JP2005069370A - 車両用自動変速機の二重軸支持構造 - Google Patents

車両用自動変速機の二重軸支持構造 Download PDF

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Abstract

【課題】軽量化が可能な二重軸支持構造を提供することである。
【解決手段】自動変速機の二重軸支持構造であって、複数のギヤを有するアウターシャフトと、第１端近傍に固定された第１ギヤと第２端近傍に一体的に形成された大径部を有するインナーシャフトを含んでいる。インナーシャフトの一端と自動変速機のケースの間には第１軸受が介装され、インナーシャフトの大径部とケースの間には第２軸受が介装されている。更に、アウターシャフトの一端と第１ギヤの間には第３軸受が介装され、アウターシャフトの他端とインナーシャフトの大径部の間には第４軸受が介装されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用自動変速機の二重軸支持構造に関する。
従来の二重軸支持構造としては、例えば図１に示すような構造が知られている。図1において、インナーシャフト２の端部にはギヤ４が一体的に形成されており、このギヤ４はギヤ６と噛み合っている。インナーシャフト２上にはニードルベアリング１０を介してアウターシャフト８が回転自在に支持されている。アウターシャフト８の端部近傍にはギヤ１２が一体的に形成されている。アウターシャフト８の端部とケース１６の間にはボールベアリング１４が介装されている。
この二重軸支持構造では、ギヤ４より入力される荷重はニードルベアリング１０を介してアウターシャフト８に入力され、更にボールベアリング１４を介してケース１６で支持される。
しかし、この支持構造では、動力伝達用のギヤ４の反力によりインナーシャフト２には曲げ荷重及び捻り荷重が入力され、更に双方の荷重に対応した軸径が必要となるため、インナーシャフトの直径及び重量が増加するという問題がある。
また、ギヤ４が受ける曲げ荷重をインナーシャフト２を介してニードルベアリング１０及びローラベアリング１４で受ける構造のため、インナーシャフト２の強度が必要となりインナーシャフト２の直径が増加してしまうという問題がある。
図２は二重軸支持構造の他の従来例を示している。この二重軸支持構造では、インナーシャフト２はローラベアリング１８を介してケース１６で支持され、アウターシャフト８はローライトベアリング１４を介してケース１６で支持されている。
しかし、この二重軸支持構造でも、図１に示した支持構造と同様に、動力伝達用のギヤ４の反力によりインナーシャフト２には曲げ荷重及び捻り荷重が入力され、双方の荷重に対応した軸径が必要となるため、インナーシャフト２の直径及び重量が増加するという問題がある。
特開２００１−３２３９７３号公報
よって、本発明の目的は、インナーシャフトの小径化及び軽量化が可能な自動変速機の二重軸支持構造を提供することである。
請求項1記載の発明によると、自動変速機の二重軸支持構造であって、第１端、第２端及び複数のギヤを有するアウターシャフトと、第１端、第２端、該第１端近傍に固定された第１ギヤ及び該第２端近傍に一体的に形成された大径部を有するインナーシャフトと、前記インナーシャフトの第１端と自動変速機のケースの間に介装され、前記インナーシャフトの第１端を回転自在に支持する第１軸受と、前記インナーシャフトの前記大径部と前記ケースの間に介装され、前記大径部を回転自在に支持する第２軸受と、前記アウターシャフトの第１端と前記第１ギヤの間に介装され、前記アウターシャフトの第１端を回転自在に支持する第３軸受と、前記アウターシャフトの第２端と前記インナーシャフトの前記大径部の間に介装され、前記アウターシャフトの第２端を回転自在に支持する第４軸受と、を具備したことを特徴とする自動変速機の二重軸支持構造が提供される。
請求項２記載の発明によると、自動変速機の二重軸支持構造であって、第１端、第２端及び複数のギヤを有するアウターシャフトと、第１端、第２端、該第１端に固定された第１ギヤ及び該第２端近傍に一体的に形成された大径部を有するインナーシャフトと、前記第１ギヤと前記アウターシャフトの第１端の間に介装され、前記インナーシャフトの第１端を回転自在に支持する第１軸受と、前記インナーシャフトの前記大径部と自動変速機のケースの間に介装され、前記大径部を回転自在に支持する第２軸受と、前記アウターシャフトの第１端近傍と前記ケースの間に介装され、前記アウターシャフトの第１端を回転自在に支持する第３軸受と、前記アウターシャフトの第２端と前記インナーシャフトの前記大径部の間に介装され、前記アウターシャフトの第２端を回転自在に支持する第４軸受と、を具備したことを特徴とする自動変速機の二重軸支持構造が提供される。
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、ギヤ反力をインナーシャフトを介さずアウターシャフトもしくはトランスミッションケースで直接支持する二重軸支持構造が提供される。
よって、ギヤ反力による曲げ荷重がインナーシャフトに伝達されるのを抑制することができ、インナーシャフトはトルク伝達に必要なねじり剛性のみを確保すればよいため、インナーシャフトの小径化及び軽量化が可能となる。
また、二重軸構造であることがら、インナーシャフトを小径化するとアウターシャフトの小径化も可能となり、二重軸構造の更なる軽量化及び小型化を達成できる。
図３を参照すると、本発明の二重軸支持構造を採用した７速自動変速機の概略構成図が示されている。入力軸２０、出力軸２２、第１中間軸２４、第２中間軸２６、第３中間軸２８は互いに平行に配置されている。
入力軸２０は図示しないトルクコンバータのタービンランナーに連結されている。以下、第1速（ロー）から第7速の各速度段についての動力伝達経路を説明する。
第1速の場合には、入力軸２０の回転は、入力軸２０に固定されたギヤ３０、アイドラーギヤ３２、第１中間軸２４に固定されたギヤ３４、第１中間軸２４、第1速クラッチ（ロークラッチ）３６、ギヤ３８、出力軸２２にワンウェイクラッチ４２を介して取り付けられたギヤ４０、出力軸２２、及び出力軸２２に固定されたファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
ファイナルドライブギヤ４４は図示しないファイナルドリブンギヤに噛み合っており、ファイナルドライブギヤ４４及びファイナルドリブンギヤの終減速比によって減速された後、出力軸２２の回転は図示しないデファレンシャル装置に伝達され、左右の駆動輪が前進方向に回転する。
第２速の場合には、入力軸２０の回転は、ギヤ３０、アイドラーギヤ３２、ギヤ３４、第１中間軸２４、第２速クラッチ４６、ギヤ４８、出力軸２２に固定されたギヤ５０、及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
第３速の場合には、入力軸２０の回転は、第3速クラッチ５２、ギヤ５４、ギヤ５０及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
第４速の場合には、入力軸２０の回転は、ギヤ３０、ギヤ５８、第４速及びリバース兼用クラッチ６０、第２中間軸２６、シンクロ機構（Ｆ／Ｒチャンファ）６２、ギヤ６４、ギヤ６６、ギヤ６８、及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
第５速の場合には、入力軸の２０の回転は、ギヤ３０、ギヤ３２、ギヤ３４、第１中間軸２４、第5速クラッチ７０、ギヤ７２、ギヤ６８、及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
第６速の場合には、入力軸２０の回転は、第6速クラッチ７４、ギヤ６６、ギヤ６８及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
第７速の場合には、入力軸２０の回転は、入力軸２０に固定されたギヤ７６、第３中間軸２８に固定されたギヤ７８、第３中間軸２８、第７速クラッチ８０、第２中間軸２６、シンクロ機構６２、ギヤ６４、ギヤ６６、ギヤ６８、及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
一方、リバース駆動の場合には、入力軸２０の回転は、ギヤ３０、ギヤ５８、第４速及びリバース兼用クラッチ６０、第２中間軸２６、シンクロ機構６２、ギヤ８２、アイドラーギヤ８４、ギヤ５４、ギヤ５０、及び出力軸２２を介してファイナルドライブギヤ４４に伝達される。
ここで、出力軸２２に固定されたギヤ６８は第４速、第５速、第６速、及び第７速共用ギヤである。同じく、出力軸２２に固定されたギヤ５０は第２速、第３速及びリバース共用ギヤである。
次に、図４の縦断面図を参照して、本発明の特徴である車両用自動変速機の二重軸支持構造について詳細に説明する。第３中間軸であるインナーシャフト２８の第１端（左端）にはギヤ７８がスプライン嵌合されている。
トランスミッションケース８８とギヤ７８の間にはボールベアリング９０が介装され、インナーシャフト２８の第１端はトランスミッションケース８８に対して回転自在に支持されている。
第２中間軸であるアウターシャフト２６の第１端（左端）とギヤ７８の間にはボールベアリング９４が介装され、アウターシャフト２６の第１端はインナーシャフト２８に対して回転自在に支持されている。
インナーシャフト２８の第２端（右端）近傍には大径部９６が一体的に形成されている。大径部９６とトランスミッションケース８８の間にはボールベアリング９２が介装され、インナーシャフト２８の大径部９６はトランスミッションケース８８に対して回転自在に支持されている。
アウターシャフト２６の第２端（右端）とインナーシャフト２８の大径部９６の間にはボールベアリング９８が介装され、アウターシャフト２６の第２端はインナーシャフト２８に対して回転自在に支持されている。
アウターシャフト２６にはギヤ５８、ギヤ６４、ギヤ８２が回転自在に取り付けられており、シンクロ機構６２がスプライン６１により回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。シンクロ機構６２はシストホーク６３により左右にスライドされる。
第４速及びリバース兼用クラッチ６０は、ギヤ５８と一体的に形成されたインナーハブ１００を含んでいる。インナーハブ１００には複数枚のクラッチディスク１０２が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
更に、クラッチディスク１０２と交互に配置されるようにアウターシャフト２６に固定されたクラッチガイド１０４に回転不能且つ軸方向移動可能に複数のクラッチプレート１０６が取り付けられている。
１０８はクラッチピストンであり、クラッチガイド１０４とクラッチピストン１０８の間にはピストン室１１０が画成されている。ピストン室１１０に油圧が導入されていない場合には、クラッチ６０はリターンスプリング１１２の付勢力によりオフにされている。
ピストン室１１０に油圧が導入されると、クラッチピストン１０８はリターンスプリング１１２の付勢力に抗して図で左方向に移動され、これによりクラッチプレート１０６がクラッチディスク１０２に強固に押し付けられ、クラッチ６０が係合する。
第７速クラッチ８０はインナーシャフト２８の大径部９６と一体的に形成されたインナーハブ９７を含んでいる。インナーハブ９７には複数のクラッチディスク１１４が回転不能且つ軸方向移動可能に取り付けられている。
更に、クラッチディスク１１４と交互に配置されるようにアウターシャフト２６に固定されたクラッチガイド１１６に回転不能且つ軸方法移動可能に複数のクラッチプレート１１８が取り付けられている。
１２０はクラッチピストンであり、クラッチガイド１１６とクラッチピストン１２０の間にはピストン室１２２が画成されている。ピストン室１２２に油圧が導入されていない場合には、クラッチ８０はリターンスプリングとして作用する皿ばね１２４の付勢力によりオフになっている。
ピストン室１２２に油圧が導入されると、クラッチピストン１２０は皿ばね１２４の付勢力に抗して図で右方向に移動され、これによりクラッチプレート１１８がクラッチディスク１１４に強固に押し付けられ、クラッチ８０が係合する。
以上説明した本実施形態の二重軸支持構造によると、第１端（左端）側では、ギヤ８２からの曲げ荷重がボールベアリング９４を介してギヤ７８に伝達され、更にボールベアリング９０を介してトランスミッションケース８８で支持されるため、インナーシャフト２８に加わる曲げ荷重を抑制することができ、インナーシャフト２８を小径化することができる。
一方、第２端（右端）側では、ギヤ５８又はギヤ６４からの曲げ荷重は、ボールベアリング９８を介してインナーシャフト２８の大径部９６に伝達され、更にボールベアリング９２を介してトランスミッションケース８８で支持されるため、インナーシャフト２８に加わる曲げ荷重を抑制することができ、インナーシャフト２８を小径化することができる。
図５を参照すると、本発明第２実施形態の二重軸支持構造の縦断面図の一部が示されている。本実施形態は、図４で説明した左端側支持構造の代替実施形態であり、右端側の支持構造は図４で示した実施形態の右端側支持構造と同様である。
インナーシャフト２８の第１端（左端）にはギヤ７８が固定されている。アウターシャフト２６の第１端（左端）近傍とトランスミッションケース８８の間にはボールベアリング１２８が介装され、アウターシャフト２６の左端がトランスミッションケース８８に対して回転自在に支持されている。
アウターシャフト２６の左端とギヤ７８の内周の間にはボールベアリング１２６が介装され、インナーシャフト２８の左端がアウターシャフト２６に対して回転自在に支持されている。
この第２実施形態によると、動力伝達時のギヤ７８の反力はボールベアリング１２６を介してアウターシャフト２６に伝達され、更にボールベアリング１２８を介してトランスミッションケース８８により支持される。よって、インナーシャフト２８に加わる曲げ荷重を抑制することができ、インナーシャフト２８を小径化することができる。
従来の二重軸支持構造の一例を示す縦断面図である。 従来の二重軸支持構造の他の例を示す縦断面図である。 本発明の二重軸支持構造を採用した７速自動変速機の概略構成図である。 本発明第１実施形態の二重軸支持構造の縦断面図である。 本発明第２実施形態の二重軸支持構造の縦断面図の一部を示す図である。
符号の説明
２０ 入力軸
２２ 出力軸
２４ 第１中間軸
２６ 第２中間軸（アウターシャフト）
２８ 第３中間軸（インナーシャフト）
３６ 第１速クラッチ（ロークラッチ）
４６ 第２速クラッチ
５２ 第３速クラッチ
６０ 第４速及びリバース兼用クラッチ
６２ シンクロ機構（Ｆ／Ｒチャンファ）
７０ 第５速クラッチ
７４ 第６速クラッチ
８０ 第７速クラッチ
９０，９２，９４，９８ ボールベアリング
９６ 大径部

Claims (2)

  1. 自動変速機の二重軸支持構造であって、
    第１端、第２端及び複数のギヤを有するアウターシャフトと、
    第１端、第２端、該第１端近傍に固定された第１ギヤ及び該第２端近傍に一体的に形成された大径部を有するインナーシャフトと、
    前記インナーシャフトの第１端と自動変速機のケースの間に介装され、前記インナーシャフトの第１端を回転自在に支持する第１軸受と、
    前記インナーシャフトの前記大径部と前記ケースの間に介装され、前記大径部を回転自在に支持する第２軸受と、
    前記アウターシャフトの第１端と前記第１ギヤの間に介装され、前記アウターシャフトの第１端を回転自在に支持する第３軸受と、
    前記アウターシャフトの第２端と前記インナーシャフトの前記大径部の間に介装され、前記アウターシャフトの第２端を回転自在に支持する第４軸受と、
    を具備したことを特徴とする自動変速機の二重軸支持構造。
  2. 自動変速機の二重軸支持構造であって、
    第１端、第２端及び複数のギヤを有するアウターシャフトと、
    第１端、第２端、該第１端に固定された第１ギヤ及び該第２端近傍に一体的に形成された大径部を有するインナーシャフトと、
    前記第１ギヤと前記アウターシャフトの第１端の間に介装され、前記インナーシャフトの第１端を回転自在に支持する第１軸受と、
    前記インナーシャフトの前記大径部と自動変速機のケースの間に介装され、前記大径部を回転自在に支持する第２軸受と、
    前記アウターシャフトの第１端近傍と前記ケースの間に介装され、前記アウターシャフトの第１端を回転自在に支持する第３軸受と、
    前記アウターシャフトの第２端と前記インナーシャフトの前記大径部の間に介装され、前記アウターシャフトの第２端を回転自在に支持する第４軸受と、
    を具備したことを特徴とする自動変速機の二重軸支持構造。
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