JP2015172431A - 変速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 変速用の第1、第2シフトドラムを駆動するシフトドラム駆動手段の小型軽量化を図る。【解決手段】 シフトドラムは同軸上に相対回転自在に配置された第1シフトドラム11および第2シフトドラム12からなり、シフトドラム駆動手段はセレクト用モータ15およびシフト用モータ18を備え、セレクト用モータ15はシフト用モータ18を第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の何れか一方に選択的に接続するとともに、シフト用モータ18は接続された第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の何れか一方を所定ピッチで回転駆動する。セレクト用モータ15はシフト用モータ18に比べて小型のもので済むため、2個の大型のシフト用モータを用いて第1、第2シフトドラム11,12をそれぞれ駆動する場合に比べて、シフトドラム駆動機構が小型化されるだけでなく、1個のシフト用モータ18で第1、第2シフトドラム11,12の両方を駆動することで、同期ずれが発生することがない。【選択図】 図30
Description
本発明は、シフトドラム駆動手段により回転するシフトドラムの外周に複数のガイド溝を形成し、前記ガイド溝に係合して作動する複数のシフトフォークで複数の係合装置の係合・係合解除を切り換えることで、複数の変速段のうちの所定の変速段を確立する変速機に関する。
ツインクラッチ式の変速機において、アクチュエータモータにより回転するシフトドラムの外周面に4本のガイド溝を形成し、各々のガイド溝に係合する4個のシフトフォークで4個の同期装置のスリーブを駆動することで、ニュートラルおよび1速変速段〜6速変速段を確立するものが、下記特許文献1により公知である。
ところで、上記従来のものは、変速装置のシフトドラムの外周面に形成される4本のガイド溝が、ニュートラルおよび1速変速段〜6速変速段に対応する7個のポジションを有するため、ガイド溝の全長が長くなってシフトドラムの外径が増加してしまい、結果として変速装置の大型化を招くという問題があった。このように、従来は確立可能な変速段の段数が増加すると、それに応じてシフトドラムの外径が増加することが避けられなかったが、シフトドラムを第1シフトドラムおよび第2シフトドラムに2分割すれば、シフトドラムの外径の小型化が可能になる。
しかしながら、シフトドラムを第1シフトドラムおよび第2シフトドラムに2分割すると、それらを駆動する2個のモータが必要になるため、シフトドラム駆動手段が大型化するという新たな問題が発生する。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、変速用の第1、第2シフトドラムを駆動するシフトドラム駆動手段の小型軽量化を図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、シフトドラム駆動手段により回転するシフトドラムの外周に複数のガイド溝を形成し、前記ガイド溝に係合して作動する複数のシフトフォークで複数の係合装置の係合・係合解除を切り換えることで、複数の変速段のうちの所定の変速段を確立する変速機であって、前記シフトドラムは同軸上に相対回転自在に配置された第1シフトドラムおよび第2シフトドラムからなり、前記シフトドラム駆動手段はセレクト用モータおよびシフト用モータを備え、前記セレクト用モータは前記シフト用モータを前記第1シフトドラムおよび前記第2シフトドラムの何れか一方に選択的に接続するとともに、前記シフト用モータは前記セレクト用モータにより接続された前記第1シフトドラムおよび前記第2シフトドラムの何れか一方を所定ピッチで回転駆動することを特徴とする変速機が提案される。
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、前記シフトドラム駆動手段は、前記第1シフトドラムおよび前記第2シフトドラムの少なくとも一方を同軸に貫通し、前記セレクト用モータにより軸方向に移動するとともに前記シフト用モータにより回転する軸部材と、前記軸部材に設けられて前記第1シフトドラムおよび前記第2シフトドラムの相互に対向する端面間に位置する係合部材と、前記第1シフトドラムの前記端面に形成されて前記係合部材が係合可能な第1係合溝と、前記第2シフトドラムの前記端面に形成されて前記係合部材が係合可能な第2係合溝とを備え、前記第1係合溝の円周方向ピッチおよび前記第2係合溝の円周方向ピッチは前記所定ピッチよりも小さいことを特徴とする変速機が提案される。
尚、実施の形態の第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は本発明のシフトドラムに対応し、実施の形態の第1〜第5ガイド溝11a,11b,11c,12a,12bは本発明のガイド溝に対応し、実施の形態の駆動軸13は本発明の軸部材に対応し、実施の形態の第1〜第5シフトフォーク22A,22B,22C,22D,22Eは本発明のシフトフォークに対応し、実施の形態の第1〜第5同期装置S1,S2,S3,S4,S5は本発明の同期装置に対応する。
請求項1の構成によれば、シフトドラム駆動手段により回転するシフトドラムの外周に複数のガイド溝を形成し、ガイド溝に係合して作動する複数のシフトフォークで複数の係合装置の係合・係合解除を切り換えることで、変速機の複数の変速段のうちの所定の変速段を確立する。シフトドラムは同軸上に相対回転自在に配置された第1シフトドラムおよび第2シフトドラムからなり、シフトドラム駆動手段はセレクト用モータおよびシフト用モータを備え、セレクト用モータはシフト用モータを前記第1シフトドラムおよび第2シフトドラムの何れか一方に選択的に接続するとともに、シフト用モータはセレクト用モータにより接続された第1シフトドラムおよび第2シフトドラムの何れか一方を所定ピッチで回転駆動するので、第1シフトドラムおよび第2シフトドラムを独立して任意の方向に任意の角度回転させることができる。
シフト用モータは比較的に大型であることが必要であるが、セレクト用モータは小型のもので済むため、2個の大型のシフト用モータを用いて第1、第2シフトドラムをそれぞれ駆動する場合に比べて、第1、第2シフトドラムの駆動機構が小型化される。また第1、第2シフトドラムをそれぞれ専用のシフト用モータで駆動すると、第1、第2シフトドラムの回転が同期ずれする可能性があるが、1個のシフト用モータで第1、第2シフトドラムの両方を駆動することで、同期ずれが発生することがない。
また請求項2の構成によれば、シフトドラム駆動手段は、第1シフトドラムおよび第2シフトドラムの少なくとも一方を同軸に貫通し、セレクト用モータにより軸方向に移動するとともにシフト用モータにより回転する軸部材と、軸部材に設けられて第1シフトドラムおよび第2シフトドラムの相互に対向する端面間に位置する係合部材と、第1シフトドラムの端面に形成されて係合部材が係合可能な第1係合溝と、第2シフトドラムの端面に形成されて係合部材が係合可能な第2係合溝とを備え、第1係合溝の円周方向ピッチおよび第2係合溝の円周方向ピッチは所定ピッチよりも小さいので、第1、第2シフトドラムの停止位置をより細かく設定して精度の高い変速制御を行うことができる。
以下、図1〜図42に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1および図2に示すように、本実施の形態の前進12速、後進1速の変速機Tは、エンジンEに接続された入力軸Imと、入力軸Imに対して平行に配置された第1出力軸O1および第2出力軸O2とを備える。第1出力軸O1の外周に第2副入力軸Is2が同軸に嵌合し、かつ第2副入力軸Is2の外周に第1副入力軸Is1が同軸に嵌合しており、第2副入力軸Is2は第1クラッチC1を介して第1出力軸O1に結合可能であり、第1副入力軸Is1は第2クラッチC2を介して第2副入力軸Is2に結合可能である。第2出力軸O2の外周に第4副入力軸Is4が同軸に嵌合し、かつ第4副入力軸Is4の外周に第3副入力軸Is3が同軸に嵌合しており、第4副入力軸Is4は第3クラッチC3を介して第2出力軸O2に結合可能であり、第3副入力軸Is3は第4クラッチC4を介して第4副入力軸Is4に結合可能である。
入力軸Imに第1入力ギヤG1が相対回転自在に支持されており、この第1入力ギヤG1は、第1副入力軸Is1に固設した第1副入力ギヤG3と、第3副入力軸Is3に固設した第4副入力ギヤG6とに噛合する。第1入力ギヤG1は第1同期装置S1を介して入力軸Imに結合可能である。入力軸Imに第2入力ギヤG2が相対回転自在に支持されており、この第2入力ギヤG2は、第2副入力軸Is2に相対回転自在に支持した第2副入力ギヤG4と、第4副入力軸Is4に相対回転自在に支持した第5副入力ギヤG7とに噛合する。第2入力ギヤG2は第2同期装置S2を介して入力軸Imに結合可能である。第2副入力ギヤG4は第3同期装置S3を介して第2副入力軸Is2に結合可能であり、第5副入力ギヤG7は第6クラッチC6を介して第4副入力軸Is4に結合可能である。
第2副入力軸Is2に第3副入力ギヤG5が相対回転自在に支持されており、この第3副入力ギヤG5は第5クラッチC5を介して第2副入力軸Is2に結合可能である。第4副入力軸Is4に第6副入力ギヤG8が相対回転自在に支持されており、この第6副入力ギヤG8は第4同期装置S4を介して第4副入力軸Is4に結合可能である。第3副入力ギヤG5および第6副入力ギヤG8はアイドル軸Iに設けたアイドルギヤG9に同時に噛合する。
第1クラッチC1〜第6クラッチC6は、何れも湿式多板クラッチで構成される。
第1出力軸O1に固設した第1出力ギヤG10と、第2出力軸O2に固設した第2出力ギヤG11とが、ディファレンシャルギヤDに設けた最終出力ギヤG12に噛合し、ディファレンシャルギヤDに接続された左右の駆動輪W,Wを駆動する。
入力軸Imと平行にリバースアイドル軸Rが配置されており、入力軸Imに固設したリバースドライブギヤG13がリバースアイドル軸Rに相対回転自在に支持したリバースアイドルギヤG14に噛合し、リバースアイドル軸Rに固設したリバースドリブンギヤG15が第6副入力ギヤG8に噛合する。リバースアイドルギヤG14は第5同期装置S5を介してリバースアイドル軸Rに結合可能である。
この変速機Tの骨格の特徴の一つは、入力軸Imと、第1、第2副入力軸Is1,Is2と、第3、第4副入力軸Is3,Is4とを三つの軸線上に平行に配置し、これらの軸線間を、第1入力ギヤG1、第1副入力ギヤG3および第4副入力ギヤG6よりなる左側のギヤ列と、第2入力ギヤG2、第2副入力ギヤG4および第5副入力ギヤG7よりなる中央のギヤ列と、第3副入力ギヤG5、第6副入力ギヤG8およびアイドルギヤG9よりなる右側のギヤ列とにより左右3段に接続した、3軸3段構造である。この構造により、変速機T内の動力伝達経路の自由度を高め、前記9個のギヤG1〜G9で前進12速の変速段を確立することができる。
また変速機Tの骨格の他の特徴は、入力軸ImおよびディファレンシャルギヤD間に、第1出力軸O1および第2出力軸O2を並列に配置した多出力軸構造である。この構造により、第1出力軸O1および第2出力軸O2からディファレンシャルギヤDに選択的に駆動力を出力することで、変速機T内の動力伝達経路の自由度を高めて多段化を図ることができる。
また変速機Tの骨格の更に他の特徴は、同軸に配置した第1出力軸O1、第1副入力軸Is1および第2副入力軸Is2を、それらと同軸に配置した第1クラッチC1および第2クラッチC2により結合可能にし、かつ同軸に配置した第2出力軸O2、第3副入力軸Is3および第4副入力軸Is4を、それらと同軸に配置した第3クラッチC3および第4クラッチC4により結合可能にした、2×2クラッチ構造である。この構造に更に第5クラッチC5および第6クラッチC6を追加したことにより、変速中にトルク伝達が途切れない、いわゆるクラッチtoクラッチ変速が可能な領域を1速変速段〜12速変速段のうち9速変速段および10速変速段間を除く他の全ての変速段に拡大し、変速ショックの低減および加速性の向上が可能になる。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を、図3のクラッチおよび同期装置の係合表と、図4〜図10のトルクフロー図とに基づいて説明する。
<ニュートラル>
図3に示すように、変速機Tがニュートラルのとき、第1クラッチC1〜第6クラッチC6は全て係合解除し、かつ第1同期装置S1〜第5同期装置S5は全て係合解除しており、エンジンEの駆動力は駆動輪W,Wに伝達されない。
図3に示すように、変速機Tがニュートラルのとき、第1クラッチC1〜第6クラッチC6は全て係合解除し、かつ第1同期装置S1〜第5同期装置S5は全て係合解除しており、エンジンEの駆動力は駆動輪W,Wに伝達されない。
<1速変速段>
図3および図4(A)に示すように、第1同期装置S1および第4同期装置S4を係合し、第1クラッチC1、第4クラッチC4および第5クラッチC5を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第4同期装置S4→第6副入力ギヤG8→アイドルギヤG9→第3副入力ギヤG5→第5クラッチC5→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、1速変速段が確立する。
図3および図4(A)に示すように、第1同期装置S1および第4同期装置S4を係合し、第1クラッチC1、第4クラッチC4および第5クラッチC5を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第4同期装置S4→第6副入力ギヤG8→アイドルギヤG9→第3副入力ギヤG5→第5クラッチC5→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、1速変速段が確立する。
<2速変速段>
図3および図4(B)に示すように、第1同期装置S1および第3同期装置S3を係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第3同期装置S3→第2副入力ギヤG4→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、2速変速段が確立する。
図3および図4(B)に示すように、第1同期装置S1および第3同期装置S3を係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第3同期装置S3→第2副入力ギヤG4→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、2速変速段が確立する。
<3速変速段>
図3および図5(A)に示すように、第1同期装置S1を係合し、第3クラッチC3および第4クラッチC4を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、3速変速段が確立する。
図3および図5(A)に示すように、第1同期装置S1を係合し、第3クラッチC3および第4クラッチC4を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、3速変速段が確立する。
<4速変速段>
図3および図5(B)に示すように、第1同期装置S1を係合し、第1クラッチC1および第2クラッチC2を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、4速変速段が確立する。
図3および図5(B)に示すように、第1同期装置S1を係合し、第1クラッチC1および第2クラッチC2を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、4速変速段が確立する。
<5速変速段>
図3および図6(A)に示すように、第1同期装置S1および第3同期装置S3を係合し、第1クラッチC1、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第6クラッチC6→第5副入力ギヤG7→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、5速変速段が確立する。
図3および図6(A)に示すように、第1同期装置S1および第3同期装置S3を係合し、第1クラッチC1、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第6クラッチC6→第5副入力ギヤG7→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、5速変速段が確立する。
<6速変速段>
図3および図6(B)に示すように、第1同期装置S1および第4同期装置S4を係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第5クラッチC5→第3副入力ギヤG5→アイドルギヤG9→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、6速変速段が確立する。
図3および図6(B)に示すように、第1同期装置S1および第4同期装置S4を係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第5クラッチC5→第3副入力ギヤG5→アイドルギヤG9→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、6速変速段が確立する。
<7速変速段>
図3および図7(A)に示すように、第2同期装置S2および第4同期装置S4を係合し、第1クラッチC1、第5クラッチC5および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4同期装置S4→第6副入力ギヤG8→アイドルギヤG9→第3副入力ギヤG5→第5クラッチC5→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、7速変速段が確立する。
図3および図7(A)に示すように、第2同期装置S2および第4同期装置S4を係合し、第1クラッチC1、第5クラッチC5および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4同期装置S4→第6副入力ギヤG8→アイドルギヤG9→第3副入力ギヤG5→第5クラッチC5→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、7速変速段が確立する。
<8速変速段>
図3および図7(B)に示すように、第2同期装置S2を係合し、第3クラッチC3および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、8速変速段が確立する。
図3および図7(B)に示すように、第2同期装置S2を係合し、第3クラッチC3および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、8速変速段が確立する。
<9速変速段>
図3および図8(A)に示すように、第2同期装置S2および第3同期装置S3を係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第4クラッチC4を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第2クラッチC2→第1副入力軸Is1→第1副入力ギヤG3→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、9速変速段が確立する。
図3および図8(A)に示すように、第2同期装置S2および第3同期装置S3を係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第4クラッチC4を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第2クラッチC2→第1副入力軸Is1→第1副入力ギヤG3→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、9速変速段が確立する。
<10速変速段>
図3および図8(B)に示すように、第2同期装置S2を係合し、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4クラッチC4→第4副入力ギヤG6→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、10速変速段が確立する。
図3および図8(B)に示すように、第2同期装置S2を係合し、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4クラッチC4→第4副入力ギヤG6→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、10速変速段が確立する。
<11速変速段>
図3および図9(A)に示すように、第2同期装置S2および第3同期装置S3を係合し、第1クラッチC1を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、11速変速段が確立する。
図3および図9(A)に示すように、第2同期装置S2および第3同期装置S3を係合し、第1クラッチC1を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、11速変速段が確立する。
<12速変速段>
図3および図9(B)に示すように、第2同期装置S2、第3同期装置S3および第4同期装置S4を係合し、第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第5クラッチC5→第3副入力ギヤG5→アイドルギヤG9→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、12速変速段が確立する。
図3および図9(B)に示すように、第2同期装置S2、第3同期装置S3および第4同期装置S4を係合し、第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第5クラッチC5→第3副入力ギヤG5→アイドルギヤG9→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに伝達され、12速変速段が確立する。
<RVS変速段>
図3および図10に示すように、第4同期装置S4および第5同期装置S5を係合し、第3クラッチC3を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→リバースドライブギヤG13→リバースアイドルギヤG14→第5同期装置S5→リバースアイドル軸R→リバースドリブンギヤG15→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに逆回転で伝達され、リバース変速段が確立する。
図3および図10に示すように、第4同期装置S4および第5同期装置S5を係合し、第3クラッチC3を係合すると、エンジンEの駆動力は入力軸Im→リバースドライブギヤG13→リバースアイドルギヤG14→第5同期装置S5→リバースアイドル軸R→リバースドリブンギヤG15→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12→ディファレンシャルギヤDの経路で駆動輪W,Wに逆回転で伝達され、リバース変速段が確立する。
図11には、この変速機Tの1速変速段〜12速変速段の変速比が示される。1速変速段〜12速変速段の変速比およびトルクフローは各ギヤG1〜G9の歯数の設定により変化するものであり、図11示す変速比は一例である。9速変速段の変速比は0.61であり、10速変速段の変速比は0.59であって極めて接近している。また後述するように、この変速機Tは9速変速段および10速変速段間でいわゆるクラッチtoクラッチ変速が唯一不能であるが、10速変速段を間引くことで残りの全ての変速段間でクラッチtoクラッチ変速が可能になる。このとき、9速変速段および10速変速段の変速比は極めて接近しているため、10速変速段を間引いても支障はない。
ところで、本実施の形態では、係合装置で軸に結合可能な6個のギヤ、つまり第1同期装置S1で入力軸Imに結合可能な第1入力ギヤG1と、第2同期装置S2で入力軸Imに結合可能な第2入力ギヤG2と、第3同期装置S3で第2副入力軸Is2に結合可能な第2副入力ギヤG4と、第5クラッチC5で第2副入力軸Is2に結合可能な第3副入力ギヤG5と、第6クラッチC6で第4副入力軸Is4に結合可能な第5副入力ギヤG7と、第4同期装置S4で第4副入力軸Is4に結合可能な第6副入力ギヤG8とのうち、第3副入力ギヤG5および第5副入力ギヤG7の二つのギヤの結合に摩擦クラッチ(つまり第5クラッチC5および第6クラッチC6)を使用し、他の四つのギヤの結合に同期装置(第1同期装置S1〜第4同期装置S4)を使用している。これにより、1速変速段〜12速変速段のうち、9速変速段および10速変速段間を除く他の全ての変速段間で、以下に説明するクラッチtoクラッチ変速が可能になる。
即ち、前段の変速段の確立中に後段の変速段に合わせて予め同期装置を作動させるプリシフト操作を行った後に、クラッチを前段の変速段の係合状態から後段の変速段の係合状態に掴み換えることにより、変速操作中にトルク伝達が途切れることが防止され、変速ショックの低減および加速性の向上が可能になる。一方、このクラッチtoクラッチ変速が不能である場合には、通常のAMT(オートマチック・マニュアル・トランスミッション)と同じ変速操作が必要となるため、変速操作中にトルク伝達が一時的に遮断されるトルク抜けが発生する。
何故ならば、クラッチtoクラッチ変速が不能な変速段間で上述したプリシフト操作やクラッチの掴み換えを行うと、変速機Tの内部の複数の経路で並行してトルクが伝達されてしまうトルクロックが発生するため、前段のクラッチを係合解除した状態で後段の変速段に合わせて同期装置を作動させた後に後段のクラッチを係合させる必要がある。その結果、前段のクラッチを係合解除してから後段のクラッチを係合するまでの間、トルク伝達が一時的に遮断されるトルク抜けが発生してしまう。しかしながら、本実施の形態では、9速変速段および10速変速段間を除く他の全ての変速段間でクラッチtoクラッチ変速が可能でトルク抜けが発生しないため商品性が向上する。
次に、各変速段間の変速時にトルクロックが回避されてクラッチtoクラッチ変速が可能になる理由を説明する。
<1速変速段→2速変速段>
図12(A)に示す1速変速段の確立状態から、先ず図12(B)において、2速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図12(C)において、1速変速段の第1クラッチC1、第4クラッチC4および第5クラッチC5を係合解除して2速変速段の第2クラッチC2、第3クラッチC3および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図12(D)において、1速変速段で係合する必要のない第4同期装置S4を係合解除することで、2速変速段が確立する。
図12(A)に示す1速変速段の確立状態から、先ず図12(B)において、2速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図12(C)において、1速変速段の第1クラッチC1、第4クラッチC4および第5クラッチC5を係合解除して2速変速段の第2クラッチC2、第3クラッチC3および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図12(D)において、1速変速段で係合する必要のない第4同期装置S4を係合解除することで、2速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4の経路で1速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第3同期装置S3→第2副入力ギヤG4→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4の経路で2速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<2速変速段→3速変速段>
図13(A)に示す2速変速段の確立状態から、先ず図13(B)においてプリシフトを行うが、3速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図13(C)において、2速変速段の第2クラッチC2および第6クラッチC6を係合解除して3速変速段の第4クラッチC4を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図13(D)において、3速変速段で係合する必要のない第3同期装置S3を係合解除することで、3速変速段が確立する。
図13(A)に示す2速変速段の確立状態から、先ず図13(B)においてプリシフトを行うが、3速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図13(C)において、2速変速段の第2クラッチC2および第6クラッチC6を係合解除して3速変速段の第4クラッチC4を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図13(D)において、3速変速段で係合する必要のない第3同期装置S3を係合解除することで、3速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第3同期装置S3→第2副入力ギヤG4→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4の経路で2速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4の経路で3速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合解除する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<3速変速段→4速変速段>
図14(A)に示す3速変速段の確立状態から、先ず図14(B)においてプリシフトを行うが、4速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図14(C)において、3速変速段の第3クラッチC3および第4クラッチC4を係合解除して4速変速段の第1クラッチC1および第2クラッチC2を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図14(D)において、4速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に4速変速段が確立する。
図14(A)に示す3速変速段の確立状態から、先ず図14(B)においてプリシフトを行うが、4速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図14(C)において、3速変速段の第3クラッチC3および第4クラッチC4を係合解除して4速変速段の第1クラッチC1および第2クラッチC2を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図14(D)において、4速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に4速変速段が確立する。
3速変速段→4速変速段の変速は第1クラッチC1〜第4クラッチC4の掴み換えだけで行われるのでトルクロックが発生せず、クラッチtoクラッチ変速が可能である。
<4速変速段→5速変速段>
図15(A)に示す4速変速段の確立状態から、先ず図15(B)において、5速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図15(C)において、4速変速段の第2クラッチC2を係合解除して5速変速段の第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図15(D)において、5速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に5速変速段が確立する。
図15(A)に示す4速変速段の確立状態から、先ず図15(B)において、5速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図15(C)において、4速変速段の第2クラッチC2を係合解除して5速変速段の第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図15(D)において、5速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に5速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2の経路で2速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第6クラッチC6→第5副入力ギヤG7→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2の経路で5速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<5速変速段→6速変速段>
図16(A)に示す5速変速段の確立状態から、先ず図16(B)において、6速変速段で係合すべき第4同期装置S4を予め係合するプリシフトを行い、次いで図16(C)において、5速変速段の第1クラッチC1、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合解除して6速変速段の第2クラッチC2、第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図16(D)において、6速変速段で係合不要な第3同期装置S3係合解除することで、6速変速段が確立する。
図16(A)に示す5速変速段の確立状態から、先ず図16(B)において、6速変速段で係合すべき第4同期装置S4を予め係合するプリシフトを行い、次いで図16(C)において、5速変速段の第1クラッチC1、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合解除して6速変速段の第2クラッチC2、第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図16(D)において、6速変速段で係合不要な第3同期装置S3係合解除することで、6速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4→第6クラッチC6→第5副入力ギヤG7→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2の経路で5速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2の経路で6速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合解除する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<6速変速段→7速変速段>
図17(A)に示す6速変速段の確立状態から、先ず図17(B)において、7速変速段で係合すべき第2同期装置S2を予め係合するプリシフトを行い、次いで図17(C)において、6速変速段の第2クラッチC2および第3クラッチC3を係合解除して7速変速段の第1クラッチC1および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図17(D)において、6速変速段で係合不要な第1同期装置S1を係合解除することで、7速変速段が確立する。
図17(A)に示す6速変速段の確立状態から、先ず図17(B)において、7速変速段で係合すべき第2同期装置S2を予め係合するプリシフトを行い、次いで図17(C)において、6速変速段の第2クラッチC2および第3クラッチC3を係合解除して7速変速段の第1クラッチC1および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図17(D)において、6速変速段で係合不要な第1同期装置S1を係合解除することで、7速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2の経路で6速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4同期装置S4→第6副入力ギヤG8→アイドルギヤG9→第3副入力ギヤG5→第5クラッチC5→第2副入力軸Is2の経路で7速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<7速変速段→8速変速段>
図18(A)に示す7速変速段の確立状態から、先ず図18(B)においてプリシフトを行うが、8速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図18(C)において、7速変速段の第1クラッチC1および第5クラッチC5を係合解除して8速変速段の第3クラッチC3を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図18(D)において、8速変速段で係合不要な第4同期装置S4を係合解除することで、8速変速段が確立する。
図18(A)に示す7速変速段の確立状態から、先ず図18(B)においてプリシフトを行うが、8速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図18(C)において、7速変速段の第1クラッチC1および第5クラッチC5を係合解除して8速変速段の第3クラッチC3を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図18(D)において、8速変速段で係合不要な第4同期装置S4を係合解除することで、8速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4同期装置S4→第6副入力ギヤG8→アイドルギヤG9→第3副入力ギヤG5→第5クラッチC5→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12の経路で7速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12の経路で8速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合解除する第5クラッチC5がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<8速変速段→9速変速段>
図19(A)に示す8速変速段の確立状態から、先ず図19(B)において、9速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図19(C)において、8速変速段の第6クラッチC6を係合解除して9速変速段の第2クラッチC2および第4クラッチC4を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図19(D)において、9速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に9速変速段が確立する。
図19(A)に示す8速変速段の確立状態から、先ず図19(B)において、9速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図19(C)において、8速変速段の第6クラッチC6を係合解除して9速変速段の第2クラッチC2および第4クラッチC4を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図19(D)において、9速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に9速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4の経路で8速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第2クラッチC2→第1副入力軸Is1→第1副入力ギヤG3→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4の経路で9速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合解除する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<9速変速段→10速変速段>
図20(A)に示す9速変速段の確立状態から、先ず図20(B)においてプリシフトを行うが、10速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図20(C)において、9速変速段の第3クラッチC3を係合解除して10速変速段の第1クラッチC1および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図20(D)において、10速変速段で係合不要な第3同期装置S3を係合解除することで、10速変速段が確立する。
図20(A)に示す9速変速段の確立状態から、先ず図20(B)においてプリシフトを行うが、10速変速段で新たに係合する同期装置は存在しないため、プリシフトは不要である。次いで図20(C)において、9速変速段の第3クラッチC3を係合解除して10速変速段の第1クラッチC1および第6クラッチC6を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図20(D)において、10速変速段で係合不要な第3同期装置S3を係合解除することで、10速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第2クラッチC2→第1副入力ギヤG3→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4の経路で9速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4の経路で10速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。このトルクロックは、図20(D)で第3同期装置S3を係合解除するまで解消しないため、9速変速段および10速変速段間の変速時にはクラッチtoクラッチ変速が不能になる。
<10速変速段→11速変速段>
図21(A)に示す10速変速段の確立状態から、先ず図21(B)において、10速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図21(C)において、10速変速段の第2クラッチC2、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合解除し、最後に図21(D)において、11速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に11速変速段が確立する。
図21(A)に示す10速変速段の確立状態から、先ず図21(B)において、10速変速段で係合すべき第3同期装置S3を予め係合するプリシフトを行い、次いで図21(C)において、10速変速段の第2クラッチC2、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合解除し、最後に図21(D)において、11速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に11速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、エンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4→第4クラッチC4→第3副入力軸Is3→第4副入力ギヤG6→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2の経路で10速変速段の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2の経路で11速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合解除する第6クラッチC6がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
<11速変速段→12速変速段>
図22(A)に示す11速変速段の確立状態から、先ず図22(B)において、11速変速段で係合すべき第4同期装置S4を予め係合するプリシフトを行い、次いで図22(C)において、11速変速段の第1クラッチC1を係合解除して12速変速段の第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図22(D)において、11速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に12速変速段が確立する。
図22(A)に示す11速変速段の確立状態から、先ず図22(B)において、11速変速段で係合すべき第4同期装置S4を予め係合するプリシフトを行い、次いで図22(C)において、11速変速段の第1クラッチC1を係合解除して12速変速段の第3クラッチC3および第5クラッチC5を係合するクラッチの掴み換えを行い、最後に図22(D)において、11速変速段で係合不要な同期装置を係合解除するが、該当する同期装置がないために自動的に12速変速段が確立する。
プリシフト完了状態において、入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第1クラッチC1→第1出力軸O1→第1出力ギヤG10→最終出力ギヤG12の経路で11速変速段の駆動力の駆動力が伝達されるが、クラッチ掴み換えの瞬間にエンジンEから入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第2副入力ギヤG4→第3同期装置S3→第2副入力軸Is2→第5クラッチC5→第3副入力ギヤG5→アイドルギヤG9→第6副入力ギヤG8→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4→第3クラッチC3→第2出力軸O2→第2出力ギヤG11→最終出力ギヤG12の経路で12速変速段の駆動力が異なる回転数で並行的に伝達されてトルクロックが発生する。しかしながら、本実施の形態によれば、クラッチ掴み換え時に係合する第5クラッチC5がスリップして前記回転数差を吸収することで、クラッチtoクラッチ変速が可能になる。
ところで、本実施の形態では、第1入力ギヤG1、第2入力ギヤG2、第2副入力ギヤG4、第3副入力ギヤG5、第5副入力ギヤG7および第6副入力ギヤG8よりなる6個のギヤのうち、第3副入力ギヤG5および第5副入力ギヤG7に第5クラッチC5および第6クラッチC6を適用しているが、それら6個のギヤのうちの任意の2個のギヤに摩擦クラッチを適用し、他の4個のギヤに同期装置を適用しても、前進12速の変速段を確立することが可能となり、かつ何れかの変速段間でクラッチtoクラッチ変速が可能となる。
6個のギヤのうちから摩擦クラッチを適用する2個のギヤを選択する組み合わせは全部で15パターン存在する。しかしながら、1速変速段〜12速変速段のうち、一つの変速段間を除く他の全ての変速段間でクラッチtoクラッチ変速が可能なパターンは、本実施の形態(第1パターン)以外にもう一つ(第2パターン)しか存在しない、図23(A)に示すように第2パターンは第5副入力ギヤG7に第5クラッチC5を適用し、第6副入力ギヤG8に第6クラッチC6を適用し、第3副入力ギヤG5に第4同期装置S4を適用したもので、第1同期装置S1、第2同期装置S2および第3同期装置S3の適用ギヤは第1パターンと同じである。
第1パターンでは、第5クラッチC5が第2副入力軸Is2上に配置され、第6クラッチC6が第4副入力軸Is4上に配置されるため、第5クラッチC5および第6クラッチC6を第2副入力軸Is2および第4副入力軸Is4に振り分けて配置することで、変速機Tの軸方向寸法を小型化することができる。一方、第2パターンは、第5クラッチC5および第6クラッチC6が共に第4副入力軸Is4上に配置されるため、第3クラッチC3〜第6クラッチC6の4個のクラッチが同軸上に配置されて変速機Tの軸方向寸法が増加する問題がある。
図23(B)に示す第3パターンは、第2副入力ギヤG4に第5クラッチC5を適用し、第6副入力ギヤG8に第6クラッチC6を適用し、第3副入力ギヤG5に第3同期装置S3を適用し、かつ第5副入力ギヤG7に第4同期装置S4を適用したもので、第1同期装置S1および第2同期装置S2の適用ギヤは第1パターンと同一である。
この第3パターンでは6速変速段および7速変速段間の変速時にトルクロックが発生する。即ち、図24(A)に示すように、6速変速段で第1同期装置S1および第3同期装置S3が係合し、第2クラッチC2、第3クラッチC3および第6クラッチC6が係合しており、ここから7速変速段にシフトアップするには、先ず図24(B)に示すように、第2同期装置S2および第4同期装置S4を係合するプリシフトを実行し、次に図24(C)に示すように、第2クラッチC2および第3クラッチC3を係合解除して第1クラッチC1を係合するクラッチの掴み換えを実行し、最後に図24(D)に示すように、第1同期装置S1を係合解除して7速変速段を確立する。
しかしながら、図24(B)で第2同期装置S2および第4同期装置S4を係合したとき、エンジンE→入力軸Im→第1同期装置S1→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第3同期装置S3→第3副入力ギヤG5→アイドルギヤG9→第6副入力ギヤG8→第6クラッチC6→第4副入力軸Is4の経路で6速変速段の駆動力が伝達されるのと同時に、エンジンE→入力軸Im→第2同期装置S2→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第4同期装置S4→第4副入力軸Is4の経路で7速変速段の駆動力が伝達される。このように、第4副入力軸Is4に6速変速段および7速変速段の異なる変速比で駆動力が同時に伝達されるため、トルクロックが発生して第4同期装置S4を係合することができず、クラッチtoクラッチ変速が不能になる。
図23(C)に示す第4パターンは、第1入力ギヤG1に第5クラッチC5を適用し、第2入力ギヤG2に第6クラッチC6を適用し、第2副入力ギヤG4に第1同期装置S1を適用し、第3副入力ギヤG5に第2同期装置S2を適用し、第5副入力ギヤG7に第3同期装置S3を適用し、かつ第6副入力ギヤG8に第4同期装置S4を適用したものである。
この第4パターンでは1速変速段および2速変速段間の変速時にトルクロックが発生する。即ち、図25(A)に示すように、1速変速段で第2同期装置S2および第4同期装置S4が係合し、第1クラッチC1、第4クラッチC4および第5クラッチC5が係合しており、ここから2速変速段にシフトアップするには、先ず図25(B)に示すように、第1同期装置S1および第3同期装置S3を係合するプリシフトを実行し、次に図25(C)に示すように、第1クラッチC1および第4クラッチC4を係合解除して第2クラッチC2および第3クラッチC3を係合するクラッチの掴み換えを実行し、最後に図25(D)に示すように、第2同期装置S2および第4同期装置S4を係合解除して2速変速段を確立する。
しかしながら、図25(B)で第1同期装置S1および第3同期装置S3を係合したとき、エンジンE→入力軸Im→第5クラッチC5→第1入力ギヤG1→第4副入力ギヤG6→第3副入力軸Is3→第4クラッチC4→第4副入力軸Is4の経路で1速変速段の駆動力が伝達されるのと同時に、エンジンE→入力軸Im→第5クラッチC5→第1入力ギヤG1→第1副入力ギヤG3→第1副入力軸Is1→第2クラッチC2→第2副入力軸Is2→第1同期装置S1→第2副入力ギヤG4→第2入力ギヤG2→第5副入力ギヤG7→第3同期装置S3→第4副入力軸Is4の経路で2速変速段の駆動力が伝達される。このように、第4副入力軸Is4に1速変速段および2速変速段の異なる変速比で同時に駆動力が伝達されるため、トルクロックが発生して第3同期装置S3を係合することができず、クラッチtoクラッチ変速が不能になる。
残りの第5パターン〜第15パターンにおいても、一部の変速段間の変速時にトルクロックが発生してクラッチtoクラッチ変速が不能になるが、その他の変速段間の変速時にはクラッチtoクラッチ変速が可能になる。
以上のように、本実施の形態によれば、入力軸Imと、第1、第2副入力軸Is1,Is2と、第3、第4副入力軸Is3,Is4とを三つの軸線上に平行に配置し、それらの間を第1入力ギヤG1、第1副入力ギヤG3および第4副入力ギヤG6よりなる左側のギヤ列と、第2入力ギヤG2、第2副入力ギヤG4および第5副入力ギヤG7よりなる中央のギヤ列と、第3副入力ギヤG5、第6副入力ギヤG8およびアイドルギヤG9よりなる右側のギヤ列とより左右3段に接続し、また第1、第2副入力軸Is1,Is2とその内部に配置した第1出力軸O1とを第1、第2クラッチC1,C2で接続するとともに、第3、第4副入力軸Is3,Is4とその内部に配置した第2出力軸O2とを第3、第4クラッチC3,C4で接続し、各ギヤを第1〜第4同期装置S1〜S4、第5クラッチC5および第6クラッチC6で対応する軸に結合することで、変速機T内の動力伝達経路の自由度を高め、僅かに9個のギヤG1〜G9で前進12速の変速段を確立することができるだけでなく、1速変速段〜12速変速段のうち、一つの変速段間を除く他の全ての全変速段間でクラッチtoクラッチ変速を可能にすることができる。
次に、図26〜図32に基づいて、第1〜第5同期装置S1〜S5を駆動する変速機構の構造を説明する。
尚、上述した変速機Tは前進12速であるが、以下の説明では10速変速段を間引いた前進11速の変速機Tとして説明する。10速変速段を間引く理由は、図11で説明したように、9速変速段および10速変速段間でクラッチtoクラッチ変速が唯一不能になるため、10速変速段を間引くことで残りの全ての変速段間でクラッチtoクラッチ変速を可能にするためである。従って、以上の説明の変速機Tの12速変速段および11速変速段は、以下の説明の変速機の11速変速段および10速変速段に対応する。
図26(A)は、図3に示す同期装置およびクラッチの係合表のうち、第1〜第5同期装置S1〜S5に関連する部分を抜き出したものである。本実施の形態の変速機は、第1〜第5同期装置S1〜S5の係合・係合解除の組み合わせであるシフトパターンが、前進11速に対応する11種類に加えて、後進1速およびニュートラルに対応する2種類があるため、シフトパターン(1) 〜シフトパターン(13)の13種類となる。
図26(B)に示すように、1速および6速のシフトパターンは同一であり、2速および5速のシフトパターンは同一であり、3速および4速のシフトパターンは同一であり、9速および10速のシフトパターンは同一であるため、それらを統合して同じシフトパターンの番号を付けると、シフトパターンの種類は13種類から9種類に減少する。
図26(C)に示すように、リバース変速段で敢えて第1同期装置S1を係合し、ニュートラルで敢えて第1同期装置S1および第4同期装置S4を係合し、8速変速段で敢えて第3同期装置S3を係合すると(●参照)、ニュートラル、1速、6速のシフトパターンが同一になり、2速、5速のシフトパターンが同一になり、3速、4速のシフトパターンが同一になり、8速、9速、10速のシフトパターンが同一になるため、それらを統合して同じシフトパターンの番号を付けると、シフトパターンの種類は9種類から7種類に減少する。リバース変速段、ニュートラルおよび8速変速段で特別に係合する同期装置(●参照)としては、それらが係合しても変速機能に影響を及ぼさない同期装置が選択される。
このようにして統合された7種類のシフトパターン(1) 〜(7) よりなる係合表(図26(C)参照)を見ると、第1同期装置S1、第2同期装置S2および第5同期装置S5は順次変速を行う際に係合および係合解除の切り換わりが少ないのに対し、第3同期装置S3および第4同期装置S4は順次変速を行う際に係合および係合解除の切り換わりが多いことが分かる。そこで、図27(A)〜(C)に示すように、第1同期装置S1、第2同期装置S2および第5同期装置S5のシフトドラムを第1シフトドラム11として一纏めにし、第3同期装置S3および第4同期装置S4のシフトドラムを第2シフトドラム12として一纏めにする。
その結果、第1同期装置S1、第2同期装置S2および第5同期装置S5を駆動する第1シフトドラム11のシフトパターンは(1) 〜(3) の3種類に統合され(図27(B)参照)、第3同期装置S3および第4同期装置S4を駆動する第2シフトドラム12のシフトパターンは(1) 〜(4) の4種類に統合される(図27(C)参照)。
図27(B)に示す第1シフトドラム11のシフトパターン(1) 〜(3) において、6速変速段および7速変速段間に、第1同期装置S1および第2同期装置S2が同時に係合するトルク補間用のシフトパターン(3) を敢えて追加すると、図28(A)に示すように、最終的に第1シフトドラム11のシフトパターンは(1) 〜(4) の4種類となる。トルク補間用のシフトパターンとは、トルク抜けのないクラッチtoクラッチ変速を可能にするために必要なシフトパターンである。図28(B)は、図28(A)に示すシフトパターン(1) 〜(4) を第1同期装置S1、第2同期装置S2および第5同期装置S5の係合表として纏めたものであり、図28(C)は、シフトパターン(1) 〜(4) を実現するための第1シフトドラム11のガイド溝の具体的形状を示している。
図27(C)に示す第2シフトドラム12のシフトパターン(1) 〜(4) のうち、11速変速段で第3同期装置S3および第4同期装置S4が同時に係合するシフトパターン(4) をトルク補間用として使用すべく、1速変速段および2速変速段の間と、5速変速段および6速変速段の間と、8速変速段および9速変速段の間との間に追加すると、最終的なシフトパターンは、図29(A)に示すようになる。図29(B)は、図29(A)に示すシフトパター(1) 〜(4) を第3同期装置S3および第4同期装置S4の係合表として纏めたものであり、図29(C)は、シフトパターン(1) 〜(4) を実現するための第2シフトドラム12のガイド溝の具体的形状を示している。
図30は第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の駆動機構の一例を示すものである。第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は同軸上に相対回転自在に配置されており、第2シフトドラム12の中心を駆動軸13が相対回転自在かつ軸方向相対移動可能に貫通する。駆動軸13の先端部には径方向に延びる一対の係合部材14,14が設けられており、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の端面には係合部材14,14が係合可能な複数の第1、第2係合溝11d…,12c…が周方向に等間隔で形成される。駆動軸13の基端部の全周にはラック13aが形成されており、セレクト用モータ15の出力軸に設けたピニオン16がラック13aに噛合する。
また駆動軸13の基端部に形成したスプライン13bに相対回転不能かつ軸方向摺動自在に嵌合する従動ギヤ17に、シフト用モータ18の出力軸に設けた駆動ギヤ19が噛合する。駆動ギヤ19には従動ギヤ17の軸方向の移動を規制するための鍔19a,19aが設けられる。そして第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は、それぞれディテント機構20,21により所定の回転位置で安定的に停止させられる。
従って、セレクト用モータ15を駆動してピニオン16およびラック13aで駆動軸13を左動し、係合部材14,14を第1シフトドラム11の第1係合溝11d…に係合した状態でシフト用モータ18を駆動すると、駆動ギヤ19および従動ギヤ17を介して駆動軸13が回転することで第1シフトドラム11だけを任意に方向に回転させ、ディテント機構20により規制される任意の位置に停止させることができる。
同様に、セレクト用モータ15を駆動してピニオン16およびラック13aで駆動軸13を右動し、係合部材14,14を第2シフトドラム12の第2係合溝12c…に係合した状態でシフト用モータ18を駆動すると、駆動ギヤ19および従動ギヤ17を介して駆動軸13が回転することで第2シフトドラム12だけを任意に方向に回転させ、ディテント機構21により規制される任意の位置に停止させることができる。
このとき、ラック13aがピニオン16の歯先に沿って円周方向に滑り、かつ従動ギヤ17が駆動軸13のスプライン13bに沿って軸方向に滑ることで、セレクト用モータ15およびシフト用モータ18の作動が相互に干渉することがない。
シフト用モータ18は第1シフトドラム11あるいは第2シフトドラム12を回転させるために比較的に大型であることが必要であるが、セレクト用モータ15は駆動軸を軸方向に移動するだけの小型のもので済む。仮に、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12をそれぞれ専用のシフト用モータで駆動すると、大型のシフト用モータが2個必要になるが、本実施の形態によれば、1個の大型のシフト用モータ18と1個の小型のセレクト用モータ15とで済むため、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の駆動機構が小型化される。
また第1シフトドラム11および第2シフトドラム12をそれぞれ専用のシフト用モータで駆動すると、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の回転が同期ずれする可能性があるが、本実施の形態によれば、1個のシフト用モータ18で第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の両方を駆動するため、同期ずれが発生することがない。
また第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は90°ピッチの四つの位置、即ちシフトパターン(1) 〜シフトパターン(4) に対応する四つの位置に停止するが、第1、第2係合溝11d…,12c…のピッチおよびディテント機構20,21の停止位置のピッチを90°よりも小さく設定すれば、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の停止位置を更に増加させ、より精度の高い変速制御を行うことができる。
図30に示すように、第1同期装置S1、第2同期装置S2および第5同期装置S5を駆動する第1シフトドラム11は、第1ガイド溝11a、第2ガイド溝11bおよび第5ガイド溝11cを備え、第1ガイド溝11aに係合する第1シフトフォーク22Aは第1同期装置S1を作動させ、第2ガイド溝11bに係合する第2シフトフォーク22Bは第2同期装置S2を作動させ、第5ガイド溝11cに係合する第5シフトフォーク22Eは第5同期装置S5を作動させる。
また第3同期装置S3および第4同期装置S4を駆動する第2シフトドラム12は、第3ガイド溝12aおよび第4ガイド溝12bを備え、第3ガイド溝12aに係合する第3シフトフォーク22Cは第3同期装置S3を作動させ、第4ガイド溝12bに係合する第4シフトフォーク22Dは第4同期装置S4を作動させる。
尚、第1ガイド溝11a、第2ガイド溝11b、第3ガイド溝12a、第4ガイド溝12bおよび第5ガイド溝11cは、実際には第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の外周面に巻き付くように形成されるが、図30では展開した状態で模式的に示されている。
図31および図32は、各変速段に対応する第1シフトドラム11および第2シフトドラム12のガイド溝を示すものであり、ガイド溝とそれを横切る点線との交点が、その変速段におけるガイド溝の位置、即ち同期装置を係合させるON位置であるか、同期装置を係合解除させるOFF位置であるかを示している。各変速段を結ぶ黒矢印は、その変速段間でシフトドラムが回転することを示し、各変速段を結ぶ白矢印は、その変速段間でシフトドラムが回転しないことを示している。第1シフトドラム11の矢印と、第2シフトドラム12の矢印とを比較すると明らかなように、第1シフトドラム11の黒矢印および第2シフトドラム12の黒矢印は全く重なっておらず、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12が同時に回転することがない。よって、1個のシフト用モータ18で第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の両方を支障なく回転駆動できることが分かる。
次に、順次変速時の第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の作動を、1速変速段→2速変速段のシフトアップと、6速変速段→7速変速段のシフトアップとを例にとって説明する。
先ず、1速変速段→2速変速段のシフトアップ時の第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の作動を、図12および図33に基づいて説明する。1速変速段の確立時(図12(A)および図33(A)参照)には、第1シフトドラム11はシフトパターン(2) の位置にあって第1ガイド溝11aにより第1同期装置S1が係合し、第2シフトドラム12はシフトパターン(1) の位置にあって第4ガイド溝12bにより第4同期装置S4が係合する。
続くプリシフトの過程(図12(B)および図33(B)参照)では、第2シフトドラム12がシフトパターン(1) の位置からシフトパターン(2) の位置に回転することで、新たに第3同期装置S3が係合する。続くクラッチ掴み換えの過程(図12(C)および図33(C)参照)では第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は回転せず、最後の2速変速段の確立過程(図12(D)および図33(D)参照)では、第2シフトドラム12がシフトパターン(2) の位置からシフトパターン(3) の位置に回転することで、第4同期装置S4が係合解除する。
このように、1速変速段→2速変速段のシフトアップ時には、第1シフトドラム11はシフトパターン(2) の位置に停止したまま、第2シフトドラム12だけがシフトパターン(1) →シフトパターン(2) →シフトパターン(3) の順番で変化することで、トルク抜けのない順次変速が可能になる。
次に、6速変速段→7速変速段のシフトアップ時の第1シフトドラム11および第2シフトドラム12の作動を、図17および図34に基づいて説明する。6速変速段の確立時(図17(A)および図34(A)参照)には、第1シフトドラム11はシフトパターン(2) の位置にあって第1ガイド溝11aにより第1同期装置S1が係合し、第2シフトドラム12はシフトパターン(1) の位置にあって第4ガイド溝12bにより第4同期装置S4が係合する。
続くプリシフトの過程(図17(B)および図34(B)参照)では、第1シフトドラム11がシフトパターン(2) の位置からシフトパターン(3) の位置に回転することで、新たに第2同期装置S2が係合する。続くクラッチ掴み換えの過程(図17(C)および図34(C)参照)では第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は回転せず、最後の7速変速段の確立過程(図17(D)および図34(D)参照)では、第1シフトドラム11がシフトパターン(3) の位置からシフトパターン(4) の位置に回転することで、第1同期装置S1が係合解除する。
このように、6速変速段→7速変速段のシフトアップ時には、第2シフトドラム12はシフトパターン(1) の位置に停止したまま、第1シフトドラム11だけがシフトパターン(2) →シフトパターン(3) →シフトパターン(4) の順番で変化することで、トルク抜けのない順次変速が可能になる。
次に、飛び変速時の作用を、6速変速段→2速変速段のシフトダウンと、11速変速段→6速変速段のシフトダウンと、10速変速段→5速変速段のシフトダウンとを例にとって説明する。
先ず、6速変速段→2速変速段のシフトダウンの作用を、図35および図36に基づいて説明する。6速変速段の確立時(図35(A)参照)には、第1シフトドラム11はシフトパターン(2) の位置にあって第1ガイド溝11aにより第1同期装置S1が係合し、第2シフトドラム12はシフトパターン(1) の位置にあって第4ガイド溝12bにより第4同期装置S4が係合する。
続くプリシフトの過程(図35(B)参照)では、第2シフトドラム12がシフトパターン(1) の位置からシフトパターン(2) の位置に回転することで、新たに第3同期装置S3が係合する。続くクラッチ掴み換えの過程(図36(C)参照)では第6クラッチC6が係合し、最後の2速変速段の確立過程(図36(D)参照)では、第2シフトドラム12がシフトパターン(2) の位置からシフトパターン(3) の位置に回転することで、第4同期装置S4が係合解除する。
このように、6速変速段→2速変速段のシフトダウン時には、第1シフトドラム11はシフトパターン(2) の位置に停止したまま、第2シフトドラム12だけがシフトパターン(1) →シフトパターン(2) →シフトパターン(3) の順番で変化することで、トルク抜けのない飛び変速が可能になる。
次に、11速変速段→6速変速段のシフトダウンの作用を、図37〜図40に基づいて説明する。11速変速段→6速変速段のシフトダウンは、11速変速段→8速変速段の飛び変速と、8速変速段→6速変速段の飛び変速との組み合わせにより達成される。
先ず、11速変速段の確立時(図37(A)参照)には、第1シフトドラム11はシフトパターン(4) の位置にあって第2ガイド溝11bにより第2同期装置S2が係合し、第2シフトドラム12はシフトパターン(2) の位置にあって第3ガイド溝12aにより第3同期装置S3が係合するとともに第4ガイド溝12bにより第4同期装置S4が係合する。
続くプリシフトの過程(図37(B)参照)では、第1シフトドラム11および第2シフトドラム12は回転せず、続くクラッチ掴み換えの過程(図38(C)参照)では、第5クラッチC5が係合解除して第6クラッチC6が係合し、続く8速変速段の確立過程(図38(D)参照)では、第2シフトドラム12がシフトパターン(2) の位置からシフトパターン(1) の位置に回転することで、第3同期装置S3が係合解除することで、8速変速段が確立する。8速変速段では、本来係合する必要のない第4同期装置S4が係合するが、これはシフトパターンの統合のためである(図26(C)の●参照)。
続いて、8速変速段の確立状態(図39(E)参照)から、プリシフトの過程(図39(F)参照)に移行すべく、第1シフトドラム11がシフトパターン(4) の位置からシフトパターン(3) の位置に回転することで、第1同期装置S1が係合する。続くクラッチ掴み換えの過程(図40(G)参照)では、第2クラッチC2および第5クラッチC5が係合して第6クラッチC6が係合解除し、続く6速変速段の確立過程(図40(H)参照)では、第1シフトドラム11がシフトパターン(3) の位置からシフトパターン(2) の位置に回転することで、第2同期装置S2が係合解除して6速変速段が確立する。
このように、11速変速段→8速変速段のシフトダウン時には、第1シフトドラム11はシフトパターン(4) の位置に停止したまま、第2シフトドラム12だけがシフトパターン(2) →シフトパターン(1) の順番で変化することで、トルク抜けのない飛び変速が可能になる。また8速変速段→6速変速段のシフトダウン時には、第2シフトドラム12はシフトパターン(1) の位置に停止したまま、第1シフトドラム11だけがシフトパターン(4) →シフトパターン(3) →シフトパター(2) の順番で変化することで、トルク抜けのない飛び変速が可能になる。
次に、10速変速段→5速変速段のシフトダウンの作用を、図41および図42に基づいて説明する。10速変速段→5速変速段のシフトダウンをクラッチtoクラッチ変速で行おうとすると、変速のステップ数が多すぎて変速時間がかえって長くなるため、本実施の形態ではAMT(オートマチック・マニュアル・トランスミッション)と同様の手順で、つまりクラッチの係合解除→同期装置の切り換え→クラッチの係合の手順で変速が行われる。
先ず、10速変速段の確立時(図41(A)参照)には、第1シフトドラム11はシフトパターン(4) の位置にあって第2ガイド溝11bにより第2同期装置S2が係合し、第2シフトドラム12はシフトパターン(3) の位置にあって第3ガイド溝12aにより第3同期装置S3が係合する。続くクラッチ係合解除の過程(図41(B)参照)では、第1クラッチC1が係合解除し、続く同期装置切り換えの過程(図42(C)参照)では、第1同期装置S1がシフトパターン(4) の位置からシフトパターン(2) の位置に回転することで、第1同期装置S1が係合して第2同期装置S2が係合解除する。そしてクラッチ係合の過程(図42(D)参照)で第1クラッチC1、第4クラッチC4および第6クラッチC6を係合することで、5速変速段が確立する。
このようにAMT変速では、クラッチ係合解除の過程からクラッチ係合の過程までの間で駆動力の伝達が途絶えるため、トルク抜けが発生することになる。
以上のように、本実施の形態によれば、シフトドラムを第1シフトドラム11および第2シフトドラム12に分割し、第1シフトドラム11の第1ガイド溝11aおよび第2ガイド溝11bは各位置に対する第1同期装置S1および第2同期装置S2のシフトパターンが常に異なり、かつ第2シフトドラム12の第3ガイド溝12aおよび第4ガイド溝12bは各位置に対応する第3同期装置S3および第4同期装置S4のシフトパターンが常に異なるので、第1同期装置S1〜第4同期装置S4の全てのシフトパターンに対応する第1〜第4ガイド溝11a,11b,12a,12bを1個のシフトドラムに形成する場合に比べて、シフトパターンの総数が必要最小限の数になるように統合して第1、第2シフトドラム11,12を小型化することができる。
しかも第1シフトドラム11が所定の位相にあるときに第1、第2係合装置S1,S2の両方が係合するシフトパターンを有するとともに、第2シフトドラム12が所定の位相にあるときに第3、第4同期装置S3,S4の両方が係合するシフトパターンを有するので、第1〜第4同期装置S1〜S4の全てを係合することで変速時のトルク補間を行ってクラッチtoクラッチ変速を可能にすることができる。
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、本発明の駆動源は実施の形態のエンジンEに限定されず、モータ・ジェネレータのような他の任意の駆動源であっても良い。
また本発明の第5クラッチC5および第6クラッチC6は同期装置のような他種の係合装置であっても良い。
11 第1シフトドラム(シフトドラム)
11a 第1ガイド溝(ガイド溝)
11b 第2ガイド溝(ガイド溝)
11c 第5ガイド溝(ガイド溝)
11d 第1係合溝
12 第2シフトドラム(シフトドラム)
12a 第3ガイド溝(ガイド溝)
12b 第4ガイド溝(ガイド溝)
12c 第2係合溝(係合溝)
13 駆動軸(軸部材) 14 係合部材
15 セレクト用モータ
18 シフト用モータ
22A 第1シフトフォーク(シフトフォーク)
22B 第2シフトフォーク(シフトフォーク)
22C 第3シフトフォーク(シフトフォーク)
22D 第4シフトフォーク(シフトフォーク)
22E 第5シフトフォーク(シフトフォーク)
S1 第1同期装置(係合装置)
S2 第2同期装置(係合装置)
S3 第3同期装置(係合装置)
S4 第4同期装置(係合装置)
S5 第5同期装置(係合装置)
11a 第1ガイド溝(ガイド溝)
11b 第2ガイド溝(ガイド溝)
11c 第5ガイド溝(ガイド溝)
11d 第1係合溝
12 第2シフトドラム(シフトドラム)
12a 第3ガイド溝(ガイド溝)
12b 第4ガイド溝(ガイド溝)
12c 第2係合溝(係合溝)
13 駆動軸(軸部材) 14 係合部材
15 セレクト用モータ
18 シフト用モータ
22A 第1シフトフォーク(シフトフォーク)
22B 第2シフトフォーク(シフトフォーク)
22C 第3シフトフォーク(シフトフォーク)
22D 第4シフトフォーク(シフトフォーク)
22E 第5シフトフォーク(シフトフォーク)
S1 第1同期装置(係合装置)
S2 第2同期装置(係合装置)
S3 第3同期装置(係合装置)
S4 第4同期装置(係合装置)
S5 第5同期装置(係合装置)
Claims (2)
- シフトドラム駆動手段により回転するシフトドラム(11,12)の外周に複数のガイド溝(11a,11b,11c,12a,12b)を形成し、前記ガイド溝(11a,11b,11c,12a,12b)に係合して作動する複数のシフトフォーク(22A,22B,22C,22D,22E)で複数の係合装置(S1,S2,S3,S4,S5)の係合・係合解除を切り換えることで、複数の変速段のうちの所定の変速段を確立する変速機であって、
前記シフトドラム(11,12)は同軸上に相対回転自在に配置された第1シフトドラム(11)および第2シフトドラム(12)からなり、前記シフトドラム駆動手段はセレクト用モータ(15)およびシフト用モータ(18)を備え、前記セレクト用モータ(15)は前記シフト用モータ(18)を前記第1シフトドラム(11)および前記第2シフトドラム(12)の何れか一方に選択的に接続するとともに、前記シフト用モータ(18)は前記セレクト用モータ(15)により接続された前記第1シフトドラム(11)および前記第2シフトドラム(12)の何れか一方を所定ピッチで回転駆動することを特徴とする変速機。 - 前記シフトドラム駆動手段は、前記第1シフトドラム(11)および前記第2シフトドラム(12)の少なくとも一方を同軸に貫通し、前記セレクト用モータ(15)により軸方向に移動するとともに前記シフト用モータ(18)により回転する軸部材(13)と、前記軸部材(13)に設けられて前記第1シフトドラム(11)および前記第2シフトドラム(12)の相互に対向する端面間に位置する係合部材(14)と、前記第1シフトドラム(11)の前記端面に形成されて前記係合部材(14)が係合可能な第1係合溝(11d)と、前記第2シフトドラム(12)の前記端面に形成されて前記係合部材(14)が係合可能な第2係合溝(12c)とを備え、
前記第1係合溝(11d)の円周方向ピッチおよび前記第2係合溝(12c)の円周方向ピッチは前記所定ピッチよりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載の変速機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014049378A JP2015172431A (ja) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | 変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014049378A JP2015172431A (ja) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | 変速機 |
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Family Applications (1)
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JP2014049378A Pending JP2015172431A (ja) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | 変速機 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108223786A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-06-29 | 格特拉格有限两合公司 | 换档辊以及换档方法 |
CN114270079A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-04-01 | Gkn汽车有限公司 | 挡位选择鼓装置和具有这样的挡位选择鼓装置的变速器装置 |
-
2014
- 2014-03-12 JP JP2014049378A patent/JP2015172431A/ja active Pending
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