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JP2006132755A - 変速装置 - Google Patents

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JP2006132755A
JP2006132755A JP2004325587A JP2004325587A JP2006132755A JP 2006132755 A JP2006132755 A JP 2006132755A JP 2004325587 A JP2004325587 A JP 2004325587A JP 2004325587 A JP2004325587 A JP 2004325587A JP 2006132755 A JP2006132755 A JP 2006132755A
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Masahiro Okubo
正博 大窪
Hiroki Mori
広樹 森
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths

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Abstract

【課題】変速装置のギヤ等の構成要素を少なくするとともに、軸間距離を短縮することで、複式クラッチ装置に対応した変速装置の小型化を図る。また、複式クラッチ装置に対応した変速装置の切換機構の配置を同一の軸に集中させることで、切換機構の制御をシンプルにする。
【解決手段】この変速装置2は、第1入力軸10と、第2入力軸20と、副軸30と、出力軸40と、第1歯車対110と、第2歯車対120と、第3歯車対130と、第4歯車対140と、第1切換機構160と、第2切換機構170とから構成されている。副軸30は、第1入力軸10に対して並行に配置されている。この変速装置2は、第2歯車対120の第1入力軸10から副軸30への減速比をα2、第4歯車対140の副軸30から出力軸40への減速比をα4とした場合に、α2<α4である。
【選択図】図3

Description

本発明は、変速装置、特に複式クラッチ装置に対応した変速装置に関する。
車両の変速を自動的に行う手段として自動変速機(AT)がある。近年のATは、例えばトルクコンバータと複数の遊星ギヤ及びクラッチを組み合わせたものが主流となっている。ATは、トルクコンバータの無段変速作用及び複数のクラッチの自動切換により、手動変速機(MT)で必要とされている発進時、停止時、及び変速時のドライバーによるクラッチ操作が不要になる。一方、ATは、流体を介するトルクコンバータを用いるため、入力側と出力側とを機械的に直接連結しトルクを伝達するMTに比べて伝達効率が劣る。したがって、ATは、ドライバーの労力が軽減されるという利点を有している反面、車両の燃費が低下するという欠点を有している。そこで、MTの伝達効率を確保しつつクラッチ操作を不要とするため、MTの構造をベースに自動化した自動変速機(AMT)が開発されている。
AMTは、MTのクラッチ操作及びトランスミッションの変速操作を自動化しており、従来のMTと同様の伝達効率を確保しつつ、クラッチ操作を不要とすることができる。しかし、AMTは、変速操作をする間はMTと同様にクラッチの連結を解除するため、トルク伝達が一時的に遮断される。トルク伝達が遮断される間は、車両が加速することなく慣性のみで走行する状態となるため、変速時のいわゆるトルク切れは車両の加速に大きく影響し、ドライバーに不快感を与えやすい。一方、ATの場合は、複数のクラッチを用いるため、変速時のトルク切れがない。
以上に述べたトルク切れの問題を解決するため、AMTのクラッチ装置として複式クラッチ装置を採用しているものが開発されている。複式クラッチ装置は、主に、入力軸と、第1出力軸と、第2出力軸と、第1クラッチと、第2クラッチとから構成される。入力軸は、エンジンから複式クラッチ装置へトルクを入力するためのものである。第1出力軸は、トランスミッション側へトルクを出力するためのものであり、入力軸と同軸上に配置されている。第2出力軸は、トランスミッション側へトルクを出力するためのものであり、第1出力軸の外周側に同軸上に配置された筒状の部材である。第1クラッチは、入力軸に入力されたトルクを第1出力軸へ伝達及び遮断するためのものである。第2クラッチは、入力軸に入力されたトルクを第2出力軸へ伝達及び遮断するためのものであり、第1クラッチの外周側に配置されている(例えば、特許文献1を参照。)。
この複式クラッチ装置は、トルク切れを防止するため、第1及び第2クラッチにより第1及び第2出力軸へ交互にトルクを伝達可能としている。また、第1及び第2出力軸は、それぞれ異なる歯車対に選択的に連結可能となっている。この複式クラッチ装置は、第1クラッチを連結して第1出力軸へトルクを伝達している状態で第2出力軸をいずれかの歯車対に連結しておき、第1クラッチの連結を解除すると同時に第2クラッチを連結し第2出力軸へトルクを伝達することができる。また、その逆の動作も可能となっている。したがって、この複式クラッチ装置を採用したAMTは、変速時にトルク切れが発生せず、スムーズかつ無駄のない変速操作が可能となる。
特開2000−352431号公報 特開2004−217204号公報
以上に述べたAMTには、複数の歯車等で構成される有段変速装置が採用される。有段変速装置は、減速比の関係上、シフトアップ時においては変速後のエンジン回転数が下がる。したがって、減速比のステップ分だけ変速前のエンジン回転数を上げておく必要がある。特に前述のAMTの場合、シフトアップ及びシフトダウンのハンチング防止のため、シフトアップ及びシフトダウン時の車速に一定の余裕を設ける必要があり、変速前のエンジン回転数をMTよりも上げなければならない。この結果、AMTに従来の有段変速装置を用いると、燃費の低下及び騒音の増大を招く。したがって、AMTに搭載する変速装置は、従来より減速比のステップを小さくするため、変速段数を増やす必要があり、変速装置が大型化してしまう。加えて、この変速装置は、発進時において一方のクラッチのみ半クラッチ状態で滑らせているため、一方のクラッチのフェーシングが他方に比べて摩耗するという問題も発生する。
また、複式クラッチ装置は、複数のクラッチとそれに付随する機構とにより軸方向寸法が従来のMT用クラッチよりも大きくなる。この結果、AMT全体の軸方向寸法が大きくなるため、変速装置の小型化が望まれる。しかし、変速装置は、例えば6段変速の場合、前進用として変速段数と同数である6つの歯車対が必要となる。また、それに伴い、4つの切換機構が必要となる(例えば、特許文献2を参照。)。これらの歯車対及び切換機構が軸方向に配置されるため、変速装置の小型化は困難である。
また、従来の変速装置は、主軸、副軸及び出力軸の3本の軸を備えている。FR車用の場合、主軸と出力軸とは同軸上に配置され、副軸は主軸及び出力軸に並行に配置されている。このような構造の場合、各歯車対の減速比の設定によっては歯車の径が大きくなるため、主軸及び出力軸と副軸との軸間距離が大きくなる。特に、主軸側の歯車は、ニードルベアリング等を介して主軸に対して相対回転可能に配置されているため、必要以上に径が大きくなる。そして、減速比の関係上、副軸側の歯車は、第1入力軸側の歯車よりも径が大きくなる。この結果、軸間距離はさらに大きくなり、変速装置が大型化し、AMT全体の大型化を招く。
さらに、従来の変速装置は複数の切換機構を主軸と副軸とに分けて配置しているため、切換機構の制御が複雑になる。また、従来の変速装置は複数の切換機構を主軸と副軸とに分けて配置することで、両軸の軸間距離がさら大きくなり変速装置が大型化する。
本発明の課題は、変速装置のギヤ等の構成要素を少なくするとともに、軸間距離を短縮することで、複式クラッチ装置に対応した変速装置の小型化を図ることにある。
本発明の別の課題は、複式クラッチ装置に対応した変速装置の切換機構の配置を同一の軸上に集中させることで、切換機構の制御をシンプルにすることにある。
請求項1に記載の変速装置は、第1及び第2クラッチを選択的に連結及び遮断可能な複式クラッチ装置を備えた自動変速装置に搭載され、エンジンからのトルクを出力側に伝達するためのものである。この変速装置は、第1入力軸と、第2入力軸と、副軸と、出力軸と、第1歯車対と、第2歯車対と、第3歯車対と、第4歯車対と、第1切換機構と、第2切換機構とから構成されている。第1入力軸は、第1クラッチを介してトルクが入力されるためのものである。第2入力軸は、第2クラッチを介してトルクが入力されるためのものである。副軸は、第1入力軸に対して並行に配置されている。出力軸は、第1入力軸に対して同軸上に配置されている。第1歯車対は、第2入力軸に固定された第1歯車と、副軸に固定され第1歯車と噛み合う第2歯車とから構成されている。第2歯車対は、副軸に対して固定された第3歯車と、第1入力軸に対して相対回転可能に配置され第3歯車と噛み合う第4歯車とから構成されている。第3歯車対は、副軸に対して固定された第5歯車と、第1入力軸に対して相対回転可能に配置され第5歯車と噛み合う第6歯車とから構成されている。第4歯車対は、副軸に対して固定された第7歯車と、出力軸に対して相対回転可能に配置され第7歯車と噛み合う第8歯車とから構成されている。第1切換機構は、第1入力軸と副軸とを第2及び第3歯車対のいずれか一方を介して選択的に連結及び連結解除可能としている。第2切換機構は、副軸と出力軸との第4歯車対を介した連結と、第1入力軸と出力軸との第4歯車対を介さない連結とを選択的に切換及び解除可能としている。また、この変速装置は、第2歯車対の第1入力軸から副軸への減速比をα2、第4歯車対の副軸から出力軸への減速比をα4とした場合に、α2<α4である。
前述のように複式クラッチ装置は、第1及び第2クラッチを選択的に作動させることができるため、変速装置に対して第1及び第2入力軸のいずれか一方からトルクを入力できる。また、第1及び第2切換機構の連結パターンを変更することにより、この変速装置のトルク伝達経路は数通りとなる。例えば、第1及び第2入力軸から出力軸へのトルク伝達経路としては以下の6通りが考えられる。
1)第1入力軸→第1切換機構→第2歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
2)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
3)第1入力軸→第1切換機構→第3歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
4)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第1切換機構→第2歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
5)第1入力軸→第2切換機構→出力軸
6)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第1切換機構→第3歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
したがって、減速比の設定を適切に行い、第1及び第2クラッチの動作に応じて第1及び第2切換機構を適切に切り換えることで、この変速装置は6段変速を実現することができる。そして、従来の6段変速の変速装置と比較すると、従来の変速装置が前進用として少なくとも6つの歯車対と4つの切換機構を必要としているのに対して、この変速装置は前進用として4つの歯車対と2つの切換機構しか必要としない。この結果、この変速装置は、従来に比べて少ない構成要素により6段変速を実現できる。これにより、この変速装置は、従来に比べて軸方向寸法を短縮することができ、小型化を図ることができる。
また、減速比の設定を適切にすることで、第1入力軸と副軸との軸間距離を短縮することもできる。例えば、上記の1)〜6)を第1速から第6速とする。第1〜第4歯車対の減速比α1〜α4は、図1に示すとおりとなる。第1入力軸と副軸との軸間距離は、減速比が最大となる歯車対の歯車径により決まる。第1速から第6速にかけて順番に減速比が小さくなるよう設定する必要がある。したがって、第1速から第3速の減速比の関係より、α3×α4<α1×α4<α2×α4となる。これにより、この変速装置が6段変速を実現するためには、少なくともα3<α1<α2の関係が必要とされる。しかし、α4については特に限定されないため、α2とα4との大小関係により軸間距離が決まる。
α2は、第2歯車対の第1入力軸から副軸への減速比であるため、副軸側の第3歯車の径は第1入力軸側の第4歯車の径よりも大きくなる。一方、第4歯車は第1入力軸に対して相対回転可能に配置されており、第4歯車の内周側にはニードルベアリング等の軸受が設けられているため、第4歯車の径をあまり小さくすることができない。したがって、第3及び第4歯車は小径化が困難である。
それに対して、α4は第4歯車対の副軸から出力軸への減速比であるため、副軸側の第7歯車の径は出力軸側の第8歯車の径よりも小さくなる。また、第8歯車が出力軸に対して相対回転可能に配置されており、第8歯車の内周側にニードルベアリング等の軸受が設けられている。しかし、第7歯車は副軸に固定されているため、小径化が容易であり、軸受を有する第8歯車も小径化が可能となる。したがって、第7歯車は第4歯車に比べて小径化が容易である。
以上より、小径化が困難な第2歯車対の減速比α2を小さくし、小径化が容易な第4歯車対の減速比α4を大きくする、すなわちα2<α4とすることで、第2及び第4歯車対の各歯車の小径化を実現することができる。この結果、この変速装置では軸間距離を短縮することができ、変速装置の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項2に記載の変速装置は、請求項1において、第1歯車対の第2入力軸から副軸への減速比をα1、第3歯車対の第1入力軸から副軸への減速比をα3とした場合に、α3<α1<α2<α4である。
この変速装置では、α3<α1<α2<α4であるため、減速比をα2<α4とすることにより短縮された軸間距離でα1及びα3の減速比を有した歯車対を設けることができる。これにより、この変速装置は、より確実に小型化を図ることができ、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項3に記載の変速装置は、請求項1又は2において、第3歯車対の第1入力軸から副軸への減速比をα3とした場合に、0.7<α3<1.0である。
図1に示すように、第5速の減速比が1.0となるため、第4速の減速比を1.5程度とするのが実用的である。そうすると、α1/α3=1.5となる。α3=1とした場合はα1=1.5となり、α2は1.5よりもさらに大きくなる。α2が大きくなると、前述のように第1入力軸と副軸との軸間距離が長くなるため好ましくない。したがって、α1及びα2が大きくならないように、α3を小さな増速、すなわち0.7<α3<1.0とすることで、軸間距離を短縮することができ、変速装置の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項4に記載の変速装置は、請求項1から3のいずれかにおいて、第5歯車対と、第3切換機構とをさらに備えている。第5歯車対は、副軸に対して固定された第9歯車と、第1入力軸に対して相対回転可能に配置され第9歯車と噛み合う第10歯車とから構成されている。第3切換機構は、第1入力軸と副軸とを第5歯車対を介して選択的に連結及び連結解除可能としている。
この変速装置は、第5歯車対及び第3切換機構を備えているため、他の歯車対と組み合わせることで最大8段階の変速が可能となる。例えば、第1及び第2入力軸から出力軸へのトルク伝達経路としては以下の8通りとなる。
1)第1入力軸→第1切換機構→第2歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
2)第1入力軸→第3切換機構→第5歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
3)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
4)第1入力軸→第1切換機構→第3歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
5)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第1切換機構→第3歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
6)第1入力軸→第2切換機構→出力軸
7)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第3切換機構→第5歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
8)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第2切換機構→第2歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
したがって、減速比の設定を適切に行い、第1及び第2クラッチの動作に応じて第1及び第2切換機構を適切に切り換えることで、この変速装置は最大8段変速を実現することができる。そして、従来の8段変速の変速装置と比較すると、従来の変速装置が前進用として変速段と同数である8つの歯車対と少なくとも4つの切換機構を必要としているのに対して、この変速装置は前進用として5つの歯車対と3つの切換機構しか必要としない。この結果、この変速装置は、従来に比べて少ない構成要素により8段変速を実現できる。これにより、この変速装置は、従来に比べて軸方向寸法を短縮することができ、小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項5に記載の変速装置は、請求項4において、第1歯車対の第2入力軸から副軸への減速比をα1、第2歯車対の第1入力軸から副軸への減速比をα2、第3歯車対の第1入力軸から副軸への減速比をα3、第4歯車対の副軸から出力軸への減速比をα4、第5歯車対の第1入力軸から副軸への減速比をα5とした場合に、α3<α1<α5<α2<α4である。
この変速装置は、α3<α1<α5<α2<α4であるため、減速比をα2<α4とすることにより短縮された軸間距離でα1、α3及びα5の減速比を有した歯車対を設けることができる。これにより、この変速装置は、より確実に小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項6に記載の変速装置は、請求項4又は5において、後進軸と、第1後進歯車対と、第2後進歯車対とをさらに備えている。後進軸は、第1入力軸に対して並行に配置されている。第1後進歯車対は、第4歯車と、後進軸に対して相対回転可能に配置され第4歯車と噛み合う第1後進歯車とから構成されている。第2後進歯車対は、後進軸に対して相対回転可能にかつ第1後進歯車に対して相対回転不能に配置された第2後進歯車と、第1入力軸に相対回転可能に配置され第2後進歯車と噛み合う第3後進歯車とから構成されている。また、第3切換機構は、第1入力軸と副軸との第5歯車対を介した連結と、第1入力軸と第1後進歯車との第2後進歯車対を介した連結とを選択的に切換及び解除可能である。
この変速装置では、後進軸と、第1後進歯車対と、第2後進歯車対とを備えているため、前進段に加えて後進段を設けることができる。この場合、第1及び第2入力軸から出力軸へのトルク伝達経路としては以下の9通りとなる。
1)第1入力軸→第1切換機構→第2歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
2)第1入力軸→第3切換機構→第5歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
3)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
4)第1入力軸→第1切換機構→第3歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
5)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第1切換機構→第3歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
6)第1入力軸→第2切換機構→出力軸
7)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第3切換機構→第5歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
8)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第2切換機構→第2歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
9)第1入力軸→第3切換機構→第2後進歯車対→第1後進歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
したがって、減速比の設定を適切に行い、第1及び第2クラッチの動作に応じて第1、第2及び第3切換機構を適切に切り換えることで、この変速装置は最大9段変速(前進8段、後進1段)を実現することができる。そして、従来の9段変速(前進8段、後進1段)の変速装置と比較すると、従来の変速装置が変速段と同数である9つの歯車対と少なくとも4つの切換機構を必要としているのに対して、この変速装置は7つの歯車対と3つの切換機構しか必要としない。この結果、この変速装置は、従来に比べて少ない構成要素により9段変速(前進8段、後進1段)を実現できる。これにより、この変速装置は、従来に比べて軸方向寸法を短縮することができ、小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項7に記載の変速装置は、請求項4から6のいずれかにおいて、第1、第2及び第3切換機構が第1入力軸上に配置されている。
この変速装置では、第1、第2及び第3切換機構が第1入力軸上に配置されているため、全ての切換機構が同一の軸上に配置されることとなる。これにより、この変速装置では、各切換機構の制御をシンプルにすることができる。
請求項8に記載の変速装置は、請求項1から3のいずれかにおいて、後進軸と、第1後進歯車対と、第2後進歯車対と、後進切換機構とをさらに備えている。後進軸は、第1入力軸に対して並行に配置されている。第1後進歯車対は、第4歯車と、後進軸に対して相対回転可能に配置され第4歯車と噛み合う第1後進歯車とから構成されている。第2後進歯車対は、後進軸に対して相対回転可能にかつ第1後進歯車に対して相対回転不能に配置された第2後進歯車と、第1入力軸に相対回転可能に配置され第2後進歯車と噛み合う第3後進歯車とから構成されている。後進切換機構は、第1入力軸と第1後進歯車とを第2後進歯車対を介して連結及び連結解除可能である。
この変速装置では、後進軸と、第1後進歯車対と、第2後進歯車対とを備えているため、前進段に加えて後進段を設けることができる。この場合、第1及び第2入力軸から出力軸へのトルク伝達経路としては以下の7通りとなる。
1)第1入力軸→第1切換機構→第2歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
2)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
3)第1入力軸→第1切換機構→第3歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
4)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第1切換機構→第2歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
5)第1入力軸→第2切換機構→出力軸
6)第2入力軸→第1歯車対→副軸→第1切換機構→第3歯車対→第1入力軸→第2切換機構→出力軸
7)第1入力軸→後進切換機構→第2後進歯車対→第1後進歯車対→副軸→第2切換機構→第4歯車対→出力軸
したがって、減速比の設定を適切に行い、第1及び第2クラッチの動作に応じて第1、第2及び後進切換機構を適切に切り換えることで、この変速装置は7段変速(前進6段、後進1段)を実現することができる。そして、従来の7段変速(前進6段、後進1段)の変速装置と比較すると、従来の変速装置が変速段と同数である7つの歯車対と少なくとも4つの切換機構を必要としているのに対して、この変速装置は5つの歯車対と3つの切換機構しか必要としない。この結果、この変速装置は、従来に比べて少ない構成要素により7段変速(前進6段、後進1段)を実現できる。これにより、この変速装置は、従来に比べて軸方向寸法を短縮することができ、小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項9に記載の変速装置は、請求項8において、第1、第2及び後進切換機構が第1入力軸上に配置されている。
この変速装置では、第1、第2及び後進切換機構が第1入力軸上に配置されているため、全ての切換機構が同一の軸上に配置されることとなる。これにより、この変速装置では、各切換機構の制御をシンプルにすることができる。
請求項10に記載の変速装置は、請求項1から9のいずれかにおいて、第1歯車対が他の歯車対に対して軸方向エンジン側に配置され、第2歯車対が第1歯車対に対して軸方向エンジン側と反対側に隣接して配置されている。
前述のように、第2歯車対の減速比α2は他の歯車対の減速比に比べて2番目に大きい。減速比が大きいということは、歯車の噛み合いにより発生する荷重が大きいことを意味する。しかし、この変速装置では、第2歯車対が第1歯車対に隣接して配置されているため、第2歯車対において発生する荷重により軸がたわむのを最小限に抑えることができる。これにより、軸のたわみによる各歯車の噛み合い状態の悪化を防止することができる。
請求項11に記載の変速装置は、請求項1から10のいずれかにおいて、第7歯車が副軸の外周側に一体となって形成されている。
この変速装置では、第7歯車が副軸の外周側に一体となって形成されているため、第7歯車の径を最小限に抑えることができる。第4歯車対の第8歯車は、ニードルベアリング等の軸受により出力軸に対して相対回転可能に配置されているため径が大きくなるが、第4歯車対は副軸から出力軸へ減速するためのものであるため、出力軸側の第8歯車の径は副軸側の第7歯車の径より大きくなる。この結果、第8歯車も小径化することができ、第7及び第8歯車の小径化が容易となる。これにより、第1入力軸と副軸との軸間距離を短縮することができ、変速装置の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
請求項12に記載の変速装置は、請求項11において、副軸が両端に2つの軸受を有している。また、第7歯車は、2つの軸受の一方に隣接して配置されている。
前述のように、第7歯車が構成する第4歯車対の減速比α4は他の歯車対の減速比に比べて最も大きいため、歯車の噛み合いにより発生する荷重が最大となる。しかし、この変速装置では、第7歯車が2つの軸受の一方に隣接して配置されているため、第4歯車対において発生する荷重により副軸がたわむのを最小限に抑えることができる。これにより、副軸のたわみによる各歯車の噛み合い状態の悪化を防止することができる。
請求項13に記載の変速装置は、請求項1から12のいずれかにおいて、第2入力軸が第1入力軸の外周側に同軸上に配置された筒状部材である。
本発明に係る変速装置では、変速装置のギヤ等の構成要素を少なくするとともに、軸間距離を従来よりも短縮することで、複式クラッチ装置に対応した変速装置の小型化を図ることができる。また、本発明に係る変速装置では、複式クラッチ装置に対応した変速装置の切換機構の配置を同一の軸上に集中させることで、切換機構の制御をシンプルにすることができる。
本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
1.AMTの構成
図2に複式クラッチ装置を搭載したAMTの構成図を示す。図2では、エンジン(図示せず)は左側に配置されている。AMTは、主に、複式クラッチ装置1と、変速装置2と、図示しないケーシングとから構成されており、各装置の動作は、油圧制御等により自動的に行われる。複式クラッチ装置1は、主に、入力軸5と、第1出力軸50と、第2出力軸60と、第1クラッチC1と、第2クラッチC2とから構成されている。入力軸5は、エンジンからのトルクが入力される部材であり、ダンパー機構4を介してエンジン(図示せず)側のフライホイール3に回転方向へ弾性的に連結されている。第1出力軸50は、入力軸5から入力されたトルクを変速装置2側へ出力するためのものである。第2出力軸60は、第1出力軸50と同様に入力軸5から入力されたトルクを変速装置2側へ出力するためのものである。第1クラッチC1は、入力軸5と第1出力軸50との間でトルクを伝達及び遮断するためのものである。第2クラッチC2は、入力軸5と第2出力軸60との間でトルクを伝達及び遮断するためのものである。このような構成により、複式クラッチ装置1は、第1及び第2クラッチC1、C2を選択的に作動させて第1出力軸50又は第2出力軸60にトルクを出力可能としている。そして、第1出力軸50又は第2出力軸60に伝達されたトルクは、変速装置2により変速された後、出力軸40から出力される。以上に述べたAMTに採用される本発明の変速装置2としては、以下の第1〜第2実施形態が考えられる。
2.第1実施形態
(1)変速装置の構造
本発明の第1実施形態としての変速装置2について説明する。本実施形態の変速装置2は、6段変速を可能としている。図3に本発明の第1実施形態としての変速装置の縦断面概略図を示す。図3は、第1入力軸、副軸及び後進軸の軸心を通る断面図を示している。変速装置2は、図3に示すように、第1入力軸10と、第2入力軸20と、副軸30と、出力軸40と、後進軸70と、第1歯車対110と、第2歯車対120と、第3歯車対130と、第4歯車対140と、第1切換機構160と、第2切換機構170と、後進切換機構180と、後進歯車199と、第1後進歯車対195と、第2後進歯車対190と、ケーシング(図示せず)とから構成されている。
第1入力軸10は、複式クラッチ装置1からトルクが入力されるためのものであり、第1クラッチC1の第1出力軸50に対して相対回転不能に設けられている。第2入力軸20は、複式クラッチ装置1からトルクが入力されるためのものであり、第2クラッチC2の第2出力軸60に対して相対回転不能に設けられている。この実施形態では、第1及び第2入力軸10、20は、第1及び第2出力軸50、60と一体の部材となっている。第2入力軸20は、第1入力軸10の外周側に同軸上に配置された筒状の部材である。第2入力軸20は、第1軸受81によりケーシングに対して相対回転可能に支持されている。第1入力軸10と第2入力軸20との半径方向間には、ニードルベアリング82が配置されている。第1入力軸10は、ニードルベアリング82により第2入力軸20に対して相対回転可能に支持されている。また、ニードルベアリング82は、第1軸受81に対して軸方向に近接して配置されている。そして、第1入力軸10は、後述する出力軸40側に配置された第3軸受83によりケーシングに対して相対回転可能に配置されている。これらの構造から明らかなように、第1軸受81、ニードルベアリング82及び第3軸受83により、第1入力軸10は第2入力軸20及びケーシングに対して相対回転可能に支持されている。
副軸30は、第1入力軸10に対して並行に配置されている。副軸30の両端には、第6及び第7軸受86、87が設けられている。副軸30は、第6及び第7軸受86、87によりケーシングに対して相対回転可能に支持されている。出力軸40は、変速装置2からトルクを出力するためのものであり、第1入力軸10に対して同軸上に配置されている。第1入力軸10の出力軸40側の端部には、後述する後進切換機構180の歯車181が設けられている。歯車181は軸方向出力軸40側に突出した筒状部181aを有しており、出力軸40の端部が筒状部181aの内周側に挿嵌されている。出力軸40と筒状部181aとの半径方向間には、ニードルベアリング84が配置されている。出力軸40は、ニードルベアリング84により第1入力軸10に対して相対回転可能に支持されている。ニードルベアリング84は、第3軸受83に対して軸方向に近接して配置されている。出力軸40の出力側には、第5軸受85が設けられている。これらの構造から明らかなように、出力軸40は、第3軸受83、ニードルベアリング84及び第5軸受85により第1入力軸10及びケーシングに対して相対回転可能に支持されている。また、後進軸70は、第1入力軸10に対して並行に配置されている。後進軸70は、ケーシングに直接挿入されており、固定部材71によりケーシングに対して相対回転不能に支持されている。
第1歯車対110は、第2入力軸20と副軸30とを連結するためのものであり、歯車111と、歯車112とから構成されている。歯車111は、第2入力軸20の外周側に一体となって形成されている。歯車112は、副軸30に固定されている。そして、歯車111と歯車112とは、互いに噛み合っている。第2歯車対120は、第1入力軸10と副軸30とを連結するためのものであり、歯車121と、歯車122とから構成されている。歯車121は、ニードルベアリング121aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。歯車122は、副軸30に一体となって形成されている。そして、歯車121と歯車122とは、互いに噛み合っている。第3歯車対130は、第1入力軸10と副軸30とを連結するためのものであり、歯車131と、歯車132とから構成されている。歯車131は、ニードルベアリング131aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。歯車132は、副軸30の外周側に一体となって形成されている。そして、歯車131と歯車132とは、互いに噛み合っている。第4歯車対140は、出力軸40と副軸30とを連結するためのものであり、歯車141と、歯車142とから構成されている。歯車141は、2つのニードルベアリング141aにより出力軸40に対して相対回転可能に配置されている。歯車142は、副軸30の外周側に一体となって形成されている。そして、歯車141と歯車142とは、互いに噛み合っている。歯車142が副軸と一体となって形成されているため、歯車141の径を最小限に抑えることができ、軸間距離の短縮を容易に行うことができる。
第1切換機構160は、第1入力軸10と副軸30とを第2及び第3歯車対のいずれか一方を介して選択的に連結及び連結解除可能とするためのものであり、切換機構161と、第1切換歯車S1と、第2切換歯車S2と、第1スリーブ162とから構成されている。切換機構161は、第1入力軸10の外周側に固定されており、複数の部材から構成されている。切換機構161は、例えば従来のシンクロ機構等(図3では、ダブルシンクロ機構)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。第1切換歯車S1は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ歯車121に対して相対回転不能に設けられている。第2切換歯車S2は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ歯車131に対して相対回転不能に設けられている。第1スリーブ162は、切換機構161の外周側に配置された筒状の部材であり、その内周側が切換機構161の外周側に形成された歯と噛み合っている。第1スリーブ162は、第1入力軸10に対して軸方向に相対移動可能することで、第1切換歯車S1及び第2切換歯車S2のいずれか一方と切換機構161との連結及び連結解除を切換可能としている。第1スリーブ162の動作は、油圧等により自動的に行われる。
第2切換機構170は、第1入力軸10及び副軸30のいずれか一方と出力軸40とを選択的に連結及び連結解除するためのものであり、切換機構171と、第3切換歯車S3と、第4切換歯車S4と、第2スリーブ172とから構成されている。切換機構171は、出力軸40の外周側に固定されており、複数の部材から構成されている。切換機構171は、例えば従来のシンクロ機構等(図3では、ダブルシンクロ機構)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。第3切換歯車S3は、出力軸40に対して相対回転可能にかつ歯車141に対して相対回転不能に設けられている。第4切換歯車S4は、第1入力軸10に対して相対回転不能に設けられている。第2スリーブ172は、切換機構171の外周側に配置された筒状の部材であり、その内周側が切換機構171の外周側に形成された歯と噛み合っている。第2スリーブ172は、出力軸40に対して軸方向に相対移動可能とすることで、第3切換歯車S3及び第4切換歯車S4のいずれか一方と切換機構171との連結及び連結解除を切換可能としている。第2スリーブ172の動作は、油圧等により自動的に行われる。
後進歯車199は、第1後進歯車対195の第1後進歯車191と、第2後進歯車対190の第2後進歯車192及び第3後進歯車193と、パーキングギヤ194とから構成されており、ケーシングに固定された後進軸70上にニードルベアリング191a及び192aを介して相対回転可能に配置されている。この実施形態では、第1後進歯車191、第2後進歯車192及びパーキングギヤ194は、一体の部材で形成されている。第1後進歯車対195は、後進歯車199と副軸30とを連結するためのものであり、第2歯車対120の歯車122と、第1後進歯車191とから構成されている。第1後進歯車191と歯車122とは、互いに噛み合っている。第2後進歯車対190は、第2後進歯車192と、第3後進歯車193とから構成されている。第2後進歯車192は、第1後進歯車191に対して相対回転不能に設けられている。第3後進歯車193は、ニードルベアリング193aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。そして、第2後進歯車192と第3後進歯車193とは、互いに噛み合っている。パーキングギヤ194は、図示しないパーキング機構により車両の駐車状態を保持するためのものであり、第1後進歯車191及び第2後進歯車192に対して相対回転不能に配置されている。
後進切換機構180は、第1入力軸10と後進軸70とを第2後進歯車対190を介して連結及び連結解除可能にするためのものであり、歯車181と、後進切換歯車S5と、後進スリーブ182とから構成されている。歯車181は、第1入力軸10の外周側に固定されている。後進切換歯車S5は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ第3後進歯車193に対して相対回転不能に配置されている。後進スリーブ182は、歯車181の外周側に配置された筒状の部材であり、その内周側が歯車181の外周側と噛み合っている。後進スリーブ182は、第1入力軸10に対して軸方向に相対移動可能とすることで、後進切換歯車S5と歯車181とを連結及び連結解除可能としている。後進スリーブ182の動作は、油圧等により自動的に行われる。以上に述べたように、各切換機構は第1入力軸10上に配置されているため、各切換機構の制御をシンプルにすることができる。
(2)変速装置の動作
次に図4及び図5を参照しながら変速装置2の動作について説明する。ここでは、第1速から第6速までのシフトアップ時の動作及び後進時の動作について説明する。図4(a)に本発明の第1実施形態としての変速装置の構成図、図4(b)に本発明に第1実施形態としての変速装置のトルク伝達経路の模式図を示す。図4(b)では、各軸が点線で、各変速段におけるトルク伝達経路が実線で、それぞれ示されている。そして、図4(b)の左側には、作動するクラッチが「C1」又は「C2」により示されている。また、図5に本発明の第1実施形態としての変速装置の各変速段における締結要素の制御及び減速比を示す。図5では、各変速段において連結されているクラッチ及び切換歯車が「○」で、シフトアップ及びシフトダウンに備えて連結される切換歯車が「(○)」でそれぞれ示されている。また、図5の右側には、変速装置2全体での減速比と各変速段の減速比のステップと全体のレンジとがそれぞれ示されている。さらに、図5の下側には、各歯車の減速比が示されている。
ここで、各歯車対の減速比について説明する。減速比とは、一般的に従動側の歯車の歯数を駆動側の歯車の歯数で除したものを意味する。しかし、この実施形態においては、各歯車対は従動側と駆動側とが入れ替わる。ここでは便宜上、第1入力軸10及び第2入力軸20側の歯車を駆動側の歯車とする。また、第4歯車対140に関しては、駆動側と従動側が入れ替わらないため、出力軸40側の歯車を従動側の歯車とする。また、第1後進歯車対195に関しては、第1後進歯車191を駆動側の歯車とする。この実施形態では、各減速比を以下のように設定する(図5参照)。
第1歯車対110(歯車111→歯車112):α1=1.38
第2歯車対120(歯車121→歯車122):α2=1.85
第3歯車対130(歯車131→歯車132):α3=0.87
第4歯車対140(歯車142→歯車141):α4=2.87
第1後進歯車対195(第1後進歯車191→歯車122):αb1=1.85
第2後進歯車対190(第3後進歯車193→第2後進歯車192):αb2=1.14
<停止〜前進第1速>
車両の停止状態では、第1クラッチC1及び第2クラッチC2は遮断されている。その状態で、図5に示すように、第1切換機構160の第1スリーブ162により切換機構161と第1切換歯車S1とが連結されるとともに、第2切換機構170の第2スリーブ172により切換機構171と第3切換歯車S3とが連結される。そして、第1クラッチC1が徐々に連結される。これにより、図4に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第2歯車対120、副軸30及び第4歯車対140を介して出力軸40に伝達され、車両は第1速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α2×α4=1.85×2.87=5.31となる。
<前進第1速〜前進第2速>
図5に示すように、第1速走行時に、第1クラッチC1の連結が解除されるとともに、第2クラッチC2が連結される。このとき、第1速と同様に、第2切換機構170の第2スリーブ172により切換機構171と第3切換歯車S3との連結は保持しておく。これにより、図4に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対110、副軸30及び第4歯車対140を介して出力軸40に伝達され、車両は第2速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1×α4=1.38×2.87=3.96となる。
<前進第2速〜前進第3速>
図5に示すように、第2速走行時に、第1切換機構160の第1スリーブ162により切換機構161と第2切換歯車S2とが連結される。そして、第2クラッチC2の連結が解除されるとともに、第1クラッチC1が連結される。このとき、第2速と同様に、第2切換機構170の第2スリーブ172により切換機構171と第3切換歯車S3との連結は保持しておく。これにより、図4に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第3歯車対130、副軸30及び第4歯車対140を介して出力軸40に伝達され、車両は第3速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α3×α4=0.87×2.87=2.50となる。
<前進第3速〜前進第4速>
図5に示すように、第3速走行時に、第1クラッチC1の連結を解除するとともに、第2切換機構170での連結部分を第3切換歯車S3から第4切換歯車S4へ切り換える。その後、第2クラッチC2が連結される。このとき、第3速と同様に、第1切換機構160の第1スリーブ162により切換機構161と第2切換歯車S2との連結は保持しておく。これにより、図4に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対110、副軸30、第3歯車対130及び第1入力軸10を介して出力軸40に伝達され、車両は第4速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1/α3=1.38/0.87=1.58となる。
<前進第4速〜前進第5速>
図5に示すように、第4速走行時に、第2クラッチC2の連結が解除されるとともに、第1クラッチC1が連結される。このとき、第4速と同様に、第2切換機構170の第2スリーブ172により切換機構171と第4切換歯車S4との連結は保持しておく。これにより、図4に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第2切換機構170を介して出力軸40に伝達され、車両は第5速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=1.00となる。
<前進第5速〜前進第6速>
図5に示すように、第5速走行時に、第1切換機構160の第1スリーブ162により切換機構161と第1切換歯車S1とが連結される。そして、第1クラッチC1の連結が解除されるとともに、第2クラッチC2が連結される。このとき、第5速と同様に、第2切換機構170の第4切換歯車S4の連結は保持しておく。これにより、図4に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対110、副軸30及び第2歯車対120を介して出力軸40に伝達され、車両は第6速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1/α2=1.38/1.85=0.74となる。
<停止〜後進>
車両の停止状態では、第1クラッチC1及び第2クラッチC2は遮断されている。その状態で、図5に示すように、後進切換機構180の後進スリーブ182により歯車181と後進切換歯車S5とが連結されるとともに、第2切換機構170の第2スリーブ172により切換機構171と第3切換歯車S3とが連結される。そして、第1クラッチC1が徐々に連結される。これにより、図4に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第1入力軸10、第2後進歯車対190、第1後進歯車対195、副軸30及び第4歯車対140を介して出力軸40に伝達され、車両は後進する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=αb2×αb1×α3=1.14×1.85×2.87=6.05となる。
以上に述べたように、この変速装置2は、4つの歯車対と2つの切換機構のみで、前進6段変速を実現できる。また、この変速装置2は、後進段も備えている。
(3)減速比の設定について
以上に述べた減速比の設定値は、第1入力軸10と副軸30との軸間距離を短縮するため、ある一定の制限が設けられている。具体的には、α2<α4及び0.7<α3<1.0とする必要がある。その理由を以下に示す。
1)α2<α4について
図5に示すように、第1速から第6速にかけて順番に減速比が小さくなる。したがって、第1速から第3速の減速比の関係より、α3×α4<α1×α4<α2×α4となる。これにより、この変速装置2が6段変速を実現するためには、少なくともα3<α1<α2の関係が必要とされる。α4については、特に限定されない。一方、軸間距離は減速比が最大となる歯車対の歯車径により決まる。したがって、α2及びα4の減速比の大小関係により軸間距離が決まる。
α2は、第2歯車対120の第1入力軸10から副軸30への減速比であるため、副軸30側の歯車122の径は第1入力軸10側の歯車121の径よりも大きくなる。一方、歯車121は第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されており、歯車121の内周側にはニードルベアリング121aが設けられているため、歯車121の径をあまり小さくすることができない。したがって、歯車121及び歯車122は小径化が困難である。
それに対して、α4は第4歯車対140の副軸30から出力軸40への減速比であるため、副軸30側の歯車142の径は出力軸40側の歯車141の径よりも小さくなる。また、歯車141が出力軸40に対して相対回転可能に配置されており、歯車141の内周側にニードルベアリング141aが設けられている。しかし、歯車142は副軸30に固定されているため、小径化が容易であり、ニードルベアリング141aを有する歯車141も小径化が可能となる。したがって、歯車141及び歯車142は歯車121及び歯車122に比べて小径化が容易である。
以上より、小径化が困難な第2歯車対120の減速比α2を小さくし、小径化が容易な第4歯車対140の減速比α4を大きくする、すなわちα2<α4とすることで、第2及び第4歯車対120、140の各歯車の小径化を実現することができる。この結果、この変速装置2では軸間距離を短縮することができ、変速装置2の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
2)0.7<α3<1.0について
図5に示すように、第5速の減速比が1.0であるため、第4速の減速比を1.5程度とするのが実用的である。そうすると、α1/α3=1.5となる。α3=1とした場合はα1=1.5となり、α2は1.5よりもさらに大きくなる。α2が大きくなると、前述のように第1入力軸10と副軸30との軸間距離が長くなるため好ましくない。したがって、α1及びα2が大きくならないように、α3を小さな増速、すなわち0.7<α3<1.0とすることで、軸間距離を短縮することができ、変速装置2の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
(4)減速比のステップについて
MTの減速比のステップは、一般的に第1速と第2速との間が最も大きく、高速段にいくにしたがって徐々に小さくなっている。しかし、図5に示すように、この変速装置2では第1速から第2速及び第5速から第6速への減速比のステップ(1.34)が他の変速段同士のステップ(1.58)に比べて小さくなっている。ここで、この前進6速の変速装置2を従来のMTの前進5速の変速装置に対応したものと考えると、この変速装置2の第1速から第3速までが従来の変速装置の第1速から第2速に対応していると考えられる。そうすると、従来の前進5速の変速装置に比べて、この変速装置2は低速段の段数を1段増やすことができる。したがって、この変速装置2は、低速段において1速増やして第1速から第2速への減速比のステップを小さくすることができ、前述のようにエンジンの回転数を低く抑えるとともに燃費を向上させることができる。しかも、従来の前進5速の変速装置に比べて、歯車対や切換機構の数量を増やしていないため、変速装置の大型化を招くことがない。さらに、MTの低速段において1速増やすとドライバーによる変速操作の負担が増加するが、この変速装置2のように変速操作を自動化している場合はこのような問題は生じない。
また、第1速の牽引力は他の変速段に比べて最も大きく、発進時の加速度が他の変速段に比べて小さいため、従来のMTの変速装置のように第1速から第2速へのステップが大きいと第1速と第2速との加速度の差が大きくなりドライバーに違和感を与えやすい。しかし、この変速装置2では、前述のように低速段において1速増やしてステップを小さくしているため、加速度の差が従来よりも小さくなり、ドライバーに対してこのような違和感を与えにくい。また、MTの低速段において1速増やすとドライバーによる変速操作の負担が増加するが、この変速装置2のように変速操作を自動化した場合はこのような問題は生じない。したがって、この変速装置2は、複式クラッチ装置1を用いたAMT用の変速装置として特に有効なものといえる。
加えて、この変速装置2は、前進第1速から第2速への減速比のステップを小さくすることができるため、前進第1速で第1クラッチC1が滑り終える前に第2速で第2クラッチC2を滑らせて発進することができる。これにより、この変速装置2では、第1及び第2クラッチC1、C2に発進時の負荷を分担することでフェーシングの摩耗を低減することができる。
3.第2実施形態
(1)変速装置の構造
本発明の第2実施形態としての変速装置2について説明する。第1実施形態の変速装置2は6段変速であるが、第2実施形態の変速装置2は7段変速を可能としている。図6に本発明の第2実施形態としての変速装置の縦断面概略図を示す。図6は、第1入力軸、副軸及び後進軸の軸心を通る断面図を示している。変速装置2は、図6に示すように、第1入力軸10と、第2入力軸20と、副軸30と、出力軸40と、後進軸70と、第1歯車対210と、第2歯車対220と、第3歯車対230と、第4歯車対240と、第5歯車対250と、第1切換機構260と、第2切換機構270と、第3切換機構280と、後進歯車299と、第1後進歯車対295と、第2後進歯車対290と、ケーシング(図示せず)とから構成されている。
第1入力軸10は、複式クラッチ装置1からトルクが入力されるためのものであり、第1クラッチC1の第1出力軸50に対して相対回転不能に設けられている。第2入力軸20は、複式クラッチ装置1からトルクが入力されるためのものであり、第2クラッチC2の第2出力軸60に対して相対回転不能に設けられている。この実施形態では、第1及び第2入力軸10、20は、第1及び第2出力軸50、60と一体の部材となっている。第2入力軸20は、第1入力軸10の外周側に同軸上に配置された筒状の部材である。第2入力軸20は、第1軸受81によりケーシングに対して相対回転可能に支持されている。第1入力軸10と第2入力軸20との半径方向間には、ニードルベアリング82が配置されている。第1入力軸10は、ニードルベアリング82により第2入力軸20に対して相対回転可能に支持されている。ニードルベアリング82は、第1軸受81に対して軸方向に近接して配置されている。また、第1入力軸10は、後述する出力軸40側に配置された第3軸受83によりケーシングに対して相対回転可能に配置されている。これらの構造から明らかなように、第1軸受81、ニードルベアリング82及び第3軸受83により、第1入力軸10は第2入力軸20及びケーシングに対して相対回転可能に支持されている。
副軸30は、第1入力軸10に対して並行に配置されている。副軸30の両端には、第6及び第7軸受86、87が設けられている。副軸30は、第6及び第7軸受86、87によりケーシングに対して相対回転可能に支持されている。出力軸40は、変速装置2からトルクを出力するためのものであり、第1入力軸10に対して同軸上に配置されている。第1入力軸10の出力軸40側の端部には、筒状部253が設けられており、出力軸40側に突出している。出力軸40の端部は、筒状部253の内周側に挿嵌されている。出力軸40と筒状部253との半径方向間には、ニードルベアリング84が配置されている。出力軸40は、ニードルベアリング84により第1入力軸10に対して相対回転可能に支持されている。ニードルベアリング84は、第3軸受83に対して軸方向に近接して配置されている。出力軸40の出力側には、第5軸受85が設けられている。これらの構造から明らかなように、出力軸40は、第3軸受83、ニードルベアリング84及び第5軸受85により第1入力軸10及びケーシングに対して相対回転可能に支持されている。また、後進軸70は、第1入力軸10に対して並行に配置されている。後進軸70は、ケーシングに直接挿入されており、固定部材71によりケーシングに対して相対回転不能に支持されている。
第1歯車対210は、第2入力軸20と副軸30とを連結するためのものであり、歯車211と、歯車212とから構成されている。歯車211は、第2入力軸20の外周側に一体となって形成されている。歯車212は、副軸30に固定されている。そして、歯車211と歯車212とは、互いに噛み合っている。第2歯車対220は、第1入力軸10と副軸30とを連結するためのものであり、歯車221と、歯車222とから構成されている。歯車221は、ニードルベアリング221aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。歯車222は、副軸30に一体となって形成されている。そして、歯車221と歯車222とは、互いに噛み合っている。第3歯車対230は、第1入力軸10と副軸30とを連結するためのものであり、歯車231と、歯車232とから構成されている。歯車231は、ニードルベアリング231aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。歯車232は、副軸30の外周側に一体となって形成されている。そして、歯車231と歯車232とは、互いに噛み合っている。第4歯車対240は、出力軸40と副軸30とを連結するためのものであり、歯車241と、歯車242とから構成されている。歯車241は、2つのニードルベアリング241aにより出力軸40に対して相対回転可能に配置されている。歯車242は、副軸30の外周側に一体となって形成されている。そして、歯車241と歯車242とは、互いに噛み合っている。第5歯車対250は、第1入力軸10と副軸30とを連結するためのものであり、歯車251と、歯車252とから構成されている。歯車251は、ニードルベアリング251aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。歯車232は、副軸30の外周側に一体となって形成されている。そして、歯車231と歯車232とは、互いに噛み合っている。
第1切換機構260は、第1入力軸10と副軸30とを2種類の異なる減速比で選択的に連結及び連結解除するためのものであり、切換機構261と、第1切換歯車S1と、第2切換歯車S2と、第1スリーブ262とから構成されている。切換機構261は、第1入力軸10の外周側に固定されており、複数の部材から構成されている。切換機構261は、例えば従来のシンクロ機構等(図6では、ダブルシンクロ機構)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。第1切換歯車S1は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ歯車221に対して相対回転不能に設けられている。第2切換歯車S2は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ歯車231に対して相対回転不能に設けられている。第1スリーブ262は、切換機構261の外周側に配置された筒状の部材であり、その内周側が切換機構261の外周側に形成された歯と噛み合っている。第1スリーブ262は、第1入力軸10に対して軸方向に相対移動可能することで、第1切換歯車S1及び第2切換歯車S2のいずれか一方と切換機構261との連結及び連結解除を切換可能としている。第1スリーブ262の動作は、油圧等により自動的に行われる。
第2切換機構270は、第1入力軸10及び副軸30のいずれか一方と出力軸40とを選択的に連結及び連結解除するためのものであり、切換機構271と、第3切換歯車S3と、第4切換歯車S4と、第2スリーブ272とから構成されている。切換機構271は、出力軸40の外周側に固定されており、複数の部材から構成されている。切換機構271は、例えば従来のシンクロ機構等(図6では、ダブルシンクロ機構)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。第3切換歯車S3は、出力軸40に対して相対回転可能にかつ歯車241に対して相対回転不能に設けられている。第4切換歯車S4は、第1入力軸10に対して相対回転不能に設けられている。第2スリーブ272は、切換機構271の外周側に配置された筒状の部材であり、その内周側が切換機構271の外周側に形成された歯と噛み合っている。第2スリーブ272は、出力軸40に対して軸方向に相対移動可能とすることで、第3切換歯車S3及び第4切換歯車S4のいずれか一方と切換機構271との連結及び連結解除を切換可能としている。第2スリーブ272の動作は、油圧等により自動的に行われる。
後進歯車299は、第1後進歯車対295の第1後進歯車291と、第2後進歯車対290の第2後進歯車292及び第3後進歯車293と、パーキングギヤ294とから構成されており、ケーシングに固定された後進軸70上にニードルベアリング291a及び292aを介して相対回転可能に配置されている。この実施形態では、第1後進歯車291、第2後進歯車292及びパーキングギヤ294は、一体の部材で形成されている。第1後進歯車対295は、後進歯車299と副軸30とを連結するためのものであり、第2歯車対220の歯車222と、第1後進歯車291とから構成されている。第1後進歯車291と歯車222とは、互いに噛み合っている。第2後進歯車対290は、第2後進歯車292と、第3後進歯車293とから構成されている。第2後進歯車292は、第1後進歯車291に対して相対回転不能に設けられている。第3後進歯車293は、ニードルベアリング293aにより第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されている。そして、第2後進歯車292と第3後進歯車293とは、互いに噛み合っている。パーキングギヤ294は、図示しないパーキング機構により車両の駐車状態を保持するためのものであり、第1後進歯車291及び第2後進歯車292に対して相対回転不能に配置されている。
第3切換機構280は、後進歯車299及び副軸30のいずれか一方と第1入力軸10とを連結及び連結解除可能にするためのものであり、切換機構281と、第5切換歯車S5と、第6切換歯車S6と、第3スリーブ282とから構成されている。切換機構281は、第1入力軸10の外周側に固定されており、複数の部材から構成されている。切換機構281は、例えば従来のシンクロ機構等(図6では、ダブルシンクロ機構)と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。第5切換歯車S5は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ第3後進歯車293に対して相対回転不能に配置されている。第6切換歯車S6は、第1入力軸10に対して相対回転可能にかつ歯車251に対して相対回転不能に配置されている。第3スリーブ282は、切換機構281の外周側に配置された筒状の部材であり、その内周側が切換機構281の外周側に形成された歯と噛み合っている。第3スリーブ282は、第1入力軸10に対して軸方向に相対移動可能とすることで、第5切換歯車S5及び第6切換歯車S6のいずれか一方と切換機構281との連結及び連結解除を切換可能としている。第3スリーブ282の動作は、油圧等により自動的に行われる。以上に述べたように、各切換機構は第1入力軸10上に配置されているため、各切換機構の制御をシンプルにすることができる。
(2)変速装置の動作
次に図7及び図8を参照しながら変速装置2の動作について説明する。ここでは、第1速から第7速まで(第1’速含む)のシフトアップ時及び後進時の動作について説明する。図7(a)に本発明の第1実施形態としての変速装置の構成図、図7(b)に本発明に第1実施形態としての変速装置のトルク伝達経路の模式図及び図8に本発明の第1実施形態としての変速装置の各変速段における締結要素の制御及び減速比を示す。図7(b)では、各軸が点線で、各変速段におけるトルク伝達経路が実線で、それぞれ示されている。そして、図7(b)の左側には、作動するクラッチが「C1」又は「C2」により示されている。また、図8では、各変速段において連結されているクラッチ及び切換歯車が「○」で、シフトアップ及びシフトダウンに備えて連結される切換歯車が「(○)」でそれぞれ示されている。また、図8の右側には、変速装置2全体での減速比と各変速段の減速比のステップと全体のレンジとがそれぞれ示されている。さらに、図8の下側には、各歯車対の減速比が示されている。
ここで、各歯車対の減速比について説明する。減速比とは、一般的に従動側の歯車の歯数を駆動側の歯車の歯数で除したものを意味する。しかし、この実施形態においては、各歯車対は従動側と駆動側とが入れ替わる。ここでは便宜上、第1入力軸10及び第2入力軸20側の歯車を駆動側の歯車とする。また、第4歯車対240に関しては、駆動側と従動側が入れ替わらないため、出力軸40側の歯車を従動側の歯車とする。また、第1後進歯車対295に関しては、第1後進歯車291を駆動側の歯車とする。この実施形態では、各減速比を以下のように設定する(図8参照)。
第1歯車対210(歯車211→歯車212):α1=1.19
第2歯車対220(歯車221→歯車222):α2=1.85
第3歯車対230(歯車231→歯車232):α3=0.84
第4歯車対240(歯車242→歯車241):α4=2.41
第5歯車対250(歯車251→歯車252):α5=1.52
第1後進歯車対295(第1後進歯車291→歯車222):αb1=1.85
第2後進歯車対290(第3後進歯車293→第2後進歯車292):αb2=1.14
<停止〜前進第1速>
車両の停止状態では、第1クラッチC1及び第2クラッチC2は遮断されている。その状態で、図8に示すように、第1切換機構260の第1スリーブ262により切換機構261と第1切換歯車S1とが連結されるとともに、第2切換機構270の第2スリーブ272により切換機構271と第3切換歯車S3とが連結される。そして、第1クラッチC1が徐々に連結される。これにより、図7に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第2歯車対220、副軸30及び第4歯車対240を介して出力軸40に伝達され、車両は第1速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α2×α4=1.85×2.41=4.46となる。
<前進第1速〜前進第2速>
図8に示すように、第1速走行時に、第1クラッチC1の連結が解除されるとともに、第2クラッチC2が連結される。このとき、第1速と同様に、第2切換機構270の第2スリーブ272により切換機構271と第3切換歯車S3との連結は保持しておく。これにより、図7に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対210、副軸30及び第4歯車対240を介して出力軸40に伝達され、車両は第2速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1×α4=1.19×2.41=2.88となる。
<前進第2速〜前進第3速>
図8に示すように、第2速走行時に、第1切換機構260の第1スリーブ262により切換機構261と第2切換歯車S2とが連結される。そして、第2クラッチC2の連結が解除されるとともに、第1クラッチC1が連結される。このとき、第2速と同様に、第2切換機構270の第2スリーブ272により切換機構271と第3切換歯車S3との連結は保持しておく。これにより、図7に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第3歯車対230、副軸30及び第4歯車対240を介して出力軸40に伝達され、車両は第3速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α3×α4=0.84×2.41=2.02となる。
<前進第3速〜前進第4速>
図8に示すように、第3速走行時に、第1クラッチC1の連結を解除するとともに、第2切換機構270での連結部分を第3切換歯車S3から第4切換歯車S4へ切り換える。その後、第2クラッチC2が連結される。このとき、第3速と同様に、第1切換機構260の第1スリーブ262により切換機構261と第2切換歯車S2との連結は保持しておく。これにより、図7に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対210、副軸30、第3歯車対230及び第1入力軸10を介して出力軸40に伝達され、車両は第4速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1/α3=1.19/0.84=1.42となる。
<前進第4速〜前進第5速>
図8に示すように、第4速走行時に、第2クラッチC2の連結が解除されるとともに、第1クラッチC1が連結される。このとき、第4速と同様に、第2切換機構270の第2スリーブ272により切換機構271と第4切換歯車S4との連結は保持しておく。これにより、図7に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第2切換機構270を介して出力軸40に伝達され、車両は第5速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=1.00となる。
<前進第5速〜前進第6速>
図8に示すように、第5速走行時に、第3切換機構280の第3スリーブ282により歯車251と第6切換歯車S6とが連結される。そして、第1クラッチC1の連結が解除されるとともに、第2クラッチC2が連結される。このとき、第5速と同様に、第2切換機構270の第4切換歯車S4の連結は保持しておく。これにより、図7に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対210、副軸30及び第5歯車対250を介して出力軸40に伝達され、車両は第6速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1/α2=1.19/1.52=0.78となる。
<前進第6速〜前進第7速>
図8に示すように、第6速走行時に、第2クラッチC2の連結が解除される。その後、第3切換機構280による連結が解除されるとともに、第1切換機構260の第1スリーブ262により切換機構261と第1切換歯車S1とが連結される。そして、第2クラッチC2が再度連結される。このとき、第6速と同様に、第2切換機構270の第4切換歯車S4の連結は保持しておく。これにより、図7に示すように、第2クラッチC2を介して第2入力軸20に入力されたトルクは、第1歯車対210、副軸30及び第2歯車対220を介して出力軸40に伝達され、車両は第7速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α1/α2=1.19/1.85=0.64となる。
<停止〜前進第1’速>
この実施形態における変速装置2は、以上の前進7速に加えて第1速と第2速との間にさらに1つの変速段(前進第1’速)を設けることができる。具体的には、車両の停止状態で、図8に示すように、第2切換機構270の第3切換歯車S3及び第3切換機構280の第6切換歯車S6を連結させ、第1クラッチC1を徐々に連結させる。これにより、図20(b)に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第5歯車対250、副軸30及び第4歯車対240を介して出力軸40に伝達され、車両は第1’速で走行する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=α5×α4=1.52×2.41=3.66となる。このように、第1速及び第1’速のいずれかを選定することで、発進時の減速比及び第2速へのステップを変えることができる。例えば、力強い発進をする場合は第1速からの発進となり、燃費重視でスムーズな発進をする場合は第1’速からの発進となる。
<停止〜後進1>
車両の停止状態では、第1クラッチC1及び第2クラッチC2は遮断されている。その状態で、図8に示すように、第3切換機構280の第3スリーブ282により切換機構281と第5切換歯車S5とが連結されるとともに、第2切換機構270の第2スリーブ272により切換機構271と第3切換歯車S3とが連結される。そして、第1クラッチC1が徐々に連結される。これにより、図7に示すように、第1クラッチC1を介して第1入力軸10に入力されたトルクは、第1入力軸10、第2後進歯車対290、第1後進歯車対295、副軸30及び第4歯車対240を介して出力軸40に伝達され、車両は後進する。この場合、変速装置2全体の減速比α0は、α0=αb2×αb1×α4=1.14×1.85×2.41=5.09となる。
以上に述べたように、5つの歯車対と3つの切換機構のみで、この変速装置2は最大前進8段変速を実現できる。また、この変速装置2は、後進段も備えている。
(3)減速比の設定について
以上に述べた減速比の設定値は、第1入力軸10と副軸30との軸間距離を短縮するため、ある一定の制限が設けられている。具体的には、α2<α4及び0.7<α3<1.0とする必要がある。その理由を以下に示す。
1)α2<α4について
図8に示すように、第1速から第7速にかけて順番に減速比が小さくなる。また、第1’速の減速比は、第1速よりも小さく、第2速よりも大きくなる。したがって、第1速及び第1’速から第3速の減速比の関係より、α3×α4<α1×α4<α5×α4<α2×α4となる。これにより、この変速装置2が8段変速を実現するためには、少なくともα3<α1<α5<α2の関係が必要とされる。α4については、特に限定されない。一方、軸間距離は減速比が最大となる歯車対の歯車径により決まる。したがって、α2及びα4の減速比の大小関係により軸間距離が決まる。
α2は、第2歯車対220の第1入力軸10から副軸30への減速比であるため、副軸30側の歯車222の径は第1入力軸10側の歯車221の径よりも大きくなる。一方、歯車221は第1入力軸10に対して相対回転可能に配置されており、歯車221の内周側にはニードルベアリング221aが設けられているため、歯車221の径をあまり小さくすることができない。したがって、歯車221及び歯車222は小径化が困難である。
それに対して、α4は第4歯車対240の副軸30から出力軸40への減速比であるため、副軸30側の歯車242の径は出力軸40側の歯車241の径よりも小さくなる。また、歯車241が出力軸40に対して相対回転可能に配置されており、歯車241の内周側にニードルベアリング241aが設けられている。しかし、歯車242は副軸30に固定されているため、小径化が容易であり、ニードルベアリング241aを有する歯車241も小径化が可能となる。したがって、歯車241及び歯車242は歯車221及び歯車222に比べて小径化が容易である。
以上より、小径化が困難な第2歯車対220の減速比α2を小さくし、小径化が容易な第4歯車対240の減速比α4を大きくする、すなわちα2<α4とすることで、第2及び第4歯車対220、240の各歯車の小径化を実現することができる。この結果、この変速装置2では軸間距離を短縮することができ、変速装置2の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
2)0.7<α3<1.0について
図8に示すように、本実施形態では第1実施形態よりも変速段数が多く、第5速の減速比が1.0であるため、第4速の減速比を1.4程度とするのが実用的である。そうすると、α1/α3=1.4となる。α3=1とした場合はα1=1.4となり、α2は1.4よりもさらに大きくなる。α2が大きくなると、前述のように第1入力軸10と副軸30との軸間距離が長くなるため好ましくない。したがって、α1及びα2が大きくならないように、α3を小さな増速、すなわち0.7<α3<1.0とすることで、軸間距離を短縮することができ、変速装置2の小型化を図ることができる。そして、AMT全体の大型化を防止することができる。
(4)減速比のステップについて
図8に示すような減速比に設定すると、高速域における減速比のステップを小さくすることができる。具体的には、第5速から第6速及び第6速から第7速へのステップがそれぞれ1.28及び1.22となる。高速域では牽引力が小さくなるため、減速比のステップが小さい方が好ましく、高速域で好ましいステップは1.2〜1.3とされている。したがって、この減速比の設定により理想的な減速比のステップを得ることができる。
また、本実施形態の前進8速の変速装置2は、第1実施形態よりも変速段数を増やして減速比のステップを小さくしたものである。本実施形態の前進8速の変速装置2を、一般的なMTの前進6速の変速装置に対抗したものとして考えると、従来の前進6速の変速装置に比べて高速段の段数を1段増やすことができる。したがって、この変速装置2は、高速段において段数を増やして減速比のステップを小さくすることができ、従来よりも理想的な減速比のステップを得ることができる。しかも、従来の前進6速の変速装置に比べて、歯車対や切換機構の数量を増やしていないため、変速装置の大型化を招くことがない。さらに、MTの高速段において1速増やすとドライバーによる変速操作の負担が増加するが、この変速装置2のように変速操作を自動化している場合はこのような問題は生じない。したがって、この変速装置2は、複式クラッチ装置1を用いたAMT用の変速装置として特に有効なものといえる。
また、この変速装置2では、後進段で第1速と第1’速とが選定できる。第1速の減速比が最大であるため、発進時に第1速を選定すれば力強い発進が可能となる。また、第1’速の減速比は第1速の減速比よりも小さく、第1’速から第2速へのステップが第1速から第2速へのステップよりも小さいため、発進時に第1’速を選定すれば燃費重視でスムーズな発進が可能となる。また、第1’速において第1クラッチC1が滑り終える前に第2クラッチC2を滑らせることで、第1及び第2クラッチC1、C2に発進時の負荷を分担することでフェーシングの摩耗を低減することができる。
4.その他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
(1)減速比
前述の実施形態では、減速比を例示しているが、それらの減速比に限定されるものではなく、前述の条件を満たしていれば、他の減速比を用いてもよい。
(2)変速動作
前述の実施形態では、変速装置2の動作を説明しているが、これは変速装置2の変速動作を限定するものではない。したがって、変速装置2は前述の動作以外の変速動作により変速が可能である。
(3)切換機構
前述の実施形態では、各切換機構の配置を例示しているが、それらの配置に限定されるものではない。切換機構の軸方向の配置が入れ替わってもよいし、歯車の固定側と相対回転側とが入れ替わってもよい。
本発明の変速パターン及び減速比の一例。 複式クラッチ装置を搭載したAMTの構成図。 本発明の第1実施形態としての変速装置の縦断面概略図。 本発明の第1実施形態としての変速装置の構成図及び変速装置のトルク伝達経路の模式図。 本発明の第1実施形態としての変速装置の各変速段における締結要素の制御及び減速比。 本発明の第2実施形態としての変速装置の縦断面概略図。 本発明の第2実施形態としての変速装置の構成図及び変速装置のトルク伝達経路の模式図。 本発明の第2実施形態としての変速装置の各変速段における締結要素の制御及び減速比。
符号の説明
1 複式クラッチ装置
2 変速装置
3 フライホイール
4 ダンパー機構
5 入力軸
10 第1入力軸
20 第2入力軸
30 副軸
40 出力軸
50 第1出力軸
60 第2出力軸
110、210 第1歯車対
120、220 第2歯車対
130、230 第3歯車対
140、240 第4歯車対
250 第5歯車対
160、260 第1切換機構
170、270 第2切換機構
180 後進切換機構
280 第3切換機構
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
S1 第1切換歯車
S2 第2切換歯車
S3 第3切換歯車
S4 第4切換歯車
S5 第5切換歯車
S6 第6切換歯車

Claims (13)

  1. 第1及び第2クラッチを選択的に連結及び遮断可能な複式クラッチ装置を備えた自動変速装置に搭載され、エンジンからのトルクを出力側に伝達するための変速装置であって、
    前記第1クラッチを介してトルクが入力される第1入力軸と、
    前記第2クラッチを介してトルクが入力される第2入力軸と、
    前記第1入力軸に対して並行に配置された副軸と、
    前記第1入力軸に対して同軸上に配置された出力軸と、
    前記第2入力軸に固定された第1歯車と、前記副軸に固定され前記第1歯車と噛み合う第2歯車とから構成される第1歯車対と、
    前記副軸に対して固定された第3歯車と、前記第1入力軸に対して相対回転可能に配置され前記第3歯車と噛み合う第4歯車とから構成される第2歯車対と、
    前記副軸に対して固定された第5歯車と、前記第1入力軸に対して相対回転可能に配置され前記第5歯車と噛み合う第6歯車とから構成される第3歯車対と、
    前記副軸に対して固定された第7歯車と、前記出力軸に対して相対回転可能に配置され前記第7歯車と噛み合う第8歯車とから構成される第4歯車対と、
    前記第1入力軸と前記副軸とを前記第2及び第3歯車対のいずれか一方を介して選択的に連結及び連結解除可能な第1切換機構と、
    前記副軸と前記出力軸との前記第4歯車対を介した連結と、前記第1入力軸と前記出力軸との前記第4歯車対を介さない連結とを選択的に切換及び解除可能な第2切換機構とを備え、
    前記第2歯車対の前記第1入力軸から前記副軸への減速比をα2、
    前記第4歯車対の副軸から前記出力軸への減速比をα4とした場合に、α2<α4である、変速装置。
  2. 前記第1歯車対の前記第2入力軸から前記副軸への減速比をα1、
    前記第3歯車対の前記第1入力軸から前記副軸への減速比をα3とした場合に、α3<α1<α2<α4である、
    請求項1に記載の変速装置。
  3. 前記第3歯車対の前記第1入力軸から前記副軸への減速比をα3とした場合に、0.7<α3<1.0である、
    請求項1又は2に記載の変速装置。
  4. 前記副軸に対して固定された第9歯車と、前記第1入力軸に対して相対回転可能に配置され前記第9歯車と噛み合う第10歯車とから構成される第5歯車対と、
    前記第1入力軸と前記副軸とを前記第5歯車対を介して選択的に連結及び連結解除可能な第3切換機構とを備えた、
    請求項1から3のいずれかに記載の変速装置。
  5. 前記第1歯車対の前記第2入力軸から前記副軸への減速比をα1、
    前記第2歯車対の前記第1入力軸から前記副軸への減速比をα2、
    前記第3歯車対の前記第1入力軸から前記副軸への減速比をα3、
    前記第4歯車対の前記副軸から前記出力軸への減速比をα4、
    前記第5歯車対の前記第1入力軸から前記副軸への減速比をα5とした場合に、α3<α1<α5<α2<α4である、
    請求項4に記載の変速装置。
  6. 前記第1入力軸に対して並行に配置された後進軸と、
    前記第4歯車と、前記後進軸に対して相対回転可能に配置され前記第4歯車と噛み合う第1後進歯車とから構成される第1後進歯車対と、
    前記後進軸に対して相対回転可能にかつ前記第1後進歯車に対して相対回転不能に配置された第2後進歯車と、前記第1入力軸に対して相対回転可能に配置され前記第2後進歯車と噛み合う第3後進歯車とから構成される第2後進歯車対とをさらに備え、
    前記第3切換機構は、前記第1入力軸と前記副軸との前記第5歯車対を介した連結と、前記第1入力軸と前記第1後進歯車との前記第2後進歯車対を介した連結とを選択的に切換及び解除可能である、
    請求項4又は5に記載の変速装置。
  7. 前記第1、第2及び第3切換機構は、前記第1入力軸上に配置される、
    請求項4から6のいずれかに記載の変速装置。
  8. 前記第1入力軸に対して並行に配置された後進軸と、
    前記第4歯車と、前記後進軸に対して相対回転可能に配置され前記第4歯車と噛み合う第1後進歯車とから構成される第1後進歯車対と、
    前記後進軸に対して相対回転可能にかつ前記第1後進歯車に対して相対回転不能に配置された第2後進歯車と、前記第1入力軸に対して相対回転可能に配置され前記第2後進歯車と噛み合う第3後進歯車とから構成される第2後進歯車対と、
    前記第1入力軸と前記第1後進歯車とを前記第2後進歯車対を介して連結及び連結解除可能な後進切換機構とをさらに備えた、
    請求項1から3のいずれかに記載の変速装置。
  9. 前記第1、第2及び後進切換機構は、前記第1入力軸上に配置される、
    請求項8に記載の変速装置。
  10. 前記第1歯車対は、他の歯車対に対して軸方向前記エンジン側に配置され、
    前記第2歯車対は、前記第1歯車対に対して軸方向前記エンジン側と反対側に隣接して配置される、
    請求項1から9のいずれかに記載の変速装置。
  11. 前記第7歯車は、前記副軸の外周側に一体となって形成される、
    請求項1から10のいずれかに記載の変速装置。
  12. 前記副軸は、両端に2つの軸受を有し、
    前記第7歯車は、前記2つの軸受の一方に隣接して配置される、
    請求項11に記載の変速装置。
  13. 前記第2入力軸は、前記第1入力軸の外周側に同軸上に配置された筒状部材である、
    請求項1から12のいずれかに記載の変速装置。
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