(57)【要約】【課題】常時噛み合い式の変速機１において、カウンタシャフト５の曲げ振動を抑制可能として、変速機１の振動、騒音レベルを低減可能とする。【解決手段】変速機１は、インプットシャフト３の回転が複数の変速ギヤ対（１１Ａ〜１６Ａ，１１Ｂ〜１６Ｂ）のいずれかを介して伝達されるカウンタシャフト５と、このカウンタシャフト５の回転が減速ギヤ対１７Ａ，１７Ｂを介して伝達されるアウトプットシャフト４と、カウンタシャフト５のインプットシャフト側端部とアウトプットシャフト側端部とを変速機ケース２に支持する転がり軸受２５とを含む。アウトプットシャフト４側の転がり軸受２５は、円筒ころ軸受とされている。この円筒ころ軸受からなる転がり軸受２５の外輪３１における円柱形の転走面３１ａの中心軸線２００は、外輪３１の中心軸線１００に対して傾斜されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプットシャフトの回転が複数の変速ギヤ対のいずれかを介して伝達されるカウンタシャフトと、このカウンタシャフトの回転が減速ギヤ対を介して伝達されるアウトプットシャフトと、前記カウンタシャフトの前記インプットシャフト側端部と前記アウトプットシャフト側端部とを変速機ケースに支持する転がり軸受とを含む常時噛み合い式の変速機であって、
前記アウトプットシャフト側の転がり軸受は、円筒ころ軸受とされ、当該円筒ころ軸受の外輪における円柱形の転走面の中心軸線は、当該外輪の中心軸線に対して傾斜されている、ことを特徴とする変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤ式の変速機、特に常時噛み合い式の変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
常時噛み合い式の変速機において、インプットシャフトとアウトプットシャフトとが同一軸線上に隣り合うように配置されるとともに、これら両シャフトと平行にカウンタシャフトが配置され、インプットシャフトの回転が複数の変速ギヤ対を介してカウンタシャフトに伝達され、このカウンタシャフトの回転が減速ギヤ対を介してアウトプットシャフトに伝達されるように構成されている。
【０００３】
そして、前記カウンタシャフトの軸方向一端側（前記インプットシャフト側端部）と軸方向他端側（前記アウトプットシャフト側端部）とが、それぞれ変速機ケースに転がり軸受を介して支持されている。
【０００４】
前記他端側の転がり軸受は、特許文献１では玉軸受になっており、また、特許文献２では円すいころ軸受になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９７８６３号公報
【特許文献２】特開平９−３１７８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１，２に示す従来例では、前記カウンタシャフトの固有曲げ振動モードが前記変速機ケースの振動モードの周波数と同じ周波数である場合に、当該カウンタシャフトの共振が前記転がり軸受を介して前記変速機ケースを励起させることになる。これにより、前記カウンタシャフトの曲げ振動に伴い当該カウンタシャフトと前記インプットシャフトとに設けられる一対の変速ギヤ対の噛合部分から発生するギヤノイズが大きくなるなど、変速機の振動、騒音レベルが大きくなることが懸念される。
【０００７】
このような事情に鑑み、本発明は、常時噛み合い式の変速機において、カウンタシャフトの曲げ振動を抑制して、変速機の振動、騒音レベルを低減可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、インプットシャフトの回転が複数の変速ギヤ対のいずれかを介して伝達されるカウンタシャフトと、このカウンタシャフトの回転が減速ギヤ対を介して伝達されるアウトプットシャフトと、前記カウンタシャフトの前記インプットシャフト側端部と前記アウトプットシャフト側端部とを変速機ケースに支持する転がり軸受とを含む常時噛み合い式の変速機であって、前記アウトプットシャフト側の転がり軸受は、円筒ころ軸受とされ、当該円筒ころ軸受の外輪における円柱形の転走面の中心軸線は、当該外輪の中心軸線に対して傾斜されている、ことを特徴としている。
【０００９】
前記アウトプットシャフト側の円筒ころ軸受の前記外輪では、当該外輪の中心軸線と前記カウンタシャフトに外嵌される内輪の転走面の中心軸線とを一致させたときに、前記外輪の転走面と前記内輪の転走面との径方向対向間隔の最小部位が、前記外輪の半分の軸方向一端側と残り半分の軸方向他端側との２ヶ所になる。これにより、カウンタシャフトのアウトプットシャフト側端部（リア側端部）における径方向（特に左右方向）のがたが小さくなり、カウンタシャフトの振動を抑制することができ、変速機の振動、騒音レベルを低減できる。
【００１０】
このように、軸方向に離れて位置している前記２ヶ所の最小部位で前記カウンタシャフトのアウトプットシャフト側端部を支持しているので、前記カウンタシャフトの軸方向一端側支持位置から軸方向他端側支持位置までの離隔距離が、前記アウトプットシャフト側の転がり軸受を一般な円筒ころ軸受にする場合において前記カウンタシャフトのフロント側支持位置からリア側支持位置までの離隔距離に比べると短くなる。その結果、前記カウンタシャフトのアウトプットシャフト側端部の支持剛性が向上することになる。
【００１１】
このようなことから、例えば前記変速機ケースの振動モードの周波数に対して前記カウンタシャフトの固有曲げ振動モードの周波数をずらすことが可能になる。これにより、前記変速機ケースの振動に伴い前記カウンタシャフトが曲げ振動することが抑制または防止されることになり、その結果、前記カウンタシャフトと前記インプットシャフトとに設けられる一対の変速ギヤ対から発生するギヤノイズを小さくできるようになる。
【００１２】
さらに、前記カウンタシャフトの前記アウトプットシャフト側端部と前記円筒ころ軸受との組み付け作業については、前記カウンタシャフトの前記アウトプットシャフト側端部に内輪を取り付けておいて、当該カウンタシャフトの中心軸線を前記円筒ころ軸受の外輪の転走面の中心軸線に平行にして組み付けるようにすればよい。
【００１３】
本発明の構成では、前記組み付け作業を容易にするために、前記外輪および前記内輪と前記円筒ころとの各間に、一般に公知の円筒ころ軸受の場合と同様のクリアランスを設けるようにしていても、前記カウンタシャフトの中心軸線を前記外輪の中心軸線と一致させるようにしたときに、前記外輪および前記内輪と前記円筒ころとの各間に出来る２ヶ所の最小部位のクリアランスが、前記クリアランスよりも小さくなる。そのため、本発明の場合には前記組み付け作業が容易になって、しかも、前記カウンタシャフトにおいてアウトプットシャフト側支持部における径方向のがたを可及的に小さくすることが可能になる。
【００１４】
ところで、前記アウトプットシャフトは、前記インプットシャフトと同一軸線上に配置されるものとし、前記カウンタシャフトは、前記インプットシャフトおよび前記アウトプットシャフトと平行に配置されるものとすることが可能である。
【００１５】
また、本発明に係る変速機は、前記複数の変速ギヤ対および前記減速ギヤ対を個別に動力伝達可能な状態または動力伝達不可能な状態にするための切り換え装置をさらに含む構成とすることが可能である。この切り換え装置は、同期機構と、この同期機構を作動させるための操作系とを備える構成とされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る変速機は、カウンタシャフトの曲げ振動を抑制することが可能になる。したがって、変速機の振動、騒音レベルを可及的に小さくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る変速機の一実施形態で、その全体構造を示す側面断面図である。
【図２】図１においてカウンタシャフトのリア側の転がり軸受を水平方向に断面にして平面から見た拡大断面図である。
【図３】図２の転がり軸受とカウンタシャフトとの組み付け手順を説明するための図で、初期段階を示している。
【図４】図３の続きを示す図である。
【図５】図１のカウンタシャフトの曲げ１次モードを説明するための図で、平面視した状態を示している。
【図６】従来例のカウンタシャフトの曲げ１次モードを説明するための図で、平面視した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１から図５に、本発明の一実施形態を示している。本発明に係る実施形態の変速機の概略構成を説明する。図中、１は常時噛み合い式の変速機である。
【００２０】
変速機１のケース（以下、変速機ケースとする）２内には、インプットシャフト３とアウトプットシャフト４とが同一軸線上に並んで配置され、これら両シャフト３，４にカウンタシャフト５が平行に並ぶように配置されている。
【００２１】
ここでの変速機１は、前進６段、後進１段とされている。インプットシャフト３の回転が複数の変速ギヤ対（例えば前進１段ギヤ対１１Ａ，１１Ｂ、前進２段ギヤ対１２Ａ，１２Ｂ、前進３段ギヤ対１３Ａ，１３Ｂ、前進５段ギヤ対１４Ａ，１４Ｂ、前進６段ギヤ対１５Ａ，１５Ｂ、リバースギヤ対１６Ａ，１６Ｂ）を介してカウンタシャフト５に伝達され、このカウンタシャフト５の回転が減速ギヤ対（カウンタギヤ１７Ａ，アウトプットギヤ１７Ｂ）を介してアウトプットシャフト４に伝達されるように構成されている。
【００２２】
なお、前進４段は、インプットシャフト３とアウトプットシャフト４とを直結した状態である。
【００２３】
インプットシャフト３の軸方向一端側つまりフロント側は、変速機ケース２に転がり軸受２１（例えば玉軸受）を介して回転自在に支持されている。
【００２４】
インプットシャフト３の軸方向他端側つまりリア側は、アウトプットシャフト４の軸方向一端側の中心凹部４ａ内に転がり軸受２２（例えばケージアンドローラと呼ばれる円筒ころ軸受）を介して相対回転可能に連結されている。
【００２５】
アウトプットシャフト４においてインプットシャフト３寄りは、一対の転がり軸受２３Ａ，２３Ｂ（例えば円すいころ軸受）を介して変速機ケース２に回転自在に支持されている。
【００２６】
カウンタシャフト５の軸方向一端側つまりフロント側は、変速機ケース２に転がり軸受２４（例えば玉軸受）を介して回転自在に支持されており、カウンタシャフト５の軸方向他端側つまりリア側は、変速機ケース２に転がり軸受２５（後で詳細に説明する）を介して回転自在に支持されている。
【００２７】
インプットシャフト３には、入力側から順にリバースインプットギヤ１６Ａ、１速インプットギヤ１１Ａ、２速インプットギヤ１２Ａ、５速インプットギヤ１４Ａ、６速インプットギヤ１５Ａ、３速インプットギヤ１３Ａが設けられている。
【００２８】
カウンタシャフト５には、入力側から順にリバースカウンタギヤ１６Ｂ、１速カウンタギヤ１１Ｂ、２速カウンタギヤ１２Ｂ、５速カウンタギヤ１４Ｂ、６速カウンタギヤ１５Ｂ、３速カウンタギヤ１３Ｂが設けられている。
【００２９】
上記１速、２速、３速、５速、６速インプットギヤ１１Ａ〜１５Ａと１速、２速、３速、５速、６速カウンタギヤ１１Ｂ〜１５Ｂとが対応して噛合されている。また、リバースインプットギヤ１６Ａは、図示していないリバースアイドルギヤを介してリバースカウンタギヤ１６Ｂに噛合させられることによって、インプットシャフト３の回転が反転してカウンタシャフト５に伝達されるようになっている。さらに、減速カウンタギヤ１７Ａと減速アウトプットギヤ１７Ｂとが噛合されている。
【００３０】
前記各インプットギヤ１１Ａ〜１６Ａと前記各カウンタギヤ１１Ｂ〜１６Ｂのうち、いずれかがインプットシャフト３とカウンタシャフト５に一体形成あるいはスプライン嵌合されることによってインプットシャフト３とカウンタシャフトと一体に回転するように組み付けられており、また、残りいずれかがインプットシャフト３とカウンタシャフト５に空転可能に組み付けられている。
【００３１】
そして、上記複数の変速ギヤ対（１１Ａ〜１６Ａ，１１Ｂ〜１６Ｂ）のうちで前記空転可能とされるものを個別にインプットシャフト３またはカウンタシャフト５に一体回転可能な状態にするために、切り換え装置（図示省略）が用いられる。この切り換え装置は、一般に公知の構成と同様とされるので詳細な説明を割愛するが、例えば同期機構、この同期機構を作動させるための操作系（シフトフォーク、シフトフォークを作動させるためのコントロールロッド、コントロールロッドを作動させるためのシフトレバーなど）を備えた構成とされる。
【００３２】
また、カウンタシャフト５には、減速カウンタギヤ１７Ａが一体に回転するようにスプライン嵌合されている。アウトプットシャフト４には、減速アウトプットギヤ１７Ｂが一体に回転するように一体形成あるいはスプライン嵌合されている。
【００３３】
この実施形態では、図２に示すように、カウンタシャフト５のリア側の転がり軸受２５を円筒ころ軸受としたうえで、その外輪３１における円筒形の転走面（または軌道面とも言う）３１ａの中心軸線２００を、当該外輪３１の中心軸線１００に対して所定角度θ傾斜させている。
【００３４】
この傾斜としては、カウンタシャフト５の曲げ１次モードの振れにより生ずる傾きとされる。具体的に、この実施形態では、図２、図５に平面視で示しているように、カウンタシャフト５の曲げ１次モードが左右方向となる場合を想定しているので、外輪３１の転走面３１ａの中心軸線２００の傾きとして軸方向一端側（図の左側）を右向き（図の上側）とするように設定されている。なお、図２から図４では、前記外輪３１における円筒形の転走面３１ａの傾きを誇張して示している。
【００３５】
前記リア側の転がり軸受２５としての円筒ころ軸受は、外輪３１、内輪３２、円筒ころ３３、保持器３４を備えている。
【００３６】
外輪３１は、その内周面の軸方向両端に径方向内向きに突出する鍔部３１ｂ，３１ｃが設けられており、この２つの鍔部３１ｂ，３１ｃで挟まれる領域が転走面３１ａとなる。この外輪３１は、回り止め部材３５によって変速機ケース２に回り止めされている。
【００３７】
内輪３２は、その外周面の軸方向両端にテーパ状の面取り３２ｂ，３２ｃが設けられており、この２つの面取り３２ｂ，３２ｃで挟まれる領域が転走面３２ａとなる。
【００３８】
円筒ころ３３の外周面には、フルクラウニングが施されている。このフルクラウニングは、例えば球面の一部を多数組み合わせた複合曲面形状、あるいは適宜の曲面形状とされるものである。そのため、フルクラウニングが施された円筒ころ３３は、あたかも、樽のような形状になっている。
【００３９】
保持器３４は、円筒形とされ、その円周数ヶ所に円筒ころ３３が１つずつ収納されるポケット３４ａが設けられている。ポケット３４ａは、径方向に貫通する孔とされる。この保持器３４の各ポケット３４ａに対して円筒ころ３３が軸方向ならびに径方向に動けるように適宜の隙間を介して収納されている。
【００４０】
このようにカウンタシャフト５のリア側の支持用転がり軸受２５を上述したような構成の円筒ころ軸受にしている場合における優位性について説明する。
【００４１】
この転がり軸受２５では、上述した外輪３１を備えているので、当該外輪３１の中心軸線１００とカウンタシャフト５の中心軸線３００（カウンタシャフト５に外嵌される内輪３２の転走面３２ａの中心軸線）とを一致させたときに、外輪３１の転走面３１ａと内輪３２の転走面３２ａとの径方向対向間隔の最小部位が、図２に示しているように、外輪３１の左半分（図の下側）の軸方向一端側（フロント側）と右半分（図の上側）の軸方向他端側（リア側）との２ヶ所（図２の符号４０１，４０２参照）になる。これにより、カウンタシャフト５のアウトプットシャフト側端部（リア側端部）における径方向（特に左右方向）のがたが小さくなる。
【００４２】
このように、軸方向に離れて位置している２ヶ所の最小部位４０１，４０２でカウンタシャフト５のアウトプットシャフト４側端部を支持しているので、カウンタシャフト５のフロント側支持位置からリア側支持位置までの離隔距離（図５のＬ１参照）が、カウンタシャフト５のリア側の転がり軸受２５を一般な円筒ころ軸受にする場合においてカウンタシャフト５のフロント側支持位置からリア側支持位置までの離隔距離（図６のＬ２参照）に比べると短くなる。その結果、カウンタシャフト５のアウトプットシャフト４側端部の支持剛性が向上することになる。
【００４３】
このようなことから、例えば変速機ケース２の振動モードの周波数に対してカウンタシャフト５の固有曲げ振動モードの周波数をずらすことが可能になる。これにより、変速機ケース２の振動に伴いカウンタシャフト５が曲げ振動することが抑制または防止されることになり、その結果、カウンタシャフト５とインプットシャフト３とに設けられる一対の変速ギヤ対１１Ａ〜１６Ａ，１１Ｂ〜１６Ｂから発生するギヤノイズを小さくできるようになる。
【００４４】
次に、カウンタシャフト５のアウトプットシャフト側端部（リア側端部）とリア側転がり軸受２５とを組み付ける手順の一例を簡単に説明する。
【００４５】
まず、カウンタシャフト５のアウトプットシャフト側端部に内輪３２を取り付ける。この内輪３２の外径側に、複数の円筒ころ３３を保持させた保持器３４を組み付ける。
【００４６】
この後、図３に示すように、カウンタシャフト５の中心軸線３００をリア側転がり軸受２５（円筒ころ軸受）の外輪３１の転走面３１ａの中心軸線２００に平行となるように位置合わせし、図４に示すように、当該カウンタシャフト５に組み付けた内輪３２と保持器３４とを外輪３１の内径側に挿入すればよい。
【００４７】
この組み付けの際には、外輪３１の転走面３１ａと内輪３２の転走面３２ａと円筒ころ３３の中心軸線（図示省略）とをすべて平行にした状態にしている。そのため、前記組み付け作業を容易に行うことが可能になる。
【００４８】
この実施形態の構成では、前記組み付け作業を容易にするために、外輪３１および内輪３２と円筒ころ３３との各間に、一般に公知の円筒ころ軸受の場合と同様のクリアランスを設けるようにしていても、カウンタシャフト５の中心軸線３００を外輪３１の中心軸線１００と一致させるようにしたときに、外輪３１および内輪３２と円筒ころ３３との各間に出来る２ヶ所の最小部位４０１，４０２のクリアランスが、前記クリアランスよりも小さくなる。そのため、この実施形態の場合には前記組み付け作業が容易になって、しかも、カウンタシャフト５のリア側支持部における径方向のがたを可及的に小さくすることが可能になる。
【００４９】
以上説明したように本発明を適用した実施形態では、カウンタシャフト５のアウトプットシャフト側端部の支持用転がり軸受２５の構成を工夫することにより、当該カウンタシャフト５のアウトプットシャフト側端部の支持剛性を可及的に高めるようにしている。
【００５０】
これにより、変速機ケース２の振動に起因してカウンタシャフト５が曲げ振動することを抑制することが可能になるので、結果的に、変速機１の振動、騒音レベルを可及的に小さくすることが可能になる。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００５２】
（１）上記実施形態では、外輪３１の転走面３１ａの中心軸線２００の傾斜の方向として軸方向一端側（図の左側）を左向きとするようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、図示していないが、その反対の傾斜方向とすることも可能である。
【００５３】
（２）上記実施形態では、縦型設置されるエンジンに連結される変速機１に本発明を適用した例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、図示していないが、それ以外のタイプの変速機にも本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、ギヤ式の変速機、特に常時噛み合い式の変速機に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１      変速機
２      変速機ケース
３      インプットシャフト
４      アウトプットシャフト
５      カウンタシャフト
１１Ａ〜１６Ａ    インプットギヤ（変速ギヤ）
１１Ｂ〜１６Ｂ    カウンタギヤ（変速ギヤ）
１７Ａ    カアンタギヤ（減速ギヤ）
７Ｂ    アウトプットギヤ（減速ギヤ）
２４      カウンタシャフト５のフロント側の転がり軸受
２５      カウンタシャフト５のリア側の転がり軸受
３１      外輪
３１ａ    外輪の転走面
３２      内輪
３３      円筒ころ
３５      外輪の回り止め部材
１００      外輪の中心軸線
２００      外輪の転走面の中心軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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