KR20140051105A - 변속기 - Google Patents

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KR20140051105A
KR20140051105A KR1020137013603A KR20137013603A KR20140051105A KR 20140051105 A KR20140051105 A KR 20140051105A KR 1020137013603 A KR1020137013603 A KR 1020137013603A KR 20137013603 A KR20137013603 A KR 20137013603A KR 20140051105 A KR20140051105 A KR 20140051105A
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shift
axial
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KR1020137013603A
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마사루 후카야
마사키 가와모토
시로 오가미
노리오 가유카와
히로유키 가토
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아이신 에이아이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 관련되는 변속기는 부품수를 줄여서 제조 비용을 저감하는 것과 함께, 체격을 소형화하여 차량으로의 탑재성을 향상하는 것이 가능한 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 변속기는 케이스와, 케이스에 회전 가능하게 지지된 회전축과, 회전축에 회전 가능하게 지지된 변속 기어와, 시프트 조작에 따른 축방향 위치로 이동되는 포크 샤프트와, 포크 샤프트의 축방향 위치에 따라서 변속 기어가 회전축에 연결된 연결 상태와 변속 기어가 회전축과의 연결이 해제된 연결 해제 상태를 전환하는 연결 부재와, 회전축에 고정된 파킹 기어와, 파킹 기어의 회전을 규제하는 걸림고정 위치와 파킹 기어의 회전을 허용하는 걸림고정 해제 위치의 사이에서 이동하는 걸림고정 부재와, 포크 샤프트의 축방향 위치에 따라서 걸림고정 부재를 걸림고정 위치 또는 걸림고정 해제 위치로 이동시키는 캠 부재를 구비한다.

Description

변속기{TRANSMISSION}
본 발명은 차량의 정차 상태를 유지하는 파킹 기구를 구비한 변속기에 관한 것이다.
변속기는 차량에 탑재된 엔진 등의 구동원이 출력하는 회전을 변속하는 장치로서 이용되고 있다. 또, 특허 문헌 1에는 차량이 정지했을 때에 정차 상태를 유지하는 파킹 장치가 개시되어 있다. 이 파킹 장치는 변속기의 출력축에 고정된 파킹 기어에 파킹 폴의 래칫부를 걸어 고정함으로써 파킹 기어의 회전을 규제하는 것이다. 이와 같은 변속기는 케이스의 내부에 파킹 폴을 작동시키는 링크 기구 등이 배치되기 때문에 체격의 대형화가 염려된다.
그래서 특허 문헌 2에는 변속단을 변경하는 시프트 장치에 의해 파킹 폴을 작동시키는 파킹 기구가 개시되어 있다. 이 파킹 기구에서는 시프트 장치가 복수의 시프트 레일을 선택적으로 구동하여 변속 기어를 전환함으로써 소정의 변속단을 성립시키고 있다. 그리고 복수의 시프트 레일과 병렬로 파킹 폴을 작동시키는 파킹 로드를 설치하고, 시프트 장치에 의해 파킹 로드를 구동하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 기존의 시프트 장치를 유용(流用)할 수 있기 때문에 구조의 간략화와 스페이스 절약화를 촉진할 수 있는 것으로 되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특개평11―1158호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특개2010―7754호 공보
그러나 특허 문헌 2의 파킹 기구에 있어서는, 파킹 로드에 추가하여 파킹 로드의 위치를 검출하는 센서, 시프트 장치의 선택 기구와 파킹 로드를 연결하기 위한 연결 부재 등의 추가가 필요하게 된다. 따라서, 시프트 장치의 선택 기구가 복잡하게 되고, 또한, 추가를 요하는 부재의 배치에 의해 변속기의 체격을 크게 할 필요가 있다. 또, 변속기에는 차량으로의 탑재성 등의 관점에서 더한층의 소형화나 부품수의 저감 등의 요청이 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 부품수를 줄여서 제조 비용을 저감하는 것과 함께, 체격을 소형화하여 차량으로의 탑재성을 향상하는 것이 가능한 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 관련되는 변속기는 케이스와, 상기 케이스에 회전 가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 변속 기어와, 상기 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되어, 시프트 조작에 따른 축방향 위치로 이동되는 포크 샤프트와, 상기 포크 샤프트의 이동과 연동하여 상기 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 포크 샤프트의 축방향 위치에 따라서 상기 변속 기어가 상기 회전축에 연결된 연결 상태와 상기 변속 기어가 상기 회전축과의 연결이 해제된 연결 해제 상태를 전환하는 연결 부재와, 상기 회전축에 고정된 파킹 기어와, 상기 파킹 기어에 걸림고정 가능하게 상기 케이스에 설치되어, 상기 파킹 기어의 회전을 규제하는 걸림고정 위치와 상기 파킹 기어의 회전을 허용하는 걸림고정 해제 위치의 사이에서 이동하는 걸림고정 부재와, 상기 포크 샤프트에 설치되어, 상기 포크 샤프트의 축방향 위치에 따라서 상기 걸림고정 부재를 상기 걸림고정 위치 또는 상기 걸림고정 해제 위치로 이동시키는 캠 부재를 구비한다.
여기에서, 변속기는 포크 샤프트를 축방향으로 이동시켜서 변속을 실시하는 것이다. 예를 들면, 포크 샤프트가 소정의 축방향 위치로 이동되면, 이 포크 샤프트의 이동에 연동하는 연결 부재가 연결 해제 상태로부터 연결 상태로 전환된다. 이에 따라, 변속기는 원동기의 회전 구동력을 변속하여 전달 가능한 변속단을 성립시킨다. 또, 변속기는 걸림고정 부재가 걸림고정 위치로 이동하여 파킹 기어의 회전을 규제한다. 즉, 변속기는 차량이 정지했을 때에 정차 상태를 유지하는 파킹 기구의 일부를 겸하고 있다.
그리고 상기 구성으로 이루어지는 변속기에 따르면, 이 걸림고정 부재를 걸림고정 위치 또는 걸림고정 해제 위치로 이동시키기 위한 캠 부재를 포크 샤프트에 설치하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 변속기는 포크 샤프트를 축방향으로 이동시키는 기구를 이용하여 캠 부재를 작동시킬 수 있다. 이에 따라, 종래와 같이, 캠 부재를 지지하는 파킹 로드 등을 추가하지 않고, 파킹 기구를 설치할 수 있다. 따라서, 파킹 기구의 일부를 구비하는 변속기에 있어서, 종래와 비교하여 부품수를 줄여서 제품 비용을 저감할 수 있다. 또한, 체격을 소형화할 수 있기 때문에 변속기로서의 차량으로의 탑재성을 향상할 수 있다.
(2) 또, 상기 연결 부재에 의해 상기 회전축에 연결되는 상기 변속 기어가 해당 연결 부재의 축방향 일측에만 배치되고, 상기 연결 부재는 상기 포크 샤프트의 축방향의 이동에 의하여 상기 연결 해제 상태로 하는 중립 위치로부터 축방향 일측에 위치하는 시프트 위치로 이동함으로써 상기 변속 기어를 상기 회전축에 연결하여 상기 연결 상태로 전환하고, 상기 포크 샤프트가 상기 연결 부재를 상기 중립 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측으로 이동됨으로써 상기 연결 부재가 상기 연결 해제 상태를 유지하여, 상기 캠 부재가 상기 걸림고정 부재를 상기 걸림고정 위치로 이동시키도록 해도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 연결 부재는 축방향 일측에 배치된 변속 기어 만을 연결의 대상으로 하여, 그 연결 상태와 연결 해제 상태를 전환한다. 즉, 연결 부재의 축방향 타측에는, 이 연결 부재에 의하여 회전축에 연결되는 변속 기어가 존재하고 있지 않은 상태로 되어 있다. 그리고 변속기는 이와 같은 연결 부재를 축방향으로 이동시키는 포크 샤프트에 캠 부재를 설치하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 포크 샤프트가 연결 부재를 중립 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측으로 이동한 경우에, 캠 부재가 걸림고정 부재를 걸림고정 해제 위치로부터 걸림고정 위치로 이동시키기 때문에 파킹 기어의 회전을 규제할 수 있다. 이 때, 연결 부재는 해당 연결 부재의 축방향 타측에는 연결의 대상으로 하는 변속 기어가 존재하고 있지 않기 때문에 연결 해제 상태를 유지하고 있다.
여기에서, 변속기의 포크 샤프트는 작동시키는 연결 부재가 연결 상태 또는 연결 해제 상태를 전환하기 위해 요하는 축방향의 스트로크만큼은 적어도 이동 가능하게 케이스에 지지되어 있다. 그리고 상기 구성에서는 이와 같이, 연결 부재를 축방향으로 이동시키는 것을 목적으로 하는 포크 샤프트에 캠 부재를 설치하고 있다. 그 때문에, 포크 샤프트는 상기의 스트로크에 추가하여 캠 부재가 걸림고정 부재를 걸림고정 위치 또는 걸림고정 해제 위치로 이동시키기 위해 요하는 축방향의 스트로크만큼 다시 이동 가능하게 케이스에 지지되게 된다. 즉, 상기 구성의 변속기는 포크 샤프트가 본래 기능하기 위해 위치 결정되는 축방향 위치에 추가하여 캠 부재가 작동하는 축방향 위치가 설정되기 때문에 각각의 축방향 위치로의 이동이 허용될 필요가 있다. 또, 변속기에는 설정되는 변속단수나 변속 기어의 레이아웃 등에 기인하여 한쪽 만에 연결의 대상으로 하는 변속 기어가 배치되는 연결 부재를 설치하는 일이 있다. 그래서 상기와 같은 구성으로 하는 것으로 포크 샤프트가 이동하는 스트로크를 비교적 용이하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 포크 샤프트 및 해당 포크 샤프트를 축방향으로 이동시키는 기구를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 변속기 전체로서 축방향의 길이가 증가하는 것을 억제하여 파킹 기구를 부가할 수 있다.
(3) 또, 상기 변속기는 상기 연결 부재에 의해 상기 회전축에 연결되는 상기 변속 기어로서, 상기 연결 부재의 축방향 일측에 배치되는 제 1 변속 기어와, 상기 연결 부재의 축방향 타측에 배치되는 제 2 변속 기어를 구비하고, 상기 연결 부재는 상기 포크 샤프트의 축방향의 이동에 의하여 상기 연결 해제 상태로 하는 중립 위치로부터 축방향 일측에 위치하는 제 1 시프트 위치에 있어서 상기 제 1 변속 기어를 상기 회전축에 연결하여 상기 연결 상태로 전환하고, 또, 상기 중립 위치로부터 축방향 타측에 위치하는 제 2 시프트 위치에 있어서 상기 제 2 변속 기어를 상기 회전축에 연결하여 상기 연결 상태로 전환하고, 상기 제 2 변속 기어의 축방향폭은 상기 제 1 변속 기어의 축방향폭보다도 크게 설정되고, 상기 포크 샤프트가 상기 연결 부재를 상기 제 2 시프트 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측으로 이동됨으로써 상기 연결 부재가 상기 연결 상태를 유지하여, 상기 캠 부재가 상기 걸림고정 부재를 상기 걸림고정 위치로 이동시키도록 해도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 연결 부재는 축방향폭이 다른 제 1 변속 기어와 제 2 변속 기어가 축방향 일측 또는 축방향 타측에 배치되고, 이들의 변속 기어를 연결의 대상으로 하여, 그 연결 상태 및 연결 해제 상태를 전환한다. 그리고 변속기는 이와 같은 연결 부재를 축방향으로 이동시키는 포크 샤프트에 캠 부재를 설치하는 구성으로 하고 있다. 그러면, 포크 샤프트가 연결 부재를 제 2 시프트 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측으로 이동한 경우에, 캠 부재가 걸림고정 부재를 걸림고정 해제 위치로부터 걸림고정 위치로 이동시키기 때문에 파킹 기어의 회전을 규제할 수 있다. 이 때, 연결 부재는 제 2 시프트 위치에 있어서 연결 상태로 하고 있기 때문에 연결 상태를 유지하고 있다.
여기에서, 변속기의 포크 샤프트는 상기한 바와 같이, 연결 부재가 전환에 요하는 스트로크에 캠 부재가 작동하는 데 요하는 스트로크를 더한만큼 이동 가능하게 케이스에 지지되게 된다. 즉, 상기 구성의 변속기는 연결 부재가 제 1 시프트 위치, 중립 위치 및 제 2 시프트 위치로 이동하도록 포크 샤프트가 위치 결정되는 축방향 위치에 추가하여 캠 부재가 작동하는 축방향 위치가 설정되기 때문에 각각의 축방향 위치로의 이동이 허용될 필요가 있다. 또, 변속기에는 설정되는 변속단수나 변속 기어의 레이아웃 등에 기인하여 연결 부재의 양측에 축방향폭이 다른 변속 기어가 연결의 대상으로서 배치되는 일이 있다. 즉, 변속 기어에 있어서, 연결 부재에 의해 회전축에 연결되는 부위로부터 톱니면을 갖는 부위까지의 축방향 거리가 제 1 변속 기어보다도 제 2 변속 기어쪽이 길게 설정되는 일이 있다. 그래서 상기와 같은 구성으로 하는 것으로 포크 샤프트가 이동하는 스트로크를 비교적 용이하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 포크 샤프트 및 해당 포크 샤프트를 축방향으로 이동시키는 기구를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 변속기 전체로서 축방향의 길이가 증가하는 것을 억제하여 파킹 기구를 부가할 수 있다.
(4) 또, 상기 회전축은 상기 변속 기어 중, 출력측의 기어를 지지하여 서로 축방향 길이가 다른 복수의 출력축을 갖고, 복수의 상기 출력축 중, 축방향 길이가 짧은 쪽에 상기 파킹 기어가 고정되어 있도록 해도 좋다.
여기에서, 파킹 기구가 변속기의 회전축에 파킹 기어를 배치하는 경우에, 적어도 파킹 기어의 축방향폭만큼 회전축에 배치하는 스페이스를 요하게 된다. 또, 변속기는, 그 구성에 따라서는 축방향 길이가 다른 복수의 출력축을 구비하는 일이 있다. 그래서 상기 구성과 같이, 파킹 기어를 축방향 길이가 비교적 짧은 출력축에 고정함으로써 파킹 기어의 배치에 동반하는 스페이스 확보를 허용할 수 있기 때문에 변속기 전체로서 체격이 대형화하는 것을 방지할 수 있다.
(5) 또, 상기 회전축은 복수의 상기 변속 기어를 지지하고, 서로 동심으로 배치되어 복수의 상기 변속 기어 중, 입력측의 기어를 지지하는 제 1 입력축 및 제 2 입력축과, 상기 제 1 입력축 및 제 2 입력축과 평행하게 각각 배치되어 복수의 상기 변속 기어 중, 출력측의 기어를 지지하는 제 1 출력축 및 제 2 출력축을 갖고, 원동기의 회전 구동력을 상기 제 1 입력축에 전달하는 제 1 클러치와, 상기 회전 구동력을 제 2 입력축에 전달하는 제 2 클러치를 갖는 듀얼 클러치를 더 구비하고, 상기 파킹 기어가 상기 제 1 출력축 및 상기 제 2 출력축 중 어느 한쪽에 고정되어 있도록 해도 좋다.
이와 같은 구성에 따르면, 변속기는 듀얼 클러치식이고, 파킹 기어가 제 1 출력축 및 제 2 출력축 중 어느 한쪽에 고정되는 구성으로 하고 있다. 듀얼 클러치식의 변속기는 제 1 입력축 및 제 2 입력축에 대하여 2개의 클러치에 의해 원동기와의 연결을 각각 전환함으로써 고속의 시프트 변경을 가능하게 하는 기구이다. 이와 같은 듀얼 클러치식의 변속기에서는 제 1 출력축 및 제 2 출력축에 지지되는 복수의 변속 기어를 선택적으로 연결하기 위해 복수의 연결 부재 및 포크 샤프트가 배치된다. 이와 같은 구성으로 하는 듀얼 클러치식의 변속기에서는 회전축의 직경 방향으로 대형화하는 것이 염려된다. 그래서 상기 구성과 같이, 기존의 포크 샤프트에 캠 부재를 설치함으로써 새로이 파킹 로드 등을 추가하지 않고, 적합하게 파킹 기구를 부가하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 제 1 실시 형태: 변속기(1)의 축방향에서 본 일부의 기어를 나타내는 구성도이다.
도 2는 변속기(1)의 전체 구조를 나타내는 스켈톤도이다.
도 3은 시프트 기구(70c) 및 파킹 기구(80)를 나타내는 모식도이다.
도 4는 중립 상태의 시프트 기구(70c)와 언록 상태의 파킹 기구(80)의 요부를 나타내는 도면이다.
도 5는 시프트 상태의 시프트 기구(70c)와 언록 상태의 파킹 기구(80)의 요부를 나타내는 도면이다.
도 6은 중립 상태의 시프트 기구(70c)와 록 상태의 파킹 기구(80)의 요부를 나타내는 도면이다.
도 7은 제 2 실시 형태: 변속기(101)의 전체 구조를 나타내는 스켈톤도이다.
도 8은 시프트 기구(170c) 및 파킹 기구(80)를 나타내는 모식도이다.
도 9는 중립 상태의 시프트 기구(170c)와 언록 상태의 파킹 기구(80)를 나타내는 도면이다.
도 10은 제 1 변속단 상태의 시프트 기구(170c)와 언록 상태의 파킹 기구(80)를 나타내는 도면이다.
도 11은 제 2 연결 상태의 시프트 기구(170c)와 언록 상태의 파킹 기구(80)를 나타내는 도면이다.
도 12는 제 2 연결 상태의 시트트 기구(170c)와 록 상태의 파킹 기구(80)를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 변속기를 구체화한 실시 형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.
＜제 1 실시 형태＞
(변속기(1)의 구성)
본 실시 형태에 있어서의 변속기(1)의 구성에 대하여, 도 1∼도 3을 참조해서 설명한다. 변속기(1)는 차량에 탑재되는 듀얼 클러치식의 변속기로 하고 있다. 변속기(1)는 케이스(2)에 회전 가능하게 지지된 복수의 회전축(11, 12, 21, 22)과, 내연 기관(E／G)의 회전 구동력을 회전축에 전달하는 듀얼 클러치(30)와, 회전축에 회전 가능하게 지지되어 전진 또는 후진의 변속단을 구성하는 복수의 변속 기어(41∼46, 51∼56, 61∼64)와, 각 변속단을 선택적으로 성립시키는 시프트 기구(70a∼70d)와, 차량의 정차 상태를 유지하는 파킹 기구(80)를 구비한다. 케이스(2)는 복수의 베어링에 의해 각 축을 지지하는 것과 함께, 상기 복수의 기어 및 시프트 기구(70a∼70d)에 포함되는 슬라이딩부에 공급하는 윤활유를 수용하고 있다. 또, 케이스(2)는 도시하지 않는 클러치 하우징의 내부에 듀얼 클러치(30)를 수용하고 있다. 내연 기관(E／G)은 차량에 탑재된 구동원으로서, 본 발명의 “원동기”에 상당한다.
제 1 입력축(11)은 중공축상으로 형성되고, 베어링에 의해 케이스(2)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축이다. 또, 제 1 입력축(11)의 외주면에는 베어링을 지지하는 부위와 복수의 외부 톱니 스플라인이 형성되어 있다. 그리고 제 1 입력축(11)에는 1속 구동 기어(41) 및 대직경의 5속 구동 기어(45)가 직접 형성되어 있다. 또, 제 1 입력축(11)의 외주면에 외부 톱니 스플라인이 형성되고, 이 외부 톱니 스플라인에 3속 구동 기어(43)가 스플라인 끼워맞춤에 의해 압입되어 있다. 또, 제 1 입력축(11)은 듀얼 클러치(30)의 제 1 클러치(31)에 연결되는 연결 축부가 형성되어 있다.
제 2 입력축(12)은 중공축상으로 형성되고, 제 1 입력축(11)의 일부의 외주에 복수의 베어링을 통하여 회전 가능하게 지지되고, 또한, 베어링에 의해 케이스(2)의 클러치 하우징에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축이다. 이 제 2 입력축(12)은 제 1 입력축(11)에 대하여 동심으로 상대 회전 가능하게 배치되어 있다. 또, 제 2 입력축(12)의 외주면에는 제 1 입력축(11)과 마찬가지로, 베어링을 지지하는 부위와 복수의 외부 톱니바퀴가 형성되어 있다. 제 2 입력축(12)에는 2속 구동 기어(42) 및 대직경의 4속 구동 기어(44)(6속 구동 기어(46))가 형성되어 있다. 4속 구동 기어(44)는 4속 종동 기어(54) 및 6속 종동 기어(56)와 맞물리고, 제 4속단 및 제 6속단의 변속단을 구성하는 구동측의 기어로서 공통화된 기어이다. 또, 제 2 입력축(12)은 듀얼 클러치(30)의 제 2 클러치(32)에 연결되는 연결 축부가 형성되어 있다.
제 1 출력축(21)은 케이스(2)의 내부에 있어서 제 1 입력축(11)에 평행하게 배치되고, 베어링에 의해 케이스(2)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축이다. 또, 제 1 출력축(21)의 외주면에는 최종 감속 기어(61)와 복수의 외부 톱니 스플라인이 형성되어 있다. 제 1 출력축(21)의 외부 톱니 스플라인에는 후술하는 시프트 기구(70a, 70b)의 각 허브(71)가 스플라인 끼워맞춤에 의해 압입되어 있다. 최종 감속 기어(61)는 디퍼렌셜(차동 기구)의 링 기어(64)에 맞물려 있다. 또한, 제 1 출력축(21)은 1속 종동 기어(51), 3속 종동 기어(53), 4속 종동 기어(54) 및 후진 기어(63)를 공전 가능하게 지지하는 지지부가 형성되어 있다.
제 2 출력축(22)은 케이스(2)의 내부에 있어서 제 1 입력축(11)에 평행하게 배치되고, 베어링에 의해 케이스(2)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축이다. 또, 제 2 출력축(22)의 외주면에는 제 1 출력축(21)과 마찬가지로, 최종 감속 기어(62)와 복수의 외부 톱니 스플라인이 형성되어 있다. 제 2 출력축(22)의 외부 톱니 스플라인에는 후술하는 시프트 기구(70c, 70d)의 각 허브(71) 및 파킹 기구(80)의 파킹 기어(81)가 스플라인 끼워맞춤에 의해 압입되어 있다. 최종 감속 기어(62)는 디퍼렌셜의 링 기어(64)에 맞물려 있다. 또한, 제 2 출력축(22)은 2속 종동 기어(52), 5속 종동 기어(55) 및 6속 종동 기어(56)를 공전 가능하게 지지하는 지지부가 형성되어 있다. 여기에서, 본 실시 형태에 있어서 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 출력축(21)과 제 2 출력축(22)에서는 지지하는 변속 기어의 상이 및 변속기(1)에 있어서의 각 변속단의 레이아웃에 기인하여 제 2 출력축(22)쪽이 짧은 구성으로 되어 있다.
듀얼 클러치(30)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 내연 기관(E／G)의 회전 구동력을 제 1 입력축(11)에 전달하는 제 1 클러치(31)와, 내연 기관(E／G)의 회전 구동력을 제 2 입력축(12)에 전달하는 제 2 클러치(32)를 갖는다. 이 듀얼 클러치(30)는 케이스(2)의 클러치 하우징에 수용되고, 제 1 입력축(11) 및 제 2 입력축(12)에 대하여 동심으로 설치되어 있다. 제 1 클러치(31)는 제 1 입력축(11)의 연결 축부에 연결되고, 제 2 클러치(32)는 제 2 입력축(12)의 연결 축부에 연결되어 있다. 그리고 듀얼 클러치(30)는 차량의 제어 장치로부터 입력되는 제어 지령에 기초하여 제 1 클러치(31) 및 제 2 클러치(32)에 의해 내연 기관(E／G)과의 연결을 각각 전환한다. 이에 따라, 듀얼 클러치식의 변속기는 다음에 사용되는 변속단을 미리 성립시켜 두고, 회전 구동력을 전달하는 클러치를 전환하는 것으로 고속의 시프트 변경을 가능하게 하고 있다.
후진 기어(63)는 제 1 출력축(21)에 형성된 후진 기어의 지지부에 공전 가능하게 설치되어 있다. 또, 본 실시 형태에 있어서, 후진 기어(63)는 2속 종동 기어(52)에 일체적으로 형성된 소직경 기어(52a)에 항상 맞물려서 회전 연결되어 있다. 링 기어(64)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 최종 감속 기어(61) 및 최종 감속 기어(62)에 맞물리는 것으로 제 1 출력축(21) 및 제 2 출력축(22)에 항상 회전 연결하고 있다. 이 링 기어(64)는 변속기(1)에 있어서의 파이널 기어로서 차동 기구를 구성하고, 드라이브 샤프트를 통하여 구동 바퀴에 연결되어 있다.
시프트 기구(70a∼70d)는 차량의 제어 장치에 의하여 제어되고, 시프트 조작에 따른 변속단을 성립시키는 시프트 상태와, 어느 쪽의 변속단도 성립해 있지 않은 뉴트럴의 중립 상태를 전환하는 기구이다. 본 실시 형태에 있어서, 변속기(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 4군데에 시프트 기구(70a∼70d)를 각각 배치하고 있다. 각 시프트 기구(70a∼70d)는 변속 기어 중, 제 1 출력축(21) 또는 제 2 출력축(22)에 연결하는 변속 기어의 대상이 다르다. 시프트 기구(70a)는 1속 종동 기어(51) 및 3속 종동 기어(53)를 연결의 대상으로 하고 있다. 시프트 기구(70b)는 4속 종동 기어(54) 및 후진 기어(63)를 연결의 대상으로 하고 있다. 시프트 기구(70c)는 5속 종동 기어(55) 만을 연결의 대상으로 하고 있다. 시프트 기구(70d)는 2속 종동 기어(52) 및 6속 종동 기어(56)를 연결의 대상으로 하고 있다.
이 시프트 기구(70a∼70d)는 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 허브(71)와, 슬리브(72)(본 발명의 “연결 부재”에 상당한다)와, 시프트 포크(73)와, 포크 샤프트(74)와, 모터(75)와, 웜 기어(76)와, 웜 휠(77)을 구비한다. 허브(71)는 내부 톱니 스플라인 및 외부 톱니 스플라인이 형성된 중공 원반상을 이루고 있다. 허브(71)는 제 1 출력축(21) 또는 제 2 출력축(22)의 외부 톱니 스플라인에 스플라인 끼워맞춤에 의해 압입되고, 이에 따라, 압입된 출력축과 일체적으로 회전하는 부재이다.
슬리브(72)는 허브(71)에 대하여 축방향으로 이동 가능하게 되도록 허브(71)의 외부 톱니 스플라인에 맞물려 있다. 이 슬리브(72)는 회전축의 축방향으로 슬라이드하여 변속단의 종동 기어(51∼56) 또는 후진 기어(63)의 피스 기어부에 맞물림 가능하게 되어 있다. 슬리브(72)가 각 기어의 피스 기어부에 맞물리면, 각 기어는 지지되어 있는 출력축과 연결되어 일체적으로 회전 가능하게 된다. 또, 슬리브(72)는 축방향으로 슬라이드했을 때에 도시하지 않는 싱크로 링을 연결의 대상으로 하는 기어에 탄성 지지하고, 기어의 회전수를 출력축의 회전수에 동기시키고나서 각 기어와 출력축을 연결하는 것을 가능하게 하고 있다.
시프트 포크(73)는 포크 샤프트(74)에 고정되고, 슬리브(72)의 외주면에 형성된 둘레 방향의 홈에 끼워맞추어져 있다. 포크 샤프트(74)는 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 시프트 조작에 따른 축방향 위치로 이동되는 부재이다. 이에 따라, 슬리브(72)는 시프트 포크(73)를 통하여 포크 샤프트(74)에 연결되고, 포크 샤프트(74)의 축방향으로의 이동과 연동하게 된다. 즉, 슬리브(72)는 포크 샤프트(74)가 위치 결정된 축방향 위치에 따라서 변속단의 종동 기어(51∼56) 또는 후진 기어(63)가 지지되어 있는 출력축과 연결된 연결 상태와, 이들의 각 기어가 출력축과의 연결이 해제된 연결 해제 상태를 전환한다.
모터(75)는 변속기(1)의 외부에 설치되고, 차량의 제어 장치에 의하여 시프트 조작에 따른 전력이 공급되어 회전 구동하는 전동기이다. 웜 기어(76)는 모터(75)의 구동축에 설치되고, 모터(75)의 회전에 동반하여 회전축과 일체적으로 회전하는 기어이다. 웜 휠(77)은 케이스(2)에 회전 가능하게 지지된 샤프트(도시하지 않음) 일단부에 고정되고, 맞물리는 웜 기어(76)의 회전력을 케이스(2)의 내부에 전달하고 있다. 웜 휠(77)이 고정된 샤프트의 타단부에는 포크 샤프트(74)의 외주면에 형성된 기어와 맞물리는 피니언 기어가 설치되어 있다.
시프트 기구(70a∼70d)는 상기와 같은 구성에 의해 모터(75)를 회전 구동함으로써 포크 샤프트(74)를 소정의 축방향 위치로 이동시키고, 대상으로 하는 변속 기어를 제 1 출력축(21) 또는 제 2 출력축(22)에 연결하여 소정의 변속단을 성립시킨다. 여기에서, 시프트 기구(70a, 70b, 70d)는 각각의 슬리브(72)의 축방향 양측에 배치된 변속 기어를 연결의 대상으로 하고 있다. 이에 대하여, 시프트 기구(70c)는 슬리브(72)의 축방향 일측(도 2의 우측)에 배치된 변속 기어, 즉, 5속 종동 기어(55) 만을 연결의 대상으로 하여, 그 연결 상태와 연결 해제 상태를 전환한다. 즉, 시프트 기구(70c)의 슬리브(72)의 축방향 타측(도 3의 좌측)에는, 이 슬리브(72)에 의하여 제 2 출력축(22)에 연결되는 변속 기어가 존재하고 있지 않은 상태로 하고 있다.
파킹 기구(80)에는 차량이 정차 상태로 된 경우에, 파킹 기어(81)의 회전을 규제함으로써 구동 바퀴에 연결되는 축의 회전을 방지하는 것으로 차량의 정차 상태를 유지하는 기구이다. 이 파킹 기구(80)는 도 1, 3에 나타내는 바와 같이, 파킹 기어(81)와, 캠(82)(본 발명의 “캠 부재”에 상당한다)과, 스냅(83)과, 캠 스프링(84)과, 파킹 폴(85)(본 발명의 “걸림고정 부재”에 상당한다)과, 폴 지지 샤프트(86)와, 토션 스프링(87)을 갖는다. 파킹 기어(81)는 외주면에 복수의 외부 톱니가 형성되고, 제 2 출력축(22)의 외주면에 형성된 외부 톱니 스플라인에 압입되어 제 2 출력축(22)에 고정되어 있다. 이와 같이, 파킹 기어(81)는 제 1 출력축(21) 및 제 2 출력축(22) 중, 축방향 길이가 짧은 제 2 출력축(22)에 고정되어 있다.
캠(82)은 회전축의 축방향 일측에 형성된 대직경부와, 이 대직경부로부터 축방향 타측을 향하여 서서히 외경이 작아지도록 형성된 소직경부를 갖고 있다. 이 캠(82)은 시프트 기구(70c)의 포크 샤프트(74)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 스냅(83)은 원반상으로 형성되고, 캠(82)과 이간하여 포크 샤프트(74)에 고정되어 있다. 캠 스프링(84)은 코일상의 압축 스프링으로서, 포크 샤프트(74)의 외주측에 있어서, 캠(82)과 스냅(83)의 사이에 개재되어 있다. 이 캠 스프링(84)은 일단부가 스냅(83)에 고정되고, 타단부가 캠(82)에 고정되어 있다. 이에 따라, 캠(82)은 캠 스프링(84)이 무부하의 상태에서는 캠 스프링(84)의 자유 길이에 의해 스냅(83)과의 거리가 유지되어 있다.
파킹 폴(85)은 폴 지지 샤프트(86)를 통하여 케이스(2)에 지지되어 있다. 또, 파킹 폴(85)은 파킹 기어(81)의 외부 톱니와 맞물리는 걸림고정 래칫(85a)을 갖는다. 이 걸림고정 래칫(85a)이 파킹 기어(81)의 외주면에 형성된 외부 톱니와 맞물림으로써 파킹 기어(81)의 회전을 규제한다. 즉, 파킹 폴(85)은 폴 지지 샤프트(86)를 회전 중심으로 하여 파킹 기어(81)의 외부 톱니와 걸림고정 래칫(85a)이 맞물림으로써 파킹 기어(81)의 회전을 규제하는 걸림고정 위치와, 파킹 기어(81)의 외부 톱니와 걸림고정 래칫(85a)이 이간함으로써 파킹 기어(81)의 회전을 허용하는 걸림고정 해제 위치의 사이에서 이동하는 구성으로 되어 있다.
폴 지지 샤프트(86)는 케이스(2)에 회전 가능하게 지지되고, 그 외주측에 토션 스프링(87)이 배치되어 있다. 토션 스프링(87)은 비틀림 스프링으로서, 일단부가 케이스(2)에 고정되는 것과 함께, 타단부가 폴 지지 샤프트(86)에 고정되어 있다. 이에 따라, 파킹 폴(85)은 폴 지지 샤프트(86)를 통하여 토션 스프링(87)의 탄성력에 의해서 걸림고정 래칫(85a)이 파킹 기어(81)의 외부 톱니로부터 이간하는 방향으로 탄성 지지되어 있다.
또, 파킹 폴(85)은 걸림고정 래칫(85a)이 형성된 위치와는 반대측의 배면부(도 1에 있어서의 파킹 폴(85)의 상측의 부위)가 포크 샤프트(74) 또는 캠(82)의 외주면에 맞닿아 있다. 즉, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 포크 샤프트(74) 또는 캠(82)의 외주면 중, 소직경부와 맞닿아 있는 경우에는, 걸림고정 해제 위치로 이동되게 된다. 또, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 캠(82)의 외주면 중, 대직경부와 맞닿아 있는 경우에는, 걸림고정 위치로 이동되게 된다. 바꾸어 말하면, 파킹 기구(80)에 있어서의 캠(82)은 포크 샤프트(74)에 설치되어 있는 것에서, 포크 샤프트(74)의 축방향 위치에 따라서 파킹 폴(85)을 걸림고정 위치 또는 걸림고정 해제 위치로 이동시키고 있다.
(변속기(1)의 동작)
다음으로, 변속기(1)의 동작에 대하여, 도 4∼도 6을 참조해서 설명한다. 변속기(1)는 듀얼 클러치(30) 및 시프트 기구(70a∼70d)를 제어함으로써 시프트 변경 및 회전 구동력의 전달을 실시하고 있다. 또, 챠량의 정차 상태를 유지하는 파킹 기구(80)는 파킹 폴(85)을 작동시키는 캠(82) 등을 포크 샤프트(74)에 설치하고 있다. 즉, 변속기(1)에 있어서, 시프트 기구(70c)가 파킹 기구(80)의 일부를 겸하는 구성으로 하고 있다. 이것은 종래와 같이, 캠 등을 지지하는 파킹 로드를 추가하지 않고, 파킹 폴(85)을 작동시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 실시 형태에서는 시프트 기구(70c)의 포크 샤프트(74)의 축방향 위치에 따라서 파킹 기구(80)가 동작하는 것에서, 이 시프트 기구(70c) 및 파킹 기구(80)의 동작에 대하여 설명한다.
최초로, 차량이 예를 들면, 제 3속단에서의 주행 상태에 있는 등, 변속기(1)가 제 5속단의 변속단을 성립하는 것을 요하지 않는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(1)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)가 연결 해제 상태로 하는 중립 위치로 되도록 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시킨다. 이 축방향 위치에 포크 샤프트(74)가 위치 결정된 상태에 있어서, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 포크 샤프트(74)의 외주면과 맞닿아서 걸림고정 해제 위치에 있다. 따라서, 시프트 기구(70c)는 중립 상태에 있으며, 또한, 파킹 기구(80)는 파킹 기어(81)의 회전을 규제하지 않는 언록 상태로 되어 있다.
계속해서, 차량이 제 4속단에서의 주행 상태가 되고, 듀얼 클러치식의 변속기(1)가 제 5속단의 변속단을 미리 성립시키는 것을 요하는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(1)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)가 연결 상태로 하는 시프트 위치로 되도록 포크 샤프트(74)를 축방향 일측(도 5의 우측)으로 이동시킨다. 그러면, 슬리브(72)는 싱크로 링 등의 작용에 의하여 연결의 대상으로 하는 5속 종동 기어(55)의 회전수를 제 2 출력축(22)의 회전수에 동기시킨 후에, 5속 종동 기어(55)의 피스 기어부(55a)에 맞물려서 연결 상태로 된다. 이와 같이, 슬리브(72)가 시프트 위치로 되는 축방향 위치에 포크 샤프트(74)가 위치 결정된 상태에 있어서, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 포크 샤프트(74)의 외주면과 맞닿아서 걸림고정 해제 위치에 있다. 따라서, 시프트 기구(70c)는 제 5속단의 변속단을 성립시킨 시프트 상태에 있으며, 또한, 파킹 기구(80)는 파킹 기어(81)의 회전을 규제하지 않는 언록 상태로 되어 있다.
다음으로, 차량이 정차 상태가 되고, 이 정차 상태를 변속기(1)가 유지하는것을 요하는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(1)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)를 중립 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측(도 6의 좌측)으로 포크 샤프트(74)를 이동시킨다. 여기에서, 시프트 기구(70c)의 슬리브(72)의 축방향 타측에는, 이 슬리브(72)에 의하여 제 2 출력축(22)에 연결되는 변속 기어가 존재하고 있지 않은 것에서, 슬리브(72)는 연결 해제 상태를 유지하게 된다.
또, 포크 샤프트(74)의 이동에 동반하여 캠(82)이 축방향 타측으로 이동하면, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 캠(82)의 대직경부에 맞닿고, 토션 스프링(87)의 탄성력에 대항하여 걸림고정 위치로 이동한다. 즉, 파킹 폴(85)의 걸림고정 래칫(85a)이 파킹 기어(81)의 외부 톱니와 맞물리게 된다. 따라서, 파킹 기구(80)는 파킹 기어(81)의 회전이 규제되는 록 상태로 되고, 또한, 시프트 기구(70c)는 중립 상태로 되어 있다.
여기에서, 파킹 폴(85)이 배면부를 캠(82)에 의하여 탄성 지지하여 걸림고정 위치로 이동하고자 했을 때에 걸림고정 래칫(85a)이 파킹 기어(81)의 외부 톱니의 톱니 끝과 맞닿아서, 걸림고정 위치로 이동할 수 없는 일이 있다. 이와 같은 경우에, 캠(82)과 스냅(83)의 사이에 개재되는 캠 스프링(84)이 축소되고, 캠(82)이 포크 샤프트(74)에 대하여 슬라이딩한다. 이 상태에서 차량의 전후력 등에 의해 구동 바퀴가 회전하면, 링 기어(64) 및 최종 감속 기어(62)를 통하여 제 2 출력축(22)이 회전한다. 이에 따라, 제 2 출력축(22)의 회전에 의해 파킹 폴(85)에 대한 파킹 기어(81)의 위상이 변동하고, 걸림고정 래칫(85a)이 파킹 기어(81)의 외부 톱니에 맞물림 가능하게 된다. 그러면, 캠 스프링(84)이 신장하여 캠(82)의 대직경부가 파킹 폴(85)의 배면부와 맞닿게 된다. 이와 같이 하여, 상기와 같은 경우에도 포크 샤프트(74)가 이동하지 않고, 파킹 폴(85)이 걸림고정 위치로 이동하여 파킹 기어(81)의 회전을 규제하는 록 상태로 하는 것이 가능하게 되어 있다.
그 후에 차량의 정차 상태가 해제된 경우에는, 포크 샤프트(74)를 적어도 슬리브(72)를 중립 위치로 이동시키는 축방향 위치까지 이동시킨다. 이에 따라, 변속기(1)는 도 3에서 나타내는 바와 같이, 다시 시프트 기구(70c)를 중립 상태로 하고, 또한, 파킹 기구(80)를 파킹 기어(81)의 회전을 규제하지 않는 언록 상태로 한다.
(변속기(1)에 의한 효과)
이상 설명한 바와 같이 구성되는 변속기(1)에 의해 이하의 효과를 이룬다. 변속기(1)는 파킹 폴(85)을 걸림고정 위치 또는 걸림고정 해제 위치로 이동시키기 위한 캠(82)을 포크 샤프트(74)에 설치하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 변속기(1)는 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시키는 시프트 기구(70c)를 이용하여 캠(82)을 작동시킬 수 있다. 이에 따라, 종래와 같이, 캠을 지지하는 파킹 로드 등을 추가하지 않고, 파킹 기구(80)를 설치할 수 있다. 따라서, 파킹 기구(80)의 일부를 구비하는 변속기(1)에 있어서, 종래와 비교하여 부품수를 줄여서 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 변속기(1)의 체격을 소형화할 수 있기 때문에 차량으로의 탑재성을 향상할 수 있다.
또, 시프트 기구(70a∼70d)의 포크 샤프트(74)는 작동시키는 슬리브(72)가 연결 상태 또는 연결 해제 상태를 전환하기 위해 요하는 축방향의 스트로크만큼, 즉, 중립 위치로부터 시프트 위치까지의 거리만큼은 적어도 이동 가능하게 케이스(2)에 지지되어 있다. 또, 본 실시 형태의 변속기(1)는 슬리브(72)를 시프트 위치로 이동시키는 것을 목적으로 하는 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치하고 있기 때문에 상기의 스트로크에 추가하여 캠(82)이 작동하기 위해 요하는 축방향의 스트로크만큼 다시 이동 가능하게 포크 샤프트(74)를 지지할 필요가 있다. 즉, 변속기(1)는 포크 샤프트(74)가 본래 기능하기 위해 위치 결정되는 축방향 위치에 추가하여 캠(82)이 작동하는 축방향 위치가 설정되기 때문에 각각의 축방향 위치로의 이동이 허용될 필요가 있다.
여기에서, 변속기(1)에는 설정되는 변속단수나 변속 기어의 레이아웃 등에 기인하여 시프트 기구(70c)와 같이 한쪽 만에 연결의 대상으로 하는 변속 기어가 배치되는 슬리브(72)를 설치하는 일이 있다. 그래서 이와 같은 시프트 기구(70c)의 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치하는 것으로 포크 샤프트(74)가 이동하는 스트로크를 비교적 용이하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 포크 샤프트(74) 및 해당 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시키는 기구를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 변속기(1) 전체로서 축방향의 길이가 증가하는 것을 억제하여 파킹 기구(80)를 부가할 수 있다.
파킹 기어(81)는 제 1 출력축(21) 및 제 2 출력축(22) 중, 축방향 길이가 짧은 제 2 출력축(22)에 고정되는 구성으로 하고 있다. 여기에서, 파킹 기구(80)가 변속기(1)의 회전축에 파킹 기어(81)를 배치하는 경우에, 적어도 파킹 기어(81)의 축방향폭만큼 회전축에 배치하는 스페이스를 요하게 된다. 또, 변속기(1)는 듀얼 클러치식으로 하고 있는 것에서, 복수의 출력을 갖고, 지지하는 변속 기어의 상이 및 변속기(1)에 있어서의 각 변속단의 레이아웃에 기인하여 제 2 출력축(22)쪽이 짧은 구성으로 되어 있다. 그래서 파킹 기어(81)를 축방향 길이가 비교적 짧은 제 2 출력축(22)에 고정함으로써 파킹 기어(81)의 배치에 동반하는 스페이스 확보를 허용할 수 있기 때문에 변속기(1) 전체로서 체격이 대형화하는 것을 방지할 수 있다.
변속기(1)는 듀얼 클러치식이고, 파킹 기어(81)가 제 2 출력축에 고정되는 구성으로 하고 있다. 듀얼 클러치식의 변속기(1)는 복수의 변속 기어를 선택적으로 연결하기 위해, 복수의 시프트 기구(70a∼70d)가 배치되는 것에서, 회전축의 직경 방향으로 대형화하는 것이 염려된다. 그래서 본 실시 형태와 같이, 기존의 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치함으로써 새로이 파킹 로드 등을 추가하지 않고, 적합하게 파킹 기구(80)를 부가하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 듀얼 클러치식의 변속기에 본 발명을 적용하는 것은 특히 유용하다.
＜제 2 실시 형태＞
본 실시 형태의 변속기(101)는 제 1 실시 형태의 변속기(1)에 대하여, 캠(82)이 배치되는 포크 샤프트(74)를 갖는 시프트 기구의 구성이 상이하다. 보다 구체적으로는, 제 1 실시 형태의 변속기(1)에서는 축방향 일측 만에 연결의 대상으로 하는 변속 기어가 배치된 시프트 기구(70c)의 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치하는 구성으로 했다. 이에 대하여, 본 실시 형태의 변속기(101)에서는 축방향 양측에 연결의 대상으로 하는 변속 기어가 배치된 시프트 기구(170c)의 포크 샤프트(174)에 캠(82)을 설치하는 구성으로 하고 있다. 또한, 그 밖의 구성에 대해서는, 제 1 실시 형태와 실질적으로 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다. 이하, 상이점 만에 대하여 설명한다.
(변속기(101)의 구성)
본 실시 형태에 있어서의 변속기(101)의 구성에 대하여, 도 7, 도 8을 참조해서 설명한다. 변속기(101)는 케이스(2)에 회전 가능하게 지지된 제 1 입력축(111) 및 제 2 출력축(122)과, 전진 7변속단 또는 후진의 변속단을 구성하는 변속 기어(41∼46, 147, 51∼56, 157, 61∼64)와, 각 변속단을 선택적으로 성립시키는 시프트 기구(70a, 70b, 170c, 70d)와, 차량의 정차 상태를 유지하는 파킹 기구(80)를 구비한다. 제 1 입력축(111)은 베어링에 의해 케이스(2)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축이다. 또, 제 1 입력축(111)의 외주면에 외부 톱니 스플라인이 형성되고, 이 외부 톱니 스플라인에 3속 구동 기어(43) 및 7속 구동 기어(147)가 스플라인 끼워맞춤에 의해 압입되어 있다.
제 2 출력축(122)은 케이스(2)의 내부에 있어서 제 1 입력축(111)에 평행하게 배치되고, 베어링에 의해 케이스(2)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축이다. 또, 제 2 출력축(122)의 외주면에는 복수의 외부 톱니 스플라인이 형성되어 있다. 제 2 출력축(122)의 외부 톱니 스플라인에는 후술하는 시프트 기구(170c, 70d)의 각 허브(71) 및 파킹 기구(80)의 파킹 기어(81)가 스플라인 끼워맞춤에 의해 압입되어 있다. 제 2 출력축(122)은 2속 종동 기어(52), 5속 종동 기어(55), 6속 종동 기어(56) 및 7속 종동 기어(157)를 공전 가능하게 지지하는 지지부가 형성되어 있다.
여기에서, 본 실시 형태에 있어서, 5속 종동 기어(55)와 7속 종동 기어(157)에서는 변속기(101)에 있어서의 변속 기어의 레이아웃 등에 기인하여 도 7, 8에 나타내는 바와 같이, 각 기어의 축방향폭이 7속 종동 기어(157)쪽이 크게 설정되어 있다. 그 밖에, 제 2 입력축(12), 제 1 출력축(21), 이들의 회전축에 지지되는 복수의 변속 기어 및 듀얼 클러치(30)의 구성은 제 1 실시 형태와 실질적으로 동일하다.
시프트 기구(170c)는 차량의 제어 장치에 의하여 제어되고, 시프트 조작에 따른 변속단을 성립시키는 시프트 상태와, 어느 쪽의 변속단도 성립해 있지 않은 뉴트럴의 중립 상태를 전환하는 기구이다. 본 실시 형태에 있어서, 변속기(101)는 도 7에 나타내는 바와 같이, 4군데에 시프트 기구(70a, 70b, 170c, 70d)를 각각 배치하고 있다. 시프트 기구(170c)는 슬리브(72)의 축방향 일측(도 7의 우측)에 배치된 5속 종동 기어(55)와, 슬리브(72)의 축방향 타측(도 7의 좌측)에 배치된 7속 종동 기어(157)를 연결의 대상으로 하고 있다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 시프트 기구(170c)는 모터(75)를 회전 구동함으로써 포크 샤프트(74)를 소정의 축방향 위치로 이동시키고, 대상으로 하는 변속 기어를 제 2 출력축(122)에 연결하여 소정의 변속단을 성립시킨다. 본 실시 형태에 있어서, 5속 종동 기어(55)는 본 발명의 “제 1 변속 기어”에 상당하고, 7속 종동 기어(157)는 본 발명의 “제 2 변속 기어”에 상당한다. 그 밖에, 시프트 기구(170c)를 구성하는 부재에 대해서는, 제 1 실시 형태와 실질적으로 동일하다.
(변속기(101)의 동작)
다음으로, 변속기(101)의 동작에 대하여, 도 9∼도 12를 참조해서 설명한다.
변속기(101)는 듀얼 클러치식의 변속기로서, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 시프트 기구(170c)가 파킹 기구(80)의 일부를 겸하는 구성으로 하고 있다. 그리고 본 실시 형태에서는 시프트 기구(170c)의 포크 샤프트(74)의 축방향 위치에 따라서 파킹 기구(80)가 동작하는 것에서, 이 시프트 기구(170c) 및 파킹 기구(80)의 동작에 대하여 설명한다.
최초로, 차량이 예를 들면, 제 3속단에서의 주행 상태에 있는 등, 변속기(101)가 제 5속단의 변속단을 성립하는 것을 요하지 않는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(101)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)가 연결 해제 상태로 하는 중립 위치로 되도록 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시킨다. 이 축방향 위치에 포크 샤프트(74)가 위치 결정된 상태에 있어서, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 포크 샤프트(74)의 외주면과 맞닿아서 걸림고정 해제 위치에 있다. 따라서, 시프트 기구(70c)는 중립 상태에 있으며, 또한, 파킹 기구(80)는 파킹 기어(81)의 회전을 규제하지 않는 언록 상태로 되어 있다.
계속해서, 차량이 제 4속단에서의 주행 상태로 되고, 듀얼 클러치식의 변속기(101)가 제 5속단의 변속단을 미리 성립시키는 것을 요하는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(101)는 도 10에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)가 연결 상태로 하는 시프트 위치로 되도록 포크 샤프트(74)를 축방향 일측(도 10의 우측)으로 이동시킨다. 그러면, 슬리브(72)는 싱크로 링 등의 작용에 의하여 연결의 대상으로 하는 5속 종동 기어(55)의 회전수를 제 2 출력축(122)의 회전수에 동기시킨 후에, 5속 종동 기어(55)의 피스 기어부(55a)에 맞물려서 연결 상태로 된다. 이 상태에 있어서의 슬리브(72)의 시프트 위치는 본 발명의 “제 1 시프트 위치”에 상당한다.
다음으로, 차량이 제 6속단에서의 주행 상태로 되고, 듀얼 클러치식의 변속기(101)가 제 7속단의 변속단을 미리 성립시키는 것을 요하는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(101)는 도 11에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)가 연결 상태로 하는 시프트 위치로 되도록 포크 샤프트(74)를 축방향 타측(도 11의 좌측)으로 이동시킨다. 그러면, 슬리브(72)는 싱크로 링 등의 작용에 의하여 연결의 대상으로 하는 7속 종동 기어(157)의 회전수를 제 2 출력축(122)의 회전수에 동기시킨 후에, 7속 종동 기어(157)의 피스 기어부(157a)에 맞물려서 연결 상태로 된다. 이 상태에 있어서의 슬리브(72)의 시프트 위치는 본 발명의 “제 2 시프트 위치”에 상당한다.
이와 같이, 슬리브(72)가 제 1 시프트 위치 또는 제 2 시프트 위치로 되는 축방향 위치에 포크 샤프트(74)가 위치 결정된 상태에 있어서, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 포크 샤프트(74)의 외주면과 맞닿아서 걸림고정 해제 위치에 있다. 따라서, 시프트 기구(70c)는 제 5속단 또는 제 7속단의 변속단을 성립시킨 시프트 상태에 있으며, 또한, 파킹 기구(80)는 파킹 기어(81)의 회전을 규제하지 않는 언록 상태로 되어 있다.
또한, 차량이 정차 상태로 되고, 이 정차 상태를 변속기(101)가 유지하는 것을 요하는 상태로 한다. 이와 같은 경우에, 변속기(101)는 도 12에 나타내는 바와 같이, 슬리브(72)를 제 2 시프트 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측(도 12의 좌측)으로 포크 샤프트(74)를 이동시킨다. 여기에서, 시프트 기구(70c)의 슬리브(72)의 축방향 타측에는, 이 슬리브(72)에 의하여 제 2 출력축(122)에 연결되는 변속 기어(본 실시 형태에 있어서는 7속 종동 기어(157))가 배치되어 있는 것에서, 슬리브(72)는 연결 상태를 유지하게 된다.
또, 포크 샤프트(74)의 이동에 동반하여 캠(82)이 축방향 타측으로 이동하면, 파킹 폴(85)은, 그 배면부가 캠(82)의 대직경부에 맞닿고, 토션 스프링(87)의 탄성력에 대항하여 걸림고정 위치로 이동한다. 즉, 파킹 폴(85)의 걸림고정 래칫(85a)이 파킹 기어(81)의 외부 톱니와 맞물리게 된다. 따라서, 파킹 기구(80)는 파킹 기어(81)의 회전이 규제되는 록 상태로 되고, 또한, 시프트 기구(70c)는 시프트 상태로 되어 있다.
그 후에, 차량의 정차 상태가 해제된 경우에는, 포크 샤프트(74)를 적어도 슬리브(72)를 중립 위치로 이동시키는 축방향 위치까지 이동시킨다. 이에 따라, 변속기(101)는 도 9에서 나타내는 바와 같이, 다시 시프트 기구(70c)를 중립 상태로 하고, 또한, 파킹 기구(80)를 파킹 기어(81)의 회전을 규제하지 않는 언록 상태로 한다.
(변속기(101)에 의한 효과)
이상 설명한 바와 같이 구성되는 변속기(101)에 의해 제 1 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다. 또, 시프트 기구(170c)의 포크 샤프트(74)는 작동시키는 슬리브(72)가 연결 상태 또는 연결 해제 상태를 전환하기 위해 요하는 축방향의 스트로크만큼, 즉, 제 1 시프트 위치로부터 중립 위치를 통하여 제 2 시프트 위치까지의 거리만큼은 적어도 이동 가능하게 케이스(2)에 지지되어 있다. 또, 본 실시 형태의 변속기(101)는 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 슬리브(72)를 각 시프트 위치로 이동시키는 것을 목적으로 하는 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치하고 있기 때문에 상기의 스트로크에 추가하여 캠(82)이 작동하기 위해 요하는 축방향의 스트로크만큼 다시 이동 가능하게 포크 샤프트(74)를 지지할 필요가 있다. 즉, 변속기(101)는 포크 샤프트(74)가 본래 기능하기 위해 위치 결정되는 축방향 위치에 추가하여 캠(82)이 작동하는 축방향 위치가 설정되기 때문에 각각의 축방향 위치로의 이동이 허용될 필요가 있다.
여기에서, 변속기(101)에는 설정되는 변속단수나 변속 기어의 레이아웃 등에 기인하여 슬리브(72)의 축방향 양측에 연결의 대상으로서 배치된 변속 기어의 축방향폭이 다르도록 설정되는 일이 있다. 즉, 5속 종동 기어(55) 및 7속 종동 기어(157)에 있어서, 슬리브(72)와 각각 맞물리는 피스 기어부(55a, 157a)로부터 각 종동 기어(55, 157)의 톱니면을 갖는 부위까지의 축방향 거리가 5속 종동 기어(55)보다도 7속 종동 기어(157)쪽이 길게 설정되는 일이 있다. 그래서 이와 같은 시프트 기구(170c)의 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치하는 것으로 포크 샤프트(74)가 이동하는 스트로크를 비교적 용이하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 포크 샤프트(74) 및 해당 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시키는 기구를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 변속기(101) 전체로서 축방향의 길이가 증가하는 것을 억제하여 파킹 기구(80)를 부가할 수 있다.
＜제 1, 제 2 실시 형태의 변형 양태＞
제 1, 제 2 실시 형태에 있어서, 변속기(1, 101)는 듀얼 클러치식의 변속기로 했다. 이에 대하여, 듀얼 클러치식 이외의 예를 들면, 기계식 자동 변속기로 해도 좋다. 즉, 시프트 기구가 포크 샤프트의 축방향의 이동에 의해 각 변속단을 선택적으로 성립시키는 구성이면, 그 포크 샤프트(74)에 캠(82)을 설치하는 것으로 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또, 기계식 자동 변속기의 경우에도 복수의 출력축을 구비하는 경우에는, 축방향 길이가 짧은 쪽에 파킹 기어(81)를 고정함으로써 상기한 바와 같이, 파킹 기어(81)의 배치에 동반하는 스페이스 확보를 허용할 수 있기 때문에 변속기(1, 101) 전체로서 체격이 대형화하는 것을 방지할 수 있다.
또, 시프트 기구(70a∼70d, 170c)는 포크 샤프트(74)를 이동시키는 동력원으로서 모터(75)를 각각 갖는 구성으로 했다. 이에 대하여, 복수의 포크 샤프트(74)로부터 작동시키는 포크 샤프트(74)를 선택하고, 모터(75)를 공통의 동력원으로 하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 이 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시키기 위해, 웜 휠(77)이 고정된 샤프트의 타단부에 피니언 기어를 설치하는 것으로 했다. 이에 대하여, 피니언 기어 대신에, 포크 샤프트(74)와 걸어맞추어지는 아암을 설치하고, 웜 휠(77)의 회전에 따라서 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시키는 구성으로 해도 좋다. 즉, 상기한 바와 같이, 시프트 기구가 포크 샤프트를 축방향으로 이동시키는 구성이면, 본 발명을 적용하는 것이 가능하고, 그 밖에, 예를 들면, 솔레노이드 밸브를 이용한 유압 실린더나 드럼을 모터로 회전시키는 시프트 기구가 포크 샤프트를 축방향으로 이동시키는 구성이어도 본 발명을 적용할 수 있다. 어느 쪽의 구성에 있어서도, 상기와 동일한 효과를 이룬다.
파킹 기구(80)의 파킹 기어(81)는 제 2 출력축(22, 122)에 고정되는 것으로 했다. 이에 대하여, 파킹 기어(81)는 구동 바퀴에 연결되는 링 기어(64)와 항상 회전 연결되어 있는 회전축이면, 어느 쪽의 회전축에 고정하는 것으로 해도 좋다. 즉, 제 1 출력축(11)에 고정된 최종 감속 기어(61)가 링 기어(64)와 항상 회전 연결되어 있는 것에서, 제 1 출력축(11)에 파킹 기어(81)를 고정하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 본 발명은 포크 샤프트(74)를 축방향으로 이동시키는 시프트 기구를 이용하여 파킹 기구(80)를 작동시키는 것을 취지로 하고 있다. 그 때문에, 캠(82)을 설치한 포크 샤프트(74)를 갖는 시프트 기구가 연결의 대상으로 하는 변속 기어를 지지하는 회전축과, 파킹 기어(81)가 고정되는 회전축은 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들면, 제 2 출력축에 지지된 5속 종동 기어(55)를 연결의 대상으로 하는 시프트 기구(70c)의 포크 샤프트(74)에 캠 부재를 설치하고, 제 1 출력축에 파킹 기어(81)를 고정하는 구성으로 해도 좋다.
그 밖에, 제 1, 제 2 실시 형태에 있어서, 파킹 기구(80)를 록 상태로 전환했을 때에, 슬리브(72)는 중립 위치 또는 제 2 시프트 위치로부터 축방향 타측으로 이동하는 구성으로 했다. 여기에서, 파킹 기구(80)를 록 상태로 하기 위해서는, 적어도 포크 샤프트(74)가 축방향으로 본래 기능하기 위해 위치 결정되는 축방향 위치에 추가하여 이동하는 것을 요하는 것이다. 따라서, 포크 샤프트(74)의 추가의 이동에 대해서는, 슬리브(72)가 반드시 연동하지 않아도 좋다. 예를 들면, 포크 샤프트(74)가 상기 추가의 이동을 할 때에 포크 샤프트(74)에 대하여 시프트 포크(73)가 슬라이딩하여 슬리브(72)의 위치를 유지하거나, 또는 슬리브(72)의 외주면에 형성된 둘레 방향의 홈으로부터 시프트 포크(73)가 일차적으로 빠져서 슬리브(72)의 위치를 유지하는 구성으로 해도 좋다.
1, 101: 변속기
2: 케이스
11, 111: 제 1 입력축
12: 제 2 입력축
21: 제 1 출력축
22, 122: 제 2 출력축
30: 듀얼 클러치
31: 제 1 클러치
32: 제 2 클러치
41∼46, 147: 변속단의 구동 기어
51∼56, 157: 변속단의 종동 기어
52a: 소직경 기어
55a, 157a: 피스 기어부
61, 62: 최종 감속 기어
63: 후진 기어
64: 링 기어
70a∼70d, 170c: 시프트 기구
71: 허브
72: 슬리브(연결 부재)
73: 시프트 포크
74: 포크 샤프트
75: 모터
76: 웜 기어
77: 웜 휠
80: 파킹 기구
81: 파킹 기어
82: 캠(캠 부재)
83: 스냅
84: 캠 스프링
85: 파킹 폴(걸림고정 부재)
85a: 걸림고정 래칫
86: 폴 지지 샤프트
87: 토션 스프링
E／G: 내연 기관(원동기)

Claims (5)

  1. 케이스와,
    상기 케이스에 회전 가능하게 지지된 회전축과,
    상기 회전축에 회전 가능하게 지지된 변속 기어와,
    상기 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되어, 시프트 조작에 따른 축방향 위치로 이동되는 포크 샤프트와,
    상기 포크 샤프트의 이동과 연동하여 상기 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 포크 샤프트의 축방향 위치에 따라서 상기 변속 기어가 상기 회전축에 연결된 연결 상태와 상기 변속 기어가 상기 회전축과의 연결이 해제된 연결 해제 상태를 전환하는 연결 부재와,
    상기 회전축에 고정된 파킹 기어와,
    상기 파킹 기어에 걸림고정 가능하게 상기 케이스에 설치되어, 상기 파킹 기어의 회전을 규제하는 걸림고정 위치와 상기 파킹 기어의 회전을 허용하는 걸림고정 해제 위치의 사이에서 이동하는 걸림고정 부재와,
    상기 포크 샤프트에 설치되어, 상기 포크 샤프트의 축방향 위치에 따라서 상기 걸림고정 부재를 상기 걸림고정 위치 또는 상기 걸림고정 해제 위치로 이동시키는 캠 부재를 구비하는
    변속기
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재에 의해 상기 회전축에 연결되는 상기 변속 기어가 해당 연결 부재의 축방향 일측에만 배치되고,
    상기 연결 부재는 상기 포크 샤프트의 축방향의 이동에 의하여 상기 연결 해제 상태로 하는 중립 위치로부터 축방향 일측에 위치하는 시프트 위치로 이동함으로써 상기 변속 기어를 상기 회전축에 연결하여 상기 연결 상태로 전환하고,
    상기 포크 샤프트가 상기 연결 부재를 상기 중립 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측으로 이동됨으로써 상기 연결 부재가 상기 연결 해제 상태를 유지하여, 상기 캠 부재가 상기 걸림고정 부재를 상기 걸림고정 위치로 이동시키는
    변속기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변속기는 상기 연결 부재에 의해 상기 회전축에 연결되는 상기 변속 기어로서, 상기 연결 부재의 축방향 일측에 배치되는 제 1 변속 기어와, 상기 연결 부재의 축방향 타측에 배치되는 제 2 변속 기어를 구비하고,
    상기 연결 부재는 상기 포크 샤프트의 축방향의 이동에 의하여 상기 연결 해제 상태로 하는 중립 위치로부터 축방향 일측에 위치하는 제 1 시프트 위치에 있어서 상기 제 1 변속 기어를 상기 회전축에 연결하여 상기 연결 상태로 전환하고, 또, 상기 중립 위치로부터 축방향 타측에 위치하는 제 2 시프트 위치에 있어서 상기 제 2 변속 기어를 상기 회전축에 연결하여 상기 연결 상태로 전환하고,
    상기 제 2 변속 기어의 축방향폭은 상기 제 1 변속 기어의 축방향폭보다도 크게 설정되고,
    상기 포크 샤프트가 상기 연결 부재를 상기 제 2 시프트 위치로 이동시키는 축방향 위치로부터 축방향 타측으로 이동됨으로써 상기 연결 부재가 상기 연결 상태를 유지하여, 상기 캠 부재가 상기 걸림고정 부재를 상기 걸림고정 위치로 이동시키는
    변속기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 변속 기어 중, 출력측의 기어를 지지하여 서로 축방향 길이가 다른 복수의 출력축을 갖고,
    복수의 상기 출력축 중, 축방향 길이가 짧은 쪽에 상기 파킹 기어가 고정되어 있는
    변속기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전축은 복수의 상기 변속 기어를 지지하고, 서로 동심으로 배치되어 복수의 상기 변속 기어 중, 입력측의 기어를 지지하는 제 1 입력축 및 제 2 입력축과, 상기 제 1 입력축 및 제 2 입력축과 평행하게 각각 배치되어 복수의 상기 변속 기어 중, 출력측의 기어를 지지하는 제 1 출력축 및 제 2 출력축을 갖고,
    원동기의 회전 구동력을 상기 제 1 입력축에 전달하는 제 1 클러치와, 상기 회전 구동력을 제 2 입력축에 전달하는 제 2 클러치를 갖는 듀얼 클러치를 더 구비하고,
    상기 파킹 기어가 상기 제 1 출력축 및 상기 제 2 출력축 중 어느 한쪽에 고정되어 있는
    변속기.
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