(57)【要約】【課題】軸長および幅寸法を長くすることなく変速段数を増加し得る変速機を提供する。【解決手段】変速機は相互に平行となった変速機入力軸１０と変速機出力軸をなす変速機中間出力軸２０とを有し、エンジン出力軸３０に装着されるシングルピニオン式遊星歯車４０は、エンジン出力軸３０に固定されるサンギヤ４１、サンギヤ４１の外方に配置され、固定されるリングギヤ４２およびピニオンギヤ４４を支持するキャリア４３を備えている。エンジン出力軸３０と変速機入力軸１０との間には第１の多板クラッチ３１が配置され、変速機入力軸１０とシングルピニオン式遊星歯車４０との間には第２の多板クラッチ３２が配置されている。エンジン出力を変速機入力軸１０に伝達する伝達経路は、第１の多板クラッチ３１を介して伝達する第１の伝達経路と、シングルピニオン式遊星歯車４０と第２の多板クラッチ３２を介して伝達する第２の伝達経路を有している。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動歯車が設けられた変速機入力軸と、
前記駆動歯車に噛合う従動歯車が設けられた変速機出力軸と、
前記駆動歯車と前記従動歯車とにより構成される複数の変速歯車列のうち、前記変速機入力軸を前記従動歯車に伝達する変速歯車列を切り換える変速切換機構と、
エンジン出力を前記変速機入力軸に出力するエンジン出力軸と前記変速機入力軸との間に設けられた第１の多板クラッチと、
サンギヤ、当該サンギヤの外方に配置されるリングギヤ、および前記サンギヤと前記リングギヤとに噛み合うピニオンギヤを支持するキャリアとを備え、前記サンギヤ、リングギヤ、キャリアの３つの構成要素のうちサンギヤまたはリングギヤのいずれかを固定要素とし、残り２つの構成要素のいずれかを前記エンジン出力軸と連結される入力要素とし、残りの１つの構成要素を出力要素としたシングルピニオン式遊星歯車と、
前記変速機入力軸と前記出力要素との間に設けられた第２の多板クラッチとを有し、
エンジン出力を前記変速機入力軸に伝達する伝達経路を、前記エンジン出力軸から前記第１の多板クラッチを介して伝達する第１の伝達経路と、前記エンジン出力軸から前記シングルピニオン式遊星歯車と前記第２の多板クラッチを介して伝達する第２の伝達経路とで形成したことを特徴とする変速機。
【請求項２】
請求項１記載の変速機において、前記変速機出力軸は、前記従動歯車が設けられ前記変速機入力軸と平行配置された変速機中間出力軸と、前記変速機中間出力軸から歯車列を介して動力伝達され前記変速機入力軸と平行配置された変速機最終出力軸とを備えたことを特徴とする変速機。
【請求項３】
請求項１または２記載の変速機において、前記入力要素はサンギヤであり、前記出力要素はキャリアであり、前記固定要素はリングギヤであることを特徴とする変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平行軸式の変速機に関し、特に軸長を長くすることなく変速段数を増加し得るようにした変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機としては相互に平行となって配置された入力軸と出力軸の間に複数の常時噛み合い式の変速歯車列を設けるようにした平行軸式があり、このタイプの変速機にあっては動力伝達を行う変速歯車列を同期噛合機構などの噛合いクラッチによって切り換えている。平行軸式の変速機は、切換動作を運転者のシフトレバー操作により行うと手動変速機となり、切換動作を油圧アクチュエータによって自動的に行うようにすると自動変速機となる。
【０００３】
車両の動力性能、燃費などを向上させるために変速機の変速段数を増やすには、変速歯車列の数を増加させる必要がある。しかし、変速歯車列の数を増加させて変速段数を増やすと変速機の軸長が長くなるので、車室内へ突出する突起部つまりトンネルが大きくなり居住性が悪化することになる。また、入力トルクが増すと、変速機を構成する軸の必要軸径が大きくなり、トンネルの径もさらに大きくなって居住性を悪化させることになる。
【０００４】
軸長を長くすることなく変速段数を増やすために、相互に平行となった２本の入力軸とこれらに平行となった出力軸とを有する３軸構成とした変速機が、たとえば、特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９９２４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような３軸構成の変速機にあっては、変速機の軸長を短縮することはできるものの、入力軸が２本となるので、変速機の幅寸法が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、軸長および上下幅寸法を長くすることなく変速段数を増加し得る変速機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の変速機は、複数の駆動歯車が設けられた変速機入力軸と、前記駆動歯車に噛合う従動歯車が設けられた変速機出力軸と、前記駆動歯車と前記従動歯車とにより構成される複数の変速歯車列のうち、前記変速機入力軸を前記従動歯車に伝達する変速歯車列を切り換える変速切換機構と、エンジン出力を前記変速機入力軸に出力するエンジン出力軸と前記変速機入力軸との間に設けられた第１の多板クラッチと、サンギヤ、当該サンギヤの外方に配置されるリングギヤ、および前記サンギヤと前記リングギヤとに噛み合うピニオンギヤを支持するキャリアとを備え、前記サンギヤ、リングギヤ、キャリアの３つの構成要素のうちサンギヤまたはリングギヤのいずれかを固定要素とし、残り２つの構成要素のいずれかを前記エンジン出力軸と連結される入力要素とし、残りの１つの構成要素を出力要素としたシングルピニオン式遊星歯車と、前記変速機入力軸と前記出力要素との間に設けられた第２の多板クラッチとを有し、エンジン出力を前記変速機入力軸に伝達する伝達経路を、前記エンジン出力軸から前記第１の多板クラッチを介して伝達する第１の伝達経路と、前記エンジン出力軸から前記シングルピニオン式遊星歯車と前記第２の多板クラッチを介して伝達する第２の伝達経路とで形成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の変速機は、前記変速機出力軸は、前記従動歯車が設けられ前記変速機入力軸と平行配置された変速機中間出力軸と、前記変速機中間出力軸から歯車列を介して動力伝達され前記変速機入力軸と平行配置された変速機最終出力軸とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の変速機は、前記入力要素はサンギヤであり、前記出力要素はキャリアであり、前記固定要素はリングギヤであることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、エンジン出力軸と変速機入力軸との間に、エンジン出力軸から第１の多板クラッチを介して伝達する伝達経路と、エンジン出力軸からシングルピニオン式遊星歯車と第２の多板クラッチを介して伝達する伝達経路とを形成し、それぞれの経路を介して相互に相違した回転数でエンジン出力を変速機入力軸に伝達するようにしたので、複数の変速歯車列の各々において高速段と低速段の２段の変速を行うことができる。これにより、軸長および幅寸法を長くすることなく、多段変速を行う変速機が得られる。
【００１２】
さらに、本発明の変速機は、変速機入力軸と変速機出力軸とが相互に平行となって配置される平行軸式であり、手動変速機に用いる部材を自動変速機に共用することができ、低コストで自動変速機を製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である変速機を示すスケルトン図であり、この変速機は変速機入力軸１０と変速機出力軸をなす変速機中間出力軸２０とを有し、これらは図示しないトランスミッションケース内に相互に平行となって回転自在に装着される。変速機入力軸１０には第１の駆動歯車１１と、これよりも大径の第２の駆動歯車１２とがそれぞれ固定されている。さらに、変速機入力軸１０には第２の駆動歯車１２よりも大径の第３の駆動歯車１３と、これよりも大径の第４の駆動歯車１４とがそれぞれ相対回転自在に変速機入力軸１０に装着されている。
【００１４】
変速機中間出力軸２０には、駆動歯車１１と常時噛合って第１の変速歯車列を形成する第１の従動歯車２１と、駆動歯車１２と常時噛み合って第２の変速歯車列を形成する第２の従動歯車２２とがそれぞれ相対回転自在に装着されている。さらに、駆動歯車１３と常時噛み合って第３の変速歯車列を形成する第３の従動歯車２３と、駆動歯車１４と常時噛み合って第４の変速歯車列を形成する第４の従動歯車２４とがそれぞれ変速機中間出力軸２０に固定されている。それぞれの変速歯車列の変速比は、従動歯車の歯数Ｚｏｕｔと駆動歯車の歯数Ｚｉｎとの比Ｚｏｕｔ／Ｚｉｎで表され、第１から第４の変速歯車列に向かうに従って変速比は小さくなっている。
【００１５】
変速機入力軸１０から変速機中間出力軸２０に対する動力伝達を、第１の変速歯車列と第２の変速歯車列のいずれかに切り換えるために、変速機中間出力軸２０には第１の切換機構１５が設けられ、第３の変速歯車列と第４の変速歯車列のいずれかに切り換えるために、変速機入力軸１０には第２の切換機構１６が設けられている。それぞれの切換機構１５，１６はシンクロメッシュつまり同期噛合い機構によって形成されており、第１の切換機構１５は変速機中間出力軸２０に固定された切換ハブ２７と、これに常時噛み合って軸方向に摺動自在となった切換スリーブ２８とを有している。切換スリーブ２８を従動歯車２１に一体となったスプライン２１ａに噛み合わせると、第１の変速歯車列が動力伝達状態となり、切換スリーブ２８を従動歯車２２に一体となったスプライン２２ａに噛み合わせると、第２の変速歯車列が動力伝達状態となる。
【００１６】
第２の切換機構１６は変速機入力軸１０に固定された切換ハブ１７と、これに常時噛み合って軸方向に摺動自在となった切換スリーブ１８とを有している。切換スリーブ１８を駆動歯車１３に一体となったスプライン１３ａに噛み合わせると、第３の変速歯車列が動力伝達状態となり、切換スリーブ１８を駆動歯車１４に一体となったスプライン１４ａに噛み合わせると、第４の変速歯車列が動力伝達状態となる。それぞれの切換機構１５，１６の切換スリーブ１８，２８は、図示しない油圧アクチュエータによって、車両の走行状態に応じて自動的に切換動作が行われる。なお、第１の切換機構１５を変速機入力軸１０に装着するようにしても良く、第２の切換機構１６を変速機中間出力軸２０に装着するようにしても良い。
【００１７】
このように、図示する変速機は自動的に変速操作が行われる平行軸式の自動変速機であり、運転者の手動操作により変速操作が行われる手動変速機を構成する部材を共用することができるので、低コストで変速機を製造することができる。
【００１８】
変速機入力軸１０に同軸状に配置されたエンジン出力軸３０は、ダンパーなどを介してエンジンのクランク軸に連結されるようになっており、このエンジン出力軸３０と変速機入力軸１０との間には、エンジン出力を変速機入力軸１０に伝達する経路を２系統に設定するために、第１と第２の多板クラッチ３１，３２が設けられており、それぞれの多板クラッチ３１，３２は湿式クラッチとなっている。
【００１９】
第１の多板クラッチ３１はエンジン出力軸３０に一体となったクラッチハブ３３と、変速機入力軸１０に一体となったクラッチドラム３４とを有している。クラッチハブ３３の外側には駆動側のクラッチディスク３３ａが複数枚配置され、これらのクラッチディスク３３ａがクラッチドラム３４の内側に配置された複数のクラッチディスク３４ａに密着すると、エンジン出力は第１の多板クラッチ３１を介して変速機入力軸１０に直結状態となって伝達され、密着が解かれると動力伝達は遮断される。
【００２０】
第２の多板クラッチ３２は第１の多板クラッチ３１の外側に同軸状に配置されており、変速機入力軸１０に一体となったクラッチドラム３５と、その内側に配置されるクラッチハブ３６とを有している。クラッチハブ３６の外側には駆動側の複数枚のクラッチディスク３６ａが配置され、クラッチドラム３５の内側には従動側のクラッチディスク３５ａが複数枚配置されている。変速機入力軸１０とエンジン出力軸３０との間には、シングルピニオン式遊星歯車４０が装着されており、この遊星歯車４０はエンジン出力軸３０と一体回転する太陽歯車つまりサンギヤ４１と、図示しないトランスミッションケースに固定される環状歯車つまりリングギヤ４２とを有し、第２の多板クラッチ３２のクラッチハブ３６に一体となったキャリア４３には、サンギヤ４１とリングギヤ４２とに噛み合うピニオンギヤ４４が回転自在に装着されている。
【００２１】
エンジン出力軸３０が回転しているときはキャリア４３も回転しており、第２の多板クラッチ３２のクラッチディスク３５ａ，３６ａを密着状態とすると、エンジン出力は第２の多板クラッチ３２を介して変速機入力軸１０に伝達され、密着状態を解くと動力伝達は遮断される。図１に示すように、シングルピニオン式遊星歯車４０のリングギヤ４２を固定した場合には、サンギヤ４１の回転Ｎｓとキャリア４３の回転Ｎｃには以下の関係が成立する。Ｎｃ＝｛ρ／（１＋ρ）｝×Ｎｓ    ただし、ρはサンギヤ４１の歯数をＺｓとし、リングギヤ４２の歯数をＺｒとすると、ρ＝Ｚｓ／Ｚｒである。
【００２２】
したがって、第２の多板クラッチ３２を介して動力伝達を行う際には、エンジン出力軸３０の回転数は減速されて変速機入力軸１０に伝達されるようになっている。ただし、シングルピニオン式遊星歯車は、エンジン出力軸３０と一体回転する入力要素、変速機入力軸１０と連結される出力要素、トランスミッションケースに固定される固定要素に対するサンギヤ、リングギヤ、キャリアの３つの構成要素の組合せ（全６通り）により変速比を変えることができることから、少なくとも変速比が−（逆転）となるキャリアを固定要素とする組合せ（全２通り）を除けば、他の組合せでも適用できる。
【００２３】
それぞれの多板クラッチ３１，３２は図示しない油圧アクチュエータによって、走行状態に応じて自動的に締結状態と開放状態とに設定される。多板クラッチ３１，３２を駆動する油圧アクチュエータと切換機構１５，１６を駆動するための油圧アクチュエータには、エンジンあるいは電動モータによって駆動される油圧ポンプからの作動油が供給されるようになっている。
【００２４】
このように、エンジン出力軸３０と変速機入力軸１０との間には、第１の多板クラッチ３１を有する第１の伝達経路と、第２の多板クラッチ３２を有し、第１の伝達経路よりも低速段となって出力を変速機入力軸１０に伝達する第２の伝達経路とが設けられている。したがって、駆動歯車１１と従動歯車２１とからなる第１の変速歯車列は、２つの多板クラッチ３１，３２の切換操作によって駆動歯車１１と従動歯車２１の変速比により定まる高速段と、この変速比と遊星歯車の変速比との合計により定まる低速段の２段の変速段を形成することになり、同様に、第２から第４の変速歯車列もそれぞれ高速段と低速段の２段の変速段を形成することになる。これにより、この変速機は、第１から第４の変速歯車列により合計８段の変速段を有する変速機となる。
【００２５】
図１においては第１段から第８段が符号▲１▼〜▲８▼により示されており、第１段、第３段、第５段および第７段の奇数段の変速段においては、第２の多板クラッチ３２を締結し、第１の多板クラッチ３１を開放することにより第２の伝達経路を介して動力伝達が行われる。一方、第２段、第４段、第６段および第８段の偶数段の変速段においては、第１の多板クラッチ３１を締結し、第２の多板クラッチ３２を開放することにより第１の伝達経路を介して動力伝達が行われる。
【００２６】
変速機中間出力軸２０のトルクを駆動輪に伝達するために、変速機中間出力軸２０に取り付けられた前進用としてのリダクションドライブギヤつまり減速駆動歯車４５は、変速機入力軸１０および変速機中間出力軸２０に平行に配置された変速機出力軸をなす変速機最終出力軸４６に取り付けられた減速従動歯車（リダクションドリブンギヤ）４７に噛み合っている。変速機最終出力軸４６の中空孔内には前輪駆動軸４８ａが回転自在に組み込まれ、この前輪駆動軸４８ａは変速機最終出力軸４６にセンターデファレンシャル４９を介して連結され、このセンターデファレンシャル４９には後輪駆動軸４８ｂが連結されている。
【００２７】
前輪駆動軸４８ａは、その先端に設けられたドライブピニオン５１が前輪用のデファレンシャルのハイポイド歯車５２に噛み合うことにより、図示しない前輪に連結される。一方、後輪駆動軸４８ｂは図示しないプロペラシャフトや後輪用のデファレンシャルを介して後輪に連結される。したがって、図１に示す変速機はエンジン縦置きの四輪駆動車に適用される。ただし、変速機最終出力軸４６にドライブピニオン５１を取り付けて変速機最終出力軸４６を前輪に連結させ、センターデファレンシャル４９を設けなければ、この変速機を前輪駆動用の変速機とすることができる。
【００２８】
図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見た変速機のスケルトン図であり、変速機最終出力軸４６に平行に配置されたリバース軸５３に取り付けられた駆動側のリバース歯車５４は従動歯車２２に噛み合うとともに、変速機最終出力軸４６に回転自在に装着された従動側のリバース歯車５５に噛み合っている。変速機最終出力軸４６には車両を後退移動させるための第３の切換機構５６が設けられており、この切換機構５６は変速機最終出力軸４６に設けられた切換ハブ５７とこれに常時噛合い軸方向に往復動自在となった切換スリーブ５８とを有し、切換スリーブ５８をリバース歯車５５に一体となったスプライン５５ａに噛み合わせると、変速機中間出力軸２０の回転は逆転されて変速機最終出力軸４６に伝達される。従動側のリバース歯車５５は駆動側のリバース歯車５４を介して従動歯車２２に噛み合うようになっているが、従動歯車２１または他の従動歯車にリバース歯車５５を噛み合わせるようにしても良い。また、変速機入力軸１０と変速機中間出力軸２０との間にリバース軸を設け、駆動歯車１２および従動歯車２２を後退用の歯車として駆動歯車１２からリバース歯車５４、従動歯車２２により後退段を形成してもよく、この場合、変速機中間軸２０は、変速機最終出力軸となる。
【００２９】
上述した変速機においては、３つの切換機構１５，１６および５６と、２つの多板クラッチ３１，３２を作動させることによって第１速段から第８速段までの前進段と後退段との多段変速を４対の変速歯車列によって行うことができる。たとえば、変速機を第１速の変速段に設定するには、切換機構１５によって従動歯車２１と変速機中間出力軸２０とを締結させるとともに、第１の多板クラッチ３１を開放し、第２の多板クラッチ３２を締結する。これにより、低速段側の第２の伝達経路を介してエンジン出力が変速機入力軸１０に伝達され、変速機入力軸１０から変速機中間出力軸２０および変速機最終出力軸４６を介して駆動輪にエンジン出力が伝達される。
【００３０】
第１速段から第２速段に切り換えるには、切換機構１５を作動させることなく、従動歯車２１を変速出力軸２０に締結させた状態のままで、第１の多板クラッチ３１を締結し、第２の多板クラッチ３２を開放する。これにより、高速段側の第１の伝達経路を介してエンジン出力が第２の伝達経路よりも高速となって変速機入力軸１０に伝達されるので、トルク切れを発生させることなく変速操作が行われる。第３速段から第４速段などにおける変速も同様であり、同一の変速歯車列を介して変速段を切り換える際にはトルク切れを発生させることなく変速操作を行うことができる。
【００３１】
このように、各々の変速歯車列により高速段と低速段の２段の変速を行うようにしたので、変速機の軸長および幅寸法を長くすることなく、多段変速を行うことができる。これにより、トランスミッションケースが車室内へ突出するトンネルを小さくすることができ、車室内の居住性を確保することができる。
【００３２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する変速機には変速歯車列が４組設けられているが、５組あるいはそれ以上設けるようにしても良い。また、この変速機は動力伝達を行う変速歯車列の切換を自動的に行うようにした自動変速機であるが、切換動作を手動操作により行うようにすれば、手動変速機とすることも可能である。さらに、変速機出力軸を変速機中間出力軸２０と変速機最終出力軸４６との２軸で構成することなく、１軸で構成しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン出力軸と変速機入力軸との間に相互に相違した回転数でエンジン出力を変速機入力軸に伝達する２つの伝達経路が設けられ、各々の変速歯車列により高速段と低速段の２段の変速を行うことができるので、軸長および幅寸法を長くすることなく、多段変速を行うことができる。
【００３４】
変速機入力軸と変速機出力軸とが相互に平行となった平行軸式の変速機であるので、手動変速機に用いる部材を自動変速機に共用することができ、変速機の製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である変速機を示すスケルトン図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見た変速機のスケルトン図である。
【符号の説明】
１０    変速機入力軸
１１〜１４    駆動歯車
１５    第１の切換機構
１６    第２の切換機構
２０    変速機中間出力軸（変速機出力軸）
２１〜２４    従動歯車
３０    エンジン出力軸
３１    第１の多板クラッチ
３２    第２の多板クラッチ
４０    シングルピニオン式遊星歯車
４１    サンギヤ
４２    リングギヤ
４３    キャリア
４４    ピニオンギヤ
４６    変速機最終出力軸（変速機出力軸）
５６    切換機構
【図１】
2004239349.tif 000003
【図２】
2004239349.tif 000004