JP4417214B2 - 自動変速機の軸受潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、アウトプットギヤの内径側に回転軸多層構造を形成する自動変速機の軸受潤滑構造に関する。

従来、エンジンの動力がトルクコンバータを介して入力軸の一端側に入力され、入力された動力が入力軸の他方の端部で折り返し、入力軸の略中央部において、ケースに取り付けられた中間壁に支持されたアウトプットギヤを介してディファレンシャルギヤ側へ出力される自動変速機がある。
アウトプットギヤの内径側の、入力軸を含めた複数の回転軸内には軸方向に軸方向潤滑油路が形成され、さらに軸方向と垂直に、軸方向潤滑油路に通じる油穴が形成されている。
アウトプットギヤのベアリングの潤滑は、油穴から遠心力によって放出された油を、ベアリングのインナーレースに設けられた油路を介してベアリング内に導入することによって行われていた。
特開２００２−３４９６８３号公報

しかしながら、アウトプットギヤの内径側の回転軸が何層にも重なり合ういわゆる回転軸多層構造においては、これらの回転軸が所定変速段では回転停止する場合がある。
このため、アウトプットギヤの内径側に配置された回転軸の軸方向潤滑油路から、遠心力を使ってアウトプットギヤを支持するベアリングへ潤滑油を供給しようとしても、安定した潤滑油の供給が困難であった。その結果ベアリングの耐久性が低下したり、潤滑が十分でないためベアリングの転がり抵抗が高くなり自動変速機に接続されるエンジンの燃費が悪化する。

また、回転軸多層構造の場合には、その回転軸間にすべり軸受などが設けられており、潤滑油が最内径側の軸方向油路からベアリングに到達するまでの間に、すべり軸受けの磨耗粉が潤滑油に混入して、ベアリングの耐久性を悪化させるといった問題もあった。

そこで本発明はこのような問題点に鑑み、アウトプットギヤを支持するベアリングに安定して潤滑油を供給することができる自動変速機の軸受潤滑構造を提供することを目的とする。

本発明は、変速機ケースから延びるベアリングサポート部によってベアリングを介してアウトプットギヤが支持された自動変速機の軸受潤滑構造において、ベアリングのインナーレースに、該インナーレースの内周面と外周面とをつなぐベアリング油路が形成され、ベアリングサポート部に、ケースからベアリング油路に潤滑油を直接導入するための潤滑油路を設け、ベアリングサポート部は、ベアリングの軸方向に対し半径方向に延在する中間壁と、中間壁から軸方向に延びて前記ベアリングを外周面で支持するベアリング支持部とによって構成され、ベアリング支持部の外周面に、軸方向に沿って油溝が形成され、潤滑油路は、中間壁に形成された径方向油路と、油溝とベアリングのインナーレースの内周面とで形成される軸方向油路と、中間壁に形成され径方向油路と軸方向油路とをつなぐ軸方向壁穴とで構成されるものとした。

本発明によれば、変速機ケースから伸びるベアリングサポート部に潤滑油路を形成し、潤滑油をベアリングに供給することにより、ベアリングの内径側の回転軸の構造によらず、安定した流量の潤滑油をベアリングに供給することができる。

次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、実施例を示すスケルトン図である。
図示しない車両に、エンジン２に接続された自動変速機１が搭載される。
トルクコンバータ３に入力されたエンジン２の動力は、回転軸Ｓ１を介してダブルピニオン型遊星歯車機構４のキャリア５に入力される。
ダブルピニオン型遊星歯車機構４は、変速機ケース６に固定されたサンギヤ７と、サンギヤ７に噛み合う内径側ピニオンギヤ８とリングギヤ１０に噛み合う外形側ピニオンギヤ９とで構成される。
内径側ピニオンギヤ８と外形側ピニオンギヤ９は互いに噛み合い、さらにそれぞれのシャフトがキャリア５によって支持されている。

リングギヤ１０は、回転軸Ｓ１の外周を覆い後述のアウトプットギヤ１７の内径側を通ってエンジン２側へ伸びる回転軸Ｓ２に接続される。
キャリア５はハイクラッチＨ／Ｃを介して、回転軸Ｓ２の外周を覆いエンジン２側へ伸びる回転軸Ｓ３に接続されている。
回転軸Ｓ３のハイクラッチＨ／Ｃが接続された側と反対側の端部は、シングルピニオン型遊星歯車機構１１のピニオンギヤ１３を支持するキャリア１６に接続されている。
キャリア１６はローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを介して変速機ケース６に接続されている。

シングルピニオン型遊星歯車機構１１は、ピニオンギヤ１３がエンジン２側に配置された第２サンギヤ１４と、エンジン２側と反対側に配置された第１サンギヤ１２とに噛み合うとともに、リングギヤ１５と噛み合う。

第１サンギヤ１２は、エンジン２と反対側方向に伸び、回転軸Ｓ３の外周を覆う回転軸Ｓ４に連結され、回転軸Ｓ４は２−６ブレーキ２−６／Ｂを介して変速機ケース６に接続される。
第２サンギヤ１４は、アウトプットギヤ１７の内径側を通りエンジン２側に伸び、回転軸Ｓ２の外周を覆う回転軸Ｓ５に連結され、回転軸Ｓ５は３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃを介して回転軸Ｓ２およびロークラッチＬ／Ｃに接続されている。

回転軸Ｓ５の外周側において、アウトプットギヤ１７と３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃとの間にシングルピニオン型遊星歯車機構１８が備えられる。
シングルピニオン型遊星歯車機構１８は、回転軸Ｓ５に連結されたサンギヤ１９と、サンギヤ１９の外径側に配置されたリングギヤ２１と、サンギヤ１９およびリングギヤ２１に噛み合い、キャリア２２に支持されるピニオンギヤ２０とより構成される。

リングギヤ２１は、ロークラッチＬ／Ｃを介して回転軸Ｓ２に接続される。
キャリア２２は、回転軸Ｓ５の外周側を覆い、アウトプットギヤ１７の内径側を通りリングギヤ１５側に伸びる回転軸Ｓ６に連結されている。また回転軸Ｓ６はリングギヤ１５に連結されている。
シングルピニオン型遊星歯車機構１８とシングルピニオン型遊星歯車機構１１との間には、変速機ケース６から隔壁状のベアリングサポート部３０が伸びている。ベアリングサポート部３０の中央部には回転軸Ｓ６に沿って伸びる円筒形状のベアリング支持部３１が備えられている。

ベアリング支持部３１の外周にはベアリング４０が嵌め込まれ、該ベアリング４０の外周によってリングギヤ１５に連結されたアウトプットギヤ１７を支持している。
ベアリング支持部３１の内径側は、回転軸Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５およびＳ６が重なる多層構造となっている。

エンジン２の動力は、ハイクラッチＨ／Ｃ、２−６ブレーキ２−６／Ｂ、ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ、ロークラッチＬ／Ｃおよび３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃの締結または開放の組み合わせにより所望の回転数に変換され、アウトプットギヤ１７からカウンター軸２３、ディファレンシャルギヤ２４を介して図示しない車両の駆動輪に伝達される。

次に図２に、所望の変速段を得るための各クラッチおよびブレーキの締結表を示す。
第１速は、ロークラッチＬ／ＣとローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂとを締結することにより得られる。
第２速は、ロークラッチＬ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとを締結することにより得られる。この第２速において、２−６ブレーキ２−６／Ｂを締結することにより、第１サンギヤ１２およびピニオンギヤ１３が変速機ケースに対して固定となる。またピニオンギヤ１３と第２サンギヤ１４とが噛み合っていることにより、第２サンギヤ１４に連結された回転軸Ｓ５が変速機ケース６に対して固定となる。

第３速は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとロークラッチＬ／Ｃとを締結することにより得られ、第４速はハイクラッチＨ／ＣとロークラッチＬ／Ｃとを締結することにより得られる。
第５速は、ハイクラッチＨ／Ｃと３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃとを締結することにより得られる。

第６速は、ハイクラッチＨ／Ｃと２−６ブレーキ２−６／Ｂとを締結することにより得られる。なお第６速において、第２速と同様に２−６ブレーキ２−６／Ｂを締結することにより、回転軸Ｓ５が固定となる。
後退は、３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／ＣとローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂとを締結することにより得られる。

次に自動変速機１の各部に供給される油圧の油圧回路について説明する。
図３に自動変速機１の油圧回路を示す。
自動変速機１の変速機ケース６下方に取り付けられたオイルパン３５にたまる油がオイルポンプ３６によって加圧され、調圧弁３７によって調圧されたあとライン圧として締結要素圧調圧部３８に供給される。
締結要素圧調圧部３８は、入力されたライン圧を調圧し、ハイクラッチＨ／Ｃ、２−６ブレーキ２−６／Ｂ、ローアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ、ロークラッチＬ／Ｃおよび３−５リバースクラッチ３−５Ｒ／Ｃに供給する。
各クラッチやブレーキは、締結要素圧調圧部３８より入力された油圧に応じて締結、開放の動作を行う。
調圧弁３７がライン圧の生成時に排出した余剰油が、ベアリング４０やその他の潤滑回路３９に潤滑油として供給されて、各部の潤滑を行う。

次に、アウトプットギヤ１７の支持構造について説明する。
図４に、アウトプットギヤ１７の支持構造を示し、図５の（ａ）にベアリングサポート部３０をシングルピニオン型遊星歯車機構１１側から見た正面図を示し、図５の（ｂ）に、図５の（ａ）におけるＡ−Ａ部断面を示す。
アウトプットギヤ１７を支持するベアリングサポート部３０は、中間壁５５と、該中間壁５５の中央部からシングルピニオン型遊星歯車機構１１側に伸びるベアリング支持部３１と、中間壁５５の中央部からシングルピニオン型遊星歯車機構１８側に伸びるクラッチ支持部３２とより構成される。

ベアリングサポート部３０は、中間壁５５の外周部に設けたボルト穴３４にボルトを通して変速機ケース６に取り付けられ、変速機ケース６と一体になっている。
クラッチ支持部３２は、ベアリングサポート部３０のエンジン２側に備えられたロークラッチＬ／Ｃの支持を行うものである。
なお中間壁５５は、他の部材との干渉を避けるために図５の（ａ）に示すように外周縁の一部が削りとられている。

ベアリング４０は、リング形状のアウターレース４１およびインナーレース４２と、アウターレース４１とインナーレース４２とに挟まれたボール４３とより構成される。
ベアリング支持部３１にインナーレース４２が嵌め込まれて、ベアリング４０が支持される。
インナーレース４２は、その軸方向の長さがベアリング支持部３１の中間壁５５からの突出長さよりも若干長くなるように形成されている。

ベアリング支持部３１の内周面において、シングルピニオン型遊星歯車機構１１側の端部に支持部ねじ山５６が形成されている。
リング形状の円盤部７３と、円盤部７３の内周縁から伸びるナット円筒部７１とよりナット７０が構成される
ナット円筒部７１の外周面には、ナットねじ山７２が形成されている。
インナーレース４２と円盤部７３との間にワッシャ７５を挟み、ベアリング支持部３１の内径側にナット円筒部７１をねじ込むことによって、円盤部７３によってインナーレース４２を中間壁５５側に付勢し、インナーレース４２の固定を行う。

ベアリング支持部３１の外周面において、シングルピニオン型遊星歯車機構１１側の端部を一部切り欠いてワッシャ爪溝６０が形成される。
ワッシャ７５の内周縁には内径側爪７７が形成され、この内径側爪７７がワッシャ爪溝６０に嵌め込まれることによって、ワッシャ７５の周り止めがされる。
またナット７０の円盤部７３の外周面が一部切り欠かれてワッシャ爪溝７４が形成される。
ワッシャ７５の外周縁に外径側爪７６が形成される。
ナット７０がベアリング支持部３１にねじ込まれた状態で外径側爪７６をワッシャ爪溝７４側に折り込むことによってナット７０の周り止めがされる。

アウトプットギヤ１７はアウターレース４１の外周に圧入されて固着されている。
リングギヤ１５と回転軸Ｓ６とをつなぐリング形状のリングギヤ円盤部５０に連結穴５２が設けられ、アウトプットギヤ１７からシングルピニオン型遊星歯車機構１１側に伸びるアウトプットギヤ突出部５１を差し込んでスナップリング５３で抜け止めを行ってリングギヤ円盤部５０とアウトプットギヤ１７とを連結する。これにより、リングギヤ１５の回転がアウトプットギヤ１７に伝達される。

中間壁５５の所定位置に、外周面からベアリング支持部３１の位置まで径方向油路８１が形成され、中間壁５５の外周面の開口部は栓８４によって塞がれている。
ベアリング支持部３１の外周面には軸方向に沿って切り欠きによって油溝８３が形成される。なお油溝８３は、油溝８３の溝の長さ方向の延長線が径方向油路８１と垂直に交差する位置に形成される。
中間壁５５には、油溝８３の溝と同方向に油溝８３と径方向油路８１とをつなぐ軸方向壁穴８２が形成される。
中間壁５５の外径側端部において、ベアリング支持部３１が突出している側の面から径方向油路８１につながるケース接続口８０が形成される。

ベアリングサポート部３０を変速機ケース６に取り付けた状態で、変速機ケース６に設けられたケース油路９０とベアリングサポート部３０に設けたケース接続口８０とが連通する。
ベアリング支持部３１にベアリング４０が嵌め込まれることによって、インナーレース４２の内径側面と油溝８３とで軸方向油路８５が形成される。
インナーレース４２の内径側面において、軸方向中央部に周方向に円周溝４４が形成されている。
円周溝４４からインナーレース４２のボール４３と当接する側の面につながるベアリング油路４５が、インナーレース４２の周方向に所定数設けられる。

ナット７０をベアリング支持部３１にねじ込むことにより、ナット７０の円盤部７３がワッシャ７５を介してインナーレース４２の端面と当接し、さらにナット７０のナット円筒部７１外周面のナットねじ山７２とベアリング支持部３１の内周面の支持部ねじ山５６とが噛み合い、軸方向油路８５のナット７０側の開口部、すなわち該開口部周りの空間が封止される。

ライン圧生成時の余剰油が潤滑油として、変速機ケース６に設けられたケース油路９０からケース接続口８０を介してベアリングサポート部３０内に導入される。
導入された潤滑油は、径方向油路８１、軸方向壁穴８２および軸方向油路８５を通り、インナーレース４２に設けられた円周溝４４からベアリング油路４５を通りボール４３に供給される。
また軸方向油路８５のナット７０側がナット７０およびベアリング支持部３１によって封止されていることにより、潤滑油に圧力をかけたままベアリング４０内に導入することができる。

本実施例は以上のように構成され、ベアリング４０を支持するベアリングサポート部３０に径方向油路８１を設け、軸方向壁穴８２を介して径方向油路８１に連通する軸方向油路８５からベアリング４０に潤滑油を供給する。
これにより、ベアリング４０の内径側が回転軸多層構造であり、多層構造の中心に配置された回転軸に設けられた潤滑油路から遠心力によって潤滑油をベアリングに供給することが困難である場合にも、安定した流量でベアリング４０の潤滑を行って焼け付きを防止することができ、ベアリングの耐久性が向上し、自動変速機に連結されたエンジンの燃費の向上を図ることができる。
また、ベアリング４０に供給される潤滑油が多層構造の回転軸間を通ることがないので、回転軸間に配置されたすべり軸受け等の磨耗粉が混入していない潤滑油をベアリング４０に供給することができ、ベアリングの安定的な寿命を確保できる。

とくに、ベアリング支持部３１の外周部に油溝８３を設けることにより、油溝８３とベアリング４０におけるインナーレース４２の内周面とで軸方向油路８５が形成され、部品点数が増加することなく径方向油路８１からベアリング４０へつながる軸方向油路８５を形成することができる。（請求項１に対応する効果）
また、ベアリング４０を固定するためのナット７０によって軸方向油路８５のシングルピニオン型遊星歯車機構１１側の開口を封止することにより、部品点数が増加することなく、軸方向油路８５の封止を行うことができる。
さらに、軸方向油路８５の開口を封止することにより、潤滑油をベアリング４０に圧送することができる。（請求項３に対応する効果）

ベアリング４０を固定するナット７０のナット円筒部７１の外周にナットねじ山７２を形成し、ベアリング支持部３１の内周に形成した支持部ねじ山５６と嵌合するようにナット７０をベアリング支持部３１にねじ込む。
これにより、たとえばナットの内径側にナットねじ山を形成し、ベアリング支持部３１の外周の支持部ねじ山と嵌合させる場合には、軸心からベアリング支持部３１の油溝の底までの距離が、軸心からナットのナットねじ山のねじ山高さまでの距離よりも小さくなると、軸方向油路をナットにて封止することができなくなるため、油溝の設計自由度が低いものとなってしまう。しかしながら本実施例においては、ベアリング支持部３１の外周に形成した油溝８３と、ナット７０とベアリング支持部３１のねじ山の嵌合部分とが干渉することがないので、油溝８３の設計自由度を高いものとすることができる。（請求項４に対応する効果）

ベアリング４０に潤滑油を供給する油路が閉回路となっていることにより、ベアリング４０の回転によるポンプ作用でベアリング油路４５がベアリングの周方向のどの位置にあっても潤滑油が供給される。よって従来はベアリングに潤滑油を供給する油穴は、該油穴から重力にしたがって潤滑油が滴下した場合に潤滑油をベアリングに供給できる位置に設けていたが、本実施例においてはベアリングの周方向のどの位置に設けてもよいので、ベアリング４０に潤滑油を供給するためにベアリング支持部３１に設ける油溝８３の設計自由度を向上させることができる。（請求項３に対応する効果）

なお本実施例において、ベアリング支持部３１に油溝８３を形成するものとしたが、図６に示すように、ベアリング４０Ａのインナーレース４２Ａの内周面に軸方向に沿って油溝８３Ａを設け、ベアリング支持部３１Ａの外周面とインナーレース４２Ａに設けた油溝８３Ａとで軸方向油路８５Ａを構成してもよい。
この場合にも、軸方向油路８５Ａのナット７０側は封止され、ベアリングサポート部３０Ａ内に導入された潤滑油は、径方向油路８１から軸方向壁穴８２Ａ、軸方向油路８５Ａを通じてベアリング油路４５からベアリング４０Ａ内に供給され、実施例と同様の効果を得ることができる。（請求項２に対応する効果）

また他の例として、ベアリング支持部３１Ｂにナット７０側から径方向油路８１につながる軸方向油路８５Ｂを形成し、さらにベアリング４０の円周溝４４に連通する支持部径方向油路８６を形成することもできる。この場合にも、軸方向油路８５Ｂのナット７０側は封止され、ベアリングサポート部３０Ｂ内に導入された潤滑油は、径方向油路８１から軸方向油路８５Ｂ、支持部径方向油路８６を通じてベアリング４０に供給され、実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明における実施例を示すスケルトン図である。 各変速段におけるクラッチ、ブレーキの締結状態を示す図である。 自動変速機の油圧回路を示す図である。 ベアリングの潤滑構造を示す拡大図である。 ベアリングサポート部を示す拡大図である。 軸方向油路の変形例を示す図である。 軸方向油路の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 自動変速機
６ 変速機ケース
１７ アウトプットギヤ
３０、３０Ａ、３０Ｂ ベアリングサポート部
３１、３１Ａ、３１Ｂ ベアリング支持部
３６ オイルポンプ
３７ 調圧弁
４０、４０Ａ、 ベアリング
４１ アウターレース
４２、４２Ａ インナーレース
４３ ボール
４４ 円周溝
４５ ベアリング油路
５５ 中間壁
５６ 支持部ねじ山
７２ ナットねじ山
８０ ケース接続口
８１ 径方向油路
８２、８２Ａ 軸方向壁穴
８３、８３Ａ 油溝
８５、８５Ａ、８５Ｂ 軸方向油路
８６ 支持部径方向油路
９０ ケース油路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 回転軸

Claims (4)

1. 変速機ケースから延びるベアリングサポート部によってベアリングを介してアウトプットギヤが支持された自動変速機の軸受潤滑構造において、
   前記ベアリングのインナーレースに、該インナーレースの内周面と外周面とをつなぐベアリング油路が形成され、
   前記ベアリングサポート部に、前記ケースから前記ベアリング油路に潤滑油を直接導入するための潤滑油路を設け、
   前記ベアリングサポート部は、前記ベアリングの軸方向に対し半径方向に延在する中間壁と、該中間壁から前記軸方向に延びて前記ベアリングを外周面で支持するベアリング支持部とによって構成され、
   前記ベアリング支持部の外周面に、前記軸方向に沿って油溝が形成され、
   前記潤滑油路は、前記中間壁に形成された径方向油路と、前記油溝と前記ベアリングのインナーレースの内周面とで形成される軸方向油路と、前記中間壁に形成され前記径方向油路と前記軸方向油路とをつなぐ軸方向壁穴とで構成されることを特徴とする自動変速機の軸受潤滑構造。
2. 変速機ケースから延びるベアリングサポート部によってベアリングを介してアウトプットギヤが支持された自動変速機の軸受潤滑構造において、
   前記ベアリングのインナーレースに、該インナーレースの内周面と外周面とをつなぐベアリング油路が形成され、
   前記ベアリングサポート部に、前記ケースから前記ベアリング油路に潤滑油を直接導入するための潤滑油路を設け、
   前記ベアリングサポート部は、前記ベアリングの軸方向に対し半径方向に延在する中間壁と、該中間壁から前記軸方向に延びて前記ベアリングを外周面で支持するベアリング支持部とによって構成され、
   前記ベアリングのインナーレースの内周面に、前記軸方向に沿って油溝が形成され、
   前記潤滑油路は、前記中間壁に形成された径方向油路と、前記油溝と前記ベアリング支持部の外周面とで形成される軸方向油路と、前記中間壁に形成され前記径方向油路と前記軸方向油路とをつなぐ軸方向壁穴とで構成されることを特徴とする自動変速機の軸受潤滑構造。
3. 前記ベアリング支持部に支持されたベアリングのインナーレースを前記中間壁側に押し付けて、前記ベアリングサポート部とベアリングとを固定するナットを備え、
   前記軸方向油路の前記径方向油路に連通する側と反対側の開口部を前記ナットによって封止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速機の軸受潤滑構造。
4. 前記ナットは、前記ベアリング支持部の内周側に伸びて、外周面にねじ溝が形成されたナット円筒部を備え、
   前記ベアリング支持部の内周面に形成されたねじ溝に、前記ナット円筒部のねじ溝が嵌合することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の自動変速機の軸受潤滑構造。

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