JP7166735B2

JP7166735B2 - 車両用変速機

Info

Publication number: JP7166735B2
Application number: JP2019052087A
Authority: JP
Inventors: 堅一渡邊; 徹竹内
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP2020153434A

Description

本発明は、車両用変速機に関する。

特許文献１には、複数の変速段を達成する主変速部と、プラネタリギヤからなる入力変速部と、入力変速部の２つの要素を主変速部の異なる回転要素に連結する手段として第１軸と第２軸および３つの摩擦要素を備える車両用変速機が開示されている。

特開２００４－１００９４１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、入力変速部内の湿式多板クラッチが３つもあり、重量、サイズ等が大きくなり、不利である。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、コスト増加を抑制し、コンパクトな車両用変速機を提供することを目的とする。

本発明の車両用変速機では、駆動源に連結する遊星ギヤを有する入力変速部と複数のギヤセットを有する主変速部を備え、入力変速部は、遊星ギヤの第１回転要素と連結する第１締結手段と、第２回転要素と連結する第２締結手段とを有し、第１締結手段および第２締結手段の締結の切替えによって、駆動源からの回転を２段に変速して、第１回転軸または第２回転軸から主変速部に出力し、主変速部は、内部で第１回転軸と第２回転軸とを連結可能に形成したことを特徴とする。

よって、本発明の車両用変速機では、重量、サイズ等の増加を抑制し、コンパクトな車両用変速機を提供することができる。

実施形態１の車両用変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。実施形態１のギヤトレインの作動図表である。実施形態１のギヤトレインの速度線図である。

［実施形態１］
図１は、実施形態１の車両用変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。
図１に基づき、車両用変速機１の構成を説明する。

[構成]
車両用変速機１は、入力変速部２と主変速部３を備えている。
入力変速部２は、遊星ギヤ４と、第１クラッチ（第１締結手段）５、第２クラッチ（第２締結手段）６および主変速部３へ駆動力を伝達する内外二重の第１回転軸８と第２回転軸９を備えている。
遊星ギヤ４のサンギヤ４Ｓは、変速機ケースＣに固定され、リングギヤ４Ｒは、入力軸２５に常時連結し、入力軸２５はエンジンあるいは電動モータ等の駆動源２３に常時連結している。
また、リングギヤ（第２回転要素）４Ｒは、湿式多板クラッチ（第２クラッチ）６を介して第２回転軸９に連結可能とされ、ピニオンギヤを支持するキャリア（第１回転要素）４Ｃは、湿式多板クラッチ（第１クラッチ）５を介して第１回転軸８に連結可能とされている。
すなわち、リングギヤ４Ｒは駆動源２３の回転と同一回転（Ｈｉｇｈギヤ比）を、第２クラッチ６の締結により、第２回転軸９へ伝達し、キャリア４Ｃは駆動源２３の回転を減速（Ｌｏｗギヤ比）して、湿式多板クラッチ５の締結により、第１回転軸８へ伝達することで、遊星ギヤ４は、２段の変速機構を構成している。

主変速部３は、第１回転軸８または第２回転軸９から回転が入力され、第１回転軸８または第２回転軸９上に配置された各ドライブギヤ１２、１４、１６、１８から、出力軸２６上に配置された各ドリブンギヤ１３、１５、１７、１９に平行軸で駆動源２３の回転を一対の駆動輪２４へ伝達する構成とされている。
また、主変速部３は、第１回転軸８または第２回転軸９から各ドライブギヤ１２、１４、１６、１８への回転を選択的に切り替える２個のドグクラッチ１０、１１を有している。
ドグクラッチ１０は、第２回転軸９と一体に回転するハブ１０ｂとドライブギヤ１２と一体に回転するスプライン１０ｄとドライブギヤ１４と一体に回転するスプライン１０ｃと、ハブ１０ｂと噛合い第２回転軸９の軸方向に移動可能なスリーブ１０ａから構成されている。
同様に、ドグクラッチ１１は、第１回転軸８と一体に回転するハブ１１ｂとドライブギヤ１６と一体に回転するスプライン１１ｄとドライブギヤ１８と一体に回転するスプライン１１ｃと、ハブ１１ｂと噛合い第１回転軸８の軸方向に移動可能なスリーブ１１ａから構成されている。
第２回転軸９上の第１速および第３速用のドライブギヤ１２、１４は、第２回転軸９上に回転自在に支持され、その間に配置されたドグクラッチ１０のスリーブ１０ａの第２回転軸９の軸方向移動により、スリーブ１０ａがスプライン１０ｄまたはスプライン１０ｃと噛合い係合（締結）することにより、第２回転軸９と連結可能となっている。
これら、第１速および第３速用のドライブギヤ１２、１４と対をなすそれぞれのドリブンギヤ１３、１５は、出力軸２６に一体回転可能に連結されている。
また、第１回転軸８上の第２速および第４速用のドライブギヤ１６、１８は、
第１回転軸８上に回転自在に支持され、その間に配置されたドグクラッチ１１の
スリーブ１１ａの第１回転軸８の軸方向移動により、スリーブ１１ａがスプライ
ン１１ｄまたはスプライン１１ｃと噛合い係合することにより、第１回転軸８と
連結可能となっている。
これら、第２速および第４速用のドライブギヤ１６、１８と対をなすそれぞれ
のドリブンギヤ１７、１９は、出力軸２６に一体回転可能に連結されている。

さらに、第３速用のドライブギヤ１４と第２速用のドライブギヤ１６との間には、第２回転軸９上に回転自在に支持されるリバース用のドライブギヤ２０が配置され、リバース用のドライブギヤ２０の図示右側には、ドグクラッチ（第３クラッチ）７が配置されている。
ドグクラッチ７は、第２回転軸９と一体に回転するハブ７ｂとリバース用のドライブギヤ２０と一体に回転するスプライン７ｄと第１回転軸８と一体に回転するスプライン７ｃと、ハブ７ｂと噛合い第２回転軸９の軸方向に移動可能なスリーブ７ａから構成されている。
ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示左側へ移動することにより、スリーブ７ａがスプライン７ｄと噛合い係合し、第２回転軸９の回転をリバース用のドライブギヤ２０に伝達する。
また、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示右側へ移動することにより、スリーブ７ａがスプライン７ｃと噛合い係合し、第１回転軸８と第２回転軸９を連結する。
また、リバース用のドライブギヤ２０は、出力軸２６に一体回転可能に連結されているリバース用のドリブンギヤ２２とカウンタギヤ２１を介して相互に噛み合い、回転を伝達する。

図２は、実施形態１のギヤトレインの作動図表であり、図３は、実施形態１のギヤトレインの速度線図である。
なお、図３の速度線図の縦軸は、下方向ほど変速比が大きい。
図２、図３に基づき、車両用変速機１の作用を説明する。

[作用]
前述した構成からなる車両用変速機１の前進用の第１速は、主変速部３の第１歯車対１２、１３をドグクラッチ１０のスリーブ１０ａが第２回転軸９の軸方向の図示左側へ移動して、スリーブ１０ａがスプライン１０ｄと噛合うことにより、第２回転軸９に連結し、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示右側へ移動して、スリーブ７ａがスプライン７ｃと噛合い係合することにより、第１回転軸８と第２回転軸９とが連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ５を締結することで、車両用変速機１の前進用の第１速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＬｏｗギヤ比（キャリア４Ｃ出力）、湿式多板クラッチ５、第１回転軸８、ドグクラッチ７、第２回転軸９に伝達され、ドグクラッチ１０を経由し、ドライブギヤ１２に入力され、さらに第１歯車対１２、１３で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＬｏｗギヤ比と主変速部３の第１歯車対１２、１３のギヤ比（主変速部３の第１速）による第１速の変速比となり、車両用変速機１の最低変速段となる。

車両用変速機１の前進用の第２速は、主変速部３の第１歯車対１２、１３をドグクラッチ１０のスリーブ１０ａが第２回転軸９の軸方向の図示左側へ移動して、スリーブ１０ａがスプライン１０ｄと噛合い係合することにより、第２回転軸９に連結し、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示左側へ移動して、スリーブ７ａとスプライン７ｃとの噛合い係合を解放し、第１回転軸８と第２回転軸９とを非連結とし、入力変速部２の湿式多板クラッチ６を締結することで、車両用変速機１の前進用の第２速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（リングギヤ４Ｒ出力）、湿式多板クラッチ６、第２回転軸９に伝達され、ドグクラッチ１０を経由し、ドライブギヤ１２に入力され、さらに第１歯車対１２、１３で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（駆動源２３と同一回転）であるため、主変速部３の第１歯車対１２、１３のギヤ比（主変速部３の第１速）による第２速の変速比となる。

車両用変速機１の前進用の第３速は、主変速部３の第１歯車対１６、１７をドグクラッチ１１のスリーブ１１ａが第１回転軸８の軸方向の図示左側へ移動して、スリーブ１１ａがスプライン１１ｄと噛合い係合することにより、第１回転軸８に連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ５を締結することで、車両用変速機１の前進用の第３速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＬｏｗギヤ比（キャリア４Ｃ出力）、湿式多板クラッチ５、第１回転軸８に伝達され、ドグクラッチ１１を経由してドライブギヤ１６に入力され、さらに第２歯車対１６、１７で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＬｏｗギヤ比と主変速部３の第１歯車対１６、１７のギヤ比（主変速部３の第２速）による第３速の変速比となる。

車両用変速機１の前進用の第４速は、主変速部３の第２歯車対１６、１７をドグクラッチ１１のスリーブ１１ａが第１回転軸８の軸方向の図示左側へ移動して、スリーブ１１ａがスプライン１１ｄと噛合い係合することにより、第１回転軸８に連結し、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示右側へ移動して、スリーブ７ａがスプライン７ｃと噛合うことにより、第１回転軸８と第２回転軸９とが連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ６を締結することで、車両用変速機１の前進用の第４速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（リングギヤ４Ｒ出力）、湿式多板クラッチ６、第２回転軸９、ドグクラッチ７、第１回転軸８に伝達され、ドグクラッチ１１を経由し、ドライブギヤ１６に入力され、さらに第２歯車対１６、１７で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（駆動源２３と同一回転）であるため、主変速部３の第２歯車対１６、１７のギヤ比（主変速部３の第２速）による第４速の変速比となる。

車両用変速機１の前進用の第５速は、主変速部３の第３歯車対１４、１５をドグクラッチ１０のスリーブ１０ａが第２回転軸９の軸方向の図示右側へ移動して、スリーブ１０ａがスプライン１０ｃと噛合い係合することにより、第２回転軸９に連結し、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示右側へ移動することにより、スリーブ７ａがスプライン７ｃと噛合い係合することにより、第１回転軸８と第２回転軸９とが連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ５を締結することで、車両用変速機１の前進用の第５速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＬｏｗギヤ比（キャリア４Ｃ出力）、湿式多板クラッチ５、第１回転軸８、ドグクラッチ７、第２回転軸９に伝達され、ドグクラッチ１０を経由し、ドライブギヤ１４に入力され、さらに第３歯車対１４、１５で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＬｏｗギヤ比と主変速部３の第３歯車対１４、１５のギヤ比（主変速部３の第３速）による第５速の変速比となる。

前進用の第６速は、主変速部３の第３歯車対１４、１５をドグクラッチ１０のスリーブ１０ａが第１回転軸８の軸方向の図示右側へ移動して、スリーブ１０ａがスプライン１０ｃと噛合い係合することにより、第２回転軸９に連結し、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示左側へ移動することにより、スリーブ７ａとスプライン７ｃとの噛合い係合を解放し、第１回転軸８と第２回転軸９とを非連結とし、入力変速部２の湿式多板クラッチ６を締結することで、車両用変速機１の前進用の第６速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（リングギヤ４Ｒ出力）、湿式多板クラッチ６、第２回転軸９に伝達され、ドグクラッチ１０を経由し、ドライブギヤ１４に入力され、さらに第３歯車対１４、１５で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（駆動源２３と同一回転）であるため、主変速部３の第３歯車対１４、１５のギヤ比（主変速部３の第３速）による第６速の変速比となる。

前進用の第７速は、主変速部３の第４歯車対１８、１９をドグクラッチ１１のスリーブ１１ａが第１回転軸８の軸方向の図示右側へ移動して、スリーブ１１ａがスプライン１１ｃと噛合い係合することにより、第１回転軸８に連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ５を締結することで、車両用変速機１の前進用の第７速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＬｏｗギヤ比（キャリア４Ｃ出力）、湿式多板クラッチ５、第１回転軸８に伝達され、ドグクラッチ１１を経由し、ドライブギヤ１８に入力され、さらに第４歯車対１８、１９で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＬｏｗギヤ比と主変速部３の第４歯車対１８、１９のギヤ比（主変速部３の第４速）による第７速の変速比となる。

前進用の第８速は、主変速部３の第４歯車対１８、１９をドグクラッチ１１のスリーブ１１ａが第１回転軸８の軸方向の図示右側へ移動して、第１回転軸８に連結し、ドグクラッチ７のスリーブ７ａが、第２回転軸９の軸方向の図示右側へ移動して、スリーブ７ａがスプライン７ｃと噛合うことにより、第１回転軸８と第２回転軸９とが連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ６を係合することで、車両用変速機１の前進用の第８速を達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（リングギヤ４Ｒ出力）、湿式多板クラッチ６、第２回転軸９、ドグクラッチ７、第１回転軸８に伝達され、ドグクラッチ１１を経由し、ドライブギヤ１８に入力され、さらに第４歯車対１８、１９で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（駆動源２３と同一回転）であるため、主変速部３の第４歯車対１８、１９のギヤ比（主変速部３の第４速）による第８速の変速比となる。

以上のように、入力変速部２の遊星ギヤ（２段変速機構）４および２つの湿式多板クラッチ５、６による２種類の変速比と、３つのドグクラッチ７、１０、１１による主変速部３の４種類の変速比により、車両用変速機１としては、前進用の８種類の変速比を備えている。
すなわち、主変速部３の１つの変速比を、入力変速部２の遊星ギヤ４の変速比を切換えることで、隣接する２つの車両用変速比を達成している。
これにより、湿式多板クラッチ５、６の２つとすることで、油圧制御部を含めた車両用変速機１の重量、サイズ等の増加を抑制することができる。
また、フリクションを少なくできるので、燃費の向上も図ることができる。

また、入力変速部２の２つの湿式多板クラッチ５，６と増減方向が一定の主変速部３のドグクラッチ７を切換えるのみで、隣接する変速比を達成できるので、締結制御が実行しやすくなる。

さらに、ドグクラッチ７は、主変速部３の中央部分に配置しているので、湿式多板クラッチに比べ、油圧室等が必要なく構造がシンプルなため、主変速部３をよりコンパクトにできる。

後進用のリバースは、カウンタギヤ２１を介して噛み合う第５歯車対２０、２２をドグクラッチ７で出力軸２６に連結し、入力変速部２の湿式多板クラッチ６を締結することで、達成する。
動力伝達経路は、駆動源２３の回転が、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（リングギヤ４Ｒ出力）、湿式多板クラッチ６、第２回転軸９に伝達され、ドグクラッチ７を経由し、リバース用のドライブギヤ２０に入力され、さらに第５歯車対２０、２２で減速されて、出力軸２６に伝達される。
車両用変速機１の変速比は、入力変速部２のＨｉｇｈギヤ比（駆動源２３と同一回転）であるため、主変速部３の第５歯車対２０、２２のギヤ比によるリバース用の変速比となる。
なお、カウンタギヤ２１を介しているので、出力軸２６の回転は、前進とは逆の回転になる。

次に、作用効果を説明する。
実施形態１の車両用変速機にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。

（１）入力変速部２の遊星ギヤ（２段変速機構）４および２つの湿式多板クラッチ５、６による２種類の変速比と３つのドグクラッチ７、１０、１１による主変速部３の４種類の変速比により、車両用変速機１としては、前進用の８種類の変速比を備えるようにした。
よって、湿式多板クラッチ５、６の２つとすることで、油圧制御部を含めた車両用変速機１の重量、サイズ等の増加を抑制することができる。
また、フリクションを少なくできるので、燃費の向上も図ることができる。

（２）入力変速部２の２つの湿式多板クラッチ５，６と増減方向が一定の主変速部３のドグクラッチ７を切換えるのみで、隣接する変速比を達成できるようにした。
よって、締結制御が実行しやすくなる。

（３）ドグクラッチ７は、主変速部３の中央部分に配置するようにした。
よって、湿式多板クラッチに比べ、油圧室等が必要なく構造がシンプルなため、主変速部３をよりコンパクトにできる。

［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態を実施形態に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

１車両用変速機
２入力変速部
３主変速部
４遊星ギヤ
４Ｓサンギヤ
４Ｃキャリア（第１回転要素）
４Ｒリングギヤ（第２回転要素）
５湿式多板クラッチ（第１クラッチ、第１締結要素）
６湿式多板クラッチ（第２クラッチ、第２締結要素）
７ドグクラッチ（第３クラッチ）
８第１回転軸
９第２回転軸

Claims

駆動源に連結する遊星ギヤを有する入力変速部と複数のギヤセットを有する主変速部と、前記入力変速部と前記主変速部を連結する２つの第1回転軸と第２回転軸を備える車両用変速機において、
前記入力変速部は、前記遊星ギヤの第１回転要素と連結する第１締結手段と、第２回転要素と連結する第２締結手段とを有し、前記第１締結手段および第２締結手段の締結の切替えによって、前記駆動源からの回転を２段に変速して、前記第1回転軸または第２回転軸から前記主変速部に出力し、
前記主変速部は、内部で前記第１回転軸と第２回転軸とを連結可能に形成した、
ことを特徴とする車両用変速機。
請求項１に記載の車両用変速機において、
前記遊星ギヤの第１回転要素は、前記遊星ギヤのキャリアであるとともに、前記第１締結手段は前記キャリアと連結する第１クラッチであって、前記第１クラッチを締結することによって、前記キャリアの回転を前記第１回転軸に伝達する、
ことを特徴とする車両用変速機。
請求項１または２に記載の車両用変速機において、
前記遊星ギヤの第２回転要素は、前記遊星ギヤのリングギヤであるとともに、前記第２締結手段は前記リングギヤと連結する第２クラッチであって、前記第２クラッチを締結することによって、前記リングギヤの回転を前記第２回転軸に伝達する、
ことを特徴とする車両用変速機。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用変速機において、
前記主変速部は、前記第１回転軸および第２回転軸を連結可能な第３クラッチを有し、前記第３クラッチを締結することによって、前記第１回転軸と第２回転軸を連結する動力伝達経路を形成する、
ことを特徴とする車両用変速機。
請求項４に記載の車両用変速機において、
前記第３クラッチは、ドグクラッチである、
ことを特徴とする車両用変速機。
請求項５に記載の車両用変速機において、
前記主変速部の複数のギヤセットは、異なる変速比を前記ドグクラッチにより選択可能である、
ことを特徴とする車両用変速機。