平行轴变速器.pdf

输入轴10通过连接传动齿轮GCV、连接第一空转齿轮GC1、连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN与中间轴20转动地连接。与反向驱动齿轮GRV形成为一体的第四速度传动齿轮G4V可转动地设置在输入轴10上，第三速度传动齿轮G3V可转动地设置在中间轴20上。第三速度传动齿轮G3V和第四速度传动齿轮G4V都与可转动地设置在输出轴40上的第三和第四速度从动齿轮G34N啮合。而且，通过反向空转齿轮GRI与反向驱动齿轮GRV转动地连接的反向从动齿轮GRN可转动地设置在输出轴40上。第三和第四速度从动齿轮G34N或反向从动齿轮GRN通过选择性离合器CTD与输出轴40相连。

1.  一种平行轴变速器，包括：
输入轴、第一空转轴、中间轴、输出轴以及第二空转轴，这些轴彼此平行设置；
输入轴第一齿轮，其设置在所述输入轴上；
输入轴第二齿轮，其可转动地设置在所述输入轴上；
第一离合装置，其使所述输入轴第二齿轮与所述输入轴连接或分离；
第一空转齿轮，其设置在所述第一空转轴上，以与所述输入轴第一齿轮啮合；
中间轴第一齿轮，其设置在所述中间轴上，以与所述第一空转齿轮啮合；
中间轴第二齿轮，其可转动地设置在所述中间轴上；
第二离合装置，其使所述中间轴第二齿轮与所述中间轴连接或分离；
输出轴第一齿轮，其可转动地设置在所述输出轴上，以与所述输入轴第二齿轮啮合，也与所述中间轴第二齿轮啮合；
第三离合装置，其使所述输出轴第一齿轮与所述输出轴连接或分离；
输入轴第三齿轮，其与所述输入轴第二齿轮形成为一体，且可转动地设置在所述输入轴上；
第二空转齿轮，其设置在所述第二空转轴上，以与所述输入轴第三齿轮啮合；
输出轴第二齿轮，其可转动地设置在所述输出轴上，以与所述第二空转齿轮啮合；以及
第四离合装置，其使所述输出轴第二齿轮与所述输出轴连接或分离；

2.  根据权利要求1所述的平行轴变速器，其中：
所述第三离合装置和所述第四离合装置包括一个选择性离合装置，所述选择性离合装置使所述输出轴第一齿轮或所述输出轴第二齿轮与所述输出轴连接。

3.  根据权利要求1所述的平行轴变速器，其中：
所述第一空转齿轮包括与所述输入轴第一齿轮啮合的输入侧第一空转齿轮以及与所述中间轴第一齿轮啮合的中间侧第一空转齿轮；以及
所述输入侧第一空转齿轮和所述中间侧第一空转齿轮固定在所述第一空转轴上，以便这些第一空转齿轮将作为一个整体转动。

4.  根据权利要求1所述的平行轴变速器，其中：
通过脱离所述第一离合装置，通过啮合所述第二离合装置，通过脱离所述第三离合装置，以及通过啮合所述第四离合装置，建立第一反向驱动比；以及
通过啮合所述第一离合装置，通过脱离所述第二离合装置，通过脱离所述第三离合装置，以及通过啮合所述第四离合装置，建立第二反向驱动比。

5.  根据权利要求4所述的平行轴变速器，其中：
通过啮合所述第一离合装置，通过脱离所述第二离合装置，通过啮合所述第三离合装置，以及通过脱离所述第四离合装置，建立向前传动比。

6.  根据权利要求1或2所述的平行轴变速器，还包括：
输入轴第四齿轮，其可转动地设置在所述输入轴上；
第五离合装置，其使所述输入轴第四齿轮与所述输入轴连接或分离；
中间轴第三齿轮，其可转动地设置在所述中间轴上；
第六离合装置，其使所述中间轴第三齿轮与所述中间轴连接或分离；
以及
输出轴第三齿轮，其设置在所述输出轴上，以与所述输入轴第四齿轮啮合，也与所述中间轴第三齿轮啮合。

平行轴变速器
技术领域
本发明涉及平行轴变速器，其中齿轮设置在彼此平行放置的多个轴上，这些齿轮成对啮合，以使齿轮与相应轴的啮合和脱离通过啮合的轴建立一条动力传动路径，从而获得与变速器的瞬时传动比相应的理想变速比。
背景技术
这样的平行轴变速器用在包括汽车在内的各种动力机械中。近年来，由于驱动性能的提高以及对环境影响的关注，存在这样一种趋势，用在车辆中的变速器的变速比数目不断增加。结果，一些具有超过五个的前驱变速比的变速器已经开发出来用于实际应用中。一般而言，随着变速器变速比数目的增加，设置在轴上的齿轮数目也增加。同样，对于车辆变速器以及其它类型的变速器来说也是如此。因此，变速器尤其在其轴方向上趋向于增加其尺寸。然而，变速器被设计为在打算将其装入的特定机器或设备中占有一定量的空间。因此，当变速器被设计为具有数量增加的变速比时，已经将各种方法应用于使得该变速器的尺寸尽可能紧凑。尤其是在设计车辆变速器中(其中所述车辆变速器的尺寸受容纳相应的变速器的各个车辆尺寸的限制)，重要的是采取能使得变速器尺寸尽可能紧凑的每种措施。
已经提出各种措施来减小平行轴变速器在轴向上的尺寸。例如，这样一种结构布置是已知的，其中将额外的轴(中间轴)添加在变速器的输入轴和输出轴之间，用以减小每个轴的齿轮数量(例如，参看日本公开专利出版物No.2000-220700)。除了这种结构设置外，另一结构布置使得设置在输出轴上的齿轮与设置在输入轴上的齿轮啮合，从而也与设置在中间轴上的齿轮啮合(例如，参看日本公开专利出版物No.7(1995)-94854))。在所述布置中，通常将位于输出轴上的齿轮用于建立两个不同的变速比，从而使得设置在输出轴上的齿轮数较小。此外，均与输出轴上的共用齿轮啮合的输出轴以及中间轴上的齿轮在变速器中放置在同一平面上。结果，变速器在轴纵向上的尺寸比以另外的方式设计的类似变速器要小。
在这种变速器中，通过减少建立前驱变速比的输出轴上的齿轮数，使得变速器在轴的纵向上的尺寸相对较小。然而，如果这种变速器设计为具有两个反向驱动变速比，以满足设计为在不好的路上或覆盖有雪的路上行驶的车辆的规格，则相应于反向驱动变速比的两个齿轮必须以与传统变速器相同的方式彼此平行设置在输出轴上。在输出轴上设置两个齿轮再次产生变速器在轴向上的尺寸相应增加的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有高性能和紧凑结构的平行轴变速器，即使该变速器装备有多个前驱变速比和两个反向驱动变速比，其也在轴向上具有相对小的尺寸。
根据本发明的平行轴变速器包括输入轴、第一空转轴(例如，在以下实施例中描述的连接空转轴30)、中间轴、输出轴和第二空转轴(例如，在以下实施例中描述的反向空转轴50)，这些轴彼此平行设置。平行轴变速器还包括：输入轴第一齿轮(例如在以下实施例中描述的连接传动齿轮GCV)，其设置在输入轴上；输入轴第二齿轮(例如，在以下实施例中描述的第四速度传动齿轮G4V)，其可转动地设置在输入轴上；第一离合装置(例如，在以下实施例中描述的第四速度离合器CT4)，其用以使输入轴第二齿轮与输入轴连接或分离；第一空转齿轮(例如，在以下实施例中描述的连接第一空转齿轮GC1和连接第二空转齿轮GC2)，其设置在第一空转轴上，以与输入轴第一齿轮啮合；中间轴第一齿轮(例如，连接从动齿轮GCN)，其设置在中间轴上，以与第一空转齿轮啮合；中间轴第二齿轮(例如，在以下实施例中描述的第三速度传动齿轮G3V)，其可转动地设置在中间轴上；第二离合装置(例如，在以下实施例中描述的第三速度离合器CT3)，其使中间轴第二齿轮与中间轴连接或分离；输出轴第一齿轮(例如，在以下实施例中描述的第三和第四速度从动齿轮G34N)，其可转动地设置在输出轴上，以与输入轴第二齿轮和中间轴第二齿轮啮合；第三离合装置(例如，在以下实施例中描述的选择性离合器CTD)，其使输出轴第一齿轮与输出轴连接或分离；输入轴第三齿轮(例如，在以下实施例中描述的反向驱动齿轮GRV)，其与输入轴第二齿轮形成为一体，并可转动地设置在输入轴上；第二空转轴(例如，在以下实施例中描述的反向空转齿轮GRI)，其设置在第二空转轴上，以与输入轴第三齿轮啮合；输出轴第二齿轮(例如，反向从动齿轮GRN)，其可转动地设置在输出轴上，以与第二空转齿轮啮合；第四离合装置(例如，选择性离合器CTD)，其使输出轴第二齿轮与输出轴连接或分离。在平行轴变速器中，第三离合装置和第四离合装置优选包括一个选择性离合装置(例如，选择性离合器CTD)，使输出轴第一齿轮或输出轴第二齿轮与输出轴连接。
在所述平行轴变速器中，通过输入轴第一齿轮、第一空转齿轮和中间轴第一齿轮将待输入变速器的输入轴的原动机(例如引擎)地旋转力传送到中间轴。结果，中间轴向与输入轴的转动方向相同的方向转动。这里，如果(1)输入轴第二齿轮与输入轴分离，如果(2)中间轴第二齿轮与中间轴分离，则将该变速器设定为原动机的旋转力没有传输到输出轴的中性状态。从此中性状态，在输出轴第二齿轮与输出轴分离后或期间，输出轴第一齿轮与输出轴相连，输入轴第二齿轮与输入轴相连，从而将该变速器设定为第一变速状态(此变速状态相应于在以下实施例中描述的向前第四速度状态)。在第一变速状态中，第一离合装置使旋转力从输入轴通过输入轴第二齿轮和输出轴第一齿轮传输，并通过第三离合装置传输到输出轴，从而输出轴向一个方向(向前的方向)旋转。同样，从上述中性状态，在输出轴第二齿轮与输出轴分离后或期间，输出轴第一齿轮与中间轴相连，从而将该传送系统设定为第二变速状态(此变速状态相应于在以下实施例中描述的向前第三速度状态)。在第二变速状态中，将旋转力从输入轴通过输入轴第一齿轮、第一空转齿轮和中间轴第一齿轮传输到中间轴，然后第二离合装置使所述旋转力通过中间轴第二齿轮和输出轴第一齿轮传输，然后通过第三离合装置传输到输出轴，从而输出轴向上述向前的方向转动。
同样，从上述中性状态，在输出轴第一齿轮与输出轴分离后或期间，输出轴第二齿轮与输出轴相连接，中间轴第二齿轮与中间轴相连，从而将变速器设定为第三变速状态(此变速状态相应于在以下实施例中描述的反向第一速度状态)。在第三变速状态中，旋转力从输入轴通过输入轴第一齿轮、第一空转齿轮和中间轴第一齿轮传输到中间轴，然后第二离合装置使所述旋转力通过中间轴第二齿轮、输出轴第一齿轮(在输出轴上转动)、输入轴第二齿轮(在输入轴上转动)、第二空转齿轮和输出轴第二齿轮传输，然后第四离合装置使所述旋转力传输到输出轴，从而输出轴向与上述向前的方向相反的方向转动。同样，从上述中性状态，在输出轴第一齿轮与输出轴相连或分离后或期间，输出轴第二齿轮与输出轴相连，输入轴第三齿轮(输入轴第三齿轮与输入轴第二齿轮形成为一体)与输入轴相连，从而将变速器设定为第四变速状态(此变速状态相应于在以下实施例中描述的反向第二速度状态)。在第四变速状态中，第一离合装置使旋转力从输入轴通过输入轴第三齿轮、第二空转齿轮和输出轴第二齿轮传输，然后第四离合装置使所述旋转力传输到输出轴，从而输出轴向相反方向转动。
平行轴变速器还可包括输入轴第四齿轮(例如，在以下实施例中描述的第五速度传动齿轮G5V)，其可转动地设置在输入轴上；第五离合装置(例如，在以下实施例中描述的第五速度离合器CT5)，其使输入轴第四齿轮与输入轴连接或分离；中间轴第三齿轮(例如，在以下实施例中描述的第二速度传动齿轮G2V)，其可转动地设置在中间轴上；第六离合装置(例如，在以下实施例中描述的第二速度离合器CT2)，其使中间轴第三齿轮与中间轴连接或分离；以及输出轴第三齿轮(例如，在以下实施例中描述的第二和第五速度和反向从动齿轮G25N)，其设置在输出轴上，与输入轴第四齿轮啮合，也与中间轴第三齿轮啮合。
通过这种布置，在满足上述条件(1)和(2)后，另外如果输入轴第四齿轮与输入轴分离，中间轴第三齿轮与中间轴分离，则变速器设定为中性状态。从此中性状态，如果输入轴第四齿轮与输入轴相连，则变速器设定为第五变速状态(此变速状态相应于在以下实施例中描述的向前第五速度状态)。在第五变速状态中，第五离合装置使旋转力从输入轴通过输入轴第四齿轮和输出轴第三齿轮传输到输出轴，从而输出轴向上述向前的方向转动。同样，从上述中性状态，如果中间轴第三齿轮与中间轴相连，则变速器设定为第六变速状态(此变速状态相应于在以下实施例中描述的向前第二速度状态)。在第六变速状态中，旋转力从输入轴通过输入轴第一齿轮、第一空转轴和中间轴第一齿轮传输到中间轴，然后第六离合装置使所述选抓你图哦难过中间轴第三齿轮和输出轴第三齿轮到输出轴，从而输出轴向上述向前的方向转动。
如上所述，根据本发明的平行轴变速器获得多个向前变速比和两个反向变速比。在变速器的构造中，设置在输出轴上以使输出轴在第一变速状态下沿向前方向转动的相同齿轮(输出轴第一齿轮)用于使输出轴也在第二变速状态下向前转动。简言之，这种特定齿轮共用于这些变速状态中。以此方式，设置在输出轴上用于获得向前变速比的齿轮数变得较少，从而可使变速器在轴向上的尺寸变小，相应于也减少设置在输出轴上的齿轮数。而且，在变速器的构造中，为了获得两个反向变速比，设置两条动力传输路径(一条穿过上述共用齿轮的路径，另一条不穿过它)来驱动使输出轴向相反的旋转方向转动的反向齿轮系(包括输入轴第三齿轮、第二空转齿轮和输出轴第二齿轮)。换句话说，根据本发明的平行轴变速器在输出轴上不具有两个相应于两个反向变速比的齿轮，但是其仅具有一个用于获得反向转动的齿轮(输出轴第二齿轮)，具有两条动力传动路径用于使此特定齿轮转动。结果，即使变速器装备有两个反向变速比，用于获得反向转动的齿轮数也与装备有一个反向变速比的变速器的齿轮数相同。由于在轴向上具有较小尺寸的变速器仍装备有较大数量的向前变速比和两个反向变速比，所以这种布置提供了一种具有高性能的紧凑的平行轴变速器。
在上述平行轴变速器中，输出轴第一齿轮和输出轴第二齿轮从不同时与输出轴相连。因此，第三离合装置和第四离合装置一起可包括一个使输出轴第一齿轮或输出轴第二齿轮与输出轴相连的选择性离合器。以此方式，使得变速器更轻更紧凑。
如果平行轴变速器还包括可转动地设置在输入轴上的输入轴第四齿轮、使输入轴第四齿轮与输入轴相连或分离的第五离合装置、可转动地设置在中间轴上的中间轴第三齿轮、使中间轴第三齿轮与中间轴相连或分离的第六离合装置、以及设置在输出轴上以与输入轴第四齿轮啮合也与中间轴第三齿轮啮合的输出轴第三齿轮，则设置在输出轴上用于使输出轴在第五变速状态下沿向前方向转动的齿轮(输出轴第三齿轮)用作用于使输出轴同样在第六变速状态下沿向前方向转动的共用齿轮。在这种布置中，即使变速器另外获得两个前驱变速比，变速器在轴向上的尺寸也仅增加一个齿轮的程度。因此，尽管变速器的变速比数目较大，根据本发明的平行轴变速器的尺寸也相对较小。
本发明进一步的应用范围将从下文中给出的详细描述中变得明显。然而，应当理解，由于本领域中的技术人员在阅读此详细描述后，将易知在本发明的精神和范围内的各种变化和修改，所以仅通过示例给出表示本发明的优选实施例的详细描述和具体示例。
附图简要说明
根据下文中给出的详细描述以及仅通过示例而非对本发明的限制给出的附图，本发明将能够得到更完全的理解。
图1是示意性描述作为根据本发明的第一实施例的平行轴变速器的结构的概略图。
图2是描述第一～第五离合器和选择性离合器的状态与第一实施例变速器的变速比之间的关系的图表。
图3是示意性描述作为根据本发明的第二实施例的平行轴变速器的结构的概略图。
具体实施方式
现在，参看附图描述根据本发明的优选实施例。图1示出根据本发明的平行轴变速器的第一实施例(下文中称为“变速器”)。作为第一实施例的变速器1使来自引擎EG的扭矩和旋转速度输入转变，并将引擎EG的旋转力传送到与左右主动轮WL和WR可转动地相连的差速机构60。
变速器1具有输入轴10、连接空转轴30、中间轴20、输出轴40以及反向空转轴50，所有这些轴都彼此平行设置，并与差速机构60一起容纳在变速器壳体3内。输入轴10由轴承B1a和B1b可转动地支承，并通过联结机构CP与引擎EG的曲柄轴CS相连。在输入轴10上，第五速度传动齿轮G5V、第五速度离合器CT5、第四速度离合器CT4、第四速度传动齿轮G4V、反向驱动齿轮GRV以及连接传动齿轮GCV都从引擎EG的侧(即从图1中图的右侧)设置。第五速度传动齿轮G5V可转动地设置在输入轴10上，从而其可关于输入轴10空转，且形成为一体的第四速度传动齿轮G4V和反向驱动齿轮GRV也可转动地设置在输入轴10上。然而，连接传动齿轮GCV固定在输入轴10上，从而它们作为一个整体一起转动。第五速度离合器CT5使第五速度传动齿轮G5V与输入轴10啮合或分离，同时第四速度离合器CT4使第四速度传动齿轮G4V与输入轴10啮合或分离。离合器CT4和CT5都是整合一液压驱动活塞的摩擦离合器。这种离合器在本领域中是众所周知的，所以此处没有另外给出对这些离合器的描述。
中间轴20也由轴承B2a和B2b可转动地支承。在此轴上，第一速度离合器CT1、第一速度传动齿轮G1V、第二速度传动齿轮G2V、第二速度离合器CT2、第三速度离合器CT3、第三速度传动齿轮G3V以及连接从动齿轮GCN都从引擎EG的侧(即从图1中图的右侧)设置。第一速度传动齿轮G1V、第二速度传动齿轮G2V和第三速度传动齿轮G3V分别可转动地设置在中间轴20上，但是连接从动齿轮GCN固定在中间轴20上。第一速度离合器CT1使第一速度传动齿轮G1V与中间轴20啮合或脱离，第二速度离合器CT2使第二速度传动齿轮G2V与中间轴20啮合或脱离，第三速度离合器CT3使第三速度传动齿轮G3V与中间轴20啮合或分离，。这些离合器CT1、CT2、和CT3都是与上述离合器CT4和CT5类型相同的摩擦离合器，所以此处没有另外提供对其的描述。
连接空转轴30也由轴承B3a和B3b可转动地支承。在此轴上，分别固定在连接空转轴30上的连接第二空转齿轮GC2和连接第一空转齿轮GC1从引擎EG的侧(即从图1中图的右侧)设置。连接第一空转齿轮GC1一直与设置在输入轴10上的连接传动齿轮GCV啮合，而连接第二空转齿轮GC2一直与设置在中间轴20上的连接从动齿轮GCN啮合。
输出轴40也由轴承B4a和B4b可转动地支承。在此轴上，差速传动齿轮GFV、第一速度从动齿轮G1N、第二速度从动齿轮G2N、第五速度从动齿轮G5N、第三和第四速度从动齿轮G34N、选择性离合器CTD和反向从动齿轮GRN都从引擎EG的侧(即从图1中图的右侧)设置。差速传动齿轮GFV、第一速度从动齿轮G1N、第二速度从动齿轮G2N以及第五速度从动齿轮G5N都固定在输出轴40上，而第三和第四速度从动齿轮G34N和反向从动齿轮GRN都可转动地设置在输出轴40上。差速传动齿轮GFV一直与驱动差速机构60的差速从动齿轮GFN啮合(在图1中的差速传动齿轮GFV和差速从动齿轮GFN之间画出的虚线表示这些齿轮GFV和GFN彼此啮合，对于图3也是如此)。第一速度从动齿轮G1N一直与设置在中间轴20上的第一速度传动齿轮G1V啮合，第二速度从动齿轮G2N一直与设置在中间轴20上的第二速度传动齿轮G2V啮合。第三和第四速度从动齿轮G34N分别一直与设置在中间轴20上的第三速度传动齿轮G3V啮合，也与设置在输入轴10上的第一速度传动齿轮G4V啮合。
可轴向滑动地设置在输出轴40上的选择性离合器CTD与选择器SL集成，其中通过液压机构(未示出)的操作控制该选择器SL在输出轴40上轴向移动的位置。当选择器SL在任一方向移动时，相应地，选择性离合器CTD的犬齿(未示出)抓住(clutch)第三和第四速度从动齿轮G34N的近侧或反向从动齿轮GRN的近侧。结果，第三和第四速度从动齿轮G34N或反向从动齿轮GRN开始啮合，以将该旋转传输到输出轴40。换句话说，如果选择性离合器CTD的选择器SL移动到第三和第四速度从动齿轮G34N的侧上(图1中图的右侧)，则第三和第四速度从动齿轮G34N与输出轴40转动地相连。另一方面，如果选择器SL移动到反向从动齿轮GRN的侧上(图1中图的左侧)，则反向从动齿轮GRN与输出轴40转动地相连。
反向空转轴50也由轴承B5a和B5b可转动地支承，而反向空转齿轮GRI固定在此轴上。反向空转齿轮GRI一直与设置在输入轴10上的反向驱动齿轮GRV啮合，也与设置在输出轴40上的反向从动齿轮GRN啮合。
差速机构60具有位于差速箱61中的差速机构63，所述差速机构63包括两个差动小齿轮62a和两个侧齿轮62b。平行于输出轴40设置的左右轴ASL和ASR分别固定到侧齿轮62b上，且差速箱61由轴承B6a和B6b支承。在此状态下，差速箱61可绕左右轴ASL和ASR的轴转动，所述左右轴ASL和ASR相应地具有左右主动轮WL和WR(车辆的前轮)。由于固定在差速箱61上的差速从动齿轮GFN一直与如上所述的差速传动齿轮GFV啮合，所以当输出轴40转动时整个差速机构60绕左右轴ASL和ASR转动。
现在，参看图1和图2，就变速器1的状态对在变速器1中可用的动力传输路径进行描述。图2是描述第一～第五离合器CT1、CT2、CT3、CT4和CT5以及选择性离合器CTD的操作状态与变速器1的变速比之间的关系的图表。表中标题为CT1、CT2、CT3、CT4和CT5的列分别表示相应的离合器，在每列中，用“ON”标记的单元表示用列表示的离合器设定为将相应的齿轮连接到相应轴(即，输入轴10或中间轴20)。如果单元用“OFF”标记，则其表示离合器设定为相应齿轮与相应轴分离(即，输入轴10或中间轴20)。在每列中，用向下箭头标记的单元表示与上述单元表示的离合器状态相同的离合器状态。
引擎EG的旋转力从曲柄轴CS通过联结机构CP输入到变速器1的输入轴10，然后通过连接传动齿轮GCV和连接第一空转齿轮GC1传输到连接空转轴30，进一步通过连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN传输到中间轴20。结果，中间轴20与输入轴10一起向相同的旋转方向转动。在此状态下，如果第一速度离合器CT1、第二速度离合器CT2、第三速度离合器CT3、第四速度离合器CT4和第五速度离合器CT5全部都关闭，则第一速度传动齿轮G1V、第二速度传动齿轮G2V和第三速度传动齿轮G3V全部都与中间轴20转动地分离；第四速度传动齿轮G4V和第五速度传动齿轮G5V也与输入轴10分离。结果，引擎EG的旋转力没有传输到输出轴40。这是变速器1的中性状态。在此中性状态中，选择性离合器CTD的选择器SL设定到第三和第四速度从动齿轮G34N。换句话说，第三和第四速度从动齿轮G34N与输出轴40啮合，而反向从动齿轮GRN与输出轴40分离。
为了将变速器1从上述中性状态切换到向前第一速度状态，第一速度离合器CT1从“OFF”旋为“ON”，以将第一速度传动齿轮G1V连接到中间轴20。在此状态或变速器1的向前第一速度状态下，引擎EG的动力从输入轴10通过连接传动齿轮GCV和连接第一空转齿轮GC1传输到连接空转轴30，进一步通过连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN传输到中间轴20，然后由第一速度离合器CT1通过第一速度传动齿轮G1V和第一速度从动齿轮G1N传输到输出轴40。
为了将变速器1从向前的第一速度状态切换到向前的第二速度状态，将第一速度离合器CT1从“ON”变为“OFF”，且第二速度离合器CT2从“OFF”变为“ON”。结果，第一速度传动齿轮G1V与中间轴20分离，而第二速度传动齿轮G2V与中间轴20相连。在此状态或变速器1的向前第二速度状态下，引擎EG的动力从输入轴10通过连接传动齿轮GCV和连接第一空转齿轮GC1传输到连接空转轴30，进一步通过连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN传输到中间轴20，然后由第二速度离合器CT2通过第二速度传动齿轮G2V和第二从动齿轮G2N传输到输出轴40。
为了将变速器1从向前的第二速度状态切换到向前的第三速度状态，将第二速度离合器CT2从“ON”变为“OFF”，而第三速度离合器CT3从“OFF”变为“ON”。结果，第二速度传动齿轮G2V与中间轴20分离，而第三速度传动齿轮G3V与中间轴20相连。在此状态或变速器1的向前第三速度状态下，引擎EG的动力从输入轴10通过连接传动齿轮GCV和连接第一空转齿轮GC1传输到连接空转轴30，进一步通过连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN传输到中间轴20，然后由第三速度离合器CT3通过第三速度传动齿轮G3V和第三和第四速度从动齿轮G34N传输，然后由选择性离合器CTD传输到输出轴40。
为了将变速器1从向前的第三速度状态切换到向前的第四速度状态，将第三速度离合器CT3从“ON”变为“OFF”，且第四速度离合器CT3从“OFF”变为“ON”。结果，第三速度传动齿轮G3V与中间轴20分离，而第四速度传动齿轮G4V与输入轴10相连。在此状态或变速器1的向前第四速度状态下，来自输入轴10的引擎EG的动力由第四速度离合器CT4通过第四速度传动齿轮G4V和第三和第四速度从动齿轮G34N传输，然后由选择性离合器CTD传输到输出轴40。
为了将变速器1从向前的第四速度状态切换到向前的第五速度状态，将第四速度离合器CT4从“ON”变为“OFF”，且第五速度离合器CT5从“OFF”变为“ON”。结果，第四速度传动齿轮G4V与输入轴10分离，而第五速度传动齿轮G5V与输入轴10相连。在此状态即变速器1的向前第五速度状态下，来自输入轴10的引擎EG的动力由第五速度离合器CT5通过第五速度传动齿轮G5V和第五速度从动齿轮G5N传输到输出轴40。
为了将变速器1从上述中性状态切换到反向第一速度状态，第三速度离合器CT3从“OFF”变为“ON”，选择性离合器CTD的选择器SL从第三和第四速度从动齿轮G34N移动到反向从动齿轮GRN。结果，第三传动齿轮G3V与中间轴20相连，而反向从动齿轮GRN也与输出轴40相连。在此状态或变速器1的反向第一速度状态下，引擎EG的动力首先从输入轴10通过连接传动齿轮GCV和连接第一空转齿轮GC1传输到连接空转轴30，进一步通过连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN传输到中间轴20。然后这种旋转力由第三速度离合器CT3通过第三速度传动齿轮G3V、在输出轴40上转动的第三和第四速度从动齿轮G34N、第四速度传动齿轮G4V传输，然后通过如上所述与第四速度传动齿轮G4V形成为一体并在输入轴10上旋转的反向驱动齿轮GRV和反向空转齿轮GRI传输到反向从动齿轮GRN，其旋转由选择性离合器CTD传输到输出轴40。
为了将变速器1从反向第一速度状态切换到反向第二速度状态，第三速度离合器CT3从“ON”旋为“OFF”，而第四速度离合器CT4从“OFF”旋为“ON”。结果，第三速度传动齿轮G3V与中间轴20分离，而与第四速度传动齿轮G4V一体形成的反向驱动齿轮GRV与输入轴10相连。在此状态即变速器1的反向第二速度状态下，引擎EG的动力由第四速度离合器CT4从输入轴10通过反向驱动齿轮GRV和反向空转齿轮GRI传输到反向从动齿轮GRN，然后这种旋转力由选择性离合器CTD传输到输出轴40。
在作为第一实施例的变速器1中，其中所述变速器1获得如上所述的五个向前变速比和两个反向变速比，设置在输出轴40上以使输出轴40在向前第三速度状态下向前转动的齿轮(第三和第四速度从动齿轮G34N)用于使输出轴40也在向前第四速度状态下向前转动。简言之，这种特定齿轮共用于向前第三速度状态和向前第四速度状态中。以此方式，待设置在输出轴40上用于获得向前变速比的数量的齿轮数较小，从而相应于齿轮减少，可使变速器1在其轴向上的尺寸较小。对于两个反向变速比，设置两条动力传输路径(一条路径穿过为上述共用齿轮的第三和第四速度从动齿轮G34N，另一条路径不通过它)，以驱动使输出轴40向相反方向转动的反向齿轮系(包括反向驱动齿轮GRV、反向空转齿轮GRI和反向从动齿轮GRN)。换句话说，在此实施例中的变速器1在输出轴40上不具有两个齿轮以相应于两个反向变速比，但是其仅具有一个用于获得反向转动的齿轮(反向从动齿轮GRN)，且具有两条用于使此特定齿轮转动的动力传输路径。即使变速器装备有两个反向变速比，用于获得反向转动的齿轮数也与装备有单个反向变速比的变速器的齿轮数相同。结果，尽管变速器有数量较大的向前变速比和两个反向变速比，根据本发明的变速器也可在其轴向上获得相对小的尺寸。以此方式，本发明提供了一种具有高性能的紧凑变速器。
接着，将参看图3描述根据本发明的变速器的第二实施例，其示出作为第二实施例的变速器1’。在图中，与上述作为第一实施例的变速器1相同的组件分别用相同的附图标记表示。作为第二实施例的变速器1’和作为第一实施例的变速器1之间的差别如下：变速器1’不具有作为第一实施例的变速器1的第二速度从动齿轮G2N和第五速度从动齿轮G5N，相反，其具有一个第二和第五速度从动齿轮G25N，所述第二和第五速度从动齿轮G25N具有与第二速度从动齿轮G2N和第五速度从动齿轮G5N的功能。第二和第五速度从动齿轮G25N固定在输出轴40上，以便其一直与第二速度传动齿轮G2V啮合，也与第五速度传动齿轮G5V啮合，其中所述第二速度传动齿轮G2V和第五速度传动齿轮G5V都放置在作为第二实施例的变速器1’中的同一平面上。
如果第一～第五离合器CT1、CT2、CT3、CT4和CT5以及选择性离合器CTD的操作状态与变速器1’的变速比之间的关系在表中得到描述，则所形成的表与为作为第一实施例的变速器1显示的表(在图2中示出)相同。因此，这里没有给出这种用于第二实施例的表。现在，就变速器1’的变速比描述变速器1’的动力传输路径。然而，作为第二实施例的变速器1’的离合器和齿轮的状态与作为第一实施例的变速器1的离合器和齿轮的状态在以下情形下相同：变速器1’处于其中性状态，从中性状态换档到其向前第一速度状态，从向前第二速度状态换档到向前第三速度状态，从向前第三速度状态换档到向前第四速度状态，从中性状态换档到其反向第一速度状态，从反向第一速度状态换档到其反向第二速度状态。因此，这里没有给出对这些情形的描述。
为了将作为第二实施例的变速器1’从向前第一速度状态切换到向前第二速度状态，第一速度离合器CT1从“ON”变为“OFF”，第二速度离合器CT2从“OFF”变为“ON”。结果，第一速度传动齿轮G1V与中间轴20分离，而第二速度传动齿轮G2V与中间轴20相连。在此状态或变速器1’的向前第二速度状态下，引擎EG的动力从输入轴10通过连接传动齿轮GCV和连接空转轴30传输到连接空转轴30，进一步通过连接第二空转齿轮GC2和连接从动齿轮GCN传输到中间轴20，然后由第二速度离合器CT2通过第二速度传动齿轮G2V和第二和第五速度从动齿轮G25N传输到输出轴40。
为了将变速器1’从向前第四速度状态切换到向前第五速度状态，第四速度离合器CT4从“ON”变为“OFF”，而第五速度离合器CT5从“OFF”变为“ON”。结果，第四速度传动齿轮G4V与输入轴10分离，而第五速度传动齿轮G5V与输入轴10相连。在此状态或变速器1’的向前第五速度状态下，来自输入轴10的引擎EG的动力由第五速度离合器CT5通过第五速度传动齿轮G5V和第二和第五速度从动齿轮G25N传输到输出轴40。
通过采用作为第一实施例的变速器1的构造，作为第二实施例的变速器1’获得也可通过作为第一实施例的变速器1获得的五个向前变速比和两个反向变速比。除了采用第一实施例的构造外，作为第二实施例的变速器1’将设置在输出轴40上用于使输出轴40在向前第二速度状态和向前第五速度状态下向前转动的齿轮用作共用齿轮。因此，两个向前变速比对变速器1’轴向上的尺寸的作用仅受一个齿轮即共用齿轮的程度的影响，从而尽管变速器1’的变速比数量较大，在轴向上的尺寸也相对较小。
顺便提起，在包括在三个轴上设置有同时啮合的组件齿轮的齿轮系的结构中，例如上述变速器(变速器1和变速器1’)的结构，由于在扭矩传输期间从齿轮齿面的接触点产生的轴向推力，齿轮可能经受“摇晃”。结果，如果齿轮的轮齿接触面不充分，就可能产生噪音。为了避免这样的不适，或为了控制这种噪音的产生，齿轮同时彼此啮合的三个轴，即输入轴10、中间轴20和输出轴40，可设置在同一平面上，以减少这些齿轮的“摇晃”效应。
上面已经描述了根据本发明的优选实施例。然而，本发明的范围不限于上述实施例。例如，虽然在上述实施例中，在连接传动齿轮GCV和连接从动齿轮GCN和设置了两个空转齿轮(连接第一空转齿轮GC1和连接第二空转齿轮GC2)，但是可将所述结构设置为仅包括一个空转齿轮。
而且，在上述实施例中，由于第三和第四速度从动齿轮G34N和反向从动齿轮GRN从不同时与输出轴40相连，所以选择性离合装置(选择性离合器CTD)用于连接第三和第四速度从动齿轮G34N或反向从动齿轮GRN。换句话说，这种作为一个单元的离合装置起使第三和第四速度从动齿轮G34N与输出轴40相连或分离的离合装置的作用，也起使反向从动齿轮GRN与输出轴40相连或分离的离合装置的作用。这种布置在使变速器变轻和使其紧凑方面是有效的。然而，相反，可设置两个不同的(单独的)齿轮，一个用于使第三和第四速度从动齿轮G34N与输出轴40相连或分离，另一用于使反向从动齿轮GRN与输出轴40相连或分离。在此情形下，这些离合装置可以是与用作其它离合装置的摩擦离合器相同的摩擦离合器。
在上述变速器(变速器1和变速器1’)中，根据齿轮直径和轴间距离确定用于每个变速比的离合器的开关操作。出现在上述中离合器的开关操作的组合仅为示例。换句话说，如果齿轮具有不同直径以及相应地具有不同的轴间距离，则开关操作的多种组合也是可能的。
在上述实施例中，根据本发明的平行轴变速器是用于车辆中的实例。然而，这些实施例仅为示例。根据本发明的平行轴变速器的使用不限于车辆，其也可用于各种动力机械中。
这样本发明得到了描述，显然，可对本发明以很多方式作出改变。这种改变不被认为是对本发明的精神和范围的偏离，且对本领域的技术人员来说显而易见的所有修改都应理解为包含在以下权利要求书的范围内。
相关申请
本申请要求于2003年8月7日提交的日本专利申请No.2003-288686的优先权，其内容结合于此作为参考。