JP2016056888A

JP2016056888A - 変速機

Info

Publication number: JP2016056888A
Application number: JP2014184233A
Authority: JP
Inventors: 高司堀田; Takashi Hotta
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-04-21

Abstract

【課題】デフケースに支持したファイナルドリブンギヤの倒れを抑制し、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの良好な噛み合い状態を維持する。
【解決手段】ファイナルドライブギヤ２２はギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤ２２ａ，２２ｂで構成され、ファイナルドリブンギヤ２３はギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤ２３ａ，２３ｂで構成されるので、トルク伝達によりファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３の噛合部に作用するスラスト荷重が相殺され、ファイナルドリブンギヤ２３の倒れによる噛み合い状態の悪化を回避して異音の発生や耐久性の低下を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動源の駆動力が変速して伝達される出力軸と、前記出力軸上に設けられたファイナルドライブギヤと、ディファレンシャルと、前記ディファレンシャルの外郭を構成するデフケースに設けられて前記ファイナルドライブギヤに噛合するファイナルドリブンギヤとを備える変速機に関する。

ディファレンシャルの外郭を構成するデフケースにファイナルドリブンギヤを固定する方法として、デフケースの外周に突設した環状のフランジにファイナルドリブンギヤの内周部を軸方向に重ね合わせ、周方向に所定間隔で配置した複数のボルトで締結する方法が一般的である。またボルトを廃止して部品点数を削減すべく、デフケースにファイナルドリブンギヤを溶接により固定するものが、下記特許文献１により公知である。

特許第５３２７１３０号公報

ところで、ディファレンシャルに駆動力を伝達するファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤには、ギヤ歯のバックラッシュによるガタを防止するために、一般的にヘリカルギヤが用いられている。しかしながら、ギヤ歯が傾斜するヘリカルギヤは、駆動力の伝達に伴って軸方向のスラスト荷重を受けるため、特にファイナルドライブギヤよりも直径の大きいファイナルドリブンギヤが前記スラスト荷重によりデフケースに対して傾くことが避けられず、この傾きによりファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの歯当たりが不良になり、異音の発生や耐久性の低下の原因となる虞があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、デフケースに支持したファイナルドリブンギヤの倒れを抑制し、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの良好な噛み合い状態を維持することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源の駆動力が変速して伝達される出力軸と、前記出力軸上に設けられたファイナルドライブギヤと、ディファレンシャルと、前記ディファレンシャルの外郭を構成するデフケースに設けられて前記ファイナルドライブギヤに噛合するファイナルドリブンギヤとを備える変速機であって、前記ファイナルドライブギヤはギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤで構成され、前記ファイナルドリブンギヤはギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤで構成されることを特徴とする変速機が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記デフケースを変速機ケースに回転自在に支持する左右一対のベアリングを備え、前記デフケースは前記左右一対のベアリングと間に隙間を有して前記変速機ケースに対して軸方向移動可能であることを特徴とする変速機が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ファイナルドリブンギヤは前記デフケースに軸方向移動可能にスプライン結合されることを特徴とする変速機が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ファイナルドライブギヤは前記出力軸に軸方向移動可能にスプライン結合されることを特徴とする変速機が提案される。

尚、実施の形態のボールベアリング１５Ｌ，１５Ｒは本発明のベアリングに対応し、実施の形態の第１ヘリカルギヤ２２ａ、第２ヘリカルギヤ２２ｂ、第３ヘリカルギヤ２３ａおよび第４ヘリカルギヤ２３ｂは本発明のヘリカルギヤに対応する。

請求項１の構成によれば、変速機は、駆動源の駆動力が変速して伝達される出力軸と、出力軸上に設けられたファイナルドライブギヤと、ディファレンシャルと、ディファレンシャルの外郭を構成するデフケースに設けられてファイナルドライブギヤに噛合するファイナルドリブンギヤとを備える。

ファイナルドライブギヤはギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤで構成され、ファイナルドリブンギヤはギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤで構成されるので、トルク伝達によりファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの噛合部に作用するスラスト荷重が相殺され、ファイナルドリブンギヤの倒れによる噛み合い状態の悪化を回避して異音の発生や耐久性の低下を防止することができる。

また請求項２の構成によれば、一対のヘリカルギヤよりなるファイナルドライブギヤと、一対のヘリカルギヤよりなるファイナルドリブンギヤとは、自己の自動センタリング機能で噛合時の軸方向の相対位置が一定になるため、ファイナルドリブンギヤがデフケースに軸方向移動不能に固定されると、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの軸方向の位置誤差の許容度が小さくなるが、デフケースを変速機ケースに回転自在に支持する左右一対のベアリングを備え、デフケースは左右一対のベアリングと間に隙間を有して変速機ケースに対して軸方向移動可能であるので、前記軸方向の位置誤差をデフケースの軸方向移動により吸収し、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの良好な噛み合い状態を確保することができる。

また請求項３の構成によれば、一対のヘリカルギヤよりなるファイナルドライブギヤと、一対のヘリカルギヤよりなるファイナルドリブンギヤとは、自己の自動センタリング機能で噛合時の軸方向の相対位置が一定になるため、ファイナルドリブンギヤがデフケースに軸方向移動不能に固定されると、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの軸方向の位置誤差の許容度が小さくなるが、ファイナルドリブンギヤはデフケースに軸方向移動可能にスプライン結合されるので、前記軸方向の位置誤差をデフケースに対するファイナルドリブンギヤの軸方向移動により吸収し、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの良好な噛み合い状態を確保することができる。

また請求項４の構成によれば、一対のヘリカルギヤよりなるファイナルドライブギヤと、一対のヘリカルギヤよりなるファイナルドリブンギヤとは、自己の自動センタリング機能で噛合時の軸方向の相対位置が一定になるため、ファイナルドリブンギヤがデフケースに軸方向移動不能に固定されると、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの軸方向の位置誤差の許容度が小さくなるが、ファイナルドライブギヤは出力軸に軸方向移動可能にスプライン結合されるので、前記軸方向の位置誤差を出力軸に対するファイナルドライブギヤの軸方向移動により吸収し、ファイナルドライブギヤおよびファイナルドリブンギヤの良好な噛み合い状態を確保することができる。

変速機のディファレンシャル近傍の縦断面図。（第１の実施の形態）変速機のディファレンシャル近傍の縦断面図。（比較例）変速機のディファレンシャル近傍の縦断面図。（第２の実施の形態）変速機のディファレンシャル近傍の縦断面図。（第３の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１および図２に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車の変速機の変速機ケース１１，１２の内部に、ディファレンシャル１３の外郭を構成するデフケース１４の左右のインボード部１４ａ，１４ｂが一対のボールベアリング１５Ｌ，１５Ｒを介して回転自在に支持される。左側のインボード部１４ａに回転自在に支持された左側のインボードシャフト１６Ｌは、左端部が変速機ケース１１を内側から外側に貫通するとともに、デフケース１４の内部に挿入された右端部にディファレンシャルサイドギヤ１７Ｌが固設される。右側のインボード部１４ｂに回転自在に支持された右側のインボードシャフト１６Ｒは、右端部が変速機ケース１２を内側から外側に貫通するとともに、デフケース１４の内部に挿入された左端部にディファレンシャルサイドギヤ１７Ｒが固設される。デフケース１４を径方向に貫通して回転不能に固定されたピニオンシャフト１８に、左右のディファレンシャルサイドギヤ１７Ｌ，１７Ｒに噛合する一対のディファレンシャルピニオン１９，１９が回転自在に支持される。

出力軸２０の右端が変速機ケース１２にローラベアリング２１を介して回転自在に支持されており、ローラベアリング２１に隣接する出力軸２０の外周にファイナルドライブギヤ２２が一体に形成される。ファイナルドライブギヤ２２は軸方向に隣接して配置された第１ヘリカルギヤ２２ａおよび第２ヘリカルギヤ２２ｂからなり、第１、第２ヘリカルギヤ２２ａ，２２ｂのギヤ歯の傾斜方向は相互に逆方向である。

一方、デフケース１４の左半部の外周に、環状のファイナルドリブンギヤ２３の内周部が相対回転不能かつ軸方向移動不能にスプライン結合２４されており、ファイナルドリブンギヤ２３は万一の脱落に備えてデフケース１４にサークリップ２５で係止される。ファイナルドリブンギヤ２３は軸方向に隣接して配置された第３ヘリカルギヤ２３ａおよび第４ヘリカルギヤ２３ｂからなり、第３、第４ヘリカルギヤ２３ａ，２３ｂのギヤ歯の傾斜方向は相互に逆方向である。そしてファイナルドライブギヤ２２の第１ヘリカルギヤ２２ａおよび第２ヘリカルギヤ２２ｂが、ファイナルドリブンギヤ２３の第３ヘリカルギヤ２３ａおよび第４ヘリカルギヤ２３ｂにそれぞれ噛合する。

左側のボールベアリング１５Ｌはアウターレース１５ａ、インナーレース１５ｂおよび複数のボール１５ｃ…を備えており、アウターレース１５ａが変速機ケース１１の内周面に圧入され、インナーレース１５ｂがデフケース１４の左側のインボード部１４ａの外周に緩く嵌合する。このとき、インナーレース１５ｂとデフケース１４の段部１４ｃとの間に僅かな隙間αが形成されており、この隙間αの範囲でデフケース１４は軸方向に移動可能である。

右側のボールベアリング１５Ｒはアウターレース１５ａ、インナーレース１５ｂおよび複数のボール１５ｃ…を備えており、アウターレース１５ａが変速機ケース１２の内周面に圧入され、インナーレース１５ｂがデフケース１４の右側のインボード部１４ｂの外周に緩く嵌合する。このとき、インナーレース１５ｂとデフケース１４の段部１４ｄとの間に僅かな隙間αが形成されており、この隙間αの範囲でデフケース１４は軸方向に移動可能である。

図２は比較例を示すもので、第１の実施の形態との相違点は、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３が各々単一のヘリカルギヤで構成されている点と、デフケース１４が変速機ケース１１，１２に一対のテーパローラベアリング１５Ｌ′，１５Ｒ′で支持され、デフケース１４は変速機ケース１１，１２に対して軸方向に移動不能である点とである。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

駆動源から出力軸２０に伝達された駆動力はファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３を介してデフケース１４に伝達され、そこから一対のディファレンシャルピニオン１９，１９および一対のディファレンシャルサイドギヤ１７Ｌ，１７Ｒを介して左右のインボードシャフト１６Ｌ，１６Ｒに伝達される。

このとき、ファイナルドライブギヤ２２の第１ヘリカルギヤ２２ａとファイナルドリブンギヤ２３の第３ヘリカルギヤ２３ａとが噛合し、ファイナルドライブギヤ２２の第２ヘリカルギヤ２２ｂとファイナルドリブンギヤ２３の第４ヘリカルギヤ２３ｂとが噛合することで、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３の軸方向の相対位置は一義的に決定される。即ち、共にダブルヘリカルギヤであるファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３は軸方向の相対位置が常に同じになるように自動的にセンタリングされる。

出力軸２０と一体のファイナルドライブギヤ２２は軸方向に位置決めされており、かつファイナルドリブンギヤ２３はデフケース１４に軸方向移動不能にスプライン結合２４されているため、仮にデフケース１４の軸方向位置が決められていると、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３の位置が軸方向にずれて正常に噛合できなくなる虞があるが、本実施の形態によれば、ファイナルドリブンギヤ２３と一体のデフケース１４が隙間α，αの作用で軸方向に移動可能であるため（矢印Ａ参照）、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３は自己のセンタリング機能で自動的に軸方向に整列し、正常な噛み合いが可能になる。

さて、相互に噛合する一対のヘリカルギヤは、トルク伝達するギヤ歯が傾斜しているため、駆動側のヘリカルギヤと従動側のヘリカルギヤとに相互に逆方向のスラスト荷重が作用することになる。本実施の形態では、相互に噛合する第１ヘリカルギヤ２２ａおよび第３ヘリカルギヤ２３ａにそれぞれ逆方向の第１スラスト荷重Ｆ１および第３スラスト荷重Ｆ３が作用し、相互に噛合する第２ヘリカルギヤ２２ｂおよび第４ヘリカルギヤ２３ｂにそれぞれ逆方向の第２スラスト荷重Ｆ２および第４スラスト荷重Ｆ４が作用するため、第１スラスト荷重Ｆ１および第２スラスト荷重Ｆ２が相殺してファイナルドライブギヤ２２にはスラスト荷重が作用しなくなり、第３スラスト荷重Ｆ３および第４スラスト荷重Ｆ４が相殺してファイナルドリブンギヤ２３にもスラスト荷重が作用しなくなる。

特にファイナルドリブンギヤ２３はファイナルドライブギヤ２２に比べて直径が大きいため、スラスト荷重が作用すると回転面が傾いてファイナルドライブギヤ２２との噛み合い状態が不良になり、騒音や異常摩耗の原因となる可能性があるが、本実施の形態によればファイナルドリブンギヤ２３の倒れが抑制されるために、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３に正常な噛み合いが可能になる。

一方、図２に示す比較例では、シングルヘリカルギヤのファイナルドライブギヤ２２とシングルヘリカルギヤのファイナルドリブンギヤ２３との噛み合いであり、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３は軸方向にずれた任意の位置で噛み合うことが可能であるため、デフケース１４の軸方向移動を許容するための前記隙間α，αが不要になるが、噛合部に作用するスラスト荷重Ｆが相殺されずにファイナルドリブンギヤ２３を倒すように作用するため、ファイナルドライブギヤ２２およびファイナルドリブンギヤ２３の噛み合い状態が不良になる可能性がある。

しかも、前記スラスト荷重Ｆはデフケース１４を軸方向一方に付勢するため、デフケース１４を変速機ケース１１，１２に支持するベアリングに通常のボールベアリングを使用することができず、スラスト荷重を支持可能なテーパローラベアリング１５Ｌ′，１５Ｒ′を使用することが必要となる。

第２の実施の形態

次に、図３に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

前述した第１の実施の形態（図１参照）では、ファイナルドリブンギヤ２３がデフケース１４にスプライン結合２４により軸方向移動不能に圧入されており、かつデフケース１４が変速機ケース１１，１２に軸方向移動可能に支持されているが、第２の実施の形態は、ファイナルドリブンギヤ２３がデフケース１４にスプライン結合２６により隙間β，βの範囲で軸方向移動可能に緩く嵌合しており、かつ前記隙間α，αを廃止することで、デフケース１４が変速機ケース１１，１２に軸方向移動不能に支持されている。

本実施の形態によれば、ダブルヘリカルギヤの自動センタリング機能でファイナルドリブンギヤ２３およびファイナルドライブギヤ２２が軸方向に相対移動するとき、デフケース１４が軸方向に移動不能であっても、緩いスプライン結合２６によりファイナルドリブンギヤ２３がデフケース１４に対して軸方向に滑ることで（矢印Ｂ参照）、前記自動センタリング機能が支障なく発揮される。

ダブルヘリカルギヤによりファイナルドリブンギヤ２３の倒れが防止される作用効果は、第１の実施の形態と同様である。

第３の実施の形態

次に、図４に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

前述した第１の実施の形態（図１参照）では、ファイナルドリブンギヤ２３がデフケース１４にスプライン結合２４により軸方向移動不能に圧入されており、かつデフケース１４が変速機ケース１１，１２に軸方向移動可能に支持されているが、第３の実施の形態は、ファイナルドライブギヤ２２が出力軸２０にスプライン結合２７により隙間γ，γの範囲で軸方向移動可能に緩く嵌合しており、かつ前記隙間α，αを廃止することで、デフケース１４が変速機ケース１１，１２に軸方向移動不能に支持されている。

本実施の形態によれば、ダブルヘリカルギヤの自動センタリング機能でファイナルドリブンギヤ２３およびファイナルドライブギヤ２２が軸方向に相対移動するとき、デフケース１４が軸方向に移動不能であっても、緩いスプライン結合２７によりファイナルドライブギヤ２２が出力軸２０に対して軸方向に滑ることで（矢印Ｃ参照）、前記自動センタリング機能が支障なく発揮される。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のベアリングは実施の形態のボールベアリング１５Ｌ，１５Ｒに限定されず、ローラベアリング、アンギュラボールベアリング、テーパローラベアリング等の他種のベアリングであっても良い。

１１変速機ケース
１２変速機ケース
１３ディファレンシャル
１４デフケース
１５Ｌボールベアリング（ベアリング）
１５Ｒボールベアリング（ベアリング）
２０出力軸
２２ファイナルドライブギヤ
２２ａ第１ヘリカルギヤ（ヘリカルギヤ）
２２ｂ第２ヘリカルギヤ（ヘリカルギヤ）
２３ファイナルドリブンギヤ
２３ａ第３ヘリカルギヤ（ヘリカルギヤ）
２３ｂ第４ヘリカルギヤ（ヘリカルギヤ）
２６スプライン結合
２７スプライン結合
α 隙間

Claims

駆動源の駆動力が変速して伝達される出力軸（２０）と、前記出力軸（２０）上に設けられたファイナルドライブギヤ（２２）と、ディファレンシャル（１３）と、前記ディファレンシャル（１３）の外郭を構成するデフケース（１４）に設けられて前記ファイナルドライブギヤ（２２）に噛合するファイナルドリブンギヤ（２３）とを備える変速機であって、
前記ファイナルドライブギヤ（２２）はギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤ（２２ａ，２２ｂ）で構成され、前記ファイナルドリブンギヤ（２３）はギヤ歯が相互に逆方向に傾斜する一対のヘリカルギヤ（２３ａ，２３ｂ）で構成されることを特徴とする変速機。
前記デフケース（１４）を変速機ケース（１１，１２）に回転自在に支持する左右一対のベアリング（１５Ｌ，１５Ｒ）を備え、前記デフケース（１４）は前記左右一対のベアリング（１５Ｌ，１５Ｒ）と間に隙間（α）を有して前記変速機ケース（１１，１２）に対して軸方向移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の変速機。
前記ファイナルドリブンギヤ（２３）は前記デフケース（１４）に軸方向移動可能にスプライン結合（２６）されることを特徴とする、請求項１に記載の変速機。
前記ファイナルドライブギヤ（２２）は前記出力軸（２０）に軸方向移動可能にスプライン結合（２７）されることを特徴とする、請求項１に記載の変速機。