JP4448805B2 - ツインクラッチ式変速機 - Google Patents

Description

本発明は、ツインクラッチ式の変速機に関するものである。

従来、この種の変速機として、例えば特許文献１に開示されているように、第１クラッチを介してエンジンに接続される第１入力軸と、第２クラッチを介してエンジンに接続される第１入力軸の外側に同軸上に配置された第２入力軸と、第１入力軸及び第２入力軸に配置された複数のドライブギヤと、これら複数のドライブギヤと噛合するドリブンギヤが配置された出力軸と、を備えるものが提案されている。
この変速機では、第１クラッチと第２クラッチの架け替えを行なうことで、エンジンからの動力を所望の変速比に変速して出力することができるものである。
特開２００４−２８１１７号公報

しかしながら、こうした変速機では、第２入力軸上のドライブギヤを遊転ギヤとして配置する構造であるため、ただでさえ中空軸に形成された第２入力軸上のギヤの内径は大きいものとなるのに加えて、遊転ギヤとするために更にギヤの内径を大きくしなければならず、この結果、遊転ギヤを選択するシンクロ装置のシンクロ径が大きくなる場合が生ずる。
これを解決するために、第２入力軸上のドライブギヤを固定ギヤとし、これと噛合する出力軸上のドリブンギヤを遊転ギヤとすることも考えられるが、高速変速段を構成するドリブンギヤは、そのギヤ径が比較的小さいものであるため、これを遊転ギヤとして構成することには困難が生じるものである。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、変速機の小型化を目的の１つとし、また軸のイナーシャーを低減することを目的の１つとするものであり、その請求項１は、
第１クラッチを介して内燃機関の動力が入力される第１入力軸と、
第２クラッチを介して前記内燃機関の動力が入力される前記第１入力軸に同軸に外嵌された第２入力軸と、
前記第２入力軸に入力された前記動力を所定の変速比をもってカウンター軸に伝達するギヤ機構と、該カウンター軸に伝達された前記動力が出力される出力軸とを備えるツインクラッチ式変速機であって、
前記ギヤ機構は、
前記第１入力軸に遊嵌された遊転ギヤと、
該遊転ギヤと常時噛合する前記カウンター軸に固定配置された固定ギヤと、
該遊転ギヤを選択して該遊転ギヤと前記第２入力軸とを一体的に回転させる該第２入力軸に固定配置された選択手段と、を備え、
前記所定の変速比として前記第２入力軸の回転数を増速して前記カウンター軸に伝達するよう前記遊転ギヤの歯数が前記固定ギヤよりも多く形成されてなる
ことである。

また、請求項２は、前進６段の変速段を有する請求項１に記載のツインクラッチ式変速機であって、前記遊転ギヤは、第６速の変速段を構成するギヤであることである。
また、請求項３は、前記選択手段は、前記遊転ギヤの回転数を前記第２入力軸の回転数に同期させながら該遊転ギヤと該第２入力軸とを一体的に回転させる手段であることである。

本発明のツインクラッチ式変速機は、第１クラッチを介して内燃機関の動力が入力される第１入力軸と、第２クラッチを介して前記内燃機関の動力が入力される前記第１入力軸に同軸に外嵌された第２入力軸と、前記第２入力軸に入力された前記動力を所定の変速比をもってカウンター軸に伝達するギヤ機構と、該カウンター軸に伝達された前記動力が出力される出力軸とを備えるツインクラッチ式変速機であって、前記ギヤ機構は、前記第１入力軸に遊嵌された遊転ギヤと、該遊転ギヤと常時噛合する前記カウンター軸に固定配置された固定ギヤと、該遊転ギヤを選択して該遊転ギヤと前記第２入力軸とを一体的に回転させる該第２入力軸に固定配置された選択手段と、を備え、前記所定の変速比として前記第２入力軸の回転数を増速して前記カウンター軸に伝達するよう前記遊転ギヤの歯数が前記固定ギヤよりも多く形成されてなるため、遊転ギヤの内径を大きくする必要がないので選択手段の大型化を抑えることができ、この結果、入力軸のイナーシャーを低減できるものとなる。

また、遊転ギヤは、第６速の変速段を構成するギヤであることにより、前進６段の変速段を有する変速機において、選択手段の大型化を効果的に防止することができるものとなる。

また、選択手段は、遊転ギヤの回転数を第２入力軸の回転数に同期させながら遊転ギヤと第２入力軸とを一体的に回転させる手段であることにより、遊転ギヤを第２入力軸に同期させながら第２入力軸と一体的に回転させることができるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、前進６段の変速段を備えたツインクラッチ式変速機の概略構成図である。
実施例のツインクラッチ式変速機１は、図示するように、エンジンのクランク軸ＣＳに接続されたクラッチＣ１を介してエンジンからの動力が選択的に入力される第１入力軸２と、同じくエンジンのクランク軸ＣＳに接続されたクラッチＣ２を介してエンジンからの動力が選択的に入力される第２入力軸３と、第１入力軸２および第２入力軸３に入力された動力を変速して出力軸５に出力する変速機構ＴＭと、これらを収容する変速機ケース８とを備える。

第１入力軸２は、クラッチＣ１，Ｃ２に近い前端部が第２入力軸３に同軸状に内嵌されニードルベアリング７，７’により第２入力軸３に回転自在に支持されており、第２入力軸３より突出した後端部がボールベアリング６’を介して変速機ケース８の中間壁８ｂに回転自在に軸支されるとともに、ボールベアリング６’’を介して変速機ケース８の後壁８ｃに回転自在に軸支された出力軸５にニードルベアリング７’’により回転自在に内装支持されている。また、第２入力軸３は、クラッチＣ１，Ｃ２に近い前端部がボールベアリング６を介して変速機ケース８の前壁８ａに回転自在に軸支された中空軸として形成されている。

変速機構ＴＭは、第１入力軸２および第２入力軸３に担持された駆動歯車Ｇと、駆動歯車Ｇと噛合するカウンター軸４に担持された被駆動歯車Ｇ’と、第１入力軸２および第２入力軸３およびカウンター軸４に固定的に担持された同期装置Ｓとを備え、駆動歯車Ｇと被駆動歯車Ｇ’と同期装置Ｓとを伝達要素として変速作用を行なう同期噛合式の変速機構として構成されている。なお、駆動歯車Ｇおよび被駆動歯車Ｇ’は、実施例では、前進６速段と後進段とから構成されるものとした。

駆動歯車Ｇのうち１速用駆動歯車Ｇ１とリバース用駆動歯車ＧＲとが第１入力軸２に固定的に担持され、３速用駆動歯車Ｇ３と６速用駆動歯車Ｇ６とが第１入力軸２に回転自在に担持されており、被駆動歯車Ｇ’のうち１速用駆動歯車Ｇ１と噛合する１速用被駆動歯車Ｇ１’とリバース用駆動歯車ＧＲと噛合するリバース用被駆動歯車ＧＲ’とがカウンター軸４に回転自在に担持され、３速用駆動歯車Ｇ３と噛合する３速用被駆動歯車Ｇ３’と６速用駆動歯車Ｇ６と噛合する６速用被駆動歯車Ｇ６’とがカウンター軸４に固定的に担持されている。

また、第１入力軸２には、同期装置Ｓのうち３・５速用同期装置Ｓ３５が３速用駆動歯車Ｇ３と出力軸５の最前端に固定的に担持された出力歯車（５速用歯車）ＧＯとの間に、１・リバース用同期装置Ｓ１Ｒがカウンター軸４の１速用被駆動歯車Ｇ１’とリバース用被駆動歯車ＧＲ’との間に固定的に担持されている。１速用駆動歯車Ｇ１，リバース用駆動歯車ＧＲ，３速用駆動歯車Ｇ３，６速用駆動歯車Ｇ６および３・５速用同期装置Ｓ３５の第１入力軸２上の配置は、実施例では、６速用駆動歯車Ｇ６が６速用同期装置Ｓ６に隣接して最前部に配置され、後端部にかけて順に１速用駆動歯車Ｇ１，リバース用駆動歯車ＧＲ，３速用駆動歯車Ｇ３，３・５速用同期装置Ｓ３５と配置されている。
なお、リバース用駆動歯車ＧＲと３速用駆動歯車Ｇ３との間には、ボールベアリング６’が配置されており、比較的大トルクの出力を伝達する１速用駆動歯車Ｇ１，リバース用駆動歯車ＧＲおよび３速用駆動歯車Ｇ３のそれぞれがボールベアリング６’の近傍に配置されるよう構成されている。

また、出力歯車（５速用歯車）ＧＯと噛合する出力カウンター歯車ＧＣがカウンター軸４に固定的に担持されている。
さらに、駆動歯車Ｇのうち２速用駆動歯車Ｇ２と４速用駆動歯車Ｇ４とが第２入力軸３に固定的に担持されており、被駆動歯車Ｇ’のうち２速用駆動歯車Ｇ２と噛合する２速用被駆動歯車Ｇ２’と４速用駆動歯車Ｇ４と噛合する４速用被駆動歯車Ｇ４’とがカウンター軸４に回転自在に担持されている。
また、同期装置Ｓのうち６速用同期装置Ｓ６が第２入力軸３に、２・４速用同期装置Ｓ２４がカウンター軸４の２速用被駆動歯車Ｇ２’と４速用被駆動歯車Ｇ４’との間に固定的に担持されている。
２速用駆動歯車Ｇ２，４速用駆動歯車Ｇ４および６速用同期装置Ｓ６の第２入力軸３上の配置は、実施例では、４速用駆動歯車Ｇ４に比べて大トルクの出力を伝達する２速用駆動歯車Ｇ２がボールベアリング６の近傍となるように変速用駆動歯車Ｇ２，４速用駆動歯車Ｇ４の順に配置され、最後端部に６速用同期装置Ｓ６が配置されている。

したがって、カウンター軸４に固定担持された１・リバース用同期装置Ｓ１Ｒによりカウンター軸４上を遊転する１速用駆動歯車Ｇ１’またはリバース用駆動歯車ＧＲ’を選択することでエンジンからの動力を第１入力軸２から１速またはリバースに変速して出力軸５に出力でき、第１入力軸２に固定担持された３・５速用同期装置Ｓ３５により第１入力軸２上を遊転する３速用駆動歯車Ｇ３または出力軸５上に固定された出力歯車（５速用歯車）ＧＯを選択することでエンジンからの動力を第１入力軸２から３速または５速に変速して出力軸５に出力でき、カウンター軸４に固定担持された２・４速用同期装置Ｓ２４によりカウンター軸４上を遊転する２速用被駆動歯車Ｇ２’または４速用被駆動歯車Ｇ４’を選択することでエンジンからの動力を第２入力軸３から２速または４速に変速して出力軸５に出力でき、さらに、第２入力軸３に固定担持された６速用同期装置Ｓ６により第１入力軸２上を遊転する６速用駆動歯車Ｇ６を選択することでエンジンからの動力を第２入力軸３から６速に変速して出力軸５に出力できる。

即ち、エンジンから第１入力軸２に入力された動力は、１速，３速，５速の奇数変速段またはリバース段に変速されて１速，３速，リバースは出力カウンター歯車ＧＣおよび出力歯車（５速用歯車）ＧＯを介して出力軸５に出力され、５速は第１入力軸２から直接的に出力軸５に出力される。また、エンジンから第２入力軸３に入力された動力は、２速，４速，６速の偶数変速段に変速されて出力カウンター歯車ＧＣおよび出力歯車（５速用歯車）ＧＯを介して出力軸５に出力されることになる。

ここで、第２入力軸３を介して達成される６速段の駆動歯車Ｇである６速用駆動歯車Ｇ６を第２入力軸３上ではなく第１入力軸２上を遊転させ、第２入力軸３に固定担持された６速用同期装置Ｓ６により選択させる構造としたから、中空軸として形成された第２入力軸３に遊転歯車を配置せずに、かつ、最小歯車径を有する６速用被駆動歯車Ｇ６’を遊転歯車として形成せずに６速段を達成できる。この結果、６速用同期装置Ｓ６の大型化を抑えることができるので第２入力軸３のイナーシャーを低減することができると共に、変速機自体の小型化を図ることができる。
また、上述のように、隣り合う変速段を異なる入力軸で達成できる構造とすることで、次に選択されるべき変速段を予め選択しておくことができる、所謂プリシフト状態を達成できる。即ち、１速で走行中に、予め２・４速用同期装置Ｓ２４により２速用駆動歯車Ｇ２を選択しておくことができる。こうすれば、クラッチＣ１とＣ２の掛け替えだけでスムーズに変速することができる。もとより、プリシフト状態とすることなしに変速することができる。

次にこうして構成されたツインクラッチ式変速機の動作、特に、６速に変速される際の動作について説明する。
今、５速で走行中に６速への変速要求があった場合を考える。５速で走行中には、クラッチＣ１がクランク軸ＣＳと接続状態で３・５速用同期装置Ｓ３５が出力歯車（５速用歯車）ＧＯを選択しており、エンジンから第１入力軸２に入力された動力が直結状態で出力軸５に伝達されていると共に、クラッチＣ２はクランク軸ＣＳとの接続が解除状態で６速用同期装置Ｓ６が６速用駆動歯車Ｇ６を予め選択しているプリシフト状態となっている。このとき、６速用駆動歯車Ｇ６は、出力カウンタ歯車ＧＣおよび６速用被駆動歯車Ｇ６’を介して第１入力軸２の回転が入力されて第１入力軸２に対して相対回転している。即ち、第２入力軸３が６速用駆動歯車Ｇ６により６速の回転数で第１入力軸２に対して相対回転している。こうした状態から、クラッチＣ１とクランク軸ＣＳとの接続を解除してクラッチＣ２とクランク軸ＣＳとの接続を行なうことで、５速から６速への変速が完了する。
このように、第２入力軸３を介して達成される６速段の駆動歯車Ｇである６速用駆動歯車Ｇ６を第２入力軸３上ではなく第１入力軸２上を遊転させる構造とすることで、６速用同期装置Ｓ６の大型化を抑えることができると共に、プリシフト状態を達成することができ、クラッチＣ１とＣ２の掛け替えだけでスムーズに変速することができる。

以上説明した実施例のツインクラッチ式変速機１によれば、第２入力軸３に６速用同期装置Ｓ６を固定的に担持し、第１入力軸２に６速用駆動歯車Ｇ６を回転可能に担持して、６速用同期装置Ｓ６により６速用駆動歯車Ｇ６を選択することで、エンジンから第２入力軸３に入力される動力を６速に変速して出力軸５に出力するものとしたから、中空軸として形成された第２入力軸３に遊転歯車を配置せずに、かつ、最小歯車径を有する６速用被駆動歯車Ｇ６’を遊転歯車として形成せずに６速段を達成できる。この結果、６速用同期装置Ｓ６の大型化を抑えることができるので第２入力軸３のイナーシャーを低減することができると共に、変速機自体の小型化を図ることができる。

実施例のツインクラッチ式変速機１では、第１入力軸２がエンジンから入力された動力を奇数変速段に変速して出力軸５に出力し、第２入力軸３がエンジンから入力された動力を偶数変速段に変速して出力軸５に出力するものとしたが、その逆や、例えば、第１入力軸２がエンジンから入力された動力を１速，２速，３速に変速して出力軸５に出力し、第２入力軸３がエンジンから入力された動力を４速，５速，６速に変速して出力軸５に出力するもの等、第１入力軸２と第２入力軸３とがエンジンから入力される動力を如何なる変速段に変速するものであっても構わない。この場合、第２入力軸３に固定担持される同期装置Ｓと第１入力軸２に回転自在に担持される駆動歯車Ｇは、６速用同期装置Ｓ６と６速用駆動歯車Ｇ６に限らず、４速用同期装置Ｓ４と４速用駆動歯車Ｇ４や５速用同期装置Ｓ５と５速用駆動歯車Ｇ５等、如何なるものであっても差し支えない。

実施例のツインクラッチ式変速機１では、前進６段の変速段を有するツインクラッチ式変速機としたが、前進４段や５段、７段等、如何なる変速段を有するものとしても良い。

実施例のツインクラッチ式変速機１では、選択手段として軸の回転数と歯車の回転数を同期させながら軸と歯車とを一体的に回転させる同期装置Ｓを用いるものとしたが同期装置Ｓに限らず、軸と歯車とを直接的に繋ぐ形式のもの等、軸と歯車とを一体的に回転させることができるものであれば如何なるものであっても差し支えない。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

ツインクラッチ式変速機の概略構成図である。

１ ツインクラッチ式変速機
２ 第１入力軸
３ 第２入力軸
４ カウンター軸
５ 出力軸
６，６’，６’’ ボールベアリング
７，７’，７’’ ニードルベアリング
８ 変速機ケース
８ａ 前壁
８ｂ 中間壁
８ｃ 後壁
ＣＳ クランク軸
Ｃ１，Ｃ２ クラッチ
ＴＭ 変速歯車機構
Ｇ 駆動歯車
Ｇ１ １速用駆動歯車
Ｇ２ ２速用駆動歯車
Ｇ３ ３速用駆動歯車
Ｇ４ ４速用駆動歯車
Ｇ６ ６速用駆動歯車
ＧＯ 出力歯車（５速用歯車）
ＧＲ リバース用駆動歯車
ＧＣ 出力カウンター歯車
Ｇ’ 被駆動歯車
Ｇ１’ １速用被駆動歯車
Ｇ２’ ２速用被駆動歯車
Ｇ３’ ３速用被駆動歯車
Ｇ４’ ４速用被駆動歯車
Ｇ６’ ６速用被駆動歯車
ＧＲ’ リバース用被駆動歯車
Ｓ，Ｓ６，Ｓ２４，Ｓ３５，Ｓ１Ｒ 同期装置

Claims (3)

1. 第１クラッチを介して内燃機関の動力が入力される第１入力軸と、
   第２クラッチを介して前記内燃機関の動力が入力される前記第１入力軸に同軸に外嵌された第２入力軸と、
   前記第２入力軸に入力された前記動力を所定の変速比をもってカウンター軸に伝達するギヤ機構と、該カウンター軸に伝達された前記動力が出力される出力軸とを備えるツインクラッチ式変速機であって、
   前記ギヤ機構は、
   前記第１入力軸に遊嵌された遊転ギヤと、
   該遊転ギヤと常時噛合する前記カウンター軸に固定配置された固定ギヤと、
   該遊転ギヤを選択して該遊転ギヤと前記第２入力軸とを一体的に回転させる該第２入力軸に固定配置された選択手段と、を備え、
   前記所定の変速比として前記第２入力軸の回転数を増速して前記カウンター軸に伝達するよう前記遊転ギヤの歯数が前記固定ギヤよりも多く形成されてなる
   ツインクラッチ式変速機。
2. 前進６段の変速段を有する請求項１に記載のツインクラッチ式変速機であって、
   前記遊転ギヤは、第６速の変速段を構成するギヤであるツインクラッチ式変速機。
3. 前記選択手段は、前記遊転ギヤの回転数を前記第２入力軸の回転数に同期させながら該遊転ギヤと該第２入力軸とを一体的に回転させる手段である請求項１または請求項２に記載のツインクラッチ式変速機。

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