JP5123283B2 - 変速機 - Google Patents
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Description
入力軸(M)は、駆動源(EG)からの駆動力が入力される第1入力軸(M1)と、第1入力軸(M1)からの駆動力を出力側へ伝達する第2入力軸(M2)と、を有する二軸構造であり、
第2入力軸(M2)上で相対回転不能に設けた第1駆動歯車(GV1)と、アイドル軸(L)上に設けられて第1駆動歯車(GV1)と噛合するアイドル歯車(GL1)と、中間軸(S)上で相対回転不能に設けられてアイドル歯車(GL1)と噛合する第1従動歯車(GN1)と、を有する第1歯車組(G1)と、
第1入力軸(M1)上に設けた第2駆動歯車(GV2)と、アイドル軸(L)上に設けられて第2駆動歯車(GV2)と噛合する第2従動歯車(GN2)とを有する第2歯車組(G2)と、
第1入力軸(M1)に対する第2入力軸(M2)の断続を切り替える第1クラッチ(CH)と、
アイドル軸(L)に対する第2従動歯車(GN2)の断続、又は第1入力軸(M1)に対する第2駆動歯車(GV2)の断続を切り替える第2クラッチ(CL)と、
第2入力軸(M2)上に設けた第1変速用駆動歯車(GTV2又はGTV6)および中間軸(S)上に設けた第2変速用駆動歯車(GTV1又はGTV5)と、出力軸(C)上で相対回転不能かつ第1、第2変速用駆動歯車(GTV1,2又はGTV5,6)の両方と噛合する変速用従動歯車(GTN1又はGTN5)と、第2入力軸(M2)に対する第1変速用駆動歯車(GTV2又はGTV6)の断続、及び中間軸(S)に対する第2変速用駆動歯車(GTV1又はGTV5)の断続を切り替える変速用クラッチ(C1,2又はC5,6)と、からなる一又は複数の変速用歯車組(GT1,GT2)と、を備え、
変速用歯車組(GT1,GT2)で設定された各変速段に対して、第1、第2クラッチ(CH,CL)の断続を選択的に掛け合わせることで、当該変速用歯車組(GT1,GT2)で得られる変速段数に対して倍の変速段数が得られるように構成したことを特徴とする。
あるいは、上記の変速機では、第1入力軸(M1)上における第1クラッチ(CH)よりも駆動源(EG)に近い位置に電動機(MOT)を取り付けてもよい。この場合、電動機(MOT)のロータ(MR)が第1入力軸(M1)と同心軸上で一体に回転するように取り付けるとよい。
あるいは、上記の変速機では、入力軸(M)と平行に設置したモータ軸(P)と、該モータ軸(P)に取り付けた電動機(MOT)と、モータ軸(P)上で相対回転不能に設置されて第1歯車組(G1)又は第2歯車組(G2)が有するいずれかの歯車(GL1)と噛合するモータ駆動歯車(GP)とを備えてもよい。
これらの場合、上記の電動機(MOT)は、モータとしての機能と発電機としての機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータであってよい。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態にかかる変速機の全体構成例を示すスケルトン図である。図1に示す変速機1は、互いに平行に設けた入力軸M、アイドル軸L、中間軸S、出力軸Cを有する平行軸式の自動変速機である。入力軸Mは、エンジン(駆動源)EGからの駆動力が入力される第1入力軸M1と、第1入力軸M1と同心軸上の外側に設けた中空筒状の第2入力軸M2とを有する二重構造になっている。第1入力軸M1は、エンジンEGのクランクシャフトCSに対して、トルクコンバータTCを介して連結されている。そして、第1入力軸M1と第2入力軸M2との間には、第1クラッチ(ハイクラッチ)CHが設置されている。第1クラッチCHは、第1入力軸M1と第2入力軸M2との断続、すなわち第1入力軸M1と第2入力軸M2とが相対回転可能な状態と不可能な状態とを切り替えるための機構である。ここでの第1クラッチCHは、滑らかな係合よりもむしろ断続の切り替えを主体とした動作を行う機構であることが望ましい。第1クラッチCHは、具体的には、湿式クラッチなどであってよい。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態の説明及び対応する図面においては、第1実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第1実施形態と同じである。この点は、他の実施形態においても同様である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態にかかる変速機1−3を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−3は、第1入力軸M1と第2入力軸M2との間に設置した第1クラッチCHに取り付けた電動機MOTを備えている。すなわち、第1クラッチCHは、第1入力軸M1に固定されたクラッチディスク(入力側部材)CBと、第2入力軸M2に固定されたクラッチドラム(出力側部材)CAとを備えている。また、電動機MOTは、ステータMSと、該ステータMSに対して同芯軸上の内側で回転自在に設置されたロータMRとを備えている。そして、電動機MOTのロータMRが、第1クラッチCHのクラッチドラムCAに固定されている。ここでは、ロータMRは円筒形の部品であり、クラッチドラムCAに対して同芯上の外側に配置されており、出力側部材CAの回転外周面に固定されている。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図8は、第4実施形態にかかる変速機1−4を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−4は、第1入力軸M1における第2駆動ギヤGV2よりも上流側、すなわち第2駆動ギヤGV2と駆動源であるエンジンEGとの間に設置したメインクラッチCMと、該メインクラッチCMに取り付けた電動機MOTとを備えている。メインクラッチCMは、エンジンEGから延びるクランクシャフトCSに固定されたクラッチディスク(入力側部材)CBと、第1入力軸M1側に固定されたクラッチドラム(出力側部材)CAとを備えている。電動機MOTは、ステータMSと、該ステータMSに対して同芯軸上の内側で回転自在に設置されたロータMRとを備えている。そして、電動機MOTのロータMRが、メインクラッチCMのクラッチドラムCAに固定されている。ロータMRは円筒形の部品であり、クラッチドラムCAに対して同芯上の外側に配置されており、クラッチドラムCAの回転外周面に固定されている。また、電動機MOTは、モータとしての機能と発電機としての機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータである。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。図9は、第5実施形態にかかる変速機1−5を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−5は、入力軸Mと平行に設置したモータ軸Pと、モータ軸Pに取り付けた電動機MOTと、モータ軸P上で相対回転不能に設置したモータ駆動ギヤGPとを備えている。モータ駆動ギヤGPは、第1歯車組G1のアイドルギヤGL1と噛合している。電動機MOTは、ステータMSと、該ステータMSに対して同芯軸上の内側で回転自在に設置されたロータMRとを備えている。そして、電動機MOTのロータMRが、モータ軸Pに固定されており、該モータ軸Pと同芯上で一体回転するように構成されている。また、電動機MOTは、モータとしての機能と発電機としての機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータである。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。図10は、第6実施形態にかかる変速機1−6を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−6は、図7に示す第3実施形態の変速機1−3の構成に加えて、入力軸Mと平行に設置したエアコン軸Qと、エアコン軸Qの回転で駆動するエアコンプレッサACと、エアコン軸Q上に相対回転不能に設置されたエアコン駆動ギヤGQとを備えている。エアコン駆動ギヤGQは、アイドルギヤGL1と噛合している。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。図11は、第7実施形態にかかる変速機1−7を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−7は、図8に示す第4実施形態の変速機1−4の構成に加えて、入力軸Mと平行に設置したエアコン軸Qと、エアコン軸Qの回転で駆動するエアコンプレッサACと、エアコン軸Qに相対回転不能に設置されたエアコン駆動ギヤGQとを備えている。エアコン駆動ギヤGQは、第2歯車組G2の第2従動ギヤGN2と噛合している。
次に、本発明の第8実施形態について説明する。図12は、第8実施形態にかかる変速機1−8を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−8は、入力軸Mと平行に設置したエアコン/モータ軸Uと、エアコン/モータ軸Uの回転で駆動するエアコンプレッサACと、エアコン/モータ軸Uに取り付けた電動機MOTと、エアコン/モータ軸Uに相対回転不能に設置されたエアコン/モータ駆動ギヤGUとを備えている。電動機MOTは、ステータMSとロータMRを備えており、ロータMRがエアコン/モータ軸Uに固定されている。エアコン/モータ駆動ギヤGUは、第1歯車組G1のアイドルギヤGL1と噛合している。
次に、本発明の第9実施形態について説明する。図13は、第9実施形態にかかる変速機1−9を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−9は、第1実施形態の変速機1と比較して、第1クラッチCH、第2クラッチCL、第1歯車組G1、第2歯車組G2の軸方向の設置位置(配置構成)が異なっている。すなわち、第1実施形態の変速機1(図1参照)では、エンジンEGに近い側から、第2クラッチCL、第2歯車組G2、第1歯車組G1、第1クラッチCHの順で設置されていたのに対して、本実施形態の変速機1−9では、エンジンEGに近い側から、第1クラッチCH、第1歯車組G1、第2歯車組G2、第2クラッチCLの順で設置されている。また、本実施形態の変速機1−9では、第1実施形態の変速機1に対して、変速機構部GTが備える第1変速用歯車組GT1と第2変速用歯車組GT2との軸方向の配置が入れ替わっている。
次に、本発明の第10実施形態について説明する。図14は、第10実施形態にかかる変速機1−10を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−10は、第9実施形態の変速機1−9の構成に加えて、入力軸Mと平行に設置したエアコン軸Qと、エアコン軸Qの回転で駆動するエアコンプレッサACと、エアコン軸Qに相対回転不能に設置したエアコン駆動ギヤGQとを備えている。エアコン駆動ギヤGQは、第2従動ギヤGN2と噛合している。
次に、本発明の第11実施形態について説明する。図16は、第11実施形態にかかる変速機1−11を示すスケルトン図である。同図に示す変速機1−11は、第3実施形態の変速機1−3(図7参照)の構成に加えて、第1、第2クラッチCH,CL及び変速用クラッチC1,C2,C5,C6の少なくともいずれかを作動するためのオイルポンプ(油圧ポンプ)OPを備えている。また、オイルポンプOPは、アキュームレータ(蓄圧装置)Aを備えている。オイルポンプOPは、アイドル軸Lの回転で動作するように構成されており、図示しない油圧供給ラインを通じて、第1、第2クラッチCH,CL、変速用クラッチC1,C2,C5,C6、メインクラッチCMを作動するための作動油を供給するようになっている。なお、アキュームレータAは、設置を省略することも可能である。
M 入力軸
M1 第1入力軸
M2 第2入力軸
S 中間軸
C 出力軸
L アイドル軸
C1 1−3変速用クラッチ
C2 2−4変速用クラッチ
C5 5−7変速用クラッチ
C6 6−8変速用クラッチ
GTN1 1〜4速用従動ギヤ(変速用従動歯車)
GTN5 5〜8速用従動ギヤ(変速用従動歯車)
GTV1 1速駆動ギヤ(第2変速用駆動歯車)
GTV2 2速駆動ギヤ(第1変速用駆動歯車)
GTV5 5速駆動ギヤ(第2変速用駆動歯車)
GTV6 5速駆動ギヤ(第1変速用駆動歯車)
MOT 電動機(モータ・ジェネレータ)
GV1 第1駆動ギヤ
GV2 第2駆動ギヤ
C1 変速用クラッチ
C2 変速用クラッチ
C5 変速用クラッチ
C6 変速用クラッチ
CH 第1クラッチ(ハイクラッチ)
CL 第2クラッチ(ロークラッチ)
CM メインクラッチ
AC エアコンプレッサ
CR 後進切替用クラッチ
EG エンジン(駆動源)
FG ファイナルギヤ
G1 第1歯車組
G2 第2歯車組
GL1 アイドルギヤ
GN1 第1従動ギヤ
GN2 第2従動ギヤ
GP モータ駆動ギヤ
GQ エアコン駆動ギヤ
GU エアコン/モータ駆動ギヤ
GR 後進用駆動ギヤ
GT 変速機構部
GT1 第1変速用歯車組
GT2 第2変速用歯車組
OP オイルポンプ
P モータ軸
Q エアコン軸
U エアコン/モータ軸
S1,S2,S3 回転検出センサ(回転検出手段)
Claims (11)
- 互いに平行に設置した入力軸、中間軸、アイドル軸、出力軸を備え、
前記入力軸は、駆動源からの駆動力が入力される第1入力軸と、前記第1入力軸からの駆動力を出力側へ伝達する第2入力軸と、を有する二軸構造であり、
前記第2入力軸上で相対回転不能に設けた第1駆動歯車と、前記アイドル軸上に設けられて前記第1駆動歯車と噛合するアイドル歯車と、前記中間軸上で相対回転不能に設けられて前記アイドル歯車と噛合する第1従動歯車と、を有する第1歯車組と、
前記第1入力軸上に設けた第2駆動歯車と、前記アイドル軸上に設けられて前記第2駆動歯車と噛合する第2従動歯車とを有する第2歯車組と、
前記第1入力軸に対する前記第2入力軸の断続を切り替える第1クラッチと、
前記アイドル軸に対する前記第2従動歯車の断続、又は前記第1入力軸に対する前記第2駆動歯車の断続を切り替える第2クラッチと、
前記第2入力軸上に設けた第1変速用駆動歯車および前記中間軸上に設けた第2変速用駆動歯車と、前記出力軸上で相対回転不能かつ前記第1、第2変速用駆動歯車の両方と噛合する変速用従動歯車と、前記第2入力軸に対する前記第1変速用駆動歯車の断続、及び前記中間軸に対する前記第2変速用駆動歯車の断続を切り替える変速用クラッチと、からなる一又は複数の変速用歯車組と、を備え、
前記変速用歯車組で設定された各変速段に対して、前記第1、第2クラッチの断続を選択的に掛け合わせることで、前記変速機構部で得られる変速段数に対して倍の変速段数が得られるように構成した
ことを特徴とする変速機。 - 前記変速用従動歯車に対して直接噛合している後進用駆動ギヤと、前記アイドル軸に対する前記後進用駆動ギヤの断続を切り替える後進用クラッチと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の変速機。 - 前記アイドル軸上に設けた前記アイドル歯車は、断続機構によって前記アイドル軸に対する相対回転の可能/不可能を切り替えられるように設置されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の変速機。 - 前記第1歯車組の回転数を検出する第1回転検出手段と、前記第2歯車組の回転数を検出する第2回転検出手段と、前記変速用歯車組の回転数を検出する第3回転検出手段と、前記第1乃至第3回転検出手段で検出された回転数に応じて前記第1、第2クラッチ及び前記変速用クラッチの少なくともいずれかの動作を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の変速機。 - 前記第1クラッチに取り付けた電動機を備え、
前記電動機は、ロータとステータを有し、前記ロータが前記第1クラッチにおける前記第2入力軸側に固定された部材に対して、同心軸上で一体回転するように取り付けられている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の変速機。 - 前記第1入力軸上で前記第1クラッチよりも前記駆動源に近い位置に取り付けた電動機を備え、
前記電動機は、ロータとステータを有し、前記ロータが前記第1入力軸と同心軸上で一体に回転するように取り付けられている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の変速機。 - 前記入力軸と平行に設置したモータ軸と、該モータ軸に取り付けた電動機と、前記モータ軸上で相対回転不能に設置されて前記第1歯車組又は前記第2歯車組が有するいずれかの歯車と噛合するモータ駆動歯車と、を備える
ことを特徴とする請求項1乃至6の少なくともいずれか1項に記載の変速機。 - 前記電動機は、モータとしての機能と発電機としての機能を兼ね備えたモータ・ジェネレータである
ことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の変速機。 - 前記入力軸と平行に設置したエアコン軸と、該エアコン軸の回転で駆動するエアコンプレッサと、前記エアコン軸に対して相対回転不能に設置されて前記第1歯車組又は前記第2歯車組が有するいずれかの歯車と噛合するエアコン駆動歯車と、を備える
ことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の変速機。 - 前記モータ軸と前記エアコン軸とは、共通の軸である
ことを特徴とする請求項9に記載の変速機。 - 前記第1、第2クラッチ及び前記変速用クラッチの少なくともいずれかを作動するためのオイルポンプを備え、
前記オイルポンプは、前記アイドル軸の回転で動作するように構成した
ことを特徴とする請求項5乃至10のいずれか1項に記載の変速機。
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