特許 6674243 変速機及び支持構造の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6674243

(24)【登録日】2020年3月10日

(45)【発行日】2020年4月1日

(54)【発明の名称】変速機及び支持構造の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/58 20060101AFI20200323BHJP

   F16H 3/60 20060101ALI20200323BHJP

【ＦＩ】

   F16H3/58

   F16H3/60

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-240557(P2015-240557)

(22)【出願日】2015年12月9日

(65)【公開番号】特開2017-106548(P2017-106548A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2018年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】山田 穏

(72)【発明者】

【氏名】高橋 功

(72)【発明者】

【氏名】椎野 司

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１３７７９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リングギヤを有する遊星歯車機構を備える変速機であって、
前記リングギヤに支持され前記リングギヤと一体に回転するハブと、
前記ハブとケースとを締結及び解放する摩擦要素と、
を備え、
前記ハブは支持部を有し、
前記リングギヤは内歯車を備え、
前記支持部は、前記内歯車の外周側に形成される肩部により径方向内側から支持されると共に、前記肩部が、前記ハブに軸方向で接し、
前記支持部は、前記ハブから前記リングギヤ側へと突起する突起構造を有する
ことを特徴とする変速機。

【請求項2】

リングギヤを有する遊星歯車機構を備える変速機であって、
前記リングギヤに支持され前記リングギヤと一体に回転するハブと、
前記ハブとケースとを締結及び解放する摩擦要素と、
を備え、
前記ハブは支持部を有し、
前記リングギヤは内歯車を備え、
前記支持部は、前記内歯車の外周側に形成される肩部により径方向内側から支持されると共に、前記肩部が、前記ハブに軸方向で接し、
前記支持部と前記肩部との隙間を所定の隙間とした
ことを特徴とする変速機。

【請求項3】

リングギヤを有する遊星歯車機構を備え、前記リングギヤに支持され前記リングギヤと一体に回転するハブと、前記ハブとケースとを締結及び解放する摩擦要素と、を備え、前記ハブは複数の支持部を有し、前記支持部は前記リングギヤにより径方向の内側から支持される変速機における、前記ハブの支持構造の製造方法であって、
前記支持部を、前記ハブに対して半抜き加工を行なうことにより形成することを特徴とする支持構造の製造方法。

【請求項4】

請求項３に記載の支持構造の製造方法であって、
前記リングギヤに備えられる内歯車の外周側に形成される肩部を研削し、
研削された前記肩部を前記支持部及び前記ハブの軸方向へと当接させることで、前記ハブを前記リングギヤによりセンタリングする
ことを特徴とする支持構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変速機の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

変速機には、例えば前後進機構など、摩擦締結要素の締結及び解放により、遊星歯車機構の伝達経路を切り換える構成を備えるものがある。

【0003】

このような構成において、遊星歯車機構のリングギヤとハブ等の回転体とは、一般的にクラッチハブ等にスプライン嵌合により連結される。

【0004】

引用文献１には、インプットシャフトに連結されるリングギヤが、クラッチドラムにスプライン嵌合すると共にクリップによって保持されることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−５５１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の従来技術のように、遊星歯車機構のリングギヤをクラッチドラムにスプライン嵌合する構成は、クラッチドラムがリングギヤのみによりセンタリングされている。このような構成において、歯車反力により回転のアンバランスが発生し、リングギヤとクラッチドラム等の構成部品との間でスプライン結合部が衝突を繰り返すことで摩耗が発生する。摩耗の発生により、クラッチドラムのアンバランスが更に増加するという問題があった。

【0007】

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ハブ（ブレーキハブ）の摩耗を防止して、回転のアンバランスの発生を防止する変速機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施態様及び他の実施態様によると、リングギヤを有する遊星歯車機構を備える変速機は、リングギヤと一体に回転するハブと、ハブとケースとを締結及び解放する摩擦要素と、を備える。ハブは支持部を有し、リングギヤは内歯車を備える。支持部は、内歯車の外周側に形成される肩部により径方向内側から支持されると共に、肩部が、ハブに軸方向で接する。本発明の一実施態様において、支持部は、ハブからリングギヤ側へと突起する突起構造を有する。本発明の他の実施態様において、支持部と肩部との隙間は所定の隙間とされる。

【発明の効果】

【0009】

上記態様によると、ハブは、支持部でリングギヤにより径方向の内側から支持されるので、ハブがリングギヤへと支持されると共にセンタリングされて、回転時のアンバランスを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の変速機を搭載した車両の構成を示す説明図である。

【図2】本発明の実施形態の前後進機構の構成を示す説明図である。

【図3】本発明の実施形態のブレーキハブとインターナルギヤとの接合部の説明図である。

【図4】本発明の実施形態のブレーキハブとインターナルギヤとの接合部の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

【0012】

図１は、本実施形態の自動変速機４を搭載した車両の構成を示す説明図である。

【0013】

車両は駆動源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップ付きトルクコンバータ２、前後進切換機構３、変速機４、終減速機構５を介して駆動輪へと伝達される。

【0014】

前後進切換機構３は、エンジン１と変速機４との間に備えられる。前後進切換機構３は、回転軸１３から入力される回転を、正転方向（前進走行）又は逆転方向（後退走行）に切り替え、回転軸１５を介して変速機４へと入力する。

【0015】

前後進切換機構３は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構３０と、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２とを備え、前進クラッチ３１を締結した場合に正転方向に、後退ブレーキ３２が締結されたときに逆転方向に切り替えられる。前後進切換機構３の前進クラッチ３１及び後退ブレーキ３２は、油圧制御回路１１から供給される油圧により、締結及び解放が制御される。

【0016】

変速機４は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２に掛け渡されるベルト２３とで構成され、プライマリプーリ２１とセカンダリプーリ２２との溝幅をそれぞれ変更することでベルト２３の巻掛け径を変更して変速を行うベルト式無段変速機構（バリエータ２０）を備える。

【0017】

プライマリプーリ２１は、固定プーリと可動プーリとを備え、プライマリ油圧室２３ａに供給されるプライマリ油圧により可動プーリが可動することにより、プライマリプーリ２１の溝幅が変更される。

【0018】

セカンダリプーリ２２は、固定プーリと可動プーリとを備え、セカンダリ油圧室２３ｂに供給されるセカンダリ油圧により可動プーリが可動することにより、セカンダリプーリ２２の溝幅が変更される。

【0019】

ベルト２３は、プライマリプーリ２１の固定プーリと可動プーリとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面と、セカンダリプーリ２２の固定プーリと可動プーリとにより形成されるＶ字形状をなすシーブ面に掛け渡される。

【0020】

終減速機構５は、バリエータ２０の出力回転を、複数の歯車列及びディファレンシャルギヤを介して、駆動輪に伝達する。

【0021】

コントローラ１２は、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ４１の出力信号、自動変速機４の入力回転速度を検出する回転速度センサ４２の出力信号、車両速度を検出する車速センサ４３の出力信号、自動変速機４の油温を検出する油温センサ４４の出力信号、セレクトレバー４５のレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ４６の出力信号、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレーキスイッチ４７の出力信号などが入力される。

【0022】

コントローラ１２は、入力された信号に基づいて、目標変速比を決定し、目標変速比に変速機４の実変速比が追従するように、予め記録されている変速マップ等を参照して、バリエータ２０の変速比を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を油圧制御回路１１に出力する。

【0023】

また、コントローラ１２は、入力された信号に基づいて、前後進切換機構３を前進走行とするか後進走行とするかを決定し、前後進切換機構３の前進クラッチ３１及び後退ブレーキ３２を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を油圧制御回路１１に出力する。

【0024】

油圧制御回路１１はコントローラ１２からの制御信号に基づき、オイルポンプ１０で発生した油圧から必要な油圧を調整し、調整した油圧を、自動変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速比が変更され、自動変速機４の変速が行われる。また、前後進切換機構３が前進走行となるか後進走行となるかが変更され、車両が前進又は後進可能となる。

【0025】

次に、前後進切換機構３の構成について説明する。

【0026】

図２は、本発明の実施形態の前後進切換機構３の構成を示す説明図である。

【0027】

前後進切換機構３は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構３０と、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２とを備える。

【0028】

遊星歯車機構３０は、サンギヤ８１、ピニオン８２、８３、インターナルギヤ８４及びキャリア５５を備える。

【0029】

前進クラッチ３１及び後退ブレーキ３２は、遊星歯車機構３０の伝達経路を切り換えて、回転軸１３から入力された回転を正転又は逆転して、サンギヤ８１に連結される回転軸１５を介して、バリエータ２０へと伝達する。

【0030】

前進クラッチ３１は、クラッチドラム５１と、クラッチハブ５２と、ドリブンプレート５３と、ドライブプレート５４と、油圧ピストン６１と、仕切りプレート６６と、を備える。

【0031】

クラッチドラム５１には、回転軸１３が連結されると共にキャリア５５がスプライン結合される。クラッチハブ５２には、サンギヤ８１が連結される。

【0032】

クラッチドラム５１には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にドリブンプレート５３が取り付けられる。クラッチハブ５２には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にドライブプレート５４が取り付けられる。ドリブンプレート５３とドライブプレート５４とは交互に配置される。ドライブプレート５４の両側には、摩擦面としてクラッチフェーシングが備えられる。ドリブンプレート５３とドライブプレート５４とが締結状態のときに、クラッチドラム５１の回転とクラッチハブ５２の回転とが同期される。

【0033】

油圧ピストン６１は、軸方向に変位可能に配置される。クラッチドラム５１と油圧ピストン６１との間の空間に油圧室６２が画成される。油圧室６２は、供給された作動油の油圧により油圧ピストン６１を可動する。

【0034】

仕切りプレート６６と油圧ピストン６１との間の空間にはキャンセラ室６３が画成される。キャンセラ室６３は、油圧室６２の油圧が遠心力で変動することを防止するために作動油が満たされる。

【0035】

後退ブレーキ３２は、ブレーキハブ６８と、ドリブンプレート７５と、ドライブプレート７４と、リテーナプレート７３と、スナップリング７２と、油圧ピストン７７と、を備える。

【0036】

ブレーキハブ６８は、回転軸１５にベアリングを介して回転自在に支持される。ブレーキハブ６８は、回転軸１５の径方向に延設される壁部６８ａと、壁部６８ａの径方向端部から軸方向に延設される軸方向延設部６８ｂとを有する。

【0037】

軸方向延設部６８ｂの内周側にはスプラインが形成されており、遊星歯車機構３０のインターナルギヤ８４がスプライン結合される。インターナルギヤ８４は、スナップリング７１により軸方向に対して固定される。

【0038】

軸方向延設部６８ｂの外周側にもスプラインが形成されており、ドライブプレート７４が軸方向に移動自在にスプライン結合される。自動変速機４のケース１４には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にドリブンプレート７５が取り付けられる。ドリブンプレート７５とドライブプレート７４とは交互に配置される。ドライブプレート７４の両側には、摩擦面としてクラッチフェーシングが備えられる。

【0039】

油圧ピストン７７は、軸方向に変位可能に配置される。油圧ピストン７７は、ケース１４に形成された油圧室７９に供給された作動油の油圧により可動して、ドリブンプレート７５とドライブプレート７４とを押圧する。ドリブンプレート７５とドライブプレート７４とが締結状態のときに、ブレーキハブ６８がケース１４に対して固定され、ブレーキハブ６８の回転を停止させる。

【0040】

リテーナプレート７３は、油圧ピストン７７とは反対側の端部に配置されるドライブプレート７４と、ケース１４に固定されたスナップリング７２との間に介装され、ドリブンプレート７５及びドライブプレート７４を支持する。

【0041】

回転軸１５は、ボールベアリング８８を介してケース１４に支持される。

【0042】

このように構成された前後進切換機構３において、従来、次のような問題が発生していた。

【0043】

ブレーキハブ６８は、回転軸１３及び回転軸１５に対してベアリング（ニードルベアリング）等により回転自在に支持される。ブレーキハブ６８は、インターナルギヤ８４とでスプライン結合される。従って、ブレーキハブ６８は、インターナルギヤ８４によりセンタリングされる。

【0044】

スプライン結合は公差や遊びを有するので、ブレーキハブ６８及びインターナルギヤ８４が回転すると、歯車反力等により回転のアンバランスが発生し、振動によりインターナルギヤ８４とのブレーキハブ６８とのスプライン結合部が摩耗が発生する場合がある。摩耗の発生により、ブレーキハブ６８の軸芯のぶれが大きくなって回転のアンバランスが増加し、ブレーキハブ６８がドリブンプレート７５に接触し、ブレーキハブ６８の外周部分が摩耗するという問題があった。

【0045】

従来はこのような問題に対し、ブレーキハブ６８の摩耗を防止するための窒化処理等により硬度を増加したり、ドリブンプレート７５への接触を防止ための外周の切削処理を行なっていた。しかし、このような処理を行なうことにより、工数が増加して自動変速機４の製造コストが上昇するという問題があった。

【0046】

本発明の実施形態は、この問題に対して、次のように構成することで、ブレーキハブ６８のアンバランスを防止した。

【0047】

図３及び図４は、ブレーキハブ６８とインターナルギヤ８４との支持構造の説明図である。図３は径方向の断面図を示し、図４は、軸方向から観察した場合を示す。

【0048】

インターナルギヤ８４は、内周側に内歯車８４ｂを備え、内歯車８４ｂを形成する環状の構成の外周側に円筒状の面を有すると共にブレーキハブ６８に当接する略直角状の頂点を有する肩部８４ａを備える。

【0049】

インターナルギヤ８４は、肩部８４ａから軸方向に縮小して径方向へと延設されその外周側にスプライン８４ｃが形成される。スプライン８４ｃは、ブレーキハブ６８の軸方向延設部６８ｂの内周側に形成されたスプラインと嵌合して周方向に固定される。

【0050】

ブレーキハブ６８には、支持部１０１が形成される。支持部１０１は、インターナルギヤ８４の肩部８４ａの径方向外側に当接する。インターナルギヤ８４の肩部８４ａは、ブレーキハブ６８の壁部６８ａにも当接する。

【0051】

支持部１０１は、ブレーキハブ６８の周方向に所定の間隔で複数形成される。図４ では、８つの支持部１０１が形成されている例を示す。ブレーキハブ６８は、インターナルギヤ８４の肩部８４ａにより複数の支持部１０１で周方向の内側から支持され、インターナルギヤ８４に固定される。これにより、ブレーキハブ６８はインターナルギヤ８４により回転軸芯が支持される。なお、図４では、８つの支持部１０１がインターナルギヤ８４の内周側から支持される例を示したが、支持部１０１の数はこれに限られず、例えば３つであっても、より更に多くの支持部１０１を備えてもよい。またさらに、一つの円筒状の支持部１０１を形成して周方向の全てから肩部８４ａにより支持されるような構成であってもよい。

【0052】

支持部１０１は、ブレーキハブ６８に半抜き加工を行なうことで形成される。具体的には、ブレーキハブ６８の壁部６８ａに対して工具等によりプレス加工を行なうことで、インターナルギヤ８４側に突設した突起構造を形成する。

【0053】

支持部１０１の内周側及びインターナルギヤ８４の肩部８４ａは、これらが精度良く当接する形状となるように、その表面が切削や研磨等によって加工される。この加工により、支持部１０１と肩部８４ａとが接している状態で、これらの間が所定の隙間となるように調整することができる。例えば、支持部１０１と肩部８４ａとの隙間を、組み立て時の容易さと、回転時のアンバランスの防止とを両立させた適切な隙間とすることが好適である。さらに、肩部８４ａの面粗さを制御することで、支持部１０１と肩部８４ａとの摩擦係数を高めて、回転方向への振動を抑制することで摩耗を防止できる。

【0054】

このように、ブレーキハブ６８をインターナルギヤ８４の肩部８４ａで支持するように構成したので、スプライン結合のみでブレーキハブ６８とインターナルギヤ８４とを結合する構成と比較して、スプラインの遊びによる振動がなくなり、回転のアンバランスの発生が防止される。

【0055】

さらに、支持部１０１と肩部８４ａとが接する部分の工作精度を高めることにより、ブレーキハブ６８がインターナルギヤ８４に対して確実にセンタリングされると共に、軸芯の精度が高められ、回転のアンバランスの発生が防止される。

【0056】

以上のように、本発明の実施形態の変速機４は、インターナルギヤ８４（リングギヤ）を有する遊星歯車機構３０を備える変速機４であって、インターナルギヤ８４と一体に回転するブレーキハブ６８と、ブレーキハブ６８とケース１４とを締結及び解放する摩擦要素（後退ブレーキ３２）と、を備え、ブレーキハブ６８は、支持部１０１を有し、支持部１０１はインターナルギヤ８４により径方向の内側から支持される。

【0057】

このように構成することで、ブレーキハブ６８がインターナルギヤ８４に対して、径方向（ラジアル方向）の外側から支持部１０１によって支持されるので、ブレーキハブがインターナルギヤ８４に確実にセンタリングされて、回転時のアンバランスが防止される。特に、スプライン結合と比較して遊びを少なくすることができるので、摩耗を防止することができる。この効果は請求項１に対応する。

【0058】

また、本発明の実施形態の変速機４は、支持部１０１は、ブレーキハブ６８からインターナルギヤ８４側へと突起する突起構造を有する。このような構成により、支持部１０１を形成する場合に半抜き構造とする等、形成が容易となりコストを低減できる。この効果は請求項１に対応する。

【0059】

また、本発明の実施形態の変速機４は、インターナルギヤ８４は内歯車８４ｂを備え、内歯車８４ｂの外周側に形成される肩部８４ａにより、支持部１０１が径方向内側から支持されると共に、ブレーキハブ６８に軸方向で接する。このような構成により、ブレーキハブ６８が、インターナルギヤ８４の肩部８４ａにより径方向から支持部１０１で支持されると共に、ブレーキハブ６８の壁部６８ａとインターナルギヤ８４の肩部８４ａとが当接して軸方向に接するので、ラジアル側とスラスト側との両方でインターナルギヤ８４に支持されて、ブレーキハブ６８が、より軸芯へと支持されるので、回転時のアンバランスを防止できる。この効果は請求項１に対応する。

【0060】

また、本発明の実施形態の変速機４は、ブレーキハブ６８の支持部１０１がインターナルギヤ８４により支持されているときに、支持部１０１と肩部８４ａとの隙間を所定の隙間とする。このような構成により、隙間間隔を管理することで、回転時のアンバランスを防止できる。この効果は請求項２に対応する。

【0061】

また、本発明の実施形態の変速機４は、前述の構成において、支持部１０１は、ブレーキハブ６８に対してプレス等による半抜き加工を行なうことにより形成されるので、形成が容易となりコストを低減できる。この効果は請求項３に対応する。

【0062】

また、本発明の実施形態の変速機４は、インターナルギヤ８４に備えられる内歯車８４ｂの外周側に形成される肩部８４ａを研削し、研削された肩部８４ａを支持部１ ０１及びブレーキハブの軸方向（ 壁部６８ａ）へと当接させて、ブレーキハブ６８がインターナルギヤ８４にセンタリングされる。このような構成により、インターナルギヤ８４の肩部８４ａと支持部１０１との隙間間隔を管理することができると共に、肩部８４ａの外周部の面粗さを管理してブレーキハブ６８をセンタリングすることができるので、回転時のアンバランスを防止でき、支持部１０１と肩部８４ａとの接触部分の摩耗を防止できる。この効果は請求項４に対応する。

【0063】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0064】

上記実施形態では、無段変速機構を備える変速機における前後進機構での構成例を示したが、これに限られない。例えば有段変速機構に備えられる遊星歯車機構であっても同様に適用できる。

【符号の説明】

【0065】

１ エンジン
３ 前後進切換機構
４ 変速機
１４ ケース
２０ バリエータ
３０ 遊星歯車機構
３１ 前進クラッチ
３２ 後退ブレーキ
６８ ブレーキハブ
６８ａ 壁部
６８ｂ 軸方向延設部
７４ ドライブプレート
７５ ドリブンプレート
７７ 油圧ピストン
７９ 油圧室
８１ サンギヤ
８２ ピニオン
８３ ピニオン
８４ インターナルギヤ
８４ａ 肩部
８４ｂ 内歯車
１０１ 支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】