JP6266758B2 - 常時噛合式ギアボックス、車両パワートレイン及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、ギアのトランスミッションに関し、限定するものではないが、とりわけギアホイールのそれぞれの対（組）により提供される選択可能な複数の速度比を有するトランスミッションに関する。

ギアトランスミッションは、典型的には、動力車両に用いられ、複数の速度比を用いて、必要とされる坂道発進、加速度、最高速度、燃費（燃料経済性）および他の広く知られたファクタに対して、エンジン特性を最も適合させることができる。ギアホイール対は、典型的には、常時噛合式（コンスタントメッシュ）であり、ドッグクラッチを採用するシンクロメッシュ機構を用いて、係合（噛合い）および離脱する。必要とされる速度比のマニュアル選択（手動選択）は一般的であるが、いくつかのギアトランスミッションの変形例は、自動化された支援（アシスト）を受けた選択、または完全自動速度比選択を含む。

良好な加速度および燃費を実現するために、近年、数多くの速度比が採用されており、たとえば前方方向に８段またはそれ以上の速度比が提供されている。このように速度比の数を多くすると、トランスミッションの寸法を不可避的に増大させる傾向があり、これは、利用可能な空間範囲を制限してしまうので、車両設計者にとっては問題である。縦置きトランスミッション（いわゆるノース・サウス配列）における問題点は、とりわけ乗員コンパートメント内への侵入（空間占拠）に関する。

車両設計者の別の目的は、車両の所定空間に構成部品を設計することであり、各車両に求められた特定の属性に適合するように、実質的に共通した基本構成部品が所定空間内で修正される。１つの特定の実施例では、車両トランスミッション等の共通の構成部品は、スポーツカーおよびオフロード走行機能を有する車両の両方において機能することが求められる。基本構成部品は、単純で、これに複数の追加的な部品を有するものであるか、もしくは複雑ではあるが、追加的な部品を省略したものである。

本発明の態様によれば、独立して選択可能な複数の前方速度比を有する常時噛合式ギアボックスであって、入力軸（３１）、出力軸（３５）、および複数の中間軸（３２〜３４）を含む一連の平行回転軸（３１〜３５）を画定するケーシング（２０）と、入力軸、出力軸および複数の中間軸上の複数の回転可能部品の間で駆動力を伝達するギアホイール対とを備える。第１のシャフト（１２）は、複数の中間軸のうちの１つの中間軸上で回転可能であり、第２のシャフト（１４）は、複数の中間軸のうちの別の中間軸上で回転可能である。第１および第２のシャフトは、第１のギアホイール対（６０，８０）を介して直接的に連結され、スリーブ（７４）は、第２のシャフト（１４）上で回転可能であり、スリーブおよび第１のシャフトは、第２のギアホイール対（７５，７６）を介して直接的に連結され、スリーブ（７４）は、その上で第１のギアホイール（７７）が回転するように第１のギアホイールを支持し、第１のギアホイール（７７）は、スリーブとともに回転するように選択的に連結可能であり、入力軸（３１）上の入力シャフト（１１）に駆動係合している。

１つの変形例によれば、独立して選択可能な複数の速度比を有する常時噛合式ギアボックスが提供され、この常時噛合式ギアボックスは、入力軸、出力軸、および３つの中間軸を含む５つの平行回転軸を画定するケーシングと、入力軸、出力軸、および中間軸上の複数の回転可能部品の間で駆動力を伝達するギアホイール対とを備える。

本発明に係るギアボックスは、幅広で短いことを特徴とするものであってもよい。本発明の実施形態に係る特徴は、入力軸と出力軸が互いに位置合わせされることなく、直列トランスミッションの場合、出力軸をエンジンのクランクシャフト中心ラインより低く配置することができ、その結果、乗客用コンパートメントのフロア（床）を低くして、トランスミッショントンネルを無視することができる。

本発明に係る実施形態は、１つの回転方向に第６段、第７段、および第８段の連続的な速度比を提供し、別の回転方向に２段の連続的な速度比を提供する。前方速度比は、先行速度比の６０〜７５％の範囲で許容可能なステップ（差異）を有し、車両ドライバにとって適正な「感覚」を与える。

本発明に係る実施形態の特徴によれば、６段の速度比は、１つの速度比から別の速度比に望み通りに変更するために調整可能な径を有するギアホイール対を含む。

トランスミッションを利用する車両が必要としない場合、使用時、１段または２段の速度比を省略して、別の速度比に必要でなければ、ギアホイール及びギア選択部品を省略してもよい。

本発明に係る実施形態において、１段または２段の速度比は、低速の速度比として説明され、車両の低速走行時に使用することを意図したものであってもよい。車輛軸の適当な最終的な駆動比を選択すると、これらの低速度比をオフロード車両に適したものとすることができる。

本発明に係る実施形態によれば、一般に、より大きい速度比は、より小さい速度比に比して、ギアトランスミッショントレイン内のより数少ないギアホイールを含み、大きい車両速度で走行しているときのギアノイズのリスクを低減するトランスミッションが提供される。すなわち、前方８段の実施形態では、より大きい６段の速度比は、最も小さい２段の速度比に比して、より数少ないギアホイールを含む。

本発明に係る実施形態の特徴は、中間シャフト上で回転可能なスリーブである。

１つの態様によれば、独立して選択可能な複数の前方速度比を有する常時噛合式ギアボックスが提供され、この常時噛合式ギアボックスは、入力軸、出力軸、および複数の中間軸を含む一連の平行回転軸を画定するケーシングと、入力軸、出力軸および複数の中間軸上の複数の回転可能部品の間で駆動力を伝達するギアホイール対とを備える。第１のシャフトは、複数の中間軸のうちの１つの中間軸上で回転可能であり、第２のシャフトは、複数の中間軸のうちの別の中間軸上で回転可能である。第１および第２のシャフトは、第１のギアホイール対を介して直接的に連結され、スリーブは、第２のシャフト上で回転可能であり、スリーブおよび第１のシャフトは、第２のギアホイール対を介して直接的に連結される。

スリーブは、追加的なギアオプションを可能にし、トルクは短いトランスミッション内を伝達する。

ギアホイール装置の態様は、本願に添付されたクレームに列挙されている。

１つの実施形態において、スリーブは、その両端に隣接する転動体ベアリングにより支持され、一方の転動体ベアリングがケーシングに係合し、他方の転動体ベアリングが第２のシャフトに係合する。１つの実施形態に係る他方の転動体ベアリングは、第２のシャフトと第２のギアホイールとの間に配置され、第２のギアホイールは、スリーブ上で軸受けされる。

本発明に係る実施形態によれば、入力軸は出力軸に位置合わせされないため、一般的な縦置きエンジンの形態を有する後輪駆動車両において、比較的に低い位置に出力シャフト（プロペラシャフト）を配置することができる。出力シャフトを低い位置に配置したことにより、出力シャフトを乗員空間内にできるだけ侵入させないようにすることができる。縦置きエンジンの形態を有する前輪駆動車両において、出力シャフトを低い位置に配置したことにより、駆動シャフトの過剰な角度を回避しながら、前輪を駆動する上で都合がよい。

出力軸上のディファレンシャルギアは、対向する車両軸すなわち典型的には前輪軸および後輪軸に駆動力を与えることができる。本発明に係る実施形態によれば、車両軸に伝達される駆動力は、出力軸の半径方向外側にある６番目の平行軸上にある。出力軸と６番目の平行軸との間の駆動手段は、ギアホイールまたはチェーン／ベルトおよびスプロケットを含んでもよい。こうした構成は、車両の前輪軸のための前方低速駆動軸を提供し、フロント実装エンジンの通常のプロペラシャフト（推進シャフト）の通過を容易にするものである。

本発明に係るトランスミッションは、単一のケーシング内に搭載された１段または２段のきわめて小さい速度比を有する。きわめて小さい速度比とは、高速道路上のみでの走行のために設計された車両が利用する速度比（典型的には２０：１程度で、および／または前方速度比が１５を超える速度比）に比べて全体的により小さいということを意味する。こうした速度比は、典型的には、４輪駆動オフロード車両の選択可能なトランスファボックスにより実現される。

本願の範疇において、上記段落、クレーム、および／または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。たとえば１つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。

添付図面を参照しながら、本発明に係る１つまたはそれ以上の実施形態について、単なる具体例として以下説明する。
本発明の１つの実施形態に係るトランスミッションの一方の軸方向の端部を示す概略的な正面図である。 図１のトランスミッションの変形例を示す斜視図である。 すべてのシャフト軸を同一平面上で示す図２のトランスミッションの展開断面図である。 図３の上側部分の拡大断面図である。 図３の下側部分の拡大断面図である。 図２のマニュアル形態のトランスミッションの例示的なギアシフトパターンを示す。 本発明の実施形態に係る４輪駆動車両の縦置きエンジン形態のトランスミッションの概略図である。

本発明の１つの実施形態に係るトランスミッションは、図１および図２に示すように、トランスミッションケーシング（ここでは図示せず）内で回転するように支持された平行軸を有する５つのシャフトを有する。これらのシャフトは、入力シャフト（インプットシャフト、入力軸）１１、低速レイシャフト（低速副軸）１２、高速レイシャフト（高速副軸）１３、反転レイシャフト（反転副軸）１４、およびプライマリ出力シャフト（プライマリアウトプットシャフト、出力主軸）１５を有する。任意的には、２つの車両軸を駆動する必要がある場合に特に、第６番目の平行シャフトとしてセカンダリ出力シャフト（出力副軸）１６を有してもよい。「プライマリ」出力シャフト１５および「セカンダリ」出力シャフト１６は、単独または組みあわせて用いてもよく、単一の駆動軸で十分な場合には、一方の出力シャフトに対する駆動連結を省略してもよい。すなわち車両のトランスミッションは、異なる実施形態において、前輪駆動、後輪駆動、または四輪駆動を提供することができる。

低速レイシャフトおよび高速レイシャフトは、より大きいまたはより小さい速度比に関連するシャフトを意味し、必ずしも高速または低速で回転することを意味するものではない。

シャフト１１〜１５は、常時噛合式（コンスタントメッシュ）ギアホイールの対（組）を支持し、各シャフトに係合（噛合い）または離脱して、トランスミッションを介して駆動力を伝達する。各ギアホイールの歯数および歯形状は、広く知られたパラメータに従って選択され、それ自体は本発明の一部を構成するものではない。後述の明細書から明らかなように、ギアホイールの各対の相対的な径は、適当な速度比、および特に隣接する速度比の間で許容可能なステップ（段差）が得られるように選択される。広く知られた原理に基づき、伝達されるトルク、スラスト負荷、ベアリング寿命、およびその他の周知のファクタを考慮して、シャフトをトランスミッションケーシング内で支持するために、ローラおよびベアリングが設けられる。

図１に示すように、プライマリ出力シャフト１５とセカンダリ出力シャフト１６との間駆動力は、所望の回転方向を維持するために、チェーンまたはベルト１７を用いて伝達される。矢印１８は入力トルクの方向を示し、矢印１９は出力トルクの方向を示し、出力トルクは、いずれか一方の回転方向（すなわち車両の前進方向または後進方向）を有する。

図１から容易に理解されるように、このトランスミッションの特徴は、レイシャフト１２，１３および反転シャフト１４がプライマリ出力シャフト１５を直接的に駆動することができる点にある。

これらのシャフトは、図１および図２に示すようにトランスミッションケーシング内に配置される。ただし、さらなる説明のために、図３には、すべてのシャフトが同一平面内にあるときの展開縦断面が示されている。各シャフトのベアリングに対する支持を示すためのケーシングを破線で示す。

図３に示すトランスミッションの主な特徴は、以下の通りである。
・４つの平面上にある複数のシャフトの間に選択可能なギア対が設けられている。
・レイシャフト１２，１４を連結するギアホイールのために（図中の）左側に５番目の平面が画定され、出力シャフト１５を直接的に駆動するギアホイールのために（図中の）右側に６番目の平面が画定される。
・５組の両側動作ギアセレクタ（double acting gear selectors）２１〜２５が設けられ、各両側動作ギアセレクタは、典型的には、従来型の常時噛合式の連結を採用している。
・両方の出力シャフト１５，１６を有する全輪駆動の実施例が図示され、プライマリ出力シャフト１５は、トランスミッションケーシング（車両の中央ディファレンシャル）内にディファレンシャルギア（差動ギア）２６を有する。
・低速レイシャフト１２は、１段〜４段の低速ギア比を有するトルク伝達経路を構成し、高速レイシャフト１３は、５段および６段の高速ギア比を有するトルク伝達経路を構成する。
・出力シャフト１５の回転方向を反転させるために、反転シャフト１４を介して、やや一般的なバックギア比（反転ギア比）が得られる。
・詳細後述するように、２つの追加的なきわめて小さい低速ギア比、および追加的な反転ギア比が設けられる。
・これらのシャフトは平行軸３１〜３６上に配置される。軸３５，３６は、図３には同軸上に配置されているように図示されているが、実際には同軸上に配置されていない。

図４を参照すると、入力シャフト１１は、トランスミッションケーシングを貫通して入力側２７に突出し、摩擦クラッチのドリブンプレート（被駆動板、図示せず）の雌スプラインに駆動連結される雄スプライン４１を有し、この構成は一般的なものである。転動体ベアリング４２，４３は、トランスミッションケーシング２０内で入力シャフトの回転を支持するものである。

回転する入力シャフト上には、５つのギアホイール４４〜４８が設けられている。ギアホイール４４〜４７はそれぞれ、前方方向の２段、１段、４段、および３段の速度比に対応する。図示したように、ギアホイール４４はシャフト１１と一体のものである一方、ギアホイール４５〜４８は、複数のスプラインまたはキー溝を介してシャフト１１上をスライド移動し、たとえばサークリップ（止め輪）等を用いて、任意の適当な手法により固定されるものである。ギアホイール４４〜４８は、常時、入力シャフトとともに回転するように接続されている。

低速レイシャフト１２も同様に、トランスミッションケーシング２０内の両端部で転動体ベアリング５２，５３により支持されており、前方方向の２段、１段、４段、および３段の速度比を実現するための相手ギアホイール（メイトギアホイール）５４〜５７を有する。

相手ギアホイール５４，５５，５７はそれぞれダブルギアホイールであり、異なる径を有し、一体に回転するように連結された並行配置されたギアホイールからなる。すなわちギアホイール５４はギアホイール５８に対応し、ホイール５５はギアホイール５９に対応し、ホイール５７はギアホイール６０に対応する。各ダブルギアホイールは、単一部材から製造されるものであってもよいし、または組み立てられたものであってもよい。

ギアホイール５４〜５７は、低速レイシャフト１２に対して自由に回転可能であるが、これと一体に回転させるために、対応する両側動作する常時噛合式セレクタ２１，２２を用いて連結することができる。理解されるように、常時噛合式ギアホイールシステムは、１つのギアホイールを未連結位置から（図中の）右または左方向に移動させることによりそれぞれのシャフトに同時に連結させるための速度シンクロナイザ（速度同調装置）およびドッグクラッチを備える。セレクタ２１はギアホイール５４，５５の間に配置され、セレクタ２２は、ギアホイール５６，５７の間に配置される。ギアホイール４８とギアホイール６０は、近接しているが、噛合っていない。

高速レイシャフト１３は、トランスミッションケーシング２０内で転動体ベアリング６２，６３により支持されており、独立して回転可能なギアホイール６４，６５を有し、これらのギアホイールは、入力シャフト１１のギアホイール４６，４８とそれぞれ係合する。ギアホイールの対（組）４６，６４およびギアホイールの対（組）４８，６５はそれぞれ、前方方向の６段および５段の速度比を実現し、常時噛合式セレクタ２３は、要求に応じてレイシャフト１３とともに回転する１つまたはその他のギアホイールの対（組）を連結するために設けられている。

低速レイシャフト１２および高速レイシャフト１３はともに、一体に回転するように連結された出力ギアホイール６６，６７を有し、出力シャフト１５の最終的な駆動ギアホイール６９に係合する（噛合う）。

反転レイシャフト１４は、トランスミッションケーシング内で転動体ベアリング７２，７３により支持されている。また反転レイシャフト１４は、一体に回転するように連結された出力ギアホイール６８を有し、最終的な駆動ギアホイール６９に係合する（噛合う）。

図示のように、回転可能なスリーブまたはマフ７４は、反転レイシャフト１４上に設けられ、伝達ギアホイール対７５，７６を介して、低速レイシャフト１２に直接的に連結される。この伝達ギアホイール対は入力側２７にあり、出力ギアホイール対は出力側２８にある（図３参照）。

スリーブまたはマフ７４は、反転レイシャフト１４の軸と同軸上にあり、この軸の周りで回転するようにギアホイール７７，７８を支持する。ギアホイール７７，７８はそれぞれ、低速レイシャフト１２のギアホイール５８，５９と噛み合う。両側動作する常時噛合式セレクタ２４は、要求に応じて、スリーブまたはマフ７４とともに回転するようにギアホイール７７，７８を連結するものである。

最も内側にあるギアホイール７８は、常時噛合式セレクタ２５の一方の側部を介して、反転シャフト１４に連結することができる。図示のように、スリーブ７４に対して転動体ベアリング７９，８１が配設されている。

常時噛合式セレクタ２５の他方の側部は、反転シャフト１４の回転自在の（遊転）ギアホイール８０を低速レイシャフト１２のギアホイール６０に連結するように動作可能である。

出力シャフト軸３５は、最終的な駆動ギアホイール６９の回転軸を画定する。図示された実施形態では、ギアホイール６９は、矢印９２，９３で示す反対方向の出力を有する一般的なディファレンシャルギア９０のケーシング９１に固定されている。

使用時、一般的なディファレンシャルギア内で係合した適当な駆動シャフトが、それぞれの軸に実装されたディファレンシャルギア（図示せず）を介して車両の前輪および後輪のそれぞれに駆動力を伝達する。こうした構成は一般的なものである。

図示された実施形態では、前方出力９２はスプロケット９４に接続され、スプロケットは第２の出力シャフト１６の第２の出力軸３６上の別のスプロケット９５を駆動する。

スプロケット９５は、トランスミッションケーシング内で転動体ベアリング９７，９８により支持されている。

また図２は、最終的な駆動出力を、車両の前輪および後輪の各駆動軸に付随するプロペラシャフト（推進シャフト）１０３，１０４に連結するための適当な自在駆動ジョイント１０３，１０４を図示している。

後輪のみの駆動が必要な場合、前輪駆動出力９３に付随する構成部品とともにディファレンシャル９０を省略してもよく、最終的な駆動ギア６９は、自在駆動ジョイント１０２に連結するために適当な出力シャフトに直接的に連結してもよい。

前輪のみの駆動が必要な場合、後輪駆動出力９２に付随する構成部品とともにディファレンシャル９０を省略してもよく、最終的な駆動ギア６９は、任意の適当な手法でスプロケット９４に直接的に連結してもよく、同軸上の自在駆動ジョイント１０１に駆動力を直接的に連結してもよい。

図１〜図５に示すトランスミッションは、以下の内部速度比を提供する。以下の説明において、特に言及しなければ、すべてのセレクタ２１〜２５は中間位置にあって（駆動状態になく）、トランスミッションがニュートラル状態にあることを前提とする。

以下の６つの連続した前方速度比が提供される。
・第１段の速度比
セレクタ２１を右方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４５，５５、低速レイシャフト１２、および出力ギアホイール６７，６９を介して伝達される。
・第２段の速度比
セレクタ２１を左方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４４，５４、低速レイシャフト１２、および出力ギアホイール６７，６９を介して伝達される。
・第３段の速度比
セレクタ２２を右方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４７，５７、低速レイシャフト１２、および出力ギアホイール６７，６９を介して伝達される。
・第４段の速度比
セレクタ２２を左方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４６，５６、低速レイシャフト１２、および出力ギアホイール６７，６９を介して伝達される。
・第５段の速度比
セレクタ２３を右方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４８，６５、高速レイシャフト１３、および出力ギアホイール６６，６９を介して伝達される。
・第６段の速度比
セレクタ２３を左方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４６，６４、高速レイシャフト１３、および出力ギアホイール６６，６９を介して伝達される。

理解されるように、第４段の速度比および第６段の速度比は、共通の駆動ギアホイール４６を利用しており、相互依存する場合を除いて、それぞれの速度比は、各ギアホイール対の径を変更することにより調整することができる。さらに軸３１〜３３により、ギアホイール径および速度比を調整することができる。

１つの実施形態では、以下の速度比を実現することができる。
第１段の速度比：１７．７４，第２段の速度比：１０．８２，第３段の速度比：７．１３
第４段の速度比： ５．０８，第５段の速度比： ３．７５，第６段の速度比：２．７８

さらに以下の極度に低速の２つの速度比を実現することができる。
・Ｌ１段の速度比
セレクタ２４を右方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４５，５５、ギアホイール対５９，７８、マフ（スリーブ）７４、ギアホイール対７５，７６、低速レイシャフト１２、および出力ギアホイール６７，６９を介して伝達される。
・Ｌ２段の速度比
セレクタ２４を左方向に移動させると、駆動力は、入力シャフト１１、ギアホイール対４４，５４、ギアホイール対５８，７７、マフ（スリーブ）７４、ギアホイール対７５，７６、低速レイシャフト１２、および出力ギアホイール６７，６９を介して伝達される。

ギアホイール対４５，５９およびギアホイール対４４，５８のそれぞれの径を変更し、反転シャフト軸３４の相対的な配置位置を変えることにより、極度に低速の速度比を調整することができる。この実施形態では、低速ギアシャフト上のギアホイールは遊動状態である。

１つの実施形態では、以下の極度に小さい速度比を提供することができる。
Ｌ１段の速度比：４３．８３， Ｌ２段の速度比：２７．１９

すなわち連続した８段の前方速度比を実現することができる。セレクタ２１〜２４の動作は、マルチプル「Ｈ」型の一般的なシフトパターンと置換可能であり、すなわちギアレバーの１つの方向の動作は、左方向のセレクタ動作（Ｌ２段、第２段、第４段、第６段の速度比）に相当し、反対方向の動作は、右方向のセレクタ動作（Ｌ１段、第１段、第３段、第５段の速度比）に相当する。

一般的な従来式の逆回転速度比は、セレクタ２５を右方向に移動させることにより実現することができる。駆動力は、入力シャフト１１、一連のギアホイール４７，６０，８０、反転レイシャフト１４、および出力ギアホイール６８，６９を介して伝達される。これらの追加的なギアホイール駆動力を反転させることができる。

小さい逆回転速度比は、セレクタ２５を左方向に移動させることにより実現することができる。駆動力は、入力シャフト１１、一連のギアホイール４５，５９，７８、反転レイシャフト１４、および出力ギアホイール６８，６９を介して伝達される。

１つの実施形態では、以下の連続した小さい逆回転速度比を実現することができる。
Ｒ１段の速度比：３５．７９， Ｒ２段の速度比：１７．６

Ｒ２段の速度比は、第１段の速度比とほぼ同じであるので、一般的なマニュアルトランスミッションの感覚に相当する。この比は、ギアホイール６０，８０の相対的な大きさを変えることにより調整することができる。

Ｒ１速度比は、ギアホイール５９，７８の適当な径を選択することにより変えることができる。

逆回転速度比を実現するには、セレクタ２５を反対方向に移動させる必要があり、「Ｈ」型のマニュアルシフトパターンとも互換性がある。Ｒ２段の速度比の選択時、低速ギアシャフト上のギアホイールは遊動状態である。適当なシフトパターンを図６に示す。リバースシフトは、任意の適当な面に設けることができ、第５段および第６段の速度比の右側に図示され、択一的にはＲ１段およびＲ２段の速度比の左側にあってもよい。

トランスミッションは、前方に８段の速度比と後方に２段の速度比を有し、各前方速度比間の許容可能な差異は、６０〜７５％のステップ（段差）を含む。

理解されるように、このトランスミッションの特徴は、３つのレイシャフト１２〜１４が出力シャフト１５に常時連結駆動される点にある。すなわち３つのレイシャフトのうちの任意の１つのレイシャフトを介して駆動力を伝達させることにより、他の２つのレイシャフトを被駆動状態（ドリブン状態）にすることができる。上記説明した実施形態で選択した比を用いて、一般的なエンジン速度（たとえば７０００回転／分）に対して、個々のギアホイールの速度を許容可能な設計限度内に維持することができる。

本発明に係るトランスミッションは、前方に８段の速度比と後方に２段の速度比を有するが、必ずしもそうでなくてもよい。たとえばオンロード仕様に限定される場合、単一の逆回転速度比（Ｒ２）だけで十分であり、オフロード仕様の場合には、逆回転のＲ１段およびＲ２段の速度比を設けてもよい。ギアホイール５９，７８を外して、セレクタ２５を単一方向に動作させることにより、Ｒ１段の速度比を省略してもよい。

同様に、オンロード仕様に限定して、（Ｒ１段の速度比を省略してＬ２段の速度比を維持したと仮定した場合）ギアホイール５９，７８を外すことにより、Ｌ１段の速度比のみ、またはＬ１段のおよびＬ２段の速度比の両方を省略してもよい。

ギアホイール５８，７７を外すことにより、Ｌ２段の速度比を省略する。Ｌ２段の速度比を省略した場合、Ｌ１段の速度比はほとんど確実に必要とされないので、ギアホイール５９，７８およびギアホイール７５，７６を外してもよい。この構成では、Ｒ１段の速度比はほとんど確実に必要とされないので、セレクタ２４とともにマフ７４を外すことができる。

当然に理解されることではあるが、上記説明した第５段および第６段の速度比を省略し、Ｌ１段およびＬ２段の速度比を維持したことにより、速度比に関して異なる称呼（名称）が付される場合がある。すなわち順次的な範囲であるＬ１段、Ｌ２段、第１段、第２段、第３段、第４段の速度比は、第１ないし第６段の速度比と云う場合がある。この構成において、高速レイシャフト１３ならびにこれに付随するセレクタ２３、ギアホイール対４６，６４、ギアホイール対４８，６５、および出力ギアホイール６６を省略する（外す）ことができる。

同様に、６速トランスミッションは、Ｌ２段、第１段、第２段、第３段、第４段、第５段の速度比を有し、７速トランスミッションは、Ｌ１段、Ｌ２段、第１段、第２段、第３段、第４段、第５段の速度比、またはＬ２段、第１段、第２段、第３段、第４段、第５段、第６段の速度比を有してもよい。これらのすべての組み合わせは、必ずしも直ちに有用と考えられるものではないが、考案される８速トランスミッションケーシングが適用できない場合には実用的である。すなわち、１つまたはそれ以上の前方および後方の速度比を省略することにより、他のギアホイールの外形形状にケーシングをより密接に構成して、全体的な大きさを小さくすることができる。

本発明の注目すべき特徴は、出力シャフトが入力シャフトに位置合わせされない点にある（図１参照）。すなわち、（クランクシャフトのスィング動作に起因して）一般的な内燃エンジンの入力軸３１が比較的に高い位置にレベルにあるので、出力軸３５，３６を比較的に低い位置に配置することができ、プロペラシャフトをより浅い角度で操作させつつ、乗客居住空間の侵食（占拠）を防止する上で有用である。こうした構成により、プロペラシャフトをより簡便に配設することができる。

さらに別の特徴は、中央ディファレンシャルギア（差動ギア）２６を、出力軸３５，３６がある比較的に低い位置においてトランスミッションケーシング内に搭載することができる点にある。このように搭載することで、別のディファレンシャルギアを異なるトランスミッションケーシングに搭載する場合に生じる累積公差を回避することができる。

図７は、トランスミッション１１１、前輪プロペラシャフト１１２ならびに後輪プロペラシャフト１１３、前輪軸ならびに後輪軸、および車輪１１６を備えた直列型エンジン構造１１０を示す。

１１…入力シャフト（インプットシャフト）、１２…低速レイシャフト（低速副軸）、１３…高速レイシャフト（高速副軸）、１４…反転レイシャフト（反転副軸）、１５…プライマリ出力シャフト（プライマリアウトプットシャフト）、１６…セカンダリ出力シャフト、１８…入力トルク方向、１９…出力トルク方向、２０…トランスミッションケーシング、２１〜２５…ダブルギアセレクタ、２６…ディファレンシャルギア（差動ギア）、２７…入力側、２８…出力側、３１〜３６…平行軸、４１…雄スプライン、４２，４３…転動体ベアリング、４４〜４８…ギアホイール、５２，５３…転動体ベアリング、５４〜５７…相手ギアホイール（メイトギアホイール）、６０…ギアホイール、６２，６３…転動体ベアリング、６４，６５…ギアホイール、６６，６７…出力ギアホイール、６８…出力ギアホイール、６９…最終的な駆動ギアホイール、７４…回転可能なスリーブまたはマフ、７７，７８…ギアホイール、７９，８１…転動体ベアリング、９０…ディファレンシャルギア、９１…ケーシング、９２…前方出力、９４，９５…スプロケット、９７，９８…転動体ベアリング、１０１，１０２…自在駆動ジョイント、１０３，１０４…プロペラシャフト（推進シャフト）、１１０…直列型エンジン構造、１１１…トランスミッション、１１２…前輪プロペラシャフト、１１３…後輪プロペラシャフト、１１６…車輪。

Claims (15)

1. 独立して選択可能な複数の前方速度比を有する常時噛合式ギアボックスであって、
   入力軸線（３１）、出力軸線（３５）、および複数の中間軸線（３２〜３４）を含む一連の平行回転軸線（３１〜３５）を画定するケーシング（２０）と、
   入力軸線、出力軸線および複数の中間軸線に同軸である複数の回転可能部品の間で駆動力を伝達するギアホイール対とを備え、
   第１のシャフト（１２）は、複数の中間軸線のうちの１つの中間軸線に同軸に回転可能であり、
   第２のシャフト（１４）は、複数の中間軸線のうちの別の中間軸線に同軸に回転可能であり、
   第１および第２のシャフトは、第１のギアホイール対（６０，８０）を介して直接的に連結され、
   スリーブ（７４）は、第２のシャフト（１４）上で回転可能であり、
   スリーブおよび第１のシャフトは、第２のギアホイール対（７５，７６）を介して直接的に連結され、
   スリーブ（７４）は、その上で第１のギアホイール（７７）が回転するように第１のギアホイールを支持し、
   第１のギアホイール（７７）は、スリーブとともに回転するように選択的に連結可能であり、入力軸線（３１）に同軸である入力シャフト（１１）に駆動係合していることを特徴とする常時噛合式ギアボックス。
2. 第１のギアホイール（７７）は、第１のシャフト（１２）上で回転可能な第１の遊動ギアホイール（５４，５８）を介して入力シャフト（１１）に常時駆動係合していることを特徴とする請求項１に記載の常時噛合式ギアボックス。
3. 第１の遊動ギアホイール（５４，５８）は、並行に配置され、互いに異なる径を有するギア側面形状を含むダブルギアホイールを有し、
   一方のギア側面形状が入力部を有し、他方のギア側面形状が出力部を有することを特徴とする請求項２に記載の常時噛合式ギアボックス。
4. 第１の遊動ギアホイール（５４，５８）は、第１のシャフト（１２）とともに回転するように選択可能に連結可能であることを特徴とする請求項３に記載の常時噛合式ギアボックス。
5. スリーブ（７４）は、その上で第２のギアホイール（７８）が回転するように第２のギアホイールを支持し、
   第２のギアホイール（７８）は、スリーブとともに回転するように連結可能であり、入力シャフト（１１）に駆動係合していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の常時噛合式ギアボックス。
6. 第２のギアホイール（７８）は、第１のシャフト（１２）上で回転可能な第２の遊動ギアホイール（５５，５９）を介して入力シャフト（１１）に常時駆動係合していることを特徴とする請求項５に記載の常時噛合式ギアボックス。
7. 第２の遊動ギアホイール（５５，５９）は、並行に配置され、互いに異なる径を有するギア側面形状を含むダブルギアホイールを有し、
   一方のギア側面形状が入力部を有し、他方のギア側面形状が出力部を有することを特徴とする請求項６に記載の常時噛合式ギアボックス。
8. 第２の遊動ギアホイール（５５，５９）は、第１のシャフト（１２）とともに回転するように選択可能に連結可能であることを特徴とする請求項７に記載の常時噛合式ギアボックス。
9. 第１および第２の遊動ギアホイールは、両側動作する常時噛合式カプラ（２１）を介して第１のシャフトに択一的に連結可能であることを特徴とする請求項８に記載の常時噛合式ギアボックス。
10. 第１および第２のギアホイール（７７，７８）は、両側動作する常時噛合式カプラ（２４）を介してスリーブ（７４）に択一的に連結可能であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１に記載の常時噛合式ギアボックス。
11. 第２のギアホイール（７８）は、常時噛合式カプラ（２５）を介して第２のシャフトに連結可能であることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか１に記載の常時噛合式ギアボックス。
12. スリーブ（７４）は、第１の転動体ベアリング（８１）により支持され、両側動作する常時噛合式カプラ（２４）を介して第２のギアホイール（７８）に接続され、
    第２のギアホイール（７８）は、第２の転動体ベアリング（７９）により支持され、
    第１と第２の転動体ベアリング（７９，８１）は、前記スリーブ（７４）の端部に隣接し、
    第１の転動体ベアリング（８１）がケーシング（２０）に係合し、第２の転動体ベアリング（７９）が第２のシャフト（１４）に係合することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１に記載の常時噛合式ギアボックス。
13. 第２の転動体ベアリング（７９）は、第２のシャフト（１４）と第２のギアホイール（７８）との間に配置され、
    第２のギアホイール（７８）は、スリーブ（７４）上で軸受けされることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか１を引用する請求項１２に記載の常時噛合式ギアボックス。
14. 請求項１〜１３のいずれか１に記載の常時噛合式ギアボックスを備えた車両パワートレイン。
15. 請求項１〜１３のいずれか１に記載の常時噛合式ギアボックスを備えた車両。

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