(57)【要約】      （修正有）【課題】少ないギヤ対によってそのギヤ対以上の変速段数を設定することを可能にし、かつ使用頻度の高い変速段での動力損失を低減する。【解決手段】駆動ギヤの歯数を１とした場合の従動ギヤの歯数の比率であるギヤ比が、第２駆動ギヤ５と第２従動ギヤ９とからなる第２ギヤ対Ｂで最も小さく、第３駆動ギヤ６と第３従動ギヤ１０とからなる第３ギヤ対Ｃ、第１駆動ギヤ４と第１従動ギヤ８とからなる第１ギヤ対Ａ、第４駆動ギヤ７と第４従動ギヤ１１とからなる第４ギヤ対Ｄの順に大きくなるように設定され、かつ第１ギヤ対Ａのギヤ比と第３ギヤ対Ｃのギヤ比との積が第２ギヤ対Ｂのギヤ比と第４ギヤ対Ｄのギヤ比との積より小さく設定されている。【選択図】図１
2010169154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置された二本の回転軸の一方の回転軸に、第１駆動ギヤと、該第１駆動ギヤに一体の第２駆動ギヤと、第３駆動ギヤと、該第３駆動ギヤに一体の第４駆動ギヤとの４つの駆動ギヤが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられ、他方の回転軸に、前記第１駆動ギヤに噛み合っている第１従動ギヤと、前記第２駆動ギヤに噛み合っている第２従動ギヤと、前記第３駆動ギヤに噛み合いかつ前記第２従動ギヤに一体の第３従動ギヤと、前記第４駆動ギヤに噛み合っている第４従動ギヤとの４つの従動ギヤが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられ、さらに前記第２駆動ギヤと第３駆動ギヤとを前記一方の回転軸に選択的に連結する第１切替機構と、前記第１従動ギヤと前記第２従動ギヤを前記他方の回転軸に選択的に連結する第２切替機構と、前記第４従動ギヤを前記他方の回転軸に選択的に連結する第３切替機構とを更に備えた変速機において、
前記駆動ギヤの歯数を１とした場合の前記従動ギヤの歯数の比率であるギヤ比が、前記第２駆動ギヤと第２従動ギヤとからなる第２ギヤ対で最も小さく、前記第３駆動ギヤと第３従動ギヤとからなる第３ギヤ対、前記第１駆動ギヤと第１従動ギヤとからなる第１ギヤ対、前記第４駆動ギヤと第４従動ギヤとからなる第４ギヤ対の順に大きくなるように設定され、かつ第１ギヤ対のギヤ比と第３ギヤ対のギヤ比との積が第２ギヤ対のギヤ比と第４ギヤ対のギヤ比との積より小さく設定されており、もしくは
前記第３駆動ギヤと第３従動ギヤとからなる第３ギヤ対で最も小さく、前記第２駆動ギヤと第２従動ギヤとからなる第２ギヤ対、前記第４駆動ギヤと第４従動ギヤとからなる第４ギヤ対、前記第１駆動ギヤと第１従動ギヤとからなる第１ギヤ対の順に大きくなるように設定され、かつ第２ギヤ対のギヤ比と第４ギヤ対のギヤ比との積が第１ギヤ対のギヤ比と第３ギヤ対のギヤ比との積より小さく設定されている
ことを特徴とする変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変速機に関し、特に入力軸と出力軸とを互いに平行に配置し、これら入力軸と出力軸とを複数のギヤ対によって連結するように構成された平行２軸式の変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機は車両用の変速機として多用されており、車両用の変速機では可及的に小型・軽量であると同時に設定し得る変速段が多いことが望まれる。その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された変速機は入力軸と出力軸との間に７組のギヤ対を設け、それらのギヤ対をクラッチによって入力軸もしくは出力軸に選択的に連結することにより７段の変速機を設定するように構成されている。また、特許文献２には出力軸上にダブルピニオン型の遊星歯車機構を配置し、また入力軸と出力軸との間に前進段を設定する３組のギヤ段を設け、これらのギヤ対をクラッチ機構によって入力軸もしくは出力軸に選択的に連結することにより前進７段の変速機を設定できるように構成された変速機が記載されている。さらに特許文献３には入力軸と出力軸との間に６組のギヤ対を設け、それらのギヤ対をクラッチによって入力軸もしくは出力軸に選択的に連結することにより前進で６段の変速機を設定するように構成された変速機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４２１６号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７１９４号公報
【特許文献３】特開２００８−６４２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１や特許文献３に記載されている変速機はギヤ対を選択して変速比を設定する構成であるから動力伝達効率が良好であるものの使用するギヤ対の数と設定可能な前進段の数とが同一であって、設定可能な変速段を多くするためには必要とするギヤ対の数が増大し、その結果変速機全体としての構成が大型化する可能性がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載されている変速機では、複数のギヤ対と遊星歯車機構とを組み合わせて用いていることにより変速段の数を多くすることができるが遊星歯車機構は、差動作用をなすものであるから、その制御のためにはクラッチまたはブレーキを追加せざるを得ず、そのためクラッチあるいはブレーキ等の係合装置の数が多くなり変速機全体としての構成が大型化する可能性がある。
【０００６】
この発明は、上述した技術的課題に着目してなされたものであって、少ないギヤ対によってそのギヤ対以上の変速段数を設定することを可能にし、かつ使用頻度の高い変速段での動力損失を低減することのできる変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、互いに平行に配置された二本の回転軸の一方の回転軸に、第１駆動ギヤと、該第１駆動ギヤに一体の第２駆動ギヤと、第３駆動ギヤと、該第３駆動ギヤに一体の第４駆動ギヤとの４つの駆動ギヤが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられ、他方の回転軸に、前記第１駆動ギヤに噛み合っている第１従動ギヤと、前記第２駆動ギヤに噛み合っている第２従動ギヤと、前記第３駆動ギヤに噛み合いかつ前記第２従動ギヤに一体の第３従動ギヤと、前記第４駆動ギヤに噛み合っている第４従動ギヤとの４つの従動ギヤが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられ、さらに前記第２駆動ギヤと第３駆動ギヤとを前記一方の回転軸に選択的に連結する第１切替機構と、前記第１従動ギヤと前記第２従動ギヤを前記他方の回転軸に選択的に連結する第２切替機構と、前記第４従動ギヤを前記他方の回転軸に選択的に連結する第３切替機構とを更に備えた変速機において、前記駆動ギヤの歯数を１とした場合の前記従動ギヤの歯数の比率であるギヤ比が、前記第２駆動ギヤと第２従動ギヤとからなる第２ギヤ対で最も小さく、前記第３駆動ギヤと第３従動ギヤとからなる第３ギヤ対、前記第１駆動ギヤと第１従動ギヤとからなる第１ギヤ対、前記第４駆動ギヤと第４従動ギヤとからなる第４ギヤ対の順に大きくなるように設定され、かつ第１ギヤ対のギヤ比と第３ギヤ対のギヤ比との積が第２ギヤ対と第４ギヤ対のギヤ比との積より小さく設定されており、もしくは前記第３駆動ギヤと第３従動ギヤとからなる第３ギヤ対で最も小さく、前記第２駆動ギヤと第２従動ギヤとからなる第２ギヤ対、前記第４駆動ギヤと第４従動ギヤとからなる第４ギヤ対、前記第１駆動ギヤと第１従動ギヤとからなる第１ギヤ対の順に大きくなるように設定され、かつ第２ギヤ対のギヤ比と第４ギヤ対のギヤ比との積が第１ギヤ対と第３ギヤ対のギヤ比との積より小さく設定されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、使用頻度あるいは使用の機会が多い変速比の小さい側の３つの変速比がそれぞれ１対のギヤによって設定できるので走行時での動力損失を少なくして燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明にかかる変速機を示すスケルトン図である。
【図２】各変速段の変速比と、その変速比を設定するギヤ対におけるギヤの歯数の具体例を示す図表である。
【図３】ギヤ段とギヤ比との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を具体例に基づいて説明する。図１は、この発明にかかる変速機のスケルトン図である。同図において、変速機１における互いに平行に配置された二本の回転軸２，３の一方の回転軸である入力軸２に、第１駆動ギヤ４と、この第１駆動ギヤ４に一体の第２駆動ギヤ５と、第３駆動ギヤ６と、この第３駆動ギヤ６に一体の第４駆動ギヤ７との４つの駆動ギヤが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられている。そして、他方の回転軸である出力軸３に、前記第１駆動ギヤ４に噛み合っている第１従動ギヤ８と、前記第２駆動ギヤ５に噛み合っている第２従動ギヤ９と、前記第３駆動ギヤ６に噛み合いかつ前記第２従動ギヤ９に一体の第３従動ギヤ１０と、前記第４駆動ギヤ７に噛み合っている第４従動ギヤ１１との４つの従動ギヤが軸線方向に並びかつ回転自在に取り付けられている。
【００１１】
さらに、前記第２駆動ギヤ５と第３駆動ギヤ６とを前記入力軸２に選択的に連結する第１切替機構１２が設けられている。この第１切替機構１２は、クラッチまたはシンクロナイザー等によって構成されている。そして、前記第１従動ギヤ８と前記第２従動ギヤ９とを前記出力軸３に選択的に連結する第２切替機構１３が設けられている。この第２切替機構１３は、クラッチまたはシンクロナイザー等によって構成されている。また、前記第４従動ギヤ１１を前記出力軸３に選択的に連結する第３切替機構１４が設けられている。この第３切替機構１４は、クラッチまたはシンクロナイザー等によって構成されている。
【００１２】
そして、前記駆動ギヤの歯数を「１」とした場合の前記従動ギヤの歯数の比率であるギヤ比が、前記第２駆動ギヤ５と第２従動ギヤ９とからなる第２ギヤ対Ｂで最も小さく、前記第３駆動ギヤ６と第３従動ギヤ１０とからなる第３ギヤ対Ｃ、前記第１駆動ギヤ４と第１従動ギヤ８とからなる第１ギヤ対Ａ、前記第４駆動ギヤ７と第４従動ギヤ１１とからなる第４ギヤ対Ｄの順に大きくなるように設定される。かつ、第４ギヤ対と第２ギヤ対のギヤ比の積が、第１ギヤ対と第３ギヤ対のギヤ比の積より大きく設定される。
【００１３】
ここで、第１速（１ｓｔ）は、第４駆動ギヤ７と第４従動ギヤ１１との係合により構成され、入力軸２から出力軸３にトルクを伝達する。このとき前記第１切替機構１２が図面左に移動し、また前記第３切替機構１４が図面左に移動する。その結果、第４ギヤ対Ｄが減速作用をおこなって最もギヤ比の大きい第１速が設定される。
【００１４】
また、第２速（２ｎｄ）は、入力軸２からの入力トルクを第２ギヤ対Ｂの係合とともに第３ギヤ対Ｃの係合、さらに第４ギヤ対Ｄの係合にて出力軸３に出力させる。このため、第１切替機構１２が図面左に移動することにより入力軸２と第２駆動ギヤ５とを連結し、そして第３切替機構１４が図面左に移動することにより出力軸３と第４従動ギヤ１１を連結させる。
【００１５】
そして、第３速（３ｒｄ）は、入力軸２からの入力トルクを第３ギヤ対Ｃの係合とともに第２ギヤ対Ｂの係合、さらに第１ギヤ対Ａの係合にて出力軸３に出力させる。このため、第１切替機構１２が図面右に移動して入力軸２と第３駆動ギヤ６とを連結し、第２切替機構１３が図面左に移動することにより出力軸３と第１従動ギヤ８とを連結させる。
【００１６】
さらに、第４速（４ｔｈ）は、入力軸２からの入力トルクを第１ギヤ対Ａの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面左に移動し、また第２切替機構１３が図面左に移動する。すると入力軸２の第１駆動ギヤ４から第１従動ギヤ８を介して出力軸３にトルクが伝達される。
【００１７】
またさらに、第５速（５ｔｈ）は、入力軸２からの入力トルクを第３ギヤ対Ｃの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面右に移動し、また第２切替機構１３が図面右に移動する。すると入力軸２の第３駆動ギヤ６から第３従動ギヤ１０を介して出力軸３にトルクが伝達される。
【００１８】
くわえて、第６速（６ｔｈ）は、入力軸２からの入力トルクを第２ギヤ対Ｂの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面左に移動し、また第２切替機構１３が図面右に移動する。すると入力軸２の第２駆動ギヤ５から第２従動ギヤ９を介して出力軸３にトルクが伝達される。
【００１９】
上記の各歯数と各ギヤ比の一例を図２に示す。その場合、使用頻度又は使用時間の長い第４速（４ｔｈ），第５速（５ｔｈ），第６速（６ｔｈ）は１つのギヤ対で設定される。このため動力損失が低減され、モード燃費を向上させることができる。
【００２０】
ここで、第１速（１ｓｔ）のギヤ比ｄは、入力軸２からの入力トルクを第４ギヤ対Ｄの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面左に移動し、また第３切替機構１４が図面左に移動することにより設定される。すると入力軸２の第４駆動ギヤ７（歯数１３）から第４従動ギヤ１１（歯数４６）にトルクが伝達される。そのため、ギヤ比ｄは最も大きい３．５３８となる。
【００２１】
そして、第２速（２ｎｄ）のギヤ比は、入力軸２からの入力トルクを第２ギヤ対Ｂの係合とともに第３ギヤ対Ｃの係合、さらに第４ギヤ対Ｄの係合にて出力軸３に出力させることにより設定される。このため、第１切替機構１２が図面左に移動することにより入力軸２と第２駆動ギヤ５とを連結し、第２ギヤ対Ｂを構成する第２駆動ギヤ５（歯数３５）から第２従動ギヤ９（歯数２５）の係合、そして第３従動ギヤ１０（歯数３４）から第３駆動ギヤ６（歯数３５）の係合と、第４ギヤ対Ｄを構成する第４駆動ギヤ７（歯数１３）から第４従動ギヤ１１（歯数４６）を介し、第３切替機構１４が図面左に移動することにより出力軸３と第４従動ギヤ１１を連結させる。この各ギヤ対の係合によりギヤ比は２．６０２となる。
【００２２】
また、第３速（３ｒｄ）のギヤ比は、入力軸２からの入力トルクを第３ギヤ対Ｃの係合とともに第２ギヤ対Ｂの係合、さらに第１ギヤ対Ａの係合にて出力軸３に出力させることにより設定される。このため、第１切替機構１２が図面右に移動して入力軸２と第３駆動ギヤ６とを連結し、第３ギヤ対Ｃを構成する第３駆動ギヤ６（歯数３５）から第３従動ギヤ１０（歯数３４）の係合と、第２ギヤ対Ｂを構成する第２従動ギヤ９（歯数２５）から第２駆動ギヤ５（歯数３５）と第１ギヤ対Ａを構成する第１駆動ギヤ４（歯数２９）から第１従動ギヤ８（歯数３８）を介し、第２切替機構１３が図面左に移動する事により、出力軸３と第１従動ギヤ８とを連結させる。この各ギヤ対の係合によりギヤ比は１．７８２となる。
【００２３】
さらに、第４速（４ｔｈ）のギヤ比ａは、入力軸２からの入力トルクを第１ギヤ対Ａの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面左に移動し、また第２切替機構１３が図面左に移動することにより設定される。すると入力軸２の第１駆動ギヤ４（歯数２９）から第１従動ギヤ８（歯数３８）にトルクが伝達される。そのため、ギヤ比ａは１．３１０となる。
【００２４】
またさらに、第５速（５ｔｈ）のギヤ比ｃは、入力軸２からの入力トルクを第３ギヤ対Ｃの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面右に移動し、また第２切替機構１３が図面右に移動することにより設定される。すると入力軸２の第３駆動ギヤ６（歯数３５）から第３従動ギヤ１０（歯数３４）にトルクが伝達される。そのため、ギヤ比ｃは０．９７１となる。
【００２５】
くわえて、第６速（６ｔｈ）のギヤ比ｂは、入力軸２からの入力トルクを第２ギヤ対Ｂの係合にて出力軸３に出力させるために第１切替機構１２が図面左に移動し、また第２切替機構１３が図面右に移動することにより設定される。すると入力軸２の第２駆動ギヤ５（歯数３５）から第２従動ギヤ９（歯数２５）にトルクが伝達される。そのため、ギヤ比ｂは０．７１４となる。
【００２６】
前記ギヤ比ａ，ｂ，ｃ，ｄで上述した６速を構成すると各ａ，ｂ，ｃ，ｄとさらにａ×ｃ／ｂとｂ×ｄ／ｃであらわされる。このとき、たとえばａ×ｃ／ｂを図示しないギヤ比ｅとおき、さらにｂ×ｄ／ｃを図示しないギヤ比ｆとおくと、ｅ＝ａ×ｃ／ｂおよびｆ＝ｂ×ｄ／ｃとなる。つまり、ギヤ比ｅおよびｆはそれぞれ３つのギヤ比から求められるので、３つのギヤ対で構成されることになる。ここで、トランスミッションの効率としてはギヤ対が少ないほうがよく、さらにモード燃費は高速段のギヤ対の分担が多い。したがって、ギヤ比ｅおよびｆを高速段で使用しないことが効果的となる。そのためには、ギヤ比ｅおよびｆの値を大きくすることがよい。そのためｅおよびｆの値を大きくするには、ｅおよびｆの分母であるｂ，ｃを小さくするか、または分子であるａ，ｄを大きくすることがのぞましい。それにより仮にｄ＞ａとおくとｄ＞ａ＞ｂ＞ｃまたはｄ＞ａ＞ｃ＞ｂとなる。ここでたとえばｄ＞ａ＞ｂ＞ｃとするとａは第４速、ｂは第５速、ｃは第６速となりｅ＝ａ×ｃ／ｂ＜ａ×ｂ／ｂ＝ａ、よってｅ＜ａとなってしまう。このときｅ＞ａとならなければｅは第４速または第５速または第６速となってしまうので成立しない。そこで、ｄ＞ａ＞ｃ＞ｂとおくとａは第４速、ｃは第５速、ｂは第６速となりｅ＝ａ×ｃ／ｂ＞ａ×ｂ／ｂ＝ａ、よってｅ＞ａとなるのでｅは第１速から第３速のいずれかになる。また、ｆ＝ｂ×ｄ／ｃ＞ａとなればよいので、ｂ×ｄ＞ａ×ｃとなり、上記の各式によってｄ＞ａ＞ｃ＞ｂかつｂ×ｄ＞ａ×ｃとなれば第４速から第６速の高速段はｅおよびｆとはならない。したがって、図２に示すようにギヤ比ｅおよびｆ（図示しない）は第２速か、もしくは第３速に設定される。ここで、ｄ＞ａ＞ｃ＞ｂかつｂ×ｄ＞ａ×ｃに図２に示すギヤ比を代入すれば、３．５３８＞１．３１０＞０．９７１＞０．７１４かつ０．７１４×３．５３８＞１．３１０×０．９７１となり、式が成立する。
【００２７】
なお、ギヤ対ＡとＤおよびギヤ対ＢとＣはギヤの配置上対称なので入れ替えることができる。その場合、前記第３駆動ギヤ６と第３従動ギヤ１０とからなる第３ギヤ対Ｃで最も小さく、前記第２駆動ギヤ５と第２従動ギヤ９とからなる第２ギヤ対Ｂ、前記第４駆動ギヤ７と第４従動ギヤ１１とからなる第４ギヤ対Ｄ、前記第１駆動ギヤ４と第１従動ギヤ８とからなる第１ギヤ対Ａの順に大きくなるように設定される。そして、第２ギヤ対Ｂのギヤ比ｂと第４ギヤ対Ｄのギヤ比ｄとの積が第１ギヤ対Ａのギヤ比ａと第３ギヤ対Ｃのギヤ比ｃとの積より小さく設定される。つまり、これを式であらわすと、ａ＞ｄ＞ｂ＞ｃかつｃ×ａ＞ｄ×ｂでも成立する。
【００２８】
また、少ないギヤ対によってそのギヤ対以上の変速段数を設定することを可能にし、かつ使用頻度の高い変速段での動力損失を低減する。さらに、使用時間の長いギヤでの動力損失を小さくすることが好ましい。したがって、モード燃費には中速段から高速段の効率を良くすることが効果的なので、少なくとも４ｔｈ，５ｔｈ，６ｔｈは１つのギヤ対で設定するのがよく、上記のように中速段から高速段に１つのギヤ対を選択できることによりモード燃費を向上させることが可能となる。
【００２９】
そして、図３に示すように、ギヤ段が１ｓｔから６ｔｈへと大きくなると、それにしたがってギヤ比が３．５３８から０．７１４と段階的に小さくなる。
【符号の説明】
【００３０】
１…変速機、  ２…入力軸、  ３…出力軸、  ４〜７…駆動ギヤ、  ８〜１１…従動ギヤ、  １２…第１切替機構、  １３…第２切替機構、  １４…第３切替機構、  Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…ギヤ対、  ａ，ｂ，ｃ，ｄ…ギヤ比。
【図１】
2010169154.tif 000003
【図２】
2010169154.tif 000004
【図３】
2010169154.tif 000005