JP2019078378A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星歯車機構のセルフアライニング機能の阻害を抑制することができる自動変速機を提供すること。【解決手段】主変速部と、主変速部とは別軸に回転軸が設けられた副変速部と、を備えた自動変速機であって、副変速部は、主変速部からの動力をカウンタギヤを介してリングギヤに入力し、ピニオンギヤを介してキャリアから出力ギヤに出力する遊星歯車機構を有し、遊星歯車機構のサンギヤが回転軸に一体で形成されており、カウンタギヤとリングギヤとがスプライン結合し、キャリアと出力ギヤとがスプライン結合しており、カウンタギヤのスプライン歯とリングギヤのスプライン歯との間に形成される隙間の大きさが、キャリアのスプライン歯と出力ギヤのスプライン歯との間に形成される隙間よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速機に関する。

特許文献１には、主変速部とは別軸に設けられた遊星歯車機構を備え、カウンタギヤとリングギヤとが係脱可能であり、別軸に一体で固定されたサンギヤとピニオンギヤとを回転自在に支持するキャリアが、出カギヤと係脱可能な自動変速機が開示されている。

特開平０５−２８８２４９号公報

特許文献１に開示された自動変速機においては、サンギヤが別軸に一体で固定されており、キャリアが出カギヤと係合するため、サンギヤとキャリアの動きが強く拘束されており、さらに副変入力ギヤとリングギヤとが結合されているため、遊星歯車機構のセルフアライニング機能（自動調芯機能）が阻害され、伝達効率や騒音及び振動が悪化するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、遊星歯車機構のセルフアライニング機能の阻害を抑制することができる自動変速機を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る自動変速機は、主変速部と、前記主変速部とは別軸に回転軸が設けられた副変速部と、を備えた自動変速機であって、前記副変速部は、前記主変速部からの動力をカウンタギヤを介してリングギヤに入力し、ピニオンギヤを介してキャリアから出力ギヤに出力する遊星歯車機構を有し、前記遊星歯車機構のサンギヤが前記回転軸に一体で形成されており、前記カウンタギヤと前記リングギヤとがスプライン結合し、前記キャリアと前記出力ギヤとがスプライン結合しており、前記カウンタギヤのスプライン歯と前記リングギヤのスプライン歯との間に形成される隙間の大きさが、前記キャリアのスプライン歯と前記出力ギヤのスプライン歯との間に形成される隙間よりも大きいことを特徴とするものである。

本発明に係る自動変速機は、リングギヤのスプライン歯とカウンタギヤのスプライン歯との間の隙間を大きくすることによって、前記隙間を大きくしない場合に比べてリングギヤの拘束を弱くすることができ、その結果、遊星歯車機構のセルフアライニング機能の阻害を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る自動変速機を備えた車両のスケルトン図である。 図２は、副変速機の拡大図である。 図３は、カウンタドリブンギヤと第４リングギヤとのスプライン結合部の拡大図である。 図４は、リングスプライン歯よりもカウンタスプライン歯の歯高を低くした場合における、カウンタドリブンギヤと第４リングギヤとのスプライン結合部の拡大図である。

以下に、本発明に係る自動変速機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る自動変速機３を備えた車両１のスケルトン図である。本実施形態の車両１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であって、エンジン２や自動変速機３や前輪４Ｌ，４Ｒなどを備えている。なお、車両１としては、ＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）方式であってもよい。

自動変速機３は、入力軸１０、トルクコンバータ１１、ロックアップクラッチ１２、主変速機２０、副変速機３０、ディファレンシャル部５０、及び、これらを収容するケース５などを備えている。入力軸１０は、エンジン２の不図示のクランク軸に連結されている。トルクコンバータ１１は、入力軸１０に接続されたポンプインペラ１１ａと、作動流体である油を介してポンプインペラ１１ａの回転が伝達されるタービンランナ１１ｂと、ポンプインペラ１１ａとタービンランナ１１ｂとの間に配置されると共に不図示のワンウェイクラッチにより一方向に回転が規制されたステータ１１ｃとを有している。タービンランナ１１ｂは、入力軸１０と同軸の主変速機２０の入力軸２１に接続されている。ロックアップクラッチ１２は、係合によりフロントカバー１２ａと入力軸２１とを直接係合し、トルクコンバータ１１をロックアップした状態にする。

主変速機２０は、複数の摩擦係合要素である第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２や、ワンウェイクラッチＦ１の係合や解放を選択的に行うことによって、変速比が異なる複数の変速段が形成される遊星歯車式多段自動変速機である。また、主変速機２０は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構ＰＵ１と、ラビニヨ型に構成されているシングルピニオン型の第２遊星歯車機構ＰＵ２及びダブルピニオン型の第３遊星歯車機構ＰＵ３と、を同一軸線上に有し、入力軸２１の回転を変速してカウンタドライブギヤ２２から出力する。カウンタドライブギヤ２２は、副変速機３０を介してディファレンシャル部５０に接続される。

第１遊星歯車機構ＰＵ１は、外歯歯車である第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と同心円上に配置される内歯歯車である第１リングギヤＲ１と、第１サンギヤＳ１及び第１リングギヤＲ１と噛み合う、一対の歯車対からなる第１ピニオンギヤＰ１と、その第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１とを有している。

第２遊星歯車機構ＰＵ２は、外歯歯車である第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と同心円上に配置される内歯歯車である第２リングギヤＲ２と、第２サンギヤＳ２及び第２リングギヤＲ２と噛み合う第２ピニオンギヤＰ２と、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２とを有している。

第３遊星歯車機構ＰＵ３は、外歯歯車である第３サンギヤＳ３と、第３サンギヤＳ３と同心円上に配置される内歯歯車である第３リングギヤＲ３と、その第３サンギヤＳ３及び第３リングギヤＲ３と噛み合う、一対の歯車対からなる第３ピニオンギヤＰ３と、その第３ピニオンギヤＰ３を自転及び公転可能に支持する第３キャリアＣＡ３とを有している。

摩擦係合要素である第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどによって構成されている。

副変速機３０は、主変速機２０の入力軸２１と平行なカウンタシャフト３１、主変速機２０のカウンタドライブギヤ２２と噛み合うカウンタドリブンギヤ３２、カウンタシャフト３１を回転可能に支持する軸受３４、カウンタシャフト３１と同一軸線上に設けられた第４遊星歯車機構ＰＵ４、ロー／ハイ切替機構４０及び出力ギヤであるファイナルドライブギヤ３３などによって構成されている。主変速機２０のカウンタドライブギヤ２２からカウンタドリブンギヤ３２に入力された回転は、カウンタシャフト３１及び第４遊星歯車機構ＰＵ４を介してファイナルドライブギヤ３３に伝達される。ファイナルドライブギヤ３３は、ディファレンシャル部５０のファイナルドリブンギヤ５１と噛み合っており、ファイナルドライブギヤ３３からファイナルドリブンギヤ５１に入力された回転が、ディファレンシャルギヤ５２を介して前輪４Ｌ，４Ｒの車軸６０Ｌ，６０Ｒに出力される。

本実施形態に係る自動変速機３においては、副変速機３０を主変速機２０とは別軸に設けることによって、主変速機２０と副変速機３０とを同軸上に設けた場合よりも、自動変速機３の軸線方向の幅を短くすることができる。

図２は、副変速機３０の拡大図である。図２に示すように、副変速機３０を構成する第４遊星歯車機構ＰＵ４は、第４サンギヤＳ４と、第４サンギヤＳ４と同心円上に配置される内歯歯車である第４リングギヤＲ４と、第４サンギヤＳ４及び第４リングギヤＲ４と噛み合う第４ピニオンギヤＰ４と、第４ピニオンギヤＰ４を自転及び公転可能に支持する第４キャリアＣＡ４とを有している。また、第４リングギヤＲ４の外周面には、カウンタドリブンギヤ３２が設けられている。第４サンギヤＳ４は、カウンタシャフト３１の外周面に直接歯を切って形成された外歯歯車である。

ロー／ハイ切替機構４０は、第１ドグクラッチＤ１、第２ドグクラッチＤ２、及び、不図示の電動アクチュエータなどによって構成されており、副変速機３０のローモードとハイモードとを切り替える。

第１ドグクラッチＤ１は、クラッチスリーブ４１、不図示のシフトフォーク、第１ドグ歯４４及び第３ドグ歯４６などによって構成されている。第１ドグ歯４４は、支持部材４７を介してケース５と接続されている。第３ドグ歯４６は、支持部材４９を介してカウンタシャフト３１に接続されている。第２ドグクラッチＤ２は、第１ドグクラッチＤ１と共用であるクラッチスリーブ４１と不図示のシフトフォークと第３ドグ歯４６、及び、第２ドグ歯４５などによって構成されている。第２ドグ歯４５は、支持部材４８を介してカウンタドリブンギヤ３２と接続されている。

ロー／ハイ切替機構４０は、不図示の電動アクチュエータによって不図示のシフトフォークを移動させて、第１ドグクラッチＤ１を係合状態にすると共に、第２ドグクラッチＤ２を解放状態にすることによって、副変速機３０をローモードに切り替える。また、ロー／ハイ切替機構４０は、不図示の電動アクチュエータによって不図示のシフトフォークを移動させて、第１ドグクラッチＤ１を解放状態にすると共に、第２ドグクラッチＤ２を係合状態にすることによって、副変速機３０をハイモードに切り替える。

ここで、本実施形態に係る副変速機３０においては、カウンタシャフト３１と一体で第４サンギヤＳ４が形成されており、第４キャリアＣＡ４とファイナルドライブギヤ３３とがスプライン結合されているため、第４サンギヤＳ４及び第４キャリアＣＡ４の動きが拘束されている。また、本実施形態に係る副変速機３０においては、ファイナルドライブギヤ３３を支持する軸受９０を受ける構造が、強度を確保するためにファイナルドライブギヤ３３と一体になっている。そのため、ファイナルドライブギヤ３３の動きが、通常のシムで軸受９０を受ける構造よりも強く拘束され、ファイナルドライブギヤ３３とスプライン結合された第４キャリアＣＡ４の拘束が強い。さらに、第４リングギヤＲ４の動きがカウンタドリブンギヤ３２とのスプライン結合により拘束されてしまうと、第４遊星歯車機構ＰＵ４のセルフアライニング機能が阻害され、伝達効率や騒音及び振動が悪化してしまう。

図３は、カウンタドリブンギヤ３２と第４リングギヤＲ４とのスプライン結合部７０の拡大図である。本実施形態に係る副変速機３０においては、カウンタドリブンギヤ３２と第４リングギヤＲ４とが、図２に示したスプライン結合部７０にて、図３に示すように、カウンタドリブンギヤ３２に設けられた内歯であるカウンタスプライン歯７２と、第４リングギヤＲ４に設けられた外歯であるリングスプライン歯７１と、が噛み合ってスプライン結合している。また、第４キャリアＣＡ４とファイナルドライブギヤ３３とが、図２に示したスプライン結合部８０にて、第４キャリアＣＡ４に設けられた外歯である不図示のキャリアスプライン歯と、ファイナルドライブギヤ３３に設けられた内歯である不図示のファイナルスプライン歯と、が噛み合ってスプライン結合している。

そして、本実施形態に係る副変速機３０においては、図３に示すように、カウンタスプライン歯７２よりもリングスプライン歯７１の歯高を低くし、カウンタスプライン歯７２とリングスプライン歯７１との間に形成される隙間の大きさを、キャリアスプライン歯とファイナルスプライン歯との間に形成される隙間よりも大きくしている。これにより、カウンタスプライン歯７２とリングスプライン歯７１との間に形成される隙間の大きさを、キャリアスプライン歯とファイナルスプライン歯との間に形成される隙間よりも大きくしない場合に比べて、第４リングギヤＲ４の拘束を弱くすることができる。その結果、第４遊星歯車機構ＰＵ４のセルフアライニング機能の阻害を抑制することができる。

なお、カウンタスプライン歯７２とリングスプライン歯７１との間に形成される隙間を、キャリアスプライン歯とファイナルスプライン歯との間に形成される隙間よりも大きくする方法としては、図４に示すように、リングスプライン歯７１よりもカウンタスプライン歯７２の歯高を低くしてもよい。

２ エンジン
３ 自動変速機
４Ｌ，４Ｒ 前輪
５ ケース
１０ 入力軸
２０ 主変速機
２１ 入力軸
２２ カウンタドライブギヤ
３０ 副変速機
３１ カウンタシャフト
３２ カウンタドリブンギヤ
３３ ファイナルドライブギヤ
４０ ロー／ハイ切替機構
４１ クラッチスリーブ
４４ 第１ドグ歯
４５ 第２ドグ歯
４６ 第３ドグ歯
５０ ディファレンシャル部
５１ ファイナルドリブンギヤ
５２ ディファレンシャルギヤ
６０Ｌ，６０Ｒ 車軸
７０ スプライン結合部
７１ リングスプライン歯
７２ カウンタスプライン歯
８０ スプライン結合部
９０ 軸受
ＰＵ１ 第１遊星歯車機構
ＰＵ２ 第２遊星歯車機構
ＰＵ３ 第３遊星歯車機構
ＰＵ４ 第４遊星歯車機構
Ｓ１ 第１サンギヤ
Ｓ２ 第２サンギヤ
Ｓ３ 第３サンギヤ
Ｓ４ 第４サンギヤ
Ｒ１ 第１リングギヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ
Ｒ３ 第３リングギヤ
Ｒ４ 第４リングギヤ
ＣＡ１ 第１キャリア
ＣＡ２ 第２キャリア
ＣＡ３ 第３キャリア
ＣＡ４ 第４キャリア
Ｄ１ 第１ドグクラッチ
Ｄ２ 第２ドグクラッチ

Claims (1)

1. 主変速部と、
   前記主変速部とは別軸に回転軸が設けられた副変速部と、
   を備えた自動変速機であって、
   前記副変速部は、前記主変速部からの動力をカウンタギヤを介してリングギヤに入力し、ピニオンギヤを介してキャリアから出力ギヤに出力する遊星歯車機構を有し、
   前記遊星歯車機構のサンギヤが前記回転軸に一体で形成されており、
   前記カウンタギヤと前記リングギヤとがスプライン結合し、前記キャリアと前記出力ギヤとがスプライン結合しており、
   前記カウンタギヤのスプライン歯と前記リングギヤのスプライン歯との間に形成される隙間の大きさが、前記キャリアのスプライン歯と前記出力ギヤのスプライン歯との間に形成される隙間よりも大きいことを特徴とする自動変速機。

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