JPH05164201A

JPH05164201A - 変速機の変速ギヤ構造

Info

Publication number: JPH05164201A
Application number: JP3354575A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nakao; 章裕中尾
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-06-29

Abstract

(57)【要約】【目的】出力軸に働くスラスト力を常時安定化させ、ギ
ヤノイズの発生を防止するとともに、燃費向上も実現で
きる変速機の変速ギヤ構造を提供すること。【構成】平行な入力軸３と出力軸４とを備えるととも
に、出力軸４上にヘリカルギヤよりなる複数の変速ギヤ
１６，１７，２１，２２，２３とファイナルギヤ１５と
が設けられている。第４速ギヤ２２および第５速ギヤ２
３の歯面捩れ方向はファイナルギヤ１５の歯面捩れ方向
と逆向きである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変速機の変速ギヤ構造、
特にＦＦ車用の変速機に適した変速ギヤ構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＦＦ車の手動変速機として、平行
な入力軸および出力軸を備えるとともに、出力軸上に入
力軸の変速ギヤに噛み合う複数の変速ギヤと、ディファ
レンシャル装置のリングギヤに噛み合うファイナルギヤ
とを備え、上記変速ギヤおよびファイナルギヤがヘリカ
ルギヤで構成された変速機が知られている（例えば実開
昭５９−９２２４６号公報参照）。ヘリカルギヤは平歯
車と異なり、噛み合いが歯の傾斜面に沿って連続的に行
われるため、滑らかな回転伝達を得ることができるとい
う特徴がある。その反面、動力伝達中、軸方向へのスラ
スト荷重を受けるため、このスラスト荷重に対する対策
が必要となる。例えば前進５速の変速段を有する手動変
速機の場合、図１に示すように出力軸３０にはディファ
レンシャル装置のリングギヤ３７に噛み合うファイナル
ギヤ３１と、入力軸の変速ギヤ３８〜４２に噛み合う第
１速〜第５速の変速ギヤ３２〜３６とが設けられてい
る。上記ファイナルギヤ３１と第１速〜第５速の変速ギ
ヤ３２〜３６は捩れ方向が同一方向のヘリカルギヤで構
成されており、そのため、ファイナルギヤ３１はリング
ギヤ３７から一方向（図では左方向）へのスラスト荷重
Ｆ₀を受け、第１速〜第５速の変速ギヤ３２〜３６は入
力軸の変速ギヤ３８〜４２から逆方向（図では右方向）
へのスラスト荷重Ｆ₁〜Ｆ₅を受ける。つまり、ファイ
ナルギヤに働くスラスト荷重Ｆ₀と変速ギヤに働くスラ
スト荷重Ｆ₁〜Ｆ₅とが互いに相殺するように設定さ
れ、出力軸３０を支持するベアリング４３，４４のスラ
スト負荷を軽減している。出力軸３０に作用するスラス
ト荷重Ｆ₀，Ｆ₁〜Ｆ₅は、ギヤの大きさや捩れ角の大
きさにもよるが、一般的に図２のような関係に設定され
ている。即ち、第１速〜第３速まではファイナルギヤに
働くスラスト荷重Ｆ₀が変速ギヤに働くスラスト荷重Ｆ
₁〜Ｆ₃に比べて相対的に大きいので、出力軸３０は左
方向へ押され、第４速でほぼ釣合い状態となり、第５速
では出力軸３０は右方向へ押される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、第４速状
態で変速ギヤ３５に働くスラスト荷重とファイナルギヤ
３１に働くスラスト荷重とが釣り合うと、出力軸３０に
働くスラスト力がほぼ０となるため、出力軸３０が不安
定になり、ギヤノイズが悪化するという問題がある。そ
の対策として、出力軸の両端部を支持するベアリング４
３，４４としてテーパベアリングを用い、軸方向のガタ
を無くして出力軸３０を安定させる方法も採られている
（実開昭５９−７５９５６号公報参照）。しかし、テー
パベアリングは通常のラジアルベアリングに比べて回転
抵抗が大きく、燃費を悪化させるだけでなく、高価であ
るという欠点がある。また、第４速で出力軸３０の不安
定領域が存在するため、ディファレンシャル装置のリン
グギヤ３７とファイナルギヤ３１とが歯面分離を起こ
し、リングギヤ３７がスラスト方向に振動してギヤノイ
ズが発生する問題もあった。そこで、本発明の目的は、
出力軸に働くスラスト力を常時安定化させ、ギヤノイズ
の発生を防止するとともに、燃費向上も実現できる変速
機の変速ギヤ構造を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ファイナルギヤに働くスラスト荷重とほ
ぼ同等なスラスト荷重が働く出力軸上の高速比側変速ギ
ヤの歯面捩れ方向を、ファイナルギヤの歯面捩れ方向と
逆向きとしたものである。

【０００５】

【作用】例えば前進５速の変速段を有し、第４速でファ
イナルギヤのスラスト力と変速ギヤのスラスト力とがほ
ぼ同等となる変速機を例にして説明すると、本発明では
少なくとも第４速の変速ギヤの捩れ方向をファイナルギ
ヤの捩れ方向と逆向きとしてある。第１速〜第３速まで
はファイナルギヤと変速ギヤの捩れ方向が同方向である
ので、そのスラスト力が打ち消し合い、出力軸を支持す
るベアリングの負担が軽減される。また、第４速ではフ
ァイナルギヤのスラスト力と変速ギヤのスラスト力とが
同方向になるので、出力軸のスラスト力が零にならず、
出力軸は安定化する。第５速の変速ギヤの捩れ方向は何
れの方向でもよいが、第４速の変速ギヤと同一方向にす
れば、第４速から第５速へ変速される時点でスラスト力
の方向が変化しないので望ましい。上記のように第４速
における変速ギヤとファイナルギヤのスラスト力を同一
方向とすれば、それだけベアリングの負担が増大する
が、第４速のような高速段では変速ギヤの伝達トルクが
低速段に比べて低いので、ベアリングにかかるスラスト
荷重はさほど大きくなく、通常のラジアルベアリングで
出力軸のスラスト力を受けることができる。

【０００６】

【実施例】図３は本発明が適用される前進５速（第５速
はオーバードライブ）の変速段を有するＦＦ車の横置き
式変速機の一例を示す。変速機ケース１，２の内部には
入力軸３と出力軸４とが平行に配置されている。入力軸
３はエンジンによりクラッチを介して駆動されるもので
あり、両端部がボールベアリング５，６によって回転自
在に支持されている。入力軸３の始端側（左側）には第
１速ギヤ７，後退駆動ギヤ８，第２速ギヤ９が順に一体
形成され、第２速ギヤ９の後側には第３速ギヤ１０と第
４速ギヤ１１とが３−４速切換用同期装置１２を間にし
て回転自在に支持されている。第３速，第４速ギヤ１
０，１１は同期装置１２によって入力軸３に対して選択
的に連結される。さらに、ボールベアリング６を間にし
て第４速ギヤ１１の後側には第５速ギヤ１３が回転自在
に支持され、このギヤ１３は５速切換用同期装置１４に
よって選択的に入力軸３に連結される。

【０００７】出力軸４の始端側にはファイナルギヤ１５
が一体に形成されており、このファイナルギヤ１５と隣
接して、第１速ギヤ１６と第２速ギヤ１７とが１−２速
切換用同期装置１８を間にして回転自在に支持されてい
る。第１速ギヤ１６は入力軸３の第１速ギヤ７と、第２
速ギヤ１７は入力軸３の第２速ギヤ９と夫々噛み合って
いる。１−２速切換用同期装置１８のスリーブには後退
従動ギヤ１９が一体に設けられており、このギヤ１９は
変速機ケース１，２に回転自在にかつ軸方向に摺動可能
に支持された後退アイドラギヤ２０と噛み合い可能であ
る。このアイドラギヤ２０は入力軸３上の後退駆動ギヤ
８とも同時に噛み合う。第２速ギヤ１７の後側には、入
力軸３の第３速ギヤ１０，第４速ギヤ１１および第５速
ギヤ１３と夫々噛み合う第３速ギヤ２１，第４速ギヤ２
２および第５速ギヤ２３が出力軸４上に固定されてい
る。上記ファイナルギヤ１５はディファレンシャル装置
２４のリングギヤ２５と噛み合い、駆動力を左右の車軸
（図示せず）へ分配している。出力軸４の両端部はラジ
アルベアリング２６，２７で回転自在に支持されてい
る。このうち、ファイナルギヤ１５側のベアリング２６
は担持荷重が大きいためローラベアリングで構成され、
後端側のベアリング２７は通常のボールベアリングで構
成されている。

【０００８】上記変速ギヤ７，９，１０，１１，１３お
よび１６，１７，２１，２２，２３、ファイナルギヤ１
５、およびリングギヤ２５はヘリカルギヤで構成されて
おり、それらの捩れ方向は図３の方向に設定されてい
る。出力軸４上のギヤについて説明すると、第１速〜第
３速ギヤ１６，１７，２１の捩れ方向はファイナルギヤ
１５と同一であるが、第４速，第５速ギヤ２２，２３の
捩れ方向はファイナルギヤ１５と逆向きとなっている。
なお、後退ギヤ８，１９，２０はヘリカルギヤではな
く、スプライン歯である。

【０００９】ここで、上記構成の変速機の動作について
説明する。第１速時には１−２速切換用同期装置１８に
より第１速ギヤ１６を出力軸４に連結する。これによ
り、駆動力は入力軸３から第１速ギヤ７，１６、出力軸
４，ファイナルギヤ１５，ディファレンシャル装置２４
を介して車軸へ伝達される。このとき、第１速ギヤ１６
には入力軸３の第１速ギヤ７によるスラスト荷重Ｆ₁が
働き、ファイナルギヤ１５にはリングギヤ２５によるス
ラスト荷重Ｆ₀が働くが、これら荷重Ｆ₁，Ｆ₀は逆方
向のため互いに打ち消し合う。しかし、荷重Ｆ₀の方が
Ｆ₁より大きいので、出力軸４としてはエンジン側へ押
されることになる。同様に、第２速時には第２速ギヤ１
７に反エンジン方向のスラスト荷重Ｆ₂が、第３速時に
は第３速ギヤ２１に反エンジン方向のスラスト荷重Ｆ₃
が働くが、何れの時も荷重Ｆ₀の方が大きいので、出力
軸４としてはエンジン側へ押されることになる。第４速
になると、第４速ギヤ２２はその捩れ方向がファイナル
ギヤ１５と逆方向であるため、第４速ギヤ２２にはエン
ジン方向のスラスト荷重Ｆ₄、つまりファイナルギヤ１
５と同一方向のスラスト荷重が作用することになる。そ
のため、出力軸４は第１速〜第３速と同様にエンジン側
へ押される。第５速も第４速と同様であり、第５速ギヤ
２３にはファイナルギヤ１５と同一方向のスラスト荷重
Ｆ₅が作用し、出力軸４はエンジン側へ押される。

【００１０】図４は変速段が第１速〜第５速へ移行した
時、出力軸４に作用するスラスト荷重の変化の一例を示
したものである。つまり、第１速〜第５速までの全変速
段において出力軸４は常にエンジン方向に付勢されるた
め、出力軸４が安定し、ギヤノイズを低減できる。ま
た、従来では第４速時に出力軸４に殆どスラスト荷重が
作用しないのに対し、本発明では第４速時にも出力軸４
にスラスト荷重が作用し、出力軸４を支持しているベア
リング２６，２７にかかる負担が増大するが、第４速時
には第１速〜第３速に比べて伝達トルクが小さいので、
ベアリング２６，２７にかかるスラスト荷重はさほど大
きくなく、通常のラジアルベアリングで十分に対応でき
る。同様のことは、第５速時にもいえる。なお、図４の
スラスト荷重の大きさはギヤの大きさや捩れ角によって
異なる。

【００１１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、実施例では第４速と第５速の変速ギヤの
捩れ方向をファイナルギヤと逆向きとしたが、第４速の
変速ギヤのみを逆向きとし、第５速ギヤの捩れ方向をフ
ァイナルギヤと同一方向としてもよい。この場合には、
第５速時に出力軸に働くスラスト力が他の変速段と逆方
向になる。また、上記実施例ではファイナルギヤに働く
スラスト荷重をエンジン方向とし、第１速〜第３速ギヤ
に働くスラスト荷重を反エンジン方向としたが、これに
限定されるものではなく、これと逆向きであってもよ
い。本発明は前進５速の変速段を有する変速機に限ら
ず、前進４速の変速段を有する変速機にも同様に適用で
きる。この種の変速機の場合、第４速（変速比がほぼ
１）におけるスラスト荷重が釣り合うことが多いので、
第４速の変速ギヤの捩れ方向をファイナルギヤと逆向き
とすればよい。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ファイナルギヤに働くスラスト荷重とほぼ同等
なスラスト荷重が働く出力軸上の変速ギヤの歯面捩れ方
向を、ファイナルギヤの歯面捩れ方向と逆向きとしたの
で、出力軸に作用するスラスト力を常時安定化させるこ
とができ、変速ギヤの歯当りを安定化させてギヤノイズ
を低減できる。また、上記変速ギヤは高速比側ギヤであ
るから、ベアリングにかかる負荷は大きくならず、テー
パベアリングを使用せずに通常のラジアルベアリングで
十分に対応できる。そのため、燃費の悪化やコスト上昇
を招かない。さらに、出力軸に常時スラスト荷重が作用
することにより、ファイナルギヤとディファレンシャル
装置のリングギヤとの歯面分離を抑え、リングギヤの振
動に伴うギヤノイズも低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の変速機の構造を示す概略図である。

【図２】従来の出力軸に作用するスラスト荷重の特性図
である。

【図３】本発明にかかる変速機の一例の断面図である。

【図４】本発明の出力軸に作用するスラスト荷重の特性
図である。

【符号の説明】

３入力軸４出力軸１５ファイナルギヤ１６第１速ギヤ１７第２速ギヤ２１第３速ギヤ２２第４速ギヤ２３第５速ギヤ２４ディファレンシャル装置２５リングギヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行な入力軸および出力軸を備えるととも
に、出力軸上に入力軸の変速ギヤに噛み合う複数の変速
ギヤと、ディファレンシャル装置のリングギヤに噛み合
うファイナルギヤとを備え、上記変速ギヤおよびファイ
ナルギヤがヘリカルギヤで構成された変速機において、上記ファイナルギヤに働くスラスト荷重とほぼ同等なス
ラスト荷重が働く出力軸上の高速比側変速ギヤの歯面捩
れ方向を、ファイナルギヤの歯面捩れ方向と逆向きとし
たことを特徴とする変速機の変速ギヤ構造。