(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１クラッチ板と第２クラッチ板と、第１クラッチ板に連結した第１入力軸と、第２クラッチ板に連結した第２入力軸と、第１入力軸から第２入力軸に回転を伝達する副軸と、第１入力軸から副軸を介して第２入力軸に伝達される回転を反転するアイドラ軸と、該第１入力軸または第２入力軸からの回転を差動装置に伝達する出力軸とを具備し、第１入力軸と第２入力軸とは同心的に配され、上記第１入力軸にはリバース、１速および３速用の駆動歯車が担持され、上記第２入力軸には２速、４速、５速および５速以上の高速な変速段用の駆動歯車が取付けられ、上記副軸には第１入力軸の歯車に噛合して第１入力軸の回転を副軸に伝達する歯車と、第２入力軸の２速用歯車以外の歯車を１速用被駆動歯車として該歯車に噛合する１速用駆動歯車と、アイドラ軸の歯車に噛合するリバース用駆動歯車と、該１速用歯車と該リバース用歯車とをセレクトするスリーブ付カップリングとが担持され、上記アイドラ軸の歯車はリバース時に被駆動歯車となる第２入力軸の２速用歯車以外の歯車と噛合し、上記出力軸には２速、３速、４速、５速および５速以上の高速な変速段用の被駆動歯車と、該歯車の一つをセレクトするスリーブ付カップリングと、差動装置に回転を伝達する歯車とが担持され、各歯車は第１入力軸および第２入力軸の対応する各駆動歯車が噛合していることを特徴とする多段変速機
【請求項２】
上記出力軸に加えて更にもう一つの出力軸を追加し、該出力軸に２速用被駆動歯車と６速あるいは６速よりも高速なすべての変速段用歯車とを担持させた請求項１に記載の自動車用多段変速機
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はツインクラッチ式の変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のツインクラッチ式の変速機は２枚のクラッチ板と、該クラッチ板に連結される２本の入力軸と、一方の入力軸（第１入力軸）の回転を他方の入力軸（第２入力軸）に伝達するための副軸および該回転を反転させるアイドラ軸と、第２入力軸から回転が伝達される出力軸とを具備し、第１入力軸には奇数段用（１速、３速、５速用）の歯車が担持され、第２入力軸には偶数段用（２速、４速用）の歯車が担持されている。
上記構成では１速の場合には副軸の１速用駆動歯車から第２入力軸の４速用駆動歯車（１速用被駆動歯車になる）を介して第２入力軸へ回転を伝達し、更に２速用駆動歯車を介して出力軸に伝達する。リバースの場合には副軸のリバース用駆動歯車からアイドラ軸の歯車で回転を反転させて第２入力軸の４速用駆動歯車を介して第２入力軸に回転を伝達し、更に２速用駆動歯車を介して出力軸に伝達するか、あるいはアイドラ軸の歯車の回転を直接出力軸の２速用被駆動歯車に伝達する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では１速の場合に第２入力軸の２速用歯車を利用して出力軸へ回転を伝達するために、第１入力軸から副軸を介して第２入力軸に回転を伝達するまでにある程度減速されていなければ、１速としての必要な歯車比を得ることが出来ない。
そのためには第１入力軸の回転を副軸に伝達する駆動歯車のピッチ径は、第２入力軸の副軸からの回転が伝達される被駆動歯車のピッチ径よりも小さいことが要求される。上記ピッチ径の差が小さいと第１入力軸から副軸を介して第２入力軸へ回転を伝達する際の減速比が十分に得られず、第２入力軸から出力軸への回転伝達に第２入力軸の２速用駆動歯車と出力軸の２速用被駆動歯車との減速比をかけ合わせても、１速として必要な大きい減速比が得られにくい。
前進５段の場合には第１入力軸のピッチ径の小さい３速用駆動歯車を利用して副軸へ回転を伝達し、更に第２入力軸のピッチ径の大きい４速用駆動歯車を副軸からの回転を伝達する被駆動歯車として利用する。第１入力軸に副軸へ回転を伝達するための歯車や第２入力軸に副軸からの回転を伝達するための歯車を専用に設けることは変速機の軸方向の長さ短縮と云う目的に反し、かつ構造簡素化の妨げとなる。
したがって上記したように第１入力軸の３速用駆動歯車と第２入力軸の４速用駆動歯車を利用するのであるが、３速用歯車比と４速用歯車比との差は一般的に小さく、そのためにピッチ径の差も小さくなり、３速用駆動歯車から４速用駆動歯車までの減速比、即ち第１入力軸から副軸を介して第２入力軸までの減速比が十分とれず、その結果１速としての大きな減速比が得られないと云う問題が発生する。
更にリバースを実現するためには前記したように第１入力軸の３速用駆動歯車から副軸を介して出力軸の２速用被駆動歯車に逆回転を伝達して必要な減速比を得るか、あるいは第１入力軸の３速用駆動歯車から副軸、アイドラ軸を介して反転した回転を第２入力軸の２速用駆動歯車に伝達し、その該２速用歯車比を利用して必要な減速比を得ることになる。
前者の方法では副軸に第１入力軸の３速用駆動歯車と噛合する歯車と出力軸の歯車と噛合する歯車とを担持させる必要があり、同時に１速の実現のために副軸に１速用駆動歯車、第２入力軸に１速用被駆動歯車を担持させる必要があり、これを両立させるためには設計の自由度はかなり制限される。
後者の方法では第２入力軸の２速用駆動歯車のピッチ径が小さいので、アイドラ軸の歯車を介して第２入力軸の２速用駆動歯車を駆動する副軸の歯車のピッチ径を出来るだけ小さくしてここでの減速比を１以上にしようとすると、副軸自体が細くなって強度上不利になり、したがって減速比は自ずから限界がある。そこで第１入力軸の３速用駆動歯車から副軸へ回転を伝達する際の減速比を大きくして減速比を補完しようとすると、副軸には大径な歯車が必要となり、副軸と入力軸との軸間距離が拡大し、更に１速との両立を考慮すると設計の自由度はかなり制限される。いずれにしてもリバースの場合も大きな減速比を得ることは困難である。
第２入力軸に６速用駆動歯車を担持させて６段変速とすると、副軸からの回転が伝達される被駆動歯車としてピッチ径の大きい６速用駆動歯車や４速用駆動歯車を利用することが出来、第１入力軸の３速用駆動歯車とのピッチ径の差が拡がり、上記問題は軽減されるが、その代わりに変速機の軸方向の長さが長くなると云う新たな問題が発生する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、第１クラッチ板Ｄ1 と第２クラッチ板Ｄ2 と、第１クラッチ板Ｄ1 に連結した第１入力軸Ｘ1 と、第２クラッチ板Ｄ2 に連結した第２入力軸Ｘ2 と、第１入力軸Ｘ1 から第２入力軸Ｘ2 に回転を伝達する副軸Ｘs と、第１入力軸Ｘ1 から副軸Ｘs を介して第２入力軸Ｘ2 に伝達される回転を反転するアイドラ軸ＸR と、該第１入力軸Ｘ1 または第２入力軸Ｘ2 からの回転を差動装置ＤＦに伝達する出力軸Ｘo とを具備し、第１入力軸Ｘ1 と第２入力軸Ｘ2 とは同心的に配され、上記第１入力軸Ｘ1 にはリバース、１速および３速用の駆動歯車Ｇ１が担持され、上記第２入力軸Ｘ2 には２速、４速、５速および５速以上の高速な変速段用の駆動歯車Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が取付けられ、上記副軸Ｘs には第１入力軸Ｘ1 の歯車Ｇ１に噛合して第１入力軸Ｘ1 の回転を副軸Ｘs に伝達する歯車Ｇ１３と、第２入力軸Ｘ2 の２速用歯車以外の歯車を１速用被駆動歯車として該歯車に噛合する１速用駆動歯車Ｇ１１と、アイドラ軸ＸR の歯車Ｇ１４に噛合するリバース用駆動歯車Ｇ１２と、該１速用歯車Ｇ１１と該リバース用歯車Ｇ１２とをセレクトするスリーブＳ3 付カップリングＣ3 とが担持され、上記アイドラ軸ＸR の歯車Ｇ１４はリバース時に被駆動歯車となる第２入力軸の２速用歯車以外の歯車と噛合し、上記出力軸Ｘo には２速、３速、４速、５速および５速以上の高速な変速段用の被駆動歯車Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８と、該歯車の一つをセレクトするスリーブＳ1 、Ｓ2 付カップリングＣ1 、Ｃ2 と、差動装置ＤＦに回転を伝達する歯車Ｇ９とが担持され、各歯車Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８は第１入力軸Ｘ1 および第２入力軸Ｘ2 の対応する各駆動歯車Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が噛合している多段変速機を提供するものである。
【０００５】
６段以上の高速段変速機の場合には、上記出力軸Ｘo に加えて更にもう一つの出力軸Ｘ’o を追加し、該出力軸Ｘ’o に２速用被駆動歯車Ｇ５と６速あるいは６速よりも高速なすべての変速段用歯車Ｇ１６とを担持させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例を図１に示す。図においてＤ1 はリバース、１速、３速の駆動を行う第１クラッチ板であり、Ｄ2 は２速、４速、５速、および５速よりも高速なすべての変速段の駆動を行う第２クラッチ板である。
【０００７】
第１クラッチＤ1 には第１入力軸Ｘ1 が連結し、第２クラッチＤ2 には第２入力軸Ｘ2 が連結し、第２入力軸Ｘ2 は中空であり内部に第１入力軸Ｘ1 が挿通され、したがって第１入力軸Ｘ1 と第２入力軸Ｘ2 とは同心的に配置される。
【０００８】
第１入力軸Ｘ1 には３速および１速、リバース用駆動歯車Ｇ１が固定的に取付けられており、第２入力軸Ｘ2 には２速用駆動歯車Ｇ２、４速用駆動歯車Ｇ３、５速用駆動歯車Ｇ４が軸に対して固定的に取付けられている。
【０００９】
Ｘo は出力軸であり該出力軸Ｘo には２速用被駆動歯車Ｇ５、３速用被駆動歯車Ｇ６、４速用被駆動歯車Ｇ７、５速用被駆動歯車Ｇ８が軸に対して回転自在に取付けられており、更に出力用歯車Ｇ９が軸に対して固定的に取付けられている。上記歯車Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８にはそれぞれハブＨ５、Ｈ６、Ｈ７、Ｈ８が設けられており、歯車Ｇ５、Ｇ７間、歯車Ｇ６、Ｇ８間にはそれぞれスリーブＳ1 を有するカップリングＣ1 、スリーブＳ2 を有するカップリングＣ2 が介在されている。そして歯車Ｇ６は第１入力軸Ｘ1 の歯車Ｇ１と噛合し、歯車Ｇ５、Ｇ７、Ｇ８は第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４にそれぞれ噛合し、歯車Ｇ９は差動装置ＤＦの歯車Ｇ１０に噛合している。
【００１０】
Ｘs は副軸であり該副軸Ｘs には１速用被駆動歯車Ｇ１１、リバース用被駆動歯車Ｇ１２が軸に対して回転自在に取付けられており、更に回転伝達用歯車Ｇ１３が軸に対して固定的に取付けられている。上記歯車Ｇ１１、Ｇ１２にはそれぞれハブＨ１１、Ｈ１２が設けられており、歯車Ｇ１１、Ｇ１２間にはスリーブＳ3 を有するカップリングＣ3 が介在されている。そして歯車Ｇ１３は第１入力軸Ｘ1 の歯車Ｇ１と噛合し、歯車Ｇ１１は第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ４が噛合している。即ち第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ４は５速用の他、１速の場合に副軸Ｘs の回転を第２入力軸Ｘ2 に伝える被駆動歯車として働く。
【００１１】
ＸR はアイドラ軸であり該アイドラ軸ＸR には反転歯車Ｇ１４が軸に対して固定的に取付けられており、該歯車Ｇ１４は第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ３に噛合している。即ち第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ３は４速用の他、リバースの場合に副軸Ｘs の回転をアイドラ軸ＸR を介して第２入力軸Ｘ2 に伝える被駆動歯車として働く。
【００１２】
上記構成において、第２入力軸Ｘ2 の５速用駆動歯車Ｇ４のピッチ径は、第１入力軸Ｘ1 の３速および１速、リバース用駆動歯車Ｇ１のピッチ径よりも大きく、更に該歯車Ｇ４のピッチ径は第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ３、即ちリバース時に副軸Ｘs の回転をアイドラ軸ＸR を介して第２入力軸Ｘ2 に伝える被駆動歯車として働く歯車Ｇ３のピッチ径よりも大きい。
【００１３】
以下に上記構成の動作を説明する。
〔１速〕
スリーブＳ3 を１速用歯車Ｇ１１側へスライドさせてカップリングＣ3 と１速用歯車Ｇ１１のハブＨ１１とを接続する。第１入力軸Ｘ1 の回転は歯車Ｇ１より副軸Ｘs の歯車Ｇ１３を介して副軸Ｘs に伝達され、更に副軸Ｘs の歯車Ｇ１１より第２入力軸Ｘ2 の２速用駆動歯車Ｇ２以外の歯車Ｇ４を介して第２入力軸Ｘ2 に伝達される。更にスリーブＳ1 を２速用歯車Ｇ５側へスライドさせてカップリングＣ1 と２速用歯車Ｇ５のハブＨ５とを接続すると、該第２入力軸Ｘ2 の回転は歯車Ｇ２より出力軸Ｘo の歯車Ｇ５を介して出力軸Ｘo に伝達され、該出力軸Ｘo の回転は歯車Ｇ９を介して差動装置ＤＦの歯車Ｇ１０に伝達される。
【００１４】
〔リバース〕
スリーブＳ3 をリバース用歯車Ｇ１２側へスライドさせてカップリングＣ3 とリバース用歯車Ｇ１２のハブＨ１２とを接続する。そうすると副軸Ｘs の回転はアイドラ軸ＸR の歯車Ｇ１４によって反転されて第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ３を介して第２入力軸Ｘ2 に伝達され、第２入力軸Ｘ2 の回転はスリーブＳ1 を２速用歯車Ｇ５側へスライドさせてカップリングＣ1 と２速用歯車Ｇ５のハブＨ５とを接続することにより歯車Ｇ２より出力軸Ｘo の歯車Ｇ５を介して出力軸Ｘo に伝達され、更に歯車Ｇ９を介して差動装置ＤＦの歯車Ｇ１０に伝達される。
【００１５】
〔２速〕
スリーブＳ1 を２速用歯車Ｇ５側へスライドさせてカップリングＣ1 と歯車Ｇ５のハブＨ５とを接続する。第２入力軸Ｘ2 の回転は歯車Ｇ２から出力軸Ｘo の歯車Ｇ５を介して出力軸Ｘo に伝達され、更に１速、リバースの場合と同様差動装置ＤＦに伝達される。
【００１６】
〔３速〕
スリーブＳ2 を３速用歯車Ｇ６側へスライドさせてカップリングＣ2 と歯車Ｇ６のハブＨ６とを接続する。第１入力軸Ｘ1 の回転は出力軸Ｘo の歯車Ｇ６を介して出力軸Ｘo に伝達され、前記と同様差動装置ＤＦに伝達される。
【００１７】
〔４速〕
スリーブＳ1 を４速用歯車Ｇ７側へスライドさせてカップリングＣ1 と歯車Ｇ７のハブＨ７とを接続する。この場合は第２入力軸Ｘ2 の回転は歯車Ｇ３から出力軸Ｘo の歯車Ｇ７を介して出力軸Ｘo に伝達され、前記と同様差動装置ＤＦに伝達される。
【００１８】
〔５速〕
スリーブＳ2 を５速用歯車Ｇ８側へスライドさせてカップリングＣ2 と歯車Ｇ８のハブＨ８とを接続する。第２入力軸Ｘ2 の回転は歯車Ｇ４から出力軸Ｘo の歯車Ｇ８を介して出力軸Ｘo に伝達され、前記と同様差動装置ＤＦに伝達される。
【００１９】
図２に本発明の他の実施例が示される。前実施例では副軸Ｘs を駆動するために第１入力軸Ｘ1 の歯車Ｇ１を使用したが、本実施例では第１入力軸Ｘ1 に副軸Ｘs 駆動専用歯車Ｇ１５を追加した。
【００２０】
歯車Ｇ１は出力軸Ｘo の３速用歯車Ｇ６と噛合しているのでピッチ径は制限される。しかし本実施例の場合には歯車Ｇ１５は副軸Ｘs 駆動専用であるから、歯車Ｇ１よりもピッチ径を小さくして１速およびリバースの減速比をより大きくとることが出来る。なお該歯車Ｇ１５のピッチ径よりも第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ４のピッチ径の方が当然大きい。
【００２１】
図３以下には６段変速機に関する実施例が示される。図３に示す実施例は図１に示す実施例を６段化したものであって、出力軸が長くならないようにするために出力軸Ｘ’o を１本追加し、該出力軸Ｘ’o に２速用歯車Ｇ５と６速用歯車Ｇ１６と差動装置駆動用歯車Ｇ１７とを取付け、該歯車Ｇ５、Ｇ１６間にそれぞれのハブＨ５、Ｈ１６に接続するためのスリーブＳ6 を有するカップリングＣ6 を介在させる。出力軸Ｘo にあっては２速用歯車Ｇ５を出力軸Ｘ’o に移したので、４速用歯車Ｇ７と５速用歯車Ｇ８との間にそれぞれのハブＨ７、Ｈ８に接続するためのスリーブＳ5 を有するカップリングＣ5 を介在させ、更に３速用歯車Ｇ６専用にスリーブＳ4 を有するカップリングＣ4 を取付けた。この実施例では第２入力軸Ｘ2 の５速用駆動歯車Ｇ４を６速用に共用している。
【００２２】
図４には６段変速機の他の実施例が示される。本実施例は図２に示す実施例を６段化したものであり、即ち図３に示す実施例において第１入力軸Ｘ1 に副軸Ｘs 駆動専用歯車Ｇ１８を追加し、該歯車Ｇ１８を副軸Ｘs の歯車Ｇ１３に噛合させる。
【００２３】
図５には６段変速機の更に他の実施例が示される。この実施例では図１に示す実施例を６段化したものであり、図３に示す実施例に６速駆動専用歯車Ｇ１９を第２入力軸Ｘ2 に追加して歯車Ｇ４を５速用とし、該歯車Ｇ１９を出力軸Ｘ’o の６速用被駆動歯車Ｇ１６に噛合させる。
【００２４】
図６には６段変速機の更に他の実施例が示される。本実施例は図２に示す実施例を６段化したものであり、図５に示す実施例において第１入力軸Ｘ1 に副軸Ｘs 駆動専用歯車Ｇ１８を追加し、該歯車Ｇ１８を副軸Ｘs の歯車Ｇ１３に噛合させる。
【００２５】
上記図３〜図６に示す６段変速機の実施例では、１速駆動時の副軸Ｘs の回転は第２入力軸Ｘ2 の２速用駆動歯車Ｇ２以外の歯車Ｇ４に伝達されるが、該歯車Ｇ４のピッチ径は第１入力軸Ｘ1 の歯車Ｇ１またはＧ１８のピッチ径よりも大きく、またリバース駆動時の副軸Ｘs の回転が伝達される第２入力軸Ｘ2 の歯車Ｇ３のピッチ径よりも大きい。
【００２６】
上記６段変速機において、２速の場合はスリーブＳ6 を歯車Ｇ５側へスライドさせてカップリングＣ6 と歯車Ｇ５のハブＨ５とを接続し、第２入力軸Ｘ2 の回転を歯車Ｇ２、歯車Ｇ５を介して出力軸Ｘ’o に伝達し、６速の場合はスリーブＳ6 を歯車Ｇ１６側へスライドさせてカップリングＣ6 と歯車Ｇ１６のハブＨ１６とを接続し、第２入力軸Ｘ2 の回転を図３、図４に示す実施例では歯車Ｇ４、図５、図６に示す実施例では歯車Ｇ１９から歯車Ｇ１６を介して出力軸Ｘ’o に伝達する。
【００２７】
上記実施例以外、６段変速機にあっては第２入力軸Ｘ2 に２速用歯車Ｇ２、４速用歯車Ｇ３、５速および６速用歯車Ｇ４、あるいは図５、図６に示す実施例にあっては６速用歯車Ｇ１９の位置を入れかえてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明では２速用駆動歯車Ｇ２が取付けられている第２入力軸Ｘ2 に奇数段歯車である５速用歯車Ｇ４を取付け、１速の場合には該歯車Ｇ４は副軸Ｘs の回転を第２入力軸Ｘ2 に伝達する被駆動歯車としても働くから、第１入力軸Ｘ1 の３速用歯車Ｇ１とのピッチ径差を大きくとることが出来る。したがって３速用駆動歯車Ｇ１から５速用駆動歯車Ｇ４までの減速比を大きくとることが可能となり、１速の場合には第２入力軸Ｘ2 の回転は２速用歯車Ｇ２を介して出力軸Ｘo に伝達するので、該歯車Ｇ２の歯車比を利用することによって減速比を大きくとることが出来る。
【００２９】
リバースの場合は副軸Ｘs の回転をアイドラ軸ＸR を介して第２入力軸Ｘ2 に伝達するための被駆動歯車として４速用駆動歯車Ｇ３を使用するから、副軸Ｘs の回転をアイドラ軸ＸR に伝達するための歯車Ｇ１２のピッチ径をさほど小さくしなくても、１速の場合と同等の減速比が得られ、更に１速の場合と同様２速用歯車Ｇ２によって出力軸Ｘo に回転を伝達するので、リバースとしての減速比を大きくとることが出来る。
【００３０】
本発明では従来奇数段用駆動歯車を担持する第１入力軸Ｘ1 から５速用歯車Ｇ４を偶数段用駆動歯車を担持する第２入力軸Ｘ2 に移しただけであるから、従来に比して変速機の軸方向の長さの増加は殆んどなく、また歯車Ｇ４を第２入力軸Ｘ2 に移したことによって４速←→５速の変速はツインクラッチ式の変速を行うことが出来ず、シングルクラッチ式の変速となるが、シングルクラッチ式変速の場合に変速性能として問題になる変速段は低速段側であり、４速←→５速のような高速段側の変速では変速性能に関して殆んど問題がない。本発明では１速から４速までの変速はツインクラッチ式変速を適用するから変速性能の損失は最低限に抑えられる。
【００３１】
本発明では更に６速を追加する場合には出力軸を１本追加し、２速用歯車と６速用歯車とを追加した出力軸に担持させる。したがって６速を追加しても変速機の軸方向の長さは増加しない。
【図面の簡単な説明】
図１および図２は５段変速機の実施例に関するものである。
【図１】５段変速機の一実施例の説明図
【図２】他の実施例の説明図
図３〜図６は６段変速機の実施例に関するものである。
【図３】６段変速機の一実施例の説明図
【図４】他の実施例の説明図
【図５】更に他の実施例の説明図
【図６】更に他の実施例の説明図
【符号の説明】
Ｄ1     第１クラッチ板
Ｄ2     第２クラッチ板
Ｘ1     第１入力軸
Ｘ2     第２入力軸
Ｘo     出力軸
Ｘs     副軸
ＸR     アイドラ軸
Ｇ      歯車
Ｓ      スリーブ
Ｈ      ハブ
Ｃ      カップリング
【図１】
0003741355.tif 000002
【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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