JP2006010034A - 歯車装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 コンパクトでありながらギヤ音の改善を図ることができ、しかも、油圧リークの虞のないケース構造を可能とする歯車装置を提供する。
【解決手段】 減速歯車装置50に、カウンタ軸53の端部をローラベアリング65を介して軸支すると共に、駆動側ギヤ54と従動側ギヤ55との対向面間で、入力軸51及び駆動軸52の各端部をボールベアリング62を介して軸支するベアリングリテーナ59を備えるようにする。
【選択図】図1

Description

この発明は、歯車装置に関するものであり、さらに詳しくは、同軸芯上に配置された入出力軸間に2対のカウンタギヤ列を介在させて減速、或いは増速を行う歯車装置に関するものである。
従来、同軸芯上に配置された入出力軸間に2対のカウンタギヤ列を介在させて減速、或いは増速を行う歯車装置がある。
このような歯車装置1には、図5,6に示されたように、同軸芯上の入出力軸2,3に平行してカウンタ軸4を配設し、入力軸2の後端側、つまり出力軸3に対向した端部側に設けた駆動側ギヤ5に、カウンタ軸4の前端側に設けた入力側カウンタギヤ6を噛み合わせると共に、この入力側カウンタギヤ6の後方側に設けた出力側カウンタギヤ7に、出力軸3の前端側、つまり入力軸2に対向した端部側に設けた従動側ギヤ8を噛み合わせることによって、入力軸2の回転を減速して出力軸3に伝達する減速ギヤ列9を有するものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記した従来の歯車装置にあっては次のような問題がある。
すなわち、歯車装置1は、図5,6に示されるように、コンパクト化のため駆動側ギヤ5と従動側ギヤ8とを近接して対向配置させている。このため、駆動側及び従動側ギヤ5,8は、これら駆動側及び従動側ギヤ5,8を前後両側から挟んだ位置に配置されたベアリング10及びベアリング11によってそれぞれが片持ち支持された状態、すなわちオーバーハングした状態で噛み合わされているので、動力伝達時に駆動側及び従動側ギヤ5,8にモーメント荷重が発生してギヤ音が悪化するという問題があった。また、ベアリング11に大型ベアリングを用いなければならないという問題もある。
また、図6に示されるように、変速装置1を前後進切換装置12とベルト式無段変速装置13との間に介在させた場合、前後進切換装置12のリバースブレーキ14に近接して変速機ケース15を前後に分割していた。このため、ブレーキシリンダ16内のブレーキ油圧がケース合わせ面15aからリークしてしまう虞がある。
実開平06−75855号公報
そこで、この発明は、上記した従来の歯車装置が有している問題点を解決するためになされたものであって、コンパクトでありながらギヤ音の改善を図ることができ、しかも、油圧リークの虞のないケース構造を可能とする歯車装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、同軸芯上の入出力軸に平行してカウンタ軸を配設し、前記入力軸に設けた駆動側ギヤに前記カウンタ軸に設けた入力側カウンタギヤを噛み合わせると共に、前記カウンタ軸に設けた出力側カウンタギヤに前記出力軸に設けた従動側ギヤを噛み合わせることによって、前記入力軸の回転を減速、或いは増速して前記出力軸に伝達する歯車装置において、
前記カウンタ軸の端部を第1の軸受け部材を介して軸支すると共に、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの対向面間で、前記入力軸及び駆動軸の各端部を第2の軸受け部材を介して軸支する支持部材を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明の構成に加えて、前記支持部材は、前記出力側カウンタギヤと従動側ギヤとからなるギヤ列との干渉を回避するための切り欠き部を有することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明の構成に加えて、前記歯車装置は、ベルト式無段変速装置の入力側に設けられていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明の構成に加えて、前記入力軸の端部は、前記出力軸の軸内部に挿入され、且つ前記軸内部に配設された第3の軸受け部材を介して前記出力軸と非同期回転可能に軸支されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、入力軸の駆動側ギヤと出力軸の従動側ギヤとは、それぞれ支持部材に保持された第2の軸受け部材によって片持ち支持が解消された状態で入力側カウンタギヤ、或いは出力側カウンタギヤに噛み合わされる。さらに、カウンタ軸の端部は、第1の軸受け部材を介して支持部材に軸支される。これにより、動力伝達時における各ギヤ、特に駆動側ギヤ及び従動側ギヤに発生するモーメント荷重が減少するので、歯車装置を大型化することなくコンパクト性を維持しながらギヤ音の悪化を防止することができる。しかも、第2の軸受け部材を従来のものよりも小型化することができる。さらに、入出力軸間に支持部材を挟ませたことによって、入出力軸に生じるスラスト荷重を相反する方向に向かわせて打ち消すことができるようになるので、支持部材に加わるギヤ荷重をキャンセルすることができる。そのため、支持部材の組み付け部品点数を削減することができる。
請求項2に記載の発明によれば、支持部材は、出力側カウンタギヤと従動側ギヤとからなるギヤ列との干渉を回避した状態で、第1の軸受け部材を介してカウンタ軸の端部を軸支すると共に、第2の軸受け部材を介して入出力軸の各端部を軸支する。これにより、請求項1記載の発明の作用効果に加えて、支持部材のコンパクト化を図りながら支持部材の組み付け性の向上を図ることができる。さらにまた、支持部材は、出力側カウンタギヤと従動側ギヤとからなるギヤ列側から組み付けられるので、従来では歯車装置の入力軸側に設定されていたケース合わせ面を歯車装置の出力軸側に構造変更することができるようになり、ケース合わせ面からの油圧リークを未然に防止することができる。
請求項3に記載の発明によれば、歯車装置の入力側に従来の自動変速装置に対応した前後進切換装置を用いても、歯車装置に入力される入力回転数は、従来の自動変速装置の変速比とは異なる変速比を有するベルト式無段無段変速装置に入力されるように変速(減速)される。これにより、請求項1に記載の発明の作用効果に加えて、歯車装置の入力側に従来の自動変速装置に対応した前後進切換装置を用いることができるので、前後進切換装置の共用化により部品コストの低減を図ることができる。
請求項4に記載の発明によれば、入力軸及び出力軸の各端部は、入力軸の端部が出力軸の軸内部に非同期回転可能に挿入された状態で第2の軸受け部材によって軸支されている。これにより、請求項1に記載の発明の作用効果に加えて、駆動側ギヤと受動側ギヤとの対向面間を狭めることができるので、変速装置をさらにコンパクト化することができるとともに、ギヤ音をより一層低減化することができる。
その結果、コンパクトでありながらギヤ音の改善を図ることができ、しかも、油圧リークの虞のないケース構造を可能とする歯車装置を提供することができる。
第1の軸受け部材を介してカウンタ軸の端部を軸支し、且つ第2の軸受け部材を介して入力軸の後部及び出力軸の前部を軸支する支持部材を歯車装置に組み付けることによって、動力伝達時に各ギヤに発生するモーメント荷重の低減と、ケース合わせ面からの油圧リークの虞のないケース構造とが実現した。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は、本発明の歯車装置が適用されたFF車用縦置き動力伝達装置のスケルトン図、図2は、同例における要部の拡大図、図3は、同例における支持部材を説明するための上方斜視図、図4は、同例における支持部材の側断面図である。
図1,2に示されるように、FF車用縦置き動力伝達装置(以下、トランスミッションという)20は、エンジン21後方から取り出したトルクを流体(自動変速機油)を介して増幅作用するロックアップ付トルクコンバータ30と、図示しないセレクトレバー操作に応じて前後進を切り換える前後進切換装置40と、前後進切換装置40からの出力回転数を無段変速機に応じた入力回転数に減速補正するための歯車装置としての減速歯車装置50と、油圧制御により一対の入出力プーリの溝幅を変化させてベルトの巻き付け径の比を変えることで無段変速を行うベルト式無段変速装置(以下、CVTという)70と、CVT70の減速比が通常の変速機よりも小さいため、CVT70からの出力回転数を減速補正するための減速装置90と、減速装置90から出力されたトルクをエンジン21下方側において左右前輪(図示せず)に伝達するためのフロントディファレンシャル装置100とを備えて構成されている。
ロックアップ付きトルクコンバータ30は、前後進切換装置40、減速歯車装置50及びCVT70の入力軸(以下、プライマリプーリ軸という)71と共にエンジン21から後方に向かって真っ直ぐに延びた軸心上に配置された状態で、前後進切換装置40及び減速歯車装置50と共に変速機ケース本体22の前部をなすトルコン側変速機ケース22A内に格納されている。このロックアップ付トルクコンバータ30には、エンジン21後方から延出されたクランク軸23に連結された駆動側のポンプ羽根車31と、このポンプ羽根車31に対向配置されると共にタービン軸32に連結された被駆動側のタービン羽根車33と、これらポンプ羽根車31及びタービン羽根車33間を流れる流体を整流するステータ羽根車34とが備えられており、これら羽根車31,33,34が流体中で回転することによってエンジン21から出力されるトルクを増幅してタービン軸32に伝達する。さらに、ポンプ羽根車31には、トランスミッション20の各油圧アクチュエータに油圧を供給するための油圧ポンプ35がポンプドライブ軸36を介して連結されている。そして、この油圧ポンプ35からの油圧がロックアップクラッチ37に供給されると、クランク軸23とタービン軸32とが直結状態になる。
前後進切換装置40は、ダブルピニオンプラネタリギヤが用いられており、ロックアップ付きトルクコンバータ30からのタービン軸32に固定されたサンギヤ41と、このサンギヤ41に噛み合う2連のピニオンギヤ42,43と、ピニオンギヤ43に噛み合うリングギヤ44と、このリングギヤ44を油圧制御によりトルコン側変速機ケース22Aに回転不可能に固定するリバースブレーキ45と、ピニオンギヤ42,43を支持する回転可能なプラネタリキャリア46と、このプラネタリキャリア46を油圧制御によりタービン軸32に固定する前進用クラッチ47とを備えている。さらに、プラネタリキャリア46は、減速歯車装置50の入力軸51に連結されていると共に、この入力軸51は、タービン軸32に対向した面部が筒状に形成されており、その軸内部に配設されたニードルベアリング48(図2に図示)を介してタービン軸32の後端部が内挿された状態で相対回転可能に支持されている。
そして、セレクトレバーをDレンジにシフトすると、前進用クラッチ47に油圧が供給されてプラネタリキャリア46をタービン軸32に固定することによって、タービン軸32の回転方向と同一方向に入力軸51が回転する。また、セレクトレバーをRレンジにシフトすると、リバースブレーキ45に油圧が供給されてリングギヤ44をトルコン側変速機ケース22Aに固定することによって、タービン軸32の回転方向とは異なる方向に入力軸51が回転する。
減速歯車装置50は、同軸芯上に配置された入出力軸51,52と、これら入出力軸51,52と平行に配置されたカウンタ軸53と、入出力軸51,52及びカウンタ軸53に設けられた各ギヤ54〜57からなる2対の減速ギヤ列58と、入出力軸51,52及びカウンタ軸53の端部を軸支する支持部材としてのベアリングリテーナ59とを備えて構成されている。
入力軸51の中央部には、駆動側ギヤとしてのプライマリリダクションドライブギヤ(以下、ドライブギヤという)54が一体的に形成されている。このドライブギヤ54よりも前方側の入力軸51は、リバースブレーキ45に近接し、且つニードルベアリング48の同心円状となるように設けられたボールベアリング60によって軸支されている。なお、このボールベアリング60には、従来と同様の大径のボールベアリングが用いられている。また、ドライブギヤ54よりも後方側の入力軸51は、出力軸52の前端面から筒状に形成された軸内部に挿入され、その軸内部に配設されたニードルベアリング61(図2に図示)を介して出力軸52の前部に非同期回転可能に支持されている。
また、ドライブギヤ54と設定距離をあけた出力軸52の前部には、従動側ギヤとしてのプライマリリダクションドリブンギヤ(以下、ドリブンギヤという)55がスプライン嵌合によって一体的に設けられている。このドリブンギヤ55の前方側(ドライブギヤ54側)、且つニードルベアリング61の同心円状となる位置には、出力軸52前部を軸支する第2の軸受け部材としてのボールベアリング62が前方側のロックナット63によって抜け止めされた状態で設けられている。なお、このボールベアリング62は、従来のボールベアリング11(図5参照)やボールベアリング60よりも小径のものが用いられている。また、この出力軸52の後部は、CVT70のプライマリプーリ軸71の前部に連結されて一体化しており、そのため、出力軸52をプライマリプーリ軸71と見なすことができる。
カウンタ軸53の前部には、入力側カウンタギヤ56が一体形成されており、この入力軸カウンタギヤ56とドライブギヤ54とが噛み合うことによって減速ギヤ列58の一方が構成される。さらに、カウンタ軸53の後部には、出力側カウンタギヤ57がスプライン嵌合によって一体的に設けられており、この出力側カウンタギヤ57とドリブンギヤ55とが噛み合うことによって減速ギヤ列58の他方が構成される。
また、このカウンタ軸53の前部は、トルコン側変速機ケース22Aとの間に設けられたローラベアリング64によって軸支されていると共に、カウンタ軸53の後部は、カウンタ軸53に抜け止め固定された第1の軸受け部材としてのローラベアリング65を介してベアリングリテーナ59に軸支されている。
ベアリングリテーナ59は、図1〜4に示されるように、ローラベアリング65を介してカウンタ軸53の後部を軸支し、且つボールベアリング62を介して入力軸51の後部及び出力軸52の前部を軸支するように断面凹凸状に形成された支持部材である。このベアリングリテーナ59は、出力側カウンタギヤ57に対向配置され、且つカウンタ軸53の後方側からローラベアリング65を保持する第1の保持部59aと、ドライブギヤ54とドリブンギヤ55との対向面間、つまり2対の減速ギヤ列58間に配置され、且つドリブンギヤ55の前方側からボールベアリング62を保持すると共に、ドライブギヤ54側面を後方側から支持するニードルベアリング66を保持する第2の保持部59bとが、それぞれ上下方向に隣接し、且つ前後方向にオフセットした状態で一体的に備えられている。
これら第1及び第2の保持部59a,59bには、図2〜4に示されるように、それぞれカウンタ軸53後部、或いは出力軸52前部との干渉を回避するための開孔59a1,59b1が設けられている。さらに、第2の保持部59bには、この第2の保持部59bを2対の減速ギヤ列58間にオフセット配置するための筒状のハウジング部59b2を有している。ハウジング部59b2の上部には、このベアリングリテーナ59がトルコン側変速機ケース22A内に組み付けられた状態にあっては、ドリブンギヤ55と出力側カウンタギヤ57とからなる減速ギヤ列58との干渉を回避するための切り欠き部59b3が形成されている。そして、ハウジング部59b2の形状は、ドリブンギヤ55と出力側カウンタギヤ57との噛合いが切り欠き部59b3内、或いはこの切り欠き部59b3よりも下方側のハウジング部59b2内において行われるように設定されているが、これに限定されるものではない。
そして、このベアリングリテーナ59は、入力軸51、カウンタ軸53を組み付けたトルコン側変速機ケース22A内にベアリングリテーナ59の周縁部に設けた複数のボルト孔59c(図3に図示)に挿通される組み付け用ボルト67(図2参照)によって一体的に組み付け固定される。トルコン側変速機ケース22A内に組み付けられたベアリングリテーナ59によって、カウンタ軸53の後部がローラベアリング65を介して軸支されると共に、ハウジング部59b2の切り欠き部59b3には、出力側カウンタギヤ57の下端部側が位置する。そして、トルコン側変速機ケース22Aの後方にCVT70を予め組み付けておいた変速機ケース22後部を形成するプライマリ側ケース22Bを配置して、カウンタ軸53後部のローラベアリング65を第1の保持部59aに保持させ、且つ入力軸51の後部を出力軸52の軸内部に挿入して、出力軸52前部のボールベアリング62を第2の保持部59bに保持させると共に、出力側カウンタギヤ57にドリブンギヤ55を噛み合わせた後、プライマリ側ケース55Bはトルコン側変速機ケース55Aに固定用ボルト(図示せず)によって締結固定される。
このベアリングリテーナ59によって、入力軸51のドライブギヤ54と出力軸52のドリブンギヤ55との間隔はできるだけ狭められながらも、ドライブギヤ54は、ボールベアリング60とボールベアリング62とによって前後両側から支持された状態で入力側カウンタギヤ56に噛み合うようになる。また、出力軸52のドリブンギヤ55は、その出力軸52の前部がドライブギヤ54側にオーバーハングすることなくボールベアリング62に軸支された状態で出力側カウンタギヤ57に噛み合うようになる。すなわち、入力軸51のドライブギヤ54と出力軸52のドリブンギヤ55とは、ボールベアリング62によって片持ち支持が解消された状態で入力側カウンタギヤ56、或いは出力側カウンタギヤ57に噛み合わされる。これにより、動力伝達時におけるドライブギヤ54及びドリブンギヤ55に発生するモーメント荷重が減少するので、コンパクト性を保持しながらもギヤ音の悪化を防止することができる。しかも、ボールベアリング62は従来のものよりも小型化したものを用いることができる。さらに、2対の減速ギヤ列58間にベアリングリテーナ59の第2の保持部59bを挟ませたことによって、入出力軸51,52に生じるスラスト荷重を相反する方向に向かわせて打ち消すことができるので、ベアリングリテーナ59に加わるギヤ荷重をキャンセルすることができる。そのため、ベアリングリテーナ59の組み付け用ボルト67の本数を削減することができる。
また、ベアリングリテーナ59をトルコン側変速機22Aに組み付けてからプーリ側変速機22Bを組み付けるので、トランスミッション20の組み付け性が損なわれることはなく、むしろ従来のものよりも組み付け性が向上する。さらにまた、トルコン側変速機22Aとプーリ側変速機22Bとの分割位置を減速歯車装置50の後方側となるように構造変更することができるので、トルコン側変速機22Aとプーリ側変速機22Bとのケース合わせ面22Cからブレーキ油圧がリークするようなことはない。
ところで、プライマリ側ケース22B内に組み込まれたCVT70は、図1に示されるように、エンジン21後方に真っ直ぐに延びたプライマリプーリ軸71と、このプライマリプーリ軸71の下方側においてプライマリプーリ軸71と平行、且つ中空状の出力軸(以下、セカンダリプーリ軸という)72とを備えている。これらプライマリプーリ軸71の後部及びセカンダリプーリ軸72の前後部は、それぞれプライマリ側ケース22Bとの間に設けられたボールベアリング73〜75によって軸支されている。これらプライマリプーリ軸71及びセカンダリプーリ軸72には、それぞれ油圧式のプライマリシリンダ76及びセカンダリシリンダ77によって溝幅を可変できるプライマリプーリ78、セカンダリプーリ79がそれぞれ設けられている。そして、油圧制御によってプライマリプーリ78及びセカンダリプーリ79の溝幅を相対変化させてプーリ間に巻装したベルト80の巻き付け径を所定の変速比(例えば、2.53〜0.497)とすることで得られたトルクをセカンダリプーリ軸72に出力する。そして、このようにCVT70の変速比は通常のギヤ比よりも小さいため、CVT70からの出力回転数を通常の自動変速機から出力される回転数にほぼ一致するように補正する減速装置90がセカンダリプーリ79の後方側に配置されたエクステンションケース22D内に格納されている。
減速装置90は、図1に示されるように、ダブルピニオンプラネタリギヤが用いられており、CVT70からのセカンダリプーリ軸72の後端部に固定された第1のサンギヤ91と、この第1のサンギヤ91に噛み合わされるピニオンギヤ92と、このピニオンギヤ92を支持する回転可能なプラネタリキャリア93と、エクステンションケース22Dに回転不可能に固定された第2のサンギヤ94と、プラネタリキャリア93に支持されると共に第2のサンギヤ94に噛み合わされるピニオンギヤ95とを備えている。さらにプラネタリキャリア93は、セカンダリプーリ軸72内を挿通し、且つセカンダリプーリ軸72と非同期回転可能に支持されてフロントディファレンシャル装置100にトルクを伝達するドライブ軸96に連結されている。このドライブ軸96の前部は、前後1組のローラベアリング97,98によって軸支されている共に、ドライブ軸96の後部は、ボールベアリング99によって軸支されている。
そして、減速装置90は、セカンダリプーリ軸72と同一方向に回転する第1のサンギヤ91に噛み合わされるピニオンギヤ92を逆回転させると共に、回転しない第2のサンギヤ94に沿ってピニオンギヤ95を遊星回転させることによって、プラネタリキャリア93に連結されたドライブ軸96をセカンダリプーリ軸72と同一方向に非同期減速回転させる。そして、ロックアップ付トルクコンバータ30直下のディファレンシャルケース22Eに格納されたフロントディファレンシャル装置100は、ドライブ軸96を介して入力されたトルクを左右輪に伝達する。
このようにして、エンジン21から出力されたトルクは、エンジン21後方のロックアップ付トルクコンバータ30、前後進切換装置40、減速歯車装置50を経た後、CVT70、減速装置90にてエンジン21下方側にUターンさせられて、ロックアップ付トルクコンバータ30下方のディファレンシャル装置100から左右車輪に向かって出力される。
なお、本発明は、CVTを備えたFF車用縦置きトランスミッションにのみ適用されるものではなく、CVTを備えたFR車用、全輪駆動車用トランスミッション、さらには、同軸芯上に配置された入出力軸間に2対のギヤ列を介在させて減速、或いは増速を行う歯車装置全てに適用することができる。
本発明の歯車装置が適用されたFF車用縦置き動力伝達装置のスケルトン図である。 同例における要部の拡大図である。 同例における支持部材を説明するための上方斜視図である。 同例における支持部材の側断面図である。 従来の歯車装置を説明するための断面図である。 前後進切換装置とベルト式無段変速装置との間に従来の歯車装置を介在させた場合の側断面図である。
符号の説明
50 減速歯車装置(歯車装置)
51 入力軸
52 出力軸
53 カウンタ軸
54 プライマリリダクションドライブギヤ(駆動側ギヤ)
55 プライマリリダクションドリブンギヤ(従動側ギヤ)
56 入力側カウンタギヤ
57 出力側カウンタギヤ
58 減速ギヤ列(ギヤ列)
59 ベアリングリテーナ(支持部材)
59a 第1の保持部
59b 第2の保持部
59b3 切り欠き部
61 ニードルベアリング(第3の軸受け部材)
62 ボールベアリング(第2の軸受け部材)
65 ローラベアリング(第1の軸受け部材)

Claims (4)

  1. 同軸芯上の入出力軸に平行してカウンタ軸を配設し、前記入力軸に設けた駆動側ギヤに前記カウンタ軸に設けた入力側カウンタギヤを噛み合わせると共に、前記カウンタ軸に設けた出力側カウンタギヤに前記出力軸に設けた従動側ギヤを噛み合わせることによって、前記入力軸の回転を減速、或いは増速して前記出力軸に伝達する歯車装置において、
    前記カウンタ軸の端部を第1の軸受け部材を介して軸支すると共に、前記駆動側ギヤと前記従動側ギヤとの対向面間で、前記入力軸及び駆動軸の各端部を第2の軸受け部材を介して軸支する支持部材を備えたことを特徴とする歯車装置。
  2. 前記支持部材は、前記出力側カウンタギヤと従動側ギヤとからなるギヤ列との干渉を回避するための切り欠き部を有することを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。
  3. 前記歯車装置は、ベルト式無段変速装置の入力側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。
  4. 前記入力軸の端部は、前記出力軸の軸内部に挿入され、且つ前記軸内部に配設された第3の軸受け部材を介して前記出力軸と非同期回転可能に軸支されていることを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。
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