JPH02168046A

JPH02168046A - 車両用歯車変速機

Info

Publication number: JPH02168046A
Application number: JP63321968A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Koga; 英隆古賀
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1990-06-28
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0650138B2; EP0375420B1; DE68908379T2; US5085092A; DE68908379D1; EP0375420A3; EP0375420A2; DE375420T1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、同期噛合歯車式の車両用歯車変速機に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、車両用歯車変速機は、エンジンのクランク軸に連
結されている入力軸及び該入力軸に平行に配置された出
力軸に、それぞれ互いに常時噛合する歯車列を構成する
駆動歯車と従動歯車とが支持されている。これらの歯車
列の１つを入力軸に対して選択的に駆動連結することに
よって所望の変速段を得るように構成されている。

上記のような歯車変速機を備えたＦＦ車両用トランスア
クスルの一例として、例えば、実開昭６０−１６９４５
０号公報に記載された車両用歯車変速機がある。該車両
用歯車変速機を第７図を参照して説明する。

第７図において、エンジンのクランク軸と同一・直線上
に配置された入力軸２８は、クラッチ２９によってクラ
ンク軸に駆動接続又は遮断されるように構成されている
。入力軸２８には、ｌ速段歯車３１、後退歯車３６及び
２速段歯車３２が順次に固定支持され、３速段歯車３３
及び４速段歯車３４が回転自在に支持されている。入力
軸２８の端部には、５速段歯車３５が固定支持されてい
る。

一方、出力軸３０には、出力歯車３７が固定支持され、
入力軸２８の１速段歯車３１と歯車列を構成する歯車３
８．２速段歯車３２と歯車列を構成する歯車３９、及び
５連段歯車３５と山車列を構成する歯車４２が回転自在
に支持され、更に、３速段歯車３３と歯車列を構成する
歯車４０及び４速段歯車３４と歯車列を構成する歯車４
１が固定的に支持されている。

また、出力軸３０と歯車３８又は歯車３９とを駆動連結
するために、同期装置４３が配設されている。即ち、同
期装置４３のスリーブ４４を歯車３８側へ摺動移動させ
ると、入力軸２８の回転がｌ速段歯車３１から歯車３８
及び同期装置４３を経て出力軸３０に伝達される。また
、同期装置４３のスリーブ４４を歯車３９側へ逆方向に
摺動移動させると、入力軸２８の回転が２速段歯車３２
から歯車３９及び同期装置４３を経て出力軸３０に伝達
される０次いで、出力軸３０に伝達されたトルクは、出
力歯車３７から差動歯車装置６ｏを経て左右の車軸４９
．５０へと伝達されるように構成されている。

同様に、入力軸２８の３速段歯車３３と４速段歯車３４
との間に、同期装置４５が配設されている。同期装置４
５のスリーブ４６を３速段歯車３３側へ摺動移動させる
と、入力軸２８の回転が同期装置４５から３速段歯車３
３及び歯車４ｏを経て出力軸３０に伝達される。また、
同期装置４５のスリーブ４６を歯車３４側へ逆方向に摺
動移動させると、入力軸２８の回転が同期装置４５がら
４速段歯車３４及び歯車４１を経て出力軸３ｏに伝達さ
れる。

更に、出力軸３０の端部には、同期装置４７が配設され
ている。同期装置４７のスリーブ４８を歯車４２側へ摺
動移動させると、入力軸２８の回転は５速段歯車３５か
ら歯車４２及び同期装置４７を通じて出力軸３０へ伝達
される。

また、車両の後退の変速段を得るためには、同期装置４
３のスリーブ４４に歯車５１が一体に固定され、且つ該
歯車５１と入力軸２８の後退歯車３６に噛合する後退ア
イドル歯車５２が軸５９に摺動可能に支持されているの
で、後退アイドル歯車５２を摺動移動して後退アイドル
歯車５２を歯車５１と後退歯車３６とに噛合させること
によって、出力軸３０の出力歯車３７に逆転のトルクを
得ることができ、車両を後退させるトルク伝達系を得る
ことができる。

差動歯車装置６０は、出力歯車３７と噛合するファイナ
ルギヤ５３を一体的に設けたキャリア５４の内部に、一
対のピニオン５６を備えたピニオン軸５５が回転自在に
支持されている。これらのビニオン５６にはサイドギヤ
５７．５８が噛合しており、これらのサイドギヤ５７．
５８は車軸４９．５０に一体に形成されている。なお、
図中、４はクラッチケース、５は変速機ケース、６はカ
バー、７はデフケース、４ａ、５ａ、６ａはケース壁部
材を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の車両用歯車変速機は、同期装置４
３のスリーブ４４に歯車５１を一体的に形成しているた
め、スリーブ４４の外径を大きく構成することが制限さ
れる。従って、１速段及び２連段への変速操作にやや円
滑性を欠く嫌いがある。また、後退アイドル歯車５２に
は、同期装置がなく、該後退アイドル歯車５２を後退歯
車３６及び歯車５１に直接噛合させるため、各歯面に面
取りを行う必要があり、歯幅がその分だけ狭くなるばか
りでなく、捩じれ角を大きく取ることも制約され、後退
アイドル歯車５２のトルク伝達強度上好ましくないもの
である。

そこで、歯車変速機の構成として、入力軸２８に配設し
た最高速段歯車、例えば、５速段歯車３５に隣接して後
退歯車Ｒを配設し、該後退歯車Ｒに噛合する歯車を出力
軸３０に設け、後退歯車Ｒと５速段歯車３５との間に同
′＃Ｊ４装置を設けることが考えられる。しかしながら
、該歯車変速機の場合には、第７図に示した上記車両用
歯車変速機に比較して、入力軸２８の長さが、後退歯車
Ｒの歯幅と同期装置のスリーブのストローク分だけ長く
なる、従って、前輪の左右タイヤ踏み面の接地面の中心
間の距Ｒ（即ち、トレッド）が短い小型車両では、トラ
ンスアクスルを搭載できなくなるという問題が発生する
。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
後退歯車と２連段歯車列のアウトプット歯車とを隣接し
て出力軸に配設し、該出力軸に平行に配置した回転軸に
配設した後退アイドル歯車と同軸上に配設した歯車と入
力軸に配設した２連段歯車列のインプット歯車とを噛合
させて軸方向に並列した２列の歯車列を構成し、該２列
の歯車列によって】速段、２速段及び後退段の変速段を
成立させ、全体として軸方向寸法を短く構成すると共に
、後退歯車の歯車強度を増大させる車両用歯車変速機を
提供することである。

〔ｔＩＫ題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するため、次のように構
成されている。即ち、この発明は、２速段から最高速段
までの歯車列を少なくとも配設した入力軸と出力軸とに
平行に配置した回転軸に、前記出力軸上の回転自在な後
退歯車に常時噛合する回転自在な後退アイドル歯車と前
記入力軸上の回転自在な２速段歯車に常時噛合するｌ速
段歯車とを配設し、前記後退アイドル歯車を前記入力軸
に固定した歯車に常時噛合させた車両用歯車変速機に関
する。

また、この車両用歯車変速機は、前記後退アイドル歯車
は前記回転軸にｌ速段用間Ｍ装置、前記２連段歯車は前
記入力軸に２速段用同５Ｌｌｌ　Ｖ　置、及び前記後退
歯車は前記出力軸に後退用向ルＩ装置を介してそれぞれ
駆動連結したものである。

〔作用〕

この発明は、上記のように構成しており、次のように作
用する。即ち、この車両用歯車変速機は、入力軸と出力
軸に平行に配置した回転軸に、前記出力軸上の後退歯車
に常時噛合の後退アイドル歯車と前記入力軸上の２速段
歯車に常時噛合の１速段歯車とを配設したので、軸方向
に並列する２つの歯車列でｌ速段、２連段及び後退段の
変速段を成立させることができ、全体として軸方向寸法
を短く構成することができる。

また、この歯車変速機は、後退歯車と後退アイドル歯車
とが常時噛合タイプであり、そのため捩しれ角を大きく
形成でき且つ歯車端面に面取りを施す必要がなく、その
分だけ歯車の歯幅を長でき、後退段歯車列の歯車強度を
増大させる。

更に、変速操作において、１速段に変速する場合に、１
速段用同！ＩＩＩ装置が前記後退アイドル歯車を設けた
前記回転軸上に配設されているので、歯車比は小さくな
り、同期（シンクロ）負荷が歯車比の二乗で低減される
。また、２速段に変速する場合に、２速段用同期装置を
前記入力軸に設けたので、同期負荷が歯車比の二乗で低
減される。更に、前記後退歯車と前記後退アイドル歯車
は常時噛合タイプであるので、前記出力軸に設けた後退
用同月装置を介して後退段変速を達成できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による車両用歯車変速
機の一実施例を詳述する。

第１図において、この発明による車両用歯車変速機の一
実施例が示されている。第２図は第１図の車両用歯車変
速機にちける歯車の位置関係を示す側面図である。この
車両用歯車変速機は、変速機ケース内に収容され且つ互
いに平行に配置された入力軸２８及び出力軸３０を有す
ると共に、入力軸２８と出力軸３０とに対して平行に配
置された第３の軸である回転軸３を有している。入力軸
２８は、例えば、エンジンのクランク軸（図示セずンと
同−直襟五に配置されており、該クランク軸に対してク
ラッチ２９によって駆動接続又は８断されるように構成
されている。また、出力例１３０には、出力歯車３７が
固定的に支持されている。

該出力歯車３７はファイナルギヤ５３に噛合しており、
該ファイナルギヤ５３は、例えば、差動歯車装置（図示
仕ず）等にトルクを伝達するように構成されている。

この車両用歯車変速機において、入力軸２８と出力軸３
０との間には、２速段歯車列から最高速段歯車列までの
？ｊｊ数個の歯車列が配設されている。

図では、最高速段歯車列は５速段歯車列であり、４つの
歯車列が配設されている。更に、入力軸２８には歯車１
１が固定的に支持され、出力軸３０には後退歯車２１が
回転自在に支持されている。

また、回転軸３には、１速段歯車１が固定的に支持され
ると共に、後退歯車２１に常時噛合する後退アイドル歯
車２が回転自在に支持されている。

まず、入力軸２８には、歯車１１．２速段歯車１２．３
速段歯車１３．４速段歯車１４及び５速段歯車１５がク
ラッチ２９側から順次に配設されている。歯車１１は、
入力軸２８に固定的に支持され、ｌ速段と後退段の時に
トルクのインプット歯車となるものである。２速段歯車
１２．３連段歯車１３．４速段歯車１４及び５速段歯車
１５は、入力軸２８に回転自在に支持され、２速段、３
速段、４速段、５速段の時にそれぞれトルクのインプッ
ト歯車となるものである。入力軸２８に回転自在に支持
された上記各歯車は、入力軸２Ｂと間に配設された同期
装置によって入力軸２８とのトルク伝達状態を得ること
ができる。

即ち、入力軸２８と２速段歯車１２との間には、２速段
用同ｖｉ装置９が設けられている。この同期装置９にお
けるクラッチハブは、入力軸２８にスプライン嵌合され
、入力軸２８と一体的に回転する。入力軸２８と２速段
歯車１２とのトルク伝達は、同期装置９のスリーブ１７
を摺動移動させて２速段歯車１２に設けたドグ歯６２に
噛合させることによって達成される。また、３速段歯車
１３と４速段歯車１４との間には、３−４速段用同期装
置１９が設けられている。この同期装置１９におけるク
ラッチハブは、入力軸２８にスプライン嵌合され、入力
軸２８と一体的に回転する。入力軸２８と３速段歯車１
３とのトルク伝達は、同期装置１９のスリーブ２６を図
の右方向に摺動移動させて３速段歯車１３に設けたドグ
歯６３に噛合させることによって達成される。入力軸２
８と４速段歯車１４とのトルク伝達は、同期装置１９の
スリーブ２６を図の左方向に摺動移動させて４速段歯車
１４に設けたドグ歯６４に噛合させることによって達成
される。更に、入力軸２８と５速段歯車１５との間には
、５速段用同期装置２ｏが設けられている。この同期装
置２０におけるクラッチハブは、入力軸２８にスプライ
ン嵌合され、入力軸２８と一体的に回転する０入力軸２
８と５速段歯車１５とのトルク伝達は、同期装置２０の
スリーブ２７を摺動移動させて５連段歯車１５に設けた
ドグ歯６５に噛合させることによっ°ζ達成される。

また、出力軸３０には、出力歯車３７、後退歯車２１．
２速段歯車２２．３速段歯車２３．４連段歯車２４及び
５速段歯車２５がクラッチ２９側から順次に配設されて
いる。出力軸３０には、２速段歯車２２．３速段歯車２
３．４速段歯車２４及び５速段歯車２５が固定的に支持
されている。

出力軸３０に支持した２速段歯車２２と入力軸２８に支
持した２速段歯車１２とは、常時噛合しており、２速段
歯車列を構成している。同様に、出力軸３０に支持した
３速段歯車２３と入力軸２８に支持した３速段歯車１３
とは、常時噛合しており、３速段歯車列を構成している
。また、出力軸３０に支持した４速段歯車２４と入力軸
２８に支持した４速段歯車１４とは、常時噛合しており
、４速段歯車列を構成している。更に、出力軸３０に支
持した５速段歯車２５と入力軸２８に支持した５速段歯
車１５とは、常時噛合しており、５速段歯車列を構成し
ている。

また、後退歯車２１は、出力軸３０に回転自在に支持さ
れている。出力軸３０と後退歯車２１との間に−は、後
退段用同期装置ＩＯが設けられている。この同期装置１
０におけるクラッチハブは、出力軸３０にスプライン嵌
合され、出力軸３０と一体的に回転する。出力軸３０と
後退歯車２１とのトルク伝達は、同期装置１０のスリー
ブ１８を指動移動させて後退歯車２１に設けたドグ歯６
６に噛合させることによって達成される。更に、後退歯
車２１は、回転軸３に回転自在に支持された後退アイド
ル歯車２に常時噛合している。

回転軸３に固定的に支持した１速段歯車ｌは、入力軸２
８に回転自在に支持した２速段歯車１２に常時噛合して
いる。言い換えれば、ｌ速段歯車１は、２連段歯車列の
２速段歯車１２に常時噛合することによって１速段歯車
列を構成することができる６回転軸３と後退アイドル歯
車２との間には、１速段用同期装置８が設けられている
。この同期装置８におけるクラッチハブは、回転軸３に
スプライン嵌合され、回転軸３と一体的に回転する。回
転軸３と後退アイドル歯車２とのトルク伝達は、同ｇ装
置８のスリーブＩ６を摺動移動させて後退アイドル歯車
２に設けたドグ歯６１に噛合させることによって達成さ
れる。

次に、この発明による車両用歯車変速機は、上記のよう
に構成されており、次のように作用する。

この車両用歯車変速機において、３速段、４速段及び５
速段に変速する作動は、−船釣な歯車変速段の作動と比
較して同様であるので、ここでは上記各変速段への作動
の説明を省略する。

まず、この車両用歯車変速機において、１速段に変速す
る作動を、第３図（Ａ）と第３図（Ｂ）を参照して説明
する。自動的に電子制御によって操作されるシフトフォ
ーク、或いは手動の操作レバーによって操作されるシフ
トフォークによって、同Ｍ装置８のスリーブ１６を軸方
向に摺動移動させ、第３図（Ａ）に示すように、スリー
ブ１６を後退アイドル歯車２に設けたドグ歯６１に噛合
させる。スリーブ１６とドグ歯６１とが噛合することに
よって、回転軸３が後退アイドル歯車２と一体的に回転
するようになる。これによって、入力軸２８のトルクは
、入力軸２８−ｍ車１１−後退アイドル歯車２−同３１
１Ｉ装置８−回転軸３−１速段歯車ｌ→インプット側の
２速段歯車１２−アウトプフト側の２速段歯車２２−出
力軸３〇−出力歯車３７−ファイナルギヤ５３を順次に
伝達されるようになる。これらの回転方向は、第３図（
Ｂ）の矢印で示す方向になる。従って、この車両用歯車
変速機において、１速段の駆動系のトルク伝達を得るこ
とができる。

次に、この車両用歯車変速機において、２速段に変速す
る作動を、第４図（Ａ）と第４図（Ｂ）を参照して説明
する。上記シフトフォークによって、同！ＩＩｌ装置９
のスリーブ１７を軸方向に摺動移動させ、第４図（八）
に示すように、２速段歯車１２に設けたドグ歯６２に噛
合させる。スリーブ１７とドグ歯６２とが噛合すること
によって、２速段歯車１２は入力軸２８と一体的に回転
するようになる。これによって、入力軸２８のトルク伝
達系は、入力軸２８−同Ｍ装置９−インプット側の２速
段歯車１２−アウトプット側の２速段歯車２２→出力軸
３０→出力歯車３７−ファイナルギヤ５３となる。これ
らの回転方向は、第４図（Ｂ）の矢印で示す方向になる
。従って、この車両用歯車変速機において、２速段の駆
動系のトルク伝達を得ることができる。

更に、この車両用歯車変速機において、後退段に変速す
る作動を、第５図（Ａ）と第５図（Ｂ）を参照して説明
する。上記シフトフォークによって、同期装置１０のス
リーブ１８を軸方向に摺動移動させ、第５図（Ａ）に示
すように、後退歯車２１に設けたドグ歯６６に噛合させ
る。スリーブ１８とドグ歯６６とが噛合することによっ
て、出力軸３０は後退歯車２Ｉと一体的に回転するよう
になる。これによって、入力軸２８のトルク伝達系は、
入力軸２８−歯車１１−後退アイドル歯車２−後退歯車
２１−同！’ＪＩＡｉＬ置ｌ〇−出力軸３〇−出力南東
３７−ファイナルギヤ５３となる。これらの回転方向は
、第５図（Ｂ）の矢印で示す方向になり、逆転方向にな
る。従って、この車両用歯車変速機において、後退段の
駆動系のトルク伝達を得ることができる。

第６図において、この車両用歯車変速機におけるｌ速段
、２速段及び後退段の変速時に、各歯車と同期装置のス
リーブとの作動関係を示している。

第６図の表は、第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）、第４図（
Ａ）、第４図（Ｂ）、第５図（Ａ）及び第５図（Ｂ）を
参照して説明したことをまとめたものであり、Ｘ印を付
した歯車とスリーブとがトルク伝達の作動状態になるも
のである。また、歯車及びスリーブを表示する符号は、
上記説明における符号に相当する符号である。

〔発明の効果〕

この発明による車両用歯車変速機は、上記のように構成
されており、次のような効果を有する。

即ち、この発明は、２速段から最高速段までの歯車列を
少なくとも配設した入力軸と出力軸とに平行に配置した
回転軸に、前記出力軸上の回転自在な後退歯車に常時噛
合する回転自在な後退アイドル歯車と前記入力軸上の回
転自在な２速段歯車に常時噛合するｌ速段歯車とを配設
し、前記後退アイドル歯車を前記入力軸に固定した歯車
に常時噛合させたので、軸方向に並列する２つの歯車列
で１速段、２速段及び後退段の変速段を成立させること
ができ、従来の歯車変速機が軸方向に３つの歯車列を必
要としたのに比較して、全体として軸方向寸法を従来の
ものに比較して短く構成することができる。

更に、この歯車変速機はｌ速段、２速段及び後退段の３
つの変速段を得るのに、従来の歯車変速機が歯車を７個
必要としたのに対して、この発明による歯車変速機は６
個で済み、歯車を１個減らすことができ、重量及びコス
トを低減できる。

また、従来の歯車変速機は、後退アイドル歯車が後退歯
車と出力軸上の歯車とが摺動噛合−離脱式即ちスライデ
ィングメツシュ式であるため、捩じれ角が小さく、また
歯車端面が互いに突き当たるため歯車端面に面取りが施
してあり、線面取り分が歯車の歯幅を短くしているのに
対して、この歯車変速機は後退歯車と後退アイドル歯車
とが常時噛合タイプであり、そのため涙じれ角を大きく
形成でき且つ歯車端面に面取りを施す必要がなく、その
分だけ歯車の歯幅を長く構成でき、後退段歯車列の歯車
強度を増大させることができる。

更に、変速操作において、ｌ速段に変速する場合に、ｌ
速段用同期装置が前記後退アイドル歯車を設けた前記回
転軸上に配設されているので、歯車比は小さくなり、同
期（シンクロ）負荷が歯車比の二乗で低減される。また
、２速段に変速する場合に、２速段用同期装置を前記入
力軸に設けたので、同期負荷が歯車比の二乗で低減され
る。更に、前記後退歯車と前記後退アイドル歯車とは常
時噛合タイプであるので、前記出力軸に設けた後退用同
期装置を介して後退段変速を達成できる。

従って、後退段歯車列の歯車強度を増大させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による車両用歯車変速機の一実施例を
示す説明図、第２図は第１図の側面図、第３図（Ａ）は
第１図の車両用歯車変速機のｌ速段へ変速された場合を
示す説明図、第３ＵｊＪ（Ｂ）は第３図（Ａ）の側面図
、第４図（Ａ）は第１図の車両用歯車変速機の２速段へ
変速された場合を示す説明図、第４図（Ｂ）は第４図（
Ａ）の側面図、第５図（Ａ）は第１図の車両用歯車変速
機の後退段へ変速された場合を示す説明図、第５図（Ｂ
）は第５図（Ａ）の側面図、第６図はこの発明による車
両用歯車変速機の変速段と歯車及び同期装置のスリーブ
との関係を示す一覧表、及び第７図は従来の車両用歯車
変速機の一例を示す概略図である。１−−−−・ｌ速段歯車、２−一後退アイドル歯車、３
−・−回転軸、８−−−一−１速段用同期装置、９−・
２速段用同期装置、１０−・後退段用同期装置、１１−
・−・歯車、１２−−−・−２速段歯車、１３−−−−
３速段歯車、１４−・−・・−・４速段歯車、１５・・
−・−５速段歯車、１６，１７．１Ｂ、２６．２７中曲
スリーブ、１９・・・・・・・３−４連段用同期装置、
２ｏ−・−曲５速段用同期装置、２１−・−−一一一後
退歯車、２２，２３゜２４　、　２５−一−−・−歯車
、２８−・−入力軸、２９−一−−−・・クラッチ、３
０−・・・・・出力軸、３７−・・・・−出力歯車、６
１．６２，６３，６４．６５．６ローーーー・−ドグ歯
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２速段から最高速段までの歯車列を配設した入力
軸と出力軸とに平行に配置した回転軸に、前記出力軸上
の回転自在な後退歯車に常時噛合する回転自在な後退ア
イドル歯車と前記入力軸上の回転自在な２速段歯車に常
時噛合する１速段歯車とを配設し、前記後退アイドル歯
車を前記入力軸に固定した歯車に常時噛合させた車両用
歯車変速機。
（２）前記後退アイドル歯車は前記回転軸に１速段用同
期装置、前記２速段歯車は前記入力軸に２速段用同期装
置、及び前記後退歯車は前記出力軸に後退用同期装置を
介してそれぞれ駆動連結する請求項１に記載の車両用歯
車変速機。