WO2020260915A1 - 車両用変速装置 - Google Patents

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WO2020260915A1
WO2020260915A1 PCT/IB2019/000643 IB2019000643W WO2020260915A1 WO 2020260915 A1 WO2020260915 A1 WO 2020260915A1 IB 2019000643 W IB2019000643 W IB 2019000643W WO 2020260915 A1 WO2020260915 A1 WO 2020260915A1
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clutch sleeve
dog
clutch
flange portion
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PCT/IB2019/000643
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English (en)
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月▲崎▼敦史
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日産自動車株式会社
ルノー エス. ア. エス.
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle transmission.
  • Patent Document 1 describes a series-type hybrid vehicle equipped with an engine and an electric motor as a power source for the vehicle.
  • the output of the engine is transmitted to the vehicle drive shaft via a two-speed transmission having a low gear stage and a high gear stage.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle transmission capable of suppressing the occurrence of unexpected interlocks.
  • the present invention includes an interference member that interferes so that when one of the first clutch sleeve and the second clutch sleeve is in the fastening position, the other cannot move to the fastening position.
  • FIG. 5 is a schematic view of the engine speed change mechanism 11 of the first embodiment as viewed from an axially orthogonal direction. It is the schematic which looked at the clutch sleeve 14b for high gear and the clutch sleeve 15b for low gear of Embodiment 1 from the axial direction. It is a time chart of a counter shaft differential rotation, an input shaft differential rotation, and a distance between both large diameter flange portions when the engine transmission mechanism 11 is switched from a low gear stage to a high gear stage. It is the schematic of the low gear stage in the transmission mechanism 11 for an engine. It is the schematic of the high gear stage in the transmission mechanism 11 for an engine.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a drive system of the vehicle of the first embodiment.
  • the vehicle of the first embodiment is a hybrid vehicle capable of switching between a series system and a parallel system.
  • the vehicle includes an engine 1, a power generation motor 2, a traveling motor 3, a gearbox 4, a drive shaft 5, and drive wheels 6.
  • the gear box 4 accommodates a plurality of gear trains (power generation motor gear train 7, traveling motor reduction mechanism 9, differential 10 and engine speed change mechanism 11) inside the casing.
  • the crankshaft 1a of the engine 1 is provided integrally with the input shaft (first shaft) 1b housed in the gearbox 4.
  • the input shaft 1b is connected to the motor shaft 2a of the power generation motor 2 via the power generation motor gear row 7.
  • the power generation motor gear row 7 has two gears 7a and 7b that mesh with each other.
  • the drive gear 7a is fixed to the rotating shaft 7c and meshes with the drive gear (third gear) 13a1 fixed to the input shaft 1b.
  • the driven gear 7b is fixed to the motor shaft 2a.
  • the motor shaft 3a of the traveling motor 3 can be connected to the drive gear 9a1 of the traveling motor reduction mechanism 9 via the motor traveling clutch 8 housed in the gear box 4.
  • the motor traveling clutch 8 is a dog clutch that is engaged by a meshing stroke in a rotation-synchronized state.
  • the motor traveling clutch 8 has a hub 8a and a motor clutch sleeve 8b.
  • the hub 8a is fixed to the motor shaft 3a.
  • the motor clutch sleeve 8b is non-rotatable relative to the hub 8a and is slidably coupled in the axial direction (hereinafter, axial direction) of the motor shaft 3a.
  • Spline teeth (not shown) that can mesh with the dog teeth (not shown) of the dog gear 9a3 fixed to the drive gear 9a1 are provided inside the clutch sleeve 8b for the motor in the radial direction.
  • the motor traveling clutch sleeve 8b is in the left fastening position (Left)
  • the spline teeth of the motor clutch sleeve 8b and the dog teeth of the dog gear 9a3 mesh with each other, so that the motor shaft 3a and the driving gear 9a1 of the traveling motor reduction mechanism 9 are engaged. And are connected.
  • the traveling motor deceleration mechanism 9 has a traveling motor gear train 9a and a traveling motor final reduction gear 9b.
  • the traveling motor gear train 9a has two gears 9a1 and 9a2 that mesh with each other.
  • the drive gear 9a1 is a freewheeling gear rotatably supported on the motor shaft 3a.
  • the driven gear 9a2 is fixed to the rotating shaft 9c.
  • a traveling motor final reduction gear 9b is fixed to the rotating shaft 9c.
  • the final reduction gear 9b of the traveling motor meshes with the ring gear 10a of the differential 10.
  • the differential 10 includes a differential case 10b having an operating mechanism portion (not shown) inside.
  • the left and right side gears of the operating mechanism are connected to the left and right drive shafts 5.
  • the left and right drive shafts 5 are connected to the drive wheels 6.
  • the engine transmission mechanism 11 is a vehicle transmission that can switch between a low gear stage and a high gear stage, and includes a high gear gear train 12, a low gear gear train 13, a high gear clutch 14, and a low gear clutch 15.
  • the high gear train 12 has two gears 12a1 and 12a2 that mesh with each other.
  • the drive gear (first gear) 12a1 is a freewheeling gear rotatably supported on the input shaft 1b.
  • the drive gear 12a1 can be connected to the input shaft 1b via the high gear clutch 14.
  • the driven gear (second gear) 12a2 is fixed to the counter shaft (second shaft) 12b and meshes with the ring gear 10a of the differential 10. That is, the driven gear 12a2 also serves as a reduction gear (final engine reduction gear) of the final reduction gear.
  • the low gear train 13 has two gears 13a1 and 13a2 that mesh with each other.
  • the driven gear (fourth gear) 13a2 is a freewheeling gear rotatably supported on the counter shaft 12b.
  • the driven gear 13a2 can be connected to the counter shaft 12b via the low gear clutch 15.
  • the low gear train 13 has a larger gear ratio than the high gear train 12.
  • the high gear clutch 14 is a dog clutch that is engaged by a meshing stroke in a rotation-synchronized state.
  • the high gear clutch 14 has a hub 14a and a high gear clutch sleeve (first clutch sleeve) 14b.
  • the hub 14a is fixed to the input shaft 1b.
  • the high gear clutch sleeve 14b is coupled so as to be non-rotatable relative to the hub 14a and slidable in the axial direction.
  • Spline teeth (not shown) that can mesh with the dog teeth (not shown) of the dog gear (first dog gear) 12a3 fixed to the drive gear 12a1 are provided inside the clutch sleeve 14b for high gear in the radial direction.
  • the low gear clutch 15 is a dog clutch that is engaged by a meshing stroke in a rotationally synchronized state.
  • the low gear clutch 15 has a hub 15a and a low gear clutch sleeve (second clutch sleeve) 15b.
  • the hub 15a is fixed to the counter shaft 12b.
  • the low gear clutch sleeve 15b is coupled so as to be non-rotatable relative to the hub 15a and slidable in the axial direction.
  • Spline teeth (not shown) that can mesh with the dog teeth (not shown) of the dog gear (second dog gear) 13a3 fixed to the driven gear 13a2 are provided inside the clutch sleeve 15b for low gear in the radial direction.
  • three planes P1, P2, and P3 extending in a direction orthogonal to the axial direction of the crankshaft 1a are set.
  • the planes P1, P2 and P3 are parallel to each other, the first plane P1 is located on the right side, the second plane P2 is located on the left side, and the third plane P3 is located between the first plane P1 and the second plane P2.
  • a power generation motor gear row 7, a low gear stage gear row 13, and a traveling motor reduction mechanism 9 are arranged on the first plane P1.
  • a gear row 12 for a high gear stage and a differential 10 are arranged on the second plane P2.
  • a high clutch 14, a low clutch 15, and a motor traveling clutch 8 (each sleeve) are arranged on the third plane P3.
  • the vehicle of the first embodiment uses only the traveling motor 3 as a power source for traveling by disengaging both the high gear clutch 14 and the low gear clutch 15 while engaging the motor traveling clutch 8, and uses the engine 1 as a power source for traveling. It runs in the series hybrid mode used as a power source for power generation. Further, while releasing the motor traveling clutch 8, by selectively engaging one of the high gear clutch 14 and the low gear clutch 15, the vehicle travels in the engine direct connection mode in which only the engine 1 is used as the power source for traveling. ..
  • the engine transmission mechanism 11 becomes a high gear stage by engaging the high gear clutch 14, and becomes a low gear stage by engaging the low gear clutch 15.
  • the vehicle of the first embodiment can also travel in the parallel hybrid mode by engaging the motor traveling clutch 8 with one of the high gear clutch 14 and the low gear clutch 15 engaged.
  • FIG. 2 is a schematic view of each gear of the first embodiment as viewed from the axial direction.
  • the rotation shafts of the gears are arranged in the order of the motor shaft 2a, the rotation shaft 7c, the input shaft 1b, the counter shaft 12b, the motor shaft 3a, the rotation shaft 9c, and the drive shaft 5 from the front side of the vehicle.
  • the high gear row 12 and the low gear gear row 13 of the engine transmission mechanism 11 are arranged between the power generation motor gear row 7 and the ring gear 10a in the vehicle front-rear direction.
  • the traveling motor gear row 9a is arranged above the ring gear 10a in the vertical direction.
  • the lowermost ends of the driven gear 7b, the ring gear 10a, the driven gear 12a2, and the driven gear 13a2 in the vertical direction are located below the oil level OL of the lubricating oil stored in the lower portion of the gear box 4 in the vertical direction.
  • the oil level OL is set to a height at which the lower parts of the driven gear 7b, the ring gear 10a, the driven gear 12a2, and the driven gear 13a2 are always immersed in the vertical direction.
  • the drive gear 7a, drive gear 9a1, driven gear 9a2, traveling motor final reduction gear 9b, drive gear 12a1 and drive gear 13a1 are moved upward in the vertical direction by rotation of the driven gear 7b, the ring gear 10a, the driven gear 12a2 and the driven gear 13a2. It is lubricated by the lubricating oil that has been scraped up.
  • FIG. 3 is a schematic view of the engine transmission mechanism 11 of the first embodiment viewed from an axially orthogonal direction
  • FIG. 4 is a schematic view of the high gear clutch sleeve 14b and the low gear clutch sleeve 15b of the first embodiment viewed from the axial direction.
  • the high gear clutch sleeve 14b has two flange portions 14c and 14d and a shift fork groove 14e. The two flange portions 14c and 14d are provided at both ends in the axial direction.
  • the large-diameter flange portion (first flange portion) 14d on the side closer to the drive gear 13a1 is set to have a larger diameter than the small-diameter flange portion 14c on the side closer to the drive gear 12a1.
  • the shift fork groove 14e is located between the two flange portions 14c and 14d in the axial direction.
  • the shift fork groove 14e is set to have a smaller diameter than the small diameter flange portion 14c.
  • the high gear clutch sleeve 14b is subjected to thrust by the high gear shift actuator (first actuator) 16 from the right release position shown in FIG. 3 to the left fastening position where the small diameter flange portion 14c is in contact with the drive gear 12a1.
  • the high gear shift actuator 16 has a shift rod 16a and a shift fork 16b.
  • the shift rod 16a is a rod-shaped body extending in the axial direction, and moves in the axial direction in response to a command from a controller (not shown).
  • the shift fork 16b projects bifurcated from the shift rod 16a and fits into the shift fork groove 14e of the high gear clutch sleeve 14b.
  • a waiting spring (first deflection spring) 18 is interposed between the shift fork 16b and the small diameter flange portion 14c.
  • the waiting spring 18 is arranged so that the thrust applied from the shift fork 16b can be transmitted to the small diameter flange portion 14c.
  • the waiting spring 18 moves in the engaging direction of the shift fork 16b (the direction approaching the drive gear 12a1), the waiting spring 18 flexes and deforms according to the thrust applied from the shift fork 16b.
  • a pressing force is applied to the high gear clutch sleeve 14b, and the high gear clutch sleeve 14b is made to stand by in the engaging direction.
  • the waiting spring 18 accumulates the thrust applied from the shift fork 16b until the phase of the spline teeth of the high gear clutch sleeve 14b is aligned with the phase of the dog teeth of the dog gear 12a3, and engages the high gear clutch sleeve 14b.
  • a waiting mechanism using a spring element that waits for movement in the direction and moves the high gear clutch sleeve 14b in the engaging direction when the spline teeth of the high gear clutch sleeve 14b and the dog teeth of the dog gear 12a3 are aligned. is there.
  • the low gear clutch sleeve 15b has two flange portions 15c and 15d and a shift fork groove 15e.
  • the two flange portions 15c and 15d are provided at both ends in the axial direction.
  • the large-diameter flange portion (second flange portion) 15d on the side closer to the driven gear 12a2 is set to have a larger diameter than the small-diameter flange portion 15c on the side closer to the driven gear 13a2.
  • the shift fork groove 15e is located between the two flange portions 15c and 15d in the axial direction.
  • the shift fork groove 15e is set to have a smaller diameter than the small diameter flange portion 15c.
  • the position of the low gear clutch sleeve 15b is thrust by the low gear shift actuator (second actuator) 17, and from the left release position shown in FIG. 3, the small diameter flange portion 15c is engaged on the right side in contact with the driven gear 13a2. Axial movement of the area to the position.
  • the low gear shift actuator 17 has a shift rod 17a and a shift fork 17b.
  • the shift rod 17a is a rod-shaped body extending in the axial direction, and moves in the axial direction in response to a command from a controller (not shown).
  • the shift fork 17b projects bifurcated from the shift rod 17a and fits into the shift fork groove 15e of the low gear clutch sleeve 15b.
  • a waiting spring (second deflection spring) 19 is interposed between the shift fork 17b and the small diameter flange portion 15c.
  • the waiting spring 19 is arranged so that the thrust applied from the shift fork 17b can be transmitted to the small diameter flange portion 15c. Since the function of the waiting spring 19 is the same as that of the waiting spring 18, detailed description thereof will be omitted.
  • the small diameter flange portion 14c of the high gear clutch sleeve 14b and the large diameter flange portion 15d of the low gear clutch sleeve 15b do not overlap in the axial direction.
  • the distance between the two large-diameter flange portions 14d and 15d (distance between the two large-diameter flange portions) when both the clutch sleeves 14b and 15b are in the released positions is x, and the dog gear from the large-diameter flange portion 14d
  • the distance to 12a3 and the distance from the large-diameter flange portion 15d to the dog gear 13a3 are A
  • the lengths of both dog gears 12a3 and 13a3 are B
  • both large diameter flange portions 14d and 15d are hit before the other reaches the fastening position.
  • both large diameter flange portions 14d and 15d function as interference members that interfere with each other so that when one of the clutch sleeves 14b and 15b is in the fastening position, the other cannot move to the fastening position.
  • FIG. 5 is a time chart of counter shaft differential rotation, input shaft differential rotation, and distance between both large diameter flange portions when the engine transmission mechanism 11 is switched from the low gear stage to the high gear stage.
  • the low gear clutch 15 is in the engaged state as shown in FIG.
  • the counter shaft differential rotation which is the difference in the number of rotations between the low gear clutch sleeve 15b and the dog gear 13a3, is 0.
  • the high gear clutch 14 is in the released state, the dog gear 12a3 is stopped.
  • the controller drives the low gear shift actuator 17 and moves the low gear clutch sleeve 15b from the right engagement position to the left release position. ..
  • the meshing between the spline teeth of the low gear clutch sleeve 15b and the dog teeth of the dog gear 13a3 is released, and the low gear clutch 15 is released. Since both clutch sleeves 14b and 15b are in the released positions, the distance between the two large-diameter flange portions is x (see FIG. 3).
  • the engine transmission mechanism 11 of the first embodiment is an interference member (which interferes so that when one of the low gear clutch sleeve 15b and the high gear clutch sleeve 14b is in the fastening position, the other cannot move to the fastening position.
  • Large diameter flange portions 14d, 15d) are provided. Therefore, for example, when the low gear clutch 15 is engaged, even if thrust is applied to the high gear clutch sleeve 14b due to a malfunction of the high gear shift actuator 16, the spline teeth and dog gear of the high gear clutch sleeve 14b are applied.
  • the large-diameter flange portion 15d interferes with the large-diameter flange portion 14d before the dog teeth of 13a3 mesh with each other, and the movement of the high-gear clutch sleeve 14b to the left fastening position is restricted. As a result, it is possible to prevent the high gear clutch 14 from being engaged, and it is possible to prevent the occurrence of an unexpected interlock. As a result, sudden changes in vehicle behavior due to the occurrence of interlock can be suppressed.
  • the interfering members are a large diameter flange portion 14d provided on the high gear clutch sleeve 14b and a large diameter flange portion 15d provided on the low gear clutch sleeve 15b, and both large diameter flange portions 14d and 15d are from the axial direction. It has a shape that overlaps when viewed. That is, by providing the interference members on both clutch sleeves 14b and 15b, the structure of the interference members can be simplified and the number of parts can be reduced as compared with the case where the interference members are separately provided.
  • the distance between the large diameter flange portion 14d and the large diameter flange portion 15d when both the high gear clutch sleeve 14b and the low gear clutch sleeve 15b are in the open position is x, and the high gear clutch sleeve 14b to the dog gear 12a3.
  • a + B ⁇ x ⁇ 2A + B is established.
  • one clutch sleeve can be reliably moved to the fastening position from the state where both the high gear clutch sleeve 14b and the low gear clutch sleeve 15b are in the released position. That is, the low gear stage or the high gear stage can be surely selected. Further, by making x smaller than 2A + B, when one of the low gear clutch sleeve 15b and the high gear clutch sleeve 14b is in the fastening position, the amount of movement toward the other fastening position becomes less than A, and the other Engagement between the clutch sleeve and the dog gear can be avoided. As a result, the occurrence of unexpected interlock can be prevented more reliably.
  • the engine transmission mechanism 11 includes a high gear shift actuator 16 that applies thrust to the high gear clutch 14, a low gear shift actuator 17 that applies thrust to the low gear clutch 15, a high gear clutch sleeve 14b, and a high gear shift actuator 16.
  • a waiting spring 18 which is arranged so as to transmit thrust and bends and deforms in response to the thrust applied from the high gear shift actuator 16, and the low gear clutch sleeve 15b and the low gear shift actuator 17. It is provided with a waiting spring 19 which is arranged so as to transmit thrust and which bends and deforms in response to application of thrust from the low gear shift actuator 17.
  • the shift actuator clutche When a dog clutch with a waiting spring is used in the transmission mechanism that switches between two gear stages by selectively engaging two dog clutches that are independent of each other, the shift actuator clutches the dog clutch on the release side when switching gear stages. Even if the sleeve moves from the position corresponding to the fastening position to the position corresponding to the releasing position, the waiting spring may be extended or compressed to maintain the engaged state with the dog gear, which tends to cause an interlock.
  • one of the high gear clutch sleeve 14b and the low gear clutch sleeve 15b is engaged with the dog gear 12a3 or the dog gear 13a3 due to the extension of the waiting spring 18 or the waiting spring 19.
  • the interfering member may be separate from the first clutch sleeve and the second clutch sleeve.

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Abstract

エンジン用変速機構11 は、ローギヤ用クラッチスリーブ15b とハイギヤ用クラッチスリーブ 4b の一方が締方位置にあるとき、他方が締方位置に移動できないように干渉する干渉部材(大 径フランジ部14d,15d)を備える。

Description

車両用変速装置
 本発明は、車両用変速装置に関する。
 特許文献1には、車両の動力源としてエンジンおよび電動モータを備えたシリーズ方式のハイブリッド車両が記載されている。エンジンの出力は、ローギヤ段とハイギヤ段とを有する2段変速の変速機を介して車両駆動軸に伝達される。
特開2017−222197号公報
 しかしながら、上記従来技術にあっては、互いに独立した2つのドグクラッチを選択的に締結することで2つのギヤ段を切り替えているため、アクチュエータが誤作動した場合に、両ドグクラッチの同時締結により予期しないインターロックが発生し、車両の挙動が急変するおそれがあった。
 本発明の目的は、予期しないインターロックの発生を抑制できる車両用変速装置を提供することにある。
 本発明では、第1クラッチスリーブと第2クラッチスリーブの一方が締結位置にあるとき、他方が締結位置に移動できないように干渉する干渉部材を備える。
 よって、本発明にあっては、予期しないインターロックの発生を抑制できる。
実施形態1の車両の駆動系を示す概略図である。 実施形態1の各ギヤを軸方向から見た模式図である。 実施形態1のエンジン用変速機構11を軸直交方向から見た概略図である。 実施形態1のハイギヤ用クラッチスリーブ14bおよびローギヤ用クラッチスリーブ15bを軸方向から見た概略図である。 エンジン用変速機構11をローギヤ段からハイギヤ段へ切り替える際のカウンタ軸差回転、入力軸差回転および両大径フランジ部間距離のタイムチャートである。 エンジン用変速機構11におけるローギヤ段の概略図である。 エンジン用変速機構11におけるハイギヤ段の概略図である。
1b 入力軸(第1軸)
12a1 駆動ギヤ(第1ギヤ)
12a2 被動ギヤ(第2ギヤ)
12a3 ドグギヤ(第1ドグギヤ)
12b カウンタ軸(第2軸)
13a1 駆動ギヤ(第3ギヤ)
13a2 被動ギヤ(第4ギヤ)
13a3 ドグギヤ(第2ドグギヤ)
14b ハイギヤ用クラッチスリーブ(第1クラッチスリーブ)
14d 大径フランジ部(干渉部材、第1フランジ部)
15b ローギヤ用クラッチスリーブ(第2クラッチスリーブ)
15d 大径フランジ部(干渉部材、第2フランジ部)
16 ハイギヤ用シフトアクチュエータ(第1アクチュエータ)
17 ローギヤ用シフトアクチュエータ(第2アクチュエータ)
18 待ちばね(第1たわみばね)
19 待ちばね(第2たわみばね)
 〔実施形態1〕
 図1は、実施形態1の車両の駆動系を示す概略図である。
 実施形態1の車両は、シリーズ方式とパラレル方式とを切り替えて走行可能なハイブリッド車両である。車両は、エンジン1、発電用モータ2、走行用モータ3、ギヤボックス4、ドライブシャフト5および駆動輪6を備える。ギヤボックス4は、ケーシングの内部に複数のギヤ列(発電用モータギヤ列7、走行用モータ減速機構9、デファレンシャル10およびエンジン用変速機構11)を収容する。
 エンジン1のクランク軸1aは、ギヤボックス4に収容された入力軸(第1軸)1bと一体に設けられている。入力軸1bは、発電用モータギヤ列7を介して発電用モータ2のモータ軸2aと接続されている。発電用モータギヤ列7は、互いに噛み合う2つのギヤ7a,7bを有する。駆動ギヤ7aは、回転軸7cに固定され、入力軸1bに固定された駆動ギヤ(第3ギヤ)13a1と噛み合う。被動ギヤ7bは、モータ軸2aに固定されている。
 走行用モータ3のモータ軸3aは、ギヤボックス4に収容されたモータ走行用クラッチ8を介して走行用モータ減速機構9の駆動ギヤ9a1と連結可能である。モータ走行用クラッチ8は、回転同期状態での噛み合いストロークにより締結されるドグクラッチである。モータ走行用クラッチ8は、ハブ8aおよびモータ用クラッチスリーブ8bを有する。ハブ8aは、モータ軸3aに固定されている。モータ用クラッチスリーブ8bは、ハブ8aに対して相対回転不能、かつ、モータ軸3aの軸線方向(以下、軸方向)に摺動可能に結合されている。モータ用クラッチスリーブ8bの径方向内側には、駆動ギヤ9a1に固定されたドグギヤ9a3のドグ歯(不図示)と噛み合い可能なスプライン歯(不図示)が設けられている。モータ走行用クラッチスリーブ8bが左側締結位置(Left)のとき、モータ用クラッチスリーブ8bのスプライン歯とドグギヤ9a3のドグ歯とが噛み合うことにより、モータ軸3aと走行用モータ減速機構9の駆動ギヤ9a1とが連結される。一方、モータ走行用クラッチスリーブ8bが右側解放位置(right)のとき、モータ用クラッチスリーブ8bのスプライン歯とドグギヤ9a3のドグ歯との噛み合いが解除されることにより、モータ軸3aと駆動ギヤ9a1との連結が切り離される。
 走行用モータ減速機構9は、走行用モータギヤ列9aおよび走行用モータ最終減速ギヤ9bを有する。走行用モータギヤ列9aは、互いに噛み合う2つのギヤ9a1,9a2を有する。駆動ギヤ9a1は、モータ軸3a上に回転可能に支持された遊転歯車である。被動ギヤ9a2は、回転軸9cに固定されている。回転軸9cには、走行用モータ最終減速ギヤ9bが固定されている。走行用モータ最終減速ギヤ9bは、デファレンシャル10のリングギヤ10aと噛み合う。デファレンシャル10は、リングギヤ10aの他、内部に作動機構部(不図示)を有するデフケース10bを備える。作動機構部の左右サイドギヤは、左右のドライブシャフト5と連結されている。左右のドライブシャフト5は、駆動輪6と連結されている。
 エンジン用変速機構11は、ローギヤ段とハイギヤ段とを切り替え可能な車両用変速装置であって、ハイギヤ用ギヤ列12、ローギヤ用ギヤ列13、ハイギヤ用クラッチ14およびローギヤ用クラッチ15を有する。
 ハイギヤ用ギヤ列12は、互いに噛み合う2つのギヤ12a1,12a2を有する。駆動ギヤ(第1ギヤ)12a1は、入力軸1b上に回転可能に支持された遊転歯車である。駆動ギヤ12a1は、ハイギヤ用クラッチ14を介して入力軸1bと連結可能である。被動ギヤ(第2ギヤ)12a2は、カウンタ軸(第2軸)12bに固定され、デファレンシャル10のリングギヤ10aと噛み合う。つまり、被動ギヤ12a2は、最終減速装置の減速小歯車(エンジン最終減速ギヤ)を兼ねる。
 ローギヤ用ギヤ列13は、互いに噛み合う2つのギヤ13a1,13a2を有する。被動ギヤ(第4ギヤ)13a2は、カウンタ軸12b上に回転可能に支持された遊転歯車である。被動ギヤ13a2は、ローギヤ用クラッチ15を介してカウンタ軸12bと連結可能である。ローギヤ用ギヤ列13は、ハイギヤ用ギヤ列12よりも変速比が大きい。
 ハイギヤ用クラッチ14は、回転同期状態での噛み合いストロークにより締結されるドグクラッチである。ハイギヤ用クラッチ14は、ハブ14aおよびハイギヤ用クラッチスリーブ(第1クラッチスリーブ)14bを有する。ハブ14aは、入力軸1bに固定されている。ハイギヤ用クラッチスリーブ14bは、ハブ14aに対して相対回転不能、かつ、軸方向に摺動可能に結合されている。ハイギヤ用クラッチスリーブ14bの径方向内側には、駆動ギヤ12a1に固定されたドグギヤ(第1ドグギヤ)12a3のドグ歯(不図示)と噛み合い可能なスプライン歯(不図示)が設けられている。ハイギヤ用クラッチ14のハイギヤ用クラッチスリーブ14bが左側締結位置(Left)のとき、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのスプライン歯とドグギヤ12a3のドグ歯とが噛み合うことにより、駆動ギヤ12a1と入力軸1bとが連結される。一方、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bが右側解放位置(Right)のとき、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのスプライン歯とドグギヤ12a3のドグ歯との噛み合いが解除されることにより、駆動ギヤ12a1と入力軸1bとの連結が切り離される。
 ローギヤ用クラッチ15は、回転同期状態での噛み合いストロークにより締結されるドグクラッチである。ローギヤ用クラッチ15は、ハブ15aおよびローギヤ用クラッチスリーブ(第2クラッチスリーブ)15bを有する。ハブ15aは、カウンタ軸12bに固定されている。ローギヤ用クラッチスリーブ15bは、ハブ15aに対して相対回転不能、かつ、軸方向に摺動可能に結合されている。ローギヤ用クラッチスリーブ15bの径方向内側には、被動ギヤ13a2に固定されたドグギヤ(第2ドグギヤ)13a3のドグ歯(不図示)と噛み合い可能なスプライン歯(不図示)が設けられている。ローギヤ用クラッチ15のローギヤ用クラッチスリーブ15bが右側締結位置(Right)のとき、ローギヤ用クラッチスリーブ15bのスプライン歯とドグギヤ13a3のドグ歯とが噛み合うことにより、被動ギヤ13a2とカウンタ軸12bとが連結される。一方、ローギヤ用クラッチスリーブ15bが左側解放位置(Left)のとき、ローギヤ用クラッチスリーブ15bのスプライン歯とドグギヤ13a3のドグ歯との噛み合いが解除されることにより、被動ギヤ13a2とカウンタ軸12bとの連結が切り離される。
 ここで、クランク軸1aの軸線方向と直交する方向に延びる3つの平面P1,P2,P3を設定する。各平面P1,P2,P3は、互いに平行であり、第1平面P1は右側、第2平面P2は左側に位置し、第3平面P3は第1平面P1と第2平面P2との間に位置する。
 第1平面P1上には、発電用モータギヤ列7、ローギヤ段用ギヤ列13および走行用モータ減速機構9が配置されている。また、第2平面P2上には、ハイギヤ段用ギヤ列12およびデファレンシャル10が配置されている。第3平面P3上には、ハイ用クラッチ14、ロー用クラッチ15およびモータ走行用クラッチ8(の各スリーブ)が配置されている。
 実施形態1の車両は、モータ走行用クラッチ8を締結する一方、ハイギヤ用クラッチ14およびローギヤ用クラッチ15を共に解放することにより、走行用の動力源として走行用モータ3のみを用い、エンジン1を発電用の動力源として使用するシリーズハイブリッドモードによる走行を行う。また、モータ走行用クラッチ8を解放する一方、ハイギヤ用クラッチ14とローギヤ用クラッチ15の一方を選択的に締結することにより、走行用の動力源としてエンジン1のみを用いるエンジン直結モードによる走行を行う。エンジン用変速機構11は、ハイギヤ用クラッチ14の締結によりハイギヤ段となり、ローギヤ用クラッチ15の締結によりローギヤ段となる。
 なお、実施形態1の車両は、ハイギヤ用クラッチ14とローギヤ用クラッチ15の一方を締結した状態で、モータ走行用クラッチ8を締結することにより、パラレルハイブリッドモードによる走行も可能である。
 図2は、実施形態1の各ギヤを軸方向から見た模式図である。
 各ギヤの回転軸は、車両前方側から、モータ軸2a、回転軸7c、入力軸1b、カウンタ軸12b、モータ軸3a、回転軸9c、ドライブシャフト5の順に並ぶ。エンジン用変速機構11のハイギヤ用ギヤ列12およびローギヤ用ギヤ列13は、車両前後方向において、発電用モータギヤ列7とリングギヤ10aとの間に配置されている。走行用モータギヤ列9aは、リングギヤ10aの鉛直方向上方に配置されている。
 被動ギヤ7b、リングギヤ10a、被動ギヤ12a2および被動ギヤ13a2の鉛直方向最下端は、ギヤボックス4の鉛直方向下部に貯留された潤滑油の油面OLよりも下方に位置する。油面OLは、被動ギヤ7b、リングギヤ10a、被動ギヤ12a2および被動ギヤ13a2の鉛直方向下部が常時浸かる高さに設定されている。駆動ギヤ7a、駆動ギヤ9a1、被動ギヤ9a2、走行用モータ最終減速ギヤ9b、駆動ギヤ12a1および駆動ギヤ13a1は、被動ギヤ7b、リングギヤ10a、被動ギヤ12a2および被動ギヤ13a2の回転によって鉛直方向上方へ掻き上げられた潤滑油によって潤滑される。
 図3は実施形態1のエンジン用変速機構11を軸直交方向から見た概略図、図4は実施形態1のハイギヤ用クラッチスリーブ14bおよびローギヤ用クラッチスリーブ15bを軸方向から見た概略図である。
 ハイギヤ用クラッチスリーブ14bは、2つのフランジ部14c,14dおよびシフトフォーク溝14eを有する。2つのフランジ部14c,14dは軸方向両端に設けられている。軸方向において、駆動ギヤ13a1に近い側の大径フランジ部(第1フランジ部)14dは、駆動ギヤ12a1に近い側の小径フランジ部14cよりも大径に設定されている。シフトフォーク溝14eは、軸方向において、2つのフランジ部14c,14dの間に位置する。シフトフォーク溝14eは、小径フランジ部14cよりも小径に設定されている。
 ハイギヤ用クラッチスリーブ14bは、ハイギヤ用シフトアクチュエータ(第1アクチュエータ)16により推力を付与され、図3に示す右側解放位置から、小径フランジ部14cが駆動ギヤ12a1と当接状態となる左側締結位置までの領域を軸方向移動する。ハイギヤ用シフトアクチュエータ16は、シフトロッド16aおよびシフトフォーク16bを有する。シフトロッド16aは、軸方向に延びる棒状体であり、図外のコントローラからの指令に応じて軸方向移動する。シフトフォーク16bは、シフトロッド16aから二股状に突出し、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのシフトフォーク溝14eに嵌合する。
 軸方向において、シフトフォーク16bと小径フランジ部14cとの間には、待ちばね(第1たわみばね)18が介装されている。待ちばね18は、シフトフォーク16bから付与される推力を小径フランジ部14cに伝達可能に配置されている。待ちばね18は、シフトフォーク16bの係合方向(駆動ギヤ12a1に近づく方向)への移動時、シフトフォーク16bから推力を付与されるのに応じてたわみ変形する。これにより、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bに押圧力を付与すると共に、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bの係合方向の移動を待機させる。すなわち、待ちばね18は、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのスプライン歯の位相がドグギヤ12a3のドグ歯の位相と揃うまでは、シフトフォーク16bから付与される推力を蓄積してハイギヤ用クラッチスリーブ14bの係合方向の移動を待機させ、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのスプライン歯とドグギヤ12a3のドグ歯の位相が揃ったときに、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bを係合方向に移動させる、ばね要素を利用した待ち機構である。
 ローギヤ用クラッチスリーブ15bは、2つのフランジ部15c,15dおよびシフトフォーク溝15eを有する。2つのフランジ部15c,15dは軸方向両端に設けられている。軸方向において、被動ギヤ12a2に近い側の大径フランジ部(第2フランジ部)15dは、被動ギヤ13a2に近い側の小径フランジ部15cよりも大径に設定されている。シフトフォーク溝15eは、軸方向において、2つのフランジ部15c,15dの間に位置する。シフトフォーク溝15eは、小径フランジ部15cよりも小径に設定されている。
 ローギヤ用クラッチスリーブ15bの位置は、ローギヤ用シフトアクチュエータ(第2アクチュエータ)17により推力を付与され、図3の示す左側解放位置から、小径フランジ部15cが被動ギヤ13a2と当接状態となる右側締結位置までの領域を軸方向移動する。ローギヤ用シフトアクチュエータ17は、シフトロッド17aおよびシフトフォーク17bを有する。シフトロッド17aは、軸方向に延びる棒状体であり、図外のコントローラからの指令に応じて軸方向移動する。シフトフォーク17bは、シフトロッド17aから二股状に突出し、ローギヤ用クラッチスリーブ15bのシフトフォーク溝15eに嵌合する。
 軸方向において、シフトフォーク17bと小径フランジ部15cとの間には、待ちばね(第2たわみばね)19が介装されている。待ちばね19は、シフトフォーク17bから付与される推力を小径フランジ部15cに伝達可能に配置されている。待ちばね19の機能は、待ちばね18と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 図4に示すように、軸方向から見たとき、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bの大径フランジ部14dとローギヤ用クラッチスリーブ15bの大径フランジ部15dとは、外周側の一部がオーバーラップする。一方、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bの大径フランジ部14dとローギヤ用クラッチスリーブ15bの小径フランジ部15cとは、軸方向にオーバーラップしない。ハイギヤ用クラッチスリーブ14bの小径フランジ部14cとローギヤ用クラッチスリーブ15bの大径フランジ部15dとについても同様であり、軸方向にオーバーラップしない。
 また、軸方向において、両クラッチスリーブ14b,15bが共に解放位置にあるときの両大径フランジ部14d,15d間の距離(両大径フランジ部間距離)をx、大径フランジ部14dからドグギヤ12a3までの距離および大径フランジ部15dからドグギヤ13a3までの距離をA、両ドグギヤ12a3,13a3の長さ(先端から根元までの距離)をBとしたとき、下記の式(1)が成立する。
 A+B<x<2A+B …(1)
 よって、両クラッチスリーブ14b,15bの一方が締結位置にあるとき、他方が解放位置から締結位置の方向に移動した場合、他方が締結位置に到達する前に両大径フランジ部14d,15dが当接することにより、他方の締結位置への移動が規制される。つまり、両大径フランジ部14d,15dは、両クラッチスリーブ14b,15bの一方が締結位置にあるとき、他方が締結位置に移動できないように干渉する干渉部材として機能する。
 次に、実施形態1の作用効果を説明する。
 図5は、エンジン用変速機構11をローギヤ段からハイギヤ段へ切り替える際のカウンタ軸差回転、入力軸差回転および両大径フランジ部間距離のタイムチャートである。
 時刻t1までの区間では、図6のように、ローギヤ用クラッチ15は締結状態である。このとき、ドグギヤ13a3はローギヤ用クラッチスリーブ15bと一体に回転しているため、ローギヤ用クラッチスリーブ15bとドグギヤ13a3との回転数差であるカウンタ軸差回転は0である。一方、ハイギヤ用クラッチ14は解放状態であるため、ドグギヤ12a3は停止している。このため、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bとドグギヤ12a3との間に一定の回転数差(入力軸差回転)が生じている。また、ローギヤ用クラッチスリーブ15bは右側締結位置、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bは右側解放位置にあるため、両大径フランジ部間距離はx−(A+B)である。
 時刻t1では、ドライバまたは走行状態(例えば、車速等)によってハイギヤ段が選択されたため、コントローラは、ローギヤ用シフトアクチュエータ17を駆動し、ローギヤ用クラッチスリーブ15bを右側締結位置から左側解放位置へ移動させる。これにより、ローギヤ用クラッチスリーブ15bのスプライン歯とドグギヤ13a3のドグ歯との噛み合いが解除され、ローギヤ用クラッチ15は解放状態となる。両クラッチスリーブ14b,15bは、共に解放位置にあるため、両大径フランジ部間距離はxとなる(図3参照)。また、入力軸差回転が微小となるように、発電用モータ2の回転速度を制御することにより、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bとドグギヤ12a3との回転を同期させる。これにより、時刻t1からt2の区間では、入力軸差回転が漸減する一方、カウンタ軸差回転は漸増する。
 時刻t2では、入力軸差回転が微小となったため、コントローラは、ハイギヤ用シフトアクチュエータ16を駆動し、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bを解放位置から締結位置へ移動させる。これにより、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのスプライン歯とドグギヤ13a3のドグ歯とが噛み合い、ハイギヤ用クラッチ14は締結状態となる。このとき、図7に示すように、ローギヤ用クラッチスリーブ15bは左側解放位置、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bは左側締結位置にあるため両大径フランジ部間距離はx−(A+B)となる。
 以上のように、実施形態1のエンジン用変速機構11は、ローギヤ用クラッチスリーブ15bとハイギヤ用クラッチスリーブ14bの一方が締結位置にあるとき、他方が締結位置に移動できないように干渉する干渉部材(大径フランジ部14d,15d)を備える。このため、例えばローギヤ用クラッチ15が締結状態のとき、ハイギヤ用シフトアクチュエータ16の誤作動によりハイギヤ用クラッチスリーブ14bに推力が付与された場合であっても、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bのスプライン歯とドグギヤ13a3のドグ歯とが噛み合う前に大径フランジ部15dが大径フランジ部14dに干渉し、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bの左側締結位置への移動が規制される。これにより、ハイギヤ用クラッチ14が締結状態となるのを回避でき、予期せぬインターロックの発生を防止できる。この結果、インターロックの発生に起因する車両の挙動の急変を抑制できる。
 干渉部材は、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bに設けられた大径フランジ部14dおよびローギヤ用クラッチスリーブ15bに設けられた大径フランジ部15dであり、両大径フランジ部14d,15dとは、軸方向から見て重なる形状を有する。つまり、干渉部材を両クラッチスリーブ14b,15bに設けたことにより、干渉部材を別途設ける場合と比べて、干渉部材の構造を簡素化できると共に、部品点数を削減できる。
 軸方向において、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bおよびローギヤ用クラッチスリーブ15bが共に解放位置にあるときの大径フランジ部14dと大径フランジ部15dとの距離をx、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bからドグギヤ12a3までの距離およびローギヤ用クラッチスリーブ15bからドグギヤ13a3までの距離をA、ドグギヤ12a3およびドグギヤ13a3の長さをBとしたとき、A+B<x<2A+Bが成立する。XをA+Bよりも長くすることにより、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bおよびローギヤ用クラッチスリーブ15bが共に解放位置にある状態から、確実に一方のクラッチスリーブを締結位置まで移動できる。つまり、確実にローギヤ段またはハイギヤ段を選択できる。また、xを2A+Bよりも小さくすることにより、ローギヤ用クラッチスリーブ15bとハイギヤ用クラッチスリーブ14bの一方が締結位置にあるときの他方の締結位置の側への移動可能量がA未満となり、他方のクラッチスリーブとドグギヤとの係合を回避できる。この結果、予期せぬインターロックの発生をより確実に防止できる。
 エンジン用変速機構11は、ハイギヤ用クラッチ14に推力を付与するハイギヤ用シフトアクチュエータ16と、ローギヤ用クラッチ15に推力を付与するローギヤ用シフトアクチュエータ17と、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bとハイギヤ用シフトアクチュエータ16との間に推力を伝達するよう配置され、ハイギヤ用シフトアクチュエータ16から推力を付与されるのに応じてたわみ変形する待ちばね18と、ローギヤ用クラッチスリーブ15bとローギヤ用シフトアクチュエータ17との間に推力を伝達するよう配置され、ローギヤ用シフトアクチュエータ17から推力を付与されるのに応じてたわみ変形する待ちばね19と、を備える。互いに独立した2つのドグクラッチを選択的に締結することで2つのギヤ段を切り替える変速機構において、待ちばねを持つドグクラッチを採用した場合、ギヤ段を切り替える際、解放する側のドグクラッチにおいてシフトアクチュエータがクラッチスリーブの締結位置に対応する位置から解放位置に対応する位置まで移動したとしても、待ちばねが伸張または圧縮することでドグギヤとの係合状態が維持されることがあり、インターロックを招きやすい。これに対し、実施形態1のエンジン用変速機構11では、ハイギヤ用クラッチスリーブ14bとローギヤ用クラッチスリーブ15bの一方が待ちばね18または待ちばね19の伸張によってドグギヤ12a3またはドグギヤ13a3との係合状態が維持されている場合であっても、他方が締結位置へ移動する際、両大径フランジ部14d,15dの干渉によって一方は確実に解放位置へ戻される。これにより、予期せぬインターロックの発生をより確実に防止できる。
 (他の実施形態)
 以上、本発明を実施するための形態を、実施形態に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
 例えば、干渉部材は、第1クラッチスリーブおよび第2クラッチスリーブとは別体であってもよい。

Claims (4)

  1.  第1軸上に回転可能に支持された第1ギヤと、
     第2軸に固定され、前記第1ギヤと常時噛み合う第2ギヤと、
     前記第1軸と一体に回転し、解放位置と前記第1ギヤの第1ドグギヤと係合する締結位置との間を軸方向に移動する第1クラッチスリーブと、
     前記第1軸に固定された第3ギヤと、
     前記第2軸上に回転可能に支持され、前記第3ギヤと常時噛み合う第4ギヤと、
     前記第2軸と一体に回転し、解放位置と前記第4ギヤの第2ドグギヤと係合する締結位置との間を軸方向に移動する第2クラッチスリーブと、
     前記第1クラッチスリーブと前記第2クラッチスリーブの一方が締結位置にあるとき、他方が締結位置に移動できないように干渉する干渉部材と、
     を備える車両用変速装置。
  2.  請求項1に記載の車両用変速装置であって、
     前記干渉部材は、前記第1クラッチスリーブに設けられた第1フランジ部および前記第2クラッチスリーブに設けられた第2フランジ部であり、
     前記第1フランジ部と前記第2フランジ部とは、軸方向から見て重なる形状を有する車両用変速装置。
  3.  請求項2に記載の車両用変速装置であって、
     軸方向において、前記第1クラッチスリーブおよび前記第2クラッチスリーブが共に解放位置にあるときの前記第1フランジ部と前記第2フランジ部との距離をx、前記第1クラッチスリーブから前記第1ドグギヤまでの距離および前記第2クラッチスリーブから前記第2ドグギヤまでの距離をA、前記第1ドグギヤおよび前記第2ドグギヤの長さをBとしたとき、下記の式、
     A+B<x<2A+B
    が成立する車両用変速装置。
  4.  請求項1ないし3のいずれか1項に記載の車両用変速装置は、
     前記第1クラッチスリーブに推力を付与する第1アクチュエータと、
     前記第2クラッチスリーブに推力を付与する第2アクチュエータと、
     前記第1クラッチスリーブと前記第1アクチュエータとの間に推力を伝達するよう配置され、前記第1アクチュエータから推力を付与されるのに応じてたわみ変形する第1たわみばねと、
     前記第2クラッチスリーブと前記第2アクチュエータとの間に推力を伝達するよう配置され、前記第2アクチュエータから推力を付与されるのに応じてたわみ変形する第2たわみばねと、
     を備える車両用変速装置。
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