JP2828639B2

JP2828639B2 - 自動変速機のスラスト軸受装置

Info

Publication number: JP2828639B2
Application number: JP63283384A
Authority: JP
Inventors: 幹雄岩瀬; 和久尾崎
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH02129444A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コンパクト化が可能な自動変速機のスラス
ト軸受装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動変速機は、所謂シンプソン方式といわれ
る２個のシングルプラネタリギヤユニットからなる３速
自動変速機構を基本として、該３速自動変速機構に１個
のプラネタリギヤユニットからなるオーバードライブ機
構またはアンダードライブ機構を付設して前進４速の変
速段を得ている。

ところで、近年、車両のＦ・Ｆ化および高馬力化等に
より、自動変速機は、更に一層の小型化が要望されてい
ると共に、伝達トルク容量の増大化が要望されている。
しかしながら、前記自動変速機においては、変速機構の
一端から入力し直線状の他端に出力する伝動経路からな
るものであり、両ギヤユニットが分離されていることと
あいまって、軸方向に長い構成となって、上述した小型
化に対応するには限界がある。また、伝動経路の先端部
分に出力部材が位置するため、交換・変更の容易な機構
先端部分にクラッチをまとめて配置することができず、
３速自動変速機構と４速自動変速機構とは別個に製造し
なければならない。このため、部品および組立ラインの
共通化が困難であり、多種少量生産では大幅なコストア
ップを招くことになる。

上記問題を解決するために、本出願人は既に、シング
ルプラネタリギヤユニットとデュアルプラネタリギヤユ
ニットからなり、そのキャリヤおよびサンギヤを一体に
構成し、かつ、出力部材を自動変速機構部の略中央部に
配置し、伝動系路を往復的とし、軸方向のコンパクト化
を図ることができる自動変速機を提案している（特開昭
63−145846号）。

これを第５図により説明する。

プラネタリギヤユニット２、３、該ギヤユニットの適
宜回転要素とそれぞれクラッチを介して連結する入力軸
５、所定回転要素CR₁に連結する出力部材９および適宜
回転要素R₂、S₁を係止する係止手段を有する自動変速機
構を備えている。そして、出力部材９は入力軸５を被覆
するようにして自動変速機溝の略中央部に配置されてい
る。

さらに、自動変速機構が３速自動変速機構10₁の場
合、プラネタリギヤユニット２、３の軸方向外側に、第
１の（フォワード）クラッチC₁が配置されている（図の
ｌ−ｌ線下半分参照）。一方、自動変速機構が４速自動
変速機構10₂の場合、第１のクラッチC₁の更に軸方向外
側に、オーバードライブ時に作動する第３のクラッチC₀
が配置されている（図のｌ−ｌ線上半分参照）。

そして、３速自動変速機構10₁は、第６図にも示すよ
うに、シングルプラネタリギヤユニット２とデュアルプ
ラネタリギヤユニット３を備え、かつ、これら両ユニッ
ト２、３のサンギヤS₁同士およびキャリヤCR₁同士が一
体に連結されている。また、該サンギヤS₁が第１のブレ
ーキB₁にて適宜係止され、また、デュアルプラネタリギ
ヤユニット３のリングギヤR₂が第２のブレーキB₂および
ワンウェイクラッチF₁にて適宜係止される。さらに入力
軸５が第１のクラッチC₁を介してシングルプラネタリギ
ヤユニット２のリングギヤR₁に連結すると共に、第２の
クラッチC₂を介してサンギヤS₁に連結しており、またキ
ャリヤCR₁が出力部材９に連結している。

一方、４速自動変速機構10₂は、第７図にも示すよう
に、３速自動変速機構10₁に加えて、第１のクラッチC₁
の更に軸方向外側に、第３のクラッチC₀が配置されてお
り、該クラッチC₀は入力軸５とデュアルプラネタリギヤ
ユニット３のリングギヤR₂とを適宜接離し得る。

上記構成にもとずき、３速自動変速機構10₁は、第８
図に示す作動表の通りに、クラッチC₁、C₂及び係止手段
B₁、B₂、F₁の適宜作動により、前進３速・後進１速の各
変速段に変速し、また、４速自動変速機構10₂は、第４
図に示す作動表の通りに、クラッチC₁、C₂、C₀および係
止手段B₁、B₂、F₁の適宜作動により前進４速・後進１速
の各変速段に変速し、それぞれ、出力部材９から付加変
速部20₂若しくは20₁に伝達される。

第９図は上記自動変速機構の詳細な構造を示してい
る。出力ギヤ９にはボス部9aが設けられている。該ボス
部9aの内周は、キャリヤCR₁とスプライン結合され、ボ
ス部9aの外周は、トランスミッションケース37に一体に
形成されている隔壁37bにベアリング57を介して回転自
在にかつ軸方向移動不能に支持されている。該ベアリン
グ56は、隔壁37bにスプライン結合されているアウタレ
ース85aおよびスペーサを介在した２個のインナレース8
5cを有するダブルテーパドローラベアリングからなる。

さらに、該アウタレース85aは軸方向に延びており、
該延長部分には第１のワンウェイクラッチF₁のインナレ
ース59aが固定されている。また、デュアルプラネタリ
ギヤユニット３のリングギヤR₂とスプライン結合して軸
方向に延びてワンウェイクラッチF₁のアウタレース59が
配置されており、これら両レースとの間にワンウェイク
ラッチF₁が介在している。また、リングギヤR₂の内周の
ギヤには、支持部材86が噛み合っており、該支持部材86
の両側には、２個のスラストベアリング87、89が配置さ
れ、一方のスラストベアリング87は、ギヤユニット３に
当接し、他方のスラストベアリング89はスペーサを介し
て出力ギヤ９のボス部9aに当接している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の自動変速機においては、プ
ラネタリギヤユニット３のリングギヤR₂の回転により軸
方向に発生するスラスト力が、リングギヤR₂に付属する
支持部材86、スラストベアリング89、出力ギヤ９を経て
ベアリング57の軸受部材に伝達され、トランスミッショ
ンケース37bでその反力をとっている。そのため、自動
変速機のコンパクト化を図る際、ギヤユニット３の支持
部材86およびスラストベアリング89が軸方向の長さを決
定する部分に配置されているため、その分だけ軸方向の
長さが長くなるという問題を有していた。

また、ベアリング57の軸受部にプラネタリギヤユニッ
ト３によるスラスト力がかかるために、軸受部の寿命が
低下するという問題を有していた。

さらに、スラストベアリング89の潤滑は、入力軸５、
中空軸53およびキャリヤCR₁に形成された油路を経て行
われるが、その潤滑が不十分になるという問題も有して
いる。

本発明は上記問題を解決するものであって、その第１
の目的は、トランスミッションの全長を短縮させること
である。

本発明の他の目的は、出力ギヤを軸支する軸受部の寿
命を向上させることである。

本発明のさらに他の目的は、プラネタリギヤユニット
３で発生するスラスト力を受けるベアリングの潤滑を良
好にすることである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の自動変速機のスラスト軸受装置
は、例えば第１図に示すように、プラネタリギヤユニッ
トの複数の回転要素をそれぞれクラッチ（C₁、C₂、C₀）
を介して連結する入力軸（８）、前記ギヤユニットのキ
ャリヤ（CR₁）に連結する出力部材（９）および前記ギ
ヤユニットの所定回転要素を係止する係止手段
（B₁、_２、F₁）を備える自動変速機において、前記プラネタリギヤユニットのリングギヤ（R₂）と連
結され第１のスラストベアリング（42）によりプラネタ
リギヤユニットを支持する支持部材（41）と、アウターレース（32）が自動変速機のケース（3a）に
固定されインナーレース（35）が前記出力部材（９）に
連結されて該出力部材を軸支する軸受部材（31）と、該軸受部材のアウターレース（32）と前記支持部材
（41）との間にスペーサ（37）を介して配設される第２
のスラストベアリング（42）とを有することを特徴とす
る。

なお、上記構成に付加した番号は、図面と対比させる
ものであり、これにより構成が何ら限定されるものでは
ない。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、エンジンコースト時および後進時
に、プラネタリギヤユニットのリングギヤにて発生する
スラスト力が、第１図にて右側方向に作用し、ドライブ
時に左側方向に作用する。従って、本発明によれば、プ
ラネタリギヤユニット13のリングギヤR₂の回転により軸
方向に発生するスラスト力は、リングギヤR₂に付属する
支持部材41、スラストベアリング42、スペーサ37を経て
ベアリング31のアウターレース32に伝達され、トランス
ミッションケース3aでその反力をとっている。

従って、本発明によれば、ギヤユニット13の支持部材
41およびスラストベアリング42が軸方向の長さを決定す
る部分になくなるため、その分だけ軸方向の長さを短縮
することができる。

また、出ギヤ９には、プラネタリギヤユニット13によ
るスラスト力がかからないため、出力ギヤ９の軸受部の
寿命を向上させることができる。

また、スラストベアリング42への潤滑は、ベアリング
31部から排出される油が、出力ギヤ９の回転により生じ
る遠心力により、入力軸８に対して径方向に飛ばされ
て、効果的に行われる。

また、スラストベアリング42を支持部材41とアウター
レース32の間に入れる際に使用するスペーサ37により、
ワンウェイクラッチF₁のインナーレース36の軸方向の位
置決めができる。

さらに、２個のスラストベアリング42が同径となるた
め部品の共通化ができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第２図において、本発明が適用される自動変速機はト
ルクコンバータ部Ａ、４速自動変速機構部Ｂ、出力歯車
機構部Ｃおよび差動歯車機構部Ｄからなっている。これ
らの各機構部は互いに接合して一体に構成されるトラン
スミッションケース２、３、４内に収納され、ケース３
の上部にバルブボディ１が配設されている。トルクコン
バータ部Ａはトルクコンバータ５およびロックアップク
ラッチ６からなり、エンジンの回転をトルクコンバータ
５内の油流または８ロックアップクラッチ６による機械
的接続を介して自動変速機構部Ｂ内の入力軸８に伝達す
る。また、トルクコンバータ部Ａと自動変速機構部Ｂと
の間にはオイルポンプ７が設置されている。

４速自動変速機構部Ｂには、入力軸８に回転自在に支
持される中空軸11が嵌合され、。入力軸８また中空軸11
の外周にエンジン出力側から順に、第２のクラッチC₂お
よび第１のブレーキB₁、出力ギヤ９、ワンウェイクラッ
チF₁、プラネタリギヤユニット10、第２のブレーキB₂、
第１のクラッチC₁,オーバードライブ用クラッチＣ。が
配置されている。

また、出力歯車機構部Ｃは、トランスミッションケー
ス３と４の間にベアリング81、82により回転自在に支持
されているカウンタシャフト83を有し、該シャフト83上
には出力ギヤ９と噛合うカウンタドリブンギヤ85および
ディファレンシャルドライブギヤ86が固定されている。
また、差動歯車機構部Ｄは、ディファレンシャルギヤユ
ニット87およびリングギヤマウントケース89を備え、該
マウントケース89は前記ディファレンシャルドライブギ
ヤ86と噛合うリングギヤ90を有し、ディファレンシャル
ギヤユニット87のデフピニオン91を支持してデフキャリ
ヤを構成している。そして、ディファレンシャルギヤユ
ニット87は、該デフピニオン91と噛合う左右のサイドギ
ヤ92、93を有し、これらサイドギヤ92、93から左右の車
輪に動力が伝達される。

次に、第１図および第３図により４速自動変速機構Ｂ
の詳細について説明する。

プラネタリギヤユニット10は、シングルプラネタリギ
ヤユニット12とデュアルプラネタリギヤユニット13から
なり、シングルプラネタリギヤユニット12は、中空軸11
に形成されたサンギヤS₁、リングギヤR₁およびこれらギ
ヤに噛合う第１のピニオンP₁を支持したキャリヤCR₁か
らなり、また、デュアルプラネタリギヤユニット13は、
第２のピニオンP₂と第３のピニオンP₃を有し、第２のピ
ニオンP₂がサンギヤS₂および第３のピニオンP₃と噛合
い、第３のピニオンP₃が第２のピニオンP₂およびリング
ギヤR₂と噛合い、これら各ギヤを互いに噛合するように
支持するキャリヤCR₁からなる。そして、これら両ギヤ
ユニット12、13は、サンギヤS₁、S₂が中空軸11に一体に
形成され、また、キャリヤCR₁も一体に形成されてい
る。

第２のクラッチC₂は、中空軸11にスプライン結合され
たサンギヤインプットフランジ15と入力軸８から立上っ
ているフランジ部16との間に介在しており、また該クラ
ッチC₂に対してサンギヤインプットフランジ15の軸方向
反対側にクラッチドラム17が配設されている。さらに、
該クラッチドラム17には、ピストン19が嵌挿していると
共に、該ピストン19背面と止めリングとの間にスプリン
グ20が介在されており、これらにより第２のクラッチC₂
用の油圧アクチュエータを構成している。

クラッチドラム17の外周にはブレーキ用ドラム30が固
定されており、該ドラム30にバンドブレーキからなる第
１のブレーキB₁が接離可能になっている。

次に本発明の特徴であるスラスト軸受装置について説
明する。

自動変速機構部Ｂの略中央部には、出力ギヤ９が配設
され、該出力ギヤ９にはボス部9aが設けられている。該
ボス部9aの内周は、キャリヤCR₁とスプライン結合さ
れ、該ボス部9aの外周は、トランスミッションケース３
に一体に形成されている隔壁3aにベアリング31を介して
回転自在にかつ軸方向移動不能に支持されている。該ベ
アリング31は、隔壁3aにスプライン結合されているアウ
タレース32およびスペーサ33を介在した２個のインナレ
ース35を有するダブルテーパドローラベアリングからな
る。

さらに、該アウタレース32は軸方向に延びており、該
延長部分には第１のワンウェイクラッチF₁のインナレー
ス36が固定され、位置決めリング37により軸方向の移動
を阻止している。また、デュアルプラネタリギヤユニッ
ト13のリングギヤR₂と結合して軸方向に延びてワンウェ
イクラッチF₁のアウタレース39が配置されており、これ
ら両レースとの間に第１のッワンウェイクラッチF₁が介
在している。従って、該ワンウェイクラッチF₁は、デュ
アルプラネタリギヤユニット13と隔壁3aとの間にて軸方
向に並んで、かつ該ユニット13のリングギヤR₂の略内方
に配置される。また、リングギヤR₂の内周のギヤには、
支持部材41が噛み合っており、該支持部材41の先端部両
側には２個のスラストベアリング42が配置され、一方の
スラストベアリングは、ギヤユニット13に当接し、他方
のスラストベアリングはスペーサ37を介してベアリング
31のアウターレース32に当接している。

従って、プラネタリギヤユニット13のリングギヤR₂の
回転により軸方向に発生するスラスト力は、リングギヤ
R₂に付属する支持部材41、スラストベアリング42、スペ
ーサ37を経てベアリング31のアウターレース32に伝達さ
れ、トランスミッションケース3aでその反力をとってい
る。そのため、ギヤユニット13の支持部材41およびスラ
ストベアリング42が軸方向の長さを決定する部分になく
なるため、その分だけ軸方向の長さを短縮することがで
きる。

また、出力ギヤ９には、プラネタリギヤユニット13に
よるスラスト力がかからないため、出力ギヤ９の軸受部
の寿命を向上させることができる。

上記ワンウェイクラッチF₁およびスラストベアリング
42への潤滑について説明する。油は、トランスミッショ
ンケース３の隔壁3aおよびベアリング31のアウタレース
32に形成された油路（図示せず）を経てベアリング31部
に流れ、該ベアリング31部から排出される油は、出力ギ
ヤ９の回転により生じる遠心力により、入力軸８に対し
て径方向に飛ばされて、スラストベアリング42を通過後
インナレース36と支持部材41の間を通ってワンウェィク
ラッチF₁に供給される。このとき、支持部材41とワンウ
ェイクラッチF₁のアウタレース39との間に、シールリン
グ43が設けられているため、リングギヤR₂および支持部
材41が高速回転による遠心力により油が、支持部材41と
アウタレース39との間および支持部材41とリングギヤR₂
との噛み合い部から洩れてしまうことがなく、ワンウェ
イクラッチおよびスラストベアリング42の潤滑が効果的
に行われる。

さらに、その他の構造について説明する。

リングギヤR₂の外周とケース３との間にはディスク式
の第２のブレーキB₂が介在しており、かつ隔壁3aの１側
壁面部にはシリンダが形成され、該シリンダにはピスト
ン44からなる油圧アクチュエータがワンウェイクラッチ
F₁との間で挟まれるように配設されている。さらに、該
ピストン44は円筒状のくし歯形状からなるアームを有し
ており、該アームはワンウェイクラッチF₁の外周側を通
って軸方向に延びて、第２のブレーキB₂を制御すると共
に、そのくし歯部分に戻しスプリング45が配設される。

第１の（フォワード）クラッチC₁は、入力軸８にスプ
ライン結合されたクラッチドラム46とシングルプラネタ
リギヤユニット12のリングギヤR₁の外周との間に介在さ
れており、該ドラム46内にぱピストン47、スリング49が
配設されクラッチC₁用の油圧アクチュエータを構成して
いる。

また、第３のクラッチC₀が、第１のクラッチC₁の径方
向外側に並んで配設されており、ハウジング２に形成さ
れたボス部2bには、クラッチドラム50が回転自在に支持
されており、該ドラム50と前記入力軸８にスプライン結
合されたクラッチドラム46との間に第３のクラッチC₀が
介在している。該クラッチドラム50内にはピストン51、
スプリング52が配設されて第３のクラッチC₀用の液圧ア
クチュエータを構成していると共に、該ドラム50の先端
部とデュアルプラネタリギヤユニット13のリングギヤR₂
とは、トルク伝達部材53にて連結されている。

次いで、上記構成からなる４速自動変速機構部Ｂの作
動を第３図に示すギヤトレーンおよび第４図に示す作動
表に沿って説明する。

エンジントルクはトルクコンバータ５またはロックア
ックラッチ６を介して入力軸８に伝達される。そして、
４速自動変速機構部Ｂにて、第４図に示す作動表による
各クラッチC₁、C₂、C₀、各ブレーキB₁,B₂およびワンウ
ェイクラッチF₁の作動にもとずき前進４速および後進１
速が得られ、該変速された回転が出力ギヤ９から出力歯
車機構部Ｃに出力される。

１速状態では第１のクラッチC₁を係合する。すると、
入力軸８の回転は、第１のクラッチC₁を介してシングル
プラネタリギヤユニット12のリングギヤR₁に伝達され、
このときデュアルプラネタリギヤユニット13のリングギ
ヤR₂はワンウェイクラッチF₁により回転が阻止されてい
るため、サンギヤS₁,S₂を逆方向に回転させながら共通
キャリヤCR₁が正方向に大幅減速回転され、該回転が出
力ギヤ９から取出される。

第２速状態では、第１のクラッチC₁の係合に加えて第
１のブレーキB₁が作動し、サンギヤS₁、S₂が第１のブレ
ーキB₁により回転が停止され、従って入力軸８からのリ
ングギヤR₁の回転は、リングギヤR₂を正方向に回転させ
ながらキャリヤCR₁を正方向に減速回転し、該回転が出
力ギヤ９から２速として取出される。

３速状態では、第１のクラッチC₁の係合に加えて第３
のクラッチC₀が係合され、入力軸８の回転がクラッチC₁
を介してシングルプラネタリギヤユニット12のリングギ
ヤR₁に伝達されると同時にクラッチC₀を介してデュアル
プラネタリギヤユニット13のリングギヤR₂に伝達され、
プラネタリギヤユニット10の各要素は一体となって回転
し、従って、キャリヤCR₁も一体に回転して出力ギヤ９
から入力軸８と同速回転が取出される。

また、４速状態では、第１のクラッチC₁を解放すると
共に、第１のブレーキB₁を作動すると、入力軸１の回転
がクラッチC₀を介してデュアルプラネタリギヤユニット
13のリングギヤR₂に伝達され、このときサンギヤS₁、S₂
が停止されているため、シングルプラネタリギヤユニッ
ト12のリングギヤR₁を増速回転させながらキャリヤCR₁
は高速回転し、該高速回転がオーバードライブとして出
力ギヤ９から取出される。

リバースレンジでは、第２のクラッチC₂および第２の
ブレーキB₂が係合し、入力軸８の回転は第２のクラッチ
C₂を介してサンギヤS₁、S₂に伝達され、このときリング
ギヤR₂が第２のブレーキB₂の制動により固定されている
ため、リングギヤR₁を逆転させながらキャリヤCR₁も逆
転し、該キャリヤCR₁の逆転が出力ギヤ９から取出され
る。

また、コースト時における１速状態では、ワンウェイ
クラッチF₁がフリー状態になるが、第１のクラッチC₁の
係合に加えて第２のブレーキB₂が係合し、該ブレーキB₂
によりリングギヤR₂が固定状態となり、１速状態が維持
されてエンジンブレーキが有効に作動する。

なお、上記実施例においては、４速自動変速機につい
て説明したが、３速自動変速機にも適用できることは勿
論のことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動変速機の１実施例を示す第２図の
一部断面図、第２図は本発明の自動変速機の１実施例を
示す全体断面図、第３図は第１図における自動変速機構
部の概略図、第４図は自動変速機の作動を説明するため
の図、第５図は従来の自動変速機の全体断面図、第６図
および第７図は第５図における自動変速機構部の概略
図、第８図は第６図の自動変速機構の作動を説明するた
めの図、第９図は第５図の一部断面図である。 C₁、C₂、C₀……クラッチ、B₁、B₂、F₁……係止部材、
R₁、R₂……リングギヤ、S₁、S₂……サンギヤ、CR₁……
キャリヤ、P₁、P₂、P₃……ピニオン、３……トランスミ
ッションケース、８……入力軸、９……出力ギヤ、10…
…プラネタリギヤユニット、12……シングルプラネタリ
ギヤユニット、13……デュアルプラネタリギヤユニッ
ト。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラネタリギヤユニットの複数の回転要素
をそれぞれクラッチを介して連結する入力軸、前記ギヤ
ユニットのキャリヤに連結する出力部材および前記ギヤ
ユニットの所定回転要素を係止する係止手段を備える自
動変速機において、前記プラネタリギヤユニットのリングギヤと連結され第
１のスラストベアリングによりプラネタリギヤユニット
を支持する支持部材と、アウターレースが自動変速機のケースに固定されインナ
ーレースが前記出力部材に連結されて該出力部材を軸支
する軸受部材と、該軸受部材のアウターレースと前記支持部材との間にス
ペーサを介して配設される第２のスラストベアリングと
を有することを特徴とする自動変速機のスラスト軸受装
置。