JP2021076121A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができる、変速機を提供する。【解決手段】入力軸４１の前側（エンジン側）の支持にボールベアリング４５が採用され、入力軸４１の後側（エンジン側と反対側）の支持にラジアルベアリング５２が採用されている。また、スラストベアリング５３が入力軸４１の後側の端面に接触して配置されている。しかも、スラストベアリング５３の外径がラジアルベアリング５２の内径よりも大きく、また、スラストベアリング５３の針状ころ２１３の外周側の端がラジアルベアリング５２の内周よりも中心側に位置している。【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載される変速機に関する。

走行用の駆動源としてエンジンを搭載した車両では、そのエンジンの動力が変速機を介して駆動輪に伝達される。エンジンの搭載方式には、クランクシャフトが車体の前後方向に対して縦向きになる縦置きと横向きになる横置きとがある。ＦＦ（Front-engine Front-wheel-drive：フロントエンジン・フロントドライブ）レイアウトが採用された車両では、たとえば、エンジンコンパートメントの前後方向のサイズの縮小による車室長の拡大のため、エンジンが横置きで搭載されることが多い。一方、ＦＲ（Front-engine Rear-wheel-drive：フロントエンジン・リヤドライブ）レイアウトが採用された車両では、駆動輪である後輪への動力の伝達のしやすさなどから、エンジンが縦置きで搭載されることがある。

一方、車両に搭載される変速機として、たとえば、ベルト式のＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）が広く知られている。ベルト式のＣＶＴでは、エンジンからの動力が入力される入力軸が無段変速機構のプライマリ軸に動力を伝達可能に接続されており、入力軸に入力される動力は、入力軸からプライマリ軸に伝達される。無段変速機構では、セカンダリ軸がプライマリ軸と間隔を空けて平行に配置されて、プライマリ軸に支持されるプライマリプーリとセカンダリ軸に支持されるセカンダリプーリとの間に無端状のベルトが巻き掛けられている。これにより、入力軸からプライマリ軸に伝達される動力は、プライマリプーリからベルトに伝達され、ベルトからセカンダリプーリに伝達される。そして、セカンダリプーリに伝達される動力がセカンダリ軸を介して出力軸に伝達され、出力軸からデファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪に動力が伝達される。

入力軸は、変速機の外殻をなすケースに回転可能に支持される。この支持には、ベアリングが用いられる。とりわけ、ボールベアリング（玉軸受）が多く用いられており（たとえば、特許文献１参照）、ベアリングの配置や構造には、さほど工夫が凝らされていないことが多く、その工夫次第では、変速機を含むユニットの小型化を図ることができる。

特開２０１３−２５７０４６号公報

本発明の目的は、小型化を図ることができる、変速機を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る変速機は、車両に搭載される変速機であって、駆動源側となる第１側およびその反対側の第２側に延び、駆動源からの動力が入力される入力軸と、入力軸に外嵌されるボールベアリングと、ボールベアリングに対して第２側の位置において、入力軸の周面に接触して配置されるラジアルベアリングと、入力軸の第２側の端面に接触して配置されるスラストベアリングとを含み、ラジアルベアリングおよびスラストベアリングは、スラストベアリングの外径がラジアルベアリングの内径よりも大きく、かつ、スラストベアリングに備えられるころの外周側の端がラジアルベアリングの内周よりも軸中心側に位置するように設計されている。

この構成によれば、入力軸の第１側（駆動源側）の支持にボールベアリングが採用され、入力軸の第２側の支持にラジアルベアリングが採用されている。ボールベアリングの採用により、入力軸を軸長方向に位置決めが容易である。

一方、ラジアルベアリングの採用により、入力軸の第２側の軸受部分を軸径方向に小型化することができ、その第２側の軸受部分を省スペースで配置することができる。

また、スラストベアリングが入力軸の第２側の端面に接触して配置されるので、入力軸の回転によるメカニカルロスの低減を図ることができる。

しかも、スラストベアリングの外径がラジアルベアリングの内径よりも大きいことにより、スラストベアリングに備えられるころの長さを長く確保でき、その長さの確保により、ころの径を小さく抑えることができる。その結果、スラストベアリングの厚さ（軸長方向の寸法）を小さく抑えることができ、入力軸の第２側の軸受部分の軸長方向の小型化も図ることができる。

さらには、スラストベアリングのころの外周側の端がラジアルベアリングの内周よりも中心側に位置するので、ころの全長にわたって、入力軸から入力される力を受けることができる。そのため、スラストベアリングが軸長方向および軸径方向に対して傾いて入力軸の端面に接触することを抑制でき、スラストベアリングの耐久性（寿命）を向上することができ、また、入力軸の回転によるメカニカルロスを良好に低減することができる。

本発明によれば、入力軸の第２側の軸受部分を軸径方向に小型化することができ、これにより、変速機の軸径方向の小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る変速ユニットの構成を示す断面図である。 図１から変速ユニットの一部を抜き出して拡大して示す断面図である。 ＣＶＴにおける動力伝達経路をＣＶＴの構成とともに示すスケルトン図である。 入力軸の後側の端部付近の構成を拡大して示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜変速ユニット＞
図１は、本発明の一実施形態に係る変速ユニット１の構成を示す断面図である。図２は、図１から変速ユニット１の一部を抜き出して拡大して示す断面図である。なお、図１以降の断面図では、断面を表すハッチングの付与が省略されている。

変速ユニット１は、車両に搭載されて、走行用の駆動源としてのエンジン（Ｅ／Ｇ）が発生する動力を変速するユニットである。車両は、ＦＲレイアウトを採用し、エンジンは、たとえば、３気筒４ストロークエンジンであり、クランクシャフトが車体の前後方向に対して縦向きになる縦置きで搭載される。変速ユニット１は、外殻をなすユニットケース２内に、トルクコンバータ３およびＣＶＴ４を備えている。

なお、以下では、エンジンが３気筒４ストロークエンジンである場合を取り上げるが、エンジンの気筒数は、３気筒に限らず、４気筒以上であってもよいし、２気筒以下であってもよい。また、エンジンのストローク数は、４ストロークに限らず、２ストロークであってもよい。

＜ユニットケース＞
ユニットケース２は、第１ケース１１、第２ケース１２および第３ケース１３の３分割にて構成されている。第１ケース１１、第２ケース１２および第３ケース１３は、たとえば、アルミ合金製であり、ダイカスト法によって鋳造されている。第１ケース１１、第２ケース１２および第３ケース１３は、前側（エンジン側）からこの順に並べられて、第１ケース１１と第２ケース１２とがボルト（図示せず）で締結され、第２ケース１２と第３ケース１３とがボルト１４で締結されることにより、一体化されている。トルクコンバータ３は、第１ケース１１内に収容され、ＣＶＴ４は、第２ケース１２および第３ケース１３内に収容されている。

＜トルクコンバータ＞
トルクコンバータ３は、フロントカバー２１、ポンプインペラ２２、タービンハブ２３、タービンランナ２４、ロックアップ機構２５およびステータ２６を備えている。

フロントカバー２１は、車両（車体）の前後方向に延びる回転軸線を中心に略円板状に延び、その外周端部がエンジン側と反対側（後述する無段変速機構４２側）である後側に屈曲した形状をなしている。フロントカバー２１の中心部は、前側に膨出している。この膨出した部分には、エンジンのクランクシャフトが相対回転不能に結合される。

ポンプインペラ２２は、フロントカバー２１の後側に配置されている。ポンプインペラ２２の外周端部は、フロントカバー２１の外周端部に接続され、回転軸線を中心にフロントカバー２１と一体回転可能に設けられている。ポンプインペラ２２の内面には、複数のブレード２７が放射状に並べて配置されている。

タービンハブ２３は、フロントカバー２１とポンプインペラ２２との間に配置されている。

タービンランナ２４は、タービンハブ２３に固定されている。タービンランナ２４のポンプインペラ２２との対向面には、複数のブレード２８が放射状に並べて配置されている。

ロックアップ機構２５は、ロックアップピストン３１およびダンパ機構３２を備えている。

ロックアップピストン３１は、略円環板状をなし、その内周端部がタービンハブ２３に外嵌されて、フロントカバー２１とタービンランナ２４との間に位置している。ロックアップピストン３１に対してタービンランナ２４側の係合側油室３３の油圧がフロントカバー２１側の解放側油室３４の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン３１がフロントカバー２１側に移動する。そして、ロックアップピストン３１がフロントカバー２１に押し付けられると、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４とが直結（ロックアップオン）される。逆に、解放側油室３４の油圧が係合側油室３３の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン３１がタービンランナ２４側に移動する。ロックアップピストン３１がフロントカバー２１から離間した状態では、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４との直結が解除（ロックアップオフ）される。

ダンパ機構３２は、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４との直結時にエンジンからの振動を減衰するための機構である。

ステータ２６は、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４との間に配置されている。

ロックアップオフの状態において、エンジントルクによりポンプインペラ２２が回転すると、ポンプインペラ２２からタービンランナ２４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ２４のブレード２８で受けられて、タービンランナ２４が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ２４には、エンジントルクよりも大きなトルクが発生する。

＜縦置きＣＶＴ＞
ＣＶＴ４は、入力軸４１、無段変速機構４２、リバース伝達機構４３および出力軸４４を備えている。ＣＶＴ４は、入力軸４１が車両の前後方向に延びる縦向きとなるように配置されている。すなわち、ＣＶＴ４は、いわゆる縦置き用のＣＶＴである。

入力軸４１は、中空軸に形成されて、トルクコンバータ３の回転軸線上を延びている。入力軸４１の前側の端部は、トルクコンバータ３内に挿入されて、タービンハブ２３とスプライン嵌合している。

入力軸４１の軸線方向の中央部は、ボールベアリング（玉軸受）４５を介して、第１ケース１１に回転可能に支持されている。

入力軸４１に対して後側（エンジン側と反対側）には、機械式のオイルポンプ４６が配置されている。オイルポンプ４６は、ポンプケース４７と、ポンプケース４７と重ね合わされるポンプカバー４８とを備えている。ポンプケース４７とポンプカバー４８とは、複数のボルトにより締結されて、第２ケース１２に保持されている。ポンプケース４７とポンプカバー４８とに囲まれる空間には、ポンプギヤ４９が収容されている。

ポンプケース４７は、ポンプカバー４８に対して前側に配置されている。ポンプケース４７の前側の端部には、図２に示されるように、後側に凹む円形状の凹部５１が形成されている。入力軸４１の後側の端部は、凹部５１内に挿入されている。入力軸４１の周面と凹部５１の内周面との間には、ラジアルベアリング５２が介在され、入力軸４１の端面と凹部５１の底面との間には、スラストベアリング５３が介在されている。これにより、入力軸４１の後側の端部は、ラジアルベアリング５２およびスラストベアリング５３を介して、ポンプケース４７に回転可能に支持されている。

ポンプギヤ４９には、図１に示されるように、ポンプ軸５４の一端部が相対回転不能に接続されている。ポンプ軸５４は、凹部５１の中央部を貫通して、ポンプケース４７から前側に突出し、入力軸４１の中空部に入力軸４１の内周面との間に隙間を空けて挿通されている。ポンプ軸５４の前側の端部は、トルクコンバータ３のフロントカバー２１の中心部の前側に膨出した部分に挿入されて、フロントカバー２１に相対回転不能に結合されている。これにより、エンジンの動力によりフロントカバー２１が回転すると、フロントカバー２１と一体にポンプ軸５４およびポンプギヤ４９が回転し、オイルポンプ４６から油圧が発生する。

また、入力軸４１は、ボールベアリング４５を介して第１ケース１１に回転可能に支持され、ラジアルベアリング５２およびスラストベアリング５３を介してポンプケース４７に回転可能に支持されて、トルクコンバータ３のタービンハブ２３とスプライン嵌合していることにより、タービンランナ２４が回転すると、タービンランナ２４と一体に回転する。

無段変速機構４２は、プライマリ軸６１、セカンダリ軸６２、プライマリプーリ６３、セカンダリプーリ６４およびベルト６５を備えている。

プライマリ軸６１は、その軸心が入力軸４１の軸心に対して車両の後側から見て右下方に離間した位置に配置されて、入力軸４１と平行に延びている。セカンダリ軸６２は、その軸心が入力軸４１の軸心に対して車両の後側から見て左上方に離間した位置に配置されて、入力軸４１と平行に延びている。このように、入力軸４１に対して、プライマリ軸６１とセカンダリ軸６２とが左右に分かれて配置されている。これにより、プライマリ軸６１とセカンダリ軸６２との上下方向の軸間距離を短くすることができ、ＣＶＴ４の上下方向のサイズを小さくすることができる。そのため、車両が商用車などの車室が低床化された車両であっても、その車両への変速ユニット１の搭載を車両の最低地上高を確保しつつ可能とすることができる。

プライマリプーリ６３は、図１に示されるように、プライマリ軸６１に固定されたプライマリ固定シーブ７１と、プライマリ固定シーブ７１にベルト６５を挟んで対向配置され、プライマリ軸６１にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されたプライマリ可動シーブ７２とを備えている。プライマリ可動シーブ７２は、プライマリ固定シーブ７１に対して前側に配置されている。

プライマリ可動シーブ７２に対してプライマリ固定シーブ７１側と反対側、つまり前側には、シリンダ７３が設けられている。シリンダ７３は、内周端がプライマリ軸６１に固定され、プライマリ軸６１から軸径方向に延び、外周端部が後側に屈曲して延びている。プライマリ可動シーブ７２の外周端は、シリンダ７３の外周端部に回転径方向の内側から液密的に当接している。プライマリ可動シーブ７２とシリンダ７３との間は、油圧室（ピストン室）７４として形成されている。

セカンダリプーリ６４は、セカンダリ軸６２に固定されたセカンダリ固定シーブ７５と、セカンダリ固定シーブ７５にベルト６５を挟んで対向配置され、セカンダリ軸６２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されたセカンダリ可動シーブ７６とを備えている。セカンダリ可動シーブ７６は、セカンダリ固定シーブ７５に対して後側に配置されており、前後方向において、セカンダリ固定シーブ７５とセカンダリ可動シーブ７６との位置関係は、プライマリプーリ６３のプライマリ固定シーブ７１とプライマリ可動シーブ７２との位置関係と逆転している。

セカンダリ可動シーブ７６に対してセカンダリ固定シーブ７５と反対側、つまり後側には、ピストン７７が設けられている。ピストン７７は、内周端がセカンダリ軸６２に固定され、セカンダリ軸６２から軸径方向に延びている。セカンダリ可動シーブ７６の外周端部は、後側に延出しており、ピストン７７の外周端は、そのセカンダリ可動シーブ７６の外周端部に回転径方向の内側から液密的に当接している。セカンダリ可動シーブ７６とピストン７７との間は、油圧室７８として形成されている。

セカンダリプーリ６４のセカンダリ固定シーブ７５およびセカンダリ可動シーブ７６は、プライマリ可動シーブ７２およびシリンダ７３の一部と上下方向に重なっている（前後方向に見て重なっている）。具体的には、プライマリ可動シーブ７２の外周端部は、前後方向に延びてその前端部が回転径方向の外側に屈曲しており、セカンダリ固定シーブ７５は、プライマリ可動シーブ７２の外周端部における前後方向に延びる部分に回転径方向の外側から対向し、その外周端部における回転径方向に延びる部分に後側から対向している。

無段変速機構４２では、プライマリプーリ６３およびセカンダリプーリ６４の各油圧室７４，７８に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ６３およびセカンダリプーリ６４の各溝幅が変更されることにより、ベルト変速比（プライマリプーリ６３とセカンダリプーリ６４とのプーリ比）が一定の変速比範囲内で連続的に無段階で変更される。

具体的には、ベルト変速比が小さくされるときには、プライマリプーリ６３の油圧室７４に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ６３のプライマリ可動シーブ７２がプライマリ固定シーブ７１側に移動し、プライマリ固定シーブ７１とプライマリ可動シーブ７２との間隔（溝幅）が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ６３に対するベルト６５の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ６４のセカンダリ固定シーブ７５とセカンダリ可動シーブ７６との間隔（溝幅）が大きくなる。その結果、ベルト変速比が小さくなる。

ベルト変速比が大きくされるときには、プライマリプーリ６３の油圧室７４に供給される油圧が下げられる。これにより、ベルト６５に対するセカンダリプーリ６４の推力がベルト６５に対するプライマリプーリ６３の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ６４のセカンダリ固定シーブ７５とセカンダリ可動シーブ７６との間隔が小さくなるとともに、プライマリ固定シーブ７１とプライマリ可動シーブ７２との間隔が大きくなる。その結果、ベルト変速比が大きくなる。

セカンダリプーリ６４の油圧室７８には、バイアススプリング７９が設けられている。バイアススプリング７９は、一端がセカンダリ可動シーブ７６に弾性的に当接し、他端がピストン７７に弾性的に当接している。バイアススプリング７９の弾性力により、セカンダリ可動シーブ７６およびピストン７７が互いに離間する方向に付勢されている。セカンダリ可動シーブ７６には、油圧室７８内の油圧およびバイアススプリング７９による付勢力が付与され、ベルト６５には、それに応じた挟圧が付与される。

また、プライマリ軸６１は、第１プライマリ軸８１と第２プライマリ軸８２とに分割して構成されている。第１プライマリ軸８１は、第２プライマリ軸８２の前側に配置されている。プライマリプーリ６３は、第２プライマリ軸８２に支持されている。第１プライマリ軸８１の後側の端部には、後端面から略円柱状に凹んだ空間を有する接続凹部８３が形成されている。第２プライマリ軸８２の前側の端部は、接続凹部８３内に挿入されて、接続凹部８３内において、第２プライマリ軸８２の外周面は、接続凹部８３の内周面とスプライン嵌合している。そして、第１プライマリ軸８１の前側の端部は、ベアリング８４を介して第１ケース１１に回転可能に支持されている。第２プライマリ軸８２の前側の端部は、ベアリング８５を介して第２ケース１２に回転可能に支持されている。プライマリプーリ６３の後側には、第２ケース１２に固定的に保持されるアダプタ８６が配置されており、第２プライマリ軸８２の後側の端部は、ベアリング８７を介してアダプタ８６に回転可能に支持されている。

入力軸４１には、図２に示されるように、ボールベアリング４５の内輪（インナレース）が外嵌される部分の後側に隣接する部分に、入力軸ギヤ９１が一体に形成されている。これに対応して、第１プライマリ軸８１には、プライマリ入力ギヤ９２がニードルベアリング９３を介して相対回転可能に支持されている。プライマリ入力ギヤ９２は、入力軸ギヤ９１と噛合しており、入力軸ギヤ９１よりもギヤ径が大きい。

互いに噛合する入力軸ギヤ９１およびプライマリ入力ギヤ９２とオイルポンプ４６のポンプケース４７との間のスペースを利用して、第１プライマリ軸８１に対するプライマリ入力ギヤ９２の回転を許容／禁止する前進クラッチ９４が設けられている。前進クラッチ９４の一部は、オイルポンプ４６と回転径方向に重なっている（回転軸線方向に見て重なっている）。前進クラッチ９４は、クラッチドラム９５、クラッチハブ９６、クラッチピストン９７およびキャンセラ９８を備えている。

クラッチドラム９５は、内周端が第１プライマリ軸８１に固定され、第１プライマリ軸８１から回転径方向に延び、外周端部がプライマリ入力ギヤ９２側、つまり前側に屈曲して延びている。クラッチドラム９５の外周端部には、複数のクラッチプレート１０１が前後方向に間隔を空けて並べて保持されている。

クラッチハブ９６は、プライマリ入力ギヤ９２と一体に形成されている。クラッチハブ９６は、プライマリ入力ギヤ９２から後側に延出する円筒状をなし、クラッチドラム９５の外周端部に対して回転径方向の内側から間隔を空けて対向している。クラッチハブ９６には、複数のクラッチディスク１０２が前後方向に間隔を空けて保持されている。クラッチプレート１０１とクラッチディスク１０２とは、中心軸線方向に交互に並ぶように配置されている。

クラッチピストン９７は、クラッチドラム９５とクラッチハブ９６との間に、第１プライマリ軸８１の軸線方向、つまり前後方向に移動可能に設けられている。クラッチピストン９７は、第１プライマリ軸８１から第１プライマリ軸８１の軸径方向外側に延び、外周端部が前側に屈曲して延びている。クラッチピストン９７の外周端部の先端は、クラッチプレート１０１に当接する。また、クラッチピストン９７は、クラッチドラム９５に液密的に当接しており、クラッチドラム９５とクラッチピストン９７との間には、クラッチピストン９７に作用する油圧が供給される油圧室１０３が形成されている。

キャンセラ９８は、クラッチハブ９６とクラッチピストン９７との間に設けられている。キャンセラ９８の内周端は、第１プライマリ軸８１に固定されている。キャンセラ９８の外周端は、クラッチピストン９７に液密的に当接している。これにより、クラッチピストン９７とキャンセラ９８との間に、キャンセラ室１０４が形成されている。キャンセラ室１０４には、リターンスプリング１０５が設けられており、クラッチピストン９７とキャンセラ９８とは、リターンスプリング１０５の付勢力により、互いに離間する方向に弾性的に付勢されている。

クラッチピストン９７は、油圧室１０３に供給される油圧により、クラッチプレート１０１側に移動し、クラッチプレート１０１を押圧する。この押圧により、クラッチプレート１０１とクラッチディスク１０２とが圧接し、前進クラッチ９４が係合する。前進クラッチ９４の係合により、第１プライマリ軸８１に対するプライマリ入力ギヤ９２の回転が禁止され、プライマリ入力ギヤ９２が回転すると、第１プライマリ軸８１がプライマリ入力ギヤ９２と一体に回転する。前進クラッチ９４の係合状態から油圧が開放されると、クラッチピストン９７とキャンセラ９８との間に介在されているリターンスプリング１０５の付勢力により、クラッチピストン９７がクラッチプレート１０１から離間する。その結果、クラッチディスク１０２とクラッチプレート１０１との圧接が解除され、前進クラッチ９４が解放される。前進クラッチ９４の解放により、第１プライマリ軸８１に対するプライマリ入力ギヤ９２の回転が許容され、プライマリ入力ギヤ９２が回転しても、その回転が第１プライマリ軸８１に伝達されない。

セカンダリ軸６２は、第１セカンダリ軸１１１と第２セカンダリ軸１１２とに分割して構成されている。第１セカンダリ軸１１１は、第２セカンダリ軸１１２の前側に配置されている。セカンダリプーリ６４は、第２セカンダリ軸１１２に支持されている。第１セカンダリ軸１１１の後側の端部には、円形の接続凹部１１３が形成されている。第２セカンダリ軸１１２の前側の端部は、接続凹部１１３に挿入され、接続凹部１１３内において、第２セカンダリ軸１１２の外周面は、接続凹部１１３の内周面とスプライン嵌合している。第１セカンダリ軸１１１は、第１プライマリ軸８１と見比べて理解されるように、第１プライマリ軸８１と同一の部品である。この第１プライマリ軸８１と第１セカンダリ軸１１１との共通化により、変速ユニット１（ＣＶＴ４）を構成する部品の種類の数を削減でき、変速ユニット１の製造コストを低減することができる。第１セカンダリ軸１１１の前側の端部は、ベアリング１１４を介して第１ケース１１に回転可能に支持されている。第２セカンダリ軸１１２の前側の端部は、ベアリング１１５を介して第２ケース１２に回転可能に支持されている。第２セカンダリ軸１１２の後側の端部は、ベアリング１１６を介して第３ケース１３に回転可能に支持されている。

第２セカンダリ軸１１２には、ベアリング１１４の後側において、セカンダリ入力ギヤ１２１がニードルベアリング１２２を介して相対回転可能に支持されている。

セカンダリ入力ギヤ１２１とオイルポンプ４６のポンプケース４７との間のスペースを利用して、第１セカンダリ軸１１１に対するセカンダリ入力ギヤ１２１の回転を許容／禁止する後進クラッチ１２３が設けられている。後進クラッチ１２３の一部は、オイルポンプ４６と回転径方向に重なっている（回転軸線方向に見て重なっている）。後進クラッチ１２３は、クラッチドラム１２４、クラッチハブ１２５、クラッチピストン１２６およびキャンセラ１２７を備えている。

クラッチドラム１２４は、内周端が第１セカンダリ軸１１１に固定され、第１セカンダリ軸１１１から軸径方向に延び、外周端部がセカンダリ入力ギヤ１２１側、つまり前側に屈曲して延びている。クラッチドラム１２４の外周端部には、複数のクラッチプレート１３１が前後方向に間隔を空けて並べて保持されている。

クラッチハブ１２５は、セカンダリ入力ギヤ１２１と一体に形成されている。クラッチハブ１２５は、セカンダリ入力ギヤ１２１から後側に延出する円筒状をなし、クラッチドラム１２４の外周端部に対して回転径方向内側から間隔を空けて対向している。クラッチハブ１２５には、複数のクラッチディスク１３２が前後方向に間隔を空けて保持されている。クラッチプレート１３１とクラッチディスク１３２とは、中心軸線方向に交互に並ぶように配置されている。クラッチプレート１３１およびクラッチディスク１３２の各枚数は、前進クラッチ９４のクラッチプレート１０１およびクラッチディスク１０２の各枚数よりも多い。

クラッチピストン１２６は、クラッチドラム１２４とクラッチハブ１２５との間に、第１セカンダリ軸１１１の軸線方向、つまり前後方向に移動可能に設けられている。クラッチピストン１２６は、第１セカンダリ軸１１１から第１セカンダリ軸１１１の軸径方向外側に延び、外周端部が前側に屈曲して延びている。クラッチピストン１２６の外周端部の先端は、クラッチプレート１３１に当接する。また、クラッチピストン１２６は、クラッチドラム１２４に液密的に当接しており、クラッチドラム１２４とクラッチピストン１２６との間には、クラッチピストン１２６に作用する油圧が供給される油圧室１３３が形成されている。

キャンセラ１２７は、クラッチハブ１２５とクラッチピストン１２６との間に設けられている。キャンセラ１２７の内周端は、第１セカンダリ軸１１１に固定されている。キャンセラ１２７の外周端は、クラッチピストン１２６に液密的に当接している。これにより、クラッチピストン１２６とキャンセラ１２７との間に、キャンセラ室１３４が形成されている。キャンセラ室１３４には、リターンスプリング１３５が設けられており、クラッチピストン１２６とキャンセラ１２７とは、リターンスプリング１３５の付勢力により、互いに離間する方向に弾性的に付勢されている。

クラッチピストン１２６は、油圧室１３３に供給される油圧により、クラッチプレート１３１側に移動し、クラッチプレート１３１を押圧する。この押圧により、クラッチプレート１３１とクラッチディスク１３２とが圧接し、後進クラッチ１２３が係合する。後進クラッチ１２３の係合により、第１セカンダリ軸１１１に対するセカンダリ入力ギヤ１２１の回転が禁止され、セカンダリ入力ギヤ１２１が回転すると、第１セカンダリ軸１１１がセカンダリ入力ギヤ１２１と一体に回転する。後進クラッチ１２３の係合状態から油圧が開放されると、クラッチピストン１２６とキャンセラ１２７との間に介在されているリターンスプリング１３５の付勢力により、クラッチピストン１２６がクラッチプレート１３１から離間する。その結果、クラッチディスク１３２とクラッチプレート１３１との圧接が解除され、後進クラッチ１２３が解放される。後進クラッチ１２３の解放により、第１セカンダリ軸１１１に対するセカンダリ入力ギヤ１２１の回転が許容され、セカンダリ入力ギヤ１２１が回転しても、その回転が第１セカンダリ軸１１１に伝達されない。

リバース伝達機構４３は、入力軸４１の動力（回転）を無段変速機構４２を経由せずにセカンダリ軸６２（第１セカンダリ軸１１１）に伝達する機構である。リバース伝達機構４３は、リバースアイドラ軸１４１、第１リバースギヤ１４２および第２リバースギヤ１４３を含む。

リバースアイドラ軸１４１は、入力軸４１と平行をなす前後方向に延びている。リバースアイドラ軸１４１の前側の端部は、ベアリング１４４を介して第１ケース１１に回転可能に支持されている。リバースアイドラ軸１４１の後側の端部は、ベアリング１４５を介して第２ケース１２に回転可能に支持されている。

第１リバースギヤ１４２は、リバースアイドラ軸１４１と一体に形成されている。第１リバースギヤ１４２は、入力軸ギヤ９１と噛合しており、入力軸ギヤ９１よりもギヤ径が大きい。第２リバースギヤ１４３は、第１リバースギヤ１４２の後側において、リバースアイドラ軸１４１と一体に形成されている。第２リバースギヤ１４３は、セカンダリ入力ギヤ１２１と噛合しており、セカンダリ入力ギヤ１２１よりもギヤ径が小さい。

出力軸４４は、入力軸４１に対して後側に間隔を空けて、入力軸４１と同一軸線上に配置されている。言い換えれば、入力軸４１と出力軸４４とは、前後方向に間隔を空けてそれぞれ前後に、車両の前後方向に沿った縦向きに延びる共通の軸線を有するように配置されている。

出力軸４４の前側の端部は、ニードルベアリング１４６を介してアダプタ８６に回転可能に支持されている。また、出力軸４４は、ニードルベアリング１４６による支持部分に対して後側に間隔を空けた部分にベアリング１４７の内輪が外嵌されて、そのベアリング１４７を介して第３ケース１３に回転可能に支持されている。

出力軸４４には、ニードルベアリング１４６による支持部分とベアリング１４７による支持部分との間において、出力軸ギヤ１４８が一体に形成されている。これに対応して、セカンダリ軸６２（第２セカンダリ軸１１２）には、セカンダリプーリ６４のピストン７７の後側に隣接して、セカンダリ出力ギヤ１４９がスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。セカンダリ出力ギヤ１４９は、出力軸ギヤ１４８と噛合している。

＜動力伝達経路＞
図３は、ＣＶＴ４における動力伝達経路をＣＶＴ４の構成とともに示すスケルトン図である。

車両の前進時には、前進クラッチ９４が係合されて、後進クラッチ１２３が解放される。エンジンからトルクコンバータ３を介して入力軸４１に入力される動力は、前進クラッチ９４の係合により、入力軸ギヤ９１からプライマリ入力ギヤ９２を介してプライマリ軸６１に伝達される。一方、入力軸４１に入力される動力が入力軸ギヤ９１からセカンダリ入力ギヤ１２１に伝達されて、セカンダリ入力ギヤ１２１が回転しても、後進クラッチ１２３の解放により、セカンダリ入力ギヤ１２１がセカンダリ軸６２（第１セカンダリ軸１１１）に対して空転し、セカンダリ軸６２に動力が伝達されない。

プライマリ軸６１に伝達される動力は、プライマリプーリ６３とセカンダリプーリ６４とのプーリ比に応じたベルト変速比で変速されて、セカンダリ軸６２に伝達される。そして、セカンダリ軸６２に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ１４９から出力軸ギヤ１４８を介して出力軸４４に伝達され、出力軸４４からプロペラシャフト（図示せず）に出力されて、プロペラシャフトからリヤデファレンシャルギヤ（リヤデフ）およびドライブシャフトを介して左右の後輪に伝達される。

プライマリ入力ギヤ９２のギヤ径が入力軸ギヤ９１のギヤ径よりも大きいので、入力軸４１の動力は、入力軸ギヤ９１およびプライマリ入力ギヤ９２により減速されて、プライマリ軸６１に伝達される。また、出力軸ギヤ１４８のギヤ径がセカンダリ出力ギヤ１４９のギヤ径よりも大きいので、セカンダリ軸６２の動力は、セカンダリ出力ギヤ１４９および出力軸ギヤ１４８により減速されて、出力軸４４に伝達される。

車両の後進時には、前進クラッチ９４が解放されて、後進クラッチ１２３が係合される。エンジンからトルクコンバータ３を介して入力軸４１に入力される動力は、後進クラッチ１２３の係合により、入力軸ギヤ９１からリバース伝達機構４３およびセカンダリ入力ギヤ１２１を介してセカンダリ軸６２に伝達される。このとき、セカンダリ軸６２は、車両の前進時と逆方向に回転する。一方、入力軸４１に入力される動力が入力軸ギヤ９１からプライマリ入力ギヤ９２に伝達されて、プライマリ入力ギヤ９２が回転しても、前進クラッチ９４の解放により、プライマリ入力ギヤ９２がプライマリ軸６１（第１プライマリ軸８１）に対して空転し、プライマリ軸６１に動力が伝達されない。

セカンダリ軸６２に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ１４９から出力軸ギヤ１４８を介して出力軸４４に伝達され、出力軸４４からプロペラシャフトに出力されて、プロペラシャフトからリヤデファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して左右の後輪に伝達される。

リバース伝達機構４３の第１リバースギヤ１４２のギヤ径が入力軸ギヤ９１のギヤ径よりも大きく、セカンダリ入力ギヤ１２１のギヤ径がリバース伝達機構４３の第２リバースギヤ１４３のギヤ径よりも大きいので、入力軸４１の動力は、入力軸ギヤ９１、リバース伝達機構４３およびセカンダリ入力ギヤ１２１により減速されて、セカンダリ軸６２に伝達される。また、出力軸ギヤ１４８のギヤ径がセカンダリ出力ギヤ１４９のギヤ径よりも大きいので、セカンダリ軸６２の動力は、セカンダリ出力ギヤ１４９および出力軸ギヤ１４８により減速されて、出力軸４４に伝達される。

＜要部構成＞
図４は、入力軸４１の後側の端部付近の構成を拡大して示す断面図である。

ラジアルベアリング５２は、たとえば、ラジアルニードルベアリング（ラジアルローラベアリング）であり、複数の針状ころ２０１が軸周方向（回転周方向）に並べてそれぞれ軸長方向に延びるように配置された構成を有している。各針状ころ２０１は、保持器２０２に回転自在に保持されて、その周面は、入力軸４１の外周面に当接している。入力軸４１における針状ころ２０１が当接する端部２０３は、その前側の部分に対して軸径方向に膨出して大径に形成されている。

ラジアルベアリング５２の一部は、前進クラッチ９４のクラッチドラム９５と軸長方向（回転軸線方向）に重なっている（オーバラップしている）。また、ラジアルベアリング５２は、後進クラッチ１２３のクラッチドラム１２４に対しては、その全体が軸長方向に重なっている（オーバラップしている）。

ラジアルベアリング５２の前側において、入力軸４１の周囲には、スペース２０４が生じている。ポンプケース４７の凹部５１は、そのスペース２０４に向けて開放されている。

そして、前進クラッチ９４のクラッチドラム９５には、クラッチドラム９５の内側から外側にオイルを排出するための複数のオイル排出孔２０５が周方向に間隔を空けて形成されており、各オイル排出孔２０５の後側の一部を除く部分がスペース２０４と軸径方向に対向している。また、後進クラッチ１２３のクラッチドラム１２４には、クラッチドラム１２４の内側から外側にオイルを排出するための複数のオイル排出孔２０６が周方向に間隔を空けて形成されており、各オイル排出孔２０６は、その全体がスペース２０４と軸径方向に対向している。

スラストベアリング５３は、第１軌道輪２１１と第２軌道輪２１２との間に、複数の針状ころ２１３が軸周方向に並べてそれぞれ軸径方向に延びるように配置された構成を有している。各針状ころ２１３は、保持器２１４により回転自在に保持されている。第１軌道輪２１１は、入力軸４１の後側の端面に当接し、第２軌道輪２１２は、ポンプケース４７の凹部５１の底面に当接している。

スラストベアリング５３の外径は、ラジアルベアリング５２の内径よりも大きい。また、スラストベアリング５３の針状ころ２１３の外周側の端は、ラジアルベアリング５２の内周よりも軸中心側に位置している。

＜作用効果＞
以上のように、入力軸４１の前側（エンジン側）の支持にボールベアリング４５が採用され、入力軸４１の後側（エンジン側と反対側）の支持にラジアルベアリング５２が採用されている。ボールベアリング４５の採用により、入力軸４１を軸長方向に位置決めが容易である。

一方、ラジアルベアリング５２の採用により、入力軸４１の後側の軸受部分、つまりラジアルベアリング５２を含む部分を軸径方向に小型化することができ、その後側の軸受部を省スペースで配置することができる。

また、スラストベアリング５３が入力軸４１の後側の端面に接触して配置されるので、入力軸４１の回転によるメカニカルロスの低減を図ることができる。

しかも、スラストベアリング５３の外径がラジアルベアリング５２の内径よりも大きいことにより、スラストベアリング５３に備えられる針状ころ２１３の長さを長く確保でき、その長さの確保により、針状ころ２１３の径を小さく抑えることができる。その結果、スラストベアリング５３の厚さ（軸長方向の寸法）を小さく抑えることができ、入力軸４１の後側の軸受部の軸長方向の小型化も図ることができる。

さらには、スラストベアリング５３の針状ころ２１３の外周側の端がラジアルベアリング５２の内周よりも中心側に位置するので、針状ころ２１３の全長にわたって、入力軸４１から入力される力を受けることができる。そのため、スラストベアリング５３が軸長方向および軸径方向に対して傾いて入力軸４１の端面に接触することを抑制でき、スラストベアリング５３の耐久性（寿命）を向上することができ、また、入力軸４１の回転によるメカニカルロスを良好に低減することができる。

また、前進クラッチ９４および後進クラッチ１２３とラジアルベアリング５２とは、軸長方向にオーバラップして配置されている。これにより、ラジアルベアリング５２と前進クラッチ９４および後進クラッチ１２３とが軸長方向に離れて配置される構成と比較して、変速ユニット１（ＣＶＴ４）を軸長方向に小型化することができる。

さらに、ラジアルベアリング５２の前側において、入力軸４１の周囲には、スペース２０４が生じており、前進クラッチ９４および後進クラッチ１２３は、そのスペース２０４と軸径方向に対向する位置に、それぞれオイル排出孔２０５，２０６を有している。そのため、それらのオイル排出孔２０５，２０６から排出されるオイルによりラジアルベアリング５２を潤滑することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、変速機の一例として、縦置き用のＣＶＴ４を取り上げたが、本発明は、入力軸が車両の左右方向に延びるように横置きされる変速機に適用することもできる。

無段変速機構４２の動力伝達方式は、ベルト式に限らず、チェーン式またはトロイダル式であってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：変速ユニット（変速機）
４：ＣＶＴ（変速機）
４１：入力軸
４５：ボールベアリング
５２：ラジアルベアリング
５３：スラストベアリング

Claims (1)

1. 車両に搭載される変速機であって、
   駆動源側となる第１側およびその反対側の第２側に延び、前記駆動源からの動力が入力される入力軸と、
   前記入力軸に外嵌されるボールベアリングと、
   前記ボールベアリングに対して前記第２側の位置において、前記入力軸の周面に接触して配置されるラジアルベアリングと、
   前記入力軸の前記第２側の端面に接触して配置されるスラストベアリングと、を含み、
   前記ラジアルベアリングおよび前記スラストベアリングは、前記スラストベアリングの外径が前記ラジアルベアリングの内径よりも大きく、かつ、前記スラストベアリングに備えられるころの外周側の端が前記ラジアルベアリングの内周よりも軸中心側に位置するように設計されている、変速機。

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