JP7258436B2 - 軸固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、保持部材に保持される軸を保持部材に固定する構造に関する。

たとえば、自動変速機を搭載した車両では、エンジンなどの駆動源からの動力がトルクコンバータを介して自動変速機に伝達される。

トルクコンバータは、ポンプインペラとタービンランナとの間にステータが配置された構成を有している。駆動源からの動力によりポンプインペラが回転すると、ポンプインペラからタービンランナに向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナのブレードで受けられて、タービンランナが回転する。そして、タービンランナの回転が自動変速機に伝達されることにより、トルクコンバータによる自動変速機への動力の伝達が達成される。ステータが設けられていることにより、タービンランナからポンプインペラに戻されるオイルの流れがポンプインペラの回転を加速する方向に偏向され、ポンプインペラの回転トルクが増幅される。

ステータは、ステータシャフトにワンウエイベアリングにより保持されている。そして、ステータシャフトは、たとえば、トルクコンバータおよび自動変速機を収容するユニットケースに固定される。ステータシャフトをユニットケースに固定的に保持させる方式として、ステータシャフトの外周面にローレットを形成し、そのローレットが形成された部分をユニットケースに圧入する方式が知られている。

特開２００８－２０８８９２号公報

その方式では、ステータシャフトに入力される捻り荷重（回転方向の荷重）に対して、その荷重を受け持つことができる。しかしながら、ステータシャフトには、ステータがオイルの流れを受けることによる振れ回り荷重や油圧により、軸方向の荷重が発生する。そのため、ステータシャフトがユニットケースへの圧入方向と反対方向にずれるおそれがある。

本発明の目的は、保持部材に圧入される軸が圧入方向と反対方向にずれることを抑制できる、軸固定構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る軸固定構造は、保持部材に保持される軸を保持部材に固定する構造であって、保持部材には、軸が圧入される円筒面と、円筒面で開放される円柱状の貫通穴とが形成されており、貫通穴には、タッピンねじがねじ込まれ、軸の周面には、貫通穴にねじ込まれたタッピンねじの先端部を受け入れる溝が形成されている。

この構造では、保持部材に円筒面および貫通穴が形成されている。円筒面には、軸が圧入される。貫通穴には、タッピンねじがねじ込まれる。貫通穴は、円筒面で開放されており、タッピンねじは、円筒面から突出して、その先端部が軸の周面に形成された溝に受け入れられる。そのため、軸に圧入方向と反対方向の軸方向荷重が加わったときに、タッピンねじがストッパとなって、軸が圧入方向と反対方向にずれることを抑制できる。

また、タッピンねじが貫通穴にねじ込まれるので、貫通穴の内周面に雌ねじが形成され、その雌ねじ形成後のスプリングバックにより、雌ねじとタッピンねじとの隙間がなくなって耐緩み性が生じる。そのため、緩み防止のための接着剤の塗布が不要であり、材料コストおよび工程数の低減を図ることができる。

本発明の他の局面に係る軸固定構造は、保持部材に保持される軸を保持部材に固定する構造であって、保持部材には、軸が圧入される円筒面と、円筒面で開放される円柱状の貫通穴とが形成されており、貫通穴は、円筒面の中心線の方向に対して傾斜する方向に延び、貫通穴には、平面状の先端面を有するねじがねじ込まれ、軸の周囲には、貫通穴にねじ込まれたねじの先端部を受け入れる溝が形成され、溝は、貫通穴の中心線と直交する当接面を有している。

この構造では、保持部材に円筒面および貫通穴が形成されている。円筒面には、軸が圧入される。貫通穴には、ねじがねじ込まれる。貫通穴は、円筒面で開放されており、ねじは、円筒面から突出して、その先端部が軸の周面に形成された溝に受け入れられる。そのため、軸に圧入方向と反対方向の軸方向荷重が加わったときに、ねじがストッパとなって、軸が圧入方向と反対方向にずれることを抑制できる。

しかも、貫通穴が円筒面の中心線の方向に対して傾斜し、溝が貫通穴の中心線と直交する当接面を有しているので、その当接面に貫通穴にねじ込まれたねじの先端面を当接させることができる。ねじの先端面が溝の当接面に当接することにより、ねじと軸との間のがたがなくなるので、軸が圧入方向と反対方向にずれることを一層抑制できる。

いずれの軸固定構造においても、軸の外周面にローレットが形成されて、そのローレットが形成された部分が保持部材の円筒面内に圧入されることが好ましい。これにより、軸に捻り荷重が加わったときに、その捻り荷重をローレットの圧入部分で受け持つことができる。そのため、軸が捻り方向にずれることをより抑制できる。

本発明によれば、保持部材に圧入される軸が圧入方向と反対方向にずれることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る軸固定構造が適用された変速ユニットの一部を示す斜視図である。 変速ユニットの一部をトルクコンバータの回転軸線方向の一方側から見た図である。 図２に示される切断面線Ａ－Ａにおけるステータシャフトおよびユニットケースの断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜軸固定構造＞
図１は、本発明の一実施形態に係る軸固定構造が適用された変速ユニット１の一部を示す斜視図である。

変速ユニット１は、ユニットケース２内にトルクコンバータと自動変速機とを収容し、エンジンなどの駆動源からの動力を変速するユニットである。トルクコンバータは、ポンプインペラとタービンランナとの間にステータが配置された構成を有しており、ステータは、ステータシャフト３にワンウエイベアリングにより保持されている。ステータシャフト３は、ユニットケース２に固定されている。

図２は、変速ユニット１の一部をトルクコンバータの回転軸線方向の一方側から見た図である。図３は、図２に示される切断面線Ａ－Ａにおけるユニットケース２およびステータシャフト３の断面図である。

ユニットケース２には、部分的に厚みを大きくすることにより厚肉部１１が形成されている。厚肉部１１には、シャフト挿通穴１２がトルクコンバータの回転軸線方向（以下、単に「回転軸線方向」という。）に貫通して形成されている。シャフト挿通穴１２は、中心線が回転軸線方向に延びる円筒面１３を有している。また、厚肉部１１は、回転軸線方向の一方側の端部１４がその一方側に向けて縮径した円錐台状に形成されている。

また、ユニットケース２には、円柱状の貫通穴１５が形成されている。貫通穴１５は、回転軸線方向に対して傾斜して延びている。そして、貫通穴１５は、円筒面１３と円錐台状の端部１４の周面との間を貫通し、その両端が円筒面１３と端部１４の周面とで開放されている。

ステータシャフト３は、略円筒状に形成されており、その一端部は、ユニットケース２のシャフト挿通穴１２の直径よりも僅かに大きい外径を有する圧入部２１として形成されている。ステータシャフト３は、シャフト挿通穴１２に回転軸線方向の一方側、つまりユニットケース２の端部１４が形成されている側から、圧入部２１と反対側の端部をシャフト挿通穴１２に向けて、シャフト挿通穴１２に挿通される。そして、圧入部２１がシャフト挿通穴１２に圧入される。

圧入部２１の周面には、シャフト挿通穴１２に対する圧入方向の上流側（圧入部２１がシャフト挿通穴１２に圧入された状態における回転軸線方向の一方側）の端部に、たとえば、ステータシャフト３の中心線方向に延びる多数の突条からなるローレット２２が形成されている。そのため、圧入部２１がシャフト挿通穴１２に圧入されるときに、シャフト挿通穴１２の円筒面１３がローレット２２によるローレット加工を受ける。

また、圧入部２１の周面には、溝２３が形成されている。溝２３は、当接面２４を有する断面略Ｖ字状をなしている。当接面２４は、圧入部２１がシャフト挿通穴１２に圧入された状態で貫通穴１５の中心線に対して直交する平面に形成されている。

圧入部２１がシャフト挿通穴１２に圧入される際、溝２３が貫通穴１５と重なるように、ステータシャフト３の回転位置が調整される。そして、溝２３が貫通穴１５に重なる位置まで圧入部２１がシャフト挿通穴１２に圧入されると、貫通穴１５にねじ２５がねじ込まれる。ねじ２５は、タッピンねじであって、ねじ頭を有していないいもねじである。ねじ２５の両端は、略平面に形成されており、一方側の端面には、たとえば、工具を嵌合させるための角穴（たとえば、六角穴または六角星穴）が形成されている。ねじ２５は、角穴が形成されている端面と反対側の端面を貫通穴１５内に向けて、貫通穴１５にねじ込まれる。このとき、貫通穴１５の内周面に雌ねじが塑性成形され、そのセルフタップ後には、スプリングバックにより雌ねじとねじ２５のねじ山との間の隙間がなくなる。ねじ２５は、シャフト挿通穴１２の円筒面１３から突出し、先端面が溝２３の当接面２４に当接するまでねじ込まれる。

＜作用効果＞
以上のように、ユニットケース２にシャフト挿通穴１２による円筒面１３と貫通穴１５とが形成されている。円筒面１３には、ステータシャフト３の圧入部２１が圧入される。貫通穴１５には、ねじ２５がねじ込まれる。貫通穴１５は、円筒面１３で開放されており、ねじ２５は、円筒面１３から突出して、その先端部が圧入部２１の周面に形成された溝２３に受け入れられる。そのため、圧入部２１に圧入方向と反対方向の圧入部２１方向荷重が加わったときに、ねじ２５がストッパとなって、圧入部２１が圧入方向と反対方向にずれることを抑制できる。

しかも、貫通穴１５が回転軸線方向（円筒面１３の中心線の方向）に対して傾斜し、溝２３が貫通穴１５の中心線と直交する当接面２４を有しているので、その当接面２４に貫通穴１５にねじ２５込まれたねじ２５の先端面を当接させることができる。ねじ２５の先端面が溝２３の当接面２４に当接することにより、ねじ２５と圧入部２１との間のがたがなくなるので、圧入部２１が圧入方向と反対方向にずれることを一層抑制できる。

さらに、圧入部２１の外周面にローレット２２が形成されており、そのローレット２２が形成された部分がユニットケース２のシャフト挿通穴１２に圧入される。これにより、圧入部２１に捻り荷重が加わったときに、その捻り荷重をローレット２２の圧入部分で受け持つことができる。そのため、圧入部２１が捻り方向にずれることをより抑制できる。

また、ねじ２５がタッピンねじであり、そのねじ２５が貫通穴１５にねじ込まれるので、貫通穴１５の内周面に雌ねじが形成され、その雌ねじ形成後のスプリングバックにより、雌ねじとねじ２５との隙間がなくなって耐緩み性が生じる。そのため、ねじ２５に緩み防止のための接着剤を塗布する必要がなく、その接着剤の塗布にかかる分の材料コストおよび工程数が削減される。

しかも、ねじ２５がいもねじであるから、ユニットケース２にねじ頭が着座する座面を形成する必要がないので、その座面の形成にかかる分のコストおよび工程数が削減される。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、ねじ２５は、ねじ頭を有するタッピンねじであってもよいし、セルフタップが生じないいもねじであってもよい。また、ねじ２５は、ねじ頭を有してセルフタップが生じない一般的なねじであってもよい。ねじ２５がタッピンねじでない場合（セルフタップを生じないねじである場合）には、ねじ２５に緩み防止のための接着剤が塗布されてもよい。

また、ステータシャフト３をユニットケース２に固定する構造に本発明が適用された場合を例にとったが、本発明は、保持部材に保持される軸を保持部材に固定する構造に広く適用することができる。ただし、ステータシャフト３には、ステータがオイルの流れを受けることによる振れ回り荷重や油圧により、軸方向の荷重が発生するので、ステータシャフト３をユニットケース２に固定する構造に本発明が適用される場合、とくに顕著な効果を奏する。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２：ユニットケース（保持部材）
３：ステータシャフト（軸）
１３：円筒面
１５：貫通穴
２３：溝
２４：当接面
２５：ねじ（タッピンねじ）

Claims (2)

1. 保持部材に保持される軸を前記保持部材に固定する構造であって、
   前記保持部材には、前記軸が圧入される円筒面と、前記円筒面で開放される円柱状の貫通穴とが形成されており、
   前記貫通穴には、タッピンねじがねじ込まれ、
   前記軸の周面には、前記貫通穴にねじ込まれた前記タッピンねじの先端部を受け入れる溝と、ローレットとが形成され、
   前記円筒面内には、前記軸における前記ローレットが形成されている部分が圧入される、軸固定構造。
2. 保持部材に保持される軸を前記保持部材に固定する構造であって、
   前記保持部材には、前記軸が圧入される円筒面と、前記円筒面で開放される円柱状の貫通穴とが形成されており、
   前記貫通穴は、前記円筒面の中心線に対して傾斜する方向に延び、
   前記貫通穴には、平面状の先端面を有するねじがねじ込まれ、
   前記軸の周面には、前記貫通穴にねじ込まれた前記ねじの先端部を受け入れる溝と、ローレットとが形成され、
   前記溝は、前記貫通穴の中心線の方向と直交する当接面を有し、
   前記円筒面内には、前記軸における前記ローレットが形成されている部分が圧入される、軸固定構造。

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