JP2008213639A - 直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】直列に配置したエンジンと変速機を車体に横置きに配置した場合に、変速機ケースが車体のサイドフレームと干渉することを防止する。
【解決手段】１本の入力軸１５に対し２本の中間軸１６，１７を設け、入力軸と第２中間軸１７の間に設ける第２歯車変速機構２０Ｂのギヤ対の数を、入力軸と第１中間軸１６の間に設ける第１歯車変速機構２０Ａのギヤ対の数より少なくして、エンジン１０と反対側となる変速機ケース１２の背面１２ｂのうち上側となる第２歯車変速機構と対応する第２部分１２ｂ２を、第１歯車変速機構と対応する第１部分１２ｂ１よりもエンジン側に接近させて背面の上側に凹んだ切欠き部１２ｃを形成する。直列に配置したエンジンと変速機は、車体の両側部を前後方向に延びる１対のサイドフレーム１３の一方が変速機ケースの切欠き部内を通るように車体に横置き配置して搭載する。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに直列に配置したエンジンと変速機を車体に対し横置きに配置して搭載した自動車に関する。

互いに直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置したフロントエンジンフロントドライブ式の自動車においては、変速機のコンパクト化および高トルク化のために、例えば特許文献１に開示されたように、１本の入力軸に対し２本の中間軸を設け、入力軸と各中間軸との間に被動歯車を並列的に配置することにより、変速機全体の長さを短縮させ、かつ変速段数を増大させることが行われている。この特許文献１の実施例２では、変速段数を増大させて高トルク化をはかるために、２本の中間軸の長さをほゞ同じとして、それぞれの全長にわたり変速歯車および切換クラッチを配置しており、従って変速機ケースの背面はそのほゞ全面にわたり各中間軸と直交する平坦面となっている。

図４は、このような従来技術のエンジン１０と変速機１を直列に配置したものを横置きして自動車の車体の前部に搭載した場合の一例を示す。この例では、変速機ケース２の背面２ａはほゞ全面にわたり平坦面であり、直列に配置したエンジン１０と変速機１は、車体の両側部を前後方向に延びる１対のサイドフレーム３の間に位置し、またサイドフレーム３の前部は前車軸との干渉をさけるために上方に屈曲されているので、図において左側のサイドフレーム３は変速機ケース２の背面２ａの上部のすぐ左側を通っている。
特開２００２−７０９６０号公報（段落〔００３２〕〜〔００３５〕、図５、図６）。

このサイドフレーム３は衝突安全性および車両剛性の向上のために、断面の大形化および形状の直線化が要望されており、そのようにするとその断面形状は二点鎖線３ａで示すようになるので変速機ケース２の背面２ａの上部の左側と干渉し、車体に搭載することができなくなるという問題が生じる。以上はフロントエンジンフロントドライブ式の自動車に直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した場合について説明したが、同様なエンジンと変速機をリヤエンジンリヤドライブ式の自動車に横置き配置する場合にも、同様な問題が生じる。

なお特許文献１の実施例１には、変速段を１段少なくすることにより、変速機ケースの背面の第２中間軸と対応する部分を第１中間軸と対応する部分の背面よりもエンジン側に近づけることが示唆されている。しかしエンジン側に近づく第２中間軸と対応する部分は変速機ケースの下側に位置しているので、これにより変速機ケースの背面に生じるのは無用なデッドスペースであり、上述したような問題を解決することはできない。本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

本発明による直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車は、互いに直列に配置したエンジンと変速機を車体に対し横置きに配置した自動車であって、変速機は、エンジンにより回転駆動される入力軸と、駆動車輪に連結される出力軸と、入力軸と平行に配置されてそれぞれ出力軸に連結される第１および第２中間軸と、入力軸と第１中間軸の間に設けられて複数のギヤ対および切換クラッチからなる第１歯車変速機構と、入力軸と第２中間軸の間に設けられて複数のギヤ対および切換クラッチからなる第２歯車変速機構と、各軸および各歯車変速機構を覆う変速機ケースよりなる自動車において、第１中間軸よりも上方に位置された２中間軸と入力軸の間に設けられる複数のギヤ対は第１中間軸と入力軸の間に設けられる複数のギヤ対よりも少数とするとともに軸線方向においてエンジン側に寄せて配置することにより、変速機ケースはエンジンと反対側となる背面のうち上側となる第２歯車変速機構の第２中間軸に設けた部分と対応する第２部分を第１歯車変速機構と対応する第１部分よりもエンジン側に接近させて背面の上側に凹んだ切欠き部を形成し、互いに直列に配置したエンジンと変速機は、車体の両側部を前後方向に延びる１対のサイドフレームの一方が変速機ケースの切欠き部内を通るように配置して車体に搭載したことを特徴とするものである。

前項に記載の直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車は、変速機ケース内に、入力軸と平行に配置されて出力軸に連結される後進軸と、入力軸と後進軸の間に設けられて後進ギヤ列および後進切換クラッチからなる後進歯車変速機構をさらに備えたものとし、後進ギヤ列はその中間に位置する遊転ギヤを第２歯車変速機構のギヤ対に軸線方向に接近させて第２中間軸に回転自在に設けて入力軸の回転を後進軸に伝達することが好ましい。

前２項に記載の直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車において、第２歯車変速機構の各ギヤ対の入力軸に設けた駆動ギヤは第１歯車変速機構の一部の各ギヤ対の駆動ギヤと共用させることが好ましい。

前２項に記載の直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車において、後進ギヤ列の駆動ギヤは第１歯車変速機構の１つのギヤ対の駆動ギヤと共用させることが好ましい。

上述のように、本発明によれば、第１中間軸よりも上方に位置された第２中間軸と入力軸の間に設けられる複数のギヤ対は第１中間軸と入力軸の間に設けられる複数のギヤ対よりも少数とするとともに軸線方向においてエンジン側に寄せて配置することにより、変速機ケースはエンジンと反対側となる背面のうち上側となる第２歯車変速機構の第２中間軸に設けた部分と対応する第２部分を第１歯車変速機構と対応する第１部分よりもエンジン側に接近させて背面の上側に凹んだ切欠き部を形成し、互いに直列に配置したエンジンと変速機は、車体の両側部を前後方向に延びる１対のサイドフレームの一方が変速機ケースの切欠き部内を通るように配置して車体に搭載したので、衝突安全性および車両剛性の向上のために、サイドフレームの断面を大形化しあるいは形状を直線化して、従来ならばサイドフレームが変速機ケースの背面の上部と干渉するような場合でも、サイドフレームは変速機ケースの切欠き部内を通るので変速機ケースとの干渉が生じることはなくなり、車体に搭載することが可能となる。

変速機ケース内に、入力軸と平行に配置されて出力軸に連結される後進軸と、入力軸と後進軸の間に設けられて後進ギヤ列および後進切換クラッチからなる後進歯車変速機構をさらに備えたものとし、後進ギヤ列はその中間に位置する遊転ギヤを第２歯車変速機構のギヤ対に軸線方向に接近させて第２中間軸に回転自在に設けて入力軸の回転を後進軸に伝達するようにした請求項２の発明によれば、後進ギヤ列を備えた変速機においても前項で述べた効果を得ることができる。

第２歯車変速機構の各ギヤ対の入力軸に設けた駆動ギヤを第１歯車変速機構の一部の各ギヤ対の駆動ギヤと共用させるようにした請求項３の発明によれば、第１歯車変速機構の一部のギヤ対の駆動ギヤを共用した分だけギヤの数が減少するので変速機の構造を簡略化し、またコンパクト化することができる。

後進ギヤ列の駆動ギヤを第１歯車変速機構の１つのギヤ対の駆動ギヤと共用させるようにした請求項４の発明によれば、後進ギヤ列の駆動ギヤを第１歯車変速機構の１つのギヤ対の駆動ギヤと共用した分だけギヤの数が減少するので変速機の構造をさらに簡略化し、またコンパクト化することができる。

以下に、図１〜図３により、本発明による直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車の最良の形態の説明をする。図３はこの発明をフロントエンジンフロントドライブ式の自動車に適用した場合における自動車の前部の横方向に沿った縦断面の概要を示すものであり、互いに直列に配置して連結したエンジン１０と変速機１１は、自動車の車体の両側部に沿って前後方向に延びる主要な強度部材である左右のサイドフレーム１３の前部の間に横置きして搭載されている。図３において変速機１１は左側に配置され、その変速機ケース１２の背面１２ｂの上部には、後述のように凹んだ切欠き部１２ｃが形成されており、前車軸との干渉をさけるために上方に屈曲されているサイドフレーム１３のうち左側となるものの前部はこの切欠き部１２ｃ内の一部を通っている。

変速機１１は、主として図１および図２に示すように、エンジン１０により回転駆動される入力軸１５と、駆動車輪に連結される出力軸１９と、入力軸１５と平行に配置されてそれぞれ出力軸１９に連結される第１および第２中間軸１６，１７ならびに後進軸１８と、入力軸１５と第１中間軸１６の間に設けられた第１歯車変速機構２０Ａと、入力軸１５と第２中間軸１７の間に設けられた第２歯車変速機構２０Ｂと、入力軸１５と後進軸１８の間に設けられた後進歯車変速機構２０Ｃと、これらの各軸１５〜１９および各歯車変速機構２０Ａ，２０Ｂを覆う変速機ケース１２により構成されている。入力軸１５は図１における左端部および中間部が変速機ケース１２に回転自在に支持され、その右端はクラッチ（図示省略）を介してエンジン１０のクランク軸に連結され、両中間軸１６,１７および後進軸１８は両端部が変速機ケース１２に回転自在に支持されている。図２に示すように、第２中間軸１７および後進軸１８は入力軸１５および第１中間軸１６よりも上方に位置されている。

第１歯車変速機構２０Ａは、変速の第１速段〜第４速段を形成するもので、図１および図２に示すように、入力軸１５と第１中間軸１６の間に設けた４つのギヤ対、すなわち第１速ギヤ対２１ａ，２１ｂ〜第４速ギヤ対２４ａ，２４ｂと、この４つのギヤ対による入力軸１５と第１中間軸１６の間の動力伝達を切り換える第１および第２切換クラッチ３０Ａ，３０Ｂにより構成されている。第１速ギヤ対２１ａ，２１ｂ〜第４速ギヤ対２４ａ，２４ｂの各駆動ギヤ２１ａ〜２４ａは入力軸１５に固定され、各被動ギヤ２１ｂ〜２４ｂは第１中間軸１６に回転自在に設けられており、被動ギヤ２１ｂと被動ギヤ２２ｂの間および被動ギヤ２３ｂと被動ギヤ２４ｂの間には、それぞれ周知のシンクロメッシュ機構よりなる第１切換クラッチ３０Ａおよび第２切換クラッチ３０Ｂが設けられている。第３速ギヤ対２３ａ，２３ｂ、第４速ギヤ対２４ａ，２４ｂおよび第２切換クラッチ３０Ｂは、第１速ギヤ対２１ａ，２１ｂ、第２速ギヤ対２２ａ，２２ｂおよび第１切換クラッチ３０Ａよりも、エンジン１０側に配置されている。

第１切換クラッチ３０Ａは、第１中間軸１６に固定されたクラッチハブＬと、その外周に軸線方向摺動自在にスプライン係合されたスリーブＭと、各被動ギヤ２１ｂ，２２ｂにそれぞれ固定された係合部材Ｓ１，Ｓ２よりなるものである。スリーブＭは、手動操作されるシフトフォークＮにより左向きにシフトされれば、係合部材Ｓ１にスプライン係合され、第１速ギヤ対２１ａ，２１ｂの被動ギヤ２１ｂが第１中間軸１６に連結されて第１速段が形成される。スリーブＭが右向きにシフトされれば、同様にして第２速ギヤ対２２ａ，２２ｂの被動ギヤ２２ｂが第１中間軸１６に連結されて第２速段が形成される。第２切換クラッチ３０Ｂは第１切換クラッチ３０Ａと同一構造で、シフトフォークＮによりスリーブＭが左向きにシフトされれば、同様にして第３速ギヤ対２３ａ，２３ｂの被動ギヤ２３ｂが第１中間軸１６に連結されて第３速段が形成され、スリーブＭが右向きにシフトされれば第４速段が形成される。

第２歯車変速機構２０Ｂは、変速の第５速段および第６速段を形成するもので、図１および図２に示すように、入力軸１５と第２中間軸１７の間に設けた２つのギヤ対、すなわち第５速ギヤ対２５ａ，２５ｂおよび第６速ギヤ対２６ａ，２６ｂと、この２つのギヤ対による入力軸１５と第２中間軸１７の間の動力伝達を切り換える第３切換クラッチ３０Ｃにより構成されている。第１歯車変速機構２０Ａの場合と同様、第５速ギヤ対２５ａ，２５ｂおよび第６速ギヤ対２６ａ，２６ｂの各被動ギヤ２５ｂ，２６ｂは第２中間軸１７に回転自在に設けられ、その間に第３切換クラッチ３０Ｃが設けられている。

第２歯車変速機構２０Ｂのギヤ対は２対、切換クラッチは１組であって、それらの数は第１歯車変速機構２０Ａよりも少数である。この第２歯車変速機構２０Ｂは、軸線方向においてエンジン１０側に寄せて配置され、第５速ギヤ対２５ａ，２５ｂの駆動ギヤ２５ａは第３速ギヤ対２３ａ，２３ｂの駆動ギヤ２３ａと共用され、また第６速ギヤ対２６ａ，２６ｂの駆動ギヤ２６ａは第４速ギヤ対２４ａ，２４ｂの駆動ギヤ２４ａと共用されている。第１歯車変速機構２０Ａの場合と同様、シフトフォークＮにより第３切換クラッチ３０ＣのスリーブＭが左向きにシフトされれば被動ギヤ２５ｂに固定された係合部材Ｓ５にスプライン係合され、第５速ギヤ対２５ａ，２５ｂの被動ギヤ２５ｂが第２中間軸１７に連結されて第５速段が形成され、右向きにシフトされれば同様にして第６速ギヤ対２６ａ，２６ｂの被動ギヤ２６ｂが第２中間軸１７に連結されて第６速段が形成される。

後進歯車変速機構２０Ｃは、変速の後進段を形成するもので、図１および図２に示すように、入力軸１５と第２中間軸１７と後進軸１８の間に設けた後進ギヤ列２７ａ，２７ｂ，２７ｃとこの後進ギヤ列による入力軸１５と後進軸１８の間の動力伝達を切り換える後進切換クラッチ３０Ｄにより構成されている。後進ギヤ列２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、第２歯車変速機構２０Ｂの第５速ギヤ対２５ａ，２５ｂのエンジン１０と反対側に接近して設けられ、その駆動ギヤ２７ａは第２速ギヤ対２２ａ，２２ｂの駆動ギヤ２２ａと共用され、中間の遊転ギヤ２７ｂは第２中間軸１７に回転自在に設けられ、被動ギヤ２７ｃは後進軸１８に回転自在に設けられて、被動ギヤ２７ｃと後進軸１８の間に後進切換クラッチ３０Ｄが設けられている。後進切換クラッチ３０Ｄは、その片側に位置する被動ギヤ２７ｃに設けた係合部材ＳＲだけを備えている点を除き、第１切換クラッチ３０Ａと実質的に同一構造であり、スリーブＭは、手動操作されるシフトフォークＮにより左向きにシフトされれば、係合部材ＳＲにスプライン係合され、後進ギヤ列２７ａ，２７ｂ，２７ｃの被動ギヤ２７ｃが後進軸１８に連結されて後進段が形成される。

図１に示すように、中間部が差動機構２９を介して連結される左右の出力軸１９ａ，１９ｂは、第１及び第２中間軸１６，１７ならびに後進軸１８と平行に配置され、差動機構２９に設けられた減速大ギヤ２８ｄは各中間軸１６，１７および後進軸１８にそれぞれ固定された減速小ギヤ２８ａ〜２８ｃと噛合されている。各出力軸１９ａ，１９ｂは、ジョイントおよびドライブシャフトを介して駆動車輪に連結されている。

図１〜図３に示すように、変速機の各軸１５〜１８、各歯車変速機構２０Ａ〜２０Ｃ、減速ギヤ２８ａ〜２８ｄおよび差動機構２９は変速機ケース１２により覆われている。前述のように、第２歯車変速機構２０Ｂのギヤ対および切換クラッチの数は第１歯車変速機構２０Ａよりも少数であって、軸線方向においてエンジン１０側に寄せて配置され、また後進歯車変速機構２０Ｃの後進ギヤ列２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、第２歯車変速機構２０Ｂの第５速ギヤ対２５ａ，２５ｂのエンジン１０と反対側に接近して設けられているので、第２中間軸１７及び後進軸１８に設けられる第２歯車変速機構２０Ｂおよび後進歯車変速機構２０Ｃのエンジン１０から最も離れた後端部は、入力軸１５および第１中間軸１６に設けられる第１歯車変速機構２０Ａの後端部よりもエンジン１０に接近した位置となる。また第２中間軸１７および後進軸１８は入力軸１５および第１中間軸１６よりも上方に位置されているので、第２中間軸１７および後進軸１８に設けられる第２歯車変速機構２０Ｂおよび後進歯車変速機構２０Ｃのうち第２中間軸１７および後進軸１８に設けられた部分は、第１歯車変速機構２０Ａよりも上方に位置している。

そして変速機ケース１２の本体部１２ａは、図１および図３に示すように、エンジン１０と反対側となる背面１２ｂのうち上側となる、第２歯車変速機構２０Ｂおよび後進歯車変速機構２０Ｃの第２中間軸１７および後進軸１８に設けた部分と対応する第２部分１２ｂ２を、第１歯車変速機構２０Ａと対応する第１部分１２ｂ１よりもエンジン１０側に接近させて、背面１２ｂの上側の角部に凹んだ切欠き部１２ｃを形成する。また変速機ケース１２の本体部１２ａには、エンジン１０側となる側方に、減速大ギヤ２８ｄおよび差動機構２９を収容する差動機構収納部１２ｄを突出して形成する。

上述のように構成した変速機１１は、図３に示すようにエンジン１０と直列に配置して一体的に連結し、車体の強度部材である左右のサイドフレーム１３の一方が変速機ケース１２の切欠き部１２ｃ内を通るように車体の前部に横置きに配置して搭載する。このようにすれば、衝突安全性および車両剛性の向上のために、サイドフレームの断面を大形化しあるいは形状を直線化して、従来ならばサイドフレームが変速機ケース２の背面の上部と干渉するような場合でも、サイドフレームは変速機ケース１２の切欠き部１２ｃ内を通るので変速機ケース１２との干渉が生じることはなくなり、車体に搭載することが可能となる。

上述した実施形態では、本発明を前進６段、後進１段の変速機に適用した場合につき説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、変速段数がこれと異なる変速機に適用することも可能である。また後進段を省略して実施することも可能である。

また上述した実施形態では、第５速および第６速の各駆動ギヤ２５ａ,２６ａを第３速および第４速の各駆動ギヤ２３ａ,２４ａと共用させ、また後進ギヤ列の駆動ギヤ２７ａを第２速の駆動ギヤ２２ａと共用させており、このようにすれば駆動ギヤを共用した分だけギヤの数が減少するので変速機の構造を簡略化し、またコンパクト化することができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、このような共用を行うことなく実施することも可能であり、そのようにしてもサイドフレームと変速機ケースとの干渉が避けられるという効果は得られる。

本発明による直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車に使用する変速機の一例の全体構造を示す模式図である。 図１に示す変速機の一例の左側面図である。 本発明による直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車をフロントエンジンフロントドライブ式の自動車に適用した場合における自動車の前部の横方向に沿った縦断面の概要を示す図である。 従来技術による直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車の図３に相当する断面図である。

符号の説明

１０…エンジン、１１…変速機、１２…変速機ケース、１２ｂ…背面、１２ｂ１…第１部分、１２ｂ２…第２部分、１３…サイドフレーム、１５…入力軸、１６…第１中間軸、１７…第２中間軸、１８…後進軸、１９ａ，１９ｂ…出力軸、２０Ａ…第１歯車変速機構、２０Ｂ…第２歯車変速機構、２０Ｃ…後進歯車変速機構、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ…ギヤ対、２１ａ，２２ａ，２５ａ，２６ａ…駆動ギヤ、２４ａ，２７ａ…駆動ギヤ、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…後進ギヤ列、２７ｂ…遊転ギヤ、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…切換クラッチ、３０Ｄ…後進切換クラッチ。

Claims (4)

1. 互いに直列に配置したエンジンと変速機を車体に対し横置きに配置した自動車であって、前記変速機は、前記エンジンにより回転駆動される入力軸と、駆動車輪に連結される出力軸と、前記入力軸と平行に配置されてそれぞれ前記出力軸に連結される第１および第２中間軸と、前記入力軸と第１中間軸の間に設けられて複数のギヤ対および切換クラッチからなる第１歯車変速機構と、前記入力軸と第２中間軸の間に設けられて複数のギヤ対および切換クラッチからなる第２歯車変速機構と、前記各軸および各歯車変速機構を覆う変速機ケースよりなる自動車において、前記第１中間軸よりも上方に位置された前記２中間軸と前記入力軸の間に設けられる複数のギヤ対は前記第１中間軸と前記入力軸の間に設けられる複数のギヤ対よりも少数とするとともに軸線方向において前記エンジン側に寄せて配置することにより、前記変速機ケースは前記エンジンと反対側となる背面のうち上側となる前記第２歯車変速機構の前記第２中間軸に設けた部分と対応する第２部分を前記第１歯車変速機構と対応する第１部分よりも前記エンジン側に接近させて前記背面の上側に凹んだ切欠き部を形成し、互いに直列に配置した前記エンジンと変速機は、前記車体の両側部を前後方向に延びる１対のサイドフレームの一方が前記変速機ケースの切欠き部内を通るように配置して前記車体に搭載したことを特徴とする直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車。
2. 請求項１に記載の直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車において、前記変速機ケース内に、前記入力軸と平行に配置されて前記出力軸に連結される後進軸と、前記入力軸と後進軸の間に設けられて後進ギヤ列および後進切換クラッチからなる後進歯車変速機構をさらに備え、前記後進ギヤ列はその中間に位置する遊転ギヤを前記第２歯車変速機構のギヤ対に軸線方向に接近させて前記第２中間軸に回転自在に設けて前記入力軸の回転を前記後進軸に伝達したことを特徴とする直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車。
3. 請求項１または請求項２に記載の直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車において、前記第２歯車変速機構の各ギヤ対の前記入力軸に設けた駆動ギヤは前記第１歯車変速機構の一部の各ギヤ対の駆動ギヤと共用させたことを特徴とする直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車。
4. 請求項２または請求項３に記載の直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車において、前記後進ギヤ列の駆動ギヤは前記第１歯車変速機構の１つのギヤ対の駆動ギヤと共用させたことを特徴とする直列に配置したエンジンと変速機を横置きに配置した自動車。

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