JPS63115947A

JPS63115947A - 車両の歯車式変速機

Info

Publication number: JPS63115947A
Application number: JP61261097A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hatano; 裕畑野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1986-10-31
Publication date: 1988-05-20

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］本発明は、高速クルージングに適する、車両の歯車式変
速機に関するしのである。

［従来技術］近年、道路の整備あるいは高速道路の発達等に伴って、
車両の低騒音でかつ経済的な高速走行が求められる結果
、変速比が小さい（高増速比）変速段を備えた歯車式変
速機が求められている。

そのため、第４速をエンジンの出力軸直結（すなわち、
変速比Ｒ，＝１）とする、普及型の前進４段・後退Ｉ段
変速方式に加えて、変速比が夏より小さい（例えば０．
８）いわゆるオーバドライブタイプの第５速ギヤセツト
を備えたものも用いられているのは周知のとおりである
。

そして、さらに変速比が小さい（例えば０．６）変速段
を備えた歯車式変速機が求められているが、例えば、平
行軸歯車式変速機において、第６速ギヤセツトを第１速
〜第５速と同様にカウンタシャフトに入力ギヤを設ける
構成としたものや、あるいは主変速機に加えて副変速機
を設け、主変速機と副変速機を夫々切り換えるようにし
て変速段数を増やしく主変速機の変速段数と副変速機の
変速段数の積の数だけ変速段数が得られる。）、上記第
６速と同等の変速比が得られるようにした乙のが提案さ
れているが（例えば、特開昭５０−１２９８６５号公報
参照）、上記いずれの方式においてら、変速機が大型化
・重量化するとともに、このような第６速超オーバドラ
イブ時に追加が必要となったときには、変速比を極端に
小さくしている関係上（例えば０．６）、トルクが小さ
いためシフトダウンして加速する必要があるが、シフト
ダウンのためのチェンジレバー操作に手間がかかり対応
が遅れるという問題があった。

［発明の目的］本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
軽量かつコンパクトな構造で高速クルージングが行える
高い増速比を有する超オーバドライブ変速段を備えると
ともに、かかる超オーバドライブ走行時のシフトダウン
を迅速かつ簡単に行える車両の歯車式変速機を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］本発明は、上記の目的を達するため、変速比が夫々異な
る複数組の変速歯車セットを備えた、車両の歯車式変速
機において、上記変速歯車セット中、最高段の変速歯車セットの出力
ギヤと、上記変速機の出力軸との間に、上記最高段変速
歯車セットの出力ギヤのトルクを上記出力軸に伝達する
増速用歯車セットを介設し、該増速用歯車セットと並列
して上記最高段の変速歯車セットの出力ギヤのトルクを
上記出力軸に伝達する系路にワンウェイクラッチを介設
するとともに、上記増速歯車セットでのトルクの伝達を
オン・オフするクラッチを設けたことを特徴とする車両
の歯車式変速機を提供する。

［発明の効果コ本発明によれば、最高段の変速歯車セットの出力ギヤの
トルクを出力軸に伝達する増速用歯車セットと出力軸と
を接続する経路に介設されたクラッチがオフ作動される
とともに、ワンウェイクラッチの作用によって、上記出
力ギヤのトルクが変速機の出力軸に伝達されるようにな
っているので、上記増速用歯車セットによる超オーバド
ライブ段での走行時のシフトダウンは、上記クラッチの
オン・オフ操作のみで行うことができ、したか−、てシ
フトダウンが迅速かつ円滑に行えるようになっている。

まだ、既存の歯車式変速機に、変速ギヤセット、クラッ
チ、ワンウェイクラッチ等を付加する構成としているの
で、製作コストが低減できる。

［実施例コ以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、全シンクロメツシュ方式の平行軸
歯車式変速機ｌは、クラッチ２を介してクランク軸３の
動力が伝達される入力軸４から、後で詳しく説明する曲
進６段、後退１段の変速歯車セットを介して回転数ない
しトルクを変速して、出力軸５に動力を伝達するような
基本構成となっている。

上記変速機１のケーシング６内には、出力軸５と平行な
カウンタシャフト７が回転自在に設けられ、該カウンタ
シャフト７の前端部（第１図左側）には歯数Ｔｃのカウ
ンタギヤ８が固着され、該カウンタギヤ８は入力軸４の
後端部に固着された歯数Ｔｇのドライブギヤ９とかみ合
っており、入力軸４のトルクは、順にドライブギヤ９と
カウンタギヤ８とを介して、ギヤ比Ｔｃ／Ｔｇ（回転数
はＴｇ／　Ｔ　ｃ倍となる）で、常時カウンタシャフト
７に伝達されるようになっている。

上記カウンタシャフト７には、カウンタギヤ８の後方に
おいて前から順に、第３速、第２速、第１速、リバース
段、第５速用の各ギヤセット１１゜１２．１３，１４．
１５の夫々の人力ギヤｌｌａ、１２ａ、　１３ａ、　１
４ａ、　Ｉ　５ａが、所定の位置に固着され、夫々カウ
ンタシャフト７と同一の回転数で常時回転している。一
方、出力軸５には、上記入力ギヤｌ　ｌａ、　１２ａ、
　１３ａ、　１４ａ、　１５ａと夫々対応する位置にお
いて、曲から順に、第３速、第２速、第１速、リバース
段、第５速用の出力ギヤｌｌｂ。

１２ｂ、！３ｂ、１４ｂ、１５ｂが、上記出力軸５まわ
りで回転摺動自在に設けられている。

上記、第３速、第２速、第１速、第５速用の出力ギヤＩ
　ｌｂ、　１２ｂ、　Ｉ　３ｂ、　ｌ　５ｂは、夫々対
応する入力ギヤ１１ａ、　１２ａ、　１３ａ、　ｌ　５
ａと直接かみ合って、常時入力軸４と同方向に回転する
ようになっている。このような出力ギヤの回転数につい
て、代表的に第５速ギヤセツト１５を例にとって説明す
ると、歯数Ｔａの人力ギヤ１５ａと、歯数Ｔｂの出力ギ
ヤ１５ｂとは直接かみ合って共に常時回転しており、こ
のとき、ギヤ比はＴｂ／Ｔａとなる。

一方、前記のとおり、入力軸４に固着されたドライブギ
ヤ９とカウンタギヤ８とのギヤ比はＴｃ／Ｔｇであるの
で、第５速ギヤセツトの変速比Ｒ６はＲｓ＝　（Ｔ　ｃ
／　Ｔｇ）　Ｘ　（Ｔ　ｂ／　Ｔ　ａ）となり、出力ギ
ヤ１５ｂの回転数は、人力軸回転数（エンジン回転数）
の（Ｔｇ−Ｔａ）／（ＴＣ−Ｔｂ）倍となる。具体的に
は、第５速はオーバドライブとなっており、例えばＲ６
＝０．８程度となるように設定されている。なお、第３
速、第２速、第１速の変速比Ｒ３，Ｒ２，Ｒ，は夫々、
例えば、Ｒｓ＝１．４．Ｒ＊＝２．４．Ｒ０＝４゜０程
度となるように各ギヤの歯数が設定されている。

リバース段ギヤセット１４の場合は、出力ギヤ１４ｂの
回転方向は前進段の場合と逆にする必要があるので、出
力ギヤ１４ｂは、アイドルシャフト１７に回転摺動自在
に軸支されたリバースアイドルギヤ１８を介して反転駆
動されるようになっている。なお、リバース段の変速比
Ｒｒは、例えば第１速と同じ＜Ｒｒ＝４．０程度となる
ようギヤの歯数が設定されている。

なお、第４速は、変速比Ｒ，＝１としているので、抵抗
損失を低減するため、いわゆる直結とし、第４速運転時
には、入力軸４を第１クラツチ２１を介して直接出力軸
５に接続し動力をカウンタシャフト７を介さず伝達する
ようになっている。

そして、本実施例では、変速機ｌの切換操作を円滑化す
るために、全シンクロメツシュ方式が採用されているの
で、各出力ギヤのトルクを択一的に出力軸５へ伝達でき
るように、出力軸５の第３速出力ギヤｌｌｂより前方の
所定の位置において、第１クラツチ２１が、出力軸５の
スプラインに嵌合され、該第１クラツチ２Ｉは出力軸５
とともに同回転数で回転し、かつ、上記スプライン上を
チェンジレバー（図示していない）の操作に従って軸方
向前後に摺動できるようになっている。同様に、出力軸
５の第２速出力ギヤ１２ｂと第１速出力ギヤ１３ｂとの
間の所定の位置において、出力軸５のスプラインには第
２クラツチ２２が嵌合され、さらに、リバース段出力ギ
ヤ＋４ｂと第５速出力ギヤ１５ｂとの間の所定の位置に
おいて、出力軸５のスプラインには第３クラツチ２３が
嵌合されている。

チェンジレバーの切り換えによって、第１クラツチ２１
が出力軸５のスプラインに摺接しつつ前方へ移動させら
れたときには、該第１クラツチ２１はドライブギヤ９の
係合部と係合し、人力軸４のトルクは、第１クラツチ２
１を介して直列に出力軸５に伝達されるようになってい
る（第４速、Ｒ４＝１）。一方、第１クラツチ２１が後
方へ移動させられたときには、該第１クラツチ２１は第
３速出力ギヤＩｌｂと係合し、入力軸４のトルクは、順
に、ドライブギヤ９、カウンタギヤ８、第３速入力ギャ
Ｉｌａ、第３速出力ギヤｌｌｂ、第１クラブチ２１を介
して出力軸５に伝達されるようになっている（第３速、
例えばＲ３＝１　、４　）。

同様に、チェンジレバーの切り換えによって、第２クラ
ツチ２２が前方へ移動させられて第２速出力ギヤ１２ｂ
と係合したときには、入力軸４のトルクは、順に、ドラ
イブギヤ９、カウンタギヤ８、第２速入力ギヤ１２ａ、
第２速出力ギヤ１２ｂ。

第２クラツチ２２を介して出力軸５に伝達され（第２速
、例えばＲ，＝２．４）、一方、第２クラツチ２２が後
方へ移動させられて第１速出力ギヤ１３ｂと係合したと
きには、人力軸４のトルクは、順に、ドライブギヤ９、
カウンタギヤ８、第１速入力ギャ１３ａ、第１速出力ギ
ャ１３ｂ、第２クラツチ２２を介して出力軸５に伝達さ
れるようになっている（第１速、例えばＲ，−４，０）
。

また、第３クラツチ２３が前方へ移動させられてリバー
ス段出力ギヤ１４ｂと係合したと′きには、人力軸４の
トルクは、順に、ドライブギヤ９、カウンタギヤ８、リ
バース段入力ギャ１４ａ、　リバースアイドルギヤ１８
、リバース段出力ギヤ１４ｂ１第３クラッチ２３を介し
て出力軸５に伝達され（後退、例えば１１ｒ＝４．０）
、一方、第３クラツチ２３が後方へ移動させられて第５
速出力ギヤＩ５ｂと係合したときには、入力軸４のトル
クは、順に、ドライブギヤ９、カウンタギヤ８、第５速
入力ギャ１５ａ、第５速出力ギヤ１５ｂ１第３クラツチ
２３を介して出力軸５に伝達されるようになっている（
第５速オーバドライブ、例えばｎ５＝０゜８）。

ところで、一方、第５速ギヤセツト１５の後方には第５
速出力ギヤ１５ｂのトルクのみを入力する超オーバドラ
イブの第６速用ギヤトレーン３０が設けられているが、
以下、このギヤトレーン３０について説明する。

上記ギヤトレーン３０に第５速出力ギヤ１５ｂのトルク
を伝達するために、第５速出力ギヤ１５ｂと歯数Ｔｌ）
のギヤトレーン人力ギヤ３１とを同軸状に固着して連結
する円筒状のギヤトレーン人力シャフト３２が設けられ
、該ギヤトレーン入力シャフト３２は、その内部空間部
に出力軸５を同軸方向に貫通させつつ、出力軸５とは係
合せず回転自在にケーシング６内に軸支されている。一
方、上記ギヤトレーン３０には、出力軸５及びギヤトレ
ーン入力シャフト３２と平行にケーシング６内に回転自
在に軸支された第２カウンタシヤフト３３が設けられ、
該第２カウンタシヤフト３３の前端部には歯数Ｔｑの第
２カウンタギヤ３４が上記ギヤトレーン入力ギヤ３１と
かみ合うようにして固着されるとともに、後端部には歯
数Ｔｒの第６速人力ギャ３５ａが固着されている。そし
て、この第６速入力ギヤ３５ａと対応する位置において
、出力軸５には、該出力軸５とは係合せずその軸まわり
に回転摺動自在となった歯数Ｔｓの第６速出力ギヤ３５
ｂが、上記第６速人力ギャ３５ａとかみ合うようにして
設けられている。そして、力学的に常に接続されている
、ギヤトレーン入力ギヤ３１と第２カウンタギヤ３４と
第６速入力ギヤ３５ａと第６速出力ギヤ３５ｂとは、第
５速出力ギヤ１５ｂのトルクによって常時回転させられ
ている。

ここにおいて、第６速の変速比Ｒ８はＲａ　＝ＲｑＸ（
Ｔｑ／Ｔｐ）Ｘ（Ｔｓ／Ｔｒ）＝（Ｔｃ／Ｔｇ）Ｘ（Ｔ
ｂ／Ｔａ）Ｘ（Ｔｑ／Ｔｐ）Ｘ（Ｔｓ／’ｒｒ）となる
。具体的には、例えば、Ｒ，＝０．６程度となるように
各ギヤの歯数が設定されている。

そして、上記ギヤトレーン人力ギヤ３１と上記第６速出
力ギヤ３５ｂとの間の所定の位置において出力軸５のス
プラインには油圧クラッチ３７が嵌合されている。一方
、上記油圧クラッチ３７と第６速出力ギヤ３５ｂとの間
の位置において、円筒状中空部を出力軸５が同軸方向に
貫通する、ハブスリーブクラッチ３８が設けられている
。該ハブスリーブクラッチ３８はその前部のディスク部
３８ａが上記油圧クラッチ３７のドーナツ部３７ａに収
納され、該ディスク部３８ａとドーナツ部３７ａとはオ
イルを介してその粘性により相互に軸まわりの回転力が
伝達されるようになっている。

また、上記ハブスリーブクラッチ３８の後端の係合部３
８ｂは第６速出力ギヤ３５ｂと係合して、第６速出力ギ
ヤ３５ｂのトルクがハブスリーブクラッチ３８に伝達さ
れるようになっている。

ところで、一方、油圧クラッチ３７の曲部円筒部３７ｂ
と、該円筒部３７ｂ内の中空部に同軸状で入り込んでい
るギヤトレーン人力シャフト３２の後端部との間のドー
ナツ状の空間部には、ワンウェイクラッチ４１が設けら
れている。該ワンウェイクラッチ４１は、その横断面は
第２図に示すような形状となっており、油圧クラッチ３
７の回転数がギヤトレ−ン人力ギヤフト３２の回転数よ
り大きい場合にはオフとなり、ギヤトレーン人力シャフ
ト３２と油圧クラッチ３７との間には相互にトルクが伝
達されないが、逆に油圧クラッチ３７の回転数がギヤト
レーン人力シャフト３２の回転数より小さい場合にはオ
ンとなり、ギヤトレーン人力シャフト３２のトルクが油
圧クラッチ３７に伝達されるようになっている。

上記油圧クラッチ３７とハブスリーブクラッチ３８とは
、油圧クラッチ内の空間部にオイルが入っているときに
は、油圧クラッチ３７とハブスリーブクラッチ３８とは
オイルの粘性によってオンとなり、相互にトルクが伝達
されるようになっているが、一方、油圧クラッチ３７内
の空間部にオイルが入っていないときには、オフとなり
、相互にトルクは伝達されないようになっている。そこ
で、かかる油圧クラッチ３７とハブスリーブクラッチ３
８とを油圧クラッチ３７内の空間部にオイルを出入させ
ることによりオン・オフ制御するための制御部５０が設
けられているが、以下これを説明する。

制御部５０は、オイル溜５１に貯溜されたオイルをオイ
ルポンプ５２によって、圧力調節弁５３を介して吐出圧
を所定値に調整して、オイル供給通路５４を介してコン
トロールバルブ５５に導入し、このコントロールバルブ
５５からオイルパイプ５６を介して油圧クラッチ３７に
オイルが供給される一方、アクセルスイッチ５７が閉じ
られたときには、ソレノイド弁５８が開かれ、油圧クラ
ッチ３７内のオイルは、順にオイルパイプ５６、コント
ロールバルブ５５、オイル戻り通路５９を介して、オイ
ルドレーン槽６１に排出されるようになっている。

以下、ギヤトレーン３３の作用について説明する。

通常、超オーバドライブ段（第６速）運転時には、アク
セルスイッチ５７はオフであり、したがって、油圧クラ
ッチ３７内にはオイルが満たされ、油圧クラッチ３７と
ハブスリーブクラッチ３８とは、相互にトルクを伝達で
きるようになっている。このとき、第５速出力ギヤ１５
ｂのトルクは、順に、ギヤトレーン入力シャフト３２、
ギヤトレーン入力ギャ３１．第２カウンタギヤ３４、第
６速入力ギヤ３５ａ１第６速出力ギヤ３５ｂ１ハブスリ
ーブクラツチ３８、油圧クラッチ３７を介して、出力軸
５に伝達される。

このとき、急加速するなどして、アクセルペダルが所定
の位置まで踏み込まれるとアクセルスイッチ５７はオン
となる。その結果、ソレノイド弁５８が開かれ、油圧ク
ラッチ３７内のオイルは流出し、クラッチ３７とハブス
リーブクラッチ３８は遮断される。したがって、油圧ク
ラッチ３７は駆動されないので回転しなくなる。そうす
ると、油圧り長）チ３７の回転数かギヤトレーン入力シ
ャフト３２の回転数より小さくなるので、ワンウェイク
ラッチ４Ｉはオンとなり、その結果、油圧クラッチ３７
は、ワンウェイクラッチ４１を介してギヤトレーン人カ
ンヤフト３２、すなわち第５速出力ギヤ１５ｂによって
駆動され、第５速出力ギヤ１５ｂのトルクは、順にワン
ウェイクラッチ４１、油圧クラッチ３７を介して出力軸
５に伝達され、第５速にシフトダウンされたことになる
。

以上、本発明によれば、超オーバドライブ段走行時に、
シフトダウンの必要が生じたときには、自動的に迅速に
第５速にシフトダウンされるようになっている。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の実施例を示す、歯車式変速機のシス
テム構成図である。第２図は、ワンウェイクラッチの横断面説明図である。ｌ・・・歯車式変速機、　４・・・人力軸、５・・・出
力軸、１１、＋　２．１３，１４．１５・・・ギヤセッ
ト、３０・・・ギヤトレーン、３７・・・油圧クラッチ
、３８・・・ハブスリーブクラッチ、４１・・・ワンウェイクラッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）変速比が夫々異なる複数組の変速歯車セットを備
えた、車両の歯車式変速機において、上記変速歯車セッ
ト中、最高段の変速歯車セットの出力ギヤと、上記変速
機の出力軸との間に、上記最高段変速歯車セットの出力
ギヤのトルクを上記出力軸に伝達する増速用歯車セット
を介設し、該増速用歯車セットと並列して上記最高段の
変速歯車セットの出力ギヤのトルクを上記出力軸に伝達
する系路にワンウェイクラッチを介設するとともに、上
記増速歯車セットでのトルクの伝達をオン・オフするク
ラッチを設けたことを特徴とする車両の歯車式変速機。