JPH10331925A - 歯車式多段トランスミッション - Google Patents

歯車式多段トランスミッション

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JPH10331925A
JPH10331925A JP9146567A JP14656797A JPH10331925A JP H10331925 A JPH10331925 A JP H10331925A JP 9146567 A JP9146567 A JP 9146567A JP 14656797 A JP14656797 A JP 14656797A JP H10331925 A JPH10331925 A JP H10331925A
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speed
main
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low
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Tsugiji Torii
亜司 鳥居
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UD Trucks Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】変形レンジチェンジ型トランスミッションの良
さを継承しつつ、必要な歯車の列数を少なく抑えられ
る、新規な発想に基づく形態・構造の歯車式多段トラン
スミッションを提供する。 【解決手段】メインシャフト１１上を遊転する高速段側
メインギヤにかみ合うカウンタギヤを備える高速段側カ
ウンタシャフト１２ａと、同じく低速段側メインギヤに
かみ合うカウンタギヤを備える低速段側カウンタシャフ
ト１２ｂと、を同軸上に配置する一方、高速段側カウン
タシャフト１２ａと低速段側カウンタシャフト１２ｂと
の間に減速歯車機構２７を介装し、高速段用カウンタシ
ャフト１２ａと低速段用カウンタシャフト１２ｂを減速
歯車機構２７を介して連結するローレンジと、これらカ
ウンタシャフト１２ａと１２ｂを減速歯車機構２７を介
さずに直結するハイレンジと、に選択的に切り替えるレ
ンジシフト機構２８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は車両用の歯車式多
段トランスミッションに関する。
【０００２】
【従来の技術】平歯車を使用した一般的な平行２軸の歯
車式多段トランスミッションにおいて、必要な歯車列
（対）の数は前進段の数＋後退段の数となる。例えば、
実開平２ー１０１１５３号公報のような前進７段後退１
段の場合は、７＋１＝８対の歯車列が必要である。この
ような平行軸歯車式の基本構造において、トラックなど
大型車両にふさわしい大きな変速比と入力トルク容量を
取ろうとすると、トランスミッションは非常に大型化
し、重量も大きく嵩んでしまう。
【０００３】１対の平歯車で現実的に得られる歯数比は
最大で［５：１］であり、これ以上の歯数比を取ろうと
すると、小歯車がアンダカットを起こしてしまう。トラ
ックなど大型車両にふさわしい１速段の変速比は、［１
０：１以上］を要求されるから、ドライブギヤ列の歯数
比は［２：１以上］に大きく設定しなければならない。
このため、メインシャフトとカウンタシャフトとの軸間
距離（センタディスタンス）が大きくなってしまうほ
か、インプットトルクにその歯数比を乗じたカウンタシ
ャフトトルクが大きくなるので、歯車や軸および軸受な
どにこのトルクに耐える高い強度剛性が必要となり、ト
ランスミッションの大型化・大重量化を招いてしまうの
である。
【０００４】大きな変速比と入力トルク容量を備える多
段トランスミッションの小型軽量化を実現するため、主
変速機の後部にレンジチェンジ型の副変速段数を付加す
ることが知られている。その一例を説明すると、図９に
おいて、１００は主変速機であり、その後部にハイ・ロ
ー２段切り替え可能な副変速機１１０が配置される。１
０１はインプットシャフト、１０２はメインシャフト、
１０３はメインカウンタシャフト、１１１はレンジメイ
ンシャフト（アウトプットシャフト）、１１２はレンジ
カウンタシャフトである。
【０００５】インプットシャフト１０１とメインカウン
タシャフト１０３とにそれぞれ一体の歯車１ａと歯車１
ｂとにより、メインドライブ（４速／７速）ギヤ列が配
置される。メインシャフト１０２上を遊転する歯車２ａ
〜５ａとメインカウンタシャフト１０３に一体の歯車２
ｂ〜５ｂにより、メイン３速／６速ギヤ列２，メイン２
速／５速ギヤ列３，メイン１速ギヤ列４，メイン後退ギ
ヤ列５が配置される。メインシャフト１０３とレンジカ
ウンタシャフト１１２とにそれぞれ一体の歯車６ａと歯
車６ｂとにより、レンジＨｉｇｈギヤ列６が配置され
る。レンジメインシャフト１１１上を遊転する歯車７ａ
とレンジカウンタシャフト１１２に一体の歯車７ｂとに
より、レンジＬｏｗギヤ列７が配置される。
【０００６】副変速機１１０はローレンジへの切り替え
により、レンジＬｏｗギヤ列７の歯車７ａがレンジメイ
ンシャフト１１１に固定されると、メインシャフト１０
２からレンジカウンタシャフト１１２を介してアウトプ
ットシャフト１１１へ動力を伝達する一方、ハイレンジ
への切り替えにより、アウトプットシャフト１１１はレ
ンジＬｏｗギヤ列７から開放されてメインシャフト１０
２に直結する。
【０００７】図１０は各速段の動力伝達経路を表すもの
であり、後退段（ＲＥＶ）〜３速段のときは、インプッ
トシャフトからメインドライブ（４速／７速）ギヤ列１
を介してカウンタシャフト１０３へ動力が伝達され、こ
の状態で副変速機１１０がローレンジに切り替わるた
め、トランスミッションの変速比はメインドライブギヤ
列１の歯数比×メイン後退ギヤ列５〜メイン３速／５速
ギヤ列２のいずれかの歯数比×レンジＨｉｇｈギヤ列６
の歯数比×レンジＬｏｗギヤ列７の歯数比、となる。４
速段のときは、副変速機１１０がローレンジの状態でイ
ンプットシャフト１０１とメインシャフト１０２が直結
するため、変速比はレンジＨｉｇｈギヤ列６の歯数比×
レンジＬｏｗギヤ列７の歯数比、となる。
【０００８】５速段または６速段のときは、インプット
シャフト１０１からメインシャフト１０２へメインドラ
イブギヤ列１を介して動力が伝達され、この状態で副変
速機１１０がレンジＨｉｇｈに切り替わるため、トラン
スミッションの変速比はメインドライブギヤ列１の歯数
比×メイン２速／５速ギヤ列３またはメイン３速／６速
ギヤ列２の歯数比、となる。７速段のときは、副変速機
１１０がハイレンジの状態でインプットシャフト１０１
にメインシャフト１０２が直結するため、変速比は１と
なる。
【０００９】図１１は変速操作装置（運転室のシフトレ
バー装置）のシフトパターンを表すものであり、低速段
側のＨに高速段側のＨが連続する、いわゆるダブルＨ型
が採用される。副変速機のレンジ切り替えポイント◇
は、３速段ー４速段ゲートと５速段ゲートとの間に設定
される。
【００１０】このようなレンジチェンジ型のトランスミ
ッションでは、副変速機のローレンジのときは、メイン
各速ギヤ列１〜５がレンジＨｉｇｈギヤ列６とレンジＬ
ｏｗギヤ列７とにより２段減速されるため、低速段の変
速比が非常に大きくなる。そのため、変速比を１０：１
以上に取る場合においても、メインドライブ（４速／７
速）ギヤ列１の歯数比が小さく抑えられ、メインカウン
タシャフトトルクやセンタディスタンスも小さくでき
る。これにより、変速比および入力トルク容量の大き
く、小型軽量な多段トランスミッションを実現できるよ
うになる。
【００１１】ところが、ローレンジ側の最高速段（４速
段）とハイレンジの最低速段（５速段）との間でレンジ
切り替えが行われ、ローレンジとハイレンジとで同じメ
インギヤ列を繰り返し使用するため、ギヤ比選択の自由
度が小さい。つまり、等段間比（等比級数）に制約さ
れ、各ギヤの段間比が低速段で大きく高速段ほど小さく
という理想的な設定（漸減型のギヤレシオ）が取れな
い。また、レンジチャンジが必要な変速時は、レンジＬ
ｏｗギヤとレンジＨｉｇｈギヤの段間比が大きいこと、
レンジギヤの切り替え完了を待たないと、メインギヤの
ギヤ入れを行えないこと、により変速操作時間が長く掛
かりすぎるばかりでなく、図１１のようにシフトパター
ンが各速ギヤ列の配置状態から変則的になり、シフト操
作性がよくないという不具合もあった。
【００１２】これらを改善するため、図１２のように構
成したもの（従来一般のレンジチェンジ型に対して、変
形レンジチェンジ型のトランスミッションと称する）が
見られる。主変速機１００の後部にレンジチエンジ型の
副変速機１１０を付加する基本構造は従来と同様であ
る。インプットシャフト１０１とメインカウンタシャフ
ト１０３とにそれぞれ一体の歯車１ａと歯車１ｂとによ
り、メインドライブ（７速）ギヤ列１が配置される。メ
インシャフト１０２上を遊転する歯車２ａ〜６ａとメイ
ンカウンタシャフト１０３に一体の歯車２ｂ〜６ｂによ
り、メイン６速ギヤ列２，メイン３速／５速ギヤ列３，
メイン２速／４速ギヤ列４，メイン１速ギヤ列５，メイ
ン後退ギヤ列６が配置される。メインシャフト１０１と
レンジカウンタシャフト１１２とにそれぞれ一体の歯車
７ａと歯車７ｂとにより、レンジＨｉｇｈギヤ列７が配
置される。レンジメインシャフト１１１上を遊転する歯
車８ａとレンジカウンタシャフト１１２に一体の歯車８
ｂとにより、レンジＬｏｗギヤ列８が配置される。
【００１３】レンジチェンジ型の副変速機１１０はロー
レンジへの切り替えにより、レンジＬｏｗギヤ列８の歯
車８ａがレンジメインシャフト１１１に固定されると、
メインシャフト１０２からレンジカウンタシャフト１１
２を介してアウトプットシャフト１１１へ動力を伝達す
る一方、ハイレンジへの切り替えにより、アウトプット
シャフト１１１はレンジＬｏｗギヤ列８から開放されて
メインシャフト１０２に直結する。
【００１４】図１３は各速段の動力伝達経路を表すもの
であり、後退段〜３速段のときは、副変速機がレンジＬ
ｏｗに切り替わるため、トランスミッションの変速比は
メインドライブギヤ列１の歯数比×メイン後退ギヤ列６
〜メイン３速／５速ギヤ列３いずれかの歯数比×レンジ
Ｈｉｇｈギヤ列の歯数比×レンジＬｏｗギヤ列の歯数
比、となる。５速段または６速段のときは、副変速機が
ハイレンジに切り替わるため、変速比はメインドライブ
ギヤ列１の歯数比×メイン３速／５速ギヤ列３またはメ
イン６速ギヤ列２の歯数比、となる。７速段のときは、
副変速機１１０がハイレンジの状態でインプットシャフ
トにメインシャフトが直結するため、変速比は１とな
る。
【００１５】図１４に変速操作装置（運転室のシフトレ
バー装置）のシフトパターンを表す。低速段側のＨに高
速段側のＨが連続するダブルＨ型が採用される。副変速
機のレンジ切り替えポイント◇は、２速段ー３速段ゲー
トと４速段ー５速段ゲートとの間に設定される。
【００１６】このようなレンジチェンジ型のトランスミ
ッションでは、前進中間段のメインギヤ列３，４がロー
レンジとハイレンジとで使用されるが、その前後のメイ
ンギヤ列１，２、５は共用しないため、１速段ー２速段
と５速段ー６速段および６速段ー７速段については、こ
れら段間比を設定する自由度が大きくなり、漸減型のギ
ヤレシオも可能になる。また、レンジ切り替え時のシン
クロ負荷が小さく、変速操作時間の短縮化が得られ、図
１４のようにシフトパターンも率直なダブルＨ型にな
り、シフト操作性の向上も図れる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来一
般のレンジチェンジ型のトランスミッションに対し、こ
の変形レンジチェンジ型の場合、ハイレンジとローレン
ジとで共用するメインギヤ列の数が減ってしまうため、
トランスミッションの変速段数が少なくなる。同じ変速
段数を確保しようとすると、歯車列の数を増す必要が生
じる。例えば、変形レンジチェンジ型の場合、主変速機
（６列）＋副変速機（２列）＝８列が必要となり、従来
一般のレンジチェンジ型の場合よりも歯車列の数は、１
つ増加してしまうのである。
【００１８】この発明はこのような問題点を解決するこ
とを目的とする。すなわち、変形レンジチェンジ型トラ
ンスミッションの良さを継承しつつ、必要な歯車の列数
を少なく抑えられる、新規な発想に基づく形態・構造の
歯車式多段トランスミッションを提供しようとするもの
である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】第１の発明では、メイン
シャフト上を遊転する高速段側メインギヤにかみ合うカ
ウンタギヤを備える高速段側カウンタシャフトと、同じ
く低速段側メインギヤにかみ合うカウンタギヤを備える
低速段側カウンタシャフトと、を同軸上に配置する一
方、高速段側カウンタシャフトと低速段側カウンタシャ
フトとの間に減速歯車機構を介装し、高速段用カウンタ
シャフトと低速段用カウンタシャフトを減速歯車機構を
介して連結するローレンジと、これらカウンタシャフト
を減速歯車機構を介さずに直結するハイレンジと、に選
択的に切り替えるレンジシフト機構を設ける。
【００２０】第２の発明では、メインシャフト上を遊転
する高速段側メインギヤにかみ合うカウンタギヤを備え
る高速段側カウンタシャフトと、同じく低速段側メイン
ギヤにかみ合うカウンタギヤを備える低速段側カウンタ
シャフトと、を同軸上に配置する一方、減速歯車機構と
してメインシャフト上を遊転する第１従動ギヤと、これ
にかみ合いながら高速段側カウンタシャフトと一体に回
転する第１原動ギヤと、メインシャフト上を第１従動ギ
ヤと一体に遊転する第２原動ギヤと、これにかみ合いな
がら低速段側カウンタシャフト上を遊転する第２従動ギ
ヤと、を設け、低速段側カウンタシャフトに第２従動ギ
ヤを結合するローレンジと、高速段側カウンタシャフト
と低速段側カウンタシャフトを直結するハイレンジと、
に選択的に切り替えるレンジシフト機構を備える。
【００２１】第３の発明では、メインシャフト上を遊転
する高速段側メインギヤにかみ合うカウンタギヤを備え
る高速段側カウンタシャフトと、同じく低速段側メイン
ギヤにかみ合うカウンタギヤを備える低速段側カウンタ
シャフトと、を同軸上に配置する一方、減速歯車機構と
してメインシャフト上を遊転する第１従動ギヤと、これ
にかみ合いながら高速段側カウンタシャフトと一体に回
転する第１原動ギヤと、メインシャフト上を遊転する第
２原動ギヤと、これにかみ合いながら低速段側カウンタ
シャフトと一体に回転する第２従動ギヤと、を設け、第
１従動ギヤと第２原動ギヤを結合するローレンジと、高
速段側カウンタシャフトと低速段側カウンタシャフトを
直結するハイレンジと、に選択的に切り替えるレンジシ
フト機構を備える。
【００２２】第４の発明では、第２の発明または第３の
発明における第１従動ギヤと第１原動ギヤとして、高速
段側のメインギヤとこれにかみ合うカウンタギヤを兼用
する。
【００２３】第５の発明では、第１の発明〜第４の発明
のいずれか１つにおいて、レンジシフト機構は、ダブル
Ｈ型シフトパターンの変速操作装置とメカニカルに連動
するレンジ自動切り替え手段を備える。
【００２４】第６の発明では、第１の発明〜第５の発明
のいずれか１つにおいて、メインギヤ列の最前部にスプ
リッタギヤを設ける。
【００２５】
【発明の効果】第１の発明によれば、ローレンジのとき
は高速段側カウンタシャフトから減速歯車機構を介して
低速段側カウンタシャフトへ動力が伝達される。また、
ハイレンジのときは高速段側カウンタに低速段側カウン
タシャフトが直結される。低速段側メインギヤの１つを
メインシャフトに結合（ギヤ入れ）すると、ローレンジ
のときは、そのギヤ列の減速比に減速歯車機構の減速比
が加わるため、トランスミッションの変速比は大きくな
る。ハイレンジのときは、減速歯車機構の減速比が加わ
らないため、トランスミッションの変速比は相対的に小
さくなる。例えば、メイン１速ギヤ列，メイン２速ギヤ
列をローレンジとハイレンジの両方で使用する場合、メ
イン１速ギヤ列のローレンジ側で１速段の変速比、メイ
ン２速ギヤ列のローレンジ側で２速段の変速比、メイン
１速ギヤ列のハイレンジ側で３速段の変速比、メイン２
速ギヤ列のハイレンジ側で４速段の変速比、が得られ
る。
【００２６】このように、メイン低速ギヤ列のローレン
ジ側では、減速歯車機構の減速比により大きな変速比が
得られるため、メインドライブギヤ列の歯数比は小さく
抑えられ、カウンタシャフトトルクやセンタディスタン
スも小さくできる。
【００２７】５速以上の高速段などについては、レンジ
チェンジを行わず、通常の平行２軸型トランスミッショ
ンと同様の動力伝達経路を取ることにより、これら段間
比は設定の自由度が大きくなり、漸減型のギヤレシオも
可能になる。また、シフト操作性の面でも変形レンジチ
ェンジ方式の良さ（レンジ切り替え時のシンクロ負荷が
小さいこと、変速操作のシフトパターンを率直なダブル
Ｈ型にレイアウト可能なこと）が継承できる。変形レン
ジチェンジ方式に対しては、メインギヤ列を利用するこ
とにより、減速歯車機構の歯車列数を最小限に抑えるこ
と、つまり同じ変速段数のレンジチェンジ型トランスミ
ッションを少ない歯車列数で実現することが可能にな
る。また、トランスミッションの低速側を共通使用し、
高速段側をファミリ設計することにより、変速段数の異
なるトランスミッションを合理的に製造することもでき
る。
【００２８】第２の発明によれば、ローレンジのとき
は、低速段側カウンタシャフトに第２従動ギヤが一体に
結合されるため、動力は高速段側カウンタシャフトから
第１原動ギヤと第１従動ギヤおよび第２原動ギヤと第２
従動ギヤを経由して低速段側カウンタシャフトへ伝達さ
れる。ハイレンジのときは、第２従動ギヤの低速段側カ
ウンタシャフトとの結合が解除され、高速段カウンタシ
ャフトに低速段側カウンタシャフトが直結されるため、
動力は減速歯車機構を介さずに出力される。
【００２９】レンジチェンジをトランスミッションの中
間段（例えば、１速段ー２速段と３速段ー４速段との
間）で行うことにより、変形レンジチェンジ方式の良さ
（ギヤ比選択の自由度が大きく漸減型のギヤレシオが可
能なこと、レンジ切り替え時のシンクロ負荷が小さいこ
と、変速操作のシフトパターンを率直なダブルＨ型にレ
イアウト可能なこと）が継承できる。変形レンジチェン
ジ方式に対しては、メインギヤ列を利用することによ
り、減速歯車機構の歯車列数を最小限に抑えること、つ
まり同じ変速段数のレンジチェンジ型トランスミッショ
ンを少ない歯車列数で実現することが可能になるし、ト
ランスミッションの低速段側を共通使用し、高速段側を
ファミリ設計することにより、変速段数の異なるトラン
スミッションを合理的に製造することもできる。
【００３０】第３の発明によれば、ローレンジのとき
は、低速段側カウンタシャフトに第１従動ギヤと第２従
動ギヤが一体に結合されるため、動力は高速段側カウン
タシャフトの第１原動ギヤから第１従動ギヤ、第１従動
ギヤから第２原動ギヤ、第２原動ギヤから第２従動ギ
ヤ、の経路を介して低速段側カウンタシャフトへ伝達さ
れる。ハイレンジのときは、第１従動ギヤと第２原動ギ
ヤとの結合が解除され、高速段カウンタシャフトに低速
段側カウンタシャフトが直結されるため、動力は減速歯
車機構を介さずに出力される。
【００３１】レンジチェンジをトランスミッションの中
間段（例えば、１速段ー２速段と３速段ー４速段との
間）で行うことにより、変形レンジチェンジ方式の良さ
（ギヤ比選択の自由度が大きく漸減型のギヤレシオが可
能なこと、レンジ切り替え時のシンクロ負荷が小さいこ
と、変速操作のシフトパターンを率直なダブルＨ型にレ
イアウト可能なこと）を継承しつつ、変形レンジチェン
ジ方式に対しては、メインギヤ列を利用することによ
り、同じ変速段数のレンジチェンジ型トランスミッショ
ンを少ない歯車列数で実現すること、トランスミッショ
ンの低速段側を共通使用し、変速段数の異なるトランス
ミッションをファミリ設計すること、が可能になる。
【００３２】減速歯車機構の各歯数比の取り方によって
は、第２の発明の場合、第２原動ギヤ，第２従動ギヤが
それぞれメインシャフト上，低速段側カウンタシャフト
上を遊転する構成のため、小径側の第２原動ギヤの歯底
径が小さくなり、メインシャフト上を遊転させるのが無
理になる可能性が高いが、この発明では第２従動ギヤを
低速段側カウンタシャフトに一体形成し、その代わりに
第１従動ギヤと第２原動ギヤとの結合を断続するように
したこと（レンジシフト機構は高速段側カウンタシャフ
トと低速段側カウンタシャフトとの直結を断続する部位
と、第１従動ギヤと第２原動ギヤとの結合を断続する部
位とに分割される）により、第２原動ギヤの歯底径が確
保しやすくなる。
【００３３】第４の発明によれば、第１原動ギヤと第１
従動ギヤをメイン高速側ギヤ列の１つを代用することに
より、２段の減速歯車機構の歯車列数を１つ省略するこ
とができる。
【００３４】第５の発明によれば、変速操作装置をダブ
ルＨ型シフトパターンのローレンジ側へ操作すると、メ
インギヤのギヤ入れとともにレンジ自動切り替え手段に
より、減速歯車機構を介する動力の伝達経路を形成する
ローレンジにシフトされ、ハイレンジ側へ操作すると、
メインギヤのギヤ入れとともに同じくレンジ自動切り替
え手段により、減速歯車機構を介さない動力の伝達経路
を形成するハイレンジにシフトされる。つまり、変速操
作装置のセレクトシフト動作により、メインギヤのギヤ
入れとともに所定のレンジ切り替えポイントでレンジチ
ェンジが自動的に行われるようになる。
【００３５】第６の発明によれば、スプリッタギヤの切
り替えにより各段間比の中間のギヤレシオが得られる。
スプリッタギヤの歯数比も、減速歯車機構の減速比が加
わるので、小さく抑えられる。そのため、トランスミッ
ション前部にスプリッタギヤは内蔵しやすくなり、小型
軽量化を確保しつつ、トランスミッションの多段化を促
進できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１において、１０はインプット
シャフト、１１はメインシャフト（アウトプットシャフ
ト）であり、メインシャフト１１と平行なカウンタシャ
フトとして、メインシャフト１１上を遊転するメインギ
ヤの高速段にかみ合う高速段側カウンタシャフト１２ａ
と、同じくメインギヤの低速段にかみ合う低速段側カウ
ンタシャフト１２ｂとに分割され、これらは同軸上で高
速段用を前側に低速段用を後側に配置される。
【００３７】インプットシャフト１０と一体の歯車２０
ａと高速段側カウンタシャフト１２ａに一体の歯車２０
ｂにより、メインドライブ（７速）ギヤ列２０が配置さ
れる。メインシャフト１１上を遊転する歯車２１ａ，２
２ａと高速段側カウンタシャフト１２ａに一体の歯車２
１ｂ，２２ｂにより、メイン６速ギヤ列２１，メイン５
速ギヤ列２２が、同じくメインシャフト１１上を遊転す
る歯車２３ａ〜２５ａと低速段側カウンタシャフト１２
ｂに一体の歯車２３ｂ〜２５ｂとにより、メイン４速／
２速ギヤ列２３，メイン３速／１速ギヤ列２４，メイン
後退ギヤ列２５が配置される。
【００３８】高速段側カウンタシャフト１２ａと低速段
側カウンタシャフト１２との間には、レンジ切り替え用
の減速歯車機構２７が設けられる。この減速歯車機構２
７はメインシャフト１１上を遊転する第１従動ギヤ２２
ａと、これにかみ合いながら高速段側カウンタシャフト
１２ａと一体に回転する第１原動ギヤ２２ｂと、メイン
シャフト１１上を第１従動ギヤ２２ａと一体に遊転する
第２原動ギヤ２６ａと、これにかみ合いながら低速段側
カウントシャフト１２ｂ上を遊転する第２従動ギヤ２６
ｂと、からなり、第１原動ギヤ２２ｂと第１従動ギヤ２
２ａにより１段目減速ギヤ列２２が、第２原動ギヤ２６
ａと第２従動ギヤ２６ｂにより２段目減速ギヤ列２６が
形成される。１段目減速ギヤ列２２はこの場合、高速段
側カウントシャフト１２ａの最後部に位置するメイン５
速ギヤ列が兼用される。
【００３９】そして、低速段側カウントシャフト１２ｂ
に第２従動ギヤ２６ｂを結合するローレンジと、第２従
動ギヤ２６ｂの結合を解除して高速段用カウンタシャフ
ト１２ａに低速段用カウンタシャフト１２ｂを直結（一
体化）するハイレンジと、に選択的に切り替えるレンジ
シャフト機構２８が設けられる。ローレンジのときは、
高速段側カウントシャフト１２ａから１段目減速ギヤ列
２２および２段目減速ギヤ列２６を介して低速段側カウ
ントシャフト１２ｂへ動力が伝達され、ハイレンジのと
きは、第２従動ギヤ２６ｂが低速段側カウントシャフト
１２ｂ上を遊転するため、動力は２段の減速ギヤ列２
２，２６を介さずに高速段側カウントシャフト１２ａか
ら低速段側カウント１２ｂへ直に伝達される。
【００４０】レンジシフト機構２８は、ダブルＨ型シフ
トパターンの変速操作装置（運転室のシフトレバー装
置）とメカニカルに連動するレンジ自動切り替え手段
（図示せず）を備えるものであり、シフトレバーをダブ
ルＨ型シフトパターンのローレンジ側へ操作すると、メ
インギヤのギヤ入れとともにレンジ自動切り替え手段に
より、２段の減速ギヤ列２２，２６を介して動力を伝達
するローレンジにシフトされ、シフトレバーをハイレン
ジ側へ操作すると、メインギヤのギヤ入れとともに同じ
くレンジ自動切り替え手段により、減速ギヤ列２２，２
６を介さずに動力を伝達するハイレンジにシフトされ
る。つまり、シフトレバーのセレクトシフト動作によ
り、メインギヤのギヤ入れとともに所定のレンジ切り替
えポイントでレンジチェンジは自動的に行われる。
【００４１】図２は各速段の動力伝達経路を表すもので
あり、後退段〜２速段のときはローレンジに切り替わる
ため、動力はインプットシャフ１０トからメインドライ
ブ（７速）ギヤ列２０を介して高速段側カウンタシャフ
ト１２ａへ伝達され、減速歯車機構２７で２段減速され
た後、低速段側カウンタシャフト１２ｂからメイン後退
ギヤ列２５、メイン１速／３速ギヤ列２４、メイン２速
／４速ギヤ列２３、の１つを介してアウトプットシャフ
ト１１へ伝達される。変速比はメインドライブギヤ列２
０の歯数比×減速歯車機構の１段目減速ギヤ列２２（メ
イン５速ギヤ列）の歯数比×２段目減速ギヤ列２６の歯
数比×メイン後退ギヤ列２５〜メイン２速／４速ギヤ列
２３のいずれかの歯数比、となる。
【００４２】３速段〜７速段のときはハイレンジに切り
替わるため、３速段〜６速段において、動力はインプッ
トシャフト１０からメインドライブギヤ列１０を介して
高速段側カウンタシャフト１２ａへ伝達され、メイン１
速／３速ギヤ列２４、メイン２速／４速ギヤ列２３、メ
イン５速ギヤ列２２、メイン６速ギヤ列２１、の１つを
介してアウトプットシャフト１１へ伝達される。変速比
はメインドライブギヤ列２０の歯数比×メイン１速／３
速ギヤ列２４〜メイン６速ギヤ列２１のいずれかの歯数
比、となる。７速段については、インプットシャフト１
０とメインシャフト１１が直結されるため、動力はイン
プットシャフト１０から変速比１でアウトプットシャフ
ト１１へ伝達される。
【００４３】図３は変速操作装置のシフトパターンを表
すものであり、後退段ゲート，１速段ー２速段ゲート、
３速段ー４速段ゲート，５速段ー６速段ゲート，７速段
ゲート、が率直なダブルＨ型を形成する。レンジ切り替
えポイント◇より低速段側がローレンジ、高速段側がハ
イレンジ、となる。
【００４４】このような構成により、ローレンジ側（後
退段，１速段，２速段）では、減速歯車機構の２段減速
が働くため、メインドライブギヤ列２０の歯数比は小さ
く抑えられ、カウンタシャフトトルクやセンタディスタ
ンスも小さくできる。その結果、トランスミッションの
小型軽量化を促進しつつ、低速段の変速比を１０：１以
上に大きく設定可能になる。高速段用のメインカウンタ
シャフト１２ａについては、メインドライブギヤ列２０
の歯数比を小さく抑えることにより、必要な強度剛性が
大幅に低減できる。つまり、軸や軸受などへの負荷も軽
減され、ケースを含めた全体の小型軽量化を実現でき
る。
【００４５】ローレンジとハイレンジの両方で使用され
ないメインギヤ列（メイン後退ギヤ列２５、メイン５速
ギヤ列２２〜メイン７速ギヤ列２０）のギヤ比について
は、等段間比に制約されず選択の自由度が大きいため、
漸減型のギヤレシオも可能になる。シフト操作性の面で
も、１速段ー２速段ゲートと３速段ー４速ゲートとの間
でレンジチェンジを行うため、その切り替え時のシンク
ロ負荷が小さい。また、既述のギヤ配列により、率直な
ダブルＨ型のシフトパターンが得られる。従来の変形レ
ンジチェンジ方式に対しては、メイン５速ギヤ列２２を
減速歯車機構２７の１段目減速ギヤ列に利用することに
より、同じ変速段数を少ない歯車列数で実現することが
可能になる。
【００４６】この新規な形態・構造のトランスミッショ
ンにおいては、メイン５速ギヤ列２２の後方の構成部分
をそっくり使用し、変速段数の異なるトランスミッショ
ンを合理的に製造、いわゆるファミリ設計することもで
きる。
【００４７】図４に別の実施形態としてフロントスプリ
ッタ付き前進１２段後退２段のトランスミッションを表
す。フロントスプリッタ３１はＨｉｇｈ／Ｌｏｗの２段
切り替え機構を備えるものであり、インプットシャフト
１０上を遊転する原動ギヤ３０ａとこれにかみ合いなが
ら高速段側カウンタシャフト１２ｂと一体に回転する従
動ギヤ３０ｂとにより、メインギヤ列の最前部にスプリ
ッタギヤ列３０を形成する。スプリッタＬｏｗのとき
は、インプットシャフト１０からメインドライブ（６
速）ギヤ列２１を介して高速段側カウンタシャフト１２
ａへ動力を伝達する一方、スプリッタＨｉｇｈのとき
は、インプットシャフト１０からスプリッタギヤ列３０
を介して高速段側カウンタシャフト１２ａへ動力を伝達
する。
【００４８】なお、スプリッタの切り替え用として図示
しないが、シフトレバーのノブにＨｉｇｈ／Ｌｏｗ切換
スイッチが設けられ、スイッチに応じてスプリッタをシ
フトさせるアクチュエータが備えられる。
【００４９】図５に各速段の動力伝達経路を表す。スプ
リッタＬｏｗの状態で後退段〜２速段のときは、減速歯
車機構２７がローレンジに切り替わるため、動力はイン
プットシャフト１０からメインドライブ（６速）ギヤ列
２１を介して高速段側カウンタシャフト１２ａへ伝達さ
れ、減速歯車機構で２段減速された後、低速段側カウン
タシャフト１２ｂからメイン後退ギヤ列２５，メイン１
速／３速ギヤ列２４，メイン２速／４速ギヤ列２３、の
１つを介してアウトプットシャフト１１へ伝達される。
変速比はメンドライブギヤ列２１の歯数比×減速歯車機
構２７の１段目減速ギヤ列２２の歯数比×２段目減速ギ
ヤ列２６の歯数比×メイン後退ギヤ列２５〜メイン２速
／４速ギヤ列２３のいずれかの歯数比、となる。同じく
３速段〜６速段のときは、減速歯車機構２７がハイレン
ジに切り替わるため、動力はインプットシャフト１０か
らメインドライブギヤ列２１を介して高速段側カウンタ
シャフト１２ａへ伝達され、メイン１速／３速ギヤ列２
４，メイン２速／４速ギヤ列２３，メイン５速ギヤ列２
２，メイン６速ギヤ列２１、の１つを介してアウトプッ
トシャフト１１へ伝達される。変速比はメインドライブ
ギヤ列２１の歯数比×メイン１速／３速ギヤ列２４〜メ
イン６速ギヤ列２１のいずれかの歯数比、となる。
【００５０】スプリッタＨｉｇｈの状態で後退段〜２速
段のときは、減速歯車機構２７がローレンジに切り替わ
るため、動力はインプットシャフト１０からスプリッタ
ギヤ列３０を介して高速段側カウンタシャフト１２ａへ
伝達され、減速歯車機構２７で２段減速された後、低速
段側カウンタシャフト１２ｂからメイン後退ギヤ列２
５，メイン１速／３速ギヤ列２４，メイン２速／４速ギ
ヤ列２３、の１つを介してアウトプットシャフトへ伝達
される。変速比はスプリッタギヤ列３０の歯数比×減速
歯車機構２７の１段目減速ギヤ列２２の歯数比×２段目
減速ギヤ列２６の歯数比×メイン後退ギヤ列２５〜メイ
ン２速／４速ギヤ列２３のいずれかの歯数比、となる。
同じく３速段〜６速段のときは、減速歯車機構２７がハ
イレンジに切り替わるため、動力はインプットシャフト
１０からスプリッタギヤ列３０を介して高速段側カウン
タシャフト１２ａへ伝達され、メイン１速／３速ギヤ列
２４，メイン２速／４速ギヤ列２３，メイン５速ギヤ列
２２，メイン６速ギヤ列２１、の１つを介してアウトプ
ットシャフト１１へ伝達される。変速比はスプリッタギ
ヤ列３０の歯数比×メイン１速／３速ギヤ列２４〜メイ
ン６速ギヤ列２１のいずれかの歯数比、となる。
【００５１】このようにフロントスプリッタ３１によ
り、各速段はＨｉｇｈとＬｏｗとに分割され、全体とし
て前進１２段後退２段の変速が可能になる。スプリッタ
ギヤ列３０の歯数比も小さく抑えられるので、フロント
スプリッタ３１はメインケース内に内蔵しやすくなり、
多段トランスミッション全体の小型軽量化および低コス
ト化に大きく貢献する。
【００５２】ところで、図１，図４の減速歯車機構２７
は、２段目のギヤ２６ａ，２６ｂがそれぞれメインシャ
フト１１上，低速段側カウンタシャフト１２ｂ上を遊転
する構成のため、小径側の第２原動ギヤ２６ａの歯底径
が小さくなり、メインシャフト１１上を遊転させるのが
無理になる可能性が高い。その対策手段として図６の実
施形態においては、メインシャフト１１上を遊転する第
１従動ギヤ２２ａと、これにかみ合いながら高速段側カ
ウンタシャフト１２ｂと一体に回転する第１原動ギヤ２
２ｂと、メインシャフト１１上を遊転する第２原動ギヤ
２６ａと、これにかみ合いながら低速段側カウンタシャ
フト１２ｂと一体に回転する第２従動ギヤ２６ｂと、か
ら減速歯車機構２７は構成される。そして、第１従動ギ
ヤ２２ａと第２原動ギヤ２６ａを結合するローレンジ
と、これらギヤ間の結合を解除して高速段側カウンタシ
ャフト１２ａに低速段側カウンタシャフト１２ｂを直結
するハイレンジと、に選択的に切り替えるレンジシフト
機構２８が設けられる。
【００５３】この場合、減速歯車機構２７の第２従動ギ
ヤ２６ｂを低速段側カウンタシャフト１２ｂに一体形成
し、その代わりに第１従動ギヤ２２ａと第２原動ギヤ２
６ａとの結合を断続することにより、第２原動ギヤ２６
ｂの歯底径は確保しやすくなる。レンジシフト機構２８
は、高速段側カウンタシャフト１２ｂと低速段側カウン
タシャフト１２ｂとの直結を断続する部位２８ａと、第
１従動ギヤ２２ａと第２原動ギヤ２６ａとの結合を断続
する部位２８ｂとに分割されるため、ダブルＨ型シフト
パターンのレンジ自動切り替え手段に少し複雑な構成が
要求されるかもしれない。
【００５４】図７はさらに別の実施形態を表すものであ
り、メインシャフト１１と低速段側カウンタシャフト１
２ｂとの間で配置されるメイン後退ギヤ列２５，メイン
１速／３速ギヤ列２４，メイン２速／４速ギヤ列２３
と、メインシャフト１１と高速段側カウンタシャフト１
２ａとの間に配置されるメイン５速ギヤ列２２，メイン
６速ギヤ列２１，メインドライブ（７速）ギヤ列２０
と、高速段側カウンタシャフト１２ａとインプットシャ
フト１０との間に配置されるスプリッタギヤ列３０と、
高速段側カウンタシャフト１２ａと低速段側カウンタシ
ャフト１２ｂとの間に配置される減速歯車機構２７と、
により全体として前進１４段後退２段の多段変速が可能
になる。
【００５５】減速歯車機構２７は図１の実施形態と同じ
くものが用いられ、メインシャフト１１上を遊転する第
１従動ギヤ２２ａと、これにかみ合いながら高速段側カ
ウンタシャフト１２ａと一体に回転する第１原動ギヤ２
２ｂと、メインシャフト１１上を第１従動ギヤ２２ａと
一体に遊転する第２原動ギヤ２６ａと、これにかみ合い
ながら低速段側カウントシャフト１２ｂ上を遊転する第
２従動ギヤ２６ｂと、からなり、低速段側カウントシャ
フト１２ｂに第２従動ギヤ２６ｂを結合するローレンジ
と、第２従動ギヤ２６ｂの結合を解除して高速段用カウ
ンタシャフト１２ａと低速段用カウンタシャフト１２ｂ
を直結（一体化）するハイレンジと、に選択的に切り替
えるレンジシャフト機構２８を備える。
【００５６】図８は各速段の動力伝達経路を表すもので
あり、図５の前進１２段後退２段のトランスミッション
における動力伝達経路と、メイン７速ギヤ列２０が増え
たことに伴う違い以外は、基本的に同様なため説明を省
略する。メイン５速ギヤ列２２の後方の構成部分は図
１，図４の各実施形態のものと同一のため、既述のよう
にこれを共通使用することにより、変速段数の異なるト
ランスミッションのファミリ設計が可能になるのであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すトランスミッション
の概略構成図である。
【図２】同じく各速段の動力伝達経路図である。
【図３】同じく変速操作装置のシフトパターン図であ
る。
【図４】別の実施形態を表すトランスミッションの概略
構成図である。
【図５】同じく各変段の動力伝達経路図である。
【図６】別の実施形態を表すトランスミッションの概略
構成図である。
【図７】別の実施形態を表すトランスミッションの概略
構成図である。
【図８】同じく各変段の動力伝達経路図である。
【図９】従来例を説明するトランスミッションの概略構
成図である。
【図１０】同じく各速段の動力伝達経路図である。
【図１１】同じく変速操作装置のシフトパターン図であ
る。
【図１２】従来例を説明するトランスミッションの概略
構成図である。
【図１３】同じく各速段の動力伝達経路図である。
【図１４】同じく変速操作装置のシフトパターン図であ
る。
【符号の説明】
１０ インプットシャフト １１ メインシャフト １２ａ 高速段側カウンタシャフト １２ｂ 低速段側カウンタシャフト ２０ メインドライブギヤ列 ２１〜２４ メイン６速ギヤ列〜メイン１速／３速ギヤ
列 ２５ メイン後退ギヤ列 ２２ａ，２２ｂ １段目減速ギヤ列 ２６ａ，２６ｂ ２段目減速ギヤ列 ２７ 減速歯車機構 ２８（２８ａ，２８ｂ） レンジシフト機構 ３０ スプリッタギヤ列

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】メインシャフト上を遊転する高速段側メイ
    ンギヤにかみ合うカウンタギヤを備える高速段側カウン
    タシャフトと、同じく低速段側メインギヤにかみ合うカ
    ウンタギヤを備える低速段側カウンタシャフトと、を同
    軸上に配置する一方、高速段側カウンタシャフトと低速
    段側カウンタシャフトとの間に減速歯車機構を介装し、
    高速段用カウンタシャフトと低速段用カウンタシャフト
    を減速歯車機構を介して連結するローレンジと、これら
    カウンタシャフトを減速歯車機構を介さずに直結するハ
    イレンジと、に選択的に切り替えるレンジシフト機構を
    設けたことを特徴とする歯車式多段トランスミッショ
    ン。
  2. 【請求項２】メインシャフト上を遊転する高速段側メイ
    ンギヤにかみ合うカウンタギヤを備える高速段側カウン
    タシャフトと、同じく低速段側メインギヤにかみ合うカ
    ウンタギヤを備える低速段側カウンタシャフトと、を同
    軸上に配置する一方、減速歯車機構としてメインシャフ
    ト上を遊転する第１従動ギヤと、これにかみ合いながら
    高速段側カウンタシャフトと一体に回転する第１原動ギ
    ヤと、メインシャフト上を第１従動ギヤと一体に遊転す
    る第２原動ギヤと、これにかみ合いながら低速段側カウ
    ンタシャフト上を遊転する第２従動ギヤと、を設け、低
    速段側カウンタシャフトに第２従動ギヤを結合するロー
    レンジと、高速段側カウンタシャフトと低速段側カウン
    タシャフトを直結するハイレンジと、に選択的に切り替
    えるレンジシフト機構を備えたことを特徴とする歯車式
    多段トランスミッション。
  3. 【請求項３】メインシャフト上を遊転する高速段側メイ
    ンギヤにかみ合うカウンタギヤを備える高速段側カウン
    タシャフトと、同じく低速段側メインギヤにかみ合うカ
    ウンタギヤを備える低速段側カウンタシャフトと、を同
    軸上に配置する一方、減速歯車機構としてメインシャフ
    ト上を遊転する第１従動ギヤと、これにかみ合いながら
    高速段側カウンタシャフトと一体に回転する第１原動ギ
    ヤと、メインシャフト上を遊転する第２原動ギヤと、こ
    れにかみ合いながら低速段側カウンタシャフトと一体に
    回転する第２従動ギヤと、を設け、第１従動ギヤと第２
    原動ギヤを結合するローレンジと、高速段側カウンタシ
    ャフトと低速段側カウンタシャフトを直結するハイレン
    ジと、に選択的に切り替えるレンジシフト機構を備えた
    ことを特徴とする歯車式多段トランスミッション。
  4. 【請求項４】第１従動ギヤと第１原動ギヤとして、高速
    段側のメインギヤとこれにかみ合うカウンタギヤを兼用
    したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の
    歯車式多段トランスミッション。
  5. 【請求項５】レンジシフト機構は、ダブルＨ型シフトパ
    ターンの変速操作装置とメカニカルに連動するレンジ自
    動切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請
    求項４のいずれか１つに記載の歯車式多段トランスミッ
    ション。
  6. 【請求項６】メインギヤの最前部にスプリッタギヤを配
    置したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか
    １つに記載の歯車式多段トランスミッション。
JP9146567A 1997-06-04 1997-06-04 歯車式多段トランスミッション Pending JPH10331925A (ja)

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JP2016142275A (ja) * 2015-01-29 2016-08-08 愛知機械工業株式会社 変速機

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