JP3781423B2 - 平行軸式変速機 - Google Patents

Description

本発明は、平行に配設された複数の回転軸上に互いに噛合し合うギヤを配置し、回転軸とギヤとの連結及び解除を行うことにより、回転軸間に形成される動力伝達経路を切り換えてギヤ比に応じた所望の変速比が得られるようにした平行軸式変速機に関する。

車両用自動変速機をはじめ種々の動力機械に用いられている平行軸式変速機は、少なくとも２本の回転軸が平行に配設されるとともに、これら回転軸上に互いに噛合し合うギヤを配置して構成されている。そして、ギヤと回転軸とを多板クラッチ等のクラッチ手段により連結し、或いはその解除を行うことにより、回転軸間に形成される動力伝達経路を切り換えて所要の変速比が得られるようになっている（下記の特許文献１参照）。

このような平行軸式変速機に用いられるギヤは、運動の伝達を円滑にし、かつ騒音を低減することのできるヘリカルギヤからなる場合が多い。しかし、このヘリカルギヤは歯の線と軸線とが斜交しており、相手方のヘリカルギヤと噛合する場合には、歯の線に対する直交方向に歯が押されて回転軸の軸方向に向く力、すなわちスラストが作用するため、回転軸上にはギヤの軸方向移動を阻止するためのストッパとして働く部材が必要となる。このストッパとしての部材は、一般には回転軸の外周面に形成されるフランジ部がその役目を果たすが、回転軸上に複数のギヤが並ぶ場合にはギヤ等の組み付け工程等も考慮する必要があることから、回転軸とは別部材であるリング状の部材（例えば、軸部材の外周部にスプラインにより嵌合取り付けされて軸方向の荷重を受けるスラストワッシャ）を回転軸上に固定し、これをストッパとして用いる場合もある。

また、２つのギヤが回転軸上に隣接して配設される場合には、両ギヤのボス部の対向し合う端面間、及び両ボス部の反対側の端面とストッパ（フランジ部或いはリング状部材）との間にスラストベアリングを介装するレイアウトが考えられる。このようなレイアウトでは、両ギヤのボス部の間に回転軸上に固定されたストッパ（すなわち軸部材の一部として形成されたフランジ部）を有する構成よりも組付けがし易いという利点がある。
特開２０００−２２０７００号公報

しかしながら、上記レイアウトを有する構成では、発生したスラストがギヤをストッパ（フランジ部又はリング状部材）に押し付ける方向に作用する場合には、そのスラストにより付勢されたギヤはスラストベアリングを介して直接ストッパにより支持される（移動が阻止される）が、これとは反対方向のスラストがギヤに作用した場合には、そのギヤは隣接する他方のギヤとともに、その他方のギヤの外側に位置するストッパにより支持されることになる。前者の場合、スラストが作用したギヤと回転軸とはクラッチ手段により連結されており両者は一体となって回転するため、ストッパに押し付けられて圧縮力を受けているスラストベアリングはこれら両者に対して静止した状態を保持するが、後者の場合には、スラストを受けていないギヤと回転軸とは連結されていないため、スラストを受けていないギヤと回転軸との間、及びスラストを受けていないギヤとスラストを受けているギヤとの間にはそれぞれ相対回転が生じ、これら３部材の間に位置する２つのスラストベアリングはともに圧縮力を受けつつ回転することになる。スラストベアリングがこのように回転しつつ圧縮荷重を受ける状況で使用されるとベアリング本来の耐久性は急速に低下し、変速機のメンテナンスに要する時間及び費用が増大するので、結果的にはコスト高となってしまう。また、両端のストッパ間においてギヤの支持に関わる部品及びスラストによるギヤの移動の阻止に関わる部品の点数が多くなるのでガタが大きくなり、不快な振動音が発生してしまうという問題が生じる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、回転軸とギヤとの間のガタが少なく不快な振動音を低減できるとともに、メンテナンスに起因するコスト高を抑えることができ、組み付けも容易で生産性にも優れた構成の平行軸式変速機を提供することを目的としている。

本発明に係る平行軸式変速機は、互いに平行に配設された第１回転軸（例えば、実施形態における中間軸２０）及び第２回転軸（例えば、実施形態における出力軸４０）と、第１回転軸の外周部にボス部を貫装させて空転自在に設けられた第１回転軸第１ギヤ（例えば、実施形態における２速駆動ギヤＧ２Ｖ）及び第１回転軸第２ギヤ（例えば、実施形態における１速駆動ギヤＧ１Ｖ）と、第２回転軸上に設けられて第１回転軸第１ギヤと噛合した第２回転軸第１ギヤ（例えば、実施形態における２速従動ギヤＧ２Ｎ）及び第１回転軸第２ギヤと噛合した第２回転軸第２ギヤ（例えば、実施形態における１速従動ギヤＧ１Ｎ）と、第１回転軸第１ギヤと第１回転軸との連結及びその解除を行う第１クラッチ手段（例えば、実施形態における２速クラッチＣＴ２）と、第１回転軸第２ギヤと第１回転軸との連結及びその解除を行う第２クラッチ手段（例えば、実施形態における１速クラッチＣＴ１）とを有し、第１クラッチ手段により第１回転軸第１ギヤを第１回転軸に連結し、或いは第２クラッチ手段により第１回転軸第２ギヤを第１回転軸に連結することにより、第１回転軸と第２回転軸との間の動力伝達が行われるように構成した平行軸式変速機において、第１回転軸は軸方向一の側から他の側にかけて大径部及びこの大径部よりも小さい外径を有する小径部を備えるとともに、大径部における上記軸方向一の側には大径部よりも大きい外径を有する部分（例えば、実施形態におけるフランジ部２３）との境界を形成する第１の段差面及び大径部と小径部との間の境界を形成する第２の段差面を備えており、第１回転軸第１ギヤのボス部は大径部に貫装されて上記軸方向一の側の端面が第１の段差面との間に設けられた第１のスラストベアリング（例えば、実施形態におけるスラストベアリングＴＢ２１）により支持されるとともに、上記軸方向他の側の端面が大径部上に取り付けられた第１のリング状部材（例えば、実施形態におけるスラストワッシャＴＷ２）との間に設けられた第２のスラストベアリング（例えば、実施形態におけるスラストベアリングＴＢ２２）により支持されており、第１回転軸第２ギヤのボス部は小径部に貫装されて上記軸方向一の側の端面が第２の段差面との間に設けられた第３のスラストベアリング（例えば、実施形態におけるスラストベアリングＴＢ１１）により支持されるとともに、上記軸方向他の側の端面が小径部上に取り付けられた第２のリング状部材（例えば、実施形態におけるスラストワッシャＴＷ１）との間に設けられた第４のスラストベアリング（例えば、実施形態におけるスラストベアリングＴＢ１２）により支持されている。

ここで、上記本発明に係る平行軸式変速機においては、第１のスラストベアリング及び第２のスラストベアリングの少なくとも一方が第１回転軸第１ギヤの半径方向内方の領域内に設けられ、或いは第３のスラストベアリング及び第４のスラストベアリングの少なくとも一方が第１回転軸第２ギヤの半径方向内方の領域内に設けられていることが好ましい。更に、第１回転軸第２ギヤは第１回転軸第１ギヤよりも低速側のギヤからなることが好ましい。

本発明に係る平行軸式変速機では、加速運転時に第１回転軸第１ギヤ又は第１回転軸第２ギヤに発生する大きなスラスト（これを順方向のスラストとする）を、第１の段差面若しくは第２の段差面により受けることができる。このように大きなスラストが第１回転軸により直受けされるので、従来に比して回転軸とギヤとの間のガタが少なくなり、不快な振動音の発生を低減することができる。一方、減速運転時に発生する逆方向のスラストは、第１回転軸による直受けされるのではなく、第１回転軸に取り付けられた第１のリング状部材若しくは第２のリング状部材を介して第１回転軸により受け止められることとなるが、この減速運転時に発生する逆方向のスラストは加速運転時に発生する順方向のスラストよりも遥かに小さいので、第１回転軸に取り付けたリング状部材を介して受けても振動の問題は生じない。また、各スラストベアリングは、回転する（ベアリングとして機能する）ときにはスラストを受けず、スラストを受けるときには回転することがないので、圧縮荷重を受けつつ回転する状況下で使用されることはなく、従来のように耐久性が低下することはない。よって、メンテナンスに要するコストが増大することもない。更に、このような構成では、第１回転軸第１ギヤ及び第１回転軸第２ギヤの第１回転軸への組み付けは極めて容易である。具体的には、第１回転軸の大径部に第１のスラストベアリング、第１回転軸第１ギヤ、第２のスラストベアリング、第１のリング状部材をこの順で取り付けた後、小径部に第３のスラストベアリング、第１回転軸第２ギヤ、第４のスラストベアリング、第２のリング状部材をこの順で取り付ければよい。

また、この平行軸式変速機において、第１のスラストベアリング及び第２のスラストベアリングの少なくとも一方が第１回転軸第１ギヤの半径方向内方の領域内に位置して設けられ、第３のスラストベアリング及び第４のスラストベアリングの少なくとも一方が第１回転軸第２ギヤの半径方向内方の領域内に位置して設けられているのであれば、これらスラストベアリングがギヤの軸方向（第１回転軸の軸方向）寸法よりも外方にはみ出して設けられる構成に比し、変速機全体の軸方向寸法の短縮化を図ることができる。また、第１回転軸第２ギヤは第１回転軸第１ギヤよりも低速側のギヤであることが好ましく、このような構成であれば、回転数が大きくなりがちな低速側のギヤのボス部を支持する第３スラストベアリング及び第４スラストベアリングを小型化することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明に係る平行軸式変速機が適用された車両用自動変速機（以下、単に変速機と称する）１の構成を示すスケルトン図であり、図１はこの変速機１における要部（図２中に示す領域Ｉ）の拡大図である。変速機１は、互いに平行に延びて設けられた入力軸１０、連結アイドル軸３０、中間軸２０、出力軸４０及び後進アイドル軸５０を有してディファレンシャル機構６０とともに変速機ケース３内に収容されており、エンジンＥＧの回転速度やトルクを変換し、エンジンＥＧの回転動力をディファレンシャル機構６０経由で左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達する構成を有している。

入力軸１０はベアリングＢ１ａ，Ｂ１ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、エンジンＥＧのクランクシャフトＣＳにカップリング機構ＣＰを介して連結されている。入力軸１０上にはエンジンＥＧ側（図２では紙面右側）から順に５速駆動ギヤＧ５Ｖ、５速クラッチＣＴ５、４速クラッチＣＴ４、４速駆動ギヤＧ４Ｖ、後進駆動ギヤＧＲＶ、連結駆動ギヤＧＣＶが設けられている。ここで、５速駆動ギヤＧ５Ｖ、４速駆動ギヤＧ４Ｖ及びこれと一体に形成された後進駆動ギヤＧＲＶはいずれも入力軸１０に対して空転自在（相対回転自在）に設けられており、連結駆動ギヤＧＣＶは入力軸１０に対して固定して（相対回転不能に）設けられている。５速クラッチＣＴ５は５速駆動ギヤＧ５Ｖと入力軸１０との連結及びその解除を行う装置であり、４速クラッチＣＴ４は４速駆動ギヤＧ４Ｖと入力軸１０との連結及びその解除を行う装置である。これら両クラッチＣＴ５，ＣＴ４は一般に知られた油圧作動ピストン形の摩擦式多板クラッチ装置であるため、その構成の説明は省略する。

中間軸２０はベアリングＢ２ａ，Ｂ２ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上にはエンジンＥＧ側（図２の紙面右側）から順に１速クラッチＣＴ１、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、２速駆動ギヤＧ２Ｖ、２速クラッチＣＴ２、３速クラッチＣＴ３、３速駆動ギヤＧ３Ｖ、連結従動ギヤＧＣＮが設けられている。ここで、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、２速駆動ギヤＧ２Ｖ、３速駆動ギヤＧ３Ｖはいずれも中間軸２０に対して空転自在に設けられており、連結従動ギヤＧＣＮは中間軸２０に対して固定して設けられている。１速クラッチＣＴ１は１速駆動ギヤＧ１Ｖと中間軸２０との連結及びその解除を行う装置であり、２速クラッチＣＴ２は２速駆動ギヤＧ２Ｖと中間軸２０との連結及びその解除を行う装置である。また、３速クラッチＣＴ３は３速駆動ギヤＧ３Ｖと中間軸２０との連結及びその解除を行う装置である。これら３つのクラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３も上記５速クラッチＣＴ５、４速クラッＣＴ４と同様、一般に知られた油圧作動ピストン形の摩擦式多板クラッチ装置であるため、その構成の説明は省略する。

連結アイドル軸３０はベアリングＢ３ａ，Ｂ３ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上にはエンジンＥＧ側（図２の紙面右側）から順に連結第２アイドルギヤＧＣ２、連結第１アイドルギヤＧＣ１が設けられている。これら連結第１アイドルギヤＧＣ１及び第２アイドルギヤＧＣ２はいずれも連結アイドル軸３０に対して固定して設けられており、連結第１アイドルギヤＧＣ１は入力軸１０上に設けられた連結駆動ギヤＧＣＶと常時噛合し、連結第２アイドルギヤＧＣ２は中間軸２０上に設けられた連結従動ギヤＧＣＮと常時噛合している。

出力軸４０はベアリングＢ４ａ，Ｂ４ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上にはエンジンＥＧ側（図２の紙面右側）から順にディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶ、１速従動ギヤＧ１Ｎ、２速従動ギヤＧ２Ｎ、５速従動ギヤＧ５Ｎ、３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ、選択式クラッチＣＴＤ、後進従動ギヤＧＲＮが設けられている。ここで、ディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶ、１速従動ギヤＧ１Ｎ、２速従動ギヤＧ２Ｎ、５速従動ギヤＧ５Ｎはいずれも出力軸４０に対して固定して設けられており、３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ及び後進従動ギヤＧＲＮはいずれも出力軸４０に対して空転自在に設けられている。ディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶはディファレンシャル機構６０を駆動するディファレンシャル従動ギヤＧＦＮと常時噛合しており、１速従動ギヤＧ１Ｎは中間軸２０上に設けられた１速駆動ギヤＧ１Ｖと常時噛合している（図２中に示すディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶとディファレンシャル従動ギヤＧＦＮとの間の破線は、これら両ギヤＧＦＶ，ＧＦＮが噛合していることを表す）。また、２速従動ギヤＧ２Ｎは中間軸２０上に設けられた２速駆動ギヤＧ２Ｖと常時噛合しており、３−４速従動ギヤＧ３４Ｎは入力軸１０上に設けられた４速駆動ギヤＧ４Ｖ及び中間軸２０上に設けられた３速駆動ギヤＧ３Ｖの双方と常時噛合している。

選択式クラッチＣＴＤは出力軸４０上を軸方向に摺動移動自在に設けられており、この選択式クラッチＣＴＤと一体に形成されたセレクタＳＬを図示しない油圧機構により出力軸４０の軸方向に移動させることにより、図示しないドグ歯を３−４速従動ギヤＧ３４Ｎの側部又は後進従動ギヤＧＲＮの側部に係止させることにより、３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ及び後進従動ギヤＧＲＮのいずれか一方を出力軸４０に連結させることができるようになっている。すなわち、選択式クラッチＣＴＤのセレクタＳＬを３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ側（図２で紙面右方）に移動させているときには、３−４速従動ギヤＧ３４Ｎが出力軸４０に連結され、セレクタＳＬを後進従動ギヤＧＲＮ側（図２では紙面左方）に移動させているときには、後進従動ギヤＧＲＮが出力軸４０に連結される。

後進アイドル軸５０はベアリングＢ５ａ，Ｂ５ｂにより軸まわり回転自在に支持されており、その軸上には後進アイドルギヤＧＲＩが固定して設けられている。この後進アイドルギヤＧＲＩは入力軸１０上に設けられた後進駆動ギヤＧＲＶ及び出力軸４０上に設けられた後進従動ギヤＧＲＮの双方と常時噛合している。

ここで、上記各ギヤは運動の伝達円滑にし、かつ騒音を低減する目的により、ヘリカルギヤから構成されている。また、このため各ギヤの歯面には軸方向（図２の紙面左右方向）に向く力、すなわちスラストが発生するが、その方向は、変速機１の加速運転時（車両の加速走行時）、入力ギヤ１０上の各ギヤ及び中間軸２０上の各ギヤについては図２の左方に向く向き、出力軸４０上の各ギヤについては図２の右方に向く向きとなるように各ギヤの歯線の方向が設定されている（変速機１の減速運転時には、スラストは上記方向とは逆方向に作用する）。

ディファレンシャル機構６０は、ディファレンシャルケース６１の内部に２つのディファレンシャルピニオン（ともにベベルギヤ）６２ａ，６２ａ及び２つのサイドギヤ（ともにベベルギヤ）６２ｂ，６２ｂからなる差動機構６３が収容された構成となっており、サイドギヤ６２ｂ，６２ｂには左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲが固定されている。これら左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲの中心軸は出力軸４０と平行に配置されており、ディファレンシャルケース６１はこれら左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲの中心軸を回転軸として回転できるようにベアリングＢ６ａ，Ｂ６ｂにより支持されている。また、左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲの端部には左右の駆動輪（車両の前輪）ＷＬ，ＷＲが取り付けられている。ディファレンシャルケース６１に固定されたディファレンシャル従動ギヤＧＦＮは前述のディファレンシャル駆動ギヤＧＦＶと常時噛合しており、出力軸４０の回転に伴ってディファレンシャルケース６１全体が左右のアクスルシャフトＡＳＬ，ＡＳＲまわりに回転する構成となっている。

次に、図２に図３を加えて変速機１における変速状態及びこれにより形成される動力伝達経路について説明する。図３は変速機１における第１〜第５速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５及び選択式クラッチＣＴＤの各作動状態と変速状態との対応関係を示す表であり、第１〜第５速クラッチＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５の欄中に示す「オン」は、対応するギヤと軸（入力軸１０又は中間軸２０）とを連結させている状態を意味し、欄中に示す「オフ」は、対応するギヤと軸（入力軸１０又は中間軸２０）とを連結させていない状態を意味する。なお、表中に示す矢印「↓」は、直上の欄に記載されたものと同一内容であることを意味する。

エンジンＥＧの回転動力はクランクシャフトＣＳ及びカップリング機構ＣＰを介して変速機１の入力軸１０に入力され、更に連結駆動ギヤＧＣＶ、連結第１アイドルギヤＧＣ１、連結アイドル軸３０、連結第２アイドルギヤＧＣ２及び連結従動ギヤＧＣＮを介して中間軸２０に伝達される。これにより中間軸２０は入力軸１０とともに、入力軸１０と同一の方向に回転することになる。ここで、１速クラッチＣＴ１、２速クラッチＣＴ２、３速クラッチＣＴ３、４速クラッチＣＴ４及び５速クラッチＣＴ５のいずれもがオフであるときには、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、２速駆動ギヤＧ２Ｖ、３速駆動ギヤＧ３Ｖのいずれもが中間軸２０と非連結状態となっており、かつ４速駆動ギヤＧ４Ｖ及び５速駆動ギヤＧ５Ｖがともに入力軸１０と非連結状態となっているので、エンジンＥＧの回転動力は出力軸４０に伝達されず、変速機１はニュートラル（中立）状態となる。なお、このニュートラル状態では、選択式クラッチＣＴＤのセレクタＳＬは３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ側に位置される（これにより３−４速従動ギヤＧ３４Ｎが出力軸４０に連結され、後進従動ギヤＧＲＮは出力軸４０と非連結となる）。

変速機１を上記ニュートラルの状態から前進１速状態にするには、１速クラッチＣＴ１を「オフ」から「オン」にする。これにより１速駆動ギヤＧ１Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→連結駆動ギヤＧＣＶ→連結第１アイドルギヤＧＣ１→連結アイドル軸３０→連結第２アイドルギヤＧＣ２→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→１速クラッチＣＴ１→１速駆動ギヤＧ１Ｖ→１速従動ギヤＧ１Ｎ→出力軸４０と伝達され、変速機１は前進１速状態となる。

変速機１を上記前進１速状態から前進２速状態にするには、１速クラッチＣＴ１を「オン」から「オフ」にするとともに、２速クラッチＣＴ２を「オフ」から「オン」にする。これにより、１速駆動ギヤＧ１Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、２速駆動ギヤＧ２Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→連結駆動ギヤＧＣＶ→連結第１アイドルギヤＧＣ１→連結アイドル軸３０→連結第２アイドルギヤＧＣ２→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→２速クラッチＣＴ２→２速駆動ギヤＧ２Ｖ→２速従動ギヤＧ２Ｎ→出力軸４０と伝達され、変速機１は前進２速状態となる。

変速機１を上記前進２速状態から前進３速状態にするには、２速クラッチＣＴ２を「オン」から「オフ」にするとともに、３速クラッチＣＴ３を「オフ」から「オン」にする。これにより、２速駆動ギヤＧ２Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、３速駆動ギヤＧ３Ｖと中間軸２０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→連結駆動ギヤＧＣＶ→連結第１アイドルギヤＧＣ１→連結アイドル軸３０→連結第２アイドルギヤＧＣ２→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→３速クラッチＣＴ３→３速駆動ギヤＧ３Ｖ→３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ→選択式クラッチＣＴＤ→出力軸４０と伝達され、変速機１は前進３速状態となる。

変速機１を上記前進３速状態から前進４速状態にするには、３速クラッチＣＴ３を「オン」から「オフ」にするとともに、４速クラッチＣＴ４を「オフ」から「オン」にする。これにより、３速駆動ギヤＧ３Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、４速駆動ギヤＧ４Ｖと入力軸１０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→４速クラッチＣＴ４→４速駆動ギヤＧ４Ｖ→３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ→選択式クラッチＣＴＤ→出力軸４０と伝達され、変速機１は前進４速状態となる。

変速機１を上記前進４速状態から前進５速状態にするには、４速クラッチＣＴ４を「オン」から「オフ」にするとともに、５速クラッチＣＴ５を「オフ」から「オン」にする。これにより、４速駆動ギヤＧ４Ｖと入力軸１０との連結が解除されるとともに、５速駆動ギヤＧ５Ｖと入力軸１０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→５速クラッチＣＴ５→５速駆動ギヤＧ５Ｖ→５速従動ギヤＧ５Ｎ→出力軸４０と伝達され、変速機１は前進５速状態となる。

また、変速機１を上記ニュートラルの状態から後進１速状態にするには、３速クラッチＣＴ３を「オフ」から「オン」にするとともに、選択式クラッチＣＴＤのセレクタＳＬを３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ側から後進従動ギヤＧＲＮ側に移動させる。これにより３速駆動ギヤＧ３Ｖと中間軸２０とが連結され、かつ後進従動ギヤＧＲＮと出力軸４０とが連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→連結駆動ギヤＧＣＶ→連結第１アイドルギヤＧＣ１→連結アイドル軸３０→連結第２アイドルギヤＧＣ２→連結従動ギヤＧＣＮ→中間軸２０→３速クラッチＣＴ３→３速駆動ギヤＧ３Ｖ→３−４速従動ギヤＧ３４Ｎ（出力軸４０上を空転）→４速駆動ギヤＧ４Ｖ（入力軸１０上を空転）→後進駆動ギヤＧＲＶ（入力軸１０上を空転）→後進アイドルギヤＧＲＩ→後進従動ギヤＧＲＮ→選択式クラッチＣＴＤ→出力軸４０と伝達され、変速機１は後進１速状態となる。

変速機１を上記後進１速状態から後進２速状態にするには、３速クラッチＣＴ３を「オン」から「オフ」にするとともに、４速クラッチＣＴ４を「オフ」から「オン」にする。これにより、３速駆動ギヤＧ３Ｖと中間軸２０との連結が解除されるとともに、４速駆動ギヤＧ４Ｖと一体に形成された後進駆動ギヤＧＲＶが入力軸１０と連結されるので、エンジンＥＧの動力は入力軸１０→４速クラッチＣＴ４→後進駆動ギヤＧＲＶ→後進アイドルギヤＧＲＩ→後進従動ギヤＧＲＮ→選択式クラッチＣＴＤ→出力軸４０と伝達され、変速機１は後進２速状態となる。

ところで、図１に示すように、上記変速機１の中間軸２０は軸方向左側から右側にかけて外径ｒ１を有する大径部２１と、この大径部２１よりも小さい外径ｒ２を有する小径部２２とを備えた構成となっている。そして、大径部２１における軸方向左側には大径部２１よりも大きい外径ｒ３を有するフランジ部２３が設けられており、このフランジ部２３と大径部２１との間にはこれらの境界を形成する第１の段差面２４が、また大径部２１と小径部２２との間にはこれらの境界を形成する第２の段差面２５がそれぞれ設けられている。

２速駆動ギヤＧ２Ｖのボス部ＢＳ２は大径部２２に貫装されており、その内周面は大径部２１の外周面との間に設けられたラジアルベアリング（ニードルベアリング）ＲＢ２により支持されている。また、この２速駆動ギヤＧ２Ｖのボス部ＢＳ２は、左側の端面が上記第１の段差面２４との間に設けられたスラストベアリング（ニードルベアリング）ＴＢ２１により支持されており、右側の端面は大径部２１上に取り付けられたリング状部材（スラストワッシャＴＷ２）との間に設けられたスラストベアリング（ニードルベアリング）ＴＢ２２により支持されている。ここで、上記スラストワッシャＴＷ２の内周面は大径部２１の外周部にスプライン嵌合するようになっており、コッタＣＴ２及びスナップリングＳＲにより大径部２１上に固定される構成となっている。

また、１速駆動ギヤＧ１Ｖのボス部ＢＳ１は小径部２２に貫装されており、その内周面は小径部２２の外周面との間に設けられたラジアルベアリング（ニードルベアリング）ＲＢ１により支持されている。また、この１速駆動ギヤＧ１Ｖのボス部ＢＳ１は、左側の端面が上記第２の段差面２５との間に設けられたスラストベアリング（ニードルベアリング）ＴＢ１１により支持されており、右側の端面は小径部２２上に取り付けられたリング状部材（スラストワッシャＴＷ１）との間に設けられたスラストベアリング（ニードルベアリング）ＴＢ１２により支持されている。ここで、上記スラストワッシャＴＷ１の内周面は小径部２２の外周部にスプライン嵌合するようになっており、１速クラッチＣＴ１を構成し、中間軸２０に固定されるクラッチプレートホルダＣＰＨのボス部ＢＳ３により小径部２２上に固定される構成となっている。

このように本変速機１では、同一の回転軸（中間軸２０）上にそれぞれのボス部を貫装させて２つのギヤ（２速駆動ギヤＧ２Ｖ及び１速駆動ギヤＧ１Ｖ）が設けられるとともに、それぞれ対応するギヤ（出力軸４０上に設けられた２速従動ギヤＧ２Ｎ及び１速従動ギヤＧ１Ｎ）と噛合した構成となっている。これらのギヤは前述のようにヘリカルギヤであることから、ギヤの回転時に生ずるスラストにより軸方向（中間軸２０の延びる方向）へ移動しようとするが、その移動は、第２駆動ギヤＧ２ＶについてはスラストベアリングＴＢ２１を介して第１の段差面２４により、或いはスラストベアリングＴＢ２２を介してスラストワッシャＴＷ２により阻止される。また、第１駆動ギヤＧ１ＶについてはスラストベアリングＴＢ１１を介して第２の段差面２５により、或いはスラストベアリングＴＢ１２を介してスラストワッシャＴＷ１により阻止される。

本実施形態において示す変速機１では、加速運転時（車両の加速走行時）において１速駆動ギヤＧ１Ｖ及び２速駆動ギヤＧ２Ｖに作用する順方向のスラスト（このスラストは前述のように図１の紙面左方に向く）は、第１の段差面２４若しくは第２の段差面２５を介して中間軸２０により直受けされる。このため従来に比して回転軸とギヤとの間のガタが少なくなり、不快な振動音が低減される。一方、減速運転時（車両の減速走行時）において上記両ギヤＧ１Ｖ，Ｇ２Ｖに作用する逆方向のスラスト（このスラストは前述のように図１の紙面右方に向く）は、中間軸２０による直受けされるのではなく、中間軸２０に取り付けられたスラストワッシャＴＷ１若しくはスラストワッシャＴＷ２を介して中間軸２０により受け止められることとなるが、この減速運転時に発生する逆方向のスラストは加速運転時に発生する順方向のスラストよりも遥かに小さいので、中間軸２０に取り付けたスラストワッシャＴＷ１，ＴＷ２を介して受けても振動の問題は生じない。また、各スラストベアリングＴＢ１１，ＴＢ１２，ＴＢ２１，ＴＢ２２は、回転する（ベアリングとして機能する）ときにはスラストを受けず、スラストを受けるときには回転することがないので、圧縮荷重を受けつつ回転する状況下で使用されることはなく、従来のように耐久性が低下することはない。よって、メンテナンスに要するコストが増大することもない。

また、このような構成では、２速駆動ギヤＧ２Ｖと１速駆動ギヤＧ１Ｖ及び中間軸２０への組み付けは極めて容易である。具体的には、中間軸２０の大径部２１にスラストベアリングＴＢ２１及びラジアルベアリングＲＢ２、２速駆動ギヤＧ２Ｖ、スラストベアリングＴＢ２２、スラストワッシャＴＷ２をこの順で取り付けた後、小径部２２にスラストベアリングＴＢ１１、１速駆動ギヤＧ１Ｖ、ラジアルベアリングＲＢ２、スラストベアリングＴＢ１２、スラストワッシャＴＷ１をこの順で取り付ければよい。

また、この変速機１では、図１から分かるように、上記スラストベアリングＴＢ２２は２速駆動ギヤＧ２Ｖの半径方向内方の領域内に設けられるとともに、スラストベアリングＴＢ１１は１速駆動ギヤＧ１Ｖの半径方向内方の領域内に設けられており、これらスラストベアリングＴＢ２２，ＴＢ１１がギヤＧ２Ｖ，Ｇ１Ｖの軸方向外方にはみ出して設けられる構成に比して、軸方向寸法の短縮化が図られた構成となっている。なお、ギヤＧ１Ｖ，Ｇ２Ｖの配置によっては、これらとは反対側のスラストベアリングＴＢ２１，ＴＢ１２がギヤＧ２Ｖ，Ｇ１Ｖの半径方向内方の領域内に設けられるようにしてもよい。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、回転軸に貫装されてクラッチ手段によりその回転軸に連結される側のギヤが駆動側のギヤであり、これらギヤと噛合するギヤが従動側のギヤであったが、これとは逆に、回転軸に貫装されてクラッチ手段によりその回転軸に連結される側のギヤが従動側のギヤであり、これらギヤと噛合するギヤが駆動側のギヤであってもよい。また、上述の実施形態では、中間軸２０上にフランジ部２３を設け、このフランジ部２３との境界を形成する面を第１の段差面２４として用いていたが、この第１の段差面２４は、大径部２１の左方（図１における紙面左方）に大径部２１よりも大きい外径を有する部分との境界を形成する面であれば、必ずしもフランジ部２３の端面でなくてもよい（例えば、大径部２２よりも大きい外径を有する軸部の端面であってもよい）。

また、上述の実施形態では、回転軸（中間軸２０）の小径部に取り付けられたギヤ（１速駆動ギヤＧ１Ｖ）は大径部に取り付けられたギヤ（２速駆動ギヤＧ２Ｖ）よりも低速側のギヤであったが、これを逆にして、回転軸の大径部に取り付けられたギヤが小径部に取り付けられたギヤよりも低速側となるようにしてもよい。しかし、回転数が大きくなりがちな低速側のギヤのスラストを支持するスラストベアリングは遠心力による負荷を軽減する目的から小型化する必要があるため、上述の実施形態に示すように、高速側のギヤを回転軸の大径部に配置し、低速側のギヤを回転軸の小径部に配置することが好ましい。また、上述の実施形態では、本発明に係る平行軸式変速機が車両用に用いられる場合を例に示したが、これは一例であり、本発明に係る平行軸式変速機は、車両用に限らず種々の動力機械に用いることが可能である。

本発明に係る平行軸式変速機が適用された車両用自動変速機の要部拡大図である。 上記車両用自動変速機の構成を示すスケルトン図である。 上記車両用自動変速機における第１〜第５速クラッチ及び選択式クラッチの各作動状態と変速状態との対応関係を示す表である。

符号の説明

１ 車両用自動変速機（平行軸式変速機）
２０ 中間軸（第１回転軸）
２１ 大径部
２２ 小径部
２３ フランジ部（大径部よりも大きい外径を有する部分）
２４ 第１の段差面
２５ 第２の段差面
ＲＢ１ ラジアルベアリング
ＲＢ２ ラジアルベアリング
ＴＢ１１ スラストベアリング（第３のスラストベアリング）
ＴＢ１２ スラストベアリング（第４のスラストベアリング）
ＴＢ２１ スラストベアリング（第１のスラストベアリング）
ＴＢ２２ スラストベアリング（第２のスラストベアリング）
ＴＷ１ スラストワッシャ（第２のリング状部材）
ＴＷ２ スラストワッシャ（第１のリング状部材）
４０ 出力軸（第２回転軸）
Ｇ１Ｖ １速駆動ギヤ（第１回転軸第２ギヤ）
ＢＳ１ １速駆動ギヤのボス部
Ｇ２Ｖ ２速駆動ギヤ（第１回転軸第１ギヤ）
ＢＳ２ ２速駆動ギヤのボス部
Ｇ１Ｎ １速従動ギヤ（第２回転軸第２ギヤ）
Ｇ２Ｎ ２速従動ギヤ（第２回転軸第１ギヤ）
ＣＴ１ １速クラッチ（第２クラッチ手段）
ＣＴ２ ２速クラッチ（第１クラッチ手段）

Claims (3)

1. 互いに平行に配設された第１回転軸及び第２回転軸と、前記第１回転軸の外周部にボス部を貫装させて空転自在に設けられた第１回転軸第１ギヤ及び第１回転軸第２ギヤと、前記第２回転軸上に設けられて前記第１回転軸第１ギヤと噛合した第２回転軸第１ギヤ及び前記第１回転軸第２ギヤと噛合した第２回転軸第２ギヤと、前記第１回転軸第１ギヤと前記第１回転軸との連結及びその解除を行う第１クラッチ手段と、前記第１回転軸第２ギヤと前記第１回転軸との連結及びその解除を行う第２クラッチ手段とを有し、前記第１クラッチ手段により前記第１回転軸第１ギヤを前記第１回転軸に連結し、或いは前記第２クラッチ手段により前記第１回転軸第２ギヤを前記第１回転軸に連結することにより、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の動力伝達が行われるように構成した平行軸式変速機において、
   前記第１回転軸は軸方向一の側から他の側にかけて大径部及び前記大径部よりも小さい外径を有する小径部を備えるとともに、前記大径部における前記軸方向一の側には前記大径部よりも大きい外径を有する部分との境界を形成する第１の段差面及び前記大径部と前記小径部との間の境界を形成する第２の段差面を備えており、
   前記第１回転軸第１ギヤの前記ボス部は前記大径部に貫装されて前記軸方向一の側の端面が前記第１の段差面との間に設けられた第１のスラストベアリングにより支持されるとともに、前記軸方向他の側の端面が前記大径部上に取り付けられた第１のリング状部材との間に設けられた第２のスラストベアリングにより支持されており、
   前記第１回転軸第２ギヤの前記ボス部は前記小径部に貫装されて前記軸方向一の側の端面が前記第２の段差面との間に設けられた第３のスラストベアリングにより支持されるとともに、前記軸方向他の側の端面が前記小径部上に取り付けられた第２のリング状部材との間に設けられた第４のスラストベアリングにより支持されていることを特徴とする平行軸式変速機。
2. 前記第１のスラストベアリング及び前記第２のスラストベアリングの少なくとも一方が前記第１回転軸第１ギヤの半径方向内方の領域内に設けられ、或いは前記第３のスラストベアリング及び前記第４のスラストベアリングの少なくとも一方が前記第１回転軸第２ギヤの半径方向内方の領域内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の平行軸式変速機。
3. 前記第１回転軸第２ギヤは前記第１回転軸第１ギヤよりも低速側のギヤからなることを特徴とする請求項１又は２記載の平行軸式変速機。

Images