(57)【要約】【課題】パイロットベアリングとしてのテーパローラベアリングの耐久性を向上させる。【解決手段】回転駆動力が入力されるインプットシャフト２４と、これと同軸上に配置されるメインシャフト２６と、インプットシャフト２４からメインシャフト２６に回転駆動力を歯車伝達すべく、これらと平行に配設されるメインカウンタシャフト２８と、を含んで構成され、インプットシャフト２４の後端部に形成された外輪軌道面２４Ａに、テーパローラベアリング４６を介してメインシャフト２６の前端部が相対回転可能に支持された変速機の軸受構造において、外輪軌道面２４Ａの接触角αを、インプットシャフト２４及びメインシャフト２６がメインカウンタシャフト２８から受ける反力によって撓むことを考慮した所定角度に設定する。【選択図】図２
2008121851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力が入力されるインプットシャフトと、該インプットシャフトと同軸上に配置されるメインシャフトと、前記インプットシャフトからメインシャフトに回転駆動力を歯車伝達すべく、これらと平行に配設されるカウンタシャフトと、を含んで構成され、前記インプットシャフトの一端部に形成された外輪軌道面に、テーパローラベアリングを介してメインシャフトの一端部が相対回転可能に支持された変速機の軸受構造において、
前記外輪軌道面の接触角は、前記インプットシャフト及びメインシャフトがカウンタシャフトから受ける反力によって撓むことを考慮した所定角度に設定されたことを特徴とする変速機の軸受構造。
【請求項２】
前記所定角度は、前記インプットシャフトに入力されるトルク、変速機の剛性及び各変速段の減速比に応じて計算されたインプットシャフト及びメインシャフトの先端部の撓み角度であることを特徴とする請求項１記載の変速機の軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の軸受構造において、パイロットベアリングとして使用されるテーパローラベアリングの耐久性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機の軸受構造として、特開２００３−４９９３１号公報（特許文献１）に記載されるように、パイロットベアリングとして使用されるテーパローラベアリングを介して、インプットシャフト後端部に形成された外輪軌道面に対してメインシャフトが相対回転可能に支持されたものが実用化されている。また、テーパローラベアリングのころは、内輪軌道面と外輪軌道面から受ける合成力によって内輪大つば面に押し付けられて案内される。
【特許文献１】特開２００３−４９９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、インプットシャフトに入力された回転駆動力は、これと平行に配置されたカウンタシャフトを介してメインシャフトに伝達される。このとき、インプットシャフトからカウンタシャフトへと回転駆動力が伝達される反作用として、カウンタシャフトからインプットシャフト及びメインシャフトへと反力が作用し、インプットシャフト及びメインシャフトの先端部が反力作用方向へと撓んでしまう。このため、テーパローラベアリングは、図３に示すように、ころ１の大端面１Ａと内輪２の大つば面２Ａとが接触して案内されつつ、ころ１の転動面１Ｂの小径端又は大径端と外輪３の軌道面３Ａとが接触する。この結果、ころ１の転動面１Ｂと外輪３の軌道面３Ａとが部分的に接触する、いわゆる片あたりが発生することから、部分的な面圧が高くなって磨耗が促進し、テーパローラベアリングの耐久性が低下してしまう。
【０００４】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、インプットシャフト及びメインシャフトの撓みに合わせて、インプットシャフトに形成した外輪軌道面の接触角を設定することで、テーパローラベアリングの耐久性を向上させた変速機の軸受構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１記載の発明では、回転駆動力が入力されるインプットシャフトと、該インプットシャフトと同軸上に配置されるメインシャフトと、前記インプットシャフトからメインシャフトに回転駆動力を歯車伝達すべく、これらと平行に配設されるカウンタシャフトと、を含んで構成され、前記インプットシャフトの一端部に形成された外輪軌道面に、テーパローラベアリングを介してメインシャフトの一端部が相対回転可能に支持された変速機の軸受構造において、前記外輪軌道面の接触角は、前記インプットシャフト及びメインシャフトがカウンタシャフトから受ける反力によって撓むことを考慮した所定角度に設定されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明では、前記所定角度は、前記インプットシャフトに入力されるトルク、変速機の剛性及び各変速段の減速比に応じて計算されたインプットシャフト及びメインシャフトの先端部の撓み角度であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、インプットシャフトに形成された外輪軌道面の接触角は、インプットシャフト又はメインシャフトがカウンタシャフトから受ける反力に応じて撓むことを考慮した所定角度に設定される。そして、インプットシャフト及びメインシャフトの撓みに合わせて外輪軌道面を設定したことで、テーパローラベアリングのころ転動面と外輪軌道面とが略均一に接触するようになる。このため、ころ転動面及び外輪軌道面の部分的な面圧上昇が防止され、両者の接触面の磨耗が略均一に進行することから、テーパローラベアリングの耐久性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、インプットシャフトに入力されるトルク、変速機の剛性及び各変速段の減速比に応じて計算されたインプットシャフト及びメインシャフトの先端部の撓み角度が所定角度とされる。このため、例えば、構造解析ソフトウエアなどによりインプットシャフト及びメインシャフトの先端部の撓み角度を求めるようにすれば、実験などを通して外輪軌道面の接触角を決定する必要がなく、コスト及び工数などを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明が適用された変速機の全体構成を示す。
変速機１０は、ワイドレンジでありながらクロスした変速段を実現するため、主変速機１２の入力側及び出力側に、少なくとも高速段又は低速段に切り換える副変速機としてのスプリッタ１４及びレンジ１６が夫々連結された構成をなす。そして、主変速機１２及びスプリッタ１４がメインボックス１８に収納される一方、レンジ１６がサブボックス２０に収納され、メインボックス１８及びサブボックス２０が接合面２２にてボルトで締結されて一体化される。メインボックス１８には、インプットシャフト２４及びメインシャフト２６が同軸上に配置されると共に、メインシャフト２６の下方にメインカウンタシャフト２８が平行に配置される。一方、サブボックス２０には、メインボックス１８と一体化されたときに、メインシャフト２６と同軸上にアウトプットシャフト３０が配置されると共に、その下方にサブカウンタシャフト３２が平行に配置される。
【００１０】
インプットシャフト２４の中間部，メインシャフト２６の後端部，メインカウンタシャフト２８の両端部及びサブカウンタシャフト３２の前端部は、夫々、テーパローラベアリング３４，３６，３８及び４０を介して、メインボックス１８に回転可能に固定される。アウトプットシャフト３０の中間部及びサブカウンタシャフト３２の後端部は、夫々、ボールベアリング４２及びテーパローラベアリング４４を介して、サブボックス２０に回転可能に固定される。メインシャフト２６の前端部は、パイロットベアリングとしてのテーパローラベアリング４６を介して、インプットシャフト２４の後端部に形成された外輪軌道面２４Ａに対して相対回転可能に支持される。また、アウトプットシャフト３０の前端部は、パイロットベアリングとしてのローラベアリング４８を介して、メインシャフト２６の後端部に対して相対回転可能に支持される。
【００１１】
エンジンなどから回転駆動力が入力されるインプットシャフト２４には、スプリッタ１４を高速段に切り換えるスプリッタギヤＺｍ５が遊転自由に嵌合されると共に、その先端部にシンクロメッシュ機構５０を構成するシンクロナイザハブ５０Ａが固定される。メインシャフト２６には、主変速機１２の各変速段を構成するドライブギヤＺｍ４，３速ギヤＺｍ３，２速ギヤＺｍ２，１速ギヤＺｍ１及びリバースギヤＺｍＲが夫々遊転自由に嵌合されると共に、その先端部にレンジ１６を高速段に切り換えるレンジハイギヤＺｒ１が固定される。ドライブギヤＺｍ４及び３速ギヤＺｍ３，２速ギヤＺｍ２及び１速ギヤＺｍ１、並びに、１速ギヤＺｍ１及びリバースギヤＺｍＲの間のメインシャフト２６には、夫々、シンクロメッシュ機構５０を構成するシンクロナイザハブ５０Ａが固定される。
【００１２】
一方、メインカウンタシャフト２８には、スプリッタギヤＺｍ５，ドライブギヤＺｍ４，３速ギヤＺｍ３，２速ギヤＺｍ２及び１速ギヤＺｍ１と常時噛合う、カウンタスプリッタギヤＺｃ５，カウンタドライブギヤＺｃ４，カウンタ３速ギヤＺｃ３，カウンタ２速ギヤＺｃ２及びカウンタ１速ギヤＺｃ１が夫々固定される。また、同図では明示されていないが、メインカウンタシャフト２８には、リバースアイドラギヤＺｍＲ１を介して、リバースギヤＺｍＲと常時噛合うカウンタリバースギヤＺｃＲが固定される。
【００１３】
アウトプットシャフト３０には、レンジ１６を低速段に切り換えるレンジローギヤＺｒ２が遊転自由に嵌合されると共に、その前端部にシンクロメッシュ機構５０を構成するシンクロナイザハブ５０Ａが固定される。サブカウンタシャフト３２には、レンジハイギヤＺｒ１及びレンジローギヤＺｒ２と常時噛合う、レンジカウンタハイギヤＺｃｒ１及びレンジカウンタローギヤＺｃｒ２が夫々固定される。
【００１４】
シンクロメッシュ機構５０を構成する各シンクロナイザハブ５０Ａの外周には、その軸方向に往復摺動するシンクロナイザスリーブ５０Ｂが夫々スプライン結合される。そして、シンクロナイザスリーブ５０Ｂを被同期ギヤの方向に摺動させることで、シンクロナイザリングを被同期ギヤの摩擦面に押し付け、その摩擦により同期ギヤと被同期ギヤとの相対回転をなくし、両者の同期が行われる。
【００１５】
かかる構成の変速機１０では、主変速機１２及びレンジ１６により前進６段かつ後進１段の変速段が構成され、この各変速段をスプリッタ１４により半段ずらすことで、前進１２段かつ後進２段の多段変速機が構成される。
インプットシャフト２４に入力された回転駆動力が、メインカウンタシャフト２８，メインシャフト２６及びサブカウンタシャフト３２を経てアウトプットシャフト３０に伝達される状態では、図２に示すように、インプットシャフト２４のスプリッタギヤＺｍ５又はメインシャフト２６のドライブギヤＺｍ４は、メインカウンタシャフト２８のカウンタスプリッタギヤＺｃ５又はカウンタドライブギヤＺｃ４から反力を受ける。このため、インプットシャフト２４の後端部及びメインシャフト２６の前端部は、メインカウンタシャフト２８から受ける反力に応じた量だけ撓み、テーパローラベアリング４６のころ４６Ａの転動面とインプットシャフト２４に形成された外輪軌道面２４とが部分的に接触する、いわゆる片あたりが発生してしまう。
【００１６】
そこで、インプットシャフト２４に形成した外輪軌道面２４Ａの接触角αを、インプットシャフト２４及びメインシャフト２６の先端部が撓むことを考慮した所定角度に設定する。ここで、所定角度としては、インプットシャフト２４に入力されるトルク，変速機１０の剛性及び各変速段の減速比などに応じて計算された、インプットシャフト２４及びメインシャフト２６の先端部の撓み角度とすればよい。このようにすれば、部分的に面圧が高くなることを防止すべく、ころ転動面と外輪軌道面との接触状態が改善、即ち、ころ転動面と外輪軌道面とが略均一に接触するようになり、両者の接触面の磨耗が略均一に進行することから、テーパローラベアリング４６の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
なお、インプットシャフト２４及びメインシャフト２６と平行に複数のカウンタシャフトが配置されるものであっても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用された変速機の全体構成図
【図２】同上の要部を示す部分拡大図
【図３】従来技術におけるころと外輪及び内輪の接触状態を示す縦断面図
【符号の説明】
【００１９】
２４    インプットシャフト
２４Ａ  外輪軌道面
２６    メインシャフト
２８    メインカウンタシャフト
４６    テーパローラベアリング
４６Ａ  ころ
Ｚｍ５  スプリッタギヤ
Ｚｍ４  ドライブギヤ
Ｚｃ５  カウンタスプリッタギヤ
Ｚｃ４  カウンタドライブギヤ
【図１】
2008121851.tif 000003
【図２】
2008121851.tif 000004
【図３】
2008121851.tif 000005