JP2002266980A - 車両用変速機 - Google Patents
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Abstract
のない変速変速と多段化を実現する。 【解決手段】 車両用変速機は、複数の変速要素11〜
18を有し、変速要素を通る動力伝達流れの選択により
複数の変速段を達成する主変速機Mと、プラネタリギヤ
20を変速要素とする副変速機Sとからなる。副変速機
の異なる変速要素21〜23を主変速機の異なる変速要
素に連結可能とした。主変速機の異なる変速要素を副変
速機のプラネタリギヤを介して同時動力伝達状態にする
中間変速段が生成され、それによりトルク抜けのない変
速変速と多段化が実現する。
Description
し、特に、手動変速機を主変速機とする車両用変速機に
関する。
速時のクラッチ操作を不要として運転操作を容易にする
傾向から、流体伝動装置を発進装置とし、多段又は多要
素のプラネタリギヤを有段変速装置とし、あるいはCV
Tを無段変速装置とする自動変速機が主流となってい
る。また、有段変速機は、ドライバビリティの確保と、
省エネルギに不可欠な燃費向上の要請から多段化の傾向
にある。
に流体伝動装置を用いる自動変速機では、特に流体伝動
装置の伝達効率が低いことから、これを改善すべくロッ
クアップクラッチの付設等の改善はあるものの、乾式単
板のクラッチを用いる在来の手動変速機に比べて燃費の
点の不利は免れない。一方、伝達効率の点で有利な在来
の手動変速機は、そのクラッチ操作が手動であると自動
であるとを問わず(本明細書において、クラッチ操作を
自動化した手動変速機を自動M/Tと略記する。)、変
速時に必ず動力伝達が途切れるニュートラル状態を経過
させなければならないため、特に加速の滑らかさに欠け
る恨みがある。
場合、必ずプラネタリギヤの多段又は多要素化若しくは
それを制御するクラッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッ
チ等の摩擦要素や係合要素の数の増加を伴うものであ
り、搭載スペースの制約が厳しい車両用変速機において
は、プラネタリギヤに対する摩擦要素や係合要素のレイ
アウト上の工夫の余地はあるものの、本質的なスペース
対策は困難である。一方、手動変速機の場合、変速段数
の増加は直接ギヤ対の増加につながるため、変速機の大
型化、特に軸長の増加は避けられない。もっとも手動変
速機においては、主変速機と副変速機の組合せと、それ
らの関連制御によるギヤ対の増加を抑えた多段化の可能
性は残るが、この場合、主・副両変速機の同時変速が必
要となり、著しく複雑かつ困難な制御を要することにな
る。このように、自動変速機と手動変速機にはそれぞれ
利害得失があり、在来の技術の延長線上での総合的な問
題解決は困難である。
とすることで手動変速の伝達効率の良さを保ちながら、
ギヤ配列に対してより多くの変速段を達成可能とし、自
動変速機の加速の滑らかさを併せ備える新構想の車両用
変速機を提供することを主たる目的とする。次に、本発
明は、多段変速機における実用面で、上記の目的に勝っ
て重要ともいえる良好なギヤ比ステップの確保を更なる
目的とする。
め、本発明の車両用変速機は、複数の変速要素を有し、
異なる変速要素を通る並列な動力伝達流れの選択により
複数の変速段を達成する主変速機と、プラネタリギヤを
変速要素とする副変速機と、前記副変速機の異なる変速
要素を主変速機の異なる変速要素に連結する連結手段と
を備えることを特徴とする。
の変速要素として複数の常時噛合式の歯車対を包含し、
変速要素を通る動力伝達流れを選択するクラッチを有す
る構成とすることができる。
速機は、その変速要素としてプラネタリギヤを包含する
構成を採ることもできる。
ネタリギヤは、動力伝達流れにおける主変速機の下流に
配置された構成とするのが有効である。
副変速機のプラネタリギヤを介して速度の異なる2つの
変速段の変速要素から同時に動力伝達を行わせることが
できる。これにより、主変速機において達成可能な変速
段との組合せで、各変速段の間に中間変速段を生成する
ことができる。したがって、この中間段の生成を利用し
て変速要素の増設を伴わない多段化によるコンパクトな
変速機が実現される。また、中間変速段の生成により、
動力伝達状態での変速が可能となるため、トルク抜けの
ない変速による滑らかな車両加速が可能となる。
動変速機のギヤトレイン構成により、異なる変速要素を
通る並列な動力伝達流れを生成することで、主変速機に
在来の手動変速機を用いて上記の効果を達成する車両用
変速機を実現することができる。
にプラネタリギヤにより異なる変速要素を通る並列な動
力伝達流れを生成することで、ドッグクラッチを用いな
い自動変速機と同様の制御機構による主変速機の制御が
可能となる。
る中間変速段のギヤ比が必ず上位段側のギヤ比に接近し
たギヤ比となり、高速段に向かうに従ってギヤ比ステッ
プを狭める設定が可能となるため、特に車両走行に適し
た変速機を実現することができる。
形態を説明する。図1〜図3は本発明の車両用変速機の
第1実施形態を示す。図1にそのギヤトレイン構成をス
ケルトンで示すように、この変速機は、複数の変速要素
11〜18を有し、これら変速要素を通る並列な動力伝
達流れの選択により複数の変速段を達成する主変速機
(実施形態の説明において、M/T部という)Mと、プ
ラネタリギヤ20を変速要素21〜23とする副変速機
(同じく、プラネタリ部という)Sと、プラネタリ部S
の異なる変速要素21,22をM/T部Mの異なる変速
要素に連結する連結手段1,2を備えることを構成の基
本とする。
要素として複数の常時噛合式の歯車対11〜18を包含
し、変速要素を通る動力伝達流れを選択する2つのドッ
グクラッチ31,32を有する。このM/T部Mは、内
外二重の第1軸1及び第2軸2を入力軸とし、それらの
上の各ドライブギヤ11,13,15,17から出力軸
3上の各ドリブンギヤ12,14,16,18に平行軸
で動力を伝達する構成とされている。第1軸1上の第1
速及び第3速用のドライブギヤ13,17は第1軸1に
回転自在に支持され、それらの間に配置されたドッグク
ラッチ31の軸方向移動により第1軸1に選択的に連結
可能とされている。これら第1速及び第3速用のドライ
ブギヤ13,17と対をなすそれぞれのドリブンギヤ1
4,18は、それぞれ出力軸3に一体回転可能に連結さ
れている。第2軸2上の第2速及び第4速用のドライブ
ギヤ11,15とリバース用のドライブギヤ19は、第
2軸2に一体回転可能に連結されている。これら第2速
及び第4速用のドライブギヤ11,15と対をなすそれ
ぞれのドリブンギヤ12,16は、出力軸3上に回転自
在に支持され、それらの間に配置されたドッグクラッチ
32の軸方向移動により出力軸3に選択的に連結可能と
されている。また、リバース用のドライブギヤ19とド
ッグクラッチ32の外周歯で構成されるリバース用のド
リブンギヤは、カウンタギヤ30を介して相互に噛合
い、ドッグクラッチ32の中立位置においてリバースギ
ヤ列19,30,32を通る動力伝達を可能としてい
る。
フライホイールダンパ(F/W)に連結する入力軸4
と、入力軸4と同軸配置の内外二重軸でM/T部Mの入
力軸としての第1軸1及び第2軸2に連結する出力軸を
備える。プラネタリ部Sのプラネタリギヤ20は、サン
ギヤ21と、リングギヤ23と、サンギヤ21とリング
ギヤ23に個々に噛合い且つ相互に噛合うピニオン2
4,25を有するダブルピニオン構成とされている。プ
ラネタリギヤ20のサンギヤ21は、第2軸2に連結さ
れ、この第2軸2がクラッチ(C−2)を介して入力軸
4に連結され、ピニオン24,25を支持するキャリア
22は、第1軸1に連結されると共に、クラッチ(C−
1)を介して入力軸4に連結されている。リングギヤ2
3は、クラッチ(C−3)を介して入力軸4に連結され
ている。
の作動を図表化して示すように、M/T部Mの第1歯車
対11,12(以下、この実施形態の説明において、第
1歯車対を略号で表す)をドッグクラッチ32で出力
軸3に連結し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−2)を
係合することで第1速(1st)を達成する。この状態
で、エンジン(E/G)の回転がプラネタリ部Sのクラ
ッチ(C−2)経由で第2軸2からM/T部Mのドライ
ブギヤ11に入力され、第1歯車対で減速され、ドッ
グクラッチ32を経て出力軸3に伝達される。このとき
の変速比は、第1歯車対のギヤ比に従う第1速の変速
比となる。
第1歯車対をドッグクラッチ32で出力軸3に連結す
ると共に、第2歯車対13,14(同様に略号で表
す)をドッグクラッチ31で出力軸3に連結し、プラネ
タリ部Sのクラッチ(C−3)を係合することで達成さ
れる。この状態が前変速段を第1速とする1−2変速で
生じる場合、両ドッグクラッチ31,32の係合により
第1歯車対と第2歯車対が共に出力軸3に連結され
た状態となることで、第1歯車対のドライブギヤ11
と第2歯車対のドライブギヤ13に連結する第2軸2
と第1軸1との間に、第1歯車対のギヤ比と第2歯車
対のギヤ比の中間のギヤ比が生成され、第2軸2に連
結するプラネタリギヤ20のサンギヤ21と第1軸1に
連結するキャリア22の回転関係が定まる。この状態が
第1速での走行状態で生じるとすると、サンギヤ21の
回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、キ
ャリア22の回転はそれより減速された回転となり、リ
ングギヤ23はこれらの回転に規制されて空転してい
る。この状態でクラッチ(C−2)を解放し、クラッチ
(C−3)の係合に移行して、空転中のリングギヤ23
にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前
記中間のギヤ比に従うリングギヤ23からキャリア22
へのトルク伝達と、リングギヤ23からキャリア22経
由でサンギヤ21へのトルク伝達が並列的に生じ、これ
らのトルクが第1軸1と第2軸経由で両歯車対,を
介して出力軸3に伝達されて第2速の変速段が達成され
る。
車対をドッグクラッチ31で出力軸3に連結し、プラ
ネタリ部Sのクラッチ(C−1)を係合することで達成
される。この状態で、エンジン(E/G)の回転がクラ
ッチ(C−1)経由でキャリア22に入力され、その回
転がドッグクラッチ31を経て第2歯車対に伝達さ
れ、そこで第2歯車対のギヤ比で減速されて出力軸3
に伝達される。
車対をドッグクラッチ31で出力軸3に連結すると共
に、第3歯車対15,16(同じく略号で表す)をド
ッグクラッチ32で出力軸3に連結し、プラネタリ部S
のクラッチ(C−3)を係合することで達成される。こ
の状態が前変速段を第3速とする3−4変速で生じる場
合、両ドッグクラッチ31,32の係合により第2歯車
対と第3歯車対が共に出力軸3に連結された状態と
なることで、第2歯車対のドライブギヤ13と第3歯
車対のドライブギヤ15に連結する第2軸2と第1軸
1との間に、第2歯車対のギヤ比と第3歯車対のギ
ヤ比の中間のギヤ比が生成され、第2軸2に連結するプ
ラネアリギヤ20のサンギヤ21と第1軸1に連結する
キャリア22の回転関係が定まる。この状態が第3速で
の走行状態で生じるとすると、キャリア22の回転はエ
ンジン回転と等しい回転であるのに対して、サンギヤ2
1の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ
23はこれらの回転に規制されて空転している。この状
態でクラッチ(C−1)を解放し、クラッチ(C−3)
の係合に移行して、空転中のリングギヤ23にエンジン
回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギ
ヤ比に従うリングギヤ23からキャリア22へのトルク
伝達と、リングギヤ23からキャリア22経由でサンギ
ヤ21へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルク
が第1軸1と第2軸経由で両歯車対,を介して出力
軸3に伝達されて第4速の変速段が達成される。
車対をドッグクラッチ32で出力軸3に連結し、プラ
ネタリ部Sのクラッチ(C−2)を係合することで達成
される。この状態で、エンジン(E/G)の回転がクラ
ッチ(C−2)経由で第2軸2に入力され、その回転が
第3歯車対に伝達され、そこで第3歯車対のギヤ比
で増速され、ドッグクラッチ32を経て出力軸3に伝達
される。
車対をドッグクラッチ32で出力軸3に連結すると共
に、第4歯車対17,18(同じく略号で表す)をド
ッグクラッチ31で出力軸3に連結し、プラネタリ部S
のクラッチ(C−3)を係合することで達成される。こ
の状態が前変速段を第5速とする5−6変速で生じる場
合、両ドッグクラッチ31,32の係合により第3歯車
対と第4歯車対が共に出力軸3に連結された状態と
なることで、第3歯車対のドライブギヤ15と第4歯
車対のドライブギヤ17に連結する第2軸2と第1軸
1との間に、第3歯車対のギヤ比と第4歯車対のギ
ヤ比の中間のギヤ比が生成され、第2軸2に連結するプ
ラネアリギヤ20のサンギヤ21と第1軸1に連結する
キャリア22の回転関係が定まる。この状態が第5速で
の走行状態で生じるとすると、サンギヤ21の回転はエ
ンジン回転と等しい回転であるのに対して、キャリア2
2の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ
23はこれらの回転に規制されて空転している。この状
態でクラッチ(C−2)を解放し、クラッチ(C−3)
の係合に移行して、空転中のリングギヤ23にエンジン
回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギ
ヤ比に従うリングギヤ23からキャリア22へのトルク
伝達と、リングギヤ23からキャリア22経由でサンギ
ヤ21へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルク
が第1軸1と第2軸経由で両歯車対,を介して出力
軸3に伝達されて第6速の変速段が達成される。
車対をドッグクラッチ32で出力軸3に連結し、プラ
ネタリ部Sのクラッチ(C−1)を係合することで達成
される。この状態で、エンジン(E/G)の回転がクラ
ッチ(C−1)経由で第1軸1に入力され、その回転が
ドッグクラッチ31を経て第4歯車対に伝達され、そ
こで第4歯車対のギヤ比で増速されて出力軸に伝達さ
れる。
のドッグクラッチ32を中立として、リバースギヤ列1
9,30を出力軸3に連結し、プラネタリ部Sのクラッ
チ(C−2)を係合することで達成される。この状態
で、エンジン(E/G)の回転がクラッチ(C−2)経
由で第2軸2に入力され、その回転がリバースギヤ列1
9,30で減速且つカウンタギヤ30経由で前記各変速
段とは逆転されて出力軸3に伝達される。
に、各奇数の変速段がプラネタリギヤ20の変速要素を
変速に関与しない単なる動力伝達部材として達成される
のに対して、各偶数の変速段は、プラネタリギヤ20の
変速要素を機能させて達成される。しかも、これら各偶
数の変速段は、それを挟む奇数の変速段の達成時に連結
される2つの歯車対の同時連結により達成される。
るプラネタリギヤ20の3つの変速要素の挙動を図3に
速度線図で示す。この速度線図は、一般的な自動変速機
の入力回転数を基準(速度比1)として変速特性を示す
表記形式と異なり、出力軸3に伝達される出力回転数を
基準(速度比1)として、各変速要素であるサンギヤ、
リングギヤ及びキャリアの速度比を●印で変速段を表す
数字を白抜きして表しており、これらの速度比はすなわ
ちエンジン回転数の速度比と同義である。ちなみに第1
速におけるエンジン速度比が最も高いのは、エンジン回
転に対して変速機の減速比が最も大きいことを表す。ま
た○印で囲った数字は、その変速段において連結される
M/T部Mの第1〜第4歯車対を表す。
速段は、M/T部Mの第1〜第4歯車対〜により本
来達成可能な奇数変速段に対する中間段としてのギヤ比
で、隣り合う両偶数変速段を達成する歯車対による同時
動力伝達により達成されるもので、隣り合う奇数の変速
段に対する経過段としても機能するものである。したが
って、この変速機によれば、従来形式の常時噛合式の4
速変速機に対して、歯車対を増やさずに各変速段の中間
に、ギヤ比ステップを密にする形態で3速の変速段を付
加することができる。
速機と、従来の自動M/Tによる車両加速時の変速のタ
イムチャートを示す。図5に示す従来のものでは、各変
速段間(図には第1速(1st)〜第3速(3rd)ま
でを示す)にニュートラル(N)を通る際のトルク抜け
による加速度0の期間が生じ、そのときに惰行による速
度増加の平坦期間が生じるのに対して、本実施形態のも
のでは、シフト中も前変速段を達成していた何れかの歯
車対による動力伝達状態が継続することで、変速の間に
ニュートラル期間が存在しないため、トルク抜けによる
加速度0の期間が生じず、速度増加も連続した滑らかな
ものとなる。かくして、本実施形態の変速機によれば、
手動変速機に不可避の変速時のトルク抜けによる違和感
の発生をなくすことができる。
態を示す。この形態は、図6にスケルトンでギヤトレイ
ンを示すように、第1実施形態に対してM/T部Mの構
成を変更したものである。この場合、M/T部Mは、そ
の変速要素としてプラネタリギヤ40,50を包含す
る。このM/T部Mは、内外二重の第1軸1及び第2軸
2を入力軸とする点は、第1実施形態と同様である。こ
の形態では、第1軸1に連結する歯車対11A,12A
は1つとされ、代わってプラネタリギヤ40がこの歯車
対11A,12Aに対する直列のギヤとして配置されて
いる。第2軸2に連結する歯車対についても同様であ
り、歯車対13A,14Aは1つとされ、代わってプラ
ネタリギヤ50がこの歯車対13A,14Aに対する直
列のギヤとして配置されている。両プラネタリギヤ4
0,50は、シンプルプラネタリタイプとされ、それら
のリングギヤ43,53が入力要素としてそれぞれ第1
軸1と第2軸2に連結され、各サンギヤ41,51を反
力要素とすべくブレーキ(B−2,B−3)を介して変
速機ケース9に連結され、各キャリア42,52が各歯
車対のドライブギヤ11A,13Aに連結されると共に
クラッチ(C−4,C−5)を介してそれぞれ第1軸1
と第2軸2に連結されている。なお、両歯車対のドリブ
ンギヤ12A,14Aは、それぞれ出力軸3に一体回転
可能に連結されている。
形態の場合と同様であるが、このギヤトレインでは、M
/T部Mにリバース専用のギヤ列がないことから、リバ
ース達成のために、リングギヤ23がブレーキ(B−
1)を介して変速機ケース9に係止可能とされている点
が第1実施形態に対して異なる付加的構成である。
の作動を図表化して示すように、M/T部のブレーキ
(B−2)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−
1)を係合することで第1サンギヤ41を固定して第1
速(1st)を達成する。この状態で、エンジン(E/
G)の回転がプラネタリ部Sのクラッチ(C−1)から
キャリア22と第1軸1経由でM/T部Mの第1リング
ギヤ43に入力され、第1サンギヤ41固定の反力によ
る第1キャリア42の減速回転が第1歯車対11A,1
2Aに入力され、そこで更に第1歯車対のギヤ比で減速
されて出力軸3に伝達される。
ブレーキ(B−2)を係合すると共に、ブレーキ(B−
3)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−3)を
係合することで達成される。この状態が前変速段を第1
速とする1−2変速で生じる場合、共に出力軸3に連結
された第1歯車対11A,12Aと第2歯車対13A,
14Aが、両ブレーキ(B−2,B−3)の係合により
第1及び第2プラネタリギヤ40,50を介して第1軸
1と第2軸2に連結された状態となることで、第1歯車
対11A,12Aのギヤ比と第1プラネタリギヤ40の
ギヤ比とを乗じたギヤ比と、第2歯車対13A,14A
のギヤ比と第2プラネタリギヤ50のギヤ比とを乗じた
ギヤ比の中間のギヤ比が第2軸2と第1軸1との間に生
成され、第2軸2に連結するプラネアリギヤ20のサン
ギヤ21と第1軸1に連結するキャリア22の回転関係
が定まる。この状態が第1速での走行状態で生じるとす
ると、キャリア22の回転はエンジン回転と等しい回転
であるのに対して、サンギヤ21の回転はそれより減速
された回転となり、リングギヤ23はこれらの回転に規
制されて空転している。この状態でクラッチ(C−1)
を解放し、クラッチ(C−3)の係合に移行して、空転
中のリングギヤ23にエンジン回転が入力されること
で、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ
23からキャリア22へのトルク伝達と、リングギヤ2
3からキャリア22経由でサンギヤ21へのトルク伝達
が並列的に生じ、これらのトルクが第1軸1と第2軸2
経由で両プラネタリギヤ40,50に入力され、両歯車
対11A,12A,13A,14Aを介して出力軸3に
伝達されて第2速の変速段が達成される。こうして、第
1プラネタリギヤ40及び第1歯車対11A,12Aの
直列減速のギヤ比と、第2プラネタリギヤ50及び第2
歯車対13A,14Aの直列減速のギヤ比に対する中間
のギヤ比の回転が出力軸3に伝達される。
キ(B−3)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C
−2)を係合することで達成される。この状態で、エン
ジンの回転がクラッチ(C−2)経由で第2軸2に入力
され、その回転が第2プラネタリギヤ50の第2リング
ギヤ53に伝達される。この第2プラネタリギヤ50
は、ブレーキ(B−3)の係合による第2サンギヤ51
の固定を反力として第2キャリア52に減速回転を出力
するため、この回転の入力による第2歯車対13A,1
4Aのギヤ比による減速回転が出力軸3に伝達される。
この出力回転は、第2プラネタリギヤ及び第2歯車対直
列減速のギヤ比による減速回転となる。
ラッチ(C−4)を係合すると共に、第2ブレーキ(B
−3)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−3)
を係合することで達成される。この状態が前変速段を第
3速とする3−4変速で生じる場合、共に出力軸3に連
結された第1歯車対11A,12Aと第2歯車対13
A,14Aが、第1歯車対11A,12Aについては第
1クラッチ(C−4)を介して第1軸1に連結され、第
2歯車対13A,14Aについてはブレーキ(B−3)
の係合により第2プラネタリギヤ50を介して第2軸2
に連結された状態となることで、第1歯車対11A,1
2Aのギヤ比と、第2歯車対13A,14Aのギヤ比と
第2プラネタリギヤ50のギヤ比とを乗じたギヤ比の中
間のギヤ比が第2軸2と第1軸1との間に生成され、第
2軸2に連結するプラネアリギヤ20のサンギヤ21と
第1軸1に連結するキャリア22の回転関係が定まる。
この状態が第3速での走行状態で生じるとすると、サン
ギヤ21の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに
対して、キャリア22の回転はそれより減速された回転
となり、リングギヤ23はこれらの回転に規制されて空
転している。この状態でクラッチ(C−2)を解放し、
クラッチ(C−3)の係合に移行して、空転中のリング
ギヤ23にエンジン回転が入力されることで、予め生成
された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ23からキャ
リア22へのトルク伝達と、リングギヤ23からキャリ
ア22経由でサンギヤ21へのトルク伝達が並列的に生
じ、これらのトルクが一方で第1軸1経由で第1歯車対
11A,12Aに入力され、それで減速された出力軸3
に、他方で第2軸経由で第2プラネタリギヤ50に入力
され、そこで第1段の減速がなされ、更に第2歯車対1
3A,14Aを経由して第2段目の減速がなされて出力
軸3に伝達されて第4速の変速段が達成される。こうし
て、第2プラネタリギヤ及び第2歯車対直列減速の回転
と第1歯車対単独減速に対する中間のギヤ比の回転が出
力軸3に伝達される。
チ(C−4)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C
−1)を係合することで達成される。この状態で、エン
ジン(E/G)の回転がクラッチ(C−1)経由で第1
軸1に入力され、その回転がクラッチ(C−4)経由で
第1歯車対11A,12Aを介して出力軸3に伝達され
る。この場合のギヤ比は、第1歯車対11A,12Aの
ギヤ比となる。
ラッチ(C−4)を係合すると共に、第2クラッチ(C
−5)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−3)
を係合することで達成される。この状態が前変速段を第
5速とする5−6変速で生じる場合、共に出力軸3に連
結された第1歯車対11A,12Aが第1クラッチ(C
−4)を介して第1軸1に連結され、第2歯車対13
A,14Aが第2クラッチ(C−5)を介して第2軸2
に連結された状態となることで、第1歯車対11A,1
2Aのギヤ比と第2歯車対13A,14Aのギヤ比との
中間のギヤ比が第2軸2と第1軸1との間に生成され、
第2軸2に連結するプラネアリギヤ20のサンギヤ21
と第1軸1に連結するキャリア22の回転関係が定ま
る。この状態が第5速での走行状態で生じるとすると、
キャリア22の回転はエンジン回転と等しい回転である
のに対して、サンギヤ21の回転はそれより増速された
回転となり、リングギヤ23はこれらの回転に規制され
て空転している。この状態でクラッチ(C−1)を解放
し、クラッチ(C−3)の係合に移行して、空転中のリ
ングギヤ23にエンジン回転が入力されることで、予め
生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ23から
キャリア22へのトルク伝達と、リングギヤ23からキ
ャリア22経由でサンギヤ21へのトルク伝達が並列的
に生じ、これらのトルクが一方で第1軸1経由で第1歯
車対11A,12Aに入力され、それで減速されて出力
軸3に、他方で第2軸経由で第2歯車対13A,14A
に入力され、それで減速されて出力軸3に伝達されて第
6速の変速段が達成される。こうして、第2歯車対単独
のギヤ比と第1歯車対単独のギヤ比に対する中間のギヤ
比の回転が出力軸3に伝達される。
チ(C−5)を係合し、プラネタリ部Sのクラッチ(C
−2)を係合することで達成される。この状態で、エン
ジン(E/G)の回転がクラッチ(C−2)経由で第2
軸2に入力され、その回転がクラッチ(C−5)経由で
第2歯車対13A,14Aを介して出力軸3に伝達され
る。この場合のギヤ比は、第2歯車対13A,14Aの
ギヤ比となる。
は、M/T部Mのブレーキ(B−2)を係合し、プラネ
タリ部Sのクラッチ(C−2)とブレーキ(B−1)を
共に係合することで達成される。この状態で、エンジン
(E/G)の回転がクラッチ(C−2)経由でサンギヤ
21に入力され、ブレーキ(B−1)によるリングギヤ
23の係止を反力とするキャリア22の回転が第1軸1
からM/T部Mの第1リングギヤ43に入力される。こ
れに対して、第1プラネタリギヤ40のサンギヤ41
は、ブレーキ(B−2)により固定されているため、第
1キャリヤ42から出力される逆転の減速回転が第1歯
車対11A,12Aで更に減速されて出力軸3に伝達さ
れる。
るプラネタリギヤ20の3つの変速要素の挙動を図8に
速度線図で示す。この速度線図の表記方法も第1実施形
態の場合と同様である。なお、この線図の場合、○印で
囲った数字は、が第1プラネタリギヤと第1歯車対の
直列の伝達状態、が第2プラネタリギヤと第2歯車対
の直列の伝達状態、が第1歯車対単独の伝達状態、
が第2歯車単独の伝達状態を表す。
実施形態においても、M/T部Mの第1、第2歯車対と
第1、第2プラネタリギヤにより本来達成可能な奇数変
速段に対する中間段としてのギヤ比が生成されるため、
偶数の変速段は、それに隣り合う変速段に対する経過段
となるものである。したがって、この変速機の場合も、
4速変速機に対して、歯車対やプラネタリギヤを増やさ
ずに各変速段の中間に、ギヤ比ステップを密にする形態
で3速の変速段を付加することができる。また、トルク
抜けを生じない変速が可能な点についても第1実施形態
の場合と同様である。
態を示す。この形態の特徴は、先の実施形態において動
力伝達流れ上でM/T部Mより上流側に配置したプラネ
タリ部Sのプラネタリギヤ20を下流側に配置変更した
点にある。図1にそのギヤトレイン構成をスケルトンで
示すように、この形態におけるM/T部Mは、先の第1
実施形態の場合と実質的に同様のものであるが、プラネ
タリギヤ20の下流側配置に伴い、第1及び第3歯車対
と第2及び第4歯車対の出力軸が二重軸の別軸とされて
いる。この場合、第1出力軸3Aに第2及び第4歯車対
13,14,17,18が固定され、第2出力軸3Bに
第1及び第3歯車対11,12,15,16のドッグク
ラッチ32が軸方向可動かつ回転不能に連結されてい
る。
(C−1,C−2)を残して、プラネタリギヤ20と変
速制御のためのクラッチが直結クラッチ(C−D)とし
てM/T部Mの下流側に移されている。この形態では、
プラネタリギヤ20のサンギヤ21は、M/T部Mの第
2出力軸3Bに連結され、この第2出力軸3Bがクラッ
チ(C−D)を介して出力軸6に連結され、ピニオン2
4,25を支持するキャリア22は、第1出力軸3Aに
連結され、リングギヤ23は、出力軸6に連結されてい
る。
その作動を図表化して示すように、M/T部Mの第1歯
車対11,12(この形態の説明においても第1実施形
態と同様に歯車対を略号表記する)をドッグクラッチ3
2で第2出力軸3Bに連結し、プラネタリ部Sのクラッ
チ(C−2)とダイレクトクラッチ(C−D)を係合す
ることで第1速(1st)を達成する。この状態で、エ
ンジン(E/G)の回転がプラネタリ部Sのクラッチ
(C−2)経由でM/T部Mのドライブギヤ11に入力
され、第1歯車対で減速され、ドッグクラッチ32を
経て第2出力軸3Bに伝達され、ダイレクトクラッチ
(C−D)を経て出力軸6に伝達される。
第1歯車対をドッグクラッチ32で第2出力軸3Bに
連結すると共に、第2歯車対をドッグクラッチ31で
第1出力軸3Aに連結し、プラネタリ部Sの両クラッチ
(C−1,C−2)を共に係合することで達成される。
この状態では、両クラッチ(C−1,C−2)の係合で
エンジン回転が第1歯車対11,12と第2歯車対1
3,14に同時に入力され、それらで減速されて第1出
力軸3Aと第2出力軸3Bに出力される。これらの回転
の入力でプラネタリギヤ20のサンギヤ21とキャリア
22の回転が、これらのギヤ比の中間のギヤ比に規制さ
れ、リングギヤ23からそれらの回転の中間の回転が出
力軸6に伝達される。
車対をドッグクラッチ31で第1出力軸3Aに連結
し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−1)とダイレクト
クラッチ(C−D)を係合することで達成される。この
状態で、エンジン(E/G)の回転がクラッチ(C−
1)経由で第2歯車対に入力され、その回転がドッグ
クラッチ31を経て第2歯車対に伝達され、そこで第
2歯車対のギヤ比で減速されて第1出力軸3Aに伝達
される。この回転はプラネタリギヤ20のキャリア22
入力となるが、プラネタリギヤ20はダイレクトクラッ
チ(C−D)の係合による直結状態にあるため、この回
転はそのまま出力軸6に伝達される。
車対をドッグクラッチ31で第1出力軸3Aに連結す
ると共に、第3歯車対をドッグクラッチ32で第2出
力軸3Bに連結し、プラネタリ部Sの両クラッチ(C−
1,C−2)を共に係合することで達成される。この状
態で、両クラッチ(C−1,C−2)の係合でエンジン
回転が第2歯車対と第3歯車対に同時に入力され、
それらで減速されて第1出力軸3Aと第2出力軸3Bに
出力される。これらの回転の入力でプラネタリギヤ20
のサンギヤ21とキャリア22の回転が規制され、リン
グギヤ23からそれらの回転の中間の回転が出力軸6に
伝達される。
車対をドッグクラッチ32で第2出力軸3Bに連結
し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−2)とダイレクト
クラッチ(C−D)を係合することで達成される。この
状態で、エンジン(E/G)の回転がクラッチ(C−
2)経由で第2軸2に入力され、そこで第3歯車対の
ギヤ比で減速されてドッグクラッチ32を経て第2出力
軸3Bに伝達される。この回転はプラネタリギヤ20の
サンギヤ21入力となるが、プラネタリギヤ20はダイ
レクトクラッチ(C−D)の係合による直結状態にある
ため、この回転はそのまま出力軸6に伝達される。
車対をドッグクラッチ32で第2出力軸3Bに連結す
ると共に、第4歯車対をドッグクラッチ31で第1出
力軸3Aに連結し、プラネタリ部Sの両クラッチ(C−
1,C−2)を共に係合することで達成される。この状
態で、両クラッチ(C−1,C−2)の係合でエンジン
回転が第3歯車対と第4歯車対に同時に入力され、
それらで減速されて第1出力軸3Aと第2出力軸3Bに
出力される。これらの回転の入力でプラネタリギヤ20
のサンギヤ21とキャリア22の回転が規制され、リン
グギヤ23からそれらの回転の中間の回転が出力軸6に
伝達される。
車対をドッグクラッチ31で第1出力軸3Aに連結
し、プラネタリ部Sのクラッチ(C−1)とダイレクト
クラッチ(C−D)を係合することで達成される。この
状態で、エンジン(E/G)の回転がクラッチ(C−
1)経由で第4歯車対に入力され、その回転がドッグ
クラッチ31を経て第4歯車対に伝達され、そこで第
4歯車対のギヤ比で減速されて第1出力軸3Aに伝達
される。この回転はプラネタリギヤ20のキャリア22
入力となるが、プラネタリギヤ20はダイレクトクラッ
チ(C−D)の係合による直結状態にあるため、この回
転はそのまま出力軸6に伝達される。
のドッグクラッチ32を中立として、リバースギヤ列1
9,30を第2出力軸3Bに連結し、プラネタリ部Sの
クラッチ(C−2)とダイレクトクラッチ(C−D)を
係合することで達成される。この状態で、エンジン(E
/G)の回転がクラッチ(C−2)経由で第2軸2に入
力され、その回転がリバースギヤ列19,30で減速且
つカウンタギヤ30経由で前記各変速段とは逆転されて
第2出力軸3Bに伝達され、ダイレクトクラッチ(C−
D)経由で出力軸6に伝達される。
速段がプラネタリギヤ20の変速要素を変速に関与しな
い単なる動力伝達部材として達成されるのに対して、各
偶数の変速段は、プラネタリギヤ20の変速要素を機能
させて達成される。しかも、これら各偶数の変速段は、
それを挟む奇数の変速段の達成時に連結される2つの歯
車対の同時連結により達成される。
るプラネタリギヤ20の3つの変速要素の挙動を図11
に速度線図で示す。この速度線図は、一般的な自動変速
機の入力回転数を基準(速度比1)として変速特性を示
す表記形式に従うものであり、各変速要素であるサンギ
ヤ、リングギヤ及びキャリアの速度比を●印で変速段を
表す数字を白抜きして表しており、これらの速度比はす
なわちエンジン回転数を速度比1とするものである。し
たがって、第7速における出力軸速度比が最も高いの
は、エンジン回転に対して変速機の減速比が最も小さい
ことを表す。また○印で囲った数字は、その変速段にお
いて連結されるM/T部Mの第1〜第4歯車対を表す。
速段は、M/T部Mの第1〜第4歯車対により本来達成
可能な奇数変速段に対する中間段としてのギヤ比で、隣
り合う両偶数変速段を達成する歯車対による同時動力伝
達により達成されるもので、それに隣り合う奇数の変速
段に対する経過段ともなるものである。したがって、こ
の形態の変速機によっても、従来形式の常時噛合式の4
速変速機に対して、各変速段の中間に、ギヤ比ステップ
を密にする形態で3速の変速段を付加することができ
る。
ップを高速段側ほど狭くする設定を容易に行なうことが
できる利点が得られる。図12は先の2つの実施形態と
の比較を速度線図で示す(ただし、各変速段の表記につ
いては、単一の歯車対のギヤ比で達成される変速段を整
数で表し、それらの中間のギヤ比による変速段を端数で
表す)。この例では、最低速段と最高速段(第4速、実
施形態の第7速に相当)のギヤ比を0.342と2.0
44と同一に設定し、途中の変速段の第2、3速(実施
形態の第3、5速に相当)間で良好なギヤ比ステップが
得られるようなギヤ比設定とした場合、図の(b)に示
す本形態の配置の場合、中間段を含めて全ての変速段間
のギヤ比ステップについて、低速段側ギヤ比ステップ>
高速段側ギヤ比ステップの関係が成立するのに対して、
図の(a)に示す形態の配置の場合、プラネタリギヤの
キャリア−リングギヤ間のギヤ比λを単純に0.5とし
た場合、1.5−2速間、2.5−3速間及び3−3.
5速間で、低速段側ギヤ比ステップ<高速段側ギヤ比ス
テップの逆転が生じるのが分かる。このように、本形態
では、中間段としての偶数段を全て上位段側に寄せたギ
ヤ比ステップが容易に設定可能となる。
例挙げて説明したが、本発明は、例示の実施形態に限定
されるものではなく、特許請求の範囲の個々の請求項に
記載の事項の範囲内で種々に具体的な構成を変更して実
施することができるものである。これら全てを網羅する
ものではないが、想定される変更例として概略以下のも
のがある。 (1)第7速の1速飛ばしによる6速化 (2)歯車対と第1軸、第2軸の関係の入替え (3)第4歯車対の廃止による5速化 (4)プラネタリギヤにラビニヨタイプを使用 (5)ブレーキの追加によるリバースの作成 (6)ブレーキの追加による8速化 (7)第4歯車対のブレーキへの変更による6速化
のギヤトレインを示すスケルトン図である。
る。
る。
示すタイムチャートである。
チャートである。
ある。
る。
る。
ある。
る。
る。
及び第2実施形態との比較で示す速度線図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の変速要素を有し、異なる変速要素
を通る並列な動力伝達流れの選択により複数の変速段を
達成する主変速機と、 プラネタリギヤを変速要素とする副変速機と、 前記副変速機の異なる変速要素を主変速機の異なる変速
要素に連結する連結手段とを備える車両用変速機。 - 【請求項2】 前記主変速機は、その変速要素として複
数の常時噛合式の歯車対を包含し、変速要素を通る動力
伝達流れを選択するクラッチを有することを特徴とす
る、請求項1記載の車両用変速機。 - 【請求項3】 前記主変速機は、その変速要素としてプ
ラネタリギヤを包含することを特徴とする、請求項1又
は2記載の車両用変速機。 - 【請求項4】 前記副変速機のプラネタリギヤは、動力
伝達流れにおける主変速機の下流に配置されたことを特
徴とする、請求項1、2又は3記載の車両用変速機。
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