(57)【要約】【課題】複数のケースに跨って支持される減速従動ギヤの組み付け精度を向上させる。【解決手段】エンジン動力が入力される入力軸と、入力軸からの動力を変速して出力する出力軸とが設けられ、入力軸および出力軸を収容するミッションケース１８と、これに対向して装着されるエクステンションケース２０とが設けられる。ミッションケース１８に一端が軸受を介して回転自在に支持され、エクステンションケース２０に他端が軸受を介して回転自在に支持される減速従動ギヤが設けられ、減速従動ギヤを介して出力軸の回転が駆動軸に伝達される。ミッションケース１８に形成されて軸受を保持する保持孔４３と、エクステンションケース２０に形成されて軸受を保持する保持孔４５とを、ミッションケース１８とエクステンションケース２０とを組み付けた状態のもとで加工する。【選択図】    図３
2004183800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機からの動力が入力される入力軸と、前記入力軸からの動力を変速して出力する出力軸とを備える変速機であって、
前記入力軸および前記出力軸を収容するメインケースと、
前記メインケースに対向して装着されるサブケースと、
前記メインケースに一端が第１の軸受を介して回転自在に支持され、前記サブケースに他端が第２の軸受を介して回転自在に支持され、前記出力軸の回転を駆動軸に伝達する伝動軸部材とを有し、
前記メインケースに形成され前記第１の軸受を保持する第１の保持孔と、前記サブケースに形成され前記第２の軸受を保持する第２の保持孔とを、前記メインケースと前記サブケースとを組み付けた状態のもとで加工することを特徴とする変速機。
【請求項２】
請求項１記載の変速機において、前記第１の保持孔の内径を前記第２の保持孔の内径とほぼ同一または前記第２の保持孔の内径よりも小径としたことを特徴とする変速機。
【請求項３】
原動機からの動力が入力される入力軸および前記入力軸からの動力を変速して出力する出力軸を収容するメインケースと、前記メインケースに対向して装着され、前記出力軸の回転を駆動軸に伝達する伝動軸部材を前記メインケースとにより支持するサブケースとを備える変速機の製造方法であって、
前記メインケースと前記サブケースとを組み付けるケース組付工程と、
前記メインケースと前記サブケースとを組み付けた状態のもとで、前記伝動軸部材の一端を支持する第１の軸受が保持される第１の保持孔を前記メインケースに加工し、前記伝動軸部材の他端を支持する第２の軸受が保持される第２の保持孔を前記サブケースに加工する保持孔加工工程とを有することを特徴とする変速機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載される変速機およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン動力を駆動輪に効率良く伝達するため、車両の動力伝達系にはエンジン動力を走行状況に応じたトルクや回転速度に変換する変速機が設けられている。この変速機としては、運転者が変速操作を行う手動変速機や自動的に変速操作が行われる自動変速機がある。
【０００３】
手動変速機は相互に平行となる回転軸を有しており、一方の回転軸に設けられる駆動ギヤと、これに噛み合うように他方の回転軸に設けられる従動ギヤとからなる複数の歯車列を有している。これらの歯車列によって複数の変速比が設定され、動力伝達を行う歯車列を選択することにより走行に適した変速比が選択される。
【０００４】
自動変速機は複数の変速比を形成する歯車列と、この歯車列のうち動力伝達を行う歯車列の切り換えを行う切換機構とを有しており、自動変速機としては、歯車列の形態によって、１軸上での変速を可能とする遊星歯車式と、手動変速機と同様に平行軸上での変速を可能とする平行軸式とがある。また、自動変速機には変速比を無段階に制御する無段変速機があり、この無段変速機としては、ベルトまたはチェーンと可変溝幅プーリとを備えるベルトドライブ式と、２つのディスクとパワーローラとを備えるトロイダル式とがある。
【０００５】
これらの変速機は、走行条件に応じたトルクを出力する出力軸と、駆動輪に連結される駆動軸とを備えており、出力軸と駆動軸との間には、出力軸から駆動軸に動力を伝達するため伝動軸部材つまり減速ギヤや減速スプロケットなどが設けられている。たとえば、変速機内に減速ギヤを回転自在に収容する際には、減速ギヤの両端に装着された軸受をそれぞれ別のケースによって支持することが多いが、複数のケースによって減速ギヤを支持するため、減速ギヤを高精度に組み付けることが困難であり、組み付け精度の低下はギヤノイズの増大や動力伝達効率の低下を招くおそれがある。特に、支点間距離の短い減速ギヤの組み付け精度を向上させることは困難であった。
【０００６】
そこで、一方のケースに軸受支持孔と円形凸部とを同時加工によって形成し、他方のケースに軸受支持孔と円形凹部とを同時加工によって形成した変速機が開発されている（たとえば、特許文献１参照。）。この変速機によれば、減速ギヤの両端を支持する際には、円形凹部と円形凸部とを印ろう嵌合することにより、双方のケースに形成された軸受支持孔の芯合わせが行われ、減速ギヤの組み付け精度が高められる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２４８５１８号公報（第４頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軸受支持孔に加えて、一方のケースには円形凹部を形成し、他方のケースには円形凸部を形成する必要があるため、たとえば、ミッションケースに適用することは困難であった。また、円形凸部と円形凹部との加工精度によって、ケースを組み合わせた際の軸受支持孔間における同心精度が左右されるため、ケース毎の加工精度が高度に要求されるとともにケースの高コスト化を招くことにもなる。
【０００９】
本発明の目的は、複数のケースに跨って回転自在に支持される伝動軸部材の組み付け精度を容易に向上するようにした変速機およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の変速機は、原動機からの動力が入力される入力軸と、前記入力軸からの動力を変速して出力する出力軸とを備える変速機であって、前記入力軸および前記出力軸を収容するメインケースと、前記メインケースに対向して装着されるサブケースと、前記メインケースに一端が第１の軸受を介して回転自在に支持され、前記サブケースに他端が第２の軸受を介して回転自在に支持され、前記出力軸の回転を駆動軸に伝達する伝動軸部材とを有し、前記メインケースに形成され前記第１の軸受を保持する第１の保持孔と、前記サブケースに形成され前記第２の軸受を保持する第２の保持孔とを、前記メインケースと前記サブケースとを組み付けた状態のもとで加工することを特徴とする。
【００１１】
本発明の変速機は、前記第１の保持孔の内径を前記第２の保持孔の内径とほぼ同一または前記第２の保持孔の内径よりも小径としたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の変速機の製造方法は、原動機からの動力が入力される入力軸および前記入力軸からの動力を変速して出力する出力軸を収容するメインケースと、前記メインケースに対向して装着され、前記出力軸の回転を駆動軸に伝達する伝動軸部材を前記メインケースとにより支持するサブケースとを備える変速機の製造方法であって、前記メインケースと前記サブケースとを組み付けるケース組付工程と、前記メインケースと前記サブケースとを組み付けた状態のもとで、前記伝動軸部材の一端を支持する第１の軸受が保持される第１の保持孔を前記メインケースに加工し、前記伝動軸部材の他端を支持する第２の軸受が保持される第２の保持孔を前記サブケースに加工する保持孔加工工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第１の保持孔と第２の保持孔とをメインケースとサブケースとを組み付けた状態のもとで加工するようにしたので、メインケースとサブケースとを組み合わせた状態での第１の保持孔と第２の保持孔との同心精度を向上させることができる。
【００１４】
これにより、伝動軸部材を高精度に組み付けることができるため、変速機から発生するノイズを低減することができる。また、変速機の動力伝達効率を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態である変速機として遊星歯車式の自動変速機１０を示すスケルトン図である。この自動変速機１０は原動機であるエンジン１１に連結される入力軸１２と、遊星歯車式の変速機構１３を介して入力軸１２に連結される出力軸１４とを有しており、出力軸１４はセンタデファレンシャル装置１５を介して駆動軸である前輪駆動軸１６と後輪駆動軸１７とに連結されている。前輪駆動軸１６と後輪駆動軸１７とは駆動輪としての図示しない前輪と後輪とにそれぞれ連結されており、エンジン１１からの動力が前輪駆動軸１６と後輪駆動軸１７とを介して駆動輪に伝達される。
【００１７】
また、自動変速機１０はメインケースとしてのミッションケース１８を備えており、ミッションケース１８の前方端つまりエンジン１１側の端面にはトルクコンバータケース１９が取り付けられ、後方端にはサブケースとしてのエクステンションケース２０が取り付けられている。入力軸１２、変速機構１３、出力軸１４および前輪駆動軸１６は車両の進行方向を向いてミッションケース１８内に組み込まれており、この自動変速機１０は縦置きに配置されて４輪駆動車に適用される。
【００１８】
エンジン１１のクランク軸２１にはトルクコンバータケース１９に収容されるトルクコンバータ２２が連結され、トルクコンバータ２２のタービン軸２３には入力軸１２の一端が連結されている。入力軸１２の他端には複数の遊星歯車列やクラッチおよびブレーキ等からなる変速機構１３が連結されており、この変速機構１３はクラッチやブレーキの係合および解放によって動力伝達径路を切り換え、エンジン１１からの動力を走行状況に応じたトルクや回転速度に変速する。変速機構１３には出力軸１４の一端が連結されており、変速機構１３を経た動力は出力軸１４に伝達される。
【００１９】
出力軸１４とこれの同心上に設けられる後輪駆動軸１７との間には、前輪と後輪とに動力を分配するセンタデファレンシャル装置１５が装着されており、センタデファレンシャル装置１５はエクステンションケース２０に収容されている。このセンタデファレンシャル装置１５は複合遊星歯車式であり、出力軸１４の他端には第１サンギヤ２４が固定され、後輪駆動軸１７には第２サンギヤ２５が固定される。第１サンギヤ２４と第２サンギヤ２５との径方向外方には、第１サンギヤ２４と第２サンギヤ２５とに噛み合う一体型のピニオンギヤ２６が複数配置されており、ピニオンギヤ２６はキャリア２７に回転自在に支持されている。キャリア２７の端部には減速駆動ギヤ（リダクションドライブギヤ）２８が設けられ、この減速駆動ギヤ２８に噛み合って伝動軸部材である減速従動ギヤ（リダクションドリブンギヤ）２９が設けられており、減速従動ギヤ２９は前輪駆動軸１６にスプライン結合される。
【００２０】
従って、出力軸１４からの動力が第１サンギヤ２４に入力されると、一体型のピニオンギヤ２６を介して第２サンギヤ２５と一体型のピニオンギヤ２６を支持しているキャリア２７とに動力が分配される。第２サンギヤ２５に分配された動力は、後輪駆動軸１７と図示しないリヤデファレンシャル装置とを介して後輪を駆動し、キャリア２７に分配された動力は、前輪駆動軸１６とフロントデファレンシャル装置３０とを介して前輪を駆動する。このとき、一体型のピニオンギヤ２６の回転によって前輪と後輪との回転差は差動吸収される。
【００２１】
また、後輪駆動軸１７には差動制限クラッチハブ３１が固定され、キャリア２７の端部には差動制限クラッチドラム３２が固定されている。差動制限クラッチハブ３１と差動制限クラッチドラム３２との間には、複数枚の摩擦プレート３３が装着され、差動制限クラッチ３４が構成されている。前輪または後輪がスリップして大きな差動回転が生じたときは、差動制限クラッチ３４が締結されて差動回転が抑制される。
【００２２】
図２は図１の自動変速機１０の一部を示す断面図である。図２に示すように、減速駆動ギヤ２８に噛み合う減速従動ギヤ２９は、ミッションケース１８とエクステンションケース２０とに挟まれて支持されている。減速従動ギヤ２９は中空の軸部２９ａとこれに一体となる歯部２９ｂとを備えており、軸部２９ａの両端には第１の軸受である軸受４０と第２の軸受である軸受４１とがそれぞれ装着されている。ミッションケース１８の端部に設けられる仕切壁４２には軸受４０の外輪を保持する第１の保持孔４３が形成され、仕切壁４２に対面するエクステンションケース２０の外壁４４には軸受４１の外輪を保持する第２の保持孔４５が形成されており、減速従動ギヤ２９は軸受４０，４１を介してミッションケース１８とエクステンションケース２０とに回転自在に支持されている。
【００２３】
図３はミッションケース１８とエクステンションケース２０との一部を示す断面図であり、図４は図３の矢印Ａ方向からミッションケース１８とエクステンションケース２０とを示す正面図である。なお、図４の一点鎖線は変速機が組み立てられた状態での減速駆動ギヤ２８と減速従動ギヤ２９との噛み合いを示しており、エクステンションケース２０の表面に形成されるリブ等は省略されている。
【００２４】
以下、ミッションケース１８とエクステンションケース２０との機械加工について説明する。まず、アルミニウム合金等の金属材料を用いてダイカスト成型されたミッションケース１８やエクステンションケース２０は、それぞれ単独に取り付け面１８ａ，２０ａ等がフライス加工された後、ドリル、リーマ、タップ等を用いて穴加工やねじ立て加工が施される。ミッションケース１８の取り付け面１８ａには複数のピン孔１８ｂとねじ孔１８ｃとが形成され、このピン孔１８ｂにはノックピン４６が取り付けられる。また、エクステンションケース２０の取り付け面２０ａにはミッションケース１８のノックピン４６に対応したピン孔２０ｂと、ミッションケース１８のねじ孔１８ｃに対応した貫通孔２０ｃが形成される。それぞれのケース１８，２０に形成される保持孔４３，４５は共に粗加工が施された状態となっている。
【００２５】
それぞれ単独で行われるケース１８，２０の加工が終了すると、図３に示すように、ミッションケース１８とエクステンションケース２０とが組み付けられる。このケース組付工程においては、各種ギヤや回転軸等が組み込まれることはなく、それぞれ単体のミッションケース１８とエクステンションケース２０とが組み付けられる。ケースを組み付ける際には、図４に示すように、ミッションケース１８のノックピン４６がエクステンションケース２０のピン孔２０ｂに案内されて位置決めされ、エクステンションケース２０の外部より貫通孔２０ｃに挿入されるボルト部材４７によって、ミッションケース１８とエクステンションケース２０とは締め付け固定される。このように、変速機の組み立て状態と同様に位置決めされてエクステンションケース２０はミッションケース１８に取り付けられる。
【００２６】
なお、図４に示すように、ケース組付工程においては、エクステンションケース２０に全てのボルト部材４７が組み付けられているが、ケース１８，２０同士を組み付け固定するのに十分であれば、締め付けるボルト部材４７の本数を減らしても良い。また、ボルト部材４７を用いることなく、ジグを用いてケース１８，２０同士を組み付け固定しても良い。
【００２７】
続いて、ケース１８，２０同士を組み合わせた状態のもとで、第１および第２の保持孔４３，４５を切削加工により形成する。この保持孔加工工程においては、組み付けられたケース１８，２０が図示しないジグに固定され、エクステンションケース２０の後方外部より切削加工つまりボーリング加工が施される。先端に切削バイト４８が装着されたボーリングバー４９は、図示しないボーリング装置のスピンドル軸に取り付けられ、図３および図４に示す矢印Ｂ方向に回転しながら図３に示す矢印Ｃ方向に前進する。このようなボーリングバー４９の駆動により、２つの保持孔４３，４５は切削バイト４８の突き出し量に応じた内径にボーリング加工され、保持孔４３の内径Ｄ１と保持孔４５の内径Ｄ２とはほぼ同一の値に切削される。また、２つの保持孔４３，４５をケース１８，２０毎に分けて切削することなく、ケース１８，２０を組み付けた状態のもとで同時加工つまりジグに固定した状態で一度に切削するため、２つの保持孔４３，４５の中心がずれることはなく、高い同心精度で２つの保持孔４３，４５を同心上に形成することができる。
【００２８】
なお、保持孔加工工程においては２つの保持孔４３，４５のボーリング加工のみを行っているが、この工程において粗加工を行った後に仕上げ加工を行うようにしても良い。粗加工から仕上げ加工を行う際にはボーリング装置に代えてマシニングセンタが用いられ、ドリル等によって仕上げしろを残した粗加工を行ってから、工具をボーリングバー４９に交換して前述の仕上げ加工が施される。また、ボーリング加工に加えて、研磨加工つまりホーニング加工を行うようにしても良い。
【００２９】
また、２つの保持孔４３，４５をほぼ同一の内径に切削しているが、保持孔４５の内径Ｄ２よりも保持孔４３の内径Ｄ１を小さく設定しても良い。内径Ｄ２よりも内径Ｄ１を小さく設定するのは、保持孔４３の加工時に切削バイト４８が保持孔４５を通過するためであり、このように内径を設定することによって設計時の制約を軽減することができる。保持孔４３，４５の内径を変更して切削する際には、マシニングセンタを用いてそれぞれの切削加工を行う専用のボーリングバーを交換しても良く、ボーリングバーの先端部を細く形成して保持孔４３を加工する切削バイトを装着し、先端部に比べて太く形成された中間部に保持孔４５を加工する切削バイトを装着して、ボーリング装置により切削加工しても良い。なお、保持孔４３，４５の内径に大きな寸法差がない場合には、太さが一定のボーリングバーを用いて２つの切削バイトの突き出し量を変更しても良い。
【００３０】
続いて、保持孔加工工程を経たミッションケース１８とエクステンションケース２０とは、個々のケース１８，２０に分解された後に洗浄等の後処理が施されて完成となる。そして、完成したケース１８，２０は変速機組立ラインに供給され、個々のケース１８，２０に各種ギヤや各種回転軸等が組み込まれて、再びミッションケース１８とエクステンションケース２０とが組み付けられる。また、保持孔加工工程によってエクステンションケース２０の保持孔４５は貫通した状態となっているが、図２に示すように、この保持孔４５を外部から閉塞するケースカバー５０がＯリング５１とともにボルト部材５２によって装着される。
【００３１】
変速機組立ラインにおいてケース１８，２０同士を組み付ける際に、減速従動ギヤ２９の両端に装着された軸受４０，４１は、ミッションケース１８の保持孔４３とエクステンションケース２０の保持孔４５とに保持されるが、これらの保持孔４３，４５はノックピン４６を用いて位置決めした際に高い同心精度となるよう保持孔加工工程において加工されたため、同様にノックピン４６を用いて２つのケース１８，２０を位置決めを行う変速機組立ラインにおいても、保持孔４３，４５間の高い同心精度を容易に再現することができる。これにより、支点間距離の短い減速従動ギヤ２９を高精度に組み付けることができるため、減速駆動ギヤ２８と減速従動ギヤ２９とのノイズつまり噛み合い音を低減することができ、減速駆動ギヤ２８から減速従動ギヤ２９に動力を伝達する際の伝達効率を向上させることができる。
【００３２】
これまで説明したように、本発明によれば、ミッションケース１８の保持孔４３とエクステンションケース２０の保持孔４５とを、双方のケース１８，２０を組み付けた状態のもとで加工するようにしたので、ケース１８，２０を組み合わせた状態での保持孔４３，４５間の同心精度を向上させることができる。さらに、保持孔４３，４５を形成する際に行うケース１８，２０同士の位置決めと、各種ギヤ等を組み込む際に行うケース１８，２０同士の位置決めとは、同一のノックピン４６によって行われるため、保持孔４３，４５間の高い同心精度を容易に再現することができる。
【００３３】
つまり、ミッションケース１８とエクステンションケース２０とをそれぞれジグに固定してケース１８，２０毎に保持孔４３，４５を切削加工した場合には、ボーリング装置やマシニングセンタのスピンドル軸とジグとの位置決め精度、ジグ自体の加工精度、ジグとケース１８，２０との取り付け精度、さらにはケース１８，２０同士の取り付け精度が高度に要求され、これら要求精度の低下は保持孔４３，４５の同心精度の低下に直結することになるが、本発明によれば、ケース１８，２０同士を組み付けた状態のもとで双方のケース１８，２０に保持孔４３，４５を同時加工するため、これらの精度低下要因を大幅に削減することができるのである。
【００３４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、変速機としては遊星歯車式の自動変速機１０に限られることなく、平行軸式の自動変速機であっても良く、ベルトドライブ式やトロイダル式の無段変速機であっても良く、手動変速機であっても良い。さらに、変速機としては４輪駆動車に適用される変速機に限られることなく、前輪または後輪駆動車用の変速機に適用しても良いことはいうまでもない。
【００３５】
また、メインケースとしてのミッションケース１８に第１の保持孔４３を形成し、サブケースとしてのエクステンションケース２０に第２の保持孔４５を形成しているが、メインケースやサブケースは、ミッションケース１８やエクステンションケース２０に限られるものではない。双方のケースを組み付けた状態において、少なくとも一方のケースを外部から加工できる形状のケースであれば、どのようなケースであっても本発明を適用することができる。
【００３６】
さらに、ミッションケース１８とエクステンションケース２０とにより減速従動ギヤ２９を回転自在に支持しているが、伝動軸部材としては減速従動ギヤ２９に限られることなく、両端をそれぞれ別体のケースによって支持される伝動軸部材であれば、他のギヤや回転軸であっても良い。たとえば、減速駆動ギヤ２８と減速従動ギヤ２９とに代えて、駆動スプロケットと従動スプロケットとを設ける場合には、従動スプロケットが伝動軸部材となる。
【００３７】
なお、原動機として内燃機関であるエンジン１１を設けているが、エンジン１１に限定されることはなく、原動機として電動モータを搭載した変速機に本発明を適用しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の保持孔と第２の保持孔とをメインケースとサブケースとを組み付けた状態のもとで加工するようにしたので、メインケースとサブケースとを組み合わせた状態での第１の保持孔と第２の保持孔との同心精度を向上させることができる。
【００３９】
これにより、伝動軸部材を高精度に組み付けることができるため、変速機から発生するノイズを低減することができる。また、変速機の動力伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である自動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】図１の自動変速機の一部を示す断面図である。
【図３】ミッションケースとエクステンションケースとの一部を示す断面図である。
【図４】図３の矢印Ａ方向からミッションケースとエクステンションケースとを示す正面図である。
【符号の説明】
１０    自動変速機（変速機）
１１    エンジン（原動機）
１２    入力軸
１４    出力軸
１６    前輪駆動軸（駆動軸）
１８    ミッションケース（メインケース）
２０    エクステンションケース（サブケース）
２９    減速従動ギヤ（伝動軸部材）
４０    軸受（第１の軸受）
４１    軸受（第２の軸受）
４３    保持孔（第１の保持孔）
４５    保持孔（第２の保持孔）
【図１】
2004183800.tif 000003
【図２】
2004183800.tif 000004
【図３】
2004183800.tif 000005
【図４】
2004183800.tif 000006