JP4109622B2 - インプットシャフトの軸受部構造 - Google Patents

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Description

本発明は、締結要素の締結・解放により複数の変速段を達成する自動変速機に関し、特に変速段へ動力を入力するインプットシャフトの軸受部構造に関するものである。
従来の自動変速機として例えば、特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報に記載の自動変速機には、減速回転入力用C-1,C-3の内径側にインプットシャフトの軸受部及び3つのシールリング部をほぼ同じ径に横並びに配置している。
特開2002−349683号公報(図3参照)。
しかしながら、従来のインプットシャフトの軸受け構造では、軸受け部、3つのシールリング部が横並びに配置され、軸方向の幅を長く必要とするという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、軸受けやシールリングに必要な幅を確保しつつ、自動変速機の軸方向の幅を短くできるインプットシャフトの軸受け構造を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、自動変速機の変速機ケースに設けられた固定部により回転可能に支持され、エンジンからの動力を変速機構へ伝達するインプットシャフトの軸受部構造において、前記インプットシャフトに、略同一径の複数のシールリングを取り付ける取り付け部と、前記取り付け部に隣接し前記シールリングの取付径よりも径大な径大部とを設け、前記固定部に、前記シールリングの外周と面接する小径なシール面部と、前記径大部の外周と軸受けを介して面接する大径な軸受部とを設け、前記径大部のシールリング側外周面端部に、前記シールリング側に延長したインプットシャフト凸部を形成し、前記軸受部と前記シール面部との段差面に、前記インプットシャフト凸部を回避する固定部側凹部を形成したことを特徴とする。
よって、軸受けやシールリングに必要な幅を確保しつつ、自動変速機の軸方向の幅を短くできる。
以下、本発明の自動変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
まず、構成を説明する。
図1は実施例1の全体構成を表す概略図である。エンジン1から出力された回転は、エンジン出力軸E1を介してトルクコンバータ2に入力され、トルク増大された回転は、入力軸Input(インプットシャフトに相当する)を介して変速機構部に入力される。トルクコンバータ2はロックアップクラッチ機構を備えており、トルクの伝達効率が低下すると、エンジン出力軸E1と入力軸Inputを直結する。
変速機構部は、第1遊星ギヤG1と遊星ギヤセットGSとから構成され、入力軸Inputから入力された回転を出力ギヤOutputから出力する。
第1遊星ギヤG1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合う第1ピニオンP1を支持する第1キャリヤC1と、を有する減速装置としてのシングルピニオン型遊星ギヤである。
遊星ギヤセットGSは、第2遊星ギヤG2及び第3遊星ギヤG3から構成されている。
第2遊星ギヤG2は、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合う第2ピニオンP2を支持する第2キャリヤC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。
第3遊星ギヤG3は、第3サンギヤS3及び第4サンギヤS4と、第3及び第4サンギヤS3,S4の各々に噛み合う第3ピニオンP3と、この第3ピニオンP3を支持する軸方向の第3キャリヤC3と、該第3キャリヤC3に接続され、両サンギヤS3,S4の間に配置されるセンターメンバCMと、第3ピニオンP3に噛み合う1つの第3リングギヤR3と、を有するダブルサンギヤ型遊星ギヤである。なお、センターメンバCMは、第3キャリヤPC3の円周上に隣接する複数の第3ピニオンP3との空間位置において、第3キャリヤC3に結合されている。
入力軸Inputは、第1リングギヤR1に連結され、駆動源であるエンジン1からの回転駆動力を、トルクコンバータ2を介して入力する。
出力ギヤOutputは、第2キャリヤPC2に連結され、出力回転駆動力を図外のファイナルギヤ等を介して駆動輪に伝達する。
第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とは第1連結メンバM1により一体的に連結されている。第2キャリヤPC2と第3リングギヤR3とは第2連結メンバM2により一体的に連結されている。
ロークラッチL/Cは、第1キャリヤC1と第2リングギヤR2とを選択的に断接する。3-5リバースクラッチ3-5R/Cは、第1キャリヤC1と第2サンギヤS2とを選択的に断接する。ハイクラッチH/Cは、入力軸InputとセンターメンバCMとを選択的に断接する。
ローリバースブレーキL&R/Bは、第3キャリヤC3の回転を選択的に停止させる。2-6ブレーキ2-6/Bは、第4サンギヤS4の回転を選択的に停止させる。
前記各クラッチL/C,3-5R/C,H/C及び各ブレーキL&R/B,2-6/Bには、図2の締結作動表に示すように、前進6速後退1速の各変速段にて締結圧(○印)や解放圧(無印)を作り出す図外の変速油圧制御装置が接続されている。なお、変速油圧制御装置としては、油圧制御タイプ,電子制御タイプ,油圧+電子制御タイプ等が採用される。
図3は実施例1の自動変速機における前進6速後退1速の各変速段でのメンバの回転停止状態を示す共線図である。図2に示す締結作動表に従って、1速〜6速及び後退1速を達成する。
図4は実施例1の入力軸Input部分の拡大断面図である。説明の便宜上、エンジン側を前方、センターメンバCM側を後方とする。
入力軸Inputの外周側には、前方から、トルクコンバータ2、内部にオイルポンプを有するO/Pカバー3(固定部に相当する)、第1遊星ギヤG1が配置されている。
この入力軸Inputは、前端部をトルクコンバータ2のインペラ部21と接続することにより、もしくはロックアップクラッチ機構により動力の入力がされ、後端部に取り付けた第1遊星ギヤG1のリングギヤ支持部からリングギヤR1へ動力を出力する。
入力軸Inputの後端は、縮径した形状にし、同軸である回転軸10の前端穴に挿入する構造にする。回転軸10では、相対回転が可能なように前端穴10a内部で入力軸Input後端を軸受ブッシュ10bで軸支する。
入力軸Inputのリングギヤ支持部4の前方外周には、O/Pカバー3の内穴を位置させる構造にする。この位置の入力軸Inputの外周には、間隔をあけて環状の溝11,12を2本設け、この溝11,12には、入力軸Inputの内部に設けられる油路と外部とを連通させる連通穴13,14をそれぞれ設ける。
この2つの環状の溝11,12の外側とそれぞれの溝11,12の間には、シールリング6を取り付ける。O/Pカバー3の内穴はこのシールリング6に当接する径にする(シール面部に相当する)。入力軸Inputの2つの溝11,12に対向するO/Pカバー3内穴位置には、O/Pカバー3内部の油路の解放端をそれぞれの溝に対向させて設ける。
これにより、O/Pカバー3の2つの油路の解放端は、シールリング6により外部及び互いが仕切られるようにし、さらに、入力軸Inputに設けた環状溝11,12により、入力軸Inputの回転位置に関係ない油路の接続部分を形成する。
このシールリング6及び溝11,12を設けた部分の後方となる入力軸Input部分には、拡径した径大部15を設ける。
この径大部15に対向するO/Pカバー3の内穴部分31(軸受部に相当する)は、径大部15に対して径方向に所定の隙間を有する内穴にし、この空間に環状の軸受けブッシュ20を配置する。
O/Pカバー3の内穴部分は、トルクコンバータ2の内側位置まで前方に延長する構造にし、トルクコンバータ2の内側となる位置で、入力軸Inputとの間に軸受ブッシュ19を設ける。これにより入力軸Inputの前部を回転自在に軸支する。
実施例の自動変速機のシールリング6と軸受ブッシュ20を配置する軸受け部の構造について、図5を用いて、さらに詳細に説明する。
実施例1では、入力軸Inputのシールリング6を取り付けた部分16と径大部15との段差部分において、径大部15の外周部分をシールリング側に張り出させて入力軸凸部17を設ける。
入力軸凸部17の内径側、言い換えるとシールリング取り付け部分16と径大部15との段差の内径側には、シールリング6取り付け部分16の外周部分を延長し、O/Pカバー凸部33を回避した形状(段差部分を奥まらせた凹形状)にした入力軸凹部18を設ける。
これにより、後方のシールリング6と軸受ブッシュ20の軸方向の位置は、オーバーラップするか、オーバーラップしないまでもより近づく位置関係となる。
入力軸Inputの入力軸凸部17と、入力軸凹部18に対応するようO/Pカバー側には、軸受ブッシュ20を受ける径の大きい内周面31を前方、つまりシールリング6に接する側に延長し、入力軸凸部17を回避する形状(内穴の段差面を前方に奥まらせた形状)のO/Pカバー凹部34を設ける。また、O/Pカバー3の内穴のシールリング6に接する面32を、後方、つまり径を大きくした部分31側に張り出させてO/Pカバー凸部33を設ける。
次に、上記構成に基づく入力軸Inputの軸受構造における特徴について説明する。
1)入力軸Inputに、略同一径の複数のシールリング6を取り付ける取り付け部分16と、取り付け部分16に隣接しシールリング6の取付径よりも径大な径大部15とを設け、変速機ケースと一体的に設けられるO/Pカバー3に、シールリング6の外周と面接するシールリング6との対向部分32と、径大部15の外周と軸受ブッシュ20を介して面接する径を大きくした部分31とを設け、径大部15のシールリング6側外周面端部に、シールリング6側に延長した入力軸凸部17を形成し、径を大きくした部分31とシールリング6との対向部分32との段差面に、入力軸凸部17を回避するO/Pカバー凹部34を形成したため、シールリング6位置と軸受ブッシュ20の位置をオーバーラップもしくは、近づけることができる(請求項1に対応)。入力軸Inputは、自動変速機の中心回転軸であり、自動変速機の軸方向の長さを決める重要な基本要素である。よって、入力軸Inputの軸受構造を軸方向に短くできることは、入力軸Input自体の軸方向の長さを短くできることになり、自動変速機の軸方向の長さを短くできることになる。自動変速機は、入力軸の外周方向に複雑で点数の多い部品が配置され、それを支持する本体も大きい。よって、自動変速機において、軸方向を短くすることは、コスト低減に大きな効果をもたらすことになる。
また、本構造において、入力軸Inputに径大部を設けて軸支することは、軸受部分の面圧を低下させて、高速で強い入力軸Inputの回転をより安定して受けることになる。
さらに、径大部15を設けることにより、第1リングギヤR1へ動力を伝達するリングギヤ支持部4との接合部の径を大きくできる。これにより溶接等による接合部は周長を長くすることができ、強い接合強度を得ることができ、回転自体、及び回転の伝達等により接合部の単位面積当りに受ける応力を小さくすることができる。よって、接合部の不具合等が生じることがない構造で、動力を伝達できることになる。
また、本構造では、径大部15及び入力軸凸部17が、入力軸Inputと一体として設けられているため、別体で設けるものに比べて、シールリングを設ける外周部分や前方の軸支部分との同軸ズレを小さく抑えることができる。
また、O/Pカバー3の径を大きくした面部分31は、軸受ブッシュ20を介して入力軸Inputの軸受部分となるので、面の加工精度を要求される。本構造では、O/Pカバー凹部34を設けることによって、加工具の逃げ等に使用できる空間が形成されるので、軸受け面の加工精度の要求をも満たすことができる。
本構造は、上記の径大部の特徴・効果を満たすとともに、自動変速機の軸方向長さを短くでき、コストを抑制できるのである。
2)入力軸Inputに、略同一径の複数のシールリング6を取り付けた部分16と、シール取り付けた部分16に隣接しシールリング6の取付径よりも径大な径大部15とを設け、自動変速機の変速機ケースの一部となるO/Pカバー3に、シールリング6の外周と面接するシールリング6との対向部分32と、径大部15の外周と軸受ブッシュ20を介して面接する径を大きくした部分31とを設け、シールリング6との対向部分32の径を大きくした部分31側端部に、径を大きくした部分31側に延長したO/Pカバー凸部33を形成し、径大部15とシールリング6を取り付けた部分16との段差面に、O/Pカバー凸部33を回避する入力軸凹部18を形成したため、必要な加工精度を確実に確保しつつ、軸受ブッシュ20とシールリング6との位置をオーバーラップまたは近い位置にでき、これにより自動変速機の軸方向の長さの短縮を可能にして、コスト低減ができる(請求項2に対応)。
また、この構造では、O/Pカバー3に軸を受けるための径を大きくした部分31とシールリング6に当接する部分32が一体的に設けられることにより、コストをさらに抑制するとともに、軸を受ける部分31とシールリング6に当接する部分32との同軸等がズレなくできる。
本構造部分の入力軸Inputの3つのシールリング6は、シール性の確保から同軸の度合いを高く要求される。入力軸Inputの回転による軸ブレが生じた際にも確実にシールしていることが要求されるからである。この精度を確保するため、及びシールリング6周囲の外周面が軸ぶれ等の際にO/Pカバー3の内穴面に接触してシール性を低下させることがないため、シールリング6周囲にも、比較高い加工精度が要求される。本構造では、入力軸凹部18を設けることによって、加工具の逃げ等に使用できる空間が形成されるため、軸受ブッシュ20とシールリング6の位置をオーバーラップさせるような位置関係にしても加工精度の確保が可能となる。
また、O/Pカバー3のシールリング6当接面32はシール性を確保するため、加工精度が要求される。このシール面32は、シールリング6位置の軸方向への許容移動分を考慮すると所定の軸方向の範囲に必要となる。また、実際の加工を考えると、加工精度の必要な範囲の周囲をも加工できる範囲がないと精度の確保が困難となる。本構造では、軸受ブッシュ20とシールリング6の軸方向の位置をオーバーラップさせるか、もしくは近づけても、O/Pカバー凸部33を設けることにより、O/Pカバー3のシールリング当接面32の加工精度の確保ができるのである。
3)O/Pカバー3のシールリング6との対向部分32の径を大きくした部分31側端部に、径を大きくした部分31側に延長したO/Pカバー凸部33を形成し、径大部15とシールリング6を取り付けた部分16との段差面に、O/Pカバー凸部33を回避する入力軸凹部18を形成したため、1),2)に示すように必要な加工精度や機能を確保しながら、軸受ブッシュ20とシールリング6の位置をオーバーラップさせるかあるいは近づけて、自動変速機の軸方向の長さを短縮でき、コストを大きく低減させることができる。
以上、本発明の自動変速機を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、実施例1では、入力軸Inputに入力軸凸部17と入力軸凹部18を設け、O/PカバーにO/Pカバー凸部33とO/Pカバー凹部34を設けたが、入力軸Inputに入力軸凸部17を設け、O/PカバーにO/Pカバー凹部34を設けるのみとしてもよい。また、入力軸Inputに入力軸凹部18を設け、O/PカバーにO/Pカバー凸部33を設けるのみとしてもよい。
実施例1の自動変速機の全体構成を表す概略図である。 実施例1の自動変速機の各変速段における締結作動表である。 実施例1の自動変速機の各変速段における共線図である。 実施例1の自動変速機のインプットシャフトの軸受構造を示す拡大断面図である。 実施例1の自動変速機のインプットシャフトの軸受構造の一部を示す拡大断面図である。
符号の説明
1 エンジン
10 回転軸
10a 前端穴
10b 軸受ブッシュ
Input 入力軸
11 (入力軸の)溝
12 (入力軸の)溝
13 (入力軸の)連通穴
14 (入力軸の)連通穴
15 (入力軸の)径大部
16 (入力軸の)シールリングを取り付けた部分
17 (入力軸の)入力軸凸部
18 (入力軸の)入力軸凹部
19 軸受ブッシュ
20 軸受ブッシュ
2 トルクコンバータ
21 インペラ部
3 O/Pカバー
31 (O/Pカバーの)径を大きくした部分
32 (O/Pカバーの)シールリングとの対向部分
33 O/Pカバー凸部
34 O/Pカバー凹部
4 リングギヤ支持部
6 シールリング

Claims (3)

  1. 自動変速機の変速機ケースに設けられた固定部により回転可能に支持され、エンジンからの動力を変速機構へ伝達するインプットシャフトの軸受部構造において、
    前記インプットシャフトに、略同一径の複数のシールリングを取り付ける取り付け部と、前記取り付け部に隣接し前記シールリングの取付径よりも径大な径大部とを設け、
    前記固定部に、前記シールリングの外周と面接する小径なシール面部と、前記径大部の外周と軸受けを介して面接する大径な軸受部とを設け、
    前記径大部のシールリング側外周面端部に、前記シールリング側に延長したインプットシャフト凸部を形成し、
    前記軸受部と前記シール面部との段差面に、前記インプットシャフト凸部を回避する固定部側凹部を形成したことを特徴とするインプットシャフトの軸受部構造。
  2. 自動変速機の変速機ケースに設けられた固定部により回転可能に支持され、エンジンからの動力を変速機構へ伝達するインプットシャフトの軸受部構造において、
    前記インプットシャフトに、略同一径の複数のシールリングを取り付ける取り付け部と、前記取り付け部に隣接し前記シールリングの取付径よりも径大な径大部とを設け、
    前記固定部に、前記シールリングの外周と面接する小径なシール面部と、前記径大部の外周と軸受けを介して面接する大径な軸受部とを設け、
    前記シール面部の軸受部側端部に、前記軸受部側に延長した固定部側凸部を形成し、
    前記径大部と前記取り付け部との段差面に、前記固定部側凸部を回避するインプットシャフト凹部を形成したことを特徴とするインプットシャフトの軸受部構造。
  3. 請求項1記載の自動変速機において、
    前記シール面部の軸受部側端部に、前記軸受部側に延長した固定部側凸部を形成し、
    前記径大部と前記取り付け部との段差面に、前記固定部側凸部を回避するインプットシャフト凹部を形成したことを特徴とするインプットシャフトの軸受部構造。


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