JP4088566B2 - 平行軸式変速機 - Google Patents

Description

本発明は、平行に配設された複数の軸上に互いに噛合し合うギヤを配置し、軸とギヤとの連結及び解除を行うことにより、軸間に形成される動力伝達経路を切り換えてギヤ比に応じた所望の変速比が得られるようにした平行軸式変速機に関する。

このような平行軸式変速機は、車両用変速機をはじめ、種々の動力機械に用いられているが、車両用変速機においては近年、車両の走行性能や環境への影響に対する要求等から変速段が増す傾向にあり、前進五段以上の変速段を有するものも実用化されている。車両用に限らず変速機は一般に変速段が増すほど軸上に配設されたギヤ数が増えるため、全体の、特に軸方向のサイズが大きくなる傾向にある。変速機はこれが取り付けられる装置の所要のスペース内に納められることが要求されるため、変速段が増えて軸方向サイズが大きくなる場合には様々な工夫を凝らしてコンパクト化を図る必要がある。特に、車体寸法から種々のサイズ制限が加えられている車両用変速機では、そのコンパクト化は大変重要な課題となっている。

このような平行軸式変速機の軸方向サイズを縮小する考案は従来種々なされており、例えば、入力軸と出力軸との間に、ギヤを介して入力軸により駆動されるもう一つの軸（中間軸）を介在させることにより、一つの軸上に並ぶギヤ数を減らして変速機の軸方向サイズを縮小するようにした構成が知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。また、上記構成に加えて更に、入力軸上のギヤと噛合する出力軸上のギヤと、中間軸上のギヤと噛合する出力軸上のギヤとを同一のギヤから構成した構成も知られている（例えば、下記の特許文献２参照）。このような構成では、異なる二つの変速段に対応する出力軸上のギヤが共用化されるため、出力軸上に並ぶギヤ数を減らすことができ、またこの共用化された出力軸上のギヤと噛合する入力軸上のギヤ及び中間軸上のギヤをほぼ同一面内に配置することができるので、軸方向サイズを大幅に縮小することができる。
特開２０００−２２０７００号公報 特公平７−９４８５４号公報

しかしながら、上記のように異なる二つの変速段同士で出力軸上のギヤを共用化する構成では、変速段が増大してきている最近の変速機については軸方向サイズの縮小化についての効果が不十分な場合があり、より大幅な縮小化を図ることができる構成が求められている。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、変速段数の割に軸方向サイズが小さく、コンパクトな構成の平行軸式変速機を提供することを目的としている。

本発明に係る平行軸式変速機は、互いに平行に延びて設けられた入力軸、第１アイドル軸（例えば、実施形態における連結アイドル軸４０）、中間軸、カウンタ軸及び出力軸と、入力軸上に設けられた入力軸第１ギヤ（例えば、実施形態におけるメイン駆動ギヤＧＭＶ）及び入力軸第２ギヤ（例えば、実施形態におけるメイン駆動ギヤＧＭＶ）と、入力軸上に空転自在に設けられた入力軸第３ギヤ（例えば、実施形態における４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ）と、入力軸第３ギヤと入力軸との連結及びその解除を行う第１クラッチ手段（例えば、実施形態における６速クラッチＣＴ６）と、第１アイドル軸上に設けられ、入力軸第１ギヤと噛合した第１アイドルギヤ（例えば、実施形態における連結アイドルギヤＧＣＣ）と、中間軸上に設けられ、第１アイドルギヤと噛合した中間軸第１ギヤ（例えば、実施形態における連結従動ギヤＧＣＮ）と、中間軸上に空転自在に設けられた中間軸第２ギヤ（例えば、実施形態における５速駆動ギヤＧ５Ｖ）と、中間軸第２ギヤと中間軸との連結及びその解除を行う第２クラッチ手段（例えば、実施形態における５速クラッチＣＴ５）と、出力軸上に設けられ、入力軸第３ギヤ及び中間軸第２ギヤの双方と噛合した出力軸第１ギヤ（例えば、実施形態における４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ）と、カウンタ軸上に設けられ、入力軸第２ギヤと噛合したカウンタ軸第１ギヤ（例えば、実施形態におけるメイン従動ギヤＧＭＮ）と、カウンタ軸上に設けられ、入力軸第３ギヤと噛合したカウンタ軸第２ギヤ（例えば、実施形態における４速駆動ギヤＧ４Ｖ）と、カウンタ軸第１ギヤとカウンタ軸第２ギヤとの間の動力伝達を断続する動力断続手段（例えば、実施形態における４速クラッチＣＴ４及び選択式クラッチＣＴＤ）とを有する。なお、本平行軸式変速機においては、入力軸第１ギヤ及び入力軸第２ギヤが同一のギヤからなっていることが好ましい。

この平行軸式変速機においては、入力軸に入力された原動機（例えばエンジン）の回転動力は入力軸第１ギヤ、第１アイドルギヤ及び中間軸第１ギヤを介して中間軸に伝達されるため、中間軸は入力軸とともに、入力軸と同一の方向に回転することになる。ここで、（１）入力軸第３ギヤと入力軸とを非連結にし、（２）中間軸第２ギヤと中間軸とを非連結にし、かつ（３）カウンタ軸第１ギヤとカウンタ軸第２ギヤとの間の動力伝達を遮断した状態にすれば、原動機の回転動力が出力軸に伝達されないニュートラル（中立）状態が得られる。そして、このニュートラル状態から、入力軸第３ギヤと入力軸とを連結した第１の変速状態（この変速状態は、後述する実施形態における前進６速の変速状態に対応する）では、入力軸の回転動力は入力軸→第１クラッチ手段→入力軸第３ギヤ→出力軸第１ギヤ→出力軸と伝達されて、出力軸が一の方向（正方向）に回転する。また、上記ニュートラル状態から、中間軸第２ギヤと中間軸とを連結した第２の変速状態（この変速状態は、後述する実施形態における前進５速の変速状態に対応する）では、入力軸の回転動力は入力軸→入力軸第１ギヤ→第１アイドルギヤ→中間軸第１ギヤ→中間軸→第２クラッチ手段→中間軸第２ギヤ→出力軸第１ギヤ→出力軸と伝達されて、出力軸が上記正方向に回転する。また、上記ニュートラル状態から、カウンタ軸第１ギヤとカウンタ軸第２ギヤとの間の動力伝達が行われるようにした第３の変速状態（この変速状態は、後述する実施形態における前進４速の変速状態に対応する）では、入力軸の回転動力は入力軸→入力軸第２ギヤ→カウンタ軸第１ギヤ→カウンタ軸第２ギヤ→入力軸第３ギヤ（入力軸上を空転）→出力軸第１ギヤ→出力軸と伝達されて、出力軸は上記正方向へ回転する。

また、上記平行軸式変速機においては、入力軸上に空転自在に設けられた入力軸第４ギヤ（例えば、実施形態における３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶ）と、入力軸第４ギヤと入力軸との連結及びその解除を行う第３クラッチ手段（例えば、実施形態における３速クラッチＣＴ３）と、中間軸上に空転自在に設けられた中間軸第３ギヤ（例えば、実施形態における２速駆動ギヤＧ２Ｖ）と、中間軸第３ギヤと中間軸との連結及びその解除を行う第４クラッチ手段（例えば、実施形態における２速クラッチＣＴ２）と、出力軸上に設けられ、入力軸第４ギヤ及び中間軸第３ギヤの双方と噛合した出力軸第２ギヤ（例えば、実施形態における２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮ）とを有した構成とすることができる。

このような構成を有する場合、上記（１）〜（３）の条件を満たした状態から、更に、（４）入力軸第４ギヤと入力軸とを非連結にし、かつ（５）中間軸第３ギヤと中間軸とを非連結にすれば、ニュートラル状態が得られる。そして、このニュートラル状態から、入力軸第４ギヤを入力軸に連結した第４の変速状態（この変速状態は、後述する実施形態における前進３速の変速状態に対応する）では、入力軸の回転動力は入力軸→第３クラッチ手段→入力軸第４ギヤ→出力軸第２ギヤ→出力軸と伝達されて、出力軸が上記正方向に回転する。また、上記ニュートラル状態から、中間軸第３ギヤを中間軸に連結した第５の変速状態（この変速状態は、後述する実施形態における前進２速の変速状態に対応する）では、入力軸の回転動力は入力軸→入力軸第１ギヤ→第１アイドルギヤ→中間軸第１ギヤ→中間軸→第４クラッチ手段→中間軸第３ギヤ→出力軸第２ギヤ→出力軸と伝達されて、出力軸が上記正方向に回転する。

また、上記本発明に係る平行軸式変速機においては、カウンタ軸第２ギヤがカウンタ軸上に空転自在に設けられるとともに、動力断続手段がカウンタ軸第２ギヤとカウンタ軸との連結及びその解除を行う第５クラッチ手段（例えば、実施形態における選択式クラッチＣＴＤ）を有してなり、カウンタ軸上に空転自在に設けられたカウンタ軸第３ギヤ（例えば、実施形態における後進駆動ギヤＧＲＶ）と、入力軸と平行に設けられた第２アイドル軸と、第２アイドル軸上に設けられ、カウンタ軸第３ギヤ及び入力軸第４ギヤの双方に噛合した第２アイドルギヤ（例えば、実施形態における後進アイドルギヤＧＲＩ）と、カウンタ軸第３ギヤとカウンタ軸との連結及びその解除を行う第６クラッチ手段（例えば、実施形態における選択式クラッチＣＴＤ）とを有した構成とすることができる。

このような構成を有する場合、上記ニュートラル状態から、カウンタ軸第２ギヤとカウンタギヤとを非連結にしつつカウンタ軸第１ギヤからカウンタ軸へ動力伝達を行わせ、かつカウンタ軸第３ギヤとカウンタ軸とを連結した第６の変速状態（この変速状態は、後述する実施形態における後進の変速状態に対応する）では、入力軸の回転動力は入力軸→入力軸第２ギヤ→カウンタ軸第１ギヤ→カウンタ軸→第６クラッチ手段→カウンタ軸第３ギヤ→第２アイドルギヤ→入力軸第４ギヤ（入力軸上を空転）→出力軸第２ギヤ→出力軸と伝達されて、出力軸が上記正方向とは反対の方向（逆方向）に回転する。

また、上記本発明に係る平行軸式変速機においては、カウンタ軸第１ギヤがカウンタ軸上を空転自在に設けられるとともに、動力断続手段が、カウンタ軸第１ギヤとカウンタ軸との連結及びその解除を行う第７クラッチ手段（例えば、実施形態における４速クラッチＣＴ４）を有してなり、第５クラッチ手段及び第６クラッチ手段が、カウンタ軸第２ギヤ及びカウンタ軸第３ギヤの何れか一方をカウンタ軸に連結させる一つの選択式クラッチ手段（例えば、実施形態における選択式クラッチＣＴＤ）からなる構成とすることができる。

本発明に係る平行軸式変速機では、上述のように、正方向回転変速段が複数段得られるが、第１の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤと、第２の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤと、第３の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤとがいずれも同一のもの（出力軸第１ギヤ）、すなわち共用ギヤとなっている。このため、出力軸上に並ぶギヤ数を正方向回転変速段の数に対して大幅に少なくすることができ、その分軸方向サイズを縮小することができるので、変速段数の割にコンパクトな構成とすることができる。

また、上記構成の平行軸式変速機において、入力軸第１ギヤと入力軸第２ギヤとが同一のギヤからなっているのであれば、中間軸を駆動する入力軸上のギヤがカウンタギヤを駆動する入力軸上のギヤも兼ねることになる（共用ギヤとなる）ので、その分軸方向サイズを縮小化することができる。

また、上記構成の平行軸式変速機が、入力軸上に空転自在に設けられた入力軸第４ギヤと、入力軸第４ギヤと入力軸との連結及びその解除を行う第３クラッチ手段と、中間軸上に空転自在に設けられた中間軸第３ギヤと、中間軸第３ギヤと中間軸との連結及びその解除を行う第４クラッチ手段と、出力軸上に設けられ、入力軸第４ギヤ及び中間軸第３ギヤの双方と噛合した出力軸第２ギヤとを有した構成とすれば、第４の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤと、第５の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤとが同一のもの（出力軸第２ギヤ）、すなわち共用ギヤとなる。このような構成では、正方向回転変速段が更に二段増えても軸方向サイズはギヤ一つ分しか増えず、変速段の数の割に軸方向サイズを小さくすることができる。

また、上記構成の平行軸式変速機において、カウンタ軸第２ギヤがカウンタ軸上に空転自在に設けられるとともに、動力断続手段がカウンタ軸第２ギヤとカウンタ軸との連結及びその解除を行う第５クラッチ手段を有してなり、入力軸と平行に設けられた第２アイドル軸と、カウンタ軸上に空転自在に設けられたカウンタ軸第３ギヤと、第２アイドル軸上に設けられ、カウンタ軸第３ギヤ及び入力軸第４ギヤの双方に噛合した第２アイドルギヤと、カウンタ軸第３ギヤとカウンタ軸との連結及びその解除を行う第６クラッチ手段とを有した構成とすれば、第４の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤと、第５の変速状態において出力軸を正方向に回転させる出力軸上のギヤと、第６の変速状態において出力軸を逆方向に回転させる出力軸上のギヤとがいずれも同一のもの（出力軸第２ギヤ）、すなわち共用ギヤとなる。このため軸方向サイズを増大させることなく、逆方向変速段を形成することができる。

また、上記構成の平行軸式変速機においては、カウンタ軸第２ギヤ及びカウンタ軸第３ギヤは同時にカウンタ軸に連結されることはないので、カウンタ軸上にカウンタ軸第１ギヤを空転自在に設けるとともに、動力断続手段が、カウンタ軸第１ギヤとカウンタ軸との連結及びその解除を行う第７クラッチ手段を有した構成とし、更に、第５クラッチ手段及び第６クラッチ手段が、カウンタ軸第２ギヤ及びカウンタ軸第３ギヤの何れか一方をカウンタ軸に連結させる一つの選択式クラッチ手段からなる構成とすることができる。これにより、変速機を更に軽量コンパクトなものとすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係る平行軸式変速機（以下、単に変速機と称する）の第１実施形態を示している。この第１実施形態に係る変速機１はエンジンＥＧの回転速度やトルクを変換し、エンジンＥＧの回転動力をディファレンシャル機構７０経由で左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達する構成を有している。

変速機１は、互いに平行に延びて設けられた入力軸１０、連結アイドル軸４０、中間軸２０、カウンタ軸３０、出力軸５０及び後進アイドル軸６０を有しており、ディファレンシャル機構７０とともに変速機ケース３内に収容されている。入力軸１０はベアリングＢ１ａ，Ｂ１ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、エンジンＥＧのクランクシャフトＣＳにカップリング機構ＣＰを介して連結されている。入力軸１０上にはエンジンＥＧ側（図１では紙面右側）から順にメイン駆動ギヤＧＭＶ、４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ、６速クラッチＣＴ６、３速クラッチＣＴ３、３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶが設けられている。ここで、メイン駆動ギヤＧＭＶは入力軸１０に対して固定して（相対回転不能に）設けられており、４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ、３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶはいずれも入力軸１０に対して空転自在（相対回転自在）に設けられている。６速クラッチＣＴ６は４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖと入力軸１０との連結及びその解除を行う装置であり、３速クラッチＣＴ３は３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶと入力軸１０との連結及びその解除を行う装置である。これら両クラッチＣＴ６，ＣＴ３は一般に知られた油圧作動ピストン形の摩擦式クラッチ装置であるため、その説明は省略する。

中間軸２０はベアリングＢ２ａ，Ｂ２ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上にはエンジンＥＧ側（図１の紙面右側）から順に１速クラッチＣＴ１、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、連結従動ギヤＧＣＮ、５速駆動ギヤＧ５Ｖ、５速クラッチＣＴ５、２速クラッチＣＴ２、２速駆動ギヤＧ２Ｖが設けられている。ここで、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、５速駆動ギヤＧ５Ｖ、２速駆動ギヤＧ２Ｖはいずれも中間軸２０に対して空転自在に設けられており、連結従動ギヤＧＣＮは中間軸２０に対して固定して設けられている。１速クラッチＣＴ１は１速駆動ギヤＧ１Ｖと中間軸２０との連結及びその解除を行う装置であり、５速クラッチＣＴ５は５速駆動ギヤＧ５Ｖと中間軸２０との連結及びその解除を行う装置である。また、２速クラッチＣＴ２は２速駆動ギヤＧ２Ｖと中間軸２０との連結及びその解除を行う装置である。これら３つのクラッチＣＴ１，ＣＴ５，ＣＴ２も上記６速クラッチＣＴ６、３速クラッチＣＴ３と同様、一般に知られた油圧作動ピストン形の摩擦式クラッチ装置であるため、その説明は省略する。

カウンタ軸３０はベアリングＢ３ａ，Ｂ３ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上にはエンジンＥＧ側（図１の紙面右側）から順に４速クラッチＣＴ４、メイン従動ギヤＧＭＮ、４速駆動ギヤＧ４Ｖ、選択式クラッチＣＴＤ、後進駆動ギヤＧＲＶが設けられている。ここで、メイン従動ギヤＧＭＮ、４速駆動ギヤＧ４Ｖ、後進駆動ギヤＧＲＶはいずれもカウンタ軸３０に対して空転自在に設けられている。４速クラッチＣＴ４はメイン従動ギヤＧＭＮとカウンタ軸３０との連結及びその解除を行う装置であり、一般に知られた油圧作動ピストン形の摩擦式クラッチ装置である。選択式クラッチＣＴＤはカウンタ軸３０上を軸方向に摺動移動自在に設けられており、この選択式クラッチＣＴＤと一体に形成されたセレクタＳＬを図示しない油圧機構によりカウンタ軸３０の軸方向に移動させることにより、図示しないドグ歯を４速駆動ギヤＧ４Ｖの側部又は後進駆動ギヤＧＲＶの側部に係止させることにより、４速駆動ギヤＧ４Ｖ及び後進駆動ギヤＧＲＶのいずれか一方をカウンタ軸３０に連結させることができるようになっている。すなわち、選択式クラッチＣＴＤのセレクタＳＬを４速駆動ギヤＧ４Ｖ側（図１で紙面右方）に移動させているときには、４速駆動ギヤＧ４Ｖがカウンタ軸３０に連結され、セレクタＳＬを後進駆動ギヤＧＲＶ側（図１では紙面左方）に移動させているときには、後進駆動ギヤＧＲＶがカウンタ軸３０に連結される。

連結アイドル軸４０はベアリングＢ４ａ，Ｂ４ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上には連結アイドルギヤＧＣＣが設けられている。この連結アイドルギヤＧＣＣは連結アイドル軸４０に対して固定して設けられており、入力軸１０上に設けられたメイン駆動ギヤＧＭＶ及び中間軸２０上に設けられた連結従動ギヤＧＣＮの双方と常時噛合している。

出力軸５０はベアリングＢ５ａ，Ｂ５ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上にはエンジンＥＧ側（図１の紙面右側）から順にディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶ、１速従動ギヤＧ１Ｎ、４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ、２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮが設けられている。ここで、ディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶ、１速従動ギヤＧ１Ｎ、４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ、２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮはいずれも出力軸５０に対して固定して設けられている。ディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶはディファレンシャル機構７０を駆動するディファレンシャル従動ギヤＧＦＮと常時噛合しており、１速従動ギヤＧ１Ｎは中間軸２０上に設けられた１速駆動ギヤＧ１Ｖと常時噛合している（図１中に示すディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶとディファレンシャル従動ギヤＧＦＮとの間の破線は、これら両ギヤＧＦＶ，ＧＦＮが噛合していることを表す。後記の図４についても同じ）。また、４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎは入力軸１０上に設けられた４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ及び中間軸２０上に設けられた５速駆動ギヤＧ５Ｖの双方と常時噛合しており、２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮは入力軸１０上に設けられた３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶ及び中間軸２０上に設けられた２速駆動ギヤＧ２Ｖの双方と常時噛合している。

後進アイドル軸６０はベアリングＢ６ａ，Ｂ６ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上には後進アイドルギヤＧＲＩが固定して設けられている。この後進アイドルギヤＧＲＩは入力軸１０上に設けられた３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶ及びカウンタ軸３０上に設けられた後進駆動ギヤＧＲＶの双方と常時噛合している。

ディファレンシャル機構７０は、ディファレンシャルケース７１の内部に２つのディファレンシャルピニオン７２ａ，７２ａ及び２つのサイドギヤ７２ｂ，７２ｂからなる差動機構７３が収容された構成となっており、サイドギヤ７２ｂ，７２ｂには左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲが固定されている。これら左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲの中心軸は出力軸５０と平行に配置されており、ディファレンシャルケース７１はこれら左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲの中心軸を回転軸として回転できるようにベアリングＢ７ａ，Ｂ７ｂにより支持されている。また、左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲの端部には左右の駆動輪（車両の前輪）ＷＬ，ＷＲが取り付けられている。ディファレンシャルケース７１に固定されたディファレンシャル従動ギヤＧＦＮは前述のディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶと常時噛合しており、出力軸５０の回転に伴ってディファレンシャルケース７１全体が左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲまわりに回転する構成となっている。

次に、図１に図２を加えて変速機１における変速状態及びこれにより形成される動力伝達経路ついて説明する。図２は変速機１における第１〜第６速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６及び選択式クラッチＣＴＤの各作動状態と変速状態との対応関係を示す表であり、第１〜第６速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６の欄中に示す「オン」は、対応するギヤと軸（入力軸１０又は中間軸２０）とを連結させている状態を意味し、欄中に示す「オフ」は、対応するギヤと軸（入力軸１０又は中間軸２０）とを連結させていない状態を意味する。なお、表中に示す矢印「↓」は、直上の欄に記載されたものと同一内容であることを意味する。

エンジンＥＧの回転動力はクランクシャフトＣＳ及びカップリング機構ＣＰを介して変速機１の入力軸１０に入力され、更にメイン駆動ギヤＧＭＶ、連結アイドルギヤＧＣC及び連結従動ギヤＧＣＮを介して中間軸２０に伝達される。これにより中間軸２０は入力軸１０とともに、入力軸１０と同一方向に回転することになる。ここで、１速クラッチＣＴ１、２速クラッチＣＴ２、３速クラッチＣＴ３、４速クラッチＣＴ４、５速クラッチＣＴ５及び６速クラッチＣＴ６のいずれもがオフであるときには、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、５速駆動ギヤＧ５Ｖ、２速駆動ギヤＧ２Ｖのいずれもが中間軸２０と非連結状態となっており、４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ及び３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶがともに入力軸１０と非連結状態となっており、またメイン従動ギヤＧＭＮがカウンタ軸３０と非連結状態となっているので、エンジンＥＧの回転動力は出力軸５０に伝達されず、変速機１はニュートラル（中立）状態となる。なお、このニュートラル状態では、選択式クラッチＣＴＤのセレクタＳＬは４速駆動ギヤＧ４Ｖ側に位置される（これにより４速駆動ギヤＧ４Ｖがカウンタ軸３０に連結され、後進駆動ギヤＧＲＶはカウンタ軸３０と非連結となる）。

変速機１を上記ニュートラルの状態から前進１速状態にするには、１速クラッチＣＴ１を「オフ」から「オン」にする。これにより１速駆動ギヤＧ１Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→メイン駆動ギヤＧＭＶ→連結アイドルギヤＧＣＣ→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→１速クラッチＣＴ１→１速駆動ギヤＧ１Ｖ→１速従動ギヤＧ１Ｎ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進１速状態となる。

変速機１を上記前進１速状態から前進２速状態にするには、１速クラッチＣＴ１を「オン」から「オフ」にするとともに、２速クラッチＣＴ２を「オフ」から「オン」にする。これにより、１速駆動ギヤＧ１Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、２速駆動ギヤＧ２Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→メイン駆動ギヤＧＭＶ→連結アイドルギヤＧＣＣ→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→２速クラッチＣＴ２→２速駆動ギヤＧ２Ｖ→２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進２速状態となる。

変速機１を上記前進２速状態から前進３速状態にするには、２速クラッチＣＴ２を「オン」から「オフ」にするとともに、３速クラッチＣＴ３を「オフ」から「オン」にする。これにより、２速駆動ギヤＧ２Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶと入力軸１０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→３速クラッチＣＴ３→３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶ→２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進３速状態となる。

変速機１を上記前進３速状態から前進４速状態にするには、３速クラッチＣＴ３を「オン」から「オフ」にするとともに、４速クラッチＣＴ４を「オフ」から「オン」にする。これにより、３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶと入力軸１０との連結が解除されるとともに、メイン従動ギヤＧＭＮがカウンタ軸３０に連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→メイン駆動軸ＧＭＶ→メイン従動ギヤＧＭＮ→４速クラッチＣＴ４→カウンタ軸３０→選択式クラッチＣＴＤ→４速駆動ギヤＧ４Ｖ→４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ（入力軸１０上を空転）→４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進４速状態となる。

変速機１を上記前進４速状態から前進５速状態にするには、４速クラッチＣＴ４を「オン」から「オフ」にするとともに、５速クラッチＣＴ５を「オフ」から「オン」にする。これにより、メイン従動ギヤＧＭＮとカウンタ軸３０との連結が解除されるとともに、５速駆動ギヤＧ５Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→メイン駆動ギヤＧＭＶ→連結アイドルギヤＧＣＣ→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→５速クラッチＣＴ５→５速駆動ギヤＧ５Ｖ→４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進５速状態となる。

変速機１を上記前進５速状態から前進６速状態にするには、５速クラッチＣＴ５を「オン」から「オフ」にするとともに、６速クラッチＣＴ６を「オフ」から「オン」にする。これにより、５速駆動ギヤＧ５Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖが入力軸１０に連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→６速クラッチＣＴ６→４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖ→４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進６速状態となる。

また、変速機１を上記ニュートラルの状態から後進変速状態にするには、４速クラッチＣＴ４を「オフ」から「オン」にするとともに、選択式クラッチＣＴＤのセレクタＳＬを４速駆動ギヤＧ４Ｖ側から後進駆動ギヤＧＲＶ側に移動させる。これによりメイン従動ギヤＧＭＮとカウンタ軸３０とが連結され、かつ後進駆動ギヤＧＲＶとカウンタ軸３０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→メイン駆動ギヤＧＭＶ→メイン従動ギヤＧＭＮ→４速クラッチＣＴ４→カウンタ軸３０→選択式クラッチＣＴＤ→後進駆動ギヤＧＲＶ→後進アイドルギヤＧＲＩ→３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶ（入力軸１０上を空転）→２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮ→出力軸５０と伝達され、変速機１は後進変速状態となる。

このように第１実施形態に係る変速機１では、前進側六段の変速段のほか、後進側一段の変速段が得られるが、前進４速の変速状態においてに出力軸５０を前進側に回転させる出力軸５０上のギヤと、前進５速の変速状態において出力軸５０を前進側に回転させる出力軸５０上のギヤと、前進６速の変速状態において出力軸５０を前進側に回転させる出力軸５０上のギヤとがいずれも同一のもの（４−５−６速従動ギヤＧ４５６Ｎ）、すなわち共用ギヤとなっている。このため、前進側変速段の数の割に出力軸５０上に並ぶギヤ数が少なくなり、その分変速機１の軸方向サイズを縮小して、コンパクトな構成とすることができる。

また、上記変速機１では、２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮが前進２速の変速状態において出力軸５０を前進側に回転させる出力軸５０上のギヤと、前進３速の変速状態において出力軸５０を前進側に回転させる出力軸５０上のギヤのほか、更に後進の変速状態において出力軸５０を後進側に回転させる出力軸５０上のギヤもが共用ギヤとなっているので、軸方向サイズを増大させることなく後進段が形成された構成となっている。

なお、この変速機１においては、連結アイドルギヤＧＣＣをカウンタ軸３０上に空転自在に設置して連結アイドル軸４０を除去した構成とすることもできるが、上記のように連結アイドルギヤＧＣＣを支持する連結アイドル軸４０をカウンタ軸３０とは別に設けることにより、ギヤを共用化しながら各変速段のレシオ設定自由度を大きくすることができる。また、このような構成とすることにより、入力軸１０とカウンタ軸３０との間の間隔と、カウンタ軸３０と中間軸２０との間の間隔とはほぼ等間隔になるので軸間距離が短縮され、その結果としてギヤを小径化し、更には変速機ケース３の外径を小型化することができるので、大幅な軽量化が可能となる。

ところで、上記第１実施形態に係る変速機における１速〜６速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６の各変速比に対するオンオフ動作は、各ギヤの径や軸間距離等に対応して定められるものであり、上述の説明において示した１速〜６速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６の各変速比に対するオンオフ動作の組み合わせは一例に過ぎない。すなわち、本変速機１における１速〜６速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６のオンオフ動作の組み合わせは各ギヤの径や軸間距離等に応じて多様な組み合わせが可能である。例えば、上述の第１実施形態における４速クラッチＣＴ４の各変速段における動作を６速クラッチＣＴ６の各変速段における動作と置き換えるとともに、５速クラッチＣＴ５の各変速段における動作を４速クラッチＣＴ４の各変速段における動作と置き換え、更に６速クラッチＣＴ６の各変速段における動作を５速クラッチＣＴ５の各変速段における動作と置き換えることによっても、上述の第１実施形態に係る変速機１と同様の変速段（前進側六段、後進側一段の変速段）が得られる（図３の表における変形例１参照）。図３の表は、このような１速〜６速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６のオンオフ動作の組み合わせを変えることにより得られる第１実施形態の変形例を、第１実施形態において示したクラッチの符号「ＣＴ１」、「ＣＴ２」、・・・、「ＣＴ６」と各変形例の段の欄に示すクラッチの符号との対応により示したものである。

次に、本発明に係る変速機の第２実施形態について説明する。図４はこの第２実施形態に係る変速機１′を示しており、前述の第１実施形態に係る変速機１と同一の構成部品については同一の符号を付している。この第２実施形態に係る変速機１′が第１実施形態に係る変速機１と異なるところは、入力軸１０上の３−Ｒ速駆動ギヤＧ３ＲＶとベアリングＢ１ｂとの間にエンジンＥＧ側から順に８速駆動ギヤＧ８Ｖ、８速クラッチＣＴ８が設けられるとともに、中間軸２０上の２速駆動ギヤＧ２ＶとベアリングＢ２ｂとの間にエンジンＥＧ側から順に７速駆動ギヤＧ７Ｖ、７速クラッチＣＴ７が設けられ、更に出力軸５０上の２−３−Ｒ速従動ギヤＧ２３ＲＮとベアリングＢ５ｂとの間に７−８速従動ギヤＧ７８Ｎが設けられているところである。ここで、８速駆動ギヤＧ８Ｖは入力軸１０上に空転自在に設けられており、７速駆動ギヤＧ７Ｖは中間軸２０上に空転自在に設けられている。また、７−８速従動ギヤＧ７８Ｎは出力軸５０上に固定して設けられており、８速駆動ギヤＧ８Ｖ及び７速駆動ギヤＧ７Ｖの双方と常時噛合するように組み付けられている。

第２実施形態に係る変速機１′における第１〜第８速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６、ＣＴ７、ＣＴ８及び選択式クラッチＣＴＤの各作動状態と変速状態との対応関係を表に示した場合、図５の表のようになる。以下、変速機１′における変速状態及びこれにより形成される動力伝達経路について説明するが、ニュートラル状態及びニュートラル状態から前進１速状態への変速時、前進１速状態から前進２速状態への変速時、前進２速状態から前進３速状態への変速時、前進３速状態から前進４速状態への変速時、前進４速状態から前進５速状態への変速時、前進５速状態から前進６速状態への変速時、ニュートラル状態から後進変速状態への変速時における各クラッチ及びギヤの動作は、７速クラッチＣＴ７及び８速クラッチＣＴ８の双方を常に「オフ」にしておくこと以外は第１実施形態に係る変速機１の場合と同じであるので、その説明については省略する。

第２実施形態に係る変速機１′を前進６速状態から前進７速状態にするには、６速クラッチＣＴ６を「オン」から「オフ」にするとともに、７速クラッチＣＴ７を「オフ」から「オン」にする。これにより４−６速駆動ギヤＧ４６Ｖと入力軸１０との連結が解除されるとともに、７速駆動ギヤＧ７Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→メイン駆動ギヤＧＭＶ→連結アイドルギヤＧＣＣ→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→７速クラッチＣＴ７→７速駆動ギヤＧ７Ｖ→７−８速従動ギヤＧ７８Ｎ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進７速状態となる。

変速機１′を上記前進７速状態から前進８速状態にするには、７速クラッチＣＴ７を「オン」から「オフ」にするとともに、８速クラッチＣＴ８を「オフ」から「オン」にする。これにより、７速駆動ギヤＧ７Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、８速駆動ギヤＧ８Ｖと入力軸１０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→８速クラッチＣＴ８→８速駆動ギヤＧ８Ｖ→７−８速従動ギヤＧ７８Ｎ→出力軸５０と伝達され、変速機１は前進８速状態となる。

このように第２実施形態に係る変速機１′では、前進側八段の変速段のほか、後進側一段の変速段が得られるのであるが、前進７速の変速状態において出力軸５０を前進側に回転させる出力軸５０上のギヤと、前進８速の変速状態において出力軸５０を前進側に回転させるギヤとが同一のもの（７−８速従動ギヤＧ７８Ｎ）、すなわち共用ギヤとなっている。このため、前述の第１実施形態に係る変速機１から前進側変速段が二段増えても軸方向サイズはギヤ一つ分しか増えず、変速段の数の割に軸方向サイズを小さくすることができる。

なお、上記第２実施形態に係る変速機１′は７速駆動ギヤＧ７Ｖ（及び７速クラッチＣＴ７）と８速駆動ギヤＧ８Ｖ（及び８速クラッチＣＴ８）を備えて前進側八段の変速段を有しているが、７速駆動ギヤＧ７Ｖ（及び７速クラッチＣＴ７）と８速駆動ギヤＧ８Ｖ（及び８速クラッチＣＴ８）の何れか一方を除去して前進側七段の変速段を備えた変速機とすることも可能である。

ところで、上述の変速機（変速機１及び変速機１′）のように３軸同時噛み合い式のギヤ列を有する構造では、トルクの伝達時にギヤ同士の接触面に発生する軸方向スラスト力によりギヤに「倒れ」が生じ、ギヤの歯当たりの悪化に起因する騒音が生じるおそれがある。このような不都合を解消するためには、同時に噛み合うギヤを有する３軸、すなわち入力軸１０、出力軸５０及び中間軸２０の３軸を同一の平面内に配置すればよい。これにより噛み合っているギヤに生ずる「倒れ」の影響を小さくすることができ、騒音の発生を抑えることが可能となる。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、４速駆動ギヤＧ４Ｖ及び後進駆動ギヤＧＲＶは同時にカウンタ軸３０に連結されることがないことから、４速駆動ギヤＧ４Ｖとカウンタ軸３０との連結及びその解除を行うクラッチ手段と、後進駆動ギヤＧＲＶとカウンタ軸３０との連結及びその解除を行うクラッチ手段との二つのクラッチ手段とを一体とし、４速駆動ギヤＧ４Ｖ及び後進駆動ギヤＧＲＶの何れか一方をカウンタ軸３０に連結させる選択式クラッチ手段（選択式クラッチＣＴＤ）が用いられていた。このような構成を採ることは変速機の軽量コンパクト化に有益であるが、４速駆動ギヤＧ４Ｖとカウンタ軸３０との連結及びその解除を行うクラッチ手段と、後進駆動ギヤＧＲＶとカウンタ軸３０との連結及びその解除を行うクラッチ手段とを別々に設けるのであっても勿論構わない。なお、この場合には、上記両クラッチ手段は他のクラッチ装置と同様、摩擦式クラッチ装置とすることができる。

また、上述の実施形態では、中間軸２０を駆動する入力軸１０上のギヤと、カウンタ軸３０を駆動する入力軸１０上のギヤとは同一のギヤ（メイン駆動ギヤＧＭＶ）、すなわち共用ギヤとなっていたが、中間軸２０を駆動する入力軸１０上のギヤとカウンタ軸３０を駆動する入力軸１０上のギヤとは互いに異なる（別個の）ギヤであってもよい。但し、上述のように、中間軸２０を駆動する入力軸１０上のギヤとカウンタ軸３０を駆動する入力軸１０上のギヤとが同一のギヤであれば、中間軸２０を駆動する入力軸１０上のギヤがカウンタギヤ３０を駆動する入力軸１０上のギヤも兼ねることになる（共用ギヤとなる）ので、その分軸方向サイズを縮小化することができる。

また、図１及び図４において、１速従動ギヤＧ１Ｎと出力軸５０との間にワンウェイクラッチを設けた構成とすることもできる。このような構成では、発進時における前進１速から前進２速への変速がワンウェイクラッチを介してスムーズに行われる。なお、この場合、図２及び図５の表における１速クラッチＣＴ１は、前進１速から６速ないし前進８速までオンとなり、ニュートラル及び後進時にオフとなる。

また、上述の実施形態では、本発明に係る平行軸式変速機が車両用に用いられる場合を例に示したが、これは一例であり、本発明に係る平行軸式変速機は、車両用に限らず種々の動力機械に用いることが可能である。

本発明の第１実施形態に係る平行軸式変速機の構成を示すスケルトン図である。 本発明の第１実施形態に係る変速機における第１〜第６速クラッチ及び選択式クラッチの各作動状態と変速状態との対応関係を示す表である。 第１実施形態の変形例を、第１実施形態において示したクラッチの符号と各変形例の段の欄に示すクラッチの符号との対応により示す表である。 本発明の第２実施形態に係る平行軸式変速機の構成を示すスケルトン図である。 本発明の第２実施形態に係る変速機における第１〜第８速クラッチ及び選択式クラッチの各作動状態と変速状態との対応関係を示す表である。

符号の説明

１ 平行軸式変速機
１０ 入力軸
２０ 中間軸
３０ カウンタ軸
４０ 連結アイドル軸（第１アイドル軸）
５０ 出力軸
６０ 後進アイドル軸（第２アイドル軸）
ＧＭＶ メイン駆動ギヤ（入力軸第１ギヤ、入力軸第２ギヤ）
ＧＭＮ メイン従動ギヤ（カウンタ軸第１ギヤ）
Ｇ４Ｖ ４速駆動ギヤ（カウンタ軸第２ギヤ）
Ｇ５Ｖ ５速駆動ギヤ（中間軸第２ギヤ）
Ｇ４６Ｖ ４−６速駆動ギヤ（入力軸第３ギヤ）
Ｇ４５６Ｎ ４−５−６速従動ギヤ（出力軸第１ギヤ）
ＧＣＣ 連結アイドルギヤ（第１アイドルギヤ）
ＧＣＮ 連結従動ギヤ（中間軸第１ギヤ）
ＣＴ４ ４速クラッチ（動力断続手段）
ＣＴ５ ５速クラッチ（第２クラッチ手段）
ＣＴ６ ６速クラッチ（第１クラッチ手段）
ＣＴＤ 選択式クラッチ（動力断続手段）

Claims (5)

1. 互いに平行に延びて設けられた入力軸、第１アイドル軸、中間軸、カウンタ軸及び出力軸と、
   前記入力軸上に設けられた入力軸第１ギヤ及び入力軸第２ギヤと、
   前記入力軸上に空転自在に設けられた入力軸第３ギヤと、
   前記入力軸第３ギヤと前記入力軸との連結及びその解除を行う第１クラッチ手段と、
   前記第１アイドル軸上に設けられ、前記入力軸第１ギヤと噛合した第１アイドルギヤと、
   前記中間軸上に設けられ、前記第１アイドルギヤと噛合した中間軸第１ギヤと、
   前記中間軸上に空転自在に設けられた中間軸第２ギヤと、
   前記中間軸第２ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第２クラッチ手段と、
   前記出力軸上に設けられ、前記入力軸第３ギヤ及び前記中間軸第２ギヤの双方と噛合した出力軸第１ギヤと、
   前記カウンタ軸上に設けられ、前記入力軸第２ギヤと噛合したカウンタ軸第１ギヤと、
   前記カウンタ軸上に設けられ、前記入力軸第３ギヤと噛合したカウンタ軸第２ギヤと、
   前記カウンタ軸第１ギヤと前記カウンタ軸第２ギヤとの間の動力伝達を断続する動力断続手段とを有したことを特徴とする平行軸式変速機。
2. 前記入力軸第１ギヤ及び前記入力軸第２ギヤが同一のギヤからなることを特徴とする請求項１記載の平行軸式変速機。
3. 前記入力軸上に空転自在に設けられた入力軸第４ギヤと、
   前記入力軸第４ギヤと前記入力軸との連結及びその解除を行う第３クラッチ手段と、
   前記中間軸上に空転自在に設けられた中間軸第３ギヤと、
   前記中間軸第３ギヤと前記中間軸との連結及びその解除を行う第４クラッチ手段と、
   前記出力軸上に設けられ、前記入力軸第４ギヤ及び前記中間軸第３ギヤの双方と噛合した出力軸第２ギヤとを有したことを特徴とする請求項１又は２記載の平行軸式変速機。
4. 前記カウンタ軸第２ギヤが前記カウンタ軸上に空転自在に設けられるとともに、前記動力断続手段が前記カウンタ軸第２ギヤと前記カウンタ軸との連結及びその解除を行う第５クラッチ手段を有してなり、
   前記カウンタ軸上に空転自在に設けられたカウンタ軸第３ギヤと、
   前記入力軸と平行に設けられた第２アイドル軸と、
   前記第２アイドル軸上に設けられ、前記カウンタ軸第３ギヤ及び前記入力軸第４ギヤの双方に噛合した第２アイドルギヤと、
   前記カウンタ軸第３ギヤと前記カウンタ軸との連結及びその解除を行う第６クラッチ手段とを有したことを特徴とする請求項３記載の平行軸式変速機。
5. 前記カウンタ軸第１ギヤが前記カウンタ軸上を空転自在に設けられるとともに、前記動力断続手段が、前記カウンタ軸第１ギヤと前記カウンタ軸との連結及びその解除を行う第７クラッチ手段を有してなり、
   前記第５クラッチ手段及び前記第６クラッチ手段が、前記カウンタ軸第２ギヤ及び前記カウンタ軸第３ギヤの何れか一方を前記カウンタ軸に連結させる一つの選択式クラッチ手段からなることを特徴とする請求項４記載の平行軸式変速機。

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