(57)【要約】【課題】伝達するトルクの大きさに関わらず、耐久性が高く、装置の軸方向長さを短縮して軽量化することができる歯車装置および車両用変速機を提供する。【解決手段】歯車軸４３と、歯車軸４３に一体回転可能に取り付けられた第１歯車４２および第２歯車４４とを備え、第１歯車４２と第２歯車４４との間でトルク伝達可能に連結された歯車伝達装置１００であって、第１歯車４２および第２歯車４４は、それぞれ一方の端面４２ｂ，４４ｂに環状部分４２ｃ，４４ｃが設けられ、環状部分４２ｃ，４４ｃには、サイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄがそれぞれ形成され、第１歯車４２と第２歯車４４は、それぞれサイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄが形成された端面４２ｂ，４４ｂどうしを突き合わせて、相互に噛み合わせることで連結され、サイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄの噛み合いは、歯車軸４３の端部に配置された締結部材４８により固定されている。【選択図】図２
2014013057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が転がり軸受を介してケースに回転自在に支持される歯車軸と、
前記歯車軸に一体回転可能に取り付けられた第１歯車および第２歯車とを備え、
前記第１歯車と前記第２歯車との間でトルク伝達可能に連結された歯車伝達装置であって、
前記第１歯車および前記第２歯車は、それぞれ一方の端面に環状部分が設けられ、
前記環状部分には、サイドフェーススプラインがそれぞれ形成され、
前記第１歯車と前記第２歯車は、それぞれ前記サイドフェーススプラインが形成された端面どうしを突き合わせて、前記サイドフェーススプラインを相互に噛み合わせることで連結され、前記サイドフェーススプラインの噛み合いは、前記歯車軸の端部に配置された締結部材により固定されていることを特徴とする歯車伝達装置。
【請求項２】
変速機構と、デファレンシャルと、前記変速機構から前記デファレンシャルへ回転動力を伝達するための歯車軸とを備え、
前記歯車軸に、請求項１に記載の歯車伝達装置が適用されている
ことを特徴とする車両用変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車伝達装置および車両用変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機として、例えばエンジンからの動力が入力されるプライマリ軸と、プライマリ軸に入力される動力が環状のベルトを介して無段階に変速されて伝達されるセカンダリ軸とを備えるベルト式無段変速機がある。このような車両用変速機の歯車軸には、トルクを伝達する歯車伝達装置がいくつか使用されており、例えば、変速機構からのトルクをデファレンシャルへ伝達する歯車軸に備えられている。この歯車伝達装置は、軸体となる歯車軸と、歯車軸と一体に回転する複数の歯車とから構成され、一方の歯車から入力されたトルクを他方の歯車にトルクを伝達している。
【０００３】
例えば、特許文献１では、多段歯車変速機において、歯車軸の外径にスプラインを形成し、この歯車軸に複数の歯車を挿通し、歯車軸の外径と歯車内径に形成されたスプラインの噛み合いにより歯車軸と一体に回転させて、歯車間のトルク伝達をおこなう構成が開示されている。ところで、車両用変速機においては、近年は燃費の向上を目的として、さらなる変速機の小型化、軽量化の要求があり、各構成要素に対して検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１３２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の歯車伝達装置の場合、伝達するトルクの大きさにより、スプラインの噛み合いの軸方向長さを確保する必要があるため、装置の軸方向長さを短縮することができない場合がある。また、トルク伝達の経路が歯車軸を介して伝達する経路となっているので、段差が大きく、歯車軸の外径と歯車の内径とのスプラインの噛み合い部分にトルクが負荷され、歯車軸にねじれ応力が作用している。このため、歯車軸の耐久性に問題が生じる場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、伝達するトルクの大きさに関わらず、耐久性が高く、装置の軸方向長さを短縮して軽量化することができる歯車装置および車両用変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係わる発明は、両端が転がり軸受を介してケースに回転自在に支持される歯車軸と、前記歯車軸に一体回転可能に取り付けられた第１歯車および第２歯車とを備え、前記第１歯車と前記第２歯車との間でトルク伝達可能に連結された歯車伝達装置であって、前記第１歯車および前記第２歯車は、それぞれ一方の端面に環状部分が設けられ、前記環状部分には、サイドフェーススプラインがそれぞれ形成され、前記第１歯車と前記第２歯車は、それぞれ前記サイドフェーススプラインが形成された端面どうしを突き合わせて、前記サイドフェーススプラインを相互に噛み合わせることで連結され、前記サイドフェーススプラインの噛み合いは、前記歯車軸の端部に配置された締結部材により固定されていることを特徴とする。
【０００８】
上記のように構成した請求項１の発明によれば、第１歯車および第２歯車は、それぞれ一方の端面に環状部分が設けられ、この環状部分には、サイドフェーススプラインがそれぞれ形成されている。そして、第１歯車および第２歯車は、歯車軸に一体回転可能に取り付けられ、第１歯車と第２歯車は、それぞれサイドフェーススプラインが形成された端面どうしを突き合わせて、サイドフェーススプラインを相互に噛み合わせることで連結している。これにより、第１歯車に入力されたトルクは、第１歯車と第２歯車とのサイドフェーススプラインの噛み合いによって、小さな段差で直接第２歯車に伝達される。このサイドフェーススプラインの噛み合いは、歯車軸の端部に配置された締結部材により固定されているので、結合をより強固なものとすることができる。
【０００９】
このようにして、サイドフェーススプラインの噛み合いによって、第１歯車側のトルクを第２歯車側に良好に伝達することができるので、従来のように、伝達するトルクの大きさにより、スプラインの噛み合いの軸方向長さを確保する必要がない。これにより、装置の軸方向長さを短縮して軽量化することができる。
【００１０】
また、主となるトルク伝達の経路が、第１歯車からの小さな段差で直接第２歯車へ伝達される経路となる。このため、歯車軸の外径と歯車の内径との嵌合部分に過大なトルクが負荷されず、歯車軸に作用するねじれ応力を抑制することができるので、歯車軸の耐久性を高くすることができる。
【００１１】
請求項２に係わる発明は、変速機構と、デファレンシャルと、前記変速機構から前記デファレンシャルへ回転動力を伝達するための歯車軸とを備え、前記歯車軸に、請求項１に記載の歯車伝達装置が適用されていることを特徴とする車両用変速機である。
【００１２】
上記のように構成した請求項２の発明によれば、車両用変速機において、変速機構からデファレンシャルへ回転動力を伝達する歯車軸に備える歯車伝達装置の軸方向長さを短縮して軽量化することができるので、車両用変速機を小型化、軽量化することができる
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、伝達するトルクの大きさに関わらず、耐久性が高く、装置の軸方向長さを短縮して軽量化することができる歯車装置および車両用変速機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る歯車伝達装置を適用した車両用変速機の実施形態としてのトランスアクスルの内部機構を示すスケルトン図である。
【図２】図１のトランスアクスルにおいて本発明の歯車伝達装置を適用した部分を拡大して示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の歯車伝達装置および車両用変速機を図面に従って説明する。
本実施形態では、車両用変速機としてフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式のトランスアクスル１を例に挙げている。
【００１６】
図１に示すように、トランスアクスル１は、内燃機関（図示せず）からトルクコンバータ２を経て入力された回転動力を、クラッチ２５、ベルト式無段変速機構部３、動力伝達機構４ならびにデファレンシャル５を経由して、左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒに取り付けられる駆動輪（図示せず）に伝達するように構成されている。なお、これらトランスアクスル１を構成する各要素は、基本的に公知の構成であるので、本発明の特徴部分に直接的に関係していない部分の詳細な説明については省略することにする。
【００１７】
トルクコンバータ２およびベルト式無段変速機構部３は、内燃機関のクランクシャフト７と同軸上に配置されたインプットシャフト８に設けられている。
【００１８】
トルクコンバータ２は、主として、インプットシャフト８に連結されているポンプインペラ２１、タービンランナ２２、ステータ２３、ロックアップクラッチ２４を含んだ構成である。
【００１９】
ベルト式無段変速機構部３は、インプットシャフト８と概ね同軸に延びるプライマリシャフト（駆動側回転軸）ＳＰと、プライマリシャフトＳＰと互いに平行をなすように配置されたセカンダリシャフト（従動側回転軸）ＳＳとを有する。
【００２０】
プライマリシャフトＳＰは、転がり軸受３０ａおよび３０ｂによって回転自在に支持されており、セカンダリシャフトＳＳは、転がり軸受３０ｃおよび３０ｄ，３０ｅによって回転自在に支持されている。
【００２１】
そして、プライマリシャフトＳＰには、プライマリプーリ３１が備えられ、セカンダリシャフトＳＳには、セカンダリプーリ３４が備えられている。
【００２２】
プライマリプーリ３１のプーリ溝３２と、セカンダリプーリ３４のプーリ溝３５とには、多数の金属製の駒および複数本のスチールリングにより構成されるベルト３８が巻き掛けられている。
【００２３】
このベルト式無段変速機構部３では、油圧アクチュエータ３３，３６を駆動してベルト３８を挟持しながらプライマリプーリ３１およびセカンダリプーリ３４の溝幅を変更することにより、ベルト３８の巻き掛け半径が変化させて、プライマリシャフトＳＰの動力を無段階に変速してセカンダリシャフトＳＳに出力している。このセカンダリシャフトＳＳには、動力伝達機構４のカウンタードライブギヤ４１が設けられている。
【００２４】
動力伝達機構４は、主として、カウンタードライブギヤ４１、カウンタードリブンギヤ４２、カウンターシャフト４３を含んだ構成である。
【００２５】
カウンタードライブギヤ４１は、セカンダリシャフトＳＳに相対回転可能に取り付けられており、カウンタードリブンギヤ４２は、カウンターシャフト４３に一体回転可能に取り付けられている。
【００２６】
カウンターシャフト４３は、セカンダリシャフトＳＳと平行に配設されており、その外周には、デファレンシャルドライブピニオン４４が一体に形成されている。このカウンターシャフト４３は、その両端が転がり軸受（円すいころ軸受）４５，４６を介してトランスアクスルケース（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００２７】
デファレンシャル５は、例えばツーピニオンタイプとされており、デファレンシャルドライブピニオン４４に噛合するファイナルリングギア５１から入力される動力を必要に応じて左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介して左右の駆動輪（図示せず）に分配して伝達するものである。
【００２８】
このようなトランスアクスル１において、カウンターシャフト４３に本発明の歯車伝達装置１００が適用されている。以下に詳細を説明する。
【００２９】
図２は、図１のトランスアクスル１において本発明の歯車伝達装置１００を適用した部分（カウンターシャフト４３）を拡大して示す図であり、図３は、図２のＡ−Ａ方向矢視図である。
【００３０】
カウンターシャフト４３は、軸部４３ｂと軸部４３ｂと一体に形成された歯車部（デファレンシャルドライブピニオン４４）とから構成されている。軸部４３ｂは、中空軸となっており、その両端が転がり軸受（円すいころ軸受）４５，４６を介してトランスアクスルケース（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００３１】
デファレンシャルドライブピニオン４４の外周には、ファイナルリングギア５１と噛合する歯部４４ａが形成されている。デファレンシャルドライブピニオン４４の端面４４ｂには、環状部分４４ｃが設けられ、この環状部分４４ｃには、サイドフェーススプライン４４ｄが形成されている。
【００３２】
カウンタードリブンギヤ４２は、円環状に形成され、外周にカウンタードライブギヤ４１と噛合する歯部４２ａが形成され、軸中心には、挿通孔４２ｅが形成されている。また、挿通孔４２ｅの周囲は軸方向に凹設されている。カウンタードリブンギヤ４２は、挿通孔４２ｅにカウンターシャフト４３の軸部４３ｂが挿通し、軸部４３ｂの外径４３ａとカウンタードリブンギヤ４２の内径４２ｆとの中間ばめにより嵌合されている。カウンタードリブンギヤ４２の端面４２ｂには、環状部分４２ｃが設けられ、この環状部分４２ｃには、サイドフェーススプライン４２ｄが形成されている。
【００３３】
デファレンシャルドライブピニオン４４のサイドフェーススプライン４４ｄは、図３に示すように、スプライン形状に形成された歯が放射状に配置されている。同様にカウンタードリブンギヤ４２のサイドフェーススプライン（図示せず）は、デファレンシャルドライブピニオン４４のサイドフェーススプライン４４ｄと相互に噛み合うように形成されたスプライン形状の歯が放射状に配置されている。
【００３４】
図２に示すように、カウンタードリブンギヤ４２とデファレンシャルドライブピニオン４４は、それぞれサイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄが形成された端面４２ｂ，４４ｂどうしを突き合わせて、サイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄが相互に噛み合せて連結されている。なお、カウンターシャフト４３とカウンタードリブンギヤ４２とは、中間ばめにより嵌合されているので、サイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄの噛み合せを容易におこなうことができる。
【００３５】
このサイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄの噛み合いは、カウンターシャフト４３の端部に配置された締結部材である締結ナット４８により、転がり軸受け４５を介して固定されている。
【００３６】
次に、トランスアクスル１の動作中における本発明の歯車伝達装置１００について説明する。
内燃機関の運転中において、トランスアクスル１のインプットシャフト８から入力されて、ベルト式無段変速機構部３で変速されたトルクが、セカンダリシャフトＳＳに出力される。このトルクは、セカンダリシャフトＳＳに設けられたカウンタードライブギヤ４１から歯車伝達装置１００のカウンタードリブンギヤ４２に伝達される。そして、歯車伝達装置１００は、カウンタードリブンギヤ４２に入力されたトルクをデファレンシャルドライブピニオン４４へ伝達する。さらに、デファレンシャルドライブピニオン４４からファイナルリングギア５１を経由してデファレンシャル５に伝達され、このデファレンシャル５により左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒに分配伝達される。
【００３７】
この歯車伝達装置１００でのトルクを伝達する過程において、カウンタードリブンギヤ４２に入力されたトルクは、カウンタードリブンギヤ４２とデファレンシャルドライブピニオン４４とのサイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄの噛み合いによって、小さな段差で直接デファレンシャルドライブピニオン４４に伝達される。このサイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄの噛み合いは、カウンターシャフト４３の端部に配置された締結ナット４８により固定されているので、結合をより強固なものとすることができる。
【００３８】
このようにして、サイドフェーススプライン４２ｄ，４４ｄの噛み合いによって、カウンタードリブンギヤ４２側のトルクをデファレンシャルドライブピニオン４４側に良好に伝達することができるので、従来のように、伝達するトルクの大きさにより、スプラインの噛み合いの軸方向長さを確保する必要がない。これにより、歯車伝達装置１００の軸方向長さを短縮して軽量化することができる。例えば、カウンタードリブンギヤ４２の挿通孔４２ｅの周囲を軸方向に凹設することにより、歯車伝達装置１００の軸方向長さを短縮して軽量化することができる。
【００３９】
また、主となるトルク伝達の経路が、カウンタードリブンギヤ４２からの小さな段差で直接デファレンシャルドライブピニオン４４へ伝達される経路となる。このため、カウンターシャフト４３の外径とカウンタードリブンギヤ４２の内径との嵌合部分に過大なトルクが負荷されず、カウンターシャフト４３に作用するねじれ応力を抑制することができるので、カウンターシャフト４３の耐久性を高くすることができる。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態では、車両用変速機として、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式の車両に備えるトランスアクスル１を例に挙げているが、フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）方式の車両に備える自動変速機や手動変速機とすることも可能である。また、トランスアクスル１の変速機構については、図１に示したベルト式無段変速機構の他に、例えば遊星歯車機構、多段歯車機構、あるいはトロイダル式の変速機構等とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１：トランスアクスル、  ２：トルクコンバータ、  ２１：ポンプインペラ、
２２：タービンランナ、  ２３：ステータ、  ２４：ロックアップクラッチ、
２５：クラッチ、  ３：ベルト式無段変速機構部、
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ：転がり軸受、
３１：プライマリプーリ、  ３２：プーリ溝、  ３３：油圧アクチュエータ、
３４：セカンダリプーリ、  ３５：プーリ溝、  ３６：油圧アクチュエータ、
３８：ベルト、  ４：動力伝達機構、  ４１：カウンタードライブギヤ、
４２：カウンタードリブンギヤ（第１歯車）、  ４２ａ：歯部、  ４２ｂ：端面、
４２ｃ：環状部分、  ４２ｄ：サイドフェーススプライン、  ４２ｅ：挿通孔、
４２ｆ：内径、  ４３：カウンターシャフト（歯車軸）、  ４３ａ：外径、
４３ｂ：軸部、  ４４：デファレンシャルドライブピニオン（第２歯車）、
４４ａ：歯部、  ４４ｂ：端面、  ４４ｃ：環状部分、
４４ｄ：サイドフェーススプライン、  ４５，４６：転がり軸受（円すいころ軸受）、
４８：締結ナット（締結部材）、  ５：デファレンシャル、
５１：ファイナルリングギア、  ６Ｌ，６Ｒ：ドライブシャフト、
７：クランクシャフト、  ８：インプットシャフト、
１００：歯車伝達装置、
ＳＰ：プライマリシャフト、  ＳＳ：セカンダリシャフト
【図１】
2014013057.tif 000003
【図２】
2014013057.tif 000004
【図３】
2014013057.tif 000005