JP2002161971A

JP2002161971A - 変速機の軸受構造

Info

Publication number: JP2002161971A
Application number: JP2000357551A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fujiwara; 康弘藤原; Terushige Sato; 輝重佐藤; Masashi Furumoto; 昌司古本; Takeshi Watanabe; 健渡辺
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】変速機のコンパクト化と振動や騒音の低減との
両立を図る。【解決手段】一端にリダクションドリブンギヤ２が取付
けられ、アキシャル荷重とラジアル荷重とが作用するド
ライブピニオン軸１と、一端においてドライブピニオン
軸１を軸支するとともに、リダクションドリブンギヤ２
の片側に配設された四点接触玉軸受５とを有する変速機
の軸受構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速機の軸受構造
に係り、特に、変速機の出力側に設けられ、リダクショ
ンギヤが取付けられたドライブ軸の軸受構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】変速機の変速動力を車輪に伝達する出力
側の動力伝達系では、変速機の減速によって増大された
大きな駆動力が伝達される。また、動力伝達にハス歯歯
車が使用される場合には、駆動力によるアキシャル荷重
も生じるため、これらの歯車軸の軸受には、大きなラジ
アルおよびアキシャル荷重に共に耐え得る容量の軸受装
置が使用されている。

【０００３】例えば、実開平６−７２７２６号公報に
は、アクスルシャフトと同軸芯上に設けられたトランス
ファー用のドライブギヤ，ドリブンギヤ等に対して、そ
の両端をテーバローラ軸受で軸支する構成が開示されて
いる。

【０００４】また、自動変速機の変速出力を一方の車輪
に伝達するリダクションギヤの軸受として、ギヤの両端
部をローラ軸受で軸支し、このギヤにより伝達されるド
ライブ軸の他端側に、ラジアルおよびアキシャル荷重を
支持するテーバーローラ軸受を設けたものも知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のうち、テーバーローラ軸受を使用するものでは、大
きなラジアル荷重，アキシャル荷重に対して剛性が高く
軸支することができるが、軸受が高価であり、かつ、プ
リロード調整等の作業が必要なため、組付作業性が悪い
という問題がある。また、必ず一対（２個）で使用しな
ければならないので、軸方向長が大きくなる欠点もあ
る。

【０００６】そこで、先行技術の後者のものは、歯車の
両端をローラ軸受で支持する構成とすることで、プリロ
ードの付与調整等の作業を省き、組立作業性の向上を図
るものであるが、ローラ軸受での両端支持構成では、軸
方向長のコンパクト化を行えない。そこで、片側を支持
することが試みられたが、この場合は歯車に加わるモー
メント荷重によりドライブ軸の中央部が曲げられる現象
が生じ、この歯車，回転軸，トランスミッションケース
等の振動や騒音の問題が新たに生じてしまうことがわか
った。

【０００７】本発明は、かかる事情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、変速機のコンパクト化と振動や騒
音の低減との両立を図り得る、変速機の新規な軸受構造
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明は、一端にリダクションギヤが取付けら
れ、アキシャル荷重とラジアル荷重とが作用するドライ
ブ軸と、一端においてドライブ軸を軸支するとともに、
リダクションギヤの片側に配設された多点接触玉軸受と
を有する変速機の軸受構造を提供する。

【０００９】ここで、上記多点接触玉軸受は、振動や騒
音を有効に低減するという観点より、リダクションギヤ
の内側に配設されていることが好ましく、四点接触玉軸
受であることがより好ましい。

【００１０】また、モーメント荷重に対する剛性の向上
を図るために、ドライブ軸の他端は、複列円錐ころ軸受
が配設されていることが望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、車両用変速機の要部構成
図である。自動変速機の出力側に設けられたドライブピ
ニオン軸１の一端には、ヘリカルギヤであるリダクショ
ンドリブンギヤ２が一体的に取付けられており、その他
端には、図示しないハイポイドドライブギヤと噛合した
ハイポイドピニオンギヤ３が取付けられている。変速機
中の変速機構において変速された大きな駆動力は、図示
しないリダクションドライブギヤと噛合したリダクショ
ンドリブンギヤ２を介して、ドライブピニオン軸１に伝
達される。そして、このドライブピニオン軸１の駆動力
は、ハイポイドピニオンギヤ３と噛合したハイポイドド
ライブギヤを介して車輪に伝達される。なお、リダクシ
ョンドリブンギヤ２の軸方向内側には、後述する四点接
触玉軸受５の内輪が固定される固定部２ａが形成されて
いる。

【００１２】ドライブピニオン軸１は、複列円錐ころ軸
受４と四点接触玉軸受５とによって軸支されている。こ
れらの軸受部材４，５は、ドライブピニオン軸１の両端
に配設されており、同軸上に位置する。ハイポイドピニ
オンギヤ３の内側に配設された複列円錐ころ軸受４は、
内輪がドライブピニオン軸１に固定されているととも
に、外輪がボルトによってトランスミッションケースに
固定されている。そして、これらの内外輪間のスペース
には、複数の円錐ころが介装されている。

【００１３】一方、リダクションドリブンギヤ２の内側
に配設された四点接触玉軸受５は、リダクションドリブ
ンギヤ２側の固定部２ａとトランスミッションケースと
の間に介装されている。そして、この軸受５の内輪は、
固定部２ａに固定されている。四点接触玉軸受５は、内
外輪における玉の転走面となる軌道がゴシックアーチ状
の溝になっており、玉と内外輪の転走面とが四点で接触
する。図示したように、四点接触玉軸受５は、リダクシ
ョンドリブンギヤ２を片側（本実施形態では内側）のみ
に配設されており、その外側に軸受は配設されていな
い。

【００１４】なお、理由については後述するが、四点接
触玉軸受５の代りに、三点接触玉軸受を用いてもよい。
三点接触玉軸受は、内外輪のいずれか一方の転走面で玉
が二点で接触するゴシックアーチ状の溝となっており、
他方の転走面で玉が一点で接触する深い円弧状の溝とな
っている。

【００１５】このような軸受構造において、二点におい
て軸支されたドライブピニオン軸１には、大きな駆動力
が伝達されるため、この部位の回転系において振動や騒
音が生じやすい。それとともに、ヘリカルギヤであるリ
ダクションドリブンギヤ２の回転によって、ラジアル荷
重とアキシャル荷重との合成荷重であるモーメント荷重
が作用するため、ドライブピニオン軸１の曲げ変位が生
じやすい。特に、アキシャル荷重は、エンジンの駆動走
行時とエンジンブレーキ走行時とで荷重方向が変化す
る。

【００１６】このような点に鑑み、ドライブピニオン軸
１の軸受として、四点接触玉軸受４を用いることによ
り、モーメント荷重に対するドライブピニオン軸１の曲
げ剛性を高める。それとともに、四点接触玉軸受４を、
リダクションドリブンギヤ２の片側に配設している。そ
のため、リダクションドライブギヤの両側にころ軸受を
配設した従来の軸受構造を比較して、ドライブピニオン
軸１の軸長を短縮することができる。以上のような理由
により、本実施形態では、モーメント荷重に対するドラ
イブピニオン軸１の曲げ剛性を確保しながら、変速機の
コンパクト化を図ることができる。

【００１７】図２は、ドライブピニオン軸１に作用する
モーメント荷重に対する軸受の傾き角の特性図である。
同図において、一点鎖線は深溝玉軸受の特性、実線は三
点接触玉軸受の特性、そして点線は四点接触玉軸受の特
性を示している。また、「傾き角」とは、軸受の外輪を
固定した状態でモーメント荷重を与えた場合における内
輪の傾き変位角をいい、傾き角が小さいほどモーメント
荷重に対する曲げ剛性が高いことを意味する。この特性
図より、ドライブピニオン軸１の軸受として、三点接触
玉軸受または四点接触玉軸受といった多点接触玉軸受を
用いれば、入力されたモーメント荷重に対して有効な曲
げ剛性を得ることができ、特に、四点接触玉軸受を用い
れば最も良好な結果が得られることがわかる。

【００１８】また、ドライブピニオン軸１の軸受として
多点接触玉軸受（特に四点接触玉軸受）を用いることに
より、変速機のギヤ音や振動を低減することが可能とな
る。一般に、変速機中のギヤに起因して発生する振動や
騒音は、回転軸系の共振点がトランスミッションケース
や軸継手以降の回転軸等の共振点と一致することによ
り、増幅されてしまう。また、ギヤ，回転軸，軸受系が
持つ共振点は、軸受の内輪，外輪，玉系のバネ定数の影
響を受けた固有の値となり、比較的低振動数側の存在す
る。したがって、変速機全体でみた共振点領域（問題領
域）に軸受の共振点が近づくほど、変速機のギヤ音や振
動が増幅されることになる。

【００１９】図３は、深溝玉軸受、三点接触玉軸受およ
び四点接触玉軸受の共振点の説明図である。従来の技術
において説明した変速機の軸受構造では、軸や軸受系の
共振点が問題領域に含まれなかった。これに対して、例
えば、図１に示した四点接触玉軸受５の位置に深溝玉軸
受を配設した場合、その共振点が問題領域に入ってしま
い、ギヤ音等が増幅されてしまうという問題があること
がわかった。この問題は、ドライブピニオン軸１の軸受
として、共振点が比較的高い多点接触玉軸受を用いるこ
とにより解決することができる。つまり、深溝玉軸受を
多点接触玉軸受に変更すれば、軸受の内外輪および玉系
のバネ定数が深溝玉軸受のそれよりも大きくなり、構造
や組立方法を変更することなく、歯車，回転軸，軸受系
の共振点を変更できる。その結果、トランスミッション
ケースまたは軸継手以降の回転軸等と共振点がずれるた
め、多点接触玉軸受からの振動伝達が減少し、その方向
からのギヤ音を減少できる。

【００２０】なお、ギヤ音等を低減するという観点でい
えば、共振点が比較的高く、問題領域から共振点が最も
離れた四点接触玉軸受を用いることが好ましい。

【００２１】さらに、ドライブピニオン軸１の軸受とし
て多点接触玉軸受を用いて軸受数を減少させることで、
変速機の組立性や作業性を向上できるとともに、コスト
の低減を図ることが可能となる。

【００２２】なお、本発明は、上記構成に限定されるも
のではなく、変速機出力側に設けられ、一端にリダクシ
ョンギヤが取付けられ、アキシャル荷重とラジアル荷重
とが作用するドライブ軸に広く適用することが可能であ
る。

【００２３】

【発明の効果】このように、本発明によれば、変速機に
おけるドライブ軸の軸受として多点接触玉軸受を用いる
ことにより、軸受数を減らすことができ、その分だけ変
速機をコンパクトにすることができる。それとともに、
深溝玉軸受と比較して共振点が高い多点接触玉軸受を用
いることで、ギヤ音等を有効に低減することができる。
その結果、変速機のコンパクト化と振動や騒音の低減と
の両立を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用の自動変速機の要部構成図

【図２】モーメント荷重に対する軸受の傾き角の特性図

【図３】深溝玉軸受、三点接触玉軸受、四点接触玉軸受
の共振点の説明図

【符号の説明】

１ドライブビニオン軸、２リダクションドリブンギ
ヤ、２ａ固定部、３ハイポイドピニオンギヤ、４
複列円錐ころ軸受、５四点接触玉軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古本昌司東京都新宿区西新宿一丁目７番２号富士重工業株式会社内 (72)発明者渡辺健東京都新宿区西新宿一丁目７番２号富士重工業株式会社内Ｆターム(参考） 3J063 AA01 AB01 AC03 BA09 BB41 CA01 CB43 CD06 XB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速機の軸受構造において、変速機出力側に設けられ、一端にリダクションギヤが取
付けられ、アキシャル荷重とラジアル荷重とが作用する
ドライブ軸と、一端において前記ドライブ軸を軸支するとともに、リダ
クションギヤの片側に配設された多点接触玉軸受とを有
することを特徴とする変速機の軸受構造。
【請求項２】前記多点接触玉軸受は、前記リダクション
ギヤの内側に配設されていることを特徴とする請求項１
に記載された変速機の軸受構造。
【請求項３】前記多点接触玉軸受は、四点接触玉軸受で
あることを特徴とする請求項１または２に記載された変
速機の軸受構造。
【請求項４】前記ドライブ軸の他端は、複列円錐ころ軸
受が配設されていることを特徴とする請求項１から３の
いずれかに記載された変速機の軸受構造。