JP2004176844A

JP2004176844A - 歯車変速機

Info

Publication number: JP2004176844A
Application number: JP2002345459A
Authority: JP
Inventors: Koichi Masutani; 浩一桝谷
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】後退専用の駆動歯車と被駆動歯車をなくして変速機の軸長を短くし、変速機を小型化する。
【解決手段】歯車変速機はエンジン動力が入力される入力軸１１と、入力軸１１との間で複数の変速歯車列２１〜２６が設けられて変速された動力を出力する出力軸１２とを有し、出力軸１２に固定された出力歯車３４に噛合う被駆動歯車３５が駆動軸１６に設けられ、変速歯車列２１を形成する変速用被駆動歯車２１ｂと被駆動歯車３５とを連結する状態と、連結を解く状態とに切り換えるための噛合いクラッチ３９がリバース軸３６に設けられている。リバース軸３６には被駆動歯車２１ｂと噛み合う第１リバースアイドラ歯車３７と、被駆動歯車３５に噛み合う第２リバースアイドラ歯車３８とが設けられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は後退専用の歯車を入力軸と出力軸に設けることなく、後退移動を行うようにし軸長を短くするようにした歯車変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の変速機には、運転者のシフトレバー操作により変速操作が行われる手動変速機と、車両の走行状態に応じて変速操作が自動的に行われる自動変速機がある。手動変速機は複数の駆動歯車が設けられた入力軸と、それぞれの駆動歯車に噛合って変速歯車列を形成する複数の被駆動歯車が設けられた出力軸とを有している。入力軸と出力軸は相互に平行に配置されており、シフトレバーが操作されると、噛合いクラッチによって複数の歯車列から動力伝達を行う歯車列が切り換えられて変速操作が行われる。
【０００３】
このように入力軸と出力軸とが相互に平行となった平行軸式の手動変速機の構造をベースとして、噛合いクラッチの切換動作を油圧アクチュエータによって自動的に行うようにすると、変速機は自動変速機となり、走行状態に応じて動力伝達を行う変速歯車列が自動的に選択される。このタイプの自動変速機はＡＭＴと言われている。
【０００４】
車両を後退させるために、従来、前進用の複数段の変速歯車列に加えて、後退用の駆動歯車を入力軸に設け、この駆動歯車とにより後退用の歯車列を形成する後退用の被駆動歯車を出力軸に設けており、これらの歯車が入力軸と出力軸に設けられることから変速機の軸長を短くすることには限界があった。そこで、入力軸に設けられた第１速の駆動歯車を後退用の駆動歯車として共用し、この駆動歯車に常時噛合うアイドラ歯車と、出力軸に設けられた後退用の被駆動歯車に常時噛合う中間歯車とを切換機構によって連結するようにした変速機がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−９９１９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この技術では第１速の駆動歯車を後退用の駆動歯車として共用しているので、後退用の駆動歯車を入力軸に設けることは不要となるものの、後退用の被駆動歯車を出力軸に設けなければならず、そのスペース分の軸長が長くなって変速機が大きくなるという問題点がある。また、後退専用の被駆動歯車が必要であることから、その分の製造コストアップをもたらすという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、後退専用の駆動歯車と被駆動歯車をなくして変速機の軸長を短くし、変速機を小型化することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の歯車変速機は、エンジン動力が入力される入力軸と、前記入力軸との間で複数の変速歯車列が設けられて変速された動力を出力する出力軸とを有する歯車変速機であって、前記出力軸に固定された出力歯車に噛合う被駆動歯車が設けられ、前記出力軸からの動力を駆動輪に伝達する駆動軸と、前記出力軸に設けられてそれぞれ変速歯車列を形成する変速用の被駆動歯車のいずれかと前記被駆動歯車とを連結する状態と、連結を解く状態とに切り換える後退手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の歯車変速機は、前記出力軸に平行に配置されるリバース軸と、前記リバース軸に装着され前記変速用の被駆動歯車のいずれかと噛み合う第１リバースアイドラ歯車と、前記リバース軸に装着され前記被駆動歯車に噛み合う第２リバースアイドラ歯車と、前記第１と第２のリバースアイドラ歯車を連結させる状態と連結を解く状態とに切り換える噛合いクラッチとにより前記後退手段を形成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の歯車変速機は、前記出力軸に平行に配置されるリバース軸に軸方向に移動自在に装着され、前記変速用の被駆動歯車のいずれかと前記被駆動歯車とに噛み合う位置、および噛合いを解く位置に移動するリバースアイドラ歯車により前記後退手段を形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の歯車変速機は、前記変速用の被駆動歯車は第１速または第２速の変速用被駆動歯車であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の歯車変速機にあっては、出力軸に設けられた出力歯車に噛合い駆動軸に設けられた被駆動歯車と、いずれかの変速段を形成する変速歯車列との間に後退手段を設けたので、入力軸と出力軸には後退用の歯車を設けることが不要となり、入力軸と出力軸の軸長を短くすることができる。これにより、変速機を小型化することができるとともに一層コストを低減することができる。
【００１３】
後退手段を２つのリバースアイドラ歯車とこれらを連結する噛合いクラッチとにより形成することにより、２段減速を行うことができ、リバース用の歯数比の設計自由度を拡大することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見た歯車の配列状態を示すスケルトン図である。
【００１５】
図１および図２に示される歯車変速機は、エンジンのクランク軸が車幅方向となって車体に配置される横置き型の自動変速機であり、入力軸１１とこれと平行となった出力軸１２とを有している。入力軸１１はエンジン１３のクランク軸１４に入力クラッチ１５を介して連結されるようになっており、入力軸１１にはエンジン動力が入力される。出力軸１２は入力軸１１との間に装着された変速歯車列を介して変速された動力を出力する。なお、入力クラッチ１５とクランク軸１４の間にトルクコンバータを設けるようにしても良い。
【００１６】
入力軸１１と出力軸１２はそれぞれ平行に配置されており、この歯車変速機は平行軸式となっている。これらの入力軸１１と出力軸１２に平行となって駆動軸１６が配置されており、この歯車変速機は入力軸１１，出力軸１２および駆動軸１６を有する３軸構造となっている。この駆動軸１６は差動機構１７の左右のサイドギヤ軸により形成されており、それぞれのサイドギヤ軸はアクスル軸１８ａ，１８ｂを介して駆動輪１９ａ，１９ｂに連結されている。
【００１７】
入力軸１１には第１速と第２速の駆動歯車２１ａ，２２ａがそれぞれ固定され、第３速〜第６速の駆動歯車２３ａ〜２６ａがそれぞれ回転自在に装着されており、それぞれの駆動歯車２１ａ〜２６ａは変速用の駆動歯車となっている。出力軸１２には第１速と第２速の被駆動歯車２１ｂ，２２ｂがそれぞれ回転自在に装着され、第３速〜第６速の被駆動歯車２３ｂ〜２６ｂがそれぞれ固定されており、それぞれの被駆動歯車２１ｂ〜２６ｂは変速用の被駆動歯車となっている。それぞれのドライブギヤつまり駆動歯車２１ａ〜２６ａは、対応するドリブンギヤつまり被駆動歯車２１ｂ〜２６ｂに常時噛み合っており、入力軸１１と出力軸１２との間には、第１速から第６速の変速歯車列２１〜２６が形成されている。変速歯車列２１〜２６はエンジン側が第６速となっており、反対側に向かうにしたがって、１段毎に低速段となっている。
【００１８】
第１速の変速歯車列２１を動力伝達状態とする位置と、第２速の変速歯車列２２を動力伝達状態とする位置と、いずれも動力伝達状態としない中立位置とに切り換えるために、出力軸１２には第１切換クラッチ３１が設けられている。入力軸１１には、第３速の変速歯車列２３を動力伝達状態とする位置と、第４速の変速歯車列２４を動力伝達状態とする位置と、いずれも動力伝達状態としない中立位置とに切り換えるために第２切換クラッチ３２が設けられるとともに、第５速の変速歯車列２５を動力伝達状態とする位置と、第６速の変速歯車列２６を動力伝達状態とする位置と、いずれも動力伝達状態としない中立位置とに切り換えるために第３切換クラッチ３３が設けられている。
【００１９】
第１切換クラッチ３１は出力軸１２に固定された切換ハブ３１ａと、この切換ハブ３１ａに軸方向に移動自在に装着される切換スリーブ３１ｂとを有し、切換スリーブ３１ｂを第１速の被駆動歯車２１ｂに設けられたスプライン部２１ｃに噛み合わせると、第１速の変速段が選択されて変速歯車列２１が動力伝達状態となる。一方、切換スリーブ３１ｂを第２速の被駆動歯車２２ｂに設けられたスプライン部２２ｃに噛み合わせると、第２速の変速段が選択されて変速歯車列２２が動力伝達状態となる。
【００２０】
第２切換クラッチ３２と第３切換クラッチ３３も第１切換クラッチ３１と同様の構造となっており、切換ハブ３２ａ，３３ａと切換スリーブ３２ｂ，３３ｂとを有している。それぞれの切換クラッチ３１〜３３は、同期機構つまりシンクロメッシュ機構であり、それぞれの切換クラッチ３１〜３３のシンクロナイザーリングは省略されている。それぞれの切換スリーブ３１ｂ〜３３ｂは図示しない油圧アクチュエータによって駆動されるようになっており、走行状態に応じて自動的に変速段が選択される。ただし、この歯車変速機は自動変速機として使用することができるだけでなく、マニュアル式の変速機つまり手動変速機としても使用することができる。その場合には運転席に設けられたシフトレバーによって切換スリーブを駆動する。なお、第１切換クラッチ３１を入力軸１１に設け、第２切換クラッチ３２と第３切換クラッチ３３を出力軸１２に設けるようにしても良く、切換クラッチにより切換動作が行われる側の歯車を入力軸１１と出力軸１２の一方に回転自在に装着し、これに噛み合う歯車を入力軸１１と出力軸１２の他方に固定するようにすれば、それぞれの切換クラッチ３１〜３３は入力軸１１と出力軸１２のいずれに設けるようにしても良い。
【００２１】
出力軸１２には出力歯車としてのファイナルドライブギヤ３４が固定され、このファイナルドライブギヤ３４は差動機構１７に設けられた被駆動歯車としてのファイナルドリブンギヤ３５に常時噛み合っている。したがって、車両が前進走行する場合には、第１速から第６速のいずれかの変速歯車列を介して出力歯車としてのファイナルドライブギヤ３４にエンジン動力が出力され、このファイナルドライブギヤ３４と噛み合う出力用の被駆動歯車としてのファイナルドリブンギヤ３５にエンジン動力が伝達される。
【００２２】
入力軸１１と出力軸１２のそれぞれに平行にリバース軸３６が配置されており、このリバース軸３６には第１速の被駆動歯車２１ｂに常時噛み合う第１リバースアイドラ歯車３７が回転自在に装着され、さらに出力用の被駆動歯車としてのファイナルドリブンギヤ３５に常時噛み合う第２リバースアイドラ歯車３８が回転自在に装着されている。第１リバースアイドラ歯車３７と第２リバースアイドラ歯車３８とを連結する状態と連結を解く状態とに切り換えるために、両方のリバースアイドラ歯車３７，３８の間には噛合いクラッチ３９が設けられており、２つのリバースアイドラ歯車３７，３８と噛合いクラッチ３９により後退手段が形成されている。この噛合いクラッチ３９は選択摺動型が用いられているが、同期噛合い機構を用いるようにしても良い。
【００２３】
後退手段を形成する噛合いクラッチ３９は、第２リバースアイドラ歯車３８に設けられた切換ハブ３９ａと、この切換ハブ３９ａに軸方向に移動自在に装着された切換スリーブ３９ｂとを有し、この切換スリーブ３９ｂは第１リバースアイドラ歯車３７に設けられたスプライン部３７ａに噛み合うようになっている。したがって、第１の切換クラッチ３１を第１速の被駆動歯車２１ｂと出力軸１２とを解放させた中立状態とし、第２，第３の切換クラッチ３２、３３を中立位置に設定した状態のもとで、切換スリーブ３９ｂを第１リバースアイドラ歯車３７に設けられたスプライン部３７ａに噛み合わせると、連結状態の両方の歯車３７，３８を介して第１速の被駆動歯車２１ｂからファイナルドリブンギヤ３５に動力が伝達され、車両は後退移動する。
【００２４】
このように、第１速の被駆動歯車２１ｂとファイナルドリブンギヤ３５を後退用の歯車列として共用するようにしたので、入力軸１１および出力軸１２のいずれにも後退専用の歯車を設けることが不要となり、入力軸１１および出力軸１２の軸長を短くすることができ、変速機を小型化することが可能となる。しかも、後退手段は２つのリバースアイドラ歯車３７，３８を有しているので、２段の歯車列により減速することができ、後退時の歯車比の設定自由度が拡大する。
【００２５】
図３は本発明の他の実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図であり、図３においては図１および図２に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。この歯車変速機は第１速と第２速が前述した場合と逆の位置に配置され、同様に第３速と第４速が、そして第５速と第６速がそれぞれ前述した場合と逆の位置になっている。したがって、第１リバースアイドラ歯車３７は第２速の被駆動歯車２２ｂに常時噛み合っており、後退時には第２速の被駆動歯車２２ｂとファイナルドリブンギヤ３５とを介してエンジン動力が駆動輪に伝達されることになる。
【００２６】
図１および図３に示す歯車変速機は横置き型であり、車両の前側に変速機が搭載されるとＦＦ車になり、車両の後側に変速機が搭載されればＲＲ車となる。さらに、この変速機を車両の前側に搭載するとともに、ファイナルドリブンギヤ３５にトランスファードライブ軸を介して後輪も駆動するようにすれば四輪駆動車となる。
【００２７】
図４は本発明の他の実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図であり、図５は図４におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見た歯車の配列状態を示すスケルトン図である。この歯車変速機は、エンジンのクランク軸が車両の進行方向となって車体に配置される縦置き型であり、図４においては前述した歯車変速機を構成する部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００２８】
出力軸１２には出力歯車としてのリダクションドライブギヤ４１が固定され、駆動軸としてのドライブシャフト４２が出力軸１２および入力軸１１に平行に配置されている。ドライブシャフト４２に固定された出力用の被駆動歯車としてのリダクションドリブンギヤ４３がリダクションドライブギヤ４１に常時噛み合っている。ドライブシャフト４２の先端にはドライブピンオンギヤつまり終減速小歯車４４が取り付けられ、この終減速小歯車４４は差動機構に取り付けられたハイポイドギヤつまり終減速大歯車４５に噛合っている。したがって、前進走行時には、第１速から第６速のいずれかの変速歯車列を介して出力歯車としてのリダクションドライブギヤ４１にエンジン動力が出力され、これと噛み合う被駆動歯車としてのリダクションドリブンギヤ４３にエンジン動力が伝達される。
【００２９】
第１速の被駆動歯車２１ｂとリダクションドリブンギヤ４３との間には、図１および図３に示したものと同様の構造の第１リバースアイドラ歯車３７と第２リバースアイドラ歯車３８と噛合いクラッチ３９が設けられている。したがって、第１の切換クラッチ３１を第１速の被駆動歯車２１ｂと出力軸１２とを解放させた中立状態とし、第２，第３の切換クラッチ３２，３３を中立位置に設定した状態のもとで、切換スリーブ３９ｂを第１リバースアイドラ歯車３７に設けられたスプライン部３７ａに噛み合わせると、連結状態の両方のリバースアイドラ歯車３７，３８を介して第１速の被駆動歯車２１ｂからリダクションドリブンギヤ４３に動力が伝達され、車両は後退移動する。
【００３０】
この歯車変速機においても、第１速と第２速の変速歯車列２１，２２を図４に示した場合と逆の位置に配置し、同様に第３速と第４速の変速歯車列２３，２４を逆の位置に配置し、第５速と第６速の変速歯車列２５，２６を逆の位置に配置するようにしても良い。
【００３１】
図４に示す歯車変速機は縦置き型であり、車両の前側に変速機が搭載されるとＦＦ車になり、車両の後側に変速機が搭載されればＲＲ車となり、車両の進行方向中間部に配置されればＭＲ車となる。また、この変速機を車両の前側に搭載するとともに、リダクションドリブンギヤ４３にセンターデファレンシャルや動力分配機構を介して前輪駆動用のドライブシャフトと後輪駆動用のドライブシャフトを連結すれば四輪駆動車となる。さらに、図４に示すタイプの変速機における基本構造を大幅に変更することなく、ドライブシャフト４２を車両の後方に突出させるようにすればＦＲ車になり、そのタイプの変速機を車両の後側に配置すればＲＦ車となる。
【００３２】
図６は本発明の他の実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図であり、図６においては図４に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。この歯車変速機は図４に示した場合と同様に縦置き型であり、出力軸１２には出力歯車としてのリダクションドライブギヤ４１が固定されている。このリダクションドライブギヤ４１にはセンタデファレンシャル４６の被駆動歯車４７が常時噛み合っており、このセンタデファレンシャル４６の一方のピニオン軸は前輪用のドライブシャフト４８ａとなっている。このドライブシャフト４８ａには、前輪用の差動機構に設けられた終減速大歯車４９に噛み合う終減速小歯車５１が取り付けられている。他方のピニオン軸は後輪用のドライブシャフト４８ｂとなっており、このドライブシャフト４８ｂは図示省略した後輪用の差動機構を介して後輪に連結されている。
【００３３】
入力軸１１および出力軸１２に平行にリバース軸３６が配置されており、このリバース軸３６にはリバースアイドラ歯車５２が軸方向に移動自在に装着され、このリバースアイドラ歯車５２は第１速の被駆動歯車２１ｂと被駆動歯車４７との両方に噛み合う位置と、これらとの噛合いを解く位置とに移動する。したがって、第１の切換クラッチ３１を第１速の被駆動歯車２１ｂと出力軸１２とを解放させた中立状態とし、第２，第３の切換クラッチ３２，３３を中立位置に設定した状態のもとで、リバースアイドラ歯車５２を第１速の被駆動歯車２１ｂと被駆動歯車４７とに噛み合わせると、リバースアイドラ歯車５２を介して第１速の被駆動歯車２１ｂから被駆動歯車４７に動力が伝達され車両は後退移動する。
【００３４】
このタイプの変速機にあっては、出力歯車としてのリダクションドライブギヤ４１を第２速と第３速の被駆動歯車の間に取り付けることにより、リバースアイドラ歯車５２を第２速または第３速の被駆動歯車と被駆動歯車４７とに噛み合わせるようにしても良く、同様にリダクションドライブギヤ４１を第４速と第５速の被駆動歯車の間に取り付けるようにしても良い。
【００３５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する変速機は変速段数が６段となっているが、変速段数は図示した場合に限られず、任意の段数とすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、入力軸および出力軸の双方に後退用の歯車を設けることなく、出力軸に設けられた出力歯車に噛合って駆動軸に設けられる被駆動歯車と、いずれかの変速段を形成する変速歯車列と被駆動歯車との間に後退手段を設けたので、入力軸と出力軸には後退用の歯車を設けることなく後退段が形成され、入力軸と出力軸の軸長を短くすることができる。これにより、変速機を小型化することができるとともに製造コストを低減することができる。
【００３７】
後退手段を２つのリバースアイドラ歯車とこれらを連結する噛合いクラッチとにより形成することにより、２段減速を行うことができ、リバース用の歯数比の設計自由度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う方向から見た歯車の配列状態を示すスケルトン図である。
【図３】本発明の他の実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図である。
【図４】本発明の他の実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線に沿う方向から見た歯車の配列状態を示すスケルトン図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である歯車変速機を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１１入力軸
１２出力軸
１６駆動軸
２１〜２６変速歯車列
２１ａ〜２６ａ駆動歯車
２１ｂ〜２６ｂ被駆動歯車
３１〜３３切換クラッチ
３４ファイナルドライブギヤ（出力歯車）
３５ファイナルドリブンギヤ（被駆動歯車）
３６リバース軸
３７第１リバースアイドラ歯車
３８第２リバースアイドラ歯車
３９噛合いクラッチ
４１リダクションドライブギヤ（出力歯車）
４２ドライブシャフト（駆動軸）
４３リダクションドリブンギヤ（被駆動歯車）
４７被駆動歯車

Claims

エンジン動力が入力される入力軸と、前記入力軸との間で複数の変速歯車列が設けられて変速された動力を出力する出力軸とを有する歯車変速機であって、
前記出力軸に固定された出力歯車に噛合う被駆動歯車が設けられ、前記出力軸からの動力を駆動輪に伝達する駆動軸と、
前記出力軸に設けられてそれぞれ変速歯車列を形成する変速用の被駆動歯車のいずれかと前記被駆動歯車とを連結する状態と、連結を解く状態とに切り換える後退手段を有することを特徴とする歯車変速機。
請求項１記載の歯車変速機において、前記出力軸に平行に配置されるリバース軸と、前記リバース軸に装着され前記変速用の被駆動歯車のいずれかと噛み合う第１リバースアイドラ歯車と、前記リバース軸に装着され前記被駆動歯車に噛み合う第２リバースアイドラ歯車と、前記第１と第２のリバースアイドラ歯車を連結させる状態と連結を解く状態とに切り換える噛合いクラッチとにより前記後退手段を形成したことを特徴とする歯車変速機。
請求項１記載の歯車変速機において、前記出力軸に平行に配置されるリバース軸に軸方向に移動自在に装着され、前記変速用の被駆動歯車のいずれかと前記被駆動歯車とに噛み合う位置、および噛合いを解く位置に移動するリバースアイドラ歯車により前記後退手段を形成したことを特徴とする歯車変速機。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車変速機において、前記変速用の被駆動歯車は第１速または第２速の変速用の被駆動歯車であることを特徴とする歯車変速機。