(57)【要約】【課題】搭載性を向上させつつ装置の耐久性低下を抑制する車両用動力伝達装置を提供する。【解決手段】入力ギヤ５２は、回転軸５６ｄの径方向に鍔状に突出して設けられたフランジ部５２ｂと、フランジ部５２ｂにおける径方向内周部に設けられ、出力軸２４に対してスプライン嵌合される根本部５２ａとを、備え、ベルト走行用クラッチＣ２は、クラッチプレート６８を径方向内側において保持するクラッチハブ６４を備え、クラッチハブ６４は、根本部５２ａに溶接により接合されることで入力ギヤ５２に対して一体的に固定されたものであることから、入力ギヤ５２の噛合荷重に起因するベルト走行用クラッチＣ２の変形を抑制できることに加え、フランジ部５２ｂの根本部５２ａに予め形成された当て面５２ｅにクラッチハブ６４を溶接接合することで、新たな当て面を形成する必要がなく重量の増加を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤ機構による動力伝達経路と、入力側プーリ及び出力側プーリを備えたベルト式無段変速機による動力伝達経路とが並列に設けられ、前記出力側プーリの回転軸と同軸にギヤ及びクラッチが備えられた車両用動力伝達装置であって、
前記ギヤは、前記回転軸の径方向に鍔状に突出して設けられたフランジ部と、前記フランジ部における径方向内周部に設けられ、出力軸に対してスプライン嵌合される根本部とを、備え、
前記クラッチは、クラッチプレートを径方向内側において保持するクラッチハブを備え、
前記クラッチハブは、前記根本部に溶接により接合されることで前記ギヤに対して一体的に固定されたものである
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用動力伝達装置に関し、特に、搭載性を向上させつつ装置の耐久性低下を抑制するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤ機構による動力伝達経路と、入力側プーリ及び出力側プーリを備えたベルト式無段変速機による動力伝達経路とが並列に設けられ、前記出力側プーリの回転軸にはギヤ及びクラッチが備えられた車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用動力伝達装置がその一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１７６２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、搭載性及び燃費の向上等を意図して、前記従来の技術において前記ギヤ及び前記クラッチを一体的に構成することを発案し、鋭意研究を継続してきた。その研究の過程において、前記ギヤ及び前記クラッチを単純に一体とした構成では、前記ギヤ機構による動力伝達経路により動力を伝達する走行中に、前記ギヤの噛合荷重に起因する前記クラッチの局所的な変形により前記クラッチに備えられた摩擦材が偏摩耗する等、装置の耐久性が低下するおそれがあることを新たに発見した。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、搭載性を向上させつつ装置の耐久性低下を抑制する車両用動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の事情を背景として、本発明の要旨とするところは、ギヤ機構による動力伝達経路と、入力側プーリ及び出力側プーリを備えたベルト式無段変速機による動力伝達経路とが並列に設けられ、前記出力側プーリの回転軸と同軸にギヤ及びクラッチが備えられた車両用動力伝達装置であって、前記ギヤは、前記回転軸の径方向に鍔状に突出して設けられたフランジ部と、前記フランジ部における径方向内周部に設けられ、出力軸に対してスプライン嵌合される根本部とを、備え、前記クラッチは、クラッチプレートを径方向内側において保持するクラッチハブを備え、前記クラッチハブは、前記根本部に溶接により接合されることで前記ギヤに対して一体的に固定されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、前記ギヤは、前記回転軸の径方向に鍔状に突出して設けられたフランジ部と、前記フランジ部における径方向内周部に設けられ、出力軸に対してスプライン嵌合される根本部とを、備え、前記クラッチは、クラッチプレートを径方向内側において保持するクラッチハブを備え、前記クラッチハブは、前記根本部に溶接により接合されることで前記ギヤに対して一体的に固定されたものであることから、前記ギヤの噛合荷重に起因する前記クラッチの変形を抑制できることに加え、前記フランジ部の根本部に予め形成された当て面に前記クラッチハブを溶接接合することで、新たな当て面を形成する必要がなく重量の増加を抑制できる。すなわち、搭載性を向上させつつ装置の耐久性低下を抑制する車両用動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置の構成を概略的に示す骨子図である。
【図２】図１の車両用動力伝達装置におけるベルト走行用クラッチ及び入力ギヤ近傍の構成を詳しく説明する部分断面図である。
【図３】図１の車両用動力伝達装置の変形例について説明する図であり、フランジ部に穴部を備えない構成を例示している。
【図４】図１の車両用動力伝達装置の変形例について説明する図であり、フランジ部が回転軸に垂直に設けられた構成を例示している。
【図５】図１の車両用動力伝達装置の変形例について説明する図であり、フランジ部が回転軸に垂直に設けられ且つ穴部を備えた構成を例示している。
【図６】図１の車両用動力伝達装置の変形例について説明する図であり、フランジ部が回転軸に垂直に設けられ且つ外周歯部が無段変速機側へ突出して設けられた構成を例示している。
【図７】本実施例との比較のため、ベルト走行用クラッチにおけるクラッチハブが入力ギヤにおける外周歯部近傍に溶接された構成を例示する部分断面図である。
【図８】ベルト走行用クラッチの片当たりに関する入力ギヤの寄与率の、電子制御装置による解析結果を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置１０（以下、単に動力伝達装置１０という）の構成を概略的に示す骨子図である。図１に示すように、本実施例の動力伝達装置１０は、例えば、走行用の駆動力源として用いられるエンジン１２と、流体式伝動装置であるトルクコンバータ１４と、前後進切換装置１６と、ベルト式無段変速機１８（以下、単に無段変速機１８という）と、ギヤ機構２０と、図示しない駆動輪に動力伝達可能な出力ギヤ２２を有する出力軸２４とを、備えている。前記エンジン１２により発生させられたトルク（駆動力）は、前記トルクコンバータ１４を介してタービン軸２６に伝達され、そのタービン軸２６と同軸に一体回転させられるように構成された入力軸３２に入力されるようになっている。
【００１１】
前記動力伝達装置１０は、前記入力軸３２と前記出力軸２４との間の動力伝達経路に、前記無段変速機１８と、前記ギヤ機構２０とを、並列に備えている。すなわち、前記動力伝達装置１０においては、前記入力軸３２に伝達されたトルクが前記無段変速機１８等を経由して前記出力軸２４に伝達される第１伝達経路と、前記入力軸３２に伝達されたトルクが前記ギヤ機構２０等を経由して前記出力軸２４に伝達される第２伝達経路との何れかが選択的に成立させられるように構成されており、車両の走行状態に応じてトルク伝達経路が切り換えられるように構成されている。
【００１２】
前記前後進切換装置１６は、前進用クラッチＣ１と、後進用ブレーキＢ１と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置３０とを、主体として構成されている。前記遊星歯車装置３０のキャリア３０ｃは、前記入力軸３２（タービン軸２６）と一体的に回転させられるように連結されている。前記遊星歯車装置３０のリングギヤ３０ｒは、前記後進用ブレーキＢ１を介して非回転部材としてのハウジング３４に選択的に連結されるようになっている。サンギヤ３０ｓと前記キャリア３０ｃとは、前記前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結されるようになっている。前記前進用クラッチＣ１及び前記後進用ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによってその係合状態が制御される油圧式係合装置である。好適には、摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【００１３】
前記遊星歯車装置３０のサンギヤ３０ｓは、前記ギヤ機構２０を構成する小径ギヤ３６に連結されている。前記ギヤ機構２０は、複数のギヤ対（ギヤ列）を備え、前記小径ギヤ３６から入力された動力を前記複数のギヤ対を介して前記出力軸２４に伝達する機構である。前記ギヤ機構２０は、カウンタ軸３８に相対回転不能に設けられた大径ギヤ４０を備えており、前記小径ギヤ３６と前記大径ギヤ４０とが相互に噛み合わされている。アイドラギヤ４２が、前記カウンタ軸３８と同軸且つそのカウンタ軸３８に対する相対回転可能に設けられている。前記カウンタ軸３８と前記アイドラギヤ４２との間には、噛合クラッチＤ１が設けられている。この噛合クラッチＤ１は、前記カウンタ軸３８と一体的に回転させられる第１ギヤ４４と、前記アイドラギヤ４２と一体的に回転させられる第２ギヤ４６と、前記第１ギヤ４４及び前記第２ギヤ４６と嵌合可能（係合可能、噛合可能）な溝部を備えたスリーブ４８とを、備えている。このスリーブ４８が、前記第１ギヤ４４及び前記第２ギヤ４６と嵌合させられることで、前記カウンタ軸３８と前記アイドラギヤ４２とが接続され、一体的に回転させられる。前記噛合クラッチＤ１は、前記スリーブ４８を嵌合させる際に回転を同期させる同期機構としてシンクロメッシュ機構Ｓ１を備えている。
【００１４】
前記アイドラギヤ４２は、そのアイドラギヤ４２よりも大径の入力ギヤ５２と相互に噛み合わされている。前記入力ギヤ５２は、前記無段変速機１８におけるセカンダリプーリ５６の回転軸と同軸に配置されている前記出力軸２４に対して相対回転不能に設けられている。この出力軸２４は、前記セカンダリプーリ５６の回転軸まわりに回転可能に配置されている。前記出力軸２４には、前記入力ギヤ５２及び前記出力ギヤ２２が相対回転不能に設けられている。これより、前記エンジン１２により発生させられたトルクに係る、前記タービン軸２６（入力軸３２）から前記ギヤ機構２０を経由して前記出力軸２４に伝達される第２伝達経路上には、前記前進用クラッチＣ１、前記後進用ブレーキＢ１、及び前記噛合クラッチＤ１が設けられている。前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１の少なくとも一方が解放されると、第２伝達経路が遮断され、前記ギヤ機構２０から前記出力軸２４にトルクが伝達されない状態とされる。
【００１５】
前記無段変速機１８と前記出力軸２４との間の動力伝達経路には、それらの間を選択的に連結するベルト走行用クラッチＣ２が介挿されている。このベルト走行用クラッチＣ２が係合されることで、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記入力軸３２及び前記無段変速機１８を経由して前記出力軸２４に伝達される第１伝達経路が形成される。前記ベルト走行用クラッチＣ２が解放されると、第１伝達経路が遮断され、前記無段変速機１８から前記出力軸２４にトルクが伝達されない状態とされる。前記ベルト走行用クラッチＣ２は、油圧アクチュエータによってその係合状態が制御される油圧式係合装置である。好適には、摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【００１６】
前記無段変速機１８は、前記タービン軸２６に連結された前記入力軸３２と前記出力軸２４との間の動力伝達経路に設けられている。前記無段変速機１８は、前記入力軸３２側に設けられた入力側部材である有効径が可変のプライマリプーリ５４と、出力側部材である有効径が可変の前記セカンダリプーリ５６と、前記プライマリプーリ５４と前記セカンダリプーリ５６との間に巻き掛けられた伝動ベルト５８とを備えており、前記プライマリプーリ５４及び前記セカンダリプーリ５６と前記伝動ベルト５８との間の摩擦力を介して動力伝達を行う無段変速機構である。本実施例においては、前記プライマリプーリ５４が入力側プーリに、前記セカンダリプーリ５６が出力側プーリに、それぞれ対応する。
【００１７】
前記プライマリプーリ５４は、前記入力軸３２に対して同軸に取り付けられた入力側固定回転体としての固定シーブ５４ａと、前記入力軸３２に対して軸まわりの相対回転不能且つ軸方向の移動可能に設けられた入力側可動回転体としての可動シーブ５４ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために可動シーブ５４ｂを移動させるための推力を発生させるプライマリ側油圧アクチュエータ５４ｃとを、備えている。前記セカンダリプーリ５６は、出力側固定回転体としての固定シーブ５６ａと、その固定シーブ５６ａに対して軸まわりの相対回転不能且つ軸方向の移動可能に設けられた出力側可動回転体としての可動シーブ５６ｂと、それらの間のＶ溝幅を変更するために前記可動シーブ５６ｂを移動させるための推力を発生させるセカンダリ側油圧アクチュエータ５６ｃとを、備えて構成されている。
【００１８】
前記無段変速機１８においては、前記プライマリプーリ５４におけるＶ溝幅が変化させられて前記伝動ベルト５８の掛かり径（有効径）が変更されることで、変速比（ギヤ比）γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout）が連続的に変更させられる。例えば、前記プライマリプーリ５４のＶ溝幅が狭くされると、前記変速比γが小さくなる。すなわち、前記無段変速機１８がアップシフトされる。前記プライマリプーリ５４のＶ溝幅が広くされると、変速比γが大きくなる。すなわち、前記無段変速機１８がダウンシフトされる。
【００１９】
図２は、前記動力伝達装置１０における前記ベルト走行用クラッチＣ２及び入力ギヤ５２近傍の構成を詳しく説明するため、それらの構成を含む部分を、前記セカンダリプーリ５６の軸心Ｃを含む平面で切断して示す部分断面図である。この図２に示すように、前記動力伝達装置１０は、前記セカンダリプーリ５６の回転軸５６ｄと同軸に、前記入力ギヤ５２及び前記ベルト走行用クラッチＣ２を備えている。換言すれば、前記入力ギヤ５２及び前記ベルト走行用クラッチＣ２の軸心は、前記セカンダリプーリ５６の軸心Ｃと一致するように構成されている。
【００２０】
図２に示すように、前記ベルト走行用クラッチＣ２は、共通の軸心Ｃまわりに相対的な回転可能に設けられたクラッチドラム６２及びクラッチハブ６４と、前記クラッチドラム６２の内周側に備えられたクラッチピストン６６と、前記クラッチドラム６２及びクラッチハブ６４の間に備えられて、前記クラッチピストン６６により押圧（挟圧）されることで前記クラッチドラム６２及びクラッチハブ６４の相対的な回転を抑制する係合要素としての摩擦プレートである複数のクラッチプレート６８（クラッチドラム６２側のクラッチプレート６８ａ及びクラッチハブ６４側のクラッチプレート６８ｂ、以下、特に区別しない場合には単にクラッチプレート６８という）と、前記クラッチプレート６８を押圧するために前記クラッチピストン６６を前進させるための作動油を収容する油室７０と、前記クラッチピストン６６を前記油室７０に向かって付勢するスプリング７２とを、備えて構成されている。すなわち、前記ベルト走行用クラッチＣ２は、前記クラッチプレート６８ｂを径方向内側において保持するクラッチハブ６４を備えている。前記クラッチハブ６４は、前記出力軸２４に対して相対回転不能に、その出力軸２４と一体的に回転させられるように設けられている。
【００２１】
図２に示すように、前記入力ギヤ５２は、前記出力軸２４に対してスプライン嵌合される根本部５２ａと、前記根本部５２ａから径方向外側に向けて鍔状（フランジ状）に突出して設けられたフランジ部５２ｂと、前記フランジ部５２ｂにおける径方向外周部に設けられ、前記アイドラギヤ４２と噛み合わされる外周歯部５２ｃとを、備えている。前記根本部５２ａは、内周側にスプライン溝を備えた円筒状の部位に相当する。前記フランジ部５２ｂは、径方向内側から外側へ向かって、前記出力ギヤ２２側から前記無段変速機１０側（セカンダリプーリ５６側）へ向かう方向に傾斜させられている。すなわち、前記無段変速機１０側へ向かって迫り出すように設けられている。前記フランジ部５２ｂには、軸方向すなわち前記フランジ部５２ｂの厚み方向に貫通して、複数の穴部５２ｄが形成されている。
【００２２】
以上のように構成された前記動力伝達装置１０において、前記ベルト走行用クラッチＣ２が係合（接続）され、前記前進用クラッチＣ１、前記後進用ブレーキＢ１、及び前記噛合クラッチＤ１が解放（遮断）されることで、前記動力伝達装置１０においてベルト走行が成立させられる。この走行パターンにおいては、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記無段変速機１８を経由して前記出力ギヤ２２に伝達される。すなわち、前記タービン軸２６に伝達されたトルクが前記無段変速機１８等を経由して前記出力軸２４に伝達される前記第１伝達経路が形成される。
【００２３】
前記前進用クラッチＣ１及び前記噛合クラッチＤ１が係合され、前記ベルト走行用クラッチＣ２及び前記後進用ブレーキＢ１が解放されることで、前記動力伝達装置１０においてギヤ走行が成立させられる。この走行パターンにおいては、前記エンジン１２により発生させられたトルクが前記ギヤ機構２０を経由して前記出力ギヤ２２に伝達される。すなわち、前記タービン軸２６に伝達されたトルクが前記ギヤ機構２０を経由して前記出力軸２４に伝達される第２伝達経路が形成される。
【００２４】
車両用動力伝達装置に関しては、一般に、車両の燃費向上等の要請から、一層の小型化が求められている。本発明者は、前記ギヤ機構２０による動力伝達経路と、前記無段変速機１８による動力伝達経路とが並列に設けられた動力伝達装置に関して、図７に示すような構成とすることを発案した。この図７において、前述した図２の構成と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、本発明者は、搭載性及び燃費を向上させるため、前記ベルト走行用クラッチＣ２に備えられた前記クラッチハブ６４を、前記入力ギヤ５２における前記外周歯部５２ｃ近傍においてその入力ギヤ５２に溶接し、前記入力ギヤ５２と前記クラッチハブ６４とを一体の構造とすることを新たに考案した。
【００２５】
しかし、図７に示すように、前記クラッチハブ６４を、前記入力ギヤ５２における前記外周歯部５２ｃ近傍においてその入力ギヤ５２に溶接する構成を実際にとったところ、前記ギヤ機構２０による動力伝達経路により動力を伝達する走行中に、ジャダーや摩擦材の偏摩耗等の不具合が発生することが判明した。本発明者は、斯かる不具合が発生する原因を追究した結果、図７に示すような構成では、前記入力ギヤ５２の噛合荷重の影響を受けて前記ベルト走行用クラッチＣ２が局所的に変形することで、前記不具合が発生すると考えるに至った。図８は、前記ベルト走行用クラッチＣ２の片当たり（変位量）に関する前記入力ギヤ５２の寄与率の、電子制御装置による解析結果を例示する図である。この図８に示すように、前記ベルト走行用クラッチＣ２の片当たりに関しては、クラッチ全体の変位量に占める前記入力ギヤ５２の寄与率が５０％程度にも達している。斯かる解析結果に基づいて、本発明者は、前記入力ギヤ５２の噛合荷重に起因する前記ベルト走行用クラッチＣ２（クラッチハブ６４）の局所的な変形が、前記ベルト走行用クラッチＣ２全体の変位に影響を与え、片当たりの発生延いてはジャダーや摩擦材の偏摩耗等の発生を引き起こす原因となっていると考えた。
【００２６】
前記不具合を解消するため、本実施例の動力伝達装置１０においては、図２に示すように、前記クラッチハブ６４が、前記入力ギヤ５２における径方向内周部の前記根本部５２ａに溶接により接合されることで、前記入力ギヤ５２に対して一体的に固定された構成とされている。前記クラッチハブ６４は、好適には、前記根本部５２ａにおける当て面５２ｅに溶接されている。前記当て面５２ｅは、前記根本部５２ａの外周面であって、前記フランジ部５２ｂよりも前記無段変速機１０側（セカンダリプーリ５６側）の部位に相当する。前記クラッチハブ６４を、前記入力ギヤ５２における最内周部である前記根本部５２ａに溶接する構造とすることで、前述したギヤ噛合荷重の影響を抑えることができ、ジャダーや摩擦材の偏摩耗等の発生を抑制できる。更に、前記根本部５２ａにおける当て面５２ｅは従来より備えられた構成であり、前記クラッチハブ６４を溶接するために新たに当て面を形成する必要がないため、重量の増加を最小限に抑制できる。すなわち、本実施例の動力伝達装置１０においては、搭載性の向上、駆動力の効率的な切り替え、及びジャダーや摩擦材の偏摩耗等の抑制を、実用的な構成により両立させることができる。
【００２７】
図３〜図６は、前記動力伝達装置１０の変形例について説明する図であり、前記ベルト走行用クラッチＣ２及び前記入力ギヤ５２を概略的に示している。図３に示すように、前記入力ギヤ５２における前記フランジ部５２ｂは、前記穴部５２ｄを備えないものであってもよい。図４に示すように、前記入力ギヤ５２における前記フランジ部５２ｂは、前記出力ギヤ２２側から前記無段変速機１０側へ向かう方向に傾斜させられたものでなくともよく、前記回転軸５６ｄに略垂直に（すなわち径方向に真っ直ぐ延びるように）設けられたものであってもよい。更には、図５に示すように、前記回転軸５６ｄに略垂直に設けられた前記フランジ部５２ｂに、前記穴部５２ｄが形成されたものであってもよい。図６に示すように、前記入力ギヤ５２における前記外周歯部５２ｃは、前記回転軸５６ｄに略垂直に設けられた前記フランジ部５２ｂの外周部において、前記出力ギヤ２２側から前記無段変速機１０側へ向って突出して（すなわち、断面視においてＬ字状となるように）設けられたものであってもよい。
【００２８】
本実施例によれば、前記入力ギヤ５２は、前記回転軸５６ｄの径方向に鍔状に突出して設けられたフランジ部５２ｂと、前記フランジ部５２ｂにおける径方向内周部に設けられ、出力軸２４に対してスプライン嵌合される根本部５２ａとを、備え、前記ベルト走行用クラッチＣ２は、クラッチプレート６８ｂを径方向内側において保持するクラッチハブ６４を備え、前記クラッチハブ６４は、前記根本部５２ａに溶接により接合されることで前記入力ギヤ５２に対して一体的に固定されたものであることから、前記入力ギヤ５２の噛合荷重に起因する前記ベルト走行用クラッチＣ２の変形を抑制できることに加え、前記フランジ部５２ｂの根本部５２ａに予め形成された当て面５２ｅに前記クラッチハブ６４を溶接接合することで、新たな当て面を形成する必要がなく重量の増加を抑制できる。すなわち、搭載性を向上させつつ装置の耐久性低下を抑制する動力伝達装置１０を提供することができる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１０：車両用動力伝達装置、１８：ベルト式無段変速機、２０：ギヤ機構、２４：出力軸、５２：入力ギヤ、５２ａ：根本部、５２ｂ：フランジ部、５４：プライマリプーリ（入力側プーリ）、５６：セカンダリプーリ（出力側プーリ）、５６ｄ：回転軸、６４：クラッチハブ、６８ｂ：クラッチプレート、Ｃ２：ベルト走行用クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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