JP7123506B2 - 手動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両に搭載される手動変速機に関する。

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。

手動変速機が搭載された車両では、車室内にシフトレバーが設けられている。このシフトレバーのセレクト方向の操作（セレクト操作）およびシフト方向の操作（シフト操作）の組合せにより、手動変速機では、ギヤの噛み合い状態が変更されて、シフトレバーの位置に応じた変速段が構成される。

手動変速機には、たとえば、後進段を構成するために、リバースアイドラギヤが設けられている。リバースアイドラギヤは、リバースアイドラ軸に回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持されている。シフトレバーがリバース位置以外の位置であるときには、リバースアイドラギヤは、リバースアイドラギヤがリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤの両方と噛み合わない非噛合位置に配置される。そして、シフトレバーがリバース位置に入れられると、リバースアイドラギヤが非噛合位置からリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤの両方と噛み合う噛合位置に移動される。リバースアイドラギヤがリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤの両方と噛み合うことにより、インプット軸からリバースドライブギヤ、リバースアイドラギヤおよびリバースドライブギヤを介してアウトプット軸に動力が伝達される後進段が構成される。

実開平２－３４８４９号公報

かかる手動変速機では、リバースアイドラギヤがリバースドライブギヤおよびリバースドリブンギヤの両方と噛み合う状態と噛み合わない状態とが明確に分かれるよう、リバースアイドラギヤが噛合位置と非噛合位置とに精度よく配置されることが好ましい。

そこで、本発明の目的は、軸線方向に移動可能に設けられるギヤを停止位置に精度よく配置できる、手動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、本発明に係る手動変速機は、ユニットケースと、ユニットケース内に設けられて、ユニットケースに支持される軸と、軸に回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持されるギヤとを含み、ユニットケースには、軸線方向と直交する直交方向に延びるボルト挿通孔が形成され、ボルト挿通孔に対してギヤ側に壁部が形成されており、ユニットケースの外側からボルト挿通孔にボルトが挿通されて、ボルトが軸に形成された固定穴に挿入されることにより、軸がユニットケースに対して固定され、ボルト挿通孔の周囲の強度を確保する強度確保部と、ギヤの移動を規制するストッパ部とが、それぞれ壁部の直交方向の一部として形成され、ストッパ部が強度確保部に対してギヤ側に突出している。

この構成によれば、ユニットケースに形成されたボルト挿通孔にユニットケースの外側からボルトが挿通され、そのボルトが軸に形成された固定穴に挿入されることにより、軸がユニットケースに対して固定される。ユニットケースには、ボルト挿通孔に対してギヤ側に壁部が形成されており、この壁部には、ボルト挿通孔の周囲の強度を確保する強度確保部と、ギヤの移動を規制するストッパ部とが形成されている。

強度確保部およびストッパ部は、それぞれ壁部の直交方向の一部として形成され、ストッパ部は、強度確保部に対してギヤ側に突出している。これにより、壁部の直交方向の全体が強度確保部かつストッパ部として形成される構成、つまり壁部の軸線方向の厚みが一様に形成される構成と比較して、ストッパ部の先端位置の精度を容易に確保することができる。そのため、ストッパ部の先端にギヤが当接して、ギヤの移動が規制されることにより、ギヤを停止位置に精度よく配置することができる。

しかも、強度確保部がストッパ部よりもボルト挿通孔側に凹んでいるので、ギヤが強度確保部に当接することを防止でき、強度確保部によりギヤの移動が規制されることを防止できる。

また、強度確保部の軸線方向の厚みを強度確保に必要十分な厚みとすることができるので、強度確保部が無駄に厚く形成されることによる材料の無駄、重量の増大および生産性の低下（鋳巣の発生）を抑制できる。

本発明によれば、軸線方向に移動可能に設けられるギヤを停止位置に精度よく配置することができる。

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。 リバースアイドラ軸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デフケース６１が備えられた変速ユニット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、その説明を省略する。

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、リバースアイドラ軸４１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、ボルト挿通孔４３に対してリバースアイドラギヤ４６側に、壁部８１が形成されている。壁部８１は、ボルト挿通孔４３の周囲の強度を確保する強度確保部８２と、リバースアイドラギヤ４６の移動を規制するストッパ部８３とを有している。

強度確保部８２は、ストッパ部８３の上方において、壁部８１の上下方向の一部として形成されており、リバースアイドラ軸４１の軸線方向に一様な厚みを有する中央部分８４と、その部分からそれぞれ上下に離れるほど厚みが大きくなる上部分８５および下部分８６とを含む。中央部分８４の厚みは、ボルト挿通孔４３の周囲に割れなどが発生しない強度を確保可能な厚みに設計されている。

ストッパ部８３は、強度確保部８２の下方において、壁部８１の上下方向の一部として、強度確保部８２よりもリバースアイドラギヤ４６側に突出するブロック状に形成されている。ストッパ部８３の先端面８７は、リバースアイドラ軸４１の軸線方向と直交する平面に形成されている。

リバースアイドラギヤ４６は、ストッパ部８３側に移動されるときに、ストッパ部８３の先端面８７に当接することにより、それ以上の移動が規制されて、リバースドライブギヤ２２とリバースドリブンギヤ３３との両方と噛合しない非噛合位置に配置される。また、リバースアイドラギヤ４６は、ストッパ部８３側と反対側、つまりエンジン側に移動されるときには、リバースアイドラ軸４１に外嵌されたワッシャ８８を介してユニットケース２に当接することにより、それ以上の移動が規制されて、リバースドライブギヤ２２とリバースドリブンギヤ３３との両方と噛合する非噛合位置に配置される。

＜作用効果＞
以上のように、ユニットケース２に形成されたボルト挿通孔４３にユニットケース２の外側からボルト４４が挿通され、そのボルト４４がリバースアイドラ軸４１に形成された固定穴４５に挿入されることにより、リバースアイドラ軸４１がユニットケース２に対して固定される。ユニットケース２には、ボルト挿通孔４３に対してリバースアイドラギヤ４６側に壁部８１が形成されており、この壁部８１には、ボルト挿通孔４３の周囲の強度を確保する強度確保部８２と、リバースアイドラギヤ４６の移動を規制するストッパ部８３とが形成されている。

強度確保部８２およびストッパ部８３は、それぞれ壁部８１の直交方向の一部として形成され、ストッパ部８３は、強度確保部８２に対してリバースアイドラギヤ４６側に突出している。これにより、壁部８１の直交方向の全体が強度確保部８２かつストッパ部８３として形成される構成、つまり壁部８１の軸線方向の厚みが一様に形成される構成と比較して、ストッパ部８３の先端面８７の位置精度を容易に確保することができる。そのため、ストッパ部８３の先端面８７にリバースアイドラギヤ４６が当接して、リバースアイドラギヤ４６の移動が規制されることにより、リバースアイドラギヤ４６を非噛合位置に精度よく配置することができる。

しかも、強度確保部８２がストッパ部８３よりもボルト挿通孔４３側に凹んでいるので、リバースアイドラギヤ４６が強度確保部８２に当接することを防止でき、強度確保部８２によりリバースアイドラギヤ４６の移動が規制されることを防止できる。

また、強度確保部８２のリバースアイドラ軸４１線方向の厚みを強度確保に必要十分な厚みとすることができるので、強度確保部８２が無駄に厚く形成されることによる材料の無駄、重量の増大および生産性の低下（鋳巣の発生）を抑制できる。

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

たとえば、軸およびギヤの一例として、それぞれリバースアイドラ軸４１およびリバースアイドラギヤ４６を取り上げたが、本発明は、それら以外の軸およびギヤを備える構成に適用されてもよい。

また、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。

２：ユニットケース
３：変速機
４１：リバースアイドラ軸（軸）
４３：ボルト挿通孔
４４：ボルト
４５：固定穴
４６：リバースアイドラギヤ（ギヤ）
８１：壁部
８２：強度確保部
８３：ストッパ部

Claims (1)

1. ユニットケースと、
   前記ユニットケース内に設けられて、前記ユニットケースに支持される軸と、
   前記軸に回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持されるギヤとを含み、
   前記ユニットケースには、前記軸線方向と直交する直交方向に延びるボルト挿通孔が形成され、前記ボルト挿通孔に対して前記ギヤ側に壁部が形成されており、
   前記ユニットケースの外側から前記ボルト挿通孔にボルトが挿通されて、前記ボルトが前記軸に形成された固定穴に挿入されることにより、前記軸が前記ユニットケースに対して固定され、
   前記ボルト挿通孔の周囲の強度を確保する強度確保部と、前記ギヤの移動を規制するストッパ部とが、それぞれ前記壁部の前記直交方向の一部として形成され、
   前記ストッパ部は、前記強度確保部に対して前記軸側に形成されて、前記強度確保部に対して前記ギヤ側に突出しており、
   前記ギヤは、外周部分における前記壁部側の端部に、外周端に近づくほど前記壁部から離れるように傾斜した傾斜面を有し、
   前記強度確保部は、中央部分と、前記中央部分に対して前記ストッパ部側と反対側に形成された上部分とを含み、
   前記上部分は、前記傾斜面と前記軸線方向に対向し、前記中央部分から離れるほど前記ギヤ側に位置するように傾斜しており、
   前記上部分と前記ユニットケースにおける前記ギヤと前記直交方向に対向する面との接続部分が前記ストッパ部よりも前記ギヤ側に位置している、手動変速機。

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