输出轴支承结构和输出轴的组装方法与流程

本发明涉及一种设置于例如车辆并将来自上一级的驱动力传递到车轮的输出轴的支承结构和输出轴的组装方法。

背景技术：

在国际公开第2016/163320号公报中，其技术问题在于提供一种能够保持带轮半体的强度的同时实现带轮半体的轻量化的无级变速器。

为了解决该技术问题，在国际公开第2016/163320号公报中，涉及一种具有第一带轮(primarypulley)的无级变速器，其中，该初级带轮具有卷绕v型带的夹持槽，所述无级变速器的固定侧带轮半体在与夹持槽相反的一侧、即背面侧形成有中空部，在中央具有用于配置驱动轴的空洞，从外周侧到内周侧具有加强部件，其形成为呈圆锥的圆锥环形状。加强部件的外周侧端部抵接并安装于中空部的外周侧端面，加强部件的内周侧端部经由截面呈楔状的保持部件被安装于中空部的内周侧端面。

技术实现要素：

但是，为了减少无级变速器的摩擦，考虑将最终输出轴(中间轴)的轴支承结构从由圆锥滚子轴承支承变更为由滚珠和滚子支承。然而，在将tc壳体组装到m壳体上之前，中间轴的推力位置不确定，需要使旋转轴与某处接触来防止旋转轴落下。因此，考虑使旋转轴的下端与支承体(例如m壳体的内壁等)抵靠，来限制旋转轴的脱落。在批量生产工序中，有时需要用同一设备组装不同规格的变速器。即，有时在同一设备中，混入有需要对旋转轴的支承轴承调整垫片的规格。在垫片调整中，为了使测量尺寸保持稳定，而使旋转轴与差动装置一起在被施加了推力载荷的状态下旋转。因此，如果旋转轴与支承体的接触部分的硬度低，则担忧容易损伤、产生污物等。

为了消除上述担忧，研究了通过加工在m壳体上形成旋转轴抵靠用的突起，但为了避免中间轴组装时的落下量与组装完成后的干扰，需要较高的加工精度，从而存在组装工时增加、成本提高的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种输出轴支承结构和输出轴的组装方法，其能够以简单的结构使输出轴的旋转轴与支承体不再接触，也消除产生污物等的担忧。

本发明的第一技术方案为：一种输出轴支承结构，其具有输出轴和支承所述输出轴的支承体，所述输出轴具有旋转轴、第一滚动轴承、第二滚动轴承和齿轮，其中，所述第一滚动轴承固定于所述旋转轴的前端部；所述第二滚动轴承固定于所述旋转轴的后端部；所述齿轮的轮毂部固定于所述旋转轴，在规定期间，所述齿轮的所述轮毂部与所述第二滚动轴承接触，所述旋转轴的下端始终与所述支承体分离。

本发明的第二技术方案为：一种输出轴的组装方法，将输出轴组装于支承体，该输出轴具有旋转轴、第一滚动轴承、第二滚动轴承和齿轮，其中，所述第一滚动轴承固定于所述旋转轴的前端部；所述第二滚动轴承固定于所述旋转轴的后端部；所述齿轮的轮毂部固定于所述旋转轴，其中，在组装过程中，使所述输出轴的所述齿轮的轮毂部与所述第二滚动轴承的内圈接触，在组装后，使所述齿轮的轮毂部与所述第二滚动轴承的内圈分离。

根据参照附图所说明的下面的实施方式的说明，可容易地理解上述的目的、特征和优点。

附图说明

图1是表示应用本实施方式所涉及的输出轴支承结构的自动变速器的结构图。

图2是表示本实施方式所涉及的输出轴支承结构的结构图。

图3是局部省略地表示使用夹具将旋转轴抬起的状态的立体剖视图。

图4是表示比较例所涉及的输出轴支承结构的结构图。

图5a是表示实施例一所涉及的输出轴支承结构的结构图。图5b是表示实施例二所涉及的输出轴支承结构的结构图。

图6是表示实施例一和实施例二的评价结果的表1。

图7是表示实施例一和实施例二的评价结果的曲线图。

图8是表示本实施方式所涉及的输出轴的组装方法的流程图。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边说明本发明所涉及的输出轴支承结构和输出轴的组装方法的实施方式的例子。

首先，一边参照图1一边对应用本实施方式所涉及的输出轴支承结构10的自动变速器、例如具有具备了带轮结构的带式无级变速机构(cvt：continuouslyvariabletransmission)的自动变速器(下面，简称为“无级变速器12”)进行说明。

该无级变速器12具有输入轴16，该输入轴16经由曲轴14传递未图示的发动机的驱动力。

在输入轴16上设置有液力变矩器18，在液力变矩器18的下游侧(输出侧)设置有由行星齿轮机构、离合器以及制动机构构成的前进后退切换机构20。在前进后退切换机构20的更靠下游侧的位置设置有具有第一带轮24、第二带轮28、v型带30(环状传动带)的带式无级变速机构32。第一带轮24设置在驱动轴22上，该驱动轴22是与输入轴16同轴配置的旋转轴。第二带轮28设置在从动轴26上，该从动轴26是以规定间隔与驱动轴22平行设置的旋转轴。v型带30是卷绕在这一对的第一带轮24和第二带轮28之间的环状的带。

带式无级变速机构32所具有的第一带轮24由固定侧带轮半体40和可动侧带轮半体42构成。在固定侧带轮半体40与可动侧带轮半体42之间形成有用于夹持v型带30的夹持槽44。固定侧带轮半体40与驱动轴22被一体地固定。可动侧带轮半体42具有沿轴向朝与固定侧带轮半体40相反的一侧延伸的筒状的凸缘部46。凸缘部46花键嵌合(滚子花键嵌合)于驱动轴22。据此，可动侧带轮半体42以不能相对旋转且能够沿轴向移动的方式被安装在驱动轴22上。可动侧带轮半体42能够由液压执行机构50驱动。此外，在本实施方式中，液压执行机构50例示了单活塞式的机构，但不限于此。

第二带轮28由固定侧带轮半体52和可动侧带轮半体54构成。在固定侧带轮半体52与可动侧带轮半体54之间形成有用于夹持v型带30的夹持槽60。固定侧带轮半体52与从动轴26被一体地固定。另一方面，可动侧带轮半体54具有沿轴向朝与固定侧带轮半体52相反的一侧延伸的筒状的凸缘部62。凸缘部62经由滚子部件64而花键嵌合于从动轴26。据此，可动侧带轮半体54以不能相对旋转且能够沿轴向移动的方式被安装在从动轴26上。可动侧带轮半体54能够由具有液压室66的液压执行机构68驱动。另外，在本实施方式中，液压执行机构68例示了单活塞式的机构，但不限于此。

另外，在从动轴26的端部固定安装有驱动齿轮70。该驱动齿轮70经由设置在本实施方式所涉及的输出轴100(中间轴)的旋转轴102上的各种齿轮，驱动到达至未图示的车轮的驱动轴76a、76b。上述各种齿轮是二次减速从动齿轮104、末级减速驱动齿轮106和差动装置74的末级减速从动齿轮108。

然后，如图2所示，本实施方式所涉及的输出轴支承结构10、即输出轴100的支承结构具有上述的旋转轴102、第一滚动轴承110a、第二滚动轴承110b、上述末级减速驱动齿轮106和上述二次减速从动齿轮104。第一滚动轴承110a被固定于旋转轴102的一方的端部。第二滚动轴承110b被固定于旋转轴102的另一方的端部。末级减速驱动齿轮106形成在旋转轴102的大致中央部分。二次减速从动齿轮104具有固定在旋转轴102中的靠m壳体107的位置上的轮毂部104a。该支承结构10在规定期间使二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a的端面112b(与tc壳体114相向的端面)接触。另外，旋转轴102的下端始终与作为支承体120的结构要素之一的m壳体107的内壁分离。

二次减速从动齿轮104的轮毂部104a几乎不向第一滚动轴承110a侧突出，具有大致字母l字状(单凸缘状)，是在第二滚动轴承110b侧的角部形成有r面的倒角的程度。即，在轮毂部104a和末级减速驱动齿轮106之间形成有间隙122。

并且，作为支承体120的其他结构要素的tc壳体114在与旋转轴102相向的位置具有收纳卡簧130的环状的第一槽132a。另外，第一滚动轴承110a的外圈134a具有环状的第二槽132b。因此，在组装过程中，在将旋转轴102抬起至规定位置时，第一滚动轴承110a的第二槽132b位于与设置在tc壳体114的第一槽132a相向的位置。据此，伴随卡簧130的弹性复原，卡簧130的内周部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b。

另外，旋转轴102向单向的移动例如能够采用以下的方法。如图3所示，将tc壳体114的盖140(参照图2)拆下而使维护孔141露出。之后，例如将夹具142的一部分钩挂于旋转轴102的第一滚动轴承110a的第二槽132b，使旋转轴102向单向(例如上方)移动。

＜第一实施例＞

在此，一边参照图2和图4一边对实施例和比较例进行说明。

[实施例]

如图2所示，具有上述的本实施方式所涉及的输出轴支承结构10。

[比较例]

如图4所示，具有使旋转轴102的下端与支承体120(例如m壳体107的内壁等)抵靠而限制旋转轴102的脱落的结构。此外，为了方便，关于附图标记，对与实施例对应的部件标注相同的附图标记。

[比较例和实施例的评价]

在批量生产工序中，包括差动装置74用于调整垫片的尺寸测量。此时，为了使测量尺寸保持稳定，在施加了推力载荷的状态下使差动装置74旋转来实施测量。在批量生产工序中，有时需要用同一设备组装不同规格的变速器，但在本次的事例中，在同一设备中，混入有需要对旋转轴102的支承轴承调整垫片的规格。因此，为了共用设备，需要使旋转轴102与差动装置74一起在被施加了推力载荷的状态下旋转。因此，在比较例(参照图4)中，如果旋转轴102与支承体120的接触部分的硬度低，则担忧容易损伤、产生污物等。另外，如果产品之间的抵靠位置的偏差大，则形成于第一滚动轴承110a的外圈134a的环状的第二槽132b的位置出现偏差。在该情况下，在盖上tc壳体114后，当打开盖140时，还存在如下担忧：第二槽132b不露出，使旋转轴102的上拉作业无法执行。因此，对于抵靠部分144，在紧密度上需要进行高精度的加工，在成本方面也存在问题。

与此相对，实施例(参照图2)为在规定期间、例如在差动装置74用于调整垫片的尺寸测量等中，使二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b接触的结构。因此，能够限制旋转轴102的脱落，并且能够使旋转轴102的下端始终与支承体120分离。其结果，使旋转轴102与支承体120不再接触，也消除了产生污物等的担忧。而且，几乎不会出现比较例那样的环状的第二槽132b的位置产生偏差的情况。其结果，在覆盖tc壳体114后，当打开盖140时，也不会产生第二槽132b不露出的问题。

＜第二实施例＞

[实施例一]

如图2和图5a所示，具有上述的本实施方式所涉及的输出轴支承结构10，在二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与末级减速驱动齿轮106之间形成有间隙122。

[实施例二]

如图5b所示，具有与实施例一大致相同的结构，但在以下方面不同。二次减速从动齿轮104的轮毂部104a也向末级减速驱动齿轮106侧突出。在轮毂部104a与末级减速驱动齿轮106之间不形成间隙。

[实施例一和实施例二的评价方法、评价结果]

在输入转矩和足轴转矩不同的情况下，通过fem解析(finiteelementmethod，有限单元法)对实施例一和实施例二的各旋转轴102上产生的拉伸应力、压缩应力、平均应力和应力振幅进行评价。此外，各旋转轴102的构成材料为scm420h(在cr钢中添加了mo的渗碳钢)。

评价结果示于图6的表1。另外，将相对于平均应力的应力振幅与scm420h的疲劳极限线la一起表示在图7的曲线图中。

根据图6的表1，实施例一与实施例二相比，拉伸应力、压缩应力、平均应力和应力振幅较低，能够得到良好的结果。另外，根据图7的曲线图可知，实施例一低于scm420h的疲劳极限线la，对降低应力有效。

另外，作为附带效果，如实施例一所示，通过将二次减速从动齿轮104的轮毂部104a设定为单凸缘状，能够增大旋转轴102的直径，从而能够增加与旋转轴102的花键齿数。而且，能够增大末级减速驱动齿轮106与二次减速从动齿轮104之间的直径(与间隙122对应的部分的直径)，而不增大旋转轴102整体的外径。即，可知实施例一相对于实施例二是耐高转矩负荷的结构。

[输出轴的组装方法]

接着，一边参照图8的流程图一边说明本实施方式所涉及的输出轴的组装方法。

首先，在图8的步骤s1中，在m壳体107内配置输出轴100等。

之后，在步骤s2中，使输出轴100的二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a接触。

在步骤s3中，在规定期间，进行差动装置74用于调整垫片的尺寸测量。此时，输出轴100的二次减速从动齿轮104的轮毂部104a为与第二滚动轴承110b的内圈112a接触的状态，旋转轴102的下端为与支承体120分离的状态。

在上述尺寸测量结束后，在步骤s4中，从tc壳体114的维护孔141(参照图3)扩展卡簧130的同时，将tc壳体114盖在m壳体107上。

在步骤s5中，将夹具142的一部分钩挂于旋转轴102的第一滚动轴承110a的第二槽132b中，并将旋转轴102向上方抬起。此时，在将旋转轴102抬起至规定位置时，第一滚动轴承110a的第二槽132b位于与设置在tc壳体114上的第一槽132a相向的位置。据此，伴随着卡簧130的弹性复原，卡簧130的内周部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b，旋转轴102被tc壳体114旋转自如地支承。

然后，在步骤s6中，将盖140安装到tc壳体114的维护孔141上，从而作业结束。

上述实施方式可概括如下。

[1]本实施方式所涉及的输出轴支承结构10具有输出轴100和支承输出轴100的支承体120，输出轴100具有旋转轴102、固定在旋转轴102的一方的端部的第一滚动轴承110a、固定在旋转轴102的另一方的端部的第二滚动轴承110b、和轮毂部104a固定在旋转轴102的二次减速从动齿轮104，在规定期间，二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b接触，旋转轴102的下端始终与支承体120分离。

在现有技术中，在将tc壳体114组装到m壳体107上之前，输出轴100(中间轴)的推力位置不确定，需要使旋转轴102与某处接触来防止旋转轴102落下。因此，考虑使旋转轴102的下端与支承体120(例如m壳体107的内壁等)抵靠，来限制旋转轴102的脱落。在批量生产工序中，在该状态下，进行差动装置74用于调整垫片的尺寸测量。此时，旋转轴102与差动装置74一起在被施加了推力载荷的状态下旋转。因此，如果旋转轴102与支承体120的接触部分的硬度低，则担忧容易损伤、产生污物等。

因此，在规定期间，例如在差动装置74用于调整垫片的尺寸测量等中，通过使其为二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b接触的结构，能够限制旋转轴102的脱落，并且能够使旋转轴102的下端始终与支承体120分离。其结果，使旋转轴102与支承体120不再接触，也消除了产生污物等的担忧。

[2]在输出轴支承结构10中，二次减速从动齿轮104的轮毂部104a仅向第二滚动轴承110b突出。

据此，能够使旋转轴102的直径中、固定二次减速从动齿轮104的部分的直径变大，相应地增加用于固定二次减速从动齿轮104的轮毂部104a的齿数，而且，能够缩短轮毂部104a的轴向长度。其结果，能够使轮毂部104a成为大致字母l字状，并且能够使角部的r扩大而使轮毂部104a具有强度。能够在轮毂部104a与其他齿轮(例如末级减速驱动齿轮106)之间具有间隙122，从而能够使横向载荷的集中点分散。当然，也能够局部增大轮毂部104a与其他齿轮(例如末级减速驱动齿轮106)之间的部分，而不增大旋转轴102整体。这与使旋转轴102的强度增大相关。

[3]在输出轴支承结构10中，支承体120在与旋转轴102相向的位置具有收纳卡簧130的环状的第一槽132a，第一滚动轴承110a的外圈134a具有供卡簧130的内圈部卡止的环状的第二槽132b。

通过使旋转轴102向单向移动而使支承体120的第一槽132a与第一滚动轴承110a的第二槽132b相向，由此使卡簧130的内周部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b，据此，能够将旋转轴102旋转自如地固定并定位于支承体120。旋转轴102向单向的移动例如可以采用将夹具142的一部分钩挂于旋转轴102的第二槽132b中而向单向移动等方式。

[4]在输出轴支承结构10中，在卡簧130的内圈部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b之前，二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a的端面112b接触。在卡簧130的内圈部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b之前，由于旋转轴102不固定于支承体120，因此，虽然旋转轴102向下方移动，但通过二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a接触，被阻止进一步向下方移动，从而使旋转轴102的脱落受到限制。

因此，如上所述，使旋转轴102与支承体120不再接触，也消除了产生污物等的担忧。

[5]在输出轴支承结构10中，在卡簧130的内圈部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b之后，二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a分离。

在上述的差动装置74用于调整垫片的尺寸测量等结束后，抬起旋转轴102，将卡簧130的内圈部与第一滚动轴承110a的第二槽132b卡止。据此，二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a分离，旋转轴102旋转自如地固定在支承体120上。

[6]本实施方式所涉及的输出轴的组装方法为将输出轴100组装于支承体120的输出轴100的组装方法，该输出轴100具有旋转轴102、第一滚动轴承110a、第二滚动轴承110b和二次减速从动齿轮104，其中，所述第一滚动轴承110a固定于旋转轴102的一方的端部；所述第二滚动轴承110b固定于旋转轴102的另一方的端部；所述二次减速从动齿轮104的轮毂部104a固定于旋转轴102，其中，在组装过程中，使输出轴100的二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a的端面112b接触，在组装后，使二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a分离。

在规定期间，例如在差动装置74用于调整垫片的尺寸测量等中，通过使二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a接触，能够限制旋转轴102的脱落，并且能够使旋转轴102的下端始终与支承体120分离。其结果，使旋转轴102与支承体120之间不再接触，也消除了产生污物等的担忧。由此，能够实现质量的提高、生产效率的提高。

[7]在输出轴的组装方法中，支承体120在与旋转轴102相向的位置具有收纳卡簧130的环状的第一槽132a，第一滚动轴承110a的外圈134a具有供卡簧130的内圈部卡止的环状的第二槽132b，组装过程在卡簧130的内圈部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b之前，组装后，成为卡簧130的内圈部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b的状态。

在组装过程中，由于卡簧130的内圈部不卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b，旋转轴102不固定于支承体120，因此，虽然旋转轴102向下方移动，但通过二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a的端面112b接触，被阻止进一步向下方移动，从而使旋转轴102的脱落受到限制。然后，通过将旋转轴102向单向移动，使支承体120的第一槽132a与第一滚动轴承110a的第二槽132b相向，由此在组装后成为卡簧130的内圈部卡止于第一滚动轴承110a的第二槽132b的状态，因此，二次减速从动齿轮104的轮毂部104a与第二滚动轴承110b的内圈112a分离，旋转轴102旋转自如地固定于支承体120。

[8]在输出轴的组装方法中，从组装过程到组装后，旋转轴102的下端始终与支承体120分离。

据此，使旋转轴102与支承体120不再接触，也消除了产生污物等的担忧，能够实现质量的提高、生产效率的提高。

以上说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改变。