JPH0613888B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動力伝達装置に関し、特にその歯車と該歯車
に動力を伝達する部材との連結構造に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、動力伝達装置における歯車と該歯車に動力を伝達
する動力伝達部材との連結は、歯車の歯切り加工上の制
約から、第８図に示すように、歯車５０９の歯形の歯底
５０９Ａ径より小さい外径の軸方向フランジ部を歯車の
歯形に隣接して一方の端面側に設け、動力伝達部材５０
７の内周面と歯車の軸方向フランジ部の外周５０９Ｂと
を溶接にて固定する構造とされていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような歯車と動力伝達部材との従来の連結構造を、
歯車の内径と外径が共に制約された条件の箇所に用いた
場合、歯車５０９の軸方向フランジ部の肉厚Ａは小さく
なるため、歯車５０９へトルクを伝達する連結部の強度
を保つことが困難である問題点があった。

こうした制約は、例えば、第７図に示すような２軸式自
動変速機の出力部の動力伝達部材（連結筒）５０７と、
デファレンシャル装置５１１の駆動大歯車（入力歯車）
５１２に噛合する歯車（出力歯車）５０９との連結部分
に適用した場合に生じる。この変速機では、制約された
軸線方向寸法内で多段変速を達成すべく、主変速装置と
アンダドライブ装置とをそれぞれ平行する軸５０１，５
０２回りに配設し、それらの軸端の歯車５０１Ａ，５０
２Ａで動力伝達経路を折返す構成とされており、この折
返部とは反対側の軸５０２上に位置する出力部（即ちア
ンダドライブ装置の遊星歯車機構５０５のキャリヤに接
続する出力ドラム５０６、それに連結する連結筒５０
７、出力歯車５０９等）は、トルクコンバータとの干渉
等を避けて極力軸線方向寸法を短縮した構成とされる。
このため、歯車５０９を支持するベアリングは歯車５０
９の内周に配設される。そして、歯車５０９は、高負荷
に耐えるはすば歯車とされ、それにはラジアル力のみな
らずスラスト力が作用するため、それを支持するベアリ
ングはテーパードローラベアリング５１０Ａ，５１０Ｂ
とされる結果、大径となり、該ベアリングが配設される
歯車５０９の内周は大径とせざるを得ない。これに対し
て、歯車５０９の外径は、デファレンシャル装置５１１
の位置及びその入力歯車の外径との関係で減速比により
規制されるため、自ずと制限される。

また、従来の動力伝達装置は、前記のように、歯車５０
９と動力伝達部材５０７とを溶接のみで連結しているの
で、トルクを伝達するに十分な強度を確保するために
は、深い溶接深さが要求され、制作上不利であった。

本発明は、歯車と該歯車に動力を伝達する動力伝達部材
との連結構造が軸方向及び径方向に対して寸法的に制限
された状態において適用される動力伝達装置において、
連結部の強度とトルク伝達能力を高めることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の問題点を解消するため、本発明は、支持部材と、
該支持部材にベアリングにより支持され、内周両端部に
ベアリング配設部が形成された歯車と、該歯車の一端側
のベアリング配設部外周に内周面を連結され、前記歯車
に動力を伝達する動力伝達部材と、前記歯車と平行的に
配設され前記歯車の動力が伝達される駆動大歯車とを備
える動力伝達装置において、前記歯車のベアリング配設
部外周に歯車の歯形の歯底径と同一径の歯底径を有する
スプライン部の歯車の歯形に隣接して形成し、前記動力
伝達部材の内周面に前記スプライン部に嵌合するスプラ
インを形成し、前記歯車と動力伝達部材とをそれらのス
プライン部とスプラインとの嵌合により回転方向に固定
するとともに、前記スプライン部とスプラインとをそれ
らの嵌合部で相互に溶接して軸方向に固定したことを特
徴とする。

〔発明の作用及び効果〕

本発明に係る動力伝達装置では、歯車のベアリング配設
部外周に歯車の歯形の歯底径と同一径の歯底径を有する
スプライン部を形成し、動力伝達部材の内周面にスプラ
イン部に嵌合するスプラインを形成し、歯車と動力伝達
部材とをそれらのスプライン部とスプラインとの嵌合に
より回転方向に固定した構造であるので、歯車のベアリ
ング配設部外周の肉厚を十分確保して、動力伝達部材と
歯車との連結部の強度とトルク伝達能力を高めることが
できる。

また、歯車のベアリング配設部外週に歯車の歯形の歯底
径と同一径の歯底径を有するスプライン部を歯車の歯形
に隣接して形成した構造であるので、スプライン部と歯
車の歯形を一緒に加工することで、加工を容易にするこ
とができる。

さらに、歯車と該歯車に動力に伝達する動力伝達部材と
の間でのトルクの伝達は、両者のスプライン部とスプラ
インとで行われるため、この場合の歯車と動力伝達部材
との溶接は、軸方向抜け止めのためにのみ行われれば良
く、溶接の深さは従来のものに比して浅くすることがで
きるので、制作上も、また、溶接の際の熱歪みによる精
度の低下を抑える上でも有利である。

〔実施例〕

次に、本発明を図に示す一実施例に基づき説明する。第
２図ないし第６図は実施例に係る動力伝達装置を示す。
第２図に断面を示すように、動力伝達装置１１３は、そ
の支持部材を軸８とし、それにテーパードローラベアリ
ング１０６により支持され、内周両端部にベアリング配
設部が形成された歯車９（第６図にその詳細を示す）
と、歯車９の一端側とベアリング配設部外周９３に内周
面を連結されて歯車９に動力を伝達する動力伝達部材１
１１（第３図及び第４図にその詳細を示す）と、歯車９
と平行的に配設されて歯車９の動力が伝達される駆動大
歯車９１とを備えている。

そして、第６図に示すように、歯車９のベアリング配設
部外周９３には、歯車９の歯形９２の歯底径と同一径の
歯底径を有するスプライン部（即ちアウタスプライン）
９６を歯車９の歯形９２に隣接して形成されている。一
方、第３部及び第４図に示すように、連結部材１１１の
内周面１１１Ｇには、スプライン部９６に嵌合するスプ
ライン（即ちインナスプライン）１１１Ｈが形成されて
いる。そして、これら歯車９と連結部材１１１とは、第
２図に示すように、それらのスプライン部９６とスプラ
イン１１１Ｈとの嵌合により回転方向に固定されてい
る。さらに、スプライン部９６とスプライン１１１Ｈと
は、それらの嵌合部で相互に溶接して軸方向に固定され
ている。なお、符号９５は上記溶接部位を示し、１１２
はガバナドライブギアを示す。

このようなスプライン部９６のスプライン１１１Ｈに対
する嵌合部９４の歯底の加工は、大径部９７に溝部９７
ａ，９７ｂを形成した歯形９２の歯底の加工と同時にな
され、スプライン部９６とスプライン１１１Ｈとの嵌合
部は、それらの大形部の電子ビーム溶接により抜止めさ
れている。

上記実施例の動力伝達装置では、歯車９の歯形９２の歯
底径と同一径の歯底径を有するスプライン部９６を歯車
９の歯形９２に隣接して形成した構造であるので、スプ
ライン部９６と歯車９の歯形９２を一緒に加工すること
で、加工を容易にしている。

また、歯車９とそれに動力を伝達する動力伝達部材１１
１との間でのトルクの伝達は、両者のスプライン部９６
とスプライン１１１Ｈとで行われるため、歯車９と動力
伝達部材１１１との溶接は、軸方向抜け止めのためにの
み行われれば良く、溶接の深さは従来のものに比して浅
くすることができるので、制作上も、また、溶接の際の
熱歪みによる精度の低下を抑えるうえでも有利である。

次に、本発明の動力伝達装置を前記従来技術の説明で例
示した自動変速機の出力部に適用した場合の具体的な適
用例を説明する。第１図は本発明を適用した２軸式自動
変速機の全体構成を断面で示す。

第１図に示すように、この２軸式自動変速機１００は、
流体式トルクコンバータ２００とトランスミッション３
００とデファレンシャル装置９０と図示しない油圧制御
装置とから構成されており、トランスミッション３００
は、２つのプラネタリギアセット４０，５０、油圧サー
ボにより作動する２つの多板クラッチＣ_１，Ｃ_２、バン
ドブレーキＢ_１、２つの多板ブレーキＢ_２，Ｂ_３、一方
向クラッチＦ_１及び一方向ブレーキＦ_２を備える前進３
段後進１段の変速装置１０と、プラネタリギアセット８
０、油圧サーボにより作動する多板クラッチＣ_３、多板
ブレーキＢ_４及び一方向クラッチＦ_３を備えるアンダド
ライブ装置６０とから構成されている。そして、この例
において、本発明に係る動力伝達装置１１３は、上記ア
ンダドライブ装置６０の出力部に組込まれている。

自動変速機１００のハウジング１１０は、トルクコンバ
ータ２００とデファレンシャル装置９０を収容するフロ
ントハウジング１２０、変速装置１０とアンダドライブ
装置６０を収容しデファレンシャル装置９０のリアカバ
ー１３１と一体化されたメインハウジング１３０、変速
装置１０の出力歯車６とアンダドライブ装置６０の入力
歯車７を収容し自動変速機の後側を蓋するリアカバー１
４０とから成り、これらは相互にボルト締結されてい
る。

トルクコンバータ２００を収容するトルクコンバータ室
１２１と変速装置１０を収容する変速装置室１３２との
間には、筒状部１５２を有し内部にオイルポンプ１５０
を収容するオイルポンプフロントカバー１５１がメイン
ハウジング１３０に締結して配設されオイルポンプフロ
ントカバー１５１には、筒状部１５２とは背反する筒状
のフロントサポート１５３を有するオイルポンプカバー
１５４が締着されて、隔壁１５５を形成している。ま
た、変速装置室１３２の反隔壁側には、筒状のセンタサ
ポート１５６を有する中間支壁１５７が設けられてい
る。隔壁１５５と中間支壁１５７の間が変速装置室１３
２を成し、中間支壁１５７とリアカバー１４０の間が変
速装置１０の出力歯車室１４１を成し、リアカバー１４
０にはフロントサポート１５３と同軸心の筒状リアサポ
ート１４２が突設されている。

変速装置室１３２の側方に平行して、アンダドライブ装
置１３３が設けられ、フロントハウジング１２０の壁１
２３にフロントサポート１５８が設けられ、その反対側
にセンタサポート１５９がボルト締着された中間支壁１
６０が設けられ、リアカバー１４０と中間支壁１６０の
間がアンダドライブ装置６０の入力歯車室１４２Ａを形
成し、中間支壁１６０と壁１２３の間がアンダドライブ
装置室１３３を形成している。

かく構成されたハウジング１１０に対して、そのフロン
トサポート１５３の内側には、トルクコンバータ２００
のステータ２０１を支持する一方向クラッチ２０２の固
定軸２０３が嵌着され、その内側にトルクコンバータ２
００の出力軸であるトランスミッションの入力軸１が回
転自在に支持されている。入力軸１は後端部２が大径と
され、後端部２の中心に後向きの孔３が形成されてい
る。入力軸１の後方には、入力軸１に直列的に配設され
た第１中間伝動軸４が回転自在に装着され、該軸４は、
その先端が孔３に支持され、後端が出力歯車６中心の筒
状部６Ａに内側６Ｂでスプライン嵌合し、出力歯車６の
筒状部６Ａはセンタサポート１５６及びリアサポート１
４２にそれぞれベアリング１０１，１０２を介して支持
され、第１中間伝動軸４外周にはサンギア軸５がベアリ
ングを介して回転自在に嵌装されている。

出力歯車６に噛合するアンダドライブ装置６０の入力歯
車７は、その中心の筒状部７Ａがセンタサポート１５９
にローラベアリング１０３を介して支持され、その内側
穴７Ｂにはアンダドライブ装置室１３３の中心を貫通す
る第２中間伝動軸８がスプライン嵌合されている。第２
中間伝動軸８は、軸方向中間部にフランジ８１を有し、
内部に油路８Ａを形成され、ローラベアリング１０４を
介してフロントサポート１５８に支持されている。ロー
ラベアリング１０４とフランジ８１の間には、中間にば
ね材１０５を挟み軸端に締着されるナット８２で予め予
圧調整されて組付けられた一対のテーパードローラベア
リング１０６を介して歯車９が支持され、歯車９の歯形
９２はデファレンシャル装置９０の駆動大歯車９１の歯
に噛合している。

また、第２中間伝動軸８のフランジ８１とセンタサポー
ト１５９の間には、筒状のサンギア軸６１が回転自在に
支持され、センタサポート１５９の外側には、インナレ
ース軸６２が回転自在に支持され、サンギア軸６１とイ
ンナレース軸６２とがスプライン結合されている。

前記のように構成されたハウジングと、上記のように配
設された各軸に対して、変速装置室１３２内において、
油圧サーボドラム１１がフロントサポート１５３に回転
自在に支持され、それにクラッチＣ_２を操作する環状ピ
ストン１２とそのリターンスプリング１４が嵌込まれて
クラッチＣ_２の油圧サーボＣ−２が形成されている。油
圧サーボドラム１１の後方には、クラッチＣ_２のハブ１
５に連結する油圧サーボドラム１６が入力軸１の後端部
２に固着して配設され、それにクラッチＣ_１の油圧サー
ボＣ−１を形成する環状ピストン１７とリターンスプリ
ング１９が嵌込まれており、クラッチＣ_２を介して２つ
の油圧サーボドラム１１，１６が連結されている。油圧
サーボドラム１６の後方には、プラネタリギアセット４
０が設けられ、そのリングギアＲ_１はクラッチＣ_１を介
して油圧サーボドラム１６に連結され、キャリアＰ_１は
第１中間伝動軸４の先端部にスプライン嵌合し、サンギ
アＳ_１はサンギア軸５と一体になっている。また、油圧
サードラム１１，１６及びプラネラリギアセット４０を
カバーする連結ドラム２０が、その先端で油圧サーボド
ラム１１の外側に固着され、後端は、プラネタリギアセ
ット４０の後側でサンギア軸５に連結され、外周側にバ
ンドブレーキＢ_１が設けられている。

連結ドラム外側の空間２１には、油圧サーボドラム２２
が固定され、ピストン２３が嵌込まれてブレーキＢ_２の
油圧サーボＢ−２が形成されている。油圧サーボＢ−２
の後方のメインハウジング１３０内側に形成されたスプ
ライン溝２５には、ブレーキＢ_２、一方向ブレーキＦ_２
のアウタレース２６及びブレーキＢ_３が装着され、その
後方の中間支壁１５７を環状凹部にピストン２７が嵌込
まれてブレーキＢ_３の油圧サーボＢ−３が形成され、そ
のリターンスプリング２９はセンタサポート１５６に装
着されたフランジ板３０にり支持されている。ブレーキ
Ｂ_２の内側には、サンギア軸５をインナレースとする一
方向クラッチＦ_１が設けられ、そのアウタレース３１が
ブレーキＢ_２と接続されている。一方向クラッチＦ_１の
後方にはプラネタリギアセット５０が装着されている。
プラネタリギアセット５０のサンギアＳ_２はサンギア軸
５と一体に形成され、キャリアＰ_２が外側の一方向ブレ
ーキＦ_２のインナレース３２に連結されると共にブレー
キＢ_３と連結され、リングギアＲ_２が第１中間伝動軸４
に連結されている。

アンダドライブ装置室１３３には、プラネタリギアセッ
ト８０が設けられ、そのリングギアＲ_３は第２中間伝動
軸８のフランジ８１にフランジ板６３を介して結合さ
れ、キャリアＰ_３はクラッチＣ_３と連結するクラッチハ
ブ６９を固設した側壁６４ａと、それにＲ形状部６４ｂ
を介して延設された筒状部６４ｃとから成る出力ドラム
６４を介して連結筒１１１と結合され、サンギアＳ_３は
サンギア軸６１に形成されている。プラネタリギアセッ
ト８０の後方には、油圧サーボドラム６５がインナレー
ス軸６２に固定して配設され、その外周壁とインナレー
ス軸６２の間に環状ピストン６６とそのリターンスプリ
ング６８が嵌込まれてクラッチＣ_３の油圧サーボＣ−３
が形成され、外周壁とクラッチハブ６９との間にクラッ
チＣ_３が装着されて、油圧サーボドラム６５はクラッチ
Ｃ_３を介してキャリアＰ_３と連結されている。油圧サー
ボドラム６５の後方には、インナレース軸６２をインナ
レースとする一方向クラッチＦ_３が設けられ、その後方
でインナレース軸６２とメインハウジング１３０の間に
ブレーキＢ_４が設けられ、その後方の中間支壁１６０と
メインハウジング１３０とにかけての環状凹部にピスト
ン７０が嵌込まれ、ブレーキＢ_４の油圧サーボＢ−４が
形成され、ブレーキＢ_４の外周側に等間隔に設けられた
溝にリターンスプリング７２が嵌込まれている。

プラネタリギアセット８０の前方には、本発明に係る動
力伝達装置１１３が設けられている。動力伝達装置１１
３は、その支持部材を第２中間伝動軸８とし、それにテ
ーパードローラベアリング１０６により支持され、歯車
９は動力伝達部材を構成する連結筒１１１に連結されて
いる。

なお、連結筒１１１の側壁１１１Ａから周壁１１１Ｂに
かけて、外周１１１Ｄにはパーキングギア１１１Ｅが形
成され、周壁１１１Ｂの先端１１１Ｃには出力ドラム６
４の爪６４Ａと噛合される溝部１１１Ｉが形成されてい
る。また、連結筒１１１の側壁１１１Ａの側面１１１Ｆ
には、ガバナドライブギア１１２が電子ビーム溶接で取
付けられている。

最後に、トルクコンバータ室１２１の側方に設けられた
差動装置室１２２には、テーパードローラベアリング１
０７によりデファレンシャル装置９０が支持され、その
駆動大歯車９１に歯車９が噛合している。

このように構成されたトランスミッション３００は、車
速、スロットル開度等車両走行条件に応じて油圧制御装
置（図示しない）から各摩擦係合装置の油圧サーボに選
択的に出力される油圧によって、各クラッチ及びブレー
キが係合又は解放され、前進４段後進１段の変速を行
う。各クラッチ、ブレーキ、一方向クラッチ及び一方向
ブレーキの作動と達成される変速段（ＲＡＮＧＥ）の一
例を表１に示す。

表１において、○印は係合、△印はエンジンドライブ状
態においてのみ係合、◎印はエンジンドライブ状態にお
いて係合しているが、その係合は並列するクラッチある
いはブレーキによって動力の伝達が保証されていること
から必ずしも必要とされないことを示す。

このような自動変速機１００に本発明に係る動力伝達装
置１１３を適用した場合、その歯車９ははす歯とされ、
トランスミッション３００の最終出力部に位置するた
め、歯車９にトルク増幅に伴う大きなラジアル力のみな
らずスラスト力がかかる。そのため、歯車９の内周両端
部に大径のベアリング１０６が配設されるが、本発明の
適用により歯車９のベアリング配設部外周９３の肉厚が
十分確保されているため、動力伝達部材を構成する連結
筒１１１と歯車９との連結部の強度とトルク伝達能力を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動力伝達装置を適用した２軸式自動変
速機の断面図、第２図は本発明の動力伝達装置の実施例
の断面図、第３図はその動力伝達部材の正面図、第４図
はその断面図、第５図はそれに取付けられるガバナドラ
イブギアの断面図、第６図は実施例の動力伝達装置の歯
車の断面図、第７図は従来の動力伝達装置の断面図、第
８図は従来の動力伝達装置の適用例を示す２軸式自動変
速機の断面図である。 ８……支持部材、９……歯車、９１……駆動大歯車、９
２……歯形、９３……ベアリング配設部外周、９５……
溶接部位、９６……スプライン部、１０６……ベアリン
グ、１１１……動力伝達部材、１１１Ｇ……内周面、１
１１Ｈ……スプライン、１１３……動力伝達装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 政徳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 倉持 耕治郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−113659（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部材と、該支持部材にベアリングによ
   り支持され、内周両端部にベアリング配設部が形成され
   た歯車と、該歯車の一端側のベアリング配設部外周に内
   周面を連結されて前記歯車に動力を伝達する動力伝達部
   材と、前記歯車と平行的に配設され前記歯車の動力が伝
   達される駆動大歯車とを備える動力伝達装置において、 前記歯車のベアリング配設部外周に歯車の歯形の歯底径
   と同一径の歯底径を有するスプライン部を歯車の歯形に
   隣接して形成し、 前記動力伝達部材の内周面に前記スプライン部に嵌合す
   るスプラインを形成し、 前記歯車と動力伝達部材とをそれらのスプライン部とス
   プラインとの嵌合により回転方向に固定するとともに、
   前記スプライン部とスプラインとをそれらの嵌合部で相
   互に溶接して軸方向に固定したことを特徴とする動力伝
   達装置。