JP2019152239A

JP2019152239A - 変速機

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Publication number: JP2019152239A
Application number: JP2018035996A
Authority: JP
Inventors: 駿平山中; Shumpei Yamanaka
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-09-12
Anticipated expiration: 2038-02-28
Also published as: JP7249734B2

Abstract

【課題】設計の自由度を高めながら、入力軸及び出力軸を変速機ケースに軸支可能な変速機の提供を目的とした。【解決手段】第二出力軸２１及び第三出力軸２２を、差回転が許容され、かつ径方向に変位することが抑制された状態で一体化した上で、ベアリング２７、２９により変速機ケース２４にそれぞれが軸回転可能なように固定する。第二出力軸２１及び第三出力軸２２を２つのベアリング２７、２９により変速機ケース２４に固定することができるため、変速機ケース２４に固定されたベアリング２７、２９の数を最小限にとどめることができ、変速機ケース２４内の設計自由度の制約が抑制されると共に、変速機ケース２４が長大化して変速機１０を搭載する車両等の設計自由度の制約が抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、変速機に関する。

従来、下記特許文献１に開示されているように、変速機では、入力軸及び出力軸が互いに軸回転自在に連結され、エンジンから入力軸に伝達された動力を、クラッチやブレーキ、歯車機構等を介して出力軸に伝達する。下記特許文献１の変速機等においては、出力軸は、変速機ケースに固定された２つの軸受により軸支される。入力軸は、一端が出力軸に支持されると共に、他方の端部が変速機ケースに固定された軸受により軸支される。このように、従来の変速機は、出力軸が２つの軸受により変速機ケースに軸支されると共に、入力軸が出力軸と変速機ケースとに軸支される。

特開２００４−３０１２０６号公報

しかしながら、上記特許文献１等の変速機のように、入力軸及び出力軸を、変速機ケースに固定された３つの軸受を用いて軸支する構成とした場合、様々な設計上の制約等が生じるという問題がある。具体的には、上記特許文献１の変速機等においては、軸受を変速機ケースに固定するために、変速機ケース内の多くのスペースを使用する必要が生じ、変速機ケース内の設計自由度が制約されると共に、変速機ケースが長大化して変速機を搭載する車両等の設計自由度が制約される問題がある。そのため、入力軸及び出力軸を変速機ケースに軸支するために用いられて、変速機ケースに固定された軸受をできるだけ減らすことが求められている。

そこで本発明は、設計の自由度を高めながら、入力軸及び出力軸を変速機ケースに軸支可能な変速機の提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明の変速機は、変速機ケース内に、一方から他方に回転力を伝達可能な第一軸と第二軸とを備えたものであって、前記第一軸及び前記第二軸を互いに支持することが可能な２以上の第一軸受と、前記変速機ケースに固定されて前記第一軸を軸支する第二軸受と、前記変速機ケースに固定されて前記第二軸を軸支する第三軸受とを有することを特徴とするものである。

本発明の変速機は、２以上の第一軸受を介して第一軸及び第二軸を互いに一体化するものである。２以上の第一軸受を介して第一軸及び第二軸が一体化されることにより、差回転することを許容しながら、第一軸及び第二軸が相対的に折れ曲がってそれぞれの軸が軸の半径方向に変位することを抑制することができる。さらに、一体化された第一軸及び第二軸において、変速機ケースに固定された第二軸受で第一軸を軸支し、変速機ケースに固定された第三軸受で第二軸を軸支することにより、それぞれの軸が差回転することを許容すると共に軸の半径方向に変位することを抑制しながら、一体化された第一軸及び第二軸を変速機ケースに軸支することができる。一体化された第一軸及び第二軸を第二軸受及び第三軸受のみで変速機ケースに支持することにより、変速機ケースに固定された軸受の数を最小限にとどめることができるため、変速機ケース内の設計自由度の制約が抑制されると共に、変速機ケースが長大化して変速機を搭載する車両等の設計自由度の制約が抑制される。

上述した本発明の変速機は、前記第一軸の軸方向の一端に窪みが設けられ、前記第二軸の少なくとも一部が前記窪みに挿入され、前記第一軸受のいずれもが、前記窪みの内面と前記第二軸の外周面とに接するように配置されても良い。

かかる構成によれば、第一軸と第二軸とを窪み内で互いに支持することができるため、第一軸と第二軸とを支持する構成が最小限の大きさにとどめられる。そのため、変速機ケース内の設計自由度の制約がさらに抑制されると共に、変速機ケースが長大化して変速機を搭載する車両等の設計自由度の制約が抑制される。

上述した本発明の変速機は、前記第一軸受、前記第二軸受及び前記第三軸受の少なくともいずれかがベアリングであることが望ましい。

かかる構成によれば、第一軸又は第二軸の軸回転速度が速い場合であっても容易に軸回転可能に軸支でき、さらに、第一軸又は第二軸が軸方向に移動することを抑制することができる。

本発明によれば、設計の自由度を高めながら、入力軸及び出力軸を変速機ケースに軸支可能な変速機を提供できる。

本発明の一実施形態に係る変速機の断面図である。本発明の一実施形態に係るクラッチ及びブレーキの作動状態と変速機のギヤ位置との対応を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る変速機１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下、先ず変速機１０の構成について簡単に説明した後、変速機１０の特有の構成である、一体化されて互いに支持された第二出力軸２１及び第三出力軸２２の構成について詳細に説明する。

≪変速機１０の構成について≫
変速機１０は、いわゆるＦＲ式変速機である。図１に示すように、変速機１０は、トルクコンバータ１２や、トルクコンバータ１２を介してエンジンに連結された入力軸１４、クラッチＣ、ブレーキＢ、第一遊星歯車機構１６、第二遊星歯車機構１８、第一出力軸２０、第二出力軸２１、第三出力軸２２等を、変速機ケース２４の内部に備えている。また、第一遊星歯車機構１６や第二遊星歯車機構１８に対して下方側には、バルブボディ２６やオイルパン２８等が設けられている。

第一遊星歯車機構１６は、エンジンからトルクコンバータ１２を経由して入力軸１４まで伝達された動力を、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ等の変速制御要素を介して入力可能とされている。第一遊星歯車機構１６は、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａ、リヤプラネタリーサンギヤ１６ｂ、プラネタリーショートピニオン１６ｃ、プラネタリーロングピニオン１６ｄ、プラネタリーキャリア１６ｅ、及びプラネタリーリングギヤ１６ｆ等で構成されている。

第一遊星歯車機構１６は、入力経路として３つの動力伝達経路を有する。具体的には、第一遊星歯車機構１６は、入力経路として入力軸１４からクラッチＣ１を経由し、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａへ伝わる第一の経路を有する。また、第一遊星歯車機構１６は、クラッチＣ２を経由してリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂへと伝わる第二の経路、及びクラッチＣ３を経由して第一出力軸２０及びプラネタリーキャリア１６ｅに伝わる第三の経路を有する。また、第一遊星歯車機構１６は、出力経路として、プラネタリーリングギヤ１６ｆから出力される経路を有する。プラネタリーリングギヤ１６ｆから出力された動力は、第二出力軸２１を介して第三出力軸２２に出力可能とされている。

また、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ等の変速制御要素は、各変速段に応じて図２に示すように作動する（図中において丸印は、変速制御要素の作動状態にあることを示す。）。以下、各変速段において図２に示したように変速制御要素が作動すると、以下に詳述するように第一遊星歯車機構１６が動作する。

変速段が１速であって、シフトレバーがＤレンジあるいは２レンジである場合（エンジンブレーキなし）においては、クラッチＣ２とワンウェイクラッチＦとが作用して、所定の変速比で正方向（例えば右方向）への回転力を出力できる。具体的には、この状態においては、クラッチＣ２が作用しているため、入力軸１４の回転力がリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂに直接に伝達され、プラネタリーショートピニオン１６ｃに逆方向（例えば左方向）への回転力を伝達する。一方、プラネタリーショートピニオン１６ｃに噛み合っているプラネタリーロングピニオン１６ｄは、正方向の回転力を受けてプラネタリーキャリア１６ｅを逆方向に回転させようとする。しかしながら、ワンウェイクラッチＦの働きにより回転が阻止されているため、プラネタリーリングギヤ１６ｆは正方向の回転力を受け、正方向への回転力を出力させる。

変速段が１速であってシフトレバーがＬレンジである場合（エンジンブレーキあり）は、上述した変速段が１速であってシフトレバーがＤレンジあるいは２レンジである場合と同様にして回転が伝達する。しかしながら、シフトレバーがＬレンジである場合には、エンジンブレーキ時にプラネタリーキャリア１６ｅの正方向への回転を阻止するための作用をブレーキＢ２が発揮する点が、上述したシフトレバーがＤレンジあるいは２レンジである場合と異なる。すなわち、変速段が１速であってシフトレバーがＤレンジあるいは２レンジで駆動している際には、プラネタリーキャリア１６ｅの逆方向の回転をワンウェイクラッチＦの作用によりロックし、プラネタリーリングギヤ１６ｆに回転力を伝達する。しかし、エンジンブレーキ時には逆の力が作用して、ワンウェイクラッチＦが作用せず、プラネタリーキャリア１６ｅは空転してしまう。そのため、変速段が１速であってシフトレバーがＬレンジである場合には、ブレーキＢ２を作用させてプラネタリーキャリア１６ｅを固定することにより、エンジンブレーキ作用を発揮可能としている。

変速段が２速である場合は、図２に示すように、クラッチＣ２とブレーキＢ１が作用し、正方向（例えば右方向）への回転力を出力する。具体的には、変速段が２段である場合には、クラッチＣ２が作用しているため、入力軸１４の回転力はリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂに直接伝達され、プラネタリーショートピニオン１６ｃに逆方向への回転力を伝達する。一方、ブレーキＢ１により、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａはロックされる。そのため、プラネタリーショートピニオン１６ｃに噛み合っているプラネタリーロングピニオン１６ｄは、正方向の回転力を受け、自転しながらフロントプラネタリーサンギヤ１６ａ上を正方向に公転し、プラネタリーリングギヤ１６ｆに正方向への回転力を伝達する。プラネタリーリングギヤ１６ｆの回転力は、正方向の回転力を出力する。

変速段が３段である場合は、クラッチＣ２とクラッチＣ３が作用し、所定の変速比で正方向への回転力を出力する。具体的には、変速段が３段である場合には、クラッチＣ２とクラッチＣ３とが作用しているため、入力軸１４とリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂ及びプラネタリーキャリア１６ｅとが同一方向に回転する。従って、プラネタリーショートピニオン１６ｃとプラネタリーロングピニオン１６ｄがロック状態になり、プラネタリーリングギヤ１６ｆが正方向の回転力を受け正方向への回転力を出力する。

変速段が４段である場合は、クラッチＣ３とブレーキＢ１とが作用して、所定の減速比で正方向への回転力を出力する。具体的には、変速段が４段である場合には、クラッチＣ３が作用しているため、入力軸１４の回転力が第一出力軸２０に直接伝達され、プラネタリーキャリア１６ｅに正方向への回転力を伝達する。一方、ブレーキＢ１の作用により、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａがロックされる。そのため、プラネタリーキャリア１６ｅに支持されているプラネタリーロングピニオン１６ｄは正方向の回転力を受けて自転しながら、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａ上を公転し、プラネタリーリングギヤ１６ｆを正方向に回転させる。プラネタリーリングギヤ１６ｆの回転により、正方向への回転力が出力される。

シフトレバーがＲレンジである場合は、クラッチＣ１とブレーキＢ２が作用してリバースギヤとなり、所定の変速比で逆方向への回転力が出力される。具体的には、シフトレバーがＲレンジである場合は、クラッチＣ１が作用しているため、入力軸１４の回転力は、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａに直接伝達される。その一方で、ブレーキＢ２の作用により、プラネタリーキャリア１６ｅは固定されている。そのため、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａに伝達された正方向への回転力により、プラネタリーロングピニオン１６ｄが逆方向に自転し、プラネタリーリングギヤ１６ｆに逆方向への回転力が出力される。

第二遊星歯車機構１８は、第一遊星歯車機構１６に対して動力伝達方向の下流側に設けられた遊星歯車機構である。第二遊星歯車機構１８は、第二サンギヤ１８ａ、第二ピニオンギヤ１８ｂ、及び第二リングギヤ１８ｃを備えている。第二遊星歯車機構１８は、第一遊星歯車機構１６側から入力された動力を所定の減速比で減速して第三出力軸２２に出力可能とされている。

第一出力軸２０には、軸線方向に延びるように形成された軸心孔２０ａが設けられている。軸心孔２０ａには、エンジン駆動式のポンプから圧送されてきたオイルが供給される。また、第一出力軸２０には、径方向に形成された孔２０ｂが複数形成されている。孔２０ｂは、軸心孔２０ａに連通している。孔２０ｂは、第一遊星歯車機構１６やクラッチＣ、ブレーキＢ等に対応する位置に設けられている。そのため、ポンプにより圧送されてきたオイルを軸心孔２０ａから孔２０ｂを介して第一遊星歯車機構１６やクラッチＣ、ブレーキＢ等に供給することができる。

≪第二出力軸２１及び第三出力軸２２の構成について≫
以下、本実施形態の変速機１０に特有の、一体化されて軸支された第二出力軸２１及び第三出力軸２２の構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第二出力軸２１は、プラネタリーリングギヤ１６ｆから出力された回転力が伝達されて、伝達された回転力を第三出力軸２２に出力する。そのため、第二出力軸２１は、第三出力軸２２に対する入力軸となる。第二出力軸２１は、第二出力軸本体部２１ａと、第二出力軸本体部２１ａからプラネタリーリングギヤ１６ｆに延伸される受動部２１ｂ等で構成される。プラネタリーリングギヤ１６ｆから出力された回転力は、受動部２１ｂに伝達されることにより第二出力軸２１に伝達される。受動部２１ｂがプラネタリーリングギヤ１６ｆの回転力を受けることにより、第二出力軸２１はプラネタリーリングギヤ１６ｆの回転に応じて軸回転する。

第三出力軸２２は、第二出力軸２１と回転軸が略一致するように配置され、後述するように、第二出力軸２１の回転力が伝達されて軸回転する。第三出力軸２２は、第三出力軸本体部２２ａの軸方向の一端に窪み２２ｂが形成される。

第二出力軸２１は、回転軸が第三出力軸２２の回転軸と略一致するような状態で、第二出力軸本体部２１ａの少なくとも一部が第三出力軸２２の窪み２２ｂに挿入される。窪み２２ｂ内において、ベアリング２３及びベアリング２５により、第二出力軸２１及び第三出力軸２２は差回転が許容される状態で互いに支持され、第二出力軸２１の回転力が第三出力軸２２に伝達される構成となる。それぞれのベアリング２３、２５は、第二出力軸本体部２１ａの外周面と窪み２２ｂ内周面とに接するように配置される。また、それぞれのベアリング２３、２５は、第二出力軸２１及び第三出力軸２２を２箇所で支持し、径方向が回転軸と略直交するように配置される。そのため、第二出力軸２１及び第三出力軸２２が相対的に折れ曲がり、径方向に変位することが抑制される。このように、第二出力軸２１及び第三出力軸２２は、差回転が許容され、かつ径方向に変位することが抑制された状態で一体化された軸として機能する。なお、ベアリング２３及びベアリング２５は、変速機ケース２４に固定されていない。

一体化された第二出力軸２１及び第三出力軸２２は、変速機ケース２４に固定されたベアリング２７、２９により変速機ケース２４にそれぞれが軸回転可能なように軸支される。具体的には、ベアリング２７は、ベアリング支持部２４ａを介して変速機ケース２４に固定され、第二出力軸２１の表面に接して配置されることにより、第二出力軸２１を変速機ケース２４に軸支する。ベアリング２９は、ベアリング支持部２４ｂを介して変速機ケース２４に固定され、第三出力軸２２の表面に接して配置されることにより、第三出力軸２２を変速機ケース２４に軸支する。

上述したように、本実施形態の変速機１０は、ベアリング２３，２５により、第二出力軸２１及び第三出力軸２２を、差回転が許容され、かつ径方向に変位することが抑制された状態で一体化した上で、ベアリング２７、２９により変速機ケース２４にそれぞれが軸回転可能なように固定する。第二出力軸２１及び第三出力軸２２を２つのベアリング２７、２９により変速機ケース２４に固定することができるため、変速機ケース２４に固定されたベアリング２７、２９の数を最小限にとどめることができ、変速機ケース２４内の設計自由度の制約が抑制されると共に、変速機ケース２４が長大化して変速機１０を搭載する車両等の設計自由度の制約が抑制される。さらに、第三出力軸２２に窪み２２ｂを設け、第二出力軸２１を窪み２２ｂに挿入した上で、窪み２２ｂ内でベアリング２３，２５によって第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持ことにより、第二出力軸２１及び第三出力軸２２を支持するための構成を最小限の大きさにとどめることができる。そのことによっても、変速機ケース２４内の設計自由度の制約が抑制されると共に、変速機ケース２４が長大化して変速機１０を搭載する車両等の設計自由度の制約が抑制される。

本実施形態では、第一出力軸２０の回転力を、第一遊星歯車機構１６を介して第二出力軸２１に伝達する例を示したが、第一出力軸２０から第二出力軸２１への回転力の伝達は、ベアリングを介する等、任意の構成で行うようにしても良い。

上述したように、本実施形態の変速機１０は、第三出力軸２２に窪み２２ｂを設け、第二出力軸２１を窪み２２ｂに挿入した上で、窪み２２ｂ内でベアリング２３，２５により第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持する例を説明した。しかしながら、第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持する構成はこれに限らず、第二出力軸２１及び第三出力軸２２の配置構成等に応じて、適宜最適な構成で支持することができる。

また、本実施形態におけるベアリング２３，２５，２７，２９のうちの少なくともいずれかに替えて、ブッシュ等の他の軸受を用いることも可能である。ベアリング２３，２５，２７，２９を用いることにより、第二出力軸２１又は第三出力軸２２の軸回転速度が速い場合であっても容易に軸回転可能に軸支でき、さらに、第二出力軸２１又は第三出力軸２２が軸方向に移動することを抑制することができる。しかしながら、ベアリング２３，２５，２７，２９に限らず、第二出力軸２１又は第三出力軸２２の軸回転速度や、その他の特性、あるいは変速機ケース２４内での配置効率、コスト等の様々な要因を考慮して、適宜最適な軸受を用いることができる。

また、本実施形態においては、第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持するために、２つのベアリング２３，２５を用いる例を示したが、３つ以上のベアリング等の軸受により第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持しても良い。第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持するためのベアリング２３，２５は変速機ケース２４に固定させる必要が無いため、３つ以上のベアリングを用いても設計自由度の制約が少なく、必要な性能に応じて適宜必要な構成で第二出力軸２１及び第三出力軸２２を互いに支持することができる。

本発明は、上述した実施形態に示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。

本発明は、変速機全般において好適に利用できる。

１０：変速機
２０：第一出力軸
２１：第二出力軸
２１ａ：第二出力軸本体部
２１ｂ：受動部
２２：第三出力軸
２２ａ：第三出力軸本体部
２２ｂ：窪み
２３：ベアリング
２４：変速機ケース
２４ａ：ベアリング支持部
２４ｂ：ベアリング支持部
２５：ベアリング
２７：ベアリング
２９：ベアリング

Claims

変速機ケース内に、一方から他方に回転力を伝達可能な第一軸と第二軸とを備えたものであって、
前記第一軸及び前記第二軸を互いに支持することが可能な２以上の第一軸受と、
前記変速機ケースに固定されて前記第一軸を軸支する第二軸受と、
前記変速機ケースに固定されて前記第二軸を軸支する第三軸受と
を有することを特徴とする変速機。