JPH0648045B2 - 車輛の歯車変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輌に搭載されてそのエンジンの出力を、ク
ラッチ手段により断続され、夫々互いに異なる減速比を
有した変速歯車機構を含む複数の動力伝達経路のいずれ
かを選択的にとることにより伝達するようにして、変速
動作を行う車輌の歯車変速機に関する。

（従来技術） 車輌に搭載される変速機としては、変速動作における制
御自由度が大であり、かつ、動力損失が低減されたもの
となるものが望まれるところである。このような要望の
もとに、車輌のエンジンの出力部を直結された入力軸，
この入力軸に同心的に配された出力軸及びこれら入力軸
と出力軸とに並行する中間軸を備えて、夫々互いに異な
る減速比の変速歯車機構を有するとともにクラッチ機構
により断続される、中間軸を介してあるいは中間軸を介
さずに形成される複数の動力伝達経路が得られるように
され、これら複数の動力伝達経路が選択的にとられるこ
とにより変速動作が行われるようにされた平行二軸式の
歯車変速機が知られている。この平行二軸式の歯車変速
機においては、入力軸がエンジン出力部と直結されてい
るため、適正な操作が行われるときには、応答性に優
れ、迅速な変速動作がなされる。

反面、このような平行二軸式の歯車変速機は、変速動作
を行わせるべく動力伝達経路の切り換えを行うに際し
て、それまで接続状態とされていたクラッチ機構を遮断
状態となすとともに、それまで遮断状態にあった別のク
ラッチ機構を接続状態となす操作が適正なタイミングで
行われない場合には、大なる変速ショックを生じるもの
となる。そして、斯かるクラッチ機構の断続にあたって
の適切なタイミングは、この平行二軸式の歯車変速機を
搭載した車輌の走行状態及びエンジンの作動状態等に伴
って変動するものとなり、これが常時的確にとらえられ
て変速動作が行われるようにするためには変速歯車組を
同期噛合い式とすることが必要となる。しかしながら、
同期噛合い式の変速歯車組を備えた平行二軸式の歯車変
速機にあっても、実用に際としては、上述の変速ショッ
クを充分に抑圧することは容易なことではない。

このため、例えば特開昭５８−２２５２４４号公報に記
載されている如く、同期噛合い式の変速歯車組を備えた
平行二軸式の歯車変速機において、さらに、複数の動力
伝達経路の夫々を断続する各クラッチ機構と、各動力伝
達経路からみて、直列に、その入力部の回転速度が出力
部の回転速度を越えるものとなるときのみ入力部側から
出力部側への動力伝達を行うワンウエイクラッチ機構を
設けたものが提案されている。

しかしながら、このような従来提案されている各動力伝
達経路に同期噛合い式の変速歯車組及びワンウエイクラ
ッチ機構が介設された平行二軸式の歯車変速機は、その
全体の構成が複雑となり、かつ、変速段の数だけ変速歯
車組を必要とし大型化してしまうという不都合がある。

（発明の目的） 斯かる点に鑑み本発明は、複数の動力伝達経路の夫々に
おけるクラッチ機構が断続制御されて動力伝達経路の切
り換えがなされ、変速動作が行われるに際して、比較的
簡単な構成のもとに、クラッチ機構の断続にあたり厳格
なタイミング制御を必要とすることなく変速ショックの
発生を低減することができ、少ない変速歯車組で多くの
変速段が得られる、平行二軸式構成がとられた車輌の歯
車変速機を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に斯かる車輌の歯車変速機は、エンジンの出力部
に連結された入力軸と、この入力軸に同心的に配された
出力軸と、入力軸と出力軸の両者に並行して配された中
間軸と、中間軸及び出力軸に設けられた変速歯車組とを
有し、エンジンの出力を入力軸からワンウエイクラッチ
及び第１の摩擦クラッチを介して出力軸に伝達するよう
にされた第１の動力伝達経路と、エンジンの出力を入力
軸から第１の減速比を有した第１の変速歯車組により中
間軸に伝達するようにされるとともに、この入力軸から
中間軸への動力伝達がワンウエイクラッチ及び第２の摩
擦クラッチを介して行なわれるようにされた、第２の動
力伝達経路と、エンジンの出力をエンジンの出力部か
ら、第１の変速歯車組が有する第１の減速比より小なる
第２の減速比を有した第２の変速歯車組により、中間軸
に伝達するようにされるとともに、このエンジンの出力
部から中間軸への動力伝達が第３の摩擦クラッチを介し
て行われるようにされた、第３の動力伝達経路と、エン
ジンの出力が第３の動力伝達経路を経て中間軸に伝達さ
れるもとで、中間軸に伝達されたエンジンの出力を第２
の摩擦クラッチ及び第１の摩擦クラッチを介して出力軸
に伝達する第４の動力伝達経路とが、選択的に形成され
るものとされる。

このように構成されることにより、平行二軸式構成の利
点を生かしたうえで、各動力伝達経路における各摩擦ク
ラッチの断続操作におけるタイミングの厳密な制御を要
することなく、多段にわたる変速動作を、変速ショック
の発生が効果的に低減された状態で行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図を参照して述べる。

第１図は、本発明に係る車輌の歯車変速機の一例を、こ
れが適用されたエンジンの一部とともに示す。この第１
図において、エンジンの出力部（フライホイール）１に
は入力軸３の一端部が連結されており、この入力軸３の
他端部側には、入力軸３と同心的に出力軸５が配されて
いる。また、入力軸３及び出力軸５の両者に並行して、
中間軸７が配されている。入力軸３には、エンジンの出
力部１からエンジンの出力が摩擦式のクラッチＣ１を介
して伝達される歯車部材８ａが回動自在に嵌装されてい
る。さらに、この入力軸３のエンジンの出力部１とは反
対側の他端部には、ワンウエイクラッチ１０の入力部１
０ａが取り付けられている。

この入力部１０ａが入力軸３の他端部に固着されたワン
ウエイクラッチ１０の出力部１０ｂは、その入力軸３側
が摩擦式のクラッチＣ２を介して入力軸３に連結され、
また、その出力軸５側が摩擦式のクラッチＣ４を介して
出力軸５に連結されている。ここで、ワンウエイクラッ
チ１０は、その入力部１０ａの回転速度が出力部１０ｂ
の回転速度を越えるときのみ入力部１０ａと出力部１０
ｂとが接合されて、入力部１０ａ側から出力部１０ｂ側
への動力伝達を行い、入力部１０ａの回転速度より出力
部１０ｂの回転速度が大である場合には、出力部１０ｂ
を入力部１０ａに対して空転させ、動力伝達は行わな
い。

一方、中間軸７には摩擦式のクラッチＣ３により中間軸
７に断続されるとともに、ワンウエイクラッチ１０の出
力部１０ｂに設けられた歯車１６ａと噛み合う歯車部材
１６ｂが回動自在に嵌装されており、これらの歯車１６
ａと歯車部材１６ｂとで減速比ｉＬを有する変速歯車組
Ｌが構成されている。また、中間軸７には、出力軸５に
回動自在に嵌装され摩擦式のクラッチ５及びＣ６、及
び、ドッグクラッチＤ１により出力軸５に断続される歯
車２０ａ，２１ａ及び２２ａと夫々噛み合う歯車２０
ｂ，２１ｂ及び２２ｂが取り付けられている。そして、
歯車２１ａと２１ｂとで第１速変速段及び第２変速段に
用いられる、減速比ｉｐを有する変速歯車組ｐが構成さ
れ、歯車２０ａ及び２０ｂとで第３速変速段及び第４速
変速段に用いられる、減速比ｉＱを有する変速歯車組Ｑ
が構成され、さらに、歯車２２ａと２２ｂ及び軸２３を
有する歯車２２ｃ等を含む歯車群で後退変速段に用いら
れる、減速比ｉＲを有する変速歯車組Ｒが構成されてい
る。

さらに、中間軸７には、歯車部材８ａと噛み合う歯車８
ｂが固着されており、これらの歯車部材８ａと歯車８ｂ
とで、上述の歯車１６ａと歯車部材１６ｂとで構成され
る変速歯車組Ｌが有する減速比ｉＬより小なる減速比ｉ
Ｈを有する変速歯車組Ｈが構成されている。

上述の如くに構成された本例においては、第１，第２，
第３及び第４の動力伝達経路が形成されてこれら第１，
第２及び第３の動力伝達経路のいずれかが選択され、選
択された動力伝達経路を介しての変速動作が行われる。

第１の動力伝達経路は、エンジンの出力を入力軸３から
ワンウエイクラッチ１０及びクラッチＣ４を介して出力
軸５に伝達するものとされる。また、第２の動力伝達経
路は、エンジンの出力を入力軸３からクラッチＣ２，ワ
ンウエイクラッチ１０，変速歯車組Ｌ及びクラッチＣ３
を介して中間軸７に伝達し、さらに、入力軸３から中間
軸７へ伝達された動力を、変速歯車組Ｐ，ＱまたはＲを
介して出力軸５へ伝達するものとされる。さらに、第３
の動力伝達経路は、エンジンの出力をエンジンの出力部
１からクラッチＣ１及び変速歯車組Ｈを介して中間軸７
に伝達するものとされる。そして、第４の動力伝達経路
は、エンジンの出力部１から第３の動力伝達経路を経て
中間軸７に伝達された動力を、変速歯車組Ｐ，Ｑまたは
Ｒを介して、もしくは、クラッチＣ３，ワンウエイクラ
ッチ１０及びクラッチＣ４を介して出力軸５に伝達する
ものとされている。

そして、斯かる本例にあっては上述の如くの第１，第
２，第３及び第４の動力伝達経路のいずれかを選択的に
とることにより、換言すれば、クラッチＣ１〜Ｃ６及び
ドッグクラッチＤ１についての断続を下記の表の如くの
組合せにもとずいて行うことにより、前進６段及び後退
１段の多段変速段が得られる。

なお、表中Ｎはニュートラル段をあらわし、また、ＲＥ
Ｖは後退段をあらわす。そして、各クラッチＣ１〜Ｃ６
及びドッグクラッチＤ１に関して、〇は接続状態を、×
は遮断状態を夫々あらわし、また、（〇）は接続状態に
あるが、ワンウエイクラッチ１０の作用により動力伝達
が遮断されている状態をあらわす。

この表にあらわされる如くに断続されるクラッチＣ１〜
Ｃ６及びドッグクラッチＤ１の組合わせにより多数変速
段が得られるようにされた本例では、各変速段の切り換
えが次のようになされる。

例えば、第１速変速段から第２変速変段へのシフトアッ
プ時においては、クラッチＣ２，Ｃ３及びＣ６が接続状
態とされて、エンジンの出力を入力軸３，クラッチＣ
２，ワンウエイクラッチ１０，変速歯車組Ｌ，クラッチ
Ｃ３，中間軸７，変速歯車組Ｐ，クラッチＣ６，出力軸
５という第２の動力伝達経路にて伝達する第１速変速段
から、クラッチＣ１，Ｃ２及びＣ６が接続状態とされ
て、エンジンの出力をエンジンの出力部１，クラッチＣ
１，変速歯車組Ｈ，中間軸７，クラッチＣ６，出力軸５
という第３及び第４の動力伝達経路にて伝達する第２速
変速段への切り換えがなされる。この場合、クラッチＣ
２及びＣ６が接続状態とされたまま、クラッチＣ３が遮
断状態とされるとともにクラッチＣ１が接続状態にされ
るが、クラッチＣ３が接続状態にある期間とクラッチＣ
１が接続状態とされる期間とが多少オーバーラップして
も問題はない。即ち、クラッチＣ３が接続状態にある期
間にクラッチＣ１が接続状態とされると、エンジンの出
力部１における回転がクラッチＣ１を介し、変速歯車組
Ｈにより減速されて中間軸７に伝えられ、クラッチＣ３
を介して変速歯車組Ｌを構成する歯車部材１６ｂからワ
ンウエイクラッチ１０の出力部１０ｂに回転が増大され
て伝えられる。しかしながら、このときワンウエイクラ
ッチ１０の出力部１０ｂの回転速度が入力部１０ａの回
転速度より大であるので、ワンウエイクラッチ１０は出
力部１０ｂ側から入力部１０ａへの動力伝達は行わな
い。従って、ワンウエイクラッチ１０の出力部１０ｂは
空転して入力部１０ａ側に影響を及ぼさない。このた
め、斯かる場合にも変速ショックが生じることがない。
このようにして、クラッチＣ３の遮断及びクラッチＣ１
の接続が厳密なタイミング制御が行われることなくなさ
れても、変速ショックを伴うことなく第１速変速段から
第２速変速段への切り換えが行われる。

また、第３速変速段から第４速変速段へのシフトアップ
時においても上述と同様の第２の動力伝達経路から第３
の動力伝達経路への切り換えがなされるがこの場合にも
上述同様、クラッチＣ３が接続状態にある期間とクラッ
チＣ１が接続状態となる期間がオーバーラップしても、
ワンウエイクラッチ１０により変速ショックが抑制され
る。

さらに、入力軸３がクラッチＣ２，ワンウエイクラッチ
１０及びクラッチＣ４を介して出力軸５に直結される第
５速変速段から、エンジンの出力がエンジンの出力部
１，クラッチＣ１，変速歯車組Ｈ，中間軸７，クラッチ
Ｃ３，変速歯車組Ｌ，クラッチＣ４，出力軸５という第
３及び第４の動力伝達経路により伝達される、変速歯車
組ＨとＬとの組合わせにより減速比が約0.7とされたオ
ーバードライブ変速段である第６速変速段に切り換えら
れる場合には、クラッチＣ２が遮断状態とされるととも
に、クラッチＣ１が接続状態とされる。この場合、クラ
ッチＣ１が接続状態とされると、エンジンの出力部１の
回転がクラツチＣ１を介して変速歯車組Ｈにより減速さ
れて中間軸７に伝えられ、クラッチＣ３を介して変速歯
車組Ｌを構成する歯車部材１６ｂからワンウエイクラッ
チ１０の出力部１０ｂに回転が増大されて伝えられ、さ
らに、ワンウエイクラッチ１０の出力部１０ｂからクラ
ッチＣ４を介して出力軸５に伝達される。このとき、ク
ラッチＣ２が接続状態となっており、ワンウエイクラッ
チ１０の入力部１０ａがクラッチＣ２を介して入力軸３
に接続されていても、ワンウエイクラッチ１０の出力部
１０ｂ側の回転速度は入力部１０ａ側の回転速度より大
となっているので、ワンウエイクラッチ１０は出力部１
０ｂ側から入力部１０ａ側への動力伝達は行わず、ワン
ウエイクラッチ１０の出力部１０ｂ側の回転が入力軸３
に伝達されることはない。従って、この場合にも、ワン
ウエイクラッチ１０により変速ショックが抑制されたも
とで変速段の切り換えがなされる。

このように本例では、いくつかの変速段間での切り換え
時において、一方の変速段を得るためのみに必要とされ
るクラッチの接続期間と、他方の変速段を得るためのみ
に必要とされるクラッチの接続期間とがオーバーラップ
しても、変速ショックの発生が回避される。

そして、変速段の切り換え時に上述の如くのクラッチの
接続期間がオーバーラップされる場合には、変速段の切
り換えにあたって、エンジンが無負荷状態とされること
が回避され、エンジンの急激な吹き上がりが防止される
利点が得られる。

なお、上述の例では、中間軸７から出力軸５への動力伝
達を行う部分における、第１速変速段，第２速変速段，
第３速変速段及び第４速変速段に用いられる変速歯車組
Ｐ及びＱと出力軸５との接続が、例えば、多板式の摩擦
クラッチとされたクラッチＣ５及びＣ６で行われ、ま
た、後退変速段に用いられる変速歯車組Ｒと出力軸５と
の接続がドッグクラッチＤ１で行われているが、斯かる
部分を他の構成とすることもできる。

第２図は、中間軸７から出力軸５への動力伝達部分が第
１図の例とは異なるものとされた本発明に係る他の例
を、スケルトン構成で示す。この例においては、第１図
の例におけるクラッチＣ５に対応するクラッチがドッグ
クラッチＤ２で構成され、また、第１図の例におけるク
ラッチＣ６及びドッグクラッチＤ１に対応するクラッチ
がドッグクラッチＤ３で構成されている。その他の部分
は第１図の例と同様に構成されており、この例において
も、第１図に示される例と同様の作用効果が得られる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る車輌の歯車
変速機によれば、入力軸から出力軸及び中間軸への動力
伝達経路中にワンウエイクラッチ機構を介在せしめた比
較的簡単な構成により、複数の動力伝達経路の夫々にお
ける摩擦クラッチの断続操作を適宜行って、厳密なタイ
ミング制御を不要としたもとで、動力伝達経路が切り換
えられてなされる変速動作を変速ショックを伴うことな
く行うことができる。また、全体の構成を複雑化するこ
となく、各摩擦クラッチを切り換えることにより、多段
にわたる変速段を平行二軸式構成にもとずく良好な応答
性のもとに得ることができる。さらに、本発明に係る車
輌の歯車変速機は、全体の寸法をコンパクトにすること
ができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車輌の歯車変速機の一例の構成を
示す断面図、第２図は本発明に係る車輌の歯車変速機の
他の例を示す概略構成図である。 図中、１はエンジンの出力部、３は入力軸、５は出力
軸、７は中間軸、１０はワンウエイクラッチ、Ｌ，Ｈ，
Ｐ，Ｑ及びＲは変速歯車組、Ｃ１〜Ｃ６はクラッチ、Ｄ
１〜Ｄ３はドッグクラッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの出力部(1)に連結された入力軸
   (3)と、 該入力軸(3)に同心的に配された出力軸(5)と、 上記入力軸(3)と出力軸(5)とに並行して配された中間軸
   (7)と、 上記中間軸(7)及び出力軸(5)に設けられた変速歯車組
   （Ｈ；Ｌ）と を有し、 上記エンジンの出力を上記入力軸(3)からワンウエイク
   ラッチ(10)及び第１の摩擦クラッチ(C4)を介して上記出
   力軸(5)に伝達する第１の動力伝達経路と、 上記エンジンの出力を上記入力軸(3)から第１の逆速比
   を有した第１の変速歯車組(L)により上記中間軸(7)に伝
   達するとともに、上記入力軸(3)から上記中間軸(7)への
   動力伝達が上記ワンウエイクラッチ(10)及び第２の摩擦
   クラッチ(C3)を介して行われる第２の動力伝達経路と、 上記エンジンの出力を上記エンジンの出力部(1)から上
   記第１の減速比より小なる第２の減速比を有した第２の
   変速歯車組(H)により上記中間軸(7)に伝達するととも
   に、上記エンジンの出力部(1)から上記中間軸(7)への動
   力伝達が第３の摩擦クラッチ(C1)を介して行われる第３
   の動力伝達経路と、 上記エンジンの出力が上記第３の動力伝達経路を経て上
   記中間軸(7)に伝達されるもとで、該中間軸(7)に伝達さ
   れた上記エンジンの出力を上記第２の摩擦クラッチ(C3)
   及び上記第１の摩擦クラッチ(C4)を介して上記出力軸
   (5)に伝達する第４の動力伝達経路と、 が選択的に形成されることを特徴とする車輌の歯車変速
   機。