JP3982119B2 - 変速機のフリクションギヤ構造 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変速機のフリクションギヤ構造に係り、特に変速機の副変速部でギヤ歯打音が発生するのを防止し得る変速機のフリクションギヤ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両においては、エンジンの発生する駆動力を運転状態に応じて所要に取出すために、変速機や駆動力を分配するための副変速部としてのトランスファ等からなる動力伝達装置を設けている。
【0003】
この変速機には、ギヤ式の変速機やベルト式の変速機等があり、駆動力の伝達損失の少ないギヤ式の変速機が多用されている。このギヤ式の変速機は、複数段の変速ギヤ列を有しており、ギヤ列を切換えて各段のギヤを噛合させることにより、エンジンの駆動力を走行条件に応じて所望に変換して取出している。
【0004】
ギヤ式の変速機にあっては、駆動力が伝達されずに遊転しているギヤ対でギヤ間にバックラッシが存在し、このため、燃焼によるエンジントルクの変動が回転変動として伝達し、遊転しているギヤ対がこの回転変動によってバックラッシ分の歯打ち現象が惹起してギヤ歯打音が発生する不具合があった。
【0005】
即ち、図11に示す如く、ギヤ式の変速機の副変速部(以下「トランスファ」という)102においては、エンジン(図示せず)側のメイン軸104と同一軸心上でこのメイン軸104の端部位を軸挿入部106内に軸側ニードル軸受108で相対回転可能に保持する推進軸(図示せず)側の出力軸110を、トランスファケース112に保持させた出力軸受114で支持して設け、メイン軸104及び出力軸110と平行にカウンタ軸116をトランスファケース112に保持させたカウンタ軸受118で支持して設け、メイン軸104にトランスファローギヤ120をギヤ側ニードル軸受122で支持して設け、カウンタ軸116にはトランスファカウンタギヤ125をニードル軸受123−1、123−2で支持して設け、このトランスファカウンタギヤ125上にはトランスファローギヤ120に噛合するトランスファカウンタローギヤ124と出力軸108側にリダクションドライブギヤ126とを設け、出力軸108にはリダクションドライブギヤ126に噛合するリダクションドリブンギヤ128を固定して設け、高速走行(ハイレシオ)の場合にはメイン軸104と出力軸110とを直結するとともに低速走行(ローレシオ)の場合にはメイン軸104と出力軸110とをカウンタ軸116のトランスファカウンタギヤ124及びリダクションドライブギヤ126を介して接続する高低速切換機構130を設けている。この高低速切換機構130は、メイン軸104にスプライン嵌合して外周面にスリーブ用スプライン132が形成されたリダクションハブ134と、トランスファローギヤ120に固定したメイン側ドック136と、リダクションドリブンギヤ128に固定されてメイン側ドック136に対応した出力側ドック138と、スリーブ用スプライン132上で軸方向移動してメイン側ドック136と出力側ドック138とに選択的に嵌合するリダクションスリーブ140と、このリダクションスリーブ140を軸方向移動させるリダクションフォーク142とを有している。
【0006】
このトランスファ102においては、高速走行の場合で、メイン軸104と出力軸110とを直結して走行している時に、エンジンからのエンジントルクの変動が回転変動として伝達し、遊転しているギヤ対であるトランスファローギヤ120とトランスファカウンタギヤ124との間、及び、リダクションドライブギヤ126とリダクションドリブンギヤ128との間で、バックラッシ分のギヤ歯打音が発生してしまう不具合があった。
【0007】
この不具合を解消するために、トランスファローギヤ120とトランスファカウンタギヤ124との間には、フリクションギヤ144を設けている。このフリクションギヤ144は、歯数がトランスファカウンタギヤ124の歯数よりも一歯多く又は一歯少なく形成され、スプリングである皿バネ146によってトランスファカウンタギヤ124の側面に押し付けられて摩擦力を生じさせ、回転方向の各ギヤ間のバックラッシを低減し、ギヤ歯打音の発生を防止している。
【0008】
また、図12に示す如く、リダクションドリブンギヤ128の高低速切換機構130側(車両の前方側)には、他のフリクションギヤ148を他の皿バネ150で取り付けている構造のものがある。
【0009】
このようなギヤ歯打音の発生を防止するトランスファの構造としては、例えば、特開平9−93645号公報、実開平5−50225号公報に開示されている。特開平9−93645号公報に記載のものは、出力軸を分割することなく低速ギヤ又は高速ギヤを選択的に出力軸に結合させたものである。実開平5−50225号公報に記載のものは、駆動側の主ギヤと被駆動側の主ギヤとのバックラッシをなくすために、被駆動側の主ギヤの側面にフリクションギヤを押圧接触させたものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、ギヤ歯打音の発生を防止するトランスファの構造において、図12に示す如く、リダクションドリブンギヤ128の高低速切換機構130側にフリクションギヤ148をスプリング150で取り付ける場合には、フリクションギヤ148とリダクションドライブギヤ126との噛み合い位置が、図13に示す如く、リダクションドライブギヤ126にはフリクションギヤ148を先にしてリダクションドリブンギヤ128を噛み合わせることになり、図14に示す如く、リダクションドリブンギヤ128とフリクションギヤ148との噛み合い可能位置Bがリダクションドライブギヤ126の噛み合い位置からずれており、つまり、フリクションギヤ148の噛み合いがリダクションドライブギヤ126に合わなくなり、このため、フリクションギヤ146をリダクションドライブギヤ126に合わせようとすると、リダクションドライブギヤ126とリダクションドリブンギヤ128とが干渉してしまい、その組付けが不可能となり、よって、出力軸110(及びリダクションドリブンギヤ128)を回転させなければ、その組付けができないという不具合があった。しかし、出力軸110がトランスファケース112に部組みされているので、図13の位置に出力軸110とトランスファケース112とを保持したまま、リダクションドライブギヤ126にリダクションドリブンギヤ128が噛み合うように、出力軸110を回転することが困難であり、その組付性が低下するという不都合があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、変速機のミッションケースにトランスファケースを連結し、エンジン側のメイン軸を前記ミッションケースに軸支し、前記メイン軸と同一軸心上の推進軸側に配設される出力軸を前記トランスファケースに軸支し、前記メイン軸の後端部を軸側ニードル軸受を介して前記出力軸の前端部に形成した挿入部に軸支し、前記メイン軸及び前記出力軸と平行カウンタ軸を前記ミッションケースに軸支し、前記メイン軸にトランスファローギヤを設け、前記カウンタ軸には前記トランスファローギヤに噛合するトランスファカウンタギヤを設け、前記カウンタ軸の前記出力軸側にリダクションドライブギヤを設け、前記出力軸には前記リダクションドライブギヤに噛合するリダクションドリブンギヤを設け、高速走行の場合には前記メイン軸と前記出力軸とを直結するとともに低速走行の場合には前記メイン軸と前記出力軸とを前記カウンタ軸の前記トランスファカウンタギヤ及び前記リダクションドライブギヤを介して接続する高低速切換機構を設けた変速機のフリクションギヤ構造において、前記リダクションドリブンギヤを前記出力軸に一体に固定する一方、ギヤ歯打音を防止するように摩擦力を生じさせるフリクションギヤ前記リダクションドリブンギヤの前記推進軸側の側面部位に設け、前記トランスファケースを前記ミッションケースに組み付ける際に前記リダクションドリブンギヤを前記フリクションギヤよりも先に前記リダクションドライブギヤと噛み合わせることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
この発明はメイン軸と出力軸とが直結した高速走行の場合に、エンジントルクが作用しない出力軸側のリダクションドライブギヤとカウンタ軸側のリダクションドリブンギヤとの間で発生しようとするギヤ歯打音を低減することができるとともに、出力軸の組立時には、フリクションギヤの噛み合いがリダクションドライブギヤに合わなくても、先に、リダクションドリブンギヤがリダクションドライブギヤに幅広く噛み合っているので、出力軸を安定して回転させることができ、組付性を向上することができる。
【0013】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図1〜9は、この発明の第1実施例を示すものである。図9において、2は車両としてのフロントエンジンリアドライブ(FR)ベースの四輪駆動車(図示せず)のエンジン、4は副変速部であるトランスファ6を備えた手動の変速機である。
【0014】
エンジン2には、変速機4のミッションケース8が連結して設けられている。このミッションケース8は、上側ミッションケース8−1と下側ミッションケース8−2とからなる。このミッションケース8には、トランスファケース10が連結して設けられている。このトランスファケース10は、前側トランスファケース10−1と後側トランスファケース10−2とからなり、トランスファケース取付ボルト12で結合されている。前側トランスファケース10−1は、図7、8に示す如く、本体部10Aとケース壁部10Bとを有し、ケース壁部10Bにメイン軸挿通孔10Cとカウンタ軸挿通孔10Dとフロント出力軸挿通孔10Eとを形成している。
【0015】
変速機4においては、エンジン2側の入力軸14がミッションケース8に軸支して設けられ、また、この入力軸14の同軸上において、該入力軸14を軸受支持するメイン軸16とこのメイン軸16を軸受支持する出力軸であるリア出力軸18とがミッションケース8及びトランスファケース10に軸支して設けられ、更に、入力軸14、メイン軸16及びリア出力軸18と平行にカウンタ軸20がミッションケース8に軸支して設けられ、また、メイン軸16及びカウンタ軸20と平行にリバースアイドラ軸22がミッションケース8に支持して設けられている。
【0016】
また、変速機4においては、入力軸14とメイン軸16とリバースアイドラ軸22との各軸間に前進段及び後進段の各速変速ギヤ列24が設けられ、また、これら各速変速ギヤ列24を切換える変速機構26が設けられている。リア出力軸18のトランスファケース10に軸支される出力側端には、後側推進軸(図示せず)が連結される。また、このリア出力軸18には、ドライブスプロケット28が軸支されている。
【0017】
また、トランスファ6にあっては、メイン軸16、リア出力軸18及びカウンタ軸20と平行にフロント出力軸30が前側トランスファケース10−1と後側トランスファケース10−2とに軸支されている。このフロント出力軸30の出力側端には、前側推進軸(図示せず)が連結される。また、フロント出力軸30には、ドライブスプロケット28に対応した位置でドリブンスプロケット32がスプライン嵌合して設けられる。リア出力軸18のドライブスプロケット28とフロント出力軸30のドリブンスプロケット32とには、トランスファチェーン34が巻掛けられている。
【0018】
また、トランスファ6にあっては、図2に示す如く、エンジン2側のメイン軸16と同一軸心上でこのメイン軸16の端部位を挿入部36内に軸側ニードル軸受38で相対回転可能に保持する後側推進軸側のリア出力軸18を、トランスファケース10に保持させた出力軸受40で支持して設け、メイン軸16及びリア出力軸18と平行にカウンタ軸20をトランスファケース10に保持させたカウンタ軸受42で支持して設け、メイン軸16にトランスファローギヤ44をギヤ側ニードル軸受46で支持して設け、カウンタ軸20にはトランスファカウンタギヤ47をニードル軸受49−1、49−2で支持して設け、このトランスファカウンタギヤ47上にはトランスファローギヤ46に噛合するトランスファカウンタローギヤ48とリア出力軸18側にリダクションドライブギヤ50とを設け、リア出力軸18にはリダクションドライブギヤ50に噛合するリダクションドリブンギヤ52を固定して設け、高速走行(ハイレシオ)の場合にはメイン軸16とリア出力軸18とを直結するとともに、低速走行(ローレシオ)の場合にはメイン軸16とリア出力軸18とをカウンタ軸20のトランスファカウンタローギヤ48及びリダクションドライブギヤ50を介して接続する高低速切換機構54を設けている。この高低速切換機構54は、メイン軸16にスプライン嵌合して外周面にスリーブ用スプライン56が形成されたリダクションハブ58と、トランスファローギヤ44に固定したメイン側ドック60と、リダクションドリブンギヤ52に固定されてメイン側ドック60に対応した出力側ドック62と、スリーブ用スプライン56上で軸方向移動してメイン側ドック60と出力側ドック62とに選択的に嵌合するリダクションスリーブ64と、このリダクションスリーブ64を軸方向移動させるリダクションフォーク66とからなる。このリダクションフォーク66は、高低速切換軸68の軸方向移動によって軸方向移動される。
【0019】
また、リア出力軸18には、ドライブスプロケット28の近くで、二輪四輪同期機構70が設けられる。この二輪四輪同期機構70は、二輪四輪切換スリーブ72と二輪四輪フォーク74と二輪四輪切換軸76とを備えている。
【0020】
このトランスファ6においては、高速走行の場合で、メイン軸16とリア出力軸18とを直結して走行する時に、エンジン2からの回転変動により、トランスファローギヤ44とトランスファカウンタローギヤ48との間、及び、リダクションドライブギヤ50とリダクションドリブンギヤ52との間で、歯打音が発生してしまう。
【0021】
このため、トランスファローギヤ44とトランスファカウンタローギヤ48との間には、従来と同じように、トランスファカウンタローギヤ48側のカウンタ軸20に取り付けられた前側フリクションギヤ74が設けられている。この前側フリクションギヤ74は、歯数がトランスファカウンタローギヤ48の歯数よりも一歯多く又は少なく形成され、スプリングである前側皿バネ76によってトランスファカウンタローギヤ48の側面に押し付けられて摩擦力を生じさせ、回転方向の各ギヤ間のバックラッシを低減し、ギヤ歯打音の発生を防止している。前側フリクションギヤ74及び前側皿バネ76は、前側リテーナ78によってカウンタ軸20に支持されている。この前側リテーナ78は、カウンタ軸20に固定した前側サークリップ80によって軸方向移動が阻止されている。
【0022】
また、この第1実施例においては、図1に示す如く、リダクションドリブンギヤ52のリア推進軸側(車両の後側)の側面52A部位には、ギヤ歯打音防止機構82が設けられる。このギヤ歯打音防止機構82は、リダクションドリブンギヤ52のリア推進軸側の側面52Aに接するフリクションギヤ84と、このフリクションギヤ84を側面からリダクションドリブンギヤ52側に押さえ付けてギヤ歯打音を防止するように摩擦力を生じさせるスプリングである皿バネ86と、フリクションギヤ84及び皿バネ86をリア出力軸18に保持するリテーナ88と、このリテーナ88の軸方向移動を阻止するようにリア出力軸18の外周面に形成したクリップ溝90に固定されたサークリップ92とからなる。フリクションギヤ84は、図4に示す如く、歯84Aの数がリダクションドリブンギヤ52の歯52Aの数よりも一歯だけ多く形成され、リダクションドライブギヤ50に噛合するものである。また、フリクションギヤ84は、リダクションドリブンギヤ52のリア推進軸側の側面部位で且つ前側トランスファケース10−1のケース壁部10Bのメイン軸挿通孔10C側で皿バネ86によって取り付けられる。リテーナ88は、断面L字形状に形成され、フリクションギヤ84及び皿バネ86を出力軸18上に支持するように軸方向に指向する軸側支持部88Aと、フリクションギヤ84及び皿バネ86を側面から支持するように径方向に指向するバネ側支持部88Bとからなる。また、リダクションドリブンギヤ52の側面52Aには、リテーナ88の軸側支持部88Aの先端側を挿入させる取付凹所94が形成されている。
【0023】
次に、この第1実施例の作用を説明する。
【0024】
高速走行の場合には、高低速切換機構54においてメイン軸16と出力軸18とを直結しており、よって、エンジン2からの駆動力が、入力軸14、メイン軸16、リダクションハブ58、リダクションスリーブ64、リダクションドリブンギヤ52、そして、リア出力軸18に伝達する。このとき、トランスファカウンタギヤ47側には駆動力の伝達がなく、トランスファカウンタギヤ47側のトランスファカウンタギヤロー48やリダクションドライブギヤ50が遊転しており、各ギヤ間のバックラッシによって歯打音が生じようとする。
【0025】
しかし、この第1実施例にあっては、フリクションギヤ84がリダクションドリブンギヤ52のリア推進軸側の側面52Aに設けられているので、メイン軸16とリア出力軸18とが直結した高速走行時に、リア出力軸18とリダクションドライブギヤ50との間で発生しようとするギヤ歯打音を低減することができる。また、トランスフアカウンタローギヤ48側においては、従来と同じように、前側フリクション74及び前側皿バネ76によってギヤ歯打音が低減される。
【0026】
また、リア出力軸18の組立時には、図3、4に示す如く、フリクションギヤ80の噛み合い位置(図4のAで示す)がリダクションドライブギヤ50に合わなくても、先に、リダクションドリブンギヤ52をリダクションドライブギヤ50に幅広く噛み合わせることができるので、リア出力軸18を安定して容易に回転させることができ、そして、終には、図5、6に示す如く、フリクションギヤ80をリダクションドライブギヤ50に噛み合わせることができるので、その組付性を向上することができる。
【0027】
図10は、この発明の特別構成であり、第2実施例を示すものである。
【0028】
以下の実施例においては、上述の第1実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。
【0029】
この第2実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、フリクションギヤ84の各歯84Aには、リダクションドライブギヤ50の歯50Aが挿入し易いように、一側面に一側湾曲ガイド面96Aを形成するとともに、他側面に他側湾曲ガイド面96Bを形成した。これにより、フリクションギヤ84の各歯84A、84A間には、リダクションドライブギヤ50側に広がるように、幅広溝98が形成される。
【0030】
この第2実施例の構成によれば、リダクションドライブギヤ50の歯50Aがフリクションギヤ84の隣接する歯84A、歯84A間の幅広溝98から挿入し易くなり、その組付性を向上することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によればメイン軸と出力軸とが直結した高速走行の場合に、出力軸側のリダクションドライブギヤとカウンタ軸側のリダクションドリブンギヤとの間で発生しようとするギヤ歯打音を低減することができるとともに、出力軸の組立時には、フリクションギヤの噛み合いがリダクションドライブギヤに合わなくても、先に、リダクションドリブンギヤがリダクションドライブギヤに幅広く噛み合っているので、出力軸を安定して回転させることができ、組付性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ギヤ歯打音防止機構の断面図である。
【図2】出力軸の組付け前のトランスファの断面図である。
【図3】出力軸の組付け途中のトランスファの断面図である。
【図4】図3においてギヤの噛み合い可能位置を説明する図である。
【図5】出力軸の組付け後のトランスファの断面図である。
【図6】組付け後のギヤの噛み合い状態を説明する図である。
【図7】前側トランスファケースの側面図である。
【図8】図7の矢印8による前側トランスファケースの正面図である。
【図9】トランスファを備えた変速機の断面図である。
【図10】第2実施例におけるフリクションギヤの歯の形状を示す図である。
【図11】従来におけるトランスファの断面図である。
【図12】従来においてリダクションドリブンギヤの高低速切換機構側にフリクションギヤを設けた断面図である。
【図13】従来においての出力軸の組付け途中のトランスファの断面図である。
【図14】従来においてギヤの噛み合い可能位置を説明する図である。
【符号の説明】
2 エンジン
4 変速機
6 トランスファ
10 トランスフアケース
14 入力軸
16 メイン軸
18 リア出力軸
20 カウンタ軸
44 トランスファローギヤ
48 トランスファカウンタローギヤ
50 リダクションドライブギヤ
52 リダクションドリブンギヤ
54 高低速切換機構
82 ギヤ歯打音防止機構
84 フリクションギヤ

Claims (1)

  1. 変速機のミッションケースにトランスファケースを連結し、エンジン側のメイン軸を前記ミッションケースに軸支し、前記メイン軸と同一軸心上の推進軸側に配設される出力軸を前記トランスファケースに軸支し、前記メイン軸の後端部を軸側ニードル軸受を介して前記出力軸の前端部に形成した挿入部に軸支し、前記メイン軸及び前記出力軸と平行カウンタ軸を前記ミッションケースに軸支し、前記メイン軸にトランスファローギヤを設け、前記カウンタ軸には前記トランスファローギヤに噛合するトランスファカウンタギヤを設け、前記カウンタ軸の前記出力軸側にリダクションドライブギヤを設け、前記出力軸には前記リダクションドライブギヤに噛合するリダクションドリブンギヤを設け、高速走行の場合には前記メイン軸と前記出力軸とを直結するとともに低速走行の場合には前記メイン軸と前記出力軸とを前記カウンタ軸の前記トランスファカウンタギヤ及び前記リダクションドライブギヤを介して接続する高低速切換機構を設けた変速機のフリクションギヤ構造において、前記リダクションドリブンギヤを前記出力軸に一体に固定する一方、ギヤ歯打音を防止するように摩擦力を生じさせるフリクションギヤ前記リダクションドリブンギヤの前記推進軸側の側面部位に設け、前記トランスファケースを前記ミッションケースに組み付ける際に前記リダクションドリブンギヤを前記フリクションギヤよりも先に前記リダクションドライブギヤと噛み合わせることを特徴とする変速機のフリクションギヤ構造。
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