JP2010242834A - トランスミッション - Google Patents

Abstract

【課題】 小型、構造簡単、低フリクションで安価な噛み合い式クラッチを採用してトランスミッションの軸方向寸法の小型化、構造簡単化、低コスト化、低フリクション化を図りながら、各変速段のスムーズな確立を可能にする。
【解決手段】 入力軸４２上に配置された複数のドライブギヤ４５〜５０と出力軸４３上に配置された複数のドリブンギヤ５１〜５６との何れか一方を、噛み合い式クラッチ６３，６４，６５により前記入力軸４２あるいは前記出力軸４３に選択的に結合して所望の変速段を確立する際に、シンクロ装置Ｓが、入力軸４２に固定されたドライブギヤ４５に噛合するアイドルギヤ５７の回転を制御して入力軸４２の回転を出力軸４３の回転に同期させるので、噛み合い式クラッチにより結合される二つの部材の差回転を消滅させて該噛み合い式クラッチ６３，６４，６５をスムーズに係合することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シンクロ機能を持たない噛み合い式クラッチを用いて所望の変速段を確立するトランスミッションに関する。

一般にオートマチックトランスミッションでは、変速軸に相対回転自在に支持した複数のギヤを油圧クラッチで該変速軸に選択的に結合して所望の変速段を確立している。

それに対して、変速軸に相対回転自在に支持した複数のギヤを電気アクチュエータで作動するシンクロ装置で該変速軸に選択的に結合して所望の変速段を確立する、いわゆるオートマチック・マニュアルトランスミッションが、下記特許文献１により公知である。

特開２００４−３６２５号公報

ところで、シンクロ装置はギヤおよび変速軸間に差回転が存在する場合であっても、その差回転を吸収してギヤを変速軸にスムーズに結合するシンクロ機能を有しているが、オートマチックトランスミッション並のシフトレスポンスやシフトフィーリングを求めると、シンクロ時間を最小限にするにはシンクロ容量を大容量化する必要があるため、個々のシンクロ装置の軸方向寸法の大型化、ダブルコーン化、トリプルコーン化が必要になり、多くのシンクロ装置を備える多段のトランスミッションでは軸方向寸法の大型化、高コスト化、高フリクション化を招く要因となる問題があった。

シンクロ機能を持たないドグクラッチのような噛み合い式クラッチは、シンクロ装置に比べて軸方向寸法が短く、構造簡単、低コスト、低フリクションであるため、シンクロ装置に代えてドグクラッチを採用すればトランスミッションの軸方向寸法の小型化、構造簡単化、低コスト化、低フリクション化を図ることができる。しかしながらドグクラッチでは、ギヤおよび変速軸間に差回転が存在する場合に、それらをスムーズに結合することができないため、前記差回転を吸収するための何らかの手段が必要となる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、小型、構造簡単、低フリクションで安価な噛み合い式クラッチを採用してトランスミッションの軸方向寸法の小型化、構造簡単化、低コスト化、低フリクション化を図りながら、各変速段のスムーズな確立を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源からの駆動力を入力軸に伝達するクラッチと、前記入力軸上に配置された複数のドライブギヤと、出力軸上に配置されて前記ドライブギヤに噛合する複数のドリブンギヤと、前記ドライブギヤの何れかあるいは前記ドリブンギヤの何れかを、それぞれ前記入力軸あるいは前記出力軸に選択的に結合する噛み合い式クラッチとを備えるトランスミッションにおいて、アイドル軸に回転自在に支持されて前記複数のドライブギヤのうち前記入力軸に固定されたギヤに噛合するアイドルギヤと、前記アイドルギヤの回転を制御するシンクロ装置とを備え、前記シンクロ装置は、前記噛み合い式クラッチが係合する変速時に、前記入力軸の回転が前記出力軸の回転に同期するように前記アイドルギヤの回転を制御することを特徴とするトランスミッションが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記シンクロ装置は、前記アイドルギヤをケーシングに拘束可能な摩擦クラッチと、前記アイドル軸に回転自在に支持された第１カムと、前記第１カムに接続されたアクチュエータと、前記ケーシングに軸方向摺動自在に支持されて前記第１カムに係合する第２カムとを備え、前記アクチュエータで前記第１カムを回転させて前記第２カムを軸方向に摺動させることで、前記摩擦クラッチを係合して前記アイドルギヤの回転を制動することを特徴とするトランスミッションが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記アイドルギヤはリバース変速段を確立するためのリバースアイドルギヤであることを特徴とするトランスミッションが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、駆動源からの駆動力が第１クラッチを介して伝達される第１入力軸と、駆動源からの駆動力が第２クラッチを介して伝達される第２入力軸と、前記第１入力軸に固定された複数の第１ドライブギヤと、前記第２入力軸に固定された複数の第２ドライブギヤと、前記第１、第２ドライブギヤに噛合する複数のドリブンギヤが回転自在に支持された出力軸と、前記複数のドリブンギヤを前記出力軸に選択的に結合可能な噛み合い式クラッチとを備えるトランスミッションにおいて、アイドル軸に回転自在に支持されて前記複数の第１ドライブギヤの一つに噛合する第１アイドルギヤと、前記アイドル軸に回転自在に支持されて前記複数の第２ドライブギヤの一つに噛合する第２アイドルギヤと、前記第１、第２アイドルギヤの回転を制御するシンクロ装置とを備え、前記シンクロ装置は、前記噛み合い式クラッチが係合する変速時に、前記第１入力軸あるいは前記第２入力軸の回転が前記出力軸の回転に同期するように前記第１、第２アイドルギヤの回転を制御することを特徴とするトランスミッションが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記シンクロ装置は、前記第１アイドルギヤをケーシングに拘束可能な第１摩擦クラッチと、前記第２アイドルギヤを前記ケーシングに拘束可能な第２摩擦クラッチと、前記アイドル軸に回転自在に支持された第１カムと、前記第１カムに接続されたアクチュエータと、前記ケーシングに軸方向摺動自在に支持されて前記第１カムに係合する第２カムおよび第３カムとを備え、前記アクチュエータで前記第１カムを一方向に回転させて前記第２カムを軸方向一方に摺動させることで、前記第１摩擦クラッチを係合して前記第１アイドルギヤの回転を制動するとともに、前記アクチュエータで前記第１カムを他方向回転させて前記第３カムを軸方向他方に摺動させることで、前記第２摩擦クラッチを係合して前記第２アイドルギヤの回転を制動することを特徴とするトランスミッションが提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記シンクロ装置は、前記第１アイドルギヤを前記アイドル軸に結合可能な第１シンクロクラッチと、前記第２アイドルギヤを前記アイドル軸に結合可能な第２シンクロクラッチと、前記アイドル軸を回転駆動するモータとを備え、前記第１シンクロクラッチを係合した状態で前記モータを駆動して前記第１アイドルギヤの回転を制御し、あるいは前記第２シンクロクラッチを係合した状態で前記モータを駆動して前記第２アイドルギヤの回転を制御することを特徴とするトランスミッションが提案される。

尚、実施の形態の第１、第２副入力軸１２，１３は本発明の第１、第２入力軸に対応し、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応し、実施の形態の発進クラッチ１５，４１は本発明のクラッチに対応し、実施の形態のリバースアイドル軸４４は本発明のアイドル軸に対応し、実施の形態の３速ドライブギヤ２３，４速ドライブギヤ２４および１速−リバースドライブギヤ４５は本発明のギヤに対応し、実施の形態の第１、第２アイドルギヤ３４，３５および第１リバースアイドルギヤ５７は本発明のアイドルギヤに対応し、実施の形態の１速−３速ドグクラッチ２９、２速−４速ドグクラッチ３０、１速−２速ドグクラッチ６３、３速−４速ドグクラッチ６４および５速−６速ドグクラッチ６５は本発明の噛み合い式クラッチに対応し、実施の形態のモータ７７は本発明のアクチュエータに対応する。

請求項１の構成によれば、入力軸上に配置された複数のドライブギヤと出力軸上に配置された複数のドリブンギヤとの何れか一方を、噛み合い式クラッチにより前記入力軸あるいは前記出力軸に選択的に結合して所望の変速段を確立する際に、シンクロ装置が、入力軸に固定されたギヤに噛合するアイドルギヤの回転を制御して入力軸の回転を出力軸の回転に同期させるので、噛み合い式クラッチにより結合される二つの部材の差回転を消滅させて該噛み合い式クラッチをスムーズに係合することができる。このように、シンクロ機能を持たない代わりに軸方向寸法が小型であるドグクラッチを採用しながら、共通のシンクロ装置でシンクロ機能を賄うことができるので、トランスミッションの軸方向寸法の小型化、構造簡単化、低コスト化、低フリクション化を達成することができる。

また請求項２の構成によれば、シンクロ装置のアクチュエータで第１カムを駆動することで第２カムを作動させて摩擦クラッチを係合し、アイドルギヤの回転と、それに噛合するドライブギヤの回転とを制動することができる。これにより、ドライブギヤに連動するドリブンギヤの回転数を任意に減少させて出力軸の回転数と同期させ、噛み合い式クラッチをスムーズに係合することができる。

また請求項３の構成によれば、シンクロ装置のアイドルギヤをリバース変速段を確立するためのリバースアイドルギヤに兼用したので、部品点数の削減およびトランスミッションの小型化に寄与することができる。

また請求項４の構成によれば、駆動源に選択的に接続される第１、第２入力軸に複数の第１、第２ドライブギヤを固定するとともに、出力軸に相対回転自在に設けた複数のドリブンギヤを前記ドライブギヤに噛合させ、ドリブンギヤを噛み合い式クラッチで出力軸に選択的に結合して所望の変速段を確立する際に、シンクロ装置は、アイドル軸に支持されて第１ドライブギヤの一つに噛合する第１アイドルギヤの回転と、アイドル軸に支持されて第２ドライブギヤの一つに噛合する第２アイドルギヤの回転とを制御することで、噛み合い式クラッチが係合する変速時に第１入力軸あるいは第２入力軸の回転を出力軸の回転に同期させるので、ドリブンギヤおよび出力軸の差回転を消滅させて噛み合い式クラッチをスムーズに係合することができる。このように、シンクロ機能を持たない代わりに軸方向寸法が小型であるドグクラッチを採用しながら、共通のシンクロ装置でシンクロ機能を賄うことができるので、トランスミッションの軸方向寸法の小型化、構造簡単化、低コスト化、低フリクション化を達成することができる。

また請求項５の構成によれば、シンクロ装置のアクチュエータで第１カムを駆動することで、第２、第３カムを作動させて第１、第２摩擦クラッチを選択的に係合し、第１、第２アイドルギヤの回転と、それらに噛合する第１、第２ドライブギヤの回転とを選択的に制動することができる。これにより、一つのアクチュエータで第１、第２ドライブギヤに連動するドリブンギヤの回転数を任意に減少させて出力軸の回転数と同期させ、噛み合い式クラッチをスムーズに係合することができる。

また請求項６の構成によれば、シンクロ装置のモータでアイドル軸を駆動すると、アイドル軸に第１、第２シンクロクラッチを介して選択的に結合される第１、第２アイドルギヤが回転することで、それらの第１、第２アイドルギヤに噛合する第１、第２ドライブギヤの回転数を任意に増減させることができる。これにより、第１、第２ドライブギヤに連動するドリブンギヤの回転数を任意に増減させて出力軸の回転数と同期させ、噛み合い式クラッチをスムーズに係合することができる。

トランスミッションのスケルトン図（第１の実施の形態）。 トランスミッションの展開断面図（第１の実施の形態）。 図２の３部拡大図（第１の実施の形態）。 図３の４−４線拡大断面図（第１の実施の形態）。 トランスミッションのスケルトン図（第２の実施の形態）。 図５の６部拡大図（第２の実施の形態）。 図６の７−７線拡大断面図（第２の実施の形態）。 １速変速段の確立状態を示す図（第２の実施の形態）。 ２速変速段の確立状態を示す図（第２の実施の形態）。 ３速変速段の確立状態を示す図（第２の実施の形態）。 ４速変速段の確立状態を示す図（第２の実施の形態）。 トランスミッションのスケルトン図（第３の実施の形態）。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、前進６段、後進１段のマニュアル式のトランスミッションＴは、エンジンＥの駆動力がクラッチペダルで操作される発進クラッチ４１を介して伝達される入力軸４２と、入力軸４２と平行に配置された出力軸４３と、入力軸４２および出力軸４３と平行に配置されたリバースアイドル軸４４とを備える。

入力軸４２には１速−リバースドライブギヤ４５および２速ドライブギヤ４６が固設され、３速ドライブギヤ４７、４速ドライブギヤ４８、５速ドライブギヤ４９および６速ドライブギヤ５０が相対回転自在に支持される。出力軸４３には１速ドリブンギヤ５１および２速ドリブンギヤ５２が相対回転自在に支持され、３速ドリブンギヤ５３、４速ドリブンギヤ５４、５速ドリブンギヤ５５および６速ドリブンギヤ５６が固設される。１速−リバースドライブギヤ４５には１速ドリブンギヤ５１が噛合し、２速ドライブギヤ４６には２速ドリブンギヤ５２が噛合し、３速ドライブギヤ４７には３速ドリブンギヤ５３が噛合し、４速ドライブギヤ４８には４速ドリブンギヤ５４が噛合し、５速ドライブギヤ４９には５速ドリブンギヤ５５が噛合し、６速ドライブギヤ５０には６速ドリブンギヤ５６が噛合する。

リバースアイドル軸４４には第１リバースアイドルギヤ５７および第２リバースアイドルギヤ５８が相対回転自在に支持され、第１リバースアイドルギヤ５７は１速−リバースドライブギヤ４５に噛合するとともに、第２リバースアイドルギヤ５８は出力軸４３に固設したリバースドリブンギヤ５９に噛合する。

出力軸４３の右端に固設されたファイナルドライブギヤ６０は、ディファレンシャルギヤ６１のファイナルドリブンギヤ６２に噛合し、ディファレンシャルギヤ６１は左右の駆動輪Ｗ，Ｗに接続される。

１速ドリブンギヤ５１および２速ドリブンギヤ５２は、１速−２速ドグクラッチ６３を介して出力軸４３に選択的に結合可能であり、３速ドライブギヤ４７および４速ドライブギヤ４８は、３速−４速ドグクラッチ６４を介して入力軸４２に選択的に結合可能であり、５速ドライブギヤ４９および６速ドライブギヤ５０は、５速−６速ドグクラッチ６５を介して入力軸４２に選択的に結合可能である。また第１リバースアイドルギヤ５７および第２リバースアイドルギヤ５８は、リバースドグクラッチ６６を介して相互に結合可能である。

入力軸４２には、その回転数を検出する入力軸回転数センサ８２が設けられ、出力軸４３には、その回転数を検出する出力軸回転数センサ８３が設けられる。

図２〜図４から明らかなように、シンクロ装置Ｓは、シンクロ軸８０と、シンクロ軸８０に固設されて第１リバースアイドルギヤ５７に噛合するシンクロギヤ８１と、シンクロギヤ８１をケーシング６７に拘束可能な摩擦クラッチ６８とを備える。摩擦クラッチ６８は、シンクロギヤ８１とケーシング６７とに交互にスプライン嵌合する複数の摩擦係合要素６９…と、シンクロ軸８０に軸方向移動不能かつ相対回転可能に支持した円環状の第１カム７０と、ケーシング６７に軸方向移動可能かつ相対回転不能にスプライン嵌合する円環状の第２カム７１と、第２カム７１を第１カム７０に向けて付勢するリターンスプリング７２とを備える、第１カム７０および第２カム７１の対向面にはそれぞれ複数の水滴状のカム溝７０ａ…，７１ａ…（図４参照）が相互に対向するように形成されており、両カム溝７０ａ…，７１ａ…にボール７３…が嵌合する。そしてシンクロ軸８０に固設したシンクロギヤ８１が第１リバースアイドルギヤ５７に噛合する。

シンクロ軸８０と平行に配置された減速軸７４に第２減速ギヤ７５および第３減速ギヤ７６が固設されており、モータ７７の回転軸７７ａに固設した第１減速ギヤ７８が第２減速ギヤ７５に噛合し、第１カム７０の外周に設けた第４減速ギヤ７９が第３減速ギヤ７６に噛合する。従って、モータ７７を一方向に駆動すると、その回転軸７７ａの回転が第１減速ギヤ７８、第２減速ギヤ７５、減速軸７４、第３減速ギヤ７６および第４減速ギヤ７９を介して伝達される第１カム７０が第２カム７１に対して相対回転し、第１、第２カム７０，７１のカム溝７０ａ…，７１ａ…にボール７３…が乗り上げることで、第２カム７１が軸方向右側に移動して摩擦係合要素６９…を相互に係合させる。このようにして摩擦クラッチ６８が係合すると、シンクロギヤ８１がケーシング６７に拘束されて制動されることで、シンクロギヤ８１に噛合する第１リバースアイドルギヤ５７が制動される。

１速変速段を確立すべく、１速−２速ドグクラッチ６３で１速ドリブンギヤ５１を出力軸４３に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→１速−リバースドライブギヤ４５→１速ドリブンギヤ５１→１速−２速ドグクラッチ６３→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

２速変速段を確立すべく、１速−２速ドグクラッチ６３で２速ドリブンギヤ５２を出力軸４３に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→２速ドライブギヤ４６→２速ドリブンギヤ５２→１速−２速ドグクラッチ６３→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

３速変速段を確立すべく、３速−４速ドグクラッチ６４で３速ドライブギヤ４７を入力軸４２に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→３速−４速ドグクラッチ６４→３速ドライブギヤ４７→３速ドリブンギヤ５３→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

４速変速段を確立すべく、３速−４速ドグクラッチ６４で４速ドライブギヤ４８を入力軸４２に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→３速−４速ドグクラッチ６４→４速ドライブギヤ４８→４速ドリブンギヤ５４→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

５速変速段を確立すべく、５速−６速ドグクラッチ６５で５速ドライブギヤ４９を入力軸４２に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→５速−６速ドグクラッチ６５→５速ドライブギヤ４９→５速ドリブンギヤ５５→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

６速変速段を確立すべく、５速−６速ドグクラッチ６５で６速ドライブギヤ５０を入力軸４２に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→５速−６速ドグクラッチ６５→６速ドライブギヤ５０→６速ドリブンギヤ５６→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

リバース変速段を確立すべく、リバースドグクラッチ６６で第１リバースアイドルギヤ５７および第２リバースアイドルギヤ５８を相互に結合すると、エンジンＥの駆動力が発進クラッチ４１→入力軸４２→１速−リバースドライブギヤ４５→第１リバースアイドルギヤ５７→リバースドグクラッチ６６→第２リバースアイドルギヤ５８→リバースドリブンギヤ５９→出力軸４３→ファイナルドライブギヤ６０→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャルギヤ６１の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに逆回転となって伝達される。

このとき、リバース変速段を確立するための第１リバースアイドルギヤ５７を、同期機能を発揮するためのシンクロ装置Ｓのアイドルギヤに兼用するので、部品点数の削減およびトランスミッションＴの小型化に寄与することができる。

ところで、同期機能を持たない１速−２速ドグクラッチ６３をスムーズに係合するには、出力軸４３の回転数を１速ドリブンギヤ５１あるいは２速ドリブンギヤ５２の回転数に一致させる必要がある。このとき、シンクロ装置Ｓの摩擦クラッチ６８を係合して第１リバースアイドルギヤ５７を制動すると、第１リバースアイドルギヤ５７に１速−リバースドライブギヤ４５を介して接続された１速ドリブンギヤ５１の回転が減速され、あるいは第１リバースアイドルギヤ５７に１速−リバースドライブギヤ４５および２速ドライブギヤ４６を介して接続された２速ドリブンギヤ５２の回転が減速されることで、差回転を消滅させて１速−２速ドグクラッチ６３をスムーズに係合することができる。

また同期機能を持たない３速−４速ドグクラッチ６４をスムーズに係合するには、入力軸４２の回転数を３速ドライブギヤ４７あるいは４速ドライブギヤ４８の回転数に一致させる必要がある。このとき、シンクロ装置Ｓの摩擦クラッチ６８を係合して第１リバースアイドルギヤ５７を制動すると、第１リバースアイドルギヤ５７に１速−リバースドライブギヤ４５を介して接続された入力軸４２の回転が減速されることで、差回転を消滅させて３速−４速ドグクラッチ６４をスムーズに係合することができる。同様に、同期機能を持たない５速−６速ドグクラッチ６５をスムーズに係合するには、入力軸４２の回転数を５速ドライブギヤ４９あるいは６速ドライブギヤ５０の回転数に一致させる必要がある。このとき、シンクロ装置Ｓの摩擦クラッチ６８を係合して第１リバースアイドルギヤ５７を制動すると、第１リバースアイドルギヤ５７に１速−リバースドライブギヤ４５を介して接続された入力軸４２の回転が減速されることで、差回転を消滅させて５速−６速ドグクラッチ６５をスムーズに係合することができる。

１速−２速ドグクラッチ６３、３速−４速ドグクラッチ６４および５速−６速ドグクラッチ６５により結合される二つの要素の差回転がなくなって同期が完了したことは、入力軸回転数センサ８２で検出した入力軸４２の回転数と出力軸回転数センサ８３で検出した出力軸４３の回転数とを比較することで判定可能である。なぜならば、３速ドライブギヤ４７、４速ドライブギヤ４８、５速ドライブギヤ４９および６速ドライブギヤ５０の回転数は出力軸４３の回転数に対して既知の関係にあり、１速ドリブンギヤ５１および２速ドリブンギヤ５２の回転数は入力軸４２の回転数に対して既知の関係にあるからである。

以上のように、本実施の形態によれば、通常は１速−２速シンクロ装置、２速−３速シンクロ装置および５速−６速シンクロ装置を用いるところ、シンクロ機能を持たない代わりに安価で軸方向寸法が小さい１速−２速ドグクラッチ６３、３速−４速ドグクラッチ６４および５速−６速ドグクラッチ６５を用いたことで、トランスミッションＴの軸方向寸法を小型化、構造簡単化、低コスト化、低フリクション化することができ、しかも各変速段に対して共通のシンクロ装置Ｓを設けることで、全ての変速段の確立時にシンクロ機能を発揮させることができる。

次に、図５〜図１１に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

図５に示すように、いわゆるツインクラッチ式の前進４段のトランスミッションＴは、主入力軸１１と、第１副入力軸１２と、第２副入力軸１３と、出力軸１４とを備える。第２副入力軸１３は主入力軸１１の外周に同軸に嵌合し、第１副入力軸１２は第２副入力軸１３の外周に同軸に嵌合する。出力軸１４は主入力軸１１と平行に配置される。主入力軸１１の右端にはエンジンＥが発進クラッチ１５を介して接続され、主入力軸１１の左端と第１副入力軸１２との間に第１クラッチＣ１が配置されるとともに、主入力軸１１の左端と第２副入力軸１３との間に第２クラッチＣ２が配置される。

第１副入力軸１２には１速ドライブギヤ２１および３速ドライブギヤ２３が固設され、第２副入力軸１３には２速ドライブギヤ２２および４速ドライブギヤ２４が固設される。出力軸１４には１速ドライブギヤ２１に噛合する１速ドリブンギヤ２５と、３速ドライブギヤ２３に噛合する３速ドリブンギヤ２７と、２速ドライブギヤ２２に噛合する２速ドリブンギヤ２６と、４速ドライブギヤ２４に噛合する４速ドリブンギヤ２８とが相対回転自在に支持される。１速ドリブンギヤ２５および３速ドリブンギヤ２７は、１速−３速ドグクラッチ２９により出力軸１４に選択的に結合可能であり、２速ドリブンギヤ２６および４速ドリブンギヤ２８は、２速−４速ドグクラッチ３０により出力軸１４に選択的に結合可能である、
尚、１速−３速ドグクラッチ２９および２速−４速ドグクラッチ３０は、図示せぬ電磁アクチュエータまたは油圧アクチュエータにより作動する。

出力軸１４の右端に固設されたファイナルドライブギヤ３１は、ディファレンシャルギヤ３３のファイナルドリブンギヤ３２に噛合し、ディファレンシャルギヤ３３は左右の駆動輪Ｗ，Ｗに接続される。

図６に示すように、前記１速−３速ドグクラッチ２９および２速−４速ドグクラッチ３０をスムーズに係合するためのシンクロ装置Ｓは、第１の実施の形態のシンクロ装置Ｓの機能を拡張したもので、第１の実施の形態のシンクロ装置Ｓの構成要素に対応する構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

アイドル軸８４には第１アイドルギヤ３４が相対回転自在に支持されるとともに第２アイドルギヤ３５が固設され、第１アイドルギヤ３４は３速ドライブギヤ２３に噛合し、第２アイドルギヤ３５は４速ドライブギヤ２４に噛合する。第１アイドルギヤ３４は第１摩擦クラッチ６８Ｒ（第１の実施の形態のクラッチ６８に相当）を介してケーシング６７に拘束可能であり、第２アイドルギヤ３５と一体のアイドル軸８４は第２摩擦クラッチ６８Ｌを介してケーシング６７に拘束可能である。

第１、第２摩擦クラッチ６８Ｒ，６８Ｌは、第１カム７０を挟んで右側および左側にそれぞれ第２カム７１Ｒ（第１の実施の形態の第２カム７１に相当）および第３カム７１Ｌを備えるもので、第１カム７０の右側面に形成された第１カム溝７０ａ…はボール７３を挟んで第１カム７１Ｒの左側面に形成されたカム溝７１Ｒａ…に係合し、第１カム７０の左側面に形成された第２カム溝７０ｂ…はボール７３を挟んで第２カム７１Ｌの右側面に形成されたカム溝７１Ｌａ…に係合する。

図７（Ａ）には第１カム７０が中立位置にある状態が示されており、そこから図７（Ｂ）に示すように、モータ７７によって第１カム７０が一方向に回転すると、第３カム７１Ｌは移動せずに第２カム７１Ｒだけが右方向に移動し、第１摩擦クラッチ６８Ｒが係合して第１アイドルギヤ３４をケーシング６７に拘束する。また図７（Ｃ）に示すように、モータ７７によって第１カム７０が他方向に回転すると、第２カム７１Ｒは移動せずに第３カム７１Ｌだけが左方向に移動し、第２摩擦クラッチ６８Ｌが係合してアイドル軸８４（つまり第２アイドルギヤ３５）をケーシング６７に拘束する。

しかして、図８に示すように、１速変速段の確立時には、１速−３速ドグクラッチ２９で１速ドリブンギヤ２５を出力軸１４に結合し、第１クラッチＣ１を係合して主入力軸１１を第１副入力軸１２に結合した状態で発進クラッチ１５を係合すると、エンジンＥの駆動力が、発進クラッチ１５→主入力軸１１→第１クラッチＣ１→第１副入力軸１２→１速ドライブギヤ２１→１速ドリブンギヤ２５→１速−３速ドグクラッチ２９→出力軸１４→ファイナルドライブギヤ３１→ファイナルドリブンギヤ３２→ディファレンシャルギヤ３３の経路で左右の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

図９に示すように、２速変速段の確立時には、２速−４速ドグクラッチ３０で２速ドリブンギヤ２６を出力軸１４に結合し、それまで係合していた第１クラッチＣ１を係合解除すると同時に第２クラッチＣ２を係合すると、エンジンＥの駆動力が、発進クラッチ１５→主入力軸１１→第２クラッチＣ２→第２副入力軸１３→２速ドライブギヤ２２→２速ドリブンギヤ２６→２速−４速ドグクラッチ３０→出力軸１４→ファイナルドライブギヤ３１→ファイナルドリブンギヤ３２→ディファレンシャルギヤ３３の経路で左右の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

図１０に示すように、３速変速段の確立時には、１速−３速ドグクラッチ２９で３速ドリブンギヤ２７を出力軸１４に結合し、それまで係合していた第２クラッチＣ２を係合解除すると同時に第１クラッチＣ１を係合すると、エンジンＥの駆動力が、発進クラッチ１５→主入力軸１１→第１クラッチＣ１→第１副入力軸１２→３速ドライブギヤ２３→３速ドリブンギヤ２７→１速−３速ドグクラッチ２９→出力軸１４→ファイナルドライブギヤ３１→ファイナルドリブンギヤ３２→ディファレンシャルギヤ３３の経路で左右の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

図１１に示すように、４速変速段の確立時には、２速−４速ドグクラッチ３０で４速ドリブンギヤ２８を出力軸１４に結合し、それまで係合していた第１クラッチＣ１を係合解除すると同時に第２クラッチＣ２を係合すると、エンジンＥの駆動力が、発進クラッチ１５→主入力軸１１→第２クラッチＣ２→第２副入力軸１３→４速ドライブギヤ２４→４速ドリブンギヤ２８→２速−４速ドグクラッチ３０→出力軸１４→ファイナルドライブギヤ３１→ファイナルドリブンギヤ３２→ディファレンシャルギヤ３３の経路で左右の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

ところで、１速−３速ドグクラッチ２９および２速−４速ドグクラッチ３０はシンクロ機能を備えていないため、１速−３速ドグクラッチ２９および２速−４速ドグクラッチ３０を係合するとき、１速ドリブンギヤ２５、２速ドリブンギヤ２６、３速ドリブンギヤ２７および４速ドリブンギヤ２８の回転数と出力軸１４の回転数とを一致させる必要がある。１速ドリブンギヤ２５、２速ドリブンギヤ２６、３速ドリブンギヤ２７および４速ドリブンギヤ２８の回転数は主入力軸１１の回転数に対してギヤ比により決まる既知の関係があるため、主入力軸１１の回転数（つまり第１、第２副入力軸１２，１３の回転数）を検出する入力軸回転数センサ８２の出力と、出力軸１４の回転数を検出する出力軸回転数センサ８３の出力とを比較することで、１速ドリブンギヤ２５、２速ドリブンギヤ２６、３速ドリブンギヤ２７および４速ドリブンギヤ２８の回転数が出力軸１４の回転数と一致したことを判定することができる。

出力軸１４の回転数は車速に応じて一義的に決まってしまうため、１速ドリブンギヤ２５、２速ドリブンギヤ２６、３速ドリブンギヤ２７および４速ドリブンギヤ２８の回転数、つまり第１、第２副入力軸１２，１３の回転数をシンクロ装置Ｓで制御し、１速ドリブンギヤ２５、２速ドリブンギヤ２６、３速ドリブンギヤ２７および４速ドリブンギヤ２８の回転数を出力軸１４の回転数に一致させれば、シンクロ機能を持たない１速−３速ドグクラッチ２９および２速−４速ドグクラッチ３０をスムーズに係合することができる。

シフトチェンジの際に次段の変速段を確立するためのインギヤ直前の状態では、現変速段以外の動力伝達経路の係合要素は全て非係合の状態にある。このとき、出力軸１４は車速に応じた回転数で回転するが、非係合要素には差回転が存在してスムーズに係合できない状態にある。

そこで、次段の変速段において出力軸１４に結合すべきドリブンギヤの回転数を、シンクロ装置Ｓにより減速して出力軸１４の回転数に一致させ、その状態で非係合ドグクラッチを係合することで、スムーズなインギヤが可能になる。

次に、シンクロ装置Ｓの作用を説明する。

シンクロ装置Ｓのモータ７７を一方向に駆動して第１カム７０を一方向に回転させると、第２カム７１Ｒが右動して第１摩擦クラッチ６８Ｒが係合し、第１アイドルギヤ３４の回転を制動する。その結果、第１アイドルギヤ３４に噛合する３速ドライブギヤ２３の回転数、あるいは第３ドライブギヤ２３と一体の１速ドライブギヤ２１の回転数が減少し、それらに噛合する１速ドリブンギヤ２５あるいは３速ドリブンギヤ２７の回転数が減少することで、出力軸１４との差回転を消滅させて１速−３速ドグクラッチ２９をスムーズに係合することができる。

またシンクロ装置Ｓのモータ７７を他方向に駆動して第１カム７０を他方向に回転させると、第３カム７１Ｌが左動して第２摩擦クラッチ６８Ｌが係合し、アイドル軸８４および第２アイドルギヤ３５の回転を制動する。その結果、第２アイドルギヤ３５に噛合する４速ドライブギヤ２４の回転数、あるいは第４ドライブギヤ２４と一体の２速ドライブギヤ２２の回転数が減少し、それらに噛合する２速ドリブンギヤ２６あるいは４速ドリブンギヤ２８の回転数が減少することで、出力軸１４との差回転を消滅させて２速−４速ドグクラッチ３０をスムーズに係合することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、通常は１速−３速シンクロ装置および２速−４速シンクロ装置を用いるところ、シンクロ機能を持たない代わりに安価で軸方向寸法が小さい１速−３速ドグクラッチ２９および２速−４速ドグクラッチ３０を用いたことで、トランスミッションＴの軸方向寸法を小型化することができ、しかも各変速段に対して共通のシンクロ装置Ｓを設けることで、全ての変速段の確立時にシンクロ機能を発揮させることができる。

次に、図１２に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態は、トランスミッションＴ自体の構造は第２の実施の形態と同じであり、シンクロ装置Ｓの構造が第２の実施の形態と異なっている。

第３の実施の形態のシンクロ装置Ｓは、第１アイドルギヤ３４および第２アイドルギヤ３５を相対回転自在に支持するアイドル軸８４にモータ９１を接続し、アイドル軸８４と第１アイドルギヤ３４との間に第１シンクロクラッチ９２を配置するとともに、アイドル軸８４と第２アイドルギヤ３５との間に第２シンクロクラッチ９３を配置したものである。第１、第２シンクロクラッチ９２，９３は油圧クラッチあるいは電磁クラッチで構成される。

従って、第１シンクロクラッチ９２を係合すると、モータ９１の駆動力で第１アイドルギヤ３４を任意の回転数で回転させ、第１アイドルギヤ３４に連動する１速ドリブンギヤ２５および３速ドリブンギヤ２７の回転数を増速あるいは減速して出力軸１４の回転数に同期させることで、１速−３速ドグクラッチ２９をスムーズに係合することができる。

また第２シンクロクラッチ９３を係合すると、モータ９１の駆動力で第２アイドルギヤ３５を任意の回転数で回転させ、第２アイドルギヤ３５に連動する２速ドリブンギヤ２２および４速ドリブンギヤ２４の回転数を増速あるいは減速して出力軸１４の回転数に同期させることで、２速−４速ドグクラッチ３０をスムーズに係合することができる。

第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態ではシンクロ装置Ｓが制動力による減速機能だけを発揮するため、ドグクラッチで結合すべき二つの部材の差回転の方向によっては同期機能を発揮できない可能性があるが、第３の実施の形態ではモータ９１で第１アイドルギヤ３４および第２アイドルギヤ３５を任意の回転数へと加速あるいは減速することができるので、ドグクラッチで結合すべき二つの部材の差回転の方向に関わらずに同期機能を発揮することができる。

第３の実施の形態の他の作用効果は、上述した第１、第２の実施の形態の作用効果と同じである。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではエンジンＥを駆動源としているが、電動モータを駆動源としても、エンジンおよび電動モータの両方を駆動源としても良い。

また第１の実施の形態ではシンクロ装置Ｓのシンクロギヤ８１を第１リバースアイドルギヤ５７に噛合させているが、１速−リバースドライブギヤ４５または２速ドライブギヤ４６に噛合させても良い。

また第１の実施の形態では１速ドライブギヤおよびリバース−リドライブギヤを１速−リバースドライブギヤ４５で兼用しているが、１速ドライブギヤおよびリバース−リドライブギヤがそれぞれ独立していても良く、そのうえでシンクロギヤ８１を前記独立した１速ドライブギヤまたはリバース−リドライブギヤ、あるいは入力軸４２に固設された他のギヤにどれと噛合させても良い。

また第２の実施の形態および第３の実施の形態ではシンクロ装置Ｓの第１、第２アイドルギヤ３４，３５を３速ドライブギヤ２３および４速ドライブギヤ２４に噛合させているが、他の変速段のドライブギヤに噛合させても良い。

また第２の実施の形態および第３の実施の形態では発進クラッチ１５を介してエンジンＥが接続されているが、トルクコンバータ等の流体継手あるいはロックアップクラッチ等を介してエンジンＥを接続しても良く、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を発進クラッチ１５の位置に設け、第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を発進クラッチ１５としてエンジンＥを接続しても良い。

また第２の実施の形態および第３の実施の形態では前進４段のトランスミッションを例示したが、変速段数は４段に限定されるものではなく、これに伴い出力軸が複数存在しても良い。

また本発明の噛み合い式クラッチは、実施の形態のドグクラッチ２９，３０，６３，６４，６５に限定されるものではない。

１２ 第１副入力軸（第１入力軸、入力軸）
１３ 第２副入力軸（第２入力軸、入力軸）
１４ 出力軸
１５ 発進クラッチ
２３ ３速ドライブギヤ（ギヤ）
２４ ４速ドライブギヤ（ギヤ）
２９ １速−３速ドグクラッチ（噛み合い式クラッチ）
３０ ２速−４速ドグクラッチ（噛み合い式クラッチ）
３４ 第１アイドルギヤ（アイドルギヤ）
３５ 第２アイドルギヤ（アイドルギヤ）
４１ 発進クラッチ（クラッチ） ４２ 入力軸
４３ 出力軸
４４ リバースアイドル軸（アイドル軸）
４５ １速−リバースドライブギヤ（ギヤ）
５７ 第１リバースアイドルギヤ（アイドルギヤ）
６３ １速−２速ドグクラッチ（噛み合い式クラッチ）
６４ ３速−４速ドグクラッチ（噛み合い式クラッチ）
６５ ５速−６速ドグクラッチ（噛み合い式クラッチ）
６７ ケーシング
６８ 摩擦クラッチ
６８Ｒ 第１摩擦クラッチ
６８Ｌ 第２摩擦クラッチ
７０ 第１カム
７１ 第２カム
７１Ｒ 第２カム
７１Ｌ 第３カム
７７ モータ（アクチュエータ）
８４ アイドル軸
９１ モータ
９２ 第１シンクロクラッチ
９３ 第２シンクロクラッチ
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｅ エンジン（駆動源）
Ｓ シンクロ装置

Claims (6)

1. 駆動源（Ｅ）からの駆動力を入力軸（１２，１３，４２）に伝達するクラッチ（１５，４１）と、
   前記入力軸（１２，１３，４２）上に配置された複数のドライブギヤと、
   出力軸（１４，４３）上に配置されて前記ドライブギヤに噛合する複数のドリブンギヤと、
   前記ドライブギヤの何れかあるいは前記ドリブンギヤの何れかを、それぞれ前記入力軸（１２，１３，４２）あるいは前記出力軸（１４，４３）に選択的に結合する噛み合い式クラッチ（２９，３０，６３，６４，６５）とを備えるトランスミッションにおいて、
   アイドル軸（４４，８４）に回転自在に支持されて前記複数のドライブギヤのうち前記入力軸（１２，１３，４２）に固定されたギヤ（２３，２４，４５）に噛合するアイドルギヤ（３４，３５，５７）と、
   前記アイドルギヤ（３４，３５，５７）の回転を制御するシンクロ装置（Ｓ）とを備え、
   前記シンクロ装置（Ｓ）は、前記噛み合い式クラッチ（２９，３０，６３，６４，６５）が係合する変速時に、前記入力軸（１２，１３，４２）の回転が前記出力軸（１４，４３）の回転に同期するように前記アイドルギヤ（３４，３５，５７）の回転を制御することを特徴とするトランスミッション。
2. 前記シンクロ装置（Ｓ）は、
   前記アイドルギヤ（５７）をケーシング（６７）に拘束可能な摩擦クラッチ（６８）と、
   前記アイドル軸（４４）に回転自在に支持された第１カム（７０）と、
   前記第１カム（７０）に接続されたアクチュエータ（７７）と、
   前記ケーシング（６７）に軸方向摺動自在に支持されて前記第１カム（７０）に係合する第２カム（７１）とを備え、
   前記アクチュエータ（７７）で前記第１カム（７０）を回転させて前記第２カム（７１）を軸方向に摺動させることで、前記摩擦クラッチ（６８）を係合して前記アイドルギヤ（５７）の回転を制動することを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッション。
3. 前記アイドルギヤはリバース変速段を確立するためのリバースアイドルギヤ（５７）であることを特徴とする、請求項２に記載のトランスミッション。
4. 駆動源（Ｅ）からの駆動力が第１クラッチ（Ｃ１）を介して伝達される第１入力軸（１２）と、
   駆動源（Ｅ）からの駆動力が第２クラッチ（Ｃ２）を介して伝達される第２入力軸（１３）と、
   前記第１入力軸（１２）に固定された複数の第１ドライブギヤと、
   前記第２入力軸（１３）に固定された複数の第２ドライブギヤと、
   前記第１、第２ドライブギヤに噛合する複数のドリブンギヤが回転自在に支持された出力軸（１４）と、
   前記複数のドリブンギヤを前記出力軸（１４）に選択的に結合可能な噛み合い式クラッチ（２９，３０）とを備えるトランスミッションにおいて、
   アイドル軸（８４）に回転自在に支持されて前記複数の第１ドライブギヤの一つに噛合する第１アイドルギヤ（３４）と、
   前記アイドル軸（８４）に回転自在に支持されて前記複数の第２ドライブギヤの一つに噛合する第２アイドルギヤ（３５）と、
   前記第１、第２アイドルギヤ（３４，３５）の回転を制御するシンクロ装置（Ｓ）とを備え、
   前記シンクロ装置（Ｓ）は、前記噛み合い式クラッチ（２９，３０）が係合する変速時に、前記第１入力軸（１２）あるいは前記第２入力軸（１３）の回転が前記出力軸（１４）の回転に同期するように前記第１、第２アイドルギヤ（３４，３５）の回転を制御することを特徴とするトランスミッション。
5. 前記シンクロ装置（Ｓ）は、
   前記第１アイドルギヤ（３４）をケーシング（６７）に拘束可能な第１摩擦クラッチ（６８Ｒ）と、
   前記第２アイドルギヤ（３４）を前記ケーシング（６７）に拘束可能な第２摩擦クラッチ（６８Ｌ）と、
   前記アイドル軸（８４）に回転自在に支持された第１カム（７０）と、
   前記第１カム（７０）に接続されたアクチュエータ（７７）と、
   前記ケーシング（６７）に軸方向摺動自在に支持されて前記第１カム（７０）に係合する第２カム（７１Ｒ）および第３カム（７１Ｌ）とを備え、
   前記アクチュエータ（７７）で前記第１カム（７０）を一方向に回転させて前記第２カム（７１Ｒ）を軸方向一方に摺動させることで、前記第１摩擦クラッチ（６８Ｒ）を係合して前記第１アイドルギヤ（３４）の回転を制動するとともに、前記アクチュエータ（７７）で前記第１カム（７０）を他方向に回転させて前記第３カム（７１Ｌ）を軸方向他方に摺動させることで、前記第２摩擦クラッチ（６８Ｌ）を係合して前記第２アイドルギヤ（３５）の回転を制動することを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション。
6. 前記シンクロ装置（Ｓ）は、
   前記第１アイドルギヤ（３４）を前記アイドル軸（８４）に結合可能な第１シンクロクラッチ（９２）と、
   前記第２アイドルギヤ（３５）を前記アイドル軸（８４）に結合可能な第２シンクロクラッチ（９３）と、
   前記アイドル軸（８４）を回転駆動するモータ（９１）とを備え、
   前記第１シンクロクラッチ（９２）を係合した状態で前記モータ（９１）を駆動して前記第１アイドルギヤ（３４）の回転を制御し、あるいは前記第２シンクロクラッチ（９３）を係合した状態で前記モータ（９１）を駆動して前記第２アイドルギヤ（３５）の回転を制御することを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション。

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