JP2002250410A - リバース機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リバース機構に用いられるアイドル歯車のギ
ヤ抜け耐力を向上することと、リバース機構に用いられ
る各歯車の疲労強度を向上することにある。 【解決手段】 アイドル歯車４４の駆動側歯面４４ａと
従動側歯面４４ｂとを、後退用の駆動歯車４１および後
退用の従動歯車４２との噛み合い方向に向けて徐々に歯
厚を増すように、軸方向に対して傾斜角θ₃，θ₄を設け
て形成する。チャンファ面４４ｃ，４４ｄを軸方向に対
して左右非対称に形成して、このチャンファ面４４ｃ，
４４ｄと駆動側歯面４４ａおよび従動側歯面４４ｂとの
境界に形成される駆動側噛み合いポイント５０および従
動側噛み合いポイント５１の位置を軸方向にオフセット
して設けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は入力軸の回転を中間
軸を介して出力軸に伝達するリバース機構に関し、特
に、自動車用の手動変速機に用いられるリバース機構に
適用して有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の手動変速機には前進用の歯車
列に加え、車両を後退させるためのリバース機構が設け
られている。リバース機構は摺動選択式の変速機構とな
っており、チェンジレバーを後進段位置に操作して、入
力軸に設けられた後退用の駆動歯車と出力軸に設けられ
た後退用の従動歯車との間にアイドル歯車を噛み合わせ
ることにより、入力軸の回転を前進時とは逆向きに変換
して出力軸に伝達するようにしている。

【０００３】このようなリバース機構では、アイドル歯
車は中間軸に軸方向に摺動可能に設けられているため、
後退走行中にアイドル歯車が軸方向に移動することによ
り噛み合いが外れるギヤ抜けが発生する虞がある。その
ため、特開平9-152012号公報に示すリバース機構では各
歯車の歯面を軸方向に対してギヤ抜け防止用の傾斜角度
を有するように形成して、アイドル歯車に入力される回
転トルクからアイドル歯車に食い込み方向の力が生じる
方向の分力を生じさせるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この傾斜角度
をアイドル歯車に十分な食い込み力を生じるような角度
に設定するとギヤ抜け耐力を向上することはできるが、
その反面、各歯車の疲労強度が低下したり、アイドル歯
車が抜けづらく、また噛み合わせづらくなるためにシフ
トフィーリングが悪化する虞があった。

【０００５】本発明の目的は、リバース機構のギヤ抜け
耐力を向上することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、リバース機構に用い
られる各歯車の疲労強度を向上することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のリバース機構
は、入力軸に設けられる後退用の駆動歯車と、前記入力
軸に平行な出力軸に設けられる後退用の従動歯車と、前
記入力軸および前記出力軸に平行な中間軸に設けられ、
軸方向の相対噛み合い移動によりそれぞれの前記歯車に
噛み合うアイドル歯車とを有するリバース機構であっ
て、前記アイドル歯車のうち前記駆動歯車の歯面に対向
する駆動側歯面に駆動側噛み合いポイントを設けるとと
もに、前記アイドル歯車のうち前記従動歯車の歯面に対
向する従動側歯面に従動側噛み合いポイントを設け、前
記駆動側噛み合いポイントと前記従動側噛み合いポイン
トとを軸方向にオフセットさせたことを特徴とする。

【０００８】本発明のリバース機構は、前記駆動側歯面
と前記従動側歯面とをそれぞれ前記駆動歯車と前記従動
歯車の歯面の傾斜に対して逆向きに傾斜させ、前記駆動
側歯面に連なるチャンファ面と前記従動側歯面に連なる
チャンファ面とを非対称に前記アイドル歯車の噛み合い
側端部に形成したことを特徴とする。

【０００９】本発明のリバース機構は、前記従動側歯面
の傾斜角度を前記駆動側歯面の傾斜角度よりも大きい角
度に設定したことを特徴とする。

【００１０】本発明にあっては、後退用の駆動歯車とア
イドル歯車との噛み合いポイントと後退用の従動歯車と
アイドル歯車との噛み合いポイントとを軸方向にオフセ
ットさせて、アイドル歯車に回転モーメントを生じるよ
うにしたので、各歯車に食い込み力が作用することとな
り、リバース機構のギヤ抜け耐力を向上することができ
る。

【００１１】また、ギヤ抜け耐力をアイドル歯車に生じ
る回転モーメントにより確保するようにしたので、リバ
ース機構に用いられる各歯車の歯面のギヤ抜け防止用の
傾斜角度を小さく設定することができるため、各歯車の
疲労強度を向上することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施の形態であるリバー
ス機構が設けられた手動変速機を示すスケルトン図であ
り、図２（ａ）はリバース機構の詳細を示す側面図であ
り、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すリバース機構のＡ−
Ａ断面を示す断面図である。

【００１４】本実施の形態に示すリバース機構は、車両
用の手動変速機に適用されているが、これに限らず、変
速歯車列を有する自動変速機など他の変速装置等に用い
てもよい。

【００１５】図１に示す手動変速機のケーシング１の内
部には、図示しないエンジンのクランク軸２に連結され
る入力軸３と、これに平行となり図示しない駆動輪に連
結される出力軸４とが設けられている。クランク軸２と
入力軸３との間にはクラッチ５が設けられており、クラ
ンク軸２と入力軸３との接続と切断とを行うようになっ
ている。なお、６はそれぞれ軸受を示している。

【００１６】入力軸３には第１速から第５速までの駆動
歯車１１〜１５が取り付けられており、駆動歯車１１，
１２，１５は入力軸３に固定され、駆動歯車１３，１４
は入力軸３に対して回転自在となっている。出力軸４に
は第１速から第５速までの従動歯車２１〜２５が取り付
けられており、従動歯車２１，２２，２５は出力軸４に
対して回転自在であり、従動歯車２３，２４は出力軸に
固定されている。それぞれの駆動歯車１１〜１５とこれ
らに対応する従動歯車２１〜２５とは互いに噛み合って
変速歯車列となっており、動力を伝達することになる変
速歯車列を切り換えることによって変速動作が行われる
ようになっている。

【００１７】第１速の従動歯車２１と第２速の従動歯車
２２との間には、切り換え機構としての第１のシンクロ
メッシュ機構３１が設けられている。また、第３速の駆
動歯車１３と第４速の駆動歯車１４との間には第２のシ
ンクロメッシュ機構３２が設けられ、第５速の従動歯車
２５に隣接させて第３のシンクロメッシュ機構３３が設
けられている。

【００１８】シンクロメッシュ機構３１は出力軸４に固
定されたシンクロハブ３１ａとこれに常時噛み合うシン
クロスリーブ３１ｂとを有しており、このシンクロスリ
ーブ３１ｂを第１速の従動歯車２１と一体に形成された
スプライン２１ａに噛み合わせることにより変速比は第
１速に設定され、逆に第２速の従動歯車２２と一体に形
成されたスプライン２２ａに噛み合わせると第２速に設
定される。他のシンクロメッシュ機構３２，３３も同様
に、シンクロハブ３２ａ，３３ａと、それぞれこれらに
常時噛み合うシンクロスリーブ３２ｂ，３３ｂとを有
し、これらにそれぞれ対応するスプライン１３ａ，１４
ａもしくはスプライン２５ａに噛み合わせることによ
り、変速比は第３速から第５速に設定される。

【００１９】この手動変速機には、クランク軸２の回転
を前進時とは逆向きに変換して出力軸４に伝達するため
のリバース機構４０が設けられている。

【００２０】リバース装置４０は図２（ａ），（ｂ）に
示すように、入力軸３に固定されたリバースドライブギ
ヤつまり後退用の駆動歯車４１とシンクロスリーブ３１
ｂの外周に固定されたリバースドリブンギヤつまり後退
用の従動歯車４２、さらに入力軸３と出力軸４との間に
これらに平行に設けられた中間軸４３と、この中間軸４
３に回転自在に取り付けられたアイドル歯車４４とを有
する摺動選択式の変速機構となっている。アイドル歯車
４４は中間軸４３に軸方向に摺動可能となっており、図
２（ａ）中においては駆動歯車４１と従動歯車４２との
両方に噛み合った状態となっているが、図中に矢印で示
すギヤ抜け方向と噛み合い方向とに摺動することによ
り、駆動歯車４１と従動歯車４２との間に選択的に噛み
合わせることができるようになっている。

【００２１】図３は図２に示すリバース装置の各歯車の
噛み合い状態を模式的に示す説明図であり、図４は図３
に示すアイドル歯車の歯の詳細を示す断面図である。

【００２２】図３は、アイドル歯車４４に作用する力を
説明するために、駆動歯車４１と従動歯車４２とアイド
ル歯車４４との噛み合い状態を便宜的に同時に表したも
のであり、実際にはアイドル歯車４４は別々の歯によっ
て駆動歯車４１と従動歯車４２とに噛み合っている。ま
た、アイドル歯車４４は図中左側から図に示す位置まで
摺動して駆動歯車４１と従動歯車４２とに噛み合うよう
になっており、したがって、アイドル歯車４４において
は歯幅方向の図中右側が噛み合い側端部であり、駆動歯
車４１と従動歯車４２とにおいては図中左側が噛み合い
側端部となる。

【００２３】図３に示すように、駆動歯車４１は、アイ
ドル歯車４４と対向する歯面４１ａとこの歯面４１ａの
背面側に位置する歯面４１ｂとを有しており、噛み合い
側端部にはそれぞれ歯面４１ａ，４１ｂとに連なるチャ
ンファ面４１ｃ，４１ｄとが形成されている。同様に従
動歯車４２は、アイドル歯車４４と対向する歯面４２ａ
とこの歯面４２ａの背面側に位置する歯面４２ｂとを有
しており、噛み合い側端部にはそれぞれ歯面４２ａ，４
２ｂとに連なるチャンファ面４２ｃ，４２ｄとが形成さ
れている。

【００２４】駆動歯車４１の歯面４１ａと従動歯車４２
の歯面４２ａとは、それぞれ噛み合い側端部の方向に向
けて徐々に歯厚を増すように、軸方向に対してそれぞれ
ギヤ抜け防止用の傾斜角度θ₁，θ₂で傾斜している。

【００２５】アイドル歯車４４は駆動歯車４１の歯面４
１ａと対向する駆動側歯面４４ａと従動歯車４２の歯面
４２ａと対向する従動側歯面４４ｂとを有しており、噛
み合い側端部にはそれぞれ駆動側歯面４４ａと従動側歯
面４４ｂとに連なるチャンファ面４４ｃ，４４ｄとが形
成されている。

【００２６】駆動側歯面４４ａと従動側歯面４４ｂと
は、噛み合い方向に向けて徐々に歯厚を増すように軸方
向に対してそれぞれギヤ抜け防止用の傾斜角度θ₃，θ₄
で傾斜しており、傾斜角度θ₄は傾斜角度θ₃より大きく
設定されている。また、駆動側歯面４４ａとチャンファ
面４４ｃとの境界は駆動側噛み合いポイント５０となっ
ており、従動側歯面４４ｂとチャンファ面４４ｄとの境
界は従動側噛み合いポイント５１となっている。これら
の駆動側噛み合いポイント５０と従動側噛み合いポイン
ト５１とを軸方向にＬだけオフセットつまりずらすため
に、チャンファ面４４ｃ，４４ｄはその境界に位置する
先端部４４ｅに対して非対称に形成されている。そのた
め、この先端部４４ｅは歯の中心線からＨだけずれるこ
とになるが、前述のように傾斜角度θ₃，θ₄を異なる角
度としたため、このずれＨを減少させることができる。

【００２７】図３においては、各歯車の形状や噛み合い
状態を分かり易くするためにそれぞれの歯車を模式的に
表現しているが、実際の傾斜角度や先端部のずれＨ、噛
み合いポイントのオフセット量Ｌなどは図４に示す通り
である。

【００２８】次に、図１に示す手動変速機における変速
動作について説明する。まず、エンジン駆動状態のもと
で車両室内に設けられたチェンジレバーをニュートラル
の位置にすると、入力軸３の回転は出力軸４には伝達さ
れず車両は停止した状態となる。

【００２９】次にクラッチ５を切断してチェンジレバー
の第１速を選択すると、シンクロスリーブ３１ｂはスプ
ライン２１ａに噛み合って第１速の変速歯車列が動力伝
達状態となる。この状態でクラッチ５を接続すると、エ
ンジンの動力は入力軸３から第１速の変速歯車列を介し
て出力軸４に伝達されて車両は走行することになる。

【００３０】アクセル開度を増して車速が上昇した時点
でクラッチ５を切断し、チェンジレバーの第２速を選択
すると、シンクロスリーブ３１ｂはスプライン２２ａに
噛み合って第２速の変速歯車列が動力伝達状態となる。
この状態でクラッチ５を接続すると、エンジンの動力は
入力軸３から第２速の変速歯車列を介して出力軸４に伝
達されて車両は走行することになる。このように、チェ
ンジレバーにより車速や走行状態に応じた変速歯車列を
選択しながら車両を走行させることになる。

【００３１】一方、チェンジレバーにより後進段を選択
した場合には、シンクロスリーブ３１ｂとシンクロハブ
３１ａとが噛み合わされ、従動歯車４２が出力軸４に固
定されると同時に、アイドル歯車４４が後退用の駆動歯
車４１と後退用の従動歯車４２との間に噛み合わされ、
入力軸３の回転は前進時とは逆向きに出力軸４に伝達さ
れて車両は後退走行することになる。

【００３２】このとき、図３に示すように、アイドル歯
車４４には駆動歯車４１から回転トルクが伝達されてお
り、この回転トルクは駆動歯車４１の歯面４１ａからア
イドル歯車４４の駆動側歯面４４ａに向けて作用するこ
とになる。このとき、歯面４１ａと駆動側歯面４４ａと
は、それぞれの歯が弾性変形することにより広い範囲で
接触することになるが、駆動側噛み合いポイント５０に
おいて重点的に回転トルクが負荷されることになる。同
時に、アイドル歯車４４にはアイドル歯車４４から後退
用の従動歯車４２に伝達する回転トルクの反力が作用し
ており、この回転トルクの反力は従動歯車４２の歯面４
２ａからアイドル歯車４４の従動側歯面４４ｂに向けて
作用することになる。このとき、歯面４２ａと従動側歯
面４４ｂとは、それぞれの歯が弾性変形することにより
広い範囲で接触することになるが、従動側噛み合いポイ
ント５１において重点的に回転トルクの反力が負荷され
ることになる。

【００３３】歯面４１ａと歯面４２ａと駆動側歯面４４
ａおよび従動側歯面４４ｂとはそれぞれギヤ抜け防止用
の傾斜角度を有して傾斜しているため、それぞれの歯車
に作用する回転トルクはこの傾斜角度により噛み合い方
向への分力を生じることになる。この分力がアイドル歯
車４４を噛み合い方向へ移動させる食い込み力として作
用して、アイドル歯車４４のギヤ抜けを防ぐことにな
る。

【００３４】しかし、アイドル歯車４４に十分な食い込
み力を生じさせるにはそれぞれの歯面に設けるギヤ抜け
防止用の傾斜角度を大きく設定することになり、その結
果、各歯車の疲労強度が低下するという問題があった。

【００３５】そこで、本発明では、駆動側噛み合いポイ
ント５０と従動側噛み合いポイント５１とを軸方向にＬ
だけオフセットさせて設けることにより、アイドル歯車
４４に作用する回転トルクや反力がアイドル歯車４４に
図３に矢印で示す方向の回転モーメントを発生させるよ
うにしている。

【００３６】図５は図２に示すアイドル歯車の螺旋運動
の状態を示す斜視図である。

【００３７】図５に示すように、アイドル歯車４４は、
この回転モーメントを受けた状態で駆動歯車４１と従動
歯車４２とに噛み合って回転することになるため、アイ
ドル歯車４４には噛み合い方向に向けた螺旋運動を誘発
する食い込み力が発生することになる。この食い込み力
によってアイドル歯車４４を噛み合い方向へ引き込むこ
とにより、ギヤ抜け防止用の傾斜角度によらずにギヤ抜
け耐力を向上させることができる。また、この食い込み
力によりギヤ抜け耐力を向上することができるので、各
歯車に設けられたギヤ抜け防止用の傾斜角度を小さく設
定することができ、各歯車の疲労強度を向上することが
できる。

【００３８】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、図示する実施の
形態の場合には、アイドル歯車４４の駆動側歯面４４ａ
と従動側歯面４４ｂとをそれぞれ異なる角度で傾斜さ
せ、また、チャンファ面４４ｃ，４４ｄを非対称に形成
することにより駆動側噛み合いポイント５０と従動側噛
み合いポイント５１とを軸方向にオフセットするように
しているが、これに限らず、駆動側噛み合いポイント５
０と従動側噛み合いポイント５１とが軸方向にオフセッ
トされるような歯の形状であればいずれの形状としても
よい。また、駆動側噛み合いポイント５０と従動側噛み
合いポイント５１とは、アイドル歯車４４の歯面とチャ
ンファ面との境界に設けられているが、これに限らず、
例えば、駆動歯車４１の歯面４１ａの傾斜角度θ₁をア
イドル歯車４４の駆動側歯面４４ａの傾斜角度θ₃より
大きく設定して、駆動側噛み合いポイント５０を駆動側
歯面４４ａと歯面４１ａとチャンファ面４１Ｃとの境界
とが接する点とするようにしてもよい。

【００３９】また、図示する実施の形態の場合には、中
間軸に軸支されたアイドル歯車を摺動可能としているが
これに限らず、後退用の駆動歯車や後退用の従動歯車な
ど何れかひとつの歯車が摺動可能となっていればよい。

【００４０】本実施の形態に示す手動変速機では、変速
段数が前進５段、後進１段となっているが、変速段につ
いては任意の段数とすることができ、また、副変速機を
有するものであってもよい。また、この変速機の車両へ
の配置方向は、入力軸と出力軸が車両の前後方向を向い
た縦置き式であっても、入力軸と出力軸が車幅方向を向
いた横置き式であってもよい。

【００４１】また、本実施の形態に示す車両用の手動変
速機に限らず、変速歯車列を有する自動変速機など他の
変速装置等にも本発明を適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、後退用の駆動歯車とア
イドル歯車との噛み合いポイントと、後退用の従動歯車
とアイドル歯車との噛み合いポイントとを軸方向にオフ
セットさせることにより、アイドル歯車に噛み合い方向
の力が作用するようにしたので、アイドル歯車のギヤ抜
け耐力を向上することができる。

【００４３】アイドル歯車のギヤ抜け耐力をアイドル歯
車に生じる回転モーメントにより確保するようにしたの
で、各歯車に設けられたギヤ抜け防止用の傾斜角度を小
さく設定することができるため、各歯車の疲労強度を向
上することができる。

【００４４】また、リバース機構を構成する各歯車の傾
斜角度が小さく設定されることにより、アイドル歯車の
軸方向への移動がスムーズになりシフトフィーリングを
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるリバース機構が設
けられた手動変速機を示すスケルトン図である。

【図２】（ａ）はリバース機構の詳細を示す側面図であ
り、（ｂ）は図２（ａ）に示すリバース機構のＡ−Ａ断
面を示す断面図である。

【図３】図２に示すリバース機構の各歯車の噛み合い状
態を模式的に示す説明図である。

【図４】図３に示すアイドル歯車の歯の詳細を示す断面
図である。

【図５】図２に示すアイドル歯車の螺旋運動の状態を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ クランク軸 ３ 入力軸 ４ 出力軸 ５ クラッチ ６ 軸受 １１〜１５ 駆動歯車 １３ａ，１４ａ スプライン ２１〜２５ 従動歯車 ２１ａ，２２ａ，２５ａ スプライン ３１，３２，３３ シンクロメッシュ機構 ３１ａ，３２ａ，３３ａ シンクロハブ ３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ シンクロスリーブ ４０ リバース装置 ４１ 後退用の駆動歯車 ４１ａ、４１ｂ 歯面 ４１ｃ，４１ｄ チャンファ面 ４２ 後退用の従動歯車 ４２ａ、４２ｂ 歯面 ４２ｃ，４２ｄ チャンファ面 ４３ 中間軸 ４４ アイドル歯車 ４４ａ 駆動側歯面 ４４ｂ 従動側歯面 ４４ｃ，４４ｄ チャンファ面 ５０ 駆動側噛み合いポイント ５１ 従動側噛み合いポイント

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸に設けられる後退用の駆動歯車
   と、前記入力軸に平行な出力軸に設けられる後退用の従
   動歯車と、前記入力軸および前記出力軸に平行な中間軸
   に設けられ、軸方向の相対噛み合い移動によりそれぞれ
   の前記歯車に噛み合うアイドル歯車とを有するリバース
   機構であって、 前記アイドル歯車のうち前記駆動歯車の歯面に対向する
   駆動側歯面に駆動側噛み合いポイントを設けるととも
   に、前記アイドル歯車のうち前記従動歯車の歯面に対向
   する従動側歯面に従動側噛み合いポイントを設け、 前記駆動側噛み合いポイントと前記従動側噛み合いポイ
   ントとを軸方向にオフセットさせたことを特徴とするリ
   バース機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載のリバース機構において、
   前記駆動側歯面と前記従動側歯面とをそれぞれ前記駆動
   歯車と前記従動歯車の歯面の軸方向の傾斜に対して逆向
   きに傾斜させ、前記駆動側歯面に連なるチャンファ面と
   前記従動側歯面に連なるチャンファ面とを非対称に前記
   アイドル歯車の噛み合い側端部に形成したことを特徴と
   するリバース機構。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のリバース機構に
   おいて、前記従動側歯面の傾斜角度を前記駆動側歯面の
   傾斜角度よりも大きい角度に設定したことを特徴とする
   リバース機構。