JP2016148554A

JP2016148554A - トランスミッションの動作試験方法及びデフケース

Info

Publication number: JP2016148554A
Application number: JP2015024588A
Authority: JP
Inventors: 恵太田中; Keita Tanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: JP6314867B2

Abstract

【課題】トランスミッションの動作を試験するに際し、ジャーナル部を傷つけることを回避する技術を提供する。
【解決手段】トランスミッション１２とデファレンシャル１４を一体化させたトランスアクスル１０における、トランスミッション１２の動作試験方法は、トランスミッション１２のトルクコンバータ１６に入力軸用モータ５０の回転軸５０ａを組み付けるステップと、デファレンシャル１４に出力軸用モータ６４の回転軸６４ａを組み付けるステップと、入力軸用モータ５０及び出力軸用モータ６４を制御して、トランスミッション１２の動作試験を行うステップと、を含む。デファレンシャル１４に出力軸用モータ６４の回転軸６４ａを組み付けるステップでは、出力軸用モータ６４の回転軸６４ａをデファレンシャル１４のデフケース３０の外周面８４に対して連結する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トランスミッションの動作試験方法及びデフケースに関する。

一般に、自動車は、左右２つの駆動輪の回転差を吸収するためのデファレンシャルを搭載している。デファレンシャルは、デフケースとリングギヤ、ピニオンギヤ、２つのサイドギヤを備えている。デフケースは、ピニオンギヤと２つのサイドギヤを収容する。２つのサイドギヤは、ピニオンギヤと噛み合っている。リングギヤは、デフケースに固定されている。トランスミッションから出力された駆動力は、リングギヤ、デフケース、ピニオンギヤを順に介して、２つのサイドギヤに伝わる。２つのサイドギヤには、２つのドライブシャフトが夫々取り付けられている。そして、自動車の旋回時には、２つのサイドギヤがピニオンギヤを介して異なる方向に回転することで、結果として２つのサイドギヤ（２つのドライブシャフト）が異なる回転数で回転できるようになっている。

上述したように２つのサイドギヤが異なる回転数で回転できることは、自動車の滑らかな旋回には非常に有益であるものの、例えばトランスミッションの動作を試験したい場合などは、かえって邪魔である。なぜなら、トランスミッションの出力軸に対して所望の負荷トルクを与えたり、トランスミッションの出力軸を所望の回転数で回転させたい場合には、２つのサイドギヤ夫々に負荷モータを取り付けなければならないからである。

この問題に対し、特許文献１は、２つのサイドギヤの一方をデフケースに対して回転不能にするチャック治具を開示している。このチャック治具を用いれば、２つのサイドギヤが全く同一の回転数で回転するようになるので、２つのサイドギヤの他方に負荷モータを取り付けるだけで済むようになる。

上記のチャック治具は、サイドギヤとスプライン結合するスプライン部と、径方向に拡大可能なチャック部と、を有している。そして、サイドギヤにスプライン部を挿入すると共に、デフケースの内面であるジャーナル部内でチャック部を拡大することで、チャック治具は、サイドギヤをデフケースに対して固定する。

特開２０１４−１２６４７８号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、チャック治具のチャック部がデフケースのジャーナル部に対して接触するので、ジャーナル部が傷つく虞がある。

本発明の目的は、トランスミッションの動作を試験するに際し、ジャーナル部を傷つけることを回避する技術を提供することにある。

本願発明の第１の観点によれば、トランスミッションとデファレンシャルを一体化させたトランスアクスルにおける、前記トランスミッションの動作試験方法であって、前記トランスミッションの入力側に第１の負荷動力源の出力軸を組み付けるステップと、前記デファレンシャルに第２の負荷動力源の出力軸を組み付けるステップと、前記第１の負荷動力源及び前記第２の負荷動力源を制御して、前記トランスミッションの動作試験を行うステップと、を含み、前記デファレンシャルに前記第２の負荷動力源の前記出力軸を組み付けるステップでは、前記第２の負荷動力源の前記出力軸を前記デファレンシャルのデフケースの外周面に対して連結する、動作試験方法が提供される。以上の方法によれば、前記トランスミッションの動作を試験するに際し、ジャーナル部を傷つけることを回避することができる。
サイドギヤを収容可能なギヤ収容部と、前記ギヤ収容部から筒状に突出し、前記サイドギヤに結合されるドライブシャフトを収容可能なドライブシャフト収容部と、を有するデフケースであって、前記ドライブシャフト収容部の外周面は、前記デフケースの回転軸から前記外周面までの距離が第１の距離である第１の部分と、前記回転軸から前記外周面までの距離が前記第１の距離よりも大きい第２の距離である第２の部分と、を有する、デフケースが提供される。以上の構成によれば、負荷動力源の出力軸を前記デフケースの前記外周面に対して滑りなく連結することができる。
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ドライブシャフト収容部の前記外周面に、少なくとも１つの平面を形成することで実現されている。
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ドライブシャフト収容部の前記外周面に、互いに平行な２つの平面を形成することで実現されている。
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ドライブシャフト収容部の前記外周面に、内側に窪む少なくとも１つの凹部を形成することで実現されている。

本発明によれば、前記トランスミッションの動作を試験するに際し、ジャーナル部を傷つけることを回避することができる。

トランスミッション試験装置の平面図である。トランスミッション試験装置の外観斜視図である。トランスミッション試験装置と、その試験対象であるトランスアクスルの構成を示す概略図である。デファレンシャルの断面図である。ボス部の斜視図である。ボス部の側面図である。外径嵌合保持具の概略図である。２面幅嵌合部の斜視図である。外径嵌合保持具が連結されたデファレンシャルの断面図である。トランスミッション試験方法の試験フローである。ボス部の斜視図である。ボス部の斜視図である。ボス部の斜視図である。

まず、トランスミッション試験装置１の試験対象であるトランスアクスル１０の構成について簡単に説明する。トランスアクスル１０は、図３に示すように、トランスミッション１２とデファレンシャル１４を備える。

トランスミッション１２は、トルクコンバータ１６と、インプットシャフト１８と、カウンタシャフト２０と、カウンタドライブギヤ２２と、カウンタドリブンギヤ２４などを備えている。

トルクコンバータ１６は、トランスアクスル１０を車両に搭載したときに、エンジンの出力軸に連結される。そして、トルクコンバータ１６は、エンジンの出力軸の回転をインプットシャフト１８に伝達する。

カウンタシャフト２０は、インプットシャフト１８と相互に平行に配置されている。カウンタドライブギヤ２２は、インプットシャフト１８に取り付けられている。カウンタドリブンギヤ２４は、カウンタシャフト２０に取り付けられている。そして、カウンタドリブンギヤ２４は、カウンタドライブギヤ２２と噛み合わされている。

また、インプットシャフト１８には、パーキングギヤ２６が取り付けられている。さらに、パーキングギヤ２６の近傍には、パーキングポール２８が設けられている。そして、シフトレバーがパーキングレンジに切り換えられると、パーキングポール２８が動作して、パーキングギヤ２６に噛み合わされることになる。

デファレンシャル１４は、デフケース３０、リングギヤ３２、ドライブピニオンギヤ３４、２つのピニオンギヤ３６、ピニオンシャフト３７、２つのサイドギヤ３８などを備えている。

リングギヤ３２は、デフケース３０の外周に形成されている。ドライブピニオンギヤ３４は、カウンタシャフト２０に取り付けられている。そして、リングギヤ３２とドライブピニオンギヤ３４とが噛み合わされている。

２つのピニオンギヤ３６は、デフケース３０内に収容されている。２つのピニオンギヤ３６は、ピニオンシャフト３７を介してデフケース３０に回転自在に支持されている。２つのサイドギヤ３８は、２つのピニオンギヤ３６に噛み合わされている。

図４に示すように、デフケース３０は、２つのピニオンギヤ３６及び２つのサイドギヤ３８を収容するギヤ収容部８０と、２つのボス部８１（ドライブシャフト収容部）と、を有する。各ボス部８１は、ギヤ収容部８０から筒状に突出し、サイドギヤ３８にスプライン結合されるドライブシャフト１５０を収容する部分である。図４及び図５に示すように、各ボス部８１の内周面であるジャーナル部８２には、潤滑油をギヤ収容部８０内に引き込むための螺旋溝８３が形成されている。各ボス部８１の外周面８４には、ベアリング８５が取り付けられる軸受外周面８６と、嵌合外周面８７と、が形成されている。図６に示すように、嵌合外周面８７は、ボス部８１の径方向に対して直交する複数の嵌合平面８８によって構成されている。本実施形態では、嵌合外周面８７は、６つの嵌合平面８８によって構成されている。嵌合外周面８７が６つの嵌合平面８８によって構成されることで、嵌合外周面８７は、デフケース３０の回転軸８９から嵌合外周面８７までの距離が第１距離D1である第１部分９０と、回転軸８９から嵌合外周面８７までの距離が第１距離D1よりも大きい第２距離D2である第２部分９１と、を有している。

次に、トランスミッション試験装置１の構成について説明する。トランスミッション試験装置１は、トランスミッション１２の機能を確認する試験を行う。このトランスミッション試験装置１は、図１〜図３に示すように、入力軸用モータ５０（第１の負荷動力源）と、カップリング５２と、ギヤボックス５４と、カップリング５６と、入力軸５８と、入力軸用エンコーダ６０と、入力軸用トルク計測器６２と、出力軸用モータ６４（第２の負荷動力源）と、カップリング６６と、出力軸６８と、出力軸用エンコーダ７０と、出力軸用トルク計測器７２と、外径嵌合保持具７４と、モータ盤１００と、制御盤１０１などを有する。このようにトランスミッション試験装置１は、出力軸として１つの出力軸６８のみを有している。

入力軸用モータ５０の回転軸５０ａ（出力軸）は、カップリング５２とギヤボックス５４とカップリング５６を介して、入力軸５８の第１の端部に接続されている。そして、入力軸５８の第２の端部は、トランスアクスル１０の機能を確認する試験を行うときに、トランスアクスル１０のトルクコンバータ１６に接続される。

入力軸用エンコーダ６０は、入力軸用モータ５０の回転軸５０ａに取り付けられている。この入力軸用エンコーダ６０は、入力軸５８の回転速度を測定する。入力軸用トルク計測器６２は、入力軸５８に取り付けられている。この入力軸用トルク計測器６２は、入力軸５８のトルクを測定する。

出力軸用モータ６４の回転軸６４ａ（出力軸）は、カップリング６６を介して、出力軸６８の第１の端部に接続されている。そして、出力軸６８の第２の端部は、トランスアクスル１０の機能を確認する試験を行うときに、外径嵌合保持具７４を介してデフケース３０の外周面８４に接続される。このようにして、出力軸用モータ６４の回転軸６４ａは、デフケース３０の外周面８４に間接的に連結される。そして、出力軸用モータ６４は、出力軸６８を回転させる。

出力軸用エンコーダ７０は、出力軸用モータ６４の回転軸６４ａに取り付けられている。この出力軸用エンコーダ７０は、出力軸６８の回転速度を検出する。出力軸用トルク計測器７２は、出力軸６８に取り付けられている。この出力軸用トルク計測器７２は、出力軸６８のトルクを測定する。

外径嵌合保持具７４は、図７に示すように、デフケース内径挿入部１０２と、２面幅嵌合部１０３、設備接続部１０４によって構成されている。デフケース内径挿入部１０２は、ボス部８１内に挿入される部分である。２面幅嵌合部１０３は、ボス部８１の外周面８４の嵌合外周面８７と嵌合する部分である。図８に示すように、２面幅嵌合部１０３は、内周面に６つの嵌合平面１０５が形成された嵌合筒部１０６を有する。図７に戻り、設備接続部１０４は、出力軸６８と連結可能な部分である。

出力軸用モータ６４の回転軸６４ａ（出力軸）は、外径嵌合保持具７４を介して間接的にデフケース３０のボス部８１に連結される。具体的には、外径嵌合保持具７４の設備接続部１０４を出力軸６８に連結し、外径嵌合保持具７４の２面幅嵌合部１０３をデフケース３０のボス部８１の外周面８４の嵌合外周面８７と嵌合することで、出力軸用モータ６４の回転軸６４ａは、デフケース３０のボス部８１に対して連結される。

モータ盤１００は、入力軸用モータ５０と出力軸用モータ６４と制御盤１０１などに接続している。このモータ盤１００は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの制御装置を備えている。そして、モータ盤１００は、入力軸用モータ５０と出力軸用モータ６４の駆動を制御することにより、入力軸５８の回転速度と出力軸６８の回転速度を制御する。

制御盤１０１は、入力軸用エンコーダ６０と入力軸用トルク計測器６２と出力軸用エンコーダ７０と出力軸用トルク計測器７２とモータ盤１００などに接続している。この制御盤１０１は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの制御装置を備えている。そして、制御盤１０１は、入力軸用エンコーダ６０と入力軸用トルク計測器６２や出力軸用エンコーダ７０や出力軸用トルク計測器７２の測定結果の情報を取得する。また、制御盤１０１は、トランスミッション試験装置１の全体的な制御を行うことができ、トランスアクスル１０の機能を試験するための様々な制御を行う。

次に、トランスミッション試験装置１を用いたトランスミッション１２の試験方法について説明する。

まず、トランスミッション試験装置１にトランスアクスル１０を取り付ける。このとき、入力軸５８を、トランスアクスル１０のトランスミッション１２のトルクコンバータ１６に組み付ける（S100）。

また、出力軸６８を、外径嵌合保持具７４を介してデファレンシャル１４のボス部８１の外周面８４に組み付ける（S110）。

以上のようにしてトランスミッション試験装置１にトランスアクスル１０を取り付けた後、トランスアクスル１０の機能を確認する試験を行う（S120）。

ここでは、トランスアクスル１０のパーキング機構の機能を確認する試験を一例に挙げる。すると、まず、トランスアクスル１０のシフトレバーをパーキングレンジに設定し、パーキングポール２８とパーキングギヤ２６とを噛み合わせる。そして、出力軸用モータ６４を駆動させる。ここで、パーキングギヤ２６とパーキングポール２８との噛み合いによりインプットシャフト１８の回転がロックされているので、出力軸６８に捩じりトルクが生じる。

そこで、出力軸用トルク計測器７２により測定されるトルクと、予め設定されたしきい値とを比較してパーキング機構の機能の良否が判断される。このようにして、パーキング機構の機能を確認する試験を行う。

なお、ここでは、パーキング機構の機能を確認する試験を一例に挙げたが、これに限定されず、トランスミッション１２のその他の機能を確認する試験においても、試験を行うことができる。

以上の第１実施形態は、以下に示す種々の特長を備えている。

トランスミッション１２とデファレンシャル１４を一体化させたトランスアクスル１０における、トランスミッション１２の動作試験方法は、トランスミッション１２のトルクコンバータ１６（入力側）に入力軸用モータ５０（第１の負荷動力源）の回転軸５０ａ（出力軸）を組み付けるステップ（S100）と、デファレンシャル１４に出力軸用モータ６４（第２の負荷動力源）の回転軸６４ａ（出力軸）を組み付けるステップ（S110）と、入力軸用モータ５０及び出力軸用モータ６４を制御して、トランスミッション１２の動作試験を行うステップ（S120）と、を含む。デファレンシャル１４に出力軸用モータ６４の回転軸６４ａを組み付けるステップ（S110）では、出力軸用モータ６４の回転軸６４ａをデファレンシャル１４のデフケース３０の外周面８４に対して連結する。以上の方法によれば、トランスミッション１２の動作を試験するに際し、ジャーナル部８２を傷つけることを回避することができる。

デフケース３０は、サイドギヤ３８を収容可能なギヤ収容部８０と、ギヤ収容部８０から筒状に突出し、サイドギヤ３８に結合されるドライブシャフト１５０を収容可能なボス部８１（ドライブシャフト収容部）と、を有する。ボス部８１の嵌合外周面８７（外周面）は、デフケース３０の回転軸８９から嵌合外周面８７までの距離が第１距離D1（第１の距離）である第１部分９０（第１の部分）と、回転軸８９から嵌合外周面８７までの距離が第１距離D1よりも大きい第２距離D2（第２の距離）である第２部分９１（第２の部分）と、を有する。以上の構成によれば、出力軸用モータ６４（負荷動力源）の回転軸６４ａ（出力軸）をデフケース３０の嵌合外周面８７に対して滑りなく連結することができる。

第１部分９０及び第２部分９１は、ボス部８１の嵌合外周面８７に、嵌合平面８８（少なくとも１つの平面）を形成することで実現されている。以上の構成によれば、簡素な構成で、第１部分９０及び第２部分９１を実現することができる。

第１部分９０及び第２部分９１は、ボス部８１の嵌合外周面８７に、互いに平行な２つの嵌合平面８８（平面）を形成することで実現されている。以上の構成によれば、簡素な構成で、第１部分９０及び第２部分９１を実現することができる。

上記実施形態において、嵌合外周面８７は、６つの嵌合平面８８を有するとしたが、これに代えて、例えば図１１に示すように、２つの嵌合平面８８のみを形成することとしてもよい。この場合、好ましくは、２つの嵌合平面８８は互いに平行とするとよい。この場合でも、第１部分９０及び第２部分９１が実現される。

上記実施形態において、嵌合外周面８７は、６つの嵌合平面８８を有するとしたが、これに代えて、例えば図１２に示すように、４つの嵌合平面８８を形成することとしてもよい。この場合、好ましくは、４つの嵌合平面８８は、互いに平行な２つの嵌合平面８８を２組有するとよい。この場合でも、第１部分９０及び第２部分９１が実現される。

上記実施形態において、嵌合外周面８７は、６つの嵌合平面８８を有するとしたが、これに代えて、例えば図１３に示すように、嵌合外周面８７に、内側に窪む４つの凹部１５１を形成してもよい。この場合でも、第１部分９０及び第２部分９１が実現される。なお、嵌合外周面８７に形成する凹部１５１の数は４つに限定されず、少なくとも１つ以上であればよい。

１トランスミッション試験装置
１０トランスアクスル
１２トランスミッション
１４デファレンシャル
３０デフケース
３８サイドギヤ
５０入力軸用モータ
５０ａ回転軸
６４出力軸用モータ
６４ａ回転軸
８０ギヤ収容部
８１ボス部
８２ジャーナル部
８３螺旋溝
８４外周面
８６軸受外周面
８７嵌合外周面
８８嵌合平面
８９回転軸
９０第１部分
９１第２部分
１０２デフケース内径挿入部
１０３２面幅嵌合部
１０４設備接続部
１０５嵌合平面
１０６嵌合筒部
１５０ドライブシャフト
１５１凹部
D1 第１距離
D2 第２距離

Claims

トランスミッションとデファレンシャルを一体化させたトランスアクスルにおける、前記トランスミッションの動作試験方法であって、
前記トランスミッションの入力側に第１の負荷動力源の出力軸を組み付けるステップと、
前記デファレンシャルに第２の負荷動力源の出力軸を組み付けるステップと、
前記第１の負荷動力源及び前記第２の負荷動力源を制御して、前記トランスミッションの動作試験を行うステップと、
を含み、
前記デファレンシャルに前記第２の負荷動力源の前記出力軸を組み付けるステップでは、前記第２の負荷動力源の前記出力軸を前記デファレンシャルのデフケースの外周面に対して連結する、
動作試験方法。
サイドギヤを収容可能なギヤ収容部と、
前記ギヤ収容部から筒状に突出し、前記サイドギヤに結合されるドライブシャフトを収容可能なドライブシャフト収容部と、
を有するデフケースであって、
前記ドライブシャフト収容部の外周面は、前記デフケースの回転軸から前記外周面までの距離が第１の距離である第１の部分と、前記回転軸から前記外周面までの距離が前記第１の距離よりも大きい第２の距離である第２の部分と、を有する、
デフケース。
請求項２に記載のデフケースであって、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ドライブシャフト収容部の前記外周面に、少なくとも１つの平面を形成することで実現されている、
デフケース。
請求項２に記載のデフケースであって、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ドライブシャフト収容部の前記外周面に、互いに平行な２つの平面を形成することで実現されている、
デフケース。
請求項２に記載のデフケースであって、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ドライブシャフト収容部の前記外周面に、内側に窪む少なくとも１つの凹部を形成することで実現されている、
デフケース。