JP4632234B2 - 変速機の出力軸支持構造 - Google Patents

Description

本発明は変速機の出力軸支持構造に関し、詳しくは出力軸の両端をベアリング部材で変速機のケースに直接支持させて、変速機の全長の縮少により搭載性を向上させた技術に関する。

一般に、変速機には、クラッチ装置を通じて伝達されたエンジン動力を、歯車比の組み合わせによって必要とする変速比に実現する変速歯車機構と、前記変速歯車機構によって得られた出力を、受動歯車に伝達して駆動歯車を通じて、差動歯車に伝達する出力軸とが備えられている。したがって、出力軸上には、図１に示すように、変速歯車機構から動力の伝達を受けて出力軸１１０と、駆動歯車１３０とを一体に回転させる受動歯車１２０が設置されている。

通常、前記受動歯車１２０及び駆動歯車１３０は、動力の伝達効率を向上させるためにはすば歯車を採用している。変速歯車機構を通じた動力の伝達時には、駆動トルクの印加を受動歯車１２０が受ける正駆動状態と、下り坂走行や停止前慣性走行時に車輪側から駆動トルクが差動歯車１４０を通じて、駆動歯車１３０に印加される逆駆動状態とが発生する。このような場合、はすば歯車の歯車結合によって発生する推力（ｂｉａｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）が、前記出力軸１１０の両端を支持するベアリング部材１３２に作用する。
このような推力は、前記ベアリング部材１３２を強く圧して出力軸１１０から離脱する可能性を高める。

したがって、従来は、前記ベアリング部材１３２の離脱防止のために、ベアリング部材保持器１３４や止めナット１５０などの別途の部材で、ベアリング部材１３２を支持するようになっているので、変速機の全長の増大によりエンジンルーム内の搭載性が悪化する原因となっていた。

特に、前記止めナット１５０を設置する場合には、出力軸１１０にネジを加工する工程及びナット１５０結合後に外れるのを防止するためにコーキング（ｃａｌｋｉｎｇ）する工程などが共に行われるので、生産原価の上昇の原因となっていた。

はすば歯車の歯車結合によって発生する推力を減少させる変速機構が特許文献１に開示されている。

特開２００４−１２５０５０号公報

本発明は、前記のような多様な不合理な点を解消するためのものであって、変速機の全長の縮少により搭載性を向上させ、生産工程及び生産原価も下げる、変速機の出力軸支持構造を提供することにその目的がある。

上記目的を達成するために、本発明による変速機の出力軸支持構造は、変速機ケースを成すハウジング部材と、前記変速機ケース内部で互いに対向するように設けられ、夫々が内側ケースと外側ケースと内外側ケースの間に内設されるローラとからなる第１、第２ベアリング部材と、軸方向両端が前記第１、第２ベアリング部材を介して直接前記ハウジング部材に回動可能に支持されて前記変速機ケース内部に配設される出力軸と、基底部一側面が前記第２ベアリング部材の内側ケースにおける出力軸軸方向中央側の端面に接するように前記出力軸上に配設され、はすば歯車からなる駆動歯車と、基底部一側面が前記第１ベアリング部材の内側ケースにおける出力軸軸方向中央側の端面に接するように前記出力軸上に駆動歯車と離隔して配設され、ヘリックスが駆動歯車と同一の方向に形成されたはすば歯車からなる受動歯車と、を備えており、且つ次の構成を有する。

即ち、前記駆動歯車は、駆動歯車と同一歯幅のはすば歯車からなる差動歯車とのみ歯合され、前記受動歯車は、受動歯車と同一歯幅のはすば歯車からなる変速メカニズムとのみ歯合され、前記受動歯車から駆動歯車に向かう方向から見た出力軸の回転方向を、前進走行時に時計回り方向となるように構成し、且つ出力軸の軸方向から見た受動歯車及び駆動歯車のへリックスを左上がりに形成し、エンジンの動力を変速して出力する場合、受動歯車で形成され出力軸に伝達される推力（ｂｉａｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）が第１ベアリング部材から第２ベアリング部材に向かう方向に作用し、駆動歯車で形成され出力軸に伝達される推力が第２ベアリング部材から第１ベアリング部材に向かう方向に作用して両推力が互いに相殺され、中立変速段で慣性走行（ｃｏａｓｔｉｎｇ）時に路面反発力を受ける場合、受動歯車の反発推力（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｂｉａｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）は第１ベアリング部材のみに作用し、駆動歯車の反発推力は第２ベアリング部材のみに作用するように構成されていることを特徴とする。

本発明の実施例によると、エンジンの動力を変速して出力する場合に、出力軸での推力が互いに相殺されるので、変速機の動力の伝達効率及び耐久性が向上する。
また、このような変速機の動力の伝達メカニズムに必要な部品が最少化されるので、変速機の重量を減らすことができ、結果的に車両の燃費を向上させることができる。
また、多様な走行状況で出力軸付近の機械部品が負担する負荷を減らすことができる。

以下、本発明の実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図２は本発明の実施例による変速機の出力軸支持構造を示した断面図である。
図２に示すように、本発明の実施例による変速機の出力軸支持構造は、ハウジング部材２０５と、このハウジング部材２０５に直接一側面が支持される第１ベアリング部材２５１及び第２ベアリング部材２５２と、前記ベアリング部材２５１、２５２を通じて両端が前記ハウジング部材２０５に回動可能に支持される出力軸２１０と、そして前記ベアリング部材２５１、２５２の他側面を各々支持するように出力軸上に相互離隔して配設された受動歯車２２０及び駆動歯車２３０とから構成される。

前記ハウジング部材２０５とベアリング部材２５２との間には、ベアリング部材が密着して円滑に作動することができるようにスペーサ２９０が配設される。生産時に発生する可能性のある工差は、このスペーサ２９０によって吸収される。

前記ベアリング部材２５１、２５２は、内側ケース２５１ａ、２５２ａ、外側ケース２５１ｂ、２５２ｂ、及びローラ２５１ｃ、２５２ｃから構成され、外側ケースはハウジング部材２０５の段差２０５ａに支持され、内側ケース２５１ａ、２５２ａは歯車２２０、２３０の基底部２２０ａ、２３０ａによって支持され、ローラ２５１ｃ、２５２ｃは内外側ケースの間に内設され、設置方向が出力軸２１０両端に向かって所定の角度ですぼまる方向で傾くように設置される。

また、前記受動歯車２２０は、前記変速機内の歯車変速機構を通じて動力の伝達を受けて前記出力軸２１０及び前記駆動歯車２３０を回転させ、前記駆動歯車２３０は、回転力を差動歯車２４０に伝達する。

一方、前記受動歯車２２０及び前記駆動歯車２３０は、各々がはすば歯車（ｈｅｌｉｃａｌ ｇｅａｒ）で実現され、前記歯車２２０、２３０のヘリックス（ｈｅｌｉｘ）は、同一な方向に形成される。
前記受動歯車２２０及び駆動歯車２３０に形成されたヘリックスについて、図３を参照してより詳細に説明する。

図３は本発明の実施例による変速機において、出力軸２１０の受動歯車２２０及び駆動歯車２３０のヘリックスの方向を示した図面である。
より具体的に、図３は、１、２、３速などの前進変速段で出力軸２１０が左側から見て時計方向に回転する場合に好ましい受動歯車２２０及び駆動歯車２３０のヘリックスを示している。

図３に示すように、前記受動歯車２２０のヘリックス２２５は、図３で右側に行きながら反時計方向に形成される。
つまり、受動歯車２２０のヘリックス２２５は、図３で右側に行きながら出力軸２１０の回転方向に反対方向に形成される。

図３の右側は、受動歯車２２０から駆動歯車２３０に向かう方向である。
したがって、これを総合すれば、受動歯車２２０は、受動歯車２２０から駆動歯車２３０に向かう方向に行きながら、出力軸２１０の回転方向（つまり時計方向）と反対方向（つまり反時計方向）にヘリックスが形成される。

前記駆動歯車２３０のヘリックス２３５も、受動歯車２２０のヘリックス２２５と同様に、図３で右側に行きながら反時計方向に形成される。
駆動歯車２３０及び受動歯車２２０が第１、２ベアリング部材２５１、２５２の間の位置で出力軸２１０上に設置されることにより、前記ヘリックス２２５、２３５の方向性によって様々な長所が実現される。

まず、エンジン（図示せず）の動力を変速して出力する場合について説明する。
エンジンの動力が変速メカニズム２７０によって変速されて出力軸２１０上の受動歯車２２０に伝達される場合、受動歯車２２０は、ヘリックス２２５の方向性によって図３の右側方向への推力Ｆ１を受ける。したがって、このような推力Ｆ１は、出力軸２１０に伝達され、出力軸２１０は、図３の右側方向への推力Ｆ１の印加を受ける。

一方、受動歯車２２０の回転力は出力軸２１０を通じて駆動歯車２３０に伝達され、駆動歯車２３０の回転力は差動歯車２４０に伝達される。
この時、駆動歯車２３０及び差動歯車２４０の間にはヘリックスの方向性によって相互間に推力が発生する。

つまり、駆動歯車２３０は、差動歯車２４０を回転させながら図３の右側方向に推力Ｆ２を差動歯車２４０に印加する。その逆作用で、駆動歯車２３０もまた、差動歯車２４０から推力−Ｆ２の印加を反発力として受け、このような推力−Ｆ２は、出力軸２１０に伝達される。

しかし、受動歯車２２０で形成された推力Ｆ１と駆動歯車２３０で形成された推力−Ｆ２とは、その大きさは同一であるが方向は反対である。
したがって、出力軸２１０では図３の右側方向への推力Ｆ１と左側方向への推力−Ｆ２とが互いに相殺され、全体的には第１、２ベアリング部材２５１、２５２に無理な負荷を与えずに円滑に回転することができる。

中立変速段で慣性走行（ｃｏａｓｔｉｎｇ）する場合のように、本発明の実施例による変速機がエンジンの動力を変速させるのではなく地面の反発力を受ける場合には、受動歯車２２０及び駆動歯車２３０には路面反発力によって小さい推力ｆ１、−ｆ２が形成される。この場合、受動歯車２２０の反発推力（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｂｉａｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）は第１ベアリング部材２５１のみに作用し、駆動歯車２３０の反発推力は第２ベアリング部材２５２のみに作用する。

したがって、このような場合、第１、２ベアリング部材２５１、２５２は、その各々が負担する歯車の推力のみを受ければ良いので、ベアリング部材に印加される負荷が分散される。

以上で本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、その技術的範囲内において、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により容易に変更され得るであろう。

従来の技術による変速機の出力軸支持構造を示した断面図である。 本発明の実施例による変速機の出力軸支持構造を示した断面図である。 本発明の実施例による出力軸の受動歯車及び駆動歯車のヘリックス（ｈｅｌｉｘ）方向を示した図面である。

符号の説明

２０５ ハウジング部材
２１０ 出力軸
２２０ 受動歯車
２２０ａ、２３０ａ 基底部
２２５、２３５ ヘリックス
２３０ 駆動歯車
２４０ 差動歯車
２５１ 第１ベアリング部材
２５１ａ、２５２ａ 内側ケース
２５１ｂ、２５２ｂ 外側ケース
２５１ｃ、２５２ｃ ローラ
２５２ 第２ベアリング部材
２９０ スペーサ

Claims (1)

1. 変速機ケースを成すハウジング部材と、
   前記変速機ケース内部で互いに対向するように設けられ、夫々が内側ケースと外側ケースと内外側ケースの間に内設されるローラとからなる第１、第２ベアリング部材と、
   軸方向両端が前記第１、第２ベアリング部材を介して直接前記ハウジング部材に回動可能に支持されて前記変速機ケース内部に配設される出力軸と、
   基底部一側面が前記第２ベアリング部材の内側ケースにおける出力軸軸方向中央側の端面に接するように前記出力軸上に配設され、はすば歯車からなる駆動歯車と、
   基底部一側面が前記第１ベアリング部材の内側ケースにおける出力軸軸方向中央側の端面に接するように前記出力軸上に駆動歯車と離隔して配設され、ヘリックスが駆動歯車と同一の方向に形成されたはすば歯車からなる受動歯車と、を備え、
   前記駆動歯車は、駆動歯車と同一歯幅のはすば歯車からなる差動歯車とのみ歯合され、
   前記受動歯車は、受動歯車と同一歯幅のはすば歯車からなる変速メカニズムとのみ歯合され、
   前記受動歯車から駆動歯車に向かう方向から見た出力軸の回転方向を、前進走行時に時計回り方向となるように構成し、且つ出力軸の軸方向から見た受動歯車及び駆動歯車のへリックスを左上がりに形成し、
   エンジンの動力を変速して出力する場合、受動歯車で形成され出力軸に伝達される推力（ｂｉａｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）が第１ベアリング部材から第２ベアリング部材に向かう方向に作用し、駆動歯車で形成され出力軸に伝達される推力が第２ベアリング部材から第１ベアリング部材に向かう方向に作用して両推力が互いに相殺され、
   中立変速段で慣性走行（ｃｏａｓｔｉｎｇ）時に路面反発力を受ける場合、受動歯車の反発推力（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｂｉａｓｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）は第１ベアリング部材のみに作用し、駆動歯車の反発推力は第２ベアリング部材のみに作用するように構成されていることを特徴とする変速機の出力軸支持構造。

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