WO2014080590A1 - 変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法 - Google Patents

変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014080590A1
WO2014080590A1 PCT/JP2013/006627 JP2013006627W WO2014080590A1 WO 2014080590 A1 WO2014080590 A1 WO 2014080590A1 JP 2013006627 W JP2013006627 W JP 2013006627W WO 2014080590 A1 WO2014080590 A1 WO 2014080590A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output shaft
spline
gear
shaft
transmission
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/006627
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤 篤
Original Assignee
アイシン・エーアイ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイシン・エーアイ株式会社 filed Critical アイシン・エーアイ株式会社
Priority to CN201380060925.9A priority Critical patent/CN104797851B/zh
Priority to JP2014548445A priority patent/JP6106189B2/ja
Publication of WO2014080590A1 publication Critical patent/WO2014080590A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0469Bearings or seals
    • F16H57/0471Bearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0493Gearings with spur or bevel gears
    • F16H57/0494Gearings with spur or bevel gears with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0023Shaping by pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0004Transmissions for multiple ratios comprising a power take off shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0052Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising six forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/089Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a transmission output shaft and a transmission rotary shaft, and more particularly, to a transmission output shaft and a transmission rotary shaft manufacturing method in which the number of parts can be reduced and the manufacturing cost is low.
  • a conventional transmission has a gear having an input shaft to which rotational power from a prime mover is input, an output shaft, a gear train provided on the input / output shaft, and a gear train selection mechanism for selecting one of the gear trains.
  • a gear train In the gear train, an input shaft side gear and an output shaft side gear mesh with each other, one of which is disposed on the shaft so as not to be relatively rotatable, and the other is disposed so as to be capable of relative rotation (free rotation).
  • the gear train selection mechanism is a mechanism that disengages and engages a gear disposed so as to be rotatable relative to the shaft.
  • the freely rotatable gear is distributed and arranged on the input shaft and the output shaft.
  • JP 2012-162214 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-127624 (FIG. 1) US Pat. No. 5,400,669 (FIG. 1-2) US Pat. No. 4,398,432 (FIG. 2) US Patent Publication No. 3906817 (column 3, lines 35-62) Japanese Utility Model Publication No. 60-160952 (Fig. 1-6)
  • the present invention has been completed in view of the above circumstances, and it is an object to be solved to provide an output shaft for a transmission that can reduce machining costs and the number of parts and a manufacturing method thereof.
  • An output shaft for a transmission that solves the above problems is an output shaft for a gear transmission that changes rotational power from a prime mover, It is possible to mesh with a plurality of side-by-side shaft side gears integrally provided on a side-by-side shaft that is a rotating shaft side by side within the gear transmission, and to form a multi-stage gear train together with the side-by-side shaft side gear, A plurality of main output shaft side gears that are provided to be rotatable relative to each other; one or more hubs that are adjacent to the main output shaft side gear and are disposed so as not to rotate relative to the main output shaft side gear; A gear transmission mechanism having a gear train selection mechanism for disengaging engagement with the hub can be disposed; Splines are formed on the outer peripheral surface of the entire portion where the main output shaft side gear and the hub are disposed, The portion where the spline is formed is gradually expanded in a stepped shape from one end side to the other end side.
  • the spline is formed as a whole except for the vicinity of the other end as the output shaft, the number of steps required to form the spline can be reduced.
  • the input / output shaft is supported by the case. However, if the input / output shaft is supported only at both ends as the position for supporting the input / output shaft, it can function sufficiently even if the number of division of the case is reduced to two. In particular, in response to the gear train selection mechanism being concentrated on the output shaft side, the configuration for causing the gear train selection mechanism to function can also be simplified for the case.
  • the transmission output shaft may further have the following configuration. That is, the hub has a spline bearing that is spline-fitted to the spline, Each of the main output shaft side gear bearings has a cylindrical shape having an inner diameter with which an inner surface abuts against a tooth tip of the spline, and is disposed so as to be relatively rotatable on the spline.
  • the hub is positioned in the axial direction by the spline bearing being in contact with the enlarged diameter portion of the spline from the one end side toward the other end side.
  • the hub is fixed so as not to rotate relative to the output shaft, the influence is small even if the positioning is performed at the step portion of the spline.
  • a method of manufacturing a transmission rotating shaft that solves the above-described problem is a method of manufacturing a rotating shaft having a plurality of splines having different diameters and continuous in the axial direction formed on the outer periphery.
  • the die is rolled after changing the distance from the shaft center of the output shaft rough material and adjusting the die according to the diameter of the spline rough material.
  • the method of manufacturing the transmission rotating shaft may further have the following configuration. That is, the difference in the number of teeth between splines having different diameters is a multiple of the number of dies, The position and phase of the die are arranged rotationally symmetric with respect to the axis of the output shaft coarse material, In the rolling step, the dies change the distance from the axis of the rotary shaft coarse material in the same manner without changing the relative relationship of the phases, and according to the diameter of the spline coarse material. Rolling is performed after adjusting the dies.
  • the adjustment of the position of the die can be carried out by simply moving the phase (pitch) as it is, and the rolling device can be simplified.
  • the manufacturing method of the output shaft for transmission and the rotating shaft for transmission of the present invention has the above configuration, so that the configuration is simplified and the machining cost and the number of parts can be reduced.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing the transmission output shaft of the present embodiment (cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 4). It is a schematic diagram explaining the manufacturing method of the output shaft for transmissions of this embodiment. It is the schematic when a diameter is uniform in the output shaft of a reference mode.
  • a representative embodiment of a method for manufacturing a transmission output shaft and a transmission rotary shaft according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • the parallel shaft corresponds to the input shaft
  • the parallel shaft side gear corresponds to the input shaft side gear.
  • a transmission employing the output shaft according to the present embodiment is mounted on a vehicle.
  • only the necessary portions are hatched on the cross-sectional portions.
  • the manufacturing method of a rotating shaft can be employ
  • the transmission according to the first embodiment includes an input shaft 10, an output shaft 20, input shaft side gears 11 to 15, output shaft side gears 21 to 25, gear train selection mechanisms 31 to 33, and a case. Members 51 and 52.
  • Rotational power output from the internal combustion engine 1 (prime mover) is input to the input shaft 10 via the clutch 2.
  • Input shaft side gears 11 to 15 are integrally formed on the input shaft 10 from the other end side in this order.
  • the input shaft 10 is supported by the case members 51 and 52 via bearings 53 and 54 at one end 10a and the other end 10b.
  • the rotational power input to the input shaft 10 is transmitted through the gear train (11 to 15, 21 to 25), and is output to the ring gear 41 through the output gear 26.
  • the ring gear 41 outputs rotational power to a drive shaft (not shown) via the differential device 42.
  • the output shaft 20 is supported by the case members 51 and 52 via bearings 55 and 56 at one end 20a and the other end 20b.
  • the output shaft 20 is integrally formed with an output gear 26 on the other end 20b side, and a spline 201 (see FIG. 2) is formed on the outer periphery from the output gear 26 toward the one end 20a.
  • the outer diameter of the spline 201 of the output shaft 20 is reduced in a stepped manner in four steps (201a to 201d) from the other end 20b side.
  • the degree of diameter reduction is not particularly limited, but the spline teeth formed to have sufficient strength in the thinnest part (the part where the spline 201d is formed) can be made as large as the total toothpaste. Preferably, it is desirable to reduce the total tooth depth as much as possible.
  • the splines 201a to 201d are provided continuously.
  • the adjacent spline functions as an output shaft such as a channel through which lubricating oil flows or a groove into which a snap ring provided for positioning a gear or a clutch hub is fitted.
  • the spline is formed entirely, except for forming a member necessary for the purpose.
  • the output shaft 20 has output shaft side gears 21 to 25 (first speed to fifth speed) arranged in this order from the other end side 20b.
  • the output shaft side gears 21 to 25 are always meshed with the input shaft side gears 11 to 15, respectively, and are arranged in an idle state with respect to the output shaft 20.
  • the output shaft side gear 21 is disposed in the part of the spline 201a
  • the gear train selection mechanism 31, the output shaft side gear 22, and the output shaft side gear 23 are disposed in the part of the spline 201b, and the gear train is selected in the part of the spline 201c.
  • the mechanism 32, the output shaft side gear 24, and the output shaft side gear 25 are disposed, and the gear train selection mechanism 33 is disposed at the spline 201d.
  • the output shaft side gears 21 to 25 are selectively engaged with the output shaft 20 by the gear train selection mechanism 31 between which the output shaft side gears 21 and 22 are disposed, and the output shaft side gears 23 and 24 are interposed therebetween. Is selectively disengaged from the output shaft 20 by the gear train selection mechanism 32 disposed on the output shaft 20, and the output shaft gear 25 is selectively engaged by the gear train selection mechanism 33 disposed on the one end portion 20a side. Is disengaged and engaged. That is, the output shaft side gear 21, the gear train selection mechanism 31, the output shaft side gear 22, the output shaft side gear 23, the gear train selection mechanism 32, the output shaft side gear 24, the output shaft side gear 25, and the gear train selection mechanism 33.
  • the output shaft 20 is sequentially disposed from the other end 20b side to the one end 20a side.
  • the output shaft side gear 21 has a gear piece 211 integrated on the side where the gear train selection mechanism 31 is adjacent. On the outer periphery of the gear piece 211, an engagement tooth 211a and an engagement surface 211b are formed in this order toward the gear train selection mechanism 31 (see FIG. 3). As for the output shaft side gears 22 to 25, gear pieces are provided on the side where the gear train selection mechanisms 31 to 33 are adjacent to each other.
  • the adjacent clutch hub 311 is a spline bearing.
  • 311a is engaged with the spline 201b, but is formed to have substantially the same diameter as the tooth bottom 311c of the spline bearing 311a).
  • Lubricating oil is held in the tooth grooves of the spline 201 and lubricated.
  • the gear train selection mechanism 31 has a clutch hub (corresponding to a hub) 311, a sleeve 315, and a synchronizer ring 313.
  • the first speed output shaft side gear 21 is selected (the sleeve 315 slides to the right in the drawing, the sleeve engaging teeth 315 a of the sleeve 315 are replaced with the hub engaging teeth 311 b of the clutch hub 311, and the synchronizer ring 313.
  • the upper side of the clutch hub 311 is a cross-sectional view of the portion where the synchronization key 316 is provided. Show.
  • the clutch hub 311 is fixed to the outer periphery of the output shaft 20.
  • the rotation is fixed by the spline bearing 311a provided on the clutch hub 311 meshing with the spline 201 provided on the outer periphery of the output shaft 20.
  • the clutch hub 311 comes into contact with the step of the spline 201 provided on the outer periphery of the output shaft 20 (step between the spline 201a and the spline 201b), so that the other end 20b is positioned and fixed.
  • the one end side is fixed in the axial direction, for example, by providing a circumferential groove in the circumferential direction of the output shaft 20 and fitting a snap ring.
  • the gear train selection mechanisms 32 and 33 have the same configuration as that of the gear train selection mechanism 31 except for the positions where they are arranged. Specifically, the gear train selection mechanism 32 is disposed on the spline 201c so as to contact the step with the spline 201b, and the gear train selection mechanism 33 is disposed on the spline 201d with the step with the spline 201c. It arrange
  • the case members 51 and 52 are integrated by combining the first case member 51 and the second case member 52 at the dividing plane B.
  • the first case member 51 supports the other end portions 10b and 20b of the input shaft 10 and the output shaft 20 with bearings 53 to 56 on the right side of the drawing (on the internal combustion engine side).
  • the gear train is arranged from the first speed to the fifth speed in order from the right side of the drawing. For this reason, the diameters of the input shaft side gears 11 to 15 increase toward the left in the drawing, and the diameters of the output shaft side gears 21 to 25 decrease toward the left in the drawing.
  • the drive unit for driving the gear train selection mechanism 31 is provided on the input shaft 10 side, the vicinity of the upper part of the input shaft side gears 11 to 13 on the right side of the drawing is more space than the left side.
  • the physique of 52 upper part can be made small.
  • the second case member 52 is formed substantially following the outer shape of the output shaft side gears 21 to 25 on the output shaft 20 side, the size of the second case member 52 can be reduced toward the left in the drawing.
  • the mechanism located inside the second case member 52 (the output shaft side gears 21 to 25, the drive unit of the gear train selection mechanism 31 and the like on the outermost side) is configured to become smaller toward the left as a whole.
  • the second case member 52 when the second case member 52 is assembled, the second case member 52 can be covered without being caught from the left side of the drawing, so that it is not necessary to provide an extra space in the second case member 52 even when assembling is considered.
  • the outside of the second case member 52 can also be made the minimum necessary physique. That is, the physique of the second case member 52 can be reduced by arranging the gear train from the first speed to the fifth speed from the right to the left in the drawing.
  • the portion where the spline is formed can have the same diameter in the axial direction.
  • circumferential grooves are formed on both sides of the clutch hub 311 in the axial direction, and snap rings are fitted into both of the circumferential grooves to prevent the clutch hub 311 from moving in the axial direction.
  • stepped output shaft 20 A manufacturing method of output shaft 20 in which stepped splines are formed (hereinafter simply referred to as "stepped output shaft 20") will be described below.
  • the output shaft can be manufactured by rolling or cutting. For example, a die corresponding to each of the splines 201a to 201d can be prepared and manufactured.
  • a rolling die (rack type, roller type, etc.) can be shared for each of the splines 201a to 201d. That is, the rolling dies used for rolling can be shared by changing the pressure angle and modules in the splines 201a to 201d and changing only the fraction. Further, when one set (two or more) of rolling dies is adopted, the difference in the number of teeth in the splines 201a to 201d is a multiple of the number of the rolling dies, and the arrangement of the rolling dies is rolled.
  • each of the splines 201a to 201d can be formed in sequence and properly even if the phase of is unchanged.
  • n is the number of rolling dies
  • the teeth of each of the splines 201a to 201d can be formed in sequence and properly even if the phase of is unchanged.
  • two rack-type dies are used as one set, so the difference in the number of teeth in the splines 201a to 201d is set to an even number, and from both sides of the output shaft 20 in the direction perpendicular to the axial direction. Make the die contact. This will be described in detail below with reference to FIGS.
  • the tooth phase for the two dies means that the shape of the teeth of the dies is symmetric twice with respect to the axis of the output shaft coarse material 60.
  • the dice are made n times symmetrical corresponding to the number n of the dies.
  • the output shaft rough material 60 is manufactured (FIG. 4).
  • the output shaft coarse material 60 is composed of output shafts 66 and 65 provided at the one end portion 60a and the other end portion 60b, respectively, and an output gear coarse material 66 serving as a base of the output gear 26 adjacent to the support shaft 65 at the other end portion 60b. It has a spline rough material 601 on which the spline 201 is formed.
  • the spline coarse material 601 can be classified into four spline coarse materials 601a to 601d, and the diameter is gradually reduced from the other end portion 60b toward the one end portion 60a. The degree of diameter reduction is determined corresponding to the degree of diameter reduction in the splines 201a to 201d.
  • the output shaft rough material 60 can be formed from a wire by pressing or cutting.
  • the support shafts 64 and 65 are supported with the shaft center as the rotation center. Thereafter, the spline coarse materials 601a to 601d are processed into the spline 201 in order from the spline coarse material 601d (the portion of the spline coarse material 601b is processed in FIG. 4). At that time, rolling is performed using the rack type dies 71 and 72. The rack-type dies 71 and 72 are moved symmetrically (in the same phase) with respect to the axis of the output shaft coarse material 60. The rack-type dies 71 and 72 reduce the interval m corresponding to the portion of the spline rough material 601b shown in FIG.
  • the interval m1 (for reference, the V1-V1 cross section of the output shaft coarse material 60 in FIG. 4 is shown on the right side of the drawing in order to explain the vertical interval m1.
  • the original horizontal position is shown in FIG. If the portion of the spline rough material 601d is in the same position as the spline rough material 601b), the interval m2 (for reference, the V2-V2 cross section of the output shaft rough material 60 in FIG.
  • both rack-type dies 71 and 72 are moved by the same distance toward the axis of the output shaft coarse material 60, respectively.
  • the relative positions in the moving direction P of the rack type dies 71 and 72 between the teeth of the rack type die 71, the teeth of the rack type die 72, and the shaft center of the output gear coarse material 66 are output by the rack type dies 71 and 72.
  • the coarse gear 66 is moved so as to be symmetrical twice with respect to the axis of the gear coarse material 66.
  • the relative relationship (phase) between each tooth of the rack-type dies 71 and 72 and the shaft center of the output gear coarse material 66 does not change even if the interval is different. That is, the teeth of the spline 201 to be formed are symmetrical twice with respect to the axis of the output shaft 20.
  • the phase of the teeth of the rack dies 71 and 72 pressed at the time of rolling can be made the same. Therefore, the adjustment of the rack dies 71 and 72 is adjusted. Can be easy.
  • description of a backup roll etc. is abbreviate
  • the spline 201 is formed by sequentially performing this rolling process on the portions having different diameters of the spline 201 (in this embodiment, four times of the splines 201a to 201d).
  • the order in which the rolling process is performed is not particularly limited, and may be performed from the larger diameter (spline coarse material 601a), or conversely from the smaller diameter (spline coarse material 601d), Regardless of the diameter, the rolling process may be performed from the middle (any one of the spline rough materials 601b and 601c).
  • an oil passage, an oil groove, an oil passage, a circumferential groove, and the like are formed, and large-diameter polishing is performed on each of the splines 201a to 201d.
  • the output gear coarse material 66 is processed to form the output gear 26.
  • heat treatment is performed on the tooth surface of the output gear 26 and the tooth surface of the spline 201 as necessary. The heat treatment can be performed as many times as necessary at a necessary portion when necessary. Further, the order in which the output gear 26 is created and the spline 201 is created may be reversed.
  • a spline can be similarly formed on the output shaft even when roller type dies 73 and 74 are used as shown in FIG.
  • the spline coarse materials 601a to 601d are replaced with the spline coarse materials 601a to 601d, and the spline coarse materials 601a to 601d are splined from the spline coarse materials 601d.
  • Rolling can be performed sequentially by making a relative movement in the axial direction little by little toward the coarse material 601a. In that case, when the other end portions 73a and 74a of the roller dies 73 and 74 reach a level difference, the rolling process can be continuously performed by increasing the distance between the dies 73 and 74 to the next diameter. .
  • the transmission described above includes an input shaft to which rotational power from the prime mover is input; An output shaft disposed below the input shaft; A multi-stage gear train having a plurality of input shaft side gears integrally provided on the input shaft and a plurality of output shaft side gears provided so as to be relatively rotatable on the output shaft and meshing with the corresponding input shaft side gears And one or more hubs disposed adjacent to the output shaft side gear so as not to rotate relative to the output shaft, and a gear train selection mechanism for detachably engaging the output shaft side gear and the hub.
  • a transmission mechanism A case member for supporting the input shaft and the output shaft in the vicinity of both ends; Have The output shaft has splines formed continuously on the outer peripheral surface over the entire portion where the output shaft side gear and the hub are disposed,
  • the hub has a spline bearing that is splined to the spline of the output shaft,
  • Each of the output shaft side gear bearings has a cylindrical shape having an inner diameter with which an inner surface abuts against a tooth tip of the spline, and is disposed on the spline so as to be relatively rotatable,
  • the case member may be roughly divided into a first case member supported on the one end side of the input shaft and the output shaft and a second case member supported on the other end side.
  • the position of the output shaft is arranged relatively downward from the input shaft, and all the gears arranged on the input shaft side among the gears constituting the gear train are integrated with the input shaft so that the input shaft and the gear
  • the number of parts required for lubrication during the operation can be reduced.
  • the spline as a whole except for the vicinity of the other end as the output shaft, the number of steps required to form the spline can be reduced.
  • the input / output shaft is supported by the case. By adopting both end portions as the positions for supporting the input / output shaft, the input / output shaft can function sufficiently even if the number of divisions of the case is reduced to two.
  • the configuration for causing the gear train selection mechanism to function can also be simplified for the case.
  • the output shaft side gears rotate at a speed proportional to the rotational speed of the input shaft.
  • a gear with a low gear ratio such as overdrive
  • the rotational speed of the other gear is smaller than when rotating while being fixed to the output shaft, and the stirring resistance of the lubricating oil can be reduced.
  • the output shaft side gear rotates as long as the input shaft rotates, no gear train is selected. Even in a so-called neutral state, the output shaft side gear rotates as long as the input shaft rotates, so that the lubricating oil Can be sufficiently lubricated.
  • the output shaft has an output gear near the other end,
  • the portion where the spline of the output shaft is formed is gradually expanded in a stepped shape from the one end side toward the other end side,
  • the hub is positioned in the axial direction as the spline bearing abuts against the diameter-expanded portion of the spline from the one end side to the other end side of the output shaft.
  • the output shaft has an output gear near the other end,
  • the gear train is arranged so that the gear ratio decreases from the gear adjacent to the output gear toward the one end.
  • the torque applied to the output shaft increases as the gear ratio increases, the possibility of undesirable deformation of the output shaft can be reduced by disposing the gear closer to the output gear. Further, since the ring gear provided in the differential gear with which the output gear meshes can be expected to scoop up the lubricating oil by rotation, the lubricating action is increased for the output shaft side gear close to the output gear.
  • a gear train having a small gear ratio (fifth gear for a five-speed transmission) is most commonly used in actual driving, and the so-called first gear having the largest gear ratio when the gear train is selected. The relative rotation between the output shaft side gear and the output shaft increases. Therefore, since the output shaft side gear of the first speed has a great demand for lubrication, it can be brought close to the output gear to realize sufficient lubrication.
  • the shape of the case should be made to follow the shape of the tapered gear train, even if the gear train is inserted or removed. Becomes possible, and the physique of the transmission can be made relatively small.
  • the diameter of the spline 701 as shown in FIG. 7 may be the same in the axial direction. Adjacent to the positions where the clutch hubs 311 to 313 and the output shaft side gears 21 to 25 are disposed for the purpose of positioning in the axial direction when the clutch hub and the output shaft side gear are disposed on the output shaft. After the circumferential grooves 703a to 703g are formed at the positions where the clutch hubs 311 to 313 and the output shaft side gears 21 to 25 are disposed, the snap ring is fitted to complete the assembly. That is, in FIG. 7, the clutch hubs 311 to 313 and the output shaft side gears 21 to 25 are inserted into the output shaft 70 from the left side of the drawing.
  • the clutch hubs 313 are arranged in this order in a state in which a snap ring is sandwiched between them and movement in the axial direction is restricted.
  • the clutch hubs 311 to 313 and the output shaft side gears 21 to 25 are slightly different in inner diameter from those shown in FIG. 1, but the other configurations can be the same, and are simply described with the same reference numerals. is doing.
  • the width of the die can be increased, so that the formation of the spline 701 by rolling can be performed with fewer man-hours than the output shaft 20 provided with a step in the axial direction.
  • the manufacturing method of the output shaft for transmission and the rotating shaft for transmission of the present invention has the above configuration, so that the configuration is simplified and the machining cost and the number of parts can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

 加工コストや部品点数を低減できる変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法を提供することを解決すべき課題とする。入力軸と、出力軸と、前記入力軸に一体に設けられた複数の入力軸側ギヤと前記出力軸に相対回転可能に設けられ対応する前記入力軸側ギヤに噛合する複数の出力軸側ギヤとをもつ複数段のギヤ列と、前記出力軸側ギヤに隣接し前記出力軸に相対回転不能に配設される1以上のハブと、前記出力軸側ギヤと前記ハブとを離脱係合させるギヤ列選択機構とを有する歯車変速機構と、を有する変速機に用いられる出力軸であって、前記出力軸側ギヤ及び前記ハブが配設される部位の全体にわたる外周面にスプラインが形成され、且つ、前記他端部近傍に出力ギヤを有し、前記スプラインが形成された部位は前記一端部側から前記他端部側に向けて順次階段状に拡径されている。

Description

変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法
本発明は、変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法に関し、特に部品点数を少なくでき製造コストが低廉な変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法に関する。
従来の変速機は原動機からの回転動力が入力される入力軸と、出力軸と、その入出力軸に設けられたギヤ列とそのギヤ列から1つを選択するギヤ列選択機構とをもつ歯車変速機構とを有する(例えば特許文献1)。ギヤ列は入力軸側ギヤと出力軸側ギヤとが噛合しており、一方が軸に相対回転不能に配設され、他方が相対回転(遊転)可能に配設される。ギヤ列選択機構は相対回転可能に配設されたギヤを軸に離脱-係合させる機構である。遊転可能なギヤは入力軸と出力軸とに分配して配設されている。
特開2012-162214号公報(図1) 特開平3-172624号公報(図1) 米国特許公報第5400669号公報(図1-2) 米国特許公報第4398432号公報(図2) 米国特許公報第3906817号公報(第3欄35行-62行) 実開昭60-160952号公報(図1-6)
このような変速機は遊転できるギヤやギヤ列選択機構を入出力軸の双方に配設するためにはスプラインを形成するなど軸への加工が必要になる。そのため、加工コストが増加することになる。
また、遊転ギヤやギヤ列選択機構は潤滑の必要があるため、入出力軸の双方に潤滑機構を設ける必要が生じ部品点数が増加する。
本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、加工コストや部品点数を低減できる変速機用出力軸及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
(1)上記課題を解決する変速機用の出力軸は、原動機からの回転動力を変速する歯車変速機用の出力軸であって、
 前記歯車変速機内に並設する回転軸である並設軸に一体に設けられた複数の並設軸側ギヤに噛合可能で且つその並設軸側ギヤと共に複数段のギヤ列を構成可能な、自身に相対回転可能に設けられた複数の本出力軸側ギヤと、前記本出力軸側ギヤに隣接し自身に相対回転不能に配設される1以上のハブと、前記本出力軸側ギヤと前記ハブとを離脱係合させるギヤ列選択機構とを有する歯車変速機構とが配設可能であり、
 前記本出力軸側ギヤ及び前記ハブが配設される部位の全体にわたる外周面にスプラインが形成され、
 前記スプラインが形成された部位は一端部側から他端部側に向けて順次階段状に拡径されている。
このような形態を採用することにより、ハブや、本出力軸側ギヤの軸方向の位置決めを行う場合にスプラインの径が変化する段差の部分に当接させることができる。スプラインの形成は出力軸の外周に連続して広い範囲に行うので、スプラインの形成と共に軸方向の位置決めを行うための形状が形成されるため加工コストを低減することができる。特に軸受を配設する位置として、ギヤ列選択機構が3つ以上有る場合(つまり、出力軸側ギヤの組み合わせ(ギヤ列選択機構にて選択される組)が3組以上存在する場合)に従来技術で採用する位置である、端部以外の場所(ケースに支承する軸受のうちの1つ以上)を採用した場合と比べると、後述するように構成や製造工程の簡略化が実現できる。つまり、両端部のみにて自身を収納するケースに支承される構成を採用することにより、軸に形成されるスプラインが分断されず互いの精度を高く出来ると共に、組立時やメンテナンス時において、軸の両端部の軸受部分をケースに付けたり外したりするだけで簡単に着脱が可能であるとの利点がある。更に、出力軸として他端部近傍を除き全体的にスプラインを形成することでスプラインの形成に要する工数を少なくすることができる。入出力軸はケースにて支承するが、入出力軸を支承する位置として両端部のみにて行うことにより、ケースの分割数を2つに減らしても充分に機能させることができるようになる。特にギヤ列選択機構が出力軸側に集約されることに対応して、ケースについてもギヤ列選択機構を機能させるための構成をまとめて簡便化することができる。
(2)上記の変速機用出力軸は更に以下の構成を有することができる。すなわち、前記ハブは前記スプラインにスプライン嵌合するスプライン軸受をもち、
 それぞれの前記本出力軸側ギヤの軸受は、前記スプラインの歯先にその内面が当接する内径をもつ円筒状であって、それぞれ前記スプライン上に相対回転可能に配設され、
 前記ハブは、その前記スプライン軸受が前記一端部側から前記他端部側に向けて前記スプラインの拡径部分に当接することで軸方向の位置決めがなされているものである。
特にハブは出力軸に対して相対回転不能に固定されるため、その位置決めをスプラインの段差部分にて行っても影響が小さいからである。
(3)上記課題を解決する変速機用回転軸の製造方法は、径が異なり且つ軸方向に連続する複数のスプラインが外周に形成された回転軸を製造する方法であって、
 スプラインが設けられた後の最終形状に対応する複数の径をもつ円筒形状のスプライン粗材を軸方向に連続して接続した形状をもつ回転軸粗材を製造する工程と、
 前記回転軸粗材を軸心を回転軸として回動自在に保持しながら、一組のダイスを共用して前記スプライン粗材の外周のそれぞれに対して順次スプラインを転造する転造工程と、を有し、
 前記転造工程において、前記ダイスは前記出力軸粗材の軸心からのそれぞれの距離を変化させて前記スプライン粗材の径に応じてダイスの調整を行った後に転造を行うものである。
このような形態を採用することにより、加工コストの大きな部分を占めるダイスの数を少なくできる。
(4)上記変速機用回転軸の製造方法は更に以下の構成を有することができる。すなわち、前記径が異なるスプライン間の歯数の差は前記ダイスの数の倍数で有り、
 前記ダイスの位置及び位相は前記出力軸粗材の前記軸心に対して回転対称に配設され、
 前記転造工程において、前記ダイスは前記位相の相対的な関係は変化させずに前記回転軸粗材の軸心からのそれぞれの距離を同じように変化させて前記スプライン粗材の径に応じてダイスの調整を行った後に転造を行うものである。 
このような構成を採用すると、ダイスの位置の調整として位相(ピッチ)をそのままにして単純に移動させるだけで行うことができ、転造装置を簡略化することができる。
本発明の変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法は上記構成を有することにより構成が簡便化されて加工コストや部品点数を低減できる。
本実施形態の変速機用出力軸が変速機に組み込まれたときの一部断面図である。 本実施形態の変速機用出力軸の断面図である。 本実施形態の変速機用出力軸と組み合わされたギヤ列選択機構を説明する断面図である。 本実施形態の変速機用出力軸の製造方法を説明する模式図である。 本実施形態の変速機用出力軸の製造方法を説明する模式図である(図4のV-V断面図)。 本実施形態の変速機用出力軸の製造方法を説明する模式図である。 参考態様の出力軸において径が一様な場合の概略図である。
本発明の変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法について代表的な実施形態を図1を参照して説明する。本実施形態では、並設軸は入力軸に対応し、並設軸側ギヤは入力軸側ギヤに対応する。本実施形態に係る出力軸が採用される変速機は、車両に搭載される。なお、以下に用いる図面において断面部分に付けるハッチングは必要な部位のみとしている。なお、回転軸の製造方法は出力軸に限らず採用可能であるが、以下の製造方法の説明では回転軸として出力軸を例に挙げて説明する。
・構成
 実施形態1の変速機は、図1に示すように、入力軸10と出力軸20と入力軸側ギヤ11~15と出力軸側ギヤ21~25とギヤ列選択機構31~33とケース部材51、52とを有する。
入力軸10は内燃機関1(原動機)から出力される回転動力がクラッチ2を介して入力される。入力軸10には入力軸側ギヤ11~15(第1速~第5速)がこの順に他端部側から一体的に形成されている。入力軸10はその一端部10aと他端部10bとで軸受53、54を介してケース部材51、52に支承されている。
出力軸20は入力軸10に入力された回転動力がギヤ列(11~15、21~25)を介して伝達され、出力ギヤ26を介してリングギヤ41に出力される。リングギヤ41は差動装置42を介してドライブシャフト(図略)に回転動力を出力する。出力軸20は一端部20aと他端部20bとで軸受55、56を介してケース部材51、52に支承されている。
出力軸20は他端部20b側に出力ギヤ26が一体的に形成され、出力ギヤ26から一端部20a側に向けて外周にスプライン201(図2参照)が形成されている。出力軸20のスプライン201の外径は他端部20b側から4段階(201a~201d)で階段状に縮径されている。縮径の程度は特に限定しないが、一番細い部分(スプライン201dが形成されている部分)においても充分な強度をもたせるために形成されるスプライン歯の全歯たけ程度の大きさにすることが好ましく、全歯たけもできるだけ小さくすることが望ましい。スプライン201a~201dは連続して設けられている。ここで、連続して設けられているとは、隣接するスプラインが潤滑油を流す流路やギヤやクラッチハブの位置決めを行うために設けられるスナップリングを嵌め込む溝などのような出力軸として機能させるために必要な部材を形成することを除き、概ねスプラインが全体的に形成されていることである。
出力軸20は出力軸側ギヤ21~25(第1速~第5速)がこの順に他端部側20bから配設されている。出力軸側ギヤ21~25はそれぞれ入力軸側ギヤ11~15と常時噛合しており、出力軸20に対しては遊転状態で配設されている。スプライン201aの部位に出力軸側ギヤ21が配設され、スプライン201bの部位にギヤ列選択機構31、出力軸側ギヤ22、出力軸側ギヤ23が配設され、スプライン201cの部位にギヤ列選択機構32、出力軸側ギヤ24、出力軸側ギヤ25が配設され、スプライン201dの部位にギヤ列選択機構33が配設される。
出力軸側ギヤ21~25は、出力軸側ギヤ21、22がその間に配設されたギヤ列選択機構31により選択的に出力軸20に離脱係合され、出力軸側ギヤ23、24がその間に配設されたギヤ列選択機構32により選択的に出力軸20に離脱係合され、出力軸側ギヤ25が一端部20a側に配設されたギヤ列選択機構33により選択的に出力軸20に離脱係合される。つまり、出力軸側ギヤ21、ギヤ列選択機構31、出力軸側ギヤ22、出力軸側ギヤ23、ギヤ列選択機構32、出力軸側ギヤ24、出力軸側ギヤ25、ギヤ列選択機構33の順に出力軸20の他端部20b側から一端部20a側に向けて配設される。
出力軸側ギヤ21はギヤ列選択機構31が隣接する側にギヤピース211が一体化されている。ギヤピース211は外周に係合歯211aと係合面211bとがギヤ列選択機構31に向けてこの順で形成されている(図3参照)。出力軸側ギヤ22~25についてもギヤ列選択機構31~33が隣接する側にギヤピースが設けられる。
出力軸側ギヤ21~25の軸受21a~25aはそれぞれ出力軸2の外周に形成されたスプライン201(201a~c)の歯先に内面が当接する(図3において隣接するクラッチハブ311はスプライン軸受311aによりスプライン201bに係合しているが、そのスプライン軸受311aの歯底311cとほぼ同径に形成される)。スプライン201の歯溝に潤滑油が保持されて潤滑される。
ギヤ列選択機構31は、図3に示すように、クラッチハブ(ハブに相当)311とスリーブ315とシンクロナイザリング313とをもつ。図3では第1速の出力軸側ギヤ21を選択した状態(スリーブ315が図面右方向にスライドしてスリーブ315のスリーブ係合歯315aが、クラッチハブ311のハブ係合歯311b、シンクロナイザリング313のシンクロナイザリング係合歯314、及びギヤピース211の係合歯211aに噛合している。図3ではクラッチハブ311の図面上側がシンクロキー316が設けられている部分の断面図になっている)を示す。クラッチハブ311は出力軸20の外周に固定されている。この固定はクラッチハブ311に設けられたスプライン軸受311aが出力軸20の外周に設けられたスプライン201に噛合することで回転方向が固定される。軸方向の固定はクラッチハブ311が出力軸20の外周に設けたスプライン201の段差(スプライン201aとスプライン201bとの間の段差)に当接することで他端部20b側は位置決め固定される。そして、一端部側は例えば、出力軸20の周方向に周溝を設け、スナップリングを嵌め込むことで軸方向の固定を行う。ギヤ列選択機構32及び33についても配設される位置が異なる以外はギヤ列選択機構31と同様の構成をもつ。具体的には、ギヤ列選択機構32ではスプライン201c上であってスプライン201bとの段差に当接するように配設され、ギヤ列選択機構33ではスプライン201d上であってスプライン201cとの段差に当接するように配設される。
ケース部材51、52は第1ケース部材51と第2ケース部材52とが分割面Bにて組み合わせられて一体化されている。第1ケース部材51は図面右方(内燃機関側)で入力軸10及び出力軸20の他端部10b及び20b側を軸受53~56で支承している。ここで、ギヤ列は図面右方から順に第1速から第5速まで並んでいる。そのため、入力軸側ギヤ11~15は図面左方に向かうに従い径が大きくなり、出力軸側ギヤ21~25は図面左方に向かうに従い径が小さくなる。ここで、入力軸10側にギヤ列選択機構31を駆動する駆動部を設けているため、図面右側の入力軸側ギヤ11~13の上部近傍が左側よりも空間があるため、第2ケース部材52の上部の体格を小さくできる。また、出力軸20側では第2ケース部材52が出力軸側ギヤ21~25の外形にほぼ倣って形成されているため、図面左方に向かうにつれて第2ケース部材52の体格を小さくできる。第2ケース部材52の内部に位置する機構(一番外側には出力軸側ギヤ21~25、ギヤ列選択機構31の駆動部など)が全体として左方に行くほど小さくなるような形態にすることができたため、第2ケース部材52を組み付けるときに図面左方側から引っ掛かること無くかぶせることができるので、組み付け性を考慮しても第2ケース部材52内に余分な空間を設ける必要がなくなり、ひいては第2ケース部材52の外側についても必要最低限の体格にすることができる。つまり、ギヤ列を図面右方から左方に向けて第1速から第5速へと配置したことで第2ケース部材52の体格を小さくできる。
なお、出力軸としてはスプラインを階段状に形成することは必須では無く、スプラインを形成する部分を軸方向に同径にすることもできる。その場合にはクラッチハブ311の軸方向両側に周溝を形成し、その周溝の双方にスナップリングを嵌め込んでクラッチハブ311が軸方向に移動しないようにする。
・階段状のスプラインが形成された出力軸20の製造方法
 階段状のスプラインが形成された出力軸20(以下、単に「階段状出力軸20」と称する)の製造方法について以下に説明する。本出力軸の製造方法としては転造や切削により製造可能である。例えば、スプライン201a~201dのそれぞれについて対応するダイスを用意して製造できる。
ここで、スプライン201a~201dのそれぞれについて転造ダイス(ラック型、ローラ型など)を共用することができる。つまり、スプライン201a~201dにおける圧力角、モジュールを同一のものとして端数だけを変更することにより転造に用いる転造ダイスを共用することができる。更に、転造ダイスとして1組(2つ以上)のものを採用する場合、スプライン201a~201dにおける歯数の差がその転造ダイスの数の倍数であって、転造ダイスの配置を転造ダイスの位相も含めて出力軸を基準とするn回対称(nは転造ダイスの数)になるように設定すれば、それぞれの転造ダイスの間の距離のみを変更し、複数のダイス間の位相はそのままでもスプライン201a~201dそれぞれの歯を順次、適正に形成することができる。例えば、ラック型のダイスを用いた場合、ラック型のダイスは2つで一組であるため、スプライン201a~201dにおける歯数の差は偶数にし、出力軸20の軸方向に垂直方向の両側からダイスを当接させるようにする。以下、図4及び5を参照して詳細に説明する。ここで、2つのダイスについて歯の位相とは出力軸粗材60の軸心を基準としてダイスの歯の形状が2回対称になることをいう。3つ以上のダイスを用いる場合(ローラ型)ではそのダイスの数nに対応するn回対称になるようにする。
スプライン201a~201dのラック型を用いた転造について具体的に説明する。まず出力軸粗材60を製造する(図4)。出力軸粗材60は一端部60a及び他端部60bのそれぞれに設けられた支承軸64及び65と他端部60bの支承軸65に隣接する出力ギヤ26の基になる出力ギヤ粗材66、スプライン201が形成されるスプライン粗材601をもつ。スプライン粗材601はスプライン粗材601a~601dまでの4つに分類でき、他端部60bから一端部60aに向かうにつれて段階的に縮径している。縮径の程度はスプライン201a~201dにおける縮径の程度に対応して決定される。出力軸粗材60は線材からプレスや切削などにより形成できる。
製造した出力軸粗材60について軸心を回動中心として支承軸64及び65を支承する。その後、スプライン粗材601a~601dをスプライン粗材601dから順にスプライン201に加工していく(図4ではスプライン粗材601bの部分を加工している)。その時にラック型ダイス71、72を用いて転造を行う。ラック型ダイス71及び72は出力軸粗材60の軸心を基準として対称(同位相)に動くようになっている。ラック型ダイス71及び72は、図5に示すスプライン粗材601bの部分に対応する間隔mを対応するスプライン201a~201dの歯先円直径と同じか僅かに小さくする(例えばスプライン粗材601cの部分であれば間隔m1(参考までに図4の出力軸粗材60のV1-V1断面を図面右方に上下方向の間隔m1を説明するために示す。本来の左右方向の位置は図5に示すスプライン粗材601bと同位置である)に、スプライン粗材601dの部分であれば間隔m2(参考までに図4の出力軸粗材60のV2-V2断面を図面右方に上下方向の間隔m2を説明するために示す。本来の左右方向の位置は図5に示すスプライン粗材601bと同位置である)にする)。間隔を狭くする方向での調節はラック型ダイス71及び72の双方を出力軸粗材60の軸心にそれぞれ向けて同じ距離だけ移動させる。ここで、ラック型ダイス71の歯とラック型ダイス72の歯と出力ギヤ粗材66の軸心とのラック型ダイス71、72の移動方向Pにおける相対位置は、ラック型ダイス71、72が出力ギヤ粗材66の軸心を基準として2回対称になるように移動させる。従って、ラック型ダイス71、72の各々の歯と出力ギヤ粗材66の軸心との相対関係(位相)は間隔が異なっても変化しない。つまり、形成されるスプライン201の歯は出力軸20の軸心を基準として2回対称になる。ここで、径が異なるスプライン201の歯数の差を偶数にすることでラック型ダイス71、72が転造時に押圧する部分の歯の位相は同じにできるため、ラック型ダイス71、72の調節を簡単にできる。なお、上述の説明に用いた図4及び5や、以下に用いる図6においてはバックアップロールなどの記載は省略している。
この転造工程をスプライン201の径が異なる部分について順に(本実施形態ではスプライン201a~201dの4回)行うことでスプライン201が形成される。転造加工を行う順番は特に限定されず、径が大きい方(スプライン粗材601a)から加工を行っても良いし、反対に径が小さい方(スプライン粗材601d)から行っても良いし、径にかかわらず途中(スプライン粗材601b、601cのいずれか)から転造加工を行っても良い。
その後、油路、油溝、油通路、周溝などを形成し、それぞれのスプライン201a~201dについて大径研磨を行う。更に、出力ギヤ粗材66を加工して出力ギヤ26を形成する。更に必要に応じて出力ギヤ26の歯面やスプライン201の歯面に熱処理を行う。熱処理は必要なときに必要な部位に必要な回数行うことができる。また、出力ギヤ26の創製とスプライン201の創製とを行う順序については逆にしても良い。
ダイスとしてラック型ダイスを用いた場合について説明を行ったが、図6に示すように、ローラー型ダイス73及び74を用いても同様に出力軸にスプラインを形成することができる。ローラー型ダイス73及び74を採用する場合にはスプライン粗材601a~601dについて4回に分けて転造を行うことに代えて、スプライン粗材601a~601dの部分をスプライン粗材601dの部分からスプライン粗材601aに向けて少しずつ軸方向に相対移動させることで順次転造を行うことができる。その場合に、ローラ型ダイス73及び74の他端部側73a及び74aが段差に至ったときに次の径にまでダイス73及び74の間隔を広げて連続的に転造加工を行うことができる。
(付記)
(1)上述の変速機は、原動機からの回転動力が入力される入力軸と、
 前記入力軸よりも下方に配設された出力軸と、
 前記入力軸に一体に設けられた複数の入力軸側ギヤと前記出力軸に相対回転可能に設けられ対応する前記入力軸側ギヤに噛合する複数の出力軸側ギヤとをもつ複数段のギヤ列と、前記出力軸側ギヤに隣接し前記出力軸に相対回転不能に配設される1以上のハブと、前記出力軸側ギヤと前記ハブとを離脱係合させるギヤ列選択機構とを有する歯車変速機構と、
 前記入力軸及び前記出力軸をそれぞれの両端部近傍で支承するケース部材と、
 を有し、
 前記出力軸は前記出力軸側ギヤ及び前記ハブが配設される部位の全体にわたる外周面に連続してスプラインが形成され、
 前記ハブは前記出力軸の前記スプラインにスプライン嵌合するスプライン軸受をもち、
 それぞれの前記出力軸側ギヤの軸受は、前記スプラインの歯先にその内面が当接する内径をもつ円筒状であって、それぞれ前記スプライン上に相対回転可能に配設され、
 前記ケース部材は前記入力軸及び前記出力軸の前記一端部側で支承する第1ケース部材と前記他端部側で支承する第2ケース部材とに大きく2分されていることができる。
入力軸よりも出力軸の位置を相対的に下方向に配設し、ギヤ列を構成するギヤのうち入力軸側に配設するギヤをすべて入力軸と一体化することで入力軸とギヤとの間の潤滑に要する部品点数を少なくできる。更に、出力軸として他端部近傍を除き全体的にスプラインを形成することでスプラインの形成に要する工数を少なくすることができる。入出力軸はケースにて支承するが、入出力軸を支承する位置として両端部を採用することにより、ケースの分割数を2つに減らしても充分に機能させることができるようになる。特にギヤ列選択機構が出力軸側に集約されることに対応して、ケースについてもギヤ列選択機構を機能させるための構成をまとめて簡便化することができる。
また、出力軸側ギヤをすべて遊転させる構成を採用することにより出力軸側ギヤは入力軸の回転速度に比例した速度で回転することになる。オーバードライブなど変速比が低いギヤを選択したときに他のギヤの回転数は出力軸に固定されて回転する場合よりも小さくなって潤滑油の撹拌抵抗が小さくできる。
更に、出力軸側ギヤは入力軸が回転する限り回転するため、ギヤ列がいずれも選択されていない、いわゆるニュートラル状態であっても入力軸が回転する限り出力軸側ギヤも回転して潤滑油を掻き上げて充分な潤滑を行うことができる。
(2)前述した(1)の構成を採用した場合に、以下の構成を採用することができる。前記出力軸は前記他端部近傍に出力ギヤを有し、
 前記出力軸の前記スプラインが形成された部位は前記一端部側から前記他端部側に向けて順次階段状に拡径されており、
 前記ハブは、その前記スプライン軸受が前記出力軸の前記一端部側から前記他端部側に向けて前記スプラインの拡径部分に当接することで軸方向の位置決めがなされている。
出力軸にはハブを軸方向に位置決めして固定する必要があるが、その固定の方法として出力軸の径を階段状にした段差を利用するようにすると、加工の手間を減らすことが可能になる。つまり、スプラインの加工はいずれにしても必要であるため、その加工と共に出力軸の径を変化させることは容易だからである。
(3)前述した(1)及び/又は(2)の構成を採用する場合に、以下の構成を採用することができる。前記出力軸は前記他端部近傍に出力ギヤを有し、
 前記ギヤ列は前記出力ギヤに隣接するギヤから前記一端部に向けて変速比が減少するように配設される。
変速比が大きいギヤであるほど出力軸に加わるトルクが大きくなるため、出力ギヤに近い位置に配設することで、出力軸に対して望ましくない変形が生じるおそれを少なくできる。更に出力ギヤが噛合する差動装置に設けられたリングギヤは回転による潤滑油掻き上げの効果が期待できるため、出力ギヤに近接した出力軸側ギヤについて潤滑作用が大きくなる。実走行において最も汎用されるのは変速比が小さいギヤ列(5速の変速機では第5速)であり、そのギヤ列が選択されている場合には変速比が最も大きい、いわゆる第1速の出力軸側ギヤと出力軸との相対回転が大きくなる。従って第1速の出力軸側ギヤは潤滑の需要が大きいため、出力ギヤに近づけて充分な潤滑を実現する。
また、出力軸側に配設されたギヤ列の大きさが出力ギヤから離れるにつれて小さくなるため、ギヤ列の抜差しを考えてもケースの形状を先細りのギヤ列の形状に倣った形態にすることが可能になって変速機の体格を相対的に小さくすることができる。
(4)前述した(1)、(2)、及び/又は(3)の構成を採用する場合に、以下の構成を採用することができる。前記出力軸の前記スプラインは径が同一の部分については塑性加工により同時に形成される。
(参考態様)
 出力軸としては図7に示すようなスプライン701の径が軸方向で同一にすることもできる。クラッチハブ、出力軸側ギヤを出力軸に配設したときに軸方向の位置決めを行うことを目的として、それぞれのクラッチハブ311~313及び出力軸側ギヤ21~25が配設される位置に隣接する位置に周溝703a~703gが形成され、それぞれのクラッチハブ311~313及び出力軸側ギヤ21~25が配設された後、スナップリングを嵌め込んでいくことで組立が完了する。すなわち、図7において、出力軸70に対して図面左方より、それぞれのクラッチハブ311~313及び出力軸側ギヤ21~25を挿入していく。同一のスプラインが形成されているため円滑に挿入可能である。結果、出力ギヤ76から図面左方に向けて出力軸側ギヤ21、クラッチハブ311、出力軸側ギヤ22、出力軸側ギヤ23、クラッチハブ312、出力軸側ギヤ24、出力軸側ギヤ25、そしてクラッチハブ313の順に、それらの間にスナップリングを挟持し軸方向の移動が制限された状態で配設される。それぞれのクラッチハブ311~313及び出力軸側ギヤ21~25は図1に示したものと内径が僅かに異なるものの、その他の構成は同じものが採用でき、簡易的に同じ符号を付して説明している。
本変形態様の形態を採用することにより、ダイスの幅を大きくできるため軸方向で段差を設けた出力軸20と比べ、スプライン701の転造による形成が少ない工数で行うことができる。
本発明の変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法は上記構成を有することにより構成が簡便化されて加工コストや部品点数を低減できる。

Claims (4)

  1.  原動機からの回転動力を変速する歯車変速機用の出力軸であって、
     前記歯車変速機内に並設する回転軸である並設軸に一体に設けられた複数の並設軸側ギヤに噛合可能で且つその並設軸側ギヤと共に複数段のギヤ列を構成可能な、自身に相対回転可能に設けられた複数の本出力軸側ギヤと、前記本出力軸側ギヤに隣接し自身に相対回転不能に配設される1以上のハブと、前記本出力軸側ギヤと前記ハブとを離脱係合させる3つ以上のギヤ列選択機構とを有する歯車変速機構とが配設可能であり、
     前記本出力軸側ギヤ及び前記ハブが配設される部位の全体にわたる外周面にスプラインが形成され、
     前記スプラインが形成された部位は一端部側から他端部側に向けて順次階段状に拡径されており、
     自身を収納するケースに支承されるケース支承軸受が両端部にのみ配設される、
     変速機用出力軸。
  2.  前記ハブは前記スプラインにスプライン嵌合するスプライン軸受をもち、
     それぞれの前記本出力軸側ギヤの軸受は、前記スプラインの歯先にその内面が当接する内径をもつ円筒状であって、それぞれ前記スプライン上に相対回転可能に配設され、
     前記ハブは、その前記スプライン軸受が前記一端部側から前記他端部側に向けて前記スプラインの拡径部分に当接することで軸方向の位置決めがなされている、
     請求項1に記載の変速機用出力軸。
  3.  径が異なり且つ軸方向に連続する複数のスプラインが外周に形成された回転軸を製造する方法であって、
     スプラインが設けられた後の最終形状に対応する複数の径をもつ円筒形状のスプライン粗材を軸方向に連続して接続した形状をもつ回転軸粗材を製造する工程と、
     前記回転軸粗材を軸心を回転軸として回動自在に保持しながら、一組のダイスを共用して前記スプライン粗材の外周のそれぞれに対して順次スプラインを転造する転造工程と、を有し、
     前記転造工程において、前記ダイスは前記回転軸粗材の軸心からのそれぞれの距離を変化させて前記スプライン粗材の径に応じてダイスの調整を行った後に転造を行う、
     変速機用回転軸の製造方法。
  4.  前記径が異なるスプライン間の歯数の差は前記ダイスの数の倍数で有り、
     前記ダイスの位置及び位相は前記回転軸粗材の前記軸心に対して回転対称に配設され、
     前記転造工程において、前記ダイスは前記位相の相対的な関係は変化させずに前記回転軸粗材の軸心からのそれぞれの距離を同じように変化させて前記スプライン粗材の径に応じてダイスの調整を行った後に転造を行う、
     請求項3に記載の変速機用回転軸の製造方法。
PCT/JP2013/006627 2012-11-21 2013-11-11 変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法 WO2014080590A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380060925.9A CN104797851B (zh) 2012-11-21 2013-11-11 变速机用输出轴以及变速机用旋转轴的制造方法
JP2014548445A JP6106189B2 (ja) 2012-11-21 2013-11-11 変速機用回転軸の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012007513 2012-11-21
JPPCT/JP2012/007513 2012-11-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014080590A1 true WO2014080590A1 (ja) 2014-05-30

Family

ID=50775787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/006627 WO2014080590A1 (ja) 2012-11-21 2013-11-11 変速機用出力軸及び変速機用回転軸の製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6106189B2 (ja)
CN (1) CN104797851B (ja)
WO (1) WO2014080590A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016125531A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社豊田自動織機 減速機
KR20180122053A (ko) * 2017-05-01 2018-11-12 현대자동차주식회사 변속기구

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3906817A (en) * 1973-12-17 1975-09-23 Allis Chalmers Multiple speed transmission
US4398432A (en) * 1980-12-22 1983-08-16 Allis-Chalmers Corporation Transmission with overrunning clutches
JPS60160952U (ja) * 1984-03-31 1985-10-25 株式会社 ツガミ 自動位置切換装置付転造盤
JPH03172624A (ja) * 1989-10-25 1991-07-26 Eaton Corp シンクロナイザー
US5400669A (en) * 1993-08-19 1995-03-28 Case Corporation Synchronizer shimming kit for transmissions and the like

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR6790953D0 (pt) * 1966-09-06 1973-09-06 Eaton Yale & Towne Construcao de contra-eixos geminados com todas as engrenagens do eixo principal montadas concentricamente no eixo principal
JPS59189948U (ja) * 1983-06-03 1984-12-17 マツダ株式会社 自動車用歯車変速機のシフト装置
JPH0517487Y2 (ja) * 1985-10-29 1993-05-11
JPH01143464U (ja) * 1988-03-28 1989-10-02
JPH0720432Y2 (ja) * 1988-06-20 1995-05-15 三菱農機株式会社 農用トラクタの変速装置
JP2011007210A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Aisin Ai Co Ltd 変速機
JP2011064211A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Aisin Ai Co Ltd 変速機
CN102764764B (zh) * 2011-05-06 2015-01-14 豫北转向系统股份有限公司 带有异形齿的花键滚轧轮和加工花键的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3906817A (en) * 1973-12-17 1975-09-23 Allis Chalmers Multiple speed transmission
US4398432A (en) * 1980-12-22 1983-08-16 Allis-Chalmers Corporation Transmission with overrunning clutches
JPS60160952U (ja) * 1984-03-31 1985-10-25 株式会社 ツガミ 自動位置切換装置付転造盤
JPH03172624A (ja) * 1989-10-25 1991-07-26 Eaton Corp シンクロナイザー
US5400669A (en) * 1993-08-19 1995-03-28 Case Corporation Synchronizer shimming kit for transmissions and the like

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016125531A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社豊田自動織機 減速機
KR20180122053A (ko) * 2017-05-01 2018-11-12 현대자동차주식회사 변속기구
KR102496249B1 (ko) * 2017-05-01 2023-02-08 현대자동차주식회사 변속기구

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014080590A1 (ja) 2017-01-05
CN104797851B (zh) 2017-07-04
JP6106189B2 (ja) 2017-03-29
CN104797851A (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5238958B2 (ja) デュアルクラッチ式自動変速機
JP6286460B2 (ja) 遊星歯車機構及び変速機
CN105202123B (zh) 七速双离合器式自动变速器
JP5602746B2 (ja) ダブルクラッチトランスミッション及びダブルクラッチトランスミッションの切替え可能なダブルギヤホイール
CN101115939B (zh) 齿轮变换装置
JP2012505352A5 (ja)
JP6156263B2 (ja) 自動変速機
KR20060044564A (ko) 트윈 클러치식 수동 변속기
JP6106189B2 (ja) 変速機用回転軸の製造方法
JP4378775B2 (ja) 歯車変速機
JP5936706B2 (ja) 変速機
JP5919197B2 (ja) 車両用手動変速機
JP5478339B2 (ja) 変速機におけるスプライン嵌合部の潤滑構造
CN104534034B (zh) 一种双离合自动变速器传动装置
CN219809396U (zh) 一种数控机床偏置输出轴的变速箱结构
JP3161260B2 (ja) 歯車変速装置
JP4656404B2 (ja) 無段変速装置
JP6156119B2 (ja) 動力伝達装置の組み付け構造および動力伝達装置の組み付け方法
KR100555058B1 (ko) 차량용 3축 6단 수동 변속기.
WO2014006678A1 (ja) 車両用手動変速機
JP2011241883A (ja) 変速機のリバースシフト機構
WO2020229528A1 (en) 8-speed gearbox
KR101348464B1 (ko) 내접형 변속기
WO2016151738A1 (ja) 変速機
JP2012007698A (ja) 車両用変速機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13856606

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014548445

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 21/09/15)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13856606

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1