JP4304051B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、平行軸式変速機に遊星ギヤ列を組み合わせて構成した変速機に関する。

車両に用いられる変速機は、燃費向上や加速性能の向上等への要求からその変速レンジの段数が増加する傾向にある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２６６１３８号公報

しかしながら、変速レンジの段数が増加するとそれに合わせて係合要素も増加するため、変速機の重量増加やコスト増加の要因となってしまうという課題があった。例えば、特許文献１に記載されている変速装置では、７個の係合要素を用いて前進７段若しくは前進６段の変速レンジが実現されている。

本発明はこのような課題に鑑みたものであり、平行軸式変速機に遊星ギヤ列を組み合わせることにより、少ない係合要素で変速レンジの多段化を実現した変速機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、第１の本発明に係る変速機は、入力軸（例えば、実施形態におけるメインシャフト３）と、この入力軸と平行に配設されたカウンタ軸（例えば、実施形態における第１カウンタシャフト４）と、サンギヤ要素、キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、キャリア要素がカウンタ軸に連結され、リングギヤ要素が出力軸（例えば、実施形態における第３カウンタシャフト６）に連結される遊星ギヤ列とを有して構成される。そして、この変速機は、入力軸に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤおよびこの第１ドライブギヤと噛合してカウンタ軸と一体回転される第１ドリブンギヤからなる第１ギヤ列と、第１ドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結する第１クラッチ手段（例えば、実施形態における第１クラッチＣ１）と、入力軸に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤおよびこの第２ドライブギヤと噛合してサンギヤ要素と一体回転される可能に配設された第２ギヤ列と、第２ドライブギヤを入力軸に対して係脱自在に連結する第２クラッチ手段（例えば、実施形態における第２クラッチＣ２）と、入力軸に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ、サンギヤ要素と一体回転されるリバースドリブンギヤ並びにリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤと噛合するアイドラギヤからなるリバースギヤ列と、リバースドライブギヤを入力軸に対して係脱自在に連結するリバースクラッチ手段（例えば、実施形態における第４クラッチＣＲ）と、サンギヤ要素を固定保持可能なブレーキ手段（例えば、実施形態におけるブレーキＢ）と、サンギヤ要素とキャリア要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤクラッチ手段（例えば、実施形態における第５クラッチＣＰ）とを有して構成される。

このとき、第１の本発明に係る変速機は、入力軸に相対回転可能に配設された第３ドライブギヤおよびこの第３ドライブギヤと噛合してカウンタ軸と一体回転される第３ドリブンギヤからなる第３ギヤ列と、第３ドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結する第３クラッチ手段（例えば、実施形態における第３クラッチＣ３）とを有して構成される。

また、第２の本発明に係る変速機は、入力軸と、この入力軸と平行に配設されたカウンタ軸と、サンギヤ要素、キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、キャリア要素がカウンタ軸に連結され、リングギヤ要素が出力軸に連結される遊星ギヤ列とを有し、さらに、入力軸に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤおよびこの第１ドライブギヤに噛合してカウンタ軸と一体回転される第１ドリブンギヤからなる第１ギヤ列と、第１ドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結する第１クラッチ手段と、入力軸に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤおよびこの第２ドライブギヤと噛合してサンギヤ要素と一体回転される第２ドリブンギヤからなる第２ギヤ列と、第２ドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結する第２クラッチ手段と、入力軸に相対回転可能に配設された第３ドライブギヤおよびこの第３ドライブギヤと噛合してカウンタ軸と相対回転可能に配設された第３ドリブンギヤからなる第３ギヤ列と、入力軸に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ、カウンタ軸に相対回転可能に配設されたリバースドリブンギヤ並びにリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤと噛合するアイドラギヤからなるリバースギヤ列と、第３ドライブギヤおよびリバースドライブギヤを同時に入力軸に係脱自在に連結する第３クラッチ手段と、第３ドリブンギヤおよびリバースドリブンギヤのいずれか一方をカウンタ軸に連結する前後進切替用クラッチ手段（例えば、実施形態におけるドグ歯クラッチＣＨ）と、サンギヤ要素を固定保持可能なブレーキ手段と、サンギヤ要素とキャリア要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤクラッチ手段とを有して構成される。

あるいは、第３の本発明に係る変速機は、入力軸と、この入力軸と平行に配設されたカウンタ軸と、サンギヤ要素、キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、キャリア要素がカウンタ軸に連結され、リングギヤ要素が出力軸に連結される遊星ギヤ列とを有し、さらに、入力軸に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤおよびこの第１ドライブギヤと噛合してカウンタ軸と一体回転される第１ドリブンギヤからなる第１ギヤ列と、第１ドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結する第１クラッチ手段と、入力軸に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤおよびこの第２ドライブギヤと噛合してサンギヤ要素と一体回転される第２ドリブンギヤからなる第２ギヤ列と、第２ドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結する第２クラッチ手段と、入力軸と一体回転される第３ドライブギヤおよびこの第３ドライブギヤと噛合してカウンタ軸に相対回転可能に配設された第３ドリブンギヤからなる第３ギヤ列と、第３ドリブンギヤをカウンタ軸に係脱自在に連結する第３クラッチ手段と、入力軸に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ、カウンタ軸と一体回転されるリバースドリブンギヤ並びにリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤと噛合するアイドラギヤからなるリバースギヤ列と、リバースドライブギヤを入力軸に係脱自在に連結するリバースクラッチ手段とキャリア要素を固定保持可能なブレーキ手段と、サンギヤ要素とキャリア要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤクラッチ手段とを有して構成される。

第１の本発明に係る変速機によると、平行軸式変速機に遊星ギヤ列を組み合わせることにより、入力軸から入力されたトルクを用いて遊星ギヤ列のサンギヤ要素を、キャリア要素に対して逆転、停止およびキャリア要素と一体回転（同期）、増速の４つの状態に切り替えることができるため、５個の係合要素を用いてこの変速機の変速レンジを前進５段、後進１段として実現することができ、第３ギヤ列を設けてキャリア要素の回転を２段に切り替え可能とすることにより、６個の係合要素を用いてこの変速機の変速レンジを前進７段、後進１段とすることができる。

従って、少ない係合要素で変速機の多段化が可能となり、変速機の軽量化が可能となる。

また、第２の本発明に係る変速機によると、前進６段、後進１段の変速レンジに加えて、悪路走行時等に用いるスーパーＬｏｗレンジ（Ｌｏｗよりも更に大きなトルクで車輪を前進回転させる変速レンジ）およびスーパーＬｏｗリバースレンジ（後進モードよりも更に大きなトルクで車輪を後進回転させる変速レンジ）を実現することができ、合計で前進７段、後進２段の変速レンジを６個の係合要素で実現することができる。そのため、少ない係合要素で変速機の多段化が可能となり、この変速機の軽量化も可能となる。

あるいは、第３の本発明に係る変速機によると、６個の係合要素で前進６段、後進１段の変速モードを実現することができ、少ない係合要素で変速機の多段化が可能となり、この変速機の軽量化も可能となる。またこの構成によると、Ｌｏｗレンジから５速レンジまでは各変速レンジを実現する２つの係合要素のうち一方を固定し、他方の係合要素の係脱を制御することで変速レンジを切り替えることができるため、加速時に高速レンジから低速レンジへのスムーズなキックダウンを実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る第１の変速機ＴＭ１は、図１に示すように、この変速機ＴＭ１の入力軸であるメインシャフト３と、このメインシャフト３に平行に配設された第１カウンタシャフト４と、この第１カウンタシャフト４上に相対回転可能に配設された第２カウンタシャフト５と、第１および第２カウンタシャフト４，５と同軸上に並んで配設されたこの変速機ＴＭ１の出力軸である第３カウンタシャフト６と、第１〜３カウンタシャフト４〜６に接続された遊星ギア列ＰＧと、４組のギヤ列Ｇ１〜Ｇ３，ＧＲおよび６個の摩擦係合手段（ブレーキＢおよびクラッチＣ１〜Ｃ３，ＣＲ，ＣＰ）とを有して構成されている。

遊星ギヤ列ＰＧは、その回転軸に第２カウンタシャフト５が連結されたサンギヤＳと、サンギヤＳと噛合してこの回りを自転しながら公転するピニオン（図１ではダブルピニオンで構成）Ｐと、ピニオンＰを回転自在に保持するとともにサンギヤＳの軸を中心にピニオンＰと同一回転数で公転し、その公転軸に第１カウンタシャフト４が連結されたキャリアＣと、ピニオンＰと噛合する内歯を有してサンギヤＳの軸を中心に回転可能で、その回転軸に第３カウンタシャフト６が連結されたリングギヤＲとから構成される。なお、メインシャフト３には、エンジン出力軸１がトルクコンバータ２を介して連結されている。また、このように構成することにより、第１および第２カウンタシャフト４，５と第３カウンタシャフト６とは同軸上に並んで延びている。

サンギヤＳ（第２カウンタシャフト５）には、ブレーキＢが取り付けられており、このブレーキＢによりサンギヤＳが固定保持可能である。また、サンギヤＳとキャリアＣ（第１カウンタシャフト４と第２カウンタシャフト５）は、第１カウンタシャフト４上に配設された第５クラッチＣＰにより係脱自在に構成されている。そして、メインシャフト３と、第１および第２カウンタシャフト４，５に跨って、第１〜第３ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３とリバースギヤ列ＧＲが配設されている。このとき、第５クラッチＣＰによりサンギヤＳとキャリアＣが連結されると、サンギヤＳとキャリアＣ（ピニオンＰ）は一体回転するため、リングギヤＲも一体回転し、第１および第２カウンタシャフト４，５の回転はそのまま第３カウンタシャフト６に伝達される。すなわち、第５クラッチＣＰが係合している状態では、遊星ギヤ列ＰＧでは減速されず、本発明の変速機ＴＭ１は、メインシャフト３と第１〜第３カウンタシャフト４〜６およびこれらの軸を繋ぐギア列Ｇ１〜Ｇ３，ＧＲからなる平行軸式変速機として構成される。

第１ギヤ列Ｇ１は、メインシャフト３上に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤ７と、この第１ドライブギヤ７に噛合し第１カウンタシャフト４上に連結されてこの第１カウンタシャフト４と一体回転する第１ドリブンギヤ８とから構成されている。この第１ドライブギヤ７は、メインシャフト３上に配設された第１クラッチＣ１によりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。そのため、第１クラッチＣ１が係合すると、メインシャフト３の回転が第１ギア列Ｇ１の減速比で減速されて第１カウンタシャフト４およびキャリアＣを回転させる。このとき、メインシャフト３と第１カウンタシャフト４とは逆方向に回転する。

第２ギヤ列Ｇ２は、メインシャフト３上に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤ９と、この第２ドライブギヤ９に噛合し第２カウンタシャフト５上に連結されてこの第２カウンタシャフト５と一体回転する第２ドリブンギヤ１０とから構成されている。この第２ドライブギヤ９は、メインシャフト３上に配設された第２クラッチＣ２によりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。そのため、第２クラッチＣ２が係合すると、メインシャフト３の回転が第２ギア列Ｇ２の減速比で減速されて第２カウンタシャフト５およびサンギヤＳを回転させる。このとき、メインシャフト３と第２カウンタシャフト５とは逆方向に回転する。

第３ギヤ列Ｇ３は、メインシャフト３上に相対回転可能に配設された第３ドライブギヤ１１と、この第３ドライブギヤ１１に噛合し第１カウンタシャフト４上に連結されてこの第１カウンタシャフト４と一体回転する第３ドリブンギヤ１２とから構成されている。この第３ドライブギヤ１１は、メインシャフト３上に配設された第３クラッチＣ３によりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。そのため、第３クラッチＣ３が係合すると、メインシャフト３の回転が第３ギア列Ｇ３の減速比で減速されて第１カウンタシャフト４およびキャリアＣを回転させる。このとき、メインシャフト３と第１カウンタシャフト４とは逆方向に回転する。

リバースギア列ＧＲは、メインシャフト３上に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ１３と、このリバースドライブギヤ１３と噛合するアイドラギヤ１４およびこのアイドラギヤ１４と噛合するとともに第２カウンタシャフト５上に連結されてこの第２カウンタシャフト５と一体回転するリバースドリブンギヤ１５とから構成されている。このリバースドライブギヤ１３は、メインシャフト３上に配設された第４クラッチＣＲによりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。そのため、第４クラッチＣＲが係合すると、メインシャフト３の回転がリバースギア列ＧＲの減速比で減速されて第２カウンタシャフト５およびサンギヤＳを回転させる。なお、リバースドライブギヤ１３とリバースドリブンギヤ１５との間にアイドラギヤ１４が噛合されているため、メインシャフト３と第２カウンタシャフト５とは同方向に回転する。

なお、第１〜第３ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３は減速比が大きい順に構成されており、この関係は、以降の他の実施例においても同様である。

以上のように構成された第１の変速機ＴＭ１において、第１〜第５クラッチＣ１〜Ｃ３，ＣＲ，ＣＰおよびブレーキＢの係脱制御を組み合わせることにより変速制御を行い、遊星ギヤ列ＰＧ、第１〜第３ギア列Ｇ１〜Ｇ３およびリバースギア列ＧＲにより変速レンジを設定し、メインシャフト３に入力されたトルクが変速されて第３カウンタシャフト６に伝達される。

この第１の変速機ＴＭ１の変速制御は、具体的には、図２の表に示すように係脱制御を行うことにより、前進７速（Ｌｏｗ，１ｓｔ，２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ，５ｔｈ，６ｔｈ，７ｔｈ）および後進１速（Ｒｖｓ）の変速レンジを設定することができる。なお、図２において、○印はその印が付されたクラッチ（Ｃ１〜Ｃ５）およびブレーキ（Ｂ）が係合されていることを示す。各変速レンジでの減速比（レシオ）は、各ギヤの歯数設定により変化するが、図２にこのレシオの一例を参考として示している。

この表から分かるように、各変速レンジはクラッチＣ１〜Ｃ３，ＣＲ，ＣＰおよびブレーキＢ（これらを「係合要素」と称する）の内の２つを係合させて設定される。また、隣り合う変速レンジ（前進側変速レンジ）間での変速に際しては、これら２つの係合要素のうちの１つを解放し、別の１つの係合要素を係合させて行う（このような変速を「順次変速」と称する）ように構成されており、このため、こられの変速に際しては、変速制御が容易である。

一方、上記構成の変速機ＴＭ１における遊星ギヤ列ＰＧを構成する各要素の速度の関係を示す速度線図を図３に示しており、これに基づいて、各変速レンジでの減速比について説明する。

図３は、サンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲで構成される遊星ギア列ＰＧの速度線図を示している。なお、この線図において、各縦線がその構成要素（サンギヤＳ，キャリアＣ，リングギヤＲ）を示すとともに、縦線の長さが回転数Ｎに対応する。各縦線の間隔は、サンギヤＳに形成された歯数の逆数およびリングギヤＲに形成された歯数の逆数に比例する。

そのため、図３において、３本の縦線は、左から順にサンギヤＳ、リングギヤＲ、キャリアＣに対応する。また、サンギヤＳを示す縦線とリングギヤＲを示す縦線との間隔ａ１は、サンギヤＳの歯数Ｚsの逆数（＝１／Ｚs）に対応し、リングギヤＲを示す縦線とキャリアＣを示す縦線の間隔ｂ１はリングギヤＲの歯数Ｚrの逆数（１／Ｚr）に対応する。このため、サンギヤＳの縦線上の回転数とキャリアＣの縦線上の回転数とを結ぶ直線とリングギヤＲを示す縦線との交点がこのリングギヤＲの回転数となる。

そこで、第１の変速機ＴＭ１の各変速レンジについて図３を用いて説明する。まず、Ｌｏｗレンジの場合には、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣＲが係合される。これにより、第１カウンタシャフト４（キャリアＣ）は第１ギア列Ｇ１で減速されて回転数Ｎ3で回転し、第２カウンタシャフト５（サンギヤＳ）はリバースギア列ＧＲで減速されて回転数Ｎrで回転する。このとき、第２カウンタシャフト５は上述の通り第１カウンタシャフト４とは逆方向に回転している（よって、図３においては負の回転数として表現されている）。以上より、この２点を結ぶ図３の直線Ｌ1とリングギヤＲを示す縦線との交点である回転数Ｎ1で第３カウンタシャフト６（リングギヤＲ）が回転される。

２速レンジ（２ｎｄレンジ）の場合は、Ｌｏｗレンジの状態から第４クラッチＣＲの係合が解放され、これに代えてブレーキＢが係合される。これにより第１カウンタシャフト４（キャリアＣ）は第１ギア列Ｇ１の減速比による回転数Ｎ3のまま回転を続けるが、サンギヤＳ（第２カウンタシャフト５）はブレーキＢにより固定されて停止する。そのため、この２点を結ぶ図３の直線Ｌ2とリングギヤＲを示す縦線との交点である回転数Ｎ2で第３カウンタシャフト６（リングギヤＲ）が回転される。

３速レンジ（３ｒｄレンジ）の場合は、２速レンジの状態からブレーキＢの係合が解放され、これに代えて第５クラッチＣＰが係合される。これにより、上述のように第５クラッチＣＰにより遊星ギヤ列ＰＧが一体に回転するため、第１〜第３カウンタシャフト４〜６は第１ギア列Ｇ１の減速比による回転数Ｎ3（図３における直線Ｌ3）で回転される。

４速レンジ（４ｔｈレンジ）の場合は、３速レンジの状態から第５クラッチＣＰの係合が解放され、これに代えて第２クラッチＣ２が係合される。これにより、第１カウンタシャフト４（キャリアＣ）は第１ギア列Ｇ１の減速比による回転数Ｎ3のまま回転を続けるが、第２カウンタシャフト５（サンギヤＳ）は第２ギア列Ｇ２の減速比による回転数Ｎ5で回転する。そのため、この２点を結ぶ図３の直線Ｌ4とリングギヤＲを示す縦線との交点である回転数Ｎ4で第３カウンタシャフト６（リングギヤＲ）が回転される。

５速レンジ（５ｔｈレンジ）の場合は、４速レンジの状態から第１クラッチＣ１の係合を解放して、これに代えて第５クラッチＣＰが係合される。これにより、遊星ギア列ＰＧが一体に回転するため、第１〜第３カウンタシャフト４〜６は第２ギア列Ｇ２の減速比による回転数Ｎ5（図３における直線Ｌ5）で回転される。

６速レンジ（６ｔｈレンジ）の場合は、５速レンジの状態から第５クラッチＣＰの係合が解放され、これに代えて第３クラッチＣ３が係合される。これにより、第２カウンタシャフト５（サンギヤＳ）は第２ギア列Ｇ２の減速比による回転数Ｎ5のまま回転を続けるが、第１カウンタシャフト４（キャリアＣ）は第３ギア列Ｇ３の減速比による回転数Ｎ7で回転する。そのため、この２点を結ぶ図３の直線Ｌ6とリングギヤＲを示す縦線との交点である回転数Ｎ6で第３カウンタシャフト６（リングギヤＲ）が回転される。

７速レンジ（７ｔｈレンジ）の場合は、６速レンジの状態から第２クラッチＣ２の係合が解放され、これに代えて第５クラッチＣＰが係合される。これにより、遊星ギア列ＰＧが一体に回転するため、第１〜第３カウンタシャフト４〜６は第３ギア列Ｇ３の減速比による回転数Ｎ7（図３における直線Ｌ7）で回転される。

最後にリバースレンジ（Ｒｖｓレンジ）の場合は、第４クラッチＣ４と第５クラッチＣ５が係合される。これにより、遊星ギア列ＰＧが一体に回転するため、第１〜第３カウンタシャフト４〜６がリバースギア列ＧＲの減速比による回転数Ｎr（図３の直線Ｎr）回転されるため、上述の前進側レンジ（Ｌｏｗ〜７ｔｈレンジ）とは逆回転される。

このようにして変速機ＴＭで変速された第３カウンタシャフト６の回転は、この第３カウンタシャフト６に結合されたカウンタギヤ１６と、このカウンタギヤ１６に噛合するファイナルギヤ１７を介してディファレンシャル機構１８に伝達され、アクスルシャフト１９に出力されて車輪が回転する。

以上のようにこの第１の変速機ＴＭ１では、６個の係合要素で、サンギヤＳ（第２カウンタシャフト５）の回転を逆転、固定、正転させることによりキャリアＣ（第１カウンタシャフト４）に入力された回転を変速してリングギヤＲ（第３カウンタシャフト６）を回転させるように構成するとともに、キャリアＣ（第１カウンタシャフト４）の回転数も２つのギア列（第１および第３ギア列Ｇ１，Ｇ３）により切り替えることにより更に異なる回転数でリングギヤＲ（第３カウンタシャフト６）を回転させるように構成されており、このようにして、係合要素の増加を最小限に抑えて多段化を実現するとともに、軽量化を実現している。

この第１の変速機ＴＭ１において、３速レンジ、５速レンジおよび７速レンジでは、第５クラッチＣ５により遊星ギヤ列ＰＧを一体回転させることにより、メインシャフト３と第１〜第３カウンタシャフト４〜６からなる平行軸式変速機の構成としているため、遊星ギヤ列ＰＧでの損失が少なくなり、変速機ＴＭ１全体として伝達効率を向上させることができる。また、メインシャフト３と第１〜第３カウンタシャフト４〜６とから構成される平行軸間でのトルク循環がない（メインシャフト３から入力されたトルクはギア列を介してカウンタシャフト４〜６に伝達されて車輪に出力される）ため、各係合要素は小さいクラッチ容量とすることができ、変速機ＴＭ１の小型化および軽量化をすることができる。

なお、第１カウンタシャフト４にメインシャフト３の回転を伝達する第３ギア列Ｇ３（第３クラッチＣ３も不要となる）を省略すると、図４および図５に示すとおり、５個の係合要素で前進５段、後進１段の変速機を実現することができる。なお、各変速レンジと係合方法の関係は、上述の場合と同様（リバース、Ｌｏｗ〜５ｔｈレンジ）のため省略する。

以上の実施例においては、リバースギア列ＧＲによりメインシャフト３の回転を第２カウンタシャフト５に伝達することにより、サンギヤＳの回転を逆転可能に構成してＬｏｗレンジの変速比を設定するように構成していたが、このリバースギア列ＧＲをメインシャフト３と第１カウンタシャフト４との間に配設することにより、悪路走行等に用いるスーパーＬｏｗレンジおよびスーパーＬｏｗリバースレンジを設定することもできる。以下に、スーパーＬｏｗレンジおよびスーパーＬｏｗリバースレンジを有する第２の変速機ＴＭ２について図６〜図８を用いて説明する。なお、第１の変速機ＴＭ１と同様の構成部分については同じ符号を付して説明を省略する。

図６に示すとおり、第２の変速機ＴＭ２では、第１の変速機ＴＭ１と比べてリバースギア列ＧＲがメインシャフト３と第１カウンタシャフト４との間に配設されている。すなわち、リバースドライブギア１３がメインシャフト３上に相対回転可能に配設され、リバースドリブンギヤ１５が第１カウンタシャフト４に相対回転可能に配設され、このリバースドライブギヤ１３とリバースドリブンギヤ１５とに噛合してアイドラギヤ１４が配設されている。なお、リバースドライブギヤ１３は第３ドライブギア１１と一体回転可能に構成されており、第３クラッチＣ３によりメインシャフト３に係脱自在に構成されている。そして、第３ドリブンギヤ１２を第１カウンタシャフト４に対して相対回転可能に構成し、第３ドリブンギヤ１２とリバースドリブンギヤ１５のいずれか一方をドグ歯クラッチＣＨによりこの第１カウンタシャフト４に係合するように構成されている。

次にこの第２の変速機ＴＭ２における変速レンジと係合要素の制御について図７および図８を用いて説明する。なお、図７において、ドグ歯クラッチＣＨが第３ドリブンギヤ１２に係合しているときをＤで示し、リバースドリブンギヤ１５に係合しているときをＲで示している。

まず、通常の前進側レンジである、Ｌｏｗレンジから６速レンジは、ドグ歯クラッチＣＨを第３ドリブンギヤ１２に係合した状態で、その他の係合要素の係合制御を行うことにより第１の変速機ＴＭ１における２速レンジから７速レンジの係合制御にそれぞれ対応させることができ、使用するギア列や係合要素は同じである（説明は省略する）。また、通常の後進側レンジであるＲｖｓレンジは、ドグ歯クラッチＣＨをリバースドリブンギヤ１５に係合し、第３クラッチＣ３を係合してリバースドライブギヤ１３をメインシャフト３に連結するとともに、第５クラッチＣＰを係合して遊星ギヤ列ＰＧを一体に回転させる。第５クラッチＣＰを係合することにより、第１および第２カウンタシャフト４，５は一体に回転するため、このＲｖｓレンジも第１の変速機ＴＭ１と同様の構成となる。

次に、この第２の変速機ＴＭ２で実現されるスーパーＬｏｗレンジおよびスーパーＬｏｗリバースレンジについて説明する。いずれのレンジにおいても、ドグ歯クラッチＣＨはリバースドリブンギヤ１５に係合されている。

スーパーＬｏｗレンジ（ＳｕｐｅｒＬレンジ）の場合は、第２クラッチＣＨ２と第３クラッチＣＨ３が係合される。すると、サンギヤＳ（第２カウンタシャフト５）は第２ギア列Ｇ２の減速比で回転され、キャリアＣ（第１カウンタシャフト４）はリバースギア列ＧＲの減速比でサンギヤＳとは逆方向に回転される。そのため、図８に示される通り、リングギヤＲ（第３カウンタシャフト６）は、Ｌｏｗレンジよりも遅い回転数で回転され、より大きなトルクを車輪に伝達することができる。

一方、スーパーＬｏｗリバースレンジ（ＳｕｐｅｒＬＲ）の場合は、第３クラッチＣ３とブレーキＢが係合される。すると、サンギヤＳ（第２カウンタシャフト５）は固定され、キャリアＣ（第１カウンタシャフト４）はリバースギア列ＧＲの減速比で後進方向に回転される。そのため、図８に示される通り、リングギヤＲ（第３カウンタシャフト６）は、Ｒｖｓレンジよりも遅い回転数で回転され、より大きなトルクを車輪に伝達することができる。

従来の変速機では、スーパーＬｏｗレンジやスーパーＬｏｗリバースレンジ等の大きなトルクを車輪に伝達する場合は、副変速機を用いて実現していたが、この第２の変速機ＴＭ２のように構成することにより、一つの変速機で実現することができ、変速機全体の小型化および軽量化を実現することができる。なお、図６に示すスケルトン図では、遊星ギヤ列ＰＧのピニオンＰをダブルピニオン構造として示したが、第２の変速機ＴＭで必要とされるレシオ（変速比）に応じて、シングルピニオン構造とすることも可能である。

以上に説明した第１および第２の変速機ＴＭ１，ＴＭ２では、６個の係合要素のうち２つの係合を制御して各変速レンジを実現し、さらに変速レンジを順に切り替えて行く場合にいずれか一方の係合要素を解放して別の係合要素を係合するように構成した順次変速により係合制御を容易にしている。しかしながら、高速レンジを用いて走行している場合に加速をするときは、高速レンジから低速レンジに切り替える、いわゆるキックダウンが行われる。このキックダウンにおいては、一つ下のレンジよりもより低いレンジに直接切り替える必要があり、その場合は上述の第１および第２の変速機ＴＭ１，ＴＭ２では２つの係合要素のそれぞれを一度に異なる係合要素に切り替える場合があり、スムーズなキックダウンができない。

このような課題を解決するために、前進６速のうちＬｏｗレンジから５速レンジにおいて用いる２つの係合要素のうちの一つを共通する係合要素となるように構成した第３の変速機ＴＭ３について図９〜図１１を用いて説明する。この第３の変速機ＴＭ３においても、メインシャフト３と第１〜第３カウンタシャフト４〜６とからなる平行軸を有し、この平行軸に４個のギヤ列（第１〜第３ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３，リバースギヤ列ＧＲ）と６個の係合要素（第１〜第５クラッチＣ１〜Ｃ３，ＣＲ，ＣＰおよびブレーキＢ）を配設した平行軸式変速機に、第１〜第３カウンタシャフト４〜６と結合された遊星ギア列ＰＧを設けて構成されている。

第１ギヤ列Ｇ１は、メインシャフト３上に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤ７と、この第１ドライブギヤ７と噛合し第１カウンタシャフト４上に連結された第１ドリブンギヤ８とから構成され、第１ドライブギヤ７はメインシャフト３上に配設された第１クラッチＣ１によりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。

第２ギヤ列Ｇ２は、メインシャフト３上に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤ９と、この第２ドライブギヤ９と噛合し第２カウンタシャフト５上に連結された第２ドリブンギヤ１０とから構成され、第２ドライブギヤ９はメインシャフト３上に配設された第２クラッチＣ２によりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。

第３ギヤ列Ｇ３は、メインシャフト３上に連結された第３ドライブギヤ１１と、この第３ドライブギヤ１１と噛合し第１カウンタシャフト４上に相対回転可能に配設された第３ドリブンギヤ１２とから構成され、第３ドリブンギヤ１２は第１カウンタシャフト４上に配設された第３クラッチＣ３により第１カウンタシャフト４に対して係脱自在に構成されている。

リバースギヤ列ＧＲは、メインシャフト３上に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ１３と、このリバースドライブギヤ１３と噛合するアイドラギヤ１４およびこのアイドラギヤ１４と噛合し第１カウンタシャフト４上に結合されたリバースドリブンギヤ１５とから構成され、リバースドライブギヤ１３はメインシャフト３上に配設された第４クラッチＣＲによりメインシャフト３に対して係脱自在に構成されている。

ブレーキＢは、第１カウンタシャフト４を固定保持可能なように構成され、このブレーキＢによりキャリアＣが固定保持可能である。なお、遊星ギヤ列ＰＧのサンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲと第１〜第３カウンタシャフト４〜６の連結は上述の第１および第２の変速機ＴＭ１，ＴＭ２と同様であり、また、このサンギヤＳとキャリアＣとを係脱自在に連結する第５クラッチＣＰも同様に第１カウンタシャフト４上に配設されている。

以上のように構成された第３の変速機ＴＭ３の各変速レンジについて図１０および図１１に示す。この第３の変速機ＴＭ３においては、Ｌｏｗレンジから５速レンジまでは、第２クラッチＣ２を共通して係合し、各レンジに合わせてその他の係合要素（Ｃ１，Ｃ３，ＣＲ，ＣＰ，Ｂ）を係合させている。すなわち、第２ギヤ列Ｇ２の減速比でサンギヤＳ（第２カウンタシャフト５）を回転させ、このサンギヤＳに対して公転するキャリアＣの回転を、各係合要素を用いてサンギヤＳの回転速度に対してリバースギア列ＧＲと第４クラッチＣ４による反転（Ｌｏｗレンジ）、ブレーキＢによる停止（２速レンジ）、第１ギヤ列Ｇ１と第１クラッチＣ１による低速（３速レンジ）、第５クラッチＣＰによる同期（４速レンジ）、第３ギヤ列Ｇ３と第３クラッチＣ３による高速（５速レンジ）と切り替えることによりリングギヤＲ（第３カウンタシャフト６）の回転速度を切り替えて変速を行っている。なお、６速レンジは第５クラッチＣ５で遊星ギヤ列ＰＧを一体回転させることによりこの第３ギヤ列Ｇ３の減速比で第３カウンタシャフト６を回転させることで実現し、Ｒｖｓレンジは、同様に第５クラッチＣ５で遊星ギヤ列ＰＧを一体回転させることにより、リバースギヤ列ＧＲの減速比で第３カウンタシャフト６を回転させることで実現している。

このように、第３の変速機ＴＭ３では、Ｌｏｗレンジから５ｔｈレンジにおいて、係合制御される２つの係合要素のうちの一方を共通して第２クラッチＣ２として構成しているため、この範囲内においてはいずれの変速レンジに変更する場合でも他方の係合要素を繋ぎ変えることで行える。そのため、高速レンジから低速レンジへのキックダウンをスムーズに行うことができる。

第１の変速機の構成を示すスケルトン図である。 第１の変速機のクラッチ、ブレーキの作動と変速レンジとの関係を示す表図である。 第１の変速機の遊星ギヤ列における各要素の速度の関係を示す速度線図である。 第１の変速機において第３ギヤ列を無くした場合のスケルトン図である。 第１の変速機において第３ギヤ列を無くした場合の速度線図である。 第２の変速機の構成を示すスケルトン図である。 第２の変速機のクラッチ、ブレーキの作動と変速レンジとの関係を示す表図である。 第２の変速機の遊星ギヤ列における各要素の速度の関係を示す速度線図である。 第３の変速機の構成を示すスケルトン図である。 第３の変速機のクラッチ、ブレーキの作動と変速レンジとの関係を示す表図である。 第３の変速機の遊星ギヤ列における各要素の速度の関係を示す速度線図である。

符号の説明

ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３ 変速機
ＰＧ 遊星ギヤ列
Ｓ サンギヤ
Ｃ キャリア
Ｒ リングギヤ
Ｇ１ 第１ギヤ列
Ｇ２ 第２ギヤ列
Ｇ３ 第３ギヤ列
ＧＲ リバースギヤ列
Ｂ ブレーキ（ブレーキ手段）
Ｃ１ 第１クラッチ（第１クラッチ手段）
Ｃ２ 第２クラッチ（第２クラッチ手段）
Ｃ３ 第３クラッチ（第３クラッチ手段）
ＣＲ 第４クラッチ（リバースクラッチ手段）
ＣＰ 第５クラッチ（遊星ギヤクラッチ手段）
ＣＨ ドグ歯クラッチ（前後進切替用クラッチ手段）
３ メインシャフト（入力軸）
４ 第１カウンタシャフト（カウンタ軸）
６ 第３カウンタシャフト（出力軸）
７ 第１ドライブギヤ
８ 第１ドリブンギヤ
９ 第２ドライブギヤ
１０ 第２ドリブンギヤ
１１ 第３ドライブギヤ
１２ 第３ドリブンギヤ
１３ リバースドライブギヤ
１４ アイドラギヤ
１５ リバースドリブンギヤ

Claims (3)

1. 入力軸と、
   前記入力軸と平行に配設されたカウンタ軸と、
   サンギヤ要素、キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、前記キャリア要素が前記カウンタ軸に連結され、前記リングギヤ要素が出力軸に連結される遊星ギヤ列と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤおよび前記第１ドライブギヤと噛合して前記カウンタ軸と一体回転される第１ドリブンギヤからなる第１ギヤ列と、
   前記第１ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第１クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤおよび前記第２ドライブギヤと噛合して前記サンギヤ要素と一体回転される第２ドリブンギヤからなる第２ギヤ列と、
   前記第２ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第２クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第３ドライブギヤおよび前記第３ドライブギヤと噛合して前記カウンタ軸と一体回転される第３ドリブンギヤからなる第３ギヤ列と、
   前記第３ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第３クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ、前記サンギヤ要素と一体回転されるリバースドリブンギヤ並びに前記リバースドライブギヤおよび前記リバースドリブンギヤと噛合するアイドラギヤからなるリバースギヤ列と、
   前記リバースドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結するリバースクラッチ手段と、
   前記サンギヤ要素を固定保持可能なブレーキ手段と、
   前記サンギヤ要素と前記キャリア要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤクラッチ手段と
   から構成されることを特徴とする変速機。
2. 入力軸と、
   前記入力軸と平行に配設されたカウンタ軸と、
   サンギヤ要素、キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、前記キャリア要素が前記カウンタ軸に連結され、前記リングギヤ要素が出力軸に連結される遊星ギヤ列と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤおよび前記第１ドライブギヤと噛合して前記カウンタ軸と一体回転される第１ドリブンギヤからなる第１ギヤ列と、
   前記第１ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第１クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤおよび前記第２ドライブギヤと噛合して前記サンギヤ要素と一体回転される第２ドリブンギヤからなる第２ギヤ列と、
   前記第２ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第２クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第３ドライブギヤおよび前記第３ドライブギヤと噛合して前記カウンタ軸と相対回転可能に配設された第３ドリブンギヤからなる第３ギヤ列と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ、前記カウンタ軸に相対回転可能に配設されたリバースドリブンギヤ並びに前記リバースドライブギヤおよび前記リバースドリブンギヤと噛合するアイドラギヤからなるリバースギヤ列と、
   前記第３ドライブギヤおよび前記リバースドライブギヤを同時に前記入力軸に係脱自在に連結する第３クラッチ手段と、
   前記第３ドリブンギヤおよび前記リバースドリブンギヤのいずれか一方を前記カウンタ軸に連結する前後進切替用クラッチ手段と、
   前記サンギヤ要素を固定保持可能なブレーキ手段と、
   前記サンギヤ要素と前記キャリア要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤクラッチ手段と
   から構成されることを特徴とする変速機。
3. 入力軸と、
   前記入力軸と平行に配設されたカウンタ軸と、
   サンギヤ要素、キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、前記キャリア要素が前記カウンタ軸に連結され、前記リングギヤ要素が出力軸に連結される遊星ギヤ列と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第１ドライブギヤおよび前記第１ドライブギヤと噛合して前記カウンタ軸と一体回転される第１ドリブンギヤからなる第１ギヤ列と、
   前記第１ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第１クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設された第２ドライブギヤおよび前記第２ドライブギヤと噛合して前記サンギヤ要素と一体回転される第２ドリブンギヤからなる第２ギヤ列と、
   前記第２ドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結する第２クラッチ手段と、
   前記入力軸と一体回転される第３ドライブギヤおよび前記第３ドライブギヤと噛合して前記カウンタ軸に相対回転可能に配設された第３ドリブンギヤからなる第３ギヤ列と、
   前記第３ドリブンギヤを前記カウンタ軸に係脱自在に連結する第３クラッチ手段と、
   前記入力軸に相対回転可能に配設されたリバースドライブギヤ、前記カウンタ軸と一体回転されるリバースドリブンギヤ並びに前記リバースドライブギヤおよび前記リバースドリブンギヤと噛合するアイドラギヤからなるリバースギヤ列と、
   前記リバースドライブギヤを前記入力軸に係脱自在に連結するリバースクラッチ手段と、
   前記キャリア要素を固定保持可能なブレーキ手段と、
   前記サンギヤ要素と前記キャリア要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤクラッチ手段とから構成されることを特徴とする変速機。

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