WO2008018477A1 - Output shaft speed reduction-type dual clutch transmission - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a transmission in a power transmission device for a vehicle. More specifically, the present invention includes two clutches and two transmission input shafts connected to the respective clutches, and these gears are changed when the gears are switched. The present invention relates to a transmission that automatically engages and disengages the clutch. Background art
  • a typical example is an automatic transmission that combines a torque converter and a planetary gear mechanism, and is widely used as a power transmission device for so-called automatic vehicles (AT vehicles).
  • a parallel shaft gear mechanism type transmission similar to a manual vehicle (MT vehicle) is used, and this is combined with an automatic operation clutch.
  • the shift stage is switched by a shift command from a shift lever operated by the driver, instead of switching the shift stage by an electronic control unit.
  • the torque converter of an automatic transmission is a transmission device that uses a fluid, and there is a power transmission loss, and the planetary gear mechanism and its control device are complicated and expensive. Since there is no transmission loss associated with the torque converter in a parallel shaft gear mechanism type transmission, an automatic power transmission device that uses this is superior to the automatic transmission in terms of fuel economy of the vehicle. The structure and control of the mechanism is simpler and more reliable than the automatic transmission.
  • a parallel shaft gear mechanism type transmission a plurality of gear trains and meshing clutches are provided on a main shaft and a counter shaft arranged in parallel, and the gear shift sleep of the mesh clutch is one of the gear trains.
  • the engine power is transmitted to the output shaft in combination.
  • the synchronizer mechanism is operated for synchronization and the gear train is engaged with the new gear train.
  • the clutch between the gin and the transmission is disengaged and the transmission of the engine power for a short time is cut off.
  • the dual clutch transmission includes a first input shaft S 1 and a second input shaft S 2 having a double pipe structure, and the second input shaft S 2 is a hollow first shaft. 1 Extends backward through the input shaft S1.
  • a first clutch C 1 and a second clutch C 2 arranged concentrically on the inner side and the outer peripheral side are provided in front of the speed changer, and the input side of each clutch is connected to the engine output shaft.
  • These clutches are wet multi-plate clutches in this example, and the output shaft of the first clutch C 1 is integrally connected to the hollow first input shaft S 1, and the output shaft of the second clutch C 2 is the first one. 2 Connected integrally with input shaft S2.
  • the two clutches may be arranged in parallel in the axial direction instead of being arranged concentrically, and a single-type single plate clutch may be used instead of the wet multi-plate clutch.
  • an intermediate shaft (force motor shaft) S 3 is installed in parallel with the first input shaft S 1 and the second input shaft S 2, and the vehicle propulsion shaft ( The output shaft S4 of the transmission connected to the propeller shaft is arranged.
  • the gear fixed to the rear end of the intermediate shaft S 3 meshes with the gear fixed to the output shaft S 4 to form the output shaft reduction gear train RG, and at the time of shifting, the first input shaft S 1 or the second Engine power from the input shaft S 2 is transmitted to the output shaft S 4 via the intermediate shaft S 3.
  • Due to the output shaft reduction gear train RG the rotational speed of the output shaft S 4 is lower than the rotational speed of the intermediate shaft S 3, and this transmission is a so-called output reduction type transmission.
  • a large number of gear trains having different reduction ratios are arranged between the first input shaft S 1 and the second input shaft S 2 and the intermediate shaft S 3 for shifting.
  • the transmission in this example has 6 forward speeds and reverse speeds, and the hollow first input shaft S 1 has an even number of 2nd speed gear train G 2 and 4th speed gear train G 4.
  • a fixed gear of the sixth gear stage G 6 is arranged, while the second input shaft S 2 has an odd number of stages.
  • 1st-speed gear train G 1 and 3rd-speed gear train G 3 and reverse gear train GRV fixed gears are arranged, and these fixed gears are loosely fitted to the intermediate shaft S 3, that is, rotatable. It is in mesh with the corresponding loose-fitting gear fitted in.
  • every two shift gears are arranged on each input shaft of the dual clutch transmission.
  • a clutch clutch type direct coupling clutch C3 that is directly connected to the output shaft S4 as the fifth gear of the transmission is arranged. This is a so-called overtop gear position where the output shaft is accelerated.
  • Each toothed wheel that is loosely fitted to the intermediate shaft S 3 has dog teeth (gasplines) that are integrally formed, and the intermediate shaft S 3 includes a second-speed to fourth-speed switching device X 1 and 6-speed.
  • a 2nd-speed 3rd gear switching device X2 and a 1st-speed-reverse gear switching device X3 are arranged. These switching devices are configured as a meshing clutch as shown in FIG.
  • the dual clutch transmission has a first input shaft S 1 and a second input shaft S 2 that are respectively coupled to the clutch, and these input shafts can rotate independently of each other. Therefore, when shifting from 2nd gear to 3rd gear, 6th gear is required prior to disengagement of 1st clutch C1 and 2nd gear to 4th gear switching device X1. It is possible to make the 1st gear to the 3rd gear train G 3 with the 3rd gear 3rd gear selector X2. In this way, after the 6-speed 1-speed 3-speed switching device X 2 is preliminarily engaged with the 3-speed gear, the second clutch is disconnected while disengaging the first clutch C 1.
  • the gear stage can be switched without substantially interrupting the transmission of engine power, and switching without shift shock can be realized.
  • the synchronizer mechanism is activated when the switching device is fitted to the third gear stage G 3, but the synchronizer mechanism in a normal parallel shaft gear mechanism type transmission is large because there is a large time margin for synchronization. As compared with, load such as frictional force acting on the synchronizer mechanism can be reduced.
  • the dual clutch type transmission is an output reduction type, the output shaft is decelerated by the output shaft reduction gear train at the rear end of the intermediate shaft and the transmission torque is increased, so the shaft torque of the intermediate shaft is reduced and the shaft diameter is reduced.
  • the gear thickness (axial length) can be reduced, making the transmission lighter and more compact.
  • the speed of the intermediate shaft is considerably high when the vehicle is traveling at a high speed. Reach speed.
  • Lubricating oil is supplied to the housing flange of the transmission, and the intermediate shaft and gears of the transmission rotate while immersed in the lubricating oil stored in the bottom of the housing, and the transmission is stirred while the lubricating oil is agitated. Lubricating oil is splashed on the internal parts. Therefore, when the intermediate shaft rotates at high speed, the lubricating oil is vigorously agitated and the temperature of the lubricating oil rises, and the fluid resistance acting on the intermediate shaft increases with the agitation of the lubricating oil, reducing the power transmission loss in the transmission. Incurs an increase.
  • An object of the present invention is to prevent high-speed rotation of an intermediate shaft of a dual clutch transmission during high-speed traveling or the like, and to solve the above problems. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a dual clutch transmission having two input shafts by providing a clutch for intermittently connecting the intermediate shaft and the output shaft. Can be stopped. In other words, this effort, as described in claim 1
  • a transmission comprising a first input shaft and a second input shaft respectively coupled to the clutch, an intermediate shaft disposed in parallel with the first input shaft and the second input shaft, and an output shaft
  • a plurality of gear trains constituting a gear stage The gear train provided on the first input shaft and the gear train provided on the second input shaft are alternate speed stages.
  • an output shaft reduction gear train that decelerates and transmits power to the output shaft is provided, and power is transmitted between the second input shaft and the output shaft.
  • Intermittent direct clutches are provided, and
  • the output shaft reduction gear train is provided with an intermediate shaft coupling clutch that interrupts transmission of power, and when the direct coupling clutch is connected, the intermediate shaft coupling clutch is cut.
  • the transmission is characterized by this.
  • the intermediate shaft is connected to the output shaft reduction gear train that is installed at the end of the intermediate shaft and connects between the intermediate shaft and the output shaft while decelerating.
  • a connection clutch is provided, and when the direct connection clutch that connects the second input shaft and the output shaft is connected, the intermediate shaft connection clutch is disconnected. That is, when a direct clutch is connected and power is transmitted directly from the second input shaft to the output shaft without going through the intermediate shaft, such as when the vehicle is traveling at high speed, the intermediate shaft stops rotating and increases from the output shaft. There is no idling in the speeded state. Therefore, vigorous agitation of the lubricating oil can be prevented, the temperature rise and the transmission loss increase can be prevented, and the generation of noise due to the high speed rotation of the intermediate shaft can be prevented. .
  • the dual clutch transmission has two input shafts having a double pipe structure, and an odd-numbered gear and an even-numbered gear train are arranged in series on each input shaft.
  • the structure is complex and the intermediate shaft tends to be long, and excessive stirring of the lubricating oil and loss of power transmission due to the high-speed idling of the intermediate shaft cause problems.
  • the so-called direct coupling stage that transmits power directly from the input shaft to the output shaft is used most frequently.
  • Final reduction gear (final gear) etc. are designed. For this reason, the present invention for preventing idling of the intermediate shaft in the direct coupling stage is very effective in practical use.
  • the intermediate shaft coupling clutch is disconnected, the intermediate shaft is disconnected from the output shaft. Therefore, power is transmitted from the first input shaft to the second input shaft using the intermediate shaft, and the direct input clutch is used to output the output shaft from the second input shaft. It becomes possible to transmit power to.
  • a desired gear ratio can be obtained by appropriately selecting a plurality of gear trains arranged between the intermediate shaft and both input shafts to transmit power. Can be obtained. In this way, it is possible to omit one of the gear trains that become the gear stage, and a conventional dual clutch type gearshift in which the number of gear trains corresponding to the gear stage of the transmission is arranged in series in the axial direction. Compared with the machine, the axial length of the transmission is reduced.
  • the intermediate shaft coupling clutch is provided with a synchronizer mechanism! /, Can be a clutch.
  • a friction clutch such as a wet multi-plate clutch may be used as a direct coupling clutch that couples the second input shaft to the output shaft and an intermediate shaft coupling clutch installed in the output shaft reduction gear train.
  • a mixed clutch the power transmission can be smoothly and reliably interrupted, and the configuration of the operating device is simplified.
  • the first input shaft is hollow
  • the second input shaft is extended through the hollow portion of the first input shaft
  • the output shaft is The first input shaft and the second input shaft can be arranged concentrically. If such a configuration is adopted, the structure of the dual clutch type transmission becomes compact, and the dimensions in the width direction in particular are reduced. In this case, if the clutch coupled to the first input shaft is arranged concentrically on the outer periphery of the clutch coupled to the second input shaft as in claim 4, the clutch of each input shaft is arranged.
  • the structure can be made compact, including.
  • FIG. 1 is an overall schematic view of a dual clutch transmission of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed view of the vicinity of the output shaft reduction gear train in the dual clutch type transmission of the present invention.
  • FIG. 3 is a detailed view of the gear position changing device.
  • FIG. 4 is a diagram showing an operating state at the sixth speed of the dual clutch transmission of the present invention.
  • FIG. 5 is an overall schematic diagram of a conventional dual clutch transmission. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows an overall schematic diagram of the dual clutch transmission of the present invention
  • FIG. 2 shows a detailed view of the vicinity of the output shaft reduction gear train in which the intermediate shaft coupling clutch of the present invention is placed.
  • FIG. 3 is a detailed view of the gear position changing device.
  • the same reference numerals are given to the components corresponding to the components of FIG. 5 showing a conventional dual clutch transmission.
  • the basic structure and operation of the dual clutch transmission of the present invention is the same as that of the conventional output reduction type dual talatch transmission described with reference to FIG. That is, as shown in FIG. 1, the first clutch C 1 and the second clutch C 2 are arranged concentrically, and the first clutch C 1 is a hollow seventh _ 1-input shaft S. 1 and the second clutch C 2 is connected to the second input shaft S 2 that extends rearward through the first input shaft S 1.
  • An intermediate shaft S3 is installed in parallel with the two input shafts, and an output shaft S4 of the transmission connected to the propulsion shaft of the vehicle is arranged behind the transmission.
  • an intermediate shaft coupling clutch C 4 is provided in the output shaft reduction gear train RG installed at the rear end of the intermediate shaft S 3, and the intermediate shaft S 3 and the output shaft S 4 are intermittently connected. Connect as possible.
  • the intermediate shaft coupling clutch C 4 will be described with reference to FIG.
  • the small gear RG 1 of the output shaft reduction gear train is loosely fitted to the intermediate shaft S 3 and meshes with the large gear RG 2 fixed to the output shaft S 4 by spline fitting.
  • the small gear RG 1 is press-fitted with a member having dog teeth (gear splines) 1 1 formed on the outer periphery thereof and integrally coupled thereto.
  • the clutch hub 12 is fixed to the intermediate shaft S3 by spline fitting to the right side of the small gear RG1, and the spline that meshes with the dog teeth 11 on the outer periphery of the clutch hub 12 Sliding sleeve 14 with 1 3 is fitted to be slidable in the axial direction.
  • a synchronizer ring 15 is arranged between the dog teeth 1 1 and the sliding sleeve 1 4, and these constitute a meshing clutch with a synchronizer mechanism generally used in a transmission.
  • the small gear RG 1 Although a meshing clutch is provided by loosely fitting on the intermediate shaft S3, a meshing clutch can be configured by using the large gear RG2 of the output shaft S4 as a loosely fitted gear.
  • Sliding sleep 14 moves to the left by synchronizer ring 15 until the rotation of intermediate shaft S 3 and small gear RG 1 is synchronized, as is well known as a synchronization mechanism in a transmission. Be blocked.
  • the direct coupling clutch C 3 installed between the second input shaft S 2 and the output shaft S 4 has the same structure as the intermediate shaft coupling clutch C 4 and is a squeezing clutch that performs the same operation. ing.
  • the fixed gears of the second gear stage G 2 and the fourth gear stage G 4 that are even stages are mounted on the hollow first input shaft S 1. Unlike the conventional one shown in Fig. 5, the gears of the 6-speed gear train are not installed.
  • the second input shaft S 2 is fixed with an odd-numbered first-speed gear train G 1 and a third-speed gear train G 3 and a reverse gear train G R V. These gears mesh with the corresponding gears loosely fitted on the intermediate shaft S3 to form gear trains for the respective gears.
  • Each gear loosely fitted to the intermediate shaft S3 has dog teeth that are integrally formed, and the intermediate shaft S3 has a 2nd gear to 4th gear selector XI, 1st gear to 3rd gear switch Change device X4 and reverse gear coupling clutch C5 are arranged.
  • the gear stage switching device is a meshing clutch type switching device that is generally used in a parallel shaft gear mechanism type transmission. The details of its structure are as follows. This will be explained with reference to FIG.
  • the fixed gear 21 of the second speed gear train G 2 and the fixed gear 4 1 of the fourth speed gear train G 4 are integrally processed, and each of them is a loose fit of the second speed gear.
  • Both loosely fitted gears have dog teeth 2 3 and 4 3 attached integrally, and a clutch hub 24 is fixed to the intermediate shaft S 3 therebetween.
  • a gear shift sleep 26 with splines 25 that mesh with the dog teeth 2 3, 4 3 is fitted so as to be slidable in the axial direction.
  • Synchronizer rings 2 7 and 4 7 are arranged between the sleep 26 and the sleep 26, respectively.
  • Such a configuration is basically the same as the intermediate shaft coupling clutch C 4 described above, and the third speed sleep 26 is slid between the first input shaft S 1 and the intermediate shaft S 3.
  • the power transmission is interrupted, and the synchronizer ring synchronizes when connected.
  • the gear shift sleep 26 is slidable in both directions from the neutral position shown in the figure to switch the gear position. In the neutral position, the power transmission is cut off.
  • the power transmission moves to the right, power transmission is performed by the fourth gear stage G4.
  • FIG. 4 shows the power transmission state of the dual clutch type transmission of the present invention at the sixth speed which is the overtop stage.
  • the intermediate shaft coupling clutch C4 of the output shaft reduction gear train RG When the vehicle is traveling at the 1st to 4th gears, the intermediate shaft coupling clutch C4 of the output shaft reduction gear train RG is connected, and the engine power is reduced through the intermediate shaft S3. It is transmitted from the gear train RG to the output shaft S4. For example, when traveling in the second gear, the first clutch C 1 is connected and the second clutch C 2 is disconnected, and the second gear—fourth gear switching device X 1 is in the second gear wheel train G.
  • the engine power from the first input shaft S1 drives the intermediate shaft S3 via the second speed gear train G2, and the output shaft S4 via the output shaft reduction gear train RG. Drive.
  • the state of the transmission in the first to fourth speed stages to which the intermediate shaft coupling clutch C 4 is connected and the operation at the time of shifting are the same as the operation of the conventional dual latch type transmission of FIG. And even with the present invention, it is possible to realize a shift of the gear stage that does not substantially cut off the transmission of engine power, and it is possible to reduce a load such as a friction force acting on the synchronizer mechanism. The effect is achieved.
  • the dual clutch transmission of the present invention at the fifth speed, which is the direct coupling stage, the direct coupling clutch C 3 is connected, and at the same time, the intermediate shaft coupling clutch C 4 of the output shaft reduction gear train RG is disconnected.
  • Engine power is transmitted from the second clutch C2 to the second input shaft S2, and directly to the output shaft C4 via the direct coupling clutch C3.
  • the intermediate shaft coupling clutch C 4 is cut, so the intermediate shaft S 3 will not run idle. Therefore, a situation in which the lubricating oil in the transmission is excessively agitated with the high-speed rotation of the intermediate shaft S3 is avoided, and a rise in the temperature of the lubricating oil and a decrease in power transmission efficiency are prevented.
  • an increase in noise due to the high speed idling of the intermediate shaft S 3 is avoided.
  • the direct coupling clutch C 3 is connected to connect the second input shaft S 2 to the output shaft S 4 and the intermediate shaft coupling clutch C 4 is disconnected to make the intermediate shaft S 3 independent of the output shaft S 4. Can be rotated.
  • 2nd gear – 4th gear shift device X 1 is fitted to 4th gear gear train G 4 and 1st gear – 3rd gear shift device X 4 is fed to 3rd gear gear train G 3.
  • the first clutch C 1 in front of the transmission is connected and the second clutch C 2 is disconnected.
  • the engine power drives the first input shaft S 1 via the first clutch C 1 and drives the intermediate shaft S 3 by the fourth speed gear train G 4. Further, the rotation of the intermediate shaft S 3 is transmitted to the second input shaft S 2 by the third gear stage G 3 and transmitted to the output shaft S 4 via the direct coupling clutch C 3. Since the reduction ratio of the 3rd speed is set to be larger than the reduction ratio of the 4th speed, when the rotation is transmitted through this transmission path, the rotation speed of the 2nd input shaft S2 is the 1st input shaft S1. The speed ratio of the 6th speed, which is the over-top stage, can be obtained. In addition, the number of rotations of the intermediate shaft S 3 at this time is significantly lower than that when driven through a 6-speed gear train as shown in FIG. 5, so that excessive stirring of the lubricating oil can be suppressed. It becomes. Industrial applicability
  • the present invention is a dual clutch type transmission that includes two input shafts and a direct coupling clutch, and transmits power to the output shaft via the intermediate shaft.
  • An intermediate shaft coupling clutch is provided for intermittently connecting and disconnecting the intermediate shaft when the output shaft is driven from the direct coupling clutch. Therefore, the present invention can be used for various vehicles as a transmission of a power transmission device.
  • the transmission of the above-described embodiment has an output shaft concentrically arranged behind the input shaft
  • the present invention is also applied to a transmission in which the output shaft is installed in parallel with the input shaft and the intermediate shaft. be able to.
  • a friction clutch such as a wet multi-plate clutch is adopted instead of the meshing clutch, or a gear stage configured by using the intermediate shaft and two input shafts is set to 6-speed. It is obvious that various modifications can be made to the embodiment, such as other than steps.

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Description

明細書 出力軸減速式デュアルクラツチ変速機 技術分野
本発明は、 車両の動力伝達装置における変速機に関し、 さらに詳しくは、 2個のクラッ チとそれぞれのクラッチに連結された 2本の変速機入力軸とを備え、 変速段の切換えの際 にこれらのクラッチの断続を自動的に行う変速機に関するものである。 背景技術
近年、 車両の運転の容易化さらには運転者の疲労軽減のために、 各種の自動的な車両用 動力伝達装置が開発されている。 トルクコンバータと遊星歯車機構を組み合わせた自動変 速機がその代表的なものであり、 いわゆるオートマ車 (AT車) の動力伝達装置として広 く普及している。 自動変速機以外にも、 マニュアル車 (MT車) と同様な平行軸歯車機構 式変速機を使用して、 これと自動操作クラッチとを組み合わせ、 電子制御装置により車両 の走行状態に応じて自動的に変速段を切換える動力伝達装置が存在する。 電子制御装置に よる変速段の切換えに代え、 運転者の操作する変速レバーからの変速指令によつて変速段 を切換えるものもある。
自動変速機のトルクコンバータは流体を利用する伝動装置であって、 動力伝達損失が存 在し、 また、 遊星歯車機構及びその制御装置は複雑で高価なものである。 平行軸歯車機構 式変速機ではトルクコンバータの介在に伴う伝達損失がないから、 これを使用する自動的 な動力伝達装置は、 自動変速機よりも車両の燃料経済性の面では優れており、 変速機構の 構成や制御も自動変速機に比べ簡易かつ信頼性の高いものとなる。
一方、 平行軸歯車機構式変速機を使用する自動的な変速装置では、 変速時の変速ショッ クが自動変速機よりも大きい傾向にある。 平行軸歯車機構式変速機では、 平行に配置され た主軸とカウンタ軸に、 複数の歯車列と嚙み合いクラッチとが設けられており、 嚙み合い クラツチの変速スリープを歯車列の一つに嚙み合わせてエンジン動力を出力軸に伝達する。 変速段を切換える際には、 嚙み合わされた変速スリープを外した後、 同期のためシンクロ ナイザ機構を作動させながら新たな歯車列との嚙み合わせを行うが、 このときには、 ェン ジンと変速機との間のクラッチが切断され短時間ェンジン動力の伝達が遮断される。 これ に対し、 トルクコンバータを介在させた自動変速機では、 変速の際にも実質的に動力伝達 が遮断されないので、 変速ショックが少なくスムースな変速が可能となる。 平行軸歯 «構式変速機において、 変速時にも動力伝達を継続させてショックを防止す るため、 2個のクラッチとそれぞれのクラッチに連結された 2本の変速機入力軸とを備え たデュアルクラッチ式変速機 (又はツィンクラッチ式変速機) と称する変速機が知られて おり、 一例として特開平 8— 3 2 0 0 5 4号公報に開示されている。 デュアルクラッチ式 変速機には、 図 5に示すように、 2重管構造をなす第 1入力軸 S 1と第 2入力軸 S 2が配 置され、 第 2入力軸 S 2は、 中空の第 1入力軸 S 1を貫通して後方に延長されている。 変 速機の前方には、 内側と外周側とに同心状に配置された第 1クラッチ C 1及び第 2クラッ チ C 2が設けられ、 それぞれのクラッチの入力側はエンジン出力軸に接続される。 これら のクラッチは、 この例では湿式多板クラッチであって、 第 1クラッチ C 1の出力軸は中空 の第 1入力軸 S 1と一体的に連結され、 第 2クラッチ C 2の出力軸は第 2入力軸 S 2と一 体的に連結される。 2個のクラッチを同心状に配置する代わりに軸方向に並列して配置し てもよく、 湿式多板クラツチに代え ¾式単板クラツチを用いてもよい。
デュアルクラッチ式変速機では、第 1入力軸 S 1及び第 2入力軸 S 2と平行に中間軸(力 ゥンタ軸) S 3が設置されるとともに、 変速機の後方には、 車両の推進軸 (プロペラシャ フト)に連なる変速機の出力軸 S 4が配置される。中間軸 S 3の後端に固着された歯車は、 出力軸 S 4に固定された歯車と嚙み合って出力軸減速歯車列 R Gを形成し、 変速時には、 第 1入力軸 S 1又は第 2入力軸 S 2からのエンジン動力が、 中間軸 S 3を経由して出力軸 S 4に伝達される。 出力軸減速歯車列 R Gによって、 出力軸 S 4の回転数は中間軸 S 3の 回転数より低下し、 この変速機は、 いわゆるァゥトプットリダクシヨン形式の変速機とな つている。 変速を行うため、 異なった減速比を有する多数の歯車列が、 第 1入力軸 S 1及び第 2入 力軸 S 2と中間軸 S 3との間に配置される。 この例の変速機は前進 6段と後退段とを備え ており、 中空の第 1入力軸 S 1には、 偶数段である 2速段歯車列 G 2、 4速段歯車列 G 4 及ぴ 6速段歯車列 G 6の固定歯車が配置され、 一方、 第 2入力軸 S 2には、 奇数段である 1速段翁車列 G 1及び 3速段歯車列 G 3と、後退段歯車列 G R Vの固定歯車とが配置され、 これらの固定歯車は、 中間軸 S 3に遊嵌された、 すなわち回転可能に嵌め込まれた対応す る遊嵌歯車と嚙み合っている。 このように、 デュアルクラッチ式変速機の各入力軸には、 —つおきの変速段の歯車列が配置される。
第 2入力軸 S 2の後端には、 変速機の 5速段として出力軸 S 4と直結させる嚙み合いク ラッチ式の直結クラッチ C 3が配置され、 したがって、 6速段は、 入力軸よりも出力軸が 增速されるいわゆるオーバートップの変速段となっている。 中間軸 S 3に遊嵌される各歯 車は一体的に形成されるドグ歯 (ギャスプライン) を有するとともに、 中間軸 S 3には、 2速段— 4速段切換え装置 X 1、 6速段— 3速段切換え装置 X 2及び 1速段—後退段切換 え装置 X 3が配置される。 これらの切換え装置は、 平行軸歯 構式変速機において一般 的に用いられる、 変速スリープとシンク口ナイザ機構等を備えた図 3に示すような嚙み合 いクラッチとして構成されている。 このようなデュアルクラツチ式変速機においては、 例えば車両が 2速段で走行している 状態では、 第 1クラッチ C 1が接続され第 2クラッチ C 2は切断されており、 2速段 _ 4 速段切換え装置 X 1が 2速段歯車列 G 2に嚙み合わされ、 他の切換え装置は中立位置にあ る。 エンジン動力は、 第 1クラッチ C 1に結合される第 1入力軸 S 1から 2速段歯車列 G 2を介して中間軸 S 3を駆動し、 さらに、 後端の出力軸減速歯車列 R Gを介して出力軸 S 4を駆動する。 2速から 3速に変速するときは、 第 1クラッチ C 1を切断し、 2速段一 4 速段切換え装置 X 1の嚙み合いを外して中立状態とするとともに、 6速段一 3速段切換え 装置 X 2を 3速段歯車列 G 3に嚙み合わせて第 2クラッチ C 2を接続する。 変速が終了す ると、 エンジン動力は、 第 2入力軸 S 2から 3速段歯車列 G 3を介して中間軸 S 3に伝動 され、 出力軸減速歯車列 R Gを介して出力軸 S 4を駆動するようになる。
デュアルクラッチ式変速機には、 それぞれクラッチと結合された第 1入力軸 S 1及び第 2入力軸 S 2が配置してあり、 これらの入力軸は互いに独立して回転可能である。 そのた め、 2速段から 3速段への変速に際しては、 第 1クラッチ C 1の切断や 2速段ー4速段切 換え装置 X 1の I窗み合いの切り離しに先立って、 6速段— 3速段切換え装置 X 2を 3速段 歯車列 G 3に 1窗み合わせることが可能となる。 このように、 6速段一 3速段切換え装置 X 2を 3速の変速段に予め嚙み合わせた後に、 第 1クラッチ C 1を切断しながら第 2クラッ チ C 2を接続するようにすれば、 エンジン動力の伝達が実質的に遮断されることなく変速 段が切換えられることとなり、 変速ショックのない切換えが実現できる。 また、 切換え装 置を 3速段歯車列 G 3に嚙み合わせるときにはシンクロナイザ機構を作動させるが、 同期 のための時間的余裕が大きいので、 通常の平行軸歯車機構式変速機におけるシンクロナイ ザ機構と比較すると、 シンクロナイザ機構に作用する摩擦力等の負荷を小さくすることが できる。 デュアルクラッチ式変速機をァゥトプットリダクション形式とすると、 中間軸の後端の 出力軸減速歯車列によって出力軸が減速され伝達トルクは増大するので、 中間軸の軸トル クを減少させその軸径ゃ歯車の厚さ (軸方向長さ) を小さくすることができ、 変速機は軽 量でコンパクトなものとなる。 し力、し、 中間軸が常に出力軸よりも増速された回転数で回 転するため、 出力軸の回転数が上昇する車両の高速走行時においては、 中間軸の回転数は 相当の高回転数に達する。 変速機のハウジング內部には潤滑油が供給されており、 変速機 の中間軸や歯車などは、 ハウジングの底部に貯留される潤滑油に浸漬した状態で回転し、 潤滑油を撹拌しつつ変速機の内部部品に潤滑油を跳ねかけている。 したがって、 中間軸が 高速で回転すると、 潤滑油が激しく撹拌されて潤滑油の温度が上昇するとともに、 潤滑油 の撹拌に伴い中間軸に作用する流体抵抗が増加し、 変速機における動力伝達損失の増大を 招く。
本発明の課題は、 高速走行時等におけるデュアルクラツチ式変速機の中間軸の高速回転 を防止し、 上記の問題点を解決することにある。 発明の開示
上記の課題に鑑み、 本発明は、 2本の入力軸を備えたデュアルクラッチ式変速機におい て、 中間軸と出力軸との連結を断続するクラッチを設けることにより、 いわゆる直結段で は中間軸の回転を停止可能としたものである。 すなわち、 本努明は、 請求の範囲第 1項に 記載のように、
「それぞれクラツチに結合された第 1入力軸及び第 2入力軸と、 前記第 1入力軸及び第 2 入力軸と平行に配置された中間軸と、 出力軸とを備える変速機であって、
前記第 1入力軸及び第 2入力軸と前記中間軸との間には、 変速段を構成する複数の歯車列 が設けられ、 これらの前記第 1入力軸に設けられる歯車列及び前記第 2入力軸に設けられ る歯車列は、 一つおきの変速段となっており、
前記中間軸の端部には、 減速して前記出力軸に動力を伝達する出力軸減速歯車列が設けら れるとともに、 前記第 2入力軸と前記出力軸との間には、 動力の伝達を断続する直結クラ ツチが設けられ、 さらに、
前記出力軸減速歯車列には、動力の伝達を断続する中間軸連結クラツチが設けられており、 前記直結クラツチが接続されるときは前記中間軸連結クラツチが切断される」
ことを特徴とする変速機となっている。 本発明のデュアルクラッチ式変速機においては、 中間軸の端部に設置され、 減速しなが ら中間軸と出力軸との間を連結する出力軸減速歯車列に、 その連結を断続する中間軸連結 クラツチが設けられており、 第 2入力軸と出力軸とを連結する直結クラツチが接続される ときには、 中間軸連結クラッチが切断される。 つまり、 車両の高速走行時等、 直結クラッ チが接続され中間軸を経由せず第 2入力軸から直接出力軸に動力伝達が行われるときは、 中間軸は回転を停止し、 出力軸から増速された状態で空転することがない。 したがって、 潤滑油の激しい撹拌が防止され、 その温度上昇及び変速機の伝達損失の増加を防ぐことが 可能となり、 さらに、 中間軸の高速回転に伴う騒音の発生が防止できる。 .
殊に、 デュアルクラッチ式変速機は 2重管構造の 2本の入力軸を有し、 それぞれの入力 軸には奇数段と偶数段の歯車列が直列に配置される。 そのため、 構造が複雑で中間軸が長 くなる傾向にあり、 中間軸の高速の空転に起因する潤滑油の過剰な撹拌、 動力伝達損失等 がー層問題となる。 また、 車両の動力伝達系統では、 変速機の歯車ゃ軸受等にかかる負荷 を軽減するため、 一般に、 入力軸から直接出力軸に動力を伝達するいわゆる直結段を使用 する頻度が最も大きくなるように最終減速機 (ファイナルギヤ) 等が設計される。 こうし たことから、 直結段において中間軸の空転を防止する本発明は、 実用面での有効性が非常 に大きなものである。
ところで、 中間軸連結クラッチを切断すると中間軸は出力軸と切り離されるので、 第 1 入力軸から中間軸を利用して第 2入力軸に動力を伝達し、 直結クラッチにより第 2入力軸 から出力軸に動力を伝達することが可能となる。 このとき、 中間軸と両方の入力軸との間 に配置された複数の齒車列を適宜選択して動力伝達を行わせることにより、 所望の変速比 に設定した一つの変速段を得ることができる。 このようにすると、 変速段となる歯車列の 一つを省略することが可能で、 変速機の変速段に対応した数の歯車列が軸方向に直列状態 で配置される従来のデュアルクラツチ式変速機と比べ、 変速機の軸方向の長きが短縮され る。 そして、 入力軸及び中間軸の長さとともに軸受間の距離も短縮されるから、 軸の曲げ 剛性が増大することとなる。 請求の範囲第 2項のように、 前記中間軸連結クラッチを、 シンクロナイザ機構を備えた 嚙み合!/、クラッチとすることができる。 第 2入力軸を出力軸に連結する直結クラッチ及び 出力軸減速歯車列に設置される中間軸連結クラツチとしては、 湿式多板クラツチ等の摩擦 クラツチを用いてもよいが、 シンク口ナイザ機構を備えた嚙み合いクラツチとした場合に は、 動力伝達の円滑かつ確実な断続が可能となり、 操作装置の構成も簡易となる。 また、 請求の範囲第 3項のように、 前記第 1入力軸を中空として、 前記第 2入力軸を前 記第 1入力軸の中空部を通過させて延長し、 かつ、 前記出力軸を、 前記第 1入力軸及び前 記第 2入力軸と同心に配置することができる。 こうした構成を採用すると、 デュアルクラ ツチ式変速機の構造がコンパクトとなり、 殊に幅方向の寸法が縮小される。 この場合にお いて、 請求の範囲第 4項のように、 第 1入力軸に結合されるクラッチを第 2入力軸に結合 されるクラッチの外周部に同心に配置すると、 それぞれの入力軸のクラッチを含め、 構造 のコンパクト化を達成できる。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明のデュアルクラツチ式変速機の全体的な概略図である。
図 2は、 本発明のデュアルクラツチ式変速機における出力軸減速歯車列の近傍の詳細図 である。
図 3は、 変速段切換え装置の詳細図である。
図 4は、本発明のデュアルクラツチ式変速機の 6速段における作動状態を示す図である。 図 5は、 従来のデュアルクラツチ式変速機の全体的な概略図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面によって本発明のデュアルクラッチ式変速機について説明する。 図 1には本 発明のデュアルクラツチ式変速機の全体的な概略図を、 図 2には本発明の中間軸連結クラ ツチが置かれる出力軸減速歯車列の近傍の詳細図を示す。 図 3は、 変速段切換え装置の詳 細図である。 これらの図面においては、 従来のデュアルクラッチ式変速機を示す図 5の部 品等に対応するものには同一の符号が付してある。 本発明のデュアルクラッチ式変速機の基礎的な構造及び作動は、 図 5を参照して説明し た従来のァゥトプットリダクション形式のデュアルタラッチ式変速機と変わりはない。 す なわち、 図 1に示すように、 同心状に配置された第 1クラッチ C 1及ぴ第 2クラッチ C 2 を備えており、 第 1クラッチ C 1は中空の第7 _ 1-入力軸 S 1と結合され、 第 2クラッチ C 2 は第 1入力軸 S 1を貫通して後方に延長される第 2入力軸 S 2と結合されている。 2本の 入力軸と平行に中間軸 S 3が設置されるとともに、 変速機の後方には、 車両の推進軸に連 なる変速機の出力軸 S 4が配置される。 そして、 第 1入力軸 S 1及び第 2入力軸 S 2と中 間軸 S 3との間には、 異なった減速比を有する変速用の複数の歯車列が配置され、 第 2入 力軸 S 2の後端に出力軸 S 4と直結する直結クラッチ C 3が設けられる。 中間軸 S 3の後 端には、 減速しながら中間軸 S 3から出力軸 S 4に動力を伝達する出力軸減速歯車列 R G が置かれている。 本発明のデュアルクラッチ式変速機では、 中間軸 S 3の後端に設置される出力軸減速歯 車列 R Gに中間軸連結クラッチ C 4を設け、 中間軸 S 3と出力軸 S 4とを断続可能に連結 する。 この中間軸連結クラッチ C 4について、 図 2に基づいて説明する。
出力軸減速歯車列の小歯車 R G 1は中間軸 S 3に遊嵌され、 出力軸 S 4にスプライン嵌 合で固着された大歯車 R G 2と嚙み合っている。 小歯車 R G 1には、 外周にドグ歯 (ギヤ スプライン) 1 1の形成された部材が圧入され一体的に結合される。 図 2において小歯車 R G 1の右方には、 クラッチハブ 1 2が中間軸 S 3にスプライン嵌合で固着されており、 クラッチハブ 1 2の外周には、 ドグ歯 1 1と嗨み合うスプライン 1 3を備えた摺動スリー ブ 1 4が軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。 また、 ドグ歯 1 1と摺動スリーブ 1 4と の間にはシンクロナイザリング 1 5が配置され、 これらは、 変速機で一般的に使用される シンクロナイザ機構付の嚙み合いクラツチを構成している。 この例では、 小歯車 R G 1を 中間軸 S 3に遊嵌して嚙み合いクラッチを設けているけれども、 出力軸 S 4の大歯車 R G 2を遊嵌歯車として嚙み合いクラツチを構成することもできる。
摺動スリープ 1 4が図の位置にあるときは、 ドグ歯 1 1と摺動スリープ 1 4のスプライ ン 1 3との嚙み合いが外れ、 小歯車 R G 1は中間軸 S 3上で空転するから、 中間軸 S 3と 出力軸 S 4とは切断される。 摺動スリーブ 1 4を、 その外周溝に嵌め込まれた図示しない フォークによって左方に移動すると、 スプライン 1 3力 Sドグ歯 1 1と嚙み合って小歯車 R G 1は中間軸 S 3と一体化され、 出力軸減速歯車列 R Gによる動力の伝達が可能となる。 摺動スリープ 1 4の左方への移動は、 変速機における同期機構としてよく知られているよ うに、 中間軸 S 3と小歯車 R G 1の回転が同期するまではシンクロナイザリング 1 5によ り阻止される。 なお、 第 2入力軸 S 2と出力軸 S 4との間に設置される直結クラッチ C 3 も、 中間軸連結クラッチ C 4と同様な構造であり、 同様な作動を行う嚙み合いクラッチと なっている。 また、 この実施例のデュアルタラッチ式変速機では、 中空の第 1入力軸 S 1に偶数段で ある 2速段歯車列 G 2、 4速段歯車列 G 4の固定歯車が装着されるが、 図 5に示す従来の ものとは異なり、 6速段歯車列の歯車は装着されていない。 第 2入力軸 S 2には、 奇数段 である 1速段歯車列 G 1及ぴ 3速段歯車列 G 3の歯車と、 後退段の歯車列 G R Vとが固定 される。 これらの歯車は、 中間軸 S 3に遊嵌された対応する歯車と嚙み合い、 それぞれの 変速段の歯車列を形成する。 中間軸 S 3に遊嵌される各歯車は一体的に形成されるドグ歯 を有するとともに、 中間軸 S 3には、 2速段 _ 4速段切換え装置 X I、 1速段ー3速段切 換え装置 X 4及び後退段連結クラッチ C 5が配置される。 図 5の従来のデュアルクラツチ 式変速機は 3個の切換え装置を備えているのに対し、 本実施例では、 1個の切換え装置が 後退段連結クラッチ C 5に代わっており、 その分、 構造が簡略化されることとなる。 変速段の切換え装置は、 平行軸歯車機構式変速機において一般的に使用される嚙み合い クラッチ式の切換え装置であるが、 その構造について、 2速段一 4速段切換え装置 X 1の 詳細図である図 3に ·よって説明する。
中空の第 1入力軸 S 1には、 2速段歯車列 G 2の固定歯車 2 1と 4速段歯車列 G 4の固 定歯車 4 1とが一体加工され、 それぞれ 2速段の遊嵌歯車 2 2と 4速段の遊嵌歯車 4 2と に嚙み合っている。 両方の遊嵌歯車は一体的に取り付けられたドグ歯 2 3、 4 3を有し、 それらの間にクラッチハブ 2 4が中間軸 S 3に固着される。クラッチハプ 2 4の外周には、 ドグ歯 2 3、 4 3と嚙み合うスプライン 2 5を備えた変速スリープ 2 6が軸方向に摺動可 能に嵌め込まれ、 ドグ歯 2 3、 4 3と変速スリープ 2 6との間にはシンクロナイザリング 2 7 , 4 7がそれぞれ配置される。 このような構成は、 基本的には上述した中間軸連結ク ラッチ C 4と同じであって、 ¾速スリープ 2 6を摺動させて第 1入力軸 S 1と中間軸 S 3 との間の動力伝達を断続すること、 接続する際にはシンクロナイザリングによる同期作用 が行われることも変わりはない。 ただし、 変速スリープ 2 6は、 変速段を切換えるため図 示の中立位置から左右の両方向に摺動可能であり、 中立位置では動力伝達が切断され、 左 に移動すると 2速段歯車列 G 2による動力伝達が、 右に移動すると 4速段歯車列 G 4によ る動力伝達が行われる。 次いで、本発明のデュアルクラッチ式変速機の作動について、図 4も参照して説明する。 図 4は、 オーバートップ段である 6速段における本発明のデュアルクラツチ式変速機の動 力伝達状態を表すものである。
車両が 1速段乃至 4速段で走行しているときは、 出力軸減速歯車列 R Gの中間軸連結ク ラッチ C 4が接続され、 エンジンの動力は、 中間軸 S 3を経由し出力軸減速歯車列 R Gか ら出力軸 S 4に伝達される。 例えば 2速段で走行している状態では、 第 1クラッチ C 1が 接続され第 2クラッチ C 2は切断されており、 2速段— 4速段切換え装置 X 1が 2速段歯 車列 G 2に嚙み合わされ、 エンジン動力は、 第 1入力軸 S 1から 2速段歯車列 G 2を介し て中間軸 S 3を駆動し、 さらに、 出力軸減速歯車列 R Gを介して出力軸 S 4を駆動する。 2速段から 3速段に変速するときは、 第 1クラッチ C 1を切断し、 2速段一 4速段切換え 装置 X 1の嚙み合いを外して中立状態とするとともに、 1速段一 3速段切換え装置 X 4を 3速段歯車列 G 3に嚙み合わせて第 2クラッチ C 2を接続する。 第 1クラッチ C 1を切断 する前の時点で、 1速段一 3速段切換え装置 X 4を 3速段歯車列 G 3に予め嚙み合わせて もよレ、。 変速が終了すると、 エンジン動力は、 第 2入力軸 S 2から 3速段歯車列 G 3を介 して中間軸 S 3に伝動される。
このように、 中間軸連結クラツチ C 4が接続される 1速段乃至 4速段における変速機の 状態及び変速時の操作は、図 5の従来のデュアルタラッチ式変速機の作動と同じであって、 本発明のものでも、 エンジン動力の伝達が実質的に遮断されることのない変速段の切換え を実現することができ、 また、 シンクロナイザ機構に作用する摩擦力等の負荷を小さくす ることができるとレ、う効果が達成される。 本発明のデュアルクラッチ式変速機では、 直結段である 5速においては、 直結クラッチ C 3が接続されると同時に、 出力軸減速歯車列 R Gの中間軸連結クラッチ C 4が切断され る。 エンジン動力は第 2クラッチ C 2から第 2入力軸 S 2に伝えられ、 直結クラッチ C 3 を介して直接出力軸 C 4に伝達される。 5速段の走行時には車両の速度が大きく、 それに 対応して出力軸 S 4の回転数も高まるが、 このとき、 本発明のものでは中間軸連結クラッ チ C 4が切断されるので、 中間軸 S 3が空転を起こすことはない。 したがって、 中間軸 S 3の高速回転に伴 、変速機内の潤滑油が過剰に撹拌される事態が回避され、 潤滑油の温度 上昇や動力伝達効率の低下が防止される。 また、 中間軸 S 3の高速の空転に起因する騒音 の増大も回避されることとなる。 この実施例のデュアルクラッチ式変速機の 6速段における作動を、 図 4を参照して述べ る。 6速段では、 直結クラッチ C 3を接続して第 2入力軸 S 2を出力軸 S 4に連結し、 中 間軸連結クラッチ C 4を切断して中間軸 S 3を出力軸 S 4と独立に回転可能とする。 そし て、 2速段— 4速段切換え装置 X 1を 4速段歯車列 G 4に嚙み合わせ、 1速段— 3速段切 換え装置 X 4を 3速段歯車列 G 3に嚙み合わせるとともに、 変速機前方の第 1クラッチ C 1を接続して第 2クラッチ C 2を切断する。
エンジン動力は、 第 1クラッチ C 1を経て第 1入力軸 S 1を駆動し、 4速段歯車列 G 4 により中間軸 S 3を駆動する。 さらに、 中間軸 S 3の回転は、 3速段歯車列 G 3により第 2入力軸 S 2に伝達され、 直結クラッチ C 3を介して出力軸 S 4に伝達される。 3速段の 減速比は 4速段の減速比よりも大きく設定されているから、 この伝達経路で回転を伝達し たときは、 第 2入力軸 S 2の回転数は第 1入力軸 S 1の回転数よりも大きくなり、 オーバ 一トップ段である 6速段の速度比を得ることができる。 また、 このときの中間軸 S 3の回 転数は、図 5のように 6速段の歯車列を介して駆動される場合と比べ大幅に低下するので、 潤滑油の過剩な撹拌を抑制できることとなる。 産業上の利用可能性
以上詳述したように、 本発明は、 2本の入力軸と直結クラッチとを備え、 中間軸を介し て出力軸に動力を伝達するデュアルクラツチ式変速機において、 中間軸と出力軸との連結 を断続する中間軸連結クラツチを設け、 直結クラツチから出力軸を駆動するときは中間軸 を切り離すものである。 したがって、 本発明は、 動力伝達装置の変速機として各種の車両 に利用することが可能である。
上述の実施例の変速機は、 入力軸の後方に同心状に出力軸を配置するものであるが、 本 発明は、 出力軸を入力軸及び中間軸と平行に設置する変速機にも適用することができる。 また、 中間軸連結クラツチとじて、 嚙み合い式クラツチに代え湿式多板クラツチ等の摩擦 クラッチを採用する、 あるいは、 中間軸と 2本の入力軸とを利用して構成する変速段を 6 速段以外のものとするなど、 実施例に対し種々の変更が可能であることは明らかである。
II

Claims

請求の範囲 それぞれクラッチに結合された第 1入力軸及び第 2入力軸と、 前記第 1入力軸及び第 2入力軸と平行に配置された中間軸と、 出力軸とを備える変速機であつて、 前記第 1入力軸及び第 2入力軸と前記中間軸との間には、 変速段を構成する複数の歯 車列が設けられ、 これらの前記第 1入力軸に設けられる歯車列及ぴ前記第 2入力軸に 設けられる歯車列は、 一つおきの変速段となっており、
前記中間軸の端部には、 減速して前記出力軸に動力を伝達する出力軸減速歯車列が設 けられるとともに、 前記第 2入力軸と前記出力軸との間には、 動力の伝達を断続する 直結クラッチが設けられ、 さらに、
前記出力軸減速歯車列には、 動力の伝達を断続する中間軸連結クラツチが設けられて おり、 前記直結クラツチが接続されるときは前記中間軸連結クラツチが切断されるこ とを特徴とする変速機。
前記中間軸連結クラッチは、 シンクロナイザ機構を備えた嚙み合いクラッチである請 求の範囲第 1項に記載の変速機。
前記第 1入力軸は中空であって、 前記第 2入力軸が前記第 1入力軸の中空部を通過し て延長されており、 前記出力軸は、 前記第 1入力軸及び前記第 2入力軸と同心に配置 されている請求の範囲第 1項又は請求の範囲第 2項に記載の変速機。
前記第 1入力軸に結合されるクラッチは、 前記第 2入力軸に結合されるクラッチの外 周部に同心に配置されている請求の範囲第 3項に記載の変速機。
I X
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