JP5143798B2 - 車両用手動変速機 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用手動変速機に関し、特に、前進用に6つ、後進用に1つの変速段を有するものに係わる。
従来より、前進用に複数の変速段、後進用に1つの変速段を備えた車両用手動変速機(以下、「M/T」と呼ぶ)として、特許文献1に記載されたものが知られている。このタイプのM/Tでは、エンジンの出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸と、2本の中間軸(第1中間軸及び第2中間軸)と、が互いに平行にハウジングに回転可能に支持されている。
入力軸には、前進用の複数の変速段のそれぞれの駆動ギヤが、入力軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定されている。第1中間軸には、前進用の複数の変速段のうちの一部の複数の変速段(例えば、低速側の複数の変速段)の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前記一部の複数の変速段の被動ギヤが、第1中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。また、第1中間軸には、第1最終駆動ギヤが第1中間軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定されている。
同様に、第2中間軸には、前進用の複数の変速段のうちの残りの複数の変速段(例えば、高速側の複数の変速段)の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前記残りの複数の変速段の被動ギヤが、第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。また、第2中間軸には、第2最終駆動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定されている。
出力軸には、第1、第2最終駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する最終被動ギヤが出力軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定されている。そして、運転者のシフトレバー操作等により選択された前進用の変速段に対応する被動ギヤをその被動ギヤが配置されている中間軸と相対回転不能に固定することで、車両前進時において、選択された前進用の変速段に対応する減速比(=出力軸の回転速度に対する入力軸の回転速度の割合)が得られる。
更には、第1中間軸に配置された1速の被動ギヤには、後進用の駆動ギヤが同軸的に一体固定されている。第2中間軸には、この後進用の駆動ギヤと常時歯合する後進用の被動ギヤが、第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能に配置されている。そして、運転者のシフトレバー操作等により後進が選択されたことに対応して後進用の被動ギヤを第2中間軸と相対回転不能に固定することで、第2中間軸が逆回転し、車両を後進させることができる。
以上、このタイプのM/Tでは、後進用の駆動ギヤ及び後進用の被動ギヤが第1、第2中間軸にそれぞれ配置されることにより、後進用のギヤを配置することのみのための専用の(第3の)回転軸が不要となる。加えて、前進用の複数の変速段の被動ギヤが第1、第2中間軸に分けて配置されることにより、前進用の複数の変速段の被動ギヤの全てが単一の中間軸に同軸的に配置される場合に比して、M/Tの軸方向の全長が短くされ得る。従って、このタイプのM/Tでは、軸方向の全長が短いコンパクトなM/Tが得られる。
特許2543874号
ところで、エンジンが車両の前側に配置された前輪駆動車両(所謂、FF車両)では、通常、エンジン(の出力軸)が車両に対して横向きに配置される。M/Tの入力軸は、クラッチを介してエンジンの出力軸と同軸的に接続される。このため、図22に示すように、エンジンが横向きに配置されたFF車両では、M/Tは、M/Tの軸が車両に対して横向きになるようにクラッチを介してエンジンの横に配置される。即ち、エンジン・クラッチ・M/Tのアッセンブリは、車両のエンジンルーム内において比較的狭い左右のサイドフレーム(図22における斜線で示した部分を参照)間に横向きに配置される。従って、M/Tの軸方向の全長を短縮する要求度合いが非常に高い。
以上より、上述したタイプ(入力軸、出力軸、及び第1、第2中間軸の4本の軸を備えたタイプ)のM/Tは、エンジンが横向きに配置されたFF車両に適している。以下、このタイプのM/Tのうち、前進用に6つの変速段(1速〜6速)を備えたもの(6速M/T)について考える。
近年、車両の衝突安全性の向上、車両の車体剛性の向上等を目的として、車両のサイドフレームの大型化、直線化が進んでいる。このため、図22に示すように、エンジンルーム内において左右のサイドフレーム間の間隔がより狭くなってきている(図22におけるドットで示した部分を参照)。従って、M/Tのハウジングにおけるエンジンと反対側の端部とサイドフレームとの干渉が発生し易くなる。特に、図22に示すように、入力軸、及び第1、第2中間軸におけるエンジンと反対側のそれぞれの端の横方向の位置が略等しい場合、M/Tのハウジングにおけるエンジンと反対側の端部の横方向の位置が前記端部の上下に亘って略一定となり易い。この場合、前記端部の上側及び下側の一方側とサイドフレームとの干渉が発生し易い(図22では、前記端部の上側とサイドフレームとの干渉が発生している)。このような干渉は、第1、第2中間軸の一方の長さ(図22では、第2中間軸の長さ)を特に短くすることにより回避され易くなる。
他方、近年、燃費の向上等を目的として、1速(最低速の変速段)の減速比と6速(最高速の変速段)の減速比の差(比)の増大化(所謂、減速比のワイドレシオ化)も進んでいる。
以上のことを鑑み、本発明の目的は、上述したように入力軸、出力軸、及び第1、第2中間軸の4本の軸を備えたタイプの6速M/Tにおいて、第1、第2中間軸の一方の長さを特に短くすることができ、且つ、減速比のワイドレシオ化が達成できるものを提供することにある。
本発明による車両用手動変速機(6速M/T)は、ハウジングと、入力軸と、第1中間軸と、第2中間軸と、出力軸とを備える。入力軸は、ハウジングに回転可能に支持されるとともにエンジンの出力軸との間で動力伝達系統が形成される軸である。入力軸には、前進用の1〜6速用の駆動ギヤが同軸的且つ相対回転不能にそれぞれ固定されている。
第1中間軸は、入力軸から偏心した位置にて入力軸と平行にハウジングに回転可能に支持されている。第1中間軸には、前進用の1〜4速の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前進用の1〜4速の被動ギヤが同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。加えて、第1中間軸には、第1最終駆動ギヤが同軸的且つ相対回転不能に固定されている。
第2中間軸は、入力軸から偏心し且つ車両への搭載状態にて第1中間軸に対して上方又は下方の位置にて入力軸と平行にハウジングに回転可能に支持されている。第2中間軸には、前進用の5速及び6速の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前進用の5速及び6速の被動ギヤが同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。また、第2中間軸には、前進用の1速の被動ギヤと同軸的に一体回転する後進用の駆動ギヤと常時歯合する後進用の被動ギヤが同軸的且つ相対回転可能に配置されている。更には、第2中間軸には、第2最終駆動ギヤが同軸的且つ相対回転不能に固定されている。
出力軸は、入力軸から偏心した位置にて入力軸と平行にハウジングに回転可能に支持されるとともに駆動輪との間で動力伝達系統が形成される軸である。出力軸には、第1、第2最終駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する最終被動ギヤが同軸的に配置されている。
また、本発明による6速M/Tは、第1〜第4切替機構を備える。第1切替機構では、1速及び2速の被動ギヤが共に第1中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、1速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転不能且つ2速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転可能となる1速状態、及び1速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転可能且つ2速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転不能となる2速状態、のうちの1つが選択的に採用可能となる。1速状態が採用される場合、車両前進時において1速の減速比が得られ、2速状態が採用される場合、車両前進時において2速の減速比が得られる。
第2切替機構では、3速及び4速の被動ギヤが共に第1中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、3速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転不能且つ4速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転可能となる3速状態、及び3速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転可能且つ4速の被動ギヤが第1中間軸に対して相対回転不能となる4速状態、のうちの1つが選択的に採用可能となる。3速状態が採用される場合、車両前進時において3速の減速比が得られ、4速状態が採用される場合、車両前進時において4速の減速比が得られる。
第3切替機構では、5速及び6速の被動ギヤが共に第2中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、5速の被動ギヤが第2中間軸に対して相対回転不能且つ6速の被動ギヤが第2中間軸に対して相対回転可能となる5速状態、及び5速の被動ギヤが第2中間軸に対して相対回転可能且つ6速の被動ギヤが第2中間軸に対して相対回転不能となる6速状態、のうちの1つが選択的に採用可能となる。5速状態が採用される場合、車両前進時において5速の減速比が得られ、6速状態が採用される場合、車両前進時において6速の減速比が得られる。
第4切替機構では、後進用の被動ギヤが第2中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、及び後進用の被動ギヤが第2中間軸に対して相対回転不能となる後進状態、のうちの1つが選択的に採用可能となる。後進状態が採用される場合、第2中間軸が逆回転し、車両を後進させることができる。
本発明による6速M/Tの特徴は、前記4速の駆動ギヤ及び前記5速の駆動ギヤとして、前記入力軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定された単一の駆動ギヤが共用される点(特徴1)、前記第2最終駆動ギヤの歯数が前記第1最終駆動ギヤの歯数よりも大きい点(特徴2)、前記第1中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記4速の被動ギヤ、前記3速の被動ギヤ、前記1速の被動ギヤ、及び前記2速の被動ギヤが配置され、前記第2中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記5速の被動ギヤ、前記6速の被動ギヤ、及び前記後進用の被動ギヤが配置される点(特徴3)にある。
ここにおいて、前記第1中間軸の軸線方向において、前記第1最終駆動ギヤが前記4速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置され得、前記第2中間軸の軸線方向において、前記第2最終駆動ギヤが前記5速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置され得る。
上記(特徴1)によれば、入力軸に同軸的に固定されるギヤの数を1つ減らせることができ、入力軸の長さを短くすることができる。加えて、前記単一の駆動ギヤにより共用される対象となる2つの駆動ギヤの組み合わせとして4速及び5速の駆動ギヤが選択されることで、本発明による6速M/Tが搭載され得る車両の種類(排気量、車格)の範囲が広くなる(この点については後述する)。
また、上記(特徴2)によれば、1速の被動ギヤが配置される第1中間軸と出力軸との間の最終減速比(出力軸の回転速度に対する第1中間軸の回転速度の割合、第1最終減速比)が、6速の被動ギヤが配置される第2中間軸と出力軸との間の最終減速比(出力軸の回転速度に対する第2中間軸の回転速度の割合、第2最終減速比)よりも大きくなる。従って、1速の減速比と6速の減速比の差(比)が大きくなるように設計することが容易となる。即ち、減速比のワイドレシオ化が達成され易くなる。
また、上記(特徴3)によれば、第1、第2中間軸のうち第2中間軸(即ち、車両搭載状態にて上側又は下側の中間軸)の長さが特に短くなるように設定することが容易となる(この点については後述する)。
以上、本発明による、入力軸、出力軸、及び第1、第2中間軸の4本の軸を備えた6速M/Tによれば、第1、第2中間軸のうち第2中間軸(即ち、車両搭載状態にて上側又は下側の中間軸)の長さを特に短くすることができ、且つ、減速比のワイドレシオ化が達成され得る。
上記本発明による6速M/Tにおいては、前記第1中間軸の軸線方向において、前記後進用の駆動ギヤが前記1速の被動ギヤと前記3速の被動ギヤの間に配置されることが好適である。これによれば、後進用の駆動ギヤが1速の被動ギヤと2速の被動ギヤの間に配置される場合に比して、後進用の駆動ギヤと歯合する後進用の被動ギヤの位置がエンジンにより近い側とされ得る。従って、第2中間軸の長さをより一層短くすることができる。
また、本発明による車両用手動変速機(6速M/T)においては、上記(特徴3)に代えて、前記第1中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記3速の被動ギヤ、前記4速の被動ギヤ、前記1速の被動ギヤ、及び前記2速の被動ギヤが配置され、前記第2中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記6速の被動ギヤ、前記5速の被動ギヤ、及び前記後進用の被動ギヤが配置されてもよい。これによっても、上記と同じ作用・効果が奏され得る。
この場合、前記第1中間軸の軸線方向において、前記第1最終駆動ギヤが前記3速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置され、前記第2中間軸の軸線方向において、前記第2最終駆動ギヤが前記6速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置され得る。
また、この場合、前記第1中間軸の軸線方向において、前記後進用の駆動ギヤが前記1速の被動ギヤと前記4速の被動ギヤの間に配置されることが好適である。これによれば、後進用の駆動ギヤが1速の被動ギヤと2速の被動ギヤの間に配置される場合に比して、後進用の駆動ギヤと歯合する後進用の被動ギヤの位置がエンジンにより近い側とされ得る。従って、第2中間軸の長さをより一層短くすることができる。
本発明の実施形態に係る手動変速機を含むエンジン・クラッチ・手動変速機のアッセンブリが、車両のエンジンルーム内において左右のサイドフレーム間に横向きに配置される様子を示した模式図である。 図1に示した手動変速機内の複数のギヤの配置・歯合状態を示した軸方向から見た模式図である。 図2の3−3線に沿って図1に示した手動変速機を切断して得られる断面に対応するニュートラル状態におけるスケルトン図である。 1速状態における図3に対応するスケルトン図である。 1速状態における図2に対応する模式図である。 2速状態における図3に対応するスケルトン図である。 2速状態における図2に対応する模式図である。 3速状態における図3に対応するスケルトン図である。 3速状態における図2に対応する模式図である。 4速状態における図3に対応するスケルトン図である。 4速状態における図2に対応する模式図である。 5速状態における図3に対応するスケルトン図である。 5速状態における図2に対応する模式図である。 6速状態における図3に対応するスケルトン図である。 6速状態における図2に対応する模式図である。 リバース状態における図3に対応するスケルトン図である。 リバース状態における図2に対応する模式図である。 図1に示した手動変速機における各変速段に対応するギヤの配置を示した模式図である。 比較例に係る手動変速機における各変速段に対応するギヤの配置を示した模式図である。 本発明の実施形態の変形例に係る手動変速機における図3に対応するスケルトン図である。 図20に示した手動変速機における各変速段に対応するギヤの配置を示した模式図である。 比較例に係る手動変速機を含むエンジン・クラッチ・手動変速機のアッセンブリが、車両のエンジンルーム内において左右のサイドフレーム間に横向きに配置される様子を示した模式図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両用手動変速機について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る手動変速機M/Tは、前進用に6つ変速段(1速〜6速)、後進用に1つの変速段(リバース)を備えていて、特に、エンジン(の出力軸)が車両に対して横向きに配置されたFF車両に適用される。
図1に示すように、本発明の実施形態に係るM/Tは、入力軸A1、第1中間軸A2、第2中間軸A3、及び出力軸A4の4本の互いに平行な軸を備えていて、車両搭載状態において第2中間軸A3が第1中間軸A2の上方に位置している。このM/Tは、M/Tの軸が車両に対して横向きになるようにクラッチC/Tを介してエンジンE/Gの横に配置される。以下、図2、図3を参照しながらM/Tの構成について説明する。
(構成)
図3に示すように、M/Tでは、入力軸A1、第1中間軸A2、第2中間軸A3、及び出力軸A4の4本の軸が、互いに偏心し且つ平行となるように、ハウジングに固設された複数のベアリング(或いは、ブッシュ)等により回転可能にそれぞれ支持されている。入力軸A1は、クラッチC/Tを介してエンジンE/Gの出力軸と接続されている。出力軸A4は、図示しない接続機構を介して駆動輪(前2輪)と接続されている。
入力軸A1には、エンジンE/G(クラッチC/T)に近い側から順に、4速及び5速の駆動ギヤを兼用する駆動ギヤG45i、3速の駆動ギヤG3i、6速の駆動ギヤG6i、1速の駆動ギヤG1i、及び2速の駆動ギヤG2iが同軸的且つ相対回転不能にそれぞれ固定されている。
第1中間軸A2には、エンジンE/Gに近い側から順に、4速の被動ギヤG4o、3速の被動ギヤG3o、1速の被動ギヤG1o、及び2速の被動ギヤG2oが同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。被動ギヤG4o,G3o,G1o,及びG2oはそれぞれ、駆動ギヤG45i,G3i,G1i,及びG2iと常時歯合している。
また、第1中間軸A2には、4速の被動ギヤG4oよりエンジンE/Gに近い側にて、第1最終駆動ギヤGfi1が同軸的且つ相対回転不能に固定されている。加えて、1速の被動ギヤG1oと3速の被動ギヤG3oの間には、被動ギヤG1oと同軸的に一体回転するリバースの駆動ギヤGRiが配置されている。
第2中間軸A3には、エンジンE/Gに近い側から順に、5速の被動ギヤG5o、6速の被動ギヤG6o、及びリバースの被動ギヤGRoが同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。被動ギヤG5o,G6o,及びGRoはそれぞれ、駆動ギヤG45i,G6i,及びGRiと常時歯合している(GRiとGRoとの歯合については図2を参照)。また、第2中間軸A3には、5速の被動ギヤG5oよりエンジンE/Gに近い側にて、第2最終駆動ギヤGfi2が同軸的且つ相対回転不能に固定されている。第2最終駆動ギヤGfi2の歯数は第1最終駆動ギヤGfi1の歯数よりも大きい。
出力軸A4には、周知の構成の1つを有する差動歯車機構(ディファレンシャル)D/Fのハウジング(筺体)と一体化された最終被動ギヤGfoが同軸的に配置されている。最終被動ギヤGfoは、第1、第2最終駆動ギヤGfi1,Gfi2とそれぞれ常時歯合している(Gfi1とGfoとの歯合、Gfi2とGfoとの歯合については図2を参照)。
また、図3に示すように、M/Tは、第1〜第4切替機構M1〜M4を備えている。M/Tの変速段の切り替えは、第1〜第4切替機構M1〜M4を操作することで達成される。第1〜第4切替機構M1〜M4は、図示しないシフトレバーと第1〜第4切替機構M1〜M4とを繋ぐ図示しない複数のリンク機構を介して、シフトレバーの操作に応じて操作される。
第1切替機構M1は、1速の被動ギヤG1oと2速の被動ギヤG2oとの間に配置されている。第1切替機構M1は、第1中間軸A2と同軸的に一体回転する連結ピース11と、被動ギヤG1oと同軸的に一体回転する連結ピース12と、被動ギヤG2oと同軸的に一体回転する連結ピース13と、第1中間軸A2の軸線方向に同軸的に移動可能に配設されたスリーブ14とを備える。スリーブ14は、上述したリンク機構を介してシフトレバーの操作に応じて操作される。
スリーブ14は、連結ピース11,12,13とスプライン嵌合可能となっている。スリーブ14が連結ピース11のみとスプライン嵌合する非接続状態(図3に示す位置)にある場合、被動ギヤG1o,G2oが共に第1中間軸A2と相対回転可能となる。スリーブ14が連結ピース11及び12とスプライン嵌合する1速状態(図3に示す位置から右へ移動した位置)にある場合、被動ギヤG2oが第1中間軸A2と相対回転可能である一方、被動ギヤG1oが第1中間軸A2と相対回転不能となる。スリーブ14が連結ピース11及び13とスプライン嵌合する2速状態(図3に示す位置から左へ移動した位置)にある場合、被動ギヤG1oが第1中間軸A2と相対回転可能である一方、被動ギヤG2oが第1中間軸A2と相対回転不能となる。以上、第1切替機構M1では、シフトレバー操作により操作されるスリーブ14の位置に応じて、非接続状態、1速状態、及び2速状態のうちの1つが選択的に採用される。
第2、第3切替機構M2,M3は、第1切替機構M1と類似の構成を有するので、これらの詳細な説明を省略する。第2切替機構M2は、3速の被動ギヤG3oと4速の被動ギヤG4oとの間に配置されている。第2切替機構M2は、連結ピース11,12,13、及びスリーブ14にそれぞれ対応する連結ピース21,22,23、及びスリーブ24を備えていて、第2切替機構M2では、シフトレバー操作により操作されるスリーブ24の位置に応じて、非接続状態、3速状態、及び4速状態のうちの1つが選択的に採用される。
第3切替機構M3は、5速の被動ギヤG5oと6速の被動ギヤG6oとの間に配置されている。第3切替機構M3は、連結ピース11,12,13、及びスリーブ14にそれぞれ対応する連結ピース31,32,33、及びスリーブ34を備えていて、第3切替機構M3では、シフトレバー操作により操作されるスリーブ34の位置に応じて、非接続状態、5速状態、及び6速状態のうちの1つが選択的に採用される。
第4切替機構M4は、6速の被動ギヤG6oよりもエンジンE/Gから遠い側に配置されている。第4切替機構M4は、連結ピース11,12,及びスリーブ14にそれぞれ対応する連結ピース41,42,及びスリーブ44を備えていて、第4切替機構M4では、シフトレバー操作により操作されるスリーブ44の位置に応じて、非接続状態、及びリバース状態のうちの1つが選択的に採用される。
(作動)
次に、上記のように構成されたM/Tの作動について説明する。以下、M/Tの各変速段について順に説明していく。
<1速>
シフトレバーが1速に対応する位置に操作されると、図4に示すように、スリーブ14のみが1速状態に操作され、その他のスリーブ24,34,44は非接続状態に操作される。これにより、図5に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G1i→G1o→12→14→11→A2→Gfi1→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、車両前進時において、M/Tの減速比(=出力軸A4の回転速度に対する入力軸A1の回転速度の割合)が1速の減速比GT1に設定される。GT1は、((G1oの歯数)/(G1iの歯数))・GTf1で表わされる。ここで、GTf1は((Gfoの歯数)/(Gfi1の歯数))で表わされる。以下、GTf1を「第1最終減速比」と呼ぶ。
<2速>
シフトレバーが2速に対応する位置に操作されると、図6に示すように、スリーブ14のみが2速状態に操作され、その他のスリーブ24,34,44は非接続状態に操作される。これにより、図7に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G2i→G2o→13→14→11→A2→Gfi1→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、車両前進時において、M/Tの減速比が2速の減速比GT2に設定される。GT2は、((G2oの歯数)/(G2iの歯数))・GTf1で表わされる。GT1>GT2の関係が成立する。
<3速>
シフトレバーが3速に対応する位置に操作されると、図8に示すように、スリーブ24のみが3速状態に操作され、その他のスリーブ14,34,44は非接続状態に操作される。これにより、図9に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G3i→G3o→22→24→21→A2→Gfi1→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、車両前進時において、M/Tの減速比が3速の減速比GT3に設定される。GT3は、((G3oの歯数)/(G3iの歯数))・GTf1で表わされる。GT2>GT3の関係が成立する。
<4速>
シフトレバーが4速に対応する位置に操作されると、図10に示すように、スリーブ24のみが4速状態に操作され、その他のスリーブ14,34,44は非接続状態に操作される。これにより、図11に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G45i→G4o→23→24→21→A2→Gfi1→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、車両前進時において、M/Tの減速比が4速の減速比GT4に設定される。GT4は、((G4oの歯数)/(G45iの歯数))・GTf1で表わされる。GT3>GT4の関係が成立する。
<5速>
シフトレバーが5速に対応する位置に操作されると、図12に示すように、スリーブ34のみが5速状態に操作され、その他のスリーブ14,24,44は非接続状態に操作される。これにより、図13に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G45i→G5o→32→34→31→A3→Gfi2→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、車両前進時において、M/Tの減速比が5速の減速比GT5に設定される。GT5は、((G5oの歯数)/(G45iの歯数))・GTf2で表わされる。ここで、GTf2は((Gfoの歯数)/(Gfi2の歯数))で表わされる。以下、GTf2を「第2最終減速比」と呼ぶ。GT4>GT5の関係が成立する。
<6速>
シフトレバーが6速に対応する位置に操作されると、図14に示すように、スリーブ34のみが6速状態に操作され、その他のスリーブ14,24,44は非接続状態に操作される。これにより、図15に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G6i→G6o→33→34→31→A3→Gfi2→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、車両前進時において、M/Tの減速比が6速の減速比GT6に設定される。GT6は、((G6oの歯数)/(G6iの歯数))・GTf2で表わされる。GT5>GT6の関係が成立する。
<リバース>
シフトレバーがリバースに対応する位置に操作されると、図16に示すように、スリーブ44のみがリバース状態に操作され、その他のスリーブ14,24,34は非接続状態に操作される。これにより、図17に実線で示すギヤ列に示すように、M/T内において、(A1→G1i→G1o→GRi→GRo→42→44→41→A3→Gfi2→Gfo→A4)という動力伝達系統が形成される。この結果、1速〜6速の場合に比して第2中間軸A3が逆回転し、車両が後進する。車両後進時において、M/Tの減速比がリバースの減速比GTRに設定される。GTRは、((G1oの歯数)/(G1iの歯数))・((GRoの歯数)/(GRiの歯数))・GTf2で表わされる。
(作用・効果)
次に、上記のように構成された本発明の実施形態に係るM/Tの作用・効果について説明する。
第1に、このM/Tでは、入力軸A1に同軸的に固定されるべき4速の駆動ギヤ及び5速の駆動ギヤとして、単一の駆動ギヤG45iが共用されている。これにより、以下の作用・効果が奏される。即ち、4速の駆動ギヤと5速の駆動ギヤとが入力軸A1に別個独立して同軸的に配置・固定される場合に比して、入力軸A1に同軸的に固定される駆動ギヤの数を1つ減らせることができる。この結果、入力軸A1の長さを短くすることができる。
加えて、単一の駆動ギヤにより共用される対象となる2つの駆動ギヤの組み合わせとして4速及び5速の駆動ギヤが選択されている。これは以下の理由に基づく。一般に、異なる2つの変速段P,Qの駆動ギヤとして単一の駆動ギヤが共用される場合、変速段P,Qの駆動ギヤが別個独立に配置される場合に比して、変速段Pの減速比及び変速段Qの減速比の大きさの設計における自由度が低くなる。換言すれば、「変速段Pの減速比に対する変速段Qの減速比の割合」の設計の自由度が低くなる。このことは、このM/Tが搭載され得る車両の種類(排気量、車格、エンジンの最大トルク)の範囲が狭くなる恐れがあることを意味する。
これに対し、本発明者は、6速M/Tを備え且つ既に市販されている種々の種類(排気量、車格、エンジンの最大トルク)の車両のそれぞれについて、1速〜6速のうちの2つの変速段P,Qの組み合わせの全てに対して「変速段Pの減速比に対する変速段Qの減速比の割合」を算出した。この結果、1速〜6速のうちの2つの変速段の組み合わせのうち、4速と5速の組み合わせについては、車両の種類(排気量、車格、エンジンの最大トルク)の変化に対する「4速の減速比に対する5速の減速比の割合」のバラツキ範囲が比較的小さいことが判明した。従って、4速の駆動ギヤ及び5速の駆動ギヤとして単一の駆動ギヤG45iが共用されることに起因してこのM/Tが搭載され得る車両の種類(排気量、車格、エンジンの最大トルク)の範囲が狭くなることが極力抑制され得る。
第2に、このM/Tでは、上述のように、第2最終駆動ギヤGfi2の歯数が第1最終駆動ギヤGfi1の歯数よりも大きい。これにより、以下の作用・効果が奏される。即ち、第1中間軸A2と出力軸A4との間の最終減速比(=上記第1最終減速比GTf1)が、第2中間軸A3と出力軸A4との間の最終減速比(=上記第2最終減速比GTf2)よりも大きくなる。加えて、1速(最低速の変速段)の被動ギヤG1oが第1中間軸A2に配置される一方で、6速(最高速の変速段)の被動ギヤG6oが第1中間軸A2とは異なる第2中間軸A3に配置されている。この結果、1速の減速比と6速の減速比の差(比)が大きくなるように設計することが容易となる。即ち、M/T減速比のワイドレシオ化が達成され易くなる。
第3に、このM/Tでは、第1中間軸A2の軸線方向において、車両搭載状態にてエンジンE/Gに近い側から順に、4速の被動ギヤG4o、3速の被動ギヤG3o、1速の被動ギヤG1o、及び2速の被動ギヤG2oが配置され、第2中間軸A3の軸線方向において、車両搭載状態にてエンジンE/Gに近い側から順に、5速の被動ギヤG5o、6速の被動ギヤG6o、及びリバースの被動ギヤGRoが配置されている。これにより、以下の作用・効果が奏される。
上述のように、1速と2速とを切り替える第1切替機構M1が1速の被動ギヤG1oと2速の被動ギヤG2oとの間に配置され、3速と4速とを切り替える第2切替機構M2が3速の被動ギヤG3oと4速の被動ギヤG4oとの間に配置され、5速と6速とを切り替える第3切替機構M3が5速の被動ギヤG5oと6速の被動ギヤG6oとの間に配置され、リバースを選択する第4切替機構M4がリバースの被動ギヤGRoのエンジンE/Gから遠い側の隣に配置されている(図3等を参照)。
従って、図18に示すように、このM/Tは、1速及び2速に関係する領域、3速及び4速に関係する領域、5速及び6速に関係する領域、及びリバースに関係する領域の4つの領域が集まって構成されていると考えることができる。ここで、図18に示すように、リバースに関係する領域は、他の3つの領域に比して軸方向において狭い。これは、第4切替機構M4の構成部品の数が他の3つの各切替機構の構成部品の数に比して少ないこと、並びに、リバースに関係する領域内に含まれる被動ギヤが1枚であるのに対し他の3つの各領域に含まれる被動ギヤが2枚であることに基づく。
加えて、リバースの駆動ギヤGRiが1速の被動ギヤG1oと3速の被動ギヤG3oの間に配置されていること等に起因して、リバースに関係する領域は、エンジンE/Gに極力近い側に配置されている。この結果、図3等に示すように、第1、第2中間軸A2,A3のうち第2中間軸A3(即ち、車両搭載状態にて上側の中間軸)の長さを特に短くすることができる。従って、M/TのハウジングにおけるエンジンE/Gと反対側の端部の上側の横方向の位置を前記端部の下側よりもエンジンE/Gに近い側に設定することができる。
換言すれば、図18に示すように、リバースに関係する領域のエンジンE/Gから遠い側の隣のスペース(図18に斜線で示す領域を参照)を有効活用することができる。この結果、図1に示すように、車両のサイドフレームの大型化、直線化によりエンジンルーム内において左右のサイドフレーム間の間隔がより狭くなってきている状況下においても、M/TのハウジングにおけるエンジンE/Gと反対側の端部の上側とサイドフレームとの干渉が回避され易くなる。
これに対し、図19に示すように、第2中間軸A3の軸線方向において、5速及び6速に関係する領域とリバースに関係する領域とを逆に配置すると、リバースに関係する領域と5速及び6速に関係する領域との間にデッドスペースが不可避的に形成される。この結果、第2中間軸A3の長さを第1中間軸A2の長さに比して短くすることができなくなる。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、第1中間軸A2よりも短い第2中間軸A3が車両搭載状態において第1中間軸A2よりも上方に位置しているが(図2等を参照)、第1中間軸A2よりも短い第2中間軸A3が車両搭載状態において第1中間軸A2よりも下方に位置していてもよい。
また、上記実施形態では、出力軸A4には、ディファレンシャルD/Fのハウジング(筺体)と一体化された最終被動ギヤGfoが同軸的に配置されているが、出力軸A4に、ディファレンシャルD/Fのハウジング(筺体)と一体化されていない最終被動ギヤGfoそのものが同軸的に直接固定されていてもよい。
また、上記実施形態において、第1中間軸A2の軸線方向において3速に関係する部材と4速に関係する部材とを逆に配置し、且つ、第2中間軸A3の軸線方向において5速に関係する部材と6速に関係する部材とを逆に配置した図20及び図21に示した変形例が採用されてもよい。
より具体的には、この変形例では、入力軸A1には、エンジンE/G(クラッチC/T)に近い側から順に、6速の駆動ギヤG6i、3速の駆動ギヤG3i、4速及び5速の駆動ギヤを兼用する駆動ギヤG45i、1速の駆動ギヤG1i、及び2速の駆動ギヤG2iが同軸的且つ相対回転不能にそれぞれ固定されている。
第1中間軸A2には、エンジンE/Gに近い側から順に、3速の被動ギヤG3o、4速の被動ギヤG4o、1速の被動ギヤG1o、及び2速の被動ギヤG2oが同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。被動ギヤG3o,G4o,G1o,及びG2oはそれぞれ、駆動ギヤG3i,G45i,G1i,及びG2iと常時歯合している。
第2中間軸A3には、エンジンE/Gに近い側から順に、6速の被動ギヤG6o、5速の被動ギヤG5o、及びリバースの被動ギヤGRoが同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置されている。被動ギヤG6o,G5o,及びGRoはそれぞれ、駆動ギヤG6i,G45i,及びGRiと常時歯合している。この変形例によっても、上記実施形態と同じ作用・効果が奏され得る。
M/T…手動変速機、E/G…エンジン、C/T…クラッチ、A1…入力軸、A2…第1中間軸、A3…第2中間軸、A4…出力軸、G1i,G2i,G3i,G45i,G6i,GRi…駆動ギヤ、G1o,G2o,G3o,G4o,G5o,G6o,GRo…被動ギヤ、M1〜M4…第1〜第4切替機構、Gfi1,Gfi2…第1、第2最終駆動ギヤ、Gfo…最終被動ギヤ

Claims (6)

  1. 車両のエンジンの出力軸と駆動輪とを結ぶ動力伝達系統に介装され、前進用に6つ、後進用に1つの変速段を有する車両用手動変速機であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに回転可能に支持されるとともに前記エンジンの出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸であって、前進用の1〜6速用の駆動ギヤが入力軸に対して同軸的且つ相対回転不能にそれぞれ固定された入力軸と、
    前記入力軸から偏心した位置にて前記入力軸と平行に前記ハウジングに回転可能に支持される第1中間軸であって、前記前進用の1〜4速の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前進用の1〜4速の被動ギヤが第1中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置され、第1最終駆動ギヤが第1中間軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定された第1中間軸と、
    前記入力軸から偏心し且つ前記車両への搭載状態にて前記第1中間軸に対して上方又は下方の位置にて前記入力軸と平行に前記ハウジングに回転可能に支持される第2中間軸であって、前記前進用の5速及び6速の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前進用の5速及び6速の被動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置され、前記前進用の1速の被動ギヤと同軸的に一体回転する後進用の駆動ギヤと常時歯合する後進用の被動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能に配置され、第2最終駆動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定された第2中間軸と、
    前記入力軸から偏心した位置にて前記入力軸と平行に前記ハウジングに回転可能に支持されるとともに前記駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸であって、前記第1、第2最終駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する最終被動ギヤが出力軸に対して同軸的に配置された出力軸と、
    前記1速及び2速の被動ギヤが共に前記第1中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、前記1速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能且つ前記2速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能となる1速状態、及び前記1速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能且つ前記2速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能となる2速状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第1切替機構と、
    前記3速及び4速の被動ギヤが共に前記第1中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、前記3速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能且つ前記4速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能となる3速状態、及び前記3速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能且つ前記4速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能となる4速状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第2切替機構と、
    前記5速及び6速の被動ギヤが共に前記第2中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、前記5速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転不能且つ前記6速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転可能となる5速状態、及び前記5速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転可能且つ前記6速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転不能となる6速状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第3切替機構と、
    前記後進用の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、及び前記後進用の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転不能となる後進状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第4切替機構と、
    を備え、
    前記4速の駆動ギヤ及び前記5速の駆動ギヤとして、前記入力軸に対して同軸的且つ相対回転不能に前記入力軸に固定された単一の駆動ギヤが共用され、
    前記第2最終駆動ギヤの歯数が前記第1最終駆動ギヤの歯数よりも大きく、
    前記第1中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記4速の被動ギヤ、前記3速の被動ギヤ、前記1速の被動ギヤ、及び前記2速の被動ギヤが配置され、
    前記第2中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記5速の被動ギヤ、前記6速の被動ギヤ、及び前記後進用の被動ギヤが配置された、車両用手動変速機。
  2. 請求項1に記載の車両用手動変速機において、
    前記第1中間軸の軸線方向において、前記後進用の駆動ギヤが前記1速の被動ギヤと前記3速の被動ギヤの間に配置された車両用手動変速機。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の車両用手動変速機において、
    前記第1中間軸の軸線方向において、前記第1最終駆動ギヤが前記4速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置され、前記第2中間軸の軸線方向において、前記第2最終駆動ギヤが前記5速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置された車両用手動変速機。
  4. 車両のエンジンの出力軸と駆動輪とを結ぶ動力伝達系統に介装され、前進用に6つ、後進用に1つの変速段を有する車両用手動変速機であって、
    ハウジングと、
    前記ハウジングに回転可能に支持されるとともに前記エンジンの出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸であって、前進用の1〜6速用の駆動ギヤが入力軸に対して同軸的且つ相対回転不能にそれぞれ固定された入力軸と、
    前記入力軸から偏心した位置にて前記入力軸と平行に前記ハウジングに回転可能に支持される第1中間軸であって、前記前進用の1〜4速の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前進用の1〜4速の被動ギヤが第1中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置され、第1最終駆動ギヤが第1中間軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定された第1中間軸と、
    前記入力軸から偏心し且つ前記車両への搭載状態にて前記第1中間軸に対して上方又は下方の位置にて前記入力軸と平行に前記ハウジングに回転可能に支持される第2中間軸であって、前記前進用の5速及び6速の駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する前進用の5速及び6速の被動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能にそれぞれ配置され、前記前進用の1速の被動ギヤと同軸的に一体回転する後進用の駆動ギヤと常時歯合する後進用の被動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転可能に配置され、第2最終駆動ギヤが第2中間軸に対して同軸的且つ相対回転不能に固定された第2中間軸と、
    前記入力軸から偏心した位置にて前記入力軸と平行に前記ハウジングに回転可能に支持されるとともに前記駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸であって、前記第1、第2最終駆動ギヤとそれぞれ常時歯合する最終被動ギヤが出力軸に対して同軸的に配置された出力軸と、
    前記1速及び2速の被動ギヤが共に前記第1中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、前記1速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能且つ前記2速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能となる1速状態、及び前記1速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能且つ前記2速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能となる2速状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第1切替機構と、
    前記3速及び4速の被動ギヤが共に前記第1中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、前記3速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能且つ前記4速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能となる3速状態、及び前記3速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転可能且つ前記4速の被動ギヤが前記第1中間軸に対して相対回転不能となる4速状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第2切替機構と、
    前記5速及び6速の被動ギヤが共に前記第2中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、前記5速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転不能且つ前記6速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転可能となる5速状態、及び前記5速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転可能且つ前記6速の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転不能となる6速状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第3切替機構と、
    前記後進用の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転可能となる非接続状態、及び前記後進用の被動ギヤが前記第2中間軸に対して相対回転不能となる後進状態、のうちの1つを選択的に採用可能な第4切替機構と、
    を備え、
    前記4速の駆動ギヤ及び前記5速の駆動ギヤとして、前記入力軸に対して同軸的且つ相対回転不能に前記入力軸に固定された単一の駆動ギヤが共用され、
    前記第2最終駆動ギヤの歯数が前記第1最終駆動ギヤの歯数よりも大きく、
    前記第1中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記3速の被動ギヤ、前記4速の被動ギヤ、前記1速の被動ギヤ、及び前記2速の被動ギヤが配置され、
    前記第2中間軸の軸線方向において、前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側から順に、前記6速の被動ギヤ、前記5速の被動ギヤ、及び前記後進用の被動ギヤが配置された、車両用手動変速機。
  5. 請求項4に記載の車両用手動変速機において、
    前記第1中間軸の軸線方向において、前記後進用の駆動ギヤが前記1速の被動ギヤと前記4速の被動ギヤの間に配置された車両用手動変速機。
  6. 請求項4又は請求項5に記載の車両用手動変速機において、
    前記第1中間軸の軸線方向において、前記第1最終駆動ギヤが前記3速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置され、前記第2中間軸の軸線方向において、前記第2最終駆動ギヤが前記6速の被動ギヤよりも前記車両への搭載状態にて前記エンジンに近い側に配置された車両用手動変速機。
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