JP6713217B2 - 円筒状部材の組み付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、ベアリングやギヤなどの円筒状部材の組み付け構造に関する。

自動車などの車両では、駆動源からの動力がトランスミッション（変速機）に入力され、トランスミッションで変速された動力がデファレンシャルギヤ（差動装置）などを介して駆動輪に伝達される。

トランスミッションなどを含む動力伝達機構には、多数のギヤなどの回転要素やその回転要素を回転可能に保持するベアリングなどが含まれる。動力伝達機構では、たとえば、トランスミッションを収容するケースと回転軸との間にベアリングが介在されて、回転軸がケースに回転可能に保持されている。また、回転軸とギヤの内周との間にベアリングが介在されて、回転軸とギヤとが相対回転可能に設けられている。

図６に示されるように、ベアリング１０１に外嵌されるギヤ１０２は、スナップリング１０３により、ベアリング１０１の外輪１０４に対して回転軸線方向に固定される。具体的には、ベアリング１０１の外輪１０４には、その外周面に、周方向に延びる溝１０５が全周にわたって形成されている。一方、ギヤ１０３の内周面には、溝１０５と回転径方向に対向する位置に、周方向に延びる溝１０６が全周にわたって形成されている。そして、スナップリング１０３が両方の溝１０５，１０６に跨がって嵌合することにより、ギヤ１０２が外輪１０４に対して回転軸線方向に固定される。

ベアリング１０１とギヤ１０２とが組み付けられる際には、図７に示されるように、円筒状の治具１０７が使用される。まず、ベアリング１０１の外輪１０４の溝１０５にスナップリング１０３の内周部分が嵌められる。次いで、半割りされた治具１０７がスナップリング１０３に外周から押し付けられて、スナップリング１０３が弾性変形により縮径し、スナップリング１０３の全体が溝１０５に収容される。その後、ギヤ１０２が外輪１０４に回転軸線方向の一方側（図７Ａにおける右側）から嵌められて、ギヤ１０２が治具１０７に当接した状態で、ギヤ１０２および治具１０７が回転軸線方向の他方側（図７Ａにおける左側）にスライドされる。そして、ギヤ１０２の溝１０６がスナップリング１０３に対向すると、弾性変形により縮径されたスナップリング１０３が復元し、スナップリング１０３の外周部分が溝１０６に嵌まることにより、スナップリング１０３が両方の溝１０５，１０６に跨がって嵌合した状態となる。

特開２００４−３６７１７号公報

ギヤ１０２の内周面がスナップリング１０３に当接した後、治具１０７は、ベアリング１０１から回転軸線方向の他方側に抜き取られるか、半割りされて回転径方向に取り去られる。

しかしながら、図８に示されるように、ベアリング１０１に嵌められるギヤ１０２の移動方向の下流側（図８における左側）にベアリング１０１の外輪１０４よりも回転径方向に延出する部材（たとえば、クラッチドラム）１０８が設けられ、組み付けの途中で治具１０７に回転径方向の外側から対向する部材（たとえば、クラッチハブ）１０９がギヤ１０２に支持されている構成では、治具１０７をベアリング１０１の外周から取り去ることができないので、ベアリング１０１とギヤ１０２とを組み付けることができない。

本発明の目的は、かかる特殊な構成であっても、ベアリング（第１の円筒状部材）とこれに外嵌されるギヤ（第２の円筒状部材）とを組み付けることができる、円筒状部材の組み付け構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る円筒状部材の組み付け構造は、外周面が円筒形状に形成された第１の円筒状部材と、内周面が円筒形状に形成され、第１の円筒状部材に外嵌される第２の円筒状部材と、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材とを係合させるスナップリングとを含み、第１の円筒状部材の外周面には、スナップリングの内周部分が嵌合可能な第１溝が周方向に延びて形成され、第２の円筒状部材の内周面には、スナップリングの外周部分が嵌合可能な第２溝が周方向に延びて形成され、第１の円筒状部材の外周面の複数箇所に、外周面の中心線に沿った方向の一方側の端から第１溝を越える位置まで延び、一方側に開放される治具用溝が形成されているか、または、第２の円筒状部材の内周面の複数箇所に、内周面の中心線に沿った方向の一方側の端から第２溝を越える位置まで延び、一方側に開放される治具用溝が形成されている。

この構成によれば、第１の円筒状部材とこれに外嵌される第２の円筒状部材とは、スナップリングにより、互いに回転軸線方向に固定される。第１の円筒状部材の外周面および第２の円筒状部材の内周面には、それぞれスナップリングが嵌合する第１溝および第２溝が周方向に延びて形成されている。

たとえば、第１溝が第２溝よりも深く形成される場合、第２の円筒状部材の内周面には、その複数箇所に、中心線方向の一方側の端で一方側に開放され、当該端から第２溝を越える位置まで延びる治具用溝が形成される。逆に、第２溝が第１溝よりも深く形成される場合、第１の円筒状部材の外周面には、その複数箇所に、中心線方向の一方側の端で一方側に開放され、当該端から第１溝を越える位置まで延びる治具用溝が形成される。

前者を例にとると、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材とが組み付けられる際には、第１溝にスナップリングの内周部分が嵌められた後、治具がスナップリングに外周から押し付けられる。これにより、スナップリングが弾性変形により縮径し、スナップリングの全体が第１溝に収容される。その後、治具によりスナップリングが押圧された状態のまま、第２の円筒状部材の内面に形成されている治具用溝に治具が嵌まるように、第２の円筒状部材が第１の円筒状部材に中心線方向の一方側から嵌められて、第２溝がスナップリングと対向する位置に第２の円筒状部材が配置される。治具用溝が中心線方向の一方側に開放されているので、治具用溝に対して中心線方向の他方側に何らかの部材が設けられていても、治具用溝に嵌まっている治具を中心線方向の一方側に抜き取ることができる。治具用溝から治具が抜き取られると、弾性変形により縮径されたスナップリングが復元し、スナップリングの外周部分が第２溝に嵌まることにより、スナップリングが第１溝および第２溝の両方に跨がって嵌合した状態となり、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材との組み付けが達成される。

よって、「発明が解決しようとする課題」の欄に記載したような特殊な構成であっても、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材とを組み付けることができる。

本発明によれば、第１の円筒状部材とこれに外嵌される第２の円筒状部材との組み付けの際に、スナップリングを第１溝または第２溝に押し込めるために使用する治具の移動方向が制限される特殊な構成であっても、第１の円筒状部材と第２の円筒状部材とを組み付けることができる。

本発明の一実施形態に係る円筒状部材の組み付け構造が採用された変速機の一部を示す断面図である。 ドリブンギヤとベアリングとが組み付けられる前の状態を示す断面図である。 ドリブンギヤとベアリングとの組み付けに使用される治具の斜視図である。 ドリブンギヤの斜視図である。 ドリブンギヤとベアリングとの組み付け方法について説明するための断面図であり、ベアリングに治具が取り付けられた状態を示す。 ドリブンギヤとベアリングとの組み付け方法について説明するための断面図であり、治具の外側にドリブンギヤが嵌められる途中の状態を示す。 ドリブンギヤとベアリングとの組み付け方法について説明するための断面図であり、治具の外側にドリブンギヤが嵌められた状態を示す。 ドリブンギヤとベアリングとの組み付け方法について説明するための断面図であり、ドリブンギヤとベアリングとの組み付けが完了した状態を示す。 通常のギヤとベアリングとが組み付けられた状態を示す断面図である。 通常のギヤとベアリングとの組み付け方法について説明するための図である。 特殊な構成のギヤとベアリングとの組み付けが不可能であることを説明するための断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜変速機＞
図１は、本発明の一実施形態に係る円筒状部材の組み付け構造が採用された変速機１の一部を示す断面図である。図１を含む各図では、断面を表すハッチングの一部または全部の付与が省略されている場合がある。また、図１を含む各断面図では、回転軸線の一方側の構成のみが示されている。

図１には、車両に搭載される変速機１の一部が示されている。具体的には、変速機１は、プライマリプーリとセカンダリプーリとにベルトが巻き掛けられた無段変速機（図示せず）の構成を備えており、図１には、変速機１のセカンダリ軸２とアウトプット軸３との接続部分の構成が示されている。セカンダリ軸２とアウトプット軸３とは、同軸上に並べて、それぞれ回転可能に設けられている。

なお、以下の説明では、セカンダリ軸２に対するアウトプット軸３側を「右側」といい、アウトプット軸３に対するセカンダリ軸２側を「左側」という。

セカンダリ軸２とアウトプット軸３との間で動力を伝達するため、変速機１には、遊星歯車機構１１が設けられている。遊星歯車機構１１は、サンギヤ１２、キャリア１３、リングギヤ１４および複数のピニオンギヤ１５を備えている。

また、変速機１には、図外のインプット軸に入力される動力をベルトを経由せずに遊星歯車機構１１に伝達可能にするため、平行軸式歯車機構２１が設けられている。平行軸式歯車機構２１は、インプット軸に保持されたドライブギヤ２２と、ドライブギヤ２２と噛合するドリブンギヤ２３とを備えている。

ドリブンギヤ２３は、アウトプット軸３にベアリング２４を介して回転可能に保持されている。ドリブンギヤ２３は、スナップリング２５により、ベアリング２４の外輪２６に対して回転軸線方向に固定されている。具体的には、ベアリング２４の外輪２６には、その外周面に、周方向に延びる第１溝２７が全周にわたって形成されている。一方、ドリブンギヤ２３の内周面には、第１溝２７と回転径方向に対向する位置に、周方向に延びる第２溝２８が全周にわたって形成されている。そして、スナップリング２５が第１溝２７および第２溝２８の両方に跨がって嵌合することにより、ドリブンギヤ２３がベアリング２４の外輪２６に対して回転軸線方向に固定されている。

遊星歯車機構１１のサンギヤ１２は、セカンダリ軸２の右端部に外嵌されて、セカンダリ軸２とスプライン結合している。

キャリア１３は、キャリア１３の回転を制動／許容するブレーキＢ１のブレーキハブ３１と一体回転可能に設けられている。具体的には、ブレーキハブ３１は、ドリブンギヤ２３から回転径方向の外側に延びる略円環板状の板状部３２と、板状部３２の外周端部から左側に延びる略円筒状の延部３３とを一体的に有している。ブレーキハブ３１の板状部３２の内周端部は、溶接により、ドリブンギヤ２３の左側の端部に固定されている。キャリア１３は、延部３３にスプライン結合し、そのスプライン結合した部分から回転径方向の内側に延びている。

複数のピニオンギヤ１５は、キャリア１３に回転可能に保持されている。各ピニオンギヤ１５は、サンギヤ１２と噛合している。

リングギヤ１４は、複数のピニオンギヤ１５を一括して取り囲む略円筒状を有し、サンギヤ１２とリングギヤ１４とを直結／分離するクラッチＣ１のクラッチドラム４１に相対回転不能に保持されている。クラッチドラム４１は、ベアリング２４の左側でアウトプット軸３に固定され、アウトプット軸３からブレーキハブ３１の板状部３２の左側を回転径方向の外側に延びる略円環板状の板状部４２と、ブレーキハブ３１の延部３３の回転径方向の内側で、板状部４２の外周端部から左側に延びる略円筒状の延部４３とを一体的に有している。リングギヤ１４は、延部４３にスプライン結合により保持されて、各ピニオンギヤ１５に回転径方向の外側から噛合している。

この構成により、ブレーキＢ１およびクラッチＣ１が解放された状態で、ドライブギヤ２２からドリブンギヤ２３に動力が伝達されると、キャリア１３およびブレーキハブ３１がドリブンギヤ２３と一体に回転する。また、ブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ１が係合された状態で、サンギヤ１２、キャリア１３およびリングギヤ１４が一体となって回転し、セカンダリ軸２とアウトプット軸３とが同一速度で回転する。このとき、インプット軸からドライブギヤ２２への動力の伝達が遮断され、ドライブギヤ２２からドリブンギヤ２３に動力は伝達されない。

＜ドリブンギヤとベアリングとの組み付け構造＞
図２は、ドリブンギヤ２３とベアリング２４とが組み付けられる前の状態を示す断面図である。

ベアリング２４の左側にクラッチドラム４１が設けられているため、ドリブンギヤ２３がベアリング２４に組み付けられる際には、ドリブンギヤ２３がベアリング２４に対して右側から嵌められる。

図３は、ドリブンギヤ２３とベアリング２４との組み付けに使用される治具５１の斜視図である。

ドリブンギヤ２３とベアリング２４との組み付けには、治具５１が使用される。治具５１は、円環板状の把持部５２と、複数の爪５３とを一体に有している。

把持部５２は、ベアリング２４の外径とほぼ同じ外径を有している。

複数の爪５３は、把持部５２の周方向に間隔を開けて配置されている。図３に示される構成では、３つの爪５３が把持部５２の周方向にほぼ等間隔（中心角が約１２０°の等角度間隔）に配置されている。各爪５３には、把持部５２の中心線方向の一方側の端面５４から中心線方向に迫り出す迫出部５５と、迫出部５５の外周端部から中心線方向の一方側に延びる爪本体部５６とが形成されている。迫出部５５の外周面は、ベアリング２４の外周面に対して爪本体部５６の厚さ分だけ径方向の外側に位置し、爪本体部５６は、ベアリング２４の外径とほぼ同じ径の内面５７を有している。爪本体部５６の先端部分（内面５７よりも先端側の部分）は、先端側ほど薄くなる断面楔状であって、先端側ほど径方向の外側に拡がる傾斜面５８を有する形状に形成されている。

図４は、ドリブンギヤ２３の斜視図である。図４では、ドリブンギヤ２３の外周面に形成されているギヤ歯の図示が省略されている。

ドリブンギヤ２３の内周面には、治具５１の爪５３と同数である複数の治具用溝６１が形成されている。複数の治具用溝６１は、ドリブンギヤ２３の周方向に間隔を開けて設けられている。図４に示される構成では、ドリブンギヤ２３の内周面の周方向にほぼ等間隔（中心角が約１２０°の等角度間隔）に配置されている。治具用溝６１の幅（周方向の寸法）は、爪５３の幅よりも大きい。治具用溝６１の深さは、スナップリング２５が嵌合する第２溝２８の深さよりも大きい。治具用溝６１は、ドリブンギヤ２３の中心線方向の全長にわたって延び、中心線方向の両側に開放されている。

＜ドリブンギヤとベアリングとの組み付け方法＞
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄは、ドリブンギヤ２３とベアリング２４とが組み付けられる際の各状態を示す断面図である。

ドリブンギヤ２３とベアリング２４との組み付けの際には、まず、図５Ａに示されるように、ベアリング２４の外輪２６の第１溝２７にスナップリング２５の内周部分が嵌められる。

次いで、治具５１の各爪５３の爪本体部５６がベアリング２４の外輪２６の外側と中心線方向（回転軸線方向）に対向するようにベアリング２４に対する治具５１の位置が調整され、その調整後の位置関係を維持しながら、治具５１がベアリング２４に対して右側から近づけられる。これにより、各爪５３の爪本体部５６がベアリング２４の外輪２６の外側に進入する。治具５１の左側への移動により、外輪２６の外側を左側に進行する各爪本体部５６がスナップリング２５に当接する。その当接後、治具５１の左側への移動に伴い、各爪本体部５６の傾斜面５８によりスナップリング２５が押圧され、その押圧力によりスナップリング２５が弾性変形して縮径する。そして、治具５１の移動がさらに進むと、図５Ｂに示されるように、各爪本体部５６の内面５７がスナップリング２５に当接し、スナップリング２５の全体が第１溝２７に収容される。

その後、ベアリング２４に治具５１が取り付けられたままの状態で、ドリブンギヤ２３が治具５１の右側から治具５１の外側に嵌められる。このとき、ドリブンギヤ２３は、治具用溝６１に治具５１の爪５３の爪本体部５６が嵌合するように、治具５１に対する回転位置が調整される。

そして、図５Ｃに示されるように、ドリブンギヤ２３がベアリング２４の外側を取り囲む位置まで移動されると、治具５１がドリブンギヤ２３とベアリング２４との間から右側に抜き取られる。

治具５１が抜き取られると、図５Ｄに示されるように、弾性変形により縮径していたスナップリング２５が復元し、スナップリング２５の外周部分がドリブンギヤ２３の第２溝２８に嵌まることにより、スナップリング２５が両方の第１溝２７および第２溝２８に跨がって嵌合した状態となる。これにより、ドリブンギヤ２３とベアリング２４との組み付け終了となる。

＜作用効果＞
このように、回転径方向に延びるクラッチドラム４１がベアリング２４の左側に設けられ、クラッチドラム４１の回転径方向の外側に配置される延部３３を有するブレーキハブ３１がドリブンギヤ２３の左側の端部に固定された構成であっても、ドリブンギヤ２３とベアリング２４とを容易に組み付けることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。

たとえば、前述の実施形態では、治具用溝６１がドリブンギヤ２３の中心線方向の両側、つまり左側および右側に開放されているとしたが、治具用溝６１は、少なくとも右側に開放されていればよい。

また、治具用溝６１の深さが第２溝２８の深さよりも大きいとしたが、これに限定されることはなく、治具用溝６１の深さが第２溝２８の深さ以下であってもよい。

ドリブンギヤ２３に治具用溝６１が形成されず、ベアリング２４の外輪２６に治具５１の各爪５３の爪本体部５６が嵌合可能な治具用溝が形成されてもよい。この場合、治具用溝は、ベアリング２４の中心線方向の少なくとも一方側に開放されていればよい。ただし、治具用溝が一方側にのみ開放される構成では、その開放側が右側となるように、ベアリング２４をアウトプット軸３に組み付けなければならず、組み付けに注意を要する。これに対し、治具用溝が両側に開放される構成では、ベアリング２４をアウトプット軸３に取り付ける際にベアリング２４の向きを気にする必要がないので、ベアリング２４の組み付け作業性に優れている。

また、変速機１が無段変速機の構成を有しているとしたが、無段変速機に限らず、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）の構成を有する変速機など、種々の形式の変速機に本発明を広く適用することができる。さらには、変速機以外の機構に本発明を適用することも可能である。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２３：ドリブンギヤ（第２の円筒状部材）
２４：ベアリング（第１の円筒状部材）
２５：スナップリング
２７：第１溝
２８：第２溝
６１：治具用溝

Claims (1)

1. 外周面が円筒形状に形成された第１の円筒状部材と、
   内周面が円筒形状に形成され、前記第１の円筒状部材に外嵌される第２の円筒状部材と、
   前記第１の円筒状部材と前記第２の円筒状部材とを係合させるスナップリングとを含み、
   前記第１の円筒状部材の前記外周面には、前記スナップリングの内周部分が嵌合可能な第１溝が周方向に延びて形成され、
   前記第２の円筒状部材の前記内周面には、前記スナップリングの外周部分が嵌合可能な第２溝が周方向に延びて形成され、
   前記第１の円筒状部材の前記外周面の複数箇所に、前記外周面の中心線に沿った方向の一方側の端から前記第１溝を越える位置まで延び、前記一方側に開放される治具用溝が形成されているか、または、前記第２の円筒状部材の前記内周面の複数箇所に、前記内周面の中心線に沿った方向の一方側の端から前記第２溝を越える位置まで延び、前記一方側に開放される治具用溝が形成されており、
   前記第２の円筒状部材の外周面よりも外側に、前記第２の円筒状部材から前記第２の円筒状部材の前記内周面の中心線に沿った方向の前記一方側と反対側に延びる略円筒状の延部が設けられている、円筒状部材の組み付け構造。

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