JPS5924296B2 - 車両用変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主変速機構と副変速機構とを有する車両用歯車
式変速機の改良に関するものである。

一般に自動車用歯車変速機の変速段数および変速比はエ
ンジンの出力、最高回転数等のエンジン性能、車両重量
、燃費、さらには変速操作性等接種の条件を考慮して決
定される。

ところで、自動車の加速性を高め、しかも低燃費を達成
するためには一般に変速段数を多くすることが要求され
るが、変速段数を多くすると変速操作が煩雑となり、ま
た、変速機が大型化して、しかも高価格になるという欠
点を生じる。

特に、車幅の狭い小型自動車にエンジン横置型フロント
エンジンフロントホイールドライブ方式（ＦＦ方式）が
採用される場合には、エンジン、クラッチ及び変速機等
から成る駆動系の横方向、すなわち、エンジンのクラン
ク軸方向の長さが車幅との関係で小さく設定されなけれ
ばならず、この場合、主として変速機の入力軸方向の長
さを短縮することが要求され、変速段数を多くする場合
には工夫を要する。

また、一般に小型の自動車に搭載される自動車用歯車変
速機は、上記様々の条件を加味して前進３段〜５段程度
の変速段が採用されているが、特に最高出力の小さい小
型のエンジンが搭載された小型自動車に前進３段〜５段
程度の変速段を有する変速機が搭載される場合、加速性
を重視して減速比を全体的に上げれば、特に小型自動車
を利用するユーザが一般に希望する低燃費が悪化し、低
燃費を重視して減速比を全体的に下げれば加速性が悪化
して、ドライバビリティが悪くなるという欠点がある。

本発明の主目的は副変速機構を有する歯車式変速機の変
速操作性が良好な車両用変速機を提供することにある。

本発明の他の目的は、特に小型エンジンが搭載された小
型の自動車において、低燃費走行と、加速性が良好でパ
ワフルな走行の両立が簡単な操作で可能な車両用変速機
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、入力軸方向に短か＜、シか
も変速段数が多い車両用変速機を構造簡単にして安価に
提供することにある。

また、本発明の他の目的は、主エンジン横置型ＦＦ方式
が車幅の狭い小型自動車に採用された場合に好適な車両
用変速機を提供することにある。

さらに本発明の他の目的は以下に示す実施例より明らか
なるものであり、上記諸口的は、エンジンのクランク軸
に摩擦クラッチを介して接続される入力軸に１対の歯車
が嵌合され、同期機構を有する第１のクラッチ装置によ
り上記１対の歯車の一方が選択されて副軸に動力が伝達
され、２つの減速比が得られる副変速機構と、上記副軸
および出力軸の両軸に各々対をなして複数個ずつ配列さ
れた歯車列の１つが第２のクラッチ装置により選択され
て複数の変速比が得られる主変速機構とを有する動力伝
達機構、上記第２のクラッチ装置がリンク機構を介して
手動のシフトレバ−に連動される手動操作機構、上記第
１のクラッチを切換操作して選択的に一方の減速比を達
成するアクチュエータ、同アクチュエータの圧力室へ流
体圧を供給するための流体圧供給源、同流体圧供給源と
上記アクチュエータの圧力室とを連通ずる通路、同通路
に介装され上記流体圧の圧力室への給排を切換える切換
弁、上記副変速機構の２つの減速比の一方を選択すべく
上記切換弁の作動を制御する手動スイッチ、上記摩擦ク
ラッチが遮断された状態を検出するクラッチ断検出スイ
ッチを備え、上記手動スイッチが操作されるとともに上
記クラッチ断検出スイッチにより摩擦クラッチが遮断さ
れた状態が検出されたとき、上記切換弁が作動して流体
圧の圧力室への給排が切換えられ、上記アクチュエータ
が作動されて副変速機構の減速比が切換えられるように
構成したことを特徴とする車両用変速機。

または、上記構成の変速機を基本とした変速機により達
成される。

次に本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。

第１図〜第６図に示す本発明の一実施例は、ＦＦ方式の
小型自動車に前進４段×２、後退１段×２の変速機が採
用されたもので、横置式小型エンジン１のクランク軸２
は従来一般に採用されている摩擦クラッチ３を介して、
変速機４の入力軸５に連結され、変速機４のケーシング
６内には入力軸５に並行して副軸７、出力軸８が配置さ
れ、摩擦クラッチ３を内蔵するクラッチケーシング９の
下方には差動装置１０が設げられている。

摩擦クラッチ３は運転席の第６図に示すフロア１００に
設けられた図示しないクラッチペダルの操作に連動して
作動されるクラッチレバ−１１によりレリーズベアリン
グ１２が入力軸５上を摺動されて断、接が行なわれる従
来一般の構造を有している。

入力軸５には回動自在にわずかに径寸が異る２つの歯車
１３，１４が嵌合され、これらの歯車１３．１４は従来
一般の同期噛み合い式のクラッチ装置１５により選択的
に入力軸５に一体化される。

歯車１３及び１４は副軸７に一体的に配設された歯車１
６，１７，１８，１９及び２０のうち、歯車１６及び１
８の各々に噛合している。

出力軸８には歯車２１．２２．２３及び２４が回動自在
に嵌合されるとともに、一体的に歯車２５が設けられ、
各歯車２１，２２，２３及び２４は副軸上の各歯車１６
，１８，１９及び２０に噛合され、歯車２５は差動装置
１０の駆動歯車２６に噛合されている。

副軸７に設けられた歯車１７は軸２７に嵌合されたアイ
ドラ歯車２８を介して出力軸８上に設けられた同期噛み
合い式クラッチ装置２９のスリーブ３０の外周面に形成
された歯に噛合され、後退速を達成する。

出力軸８上に設けられたクラッチ装置２９及び３１は歯
車２１，２２，２３及び２４の出力軸８への一体化を選
択的に達成する。

上記両クラッチ装置２９，３１は従来一般の同期噛み合
い式が採用されており、後退速を達成するアイドラ歯車
２８の噛み合いは従来一般の選択摺動式が採用されてい
る。

歯車２５により差動装置１０の１駆動歯車２６に伝達さ
れた動力は差動歯車３２，３３を介して１対の駆動軸３
４に伝達され、各駆動軸３４は図示していない前車輪に
動力を伝達する。

ところで、上記変速機における各歯車間の減速比または
変速比は一例として下表の通り設定されている。

上記表より明らかなごとく、本実施例においては副変速
機構により選択される２つの減速比の相対ギヤ比Ａ１／
Ａ２は主変速機構により選択されて前進を達成する各変
速比の相隣り合う変速比間の相対ギヤ比Ｂ１／ Ｂ２５
Ｂ２／ Ｂａ ｔ Ｂ３／Ｂ４より小さく設定されて
いる。

この２つの減速比の相対ギヤ比Ａ１／Ａ２を小さく設定
したことにより、以下に述べる副変速機構の自動化が容
易となっている。

第３図及び第４図において、クラッチ装置１５はハブ３
５、スプリング３６、キー３７、スリーブ３８を具備し
、スリーブ３８の外周に設けられた円環溝にはシフトフ
ォーク３９が嵌合され、シフトフォーク３９はケーシン
グ６の軸方向に摺動可能に設げられたシフトレール４０
に固着され、同シフトレール４０にはセレクトフィンガ
４１の先端が嵌合された溝４２が形成されるとともに、
シフトレール４０の位置決め用の溝４３．４４が形成さ
れ、間溝にはスプリング４５により付勢されたボール４
６が選択的に係合し、セレクトフィンガ４１の基部はケ
ーシング６に軸着されたセレクトシャフト４７に固着さ
れ、同セレクトシャフト４７のケーシング６外方に突出
した部分にはレバー４８が設けられている。

従って、レバー４８が回動されると、セレクトシャフト
４７を介してセレクトフィンガ４１が連動され、それに
併って第４図においてシフトレール４０が左右方向に摺
動され、シフトフォーク３９も左右方向に操作されて副
変速機構の２つの減速比間の切換が行なわれる。

第５図及び第６図において、上記レバー４８はケーシン
グ６に取付けられたアクチュエータ４９により操作され
、同アクチュエータは上記レバー４８にロッド５０を介
して連結されたピストン５１を内蔵するエアシリンダ５
２で、ピストン５１により仕切られた２つの圧力室５３
．５４には流体圧としてエンジン１の吸気系に発生する
負圧が導ひかれる。

本実施例においては、気化器５５の下流側に設けられた
吸気マニホルド５６内を流体圧供給源としており、同郡
に発生する負圧が負圧通路５７及び分岐通路５８，５９
を介して各圧力室５３，５４に導かれる。

負圧通路５７の途中にはチェック弁６０及び負圧タンク
６１が介装され、また、各分岐通路５８゜５９には大気
開放通路６２，６３が設けられるとともに、負圧通路５
７と各分岐通路５８，５９との連通、または各分岐通路
５８．５９と各大気開放通路６２，６３との連通を選択
的に切換制御するソレノイド弁６４．６５が設けられて
いる。

ソレノイド弁６４は手動スイッチ６６の別個に設けられ
た２つの固定端子６７．６８のうち、一方の端子６７に
接続され、ソレノイド弁６５は他方の端子６８に接続さ
れている。

手動スイッチ６６の上記両端子６７．６８に選択的に接
続される可動端子６９は、上記摩擦クラッチ３が遮断さ
れた時閉成するクラッチ断検出スイッチ７０及びエンジ
ンキースイッチ７１を介してバッテリ７２に接続されて
いる。

なお、上記手動スイッチ６６は運転席の運転者による操
作が容易な場所に設置されて扁り、また、クラッチ断検
出スイッチ７０はクラッチペダルからクラッチレノ←１
１に至るリンク機構の途中に設けられ、同機構の変位に
よりクラッチ断が検出されるものである。

上記ソレノイド弁６４．６５は励磁されると負圧通路５
７と各分岐通路５８，５９とが連通ずるように構成され
ている。

また、本実施例においては、第５図においてレバー４８
がセレクトシャフト４７を中心に時計方向に回転される
と、第１図においてスリーブ３８が左方に変位され、減
速比１．５６２の減速比が大きい側の副変速が得られ、
逆方向に回転されると減速比１．１８１の減速比が小さ
い側の副変速が得られる。

ところで、クラッチ装置２９及び３１は第３図に示すシ
フトレール７３，７４に設げられたシフトフォーク７５
等によって操作され、また、アイドラ軸２７上の歯車２
８はシフトレール７６上に設けられたシフトフォーク７
７により操作され、これらシフトレール７３，７４，７
６の選択的な摺動操作は運転席のフロア１００に設けら
れたシフトレバ−７８にリンク７９を介して連結された
コントロールシャフト８０の回動及び軸方向移動により
行なわれる。

次に、上記実施例装置の作用について説明すると特に市
街地走行あるいは登板走行等において良好な加速性を得
たい場合には、手動スイッチ６６が操作されて、可動端
子６９が第５図に示すごとく端子６７に接続され、一方
、高速走行等ｌこおいて低燃費を得たい場合には、手動
スイッチ６６が操作されて、可動端子６９が端子６８に
接続される。

このように手動スイッチ６６が操作された後に、クラッ
チペダルが踏み込まれると摩擦クラッチ３が遮断され、
同遮断を検出してクラッチ断検出スイッチ７０が閉成さ
れ、キースイッチ７１は駆動状態で閉成されているため
、ソレノイド弁６４または６５への通電が達成さｎ、る
。

今、ソレノイド弁６４へ通電された場合について考える
と、ソレノイド弁６４は消磁された状態で大気開放通路
６２と分岐通路５８とを連通しているため、圧力室５４
には大気が導入されているが、上記ソレノイド弁６４へ
の通電により負圧通路５７と分岐通路５８とが連通され
、負圧タンク６１内に蓄えられた負圧が圧力室５４に導
ひかれる。

なお、負圧タンク６１へはチェック弁６０を介して吸気
マニホルド５６に発生する高負圧が常時導ひかれている
。

圧力室５４に負圧が導入されると、第４図に示すごとく
ピストン５１が右方に吸引されて変位する。

この時、圧力室５３には大気開放通路６３、分岐通路５
９を介して大気が導ひかれている。

ピストン５１が第４図において右方に変位すると、ロッ
ド５０を介してレバー４８は時計方向に回動され、減速
比１．５２６の減速比が大きい側の副変速が得られ、加
速性が向上する。

副変速が完了した後、クラッチペダルの踏み込みが解除
されて、摩擦クラッチ３が接続されると、クラッチ断検
出スイッチ７０は開成されて、ソレノイド弁６４への通
電がカットされ、圧力室５４には大気圧が導ひかれるが
、ボール４６の溝４３への嵌合によりシフトレール４０
は位置決めされ上記減速比が大きい側への副変速が解除
されることはない。

次に、手動スイッチ６６が操作されて端子６８と６９と
が接続された後にクラッチペダルが踏み込まれると、ソ
レノイド弁６５への通電が行なわれて、圧力室５３に負
圧が導びかヘレバー４８は反時計方向に回動される。

すると、シフトレール４０は第３図において左方に変位
され、ボール４６が溝４４に嵌合された状態で停止し、
減速比１．１８１の減速比が小さい側の副変速が得られ
、低燃費が達成される。

以上より明らかなどと（、上記実施例によれば、副変速
機構の操作、すなわち、クラッチ装置１５による変速操
作は運転席に設けられた手動スイッチ６６を操作した後
、適当な時期にクラッチペダルを踏み込めば、摩擦クラ
ッチ３の遮断に応答して自動的に切換操作が行なわれ、
手動スイッチ６６とクラッチペダルの踏み込み操作とを
同時に行なう必要がなく、変速操作が簡単である。

また、上記パワートレーンを有する変速機４においては
、入力軸５上に設けられた副変速機構による２つの減速
比と、出力軸８上に設けられた主変速機構による５つの
変速比との組合せにより、１０段変速を可能としており
、車両の走行状態に対応して、低燃費の経済的な走行、
あるいはドライバビリティの良好な高出力走行が簡単な
操作で可能となり、更には、３軸構造としたことにより
、従来の２軸構造の場合に比べ出力軸の回転方向が逆に
なることから、横置エンジンと、従来の縦置エンジンが
共通化されて、従来のエンジンをそのまま横置、エンジ
ンに共用し得るほか、主変速機構と副変速機構とを別個
に設けた従来の変速機に比べ、装置の構造が大幅に簡潔
化されるとともに、変速機４の入力軸５方向に短かいコ
ンパクト化が計られ、特に、車幅の狭い小型自動車にエ
ンジン横置型ＦＦ方式が採用された上記実施例において
実用性に浸れている。

また、上記実施例においては、副変速機構により選択さ
れる２つの減速比の相対ギヤ比Ａ１／Ａ２が特に小さく
設定されているため、クラッチ装置１５の切換操作時、
入力軸５と一体化される側の歯車１３または１４との相
対回転速度が小さく、従って、同期時間を短く設定でき
るとともに、変速時のショックが小さく、アクチュエー
タ４９によるレバー４８の操作力等のクラッチ装置１５
接続時におけるフィーリング調整が容易となり、アクチ
ュエータ４９を含む副変速機構の自動操作装置の構造が
簡単になる。

なお、上記実施例においては、アクチュエータ４９の作
動流体として吸気系に発生する負圧を利用したが、第７
図に示す変形例のごとく、温情用オイルポンプの吐出油
圧を用いてもよく、また排ガス浄化用に設けられる二次
空気供給用のエアポンプの吐出空気圧、あるいは特に上
記アクチュエータ４９作動用に特別１）こ設けられたポ
ンプによる作動流体圧を用いてもよい。

第７図に示す変形例を上記一実施例の特に第５図に示し
たものと実質的に同一部分には同一符号を付して説明す
ると、エンジン１に設けられた温情用オイルポンプ８１
の吐出側において、図示しない温情用油通路より分岐し
た油通路８２が各分岐通路５８，５９に接続され、各分
岐通路５８゜５９にはエンジン１のオイルパン８３内に
連通スる排油通路８４，８５及び８６が設けられ、ソレ
ノイド弁６４．６５は油通路８２または排油通路８６と
各分岐通路５８，５９との連通を選択的に切換制御する
。

上記変形例においては、両ソレノイド弁６４゜６５が消
磁された状態で両圧力室５３，５４は排油通路８６に連
通され、ソレノイド弁６４または６５が励磁されるとポ
ンプ８１の吐出圧が油通路８２、分岐通路５８または５
９を介して圧力室５４または５３に導びかれ、同圧力室
に導ひかれた高油田によりピストン５１が作動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すパワートレーンの模式
図、第２図は上記実施例の第３図において■−■線に沿
う矢視断面図、第３図は上記実施例における変速機の第
２図においてｌ−Ｉｎ線に沿う矢視断面図、第４図は第
３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図−第５図は上記実
施例の副変速機操作系統を示す模式図、第６図は上記実
施例の変速機操作伝動系の概要図、第１図は上記実施例
における副変速操作系統の変形例を示す模式図である。 １：エンジン、２：クランク軸、３：摩擦クラッチ、４
：変速機、５：入力軸、７：副軸、８：出力軸、１０：
差動装置、１５，２９，３１：クラッチ装置、４８ニレ
バー、４９：アクチュエータ、５７：負圧通路、５Ｂ、
５９：分岐通路、６２゜６３：大気開放通路、６４，６
５：ソレノイド弁、６６：手動スイッチ、７０：クラッ
チ断検出スイッチ、７２：バッテリ、８２：油圧通路、
８４゜８５．８６：排油通路、８７：クラッチコントロ
ールレバー、８９：アクチュエータ、９４：大気開放通
路、９５：ソレノイド弁、９６：絞り弁、９８：ソレノ
イド、１０２，１０３：スイッチ、１０４：停止スイッ
チ、１０４ニレバー、１１７゜１１８：作動表示灯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンのクランク軸に摩擦クラッチを介して接続
   される入力軸に１対の歯車が嵌合され、同期機構を有す
   る第１のクラッチ装置により上記１対の歯車の一方が選
   択されて副軸に動力が伝達され、２つの減速比が得られ
   る副変速機構と上記副軸および出力軸の両軸に各々対を
   なして複数個ずつ配列された歯車列の１つが第２のクラ
   ッチ装置により選択されて複数の変速比が得られる主変
   速機構とを有する動力伝達機構、上記第２のクラッチ装
   置がリンク機構を介して手動のシフトレバ−に連動され
   る手動操作機構、上記第１のクラッチを切換操作して選
   択的に一方の減速比を達成するアクチュエータ、同アク
   チュエータの圧力室へ流体圧を供給するための流体圧供
   給源、同流体圧供給源と上記アクチュエータの圧力室と
   を連通ずる通路、同通路に介装され上記流体圧の圧力室
   への給排を切換える切換弁、上記副変速機構の２つの減
   速比の一方を選択すべく上記切換弁の作動を制御する手
   動スイッチ、上記摩擦クラッチが遮断された状態を検出
   するクラッチ断検出スイッチを備え、上記手動スイッチ
   が操作されるとともに上記クラッチ断検出スイッチによ
   り摩擦クラッチが遮断された状態が検出されたときに、
   上記切換弁が作動して流体圧の圧力室への給排が切換え
   られ、上記アクチュエータが作動されて副変速機構の減
   速比が切換えられるように構成したことを特徴とする車
   両用変速機。