JP4513370B2 - ツインクラッチ式マニュアルトランスミッション - Google Patents
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Description
ちなみに本願出願人は、FR車用ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションが従来提案されていたとの情報を本願出願時に承知していない。
つまり、エンジンに近いカウンターシャフトの前端に高速段用の小径の歯車が設けられ、エンジンから遠ざかるにつれてカウンターシャフト上の歯車の外径が大きくなるため、カウンターシャフトをその中程において最大径とし、この中程から前端に向けて直径が徐々に小さくなるよう構成するという要求を満足させることができる。
ところで、上記のようにエンジンから最も遠い側に最低速段の歯車組を配置すると、この歯車組を構成する第2入力軸上の歯車の外径が最も小さいことから、この歯車が第2入力軸の後端および第1入力軸間における環状スペースの大きさを制約してしまう。
かといって、第1入力軸に当該ニードルベアリングが入り込む環状溝を形成したので第1入力軸の強度低下を招き、この対策は採用困難である。
これに代えて、ニードルベアリングを歯車が存在しない位置までエンジン側に移動させることも考えられるが、この場合ニードルベアリングが、第2入力軸の前端および第1入力軸の前端間における軸受に接近して軸受スパンが小さくなり、両入力軸間の軸受剛性が不足気味となって、この対策も採用困難である。
先ず前提となるツインクラッチ式マニュアルトランスミッションは、
個々のクラッチを介してエンジン回転を選択的に入力される第1入力軸および第2入力軸を具え、第2入力軸を中空として第1入力軸上に回転自在に嵌合し、
第1入力軸をエンジンから遠い第2入力軸の後端より突出させ、この突出した第1入力軸の後端部と、第1および第2入力軸に並置したカウンターシャフトとの間に、グループ分けした一方の変速段グループの歯車組をそれぞれ適宜伝動可能に設け、
第2入力軸および前記カウンターシャフト間に、グループ分けした他方の変速段グループの歯車組をそれぞれ適宜伝動可能に設け、
選択変速段に応じた変速後の回転を、第1入力軸またはカウンターシャフトの後端から軸線方向に出力するようにしたものである。
つまり、上記他方の変速段グループの歯車組のうち2番目に低速段の歯車組をエンジンから最も遠い側に配置し、該他方の変速段グループの歯車組のうち最高速段の歯車組をエンジンに最も近い側に配置し、該他方の変速段の歯車組のうち最低速段の歯車組を、上記2番目に低速段の歯車組と上記最高速段の歯車組との間に配置し、
第2入力軸のエンジンから遠い側の端部内周に第1入力軸との協働下に軸受収納スペースを形成する凹所を設け、
この凹所と上記2番目に低速段の歯車組とを第2入力軸の軸線方向においてオーバーラップさせて配置する一方、
上記一方の変速段グループの歯車組のうち最低速段の歯車組をエンジンに最も近い側に配置する。
第2入力軸上の歯車外径が第1入力軸および第2入力軸間に所定の軸受収納スペースを提供可能な変速段のうち最も低速段の歯車組をエンジンから最も遠い側に配置したから、
第1入力軸に軸受収納用の環状溝を形成することなく、第2入力軸の後端および第1入力軸間に所定の軸受収納スペースを確保することができ、第1入力軸の強度低下を伴うことなく、第2入力軸の後端および第1入力軸間に軸受を収納することが可能となる。
従って本発明によれば、両入力軸間に設ける軸受の軸受スパンを大きくし得て両入力軸間の軸受剛性を高く保つことができる。
当該歯車組を成すカウンターシャフト上の歯車が最高速段故に小径であることから、エンジンに近いカウンターシャフトの前端を小径にすることができ、
カウンターシャフトを中程から前端に向けて直径が小さくなるよう構成するという、前記した組み立て上の要求および強度上の要求をも満足させることができる。
図1は、本発明の一実施例になるツインクラッチ式マニュアルトランスミッションの骨子図を示し、図2は、同ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションの実体構成図を示し、本実施例においては、このツインクラッチ式マニュアルトランスミッションを、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車(FR車)用に有用な以下の構成とする。
両クラッチC1,C2はトーショナルダンパ3を介して緩衝下にエンジンクランクシャフト2に結合する。
変速機ケース1内には更に、トーショナルダンパ3を介して常時エンジン駆動されるオイルポンプ4を設け、これからの作動油を媒体として後述するクラッチC1,C2の締結制御を含む変速段選択制御を実行するものとする。
第2入力軸6は中空とし、これを第1入力軸5上に嵌合するが、両者間の環状スペースにフロント側ニードルベアリング7およびリヤ側ニードルベアリング8を介在させて、内側の第1入力軸5および外側の第2入力軸6を相互に同心状態で回転自在とする。
第2入力軸6の前端外周をボールベアリング9により変速機ケース1の前壁1aに回転自在に支承し、その近傍に上記のフロント側ニードルベアリング7を配置し、リヤ側ニードルベアリング8をエンジンから遠い第2入力軸6の後端に配置する。
第1入力軸5を第2入力軸6の後端から突出させ、この突出した第1入力軸5の後端部5aを変速機ケース1の中間壁1bに貫通すると共に、この貫通部において第1入力軸5の後端部5aをボールベアリング10により変速機ケース1の中間壁1bに回転自在に支承する。
第1入力軸5、第2入力軸6、および出力軸11に並行に配してカウンターシャフト15を設け、これをローラベアリング16,17,18により変速機ケース1の前端壁1a、中間壁1b、および後端壁1cに回転自在に支持する。
カウンターシャフト15の後端にはカウンターギヤ19を一体回転可能に設け、これと同じ軸直角面内に配して出力軸11に出力歯車20を設け、これらカウンターギヤ19および出力歯車20を相互に噛合させてカウンターシャフト15を出力軸11に駆動結合する。
第1速歯車組G1および後退歯車組GRは第2入力軸6の後端と変速機ケース中間壁1bとの間に配置し、第3速歯車組G3は変速機ケース中間壁1bの反対側においてその直近に配置する。
後退歯車組GRは、第1入力軸5の後端部5aに一体成形した後退入力歯車23と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた後退出力歯車24と、これら歯車23,24に噛合してこれら歯車23,24間を逆転下に駆動結合するリバースアイドラギヤ25とで構成し、リバースアイドラギヤ25を、変速機ケース中間壁1bに植設した軸25aにより回転自在に支持する。
第3速歯車組G3は、第1入力軸5の後端部5aに回転自在に設けた第3速入力歯車26と、カウンターシャフト15に駆動結合して設けた第3速出力歯車27とを相互に噛合させて構成する。
そのカップリングスリーブ28aを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ28bに噛合させるとき、第1速出力歯車22がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第1速を選択可能なものとし、
カップリングスリーブ28aを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ28cに噛合させるとき、後退出力歯車24がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく後退を選択可能なものとする。
そのカップリングスリーブ29aを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ29bに噛合させるとき、第3速入力歯車26が第1入力軸5に駆動結合されて後述するごとく第3速を選択可能なものとし、
カップリングスリーブ29aを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ29cに噛合させるとき、第1入力軸5が出力歯車20(出力軸11)に直結されて後述するごとく第5速を選択可能なものとする。
第6速歯車組G6は変速機ケース1の前壁1aに沿うよう第2入力軸6の前端に配置し、第4速歯車組G4は第2入力軸6の後端に配置し、第2速歯車組G2は第2入力軸6の両端間中央部に配置する。
第2速歯車組G2は、第2入力軸6の外周に一体成形した第2速入力歯車32と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた第2速出力歯車33とを相互に噛合させて構成する。
第4速歯車組G4は、第2入力軸6の外周に一体成形した第4速入力歯車34と、カウンターシャフト15上に回転自在に設けた第4速出力歯車35とを相互に噛合させて構成する。
第1および第2入力軸5,6間に介在させるニードルベアリング7,8のうち後方のニードルベアリング8を軸受スパンの関係で第2入力軸6の後端近傍に位置させるのが良いという前記の要求、および、カウンターシャフト15は強度上そして歯車の組み立て上、偶数変速段(第2速、第4速、第6速)グループと奇数変速段(第1速、第3速、第5速、後退)グループとの間の境界位置に相当する中程を最大径とし、前端に向かうにつれ直径が漸減する形状であるのが良いという前記の要求に鑑み、
先ず、第2入力軸6上に形成する入力歯車30,32,34のうち、外径が第1入力軸5および第2入力軸6間にニードルベアリング8の軸受収納スペースを提供可能な入力歯車30,34に係わる変速段(第6速および第4速)を選択し、これら変速段のうち最も低速段(第4速)の歯車組G4をエンジンから最も遠い側に配置し、
他の変速段(第6速および第2速)のうち最高速段(第6速)の歯車組G6をエンジンに最も近い側に配置し、
残りの変速段(第2速)の歯車組G2を両側の歯車組G4,G6間に配置する。
そのカップリングスリーブ37aを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ37bに噛合させるとき、第6速出力歯車31がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第6速を選択可能なものとする。
またカウンターシャフト15には、第2速出力歯車33および第4速出力歯車35間に配して2速−4速用同期噛合機構38を設け、
そのカップリングスリーブ38aを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ38bに噛合させるとき、第2速出力歯車33がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第2速を選択可能なものとし、
カップリングスリーブ38aを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ38cに噛合させるとき、第4速出力歯車35がカウンターシャフト15に駆動結合されて後述するごとく第4速を選択可能なものとする。
動力伝達を希望しない中立(N)レンジや駐車(P)レンジにおいては、クラッチC1,C2の双方を締結しておくが、同期噛合機構28,29,37,38のカップリングスリーブ28a,29a,37a,38aを全て図示の中立位置にして、ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションが動力伝達を行わないようにする。
前進動力伝達を希望するDレンジや、後退動力伝達を希望するRレンジにおいては、オイルポンプ4からの作動油を媒体として以下のごとくに同期噛合機構28,29,37,38のカップリングスリーブ28a,29a,37a,38aおよびクラッチC1,C2を制御することにより各前進変速段や、後退変速段を選択することができる。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第1入力軸5、第1速歯車組G1、カウンターシャフト15、および出力歯車組19,20を経て出力軸11より軸線方向に出力され、第1速での動力伝達を行うことができる。
なお、第1速の選択が発進用のものである時は、それ用にクラッチC1の締結進行制御を行うこと、勿論である。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構28のカップリングスリーブ28aを中立位置に戻して歯車22をカウンターシャフト15から切り離し、その後クラッチC1を締結しておく。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第2入力軸6、第2速歯車組G2、カウンターシャフト15、および出力歯車組19,20を経て出力軸11より軸線方向に出力され、第2速での動力伝達を行うことができる。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構38のカップリングスリーブ38aを中立位置に戻して歯車33をカウンターシャフト15から切り離し、その後クラッチC2を締結しておく。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第1入力軸5、第3速歯車組G3、カウンターシャフト15、および出力歯車組19,20を経て出力軸11より軸線方向に出力され、第3速での動力伝達を行うことができる。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構29のカップリングスリーブ29aを中立位置に戻して歯車26を第1入力軸5から切り離し、その後クラッチC1を締結しておく。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第2入力軸6、第4速歯車組G4、カウンターシャフト15、および出力歯車組19,20を経て出力軸11より軸線方向に出力され、第4速での動力伝達を行うことができる。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構38のカップリングスリーブ38aを中立位置に戻して歯車35をカウンターシャフト15から切り離し、その後クラッチC2を締結しておく。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第1入力軸5、およびカップリングスリーブ29aを経て出力軸11より軸線方向に出力され、第5速(変速比1:1)での動力伝達を行うことができる。
かかるアップシフトの完了後、同期噛合機構29のカップリングスリーブ29aを中立位置に戻して第1入力軸5および出力軸11間の直結を解き、その後クラッチC1を締結しておく。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第2入力軸6、第6速歯車組G6、カウンターシャフト15、および出力歯車組19,20を経て出力軸11より軸線方向に出力され、第6速での動力伝達を行うことができる。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第1入力軸5、後退歯車組GR、カウンターシャフト15、および出力歯車組19,20を経て出力軸11より軸線方向に出力され、この際、後退歯車組GRにより回転方向を逆にされることから、後退変速段での動力伝達を行うことができる。
なお、後退変速段での発進時は、それ用にクラッチC1の締結進行制御を行うこと、勿論である。
第2入力軸6上の歯車30,32,34のうち、外径が第1入力軸5および第2入力軸6間に介在させるニードルベアリング8用の軸受収納スペースを提供可能な歯車30,34に係わる変速段(第4速、第6速)であって、そのうちの最も低速段(第4速)の歯車組G4をエンジンから最も遠い側に配置したから、
第1入力軸5にニードルベアリング(8)収納用の環状溝を形成することなく、第2入力軸6の後端および第1入力軸5間にニードルベアリング(8)収納スペースを確保することができ、第1入力軸5の強度低下を伴うことなく、第2入力軸6の後端および第1入力軸間5にニードルベアリング8を収納することが可能となる。
従って本実施例によれば、両入力軸5,6間に設けるニードルベアリング7,8の軸受スパンを大きくし得て両入力軸5,6間の軸受剛性を高く保つことができる。
この歯車組G6を成すカウンターシャフト15上の歯車31が最高速段故に小径であることから、エンジンに近いカウンターシャフト15の前端を小径にすることができ、
カウンターシャフト15を中程から前端に向けて直径が小さくなるよう構成するという、前記した組み立て上の要求および強度上の要求をも満足させることができる。
中空のため、また径方向スペースの制約で薄肉になる傾向にある第2入力軸6上に同期噛合機構38,37を設ける必要がなく、第2入力軸6の剛性低下を回避することができて大いに有利である。
この噛合機構37と歯車組G2(歯車33)との間に、クラッチギヤ37bのようなクラッチギヤを含む同期噛合用の構造物が存在せず、その分歯車組G2(歯車33)を、変速機ケース前壁1aに対するカウンターシャフト15の軸承部(ローラベアリング)16に接近させ得て、大減速比故に大きなトルクを伝達する歯車組G2(歯車33)の支持剛性を、当該大トルクに耐え得るよう十分なものにすることができる。
1a 変速機ケース前壁
1b 変速機ケース中間壁
1c 変速機ケース後壁
2 エンジンクランクシャフト
C1 奇数変速段クラッチ
C2 偶数変速段クラッチ
3 トーショナルダンパ
4 オイルポンプ
5 第1入力軸
5a 第1入力軸後端部
6 第2入力軸
7 フロント側ニードルベアリング
8 リヤ側ニードルベアリング
11 出力軸
15 カウンターシャフト
19 カウンターギヤ
20 出力歯車
G1 第1速歯車組
G2 第2速歯車組
G3 第3速歯車組
G4 第4速歯車組
G6 第6速歯車組
GR 後退歯車組
28 1速−後退用同期噛合機構
29 3速−5速用同期噛合機構
37 6速用同期噛合機構
38 2速−4速用同期噛合機構
Claims (5)
- 個々のクラッチを介してエンジン回転を選択的に入力される第1入力軸および第2入力軸を具え、第2入力軸を中空として第1入力軸上に回転自在に嵌合し、
第1入力軸をエンジンから遠い第2入力軸の後端より突出させ、この突出した第1入力軸の後端部と、第1および第2入力軸に並置したカウンターシャフトとの間に、グループ分けした一方の変速段グループの歯車組をそれぞれ適宜伝動可能に設け、
第2入力軸および前記カウンターシャフト間に、グループ分けした他方の変速段グループの歯車組をそれぞれ適宜伝動可能に設け、
選択変速段に応じた変速後の回転を、第1入力軸またはカウンターシャフトの後端から軸線方向に出力するようにしたツインクラッチ式マニュアルトランスミッションにおいて、
前記他方の変速段グループの歯車組のうち2番目に低速段の歯車組をエンジンから最も遠い側に配置し、前記他方の変速段グループの歯車組のうち最高速段の歯車組をエンジンに最も近い側に配置し、前記他方の変速段の歯車組のうち最低速段の歯車組を、前記2番目に低速段の歯車組と前記最高速段の歯車組との間に配置し、
前記第2入力軸のエンジンから遠い側の端部内周に前記第1入力軸との協働下に軸受収納スペースを形成する凹所を設け、
この凹所と前記2番目に低速段の歯車組とを前記第2入力軸の軸線方向においてオーバーラップさせて配置する一方、
前記一方の変速段グループの歯車組のうち最低速段の歯車組をエンジンに最も近い側に配置したことを特徴とするツインクラッチ式マニュアルトランスミッション。 - 前記第2入力軸およびカウンターシャフト間に設ける前記他方の変速段グループが偶数変速段のグループである、請求項1に記載のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションにおいて、
第4速の歯車組をエンジンから最も遠い側に配置したことを特徴とするツインクラッチ式マニュアルトランスミッション。 - 請求項1又は2に記載のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションにおいて、
前記第2入力軸およびカウンターシャフト間に設ける前記他方の変速段グループの歯車組をそれぞれ適宜伝動可能にするための噛合機構を全てカウンターシャフト側に配置したことを特徴とするツインクラッチ式マニュアルトランスミッション。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションにおいて、
前記エンジンに最も近い側に配置した歯車組と、該歯車の隣に配置された歯車組との間に、前記エンジンに最も近い側に配置した歯車組を適宜伝動可能にする専用の噛合機構を配置したことを特徴とするツインクラッチ式マニュアルトランスミッション。 - 前記第2入力軸およびカウンターシャフト間に設ける前記他方の変速段グループが第2速、第4速、第6速のグループである、請求項3または4に記載のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションにおいて、
第4速の歯車組をエンジンから最も遠い側に配置し、第6速の歯車組をエンジンに最も近い側に配置し、これら歯車組間に第2速の歯車組を配置し、
前記カウンターシャフト側に配置する噛合機構として、第2速および第4速に兼用の噛合機構を第2速の歯車組および第4速の歯車組間に配置し、第6速に専用の噛合機構を第2速の歯車組および第6速の歯車組間に配置したことを特徴とするツインクラッチ式マニュアルトランスミッション。
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