JP3645715B2 - 車両の変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の変速機に関し、とくに、該変速機のサイズのコンパクト化（軸方向における寸法）を図るとともにリバースギア比の設定の自由度をより一層拡大しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の変速機としては、エンジンの駆動力を変速する変速機構と、変速された駆動力を出力する出力ギアとを有し、この出力ギアが車輪側駆動力伝達系のリングギアと噛合うギヤ部とこのギヤ部を軸方向両側で支える鍔部とを備えた実開平６−７３５０５号公報に開示のようなトランスミッション、あるいは、低速側の２の前進ギア比を与えるギアを入力軸に回転不能に連結し、高速側の２つの前進ギア比を与える歯車を出力軸に回転不能に連結し、アイドラギアを、入力軸と回転不能に連結したギアと、これを駆動するように連結して低速側を形成し、出力軸と回転不能に連結したギアと、これらを駆動するように連結して高速側ギア比を形成するようにした特公平４−９９３３号公報に開示のような構造の自動車用歯車変速機が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記実開平６−７３５０５号公報に開示のトランスミッションはリバースギアを軸方向に沿って摺動させる構造になっているためにその分の寸法を確保する必要があって変速機の長さが長くなる傾向にあり、また、リバースギアが選択的に摺動するため車両の後退時の操作に際してギアの噛み合い不良を生じることがあり操作性に劣る不具合があった。
【０００４】
一方、特公平４−９９３３号公報に開示されているような変速機はリバース義戦用の分だけ軸方向の寸法を確保しておく必要がないので変速機のサイズのコンパクト化（軸方向における寸法の短縮化）が可能であり、ギアは常時噛み合っているのでシンクロ機構の適用が可能であり操作性を著しく向上させることができるようになった。
【０００５】
しかしながら、ここに開示されている変速機の場合、軸の配置や１、３速のギア比が決まるとリバースのギア比は一通りに決まってしまいリバースギア比の設定の自由度が小さい（ギア比は約３．０〜３．４）ところに問題を残していた。
【０００６】
また、かかる構造の場合、リバースギア比を変更しようとすると、アイドラギアを交換したり配置位置を換えなければならない等の必要を生じ、さらには他のギアや軸との取り合いがうまくいかず目的とするギア比に設定することが困難である。また、１速と３速の２つのギア列（入力軸の第２速用の２つの固定ギア３、４と出力軸上の対応するアイドラギア５、６）にリバースの負荷が導入されるので強度的にも厳しい構造であるのが現状であった。
【０００７】
本発明の目的は、軸方向における寸法の短縮が可能であり、ギア比に関しても大きな改造やギア等の構成部材のレイアウトの変更を伴うことなしに比較的簡単に変更できる新規な変速機を提案するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る変速機は、軸の長手方向に沿って配列した複数のギアを有しエンジンの動力を受け入れる入力軸と同じく軸の長手方向に沿って配列した複数のギアを有し入力軸のギアと係合して所定のギア比のもとでエンジンの動力をディファレンシャルギアに伝達する出力軸及びこれらの軸に平行に配置され入力軸から伝達される動力を車両の後退時の動力に変換するリバース軸を備えた車両の変速機であって、この変速機は、入力軸に固定保持され該入力軸とともに回転する第１のギアと、この第１のギアに噛み合い出力軸とともに回転可能でかつ第１の係合手段によって出力軸とともに回転可能な第２のギアと、出力軸に固定保持される第３のギアと、この第３のギアと噛み合い入力軸上にて回転可能であり第２の係合手段によって入力軸とともに回転可能な第４のギアとを備え、リバース軸には、ピニオンギア、リングギア、キャリアおよびサンギアを有する遊星歯車組と、第１のギアと噛み合う第５のギアおよび第４のギアと噛み合う第６のギアをそれぞれ設けとともに、車両の後退時にのみ第５のギアからの動力を遊星歯車組を経て回転方向を逆転させて第６のギアに伝達するリバース係合手段を設けた点に特徴を有する。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る変速機は請求項１の構成において、第５のギアは後退時において遊星歯車組のサンギアと一体に回転可能なものとし、第６のギアを遊星歯車組のリングギアと一体に回転可能なものとする点に特徴を有する。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る変速機は請求項２の構成において第６のギアがリングギアの外周に設けられたものとする点に特徴を有する。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る変速機は請求項１の構成において、リバース係合手段は車両の後退時に遊星歯車組のキャリアを変速機ケースに固定することによって車両の後退時における動力を伝達するものとする点に特徴を有する。
また、本発明の請求項５に係る変速機は請求項１の構成において、リバース係合手段がリバース軸上にて回転可能な第５のギアをリバース軸とともに同期回転させることによって車両の後退時における動力を伝達するものとする点に特徴を有する。
また、本発明の請求項６に係る変速機は請求項１の構成において、リバース係合手段がリバース軸上にて回転可能な第５のギアと同じく該軸上で回転可能なサンギアを同期回転させることによって車両の後退時における動力を伝達するものとする点に特徴を有する。
本発明の請求項７に係る変速機は請求項１の構成において、リバース係合手段がリバース軸とこのリバース軸上にて回転可能な第６のギアとを同期回転させることによって車両の後退時における動力を伝達するものとする点に特徴を有する。
【００１２】
さらに、本発明の請求項８に係る変速機は請求項１又は４の構成においてリバース係合手段がシンクロ機構を適用したものとする点に特徴を有する。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る変速機は、リバースギアを軸方向に沿って摺動させるものではないのでその分の寸法の短縮化が可能であり、また、入力軸、出力軸に平行に配置されるリバース軸には、ピニオンギア、リングギア、キャリアを備えリバース軸と一体になるサンギアを有する遊星歯車組を設けたので、この遊星歯車機構において変速比を設定することが可能であり、リバースギア比の設定自由度が大きい（ギア比は約３．０〜６．０の範囲で変更可能）利点がある。また、入力軸とともに回転可能な第４のギアと出力軸に回転可能に保持される第３のギア（１つのギア列）にリバースの負荷が入るので負荷の軽減を図ることができる（強度の面で有利）。
【００１４】
本発明の請求項２に係る変速機においては後退時には第５のギアを遊星歯車組のサンギアと一体に回転可能に、また、第６のギアを遊星歯車組のリングギアと一体に回転可能なものとしたので、遊星歯車による減速作用をすることが可能であり（例えば第６のギアをサンギアと、また、第５のギアをリングギアと一体に回転可能にした場合に比較して）大きな変速比を得ることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る変速機においては、請求項２の構成において第６のギアをリングギアの外周に設けるようにしたので部品点数の削減に有利であり、また、歯車の構成が簡素化できる利点がある。
【００１６】
本発明の請求項４に係る変速機においては、リバース係合手段を後退時に遊星歯車機構のキャリアを変速機ケースに固定する例えばシンクロメッシュ機構を適用することによって後退時の動力を伝達するようにし車両の前進時においてはピニオンの回転は０になるようにしたのでキャリアを常時固定しておく場合に比較しピニオンに必要とされる強度が小さくてすむことの他、遊星歯車機構においてギア、キャリア等の構成部材の相対回転を少なくできるので耐摩耗性の面で有利であり、潤滑等に関してもそれほど厳しい管理は必要とされない。
【００１７】
本発明の請求項５に係る変速機においてはリバース係合手段をリバース軸上で回転可能な第５のギアをリバース軸とともに同期回転させることによって、また、本発明の請求項６に係る変速機においてはリバース係合手段をリバース軸上で回転可能な第５のギアと同じく該軸上で回転可能なサンギアを同期回転させることによって、また、本発明の請求項７に係る変速機においてはリバース係合手段をリバース軸とこのリバース軸上で回転可能な第６のギアとを同期回転させることによってそれぞれ車両の後退時における動力を伝達するものとしたので、何れにおいてもリバースを選択する際にギアの噛み合い不良を起こすようなことはない。
本発明の請求項８に係る変速機においてはリバース係合手段をシンクロ機構としたのでリバースを選択する際にギアの噛み合い不良を起こすことがなく操作性が改善される。
【００１８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明請求項１〜４，８に従う変速機の構成を示したものであり、図において１はエンジンの動力を伝達する入力軸、２はこの入力軸１に平行で入力軸１のギアと係合して所定のギア比のもとでエンジンの動力をディファレンシャルギアに伝達する出力軸、３は入力軸１から伝達される動力を車両の後退時の動力に変換するリバース軸であって、このリバース軸３は入力軸１、出力軸２と平行に配置される。
【００１９】
また、４は入力軸１に固定され該軸１とともに回転可能な第１のギア、５は第１のギア４に噛み合う第２のギアであり、この第２のギア５は第１の係合手段（シンクロメッシュ機構）６によって出力軸２とともに回転可能になっている。また、７は第３のギアであって、この第３のギア７は出力軸２に固定される。
【００２０】
また、８は第４のギアであり、この第４のギア８は第３のギア７と噛み合い入力軸１上にて回転可能であり第２の係合手段（シンクロメッシュ機構）８ａによって入力軸１とともに回転可能になっている。９はリバース軸３に設けられた遊星歯車組であり、この遊星歯車組９はピニオン９ａ、リングギア９ｂ、キャリア９ｃ、そしてリバース軸３と一体となる例で示したサンギア９ｄからなっている。
【００２１】
また、リバース軸３には上記遊星歯車組９とともに、第１のギア４と噛み合う第５のギア１０および第４のギア８と噛み合う第６のギア１１が配置されている。また、１２は車両の後退時にのみ第５のギア１０からの動力を第６のギア１１に伝達するリバース係合手段であり、このリバース係合手段１２はシンクロメッシュ機構等が適用でき、係合手段１２によって遊星歯車機構のキャリア９ｃを変速機ケースに固定することによって車両の後退時の動力を伝達し、該キャリア９ｃの固定を解除することによって後退時の動力の伝達を遮断する。
【００２２】
図１に示したような構成になる変速機においては、リバース軸３に遊星歯車軸９を設けて車両の後退時にこの遊星歯車組９を利用し出力軸２を介してディファレンシャルギアに動力を伝達するようにしたものであり、このような構造にするとリバース軸３においてはその軸に配置したギアを摺動させるような構成を採る必要がないのでギアを摺動させる分の寸法が短縮でき、また、遊星歯車機構において各ギアの歯数やサイズ等を変更することによって変速比をほぼ３．０〜６．０の範囲にわたって調整することが可能なのでリバースギア比の設定の自由度も拡大されることになる。
【００２３】
とくにこの例においては第４のギア８に噛み合う第６のギア１１を遊星歯車機構のリングギア９ｂの外周に設けるようにしてあり、このような構成にすることによって部品点数の削減を図ることができるし、サイズのコンパクト化に有用である。
【００２４】
図２は請求項１〜３，５，８に対応するものであり、リバース軸３に対して第５のギア１０を軸受け１０ａを介して回転可能に保持し第５のギア１０とリバース軸３との間にリバース係合手段１２を配置した他は上掲図１と同等の構成になる変速機の例を示したものであり、この例においては車両の後退時にはリバース係合手段１２によって第５のギア１０とリバース軸３は同期回転することになり、第６のギア１１に車両を後退させる動力が伝達されることになり、この場合も変速機の基本的な構成は上掲図１と変わるところがない。
【００２５】
図３は請求項１，２，４，８に対応するものであり、遊星歯車機構のサンギア９ｄと第５のギア１０を一体連結して該サンギア９ｄを第５のギア１０とともに、第６のギア１１と一体的に回転するリバース軸８上にて回転可能に保持し、車両の後退時にのみ第５のギア１０から動力を第６のギア１１に伝達すべく遊星歯車機構のキャリア９ｃを変速機ケースに固定、解除するリバース係合手段１２を配置した例であり、この例においてもキャリア９ｃに係合手段１２を作用させるところに違いがある他は上掲図１と基本的には同様の構成になる。
【００２６】
図４は請求項１，２，６，８に対応するものであり、変速機の構成を模式的に示したものであって、図中の符号は上掲図１と共通になっている。この例は、リバース係合手段１２によって遊星歯車機構のサンギア９ｄに入力軸１からの動力を伝達し、ピニオン９ａ、キャリア９ｃ、リングギア９ｂを介してリバース軸３にて車両を後退させるための動力を第６のギア１１に伝達する構造のものである。この例においてもリバースギアを軸に沿って動かすような必要はないので上掲図１と同様に、サイズのコンパクト化に有利であり、また、遊星歯車機構を設けてあるからギア比を比較的広い範囲で設定できる。
【００２７】
図５は請求項１，２，７，８に対応するものであり、第６のギア１１をリバース軸３に軸受けを介して回転可能に保持しリバース係合手段１２によってリバース軸３からの動力を第４のギア７に伝達する構造のものであり、この例では第６のギア１１を遊星歯車機構のリングギア９ｂと兼用した構造ではなく、リバース軸３に別途設けてあるためにその分リバース軸３の長さが若干長くはなるものの、ギアを摺動させるような寸法まで確保する必要はなく、したがってリバースギアを摺動させて車両の後退時の動力を伝達するような従来の変速機に比較してサイズのコンパクト化を図ることができる。
【００２８】
上掲図１〜図５においてはリバース軸３に配置した遊星歯車機構はシングルピニオン遊星歯車組を適用した場合について示したが、本発明ではダブルピニオン遊星歯車組を適用してもよいのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う変速機の構成を示した図である。
【図２】本発明に従う他の変速機の構成をその要部について示した図である。
【図３】本発明に従う他の変速機の構成をその要部について示した図である。
【図４】本発明に従う他の変速機の構成を模式的に示した図である。
【図５】本発明に従う他の変速機の構成を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ 入力軸
２ 出力軸
３ リバース軸
４ 第１のギア
５ 第２のギア
６ 第１の係合手段
７ 第３のギア
８ 第４のギア
９ 遊星歯車組
10 第５のギア
11 第６のギア
12 リバース係合手段

Claims (8)

1. 軸の長手方向に沿って配列した複数のギアを有しエンジンの動力を受け入れる入力軸と同じく軸の長手方向に沿って配列した複数のギアを有し入力軸のギアと係合して所定のギア比のもとでエンジンの動力をディファレンシャルギアに伝達する出力軸及びこれらの軸に平行に配置され入力軸から伝達される動力を車両の後退時の動力に変換して出力軸に伝達するリバース軸を備えた車両の変速機であって、
   この変速機は、入力軸に固定保持され該入力軸とともに回転する第１のギアと、この第１のギアに噛み合い、かつ第１の係合手段によって出力軸とともに回転可能な第２のギアと、出力軸に固定保持される第３のギアと、この第３のギアと噛み合い入力軸上にて回転可能であり第２の係合手段によって入力軸とともに回転可能な第４のギアとを備え、リバース軸に、ピニオンギア、リングギア、キャリアおよびサンギアを有する遊星歯車組と第１のギアと噛み合う第５のギアおよび第４のギアと噛み合う第６のギアをそれぞれ配置するとともに、車両の後退時にのみ第５のギアからの動力を遊星歯車組を経て回転方向を逆転させて第６のギアに伝達するリバース係合手段を設けたことを特徴とする車両の変速機。
2. 第５のギアは遊星歯車組のサンギアと一体に回転可能なものであり、第６のギアは車両の後退時において遊星歯車組のリングギアと一体に回転可能なものである、請求項１記載の車両の変速機。
3. 第６のギアはリングギアの外周に設けられたものである、請求項２記載の車両の変速機。
4. リバース係合手段は車両の後退時に遊星歯車組のキャリアを変速機ケースに固定することによって車両の後退時における動力を伝達するものである請求項１記載の車両の変速機。
5. リバース係合手段はリバース軸上で回転可能な第５のギアをリバース軸とともに同期回転させることによって車両の後退時における動力を伝達するものである請求項１記載の車両の変速機。
6. リバース係合手段はリバース軸上で回転可能な第５のギアと同じく該軸上で回転可能なサンギアを同期回転させることによって車両の後退時における動力を伝達するものである請求項１記載の車両の変速機。
7. リバース係合手段はリバース軸とこのリバース軸上で回転可能な第６のギアとを同期回転させることによって車両の後退時における動力を伝達するものである請求項１記載の車両の変速機。
8. リバース係合手段はシンクロ機構を適用したものである請求項１，４〜７の何れかに記載の車両の変速機。

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