JP4425665B2 - 変速機の軸受け構造 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に変速機の軸受け構造に関し、特に、カウンタシャフトを３点で支持する変速機の軸受け構造に関する。

従来から、ピニオンギヤの回転により発生するスラスト荷重を変速ギヤの回転により発生するスラスト荷重でキャンセルする変速機の軸受け構造が知られている。

特開２００１−２８０４５０号公報には、複列テーパーローラーベアリングが、リバースドリブンギヤとピニオンギヤとの間に設けられていると共に、複列テーパーローラーベアリングのインナーレースの端面とリバースドリブンギヤの端面との間にスラストニードルベアリングを配置した変速機の軸受け構造が開示されている。

この公開公報に開示された変速機の軸受け構造によれば、軸方向において、複列テーパーローラーベアリングを固定するロックナットとオーバーラップするようにスラストニードルベアリングが介装されているため、変速機の軸方向寸法を短縮化することができる。
特開２００１−２８０４５０号公報

上記公開公報に開示された変速機の軸受け構造は、ピニオンギヤと変速ギヤとの間に、複列のテーパーローラーベアリングを配置し、変速ギヤの回転により発生するスラスト荷重である程度キャンセルされたピニオンギヤのスラスト荷重と、ラジアル荷重の大部分をこの複列のテーパーローラーベアリングで負担するため、複列テーパーローラーベアリングを支持しているクラッチケース（トランスミッションケース）の変形量が大きくなるという問題がある。その対策として、クラッチケースの剛性を上げる必要があり、変速機の重量が増加するという問題がある。

また、変速機の許容トルクが大きくなると、ピニオンギヤが端部に一体的に形成されたカウンタシャフトの撓みが大きくなるため、その対策として、一般的に軸受けが２点支持から３点支持に変更される。このカウンタシャフトを３点支持する変速機においては、軸受けの個数が増加し、変速機の軸方向寸法が増加するという課題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変速機の軸方向寸法の短縮化及び軽量化が可能な変速機の軸受け構造を提供することである。

本発明によると、カウンタシャフトの端部に固定されたピニオンギヤと、該カウンタシャフトに取り付けられた複数の変速ギヤとを有する変速機の軸受け構造であって、前記ピニオンギヤと変速ギヤであるリバースドリブンギヤとの間に設けられた第１の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングと、前記リバースドリブンギヤと少なくとも変速ギヤである１速ドリブンギヤとを、前記第１の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングとで挟み込むように設けられた第２の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングと、前記カウンタシャフトの他端部を支持するローラーベアリングを有し、前記第２の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングと前記ローラーベアリングと間に少なくとも前記リバースドリブンギヤと前記１速ドリブンギヤ以外の少なくとも１つの変速ギヤを具備したことを特徴とする変速機の軸受け構造が提供される。

本発明の軸受け構造によると、第１の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングにより、ピニオンギヤ及び各変速ギヤのラジアル荷重を主に負担する。そして、第２の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングにより、変速ギヤの回転反力によりその一部が相殺されたピニオンギヤのスラスト荷重及び変速ギヤのラジアル荷重の一部を負担する。

従来の軸受け構造では、複列のテーパーローラーベアリングをベアリング２個と数えると、計４個のベアリングを必要とするが、本発明によれば互いに離間して配置された２個の単列テーパーローラーベアリングと変速機の端部に配置されたベアリングの計３個にすることが可能であり、変速機の軸方向寸法を有効に短縮化可能である。

また、互いに離間して配置された一対の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングを使用するため、ケースが負担する荷重が分散され、同一のケース剛性であれば変速機の軽量化が可能である。

図１を参照すると、本発明の軸受け構造を採用した６速マニュアルトランスミッションの縦断面図が示されている。トランスミッションケース（クラッチケース）２内にはメインシャフト４、カウンタシャフト１２及びリバースシャフト５４が互いに平行に配置されている。

メインシャフト４は二つのアンギュラーベアリング６，８と一つのローラーベアリング２８により回転可能に支持されている。一方、カウンタシャフト１２は互いに離間して配置された一対の単列テーパーローラーベアリング１６，１８とカウンタシャフト１２の端部を支持するローラーベアリング２０により回転可能に支持されている。カウンタシャフト１２の支持構造については後で詳細に説明する。

本実施形態においては、単列テーパーローラーベアリング１６，１８のテーパー角は、例えば約１０度〜約２０度の範囲内である。また、メインシャフト４を回転可能に支持するアンギュラーベアリング６，８の傾斜角度は例えば約３０度である。

符号２２はクラッチを示しており、このクラッチ２２は図示しないエンジンのクランクシャフト２１に連結されて、エンジンの動力をメインシャフト４に選択的に伝達する役目をする。尚、クラッチ２２は公知の構造であるため、その詳細な説明は省略する。

メインシャフト４には、１速ドライブギヤ２４と２速ドライブギヤ２６が固定的に取り付けられ、３速ドライブギヤ２８、４速ドライブギヤ３０、５速ドライブギヤ３２及び６速ドライブギヤ３４が回転自在に取り付けられている。

一方、カウンタシャフト１２には、１速ドリブンギヤ３６及び２速ドリブンギヤ３８が回転自在に取り付けられ、３速ドリブンギヤ４０、４速ドリブンギヤ４２、５速ドリブンギヤ４４及び６速ドリブンギヤ４６が固定的に取り付けられている。各変速ギヤ列のドライブギヤとドリブンギヤは互いに噛み合っている。

各変速ギヤ列の切り替えは、三つのシンクロ機構４８，５０，５２によって行われる。第１のシンクロ機構４８は、１速ドリブンギヤ３６と２速ドリブンギヤ３８との間におけるカウンタシャフト１２上に設けられている。

第２のシンクロ機構５０は、３速ドライブギヤ２８と４速ドライブギヤ３０との間におけるメインシャフト４上に設けられている。第３のシンクロ機構５２は、５速ドライブギヤ３２と６速ドライブギヤ３４との間におけるメインシャフト４上に設けられている。

シフトチェンジ時を除いて、メインシャフト４の動力はシンクロ機構４８，５０及び５２の作動によって選択された変速ギヤ列を介して、カウンタシャフト１２へ伝達される。

そして、カウンタシャフト１２の端部に一体的に形成されたピニオンギヤ１４とファイナルドリブンギヤ６２とからなる終減速装置の終減速比によって減速された後、デファレンシャル装置に伝達され、駆動輪が前進方向に回転する。

一方、後退時においては、まず、全てのシンクロ機構４８，５０，５２が中立状態に設定される。リバースシャフト５４に回転自在に取り付けられた第１リバースギヤ５６は１速ドライブギヤ２４と常に噛み合っており、リバースシャフト５４に回転自在に取り付けられた第２リバースギヤ５８はカウンタシャフト１２に固定的に取り付けられたリバースドリブンギヤ６０と常に噛み合っている。

この状態で、図示しないリバースフォークの作動によってリバーススリーブ５９が図１で右方向に移動すると、第２リバースギヤ５８は第１リバースギヤ５６に結合される。これにより、メインシャフト４の動力は、１速ドライブギヤ２４、第１リバースギヤ５６、第２リバースギヤ５８及びリバースドリブンギヤ６０を介してカウンタシャフト１２に伝達される。

後退時においては、第１及び第２リバースギヤ５６，５８を介してカウンタシャフト１２に動力が伝達されるため、カウンタシャフト１２の回転方向は前進時とは逆になり、駆動輪は後進方向に回転する。

尚、図１においては、リバースシャフト５４及び第１、第２リバースギヤ５６，５８の構造を明確にするため、これらをリバースドリブンギヤ６０の上方に図示しているが、実際には、第２リバースギヤ５８はリバースドリブンギヤ６０と噛み合い可能な位置に存在する点に留意されたい。

次に、本発明の特徴であるカウンタシャフト１２の支持構造について詳細に説明する。本実施形態においては、ピニオンギヤ１４はカウンタシャフト１２の端部に一体的に形成されているが、ピニオンギヤ１４をカウンタシャフト１２と別体で形成し、ピニオンギヤ１４をカウンタシャフト１２の端部に固定するようにしても良い。ピニオンギヤ１４及びファイナルドリブンギヤ６２はハイポイドギヤから構成される。

第１の単列テーパーローラーベアリング１６はピニオンギヤ１４と変速用ギヤであるリバースドリブンギヤ６０との間に配置されている。即ち、第１の単列テーパーローラーベアリング１６のインナーレースがカウンタシャフト１２に圧入され、アウターレースがトランスミッションケース２に圧入されている。この第１の単列テーパーローラーベアリング１６により、ピニオンギヤ１４及び各変速ギヤの回転により発生するラジアル荷重を主に負担する。

第２の単列テーパーローラーベアリング１８が、２速ドリブンギヤ３８と３速ドリブンギヤ４０との間に配置されている。即ち、第２の単列テーパーローラーベアリング１８のインナーレースがカウンタシャフト１２に圧入され、アウターレースがトランスミッションケース２に圧入されている。

本実施形態では、第１の単列テーパーローラーベアリング１６と第２の単列テーパーローラーベアリング１８は、リバースドリブンギヤ６０、１速ドリブンギヤ３６及び２速ドリブンギヤ３８を挟むように配置されており、ハの字を形成するように互いに傾斜している。

第２の単列テーパーローラーベアリング１８は、変速ギヤ３６，３８の回転によりある程度相殺されたピニオンギヤ１４の回転で発生するスラスト荷重及び変速ギヤ３６，３８のラジアル荷重の一部を負担する。

尚、本実施形態では、第１の単列テーパーローラーベアリング１６と第２の単列テーパーローラーベアリング１８で、リバースドリブンギヤ６０、１速ドリブンギヤ３６及び２速ドリブンギヤ３８を挟み込んでいるが、少なくともリバースドリブンギヤ６０及び１速ドリブンギヤ３６を挟み込むような構成であっても良い。

本実施形態によれば、互いに離間して配置された第１及び第２単列テーパーローラーベアリング１６，１８とカウンタシャフト１２の端部を支持するローラーベアリング２０の合計３個のベアリングでカウンタシャフト１２を回転可能に支持し、従来必要であったロックナット、スラストニードルベアリング等を必要としないので、変速機の軸方向寸法を有効に短縮することができる。

また、互いに離間して配置された一対の単列テーパーローラーベアリング１６，１８を使用するため、トランスミッションケース２が負担する荷重が分散され、同一のケース剛性であれば、変速機の軽量化が可能である。

図２を参照すると、本発明の軸受け構造を採用した７速マニュアルトランスミッションの縦断面図が示されている。本実施形態の説明において、図１に示した６速マニュアルトランスミッションと実質上同一構成部分については同一符号を付して説明する。

メインシャフト４には、１速ドライブギヤ２４、２速ドライブギヤ２６及び３速ドライブギヤ２８が固定的に取り付けられ、４速ドライブギヤ３０、５速ドライブギヤ３２、６速ドライブギヤ３４及び７速ドライブギヤ３５が回転自在に取り付けられている。

一方、カウンタシャフト１２には、１速ドリブンギヤ３６、２速ドリブンギヤ３８及び３速ドリブンギヤ４０が回転可能に取り付けられ、４速ドリブンギヤ４２、５速ドリブンギヤ４４、６速ドリブンギヤ４６及び７速ドリブンギヤ４７が固定的に取り付けられている。各変速ギヤ列のドライブギヤとドリブンギヤは互いに噛み合っている。

メインシャフト４には、更に、リバースドライブギヤ７２が固定的に取り付けられ、カウンタシャフト１２にはリバースドリブンギヤ６０が回転自在に取り付けられている。リバースシャフト７４に回転自在に取り付けられたアイドラギヤ７６は、リバースドライブギヤ７２及びリバースドリブンギヤ６０と常に噛み合っている。

各変速ギヤ列及びリバースシフトの切替は、４つのシンクロ機構６４，６６，６８，７０によって行われる。第１のシンクロ機構６４は１速―リバースシンクロ機構であり、リバースドリブンギヤ６０と１速ドリブンギヤ３６との間におけるカウンタシャフト１２上に設けられている。

第２のシンクロ機構６６は、２速ドリブンギヤ３８と４速ドリブンギヤ４０との間におけるカウンタシャフト１２上に設けられている。第３のシンクロ機構６８は、４速ドライブギヤ３０と５速ドライブギヤ３２との間におけるメインシャフト４上に設けられている。第４のシンクロ機構７０は、６速ドライブギヤ３４と７速ドライブギヤ３５との間におけるメインシャフト４上に設けられている。

シフトチェンジ時を除いて、メインシャフト４の動力はシンクロ機構６４，６６，６８，７０の作動によって選択された変速ギヤ列を介して、カウンタシャフト１２へ伝達される。

１速―リバースシンクロ機構６４のスリーブが図２で右方向に移動すると、リバースドリブンギヤ６０がカウンタシャフト１２に結合される。これにより、メインシャフト４の動力は、リバースドライブギヤ７２、リバースアイドラギヤ７６及びリバースドリブンギヤ６０を介してカウンタシャフト１２に伝達される。

後退時においては、リバースアイドラギヤ７６を介してカウンタシャフト１２に動力が伝達されるため、カウンタシャフト１２の回転方向は前進時とは逆になり、駆動輪は後進方向に回転する。

尚、図２においては、リバースシャフト７４及びリバースアイドラギヤ７６の構造を明確にするため、これらをリバースドリブンギヤ６０の上方に図示しているが、実際には、リバースアイドラギヤ７６はリバースドリブンギヤ６０と噛み合い可能な位置に存在する点に留意されたい。

本実施形態では、第１の単列テーパーローラーベアリング１６がピニオンギヤ１４とリバースドリブンギヤ６０との間に設けられているのは、上述した実施形態と同様であるが、第２の単列テーパーローラーベアリング１８は、第１の単列テーパーローラーベアリング１６と協働してリバースドリブンギヤ６０、１速ドリブンギヤ３６、２速ドリブンギヤ３８及び３速ドリブンギヤ４０を挟み込むように配置されている。

本実施形態においても、第１の単列テーパーローラーベアリング１６はピニオンギヤ１４及び各変速ギヤのラジアル荷重を主に負担する。また、第２の単列テーパーローラーベアリング１８は、変速ギヤである程度相殺されたピニオンギヤ１４のスラスト荷重及び変速ギヤのラジアル荷重の一部を負担する。

尚、上述した各実施形態においては、第１及び第２の単列テーパーローラーベアリング１６，１８でカウンタシャフト１２を支持するように構成したが、これらの単列テーパーローラーベアリングに変えてアンギュラーベアリングを採用するようにしても良い。

この場合は特に図示しないが、第１の単列テーパーローラーベアリング１６及び第２のテーパーローラーベアリング１８の位置にそれぞれアンギュラーベアリングを配置するようにすれば良い。

本発明実施形態の軸受け構造を採用した６速マニュアルトランスミッションの縦断面図である。 本発明実施形態の軸受け構造を採用した７速マニュアルトランスミッションの縦断面図である。

符号の説明

４ メインシャフト
１２ カウンタシャフト
１４ ピニオンギヤ
１６ 第１の単列テーパーローラーベアリング
１８ 第２の単列テーパーローラーベアリング
２２ クラッチ
２４ １速ドライブギヤ
２６ ２速ドライブギヤ
３６ １速ドリブンギヤ
４８ 第１のシンクロ機構（１速―２速シンクロ機構）
６０ リバースドリブンギヤ
６４ １速―リバースシンクロ機構

Claims (1)

1. カウンタシャフトの端部に固定されたピニオンギヤと、該カウンタシャフトに取り付けられた複数の変速ギヤとを有する変速機の軸受け構造であって、
   前記ピニオンギヤと変速ギヤであるリバースドリブンギヤとの間に設けられた第１の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングと、
   前記リバースドリブンギヤと少なくとも変速ギヤである１速ドリブンギヤとを、前記第１の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングとで挟み込むように設けられた第２の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングと、
   前記カウンタシャフトの他端部を支持するローラーベアリングを有し、
   前記第２の単列テーパーローラーベアリング又はアンギュラーベアリングと前記ローラーベアリングとの間に少なくとも前記リバースドリブンギヤ及び前記１速ドリブンギヤ以外の少なくとも１つの変速ギヤを具備したことを特徴とする変速機の軸受け構造。

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