無段変速機
【課題】ギヤスリーブの端面の面圧の低減を図ると同時に、ギヤスリーブの組み込み時における相手のギヤとの干渉を回避できる無段変速機を提供する。
【解決手段】従動軸２０の一端側にデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１と噛み合う出力ギヤ２７ａを持つギヤスリーブ２７を固定する。ギヤスリーブ２７の軸方向一端部に、出力ギヤの歯底径より大きな外径を持つボールベアリング２６を嵌合固定する。従動軸２０とデファレンシャル装置３０とを変速機ケースに先に組み付けておき、従動軸２０にギヤスリーブ２７をスプライン嵌合し、出力ギヤをリングギヤと噛み合わせ、従動軸の軸端にロックナット２８を締結することによりギヤスリーブ２７を固定する。ギヤスリーブ２７の端部にピストン２２ｂを押圧するフランジ部２７ｄを形成し、このフランジ部にリングギヤ３１との干渉を回避するための欠如部２７ｅを形成する。
【解決手段】従動軸２０の一端側にデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１と噛み合う出力ギヤ２７ａを持つギヤスリーブ２７を固定する。ギヤスリーブ２７の軸方向一端部に、出力ギヤの歯底径より大きな外径を持つボールベアリング２６を嵌合固定する。従動軸２０とデファレンシャル装置３０とを変速機ケースに先に組み付けておき、従動軸２０にギヤスリーブ２７をスプライン嵌合し、出力ギヤをリングギヤと噛み合わせ、従動軸の軸端にロックナット２８を締結することによりギヤスリーブ２７を固定する。ギヤスリーブ２７の端部にピストン２２ｂを押圧するフランジ部２７ｄを形成し、このフランジ部にリングギヤ３１との干渉を回避するための欠如部２７ｅを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無段変速機、特に従動軸上に設けられる油圧室の側壁を構成する支持部材および出力ギヤの取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ベルト式無段変速機では、エンジンから入力された動力がトルクコンバータを介して入力軸に伝達され、入力軸から駆動プーリ、Ｖベルト、従動プーリを介してデファレンシャル装置に伝達され、出力軸が駆動される。従動プーリ可動シーブの背面にはリターンスプリングを内蔵した油圧室が設けられ、この油圧室の片方の側壁を構成するピストンは、従動軸に出力ギヤやベアリングなどを嵌合した上で締付部材で締結することにより、ピストンの内周部背面を押圧している。
【０００３】
図７は特許文献１に記載された従動軸の構造を示す。
従動軸１００の一端部に円筒形状の出力ギヤ１０１をスプライン嵌合させ、出力ギヤ１０１に続いてローラベアリング１０２の内側レース１０２ａを従動軸１００に嵌合させ、さらに従動軸１００の軸端にロックナット１０３を螺着することで、出力ギヤ１０１および内側レース１０２ａを軸方向に押圧している。出力ギヤ１０１の端面は従動軸１００に嵌合されたピストン１０４の内周部背面を押圧し、ピストン１０４を従動軸１００の段差部１００ａに押し付けて固定している。ピストン１０４は、油圧を受けるだけでなく、リターンスプリング１０５の一端部を支えるばね受け部材としても機能している。ローラベアリング１０２の外側レース１０２ｂは変速機ケース１０６に嵌合保持されている。出力ギヤ１０１にはデファレンシャル装置のリングギヤ１０７が噛み合っている。
【０００４】
ローラベアリング１０２の内側レース１０２ａは従動軸１００に対して圧入する必要がないので、ローラベアリング１０２を従動軸１００に対して組み込む際、従動軸１００の他端側を支持しているベアリング（図示せず）に大きな負荷がかからない。しかし、ローラベアリング１０２はボールベアリングに比べて回転ロスが大きく、高価であり、しかも軸方向スペースを必要とする。
そこで、ローラベアリング１０２に代えてボールベアリングを使用することが考えられる。しかし、ボールベアリングは、その内側レースを従動軸に圧入固定する必要があるため、従動軸の他端側を支持しているベアリング（ローラベアリングまたはボールベアリング）に大きな軸方向荷重がかかり、ベアリングを損傷する可能性がある。そのため、従動軸１００を変速機ケースに組み込む前にボールベアリングを従動軸１００に予め嵌合固定しておかなければならない。
【０００５】
出力ギヤ１０１の歯底径がボールベアリングの外径より大きい場合には、従動軸１００に予め出力ギヤ１０１およびボールベアリングを組み付けておき、この従動軸１００を変速機ケースに組み込んだ後で、デファレンシャル装置を変速機ケースに組み込めば、デファレンシャル装置のリングギヤ１０７と出力ギヤ１０１とを円滑にかみ合わせることができる。
しかし、ボールベアリングの外径より小さな歯底径を持つ出力ギヤ１０１を用いた場合には、デファレンシャル装置を変速機ケース１０６に組み込む際、リングギヤ１０７がボールベアリングの外側レースに干渉し、デファレンシャル装置を組み込むことができない。
【０００６】
そこで、本出願人は、上記のような問題を解消できる無段変速機を提案した。この無段変速機は、図８に示すように、出力ギヤ１１０ａを円筒状のギヤスリーブ１１０の外周に形成し、ギヤスリーブ１１０の軸方向一端部にギヤ部のない円筒状の延長部１１０ｂを形成し、この延長部の外周に出力ギヤ１１０ａの歯底径より大きな外径を持つボールベアリング１１１を嵌合固定してある。ギヤスリーブ１１０を従動軸１１２にスプライン嵌合するとともに、出力ギヤ１１０ａをデファレンシャル装置のリングギヤ１１３と噛み合わせる。そして、従動軸１１２の軸端にロックナット１１４を締結することにより、ギヤスリーブ１１０を介して従動プーリのピストン１１５の内周部背面を押圧し、ピストン１１５を従動軸１１２の段差部１１２ａに押し当てて固定してある。
【０００７】
このような構造の場合、デファレンシャル装置を変速機ケースに組み込んだ後でギヤスリーブ１１０を従動軸１１２に挿入することになるが、ギヤスリーブ１１０の軸方向他端部１１０ｃはリングギヤ１１３との干渉を回避するため小径に形成され、ピストン１１５の内周部背面に接するギヤスリーブ１１０の端面も必然的に小径になる。ピストン１１５は油圧の他にリターンスプリング１１６のばね反力を支える部品であるから、ギヤスリーブ１１０の端面との接触面圧が過大になり、ギヤスリーブ１１０あるいはピストン１１５の変形などの問題が発生する。
この問題を解消するため、ギヤスリーブ１１０の端面とピストン１１５との間にワッシャを配置する方法もあるが、部品数が増えるとともに、ワッシャを組付忘れてしまった場合に、不具合が発生する懸念がある。
【特許文献１】特開２００２−３２７８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ギヤスリーブの端面の面圧の低減を図ると同時に、ギヤスリーブの組み込み時におけるギヤとの干渉を回避できる無段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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、従動プーリの可動シーブの背面に設けられ、リターンスプリングを内蔵した油圧室と、上記リターンスプリングの一端を支えかつ油圧室の片方の側壁を構成し、内周部が上記従動プーリの従動軸に嵌合された支持部材と、上記従動軸にスプライン嵌合され、一端部が上記支持部材の内周部背面を押圧して上記支持部材を上記従動軸の段差部に押圧支持するとともに、外周部に出力ギヤが形成された円筒状のギヤスリーブと、上記ギヤスリーブの他端部の外周に取り付けられ、上記出力ギヤの歯底径より大きな外径を持つボールベアリングと、上記従動軸の軸端に螺着され、上記ギヤスリーブを介して上記支持部材を押圧支持する締付部材と、上記出力ギヤにかみ合うギヤと、を備えた無段変速機であって、上記ギヤスリーブの一端部に、上記支持部材の内周部背面を支持し、上記出力ギヤの歯底径より大径な部分が形成され、上記大径な部分の一部に、上記ギヤスリーブを従動軸に組み込む際の上記ギヤとの干渉防止のための欠如部が設けられていることを特徴とする無段変速機を提供する。
【００１０】
従動軸に設けられた出力ギヤをデファレンシャル装置のリングギヤにかみ合わせる場合、リングギヤのギヤ径を拡大せずにコンパクトな構造で減速比を大きくするには、出力ギヤのギヤ径を縮小する必要がある。このような小径な出力ギヤを形成したギヤスリーブを従動軸に装着し、支持部材の背面をギヤスリーブを介して締付部材により押圧して固定する場合、支持部材の背面を押圧するギヤスリーブの一端部は、組み込み時にデファレンシャル装置のリングギヤとの干渉を回避するため小径にする必要がある。しかし、小径な端部では支持部材を支える端面の面圧が過大になる。
そこで、本発明では、支持部材の背面を押圧するギヤスリーブの一端部に、出力ギヤの歯底径より大径な部分を形成している。このような大径な部分をギヤスリーブに形成すれば、支持部材の背面と接する端面の面圧を低減できるが、組み込み時にデファレンシャル装置のリングギヤと干渉してしまう。そこで、大径な部分の一部にギヤとの干渉防止のための欠如部を設けてある。このような欠如部は大径な部分の一部を欠如させるだけでよいので、面圧の低減効果を損なうことがない。
本発明では、大径な部分が従来より広い面積で支持部材の背面に接するので、ワッシャを廃止することが可能になり、ワッシャの組付忘れによる不具合の発生を防止できる。なお、ワッシャを追加的に用いてもよいことは勿論である。
【００１１】
好ましい実施の形態によれば、大径な部分に設けられた欠如部は２面幅形状としてもよい。
この場合には、大径な部分の対称位置に欠如部が形成されるので、回転した時に遠心力のアンバランスが発生しない。また、対称な２面を平行にカットするだけであるから、加工が簡単である。
【００１２】
３軸構成の無段変速機の場合、出力ギヤをデファレンシャル装置のリングギヤに噛み合わせればよいが、４軸構成の場合には、出力ギヤとデファレンシャル装置のリングギヤとの間にリダクションギヤが介在する。この場合も、変速機ケースの片側に組み込まれた従動軸、デファレンシャル装置およびリダクションギヤに対し、ギヤスリーブを従動軸にスプライン嵌合することで、出力ギヤをリダクションギヤに容易に噛み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、支持部材の背面を支持するギヤスリーブの一端部に、出力ギヤの歯底径より大径な部分を形成したので、広い面積で支持部材の背面を支持でき、支持部材と接する端面の面圧を低減できる。そのため、ギヤスリーブや支持部材の変形を防止できる。
また、大径な部分には欠如部が形成されているので、ギヤスリーブを従動軸へ組み込む際に、フランジ部が出力ギヤとかみ合う相手側のギヤと干渉するのを防止でき、円滑に組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１，図２は本発明にかかる無段変速機の一例を示す。
この実施例の無段変速機はＦＦ横置き式の自動車用変速機であり、大略、エンジン出力軸１によりトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸３、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する前後進切替装置４、駆動プーリ１１と従動プーリ２１と両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５とからなる無段変速装置Ａ、従動軸２０の動力を出力軸３２に伝達するデファレンシャル装置３０などで構成されている。入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０の出力軸３２とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機は全体として３軸構成とされている。
この実施例で用いられるＶベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。
【００１６】
無段変速機を構成する各部品は変速機ケース５の中に収容されている。ここで、変速機ケース５は、後側（反エンジン側）のケース５ａと、前側（エンジン側）のケース（コンバータハウジング）５ｂと、中間のケース５ｃとの３部品で構成されている。トルクコンバータ２と前後進切替装置４との間には、オイルポンプ６が配置されている。このオイルポンプ６はトルクコンバータ２のポンプインペラ２ａにより駆動される。なお、トルクコンバータ２のタービンランナ２ｂは入力軸３に連結されている。
【００１７】
前後進切替装置４は、図２に示すように遊星歯車機構４０と前進用ブレーキ５０と後進用クラッチ５１とで構成され、遊星歯車機構４０のサンギヤ４１が入力部材である入力軸３に連結され、リングギヤ４２が出力部材である駆動軸１０に連結されている。遊星歯車機構４０はシングルピニオン方式であり、前進用ブレーキ５０はピニオンギヤ４３を支えるキャリア４４と変速機ケース５との間に設けられ、後進用クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられている。後進用クラッチ５１を解放して前進用ブレーキ５０を締結すると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられる。逆に、前進用ブレーキ５０を解放して後進用クラッチ５１を締結すると、遊星歯車機構４０のキャリア４４とサンギヤ４１とが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結される。
【００１８】
図１に示すように、無段変速装置Ａの駆動プーリ１１は、駆動軸（プーリ軸）１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上にローラスプライン部１３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられた油圧サーボ１２とを備えている。可動シーブ１１ｂの外周部には、背面側へ延びるピストン部１２ａが一体に形成され、このピストン部１２ａの外周部が駆動軸１０に固定されたシリンダ１２ｂの内周部に摺接している。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２ｂとの間に油圧サーボ１２の作動油室１２ｃが形成され、この作動油室１２ｃへの油圧を制御することにより、変速制御が実施される。
【００１９】
同じく従動プーリ２１は、従動軸（プーリ軸）２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上にローラスプライン部２３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられた油圧サーボ２２とを備えている。可動シーブ２１ｂの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部２２ａが一体に形成され、このシリンダ部２２ａの内周部に従動軸２０に固定されたピストン２２ｂが摺接している。可動シーブ２１ｂとピストン２２ｂとの間に油圧サーボ２２の作動油室２２ｃが形成され、この作動油室２２ｃの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。なお、作動油室２２ｃには初期推力を与えるリターンスプリング２４が配置されている。
【００２０】
従動軸２０の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ２７ａが固定されている。出力ギヤ２７ａはデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合っており、デファレンシャル装置３０から左右に延びる出力軸３２に動力が伝達され、車輪が駆動される。
【００２１】
ここで、従動軸２０の構造について、図１〜図３、図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、従動軸２０の後側（反エンジン側）の端部は、ボールベアリング２５を介して後側の変速機ケース５ａによって回転自在に支持され、前側（エンジン側）の端部は、ボールベアリング２６を介して前側の変速機ケース５ｂによって回転自在に支持されている。
【００２２】
図３に示すように、出力ギヤ２７ａは円筒状のギヤスリーブ２７の外周の中間部に形成されている。ギヤスリーブ２７の軸方向一端部（エンジン側端部）にはギヤ部を有しない円筒状の延長部２７ｂが形成され、延長部２７ｂの外周にボールベアリング２６の内側レース２６ａが圧入により嵌合固定されている。ボールベアリング２６は出力ギヤ２７ａの歯底径Ｄ１より大きな外径Ｄ４を持つ。ここでは、延長部２７ｂの外径Ｄ２は出力ギヤ２７ａの歯底径Ｄ１より小さいが、Ｄ１より大きくてもよい。また、ボールベアリング２６の外径Ｄ４は出力ギヤ２７ａの歯先径Ｄ３より大きいが、Ｄ３より小さくてもよい。ギヤスリーブ２７の軸方向他端部には、延長部２７ｂと同様に出力ギヤ２７ａの歯底径Ｄ１より小径な円筒状の延長部２７ｃが形成されており、この延長部２７ｃの端部に歯底径Ｄ１より大径なフランジ部２７ｄが形成されている。フランジ部２７ｄの対称位置には、図４に示すように、２面幅形状の欠如部２７ｅが形成されており、この欠如部２７ｅにより、ギヤスリーブ２７を従動軸２０に挿入する際に、先に組み込まれているデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１とフランジ部２７ｄとの干渉が回避される。なお、欠如部２７ｅは１箇所のみでもよいが、対称位置に形成したのは、遠心力によるアンバランスを解消するためである。従動軸２０にインロー嵌合されたピストン２２ｂは油圧サーボ２２の作動油圧とリターンスプリング２４のばね反力とを受ける部材であり、ピストン２２ｂの背面を支えるギヤスリーブ２７には大きな面圧が作用するが、上記のようにギヤスリーブ２７が大径なフランジ部２７ｄでピストン２２ｂ（支持部材）の背面と接するため、端面の面圧を下げることができる。
【００２３】
ギヤスリーブ２７の内周には従動軸２０の一端側の外周に形成された外スプライン２０ａと嵌合する内スプライン２７ｆが形成されている。従動軸２０の軸端に形成されたねじ部２０ｂにはロックナット（締付部材）２８が締結され、このロックナット２８によりギヤスリーブ２７は軸方向に押圧される。ギヤスリーブ２７のフランジ部２７ｄの端面はピストン２２ｂの背面を押圧し、ピストン２２ｂを従動軸２０の段差部２０ｃに押し付けて固定している。そのため、ピストン２２ｂのインロー嵌合が外れるのが防止される。なお、ロックナット２８の内側面は、延長部２７ｂの端面に当接してもよいし、ボールベアリング２６の内側レース２６ａに当接してもよい。ボールベアリング２６の外側レース２６ｂは前側の変速機ケース５ｂに形成された凹部５ｂ1 に嵌合されて保持されている。
【００２４】
中間の変速機ケース５ｃの内側壁には、ピストン２２ｂの背面に近接する支持壁部５ｃ1 が一体に形成されている。この支持壁部５ｃ1 は従動軸２０の周囲を取り囲むように環状に形成されており、この支持壁部５ｃ1 とピストン２２ｂとの軸方向隙間は、ピストン２２ｂと従動軸２０とのインロー嵌合部の嵌合長さより小さく設定されている。そのため、ピストン２２ｂを備えた従動軸２０を変速機ケース５ａに組み付けた後、変速機ケース５ｃを組み付ければ、変速機ケース５ｃの支持壁部５ｃ1 がピストン２２ｂのインロー嵌合外れを防止できる。
【００２５】
ここで、従動軸２０およびデファレンシャル装置３０の組付方法を図５を参照しながら説明する。
まず、従動プーリ２１を支持した従動軸２０の後側端部をボールベアリング２５を介して一方の変速機ケース５ａに組み付けた後、中間の変速機ケース５ｃを変速機ケース５ａに固定する。これにより、変速機ケース５ｃの支持壁部５ｃ1 によってピストン２２ｂのインロー嵌合外れが防止される。次に、中間の変速機ケース５ｃにデファレンシャル装置３０を組み付ける。このデファレンシャル装置３０には既にリングギヤ３１が固定されている。この状態が図５の左側に示されている。
次に、変速機ケース５ａに組み付けられた従動軸２０に対し、ボールベアリング２６を予め嵌合固定したギヤスリーブ２７をスプライン嵌合させる。この際、ギヤスリーブ２７のフランジ部２７ｄに形成した欠如部２７ｅをデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１側に向けて挿入することで、円滑に挿入できる。挿入の途中で、出力ギヤ２７ａをリングギヤ３１に噛み合わせる。大径なボールベアリング２６は出力ギヤ２７ａより挿入方向後側に位置しているので、ボールベアリング２６によって邪魔されることなく、ギヤスリーブ２７を従動軸２０に挿入できる。
次に、従動軸２０の軸端のねじ部２０ｂにロックナット２８を締結する。ロックナット２８の締付力によりギヤスリーブ２７は軸方向に押され、フランジ部２７ｄの端面が従動軸２０のピストン２２ｂの背面に圧接し、ピストン２２ｂを従動軸２０の段差部２０ｃに押し付けることで固定される。このようにロックナット２８の締付力は段差部２０ｃで終端となり、他方のボールベアリング２５に波及しないので、ボールベアリング２５に余計な負荷を与えずにすむ。
ロックナット２８を締結した後、他方の変速機ケース５ｂをボールベアリング２６に嵌合させることにより、組み付けを完了する。
【実施例２】
【００２６】
図６は本発明にかかるギヤスリーブの第２実施例を示す。第１実施例と同一ないし類似部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例では、ピストン２２ｂを支えるギヤスリーブ２７の端部２７ｄまで出力ギヤ（平歯車形状）２７ａを延長したものである。この場合の大径部は出力ギヤ２７ａそのものであり、欠如部は出力ギヤ２７ａの歯溝である。そのため、リングギヤ３１と干渉することなくギヤスリーブ２７を挿入することができる。
この場合も、ピストン２２ｂを支えるギヤスリーブ２７の端部２７ｄの外径寸法を大きくできるので、端面の面圧を低減でき、応力を緩和できる。
【００２７】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
第１実施例では、ギヤスリーブ２７のフランジ部２７ｄに２面幅形状の欠如部２７ｅを形成したが、欠如部はリングギヤ３１との干渉を回避できる形状であれば、１箇所のみでもよいし、対称な複数箇所（例えば３箇所）に設けてもよい。欠如部２７ｅの形状もフラット形状に限らず、円弧状でもよい。
上記実施例では、リターンスプリング２４の一端を支えかつ油圧室２２ｃの片方の側壁を構成する支持部材がピストン２２ｂである例を示したが、シリンダであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図である。
【図２】図１に示す無段変速機のスケルトン図である。
【図３】従動軸の構造を示す拡大断面図である。
【図４】ギヤスリーブの側面図および断面図である。
【図５】従動軸にギヤスリーブを組み付ける方法を示す断面図である。
【図６】本発明にかかる従動軸の構造の第２実施例の断面図である。
【図７】従来の無段変速機における従動軸の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の前提となる無段変速機の従動軸の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
２０ 従動軸
２０ｃ 段差部
２１ 従動プーリ
２２ 油圧サーボ
２２ｂ ピストン（支持部材）
２４ リターンスプリング
２６ ボールベアリング
２７ ギヤスリーブ
２７ａ 出力ギヤ
２７ｂ 延長部
２７ｄ フランジ部（大径部）
２７ｅ 欠如部
２８ ロックナット（締付部材）
３０ デファレンシャル装置
３１ リングギヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は無段変速機、特に従動軸上に設けられる油圧室の側壁を構成する支持部材および出力ギヤの取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ベルト式無段変速機では、エンジンから入力された動力がトルクコンバータを介して入力軸に伝達され、入力軸から駆動プーリ、Ｖベルト、従動プーリを介してデファレンシャル装置に伝達され、出力軸が駆動される。従動プーリ可動シーブの背面にはリターンスプリングを内蔵した油圧室が設けられ、この油圧室の片方の側壁を構成するピストンは、従動軸に出力ギヤやベアリングなどを嵌合した上で締付部材で締結することにより、ピストンの内周部背面を押圧している。
【０００３】
図７は特許文献１に記載された従動軸の構造を示す。
従動軸１００の一端部に円筒形状の出力ギヤ１０１をスプライン嵌合させ、出力ギヤ１０１に続いてローラベアリング１０２の内側レース１０２ａを従動軸１００に嵌合させ、さらに従動軸１００の軸端にロックナット１０３を螺着することで、出力ギヤ１０１および内側レース１０２ａを軸方向に押圧している。出力ギヤ１０１の端面は従動軸１００に嵌合されたピストン１０４の内周部背面を押圧し、ピストン１０４を従動軸１００の段差部１００ａに押し付けて固定している。ピストン１０４は、油圧を受けるだけでなく、リターンスプリング１０５の一端部を支えるばね受け部材としても機能している。ローラベアリング１０２の外側レース１０２ｂは変速機ケース１０６に嵌合保持されている。出力ギヤ１０１にはデファレンシャル装置のリングギヤ１０７が噛み合っている。
【０００４】
ローラベアリング１０２の内側レース１０２ａは従動軸１００に対して圧入する必要がないので、ローラベアリング１０２を従動軸１００に対して組み込む際、従動軸１００の他端側を支持しているベアリング（図示せず）に大きな負荷がかからない。しかし、ローラベアリング１０２はボールベアリングに比べて回転ロスが大きく、高価であり、しかも軸方向スペースを必要とする。
そこで、ローラベアリング１０２に代えてボールベアリングを使用することが考えられる。しかし、ボールベアリングは、その内側レースを従動軸に圧入固定する必要があるため、従動軸の他端側を支持しているベアリング（ローラベアリングまたはボールベアリング）に大きな軸方向荷重がかかり、ベアリングを損傷する可能性がある。そのため、従動軸１００を変速機ケースに組み込む前にボールベアリングを従動軸１００に予め嵌合固定しておかなければならない。
【０００５】
出力ギヤ１０１の歯底径がボールベアリングの外径より大きい場合には、従動軸１００に予め出力ギヤ１０１およびボールベアリングを組み付けておき、この従動軸１００を変速機ケースに組み込んだ後で、デファレンシャル装置を変速機ケースに組み込めば、デファレンシャル装置のリングギヤ１０７と出力ギヤ１０１とを円滑にかみ合わせることができる。
しかし、ボールベアリングの外径より小さな歯底径を持つ出力ギヤ１０１を用いた場合には、デファレンシャル装置を変速機ケース１０６に組み込む際、リングギヤ１０７がボールベアリングの外側レースに干渉し、デファレンシャル装置を組み込むことができない。
【０００６】
そこで、本出願人は、上記のような問題を解消できる無段変速機を提案した。この無段変速機は、図８に示すように、出力ギヤ１１０ａを円筒状のギヤスリーブ１１０の外周に形成し、ギヤスリーブ１１０の軸方向一端部にギヤ部のない円筒状の延長部１１０ｂを形成し、この延長部の外周に出力ギヤ１１０ａの歯底径より大きな外径を持つボールベアリング１１１を嵌合固定してある。ギヤスリーブ１１０を従動軸１１２にスプライン嵌合するとともに、出力ギヤ１１０ａをデファレンシャル装置のリングギヤ１１３と噛み合わせる。そして、従動軸１１２の軸端にロックナット１１４を締結することにより、ギヤスリーブ１１０を介して従動プーリのピストン１１５の内周部背面を押圧し、ピストン１１５を従動軸１１２の段差部１１２ａに押し当てて固定してある。
【０００７】
このような構造の場合、デファレンシャル装置を変速機ケースに組み込んだ後でギヤスリーブ１１０を従動軸１１２に挿入することになるが、ギヤスリーブ１１０の軸方向他端部１１０ｃはリングギヤ１１３との干渉を回避するため小径に形成され、ピストン１１５の内周部背面に接するギヤスリーブ１１０の端面も必然的に小径になる。ピストン１１５は油圧の他にリターンスプリング１１６のばね反力を支える部品であるから、ギヤスリーブ１１０の端面との接触面圧が過大になり、ギヤスリーブ１１０あるいはピストン１１５の変形などの問題が発生する。
この問題を解消するため、ギヤスリーブ１１０の端面とピストン１１５との間にワッシャを配置する方法もあるが、部品数が増えるとともに、ワッシャを組付忘れてしまった場合に、不具合が発生する懸念がある。
【特許文献１】特開２００２−３２７８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ギヤスリーブの端面の面圧の低減を図ると同時に、ギヤスリーブの組み込み時におけるギヤとの干渉を回避できる無段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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、従動プーリの可動シーブの背面に設けられ、リターンスプリングを内蔵した油圧室と、上記リターンスプリングの一端を支えかつ油圧室の片方の側壁を構成し、内周部が上記従動プーリの従動軸に嵌合された支持部材と、上記従動軸にスプライン嵌合され、一端部が上記支持部材の内周部背面を押圧して上記支持部材を上記従動軸の段差部に押圧支持するとともに、外周部に出力ギヤが形成された円筒状のギヤスリーブと、上記ギヤスリーブの他端部の外周に取り付けられ、上記出力ギヤの歯底径より大きな外径を持つボールベアリングと、上記従動軸の軸端に螺着され、上記ギヤスリーブを介して上記支持部材を押圧支持する締付部材と、上記出力ギヤにかみ合うギヤと、を備えた無段変速機であって、上記ギヤスリーブの一端部に、上記支持部材の内周部背面を支持し、上記出力ギヤの歯底径より大径な部分が形成され、上記大径な部分の一部に、上記ギヤスリーブを従動軸に組み込む際の上記ギヤとの干渉防止のための欠如部が設けられていることを特徴とする無段変速機を提供する。
【００１０】
従動軸に設けられた出力ギヤをデファレンシャル装置のリングギヤにかみ合わせる場合、リングギヤのギヤ径を拡大せずにコンパクトな構造で減速比を大きくするには、出力ギヤのギヤ径を縮小する必要がある。このような小径な出力ギヤを形成したギヤスリーブを従動軸に装着し、支持部材の背面をギヤスリーブを介して締付部材により押圧して固定する場合、支持部材の背面を押圧するギヤスリーブの一端部は、組み込み時にデファレンシャル装置のリングギヤとの干渉を回避するため小径にする必要がある。しかし、小径な端部では支持部材を支える端面の面圧が過大になる。
そこで、本発明では、支持部材の背面を押圧するギヤスリーブの一端部に、出力ギヤの歯底径より大径な部分を形成している。このような大径な部分をギヤスリーブに形成すれば、支持部材の背面と接する端面の面圧を低減できるが、組み込み時にデファレンシャル装置のリングギヤと干渉してしまう。そこで、大径な部分の一部にギヤとの干渉防止のための欠如部を設けてある。このような欠如部は大径な部分の一部を欠如させるだけでよいので、面圧の低減効果を損なうことがない。
本発明では、大径な部分が従来より広い面積で支持部材の背面に接するので、ワッシャを廃止することが可能になり、ワッシャの組付忘れによる不具合の発生を防止できる。なお、ワッシャを追加的に用いてもよいことは勿論である。
【００１１】
好ましい実施の形態によれば、大径な部分に設けられた欠如部は２面幅形状としてもよい。
この場合には、大径な部分の対称位置に欠如部が形成されるので、回転した時に遠心力のアンバランスが発生しない。また、対称な２面を平行にカットするだけであるから、加工が簡単である。
【００１２】
３軸構成の無段変速機の場合、出力ギヤをデファレンシャル装置のリングギヤに噛み合わせればよいが、４軸構成の場合には、出力ギヤとデファレンシャル装置のリングギヤとの間にリダクションギヤが介在する。この場合も、変速機ケースの片側に組み込まれた従動軸、デファレンシャル装置およびリダクションギヤに対し、ギヤスリーブを従動軸にスプライン嵌合することで、出力ギヤをリダクションギヤに容易に噛み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、支持部材の背面を支持するギヤスリーブの一端部に、出力ギヤの歯底径より大径な部分を形成したので、広い面積で支持部材の背面を支持でき、支持部材と接する端面の面圧を低減できる。そのため、ギヤスリーブや支持部材の変形を防止できる。
また、大径な部分には欠如部が形成されているので、ギヤスリーブを従動軸へ組み込む際に、フランジ部が出力ギヤとかみ合う相手側のギヤと干渉するのを防止でき、円滑に組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１，図２は本発明にかかる無段変速機の一例を示す。
この実施例の無段変速機はＦＦ横置き式の自動車用変速機であり、大略、エンジン出力軸１によりトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸３、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する前後進切替装置４、駆動プーリ１１と従動プーリ２１と両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５とからなる無段変速装置Ａ、従動軸２０の動力を出力軸３２に伝達するデファレンシャル装置３０などで構成されている。入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０の出力軸３２とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機は全体として３軸構成とされている。
この実施例で用いられるＶベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。
【００１６】
無段変速機を構成する各部品は変速機ケース５の中に収容されている。ここで、変速機ケース５は、後側（反エンジン側）のケース５ａと、前側（エンジン側）のケース（コンバータハウジング）５ｂと、中間のケース５ｃとの３部品で構成されている。トルクコンバータ２と前後進切替装置４との間には、オイルポンプ６が配置されている。このオイルポンプ６はトルクコンバータ２のポンプインペラ２ａにより駆動される。なお、トルクコンバータ２のタービンランナ２ｂは入力軸３に連結されている。
【００１７】
前後進切替装置４は、図２に示すように遊星歯車機構４０と前進用ブレーキ５０と後進用クラッチ５１とで構成され、遊星歯車機構４０のサンギヤ４１が入力部材である入力軸３に連結され、リングギヤ４２が出力部材である駆動軸１０に連結されている。遊星歯車機構４０はシングルピニオン方式であり、前進用ブレーキ５０はピニオンギヤ４３を支えるキャリア４４と変速機ケース５との間に設けられ、後進用クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられている。後進用クラッチ５１を解放して前進用ブレーキ５０を締結すると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられる。逆に、前進用ブレーキ５０を解放して後進用クラッチ５１を締結すると、遊星歯車機構４０のキャリア４４とサンギヤ４１とが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結される。
【００１８】
図１に示すように、無段変速装置Ａの駆動プーリ１１は、駆動軸（プーリ軸）１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上にローラスプライン部１３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられた油圧サーボ１２とを備えている。可動シーブ１１ｂの外周部には、背面側へ延びるピストン部１２ａが一体に形成され、このピストン部１２ａの外周部が駆動軸１０に固定されたシリンダ１２ｂの内周部に摺接している。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２ｂとの間に油圧サーボ１２の作動油室１２ｃが形成され、この作動油室１２ｃへの油圧を制御することにより、変速制御が実施される。
【００１９】
同じく従動プーリ２１は、従動軸（プーリ軸）２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上にローラスプライン部２３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられた油圧サーボ２２とを備えている。可動シーブ２１ｂの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部２２ａが一体に形成され、このシリンダ部２２ａの内周部に従動軸２０に固定されたピストン２２ｂが摺接している。可動シーブ２１ｂとピストン２２ｂとの間に油圧サーボ２２の作動油室２２ｃが形成され、この作動油室２２ｃの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。なお、作動油室２２ｃには初期推力を与えるリターンスプリング２４が配置されている。
【００２０】
従動軸２０の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ２７ａが固定されている。出力ギヤ２７ａはデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合っており、デファレンシャル装置３０から左右に延びる出力軸３２に動力が伝達され、車輪が駆動される。
【００２１】
ここで、従動軸２０の構造について、図１〜図３、図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、従動軸２０の後側（反エンジン側）の端部は、ボールベアリング２５を介して後側の変速機ケース５ａによって回転自在に支持され、前側（エンジン側）の端部は、ボールベアリング２６を介して前側の変速機ケース５ｂによって回転自在に支持されている。
【００２２】
図３に示すように、出力ギヤ２７ａは円筒状のギヤスリーブ２７の外周の中間部に形成されている。ギヤスリーブ２７の軸方向一端部（エンジン側端部）にはギヤ部を有しない円筒状の延長部２７ｂが形成され、延長部２７ｂの外周にボールベアリング２６の内側レース２６ａが圧入により嵌合固定されている。ボールベアリング２６は出力ギヤ２７ａの歯底径Ｄ１より大きな外径Ｄ４を持つ。ここでは、延長部２７ｂの外径Ｄ２は出力ギヤ２７ａの歯底径Ｄ１より小さいが、Ｄ１より大きくてもよい。また、ボールベアリング２６の外径Ｄ４は出力ギヤ２７ａの歯先径Ｄ３より大きいが、Ｄ３より小さくてもよい。ギヤスリーブ２７の軸方向他端部には、延長部２７ｂと同様に出力ギヤ２７ａの歯底径Ｄ１より小径な円筒状の延長部２７ｃが形成されており、この延長部２７ｃの端部に歯底径Ｄ１より大径なフランジ部２７ｄが形成されている。フランジ部２７ｄの対称位置には、図４に示すように、２面幅形状の欠如部２７ｅが形成されており、この欠如部２７ｅにより、ギヤスリーブ２７を従動軸２０に挿入する際に、先に組み込まれているデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１とフランジ部２７ｄとの干渉が回避される。なお、欠如部２７ｅは１箇所のみでもよいが、対称位置に形成したのは、遠心力によるアンバランスを解消するためである。従動軸２０にインロー嵌合されたピストン２２ｂは油圧サーボ２２の作動油圧とリターンスプリング２４のばね反力とを受ける部材であり、ピストン２２ｂの背面を支えるギヤスリーブ２７には大きな面圧が作用するが、上記のようにギヤスリーブ２７が大径なフランジ部２７ｄでピストン２２ｂ（支持部材）の背面と接するため、端面の面圧を下げることができる。
【００２３】
ギヤスリーブ２７の内周には従動軸２０の一端側の外周に形成された外スプライン２０ａと嵌合する内スプライン２７ｆが形成されている。従動軸２０の軸端に形成されたねじ部２０ｂにはロックナット（締付部材）２８が締結され、このロックナット２８によりギヤスリーブ２７は軸方向に押圧される。ギヤスリーブ２７のフランジ部２７ｄの端面はピストン２２ｂの背面を押圧し、ピストン２２ｂを従動軸２０の段差部２０ｃに押し付けて固定している。そのため、ピストン２２ｂのインロー嵌合が外れるのが防止される。なお、ロックナット２８の内側面は、延長部２７ｂの端面に当接してもよいし、ボールベアリング２６の内側レース２６ａに当接してもよい。ボールベアリング２６の外側レース２６ｂは前側の変速機ケース５ｂに形成された凹部５ｂ1 に嵌合されて保持されている。
【００２４】
中間の変速機ケース５ｃの内側壁には、ピストン２２ｂの背面に近接する支持壁部５ｃ1 が一体に形成されている。この支持壁部５ｃ1 は従動軸２０の周囲を取り囲むように環状に形成されており、この支持壁部５ｃ1 とピストン２２ｂとの軸方向隙間は、ピストン２２ｂと従動軸２０とのインロー嵌合部の嵌合長さより小さく設定されている。そのため、ピストン２２ｂを備えた従動軸２０を変速機ケース５ａに組み付けた後、変速機ケース５ｃを組み付ければ、変速機ケース５ｃの支持壁部５ｃ1 がピストン２２ｂのインロー嵌合外れを防止できる。
【００２５】
ここで、従動軸２０およびデファレンシャル装置３０の組付方法を図５を参照しながら説明する。
まず、従動プーリ２１を支持した従動軸２０の後側端部をボールベアリング２５を介して一方の変速機ケース５ａに組み付けた後、中間の変速機ケース５ｃを変速機ケース５ａに固定する。これにより、変速機ケース５ｃの支持壁部５ｃ1 によってピストン２２ｂのインロー嵌合外れが防止される。次に、中間の変速機ケース５ｃにデファレンシャル装置３０を組み付ける。このデファレンシャル装置３０には既にリングギヤ３１が固定されている。この状態が図５の左側に示されている。
次に、変速機ケース５ａに組み付けられた従動軸２０に対し、ボールベアリング２６を予め嵌合固定したギヤスリーブ２７をスプライン嵌合させる。この際、ギヤスリーブ２７のフランジ部２７ｄに形成した欠如部２７ｅをデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１側に向けて挿入することで、円滑に挿入できる。挿入の途中で、出力ギヤ２７ａをリングギヤ３１に噛み合わせる。大径なボールベアリング２６は出力ギヤ２７ａより挿入方向後側に位置しているので、ボールベアリング２６によって邪魔されることなく、ギヤスリーブ２７を従動軸２０に挿入できる。
次に、従動軸２０の軸端のねじ部２０ｂにロックナット２８を締結する。ロックナット２８の締付力によりギヤスリーブ２７は軸方向に押され、フランジ部２７ｄの端面が従動軸２０のピストン２２ｂの背面に圧接し、ピストン２２ｂを従動軸２０の段差部２０ｃに押し付けることで固定される。このようにロックナット２８の締付力は段差部２０ｃで終端となり、他方のボールベアリング２５に波及しないので、ボールベアリング２５に余計な負荷を与えずにすむ。
ロックナット２８を締結した後、他方の変速機ケース５ｂをボールベアリング２６に嵌合させることにより、組み付けを完了する。
【実施例２】
【００２６】
図６は本発明にかかるギヤスリーブの第２実施例を示す。第１実施例と同一ないし類似部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例では、ピストン２２ｂを支えるギヤスリーブ２７の端部２７ｄまで出力ギヤ（平歯車形状）２７ａを延長したものである。この場合の大径部は出力ギヤ２７ａそのものであり、欠如部は出力ギヤ２７ａの歯溝である。そのため、リングギヤ３１と干渉することなくギヤスリーブ２７を挿入することができる。
この場合も、ピストン２２ｂを支えるギヤスリーブ２７の端部２７ｄの外径寸法を大きくできるので、端面の面圧を低減でき、応力を緩和できる。
【００２７】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
第１実施例では、ギヤスリーブ２７のフランジ部２７ｄに２面幅形状の欠如部２７ｅを形成したが、欠如部はリングギヤ３１との干渉を回避できる形状であれば、１箇所のみでもよいし、対称な複数箇所（例えば３箇所）に設けてもよい。欠如部２７ｅの形状もフラット形状に限らず、円弧状でもよい。
上記実施例では、リターンスプリング２４の一端を支えかつ油圧室２２ｃの片方の側壁を構成する支持部材がピストン２２ｂである例を示したが、シリンダであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明にかかる無段変速機の一例の展開断面図である。
【図２】図１に示す無段変速機のスケルトン図である。
【図３】従動軸の構造を示す拡大断面図である。
【図４】ギヤスリーブの側面図および断面図である。
【図５】従動軸にギヤスリーブを組み付ける方法を示す断面図である。
【図６】本発明にかかる従動軸の構造の第２実施例の断面図である。
【図７】従来の無段変速機における従動軸の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の前提となる無段変速機の従動軸の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
２０ 従動軸
２０ｃ 段差部
２１ 従動プーリ
２２ 油圧サーボ
２２ｂ ピストン（支持部材）
２４ リターンスプリング
２６ ボールベアリング
２７ ギヤスリーブ
２７ａ 出力ギヤ
２７ｂ 延長部
２７ｄ フランジ部（大径部）
２７ｅ 欠如部
２８ ロックナット（締付部材）
３０ デファレンシャル装置
３１ リングギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
従動プーリの可動シーブの背面に設けられ、リターンスプリングを内蔵した油圧室と、
上記リターンスプリングの一端を支えかつ油圧室の片方の側壁を構成し、内周部が上記従動プーリの従動軸に嵌合された支持部材と、
上記従動軸にスプライン嵌合され、一端部が上記支持部材の内周部背面を押圧して上記支持部材を上記従動軸の段差部に押圧支持するとともに、外周部に出力ギヤが形成された円筒状のギヤスリーブと、
上記ギヤスリーブの他端部の外周に取り付けられ、上記出力ギヤの歯底径より大きな外径を持つボールベアリングと、
上記従動軸の軸端に螺着され、上記ギヤスリーブを介して上記支持部材を押圧支持する締付部材と、
上記出力ギヤにかみ合うギヤと、を備えた無段変速機であって、
上記ギヤスリーブの一端部に、上記支持部材の内周部背面を支持し、上記出力ギヤの歯底径より大径な部分が形成され、
上記大径な部分の一部に、上記ギヤスリーブを従動軸に組み込む際の上記ギヤとの干渉防止のための欠如部が設けられていることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
上記大径な部分に設けられた欠如部は、２面幅形状であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【請求項１】
従動プーリの可動シーブの背面に設けられ、リターンスプリングを内蔵した油圧室と、
上記リターンスプリングの一端を支えかつ油圧室の片方の側壁を構成し、内周部が上記従動プーリの従動軸に嵌合された支持部材と、
上記従動軸にスプライン嵌合され、一端部が上記支持部材の内周部背面を押圧して上記支持部材を上記従動軸の段差部に押圧支持するとともに、外周部に出力ギヤが形成された円筒状のギヤスリーブと、
上記ギヤスリーブの他端部の外周に取り付けられ、上記出力ギヤの歯底径より大きな外径を持つボールベアリングと、
上記従動軸の軸端に螺着され、上記ギヤスリーブを介して上記支持部材を押圧支持する締付部材と、
上記出力ギヤにかみ合うギヤと、を備えた無段変速機であって、
上記ギヤスリーブの一端部に、上記支持部材の内周部背面を支持し、上記出力ギヤの歯底径より大径な部分が形成され、
上記大径な部分の一部に、上記ギヤスリーブを従動軸に組み込む際の上記ギヤとの干渉防止のための欠如部が設けられていることを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
上記大径な部分に設けられた欠如部は、２面幅形状であることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２７５１４７（Ｐ２００６−２７５１４７Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９４７１６（Ｐ２００５−９４７１６）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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