(57)【要約】【課題】全体構造をよりコンパクトにすることができる変速機を提供する。【解決手段】変速機は、入力軸（１）と、入力軸に連結された入力側サンギヤ（３１）と、出力軸（２）と、出力軸に連結された出力側サンギヤ（３２）と、入力側サンギヤに噛み合う入力ギヤ部（３３ａ）および出力側サンギヤに噛み合う出力ギヤ部（３３ｂ）を有するピニオンギヤ（３３）と、ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオン軸を有し、入力軸と同心に回転可能に設けられた遊星キャリア（３４）と、遊星キャリアを、固定部材（４１）に連結して静止させる位置と、入力軸（１）に連結して入力軸と一体回転させる位置とに切り換える切換機構（４０）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、
前記入力軸に連結された入力側サンギヤと、
出力軸と、
前記出力軸に連結された出力側サンギヤと、
前記入力側サンギヤに噛み合う入力ギヤ部および前記出力側サンギヤに噛み合う出力ギヤ部を有するピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオン軸を有し、前記入力軸と同心に回転可能に設けられた遊星キャリアと、
前記遊星キャリアを、固定部材に連結して静止させる位置と、前記入力軸に連結して入力軸と一体回転させる位置とに切り換える切換機構とを備える、変速機。
【請求項２】
前記切換機構は、
固定部材に連結固定された固定側係合部と、
前記遊星キャリアに連結固定された遊星側係合部と、
前記入力軸に連結固定された入力側係合部と、
前記入力軸の軸線方向に沿って第１の位置と第２の位置との間を移動可能に設けられ、前記第１の位置において前記固定側係合部と前記遊星側係合部とを連結し、前記第２の位置において前記入力側係合部と前記遊星側係合部とを連結するクラッチ部材とを備える、請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記固定部材は、前記入力軸と同心でこの入力軸を取り囲む固定側リング部材を含み、
前記固定側係合部は、前記固定側リング部材に設けられており、
前記遊星キャリアは、前記入力軸と同心で、前記入力軸と前記固定側リング部材との間を通過して延びる筒状部材と、この筒状部材の外周面に固定連結される遊星側リング部材とを含み、
前記遊星側係合部は、前記遊星側リング部材に設けられており、
前記入力軸は、入力軸と同心で入力軸に固定連結された入力側リング部材を含み、
前記入力側係合部は、前記入力側リング部材に設けられている、請求項２に記載の変速機。
【請求項４】
前記固定側リング部材、前記遊星側リング部材および前記入力側リング部材は、同じ大きさの外径寸法を有している、請求項３に記載の変速機。
【請求項５】
前記固定側係合部と前記遊星側係合部との間に第１シンクロナイザーリングを備え、
前記遊星側係合部と前記入力側係合部との間に第２シンクロナイザーリングを備える、請求項２〜４のいずれかに記載の変速機。
【請求項６】
前記切換機構は、前記入力軸の軸線方向に見て、前記入出力側サンギヤと前記ピニオンギヤとからなる遊星歯車機構の一方側に集約配置されている、請求項１〜５のいずれかに記載の変速機。
【請求項７】
前記切換機構は、前記入力軸の軸線方向に見て、前記遊星歯車機構の入力側に集約配置されている、請求項６に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遊星歯車機構を備えた変速機に関し、特に変速比をハイレンジとローレンジの２段に切り換えることが可能な変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に対する燃費向上のニーズは一層高まってきており、効率的な走行性能を実現するための変速機の開発が望まれる。その一つとして、主変速機の持つギア比の可変範囲を補うための副変速機を備えた自動車が知られている。
【０００３】
特開２００８−８７６０７号公報（特許文献１）は、遊星歯車式変速比切換機構を備えたトランスファ装置の構造を簡略化し、切換え時のギヤ鳴りを無くすことを意図した装置を開示している。
【０００４】
図１および図２は、特許文献１に開示された副変速機の構造を模式的に示している。図１はハイレンジ走行時の状態を示し、図２はローレンジ走行時の状態を示している。
【０００５】
図１および図２に示す変速機は、入力軸１と、出力軸２と、入力軸１の回転を減速する遊星歯車機構１０と、入力軸１から出力軸２への動力伝達経路を切り換える切換機構２０とを備える。
【０００６】
遊星歯車機構１０は、入力軸１に固定連結された入力側サンギヤ１１と、入力側サンギヤ１１に噛み合うように配置されたピニオンギヤ１２と、ピニオンギヤ１２に噛み合う内歯を有する固定リングギヤ１３と、ピニオンギヤ１２を回転自在に支持するピニオン軸を有し、入力軸１と同心に回転可能に設けられた遊星キャリア１４とを含む。
【０００７】
切換機構２０は、入力軸１に連結固定された入力側係合部２１と、出力軸２に連結固定された出力側係合部２２と、遊星キャリア１４に連結固定された遊星側係合部２３と、入力軸１の軸線方向に沿って移動可能に設けられ、一方位置において入力側係合部２１と出力側係合部２２とを連結し、他方位置において遊星側係合部２３と出力側係合部２２とを連結するクラッチ部材２４とを含む。
【０００８】
クラッチ部材２４は、スリーブ状の形態を有して軸線方向に移動可能に設けられており、その内径側に入力側係合部２１に係合し得る入力内歯部２４ａと出力側係合部２２に係合し得る出力内歯部２４ｂとを有し、その外径側に遊星側係合部２３に係合し得る遊星外歯部２４ｃを有している。
【０００９】
図１に示すハイレンジ走行状態では、入力軸１の回転がサンギヤ１１を介してピニオンギヤ１２に伝わる。固定リングギヤ１３に噛み合っているピニオンギヤ１２は、自転しながら入力軸１を中心とする公転運動を行い、遊星キャリア１４を回転させる。
【００１０】
図１に示す状態では、クラッチ部材２４はサンギヤ１１に近づく側の位置にもたらされている。その位置では、クラッチ部材２４の入力内歯部２４ａが入力軸１に固定された入力側係合部２１に係合し、クラッチ部材２４の出力内歯部２４ｂが出力軸２に固定された出力側係合部２２に係合している。遊星キャリア１４の遊星側係合部２３はどの部材にも係合していない。このような連結関係であるので、入力軸１の回転が、クラッチ部材２４を介して、そのまま減速することなく出力軸２に伝わる。入力軸１と出力軸２とは直結構造となるので、減速比は１．０である。
【００１１】
図２に示すローレンジ走行状態では、クラッチ部材２４は出力軸２に近づく側の位置にもたらされている。その位置では、クラッチ部材２４の遊星外歯部２４ｃが遊星キャリア１４の遊星側係合部２３に係合し、クラッチ部材２４の出力内歯部２４ｂが出力軸２に固定された出力側係合部２２に係合している。入力軸１に固定された入力側係合部２１は、どの部材にも係合していない。このような連結関係であるので、入力軸１の回転は遊星歯車機構１０によって減速され、この減速した回転がクラッチ部材２４を介して出力軸２に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−８７６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１および図２に示したような変速機には、次のような課題がある。
【００１４】
まず第一に、入力軸の軸線方向に変位可能なスリーブ状のクラッチ部材２４が、その内径側に入力内歯部２４ａおよび出力内歯部２４ｂを有し、その外径側に遊星外歯部２４ｃを有する必要があり、さらにそれらの歯部２４ａ，２４ｂ，２４ｃはそれぞれ軸線方向にずれて位置しているため、クラッチ部材２４の軸線方向長さが長くなり、変速機全体としてコンパクトな設計をすることが困難となる。
【００１５】
次に、ローレンジ走行状態では、入力軸１の回転は、遊星歯車機構１０を介して減速され、この減速された回転がクラッチ部材２４を介して出力軸２に伝達される。サンギヤ１１の歯数をＺｓ、固定リングギヤの内歯の歯数をＺｒとすると、減速比は以下の式で表せる。
【００１６】
減速比＝（Ｚｓ＋Ｚｒ）／Ｚｓ＝１＋（Ｚｒ／Ｚｓ）
上式において、Ｚｒ＞Ｚｓの関係があるので、減速比は必ず２．０以上になる。ローレンジにおいてより効率的な走行状態を確保するには、減速比をより細やかに設定できるようにすることが望ましい。
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、全体構造をよりコンパクトにすることのできる変速機を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、減速比をより細やかに設定できる変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に従った変速機は、入力軸と、入力軸に連結された入力側サンギヤと、出力軸と、出力軸に連結された出力側サンギヤと、入力側サンギヤに噛み合う入力ギヤ部および出力側サンギヤに噛み合う出力ギヤ部を有するピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオン軸を有し、入力軸と同心に回転可能に設けられた遊星キャリアと、遊星キャリアを、固定部材に連結して静止させる位置と、入力軸に連結して入力軸と一体回転させる位置とに切り換える切換機構とを備える。
【００２０】
一つの実施形態では、切換機構は、固定部材に連結固定された固定側係合部と、遊星キャリアに連結固定された遊星側係合部と、入力軸に連結固定された入力側係合部と、入力軸の軸線方向に沿って第１の位置と第２の位置との間を移動可能に設けられ、第１の位置において固定側係合部と遊星側係合部とを連結し、第２の位置において入力側係合部と遊星側係合部とを連結するクラッチ部材とを備える。
【００２１】
好ましくは、固定部材は、入力軸と同心でこの入力軸を取り囲む固定側リング部材を含む。上記の固定側係合部は、固定側リング部材に設けられている。好ましくは、遊星キャリアは、入力軸と同心で、入力軸と固定側リング部材との間を通過して延びる筒状部材と、この筒状部材の外周面に固定連結された遊星側リング部材を含む。遊星側係合部は、遊星側リング部材に設けられている。好ましくは、入力軸は、入力軸と同心で入力軸に固定連結された入力側リング部材を含む。入力側係合部は、入力側リング部材に設けられている。
【００２２】
一つの実施形態では、固定側リング部材、遊星側リング部材および入力側リング部材は、同じ大きさの外径寸法を有している。また、好ましくは、固定側係合部と遊星側係合部との間に第１シンクロナイザーリングを備え、遊星側係合部と入力側係合部との間に第２シンクロナイザーリングを備える。
【００２３】
好ましくは、切換機構は、入力軸の軸線方向に見て、入出力側サンギヤとピニオンギヤとからなる遊星歯車機構の一方側に集約配置されている。一つの実施形態では、切換機構は、入力軸の軸線方向に見て、遊星歯車機構の入力側に集約配置されている。
【００２４】
上記の特徴的な構成の技術的意義または作用効果等については、以下の項で詳細に説明する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、変速機の全体構造をよりコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ハイレンジ走行状態にある従来の変速機を模式的に示す図である。
【図２】ローレンジ走行状態にある従来の変速機を模式的に示す図である。
【図３】ローレンジ走行状態にある本発明の一実施形態に係る変速機を模式的に示す図である。
【図４】ハイレンジ走行状態にある本発明の一実施形態に係る変速機を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図３および図４は、本発明の一実施形態に係る変速機を模式的に示す図であり、図３はローレンジ走行時の状態を示し、図４はハイレンジ走行時の状態を示している。
【００２８】
図３および図４に示す変速機は、入力軸１と、出力軸２と、入力軸１の回転を減速する遊星歯車機構３０と、入力軸１から出力軸２への動力伝達経路を切り換える切換機構４０とを備える。
【００２９】
遊星歯車機構３０は、入力軸１に連結されて入力軸と共に一体となって回転する入力側サンギヤ３１と、出力軸２に連結されて出力軸と共に一体となって回転する出力側サンギヤ３２と、入力側サンギヤ３１に噛み合う入力ギヤ部３３ａおよび出力側サンギヤ３２に噛み合う出力側ギヤ部３３ｂを有するピニオンギヤ３３と、ピニオンギヤ３３を回転自在に支持するピニオン軸３４ａを有し、入力軸１と同心に回転可能に設けられた遊星キャリア３４とを含む。
【００３０】
切換機構４０は、固定部材４１に連結固定された固定側係合部４３と、遊星キャリア３４に連結固定された遊星側係合部４５と、入力軸１に連結固定された入力側係合部４７と、入力軸１の軸線方向に沿って第１の位置と第２の位置との間を移動可能に設けられたクラッチ部材４８とを備える。クラッチ部材４８は、図３に示す第１の位置において、固定側係合部４３と遊星側係合部４５とを連結し、図４に示す第２の位置において、入力側係合部４７と遊星側係合部４５とを連結する。
【００３１】
固定部材４１は、入力軸１と同心でこの入力軸を取り囲む固定側リング部材４２を含む。前述した固定側係合部４３は、固定側リング部材４２に設けられている。
【００３２】
遊星キャリア３４は、ピニオンギヤ３３を回転自在に支持するピニオン軸３４ａと、入力軸１と同心で、入力軸１と固定側リング部材４２との間を通過して延びる筒状部材３４ｂと、この筒状部材３４ｂの外周面に固定連結される遊星側リング部材４４とを含む。前述した遊星側係合部４５は、遊星側リング部材４４に設けられている。
【００３３】
入力軸１は、入力軸と同心で入力軸に固定連結された入力側リング部材４６を含む。前述した入力側係合部４７は、入力側リング部材４６に設けられている。
【００３４】
クラッチ部材４８は、常に遊星側係合部４５に係合しており、図３に示す第１の位置にもたらされたときに固定側係合部４３に係合し、図４に示す第２の位置にもたらされたときに入力側係合部４７に係合する。クラッチ部材４８および各係合部４３，４５，４７の構造をシンプルにするために、好ましくは、固定側リング部材４２、遊星側リング部材４４および入力側リング部材４６は、同じ大きさの外径寸法を有している。
【００３５】
図３および図４に示すように、好ましくは、固定側係合部４３と遊星側係合部４５との間に第１シンクロナイザーリング５０を配置し、入力側係合部４７と遊星側係合部４５との間に第２シンクロナイザーリング５１を配置する。第１シンクロナイザーリング５０は、クラッチ部材４８を固定側係合部４３および遊星側係合部４５の両者に噛合せるときに固定側リング部材４２および遊星側リング部材４４の回転を同期させるものである。第２シンクロナイザーリング５１は、クラッチ部材４８を入力側係合部４７および遊星側係合部４５の両者に噛合せるときに入力側リング部材４６および遊星側リング部材４４の回転を同期させるものである。
【００３６】
図３および図４に示した実施形態では、切換機構４０は、入力軸１の軸線方向に見て、入出力側サンギヤ３１，３２とピニオンギヤ３３とからなる遊星歯車機構３０の一方側、例えば遊星歯車機構の入力側に集約配置されている。
【００３７】
図３を参照して、ローレンジ走行時の変速機の動作を説明する。入力軸１の回転は、入力側サンギヤ３１を介してピニオンギヤ３３に伝達される。クラッチ部材４８は、固定部材４１の固定側係合部４３と遊星キャリア３４の遊星側係合部４５とを連結しているので、遊星キャリア３４は回転しない。従って、ピニオンギヤ３３は、公転運動をせずに自転運動だけを行う。このピニオンギヤ３３の自転回転は、出力側サンギヤ３２を介して出力軸２に伝達される。互いに噛合うギヤの歯数を適宜選択すれば、入力軸１から出力軸２への減速比を所望の値にすることができる。当然のことながら、２．０以下の減速比を得ることも可能である。
【００３８】
図４を参照して、ハイレンジ走行時の変速機の動作を説明する。入力軸１の回転は、入力側サンギヤ３１を介してピニオンギヤ３３に伝達される。クラッチ部材４８は、入力軸１に連結固定された入力側係合部４７と遊星キャリア４３の遊星側係合部４５とを連結しているので、遊星キャリア３４と入力軸１とは一体となって回転する。遊星キャリア３４の回転は、ピニオンギヤ３３および出力側サンギヤ３２を介して出力軸２に伝達される。      
【００３９】
上記に説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。
【００４０】
（１）サンギヤ３１，３２を２個配置し、１個のピニオンギヤ３３を２個のサンギヤに噛合せる構造として、インターナルギヤを廃止したので、よりコンパクトな変速機とすることができる。
【００４１】
（２）スリーブ形状のクラッチ部材は、その内面側のみに、入力側係合部、遊星側係合部および固定側係合部にそれぞれ噛み合う被係合部を有しているので、外面および内面の両方に被係合部をもつ従来（図１および図２）のクラッチ部材に比べて、スリーブ長さを短くでき、構造的にもシンプルなものにすることができる。
【００４２】
（３）クラッチ部材４８を有する切換機構４０を、遊星歯車機構３０の片側に集約配置しているので、クラッチ部材４８を動かす変速動作をシフトレバー方式で行うことができる。したがって、油圧クラッチ切替方式に必要な油圧アクチュエーター等を配置する必要が無く、マニュアルトランスミッションにも採用できる。また、入力軸、出力軸が同心であるため、オートマチックトランスミッションにも採用できる。
【００４３】
（４）サンギヤおよびピニオンギヤの歯数設定により、ローレンジ走行時の減速比として、２．０以下の値を実現できる。
【００４４】
（５）切換機構がシンクロナイザーリングを含むシンクロメッシュ機構を備えているので、走行中に変速してもギヤ鳴りは発生しない。
【００４５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、燃費を向上しつつ良好な車両走行性能を維持することのできる変速機として有利に利用され得る。
【符号の説明】
【００４７】
１  入力軸、２  出力軸、１０  遊星歯車機構、１１  サンギヤ、１２  ピニオンギヤ、１３  リングギヤ、１４  遊星キャリア、２０  切換機構、２１  入力側係合部、２２  出力側係合部、２３  遊星側係合部、２４  クラッチ部材、２４ａ  入力内歯部、２４ｂ  出力内歯部、２４ｃ  遊星外歯部、３０  遊星歯車機構、３１  入力側サンギヤ、３２  出力側サンギヤ、３３  ピニオンギヤ、３３ａ  入力ギヤ部、３３ｂ  出力ギヤ部、３４  遊星キャリア、３４ａ  ピニオン軸、３４ｂ  筒状部材、４０  切換機構、４１  固定部材、４２  固定側リング部材、４３  固定側係合部、４４  遊星側リング部材、４５  遊星側係合部、４６  入力側リング部材、４７  入力側係合部、４８  クラッチ部材、５０  第１シンクロナイザーリング、５１  第２シンクロナイザーリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013253637.tif 000006