JP6634615B2 - 車両用変速機 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両に用いられる変速機に関する。

従来、特許文献１には、複数の変速ギヤ列のうち、特定変速段を構成するギヤが、モータ側従動ギヤとしても使用された構成が開示されている。これにより、エンジン車両用として用いられる変速機にモータとモータ側駆動ギヤとを追加するだけで、ハイブリッド車両用の変速機を構成し、コストの削減を図るものである。

特開２０１５−１４０１２７号公報

しかしながら、ギヤ等の変速機内の構成要素に関しては共用化を図れるものの、変速機のケースに関する共用化については考慮されておらず、エンジン車両とハイブリッド車両とでは全く別の変速機ケースを製造する必要があり、変速機ケースに係るコストが増加するという問題があった。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、エンジン車両とハイブリッド車両との間で、変速機内の構成要素に加えて、変速機ケースについても共用化部分を拡大可能な車両用変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両用変速機では、エンジンと連結される入力軸と、駆動輪と連結される出力軸と、前記入力軸に設けられた複数の駆動ギヤと、前記出力軸に設けられ、前記複数の駆動ギヤと噛合する複数の従動ギヤと、前記エンジン側に開口を有し、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとが噛合した複数のギヤ列を壁部より前記エンジン側に収納し、特定ギヤ列を前記壁部の外側に露出させた変速機ケースと、前記入力軸及び前記出力軸を前記壁部に回転可能に支持するベアリングと、前記変速機ケースと前記エンジンとの間に設けられ、前記開口を閉塞するハウジングと、前記入力軸及び前記出力軸を前記ハウジングに回転可能に支持する第２のベアリングと、から構成された共用化モジュールと、を備え、エンジン車両用変速機を構成する場合は、前記共用化モジュールに前記特定ギヤ列を収納するサイドカバーを取り付け、ハイブリッド車両用変速機を構成する場合は、前記共用化モジュールにモータを収納するモータケースを取り付け、該モータケースに前記特定ギヤ列と噛合する前記モータの駆動ギヤと前記特定ギヤ列とを収納するサイドカバーを取り付けることを特徴とする。

よって、エンジン車両とハイブリッド車両との間で、変速機内の構成要素に加えて、変速機ケースも共用することができ、製造コストを抑制できる。

実施例１のハイブリッド車両用変速機の概略断面図である。 実施例１のハイブリッド車両用変速機とエンジン車両用変速機との共用化部分を表す概略断面図である。 実施例１のハイブリッド車両用変速機の共用化部分を用いてエンジン車両に適用した際の概略断面図である。

〔実施例１〕
図１は、実施例１のハイブリッド車両用変速機の概略断面図である。ハイブリッド車両用変速機ＴＭは、図外のエンジンに接続された入力軸Ｉｎｐｕｔと、図外の駆動輪に接続された出力軸Ｏｕｔｐｕｔと、を有する平行二軸型常時噛み合い変速機である。入力軸Ｉｎｐｕｔには、エンジン側から順に１速ギヤ列を構成する１速駆動ギヤＧ１ｉｎと、後退速ギヤ列を構成する後退速駆動ギヤＧＲと、２速ギヤ列を構成する２速駆動ギヤＧ２ｉｎと、３速ギヤ列を構成する３速駆動ギヤＧ３ｉｎと、４速ギヤ列を構成する４速駆動ギヤＧ４ｉｎと、５速ギヤ列を構成する５速駆動ギヤＧ５ｉｎと、を有する。

３速駆動ギヤＧ３ｉｎと、４速駆動ギヤＧ４ｉｎと、５速駆動ギヤＧ５ｉｎは、入力軸Ｉｎｐｕｔに対して相対回転可能に支持されている。３速駆動ギヤＧ３ｉｎと４速駆動ギヤＧ４ｉｎとの間には、３速駆動ギヤＧ３ｉｎと入力軸Ｉｎｐｕｔとの間、及び４速駆動ギヤＧ４ｉｎと入力軸Ｉｎｐｕｔとの間の相対回転を許容する遊動状態と、相対回転を禁止し一体に回転する固定状態とを切り換え可能な第２シンクロ機構Ｓ２を有する。５速駆動ギヤＧ５ｉｎと隣接する位置には、５速駆動ギヤＧ５ｉｎと入力軸Ｉｎｐｕｔとの間の相対回転を許容する遊動状態と、相対回転を禁止し一体に回転する固定状態とを切り換え可能な第３シンクロ機構Ｓ３を有する。

出力軸Ｏｕｔｐｕｔには、エンジン側から順に１速ギヤ列を構成する１速従動ギヤＧ１ｏｕｔと、後退速ギヤ列を構成する後退速駆動ギヤＧＲｏｕｔと、２速ギヤ列を構成する２速従動ギヤＧ２ｏｕｔと、３速ギヤ列を構成する３速従動ギヤＧ３ｏｕｔと、４速ギヤ列を構成する４速従動ギヤＧ４ｏｕｔと、５速ギヤ列を構成する５速従動ギヤＧ５ｏｕｔと、を有する。

１速従動ギヤＧ１ｏｕｔと、２速従動ギヤＧ２ｏｕｔと、５速従動ギヤＧ５ｏｕｔは、出力軸Ｏｕｔｐｕｔに対して相対回転可能に支持されている。１速従動ギヤＧ１ｏｕｔと２速従動ギヤＧ２ｏｕｔとの間には、１速従動ギヤＧ１ｏｕｔと出力軸Ｏｕｔｐｕｔとの間、及び２速従動ギヤＧ２ｏｕｔと出力軸Ｏｕｔｐｕｔとの間の相対回転を許容する遊動状態と、相対回転を禁止し一体に回転する固定状態とを切り換え可能な第１シンクロ機構Ｓ１を有する。５速従動ギヤＧ５ｏｕｔと隣接する位置には、５速従動ギヤＧ５ｏｕｔと出力軸Ｏｕｔｐｕｔとの間の相対回転を許容する遊動状態と、相対回転を禁止し一体に回転する固定状態とを切り換え可能な第４シンクロ機構Ｓ４を有する。

以下、噛合した駆動ギヤと従動ギヤの一組をギヤ列と記載し、例えば、１速駆動ギヤＧ１ｉｎと１速従動ギヤＧ１ｏｕｔの組み合わせを１速ギヤ列と記載する。５速ギヤ列には、モータ４０のモータシャフトＭｓに設けられたモータ駆動ギヤＭｉｎが接続されている。実施例１の場合、モータ駆動ギヤＭｉｎは、５速駆動ギヤＧ５ｉｎと常時噛み合う。

１速ギヤ列から４速ギヤ列までの複数のギヤ列は、変速機ケース１内に収納されている。言い換えると、５速ギヤ列は、変速機ケース１の外側に露出するように設けられている。変速機ケース１の５速ギヤ列側の壁部には、入力軸Ｉｎｐｕｔを回転可能に支持するベアリング１１と、出力軸Ｏｕｔｐｕｔを回転可能に支持するベアリング１２が設けられている。モータ４０は、モータケース４内に収納されており、変速機ケース１の５速ギヤ列側に取り付けられる。モータケース４には、モータシャフトＭｓを回転可能に支持するベアリング４１，４２が設けられている。モータ駆動ギヤＭｉｎが噛み合う５速ギヤ列は、サイドカバー５内に収納されており、モータケース４の５速ギヤ列側に取り付けられる。変速機ケース１のエンジン側は開口しており、この開口を閉塞するハウジング２が取り付けられる。ハウジング２には、入力軸Ｉｎｐｕｔを回転可能に支持するベアリング２１と、出力軸Ｏｕｔｐｕｔを回転可能に支持するベアリング２２が設けられている。尚、説明のため、図１の変速機ケース１，ハウジング２，モータケース４，サイドカバー５の間には隙間を設けて記載しているが、これらのケースやハウジングは、ボルト等により隙間なく固定される。

１速走行時には、第１シンクロ機構Ｓ１により１速従動ギヤＧ１ｏｕｔと出力軸Ｏｕｔｐｕｔとを固定状態とし、第２シンクロ機構Ｓ２を中立位置とする。このとき、モータ４０のトルクを出力軸Ｏｕｔｐｕｔに伝達する際には、第３シンクロ機構Ｓ３を使用する低回転モードと、第４シンクロ機構Ｓ４を使用する高回転モードとを有する。低回転モードの場合には、第３シンクロ機構Ｓ３により５速駆動ギヤＧ５ｉｎと入力軸Ｉｎｐｕｔとを固定状態とし、第４シンクロ機構Ｓ４を中立位置とし、モータ駆動ギヤＭｉｎから５速駆動ギヤＧ５ｉｎを介して入力軸Ｉｎｐｕｔにトルクを付与する。一方、高回転モードの場合には、第４シンクロ機構Ｓ４により５速従動ギヤＧ５ｏｕｔと出力軸Ｏｕｔｐｕｔとを固定状態とし、第３シンクロ機構Ｓ３を中立位置とする。これにより、モータ４０のトルクは、モータ駆動ギヤＭｉｎから５速駆動ギヤＧ５ｉｎを介して５速従動ギヤＧ５ｏｕｔに伝達され、出力軸Ｏｕｔｐｕｔにトルクを付与する。他の変速段にあっても、同様の制御によりモータトルクを用いたハイブリッド走行を実現する。

ここで、実施例１の変速機ＴＭのケース類の構成について説明する。近年、ハイブリッド車両に対するニーズが高まり、動力源としてエンジンのみを備えたエンジン車両に、モータを追加してハイブリッド車両とすることが望まれている。平行二軸型常時噛み合い変速機の場合、いずれかのギヤ列にモータの駆動ギヤを噛合させ、ハイブリッド車両とする提案がなされている。この場合、ギヤ列等の変速機内の構成要素の共用化を図ることができる。しかしながら、モータを追加した際に、エンジン車両とハイブリッド車両との間で変速機ケースの形状が全く異なると、製造コストの増大を招くという問題がある。そこで、実施例１では、変速機ケース１についても極力共用化を果たすことが可能な構成を採用した。

図２は、実施例１のハイブリッド車両用変速機とエンジン車両用変速機との共用化部分を表す概略図、図３は実施例１の共用化部分を用いたエンジン車両用変速機の概略断面図である。図２に示すように、ハイブリッド車両用変速機とエンジン車両用変速機とは、変速機ケース１と、ハウジング２と、変速機ケース１内に収容される複数のギヤ列を共用化する。加えて、変速機ケース１の外側に設けられたモータ駆動ギヤＭｉｎが噛み合う５速駆動ギヤＧ５ｉｎと第３シンクロ機構Ｓ３とを共用化する。更に、変速機ケース１とエンジンとの間に設けられるハウジング２を共用化する。以下、これら共用化した部分を共用化モジュールと記載する。

これにより、エンジン車両用変速機を構成する際には、共用化モジュールの出力軸Ｏｕｔｐｕｔに５速従動ギヤＧ５ｏｕｔを取り付け、サイドカバー３を取り付ける。一方、ハイブリッド車両用変速機を構成する際には、共用化モジュールの出力軸Ｏｕｔｐｕｔに５速従動ギヤＧ５ｏｕｔと第４シンクロ機構Ｓ４とを取り付け、モータ４０を収納したモータケース４を変速機ケース１に取り付けると共に、モータケース４にサイドカバー５を取り付ける。このように、モータ駆動ギヤＭｉｎが噛み合うギヤ列（実施例１の場合は５速ギヤ列）のみが変速機ケース１の外側に設置し、他のギヤ列は変速機ケース１内に収納する共用化モジュールを構成することで、変速機ケース１に収納される大部分を共用化できる。また、変速機ケース１にベアリング１１，１２を設け、ハウジング２にベアリング２１，２２を設けたことで、共用化部分をモジュール化できる。仮に、ベアリングをサイドカバー側に設けると、エンジン車両用変速機を製造するか、ハイブリッド車両用変速機を製造するかが決定されるまで変速機を組み上げることができない。これに対し、実施例１の場合、共用化部分をモジュール化することで、エンジン車両用変速機を製造するか、ハイブリッド車両用変速機を製造するかが決定される前であっても、モジュール化部分を製造できる。

以上説明したように、実施例にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
（１）エンジンと連結される入力軸Ｉｎｐｕｔと、駆動輪と連結される出力軸Ｏｕｔｐｕｔと、入力軸Ｉｎｐｕｔに設けられた複数の駆動ギヤＧ１ｉｎ，Ｇ２ｉｎ，Ｇ３ｉｎ，Ｇ４ｉｎ，Ｇ５ｉｎと、出力軸Ｏｕｔｐｕｔに設けられ、複数の駆動ギヤＧ１ｉｎ，Ｇ２ｉｎ，Ｇ３ｉｎ，Ｇ４ｉｎ，Ｇ５ｉｎと噛合する複数の従動ギヤＧ１ｏｕｔ，Ｇ２ｏｕｔ，Ｇ３ｏｕｔ，Ｇ４ｏｕｔ，Ｇ５ｏｕｔと、駆動ギヤと従動ギヤとが噛合した複数のギヤ列のうち、モータ駆動ギヤＭｉｎ（モータの駆動ギヤ）が噛合する５速ギヤ列（特定ギヤ列）以外の他のギヤ列を収納する変速機ケース１と、５速列と他のギヤ列との間で、入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔを変速機ケース１に回転可能に支持するベアリング１１，１２と、変速機ケース１に取り付けられ、５速ギヤ列を収納するサイドカバー５と、を備えた。
よって、エンジン車両とハイブリッド車両との間で、変速機内の構成要素に加えて、変速機ケース１も共用することができ、製造コストを抑制できる。

（２）変速機ケース１とエンジンとの間にハウジング２を有し、入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔをハウジング２に回転可能に支持する第２のベアリング２１，２２を備えた。
よって、エンジン車両用変速機とハイブリッド車両用変速機との間で共用化する構成にベアリング２１，２２を備えたことで、共用化部分をモジュール化でき、どちらの変速機を製造するかを決定する前であってもモジュール化部分を製造できる。

（３）５速ギヤ列の５速駆動ギヤＧ５ｉｎ及び５速従動ギヤＧ５ｏｕｔと入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔとの間に、５速ギヤ列の５速駆動ギヤＧ５ｉｎ及び５速従動ギヤＧ５ｏｕｔの入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力軸Ｏｕｔｐｕｔに対する遊動状態と固定状態とを切り換え可能な第３シンクロ機構Ｓ３及び第４シンクロ機構Ｓ４（連結装置）を備えた。
よって、モータ４０のトルクを入力軸Ｉｎｐｕｔもしくは出力軸Ｏｕｔｐｕｔに選択的に伝達することができ、走行状態に応じてハイブリッド走行時における効率を高めることができる。

（４）モータ４０を収納するモータケース４を有し、モータケース４は、サイドカバー５に取り付けられ、モータ駆動ギヤＭｉｎは、サイドカバー５に収納される。
よって、サイドカバー５の形状を変更するだけで、エンジン車両用変速機とハイブリッド車両用変速機とを個別に提供できる。

以上、実施例１に基づいて本発明を説明したが、他の構成であっても本発明に含まれる。例えば、実施例１では、５速ギヤ列を特定ギヤ列として設定したが、他のギヤ列を特定ギヤ列としてもよい。この場合は、その特定ギヤ列を変速機ケース１の外側となるように配置すればよい。
また、実施例１では入力軸Ｉｎｐｕｔと出力軸Ｏｕｔｐｕｔにそれぞれ２つのシンクロ機構を備えた構成を示したが、入力軸Ｉｎｐｕｔもしくは出力軸Ｏｕｔｐｕｔに全てのシンクロ機構を備えた構成としてもよい。
また、実施例１では、ハイブリッド車両用変速機を構成するにあたり、５速ギヤ列の５速駆動ギヤＧ５ｉｎと５速従動ギヤＧ５ｏｕｔとの両方にシンクロ機構を備えた構成を示したが、一方のギヤにのみシンクロ機構を設けた構成としてもよい。
また、実施例１では、５速駆動ギヤＧ５ｉｎとモータ駆動ギヤＭｉｎとが常時噛み合う構成としたが、５速従動ギヤＧ５ｏｕｔとモータ駆動ギヤＭｉｎとが常時噛み合う構成としてもよい。

１ 変速機ケース
２ ハウジング
３ サイドカバー
４ モータケース
５ サイドカバー
１１，１２ ベアリング
２１，２２ ベアリング
４０ モータ
Ｇ１ｉｎ，Ｇ２ｉｎ，Ｇ３ｉｎ，Ｇ４ｉｎ，Ｇ５ｉｎ 駆動ギヤ
Ｇ１ｏｕｔ，Ｇ２ｏｕｔ，Ｇ３ｏｕｔ，Ｇ４ｏｕｔ，Ｇ５ｏｕｔ 従動ギヤ
Ｉｎｐｕｔ 入力軸
Ｍｉｎ モータ駆動ギヤ
Ｏｕｔｐｕｔ 出力軸
Ｓ１ 第１シンクロ機構
Ｓ２ 第２シンクロ機構
Ｓ３ 第３シンクロ機構
Ｓ４ 第４シンクロ機構
ＴＭ 変速機

Claims (4)

1. エンジンと連結される入力軸と、
   駆動輪と連結される出力軸と、
   前記入力軸に設けられた複数の駆動ギヤと、
   前記出力軸に設けられ、前記複数の駆動ギヤと噛合する複数の従動ギヤと、
   前記エンジン側に開口を有し、前記駆動ギヤと前記従動ギヤとが噛合した複数のギヤ列を壁部より前記エンジン側に収納し、特定ギヤ列を前記壁部の外側に露出させた変速機ケースと、
   前記入力軸及び前記出力軸を前記壁部に回転可能に支持するベアリングと、
   前記変速機ケースと前記エンジンとの間に設けられ、前記開口を閉塞するハウジングと、
   前記入力軸及び前記出力軸を前記ハウジングに回転可能に支持する第２のベアリングと、
   から構成された共用化モジュールと、
   を備え、
   エンジン車両用変速機を構成する場合は、前記共用化モジュールに前記特定ギヤ列を収納するサイドカバーを取り付け、
   ハイブリッド車両用変速機を構成する場合は、前記共用化モジュールにモータを収納するモータケースを取り付け、該モータケースに前記特定ギヤ列と噛合する前記モータの駆動ギヤと前記特定ギヤ列とを収納するサイドカバーを取り付けることを特徴とする車両用変速機。
2. 請求項１に記載の車両用変速機において、
   前記特定ギヤ列の駆動ギヤ及び従動ギヤと前記入力軸及び出力軸との間に、前記特定ギヤ列の駆動ギヤ及び従動ギヤの前記入力軸及び出力軸に対する遊動状態と固定状態とを切り換え可能な連結装置を備えたことを特徴とする車両用変速機。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両用変速機において、
   前記特定ギヤ列の駆動ギヤ及び従動ギヤと前記入力軸及び出力軸との間に、前記特定ギヤ列の駆動ギヤ及び従動ギヤの前記入力軸及び出力軸に対する遊動状態と固定状態とを切り換え可能な連結装置を備えたことを特徴とするハイブリッド車両用変速機。
4. 請求項１ないし３いずれか一つに記載のハイブリッド車両用変速機において、
   前記モータを収納するモータケースを有し、
   前記モータケースは、前記サイドカバーに取り付けられ、前記モータの駆動ギヤは、前記サイドカバーに収納されることを特徴とするハイブリッド車両用変速機。

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