JP3130960B2 - 変速機の回転部材支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム系材料を
鋳造して作られたハウジング内に変速機構を配設してな
る変速機において、変速機構を構成するギヤ、シャフト
のような回転部材を支持する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】変速機は、通常、鋳造形成されたハウジ
ング内にギヤ、シャフト、クラッチ等からなる変速機構
を配設して構成されており、ギヤ、シャフト等のような
回転部材はベアリングを介してハウジングの壁部により
回転自在に支持されるようになっている。

【０００３】このようなハウジングによる回転部材の支
持構造としては、例えば、特開平１−９８７３６号公報
に開示の構造がある。ここでは例えば、出力ギヤを一端
側に有するシャフトを回転自在に支持する構造が示され
ており、この構造においては、出力ギヤが取り付けられ
たシャフトの外周に２個のテーパーローラーベアリング
を背中合わせに置き、このベアリングを介してシャフト
（回転部材）をハウジングの壁部で回転自在に支持する
ようになっている。なお、この場合、テーパーローラー
ベアリングのアウターレースは一体に形成されるととも
にハウジングの壁部に形成したベアリング取付孔に圧入
されて取り付けられる。一方、インナーレースは一端が
シャフト端部の出力ギヤに当接するとともに他端におい
てプリロード用ナットにより締められてプリロードがか
けられた状態でシャフトに取り付けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】変速機ハウジングは鉄
系材料の鋳造で作られることもあるが、最近においては
重量軽減のためアルミニウム系の材料を鋳造して作られ
ることが多い。このようなアルミニウム系材料を使用し
た場合に、上記のような回転部材支持構造のままでは以
下のような問題がある。

【０００５】まず第一に、ハウジングの壁部に形成した
ベアリング取付孔にベアリングアウターレースを圧入し
て取り付けた場合、アウターレースは鋼等の鉄系材料か
ら作られておりアルミニウム系材料とは熱膨張率が異な
るため、熱間時においてこの圧入部にガタ（すきま）が
発生するという問題がある。このため、シャフトの支持
が不安定になるという問題や、シャフトに取り付けられ
たギヤがこのガタの影響により傾くためギヤの噛み合い
精度が低下し、騒音、振動等が増大するおそれがあると
いう問題がある。

【０００６】第二に、アルミニウム系材料は鉄系材料に
較べて強度および剛性が小さいため、シャフト支持を行
うハウジング壁部の厚さを厚くする必要がある。上記の
ようにシャフト端部にギヤを取り付けた場合、軸方向に
おいて、ギヤの噛み合い点をできるかぎり２つのベアリ
ングの支持作用点の中央に近づけるのが望ましいのであ
るが、ハウジング壁部の厚さが厚い場合には、壁が邪魔
となってギヤの噛み合い点を支持作用点の中央から離さ
ざるを得ないという問題がある。第三に、上記のように
２つのテーパーローラーベアリングを用いてシャフトを
支持するような構成とする場合、テーパーローラーベア
リングはプリロード用ナットにより締められてプリロー
ドがかけられた状態でシャフトに取り付けられるため、
その分テーパーローラーベアリング部においてフリクシ
ョン抵抗が大きくなるという問題もある。

【０００７】なお、特開昭６２−１８８８５４号公報に
は、アルミニウム製ハウジングの壁部に鉄系材料製のス
リーブを鋳ぐるみもしくは圧入して、このスリーブにベ
アリング挿入孔を形成することが開示されている。この
スリーブは振動減衰性能の高い材料から作られ、振動お
よび騒音を押さえるために設けられるものではあるが、
鉄系材料から作られているため、ベアリングとの熱膨張
率の相違は小さく、このスリーブを用いれば上記第一の
問題は押さえることが可能であると考えられる。しかし
ながら、このスリーブはベアリング取付孔の周囲にのみ
設けられるものであり、これを用いたとしても壁部の剛
性アップを図ることはできず、この場合でも壁部の肉厚
は厚くする必要があり、上記第二、第三の問題を解決す
ることはできない。

【０００８】本発明は上記のような問題に鑑みたもの
で、熱間時にベアリング圧入部にガタ（すきま）が発生
するようなことがなく、壁部の厚さを薄くすることがで
き、ベアリングの回転抵抗を小さくすることも可能なよ
うな構成の回転部材支持構造を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る変速機の回転部材支持構造は、アルミニウム
系材料の鋳造により変速機ハウジングを作るとともに、
このハウジングの壁部により回転部材を支持するように
なっており、この壁部を、外周にスプライン歯を有する
鉄系材料製のフランジ部材を少なくともスプライン歯を
有する部分を介して鋳込んで形成している。そして、フ
ランジ部材を、外周に位置して円筒状に形成された接合
部と、内周に位置して円筒状に形成された内周ボス部
と、これら接合部および内周ボス部を繋ぐ円盤状のシリ
ンダ室後壁部とを有して構成し、接合部の外周に上記ス
プライン歯を形成しており、これら接合部、内周ボス部
およびシリンダ室後壁部により囲んでシリンダ室を形成
し、このシリンダ室に挿入したピストンにより変速用ブ
レーキ手段の係合制御を行う。さらに、内周ボス部の内
径側に挿入されて取り付けたベアリングを介して回転ギ
ヤ部材を回転自在に支持するように構成し、この回転ギ
ヤ部材がその一端側に、シリンダ室後壁部の側方に位置
する歯を備えたギヤ部を有し、このギヤ部の歯より内径
側における内周ボス部と対向する側面にリング状凹部を
形成し、フランジ部材の内周ボス部がリング状凹部内へ
突出するように軸方向に延びて形成され、内周ボス部に
おけるリング状凹部内へ突出する側にベアリングを取り
付けている。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施
例について説明する。図２に本発明に係る回転部材支持
構造を有した変速機の全体構造を示し、この変速機の変
速機構部分は図３に示すように構成されている。さら
に、この変速機の動力伝達は図４のスケルトンに示すよ
うになる。以下、これら３つの図を参照して説明する。

【００１１】この変速機は、エンジンの出力軸６に繋が
るトルクコンバータ５と、トルクコンバータ５のタービ
ンに繋がる入力軸１１を有した変速機構１０と、この変
速機機構１０の出力ギヤ１２に噛合するギヤ５２を有し
たカウンター軸５１と、このカウンター軸５１に一体に
形成されたギヤ５５と噛合するギヤ５６を有したディフ
ァレンシャル機構５７とからなり、これらが、３分割構
成のハウジング１，２，３内に配設されている。このハ
ウジング１，２，３はいずれもアルミニウム系材料から
鋳造されて作られている。なお、ディファレンシャル機
構５７には左右に分かれて延びる左右アクスルシャフト
５８ａ，５８ｂが繋がる。

【００１２】エンジン出力は、その出力軸６からトルク
コンバータ５を介して変速機構１０の入力軸１１に伝達
され、変速機構１０において変速された後、出力ギヤ１
２からギヤ５２を介してカウンター軸５１に伝達され
る。さらに、このカウンター軸５１からギヤ５５，５６
を介してディファレンシャル機構５７に伝達され、ディ
ファレンシャル機構５７により左右のアクスルシャフト
５８ａ，５８ｂに分配されて伝達される。

【００１３】変速機構１０は、入力軸１１上に並列に配
置された第１、第２および第３遊星歯車列Ｇ１，Ｇ２，
Ｇ３を有する。各遊星歯車列はそれぞれ、中央に位置す
る第１〜第３サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３と、これら第１
〜第３サンギヤに噛合してその回りを自転しながら公転
する第１〜第３プラネタリピニオンＰ１，Ｐ２，Ｐ３
と、このピニオンを回転自在に保持してピニオンの公転
と同一回転する第１〜第３キャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３
と、上記ピニオンと噛合する内歯を有した第１〜第３リ
ングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３とから構成される。第１遊星
歯車列Ｇ１および第２遊星歯車列Ｇ２はダブルピニオン
式遊星歯車列であり、第１ピニオンＰ１および第２ピニ
オンＰ２は、図４に示すようにそれぞれ２個のピニオン
ギヤＰ１１，Ｐ１２およびＰ２１，Ｐ２２から構成され
る。

【００１４】第１サンギヤＳ１は入力軸１１に常時連結
され、第１キャリアＣ１は常時固定されている。第１リ
ングギヤＲ１は第３クラッチＫ３を介して第２サンギヤ
Ｓ２に連結され、さらに第２サンギヤＳ２は第１ブレー
キＢ１により固定保持可能となっている。第２キャリア
Ｃ２は第３キャリアＣ３と直結されるとともに出力ギヤ
１２に連結されており、第２キャリアＣ２および第３キ
ャリアＣ３の回転が変速機構の出力回転となる。第２リ
ングギヤＲ２は第３リングギヤＲ３と直結され、これら
両リングギヤＲ２，Ｒ３は一体となって第２ブレーキＢ
２により固定保持可能であり、且つ第２クラッチＫ２を
介して変速機入力軸８ａと係脱自在に連結されている。
第３サンギヤＳ３は第１クラッチＫ１を介して入力軸１
１と係脱自在に連結されている。なお、第２ブレーキＢ
２と並列にワンウェイブレーキＢ３が配設されている。

【００１５】以上のようにして各要素（第１〜第３サン
ギヤＳ１〜Ｓ３、第１〜第３キャリアＣ１〜Ｃ３および
第１〜第３リングギヤＳ１〜Ｓ３）、入力軸１１および
出力ギヤ１２を連結して構成した変速機構において、第
１〜第３クラッチＫ１〜Ｋ３および第１，第２ブレーキ
Ｂ１，Ｂ２の係脱制御を行うことにより、変速段の設定
および変速制御を行うことができる。具体的には、下記
表１に示すように、係脱制御を行えば、前進５速（１Ｓ
Ｔ，２ＮＤ，３ＲＤ，４ＴＨおよび５ＴＨ）、後進１速
（ＲＥＶ）を設定できる。なお、各速度レンジでの減速
比（レシオ）は、各ギヤの歯数により変化するが、表１
にこのレシオの一例を参考として示している。

【００１６】なお、この表１において、１ＳＴにおける
第２ブレーキＢ２に括弧を付けているが、これは第２ブ
レーキＢ２を係合させなくてもワンウェイブレーキＢ３
により駆動側の動力伝達がなされるからである。すなわ
ち、第１クラッチＫ１を係合させれば、第２ブレーキＢ
２を係合させなくても、１ＳＴのギヤ比での駆動側の動
力伝達は可能であり、１ＳＴが設定される。但し、駆動
側とは逆の動力伝達はできず、このため、第２ブレーキ
Ｂ２が非係合の１ＳＴはエンジンブレーキが効かない速
度段となり、第２ブレーキＢ２を係合させればエンジン
ブレーキの効く速度段となる。

【００１７】

【表１】

【００１８】上記のように構成された変速機構１０の出
力ギヤ１２は、中央に位置するハウジング２に形成され
た壁部２０によりアンギュラーボールベアリング１６を
介して回転自在に支持されている。この出力ギヤ１２の
ハウジング２による支持構造が本発明に係る構造であ
り、これを図１に基づいて詳細に説明する。

【００１９】上記壁部２０は、鉄系材料から作られた円
盤状のフランジ部材２１を、ハウジング２の鋳造時に鋳
込んで作られている。このため、ハウジング２はアルミ
ニウム系材料から鋳造されるのであるが、図１に示すよ
うに、この壁部２０の大部分（正確には、壁部２０にお
けるフランジ部材２１からなる部分２１ａ）は鉄系材料
から形成されている。このフランジ部材２１は外周部に
円筒状に形成された接合部２２を一体に有し（すなわ
ち、図１から明らかなように接合部２２はフランジ部材
２１の一部を構成して鉄系材料から構成されており）、
この接合部２２の外周面に形成された外歯スプライン部
２２ａにおいて、フランジ部材２１がハウジング２と鋳
込み接合されている。このように外歯スプライン部２２
ａを介して鋳込むことにより、鋳込み時の抱き込み性が
向上し、鉄系材料製のフランジ部材２１をアルミニウム
系材料製のハウジング２にしっかりと鋳込み接合させて
いる。さらに、フランジ部材２１の内周部は円筒状に膨
らんで内周ボス部２３が形成されており（すなわち、内
周ボス部２３も図１から明らかなように、フランジ部材
２１の一部を構成して鉄系材料から作られており）、こ
の内周ボス部２３にベアリング取付孔２３ａが形成され
ている。このベアリング取付孔２３ａにはインナーレー
ス１６ａが挿入されるとともにリテーニングリングによ
り保持されて、アンギュラーボールベアリング１６が取
り付けられている。

【００２０】一方、出力ギヤ１２は、外周部に外歯１３
ａが形成された円盤状のギヤ部１３と、ギヤ部１３の内
周部から軸方向側方に延びた円筒状のシャフト部１４と
から形成される。シャフト部１４の内周には内歯スプラ
イン１４ａが形成されており、この内歯スプライン１４
ａを介して出力ギヤ１２が第２遊星歯車列Ｇ２を構成す
る第２キャリアＣ２と連結されている。シャフト部１４
は、上記のようにフランジ部材２１に取り付けられたア
ンギュラーボールベアリング１６のインナーレース１６
ｂ内に嵌入され、これにより、出力ギヤ１２はベアリン
グ１６を介してフランジ部材２１（すなわち、ハウジン
グ２の壁部２０）により回転自在に支持される。

【００２１】なお、シャフト部１４の外周に形成したネ
ジ部１４ｂに取り付けられたロックナット１７により、
シャフト部１４上にインナーレース１６ｂが取り付けら
れた状態でロック保持されている。但し、このロックナ
ット１７は中央部に潤滑孔１６ｃを有する一体構造のイ
ンナーレース１６ｂを締め付けてこれを固定保持してい
るだけであり、この締め付けによってボールにプリロー
ドが付与される訳ではない。すなわち、ベアリング１６
はアウターおよびインナーレース１６ａ，１６ｂにより
２つのボールを挟持して組み立てられた状態のまま取り
付けられているだけである。このため、このベアリング
１６においてのフリクション抵抗は小さい。

【００２２】出力ギヤ１２のギヤ部１３におけるフラン
ジ部材２１と対向する側面にはリング状凹部１３ｂが形
成されており、フランジ部材２１の内周ボス部２３の側
部がこのリング状凹部１３ｂ内に入り込んでいる。この
ようにすれば、ギヤ部１３の外歯１３ａが軸方向におい
てアンギユラーボールベアリング１６に近づき、外歯１
３ａとギヤ５２の外歯との噛み合い点がベアリング１６
の両ボールの支持作用点Ａ１，Ａ２の中央点Ｂに近づ
く。なお、このようにフランジ部材２１を剛性、強度の
高い鉄系材料から作ることにより、その厚さ、すなわ
ち、ハウジング２１の壁部２０の厚さを薄くすることが
できるので、その分、上記中央点Ｂは外歯１３ａの噛み
合い点に近づいて設定されている。さらに、このように
剛性、強度の高いフランジ部材により壁部２０を形成す
ることにより、この壁部２０によるベアリング１６の支
持剛性、強度が向上し、壁部２０の振動を抑えることが
できる。

【００２３】本例のフランジ部材２１にはギヤ部１３と
対向する側とは反対の側に円筒状のシリンダ室２１ａが
形成されており、このシリンダ室２１ａ内に軸方向に摺
動自在にピストン２８が挿入されている。このピストン
２８は第２ブレーキＢ２の作動制御用に用いられ、シリ
ンダ室２１ａ内に作動油圧が供給されると、この油圧を
受けたピストン２８が第２ブレーキＢ２のフリクション
プレートを押圧し、この第２ブレーキＢ２を係合させ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アルミニウム系材料の鋳造により変速機ハウジングを作
るとともに、このハウジングの壁部により回転部材を支
持するようになっており、この壁部を、鉄系材料製のフ
ランジ部材を鋳込んで形成し、このフランジ部材の内周
ボス部に取り付けたベアリングを介して回転部材を回転
自在に支持するように構成しているので、ベアリングお
よびこれを支持するフランジ部材がともに鉄系材料で両
者の熱膨張率がほぼ等しくなる。このため、熱間時にお
いてもフランジ部材の内周ボス部とベアリングとの間に
ガタが発生するのを防止することができ、この回転部材
を構成するもしくはこれに取り付けられるギヤの噛み合
い精度低下を防止し、騒音および振動の増加を押さえる
ことができる。ここで、フランジ部材の接合部の外周に
スプライン歯が形成され、フランジ部材の鋳込みは少な
くともスプライン歯を有する部分を介して行われるよう
になっているので、鉄系材料製のフランジ部材をアルミ
ニウム系材料製のハウジングにしっかりと鋳込み接合さ
せることができる。

【００２５】さらに、フランジ部材を構成する接合部、
内周ボス部およびシリンダ室後壁部により囲んでシリン
ダ室を形成し、このシリンダ室に挿入したピストンによ
り変速用ブレーキ手段の係合制御を行うようになってい
るため、シリンダ室の強度を向上することができ、内周
ボス部により支持するベアリングにシリンダ室内の油圧
の影響が及びにくいという利点がある。

【００２６】また、内周ボス部の内径側に挿入されて取
り付けたベアリングを介して回転ギヤ部材を回転自在に
支持するように構成し、この回転ギヤ部材のギヤ部の歯
より内径側における内周ボス部と対向する側面にリング
状凹部を形成し、フランジ部材の内周ボス部がリング状
凹部内へ突出するように形成して内周ボス部におけるリ
ング状凹部内へ突出する側にベアリングを取り付けてい
るので、ギヤの噛み合い点をベアリングの支持作用点の
中央に近づけることができる。この場合に、フランジ部
材を剛性、強度の高い鉄系材料から作っているので、そ
の厚さ、すなわち、ハウジングの壁部（ピストン室後壁
部）の厚さを薄くすることができ、その分さらに、上記
支持作用点の中央をギヤの噛み合い点に近づけることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転部材支持構造を示す断面図で
ある。

【図２】上記回転部材支持構造を有した変速機を示す断
面図である。

【図３】上記変速機を構成する変速機構を示す断面図で
ある。

【図４】上記変速機の動力伝達経路を示すスケルトン図
である。

【符号の説明】

１，２，３ ハウジング ５ トルクコンバータ １０ 変速機構 １１ 入力軸 １２ 出力ギヤ １３ ギヤ部 １６ アンギュラーボールベアリング １７ ロックナット ２０ 壁部 ２１ フランジ部材 ２８ ピストン ５７ ディファレンシャル機構

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−129444（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−98736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188854（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−187653（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭41−21601（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭８−10623（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 57/00 - 57/12 F16H 3/44 - 3/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム系材料の鋳造により作られ
   た変速機ハウジングの壁部により回転ギヤ部材を回転自
   在に支持する構造であって、 前記壁部が、外周にスプライン歯を有する鉄系材料製の
   フランジ部材を少なくとも前記スプライン歯を有する部
   分を介して鋳込んで形成され、 前記フランジ部材が、外周に位置して円筒状に形成され
   た接合部と、内周に位置して円筒状に形成された内周ボ
   ス部と、前記接合部および前記内周ボス部を繋ぐ円盤状
   のシリンダ室後壁部とを有して一体に構成され、前記接
   合部の外周に前記スプライン歯が形成されており、 前記接合部、前記内周ボス部および前記シリンダ室後壁
   部に囲まれてシリンダ室が形成され、前記シリンダ室に
   挿入されたピストンにより変速用ブレーキ手段の係合制
   御を行うように構成されており、 前記内周ボス部の内径側に挿入されて取り付けられたベ
   アリングを介して前記回転ギヤ部材を回転自在に支持す
   るように構成され、 前記回転ギヤ部材がその一端側に、前記シリンダ室後壁
   部の側方に位置する歯を備えたギヤ部を有しており、こ
   のギヤ部の前記歯より内径側における前記内周ボス部と
   対向する側面にリング状凹部が形成され、 前記フランジ部材の前記内周ボス部が前記リング状凹部
   内へ突出するように軸方向に延びて形成されているとと
   もに、前記内周ボス部における前記リング状凹部内へ突
   出する側に前記ベアリングが取り付けられていることを
   特徴とする変速機の回転部材支持構造。