WO2017131131A1 - 回転軸構造及びトランスミッション - Google Patents

Abstract

軸線方向の寸法の縮小を図ることができる、トランスミッションを提供する。セカンダリ軸１４の端部３８には、中空部３９が形成されている。中空部３９は、右側に開放され、回転軸線を中心とする円筒状の内周面４０を有している。一方、アウトプット軸１５の端部４１は、内周面４０の内径よりも小さい外径を有する円柱状に形成されている。そして、端部４１は、中空部３９に挿入されて、その外周面４２と中空部３９の内周面４０との間に介在されるベアリング４３に支持されている。

Description

回転軸構造及びトランスミッション

　本発明は、車両のトランスミッション及びその回転軸構造に関する。

　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トランスファやデファレンシャルなどを介して駆動輪に伝達される。

　トランスミッションには、複数の回転軸が備えられている。たとえば、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）では、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとの間に無端状のベルトが巻き掛けられており、動力が入力されるインプット軸および動力を出力するアウトプット軸に加え、プライマリプーリおよびセカンダリプーリをそれぞれ支持するプライマリ軸およびセカンダリ軸が備えられている。

　トランスミッションの回転軸には、回転軸を取り囲む環状の部材が外嵌されて固定される。たとえば、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）は、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとの間に無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。セカンダリプーリを支持するセカンダリ軸には、セカンダリプーリの固定シーブが一体に形成されている。セカンダリプーリの可動シーブは、セカンダリ軸に外嵌されて、固定シーブにベルトを挟んで対向し、その対向方向に移動可能に設けられている。可動シーブに対して固定シーブと反対側には、ピストンが設けられ、可動シーブとピストンとの間には、可動シーブに作用する油圧が供給されるピストン室（油室）が形成されている。ピストンは、環状に形成され、セカンダリ軸に外嵌されている。ピストンに対して可動シーブ側と反対側において、ロックナットがセカンダリ軸に螺着されて、このロックナットの締め付けにより、ピストンがセカンダリ軸に固定される。

　一方、トランスミッションでは、複数の回転軸のうちの２つを同軸上に並べて配置したレイアウトが採用されることがある。この場合、同軸上に並べて配置される２つの回転軸は、それぞれの両端部に外嵌されるベアリングを介して、トランスミッションのケースに支持される。そのため、同軸上に４つのベアリングが並び、トランスミッションの軸線方向の寸法が大きくなる。

特開２０１５－１４５６８２号公報

　セカンダリ軸などの回転軸は、回転軸線上を延びる軸心油路などを有する中空構造に形成されていることが多い。中空構造の回転軸では、ロックナットが螺着される部分の強度を確保するために外径が大きくなるという問題がある。

　本発明の目的は、軸線方向の寸法の縮小を図ることができる、トランスミッションを提供することである。本発明の目的は、さらには、ロックナットが螺着される部分の強度不足を回避し、外径の縮小を図ることができる、回転軸構造を提供することである。

　前記の目的を達成するため、本発明に係るトランスミッションは、車両に搭載されるトランスミッションであって、第１回転軸と、第２回転軸と、サンギヤ、キャリア、ピニオンギヤおよびリングギヤを含む遊星歯車機構とを備え、第１回転軸の回転軸線方向の一方側の第１端部に、当該第１端部の端面で開放される中空部が形成されており、中空部は、回転軸線を中心とする円筒状の内周面を有し、第２回転軸の回転軸線方向の他方側の第２端部は、内周面の内径よりも小さい外径を有する円柱状に形成され、中空部に挿入されており、内周面と第２端部の外周面との間に、ベアリングが介在されており、遊星歯車機構は、中空部の周囲に設けられ、サンギヤは、第１回転軸における中空部が形成されている部分に外嵌されている。

　この構成によれば、第１回転軸の第１端部には、中空部が形成されている。中空部は、回転軸線方向の一方側に開放され、回転軸線を中心とする円筒状の内周面を有している。一方、第２回転軸の第２端部は、内周面の内径よりも小さい外径を有する円柱状に形成されている。そして、第２端部は、中空部に挿入されて、その外周面と中空部の内周面との間に介在されるベアリングに支持されている。これにより、その第２端部を支持するベアリングと第１回転軸の第１端部を支持するベアリングとの距離を短くすることができる。その結果、トランスミッションの軸線方向の寸法を縮小することができ、トランスミッションケースなどの小型化による軽量化を図ることができる。

　トランスミッションは、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとの間に無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有し、セカンダリプーリは、第１回転軸に支持されており、固定シーブ、固定シーブに対して回転軸線方向に移動可能に設けられた可動シーブおよび可動シーブとの間に可動シーブに作用する油圧が供給されるピストン室を形成するピストンとを含み、ピストンには、第２のベアリングの内輪が固定されており、第２のベアリングの外輪がケースに保持されることにより、第１回転軸が前記第２のベアリングを介してケースに支持されていてもよい。

　前記の目的を達成するため、本発明に係る回転軸構造は、車両のトランスミッションに適用される回転軸構造であって、当該回転軸構造では、回転軸線に沿った中空部を部分的に有する回転軸に、外嵌部材が外嵌され、中空部に対して回転軸線方向にずれた位置にロックナットが螺着されて、当該ロックナットの締め付けにより外嵌部材が回転軸に固定されている。

　この構成によれば、回転軸には、外嵌部材が外嵌され、外嵌部材に対して回転軸線方向の一方側にロックナットが螺着される。このロックナットの締め付けにより、外嵌部材が回転軸に固定される。回転軸には、回転軸線に沿った中空部が部分的に形成されており、ロックナットは、中空部に対して回転軸線方向にずれた位置に螺着される。そのため、回転軸におけるロックナットが螺着される部分の強度不足を回避し、回転軸の外径（少なくとも、ロックナットを螺着するために回転軸の外周面に形成されているねじのねじ径）の縮小を図ることができる。

　本発明によれば、トランスミッションの軸線方向の寸法を縮小することができ、トランスミッションケースなどの小型化による軽量化を図ることができる。本発明によれば、さらに、回転軸におけるロックナットが螺着される部分の強度不足を回避し、回転軸の外径の縮小を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る回転軸構造及び軸支持構造を示す断面図である。

　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。

＜構成＞

　図１は、本発明の一実施形態に係る回転軸構造及び軸支持構造１を示す断面図である。なお、図１では、断面を示すハッチングの付与が省略されている。

　回転軸構造及び軸支持構造１は、車両のトランスミッションに適用される。ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）１１は、車両のトランスミッションの一例であり、入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリ１２との間に無端状のベルト１３が巻き掛けられた構成を有している。図１には、無段変速機１１の出力側の構成が示されている。

　無段変速機１１は、セカンダリプーリ１２を支持するセカンダリ軸１４と、セカンダリ軸１４に伝達される動力を出力するためのアウトプット軸１５とを備えている。セカンダリ軸１４とアウトプット軸１５とは、同軸上に配置され、それらの回転軸線が一致している。

　セカンダリ軸１４には、セカンダリプーリ１２の固定シーブ１６が一体に形成されている。セカンダリプーリ１２の可動シーブ１７は、固定シーブ１６に対して回転軸線方向の一方側（図１における右側。以下、「右側」という。）において、セカンダリ軸１４に外嵌されて、回転軸線方向に移動可能に設けられている。可動シーブ１７のシーブ面は、ベルト１３を挟んで、固定シーブ１６のシーブ面と対向している。

　可動シーブ１７の右側には、ピストン１８が設けられている。可動シーブ１７とピストン１８との間には、可動シーブ１７に作用する油圧が供給されるピストン室（油室）１９が形成されている。ピストン１８は、セカンダリ軸１４に外嵌されている。セカンダリ軸１４におけるピストン１８が外嵌される部分は、可動シーブ１７が外嵌されている部分よりも小径に形成され、セカンダリ軸１４の外周面には、可動シーブ１７が外嵌されている部分とピストン１８が外嵌されている部分との間で段差が生じている。

　その段差によって形成される面２０とピストン１８の内周端部との間には、可動シーブ１７の移動を規制するための円環板状のストッパ２１が介在されている。

　また、セカンダリ軸１４の外周面において、ピストン１８が外嵌されている部分の右側に隣接する部分には、ねじ２２が切られている。ねじ２２が切られた部分には、ロックナット２３が螺着される。このロックナット２３の締め付けにより、ピストン１８およびストッパ２１の各内周端部が面２０とロックナット２３との間で圧接されて、ピストン１８およびストッパ２１がセカンダリ軸１４に固定されている。

　セカンダリ軸１４には、回転軸線に沿って延びる軸心油路２４が形成されている。軸心油路２４は、セカンダリ軸１４の回転軸線方向の他方側（図１における左側。以下、「左側」という。）の端面で開放されている。

　セカンダリ軸１４の左側の端部２５は、固定シーブ１６から左側に突出している。端部２５には、ベアリング３１の内輪（インナレース）３２が外嵌されている。ベアリング３１の外輪（アウタレース）３３は、無段変速機１１のケース３４に保持されている。

　また、ピストン１８は、セカンダリ軸１４の外周面から回転径方向に延び、途中部が左側に屈曲して延びている。その左側に延びた部分には、ベアリング３５の内輪３６が外嵌されている。ベアリング３５の外輪３７は、ケース３４に保持されている。

　これにより、セカンダリ軸１４は、２つのベアリング３１，３５を介してケース３４に支持されている。

　セカンダリ軸１４の右側の端部３８は、ねじ２２が切られた部分からさらに右側に延びている。端部３８には、その端面で開放される中空部３９が形成されている。中空部３９は、セカンダリ軸１４の回転軸線を中心とする円筒状の内周面４０を有している。内周面４０は、セカンダリ軸１４の外周面に切られたねじ２２の右側の端部と回転軸線方向に微小な幅でオーバラップしている。これにより、ロックナット２３は、中空部３９に対して回転軸線方向にずれた位置に螺着される。

　アウトプット軸１５の左側の端部４１は、セカンダリ軸１４の中空部３９の内周面４０の内径よりも小さい外径を有する円柱状に形成されている。端部４１は、中空部３９に挿入されている。中空部３９の内周面４０と端部４１の外周面４２との間には、ベアリング４３が介在されている。ベアリング４３は、複数の転動体を保持器で保持した構成のケージ＆ローラ形ニードル軸受である。

　アウトプット軸１５の右側の端部４４には、ベアリング４５が外嵌されている。ベアリング４５は、内輪を有していない針状ころ軸受である。ベアリング４５の外輪４６は、ケース３４に保持されている。

　これにより、アウトプット軸１５は、端部４１がベアリング４３を介してセカンダリ軸１４に支持され、端部４４がベアリング４５を介してケース３４に支持されることにより、ケース３４に回転可能に支持されている。

　また、アウトプット軸１５には、ベアリング４５の左側において、パーキングギヤ４７が外嵌されている。パーキングギヤ４７は、アウトプット軸１５の外周面に対してスプライン嵌合している。

　中空部３９、つまりセカンダリ軸１４とアウトプット軸１５との接続部分の周囲には、遊星歯車機構５１が設けられている。遊星歯車機構５１は、サンギヤ５２、キャリア５３、ピニオンギヤ５４およびリングギヤ５５を備えている。

　サンギヤ５２は、セカンダリ軸１４の中空部３９が形成されている部分、つまりロックナット２３が螺着されている部分の右側に隣接する部分に外嵌されてスプライン係合している。

　キャリア５３は、アウトプット軸１５に相対回転可能に外嵌されている。具体的には、キャリア５３は、キャリア５３の回転を制動／許容するブレーキＢのブレーキハブ６１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６１は、アウトプット軸１５に外嵌されたベアリング６２の外輪から回転径方向の外側に延びる略円環板状の板状部６３と、板状部６３の外周端部から左側に延びる略円筒状の円筒状部６４とを一体的に有している。キャリア５３は、円筒状部６４の左側の端部から回転径方向の内側に延びている。

　ピニオンギヤ５４は、キャリア５３に回転可能に保持されて、サンギヤ５２と噛合している。

　リングギヤ５５は、ピニオンギヤ５４を取り囲む略円筒状を有し、サンギヤ５２とリングギヤ５５とを直結／分離するクラッチＣのクラッチドラム６５に相対回転不能に保持されている。クラッチドラム６５は、ベアリング６２の左側でアウトプット軸１５に固定され、アウトプット軸１５からブレーキハブ６１の板状部６３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６６と、ブレーキハブ６１の円筒状部６４の回転径方向の内側で、板状部６６の外周端部から左側に延びる略円筒状の円筒状部６７とを一体的に有している。リングギヤ５５は、円筒状部６７に保持されて、ピニオンギヤ５４に回転径方向の外側から噛合している。

　クラッチＣが係合され、ブレーキＢが解放された状態では、遊星歯車機構５１のサンギヤ５２とリングギヤ５５とが直結される。そのため、アウトプット軸１５は、セカンダリ軸１４と同一方向に同一回転速度で回転する。

　一方、クラッチＣが解放され、ブレーキＢが係合された状態では、遊星歯車機構５１のキャリア５３が制動される。そのため、セカンダリ軸１４およびサンギヤ５２が回転すると、遊星歯車機構５１のリングギヤ５５がサンギヤ５２と逆方向にサンギヤ５２よりも低速で回転する。したがって、アウトプット軸１５は、セカンダリ軸１４と逆方向にセカンダリ軸１４よりも低速で回転する。

＜作用効果＞

　この構成によれば、セカンダリ軸１４の端部３８には、中空部３９が形成されている。中空部３９は、右側に開放され、回転軸線を中心とする円筒状の内周面４０を有している。一方、アウトプット軸１５の端部４１は、内周面４０の内径よりも小さい外径を有する円柱状に形成されている。そして、端部４１は、中空部３９に挿入されて、その外周面４２と中空部３９の内周面４０との間に介在されるベアリング４３に支持されている。これにより、その端部４１を支持するベアリング４３とセカンダリ軸１４の端部３８を支持するベアリング３５との距離を短くすることができる。その結果、無段変速機１１の軸線方向の寸法を縮小することができ、ケース３４などの小型化による軽量化を図ることができる。ひいては、無段変速機１１の小型化により、無段変速機１１の車両への搭載性の向上を図ることができる。

　以上のように、さらに、セカンダリ軸１４には、ピストン１８およびストッパ２１が外嵌され、ピストン１８およびストッパ２１の右側にロックナット２３が螺着される。このロックナット２３の締め付けにより、ピストン１８およびストッパ２１がセカンダリ軸１４に固定される。セカンダリ軸１４には、中空部３９が部分的に形成されており、ロックナット２３は、中空部３９に対して回転軸線方向にずれた位置に螺着される。そのため、セカンダリ軸１４におけるロックナット２３が螺着される部分の強度不足を回避し、セカンダリ軸１４の外径（少なくとも、ロックナット２３を螺着するためにセカンダリ軸１４の外周面に形成されているねじ２２のねじ径）の縮小を図ることができる。

＜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ができる。

　前述の実施形態では、第１回転軸および第２回転軸がそれぞれセカンダリ軸１４およびアウトプット軸１５である場合を例にとったが、無段変速機１１の他の回転軸、たとえば、プライマリプーリを支持するプライマリ軸および駆動源からの動力が入力されるインプット軸がそれぞれ本発明に係る第１回転軸および第２回転軸とされてもよい。

　たとえば、回転軸の一例であるセカンダリ軸１４に外嵌される外嵌部材として、ピストン１８およびストッパ２１を例に挙げたが、外嵌部材は、ベアリングやギヤなどであってもよい。

　また、前述の実施形態では、回転軸構造１の適用対象の回転軸がセカンダリ軸１４である場合を例にとったが、無段変速機１１の他の回転軸、たとえば、プライマリプーリを支持するプライマリ軸が本発明に係る回転軸構造の適用対象とされてもよい。

　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。

　本国際出願は、２０１６年１月２９日に出願された日本国特許出願である特願２０１６－０１５６１９号及び２０１６年１月２９日に出願された日本国特許出願である特願２０１６－０１５６２０号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本国特許出願である特願２０１６－０１５６１９号及び特願２０１６－０１５６２０号の全内容は、本国際出願に援用される。

　本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。

　１　　回転軸構造及び軸支持構造
　１１　無段変速機（トランスミッション）
　１４　セカンダリ軸（第１回転軸）
　１５　アウトプット軸（第２回転軸）
　１８　ピストン（外嵌部材）
　２１　ストッパ（外嵌部材）
　２３　ロックナット
　３８　端部（第１端部）
　３９　中空部
　４０　内周面
　４１　端部（第２端部）
　４２　外周面
　４３　ベアリング

Claims (4)

1. 　車両に搭載されるトランスミッションであって、
   　第１回転軸と、第２回転軸と、サンギヤ、キャリア、ピニオンギヤおよびリングギヤを含む遊星歯車機構とを備え、
   　前記第１回転軸の回転軸線方向の一方側の第１端部に、当該第１端部の端面で開放される中空部が形成されており、
   　前記中空部は、回転軸線を中心とする円筒状の内周面を有し、
   　第２回転軸の回転軸線方向の他方側の第２端部は、前記内周面の内径よりも小さい外径を有する円柱状に形成され、前記中空部に挿入されており、
   　前記内周面と前記第２端部の外周面との間に、ベアリングが介在されており、
   　前記遊星歯車機構は、前記中空部の周囲に設けられ、
   　前記サンギヤは、前記第１回転軸における前記中空部が形成されている部分に外嵌されている、トランスミッション。
2. 　入力側のプライマリプーリと出力側のセカンダリプーリとの間に無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有し、
   　前記セカンダリプーリは、前記第１回転軸に支持されており、固定シーブ、前記固定シーブに対して回転軸線方向に移動可能に設けられた可動シーブおよび可動シーブとの間に前記可動シーブに作用する油圧が供給されるピストン室を形成するピストンとを含み、
   　前記ピストンには、第２のベアリングの内輪が固定されており、
   　前記第２のベアリングの外輪がケースに保持されることにより、前記第１回転軸が前記第２のベアリングを介して前記ケースに支持されている、請求項１に記載のトランスミッション。
3. 　車両のトランスミッションに適用される回転軸構造であって、
   　回転軸線に沿った中空部を部分的に有する回転軸に、
   　外嵌部材が外嵌され、
   　前記中空部に対して回転軸線方向にずれた位置にロックナットが螺着されて、当該ロックナットの締め付けにより前記外嵌部材が前記回転軸に固定されている、回転軸構造。
4. 　前記第１回転軸と前記第２回転軸の少なくとも一方は、請求項３に記載される回転軸構造を有する請求項１に記載のトランスミッション。
   
    

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