JP2019116958A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な固定構造により軸受のクリープ発生を防止すること。【解決手段】第１クラッチＣ１と、第１クラッチＣ１のクラッチドラム４１に隣接する駆動ギヤ６１と、駆動ギヤ６１を回転自在に支持する軸受６５と、を備えた動力伝達機構１００において、クラッチドラム４１と駆動ギヤ６１とを突合せた溶接部７１を有し、軸受６５の外輪６５ａは、駆動ギヤ６１の内周部に圧入嵌合しており、溶接部７１は、突合せ溶接部であるとともに、駆動ギヤ６１に圧入嵌合した外輪６５ａに到達する位置まで貫通溶接された貫通溶接部であることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達機構に関する。

特許文献１には、ベルト式無段変速機を含む動力伝達経路（第１経路）と、ギヤ機構を含む動力伝達経路（第２経路）とが並列に形成された動力伝達機構が開示されている。この動力伝達機構は、動力伝達可能な経路を第１経路と第２経路とに切り替えるクラッチを備え、クラッチのクラッチドラムが突合せ溶接によってギヤに接合され、そのギヤは軸受によってケースに対して回転自在に支持されている。

特開２０１５−１０５７０８号公報

特許文献１に記載の構成では、軸受の外輪がギヤの内部に圧入されているものの、外輪は圧入のみにより保持された状態となるため、駆動時にギヤと外輪との間でクリープが発生してしまう。軸受のクリープが発生すると、外輪がギヤの内部から抜ける虞がある。そこで、軸受のクリープ発生を防止するために軸受の外輪をギヤに固定する方法が考えられるが、この場合には、組付け工程の増加や製造コストの増加を招くことなく簡易な構造により実現することが望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡易な固定構造により軸受のクリープ発生を防止することができる動力伝達機構を提供することを目的とする。

本発明は、クラッチと、クラッチのクラッチドラムに隣接するギヤと、ギヤを回転自在に支持する軸受と、を備えた動力伝達機構において、クラッチドラムとギヤとの突合せ溶接部を有し、軸受の外輪は、ギヤの内周部に圧入嵌合しており、突合せ溶接部は、ギヤに圧入嵌合した外輪に到達する位置までギヤを貫通して溶接された溶接部であることを特徴とする。

本発明では、クラッチドラムとギヤとの突合せ溶接部が、軸受の外輪をギヤに接合する貫通溶接部でもある。これにより、一度の溶接でクラッチドラムと軸受の外輪とギヤとを接合できるため、簡易な構造で軸受の外輪をギヤに固定でき、軸受のクリープ発生を防止することができる。

図１は、実施形態の動力伝達機構を備える車両を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、動力伝達機構の詳細構造を説明するための断面図である。

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機構について具体的に説明する。

図１は、実施形態の動力伝達機構１００を備える車両を模式的に示すスケルトン図である。車両Ｖｅは、動力源としてエンジン１を備えている。動力伝達機構１００において、エンジン１から出力された動力は、トルクコンバータ２、入力軸３、前後進切替機構４、ベルト式無段変速機（以下「ＣＶＴ」という）５あるいはギヤ列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を介して駆動輪１１に伝達される。

具体的には、トルクコンバータ２は、エンジン１に連結されたポンプインペラ２ａと、ポンプインペラ２ａに対向して配置されたタービンランナ２ｂと、ポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとの間に配置されたステータ２ｃとを備えている。ポンプインペラ２ａはエンジン１のクランクシャフト１ａと一体回転する。タービンランナ２ｂには入力軸３が一体回転するように連結されている。トルクコンバータ２はロックアップクラッチを備え、その係合状態ではポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとが一体回転し、その開放状態ではエンジン１から出力された動力が作動流体を介してタービンランナ２ｂに伝達される。なお、ステータ２ｃは一方向クラッチを介してケースなどの固定部に保持されている。

入力軸３は、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１１へ伝達する際、駆動輪１１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。前後進切替機構４は差動機構からなり、図１に示す例ではダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。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は、車両Ｖｅの発進時に係合する発進クラッチとして機能する。動力伝達機構１００では、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。ブレーキＢ１は、車両Ｖｅの後進時に係合する。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とが一体回転する。つまり、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とが逆方向に回転する。つまり、入力軸３と駆動ギヤ６１とは逆方向に回転する。これら第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１は油圧式である。なお、第１クラッチＣ１を含む動力伝達機構１００の詳細構造は図２を参照して後述する。

車両Ｖｅ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（第１経路）と、ギヤ列６を介する動力伝達経路（第２経路）とが、並列に形成されている。

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なる。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ので、ＣＶＴ５の変速比γを連続的に変化させることができる。ＣＶＴ５の変速比γは、最大変速比から最小変速比の範囲内で連続的に変化する。

プライマリプーリ５１は、入力軸３と一体化された固定シーブ５１ａと、入力軸３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アクチュエータ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。プライマリ油圧アクチュエータ５１ｃは、可動シーブ５１ｂの背面側に配置されている。プライマリ油圧アクチュエータ５１ｃに供給される油圧によって、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アクチュエータ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。セカンダリ油圧アクチュエータ５２ｃは、可動シーブ５２ｂの背面側に配置されている。セカンダリ油圧アクチュエータ５２ｃに供給される油圧によって、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。

ＣＶＴ５の下流側には、エンジン１を駆動輪１１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。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、エンジン１に加えＣＶＴ５が駆動輪１１から切り離される。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１およびＣＶＴ５が駆動輪１１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１１，１１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、固定変速比であり、ＣＶＴ５の最大変速比よりも大きい所定値に設定されている。車両Ｖｅでは、発進時に、エンジン１からギヤ列６を介して駆動輪１１にトルクを伝達させるように構成されている。ギヤ列６は発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、カウンタシャフト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。カウンタシャフト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。カウンタシャフト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、カウンタシャフト６２ｂに対して相対回転可能に構成されている。また、カウンタシャフト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、カウンタシャフト６２ｂにスプライン嵌合されたハブである。第１係合要素６４ａとカウンタシャフト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はカウンタシャフト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。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、動力伝達機構１００の詳細構造を説明するための断面図である。図２に示すように、第１クラッチＣ１は、駆動ギヤ６１と隣接して配置されているとともに、溶接部７１によってクラッチドラム４１が駆動ギヤ６１に接合されている。駆動ギヤ６１は、軸受６５によってケースなどの固定部材に対して回転自在に支持されている。

詳細には、第１クラッチＣ１は、クラッチドラム４１と、クラッチピストン４２と、クラッチハブ４３と、第１摩擦板４４と、第２摩擦板４５とを有する。クラッチドラム４１は動力伝達部材であり、クラッチピストン４２とともに油圧室を形成する。クラッチピストン４２はクラッチドラム４１の内部に配置され、油圧室の油圧により軸方向に移動する。クラッチハブ４３はキャリヤ４Ｃと一体回転するように連結され、外周部には第１摩擦板４４がスプライン嵌合している。第１摩擦板４４および第２摩擦板４５は、軸方向に交互に配置された摩擦係合要素である。第２摩擦板４５はクラッチドラム４１の内周部とスプライン嵌合する。そして、クラッチピストン４２により第１摩擦板４４および第２摩擦板４５が押圧されることにより摩擦板同士が摩擦係合し第１クラッチＣ１は係合する。

溶接部７１は、軸方向に隣接するクラッチドラム４１と駆動ギヤ６１とを径方向に突合わせた部分（突合せ部）を軸方向からレーザ溶接等によって溶接した部位（突合せ溶接部）であるとともに、駆動ギヤ６１を貫通して軸受６５の外輪６５ａまで到達する位置まで溶接した部位（貫通溶接部）である。図２に示すように、溶接部７１は、第１クラッチＣ１の油圧室側から軸方向で外輪６５ａ側に向けて溶接されたものである。この溶接部７１によってクラッチドラム４１と駆動ギヤ６１とが接合されているとともに、軸受６５の外輪６５ａと駆動ギヤ６１とが接合されている。軸受６５は、駆動ギヤ６１の歯部の径方向内側に配置された転がり軸受である。図２に示すように、軸受６５の外輪６５ａは、駆動ギヤ６１の内周部６１ａに圧入嵌合した構造を有し、溶接部７１によって駆動ギヤ６１に固定されている。

組付け工程としては、クラッチドラム４１と駆動ギヤ６１を突合せ溶接する際、同時に貫通溶接を行い軸受６５の外輪６５ａを駆動ギヤ６１に固定する製造方法が実施される。詳細には、クラッチドラム４１と駆動ギヤ６１とを溶接する前に、まず、軸受６５の外輪６５ａを駆動ギヤ６１の内周部６１ａに圧入する工程（圧入工程）が行われる。そして、外輪６５ａが駆動ギヤ６１の内部に圧入された状態で、駆動ギヤ６１とクラッチドラム４１とを突合せ溶接する工程において、同時に外輪６５ａを貫通溶接して駆動ギヤ６１に固定する工程（溶接工程）が行われる。溶接工程では、駆動ギヤ６１を軸方向に貫通するように溶接して、突合せ溶接と貫通溶接とが一度の溶接により行われる。突合せ溶接部と貫通溶接部とが同時に形成される。これにより、溶接部７１によって外輪６５ａが駆動ギヤ６１に対して相対回転不能に固定されるため、動力伝達機構１００の駆動時、軸受６５のクリープ発生を防止することができる。

以上説明した通り、溶接部７１はクラッチドラム４１と駆動ギヤ６１との突合せ溶接部であるとともに、軸受６５の外輪６５ａと駆動ギヤ６１との貫通溶接部である。この溶接部７１によれば、一度の溶接によってクラッチドラム４１と外輪６５ａと駆動ギヤ６１とを接合することが可能である。そのため、組付け工程の増加や製造コストの増加の発生を抑制できる。これにより、簡易な固定構造によって外輪６５ａを駆動ギヤ６１に固定でき、動力伝達機構１００の駆動時には軸受６５のクリープ発生を防止することができる。

４１ クラッチドラム
６１ 駆動ギヤ
６１ａ 内周部
６５ 軸受
６５ａ 外輪
７１ 溶接部
１００ 動力伝達機構

Claims (1)

1. クラッチと、
   前記クラッチのクラッチドラムに隣接するギヤと、
   前記ギヤを回転自在に支持する軸受と、を備えた動力伝達機構において、
   前記クラッチドラムと前記ギヤとの突合せ溶接部を有し、
   前記軸受の外輪は、前記ギヤの内周部に圧入嵌合しており、
   前記突合せ溶接部は、前記ギヤに圧入嵌合した前記外輪に到達する位置まで前記ギヤを貫通して溶接された溶接部である
   ことを特徴とする動力伝達機構。

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