JP3989811B2 - 副変速機構付き変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸部材と出力軸部材との間の変速を行う変速機に関し、更に詳しくは、通常の主変速により得られる変速段全体を高低二段階に設定し得る副変速機能を備えた副変速機構付き変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載される変速機（トランスミッション）は、エンジン等の原動機に繋がる入力軸部材（メインシャフト）と、これと平行に設けられた出力軸部材（カウンタシャフト）との間に入力軸部材の回転動力を変速して出力軸部材に伝達する主変速切り換え手段を有した構成となっている。この主変速切り換え手段は複数のギヤ列から構成される有段変速式のほか、両軸それぞれに取り付けられたプーリの間にベルト部材を掛け渡して構成され、プーリの間隔を変化させて無段階の変速を行う無段変速式ものとがある。また、有段変速式の変速機では、走行状態に応じた最適ギヤの選択を運転者自身がレバー操作により行うマニュアル式のほか、センサ等により走行状態（エンジン負荷や車速など）を検知して油圧によりクラッチやブレーキ等を作動させることにより最適ギヤが自動で選択されるようにしたオートマチック式が知られている。
【０００３】
図３は従来の変速機としての車両用マニュアル式変速機の構成の一例をスケルトン図により示したものである。この例における変速機では、メインシャフト（入力軸部材）１０１とカウンタシャフト（出力軸部材）１０２との間にこれら両シャフト１０１，１０２を選択的に連結させる複数のギヤ列（第１速ギヤ列１１１、第２速ギヤ列１１２、第３速ギヤ列１１３、第４速ギヤ列１１４、第５速ギヤ列１１５、リバースギヤ列１１６）及びシンクロメッシュ機構（同期機構）１２１，１２２，１２３が配置されており、運転席に設けられたチェンジレバー（図示せず）の操作によりシンクロメッシュ機構１２１，１２２，１２３のスリーブ１３１，１３２，１３３を移動させ、所望の変速比に対応するギヤ列によりメインシャフト１０１とカウンタシャフト１０２とを連結させて変速を行う構成となっている。なお、この例はＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの四輪駆動車（フルタイム４ＷＤ車）用であり、車両の前輪（図示せず）はカウンタシャフト１０２によりファイナルギヤ列１１７を介して駆動されるフロントディファレンシャル機構１４０及びフロントアクスルシャフト１４１を介して、また後輪（図示せず）はカウンタシャフト１０２によりトランスファシャフト駆動ギヤ列１１８を介して駆動されるトランスファシャフト１０３、トランスファ１１９、リアアクスルプロペラシャフト１０４、リアアクスルシャフト（図示せず）を介してそれぞれ駆動されるようになっている。
【０００４】
また、積載量の大きい大型のトラックやバス等においては、副変速機構を備えた変速機が搭載される場合もある（例えば、後記の特許文献１参照）。このような副変速機構付きの変速機では、通常の変速機（副変速機構を備えていない変速機）に追加する形で組み込むことが可能であり、メインシャフトに伝わった原動機の動力を迂回させた形でカウンタシャフトに伝達させることにより、主変速段全体を高低二段階に設定る副変速機能を有するものである。このような副変速機構付き変速機では、例えば１速から５速まである主変速段の全てを副変速機構により高低切り換えできる場合には高速５段（主に普通路走行用）と低速５段（主に不整地走行用）との都合１０速が得られることとなり、走行状態に応じたより最適な変速比で走行することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７７８８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような副変速機構付き変速機には、以下のような問題点もあった。先ず、このような副変速機構はベースとなる変速機（主変速機構のみの変速機に相当）におけるメインシャフト及びカウンタシャフトの端部に追加して設けられるケースが多いため、全長（変速機のシャフト方向の寸法）が大きくなってしまうという問題があった。これは、変速機のシャフトが車両の前後方向に向くように搭載されるＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車用の変速機ではこのような全長の制約が少ないために特に問題はないが、シャフトが車両の幅方向に向くように搭載されて全長の制約の大きいＦＦ車用の変速機では搭載ができないなどの問題があった。このためＦＦ車用では、あまり全長を拡大させることなく追加組み込みのできる超低速段（超低速前進及び後退）と呼ばれる減速部をメインシャフト及びカウンタシャフトの端部（エンジンが配置されるのとは反対側の端部）に追加できるに止まっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、変速機の全長をあまり増大させずに副変速機構を組み込むことができ、ＦＦ車用の変速機としても十分に実用化が可能な構成の副変速機構付き変速機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る副変速機構付き変速機は、原動機（例えば、実施形態におけるエンジンＥＧ）に繋がる入力軸部材（例えば、実施形態におけるメインシャフト２１）と、入力軸部材と平行に設けられた出力軸部材（例えば、実施形態におけるカウンタシャフト２２）と、出力軸部材に対して同軸かつ相対回転自在に設けられ、内部に出力軸部材が貫通する中空状の第１中間軸部材（例えば、実施形態における第１中間シャフト２３）と、入力軸部材と第１中間軸部材との間に複数のギヤ列を有し、少なくとも入力軸部材に配置されて複数のギヤ列を選択的に結合する機構によって変速を行う主変速切り換え手段（例えば、実施形態における主変速ギヤ列及び第１〜第３シンクロメッシュ機構Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、出力軸部材に対し同軸かつ相対回転自在に設けられ、内部に出力軸部材が貫通する中空状の第２中間軸部材（例えば、実施形態における第２中間シャフト２４）と、出力軸部材と平行に設けられ、第１の動力伝達手段（例えば、実施形態において第１副変速ドライブギヤ５７と第１副変速ドリブンギヤ５８とからなる第１副変速ギヤ列）を介して第１中間軸部材と連結されるとともに第２の動力伝達手段（例えば、実施形態において第２副変速ドライブギヤ５９と第２副変速ドリブンギヤ６０とからなる第２副変速ギヤ列）を介して第２中間軸部材と連結された第３中間軸部材（例えば、実施形態における第３中間シャフト２６）と、出力軸部材を第１中間軸部材及び第２中間軸部材のいずれか一方と選択的に結合することで副変速機構を形成する選択結合手段（例えば、実施形態における副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４）とを備える。そして、結合手段のうち入力軸部材に配置されて複数のギヤ列を選択的に結合する機構（例えば、実施形態における第２シンクロメッシュ機構Ｓ２）に対向するように、第１の動力伝達手段を第１中間軸部材及び第３中間軸部材に配置する。
【０００９】
このような構成の変速機では、原動機の動力は入力軸部材から主変速切り換え手段を介して第１中間軸部材に伝達される。ここで、選択結合手段により出力軸部材がが第１中間軸部材と結合されている場合には、出力軸部材は第１中間軸部材と一体になって回転するため、出力軸部材の回転数は第１中間軸部材の回転数と同じになるが、選択結合手段により出力軸部材が第２中間軸部材と結合されている場合には、入力軸部材から第１中間軸部材に伝達された動力は第３中間軸部材から第２中間軸部材を経て出力軸部材に伝達されるため、出力軸部材の回転数を第１中間軸部材の回転数と異ならせることができる。すなわち、第１中間軸部材と第３中間軸部材との間の変速比及び第３中間軸部材と第２中間軸部材との間の変速比を所望に設定することにより、主変速切り換え手段により得られる変速段全体を高低二段階に設定することができる。
【００１０】
このように本発明に係る副変速機構付き変速機では、主変速切り換え手段により得られる変速段全体を高低二段階に設定する副変速を行うことができるのであるが、ベースとなる主変速のみの変速機の出力軸部材に相当する部材が本変速機では出力軸部材及びこれと同軸に設けられて相対移動自在な第１中間軸部材からなるとともに、第２中間軸部材を第１中間軸部材と同じく出力軸部材と同軸かつ相対回転自在に構成しており、ベースとなる主変速のみの変速機に対して新たに増加する軸（軸部材の回転中心としての軸）は第３中間軸部材の軸のみとなっている。このため、ベースとなる変速機に副変速機構を追加設置する際の設計が大変容易であるとともに、既存の設備をそのまま流用することができるので、低コストで生産することが可能となる。また、副変速機構付きでありながら全体として軸数が少ないために構造が簡易で組み立てが容易であり、レイアウトに課せられる制限が少ないので設計の自由度が大きいという利点もある。また、新たに加えられる第３中間軸部材は出力軸部材と平行に設けられればよいので変速機の全長を殆ど増大させることがない。このためＦＲ車のみならずＦＦ車にも搭載することが可能である。
【００１１】
また、四輪駆動車に搭載させる変速機のように、出力軸部材に平行な第２出力軸部材（四輪駆動車用であればトランスファシャフトに相当する）が設けられている場合には、上記第３中間軸部材が中空状に形成されるとともに、第２出力軸部材が第３中間軸部材内を通ってこの第３中間軸部材と同軸かつ相対回転自在に設けられた上で、第３の動力伝達手段（例えば、実施形態におけるトランスファシャフトギヤ列）を介して出力軸部材と連結される構成を採ればよい。このような構成であれば、副変速機構に必要な全ての中間軸部材が既存の軸部材（ここでは出力軸部材及び第２出力軸部材）と同軸に設けられるため、副変速機構の追加設置により新たに追加される軸は全くなくなり、本発明により得られる上記効果はより一層大きなものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係る副変速機構付き変速機を車両用変速機としてＦＦ車用のフルタイム４ＷＤ車に適用した場合の実施形態をスケルトン図により示したものである。この副変速機構付き変速機（以下、単に変速機という）２０は、原動機としてのエンジンＥＧの回転駆動力（トルク）を変速して車両の前輪及び後輪（いずれも図示せず）に伝達するものであり、エンジンＥＧと変速機２０のメインシャフト２１との間には、エンジンＥＧからメインシャフト２１への動力伝達を断続するためのクラッチ１０が設けられている。
【００１３】
クラッチ１０は、エンジンＥＧのクランクシャフトＣＳに連結されたフライホイール１１と、フライホイール１１にボルト締めされてフライホイール１１と一体となって回転するクラッチカバー１２と、クラッチカバー１２の内部に設けられたクラッチディスク１３、プレッシャプレート１４、ダイアフラムスプリング１５、メインシャフト２１上をスライド移動自在に設けられたレリーズベアリング１７及びクラッチカバー１２の外部に設けられたレリーズフォーク１８等を有して構成されている。
【００１４】
クラッチディスク１３はメインシャフト２１の先端部（図１では右端部）にスプライン結合されており、ダイアフラムスプリング１５はクラッチカバー１２の内面側に固定された二つのワイヤーリング１６に挟持されてクラッチカバー１２に取り付けられている。プレッシャプレート１４はダイアフラムスプリング１５のエンジンＥＧ側の端部（外周側端部）に取り付けられており、常時フライホイール１１側に付勢された状態となっている。また、ダイアフラムスプリング１５の変速機２０側の端部（内周側端部）はレリーズベアリング１７のエンジンＥＧ側に対向して位置している。
【００１５】
レリーズフォーク１８は図示しないクラッチカバー（クラッチ１０全体を覆うカバー部材）上の支点１８ａにおいて揺動自在に支持されており、運転席内のクラッチペダル（図示せず）が踏み込まれたときに図示しないワイヤを介して図１の矢印Ａの方向に揺動するように構成されている。ここで、クラッチクラッチペダルが踏み込まれていない状態（図１に示す状態）では、クラッチディスク１３はダイアフラムスプリング１５により付勢されたプレッシャプレート１４によりフライホイール１１に押し付けられているため、フライホイール１１，クラッチディスク１３及びプレッシャプレート１４は相互の摩擦力により一体に回転し、エンジンＥＧの動力はフライホイール１１からクラッチディスク１３を介してメインシャフト２１へと伝達される（クラッチ１０の接続状態）。
【００１６】
一方、クラッチペダルが踏み込まれている状態では、支点１８ａを支点に矢印Ａの方向に揺動したレリーズフォーク１８がレリーズベアリング１７を介してダイアフラムスプリング１５の内周側端部（変速機２０側端部）をエンジンＥＧ側に押圧するため（このときレリーズベアリング１７はメインシャフト２１上をエンジンＥＧ側へスライド移動している）、これによりワイヤーリング１６を支点に変形したダイアフラムスプリング１５はプレッシャプレート１４を変速機２０側へ引き寄せるので、プレッシャプレート１４はクラッチディスク１３と離間する。このためフライホイール１１、クラッチディスク１３及びプレッシャプレート１４の間の摩擦力はなくなり、エンジンＥＧの動力はメインシャフト２１までは伝達されなくなる（クラッチ１０の遮断状態）。
【００１７】
車両の運転席には図示しないチェンジレバー（主変速切り換えレバー）と副変速切り換えレバーとが設けられている。チェンジレバーはニュートラル（Ｎ）、第１速（Ｌｏｗ）、第２速（２ｎｄ）、第３速（３ｒｄ）、第４速（４ｔｈ）、第５速（５ｔｈ）及び後退（Ｒ）のいずれかの変速段を選択する操作を行うことができるようになっている。また、副変速切り換えレバーは、高速段及び低速段のいずれか一方を選択する操作を行うことができるようになっている。
【００１８】
変速機２０は、上述のメインシャフト２１のほか、カウンタシャフト２２、第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４、トランスファシャフト２５、第３中間シャフト２６、リバースギヤシャフト２７及び主変速ギヤ列（前進用の第１〜第５速ギヤ列及び後退用のリバースギヤ列）を備えている。ここで、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、トランスファシャフト２５及びリバースギヤシャフト２７は互いに平行になるように配設されている。第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４及び第３中間シャフト２６はいずれも中空円筒状のシャフトであり、第１中間シャフト２３及び第２中間シャフト２４はカウンタシャフト２２上に、カウンタシャフト２２と同軸かつ相対回転自在に設けられている。但し、第２中間シャフト２４は第１中間シャフト２３のエンジンＥＧとは反対の側（図１では左側）の位置に第１中間シャフト２３の軸方向に並んで設けられている。また、第３中間シャフト２６はトランスファシャフト２５上に、トランスファシャフト２５と同軸かつ相対回転自在に設けられている。したがって、第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４及び第３中間シャフト２６は互いに平行であり、かつ、上記メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、トランスファシャフト２５及びリバースギヤシャフト２７とも平行になっている。
【００１９】
メインシャフト２１及び第１中間シャフト２３上には、エンジンＥＧ側から順に、第１速ギヤ列、リバースギヤ列、第２速ギヤ列、第３速ギヤ列、第４速ギヤ列及び第５速ギヤ列が配設されている。第１速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第１速ドライブギヤ４１と、第１中間シャフト２３上に設けられた第１速ドリブンギヤ４２とから構成されており、第２速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第２速ドライブギヤ４３と、第１中間シャフト２３上に設けられた第２速ドリブンギヤ４４とから構成されている。また、第３速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第３速ドライブギヤ４５と、第１中間シャフト２３上に設けられた第３速ドリブンギヤ４６とから構成されており、第４速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第４速ドライブギヤ４７と、第１中間シャフト２３上に設けられた第４速ドリブンギヤ４８とから構成されている。更に、第５速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第５速ドライブギヤ４９と、第１中間シャフト２３上に設けられた第５速ドリブンギヤ５０とから構成されている。
【００２０】
上記各ギヤ列を構成するドライブ側ギヤとドリブン側ギヤは常時噛合しており、変速段が高いほど小さい変速比に設定されている。また、リバースギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられたリバースドライブギヤ５１と、リバースギヤシャフト２７上に設けられたリバースアイドルギヤ５２と、第１中間軸２３に固定された（詳細には、後述する第１シンクロメッシュ機構Ｓ１のスリーブＶ１に形成された）リバースドリブンギヤ５３とから構成されている。
【００２１】
第１速ドライブギヤ４１と第２速ドライブギヤ４３はメインシャフト２１と一体回転するように取り付けられており、第１速ドリブンギヤ４２と第２速ドリブンギヤ４４は第１中間シャフト２３上を空転するように取り付けられている。第１中間シャフト２３上の第１速ドリブンギヤ４２と第２速ドリブンギヤ４４との間の位置には第１（１−２速用）シンクロメッシュ機構Ｓ１が設けられており、そのスリーブＶ１には第１シフトフォーク７１が係合している。
【００２２】
この第１シフトフォーク７１は、前述のチェンジレバーをニュートラル位置から第１速位置に移動させる操作に伴って第１中間シャフト２３の軸方向右側に移動し、ニュートラル位置から第２速位置に移動させる操作に伴って第１中間シャフト２３の軸方向右側に移動する構成となっている。第１速ドリブンギヤ４２の左側、第２速ドリブンギヤ４４の右側及びスリーブＶ１の左右両側にはスプライン（いずれも図示せず）が設けられており、スリーブＶ１が第１中間シャフト２３の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ１と第１速ドリブンギヤ４２とが結合し、スリーブＶ１が第１中間シャフト２３の軸方向左側に移動したときにはスリーブＶ１と第２速ドリブンギヤ４４とが結合する。したがって、チェンジレバーをニュートラル位置から第１速位置に移動させると第１速ドリブンギヤ４２と第１中間シャフト２３とが結合し、チェンジレバーをニュートラル位置から第２速位置に移動させると第２速ドリブンギヤ４４と第１中間シャフト２３とが結合する。
【００２３】
ここで、第１速ドリブンギヤ４２と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第１速ギヤ列（第１速ドライブギヤ４１及び第１速ドリブンギヤ４２）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第１速変速状態となり、第２速ドリブンギヤ４４と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第２速ギヤ列（第２速ドライブギヤ４３及び第２速ドリブンギヤ４４）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第２速変速状態となる。
【００２４】
第３速ドライブギヤ４５と第４速ドライブギヤ４７はメインシャフト２１上を空転するように取り付けられており、第３速ドリブンギヤ４６と第４速ドリブンギヤ４８は第１中間シャフト２３と一体回転するように取り付けられている。メインシャフト２１上の第３速ドライブギヤ４５と第４速ドライブギヤ４７との間の位置には第２（３−４速用）シンクロメッシュ機構Ｓ２が設けられており、そのスリーブＶ２には第２シフトフォーク７２が係合している。
【００２５】
この第２シフトフォーク７２はチェンジレバーをニュートラル位置から第３速位置に移動させる操作に伴ってメインシャフト２１の軸方向右側に移動し、ニュートラル位置から第４速位置に移動させる操作に伴ってメインシャフト２１の軸方向左側に移動する構成となっている。第３速ドライブギヤ４５の左側、第４速ドライブギヤ４７の右側及びスリーブＶ２の左右両側にはスプライン（いずれも図示せず）が設けられており、スリーブＶ２がメインシャフト２１の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ２と第３速ドライブギヤ４５とが結合し、スリーブＶ２がメインシャフト２１の軸方向左側に移動したときにはスリーブＶ２と第４速ドライブギヤ４７とが結合する。したがって、チェンジレバーをニュートラル位置から第３速位置に移動させると第３速ドライブギヤ４５とメインシャフト２１とが結合し、チェンジレバーをニュートラル位置から第４速位置に移動させると第４速ドライブギヤ４７とメインシャフト２１とが結合する。
【００２６】
ここで、第３速ドライブギヤ４５とメインシャフト２１とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第３速ギヤ列（第３速ドライブギヤ４５及び第３速ドリブンギヤ４６）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第３速変速状態となり、第４速ドライブギヤ４７とメインシャフト２１とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第４速ギヤ列（第４速ドライブギヤ４７及び第４速ドリブンギヤ４８）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第２速変速状態となる。
【００２７】
第５速ドライブギヤ４９はメインシャフト２１上を空転するように取り付けられており、第５速ドリブンギヤ５０は第１中間シャフト２３と一体回転するように取り付けられている。メインシャフト２１上には第３（５速用）シンクロメッシュ機構Ｓ３が設けられており、そのスリーブＶ３には第３シフトフォーク７３が係合している。
【００２８】
この第３シフトフォーク７３はチェンジレバーをニュートラル位置から第５速位置に移動させる操作に伴ってメインシャフト２１の軸方向右側に移動する構成となっている。第５速ドライブギヤ４９の左側及びスリーブＶ３の右側にはスプライン（いずれも図示せず）が設けられており、スリーブＶ３がメインシャフト２１の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ３と第５速ドライブギヤ４９とが結合結合する。したがって、チェンジレバーをニュートラル位置から第５速位置に移動させると第５速ドライブギヤ４９とメインシャフト２１とが結合する。
【００２９】
ここで、第１速ドリブンギヤ４２と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第１速ギヤ列（第１速ドライブギヤ４１及び第１速ドリブンギヤ４２）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第１速変速状態となり、第２速ドリブンギヤ４４と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第２速ギヤ列（第２速ドライブギヤ４３及び第２速ドリブンギヤ４４）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第２速変速状態となる。
【００３０】
リバースドライブギヤ５１はメインシャフト２１と一体回転するように取り付けられており、リバースドリブンギヤ５３は第１中間シャフト２３と一体回転するように取り付けられている。また、リバースアイドルギヤ５２はリバースギヤシャフト２７上を空転するように取り付けられている。リバースアイドルギヤ５２は第４シフトフォーク７４によりリバースギヤシャフト２７上を軸方向に移動させることができ、所定のギヤ非噛合位置からギヤ噛合位置へ移動させることにより、リバースアイドルギヤ５２をリバースドライブギヤ５１及びリバースアイドルギヤ５３の双方と噛合させることができるようになっている。したがって、チェンジレバーを後退変速位置に入れる操作を行って第４シフトフォーク７４をリバースギヤシャフト２７の軸方向に移動させ、リバースアイドルギヤ５２が上記ギヤ噛合位置へ移動したときには、メインシャフト２１の動力はリバースギヤ列（リバースドライブギヤ５１、リバースアイドルギヤ５２及びリバースドリブンギヤ５３）を介して第１中間シャフト２３に伝達され、変速機２０は後退変速状態となる。
【００３１】
上記第１〜第４シフトフォーク７１，７２，７３，７４はチェンジレバーの操作により直接、或いはワイヤ等を介して機械的に動かす構成としてもよいが、チェンジレバーの操作位置をセンサ等により検知し、これに基づいて油圧シリンダや電動式のモータ等を駆動して動かす構成であってもよい。
【００３２】
カウンタシャフト２２とトランスファシャフト２５とはトランスファシャフトギヤ列により連結されている。トランスファシャフトギヤ列は、カウンタシャフト２２上（第２中間シャフト２４の左側の位置）に固定されたカウンタシャフト側ギヤ５５と、トランスファシャフト２５上（第３中間シャフト２６の左側の位置）に固定されたトランスファシャフト側ギヤ５６とから構成されている。これら両ギヤ５５，５６は常時噛合しており、カウンタシャフト２２が回転したときには、その動力がトランスファシャフトギヤ列を介してトランスファシャフト２５に伝達される。
【００３３】
第１中間シャフト２３と第３中間シャフト２６とは第１副変速ギヤ列を介して連結されている。第１副変速ギヤ列は第１中間シャフト２３上（第３速ドリブンギヤ４６と第４速ドリブンギヤ４８との間の位置）に固定された第１副変速ドライブギヤ５７と、第３中間シャフト２６の最も右側の位置に固定された第１副変速ドリブンギヤ５８とから構成されている。これら両ギヤ５７，５８は常時噛合しており、第１中間シャフト２３が回転したときには、その動力が第１副変速ギヤ列を介して第３中間シャフト２６に伝達される。
【００３４】
また、第３中間シャフト２６と第２中間シャフト２４とは第２副変速ギヤ列を介して連結されている。第２副変速ギヤ列は第３中間シャフト２６の最も左側に固定された第２副変速ドライブギヤ５９と、第２中間シャフト２４の最も左側に固定された第２副変速ドリブンギヤ６０とから構成されている。これら両ギヤ５９，６０は常時噛合しており、第３中間シャフト２６が回転したときには、その動力が第２副変速ギヤ列を介して第２中間シャフト２４に伝達される。
【００３５】
カウンタシャフト２２上（第１中間シャフト２３の右側の位置）にはファイナルドライブギヤ６１が固定されており、このファイナルドライブギヤ６１はディファレンシャルケース３１に固定されたファイナルドリブンギヤ６２と常時噛合している。このためカウンタシャフト２２が回転したときには、その動力がディファレンシャル機構３０からフロントアクスルシャフト３２へ伝えられて車両の前輪が駆動される。
【００３６】
また、トランスファシャフト２５の最も右側の位置にはトランスファドライブギヤ６３が固定されており、このトランスファドライブギヤ６３はトランスファドリブンギヤ６４と常時噛合している。このためトランスファシャフト２５が回転したときには、その動力がトランスファ（トランスファドライブギヤ６３及びトランスファドリブンギヤ６４）からリアアクスルプロペラシャフト２８、リアアクスルシャフト（図示せず）へと伝えられて車両の後輪が駆動される。
【００３７】
カウンタシャフト２２上の第１中間シャフト２３と第２中間シャフト２４との間の位置には副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４が設けられており、そのスリーブＶ４には第５シフトフォーク７５が係合している。この第４シフトフォーク７４は副変速切り換えレバーが低速側位置から高速側位置に移動させたときにはカウンタシャフト２２の軸方向右側に移動し、副変速切り換えレバーが高速側から低速側に移動させたときにはカウンタシャフト２２の軸方向左側に移動する構成となっている。第１中間シャフト２３の左端部、第２中間シャフト２４の右端部及びスリーブＶ４の左右両側にはスプラインが設けられており、スリーブＶ４がカウンタシャフト２２の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ４とカウンタシャフト２２とが結合し、スリーブＶ４がカウンタシャフト２２の軸方向左側に移動したときにはスリーブＶ４と第２中間シャフト２４とが結合する。したがって、副変速切り換えレバーを低速側位置から高速側位置に移動させると第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合し、副変速切り換えレバーを高速側位置から低速側位置に移動させると第２中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合する。
【００３８】
ここで、副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４により第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合されているときには、これら両シャフト２３，２２は一体となって回転するので、エンジンＥＧからの動力はクラッチ１０→メインシャフト２１→第１中間シャフト２３→カウンタシャフト２２→ファイナルドライブギヤ６１→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャル機構３０→フロントアクスルシャフト３２→前輪と伝達される。また、カウンタシャフト２２に伝達された動力は、カウンタシャフト２２→トランスファシャフトドライブギヤ５５→トランスファシャフトドリブンギヤ５６→トランスファシャフト２５→トランスファドライブギヤ６３→トランスファドリブンギヤ６４→リアアクスルシャフト→後輪と伝達される。なお、このとき第１中間シャフト２３は第１副変速ドライブギヤ５７及び第１副変速ドリブンギヤ５８を介して第３中間シャフト２６を回転させ、更に第２副変速ドライブギヤ５９及び第２副変速ドリブンギヤ６０を介して第２中間シャフト２５を回転させるが、これら両シャフト２６，２５は単に空転するのみである。
【００３９】
一方、副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４により第２中間シャフト２４とカウンタシャフト２２とが結合されているときには、これら両シャフト２４，２２は一体となって回転するので、エンジンＥＧからの動力はクラッチ１０→メインシャフト２１→第１中間シャフト２２→第１副変速ドライブギヤ５７→第１副変速ドリブンギヤ５８→第３中間シャフト２６→第２副変速ドライブギヤ５９→第２副変速ドリブンギヤ６０→第２中間シャフト２４→カウンタシャフト２２→ファイナルドライブギヤ６１→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャル機構３０→フロントアクスルシャフト３２→前輪と伝達される。また、カウンタシャフト２２に伝達された動力は、カウンタシャフト２２→トランスファシャフトドライブギヤ５５→トランスファシャフトドリブンギヤ５６→トランスファシャフト２５→トランスファドライブギヤ６３→トランスファドリブンギヤ６４→リアアクスルシャフト→後輪と伝達される。
【００４０】
このように、第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合されている状態では、カウンタシャフト２２は第１中間シャフト２３と一体となって回転するため、これら両シャフト２３，２２の回転数は一致するのに対し、第２中間シャフト２４とカウンタシャフト２２とが結合されている状態では、カウンタシャフト２２は第３中間シャフト２６及び第２中間シャフト２４を介して第１中間シャフト２３と連結されるため、カウンタシャフト２２の回転数を第１中間シャフト２３の回転数と異ならせることができる。このため、主変速段が同じ変速段であっても最終的な変速比を異なったものとすることができる。すなわち主変速段全体を高低二段に変速する副変速を行うことができる。
【００４１】
ここで、カウンタシャフト２２を第１中間シャフト２３と第２中間シャフト２４とのいずれに結合した場合が高速段になるかは第１副変速ドライブギヤ５７の歯数Ａと第１副変速ドリブンギヤ５８の歯数Ｂとの関係、及び第２副変速ドライブギヤ５９の歯数Ｃと第２副変速ドリブンギヤ６９の歯数Ｄとの関係により定まる。例えば、第１副変速ドライブギヤ５７の歯数Ａに対する第１副変速ドリブンギヤ５８の歯数Ｂの比（Ｂ／Ａ）と、第２副変速ドライブギヤ５９の歯数Ｃに対する第２副変速ドリブンギヤ６０の歯数Ｄの比（Ｄ／Ｃ）との積｛（Ｂ／Ａ）・（Ｄ／Ｃ）｝の値が１．０よりも大きいのであれば、カウンタシャフト２２と第２中間シャフト２４とが結合されている状態では、第１中間シャフト２３の動力は減速してカウンタシャフト２２に伝達されることになるため、カウンタシャフト２２と第１中間シャフト２３とが結合されているときよりも低速になる。すなわち第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合されている状態が高速段、第２中間シャフト２４とカウンタシャフト２２とが結合されている状態が低速段となる。
【００４２】
このように本発明に係る副変速機構付き変速機（変速機２０）では、主変速切り換え手段（主変速ギヤ列及び第１〜第３シンクロメッシュ機構Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）により得られる変速段全体を高低二段階に設定する副変速を行うことができるのであるが、ベースとなる主変速のみの変速機の出力軸部材（カウンタシャフト）に相当する部材が本変速機ではカウンタシャフト２２及びこれと同軸に設けられて相対移動自在な第１中間シャフト２３からなるとともに、第２中間シャフト３４を第１中間シャフト２３と同じくカウンタシャフト２２と同軸かつ相対回転自在に構成しており、ベースとなる主変速のみの変速機に対して新たに増加する軸（軸部材の回転中心としての軸）は第３中間シャフト２６の軸のみとなっている。このため、ベースとなる変速機に副変速機構を追加設置する際の設計が大変容易であるとともに、既存の設備をそのまま流用することができる（具体的には、周辺部品の共通化やケース加工の共用化など）ので、低コストで生産することが可能となる。
【００４３】
また、副変速機構付きでありながら全体として軸数が少ないために構造が簡易で組み立てが容易であり、レイアウトに課せられる制限が少ないので設計の自由度が大きいという利点もある。また、新たに加えられる第３中間シャフト２６はカウンタシャフト２２と平行に設けられればよいので変速機の全長を殆ど増大させることがない。このためＦＲ車のみならずＦＦ車にも搭載することが可能である。
【００４４】
また、本変速機２０では、副変速機構に関するシャフト（第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４及び第３中間シャフト２６）を中空状にして既存のシャフト（カウンタシャフト２２及びトランスファシャフト２５）と同軸に設置することで、各部品が変速機内に集約されて配置されており、以後機能追加が必要となったときでも、その周辺部品を入れ替えることで、その機能追加を容易に行うことが可能となっている。また、車両用変速機では一般に、各ギヤの回転変動に起因する走行時の駆動系異音を抑えるために、回転方向に柔剛性を持ったダンパーを配置することがあるが、本変速機２０ではこれを第４シンクロメッシュ機構Ｓ４に設置することで、ダンパーのためのスペースを最小限の領域に抑えることが可能となっている。
【００４５】
次に、本発明に係る副変速機構付き変速機のもう一つの実施形態について説明する。ここで、説明の便宜上、上述した例を第１実施形態、ここに示す例を第２実施形態と称する。図２はこの第２実施形態に係る副変速機構付き変速機の構成を示すスケルトン図であり、本変速機が搭載される車両が４ＷＤ車用でない場合、或いは４ＷＤ車であってもトランスファの駆動が上記第１実施形態に係る変速機２０におけるファイナルドリブンギヤ６２を介して行われる構造である場合など、第１実施形態において示したトランスファシャフト２５がもともと設けられていない場合の例である。この場合第３中間シャフトは中空状にする必要はなく、中実の棒部材とすることができる。なお、この第２実施形態では第１実施形態との相違点のみを示し、第１実施形態と同一の部分については同位置の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
この第２実施形態に係る変速機２０‘では、上述の第１実施形態において示した変速機２０における中空状の第３中間シャフト２６に代えて中実の第３中間シャフト２６’が用いられており、第１中間シャフト２３上に設けられた第１副変速ドライブギヤ５７にはこの第３中間シャフト２６’に固定された第１副変速ドリブンギヤ５８’が噛合しており、第２中間シャフト２４上に設けられた第２副変速ドリブンギヤ６０には第３中間シャフト２６’に固定された第２副変速ドライブギヤ５９’が噛合している。このような構成であっても上述の第１実施形態において示した変速機２０の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
但し、上述の第１実施形態において示した変速機２０のように、本発明に係る変速機２０が四輪駆動車用であり、カウンタシャフト２２に平行なトランスファシャフト２５がもとより設けられている場合には、副変速機構の追加設置により新たに追加される軸は全くなくなるため、本発明により得られる上記効果はより一層大きなものとなる。
【００４８】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、第１〜第４シフトフォークをチェンジレバーの操作により移動させる、いわゆるマニュアル式の構成であったが、これはチェンジレバーの操作によるものではなく、車速やエンジン負荷等を検知して自動で変速を行う構成、すなわちオートマチック式の構成であってもよい。また、上述の実施形態では、メインシャフト２１と第１中間シャフト２３との間を、シンクロメッシュ機構を備えた常時噛み合い式のギヤ列により結合させていたが、これは選択摺動式のギヤにより結合させる構成であってもよい。また、メインシャフト２１と第１中間シャフト２３との間の動力伝達は、両シャフト２１，２３それぞれに設けたプーリと、これら両プーリの間に掛け渡したベルト部材とを介して無段変速形で行うものであってもよい。
【００４９】
また、原動機はエンジン等の内燃機関に限られず、クラッチの構成も上述の実施形態に特に限定されない。主変速の段数が１速〜５速に限定されない。更に、副変速の変速操作は手動でなくてもよく、車速やエンジン負荷等を検知して自動で行う構成であってもよい。また、カウンタシャフト２２を第１中間シャフト２３及び第２中間シャフト２４のいずれか一方と選択的に結合する選択結合手段は、前述の実施形態ではシンクロメッシュ機構（第４シンクロメッシュ機構Ｓ４）であったが、これは一例であり、油圧クラッチなど他の手段を用いてもよい。また、本発明に係る副変速機構付き変速機は車両用でなくてもよく、他の原動機付き回転機械に応用することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る副変速機構付き変速機では、主変速切り換え手段により得られる変速段全体を高低二段階に設定する副変速を行うことができるのであるが、ベースとなる主変速のみの変速機の出力軸部材に相当する部材が本変速機では出力軸部材及びこれと同軸に設けられて相対移動自在な第１中間軸部材からなるとともに、第２中間軸部材を第１中間軸部材と同じく出力軸部材と同軸かつ相対回転自在に構成しており、ベースとなる主変速のみの変速機に対して新たに増加する軸（軸部材の回転中心としての軸）は第３中間軸部材の軸のみとなっている。このため、ベースとなる変速機に副変速機構を追加設置する際の設計が大変容易であるとともに、既存の設備をそのまま流用することができるので、低コストで生産することが可能となる。また、副変速機構付きでありながら全体として軸数が少ないために構造が簡易で組み立てが容易であり、レイアウトに課せられる制限が少ないので設計の自由度が大きいという利点もある。また、新たに加えられる第３中間軸部材は出力軸部材と平行に設けられればよいので変速機の全長を殆ど増大させることがない。このためＦＲ車のみならずＦＦ車にも搭載することが可能である。
【００５１】
また、四輪駆動車に搭載させる変速機のように、出力軸部材に平行な第２出力軸部材（四輪駆動車用であればトランスファシャフトに相当する）が設けられている場合には、上記第３中間軸部材が中空状に形成されるとともに、第２出力軸部材が第３中間軸部材内を通ってこの第３中間軸部材と同軸かつ相対回転自在に設けられた上で、第３の動力伝達手段を介して出力軸部材と連結される構成を採ればよい。このような構成であれば、副変速機構に必要な全ての中間軸部材が既存の軸部材（ここでは出力軸部材及び第２出力軸部材）と同軸に設けられるため、副変速機構の追加設置により新たに追加される軸は全くなくなり、本発明により得られる上記効果はより一層大きなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る副変速機構付き変速機を車両用変速機としてフルタイム４ＷＤ車に適用した場合の実施形態を示すスケルトン図である。
【図２】第２実施形態に係る変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図３】従来の変速機の一例を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１０ クラッチ
２０ 副変速機構付き変速機
２１ メインシャフト
２２ カウンタシャフト
２３ 第１中間シャフト
２４ 第２中間シャフト
２５ トランスファシャフト
２６ 第３中間シャフト
２７ リバースギヤシャフト
３０ ディファレンシャル機構
３５ トランスファ
Ｓ１ 第１シンクロメッシュ機構
Ｓ２ 第２シンクロメッシュ機構
Ｓ３ 第３シンクロメッシュ機構
Ｓ４ 副変速用シンクロメッシュ機構
ＥＧ エンジン
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸部材と出力軸部材との間の変速を行う変速機に関し、更に詳しくは、通常の主変速により得られる変速段全体を高低二段階に設定し得る副変速機能を備えた副変速機構付き変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載される変速機（トランスミッション）は、エンジン等の原動機に繋がる入力軸部材（メインシャフト）と、これと平行に設けられた出力軸部材（カウンタシャフト）との間に入力軸部材の回転動力を変速して出力軸部材に伝達する主変速切り換え手段を有した構成となっている。この主変速切り換え手段は複数のギヤ列から構成される有段変速式のほか、両軸それぞれに取り付けられたプーリの間にベルト部材を掛け渡して構成され、プーリの間隔を変化させて無段階の変速を行う無段変速式ものとがある。また、有段変速式の変速機では、走行状態に応じた最適ギヤの選択を運転者自身がレバー操作により行うマニュアル式のほか、センサ等により走行状態（エンジン負荷や車速など）を検知して油圧によりクラッチやブレーキ等を作動させることにより最適ギヤが自動で選択されるようにしたオートマチック式が知られている。
【０００３】
図３は従来の変速機としての車両用マニュアル式変速機の構成の一例をスケルトン図により示したものである。この例における変速機では、メインシャフト（入力軸部材）１０１とカウンタシャフト（出力軸部材）１０２との間にこれら両シャフト１０１，１０２を選択的に連結させる複数のギヤ列（第１速ギヤ列１１１、第２速ギヤ列１１２、第３速ギヤ列１１３、第４速ギヤ列１１４、第５速ギヤ列１１５、リバースギヤ列１１６）及びシンクロメッシュ機構（同期機構）１２１，１２２，１２３が配置されており、運転席に設けられたチェンジレバー（図示せず）の操作によりシンクロメッシュ機構１２１，１２２，１２３のスリーブ１３１，１３２，１３３を移動させ、所望の変速比に対応するギヤ列によりメインシャフト１０１とカウンタシャフト１０２とを連結させて変速を行う構成となっている。なお、この例はＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの四輪駆動車（フルタイム４ＷＤ車）用であり、車両の前輪（図示せず）はカウンタシャフト１０２によりファイナルギヤ列１１７を介して駆動されるフロントディファレンシャル機構１４０及びフロントアクスルシャフト１４１を介して、また後輪（図示せず）はカウンタシャフト１０２によりトランスファシャフト駆動ギヤ列１１８を介して駆動されるトランスファシャフト１０３、トランスファ１１９、リアアクスルプロペラシャフト１０４、リアアクスルシャフト（図示せず）を介してそれぞれ駆動されるようになっている。
【０００４】
また、積載量の大きい大型のトラックやバス等においては、副変速機構を備えた変速機が搭載される場合もある（例えば、後記の特許文献１参照）。このような副変速機構付きの変速機では、通常の変速機（副変速機構を備えていない変速機）に追加する形で組み込むことが可能であり、メインシャフトに伝わった原動機の動力を迂回させた形でカウンタシャフトに伝達させることにより、主変速段全体を高低二段階に設定る副変速機能を有するものである。このような副変速機構付き変速機では、例えば１速から５速まである主変速段の全てを副変速機構により高低切り換えできる場合には高速５段（主に普通路走行用）と低速５段（主に不整地走行用）との都合１０速が得られることとなり、走行状態に応じたより最適な変速比で走行することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７７８８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような副変速機構付き変速機には、以下のような問題点もあった。先ず、このような副変速機構はベースとなる変速機（主変速機構のみの変速機に相当）におけるメインシャフト及びカウンタシャフトの端部に追加して設けられるケースが多いため、全長（変速機のシャフト方向の寸法）が大きくなってしまうという問題があった。これは、変速機のシャフトが車両の前後方向に向くように搭載されるＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車用の変速機ではこのような全長の制約が少ないために特に問題はないが、シャフトが車両の幅方向に向くように搭載されて全長の制約の大きいＦＦ車用の変速機では搭載ができないなどの問題があった。このためＦＦ車用では、あまり全長を拡大させることなく追加組み込みのできる超低速段（超低速前進及び後退）と呼ばれる減速部をメインシャフト及びカウンタシャフトの端部（エンジンが配置されるのとは反対側の端部）に追加できるに止まっていた。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、変速機の全長をあまり増大させずに副変速機構を組み込むことができ、ＦＦ車用の変速機としても十分に実用化が可能な構成の副変速機構付き変速機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る副変速機構付き変速機は、原動機（例えば、実施形態におけるエンジンＥＧ）に繋がる入力軸部材（例えば、実施形態におけるメインシャフト２１）と、入力軸部材と平行に設けられた出力軸部材（例えば、実施形態におけるカウンタシャフト２２）と、出力軸部材に対して同軸かつ相対回転自在に設けられ、内部に出力軸部材が貫通する中空状の第１中間軸部材（例えば、実施形態における第１中間シャフト２３）と、入力軸部材と第１中間軸部材との間に複数のギヤ列を有し、少なくとも入力軸部材に配置されて複数のギヤ列を選択的に結合する機構によって変速を行う主変速切り換え手段（例えば、実施形態における主変速ギヤ列及び第１〜第３シンクロメッシュ機構Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、出力軸部材に対し同軸かつ相対回転自在に設けられ、内部に出力軸部材が貫通する中空状の第２中間軸部材（例えば、実施形態における第２中間シャフト２４）と、出力軸部材と平行に設けられ、第１の動力伝達手段（例えば、実施形態において第１副変速ドライブギヤ５７と第１副変速ドリブンギヤ５８とからなる第１副変速ギヤ列）を介して第１中間軸部材と連結されるとともに第２の動力伝達手段（例えば、実施形態において第２副変速ドライブギヤ５９と第２副変速ドリブンギヤ６０とからなる第２副変速ギヤ列）を介して第２中間軸部材と連結された第３中間軸部材（例えば、実施形態における第３中間シャフト２６）と、出力軸部材を第１中間軸部材及び第２中間軸部材のいずれか一方と選択的に結合することで副変速機構を形成する選択結合手段（例えば、実施形態における副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４）とを備える。そして、結合手段のうち入力軸部材に配置されて複数のギヤ列を選択的に結合する機構（例えば、実施形態における第２シンクロメッシュ機構Ｓ２）に対向するように、第１の動力伝達手段を第１中間軸部材及び第３中間軸部材に配置する。
【０００９】
このような構成の変速機では、原動機の動力は入力軸部材から主変速切り換え手段を介して第１中間軸部材に伝達される。ここで、選択結合手段により出力軸部材がが第１中間軸部材と結合されている場合には、出力軸部材は第１中間軸部材と一体になって回転するため、出力軸部材の回転数は第１中間軸部材の回転数と同じになるが、選択結合手段により出力軸部材が第２中間軸部材と結合されている場合には、入力軸部材から第１中間軸部材に伝達された動力は第３中間軸部材から第２中間軸部材を経て出力軸部材に伝達されるため、出力軸部材の回転数を第１中間軸部材の回転数と異ならせることができる。すなわち、第１中間軸部材と第３中間軸部材との間の変速比及び第３中間軸部材と第２中間軸部材との間の変速比を所望に設定することにより、主変速切り換え手段により得られる変速段全体を高低二段階に設定することができる。
【００１０】
このように本発明に係る副変速機構付き変速機では、主変速切り換え手段により得られる変速段全体を高低二段階に設定する副変速を行うことができるのであるが、ベースとなる主変速のみの変速機の出力軸部材に相当する部材が本変速機では出力軸部材及びこれと同軸に設けられて相対移動自在な第１中間軸部材からなるとともに、第２中間軸部材を第１中間軸部材と同じく出力軸部材と同軸かつ相対回転自在に構成しており、ベースとなる主変速のみの変速機に対して新たに増加する軸（軸部材の回転中心としての軸）は第３中間軸部材の軸のみとなっている。このため、ベースとなる変速機に副変速機構を追加設置する際の設計が大変容易であるとともに、既存の設備をそのまま流用することができるので、低コストで生産することが可能となる。また、副変速機構付きでありながら全体として軸数が少ないために構造が簡易で組み立てが容易であり、レイアウトに課せられる制限が少ないので設計の自由度が大きいという利点もある。また、新たに加えられる第３中間軸部材は出力軸部材と平行に設けられればよいので変速機の全長を殆ど増大させることがない。このためＦＲ車のみならずＦＦ車にも搭載することが可能である。
【００１１】
また、四輪駆動車に搭載させる変速機のように、出力軸部材に平行な第２出力軸部材（四輪駆動車用であればトランスファシャフトに相当する）が設けられている場合には、上記第３中間軸部材が中空状に形成されるとともに、第２出力軸部材が第３中間軸部材内を通ってこの第３中間軸部材と同軸かつ相対回転自在に設けられた上で、第３の動力伝達手段（例えば、実施形態におけるトランスファシャフトギヤ列）を介して出力軸部材と連結される構成を採ればよい。このような構成であれば、副変速機構に必要な全ての中間軸部材が既存の軸部材（ここでは出力軸部材及び第２出力軸部材）と同軸に設けられるため、副変速機構の追加設置により新たに追加される軸は全くなくなり、本発明により得られる上記効果はより一層大きなものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は本発明に係る副変速機構付き変速機を車両用変速機としてＦＦ車用のフルタイム４ＷＤ車に適用した場合の実施形態をスケルトン図により示したものである。この副変速機構付き変速機（以下、単に変速機という）２０は、原動機としてのエンジンＥＧの回転駆動力（トルク）を変速して車両の前輪及び後輪（いずれも図示せず）に伝達するものであり、エンジンＥＧと変速機２０のメインシャフト２１との間には、エンジンＥＧからメインシャフト２１への動力伝達を断続するためのクラッチ１０が設けられている。
【００１３】
クラッチ１０は、エンジンＥＧのクランクシャフトＣＳに連結されたフライホイール１１と、フライホイール１１にボルト締めされてフライホイール１１と一体となって回転するクラッチカバー１２と、クラッチカバー１２の内部に設けられたクラッチディスク１３、プレッシャプレート１４、ダイアフラムスプリング１５、メインシャフト２１上をスライド移動自在に設けられたレリーズベアリング１７及びクラッチカバー１２の外部に設けられたレリーズフォーク１８等を有して構成されている。
【００１４】
クラッチディスク１３はメインシャフト２１の先端部（図１では右端部）にスプライン結合されており、ダイアフラムスプリング１５はクラッチカバー１２の内面側に固定された二つのワイヤーリング１６に挟持されてクラッチカバー１２に取り付けられている。プレッシャプレート１４はダイアフラムスプリング１５のエンジンＥＧ側の端部（外周側端部）に取り付けられており、常時フライホイール１１側に付勢された状態となっている。また、ダイアフラムスプリング１５の変速機２０側の端部（内周側端部）はレリーズベアリング１７のエンジンＥＧ側に対向して位置している。
【００１５】
レリーズフォーク１８は図示しないクラッチカバー（クラッチ１０全体を覆うカバー部材）上の支点１８ａにおいて揺動自在に支持されており、運転席内のクラッチペダル（図示せず）が踏み込まれたときに図示しないワイヤを介して図１の矢印Ａの方向に揺動するように構成されている。ここで、クラッチクラッチペダルが踏み込まれていない状態（図１に示す状態）では、クラッチディスク１３はダイアフラムスプリング１５により付勢されたプレッシャプレート１４によりフライホイール１１に押し付けられているため、フライホイール１１，クラッチディスク１３及びプレッシャプレート１４は相互の摩擦力により一体に回転し、エンジンＥＧの動力はフライホイール１１からクラッチディスク１３を介してメインシャフト２１へと伝達される（クラッチ１０の接続状態）。
【００１６】
一方、クラッチペダルが踏み込まれている状態では、支点１８ａを支点に矢印Ａの方向に揺動したレリーズフォーク１８がレリーズベアリング１７を介してダイアフラムスプリング１５の内周側端部（変速機２０側端部）をエンジンＥＧ側に押圧するため（このときレリーズベアリング１７はメインシャフト２１上をエンジンＥＧ側へスライド移動している）、これによりワイヤーリング１６を支点に変形したダイアフラムスプリング１５はプレッシャプレート１４を変速機２０側へ引き寄せるので、プレッシャプレート１４はクラッチディスク１３と離間する。このためフライホイール１１、クラッチディスク１３及びプレッシャプレート１４の間の摩擦力はなくなり、エンジンＥＧの動力はメインシャフト２１までは伝達されなくなる（クラッチ１０の遮断状態）。
【００１７】
車両の運転席には図示しないチェンジレバー（主変速切り換えレバー）と副変速切り換えレバーとが設けられている。チェンジレバーはニュートラル（Ｎ）、第１速（Ｌｏｗ）、第２速（２ｎｄ）、第３速（３ｒｄ）、第４速（４ｔｈ）、第５速（５ｔｈ）及び後退（Ｒ）のいずれかの変速段を選択する操作を行うことができるようになっている。また、副変速切り換えレバーは、高速段及び低速段のいずれか一方を選択する操作を行うことができるようになっている。
【００１８】
変速機２０は、上述のメインシャフト２１のほか、カウンタシャフト２２、第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４、トランスファシャフト２５、第３中間シャフト２６、リバースギヤシャフト２７及び主変速ギヤ列（前進用の第１〜第５速ギヤ列及び後退用のリバースギヤ列）を備えている。ここで、メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、トランスファシャフト２５及びリバースギヤシャフト２７は互いに平行になるように配設されている。第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４及び第３中間シャフト２６はいずれも中空円筒状のシャフトであり、第１中間シャフト２３及び第２中間シャフト２４はカウンタシャフト２２上に、カウンタシャフト２２と同軸かつ相対回転自在に設けられている。但し、第２中間シャフト２４は第１中間シャフト２３のエンジンＥＧとは反対の側（図１では左側）の位置に第１中間シャフト２３の軸方向に並んで設けられている。また、第３中間シャフト２６はトランスファシャフト２５上に、トランスファシャフト２５と同軸かつ相対回転自在に設けられている。したがって、第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４及び第３中間シャフト２６は互いに平行であり、かつ、上記メインシャフト２１、カウンタシャフト２２、トランスファシャフト２５及びリバースギヤシャフト２７とも平行になっている。
【００１９】
メインシャフト２１及び第１中間シャフト２３上には、エンジンＥＧ側から順に、第１速ギヤ列、リバースギヤ列、第２速ギヤ列、第３速ギヤ列、第４速ギヤ列及び第５速ギヤ列が配設されている。第１速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第１速ドライブギヤ４１と、第１中間シャフト２３上に設けられた第１速ドリブンギヤ４２とから構成されており、第２速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第２速ドライブギヤ４３と、第１中間シャフト２３上に設けられた第２速ドリブンギヤ４４とから構成されている。また、第３速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第３速ドライブギヤ４５と、第１中間シャフト２３上に設けられた第３速ドリブンギヤ４６とから構成されており、第４速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第４速ドライブギヤ４７と、第１中間シャフト２３上に設けられた第４速ドリブンギヤ４８とから構成されている。更に、第５速ギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられた第５速ドライブギヤ４９と、第１中間シャフト２３上に設けられた第５速ドリブンギヤ５０とから構成されている。
【００２０】
上記各ギヤ列を構成するドライブ側ギヤとドリブン側ギヤは常時噛合しており、変速段が高いほど小さい変速比に設定されている。また、リバースギヤ列は、メインシャフト２１上に設けられたリバースドライブギヤ５１と、リバースギヤシャフト２７上に設けられたリバースアイドルギヤ５２と、第１中間軸２３に固定された（詳細には、後述する第１シンクロメッシュ機構Ｓ１のスリーブＶ１に形成された）リバースドリブンギヤ５３とから構成されている。
【００２１】
第１速ドライブギヤ４１と第２速ドライブギヤ４３はメインシャフト２１と一体回転するように取り付けられており、第１速ドリブンギヤ４２と第２速ドリブンギヤ４４は第１中間シャフト２３上を空転するように取り付けられている。第１中間シャフト２３上の第１速ドリブンギヤ４２と第２速ドリブンギヤ４４との間の位置には第１（１−２速用）シンクロメッシュ機構Ｓ１が設けられており、そのスリーブＶ１には第１シフトフォーク７１が係合している。
【００２２】
この第１シフトフォーク７１は、前述のチェンジレバーをニュートラル位置から第１速位置に移動させる操作に伴って第１中間シャフト２３の軸方向右側に移動し、ニュートラル位置から第２速位置に移動させる操作に伴って第１中間シャフト２３の軸方向右側に移動する構成となっている。第１速ドリブンギヤ４２の左側、第２速ドリブンギヤ４４の右側及びスリーブＶ１の左右両側にはスプライン（いずれも図示せず）が設けられており、スリーブＶ１が第１中間シャフト２３の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ１と第１速ドリブンギヤ４２とが結合し、スリーブＶ１が第１中間シャフト２３の軸方向左側に移動したときにはスリーブＶ１と第２速ドリブンギヤ４４とが結合する。したがって、チェンジレバーをニュートラル位置から第１速位置に移動させると第１速ドリブンギヤ４２と第１中間シャフト２３とが結合し、チェンジレバーをニュートラル位置から第２速位置に移動させると第２速ドリブンギヤ４４と第１中間シャフト２３とが結合する。
【００２３】
ここで、第１速ドリブンギヤ４２と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第１速ギヤ列（第１速ドライブギヤ４１及び第１速ドリブンギヤ４２）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第１速変速状態となり、第２速ドリブンギヤ４４と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第２速ギヤ列（第２速ドライブギヤ４３及び第２速ドリブンギヤ４４）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第２速変速状態となる。
【００２４】
第３速ドライブギヤ４５と第４速ドライブギヤ４７はメインシャフト２１上を空転するように取り付けられており、第３速ドリブンギヤ４６と第４速ドリブンギヤ４８は第１中間シャフト２３と一体回転するように取り付けられている。メインシャフト２１上の第３速ドライブギヤ４５と第４速ドライブギヤ４７との間の位置には第２（３−４速用）シンクロメッシュ機構Ｓ２が設けられており、そのスリーブＶ２には第２シフトフォーク７２が係合している。
【００２５】
この第２シフトフォーク７２はチェンジレバーをニュートラル位置から第３速位置に移動させる操作に伴ってメインシャフト２１の軸方向右側に移動し、ニュートラル位置から第４速位置に移動させる操作に伴ってメインシャフト２１の軸方向左側に移動する構成となっている。第３速ドライブギヤ４５の左側、第４速ドライブギヤ４７の右側及びスリーブＶ２の左右両側にはスプライン（いずれも図示せず）が設けられており、スリーブＶ２がメインシャフト２１の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ２と第３速ドライブギヤ４５とが結合し、スリーブＶ２がメインシャフト２１の軸方向左側に移動したときにはスリーブＶ２と第４速ドライブギヤ４７とが結合する。したがって、チェンジレバーをニュートラル位置から第３速位置に移動させると第３速ドライブギヤ４５とメインシャフト２１とが結合し、チェンジレバーをニュートラル位置から第４速位置に移動させると第４速ドライブギヤ４７とメインシャフト２１とが結合する。
【００２６】
ここで、第３速ドライブギヤ４５とメインシャフト２１とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第３速ギヤ列（第３速ドライブギヤ４５及び第３速ドリブンギヤ４６）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第３速変速状態となり、第４速ドライブギヤ４７とメインシャフト２１とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第４速ギヤ列（第４速ドライブギヤ４７及び第４速ドリブンギヤ４８）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第２速変速状態となる。
【００２７】
第５速ドライブギヤ４９はメインシャフト２１上を空転するように取り付けられており、第５速ドリブンギヤ５０は第１中間シャフト２３と一体回転するように取り付けられている。メインシャフト２１上には第３（５速用）シンクロメッシュ機構Ｓ３が設けられており、そのスリーブＶ３には第３シフトフォーク７３が係合している。
【００２８】
この第３シフトフォーク７３はチェンジレバーをニュートラル位置から第５速位置に移動させる操作に伴ってメインシャフト２１の軸方向右側に移動する構成となっている。第５速ドライブギヤ４９の左側及びスリーブＶ３の右側にはスプライン（いずれも図示せず）が設けられており、スリーブＶ３がメインシャフト２１の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ３と第５速ドライブギヤ４９とが結合結合する。したがって、チェンジレバーをニュートラル位置から第５速位置に移動させると第５速ドライブギヤ４９とメインシャフト２１とが結合する。
【００２９】
ここで、第１速ドリブンギヤ４２と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第１速ギヤ列（第１速ドライブギヤ４１及び第１速ドリブンギヤ４２）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第１速変速状態となり、第２速ドリブンギヤ４４と第１中間シャフト２３とが結合されれば、メインシャフト２１の動力は第２速ギヤ列（第２速ドライブギヤ４３及び第２速ドリブンギヤ４４）を介して第１中間シャフト２３に伝達されるので変速機２０は第２速変速状態となる。
【００３０】
リバースドライブギヤ５１はメインシャフト２１と一体回転するように取り付けられており、リバースドリブンギヤ５３は第１中間シャフト２３と一体回転するように取り付けられている。また、リバースアイドルギヤ５２はリバースギヤシャフト２７上を空転するように取り付けられている。リバースアイドルギヤ５２は第４シフトフォーク７４によりリバースギヤシャフト２７上を軸方向に移動させることができ、所定のギヤ非噛合位置からギヤ噛合位置へ移動させることにより、リバースアイドルギヤ５２をリバースドライブギヤ５１及びリバースアイドルギヤ５３の双方と噛合させることができるようになっている。したがって、チェンジレバーを後退変速位置に入れる操作を行って第４シフトフォーク７４をリバースギヤシャフト２７の軸方向に移動させ、リバースアイドルギヤ５２が上記ギヤ噛合位置へ移動したときには、メインシャフト２１の動力はリバースギヤ列（リバースドライブギヤ５１、リバースアイドルギヤ５２及びリバースドリブンギヤ５３）を介して第１中間シャフト２３に伝達され、変速機２０は後退変速状態となる。
【００３１】
上記第１〜第４シフトフォーク７１，７２，７３，７４はチェンジレバーの操作により直接、或いはワイヤ等を介して機械的に動かす構成としてもよいが、チェンジレバーの操作位置をセンサ等により検知し、これに基づいて油圧シリンダや電動式のモータ等を駆動して動かす構成であってもよい。
【００３２】
カウンタシャフト２２とトランスファシャフト２５とはトランスファシャフトギヤ列により連結されている。トランスファシャフトギヤ列は、カウンタシャフト２２上（第２中間シャフト２４の左側の位置）に固定されたカウンタシャフト側ギヤ５５と、トランスファシャフト２５上（第３中間シャフト２６の左側の位置）に固定されたトランスファシャフト側ギヤ５６とから構成されている。これら両ギヤ５５，５６は常時噛合しており、カウンタシャフト２２が回転したときには、その動力がトランスファシャフトギヤ列を介してトランスファシャフト２５に伝達される。
【００３３】
第１中間シャフト２３と第３中間シャフト２６とは第１副変速ギヤ列を介して連結されている。第１副変速ギヤ列は第１中間シャフト２３上（第３速ドリブンギヤ４６と第４速ドリブンギヤ４８との間の位置）に固定された第１副変速ドライブギヤ５７と、第３中間シャフト２６の最も右側の位置に固定された第１副変速ドリブンギヤ５８とから構成されている。これら両ギヤ５７，５８は常時噛合しており、第１中間シャフト２３が回転したときには、その動力が第１副変速ギヤ列を介して第３中間シャフト２６に伝達される。
【００３４】
また、第３中間シャフト２６と第２中間シャフト２４とは第２副変速ギヤ列を介して連結されている。第２副変速ギヤ列は第３中間シャフト２６の最も左側に固定された第２副変速ドライブギヤ５９と、第２中間シャフト２４の最も左側に固定された第２副変速ドリブンギヤ６０とから構成されている。これら両ギヤ５９，６０は常時噛合しており、第３中間シャフト２６が回転したときには、その動力が第２副変速ギヤ列を介して第２中間シャフト２４に伝達される。
【００３５】
カウンタシャフト２２上（第１中間シャフト２３の右側の位置）にはファイナルドライブギヤ６１が固定されており、このファイナルドライブギヤ６１はディファレンシャルケース３１に固定されたファイナルドリブンギヤ６２と常時噛合している。このためカウンタシャフト２２が回転したときには、その動力がディファレンシャル機構３０からフロントアクスルシャフト３２へ伝えられて車両の前輪が駆動される。
【００３６】
また、トランスファシャフト２５の最も右側の位置にはトランスファドライブギヤ６３が固定されており、このトランスファドライブギヤ６３はトランスファドリブンギヤ６４と常時噛合している。このためトランスファシャフト２５が回転したときには、その動力がトランスファ（トランスファドライブギヤ６３及びトランスファドリブンギヤ６４）からリアアクスルプロペラシャフト２８、リアアクスルシャフト（図示せず）へと伝えられて車両の後輪が駆動される。
【００３７】
カウンタシャフト２２上の第１中間シャフト２３と第２中間シャフト２４との間の位置には副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４が設けられており、そのスリーブＶ４には第５シフトフォーク７５が係合している。この第４シフトフォーク７４は副変速切り換えレバーが低速側位置から高速側位置に移動させたときにはカウンタシャフト２２の軸方向右側に移動し、副変速切り換えレバーが高速側から低速側に移動させたときにはカウンタシャフト２２の軸方向左側に移動する構成となっている。第１中間シャフト２３の左端部、第２中間シャフト２４の右端部及びスリーブＶ４の左右両側にはスプラインが設けられており、スリーブＶ４がカウンタシャフト２２の軸方向右側に移動したときにはスリーブＶ４とカウンタシャフト２２とが結合し、スリーブＶ４がカウンタシャフト２２の軸方向左側に移動したときにはスリーブＶ４と第２中間シャフト２４とが結合する。したがって、副変速切り換えレバーを低速側位置から高速側位置に移動させると第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合し、副変速切り換えレバーを高速側位置から低速側位置に移動させると第２中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合する。
【００３８】
ここで、副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４により第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合されているときには、これら両シャフト２３，２２は一体となって回転するので、エンジンＥＧからの動力はクラッチ１０→メインシャフト２１→第１中間シャフト２３→カウンタシャフト２２→ファイナルドライブギヤ６１→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャル機構３０→フロントアクスルシャフト３２→前輪と伝達される。また、カウンタシャフト２２に伝達された動力は、カウンタシャフト２２→トランスファシャフトドライブギヤ５５→トランスファシャフトドリブンギヤ５６→トランスファシャフト２５→トランスファドライブギヤ６３→トランスファドリブンギヤ６４→リアアクスルシャフト→後輪と伝達される。なお、このとき第１中間シャフト２３は第１副変速ドライブギヤ５７及び第１副変速ドリブンギヤ５８を介して第３中間シャフト２６を回転させ、更に第２副変速ドライブギヤ５９及び第２副変速ドリブンギヤ６０を介して第２中間シャフト２５を回転させるが、これら両シャフト２６，２５は単に空転するのみである。
【００３９】
一方、副変速用シンクロメッシュ機構Ｓ４により第２中間シャフト２４とカウンタシャフト２２とが結合されているときには、これら両シャフト２４，２２は一体となって回転するので、エンジンＥＧからの動力はクラッチ１０→メインシャフト２１→第１中間シャフト２２→第１副変速ドライブギヤ５７→第１副変速ドリブンギヤ５８→第３中間シャフト２６→第２副変速ドライブギヤ５９→第２副変速ドリブンギヤ６０→第２中間シャフト２４→カウンタシャフト２２→ファイナルドライブギヤ６１→ファイナルドリブンギヤ６２→ディファレンシャル機構３０→フロントアクスルシャフト３２→前輪と伝達される。また、カウンタシャフト２２に伝達された動力は、カウンタシャフト２２→トランスファシャフトドライブギヤ５５→トランスファシャフトドリブンギヤ５６→トランスファシャフト２５→トランスファドライブギヤ６３→トランスファドリブンギヤ６４→リアアクスルシャフト→後輪と伝達される。
【００４０】
このように、第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合されている状態では、カウンタシャフト２２は第１中間シャフト２３と一体となって回転するため、これら両シャフト２３，２２の回転数は一致するのに対し、第２中間シャフト２４とカウンタシャフト２２とが結合されている状態では、カウンタシャフト２２は第３中間シャフト２６及び第２中間シャフト２４を介して第１中間シャフト２３と連結されるため、カウンタシャフト２２の回転数を第１中間シャフト２３の回転数と異ならせることができる。このため、主変速段が同じ変速段であっても最終的な変速比を異なったものとすることができる。すなわち主変速段全体を高低二段に変速する副変速を行うことができる。
【００４１】
ここで、カウンタシャフト２２を第１中間シャフト２３と第２中間シャフト２４とのいずれに結合した場合が高速段になるかは第１副変速ドライブギヤ５７の歯数Ａと第１副変速ドリブンギヤ５８の歯数Ｂとの関係、及び第２副変速ドライブギヤ５９の歯数Ｃと第２副変速ドリブンギヤ６９の歯数Ｄとの関係により定まる。例えば、第１副変速ドライブギヤ５７の歯数Ａに対する第１副変速ドリブンギヤ５８の歯数Ｂの比（Ｂ／Ａ）と、第２副変速ドライブギヤ５９の歯数Ｃに対する第２副変速ドリブンギヤ６０の歯数Ｄの比（Ｄ／Ｃ）との積｛（Ｂ／Ａ）・（Ｄ／Ｃ）｝の値が１．０よりも大きいのであれば、カウンタシャフト２２と第２中間シャフト２４とが結合されている状態では、第１中間シャフト２３の動力は減速してカウンタシャフト２２に伝達されることになるため、カウンタシャフト２２と第１中間シャフト２３とが結合されているときよりも低速になる。すなわち第１中間シャフト２３とカウンタシャフト２２とが結合されている状態が高速段、第２中間シャフト２４とカウンタシャフト２２とが結合されている状態が低速段となる。
【００４２】
このように本発明に係る副変速機構付き変速機（変速機２０）では、主変速切り換え手段（主変速ギヤ列及び第１〜第３シンクロメッシュ機構Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）により得られる変速段全体を高低二段階に設定する副変速を行うことができるのであるが、ベースとなる主変速のみの変速機の出力軸部材（カウンタシャフト）に相当する部材が本変速機ではカウンタシャフト２２及びこれと同軸に設けられて相対移動自在な第１中間シャフト２３からなるとともに、第２中間シャフト３４を第１中間シャフト２３と同じくカウンタシャフト２２と同軸かつ相対回転自在に構成しており、ベースとなる主変速のみの変速機に対して新たに増加する軸（軸部材の回転中心としての軸）は第３中間シャフト２６の軸のみとなっている。このため、ベースとなる変速機に副変速機構を追加設置する際の設計が大変容易であるとともに、既存の設備をそのまま流用することができる（具体的には、周辺部品の共通化やケース加工の共用化など）ので、低コストで生産することが可能となる。
【００４３】
また、副変速機構付きでありながら全体として軸数が少ないために構造が簡易で組み立てが容易であり、レイアウトに課せられる制限が少ないので設計の自由度が大きいという利点もある。また、新たに加えられる第３中間シャフト２６はカウンタシャフト２２と平行に設けられればよいので変速機の全長を殆ど増大させることがない。このためＦＲ車のみならずＦＦ車にも搭載することが可能である。
【００４４】
また、本変速機２０では、副変速機構に関するシャフト（第１中間シャフト２３、第２中間シャフト２４及び第３中間シャフト２６）を中空状にして既存のシャフト（カウンタシャフト２２及びトランスファシャフト２５）と同軸に設置することで、各部品が変速機内に集約されて配置されており、以後機能追加が必要となったときでも、その周辺部品を入れ替えることで、その機能追加を容易に行うことが可能となっている。また、車両用変速機では一般に、各ギヤの回転変動に起因する走行時の駆動系異音を抑えるために、回転方向に柔剛性を持ったダンパーを配置することがあるが、本変速機２０ではこれを第４シンクロメッシュ機構Ｓ４に設置することで、ダンパーのためのスペースを最小限の領域に抑えることが可能となっている。
【００４５】
次に、本発明に係る副変速機構付き変速機のもう一つの実施形態について説明する。ここで、説明の便宜上、上述した例を第１実施形態、ここに示す例を第２実施形態と称する。図２はこの第２実施形態に係る副変速機構付き変速機の構成を示すスケルトン図であり、本変速機が搭載される車両が４ＷＤ車用でない場合、或いは４ＷＤ車であってもトランスファの駆動が上記第１実施形態に係る変速機２０におけるファイナルドリブンギヤ６２を介して行われる構造である場合など、第１実施形態において示したトランスファシャフト２５がもともと設けられていない場合の例である。この場合第３中間シャフトは中空状にする必要はなく、中実の棒部材とすることができる。なお、この第２実施形態では第１実施形態との相違点のみを示し、第１実施形態と同一の部分については同位置の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
この第２実施形態に係る変速機２０‘では、上述の第１実施形態において示した変速機２０における中空状の第３中間シャフト２６に代えて中実の第３中間シャフト２６’が用いられており、第１中間シャフト２３上に設けられた第１副変速ドライブギヤ５７にはこの第３中間シャフト２６’に固定された第１副変速ドリブンギヤ５８’が噛合しており、第２中間シャフト２４上に設けられた第２副変速ドリブンギヤ６０には第３中間シャフト２６’に固定された第２副変速ドライブギヤ５９’が噛合している。このような構成であっても上述の第１実施形態において示した変速機２０の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
但し、上述の第１実施形態において示した変速機２０のように、本発明に係る変速機２０が四輪駆動車用であり、カウンタシャフト２２に平行なトランスファシャフト２５がもとより設けられている場合には、副変速機構の追加設置により新たに追加される軸は全くなくなるため、本発明により得られる上記効果はより一層大きなものとなる。
【００４８】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示されたものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、第１〜第４シフトフォークをチェンジレバーの操作により移動させる、いわゆるマニュアル式の構成であったが、これはチェンジレバーの操作によるものではなく、車速やエンジン負荷等を検知して自動で変速を行う構成、すなわちオートマチック式の構成であってもよい。また、上述の実施形態では、メインシャフト２１と第１中間シャフト２３との間を、シンクロメッシュ機構を備えた常時噛み合い式のギヤ列により結合させていたが、これは選択摺動式のギヤにより結合させる構成であってもよい。また、メインシャフト２１と第１中間シャフト２３との間の動力伝達は、両シャフト２１，２３それぞれに設けたプーリと、これら両プーリの間に掛け渡したベルト部材とを介して無段変速形で行うものであってもよい。
【００４９】
また、原動機はエンジン等の内燃機関に限られず、クラッチの構成も上述の実施形態に特に限定されない。主変速の段数が１速〜５速に限定されない。更に、副変速の変速操作は手動でなくてもよく、車速やエンジン負荷等を検知して自動で行う構成であってもよい。また、カウンタシャフト２２を第１中間シャフト２３及び第２中間シャフト２４のいずれか一方と選択的に結合する選択結合手段は、前述の実施形態ではシンクロメッシュ機構（第４シンクロメッシュ機構Ｓ４）であったが、これは一例であり、油圧クラッチなど他の手段を用いてもよい。また、本発明に係る副変速機構付き変速機は車両用でなくてもよく、他の原動機付き回転機械に応用することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る副変速機構付き変速機では、主変速切り換え手段により得られる変速段全体を高低二段階に設定する副変速を行うことができるのであるが、ベースとなる主変速のみの変速機の出力軸部材に相当する部材が本変速機では出力軸部材及びこれと同軸に設けられて相対移動自在な第１中間軸部材からなるとともに、第２中間軸部材を第１中間軸部材と同じく出力軸部材と同軸かつ相対回転自在に構成しており、ベースとなる主変速のみの変速機に対して新たに増加する軸（軸部材の回転中心としての軸）は第３中間軸部材の軸のみとなっている。このため、ベースとなる変速機に副変速機構を追加設置する際の設計が大変容易であるとともに、既存の設備をそのまま流用することができるので、低コストで生産することが可能となる。また、副変速機構付きでありながら全体として軸数が少ないために構造が簡易で組み立てが容易であり、レイアウトに課せられる制限が少ないので設計の自由度が大きいという利点もある。また、新たに加えられる第３中間軸部材は出力軸部材と平行に設けられればよいので変速機の全長を殆ど増大させることがない。このためＦＲ車のみならずＦＦ車にも搭載することが可能である。
【００５１】
また、四輪駆動車に搭載させる変速機のように、出力軸部材に平行な第２出力軸部材（四輪駆動車用であればトランスファシャフトに相当する）が設けられている場合には、上記第３中間軸部材が中空状に形成されるとともに、第２出力軸部材が第３中間軸部材内を通ってこの第３中間軸部材と同軸かつ相対回転自在に設けられた上で、第３の動力伝達手段を介して出力軸部材と連結される構成を採ればよい。このような構成であれば、副変速機構に必要な全ての中間軸部材が既存の軸部材（ここでは出力軸部材及び第２出力軸部材）と同軸に設けられるため、副変速機構の追加設置により新たに追加される軸は全くなくなり、本発明により得られる上記効果はより一層大きなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る副変速機構付き変速機を車両用変速機としてフルタイム４ＷＤ車に適用した場合の実施形態を示すスケルトン図である。
【図２】第２実施形態に係る変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図３】従来の変速機の一例を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１０ クラッチ
２０ 副変速機構付き変速機
２１ メインシャフト
２２ カウンタシャフト
２３ 第１中間シャフト
２４ 第２中間シャフト
２５ トランスファシャフト
２６ 第３中間シャフト
２７ リバースギヤシャフト
３０ ディファレンシャル機構
３５ トランスファ
Ｓ１ 第１シンクロメッシュ機構
Ｓ２ 第２シンクロメッシュ機構
Ｓ３ 第３シンクロメッシュ機構
Ｓ４ 副変速用シンクロメッシュ機構
ＥＧ エンジン
Claims (2)
- 原動機に繋がる入力軸部材と、
前記入力軸部材と平行に設けられた出力軸部材と、
前記出力軸部材に対して同軸かつ相対回転自在に設けられ、内部に前記出力軸部材が貫通する中空状の第１中間軸部材と、
前記入力軸部材と前記第１中間軸部材との間に複数のギヤ列を有し、少なくとも前記入力軸部材に配置されて前記複数のギヤ列を選択的に結合する機構によって変速を行う主変速切り換え手段と、
前記出力軸部材に対し同軸かつ相対回転自在に設けられ、内部に前記出力軸部材が貫通する中空状の第２中間軸部材と、
前記出力軸部材と平行に設けられ、第１の動力伝達手段を介して前記第１中間軸部材と連結されるとともに第２の動力伝達手段を介して前記第２中間軸部材と連結された第３中間軸部材と、
前記出力軸部材を前記第１中間軸部材及び前記第２中間軸部材のいずれか一方と選択的に結合することで副変速機構を形成する選択結合手段とを備え、
前記入力軸部材に配置されて前記複数のギヤ列を選択的に結合する機構に対向するように、前記第１の動力伝達手段を前記第１中間軸部材および前記第３中間軸部材に配置したことを特徴とする副変速機構付き変速機。 - 前記第３中間軸部材が中空状に形成されるとともに、第２出力軸部材が前記第３中間軸部材内を通ってこの第３中間軸部材と同軸かつ相対回転自在に設けられており、
前記第２出力軸部材は第３の動力伝達手段を介して前記出力軸部材と連結されていることを特徴とする請求項１記載の副変速機構付き変速機。
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