JP7114197B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両に搭載される変速機に関する。

自動車などの車両に搭載される変速機として、手動変速機（ＭＴ：Manual Transmission）が広く知られている。

手動変速機は、互いに平行に配置されるインプット軸およびアウトプット軸を備えている。インプット軸およびアウトプット軸は、手動変速機の外殻をなすユニットケースに回転可能に支持されている。ユニットケース内には、ドライブギヤおよびこのドライブギヤと噛合するドリブンギヤの組が前進の各変速段に対して設けられている。各変速段のドライブギヤは、インプット軸に一体に形成もしくは相対回転不能に支持されるか、または、インプット軸に相対回転可能に支持されている。各変速段のドリブンギヤは、アウトプット軸に一体に形成もしくは相対回転不能に支持されるか、または、インプット軸に相対回転可能に支持されている。

インプット軸およびアウトプット軸の端部は、ベアリングを介して、ユニットケースに回転可能に支持されている。たとえば、インプット軸には、５速段のドライブギヤである５速ドライブギヤと端部を支持するベアリングとの間に、５速シンクロメッシュ（ハブアッシ）が配置されている。５速シンクロメッシュは、公知の構成であり、スリーブが５速ドライブギヤと係合して一体に回転する係合位置と、その位置からベアリング側に移動して５速ドライブギヤとの係合が解除される解除位置とに移動可能に設けられている。

特開２００８－３０３９８１号公報

そのため、アウトプット軸の端部を支持するベアリングは、５速シンクロメッシュのスリーブと干渉しないように、回転軸線方向において、そのスリーブの可動域の外側に配置されている。その結果、アウトプット軸の軸長が長くなっている。

本発明の目的は、第２軸の端部を支持するベアリングの設定位置を従来よりもユニットケースの内側に設定することができる、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、ユニットケースと、ユニットケースに支持され、互いに平行に延びる第１軸および第２軸と、第１軸に相対回転可能に支持された変速ギヤと、変速ギヤに対して第１軸の軸線方向の一方側に配置されたシンクロメッシュと、インナレースが第２軸の一方側の端部に外嵌され、アウタレースがユニットケースに支持されるベアリングとを含み、シンクロメッシュは、係合位置と係合位置に対して一方側に設定された解除位置とに移動可能に設けられ、係合位置で変速ギヤと係合し、解除位置で変速ギヤとの係合が解除されるスリーブを備えており、スリーブは、一方側の外周端部に、一方側ほど第１軸の軸線に近づくように傾斜した傾斜面が形成されている。

この構成によれば、第１軸と第２軸とが互いに平行に配置されている。第１軸には、変速ギヤが相対回転可能に支持され、変速ギヤに対して軸線方向の一方側には、シンクロメッシュが配置されている。第２軸の一方側の端部には、アウタレースがユニットケースに支持されるベアリングのインナレースが外嵌されている。

シンクロメッシュのスリーブは、係合位置で変速ギヤと係合し、係合位置に対して軸線方向の一方側に設定された解除位置で変速ギヤとの係合が解除される。そして、スリーブの一方側の外周端部は、一方側ほど第１軸の軸線に近づくように傾斜した傾斜面が形成される面取り形状をなしている。そのため、スリーブの解除位置において、スリーブをベアリングに対して軸線方向にオーバラップして配置することができる。これにより、第２軸の軸長を短くして、ベアリングの設定位置を従来よりもユニットケースの内側、つまり軸線方向の一方側と反対側に設定することができる。その結果、変速機の回転軸方向の全長を短くすることができる。

ユニットケースは、第２軸の一方側の端面と対向する対向壁部と、第２軸の一方側の端部をその周面と間隔を空けて取り囲む周壁部とを有し、対向壁部には、ユニットケースの内外を連通するサービスホールが形成されていてもよい。

この構成によれば、サービスホールが形成されているので、サービスホールを介してユニットケース内のメンテナンスを行うことが可能である。また、ベアリングの設定位置を従来よりもユニットケースの内側に設定できるので、変速機の軸線方向の全長を伸ばすことなく、対向壁部の肉厚を増やすことができ、ユニットケースの剛性を確保することができる。

本発明によれば、第２軸の軸長を短くして、ベアリングの設定位置を従来よりもユニットケースの内側に設定することができ、その結果、変速機の回転軸方向の全長を短くすることができる。

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。 アウトプット軸の端部の近傍の構成を示す断面図である。

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。

＜変速ユニットの構成＞
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。なお、図１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、その外殻をなすユニットケース２内に変速機（トランスミッション）３およびデファレンシャルギヤ４を備えるトランスアクスルの形態を採用している。変速ユニット１は、エンジン（図示せず）を駆動源とする車両に搭載されて、エンジンの動力を変速機３で変速し、その変速された動力をデファレンシャルギヤ４を介して左右の駆動輪に伝達する。ユニットケース２内には、オイルが封入されている。

変速機３は、前進５段／後進１段の変速段を有する手動変速機（ＭＴ：Manual Transmission）であり、車両のエンジンコンパートメント内において、エンジンに対する車幅方向の一方側に配置される。変速機３は、車幅方向に延びるインプット軸１１と、インプット軸１１と平行に配置されたアウトプット軸１２とを備えている。

インプット軸１１のエンジン側の端部は、ユニットケース２を貫通して、ユニットケース２の外部において、クラッチ機構（図示せず）に接続されている。インプット軸１１には、クラッチ機構を介して、エンジンの動力が入力される。ユニットケース２内におけるインプット軸１１のエンジン側の端部は、ボールベアリング１３を介して、ユニットケース２に回転可能に支持されている。一方、インプット軸１１のエンジン側と反対側の端部は、ボールベアリング１４を介して、ユニットケース２に回転可能に支持されている。

インプット軸１１には、エンジン側から順に、１速ドライブギヤ２１、リバースドライブギヤ２２および２速ドライブギヤ２３が一体に形成されている。また、インプット軸１１には、２速ドライブギヤ２３に対してエンジン側と反対側において、２速ドライブギヤ２３側から順に、３速ドライブギヤ２４、４速ドライブギヤ２５および５速ドライブギヤ２６がそれぞれ相対回転可能に支持されている。

アウトプット軸１２のエンジン側の端部は、ユニットケース２内において、ニードルベアリング２７を介して、ユニットケース２に回転可能に支持されている。一方、アウトプット軸１２のエンジン側と反対側の端部８１は、ユニットケース２内において、ボールベアリング２８を介して、ユニットケース２に回転可能に支持されている。アウトプット軸１２の端部８１の支持構造については、後に詳述する。

アウトプット軸１２のエンジン側の端部には、出力ギヤ３１が一体に形成されている。また、アウトプット軸１２には、出力ギヤ３１に対してエンジン側と反対側において、出力ギヤ３１側から順に、１速ドリブンギヤ３２、リバースドリブンギヤ３３および２速ドリブンギヤ３４がそれぞれ相対回転可能に支持されている。さらに、アウトプット軸１２には、２速ドリブンギヤ３４に対してエンジン側と反対側において、２速ドリブンギヤ３４側から順に、３速ドリブンギヤ３５、４速ドリブンギヤ３６および５速ドリブンギヤ３７がそれぞれスプライン嵌合により相対回転不能に支持されている。

１速ドリブンギヤ３２は、１速ドライブギヤ２１と常に噛合し、２速ドリブンギヤ３４は、２速ドライブギヤ２３と常に噛合している。また、３速ドリブンギヤ３５は、３速ドライブギヤ２４と常に噛合し、４速ドリブンギヤ３６は、４速ドライブギヤ２５と常に噛合し、５速ドリブンギヤ３７は、５速ドライブギヤ２６と常に噛合している。

ユニットケース２内には、リバースアイドラ軸４１がインプット軸１１およびアウトプット軸１２と平行に配置されている。リバースアイドラ軸４１のエンジン側の端部は、ユニットケース２に形成された凹部４２に挿入されている。ユニットケース２には、リバースアイドラ軸４１のエンジン側と反対側の端部に上方から対向する位置に、ボルト挿通孔４３が貫通して形成されている。ボルト挿通孔４３には、ユニットケース２の外側からボルト４４が挿入される。このボルト４４の先端部がリバースアイドラ軸４１に形成された固定穴４５にねじ込まれることにより、リバースアイドラ軸４１がユニットケース２に対して回転不能に固定される。

リバースアイドラ軸４１には、リバースアイドラギヤ４６が相対回転可能かつ回転軸線方向に移動可能に支持されている。リバースアイドラギヤ４６は、回転軸線方向の移動により、リバースドライブギヤ２２とリバースドリブンギヤ３３との両方に噛合する噛合位置と、それらとの噛合が解除される非噛合位置とに変位する。

１速ドリブンギヤ３２と２速ドリブンギヤ３４との間には、１－２速シンクロメッシュ（ハブアッシ）５１が設けられている。１－２速シンクロメッシュ５１は、公知の構成であり、アウトプット軸１２にスプライン嵌合されたシンクロハブ５２、シンクロハブ５２の両側に配置されたシンクロナイザリング５３およびシンクロハブ５２の外周を取り囲むスリーブ５４などを含む。スリーブ５４の内周面は、シンクロハブ５２の外周面とスプライン嵌合しており、スリーブ５４は、シンクロハブ５２およびアウトプット軸１２と一体に回転する。リバースドリブンギヤ３３は、スリーブ５４と一体に形成されている。

３速ドライブギヤ２４と４速ドライブギヤ２５との間には、３－４速シンクロメッシュ５５が設けられている。また、５速ドライブギヤ２６に対してエンジン側と反対側には、５速シンクロメッシュ５６が設けられている。３－４速シンクロメッシュ５５および５速シンクロメッシュ５６の構成は、公知であるから、その詳細な説明を省略し、５速シンクロメッシュ５６の構成については、後に簡単に説明する。

車室内に配設されたシフトレバーのセレクト操作およびシフト操作により、シフトレバーが１速段の位置に入れられると、１－２速シンクロメッシュ５１の機能により、１速ドリブンギヤ３２がアウトプット軸１２に相対回転不能に結合される。これにより、インプット軸１１に入力される動力が１速ドライブギヤ２１および１速ドリブンギヤ３２を介してアウトプット軸１２に伝達される。このとき、エンジンの動力は、１速段の変速比で変速されて、アウトプット軸１２に伝達される。

シフトレバーが２速段の位置に入れられると、１－２速シンクロメッシュ５１の機能により、２速ドリブンギヤ３４がアウトプット軸１２に相対回転不能に結合される。これにより、インプット軸１１に入力される動力が２速ドライブギヤ２３および２速ドリブンギヤ３４を介してアウトプット軸１２に伝達される。このとき、エンジンの動力は、２速段の変速比で変速されて、アウトプット軸１２に伝達される。

シフトレバーが３速段の位置に入れられると、３－４速シンクロメッシュ５５の機能により、３速ドライブギヤ２４がインプット軸１１に相対回転不能に結合される。これにより、インプット軸１１に入力される動力が３速ドライブギヤ２４および３速ドリブンギヤ３５を介してアウトプット軸１２に伝達される。このとき、エンジンの動力は、３速段の変速比で変速されて、アウトプット軸１２に伝達される。

シフトレバーが４速段の位置に入れられると、３－４速シンクロメッシュ５５の機能により、４速ドライブギヤ２５がインプット軸１１に相対回転不能に結合される。これにより、インプット軸１１に入力される動力が４速ドライブギヤ２５および４速ドリブンギヤ３６を介してアウトプット軸１２に伝達される。このとき、エンジンの動力は、４速段の変速比で変速されて、アウトプット軸１２に伝達される。

シフトレバーが５速段の位置に入れられると、５速シンクロメッシュ５６の機能により、５速ドライブギヤ２６がインプット軸１１に相対回転不能に結合される。これにより、インプット軸１１に入力される動力が５速ドライブギヤ２６および５速ドリブンギヤ３７を介してアウトプット軸１２に伝達される。このとき、エンジンの動力は、５速段の変速比で変速されて、アウトプット軸１２に伝達される。

シフトレバーがリバース位置に入れられると、シフトレバーのセレクト操作およびシフト操作に伴って、シフトアンドセレクトシャフトが軸線方向および周方向に動作し、リバースシフトフォークが移動することにより、リバースアイドラギヤ４６がリバースドライブギヤ２２およびリバースドリブンギヤ３３と噛合する位置に変位される。このとき、インプット軸１１に入力される動力がリバースドライブギヤ２２、リバースアイドラギヤ４６およびリバースドリブンギヤ３３を介してアウトプット軸１２に伝達される。これにより、アウトプット軸１２が１－５速段の場合と逆方向に回転する。

デファレンシャルギヤ４は、デフケース６１を備えている。デフケース６１は、ギヤ収容空間６２を内部に提供するギヤ収容部６３と、ギヤ収容部６３の外周から回転径方向に張り出すフランジ部６４とを有している。

ギヤ収容部６３には、回転径方向に延びるピニオンシャフト６５がギヤ収容空間６２を貫通して保持されている。ピニオンシャフト６５には、２個のピニオンギヤ６６，６７が互いに間隔を開けて回転可能に保持されている。また、ギヤ収容空間６２内には、２個のサイドギヤ６８，６９がピニオンシャフト６５の両側に分かれて配置されている。サイドギヤ６８，６９およびピニオンギヤ６６，６７は、いずれもかさ歯車からなり、各サイドギヤ６８，６９は、ピニオンギヤ６６，６７の両方と噛合している。

また、ギヤ収容部６３には、サイドギヤ６８，６９が対向する方向、言い換えればピニオンシャフト６５と直交する方向に貫通する円筒状のシャフト挿入部７１，７２が形成されている。シャフト挿入部７１，７２には、それぞれドライブシャフト（図示せず）がデフケース６１の外部から挿入される。ドライブシャフトの先端部は、ギヤ収容空間６２内において、それぞれサイドギヤ６８，６９に相対回転不能に結合される。

シャフト挿入部７１，７２には、それぞれベアリング７３，７４が外嵌されている。ベアリング７３，７４のアウタレース（外輪）は、ユニットケース２に回転不能に保持されている。これにより、デフケース６１は、ベアリング７３，７４を介してユニットケースに、ドライブシャフトと同一の回転軸線まわりに回転可能に支持されている。

フランジ部６４には、リングギヤ７５が固定されている。リングギヤ７５は、デフケース６１を取り囲む略円環板状のウェブ７６と、ウェブ７６の外周を取り囲む略円筒状のリム７７とを一体的に有している。リム７７は、ウェブ７６からデフケース６１の回転軸線に沿う方向の両側に突出している。リム７７の外周面には、ギヤ歯が形成されており、このギヤ歯は、変速機３の出力ギヤ３１と噛合している。

変速機３のアウトプット軸１２に伝達される動力は、出力ギヤ３１からリングギヤ７５に伝達される。これにより、リングギヤ７５およびデフケース６１が一体に回転する。デフケース６１の回転は、ピニオンギヤ６６，６７を介して、各サイドギヤ６８，６９の回転に変換される。これにより、各サイドギヤ６８，６９と一体にドライブシャフトが回転し、ドライブシャフトの回転が車両の駆動輪に伝達される。

また、ユニットケース２内には、オイルが封入されているので、リングギヤ７５およびデフケース６１が一体に回転すると、ユニットケース２の底部に溜まっているオイルがリングギヤ７５およびデフケース６１に掻き上げられて飛沫となり、オイルの飛沫がユニットケース２内の各部に供給される。

＜要部構成＞
図２は、アウトプット軸１２の端部８１の近傍の構成を示す断面図である。図２においても、断面を表すハッチングの付与が省略されている。

ユニットケース２には、アウトプット軸１２のエンジン側と反対側の端部８１の端面８２に対してアウトプット軸１２の回転軸線方向から対向する対向壁部８３と、端部８１をその外周面と間隔を空けて取り囲む周壁部８４とが形成されている。

ボールベアリング２８のインナレース（内輪）８５は、アウトプット軸１２の端部８１に外嵌されている。ボールベアリング２８のアウタレース（外輪）８６は、周壁部８４の内側に配置されて、スナップリング８７により周壁部８４に対して抜け止めされている。

ユニットケース２には、サービスホール８８が形成されている。サービスホール８８は、対向壁部８３と周壁部８４とに跨がって、ユニットケース２の外側からスナップリング８７へのアクセスを可能とするように形成されている。サービスホール８８は、常には、サービスホールプラグにより閉鎖されている。サービスホールプラグがサービスホール８８から抜き取られることにより、サービスホール８８が開放され、サービスホール８８からスナップリング８７へのアクセスが可能となる。

５速シンクロメッシュ５６は、インプット軸１１にスプライン嵌合されたシンクロハブ９１、シンクロハブ９１の両側に配置されたシンクロナイザリング９２およびシンクロハブ９１の外周を取り囲む略円筒状のスリーブ９３などを含む。

スリーブ９３の内周面は、シンクロハブ９１の外周面とスプライン嵌合している。これにより、スリーブ９３は、シンクロハブ９１およびインプット軸１１と一体に回転する。また、スリーブ９３は、その内周面が５速ドライブギヤ２６とスプライン嵌合により相対回転不能に係合する係合位置と、係合位置に対してエンジン側と反対側に設定され、内周面と５速ドライブギヤ２６との係合（スプライン嵌合）が解除される解除位置とに変位可能に設けられている。

そして、スリーブ９３のエンジン側と反対側の外周端部には、エンジン側と反対側ほどインプット軸１１の軸線に近づくように傾斜した傾斜面９４が形成されている。スリーブ９３が解除位置に配置された状態において、傾斜面９４は、ボールベアリング２８とスリーブ９３の回転径方向に対向し、スリーブ９３の回転軸線方向（インプット軸１１の軸線方向）にボールベアリング２８とオーバラップする。

＜作用効果＞
以上のように、インプット軸１１とアウトプット軸１２とが互いに平行に配置されている。インプット軸１１には、５速ドライブギヤ２６が相対回転可能に支持され、５速ドライブギヤ２６に対してエンジン側と反対側（軸線方向の一方側）には、５速シンクロメッシュ５６が配置されている。アウトプット軸１２のエンジン側と反対側の端部８１には、ボールベアリング２８のインナレース８５が外嵌されている。

５速シンクロメッシュ５６のスリーブ９３は、係合位置で５速ドライブギヤ２６と係合し、係合位置に対してエンジン側と反対側に設定された解除位置で５速ドライブギヤ２６との係合が解除される。そして、スリーブ９３のエンジン側と反対側の外周端部は、エンジン側と反対側ほどインプット軸１１の軸線に近づくように傾斜した傾斜面９４が形成される面取り形状をなしている。そのため、スリーブ９３の解除位置において、スリーブ９３をボールベアリング２８に対して軸線方向にオーバラップして配置することができる。これにより、アウトプット軸１２の軸長を短くして、ボールベアリング２８の設定位置を従来よりもユニットケース２の内側、つまり軸線方向の一方側と反対側に設定することができる。その結果、変速機３（変速ユニット１）の回転軸方向の全長を短くすることができる。

ユニットケース２の対向壁部８３には、ユニットケース２の内外を連通するサービスホール８８が形成されている。変速ユニット１では、サービスホール８８が形成されているので、サービスホール８８を介してユニットケース２内のメンテナンスを行うことが可能である。また、ボールベアリング２８の設定位置を従来よりもユニットケース２の内側に設定できるので、変速機３（変速ユニット１）の軸線方向の全長を伸ばすことなく、対向壁部８３の肉厚を増やすことができ、ユニットケース２の剛性を確保することができる。

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

１：変速ユニット（変速機）
２：ユニットケース
３：変速機
２８：ボールベアリング（ベアリング）
５６：５速シンクロメッシュ（シンクロメッシュ）
８１：端部
８２：端面
８３：対向壁部
８４：周壁部
８５：インナレース
８８：サービスホール
９３：スリーブ
９４：傾斜面

Claims (2)

1. ユニットケースと、
   前記ユニットケースに支持され、互いに平行に延びる第１軸および第２軸と、
   前記第１軸に相対回転可能に支持された変速ギヤと、
   前記変速ギヤに対して前記第１軸の軸線方向の一方側に配置されたシンクロメッシュと、
   インナレースが前記第２軸の前記一方側の端部に外嵌され、アウタレースが前記ユニットケースに支持されるベアリングとを含み、
   前記シンクロメッシュは、係合位置と前記係合位置に対して前記一方側に設定された解除位置とに移動可能に設けられ、前記係合位置で前記変速ギヤと係合し、前記解除位置で前記変速ギヤとの係合が解除されるスリーブを備えており、
   前記スリーブは、前記一方側の外周端部に、前記一方側ほど前記第１軸の軸線に近づくように傾斜した傾斜面が形成されており、
   前記傾斜面は、前記スリーブが前記解除位置に配置された状態において、前記ベアリングと前記スリーブの回転径方向に対向し、前記スリーブの回転軸線方向に前記ベアリングとオーバラップする、変速機。
2. 前記ユニットケースは、前記第２軸の前記一方側の端面と対向する対向壁部と、前記第２軸の前記一方側の端部をその周面と間隔を空けて取り囲む周壁部とを有し、
   前記対向壁部には、前記ユニットケースの内外を連通するサービスホールが形成されている、請求項１に記載の変速機。

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