JP4346483B2 - ツインクラッチ式変速機 - Google Patents

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Description

本発明は、入力要素から変速機に動力を入力するのに、選択的に使用される2つのクラッチを介する所謂ツインクラッチを備えた変速機に関する。
かかるツインクラッチ式変速機については、既に種々提案されている(例えば、特許文献1等参照)。
米国特許第5890392号公報
同特許文献1に開示されたツインクラッチ式変速機は、入力部分の2つのクラッチは、クランク軸の回転が伝達される共通のクラッチケージを有し、同共通のクラッチケージに各々の摩擦板を介して2つの入力軸が同軸にかつ内外重ねて連結されている。
この2つの入力軸と平行に設けられた変速副軸との間に1速から6速までの6対の歯車対が配設されている。
上記2つのクラッチは、選択的に結合され、一方が結合されるときは、他方は解放されるように制御される。
2つのクラッチのいずれかが選択的に結合され、結合されたクラッチに連結された入力軸と変速副軸とが所要の歯車対の噛合いを介して連動されることにより所要の変速比が達成される。
前記したように、2つのクラッチは、クラッチケージを共通にしているので、2つの入力軸に動力が伝達される際の各プライマリレシオは同じで、いずれの入力軸も同じ回転速度で回転される。
入力軸とこれと平行に設けられる変速副軸との間に配設される歯車対のうち1速における減速歯車対の変速副軸側の歯車が最も大径であり、1速の変速比によって入力軸と変速副軸との軸間距離が略決定される。
入力軸1に1速の歯車対を設けた場合、入力軸2には2速の歯車対が設けられる。
入力軸2は内側に入力軸1を通しているため、この入力軸2に設ける2速歯車は軸が太くなっている分大きくなり、1速歯車対よりも軸間距離が伸びる。
また、一対の歯車対を別の変速段に使用することができないので、歯車の数を削減することはできない。
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、入力軸と変速副軸との軸間距離を短縮してまたは歯車の数を削減して変速機の小型化および軽量化を図ることができるツインクラッチ式変速機を供する点にある。
課題を解決するための手段及び効果
上記目的を達成するために、本請求項1記載の発明は、入力要素に第1のクラッチおよび第2のクラッチを介してそれぞれ連結されるとともに同一軸線上に配置される第1入力軸および第2入力軸と、前記第1入力軸および第2入力軸と平行に設けられた変速副軸と、前記第1入力軸および第2入力軸と前記変速副軸との間に設けられた複数の歯車対とを備え、前記第1のクラッチおよび第2のクラッチのうち一方のクラッチが選択的に結合され他方のクラッチが解放され、結合されたクラッチに連結された入力軸と変速副軸とが所要の歯車対の噛合いを介して連動されることにより所要の変速比が達成されるツインクラッチ式変速機において、前記入力要素から前記第1のクラッチおよび第2のクラッチへの入力経路が互いに異なり、該両入力経路のプライマリレシオが互いに異なる値に設定され、前記第1入力軸は前記第2入力軸の外周に互いに回動自在に軸支され、前記第2入力軸は前記第1入力軸の両端よりも側方に突出し、前記第1入力軸の一端に前記第1のクラッチが設けられ、前記第2入力軸の前記第1入力軸の一端から突出した部分に前記第2のクラッチが前記第1のクラッチと並んで設けられ、前記複数の歯車対のドライブギヤは前記第1入力軸および前記第2入力軸の前記第1入力軸の他端から突出した部分に配設されるツインクラッチ式変速機である。
入力要素から前記第1のクラッチおよび第2のクラッチへの入力経路が互いに異なり、第2速レシオは1速の歯車対と第2プライマリを用いることによって達成される。
したがって、第2歯車対を第2入力軸に設ける必要がなく軸間距離が伸びない。
また、請求項3記載の発明は、入力要素に第1のクラッチおよび第2のクラッチを介してそれぞれ連結されるとともに同一軸線上に配置される第1入力軸および第2入力軸と、前記第1入力軸および第2入力軸と平行に設けられた変速副軸と、前記第1入力軸および第2入力軸と前記変速副軸との間に設けられた複数の歯車対とを備え、前記第1のクラッチおよび第2のクラッチのうち一方のクラッチが選択的に結合され他方のクラッチが解放され、結合されたクラッチに連結された入力軸と変速副軸とが所要の歯車対の噛合いを介して連動されることにより所要の変速比が達成されるツインクラッチ式変速機において、前記第1入力軸は前記第2入力軸の外周に互いに回動自在に軸支され、前記第2入力軸は前記第1入力軸の両端よりも側方に突出し、前記第1入力軸の一端に前記第1のクラッチが設けられ、前記第2入力軸の前記第1入力軸の一端から突出した部分に前記第2のクラッチが前記第1のクラッチと並んで設けられ、前記複数の歯車対のドライブギヤは前記第1入力軸および前記第2入力軸の前記第1入力軸の他端から突出した部分に配設され、前記第1入力軸と前記第2入力軸との間に第3のクラッチ手段が設けられ、前記第3のクラッチ手段の結合・解放により前記第1入力軸と前記第2入力軸間の動力伝達・切離しを自在としたツインクラッチ式変速機である。

第1入力軸と第2入力軸との間にクラッチ手段が設けられるので、同じ一対の歯車対が第1入力軸の回転を伝達したり、第2入力軸の回転を伝達したり、切り換えて伝達することで2つの変速段に使用することができ、歯車の数を削減して変速機の小型化および軽量化を図ることができる。
以下、本発明に係る一実施の形態について図1ないし図8に基づいて説明する。
本実施の形態に係るツインクラッチ式変速機10は、図1に図示するように、第1入力軸11と第2入力軸12とが、同軸で外側と内側に互いに重ねられて設けられており、同第1入力軸11と第2入力軸12に平行にクランク軸1および変速副軸20が配置されている。
図1に基づいて、第1入力軸11は、第2入力軸12の外周に部分的に互いに回動自在に軸支されており、同第1入力軸11の右端部に第1クラッチC1が設けられ、第2入力軸12の第1入力軸11から右方へ突出した部分に第2クラッチC2が第1クラッチC1と並んで設けられている。
第1クラッチC1のクラッチインナC1iが第1入力軸11に一体にスプライン嵌合し、クラッチアウタC1oが第1入力軸11に回転自在に軸支された第1プライマリドリブンギヤ13に接続されている。
第2クラッチC2のクラッチインナC2iが第2入力軸12に仲介スリーブ14を介して一体に設けられ、クラッチアウタC2oが第2入力軸12に回転自在に軸支された第2プライマリドリブンギヤ15に接続されている。
第1クラッチC1および第2クラッチC2はともに、油圧クラッチであり、内側の第2入力軸12の中心軸に形成された油路12aを介して第1クラッチC1に油圧が供給され、同油路12aの外周に形成された油路12bを介して第2クラッチC2に油圧が供給される。
油路12a, 12bは、それぞれ第2入力軸12の先端部から油圧回路に接続されており、一方のクラッチが加圧されて結合すると、他方のクラッチは減圧されて解放されるように制御される。
クランク軸1の最も右側のウェブの外周に形成された第1プライマリドライブギヤ2が、第1プライマリドリブンギヤ13に噛合し、クランク軸1の右端に一体にスプライン嵌合された第2プライマリドライブギヤ3が第2プライマリドリブンギヤ15に噛合している。
第1プライマリドリブンギヤ13の方が、第2プライマリドリブンギヤ15より径が大きいので、クランク軸1から第1クラッチC1への入力経路におけるプライマリレシオは、クランク軸1から第2クラッチC2への入力経路におけるプライマリレシオより大きい。
したがって、第1クラッチC1が結合されて回転する第1入力軸11の方が、第2クラッチC2が結合されて回転する第2入力軸12より減速が大きい。
そして、第1入力軸11には、3速ドライブギヤ23aと5・6速共通ドライブギヤ25aが嵌着されており、この3速ドライブギヤ23aと5・6速共通ドライブギヤ25aにそれぞれ噛合う3速ドリブンギヤ23bと5・6速共通ドリブンギヤ25bが変速副軸20に回転自在に軸支され、第1入力軸11と変速副軸20との間に3速減速歯車対23(23a,23b)と5・6速共通減速歯車対25(25a,25b)が構成されている。
また、第2入力軸12の第1入力軸11より左方へ突出した部分には、1・2速共通ドライブギヤ21aと4速ドライブギヤ24aが嵌着されており、この1・2速共通ドライブギヤ21aと4速ドライブギヤ24aにそれぞれ噛合う1・2速共通ドリブンギヤ21bと4速ドリブンギヤ24bが変速副軸20に回転自在に軸支され、第2入力軸12と変速副軸20との間に1・2速共通減速歯車対21(21a,21b)と4速減速歯車対24(24a,24b)が構成されている。
1・2速共通減速歯車対21,3速減速歯車対23,4速減速歯車対24,5・6速共通減速歯車対25の順に変速比が小さくなり、減速が少なくなるので、1・2速共通ドリブンギヤ21bの径が最も大きい。
変速副軸20において5・6速共通ドリブンギヤ22bと3速ドリブンギヤ21bとの間にドグクラッチ部材31が変速副軸20に摺動自在にスプライン嵌合され、図1においてドグクラッチ部材31が右側に摺動されると、3速ドリブンギヤ23bと結合して第1入力軸11の回転が3速減速歯車対23を介して変速副軸20に減速されて伝達され、ドグクラッチ部材31が左側に摺動されると、5・6速共通ドリブンギヤ25bと結合して第1入力軸11の回転が5・6速共通減速歯車対25を介して変速副軸20に減速されて伝達され、ドグクラッチ部材31が中間に位置すると、いずれのドリブンギヤ23b,25bにも結合せず歯車対23,25を介して第1入力軸11の回転が変速副軸20に伝達されない。
また、変速副軸20において1・2速共通ドリブンギヤ21bと4速ドリブンギヤ24bとの間にドグクラッチ部材32が変速副軸20に摺動自在にスプライン嵌合され、図1においてドグクラッチ部材32が左側に摺動されると、1・2速共通ドリブンギヤ21bと結合して第2入力軸12の回転が1・2速共通減速歯車対21を介して変速副軸20に減速されて伝達され、ドグクラッチ部材32が右側に摺動されると、4速ドリブンギヤ24bと結合して第2入力軸12の回転が4速減速歯車対24を介して変速副軸20に減速されて伝達され、ドグクラッチ部材32が中間に位置すると、いずれのドリブンギヤ21b,24bにも結合せず歯車対21,24を介して第2入力軸12の回転が変速副軸20に伝達されない。
そして第1入力軸11の左端にはドグクラッチ部材33が摺動自在にスプライン嵌合され、4速ドライブギヤ24aとともに第2入力軸12に嵌着されたドグ受け部材33aがドグクラッチ部材33に対向して設けられており、ドグクラッチ部材33が左側に摺動されると、ドグ受け部材33aと結合して、第1入力軸11と第2入力軸12が一体に回転するようになり、ドグクラッチ部材33が右側に摺動されると、ドグ受け部材33aと離れて、第1入力軸11と第2入力軸12が独立に回転する。
以上の3つのドグクラッチ部材31,32,33は、自動制御されるアクチュエータによるシフトドラムの回転で作動するシフトフォーク(図示せず)によって軸方向に摺動させられる。
図2には、ツインクラッチ式変速機10のスケルトン図とともにシフトドラム35の展開図と噛合いギヤの状態を示す。
以下、ニュートラル状態から前進6段の変速段のシフトアップの作動を説明する。
ニュートラルのときは、ドグクラッチ部材31,32が中間位置にあって4つのドリブンギヤ21b,23b,24b,25bがフリー状態で変速副軸20へ動力の伝達はなされない。
なお、ドグクラッチ部材33は、右側に移動して第1入力軸11と第2入力軸12は互いに独立状態にある。
なお、第1クラッチC1と第2クラッチC2は解放状態にある。
シフトドラム35が1段回転して第1速に入ると、ドグクラッチ部材32が左側へ摺動して1・2速共通ドリブンギヤ21bに結合して変速副軸20に動力伝達が可能とし、同時にドグクラッチ部材33が左側に摺動して第1入力軸11と第2入力軸12を一体に回転可能に連結する。
そして第1クラッチC1が結合されて、第1速で発進する。
この第1速の状態を図3に示す。
第1クラッチC1を介して比較的大きく減速された第1入力軸11の回転が、ドグクラッチ部材33を介して第2入力軸12に伝達され、さらに1・2速共通歯車対21を介して減速されて変速副軸20に伝達され、最大に減速されて変速副軸20が回転される第1速状態となる。
次に、第2速にシフトアップするときは、まず第1クラッチC1を解放し、第2クラッチC2を結合し、その直後にドグクラッチ部材33が右側に摺動して第1入力軸11と第2入力軸12の互いの連結を遮断し、若干遅れてドグクラッチ部材31が右側に摺動して3速ドリブンギヤ23bに結合する。
この第2速の状態を図4に示す。
第2入力軸12は第2クラッチC2を介して比較的小さく減速された回転に切換わり、この第2入力軸12の回転が、同じ1・2速共通歯車対21を介してさらに減速されて変速副軸20に伝達され、滑らかにシフトアップして第2速状態となる。
なお、ドグクラッチ部材31の3速ドリブンギヤ23bへの結合は、第3速へのシフトアップに備えるものである。
次に、第3速にシフトアップするときは、第2クラッチC2を解放し、第1クラッチC1を結合し、その直後にドグクラッチ32を右側に摺動して1・2速共通ドリブンギヤ21bから離脱して4速ドリブンギヤ24bに結合する。
この第3速の状態を図5に示す。
第1クラッチC1の結合で比較的大きく減速された第1入力軸11の回転が、予めドグクラッチ部材31が3速ドリブンギヤ23bに結合した3速歯車対23を介してさらに減速されて変速副軸20に伝達され、滑らかにシフトアップして第3速状態になる。
次に、第4速にシフトアップするときは、第1クラッチC1を解放し、第2クラッチC2を結合し、その後にドグクラッチ31を左側に摺動して3ドリブンギヤ23bから離脱して5・6速共通ドリブンギヤ25bに結合する。
この第4速の状態を図6に示す。
第2クラッチC2を介して比較的小さく減速された第2入力軸12の回転が、予めドグクラッチ32が結合した4速歯車対24を介してさらに減速されて変速副軸20に伝達され、滑らかにシフトアップして第4速状態になる。
次に、第5速にシフトアップするときは、第2クラッチC2を解放し、第1クラッチC1を結合し、その直後にドグクラッチ32を左側に摺動して4速ドリブンギヤ24bから離脱して中立に位置させ、その後にドグクラッチ33を右側に摺動して第1入力軸11と第2入力軸12を互いに連結しておく。
この第5速の状態を図7に示す。
第1クラッチC1の結合で比較的大きく減速された第1入力軸11の回転が、予めドグクラッチ部材31が5・6速共通ドリブンギヤ25bに結合した5・6速共通歯車対25を介してさらに減速されて変速副軸20に伝達され、滑らかにシフトアップして第5速状態になる。
次に、第6速にシフトアップするときは、第1クラッチC1を解放し、第2クラッチC2を結合するだけでよい。
この第6速の状態を図8に示す。
第2クラッチC2を介して比較的小さく減速された第2入力軸12の回転が、予め結合したドグクラッチ33を介して第1入力軸11に伝達され、同じ5・6速共通歯車対25を介してさらに減速されて変速副軸20に伝達され、滑らかにシフトアップして第6速状態になる。
以上のように、本ツインクラッチ式変速機10は、シフトアップ前の変速段で既に所要のドグクラッチの結合・解放の設定がなされていて、シフトアップ時に第1クラッチC1と第2クラッチC2の切換え結合により変速段のシフトアップが実行されるので円滑なシフトアップが実現できる。
この変速段のシフトアップに対して、全く反対に動作させることで、変速段のシフトダウンを行うことができる。
すなわち、第5速にシフトダウンするときは、第2クラッチC2を解放し、第1クラッチC1を結合するだけでよい。
また、第4速にシフトダウンするときは、図6および図7を参照して、ドグクラッチ33を左側に摺動して第1入力軸11と第2入力軸12を互いに切断し、略同時にドグクラッチ32を右側に摺動して4速ドリブンギヤ24bに結合し、そして第1クラッチC1を解放し、第2クラッチC2を結合することで第4速状態となる。
このように、シフトダウン時にはまず所要のドグクラッチの結合・解放の設定がなされた後に第1クラッチC1と第2クラッチC2の切換え結合がなされることで、シフトダウンが実行されるので、円滑なシフトダウンが実現できる。
本ツインクラッチ式変速機10は、クランク軸1から第1プライマリドライブギヤ2と第1プライマリドリブンギヤ13の噛合による第1クラッチC1への入力経路におけるプライマリレシオは、第2プライマリドライブギヤ3と第2プライマリドリブンギヤ15の噛合による第2クラッチC2への入力経路におけるプライマリレシオより大きく設定されている。
したがって、プライマリレシオの大きい入力経路の第1クラッチC1に連結される第1入力軸11と一体となって回転する第2入力軸12と変速副軸20との間に1・2速共通歯車対21が設けられているので、最大径となる1・2速共通ドリブンギヤ21bの径を小さくすることができ、軸間距離を短縮できる。
軸間距離の短縮はすべての歯車対のギヤの径を小さくでき、変速機を小型軽量化することができる。
なお、1・2速共通歯車対21の1・2速共通ドライブギヤ21aが、径の大きい第1入力軸11ではなく、径の小さい第2入力軸12に嵌着されていることも、1・2速共通ドリブンギヤ21bの径を幾らか大きくし1・2速共通歯車対21の減速を大きく確保しながら軸間距離を小さくできる。
第1入力軸11と第2入力軸12との間にドグクラッチ部材33が設けられ、第1入力軸11と第2入力軸12との間の動力伝達を可能としたり切断したりするので、第1入力軸11と第2入力軸12のいずれの回転も変速副軸20に伝達することができる1・2速共通歯車対21や5・6速共通歯車対25のように2つの変速段に共通に使用できる歯車対を用いることで、歯車の数を削減して変速機の小型化および軽量化を図ることができる。
以上の実施の形態では、第1クラッチC1と第2クラッチC2を隣り合わせて配置して、第1入力軸11と第2入力軸12を内外に重ね合わせて同軸に設けていたが、第1入力軸11と第2入力軸12を重ね合わせることなく同軸に設け、第1入力軸11と第2入力軸12との間にクラッチ手段を設け、その両端に第1クラッチC1と第2クラッチC2を配置するようにしてもよい。
本発明の一実施の形態に係るツインクラッチ式変速機の断面図である。 ツインクラッチ式変速機のスケルトン図とともにシフトドラム35の展開図と噛合いギヤの状態を示す図である。 同ツインクラッチ式変速機の第1速の状態を示すスケルトン図である。 同第2速の状態を示すスケルトン図である。 同第3速の状態を示すスケルトン図である。 同第4速の状態を示すスケルトン図である。 同第5速の状態を示すスケルトン図である。 同第6速の状態を示すスケルトン図である。
符号の説明
1…クランク軸、2…第1プライマリドライブギヤ、3…第2プライマリドライブギヤ、
10…ツインクラッチ式変速機、11…第1入力軸、12…第2入力軸、13…第1プライマリドリブンギヤ、14…仲介スリーブ、15…第2プライマリドリブンギヤ、
20…変速副軸、21…1・2速共通減速歯車対、23…3速減速歯車対、24…4速減速歯車対、25…5・6速共通減速歯車対、
31,32,33…ドグクラッチ部材、
C1…第1クラッチ、C2…第2クラッチ。

Claims (4)

  1. 入力要素に第1のクラッチおよび第2のクラッチを介してそれぞれ連結されるとともに同一軸線上に配置される第1入力軸および第2入力軸と、
    前記第1入力軸および第2入力軸と平行に設けられた変速副軸と、
    前記第1入力軸および第2入力軸と前記変速副軸との間に設けられた複数の歯車対とを備え、
    前記第1のクラッチおよび第2のクラッチのうち一方のクラッチが選択的に結合され他方のクラッチが解放され、結合されたクラッチに連結された入力軸と変速副軸とが所要の歯車対の噛合いを介して連動されることにより所要の変速比が達成されるツインクラッチ式変速機において、
    前記入力要素から前記第1のクラッチおよび第2のクラッチへの入力経路が互いに異なり、該両入力経路のプライマリレシオが互いに異なる値に設定され
    前記第1入力軸は前記第2入力軸の外周に互いに回動自在に軸支され、
    前記第2入力軸は前記第1入力軸の両端よりも側方に突出し、
    前記第1入力軸の一端に前記第1のクラッチが設けられ、前記第2入力軸の前記第1入力軸の一端から突出した部分に前記第2のクラッチが前記第1のクラッチと並んで設けられ、
    前記複数の歯車対のドライブギヤは前記第1入力軸および前記第2入力軸の前記第1入力軸の他端から突出した部分に配設されることを特徴とするツインクラッチ式変速機。
  2. 前記第2入力軸の中心軸に形成された油路を介して前記第1のクラッチに油圧が供給され、
    前記油路の外周に形成された油路を介して第2クラッチC2に油圧が供給されることを特徴とする請求項1記載のツインクラッチ式変速機。
  3. 入力要素に第1のクラッチおよび第2のクラッチを介してそれぞれ連結されるとともに同一軸線上に配置される第1入力軸および第2入力軸と、
    前記第1入力軸および第2入力軸と平行に設けられた変速副軸と、
    前記第1入力軸および第2入力軸と前記変速副軸との間に設けられた複数の歯車対とを備え、
    前記第1のクラッチおよび第2のクラッチのうち一方のクラッチが選択的に結合され他方のクラッチが解放され、結合されたクラッチに連結された入力軸と変速副軸とが所要の歯車対の噛合いを介して連動されることにより所要の変速比が達成されるツインクラッチ式変速機において、
    前記第1入力軸は前記第2入力軸の外周に互いに回動自在に軸支され、
    前記第2入力軸は前記第1入力軸の両端よりも側方に突出し、
    前記第1入力軸の一端に前記第1のクラッチが設けられ、前記第2入力軸の前記第1入力軸の一端から突出した部分に前記第2のクラッチが前記第1のクラッチと並んで設けられ、
    前記複数の歯車対のドライブギヤは前記第1入力軸および前記第2入力軸の前記第1入力軸の他端から突出した部分に配設され、
    前記第1入力軸と前記第2入力軸との間に第3のクラッチ手段が設けられ、前記第3のクラッチ手段の結合・解放により前記第1入力軸と前記第2入力軸間の動力伝達・切離しを自在としたことを特徴とするツインクラッチ式変速機。
  4. 前記複数の歯車対のうち、変速比が最大の歯車対のドライブギヤは前記第2入力軸に軸支され、変速比が最小の歯車対のドライブギヤは前記第1入力軸に軸支されることを特徴とする請求項3記載のツインクラッチ式変速機。
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