WO2009113513A1 - 車両用デュアルクラッチ式変速機 - Google Patents

Abstract

　本発明は、摩擦クラッチと結合した２本の入力軸及び複数の歯車列を備えたデュアルクラッチ式変速機において、構造を小型化し、かつ、変速段の切換え操作を簡素化するものである。 　デュアルクラッチ式変速機において、２本の入力軸Ｓ１、Ｓ２と平行に設置される中間軸Ｓ３を、中空の外側軸Ｓ３Ｏとその中空部を通過して延長する中心軸Ｓ３Ｉとを有する２重管構造とし、中心軸Ｓ３Ｉの後端部から出力軸Ｓ４を駆動するとともに、外側軸Ｓ３Ｏと入力軸Ｓ１、Ｓ２との間には複数の歯車列を配置する。中心軸Ｓ３Ｉには減速歯車ＲＧを遊嵌して、外側軸Ｓ３Ｏと減速歯車ＲＧとの間には切換えクラッチＣＣを設け、中心軸Ｓ３Ｉの回転速度を２段階に切換える。これにより、歯車列を減少させ、かつ、入力軸と中間軸との軸間距離を短縮した変速機構を構成し、変速機を小型化することができる。切換えクラッチＣＣは、中央の変速段で切り換えるのみであるので、その操作装置が簡素となる。

Description

車両用デュアルクラッチ式変速機

　本発明は、車両の動力伝達装置における変速機であって、それぞれ摩擦クラッチを介してエンジンに結合された２本の変速機入力軸を備え、変速の際に、２個の摩擦クラッチの係合状態を制御しながら変速を実行するデュアルクラッチ式変速機に関するものである。

　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、これと自動操作クラッチとを組み合わせて、電子制御装置等の変速指令により変速段を切換える動力伝達装置が存在する。

　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、トルクコンバータの介在に伴う伝達損失がなく、自動変速機よりも車両の燃料経済性の面では優れているが、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、互いに平行に配置された主軸と中間軸（カウンタ軸）との間に複数の歯車列が設けられており、変速スリーブを備えた噛合クラッチを用いて、歯車列の一つからエンジンの動力を出力軸に伝達する。変速を行う際は、エンジンと変速機との間の摩擦クラッチを切断して変速スリーブが噛み合う歯車列を切換えるため、短時間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ず、変速ショックが少ない。

　平行軸歯車機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個の摩擦クラッチとそれぞれの摩擦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（又はツイ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８－３２００５４号公報に開示されている。また、特表２００７－５０３５５９号公報には、変速段として７段の前進段と３段の後退段とを備えたデュアルクラッチ式変速機が開示されている。

　デュアルクラッチ式変速機には、図１１に示すように、２重管構造をなす第１入力軸Ｓ１と第２入力軸Ｓ２が配置され、第２入力軸Ｓ２は、中空の第１入力軸Ｓ１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摩擦クラッチＣ１及び第２摩擦クラッチＣ２が設けられ、それぞれの摩擦クラッチの入力側はエンジン出力軸に接続される。これらの摩擦クラッチは、この例では湿式多板クラッチであって、第１摩擦クラッチＣ１の出力軸は中空の第１入力軸Ｓ１と一体的に連結され、第２摩擦クラッチＣ２の出力軸は第２入力軸Ｓ２と一体的に連結される。２個の摩擦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、湿式多板クラッチに代え乾式単板クラッチを用いてもよい。

　第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２と平行に中間軸（カウンタ軸）Ｓ３が設置されており、各入力軸には、一つおきの変速段の歯車列が中間軸との間に配置される。図１１のデュアルクラッチ式変速機は、前進６段（直結段を含む）と後退段とを備えるものであり、中空の第１入力軸Ｓ１には、偶数段である２速段歯車列Ｇ２、４速段歯車列Ｇ４及び６速段歯車列Ｇ６の固定歯車が配置され、一方、第２入力軸Ｓ２には、奇数段である１速段歯車列Ｇ１及び３速段歯車列Ｇ３と、後退段歯車列ＧＲＶの固定歯車とが配置される。これらの固定歯車は、中間軸Ｓ３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噛み合っている。また、中間軸Ｓ３の後端には、減速して出力軸Ｓ４を駆動する出力軸駆動歯車列ＧＯが設けられるとともに、第２入力軸Ｓ２の後端には、変速機の５速段として出力軸Ｓ４と直結させる噛合クラッチ式の直結クラッチＣ３が配置される。

　中間軸Ｓ３に遊嵌される各歯車は、一体的に形成されるドグ歯（ギヤスプライン）を有するとともに、中間軸Ｓ３には、２速段－４速段切換え装置Ｘ１、６速段－３速段切換え装置Ｘ２及び１速段－後退段切換え装置Ｘ３が配置される。これらの切換え装置は、平行軸歯車機構式変速機において一般的に用いられる、ドグ歯と噛み合う変速スリーブ及びシンクロナイザ機構等を備えた噛合クラッチとして構成されている。図１１の変速機では、中間軸Ｓ３に遊嵌歯車と噛合クラッチとを配置しているが、中間軸Ｓ３の各歯車を固定歯車とし、第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２の歯車を遊嵌歯車として、ここに噛合クラッチを設けることもできる。

　このようなデュアルクラッ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摩擦クラッチＣ１が接続され第２摩擦クラッチＣ２は切断されており、２速段－４速段切換え装置Ｘ１が２速段歯車列Ｇ２に噛み合わされる。エンジン動力は、第１摩擦クラッチＣ１に結合される第１入力軸Ｓ１から２速段歯車列Ｇ２を介して中間軸Ｓ３を駆動し、さらに、後端の出力軸駆動歯車列ＧＯを介して出力軸Ｓ４を駆動する。２速から３速に変速するときは、第１摩擦クラッチＣ１を切断し、６速段－３速段切換え装置Ｘ２を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせて第２摩擦クラッチＣ２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Ｓ２から３速段歯車列Ｇ３を介して中間軸Ｓ３に伝動され、出力軸駆動歯車列ＧＯを介して出力軸Ｓ４を駆動するようになる。

　デュアルクラッチ式変速機には、それぞれ摩擦クラッチと結合された第１入力軸Ｓ１及び第２入力軸Ｓ２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摩擦クラッチＣ１の切断や２速段－４速段切換え装置Ｘ１の噛み合いの切り離しに先立って、６速段－３速段切換え装置Ｘ２を３速段歯車列Ｇ３に噛み合わせることが可能となる。このように、６速段－３速段切換え装置Ｘ２を３速の変速段に予め噛み合わせた後に、第１摩擦クラッチＣ１を切断しながら第２摩擦クラッチＣ２を接続するように両摩擦クラッチの係合状態を制御すれば、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Ｇ３に噛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。
特開平８－３２００５４号公報 特表２００７－５０３５５９号公報

　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、変速機の段数に対応する数の歯車列が奇数段と偶数段に分かれて直列に配置され、さらにその後部には出力軸駆動歯車列が配置される。そのため、入力軸及び中間軸の長さが長大であって、各軸の両端に置かれる軸受の間の距離が大きなものとなり、変速機全体の軸方向の長さが増加する。そして、長さ寸法の大きい入力軸及び中間軸を、曲げ剛性を確保しながら支持し円滑な動力伝達を行わせるには、現実的には軸の中間部に軸受を設置するなどの対策が必要であって、変速機の軸方向長さは一層増大しその重量も増加する。車両では、変速機を搭載するためのスペースは限定されたものであるので、軸方向の長い変速機の搭載は困難となる。

　また、トラック等に使用する変速機では、積載重量や車両走行状態の変化に適切に対応するため、多数の変速段を設けるとともに、最大と最小の変速段における減速比の幅を大きくすることが望ましい。しかし、減速比の幅を大きくするには、低速段の歯車列に外径の大きい歯車を用いる必要があり、主軸と中間軸との軸間距離が増大するので、搭載スペースの関係から変速機における減速比の幅が制限される場合もある。

　特許文献２に開示されたデュアルクラッチ式変速機は、７段の前進段と３段の後退段という多数の変速段を備えている。このデュアルクラッチ式変速機では、２重管構造の入力軸と平行に設置される中間軸も２重管構造をなし、入力軸と中間軸には、２個ずつの噛合クラッチが設置される。このような構成により、変速機の軸方向の長さを短くすることができるが、この変速機は、出力軸が変速機の前方部分まで延長された複雑な構造であり、変速段の切り換え時には、噛合クラッチの複雑な操作が要求される。
　本発明は、多数の変速段を設けたデュアルクラッチ式変速機において、軸方向の長さを短縮してコンパクトな構造とし、かつ、出力軸の構造を単純化して変速機の整備等を容易とすると同時に、変速時の噛合クラッチの操作を簡素化することを課題とする。

　上記の課題に鑑み、本発明は、デュアルクラッチ式変速機に２重管構造を備えた中間軸を配置して、その中心軸の一端に出力軸に連なる出力軸駆動歯車列を設けるとともに、中間軸に減速手段を設けて低速高速を切換え、構成可能な変速段を増加するようにしたものである。すなわち、本発明は、
「それぞれ摩擦クラッチを介してエンジンに結合された第１入力軸及び第２入力軸と、車輪に動力を伝達する出力軸とを備えた車両用変速機であって、
前記車両用変速機は、奇数段の変速段を構成する変速機構を有しており、
前記変速機構には、前記第１入力軸及び第２入力軸と平行に、中空の外側軸と前記外側軸の中空部を通過して延長する中心軸とを有する中間軸が配置され、
前記中心軸の一端部には、奇数段の中央の変速段を構成する歯車列が設置されるとともに、他端部には、前記出力軸に動力を伝達する出力軸駆動歯車列が設置され、
前記外側軸には、複数の歯車が設けられ、これらの複数の歯車は、前記第１入力軸又は第２入力軸により駆動される歯車と噛み合って、複数の変速段を構成する歯車列をなしており、かつ、
前記中心軸には、前記外側軸から減速して動力が伝達される減速歯車が遊嵌されるとともに、前記外側軸と前記減速歯車との間には、前記中心軸を、前記外側軸又は前記減速歯車に接続する切換えクラッチが設けられている」
ことを特徴とする車両用変速機となっている。

　請求項２に記載のように、前記切換えクラッチは、シンクロナイザ機構を備えた噛合クラッチであることが好ましい。

　請求項３に記載のように、前記第２入力軸は中空であって、前記第１入力軸が前記第２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よう構成することができる。

　請求項４に記載のように、前記中心軸の他端部に設置される出力軸駆動歯車列は、前記中心軸から減速して前記出力軸に動力を伝達するものであることが好ましい。

　また、請求項５に記載のように、前記変速機構が７段の変速段を備えており、中央の変速段が４速段であるよう構成することが好適である。

　本発明のデュアルクラッチ式変速機においては、２本の入力軸と平行に配置された中間軸が２重管構造をなしており、その中心軸には、一端に出力軸に連なる出力軸駆動歯車列が、他端に一つの変速段を構成する歯車列が設けられ、中空の外側軸には、２本の入力軸のいずれかによって駆動される複数の歯車が設けてある。そして、中心軸には、外側軸から減速して動力が伝達される減速歯車及び切換えクラッチが設置され、切換えクラッチを作動すると、中心軸が外側軸に直結される状態と、中心軸が減速して駆動される状態とが切り換えられる。つまり、減速歯車及び切換えクラッチは、低速、高速を切り換えるいわば副変速機として作用するもので、これにより、中心軸に設置される歯車列が中央となった奇数段の変速段を備える変速機構を構成することができる。

　このように、本発明のデュアルクラッチ式変速機では、減速歯車及び切換えクラッチを用いて一つの歯車列から２個の変速段が得られることとなり、そのため、変速機の歯車列を削減して軸方向の寸法を短縮することが可能となる。例えば、７段の前進段を構成するためには、従来のデュアルクラッチ式変速機では７個の歯車列を要するけれども、本発明の変速機構を利用すると、中央の歯車列（４速段）と３個の歯車列及び減速歯車の歯車列を配置すればよく、２個の歯車列を削減できる。また、中央の変速段よりも低速側の変速段では、エンジン動力が減速歯車を介して伝達され、２個の歯車列による２段階に分割された減速が行われるので、各歯車列の減速比はその分小さくなる。したがって、本発明のデュアルクラッチ式変速機では、２本の入力軸と中間軸との軸間距離も短縮され、変速機全体が小型でコンパクトな構造となる。

　本発明のデュアルクラッチ式変速機においては、車輪を駆動する推進軸（プロペラシャフト）等に連なる出力軸が、単独で変速機の終端部に設置されており、変速機の保守整備等に際し、出力軸を取り外して変速機を分解する作業は容易なものとなる。中間軸に設置された切換えクラッチは、変速に際しては、中央の変速段において切り換えられるだけであるため、その操作は簡易なものである。ちなみに、特許文献２に開示されたデュアルクラッチ式変速機では、出力軸が変速機の前方部分まで延長されているため、出力軸の取り外し作業は困難な作業となり、変速段の切り換え時には、噛合クラッチの複雑な操作が要求される。

　請求項２の発明は、中間軸に設置される切換えクラッチとして、シンクロナイザ機構を備えた噛合クラッチを用いるものである。この噛合クラッチは、変速機において常用のものであって信頼性が高く、接続を切り換える際にシンクロナイザ機構の作用によってスムースな接続が可能となる。

　請求項３の発明は、２重管構造をなす２本の入力軸と同心に出力軸を配置するものである。この配置によれば、フロントエンジンリヤドライブ（ＦＲ）式の車両に好適な変速機を構成できる。また、２本の入力軸の一方と出力軸とを連結し、デュアルクラッチ式変速機に直結段を容易に設けることができる。

　請求項４の発明は、減速して出力軸に動力を伝達する出力軸駆動歯車列を中心軸の他端部に設置し、変速機をいわゆるアウトプットリダクション形式とするものである。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や歯車の厚さ（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。

　また、請求項５の発明は、変速機構に７段の変速段を設け、中央の変速段を４速段とするものである。この変速段とすると、デュアルクラッチ式変速機において、変速スリーブの両側に噛合部を配置した噛合クラッチを合理的に利用することとなる。

本発明のデュアルクラッチ式変速機の全体的な概略図である。 本発明の切換えクラッチを示す図である。 本発明の構成要素の各変速段における作動を表にして示す図である。 本発明の変速機の１速段における動力伝達経路を示す図である。 本発明の変速機の２速段における動力伝達経路を示す図である。 本発明の変速機の３速段における動力伝達経路を示す図である。 本発明の変速機の４速段における動力伝達経路を示す図である。 本発明の変速機の５速段における動力伝達経路を示す図である。 本発明の変速機の６速段における動力伝達経路を示す図である。 本発明の変速機の７速段における動力伝達経路を示す図である。 従来のデュアルクラッチ式変速機の全体的な概略図である。

符号の説明

　　Ｓ１　第１入力軸
　　Ｓ２　第２入力軸
　　Ｓ３　中間軸
　　Ｓ３Ｉ　中心軸
　　Ｓ３Ｏ　外側軸
　　Ｓ４　出力軸
　　Ｓ５　スリーブ軸
　　Ｃ１　第１摩擦クラッチ
　　Ｃ２　第２摩擦クラッチ
　　ＣＣ　切換えクラッチ
　　ＲＧ　減速歯車
　　Ｇ１５、Ｇ２６、Ｇ４、Ｇ７　歯車列
　　Ｘ１、Ｘ２　（変速段）切換え装置
　　ＳＬ　変速スリーブ
　　ＳＲ　シンクロナイザリング
　　Ｄ　ドグ歯（ギヤスプライン）

　以下、図面に基づい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は、本発明のデュアルクラッチ式変速機の一実施例を示す概略図であり、図２は、中間軸に設置した切換えクラッチの構造を示す図である。図１では、図１１の従来のデュアルクラッチ式変速機における部品等に対応するものについては、同一の符号を付している。

　この実施例のデュアルクラッチ式変速機には、図１に示すように、２重管構造をなす第１入力軸Ｓ１と第２入力軸Ｓ２が配置され、第１入力軸Ｓ１が、中空の第２入力軸Ｓ２を貫通して後方に延長されている。両方の入力軸の前方には、軸方向に並列して配置された第１摩擦クラッチＣ１及び第２摩擦クラッチＣ２が設けられ、それぞれの摩擦クラッチの入力側はエンジン出力軸に接続される。第１摩擦クラッチＣ１の出力側は第１入力軸Ｓ１と一体的に結合され、第２摩擦クラッチＣ２の出力側は中空の第２入力軸Ｓ２と一体的に結合される。両方の摩擦クラッチは、この実施例では乾式単板クラッチである。

　本発明のデュアルクラッチ式変速機では、両方の入力軸と平行に配置される中間軸（カウンタ軸）Ｓ３が２重管構造をなしている。すなわち、中間軸Ｓ３は、中空の外側軸Ｓ３Ｏと中心軸Ｓ３Ｉとを有しており、中心軸Ｓ３Ｉが外側軸Ｓ３Ｏの中空部を通過して後方に延びている。中心軸Ｓ３Ｉの前端部には、第２入力軸Ｓ２との間に歯車列Ｇ４を構成する固定歯車が固着され、後端には、出力軸Ｓ４との間に出力軸駆動歯車列ＧＯを構成する固定歯車が固着される。この実施例のデュアルクラッチ式変速機は、アウトプットリダクション形式の変速機であり、出力軸駆動歯車列ＧＯは、減速しながら中心軸Ｓ３Ｉから出力軸Ｓ４に動力を伝達する。また、外側軸Ｓ３Ｏには、第１入力軸Ｓ１又は第２入力軸Ｓ２との間に歯車列Ｇ１５、Ｇ２６、Ｇ７を構成する３個の固定歯車が固着される。歯車列Ｇ７の他方の歯車は、第１入力軸Ｓ１に遊嵌された中空のスリーブ軸Ｓ５の一端部に固着され、スリーブ軸Ｓ５の他端部には、減速歯車ＲＧと噛み合う歯車が固着される。

　減速歯車ＲＧは、外側軸Ｓ３Ｏの後方において中心軸Ｓ３Ｉに遊嵌されており、減速歯車ＲＧと外側軸Ｓ３Ｏとの間には、中心軸Ｓ３Ｉを、外側軸Ｓ３Ｏ及び減速歯車ＲＧの一方に接続する切換えクラッチＣＣが設けられている。切換えクラッチＣＣは、平行軸歯車機構式変速機において変速段の切換えのため一般的に使用される噛合クラッチと同様なものであるが、その構造について図２によって説明する。

　中心軸Ｓ３Ｉの前方側には、歯車列Ｇ７の固定歯車等の固着された外側軸Ｓ３Ｏが回転可能に嵌め込まれるとともに、後方側には、減速歯車ＲＧが回転可能に嵌め込まれ、外側軸Ｓ３Ｏ及び減速歯車ＲＧには、ドグ歯Ｄがそれぞれ一体加工されている。中心軸Ｓ３ＩにはクラッチハブＣＨが一体的に取り付けられ、クラッチハブＣＨの外周には、ドグ歯Ｄと噛み合うスプラインＳＰを備えた変速スリーブＳＬが、軸方向に摺動可能に嵌め込まれる。ドグ歯Ｄと変速スリーブＳＬとの間にはシンクロナイザリングＳＲがそれぞれ配置される。図示は省略するが、変速スリーブＳＬの外周の溝には、変速スリーブＳＬを軸方向に摺動する二股状の変速フォークが嵌め込まれる。
　変速フォークによって変速スリーブＳＬを図の左方に摺動すると、変速スリーブＳＬのスプラインＳＰが外側軸Ｓ３Ｏのドグ歯Ｄと噛み合い、中心軸Ｓ３Ｉが外側軸Ｓ３Ｏに接続される。このとき、外側軸Ｓ３Ｏの回転速度と中心軸Ｓ３Ｉの回転速度とが同期するまでは、シンクロナイザリングＳＲが変速スリーブＳＬの移動を阻止する。変速スリーブＳＬを図の右方に摺動すると、変速スリーブＳＬが減速歯車ＲＧのドグ歯Ｄと噛み合い、中心軸Ｓ３Ｉが減速歯車ＲＧに接続される。

　図１に戻り説明を続けると、第１入力軸Ｓ１には、歯車列Ｇ１５の一方の歯車が遊嵌されるとともに歯車列Ｇ７の一方の歯車を固着したスリーブ軸Ｓ５が遊嵌され、また、第２入力軸Ｓ１には、歯車列Ｇ４及び歯車列Ｇ２６の一方の歯車が遊嵌される。そして、変速段を切り換える切換え装置Ｘ１、Ｘ２が、歯車列Ｇ１５と歯車列Ｇ７（スリーブ軸Ｓ５の前端）との間及び歯車列Ｇ４と歯車列Ｇ２６との間にそれぞれ配置される。これらの切換え装置は、図２に示す切換えクラッチＣＣと同様な構成を備えており、例えば、切換え装置Ｘ１の変速スリーブを左方に移動すると第１入力軸Ｓ１が歯車列Ｇ１５に、右方に移動すると第１入力軸Ｓ１が歯車列Ｇ７に接続される。

　歯車列Ｇ１５、Ｇ２６及びスリーブ軸Ｓ５の歯車列を切換えクラッチＣＣと組み合わせると、各々の歯車列で高速と低速の２個の変速段を構成することが可能であり、中心軸Ｓ３Ｉの前端に設置される歯車列Ｇ４と合わせ、この実施例のデュアルクラッチ式変速機では、前進用の７段の変速段が設けられている。
　このように、本発明のデュアルクラッチ式変速機では、奇数段の変速段を構成する変速機構を有しており、中心軸Ｓ３Ｉの一端部に、奇数段の中央の変速段を構成する歯車列が設置される。そして、１個の歯車列を２個の変速段で利用することにより、歯車列の数を削減し変速機の軸方向長さを短縮することが可能である。変速機の後退段は、図１において２点鎖線で示すように、その歯車列ＧＲＶを第１入力軸Ｓ１の後端に配置し、噛合クラッチＣＲＶを介して中心軸Ｓ３Ｉと連結することによって構成することができる。

　次いで、図３乃至図１０を参照してこの実施例のデュアルクラッチ式変速機の作動について述べる。図３は、１速段から７速段までの変速段において用いられる摩擦クラッチＣ１、Ｃ２、切換え装置Ｘ１、Ｘ２の噛み合う歯車列及び切換クラッチＣＣの接続される部材を表にして示すものであり、図４乃至図１０には、各変速段の動力伝達経路を示す。

　１速段では、第１摩擦クラッチＣ１を接続して摩擦クラッチＣ２を切断するとともに、切換え装置Ｘ１の変速スリーブを歯車列Ｇ１５側に、切換クラッチＣＣの変速スリーブを減速歯車ＲＧ側に噛み合わせる。エンジンの動力は、図４に示すとおり、接続された第１摩擦クラッチＣ１から第１入力軸Ｓ１、切換え装置Ｘ１、歯車列Ｇ１５を経て、中間軸Ｓ３の外側軸Ｓ３Ｏを駆動し、さらに、歯車列Ｇ７、スリーブ軸Ｓ５、減速歯車ＲＧを経由して中心軸Ｓ３Ｉに伝達され、最終的には出力軸駆動歯車列ＧＯを経て出力軸Ｓ４を駆動する。歯車列Ｇ１５の減速比は、歯車列Ｇ２６、Ｇ７よりも大きく設定してあり、入力軸の回転速度は、歯車列Ｇ１５と歯車列Ｇ７及び減速歯車ＲＧによる減速手段との２段階に亘り減速され、それに反比例して伝達トルクが増大する。２段階の減速が行われるため、歯車列Ｇ１５自体の減速比はそれ程大きくする必要はなく、第１入力軸Ｓ１と中間軸Ｓ３との軸間距離を減少することが可能となる。なお、トラックの変速機においては、通常、２速段を使用する発進が行われ、１速段は、積載重量の大きなときに上り勾配路等での発進の際に用いられる変速段として設計されている。

　２速段では、第２摩擦クラッチＣ２を接続して第１摩擦クラッチＣ１を切断するとともに、切換え装置Ｘ２の変速スリーブを歯車列Ｇ２６側に、切換クラッチＣＣの変速スリーブを減速歯車ＲＧ側に噛み合わせる。エンジンの動力は、図５に示すとおり、接続された第２摩擦クラッチＣ２から第２入力軸Ｓ２、切換え装置Ｘ２、歯車列Ｇ２６を経て外側軸Ｓ３Ｏを駆動し、１速段のときと同様に、歯車列Ｇ７、スリーブ軸Ｓ５、減速歯車ＲＧを経由して中心軸Ｓ３Ｉに伝達され、出力軸駆動歯車列ＧＯを経由して出力軸Ｓ４を駆動する。２速段においては、第１摩擦クラッチＣ１が切断されて第１入力軸Ｓ１が独立して自由に回転できるから、発進時等の車両の加速走行時には、３速段へのシフトアップのため切換え装置Ｘ１が予め歯車列Ｇ７（スリーブ軸Ｓ５）へ噛み合わされる。このように、デュアルクラッチ式変速機ではシフトアップに先立ち切換え装置を切り換えることができ、変速が両摩擦クラッチの係合状態の制御によって実行されるから、エンジン動力の実質的な遮断を伴わないスムースな変速が可能となる。

　３速段では、第１摩擦クラッチＣ１を接続して第２摩擦クラッチＣ２を切断する。このとき、切換え装置Ｘ１の変速スリーブが歯車列Ｇ７（スリーブ軸Ｓ５）に既に噛み合わされているので、エンジンの動力は、図６に示すとおり、第１入力軸Ｓ１、スリーブ軸Ｓ５、減速歯車ＲＧを経由して中心軸Ｓ３Ｉに伝達され、出力軸駆動歯車列ＧＯを介して出力軸Ｓ４を駆動する。つまり、減速歯車ＲＧの歯車列は、３速段を構成する歯車列ともなっている。３速段の走行中には、第２入力軸Ｓ１が独立して回転できるから、４速段へのシフトアップのため切換え装置Ｘ２が予め歯車列Ｇ４へ噛み合わされる。

　４速段では、第２摩擦クラッチＣ２を接続して第１摩擦クラッチＣ１を切断するとともに、３速までは減速歯車ＲＧと接続していた切換クラッチＣＣを切断する。エンジンの動力は、図７に示すとおり、第２入力軸Ｓ２から歯車列Ｇ４を経由して直接中心軸Ｓ３Ｉに伝達され、出力軸駆動歯車列ＧＯから出力軸Ｓ４を駆動することとなる。４速段では外側軸Ｓ３Ｏあるいは減速歯車ＲＧを介する動力伝達が行われないので、切換クラッチＣＣを切断した後、５速段へのシフトアップに備えるよう、切換クラッチＣＣの変速スリーブを移動して外側軸Ｓ３Ｏと噛み合わせる。同時に、切換え装置Ｘ１の変速スリーブを歯車列Ｇ１５と噛み合わせる。

　５速段では、第１摩擦クラッチＣ１を接続して第２摩擦クラッチＣ２を切断する。エンジンの動力は、図８に示すとおり、第１入力軸Ｓ１から既に噛み合わされた歯車列Ｇ１５を経て外側軸Ｓ３Ｏを駆動する。外側軸Ｓ３Ｏは、切換クラッチＣＣによって中心軸Ｓ３Ｉと直結されており、エンジン動力は、回転速度の変化がない状態で外側軸Ｓ３Ｏから中心軸Ｓ３Ｉに伝達され、出力軸駆動歯車列ＧＯを介して出力軸Ｓ４を駆動する。歯車列Ｇ１５の減速比は、歯車列Ｇ４よりは小さく設定されているので、外側軸Ｓ３Ｏと直結された中心軸Ｓ３Ｉの５速段における回転速度は、４速段のときの回転速度よりも増加する。５速段においては、６速段へのシフトアップのため切換え装置Ｘ２が予め歯車列Ｇ２６へ噛み合わされる。

　６速段及び７速段では、上述の作動と同様な作動が実行され、それぞれ図９、図１０に示すとおりの経路でエンジンの動力が出力軸Ｓ４に伝達される。６速段及び７速段においては、５速段のときと同じく切換クラッチＣＣが外側軸Ｓ３Ｏと噛み合い、外側軸Ｓ３Ｏと中心軸Ｓ３Ｉとの直結状態が維持される。切換クラッチＣＣは、中央の変速段である４速段で切り換えられるのみであるから、操作頻度は少なく、その制御機構は簡易なものとなる。
　車両の後退時には、第１摩擦クラッチＣ１を接続し、また、噛合クラッチＣＲＶを接続するとともに切換クラッチＣＣを切断する。エンジン動力は、第１入力軸Ｓ１の後端に配置した歯車列ＧＲＶを介して中心軸Ｓ３Ｉを第１入力軸Ｓ１と同一方向に駆動し、さらに出力軸駆動歯車列ＧＯから出力軸Ｓ４を反対方向に駆動する。この実施例では、後退段の歯車列を第１入力軸Ｓ１の後端に配置しているが、第２入力軸Ｓ２の前端に置き、第２摩擦クラッチＣ２を介してエンジン動力を伝達するようにしてもよい。

　以上詳述したように、本発明は、２個の摩擦クラッチと結合された２本の入力軸を有するデュアルクラッチ式変速機において、２重管構造をなす中間軸を配置し、かつ、低速高速を切り換える切換えクラッチを設けて奇数段の変速段を有する変速機構を構成するものである。したがって、本発明が、車両に搭載される変速機として産業上利用できることは明白である。
　上記の実施例では、７速の変速段を有する変速機構について説明したが、歯車列と切換え装置とを追加することにより、さらに多くの変速段を構成することができる。また、上記の実施例では、２本の入力軸に遊嵌歯車と切換え装置とを配置しているが、図１１の従来のデュアルクラッチ式変速機と同様に、中間軸側に遊嵌歯車等を配置する、あるいは、第１入力軸と出力軸とを噛合クラッチを介して連結し直結段を構成するなど、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。

Claims (5)

1. それぞれ摩擦クラッチ（Ｃ１、Ｃ２）を介してエンジンに結合された第１入力軸（Ｓ１）及び第２入力軸（Ｓ２）と、車輪に動力を伝達する出力軸（Ｓ４）とを備えた車両用変速機であって、
   前記車両用変速機は、奇数段の変速段を構成する変速機構を有しており、
   前記変速機構には、前記第１入力軸（Ｓ１）及び第２入力軸（Ｓ２）と平行に、中空の外側軸（Ｓ３Ｏ）と前記外側軸（Ｓ３Ｏ）の中空部を通過して延長する中心軸（Ｓ３Ｉ）とを有する中間軸（Ｓ３）が配置され、
   前記中心軸（Ｓ３Ｉ）の一端部には、奇数段の中央の変速段を構成する歯車列（Ｇ４）が設置されるとともに、他端部には、前記出力軸（Ｓ４）に動力を伝達する出力軸駆動歯車列（ＧＯ）が設置され、
   前記外側軸（Ｓ３Ｏ）には、複数の歯車が設けられ、これらの複数の歯車は、前記第１入力軸（Ｓ１）又は第２入力軸（Ｓ２）により駆動される歯車と噛み合って、複数の変速段を構成する歯車列（Ｇ１５、Ｇ２６、Ｇ７）をなしており、かつ、
   前記中心軸（Ｓ３Ｉ）には、前記外側軸（Ｓ３Ｏ）から減速して動力が伝達される減速歯車（ＲＧ）が遊嵌されるとともに、前記外側軸（Ｓ３Ｏ）と前記減速歯車（ＲＧ）との間には、前記中心軸（Ｓ３Ｉ）を、前記外側軸（Ｓ３Ｏ）又は前記減速歯車（ＲＧ）に接続する切換えクラッチ（ＣＣ）が設けられていることを特徴とする車両用変速機。
2. 前記切換えクラッチ（ＣＣ）は、シンクロナイザ機構を備えた噛合クラッチである請求項１に記載の車両用変速機。
3. 前記第２入力軸（Ｓ２）は中空であって、前記第１入力軸（Ｓ１）が前記第２入力軸（Ｓ２）の中空部を通過して延長されており、前記出力軸（Ｓ４）は、前記第１入力軸（Ｓ１）及び前記第２入力軸（Ｓ２）と同心に配置されている請求項１に記載の車両用変速機。
4. 前記中心軸（Ｓ３Ｉ）の他端部に設置される出力軸駆動歯車列（ＧＯ）は、前記中心軸（Ｓ３Ｉ）から減速して前記出力軸（Ｓ４）に動力を伝達する請求項１に記載の車両用変速機。
5. 前記変速機構が７段の変速段を備えており、中央の変速段が４速段である請求項１に記載の車両用変速機。

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