように、トルクコンバータ３の出力軸に備えられた伝達ギヤと噛合され、駆動出力伝達を媒介する補償ギヤ部５が必ず備えられる必要があった。

しかし、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態で提案する第２変速部ＩＩの一例によると、アクスルシャフト２２０から分離された別の入力駆動シャフト１１０を備えることで、プロペラシャフト７の入力端に該当するベベルギヤ９が直接ディファレンシャルギヤ部２１０に連結されなくても、入力駆動シャフト１１０に一体に形成されたベベリングギヤ１０１の形成位置を適宜変更設計することで、トルクコンバータ３の出力端（または出力シャフト８）がプロペラシャフト７と１軸線上に直結されるように設計することができる利点がある。

すなわち、ベベリングギヤ１０１の入力駆動シャフト１１０における具備位置は、第１変速部Ｉが補償ギヤ部５をさらに含む場合と、トルクコンバータ３の出力端がプロペラシャフト７と１軸線上に直結されるように備えられる場合とで、異なる設計が可能である。これは、後述の第２変速部ＩＩのさらに他の例において、ベベリングギヤ５０１の多段駆動シャフト５１１における具備位置にも同様に適用可能である。

一方、上述の本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの一例は、中立駆動、前進１段、及び後進１段の変速の実施形態のみに限定されて駆動される制限がある。

これを補完するために、本発明による動力伝達装置は、中立駆動、少なくとも前進２段及び後進２段の変速が可能な第２変速部ＩＩの他の例を提案する。

図１１は本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例を示した構成図である。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例は、図１１に参照されるように、ベベルギヤ部のベベルギヤ９と連結されており、第１変速部Ｉの駆動力が入力され、入力された駆動力を選択的に前進１、２段及び後進１、２段に変換して出力するアクスル入力部４００と、アクスル入力部４００から出力された駆動力の伝達を受け、左側ホイールＬＷ及び右側ホイールＲＷと連結されたホイール駆動部ＩＩＩに出力するアクスル出力部２００と、を含むことができる。

ここで、アクスル入力部４００は、図１１に参照されるように、ベベルギヤ部のベベルギヤ９の出力駆動の入力を受け、後進１段及び後進２段の何れか１つに転換して出力する後進駆動入力部４２１、４２６と、ベベルギヤ部のベベルギヤ９の出力駆動の入力を受け、前進１段及び前進２段の何れか１つに転換して出力する前進駆動入力部４３１、４３６と、を含むことができる。

上述の本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの一例は、図１から図９ｃに参照されるように、ベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して入力された動力を、前後進クラッチ部１２１、１２６及びアイドラ部１３１を用いて前進または後進駆動出力に区分して出力した後、アクスル出力部２００に伝達するが、この際、回転速度の変更なしに一定の速度で出力されることに限定される。

しかし、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例は、図１１に参照されるように、アクスル入力部４００に入力された回転駆動が、後進駆動入力部４２１、４２６によって後進１段及び後進２段の何れか１つとして出力されることはいうまでもなく、前進駆動入力部４３１、４３６によって前進１段及び前進２段の何れか１つとして出力されることができる。

より詳細に、後進駆動入力部４２１、４２６は、アクスルシャフト２２０を基準としてベベルギヤ部の出力駆動の入力を受ける側に、上述の入力駆動シャフト１１０と同一の機能を担うように配置された後進入力駆動シャフト４１１と、後進入力駆動シャフト４１１に配置された後進多段クラッチパックと、を含むことができる。

後進多段クラッチパックは、後述のように、作動油の供給に応じて選択的に後進入力駆動シャフト４１１と固定されるように一対のクラッチパックからなることができる。

すなわち、後進多段クラッチパックは、ベベルギヤ部の回転軸と直交するように配置された後進入力駆動シャフト４１１の一側の外周面に一体に形成されたベベリングギヤ４０１と、後進入力駆動シャフト４１１の外周に配置され、油圧の供給有無に応じて選択的に１段後進及び２段後進駆動力に転換する１段後進クラッチ部４２６及び２段後進クラッチ部４２１と、後進入力駆動シャフト４１１と一体に回転されるように備えられ、１段後進クラッチ部４２６と２段後進クラッチ部４２１との間に配置された連結駆動ギヤ４２５と、を含む。

尚、後進多段クラッチパックは、１段後進クラッチ部４２６と連動して回転されるように備えられ、後述のディファレンシャルギヤ部２１０の１段ディファレンシャル伝達ギヤ２１７と噛合されて後進１段駆動力を伝達する後進１段駆動ギヤ４２９と、２段後進クラッチ部４２１と連動して回転されるように備えられ、後述のディファレンシャルギヤ部２１０の２段ディファレンシャル伝達ギヤ２１６と噛合されて後進２段駆動力を伝達する後進２段駆動ギヤ４２４と、をさらに含むことができる。

一方、前進駆動入力部４００は、アクスルシャフト２２０と平行に備えられ、且つ後進入力駆動シャフト４１１と平行に備えられた前進入力駆動シャフト４１２と、前進入力駆動シャフト４１２に配置された前進多段クラッチパックと、を含むことができる。

ここで、アクスルシャフト２２０、後進入力駆動シャフト４１１、及び前進入力駆動シャフト４１２は、図１１に参照されるように、何れも平行に配置されることができる。

前進多段クラッチパックは、後述のように、作動油の供給に応じて選択的に前進入力駆動シャフト４１２と固定されるように一対のクラッチパックからなることができる。

すなわち、前進多段クラッチパックは、後進入力駆動シャフト４１１と平行に配置された前進入力駆動シャフト４１２の外周に配置され、油圧の供給有無に応じて選択的に１段前進及び２段前進駆動力に転換する１段前進クラッチ部４３６及び２段前進クラッチ部４３１と、前進入力駆動シャフト４１２と一体に回転されるように備えられ、１段前進クラッチ部４３６と２段前進クラッチ部４３１との間に配置された連結従動ギア４３５と、を含む。

尚、前進多段クラッチパックは、１段前進クラッチ部４３６と連動して回転されるように備えられ、後述のディファレンシャルギヤ部２１０の１段ディファレンシャル伝達ギヤ２１７と噛合されて前進１段駆動力を伝達する前進１段駆動ギヤ４３９と、２段前進クラッチ部４３１と連動して回転されるように備えられ、後述のディファレンシャルギヤ部２１０の２段ディファレンシャル伝達ギヤ２１６と噛合されて前進２段駆動力を伝達する前進２段駆動ギヤ４３４と、をさらに含むことができる。

一方、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例は、図１１に参照されるように、アクスルシャフト２２０、好ましくはディファレンシャルギヤ部２１０を取り囲むように配置されており、一側は後進多段クラッチパックの連結駆動ギヤ４２５と噛合され、他側は前進多段クラッチパックの連結従動ギア４３５と噛合されて、後進入力駆動シャフト４１１と前進入力駆動シャフト４１２を同時に回転させるアイドルギヤ（不図示）が備えられたアイドラ部１３１をさらに含むことができる。

一方、左側ディファレンシャルギヤケース２１１の外周面と右側ディファレンシャルギヤケース２１２の外周面には、それぞれ上述の後進１段駆動ギヤ４２９または前進１段駆動ギヤ４３９と噛合されるように備えられた１段ディファレンシャル伝達ギヤ２１７と、上述の後進２段駆動ギヤ４２４または前進２段駆動ギヤ４３４と噛合されるように備えられた２段ディファレンシャル伝達ギヤ２１６と、を含むことができる。

ベベルギヤ部のベベルギヤ９から入力された駆動力は、上述のように、前進多段クラッチパック及び後進多段クラッチパックの何れか１つを固定して出力された後、ディファレンシャルギヤ部２１０に伝達される過程で変速されてから、両側の左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２を介して最終的に左、右ホイールＬＷ、ＲＷに連結されたホイール駆動部ＩＩＩに伝達される。

図１２ａから図１２ｄは、本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例による１段前進、２段前進、１段後進、及び２段後進時の動力伝達過程を示した構成図である。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例による中立、前進１段、前進２段、後進１段、及び後進２段時の変速過程を図１１から図１２ｄを参照して詳細に説明すると、次のとおりである。

先ず、中立駆動の様子を説明する。

中立駆動は、図１１に参照されるように、作動油が前進クラッチ部４３１、４３６及び後進クラッチ部４２１、４２６の何れにも供給されない状態である。したがって、ベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して後進入力駆動シャフト４１１に回転動力が入力されると、後進入力駆動シャフト４１１が回転されながら連結駆動ギヤ４２５が同時に回転され、連結駆動ギヤ４２５と連結従動ギア４３５を同時に噛合するアイドラ部１３１のアイドルギヤによって、前進入力駆動シャフト４１２も同時に回転される。しかし、この場合、作動油が前進クラッチ部４３１、４３６及び後進クラッチ部４２１、４２６の何れにも供給されないため、前進クラッチ部４３１、４３６及び後進クラッチ部４２１、４２６は何れも作動せず、前進クラッチ部４３１、４３６の１段前進クラッチ部４３６の前進１段駆動ギヤ４３９、前進クラッチ部４３１、４３６の２段前進クラッチ部４３１の前進２段駆動ギヤ４３４、後進クラッチ部４２１、４２６の１段後進クラッチ部４２６の後進１段駆動ギヤ４２９、及び後進クラッチ部４２１、４２６の２段後進クラッチ部４２１の後進２段駆動ギヤ４２４が何れも回転されないため、動力の伝達が行われない中立状態となる。

以下では、アクスル出力部２００によって多段にトルク及び回転数が変更されるように連動された実施形態として、第２変速部ＩＩを説明する。例えば、１段または２段が前進または後進されて作動する場合について説明する。

説明に先立ち、前記第２変速部ＩＩは、前記トルクコンバータ３から伝達された前記駆動力の既定のトルク及び回転数を選択的に再調節させるが、ここで、再調節とは、動力発生部１で発生する動力、すなわち、回転力に含まれたトルク及び回転数の情報を１次的にトルクコンバータ３により調節し、調節された前記回転力を、アクスル入力部及びアクスル出力部により再び調節することを意味する。ここで、再調節とは、回転方向の変化も含むものであって、例えば、前進及び後進状態に状態を変化させるために、回転方向を正回転または逆回転に変更させることができる。

前記再調節は、具体的に、アクスル入力部１００及びアクスル出力部２００で行われることができる。先ず、アクスル入力部１００では、上述のように、前進または後進を決定する回転方向などを決定することができ、アクスル出力部２００では、アクスル入力部１００から伝達される駆動力を２つの特定段を介して左右側のホイールに伝達することで、回転情報、すなわち、トルク及び回転数を再調節することができる。

前記特定段とは、ギヤの変速比を変更させることができる段数を意味し、図１２を参照して以下で具体的な例として説明する実施形態では２つの段を含んでおり、連動されたアイドラ部１３１を介して動力を印加または遮断することで、前記２つの段に選択的に動力を印加することにより、速度及びトルクを変更することができる。

すなわち、駆動力を発生させる動力発生部１から発生するトルクが第１変速部により変換されると、トルクが変換された前記駆動力が第２変速部ＩＩを介してアクスル出力部２００に伝達されることができる。そして、駆動力は、前記第２変速部ＩＩのアクスル入力部４００を介して回転方向及び回転速度が変更されて伝達されることができる。ここで、回転方向の変更は、前記アクスル入力部４００に含まれる後進駆動入力部４２１、４２６及び前進駆動入力部４３１、４３６のうち選択的に前記駆動力が伝達され、対応する前記回転方向が決定されることができる。

具体的には、アイドラ部１３１を介して駆動力が後進駆動入力部４２１、４２６及び前進駆動入力部４３１、４３６のうち１つに連結されることができるが、本実施形態を説明するために、アイドラ部１３１が、後進駆動入力部４２１、４２６と連動されて駆動力をアクスル出力部４００に伝達する例示を説明する。

また、前記回転速度の変更は、後進駆動入力部４２１、４２６及び前進駆動入力部４３１、４３６にそれぞれ含まれた１段クラッチ部４２６、４３６及び２段クラッチ部４２１、４３１のうち選択的に前記駆動力が伝達され、対応する回転速度が決定される。後進駆動入力部４２１、４２６を介してアクスル出力部４００に前記駆動力が伝達される場合、駆動力は、アイドラ部１３１と後進駆動入力部４２１、４２６及び前記前進駆動入力部４３１、４３６のうち１つとの連動により伝達されることができる。

上述の内容をより具体的に説明するために、４つの場合を説明し、前進１段駆動の様子から説明する。

図１２ａを参照して、前進クラッチ部４３１、４３６によって前進１段駆動が行われる動力伝達過程を説明すると、次のとおりである。すなわち、ベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して後進入力駆動シャフト４１１に回転動力が入力されると、後進入力駆動シャフト４１１が回転されながら連結駆動ギヤ４２５が同時に回転され、連結駆動ギヤ４２５と連結従動ギア４３５を同時に噛合するアイドラ部１３１のアイドルギヤによって前進入力駆動シャフト４１２も同時に回転される。ここで、前進クラッチ部４３１、４３６の１段前進クラッチ部４３６に作動油が供給されると、１段前進クラッチ部４３６が前進入力駆動シャフト４１２と固定されながら前進１段駆動ギヤ４３９が連動回転され、前進１段駆動ギヤ４３９と噛合された１段ディファレンシャル伝達ギヤ２１７が左側ディファレンシャルギヤケース２１１を回転させ、左側ディファレンシャルギヤケース２１１の回転によって左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２が前進１段駆動されることができる。

次に、前進２段駆動の様子を説明する。

図１２ｂを参照すると、前進２段駆動の様子は、前進１段駆動の様子において、前進入力駆動シャフト４１２の回転駆動経路までは同一である。ここで、前進クラッチ部４３１、４３６の２段前進クラッチ部４３１に作動油が供給されると、２段前進クラッチ部４３１が前進入力駆動シャフト４１２と固定されながら前進２段駆動ギヤ４３４が連動回転され、前進２段駆動ギヤ４３４と噛合された２段ディファレンシャル伝達ギヤ２１６が右側ディファレンシャルギヤケース２１２を回転させ、右側ディファレンシャルギヤケース２１２の回転によって右側アクスルシャフト２２２及び左側アクスルシャフト２２１が前進２段駆動されることができる。

次に、後進１段駆動の様子を説明する。

図１２ｃを参照して、後進クラッチ部４２１、４２６によって後進１段駆動が行われる動力伝達過程を説明すると、次のとおりである。すなわち、ベベルギヤ部のベベルギヤ９を介して後進入力駆動シャフト４１１に回転動力が入力されると、後進入力駆動シャフト４１１が回転される。ここで、後進クラッチ部４２１、４２６の１段後進クラッチ部４２６に作動油が供給されると、１段後進クラッチ部４２６が後進入力駆動シャフト４１１と固定されながら後進１段駆動ギヤ４２９が連動回転され、後進１段駆動ギヤ４２９と噛合された１段ディファレンシャル伝達ギヤ２１７が左側ディファレンシャルギヤケース２１１を回転させ、左側ディファレンシャルギヤケース２１１の回転によって左側アクスルシャフト２２１及び右側アクスルシャフト２２２が後進１段駆動されることができる。この際、後進入力駆動シャフト４１１の連結駆動ギヤ４２５と噛合された連結従動ギア４３５が回転されながら前進入力駆動シャフト４１２を連動回転させるが、前進クラッチ部４３１、４３６には作動油が供給されないため、前進入力駆動シャフト４１２のみが空回りされる。

次に、後進２段駆動の様子を説明する。

図１２ｄを参照すると、後進２段駆動の様子は、後進１段駆動の様子において、後進入力駆動シャフト４１１の回転駆動経路までは同一である。ここで、後進クラッチ部４２１、４２６の２段後進クラッチ部４２１に作動油が供給されると、２段後進クラッチ部４２１が後進入力駆動シャフト４１１と固定されながら後進２段駆動ギヤ４２４が連動回転され、後進２段駆動ギヤ４２４と噛合された２段ディファレンシャル伝達ギヤ２１６が右側ディファレンシャルギヤケース２１２を回転させ、右側ディファレンシャルギヤケース２１２の回転によって右側アクスルシャフト２２２及び左側アクスルシャフト２２１が前進２段駆動されることができる。

上述のように構成された本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の実施形態において、第２変速部ＩＩの他の例は、その変形例として、後述のようなさらに他の実施形態として具現されることができる。

上述のように構成される本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の他の実施形態の具体的な作動制御方法を説明すると、次のとおりである。

本発明による動力伝達装置及びそれを含む車両の作動制御方法の他の実施形態は、第１変速部Ｉが動力発生部１から発生した動力の伝達を受け、車体の前後方向にベベルギヤ回転軸を形成するベベルギヤ部を介して出力する動力出力ステップと、動力出力ステップにより入力された動力を変速し、左、右ホイールＬＷ、ＲＷが備えられたホイール駆動部ＩＩＩに伝達する動力変速ステップと、を含む。

ここで、動力変速ステップは、左、右ホイールＬＷ、ＲＷと連結されたアクスルシャフト２２０から離隔し、且つ平行に備えられた後進入力駆動シャフト４１１、及びアクスルシャフト２２０と後進入力駆動シャフト４１１に平行に備えられた前進入力駆動シャフト４１２を回転させるシャフト駆動過程と、後進入力駆動シャフト４１１及び前進入力駆動シャフト４１２にそれぞれ一対で備えられた後進クラッチ部及び前進クラッチ部（不図示、上述の後進駆動入力部４２１、４２６及び前進駆動入力部４３１、４３６参照）の何れか１つに作動油を供給して後進入力駆動シャフト４１１または前進入力駆動シャフト４１２と固定させるクラッチ固定過程と、クラッチ固定過程により固定された後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つによって変速された動力をアクスルシャフト２２０に伝達する変速動力出力過程と、を含むことができる。

上述のシャフト駆動過程は、アクスルシャフト２２０と同軸に備えられるか、アクスルシャフト２２０から離隔し、且つ後進入力駆動シャフト４１１及び前進入力駆動シャフト４１２と平行に備えられ、後進入力駆動シャフト４１１及び前進入力駆動シャフト４１２と同時に噛合されるように連結されたアイドラ部１３１を用いて、後進入力駆動シャフト４１１及び前進入力駆動シャフト４１２を同時に回転させる過程と定義されることができる。

一方、クラッチ固定過程は、後進１段変速と関連して、後進クラッチ部のうち後進１段駆動ギヤ４２９が備えられた１段後進クラッチ部４２６に作動油が供給され、後進入力駆動シャフト４１１と１段後進クラッチ部４２６を固定させる後進１段変速駆動を含むことができる。

また、クラッチ固定過程は、後進２段変速と関連して、後進クラッチ部のうち後進２段駆動ギヤ４２４が備えられた２段後進クラッチ部４２１に作動油が供給され、後進入力駆動シャフト４１１と２段後進クラッチ部４２１を固定させる後進２段変速駆動を含むことができる。

また、クラッチ固定過程は、前進１段変速と関連して、前進クラッチ部のうち前進１段駆動ギヤ４３９が備えられた１段前進クラッチ部４３６に作動油が供給され、前進入力駆動シャフト４１２と１段前進クラッチ部４３６を固定させる前進１段変速駆動を含むことができる。

そして、クラッチ固定過程は、前進２段変速と関連して、前進クラッチ部のうち前進２段駆動ギヤ４３４が備えられた２段前進クラッチ部４３１に作動油が供給され、前進入力駆動シャフト４１２と２段前進クラッチ部４３１を固定させる前進２段変速駆動を含むことができる。

一方、変速動力出力過程は、後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つが、ホイールのうち左側ホイールＬＷと連結された左側アクスルシャフト２２１と、ホイールのうち右側ホイールＲＷと連結された右側アクスルシャフト２２２との間に備えられたディファレンシャルギヤ部２１０の第１伝達ギヤ２１７及び第２伝達ギヤ２１６の何れか１つと噛合される過程であることができる。

すなわち、変速動力出力過程は、後進１段変速と関連して、後進クラッチ部の１段後進クラッチ部４２６が後進入力駆動シャフト４１１と固定され、１段後進クラッチ部４２６に備えられた後進１段駆動ギヤ４２９がディファレンシャルギヤ部２１０の第１伝達ギヤ２１７及び第２伝達ギヤ２１６の何れか１つと噛合される後進１段出力駆動を含むことができる。

また、変速動力出力過程は、後進２段変速と関連して、後進クラッチ部の２段後進クラッチ部４２１が後進入力駆動シャフト４１１と固定され、２段後進クラッチ部４２１に備えられた後進２段駆動ギヤ４２４がディファレンシャルギヤ部２１０の第１伝達ギヤ２１７及び第２伝達ギヤ２１６の何れか１つと噛合される後進２段出力駆動を含むことができる。

また、変速動力出力過程は、前進１段変速と関連して、前進クラッチ部の１段前進クラッチ部４３６が前進入力駆動シャフト４１２と固定され、１段前進クラッチ部４３６に備えられた前進１段駆動ギヤ４３９がディファレンシャルギヤ部２１０の第１伝達ギヤ２１７及び第２伝達ギヤ２１６の何れか１つと噛合される前進１段出力駆動を含むことができる。

また、変速動力出力過程は、前進２段変速と関連して、前進クラッチ部の２段前進クラッチ部４３１が前進入力駆動シャフト４１２と固定され、２段前進クラッチ部４３１に備えられた前進２段駆動ギヤ４３４がディファレンシャルギヤ部２１０の第１伝達ギヤ２１７及び第２伝達ギヤ２１６の何れか１つと噛合される前進２段出力駆動を含むことができる。

以上、本発明による動力伝達装置の作動制御方法の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明した。しかし、本発明の実施形態が必ずしも上述の実施形態によって限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者による様々な変形及び均等な範囲での実施が可能であることはいうまでもない。したがって、本発明の真の権利範囲は添付の請求範囲によって決定されるべきである。

１ 動力発生部
３ トルクコンバータ
５ 補償ギヤ部
７ プロペラシャフト
８ 前後進出力変換シャフト
９ ベベルギヤ
２０ 前後進出力部
２１ 前進変換クラッチ部
２６ 後進変換クラッチ部
１００ アクスル入力部
１０１ ベベリングギヤ
１１０ 入力駆動シャフト
１２１ 前進クラッチ部
１２２、１２７ 摩擦プレート
１２３、１２８ 摩擦ディスク
１２４ 後進駆動ギヤ
１２６ 後進クラッチ部
１２９ 前進駆動ギヤ
１３０ アイドラシャフト
１３１ アイドラ部
１３２ アイドルギヤ
２００ アクスル出力部
２１０ ディファレンシャルギヤ部
２１１ 左側ディファレンシャルギヤケース
２１２ 右側ディファレンシャルギヤケース
２１３ ピニオンシャフト
２１４ 左側ディファレンシャルサイドギヤ
２１５ 右側ディファレンシャルサイドギヤ
２１６ 右側ディファレンシャル伝達ギヤ
２１７ 左側ディファレンシャル伝達ギヤ
２１８ ディファレンシャルピニオンギヤ
２２０ アクスルシャフト
２２１ 左側アクスルシャフト
２２２ 右側アクスルシャフト
２３０ ブレーキ手段
２３１ パッド
２３２ ブレーキディスク
３００ 減速ギヤ部
３１０ 第１プラネタリギヤセット
３１１ 第１サンギヤ
３１２ 第１プラネタリギヤ
３１３ 第１リングギヤ
３１４ 第１キャリア
３２０ 第２プラネタリギヤセット
３２１ 第２サンギヤ
３２２ 第２プラネタリギヤ
３２３ 第２リングギヤ
３２４ 第２キャリア
４００ アクスル入力部
４０１ ベベリングギヤ
４１１ 後進入力駆動シャフト
４１２ 前進入力駆動シャフト
４２１、４２６ 後進駆動入力部
４２４ 後進２段駆動ギヤ
４２５ 連結駆動ギヤ
４２６ １段後進クラッチ部
４２９ 後進１段駆動ギヤ
４３１ ２段前進クラッチ部
４３４ 前進２段駆動ギヤ
４３５ 連結従動ギア
４３６ １段前進クラッチ部
４３９ 前進１段駆動ギヤ
ＬＷ 左側ホイール
ＲＷ 右側ホイール
Ｉ 第１変速部
ＩＩ 第２変速部
ＩＩＩ ホイール駆動部

Claims (11)

1. 第１変速部が動力発生部から発生した動力の伝達を受け、車体の前後方向にベベルギヤ回転軸を形成するベベルギヤ部を介して出力する動力出力ステップと、
   前記動力出力ステップにより入力された動力を変速し、左、右ホイールが備えられたホイール駆動部に伝達する動力変速ステップと、を含み、
   前記動力変速ステップは、
   前記左、右ホイールと連結されたアクスルシャフトから離隔し、且つ平行に備えられた後進入力駆動シャフト、及び前記アクスルシャフトと前記後進入力駆動シャフトに平行に備えられた前進入力駆動シャフトを回転させるシャフト駆動過程と、
   前記後進入力駆動シャフト及び前記前進入力駆動シャフトにそれぞれ一対で備えられた後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つに作動油を供給して前記後進入力駆動シャフトまたは前進入力駆動シャフトと固定させるクラッチ固定過程と、
   前記クラッチ固定過程により固定された後進クラッチ部及び前進クラッチ部の何れか１つによって変速された動力を前記アクスルシャフトに伝達する変速動力出力過程と、を含む、動力伝達装置の作動制御方法。
2. 前記シャフト駆動過程は、前記アクスルシャフトと同軸に備えられるか、前記アクスルシャフトから離隔し、且つ前記後進入力駆動シャフト及び前記前進入力駆動シャフトと平行に備えられ、前記後進入力駆動シャフト及び前記前進入力駆動シャフトと同時に噛合されるように連結されたアイドラ部を用いて、前記後進入力駆動シャフト及び前進入力駆動シャフトを同時に回転させる過程である、請求項１に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
3. 前記クラッチ固定過程は、
   前記後進クラッチ部のうち後進１段駆動ギヤが備えられた１段後進クラッチ部に作動油が供給され、前記後進入力駆動シャフトと前記１段後進クラッチ部を固定させる後進１段変速駆動を含む、請求項１に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
4. 前記クラッチ固定過程は、
   前記後進クラッチ部のうち後進２段駆動ギヤが備えられた２段後進クラッチ部に作動油が供給され、前記後進入力駆動シャフトと前記２段後進クラッチ部を固定させる後進２段変速駆動を含む、請求項１に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
5. 前記クラッチ固定過程は、
   前記前進クラッチ部のうち前進１段駆動ギヤが備えられた１段前進クラッチ部に作動油が供給され、前記前進入力駆動シャフトと前記１段前進クラッチ部を固定させる前進１段変速駆動を含む、請求項１に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
6. 前記クラッチ固定過程は、
   前記前進クラッチ部のうち前進２段駆動ギヤが備えられた２段前進クラッチ部に作動油が供給され、前記前進入力駆動シャフトと前記２段前進クラッチ部を固定させる前進２段変速駆動を含む、請求項１に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
7. 前記変速動力出力過程は、
   前記後進クラッチ部及び前記前進クラッチ部の何れか１つが、前記ホイールのうち左側ホイールと連結された左側アクスルシャフトと、前記ホイールのうち右側ホイールと連結された右側アクスルシャフトとの間に備えられたディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される過程である、請求項１に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
8. 前記変速動力出力過程は、
   前記後進クラッチ部の１段後進クラッチ部が前記後進入力駆動シャフトと固定され、前記１段後進クラッチ部に備えられた後進１段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される後進１段出力駆動を含む、請求項７に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
9. 前記変速動力出力過程は、
   前記後進クラッチ部の２段後進クラッチ部が前記後進入力駆動シャフトと固定され、前記２段後進クラッチ部に備えられた後進２段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される後進２段出力駆動を含む、請求項７に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
10. 前記変速動力出力過程は、
    前記前進クラッチ部の１段前進クラッチ部が前記前進入力駆動シャフトと固定され、前記１段前進クラッチ部に備えられた前進１段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される前進１段出力駆動を含む、請求項７に記載の動力伝達装置の作動制御方法。
11. 前記変速動力出力過程は、
    前記前進クラッチ部の２段前進クラッチ部が前記前進入力駆動シャフトと固定され、前記２段前進クラッチ部に備えられた前進２段駆動ギヤが前記ディファレンシャルギヤ部の第１伝達ギヤ及び第２伝達ギヤの何れか１つと噛合される前進２段出力駆動を含む、請求項７に記載の動力伝達装置の作動制御方法。

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