(57)【要約】【課題】  変速感が低下することを防止し、柔らかくて安定した変速感を形成して、商品性の向上した車両を提供する。【解決手段】  従来、変速のために必然的に動力を瞬間的に遮断してから連結しなければならなかった手動変速機のメカニズムを使用しながら、変速時に駆動輪に別途の動力を伝達できるようにし、変速中に発生するトルク低下現象を除去することを特徴とする。【選択図】図１
2013190099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸の間に複数個の変速段が備えられ、上記変速段間の変速時の動力断絶現象が必然的に伴う変速メカニズムからなる変速部と、
上記変速部の入力軸に動力を提供する動力提供装置と上記出力軸の間に設置されて、上記動力提供装置からの動力を上記出力軸に無段の変速比で伝達することができるように構成された無段伝達機構、
を含んで構成されたことを特徴とする車両の自動化手動変速機。
【請求項２】
上記無段伝達機構は、
上記動力提供装置の回転軸に連結された駆動円錐体と、
上記駆動円錐体の円錐面と対向して一定の間隔を形成する円錐面を形成し、上記駆動円錐体の回転軸と平行な回転軸を有して設置された被動円錐体と、
上記駆動円錐体と被動円錐体の対向した二つの円錐面の間で位置の変化が可能な状態で設置されて、上記駆動円錐体の回転力を上記被動円錐体に無段の変速比で伝達するように構成された可動ローラー、
を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項３】
上記被動円錐体と上記出力軸の間には、動力を連結したり遮断することができるように構成された動力断続機構が備えられたことを特徴とする請求項２に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項４】
上記被動円錐体の回転軸には上記出力軸に動力を伝達するように備えられた駆動ギアが備えられ、
上記出力軸には上記駆動ギアに噛合わされる被動ギアが備えられ、
上記動力断続機構は上記被動円錐体の回転軸上で上記被動円錐体と上記駆動ギアの間の動力を断続することができるように設置されたことを特徴とする請求項３に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項５】
上記入力軸と上記動力提供装置の間には、上記動力提供装置からの動力を断続的に上記入力軸に提供するようにするクラッチが備えられたことを特徴とする請求項２に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項６】
上記クラッチは上記動力提供装置からの動力を断続するようにするクラッチディスクが上記駆動円錐体の内部に設置されることを特徴とする請求項５に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項７】
上記可動ローラーには、上記可動ローラーを相対回転可能な状態で支持しながら、その長さ方向に直線運動して上記可動ローラーを上記駆動円錐体と被動円錐体の対向した二つの円錐面の間で移動させる移送ロードが連結され、
上記移送ロードにはその長さ方向の直線運動を制御するように調節モーターが連結されたことを特徴とする請求項２に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項８】
上記変速部の変速メカニズムは、キーとシンクロナイザーリングを使用して同期後に噛合わされる同期噛合い式で構成されたことを特徴とする請求項１ないし７項のいずれか一項に記載の車両の自動化手動変速機。
【請求項９】
上記変速部の変速メカニズムは、ドッグクラッチによって構成されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の車両の自動化手動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動化手動変速機に係り、より詳しくは、変速中引っ張るような変速感の低下現象を改善できるようにした車両の自動化手動変速機の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動化手動変速機は、車両の運転中にアクチュエータによって自動的に変速がなされて自動変速機と類似の便利さを提供し、自動変速機より優れた動力伝達効率により車両の燃費向上に寄与することができる。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
しかし、同期噛合い式変速メカニズムを基盤とする自動化手動変速機の場合、アクチュエータによって自動的になされる変速過程の中間では動力が断絶される瞬間が必然的に存在し、これによって発生するトルクの低下によってまるで車両を後方に引っ張るような変速感の低下現象が伴う問題点がある。
【０００４】
上記の発明の背景となる技術として説明した事項は、本発明の背景に対する理解増進のためであって、この技術分野の当業者に既に知られた従来技術に該当するものに止まらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５２７２７９号公報
【非特許文献１】先端自動車シャーシー、ゴールデンベル出版社、キム・ジェフィ著８７〜９４ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、従来変速のために必然的に動力を瞬間的に遮断してから連結しなければならなかった手動変速機のメカニズムを使用しながら、変速時に駆動輪に別途の動力を伝達できるようにして、変速中に発生するトルク低下現象を除去することにより、変速感が低下することを防止して柔らかく安定した変速感を形成し、車両の商品性を向上することができるようにした車両の自動化手動変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するための本発明の車両の自動化手動変速機は、入力軸と出力軸の間に複数個の変速段が備えられ、上記変速段間の変速時の動力断絶現象が必然的に伴う変速メカニズムからなる変速部と、上記変速部の入力軸に動力を提供する動力提供装置と上記出力軸の間に設置されて、上記動力提供装置からの動力を上記出力軸に無段の変速比で伝達することができるように構成された無段伝達機構、を含んで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、従来の手動変速機のメカニズムを使用しながら、変速時に駆動輪に別途の動力を伝達できるようにして、変速中に発生するトルク低下現象を除去して柔らかく安定した変速感を形成することにより、車両の商品性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による車両の自動化手動変速機の構成図。
【図２】図１の構成図でエンジン始動時の動力伝達関係を説明した図面。
【図３】図１の構成図で１段走行中の動力伝達関係を説明した図面。
【図４】図１の構成図で１段から２段に変速中の動力伝達関係を説明した図面。
【図５】図１の構成図で２段走行中の動力伝達関係を説明した図面。
【図６】図１の構成図でＲ段走行中の動力伝達関係を説明した図面。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、本発明の実施例は、入力軸１と出力軸３の間に複数個の変速段が備えられ、上記変速段間の変速時の動力断絶現象が必然的に伴う変速メカニズムからなった変速部５と、上記変速部５の入力軸１に動力を提供する動力提供装置と上記出力軸３の間に設置されて、上記動力提供装置からの動力を上記出力軸３に無段の変速比で伝達することができるように構成された無段伝達機構７を含んで構成される。
【００１１】
すなわち、従来の一般的な手動変速機の変速メカニズムを有した変速部５に対して、上記動力提供装置から並列に上記無段伝達機構７が動力の提供を受けて、上記変速部５の変速時に上記入力軸１を迂回して上記出力軸３に動力を持続的に提供できるようにすることにより、従来の変速中の動力断絶によるトルク低下現象を防止したものである。
【００１２】
上記動力提供装置は、本実施例のように内燃機関であるエンジン９を使用することができ、上記エンジン９には図示したように始動のための始動モーター１１が連結されている。
【００１３】
本実施例で上記無段伝達機構７は、上記動力提供装置の回転軸に連結された駆動円錐体１３と、上記駆動円錐体１３の円錐面と対向して一定の間隔を形成する円錐面を形成し、上記駆動円錐体１３の回転軸と平行な回転軸を有して設置された被動円錐体１５と、上記駆動円錐体１３と被動円錐体１５の対向した二つの円錐面の間で位置の変化が可能な状態で設置されて、上記駆動円錐体１３の回転力を上記被動円錐体１５に無段の変速比で伝達するように構成された可動ローラー１７を含んで構成される。
【００１４】
すなわち、相互対向して配置された二つの円錐面の間で上記可動ローラー１７が移動するに従って、上記駆動円錐体１３からの動力が無段に変速されて上記被動円錐体１５に伝達されるようにしたものである。
【００１５】
上記可動ローラー１７には、上記可動ローラー１７を相対回転可能な状態で支持しながら、その長さ方向に直線運動して上記可動ローラー１７を上記駆動円錐体１３と被動円錐体１５の対向した二つの円錐面の間で移動させる移送ロード１９が連結され、上記移送ロード１９にはその長さ方向の直線運動を制御するように調節モーター２１が連結されて、上記調節モーター２１を制御するに伴って上記可動ローラー１７が上記移送ロード１９によって移動することにより、上記駆動円錐体１３と被動円錐体１５の間の変速比が無段で連続的に変化するようにする。
【００１６】
勿論、上記可動ローラー１７を移動する装置としては、これ以外に他のアクチュエータを使用する構成も可能であるが、上記可動ローラー１７を適切な精密度を有して相対的に低廉な費用で制御できるようにする点においては、上記したような移送ロード１９と調節モーター２１による構成が比較的望ましい形態である。
【００１７】
上記したような無段伝達機構７としては、従来の各種無段変速装置のメカニズムを代替して使用することができ、例えば、従来のプーリとベルトによる無段変速装置や、トロイダル無段変速装置等を活用できる。
【００１８】
一方、上記被動円錐体１５と上記出力軸３の間には、動力を連結したり遮断できるように構成された動力断続機構２３が備えられる。
【００１９】
本実施例で、上記被動円錐体１５の回転軸には上記出力軸３に動力を伝達するように備えられた駆動ギア２５が備えられ、上記出力軸３には上記駆動ギア２５に噛合わされる被動ギア２７が備えられ、上記動力断続機構２３は上記被動円錐体１５の回転軸上で上記被動円錐体１５と上記駆動ギア２５の間の動力を断続できるように設置された構成を採用した。
【００２０】
勿論、これとは異なって上記動力断続機構２３を上記出力軸３に備える等、異なる構成も可能であり、上記動力断続機構２３は摩擦クラッチや、ドッグクラッチ、同期噛合い装置、摩擦バンド、マグネチッククラッチ等のようなもののうち適切なものが使用できる。
【００２１】
上記入力軸１と上記動力提供装置の間には、上記動力提供装置からの動力を断続的に上記入力軸１に提供するクラッチ２９が備えられる。
【００２２】
本実施例で、上記クラッチ２９は上記動力提供装置からの動力を断続できるようにするクラッチディスク３１が上記駆動円錐体１３の内部に設置され、なるべく少ない空間を占めるコンパクトな構成が可能なようにした。
【００２３】
上記変速部５の変速メカニズムは、キーとシンクロナイザーリングを使用して同期後に噛合わされる同期噛合い式で構成し、ドッグクラッチによって構成することができ、現在主に使用されていて動力断絶時間を最小化できる同期噛合い式変速メカニズムを使用するのがより望ましいであろうし、これ以外の他の変速メカニズムも使用することができるものであるが、これらの変速メカニズムは変速時に入力軸に入力する動力を遮断しなければならず、それによって変速中のトルク低下現象が伴うという共通点がある。
【００２４】
図１ないし図６の本実施例では、同期噛合い式変速メカニズムにより上記変速部５を構成しており、上記変速部５は１段ないし５段の変速段及びＲ段を備える場合を例示している。
【００２５】
上記したように構成された本発明の作用を図２ないし図６を参照して詳しく説明する。参考に、図６は後進段であるＲ段の走行状態を説明するものであり、図１ないし図５では省略した後進アイドラギヤ３３がさらに加わって図示されている。
【００２６】
図２はエンジン９の始動時を図示したものであり、上記クラッチ２９と動力断続機構２３は全て遮断した状態で、上記エンジン９を上記始動モーター１１でクランキングして始動がなされる。したがって、上記入力軸１や出力軸３には動力が伝達されない状態で上記エンジン９の回転力は上記駆動円錐体１３と可動ローラー１７を経て上記被動円錐体１５まで伝達されている。
【００２７】
勿論、上記始動時に上記変速部５が何も変速段を連結していないなら、上記クラッチ２９は連結した状態でも始動が可能であろう。
【００２８】
上記したような状態で上記クラッチ２９が遮断していれば、１−２段同期噛合い装置３５で１段変速段を形成することができ、１段変速段が形成された状態で上記クラッチ２９を連結させれば、車両の発進と共に図３に図示したように１段走行状態を具現することができる。
【００２９】
図３で、上記エンジン９からの動力は、上記クラッチ２９を通じて上記入力軸１に伝達された後、１段変速段ギア対を通じて出力軸３に１段変速がなされ伝達されて差動装置３７を通じて駆動輪に提供される。
【００３０】
この時、上記動力断続機構２３は遮断された状態を維持して、上記駆動円錐体１３と被動円錐体１５を通じた動力は上記出力軸３に伝達されない。
【００３１】
図４は、１段変速段から２段変速段に変速がなされる中間過程を図示したものであり、上記クラッチ２９を遮断しながら上記動力断続機構２３を連結して、上記エンジン９の動力は上記入力軸１には遮断されても、上記駆動円錐体１３と可動ローラー１７及び被動円錐体１５を通じて上記出力軸３に伝達されてトルク低下現象を防止している。
【００３２】
この時、上記可動ローラー１７の位置は、上記被動円錐体１５が１段変速段状態での上記出力軸３の回転速度を合わせることができる位置から、２段変速段状態での上記出力軸３の回転速度を合わせることができる位置に移動するようになるので、上記調節モーター２１を駆動して上記したような制御を遂行することにより、１段から２段に変速される過程でクラッチ２９によって入力軸１にトルクが遮断されるによって発生するトルクの低下現象が防止されることは勿論、現在の変速段と目標の変速段間の柔らかい連結が可能なようにする。
【００３３】
上記のようにクラッチ２９が遮断され、動力断続機構２３が連結して上記エンジン９の動力が上記駆動円錐体１３と被動円錐体１５を通じて上記出力軸３に迂回して供給される間、上記１−２段同期噛合い装置３５は１段を解除して２段での噛合わせを完了する。
【００３４】
上記のように２段変速段の噛合わせがなされた後、上記クラッチ２９を結合しながら上記動力断続機構２３を遮断すれば、図５のような２段走行状態が具現される。
【００３５】
図５で、上記エンジン９からの動力は上記クラッチ２９を通じて上記入力軸１と出力軸３の間で２段の変速段に調節されて上記差動装置３７を通じて駆動輪に供給され、エンジン９から上記被動円錐体１５まで伝達された動力は上記動力断続機構２３によって遮断された状態である。
【００３６】
以上のように１段から２段に変速される間、上記駆動円錐体１３と可動ローラー１７及び被動円錐体１５による出力軸３への持続的な動力提供は、これ以外の残りの変速段間の変速でも同じ原理でなされるようになり、特に１段と２段の間のような低段間の変速は勿論、４段と５段の間のような高段間の変速でも、ひいてはオーバードライブ変速段でも、上記駆動円錐体１３と被動円錐体１５の間では現在の変速段と目標変速段の出力軸３の回転速度を無段で合わせながら動力を補償することができ、当該変速機の全変速範囲内で変速中のトルク低下が防止され柔らかく安定した変速感を形成することができる。
【００３７】
一方、図６は後進時の動力伝達状況を説明したものであり、車両が停止した状態で上記入力軸１と出力軸３の間の後進アイドラギヤ３３を連結することにより、後進変速段が具現される。
【００３８】
本発明は、特定の実施例に関して図示して説明したが、本発明の技術的範囲内で、本発明が多様に改良及び変化することができるということは当業者において自明である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、自動化手動変速機の構成の分野に適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  入力軸
３  出力軸
５  変速部
７  無段伝達機構
９  エンジン
１１  始動モーター
１３  駆動円錐体
１５  被動円錐体
１７  可動ローラー
１９  移送ロード
２１  調節モーター
２３  動力断続機構
２５  駆動ギア
２７  被動ギア
２９  クラッチ
３１  クラッチディスク
３３  後進アイドラギヤ
３５  １−２段同期噛合い装置
３７  差動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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