JP2008069832A - 自動車用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前進８段のダブルクラッチ式変速機において、変速機部分の軸方向長さを短くレイアウト可能にする。
【解決手段】第１入力軸１４と、これと同軸の第２入力軸１８と、これらに平行な第１出力軸２０、第２出力軸２２、第１副軸２４とを備え、エンジン１０の駆動力を、第１クラッチ１２および第１入力軸１４と、第１出力軸２０と同軸上に回転自在に配置した中間歯車３４を介して第１副軸２４に伝達可能で、また第２クラッチ１６を介して第２入力軸１８に伝達可能であり、第１副軸２４と第１出力軸２０の間に奇数段または偶数段の一方の変速歯車対を複数配置し、第２入力軸１８と第２出力軸２２との間に奇数段または偶数段の他方の変速歯車対を複数配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用の変速機であって、エンジンと変速機との間に２個のクラッチを有し、変速操作と並行して該２個のクラッチを交互に断接することで駆動力の中断を伴わずに順次変速することができる、いわゆるダブルクラッチ式変速機（ツインクラッチ式変速機ともいい、ＤＣＴと略称される）に関するものである。

従来、変速操作と並行して２個のクラッチを交互に断接することで駆動力の中断をせずに順次変速することができるダブルクラッチ式変速機としては、エンジンのクランク軸と第１入力軸（第１クラッチ出力軸）との間に第１クラッチを、またエンジンのクランク軸と第２入力軸（第２クラッチ出力軸）との間に第２クラッチを配置するとともに、第１入力軸と第１および第２出力軸との間に１速および３速の歯車対といった奇数段の歯車対を配置し、第２入力軸と第１および第２出力軸との間に２速および４速の歯車対といった偶数段の歯車対をそれぞれ配置したものがある（特許文献１を参照）。

しかし、上記従来のダブルクラッチ式変速機は、全ての前進段の入力歯車（ドライブギヤ）を、第１入力軸とこれと同軸の第２入力軸上に配置しているため、前進６段以上の多段変速を可能にしようとした場合、変速機の軸方向長さが長くなって、いわゆるエンジン横置き式自動車に搭載するのが困難という問題があった。
特開平１１−０５１１２５号公報

解決しようとする問題点は、変速機の軸方向長さが長いため、エンジン横置き式などの自動車への適用に際して所要スペースの面で制約がある点である。
本発明の目的は、前進６段以上の変速比を有しながら、変速機の軸方向長さを短縮可能にして、エンジン横置き式などの自動車への適用性を高めたダブルクラッチ式変速機を提供することにある。

本発明のダブルクラッチ式変速機は、第１入力軸と、これと同軸の第２入力軸と、これらに平行な第１出力軸、第２出力軸、第１副軸とを備え、エンジンの駆動力を、第１クラッチおよび第１入力軸と、第１出力軸と同軸上に回転自在に配置した中間歯車を介して第１副軸に伝達可能で、また第２クラッチを介して第２入力軸に伝達可能であり、第１副軸と第１出力軸の間に奇数段または偶数段の一方の変速歯車対を複数配置し、第２入力軸と第２出力軸との間に奇数段または偶数段の他方の変速歯車対を複数配置した。

本発明のダブルクラッチ式変速機は、第１入力軸と、これと同軸の第２入力軸と、これらに平行な第１出力軸、第２出力軸、第１副軸とを備え、第１副軸と第１出力軸の間に奇数段または偶数段の一方の変速歯車対を複数配置し、第２入力軸と前記第２出力軸との間に奇数段または偶数段の他方の変速歯車対を複数配置したため、奇数段と偶数段の歯車対を変速機の軸方向へ互いにオーバーラップさせた配置が可能になり、変速機の軸方向長さを短く構成することができる。したがって、その分、エンジン横置き式自動車のような車幅の小さい自動車等への適用や、より軸方向長さの大きなエンジンを組み合わせての適用が可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係るダブルクラッチ式変速機を、各実施例に基づき図とともに説明する。

図１は、実施例１のダブルクラッチ式変速機のスケルトン図である。
また図２は、図１の左側から見た場合の各軸の位置関係を表す。
図１に示した第１実施例のダブルクラッチ式変速機は、エンジン１０から第１クラッチ１２を介して駆動される第１入力軸１４と、この第１入力軸１４と同軸で同じくエンジン１０から第２クラッチ１６を介して駆動される第２入力軸１８と、これらと平行に、第１出力軸２０、第２出力軸２２、第１副軸２４、第２副軸２６が、図２に示すような位置関係で配置されている。

第１出力軸２０と一体の第１駆動歯車２０ａ、また第２出力軸２２と一体の第２駆動歯車２２ａは、ともに出力歯車２８と噛み合っている。第１駆動歯車２０ａと第２駆動歯車２２ａとは、変速機の軸方向において第１、第２クラッチ１２、１６と第１入力軸歯車１４ａとの間に配置されている。
なお、図１は、図２におけるＡ１−Ａ２と一部はＡ１−Ａ３に沿って展開した状態で描いてあるので、同図では第１駆動歯車２０ａと出力歯車２８とが離れて描いてあるが、実際は図２のように第１駆動歯車２０ａと出力歯車２８とは噛み合っている。
また、図２では、一点鎖線で表したそれぞれの円は主な歯車のピッチ円を表し、各軸の中心をそれらの円の中心点で表した。

出力歯車２８は差動装置３０を介して車軸３２ａ、３２ｂを駆動し、車軸３２ａ、３２ｂは図示しない左右の車輪と連結されておりこれらを駆動する。
第１入力軸１４と一体の第１入力歯車１４ａは、第１出力軸２０上に回転自在に設けた中間歯車３４の第１中間歯車３４ａおよび第２中間歯車３４ｂを介して、第１副軸２４と一体の第１副軸歯車２４ａを駆動する。
第１入力歯車１４ａはまた、第２副軸２６と一体の第２副軸歯車２６ａを駆動する。
図１では第１入力歯車１４ａと第２副軸歯車２６ａとが離れて描かれているが、図２で見るように両者は噛み合っている。
したがって、第１入力軸１４と第１副軸２４および第２副軸２６とは常時連結されている。

第１副軸２４と第１出力軸２０との間には、奇数段の歯車対が以下のように設けられる。すなわち、これらの軸２４、２０間には、１速歯車対３６（第１副軸２４と一体の１速入力歯車３６ａおよび第１出力軸２０上に回転自在の１速出力歯車３６ｂ）と、３速歯車対３８（第１副軸２４上で回転自在の３速入力歯車３８ａおよび第１出力軸２０と一体の３速出力歯車３８ｂ）と、７速歯車対４２（第１副軸２４上で回転自在の７速入力歯車４２ａおよび第１出力軸２０と一体の７速出力歯車４２ｂ）とが、それぞれ配置されている。なお、第１入力歯車１４ａと中間歯車３４ａとは、５速歯車対としての機能を兼ねている。

また、第１出力軸２０には第１スリーブ４４が、第１副軸２４には第２スリーブ４６が、それぞれ軸方向移動可能に設けられている。
第１スリーブ４４、第２スリーブ４６は、図示しないアクチュエータおよびシフトフォークにより、軸方向に移動することで以下のような連結作用をする。すなわち、第１スリーブ４４は、図１中右側へ移動した場合は３速歯車対でもある第２中間歯車３４ｂと第１出力軸２０とを連結し、左側へ移動した場合は１速歯車対３６の１速出力歯車３６ｂと第１出力軸２０とを連結する。同様に、第２スリーブ４６は、右側へ移動した場合は３速歯車対３８の３速入力歯車３８ａと第１副軸２４とを連結し、左側へ移動した場合は７速歯車対４２の７速入力歯車４２ａと第１副軸２４とを連結する。

第２入力軸１８と第２出力軸２２との間には、偶数段の歯車対が配置されている。すなわち、これらの軸１８、２４間には、２速歯車対４８（第２入力軸１８と一体の２速入力歯車４８ａおよび第２出力軸２２上に回転自在の２速出力歯車４８ｂ）と、４速歯車対５０（第２入力軸１８と一体の４速入力歯車５０ａおよび第２出力軸２２上で回転自在の４速出力歯車５０ｂ）と、６速歯車対５２（第２入力軸１８上に回転自在の６速入力歯車５２ａおよび第２出力軸２２と一体の６速出力歯車５２ｂ）と、８速歯車対５４（第２入力軸１８上に回転自在の８速入力歯車５４ａおよび第２出力軸２２と一体の８速出力歯車５４ｂ）とが、それぞれ配置されている。

また、第２出力軸２２には第３スリーブ５６が、第２入力軸１８には第４スリーブ５８が、それぞれ軸方向移動可能に設けられている。
第３スリーブ５６、第４スリーブ５８は、図示しないアクチュエータおよびシフトフォークにより、軸方向に移動することで以下のような連結作用をする。すなわち、第３スリーブ５６は、図１中右側へ移動した場合は４速出力歯車５０ｂと第２出力軸２２とを連結し、左側へ移動した場合は２速出力歯車４８ｂと第２出力軸２２とを連結する。同様に、第４スリーブ５８は、右側へ移動した場合は６速入力歯車５２ａと第２入力軸１８とを連結し、左側へ移動した場合は８速入力歯車５４ａと第２入力軸１８とを連結する。

第２副軸２６上に回転自在に設けられたアイドラ歯車６０は、常に２速歯車対の２速出力歯車４８ｂと噛み合っており、第２副軸２６上には軸方向移動可能な第５スリーブ６２が設けてある。第５スリーブ６２は、図示しないアクチュエータおよびシフトフォークにより、右側へ移動することによりアイドラ歯車６０と第２副軸２６とを連結する。

なお、図示は省略したが、第１乃至第５の各スリーブ４４、４６、５６、５８、６２と、これらに対応する各歯車との間には、変速をスムーズに行うための同期装置が備えてある。また、自動変速を行うためのコントローラーやセンサ等も図示を省略した。

次に、図１に示した実施例１のダブルクラッチ式変速機の作動を、図３に示した作動表を参考にしながら説明する。
図３の作動表において、横方向の欄にはクラッチやスリーブといった締結要素が割り当ててあり、Ｃ−１は第１クラッチ１２を、Ｓ−１は第１スリーブ４４を、といった具合にそれぞれを表す。なお、これらの記号と各締結要素の符号との関係は図１に記してある。

また、縦方向の欄には、図示しないシフトレバーのポジション「Ｄ」（前進）における第１速（１ｓｔ）乃至第８速（８ｔｈ）、および「Ｒ」（後進）に分けてある。
作動表は、各変速段に応じて締結要素の作用との関係を表したものである。図３中、第１、第２クラッチ１２、１６の欄の、「○」は接続を表し、空欄は解放を表す。
各スリーブ４４、４６、５６、５８、６２の欄は、それぞれのスリーブが図１において移動する方向を表わす矢印が記載してあり、空欄は中立位置にあって連結作用をしていないことを表す。

作動表にはないが、第１クラッチ１２および第２クラッチ１６がともに開放されている場合は、いずれかのスリーブが移動してエンジン１０が回転していても、動力が車輪へ伝達されず、自動車は駆動されない「中立」状態となる。
始めに、自動車が停止している状態から「Ｄ」レンジで、前進第１速より発進することから説明する。

最初に、「１ｓｔ」欄に見るように、第１スリーブ４４（Ｓ−１）を図１中左側へ移動して１速歯車対３６の１速出力歯車３６ｂと第１出力軸２０とを連結させて第１クラッチ１２（Ｃ−１）を徐々に接続すると、エンジン１０の動力が第１クラッチ１２から第１入力軸１４、第１入力歯車１４ａ、第１中間歯車３４ａ、第２中間歯車３４ｂ、第１副軸歯車２４、１速歯車対３６ａ、３６ｂ、第１スリーブ４４を経て第１出力軸２０を駆動し、自動車は第１速の変速比で動き出す。
なお、この場合、第２クラッチ１６は開放されたままである。

次に、前進第１速から第２速への変速について説明する。
上記のように第１クラッチ１２を接続して第１速で走行している状態において、第２クラッチ１６を開放したままの状態で第３スリーブ５６（Ｓ−３）を図１中左側へ移動し、２速出力歯車４８ｂと第２出力軸２２とを連結する。
続いて、第１クラッチ１２を開放しながら第２クラッチ１６を接続すると第２速への変速が行われる。

すなわち、第１クラッチ１２を開放することで上記の１速駆動での動力伝達がなくなり、代わってエンジン１０の動力が第２クラッチ１６から第２入力軸１８、２速歯車対４８ａ、４８ｂを経て第２出力軸２２へ伝達され、自動車は第２速の変速比で走行することとなる。

このように、第１クラッチ１２と第２クラッチ１６との繋ぎ替えによって変速が行われるので、通常の手動変速機のような駆動力の中断を発生させないで変速を行うことができる。

第３速以降への変速は、図３の作動表にしたがって、第１乃至第４の各スリーブ４４、４６、５６、５８の移動と第１、第２クラッチ１２、１６の繋ぎ替えによって、順次、第８速まで駆動力の中断のない変速を行うことができる。

次に、後進（Ｒ）の走行は、第３スリーブ５６（Ｓ−３）を左側へ、第５スリーブ６２（Ｓ−５）を右側へ、それぞれ移動して、第１クラッチ１２を接続することで行う。
後進の駆動においてエンジン１０の動力は、第１クラッチ１２、第１入力歯車１４ａ、第２副軸歯車２６ａ、第５スリーブ６２を経て、アイドラ歯車６０から２速歯車対４８ｂに伝わり、第３スリーブ５６から第２出力軸２２を逆転駆動する。
このとき、第２入力軸１８もエンジン１０の回転方向と逆方向に回転するが、第２クラッチ１６が解放されているので支障はない。

このように、ダブルクラッチ式変速機は、駆動力の中断を伴わないで変速ができるのが特徴であり、自動的に変速操作を行うのに適している。

図１に示した実施例１のダブルクラッチ式変速機は、第１速乃至第７速の奇数段に関わる歯車対３４ｂ、２４ａ、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４２ａ、４２ｂ、および第１、第２スリーブ４４、４６と、第２速乃至第８速の偶数段に関わる歯車対４８ａ、４８ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、および第３、第４スリーブ５６、５８とを、軸方向にオーバーラップして配置したため、前進８段の多段変速を実現しながら、軸方向長さを短くできるのが最大の特徴である。

また、後進に関わる歯車２６ａ、６０、および第５スリーブ６２を、上記の前進段の歯車対やスリーブとオーバーラップして配置したため、後進のために軸方向長さが伸びることがないのも特徴である。

図４は、本発明の実施例２に係るダブルクラッチ式変速機を表す。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

図４は図１に対応したスケルトン図であり、歯車の配置が実施例１と一部異なる。
すなわち、第１入力歯車１４ａと中間歯車３４ａとが、３速歯車対としての機能を兼ねるようにしてある。
このため、前進段の変速比を実施例１と同じとした場合、以下が実施例１と異なる。
第１入力歯車１４ａと中間歯車３４ａとの歯数比が実施例１と異なるとともに、実施例１において３速歯車対３８ａ、３８ｂのあった位置に５速歯車対４０ａ、４０ｂを配置した。

さらに、第１入力歯車１４ａと中間歯車３４ａとの歯数比が異なる関係で、中間歯車３４ｂと第１副軸歯車２４ａの歯数比および、後進に関わる第２副軸歯車２６ａとアイドラ歯車６０の歯数比が異なる。

次に図４に示した実施例２の作動について、図５に示した作動表を参考に説明する。
図５は図３に対応しており、第１スリーブ４４と第２スリーブ４６において、第３速と第５速が実施例１と入れ替わった構成になっている。
このため、第３速と第５速の動力伝達経路が実施例１と入れ替わる。
その他の作動については、実施例１と同様であるので詳細の説明を省略する。

図４に示した実施例２のダブルクラッチ式変速機も実施例１と同様に、第１速乃至第７速の奇数段に関わる歯車対３４ｂ、２４ａ、３６ａ、３６ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、および第１、第２スリーブ４４、４６と、第２速乃至第８速の偶数段に関わる歯車対４８ａ、４８ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、および第３、第４スリーブ５６、５８とを、軸方向にオーバーラップして配置したため、前進８段の多段変速を実現しながら、軸方向長さを短くできるのが最大の特徴である。

また、後進に関わる歯車２６ａ、６０、および第５スリーブ６２を、上記の前進段の歯車対やスリーブとオーバーラップして配置したため、後進のために軸方向長さが伸びることがないのも特徴である。

図６乃至図８は、本発明の実施例３に係るダブルクラッチ式変速機を表す。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。

図６は図１に対応したスケルトン図であり、図７は図２に対応し、図８は図３に対応した作動表である。図６は図７のＡ１−Ａ２およびＢ−Ｂに沿った断面を表している。
実施例１とは、第２副軸２６の配置が大きく異なるので、図６では第２副軸２６まわりのＣ−Ｃ断面をＢ−Ｂと離れて描いているが、図７に示すように第２副軸歯車２６ａは１速歯車対３６ｂと噛み合っており、アイドラ歯車６０は６速歯車対５２ａと噛み合っている。また、それに伴って第１副軸２４の配置も実施例１と異なる。

次に図６に示した実施例３の作動について、図８に示した作動表を参考に説明する。
図８は図３に対応している。前進は実施例１と同じであるので説明を省略する。
後進は、第５スリーブ６２を左側へ移動して第１クラッチ１２を接続することで行われる。
後進の駆動においてエンジン１０の動力は、第１クラッチ１２、第１入力歯車１４ａ、第１中間歯車３４ａ、第２中間歯車３４ｂ、第１副軸歯車２４、１速歯車対３６ａ、３６ｂから第２副軸歯車２６ａ、第５スリーブ６２を経て、アイドラ歯車６０から６速歯車対５２ａ、５２ｂに伝わり第２出力軸２２を逆転駆動する。

図６に示した実施例３のダブルクラッチ式変速機も実施例１と同様に、第１速乃至第７速の奇数段に関わる歯車対３４ｂ、２４ａ、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４２ａ、４２ｂ、および第１、第２スリーブ４４、４６と、第２速乃至第８速の偶数段に関わる歯車対４８ａ、４８ｂ、５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、および第３、第４スリーブ５６、５８とを、軸方向にオーバーラップして配置したため、前進８段の多段変速を実現しながら、軸方向長さを短くできるのが最大の特徴である。
また、後進に関わる歯車２６ａ、６０、および第５スリーブ６２を、上記の前進段の歯車対やスリーブとオーバーラップして配置したため、後進のために軸方向長さが伸びることがないのも特徴である。

なお、図６、図７において、アイドラ歯車６０は６速入力歯車５２ａと噛み合っているが、これを変更して、アイドラ歯車６０が３速入力歯車３８ａと噛み合うようにしても逆転駆動が可能である。
この場合は、３速歯車対３８ａ、３８ｂを介して第１出力軸２０が逆転駆動されることになるので、後進の変速比を図６と同じにするなら、アイドラ歯車６０の歯数を少なくするとともに第２副軸２６の位置も若干変える必要がある。

上記した実施例１乃至実施例３は、いずれも前進８段の構成であるが、これらから８速歯車対５４ａ、５４ｂを取り去れば前進７段になって、第２入力軸１８および第２出力軸２２の部分が軸方向に短くなり、さらに７速歯車対４２ａ、４２ｂも取り去れば前進６段になって、第１副軸２４および第１出力軸２０の部分も短くなる。
このように、本発明のダブルクラッチ式変速機は、前進６段以上の多段化を実現しながら変速機の軸方向長さを従来例より短くすることができる。

前進６段以上の変速比を得ながら、変速機部分の軸方向長さを短くレイアウトできるため、特にエンジン横置き式等の車両に搭載する変速機へ適用する場合に、より車幅が小さい車両にも適用可能になるとともに、より軸方向長さの大きなエンジンと組み合わせて適用することもできるので、小型乗用車などに幅広く適用することができる。

本発明のダブルクラッチ式変速機の構造を示したスケルトン図である。（実施例１） 実施例１の軸の配置を示す図である。 実施例１の作動表を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るダブルクラッチ式変速機の構造を示したスケルトン図である。（実施例２） 実施例２の作動表を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るダブルクラッチ式変速機の構造を示したスケルトン図である。（実施例３） 実施例３の軸の配置を示す図である。 実施例３の作動表を示す図である。

符号の説明

１０ エンジン
１２ 第１クラッチ
１４ 第１入力軸
１６ 第２クラッチ
１８ 第２入力軸
２０ 第１出力軸
２２ 第２出力軸
２４ 第１副軸
２６ 第２副軸
２８ 出力歯車
３０ 差動装置
３２ 車軸
３４ 中間歯車
３６、３６ａ、３６ｂ １速歯車対
３８、３８ａ、３８ｂ ３速歯車対
４０、４０ａ、４０ｂ ５速歯車対
４２、４２ａ、４２ｂ ７速歯車対
４４ 第１スリーブ
４６ 第２スリーブ
４８、４８ａ、４８ｂ ２速歯車対
５０、５０ａ、５０ｂ ４速歯車対
５２、５２ａ、５２ｂ ６速歯車対
５４、５４ａ、５４ｂ ８速歯車対
５６ 第３スリーブ
５８ 第４スリーブ
６０ アイドラ歯車
６２ 第５スリーブ

Claims (5)

1. 第１入力軸と、
   該第１入力軸と同軸の第２入力軸と、
   前記第１入力軸および前記第２入力軸に平行な第１出力軸と、
   前記第１入力軸、前記第２入力軸、前記第１出力軸に平行な第２出力軸と、
   前記第１入力軸、前記第２入力軸、前記第１出力軸、前記第２出力軸に平行な第１副軸とを備え、
   前記第１副軸と前記第１出力軸の間に複数配置した、奇数段または偶数段の一方の変速歯車対と、
   前記第２入力軸と前記第２出力軸との間に複数配置した、奇数段または偶数段の他方の変速歯車対と、
   エンジンの駆動力を前記第１入力軸に伝達可能な第１クラッチと、
   前記エンジンの駆動力を前記第２入力軸に伝達可能な第２クラッチと、
   前記第１出力軸と同軸上に回転自在に配置されて前記第１入力軸へ入力された駆動力を前記第１副軸に伝達可能な中間歯車とを、
   供えていることを特徴とするダブルクラッチ式変速機。
2. 前記中間歯車が、第５速、第３速、第４速、第６速のうちのいずれかの変速歯車対を兼ねることを特徴とする請求項１に記載のダブルクラッチ式変速機。
3. 前記第１入力軸が、これと平行な第２副軸上に回転自在に配置したアイドラ歯車を介して、前記第２出力軸上に配置した前記変速歯車対を逆転駆動可能にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のダブルクラッチ式変速機。
4. 前記第１出力軸もしくは前記第２出力軸上に配置した前記変速歯車対のうち１速出力歯車が、第２副軸上に回転自在に配置したアイドラ歯車を介して、前記第１副軸もしくは前記第２入力軸上に配置した前記３速歯車対または前記６速歯車対を逆転駆動可能にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のダブルクラッチ式変速機。
5. 前記第１副軸と前記第１出力軸の間に少なくとも第１速、第３速、第５速の変速歯車対を配置し、前記第２入力軸と第２出力軸との間に少なくとも第２速、第３速、第５速の変速歯車対を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のダブルクラッチ式変速機。
   
   

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