JP2019086113A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキからケースに入力される振動を低減すること。【解決手段】無段変速機、ギヤ列により構成された副変速機、および遊星歯車機構により構成された前後進切替機構を収容するケース２と、前後進切替機構のリングギヤをケースに固定する係合状態とリングギヤをケースに固定しない開放状態とに切り替わるブレーキと、を備え、ケース２には、ブレーキプレート１００が取り付けられる固定溝２０が複数設けられた動力伝達装置において、固定溝２０のうち、軸方向から見た場合に第１軸回転中心Ｏ１と第２軸回転中心Ｏ２とを結ぶ線分Ｌを挟んで隣り合う位置に設けられた対象固定溝２１，２２について、線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂ，２２ａはブレーキプレート１００とは非接触であり、線分Ｌから遠い側の溝壁面２１ａ，２２ｂはブレーキプレート１００と接触することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

特許文献１には、ベルト式無段変速機を介する動力伝達経路（第１経路）と、ギヤ機構により構成された副変速機を介する動力伝達経路（第２経路）とが並列に形成された動力伝達装置が開示されている。この動力伝達装置は、第１経路と第２経路のうちのいずれか一方を動力伝達可能に接続する際に係合もしくは開放する複数の係合装置と、遊星歯車機構により構成された前後進切替機構とを備える。複数の係合装置には、車両が後進する場合に係合状態となり前後進切替機構のリングギヤをケースに固定するブレーキが含まれる。このブレーキが係合する場合、第１経路は動力伝達不能に遮断されて、第２経路が動力伝達可能に接続される。

特開２０１６−０２３８０１号公報

特許文献１に記載の構成では、第２経路を構成するギヤ同士の噛合い部を確保するために、ブレーキが取り付けられた位置の近くにケース壁部を貫通する連通孔を設ける場合がある。この場合、連通孔付近でケース壁部の剛性が弱くなるため、ブレーキを係合した際にブレーキからケースに振動が入力されると、ケースを伝達する振動が大きくなってしまう。そのため、ケース上面（発音面）が振動することによりケースで音を発する虞がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、ブレーキからケースに入力される振動を低減することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明は、無段変速機と、第１軸上に設けられた遊星歯車機構により構成された前後進切替機構と、第１軸と平行の第２軸上に設けられたギヤを含むギヤ列により構成された副変速機と、無段変速機、前後進切替機構、および副変速機を収容するケースと、ケースに取り付けられた円環状のブレーキプレートを有し、前後進切替機構のリングギヤをケースに固定する係合状態とリングギヤをケースに固定しない開放状態とに切り替わるブレーキと、を備え、ケースは、ブレーキプレートが取り付けられる固定溝を複数有し、車両の後進時にはブレーキを係合状態とし副変速機を介して動力を伝達する動力伝達装置において、固定溝のうち、軸方向から見た場合に第１軸の回転中心と第２軸の回転中心とを結ぶ線分を挟んで隣り合う位置に設けられた対象固定溝について、線分に近い側の溝壁面はブレーキプレートとは非接触であり、線分から遠い側の溝壁面はブレーキプレートと接触することを特徴とする。

本発明では、ブレーキプレートが取り付けられるケースの固定溝のうち、第１軸の回転中心と第２軸の回転中心とを結ぶ線分を挟んで隣り合う位置に設けられた対象固定溝について、線分に近い側の溝壁面にブレーキプレートが接触していない。そのため、ブレーキの振動がブレーキプレートから対象固定溝の線分に近い側の溝壁面へと直接入力されることを防げる。これにより、ブレーキからケースに入力される振動を低減でき、ケースの発音面が振動することによる発音を抑制することができる。

図１は、実施形態の動力伝達装置を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、ケースの構造を模式的に示す図である。 図３は、ブレーキプレートを模式的に示す図である。 図４は、第１軸回転中心と第２軸回転中心とを結ぶ線分を基準とした固定溝の位置を説明するための図である。 図５は、固定溝に取り付けられたブレーキプレートの固定構造を説明するための図である。 図６は、固定溝に取り付けられたブレーキプレートの固定構造を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における動力伝達装置について具体的に説明する。

図１は、実施形態の動力伝達装置１を模式的に示す図である。動力伝達装置１は、例えばエンジン（図示せず）を動力源とする車両に搭載されるものであり、ケース２（詳細構造は図２に示す）の内部に収容される。この動力伝達装置１は、入力軸３、前後進切替機構４、ベルト式の無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）５、副変速機としてのギヤ列６、出力軸７、カウンタギヤ機構８、デファレンシャルギヤ９、車軸１０、を備える。動力伝達装置１では、無段変速部であるＣＶＴ５と、有段変速部であるギヤ列６とが並列に配置されている。入力軸３と出力軸７との間の動力伝達経路として、ＣＶＴ５を介する動力伝達経路（以下「第１経路」という）と、ギヤ列６を介する動力伝達経路（以下「第２経路」という）とが並列に形成されている。また、動力伝達装置１は互いに平行に配置された第１軸から第５軸までの回転軸を有する。第１軸上（入力軸上）に配置された第１軸回転中心Ｏ_１を回転中心とする回転部材には、入力軸３と、前後進切替機構４と、ＣＶＴ５のプライマリプーリ５１と、ギヤ列６の駆動ギヤ６１とが含まれる。第２軸上（副軸上）に配置された第２軸回転中心Ｏ_２を回転中心とする回転部材には、ギヤ列６のカウンタギヤ機構６２が含まれる。第３軸上（出力軸上）に配置された第３軸回転中心Ｏ_３を回転中心とする回転部材には、出力軸７と、ＣＶＴ５のセカンダリプーリ５２と、ギヤ列６の従動ギヤ６３とが含まれる。第４軸上（カウンタ軸上）に配置された第４軸回転中心Ｏ_４を回転中心とする回転部材には、カウンタギヤ機構８が含まれる。第５軸上（車軸上）に配置された第５軸回転中心Ｏ_５を回転中心とする回転部材には、デファレンシャルギヤ９と、車軸１０とが含まれる。この説明では、第１軸を入力軸３、第２軸（副軸）をカウンタ軸６２ｂ、第３軸を出力軸７、第４軸をカウンタギヤ機構８のカウンタ軸、第５軸を車軸１０とする。

入力軸３は、動力源から出力された動力（例えばエンジントルク）が入力される回転軸であり、前後進切替機構４に連結されている。前後進切替機構４は、エンジントルクを駆動輪へ伝達する際、駆動輪に作用するトルクの方向を前進方向と後進方向とに切り替える。図１に示す例では、前後進切替機構４はダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成される。その前後進切替機構４は、サンギヤ４Ｓと、サンギヤ４Ｓに対して同心円上に配置されたリングギヤ４Ｒと、サンギヤ４Ｓに噛み合っている第１ピニオンギヤ４Ｐ_１と、第１ピニオンギヤ４Ｐ_１およびリングギヤ４Ｒに噛み合っている第２ピニオンギヤ４Ｐ_２と、各ピニオンギヤ４Ｐ_１，４Ｐ_２を自転可能かつ公転可能に保持しているキャリヤ４Ｃとを備えている。サンギヤ４Ｓには、ギヤ列６の駆動ギヤ６１が一体回転するように連結されている。キャリヤ４Ｃには、入力軸３が一体回転するように連結されている。また、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとを選択的に一体回転させる第１クラッチＣ１が設けられている。第１クラッチＣ１を係合させることによって前後進切替機構４全体が一体回転する。さらに、リングギヤ４Ｒを選択的に回転不能に固定するブレーキＢ１が設けられている。第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１は油圧式である。例えば、第１クラッチＣ１を係合させ、かつブレーキＢ１を開放させると、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが一体回転し、入力軸３と駆動ギヤ６１とが一体回転する。また、第１クラッチＣ１を開放させ、かつブレーキＢ１を係合させると、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが逆方向に回転し、入力軸３と駆動ギヤ６１とは逆方向に回転する。

ＣＶＴ５は、入力軸３と一体回転するプライマリプーリ５１と、セカンダリシャフト５４と一体回転するセカンダリプーリ５２と、一対のプーリ５１，５２に形成されたＶ溝に巻き掛けられたベルト５３とを備えている。入力軸３はプライマリシャフトと一体回転するように連結されている。各プーリ５１，５２のＶ溝幅を変化させることによってベルト５３の巻き掛け径が変化するため、ＣＶＴ５の変速比を連続的に変化させることができる。ＣＶＴ５の変速比は最大変速比（最Ｌｏｗ）から最小変速比（最Ｈｉｇｈ）の範囲内で連続的に変化する。

プライマリプーリ５１は、プライマリシャフトと一体化された固定シーブ５１ａと、プライマリシャフト上で軸線方向に移動可能な可動シーブ５１ｂと、可動シーブ５１ｂに推力を付与するプライマリ油圧シリンダ５１ｃとを備えている。固定シーブ５１ａのシーブ面と可動シーブ５１ｂのシーブ面とが対向して、プライマリプーリ５１のＶ溝を形成する。プライマリ油圧シリンダ５１ｃは、可動シーブ５１ｂの背面側に配置されている。プライマリ油圧シリンダ５１ｃ内の油圧によって可動シーブ５１ｂを固定シーブ５１ａ側へ移動させる推力が発生する。

セカンダリプーリ５２は、セカンダリシャフト５４と一体化された固定シーブ５２ａと、セカンダリシャフト５４上で軸線方向に移動可能な可動シーブ５２ｂと、可動シーブ５２ｂに推力を付与するセカンダリ油圧シリンダ５２ｃとを備えている。固定シーブ５２ａのシーブ面と可動シーブ５２ｂのシーブ面とが対向して、セカンダリプーリ５２のＶ溝を形成する。セカンダリ油圧シリンダ５２ｃは、可動シーブ５２ｂの背面側に配置されている。セカンダリ油圧シリンダ５２ｃ内の油圧によって可動シーブ５２ｂを固定シーブ５２ａ側へ移動させる推力が発生する。

また、ＣＶＴ５の下流側には、エンジンを駆動輪から切り離すためのクラッチとして第２クラッチＣ２が設けられている。第２クラッチＣ２を開放させることによって、ＣＶＴ５と出力軸７との間がトルク伝達不能に遮断され、ＣＶＴ５が駆動輪から切り離される。第２クラッチＣ２は、セカンダリシャフト５４と出力軸７との間に設けられており、出力軸７からＣＶＴ５を選択的に切り離すことができる。例えば、第２クラッチＣ２を係合させると、ＣＶＴ５と出力軸７との間が動力伝達可能に接続され、セカンダリシャフト５４と出力軸７とが一体回転する。第２クラッチＣ２を開放させると、セカンダリシャフト５４と出力軸７との間がトルク伝達不能に遮断され、エンジンおよびＣＶＴ５が駆動輪から切り離される。第２クラッチＣ２は油圧式である。油圧アクチュエータによって第２クラッチＣ２の係合要素同士が摩擦係合するように構成されている。

出力軸７には出力ギヤ７ａと従動ギヤ６３とが一体回転するように取り付けられている。出力ギヤ７ａは、減速機構であるカウンタギヤ機構８のカウンタドリブンギヤ８ａと噛み合っている。カウンタギヤ機構８のカウンタドライブギヤ８ｂは、デファレンシャルギヤ９のリングギヤ９ａと噛み合っている。デファレンシャルギヤ９には、左右の車軸１０，１０を介して左右の駆動輪が連結されている。

ギヤ列６は、前後進切替機構４のサンギヤ４Ｓと一体回転する駆動ギヤ６１と、カウンタギヤ機構６２と、出力軸７と一体回転する従動ギヤ６３とを含む。ギヤ列６は減速機構であって、ギヤ列６の変速比（ギヤ比）は、ＣＶＴ５の最大変速比よりも大きい所定値に設定されている。ギヤ列６の変速比は固定変速比である。動力伝達装置１では、発進時に、入力軸３からギヤ列６を介して出力軸７へとトルクを伝達させる。ギヤ列６は発進ギヤまたは後進ギヤとして機能する。

駆動ギヤ６１は、カウンタギヤ機構６２のカウンタドリブンギヤ６２ａと噛み合っている。カウンタギヤ機構６２は、カウンタドリブンギヤ６２ａと、カウンタ軸６２ｂと、従動ギヤ６３に噛み合っているカウンタドライブギヤ６２ｃとを含む。カウンタ軸６２ｂには、カウンタドリブンギヤ６２ａが一体回転するように取り付けられている。カウンタ軸６２ｂは入力軸３および出力軸７と平行に配置されている。カウンタドライブギヤ６２ｃは、カウンタ軸６２ｂに対して相対回転可能に構成されている。また、カウンタ軸６２ｂとカウンタドライブギヤ６２ｃとを選択的に一体回転させる噛合式の係合装置（ドグクラッチ）Ｓ１が設けられている。

ドグクラッチＳ１は、噛合式の一対の係合要素６４ａ，６４ｂと、軸線方向に移動可能なスリーブ６４ｃとを備えている。第１係合要素６４ａは、カウンタ軸６２ｂにスプライン嵌合されたハブである。第１係合要素６４ａとカウンタ軸６２ｂとは一体回転する。第２係合要素６４ｂは、カウンタドライブギヤ６２ｃと一体回転するように連結されている。つまり、第２係合要素６４ｂはカウンタ軸６２ｂに対して相対回転する。スリーブ６４ｃの内周面に形成されたスプライン歯が、各係合要素６４ａ，６４ｂの外周面に形成されたスプライン歯と噛み合うことによって、ドグクラッチＳ１は係合状態となる。ドグクラッチＳ１を係合させることによって、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６３との間（第２経路）がトルク伝達可能に接続される。第２係合要素６４ｂとスリーブ６４ｃとの噛み合いが解除されることによって、ドグクラッチＳ１は開放状態となる。ドグクラッチＳ１を開放させることによって、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６３との間（第２経路）はトルク伝達不能に遮断される。また、ドグクラッチＳ１は油圧式であり、油圧アクチュエータによってスリーブ６４ｃが軸線方向に移動する。

図２は、ケース２の構造を模式的に示す図である。ケース２は、動力伝達装置１を収容するトランスアクスルケースである。トランスアクスルケースには、図２に示すケース２の他にカバー部材であるリヤカバーとフロントカバー（いずれも図示せず）が含まれる。なお、図２はケース２を軸方向から見た場合の平面図である。

図２に示すように、ケース２は、第１軸回転中心Ｏ_１の回転部材を支持する第１軸支持部２０１と、第２軸回転中心Ｏ_２の回転部材を支持する第２軸支持部２０２と、第３軸回転中心Ｏ_３の回転部材を支持する第３軸支持部２０３と、第４軸回転中心Ｏ_４の回転部材を支持する第４軸支持部２０４と、第５軸回転中心Ｏ_５の回転部材を支持する第５軸支持部２０５とを有する。軸方向から見た場合、第１軸支持部２０１の位置は第２軸支持部２０２の位置に近く（第１軸回転中心Ｏ_１の位置は第２軸回転中心Ｏ_２の位置に近く）、第１軸回転中心Ｏ_１の上側に第２軸回転中心Ｏ_２が位置する。

図２に示す第１軸支持部２０１は、ブレーキＢ１が設けられる部分である。ケース２の壁部２ａには、ブレーキＢ１のブレーキプレート１００（図３に示す）が取り付けられる固定溝２０が設けられる。壁部２ａには、第１軸支持部２０１となる部分に、第１軸回転中心Ｏ_１の周り（周方向）に中空状の内周部が形成されている。この壁部２ａの中空状内周部に固定溝２０が形成されている。固定溝２０は、第１軸回転中心Ｏ_１の径方向外側に凹状となり、第１軸回転中心Ｏ_１を中心とする周方向に所定間隔を空けて複数形成される。ブレーキプレート１００は、図３に示すように円環状の板部材であり、その外周部には固定溝２０に取り付けられる係止部１０１が設けられている。係止部１０１は、周方向に所定間隔を空けた位置に複数設けられており、径方向外側に突出している。

また、ケース２には、ギヤ列６のギヤ噛合い部を確保するために、壁部２ａを貫通する連通孔Ｈが設けられている。連通孔Ｈは、軸方向から見た場合に第２軸回転中心Ｏ_２と第３軸回転中心Ｏ_３との間に位置する。連通孔Ｈの内部を貫通するようにしてギヤ列６のカウンタドライブギヤ６２ｃと従動ギヤ６３とが噛み合う。このように、副変速機を有する動力伝達装置１ではケース２にギヤ噛合い部を配置するための連通孔Ｈを設ける必要があるため、第２軸支持部２０２の近くに設けた連通孔Ｈによってケース２の剛性が部分的に弱くなってしまう。そこで、動力伝達装置１では、第２軸支持部２０２の近くに位置する第１軸支持部２０１から入力される振動を低減させることが可能な固定溝２０とブレーキプレート１００との固定構造を有する。この固定構造について図４を参照して説明する。

図４は、第１軸回転中心Ｏ_１と第２軸回転中心Ｏ_２とを結ぶ線分Ｌを基準とした固定溝２０の位置を説明するための図である。図４に破線で示すように、複数の固定溝２０のうち、第１軸回転中心Ｏ_１と第２軸回転中心Ｏ_２とを結ぶ線分Ｌを挟んで隣り合う位置に設けられた二つの固定溝２１，２２が対象固定溝となる。この対象固定溝２１，２２では、周方向両側に形成された溝壁面のうち、線分Ｌに近い側の溝壁面がブレーキプレート１００とは非接触の面となる。これにより、ブレーキＢ１を係合した際に前後進切替機構４で生じる振動（起振力）がブレーキプレート１００を介して対象固定溝２１，２２から線分Ｌに近い位置でケース２の壁部２ａに入力されることを抑制できる。この対象固定溝２１，２２におけるブレーキプレート１００の固定構造について図５，６を参照して説明する。

図５，６に示すように、第１の対象固定溝２１は、線分Ｌから遠い側の溝壁面２１ａがブレーキプレート１００の係止部１０１と接触しているものの、線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂはブレーキプレート１００の係止部１０１とは非接触である。第２の対象固定溝２２は、線分Ｌに近い側の溝壁面２２ａがブレーキプレート１００の係止部１０１とは非接触であるものの、線分Ｌから遠い側の溝壁面２２ｂはブレーキプレート１００の係止部１０１と接触している。このように、線分Ｌを挟む位置の対象固定溝２１，２２では、ブレーキプレート１００の係止部１０１が取り付けられるものの、線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂ，２２ａはブレーキプレート１００に非接触であり、線分Ｌから遠い側の溝壁面２１ａ，２２ｂのみがブレーキプレート１００に接触する。ブレーキＢ１によるリングギヤ４Ｒの固定時、かみ合い荷重の反力を固定溝２０で受ける。また、加速時と減速時では反力の作用方向が逆転するため、回転荷重の作用方向も逆転する。

例えば、ブレーキＢ１が係合してブレーキプレート１００に右回転方向の荷重が作用する場合、図５に示すように、第２の対象固定溝２２の右壁面となる溝壁面２２ｂではブレーキプレート１００からの回転荷重を受けるものの、第１の対象固定溝２１の右壁面となる溝壁面２１ｂではブレーキプレート１００からの回転荷重を受けない。この場合、線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂ，２２ａはいずれも回転荷重を受けない。さらに、第１の対象固定溝２１の左壁面となる溝壁面２１ａとブレーキプレート１００とは接触状態であるものの、回転荷重が作用する方向とは反対方向の接触面であるため回転荷重の反力は生じない。

ブレーキＢ１が係合してブレーキプレート１００に左回転方向の荷重が作用する場合、図６に示すように、第１の対象固定溝２１の左壁面となる溝壁面２１ａではブレーキプレート１００からの回転荷重を受けるものの、第２の対象固定溝２２の左壁面となる溝壁面２２ａではブレーキプレート１００からの回転荷重を受けない。この場合も、線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂ，２２ａはいずれも回転荷重を受けない。さらに、第２の対象固定溝２２の右壁面となる溝壁面２２ｂとブレーキプレート１００とは接触状態であるものの、回転荷重が作用する方向とは反対方向の接触面であるため回転荷重の反力は生じない。

以上説明した通り、実施形態の動力伝達装置１では、ケース２とブレーキプレート１００との固定構造において、第２軸支持部２０２の近辺に設けられる対象固定溝２１，２２の溝壁面のうち線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂ，２２ａがブレーキプレート１００の係止部１０１と非接触である。これにより、ブレーキＢ１を係合した場合に前後進切替機構４で振動（起振力）が生じても、ブレーキプレート１００から線分Ｌに近い側の溝壁面２１ｂ，２２ａへと振動が直接入力されることを抑制でき、ブレーキＢ１からケース２に入力される振動を低減させることができる。さらに、対象固定溝２１，２２から副変速機の支持部である第２軸支持部２０２への振動伝達が抑制される。この結果、第２軸支持部２０２の近くに連通孔Ｈを有するケース２について、壁部２ａでの振動伝達を抑制でき、ケース２の上面（発音面）での発音（膜振動）を抑制することが可能である。

なお、複数の固定溝２０には、上述した対象固定溝２１，２２以外の固定溝が含まれる。複数の固定溝２０のうち、対象固定溝２１，２２以外の固定溝２０におけるブレーキプレート１００の係止部１０１との接触状態は特に限定されない。例えば、対象固定溝２１，２２以外の固定溝２０では、周方向両側の溝壁面がブレーキプレート１００の係止部１０１と接触して回転荷重を受けるように構成される。

さらに、図１に示す動力伝達装置１の構成例は一例であり、動力伝達装置１はこれに限定されない。例えば、カウンタギヤ機構８の軸方向配置は図１に示す配置に限定されない。一例として、カウンタドライブギヤ６２ｃと従動ギヤ６３との噛み合い部の軸方向位置は、図１における軸方向の左右側ではカウンタドリブンギヤ６２ａの左側であってもよい。また、第２クラッチＣ２の配置もセカンダリプーリ５２の下流側に限定されない。

１ 動力伝達装置
２ ケース
２ａ 壁部
２０ 固定溝
２１，２２ 対象固定溝
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 溝壁面
１００ ブレーキプレート
１０１ 係止部
２０１ 第１軸支持部
２０２ 第２軸支持部
２０３ 第３軸支持部
２０４ 第４軸支持部
２０５ 第５軸支持部
Ｂ１ ブレーキ
Ｌ 線分
Ｏ_１ 第１軸回転中心
Ｏ_２ 第２軸回転中心
Ｏ_３ 第３軸回転中心
Ｏ_４ 第４軸回転中心
Ｏ_５ 第５軸回転中心

Claims (1)

1. 無段変速機と、
   第１軸上に設けられた遊星歯車機構により構成された前後進切替機構と、
   前記第１軸と平行の第２軸上に設けられたギヤを含むギヤ列により構成された副変速機と、
   前記無段変速機、前記前後進切替機構、および前記副変速機を収容するケースと、
   前記ケースに取り付けられた円環状のブレーキプレートを有し、前記前後進切替機構のリングギヤを前記ケースに固定する係合状態と前記リングギヤを前記ケースに固定しない開放状態とに切り替わるブレーキと、
   を備え、
   前記ケースは、前記ブレーキプレートが取り付けられる固定溝を複数有し、
   車両の後進時には前記ブレーキを係合状態とし前記副変速機を介して動力を伝達する動力伝達装置において、
   前記固定溝のうち、軸方向から見た場合に前記第１軸の回転中心と前記第２軸の回転中心とを結ぶ線分を挟んで隣り合う位置に設けられた対象固定溝について、前記線分に近い側の溝壁面は前記ブレーキプレートとは非接触であり、前記線分から遠い側の溝壁面は前記ブレーキプレートと接触する
   ことを特徴とする動力伝達装置。

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