JP6295236B2 - 変速機の回転軸支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、ケーシングに対して回転自在に支持された第一回転軸（内周軸）と、該第一回転軸と同心軸上の外側に配置される中空の第二回転軸（外周軸）とを備えるいわゆる二重管構造の回転軸を有する変速機の回転軸支持構造に関する。

従来、たとえば特許文献１に示すように、ケーシングに対して回転自在に支持された内周軸と、内周軸と同心軸上の外側に配置される中空の外周軸とを備えるいわゆる二重管構造の回転軸を有する変速機がある。このような二重管構造の回転軸において、従来構造では、内周軸と外周軸との隙間に設けた油路を密封するシールリング（シール部材）が内周軸を支持するベアリングに対して軸方向で離れた位置に設置されている場合がある。この場合、内周軸や外周軸の偏心や撓みを考慮してシールリング部のクリアランス（隙間）の寸法を設定する必要がある。そのため、当該クリアランスの寸法が比較的に大きな寸法となってしまう場合が多い。これにより、内周軸や外周軸に大きなギヤ反力がかかる場合、内周軸や外周軸の偏心や撓みによってシールリング部のクリアランスが拡大することで、シールリング部からの作動油の滲みや漏れの量が増えてしまうという課題がある。

また、従来構造では、軸方向におけるシールリング部の近傍に内周軸又は外周軸を支持するベアリングが設置されている場合がある。この場合、内周軸又は外周軸に大きなギヤ反力がかかる構造であると、ベアリングにかかる荷重が大きくなるため、耐荷重（ベアリング容量）の高い大きな寸法のベアリングが必要となる。そのため、ベアリングを設置した内周軸又は外周軸の径を太くしなければ、ベアリングに必要な耐荷重を確保できないという問題があった。内周軸又は外周軸の径を太くすると変速機の大型化及び重量増につながる。

特開２０１０−００６１９１号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二重管構造の回転軸を備えた変速機において、簡単な構造でシール部材からの作動油の滲みや漏れを防止できると共に、回転軸の径寸法の小型化を図ることができる回転軸支持構造を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明にかかる変速機の回転軸支持構造は、軸方向の両側の端部がケーシング（１０）に対して回転自在に支持された第一回転軸（１４Ａ）と、第一回転軸（１４Ａ）と同心軸上の外側に配置される中空の第二回転軸（１４Ｂ）と、第一回転軸（１４Ａ）の外周面上（１４ｅ）又は第二回転軸（１４Ｂ）の内周面上に設置したニードルベアリング（１１０）と、第一回転軸（１４Ａ）と第二回転軸（１４Ｂ）との径方向の隙間に形成した油路（１１２）と、ニードルベアリング（１１０）に対して軸方向で隣接して配置されて油路（１１２）を密封するシール部材（１２１）と、を備え、ニードルベアリング（１１０）とそれに対向する第二回転軸（１４Ｂ）の内周面（１４ａ）又は第一回転軸（１４Ａ）の外周面との径方向の隙間には、環状のクリアランス部（１０７）が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる変速機の回転軸支持構造は、内周側の第一回転軸と外周側の第二回転軸との二重構造とした回転軸において、第一回転軸が環状のクリアランス部の隙間寸法以上に変形した際に対向する部材（第二回転軸の内周面又は第一回転軸の外周面）と接触するように設定したいわゆる偏心抑制用のニードルベアリングを設置している。これにより、第一回転軸に予め設定した寸法を超える大きな変形（撓み変形）が生じることを抑制できるため、第一回転軸に撓みが生じたときにも第一回転軸と第二回転軸との径方向の隙間に形成した油路の密封性能（シール性能）を確保できる。また、上記の偏心抑制用のニードルベアリングを備えることで、シール部材を設けた部分における第一回転軸の外周面と第二回転軸の内周面との隙間寸法をより小さな寸法に設定することが可能となる。したがって、シール部材からの作動油の滲みや漏れを効果的に低減することが可能となる。

また、本発明によれば、第一回転軸に予め設定した寸法を超える大きな変形（撓み変形）が生じるような大きな荷重がかかる場合に偏心抑制用のニードルベアリングが作用するように構成したことで、その分、内周軸又は外周軸を支持するベアリングなどの耐荷重性能を低く抑えることができる。したがって、内周軸又は外周軸の径寸法を小型化することができ、変速機の小型化及び軽量化を図ることができる。

また、本発明によれば、上記偏心抑制用のニードルベアリングを設けたことで、第一回転軸を回転自在に支持するベアリングなどの部品精度や取付位置の誤差（いわゆるミスアライメント）による当該ベアリングや第一回転軸の周辺部品の寿命低下を抑えることができる。

さらに、上記のニードルベアリングは、第一回転軸が予め設定した寸法以上に変形した場合にのみ荷重を受ける構造であるため、当該ニードルベアリングの耐久性及び長寿命化を確保でき、第一回転軸の撓み発生時の耐性を向上させることができる。

また、この変速機の回転軸支持構造では、ニードルベアリング（１１０）と軸方向の同位置における第二回転軸（１４Ｂ）の外周側に設置され、ケーシング（１０）に対して第二回転軸（１４Ｂ）を回転自在に支持するボールベアリング（１０５）を備えるとよい。

この構成によれば、ニードルベアリングは、外径側の第二回転軸をケーシングに対して回転自在に支持するボールベアリングと軸方向の同位置に設置されていることで、ニードルベアリングの寸法及び容量（耐荷重容量）を小さく抑えることができる。また、ニードルベアリングが外径側の第二回転軸に接触する際の荷重がボールベアリングで受け止められるので、当該荷重による第二回転軸の変位を抑制できる。したがって、第二回転軸の変位による周辺の他の部品への影響を少なく抑えることができる。

また、この変速機の回転軸支持構造では、第二回転軸（１４Ｂ）上に設置された固定プーリ（２１Ａ）及び可動プーリ（２１Ｂ）を有する変速用のプーリ機構（２１）と、可動プーリ（２１Ｂ）を軸方向に駆動するための作動油の油圧が供給されるピストン室（１１１）と、第一回転軸（１４Ａ）の内周側から油路（１１２）に連通する第一連通路（１１３）と、油路（１１２）から第二回転軸（１４Ｂ）の外周側のピストン室（１１１）に連通する第二連通路（１１５）と、を備え、シール部材（１２１）は、ニードルベアリング（１１０）に対して軸方向の一方に配置されており、第一連通路（１１３）及び第二連通路（１１５）は、ニードルベアリング（１１０）に対して軸方向の他方に配置されているとよい。

この構成によれば、ニードルベアリングを油路内に設置していることで、ニードルベアリングを潤滑するための油路を別途に追加する必要はない。したがって、変速機の構造の簡素化を図ることができる。

また、この変速機の回転軸支持構造では、ニードルベアリング（１１０）は、第一回転軸（１４Ａ）と第二回転軸（１４Ｂ）とを相対回転可能に支持する第一ニードルベアリング（１１０）であり、シール部材（１２１）は、油室（１１２）の軸方向における一方の端部を密封する第一シール部材（１２１）であり、第一ニードルベアリング（１１０）に対して軸方向の他方で第一回転軸（１４Ａ）と第二回転軸（１４Ｂ）とを相対回転自在に支持する第二ニードルベアリング（１２０）と、軸方向における第一ニードルベアリング（１１０）と第二ニードルベアリング（１２０）との間に配置した第二シール部材（１２２）と、を備え、第二ニードルベアリング（１２０）は、対向する第二回転軸（１４Ｂ）の内周面（１４ａ）又は第一回転軸（１４Ａ）の外周面と常時接触している構造であってよい。

この構成によれば、軸方向の二箇所に設けた第一ニードルベアリングと第二ニードルベアリングとで第一回転軸を支持することにより、第一回転軸に生じる撓み変形を最小限に抑えることができる。また、第二シール部材を設けたことで、油路のより高い密封性能（シール性能）を確保することが可能となる。

また、この変速機の回転軸支持構造では、第一回転軸（１４Ａ）の外周面（１４ｅ）には、第一ニードルベアリング（１１０）を収容してなる凹部（１４０）が形成されていてよい。

この構成によれば、第一回転軸の外周面にニードルベアリングを収容する凹部を形成したことで、ニードルベアリングの組付性の向上を図ることができると共に、ニードルベアリングに必要な設置スペースを確保でき、ニードルベアリングに最大限のベアリング容量を持たせることが可能となる。

また、この場合、第一回転軸（１４Ａ）の凹部（１４０）の位置の径寸法（Ｄ１）は、軸方向におけるその両側の位置の径寸法（Ｄ２）よりも大きな寸法に設定されていてよい。

この構成によれば、ニードルベアリングが対向する部材（外周軸の内周面又は内周軸の外周面）に接触する場合にも第一回転軸の剛性を確保することが可能となる。

また、この変速機の回転軸支持構造では、第二回転軸（１４Ｂ）の軸方向の端部（１４ｂ）又はその近傍に設置したギヤ（１０９）を備え、第二回転軸（１４Ｂ）の端部（１４ｂ）と軸方向の同位置における第一回転軸（１４Ａ）の径寸法（Ｄ２）は、凹部（１４０）の位置の径寸法（Ｄ３）よりも小さな寸法に設定されていてよい。

上記のような第二回転軸の軸方向の端部又はその近傍に設置したギヤを備える場合、当該ギヤに発生するスラスト荷重が第二回転軸の端部にかかることで第二回転軸の端部が撓むおそれがある。しかしながら上記構成では、第二回転軸の端部と軸方向の同位置における第一回転軸の径寸法を凹部の位置の径寸法よりも小さな寸法に設定していることで、第二回転軸の端部に撓みが生じた場合でも第二回転軸の端部が第一回転軸と干渉することを防止できる。

また、この変速機の回転軸支持構造では、クリアランス部（１０７）の隙間寸法（Ｓ１）は、第一回転軸（１４Ａ）にかかるトルクが最大値となるときにニードルベアリング（１１０）がそれに対向する第二回転軸（１４Ｂ）の内周面（１４ａ）又は第一回転軸（１４Ａ）の外周面に接触する寸法に設定されていてよい。

この構成によれば、第一回転軸に最大トルクが通過するときにのみニードルベアリングが第二回転軸の内周面又は第一回転軸の外周面に接触するように設定したことで、ニードルベアリングが他の部材に接触する時間及び接触する回数を最小限に抑えることができる。これにより、より小容量かつ小型のニードルベアリングを選択することが可能となるので、変速機及びそれを備える車両の低コスト化及び小型化・軽量化を図ることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる変速機の回転軸支持構造によれば、二重管構造の回転軸を備えた変速機において、簡単な構造でシール部材からの作動油の滲みや漏れを防止できると共に、回転軸の径寸法の小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る回転軸支持構造を備えた変速機のスケルトン図である。 第一出力軸及びその周辺の部分拡大側断面図である。 図２のＸ部分の拡大図である。 図２のＹ部分の拡大図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る回転軸支持構造を備える変速機のスケルトン図である。同図に示す変速機１は、車両に搭載されたエンジン（駆動源）Ｅからの駆動力の回転を変速して駆動輪側に出力する変速機であって、エンジンＥのクランクシャフト１６と入力軸１３との間に設置されたトルクコンバータ１２を備えている。本実施形態の変速機１を備えた車両では、発進時の半クラッチ制御はトルクコンバータ１２によって行われる。変速機１は、駆動源Ｅからトルクコンバータ１２を介して接続された入力軸１３と、入力軸１３に対して平行に配置された第一出力軸１４と第二出力軸１５とを備える。

入力軸１３は、駆動源Ｅからの駆動力が入力される主入力軸１３Ａと、主入力軸１３Ａと回転中心が同じで第一クラッチ６１を介して連結される中空の第一副入力軸１３Ｂと、主入力軸１３Ａと回転中心が同じで第二クラッチ６２を介して連結される第二副入力軸１３Ｃとから構成される。第二副入力軸１３Ｃは、第一副入力軸１３Ｂの内部を貫通している。

第一出力軸１４と第二出力軸１５との間には、無段変速機構２０が配設される。無段変速機構２０は、第一出力軸１４に設けられた第一プーリ２１と、第二出力軸１５に設けられた第二プーリ２２と、第一プーリ２１と第二プーリ２２との間に巻き掛けられた無端ベルト２３とを備える。第一プーリ２１及び第二プーリ２２の溝幅は油圧によって相互に逆方向に増減し、第一出力軸１４及び第二出力軸１５間の変速比を連続的に変化させる。第一プーリ２１は、第一出力軸１４の外周軸１４Ｂに固定された第一固定プーリ２１Ａと、第一固定プーリ２１Ａに対して接近・離間可能な第一可動プーリ２１Ｂとで構成される。また、第二プーリ２２は、第二出力軸１５に固定された第二固定プーリ２２Ａと、第二固定プーリ２２Ａに対して接近・離間可能な第二可動プーリ２２Ｂとで構成される。

入力軸１３と第一出力軸１４との間には、入力軸１３に配設される第一伝達駆動ギヤ５１Ａと、第一出力軸１４の外周軸１４Ｂに配設される第一伝達従動ギヤ５１Ｂとからなる第一伝達経路５１が設けられている。第一伝達駆動ギヤ５１Ａと第一伝達従動ギヤ５１Ｂのギヤ比は１よりも大きい。そのため、第一伝達駆動ギヤ５１Ａと第一伝達従動ギヤ５１Ｂは、入力軸１３からの駆動力を減速させて伝達する減速ギヤ列として機能する。

入力軸１３と第二出力軸１５との間には、入力軸１３に配設される第二伝達駆動ギヤ５２Ａと、第二出力軸１５に配設される第二伝達従動ギヤ５２Ｂとからなる第二伝達経路５２が設けられている。第二伝達駆動ギヤ５２Ａと第二伝達従動ギヤ５２Ｂのギヤ比は１よりも小さい。そのため、第二伝達駆動ギヤ５２Ａと第二伝達従動ギヤ５２Ｂは、入力軸１３からの駆動力を増速させて無段変速機構２０に伝達する増速ギヤ列として機能する。

入力軸１３と第一出力軸１４との間には、入力軸１３に配設される第三伝達駆動ギヤ５３Ａと、第一出力軸１４に配設される第三伝達従動ギヤ５３Ｃと、第三伝達駆動ギヤ５３Ａと第三伝達従動ギヤ５３Ｃとの間に配設される第三伝達アイドルギヤ５３Ｂとからなる第三伝達経路５３が設けられている。第三伝達アイドルギヤ５３Ｂはアイドル軸１７上に支持されている。第三伝達アイドルギヤ５３Ｂがあることによって、上記の３つのギヤ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃからなるギヤ列は、駆動力の回転方向を逆転させて伝達するギヤ列として機能する。

第一出力軸１４と第二出力軸１５との間には、第二出力軸１５に配設される中間伝達駆動ギヤ５４Ａと、第一出力軸１４に配設される中間伝達従動ギヤ５４Ｃと、中間伝達駆動ギヤ５４Ａと中間伝達従動ギヤ５４Ｃとの間に配設される中間伝達アイドルギヤ５４Ｂとからなる第四伝達経路５４が設けられている。中間伝達アイドルギヤ５４Ｂはアイドル軸１８上に支持されている。ここで、図１において、中間伝達アイドルギヤ５４Ｂと中間伝達従動ギヤ５４Ｃは隣接していないが、実際には、中間伝達アイドルギヤ５４Ｂと中間伝達従動ギヤ５４Ｃとは互いに隣接し、これらは互いに噛合（係合）している。

入力軸１３と同軸には、前後進切換機構７０が配設される。前後進切換機構７０は、入力軸１３からの駆動力を第二伝達経路５２に伝達するか第三伝達経路５３に伝達するかを選択的に切り換えるように構成されている。入力軸１３の第二副入力軸１３Ｃには、第二伝達駆動ギヤ５２Ａ及び第三伝達駆動ギヤ５３Ａが相対回転自在に支持されており、前後進切換機構７０のスリーブ７１を中立位置から図中左に動かすと、第二伝達駆動ギヤ５２Ａと入力軸１３の第二副入力軸１３Ｃとが結合し、駆動力が入力軸１３から第二伝達経路５２側に伝達される。一方、前後進切換機構７０のスリーブ７１を中立位置から図中右に動かすと、第三伝達駆動ギヤ５３Ａと入力軸１３の第二副入力軸１３Ｃとが結合し、駆動力が入力軸１３から第三伝達経路５３側に伝達される。

第一出力軸１４の下流側には、第一出力軸１４へ伝達された駆動力が出力される最終出力機構２５が配設される。最終出力機構２５は、第一出力軸１４上に配設される最終駆動ギヤ２６と、この最終駆動ギヤ２６に噛み合う最終従動ギヤ２７が外周に形成されたディファレンシャルギヤ２８と、ディファレンシャルギヤ２８で配分された駆動力を図示しない左右の駆動輪に伝達するための駆動軸２９とを備える。

また、本実施形態の変速機１は、動力伝達切替機構として４つのクラッチ（摩擦クラッチ）を備えている。具体的には、入力軸１３から第一伝達経路５１への動力伝達の有無を切り替える第一クラッチ（ＬＯクラッチ）６１と、入力軸１３から第二伝達経路５２への動力伝達の有無を切り替える第二クラッチ（ＨＩクラッチ）６２と、第二プーリ２２から最終出力機構２５への動力伝達の有無を切り替える第三クラッチ６３と、第一プーリ２１から最終出力機構２５への動力伝達の有無を切り替える第四クラッチ６４である。これら第一〜第四クラッチ６１〜６４は、いずれも油圧回路（図示せず）による油圧（作動油）の給排でその締結・解放の動作が制御されるようになっている。

図２は、第一出力軸１４及びその周辺の部分拡大側断面図である。また、図３は、図２のＸ部分の拡大図、図４は、図２のＹ部分の拡大図である。図２に示すように、変速機１の第一出力軸１４は、内周軸（第一回転軸）１４Ａと外周軸（第二回転軸）１４Ｂとを備える二重管構造になっている。内周軸（第一回転軸）１４Ａは、軸方向の両側の端部がそれぞれボールベアリング１０１とローラベアリング１０２とによってケーシング１０に対して回転自在に支持されている。外周軸（第二回転軸）１４Ｂは、内周軸１４Ａと同心軸上の外側に配置される中空の回転軸である。

外周軸１４Ｂは、ケーシング１０に対してその外周側に設置したボールベアリング１０５で回転自在に支持されている。詳細には、外周軸１４Ｂの外周面には、ピストン室１１１に供給される油圧により外周軸１４Ｂ上を軸方向に移動する第一可動プーリ２１Ｂと、外周軸１４Ｂ上に固定されてピストン室１１１を形成してなるプーリカバー（カバー部材）１１８とが設置されている。そして、ボールベアリング１０５は、プーリカバー１１８の外周面上に設けられて該プーリカバー１１８を変速機１のケーシング１０に対して回転自在に支持している。

また、外周軸１４Ｂ上のプーリカバー１１８に隣接する位置には、第一伝達従動ギヤ（以下、単に「ギヤ」という。）５１Ｂが設置されている。このギヤ５１Ｂは、外周軸１４Ｂの軸方向の端部（図の右側の端部）１４ｂの近傍における外周面上に設置されている。ギヤ５１Ｂの歯面はハスバギヤで構成されている。これにより、ギヤ５１Ｂが発生するスラスト荷重（軸方向の荷重）は該ギヤ５１Ｂをプーリカバー１１８側へ付勢している。

また、外周軸１４Ｂの外周面には、径寸法が変化する段差部１１７が形成されている。プーリカバー１１８における軸方向の一方の端部（図の左側の端部）がこの段差部１１７に当接している。また、ギヤ５１Ｂの軸方向の他方の端部（図の右側の端部）には、該ギヤ５１Ｂの軸方向への移動を規制するナット（係止具）１１９が取り付けられている。これにより、段差部１１７とナット１１９との間にプーリカバー１１８とギヤ５１Ｂとが挟まれていることで、それらの固定がなされている。

また、ボールベアリング１０５とギヤ５１Ｂとの軸方向の隙間には、円形環状の皿バネ１１６が設置されている。この皿バネ１１６でボールベアリング１０５とギヤ５１Ｂとが軸方向で互いに離れる方向に付勢されている。

外周軸１４Ｂ上には、可動プーリ２１Ｂを軸方向に駆動するための作動油の油圧が供給されるピストン室１１１が設けられている。そして、内周軸１４Ａの外周面１４ｅと外周軸１４Ｂの内周面１４ａとの隙間には、作動油が流通する油路１１２が形成されている。内周軸１４Ａの内周側（軸芯部）の油路１１４から油路１１２に連通する第一連通路１１３と、油路１１２から外周軸１４Ｂの外周側のピストン室１１１に連通する第二連通路１１５（１１５ａ，１１５ｂ）とが設けられている。また、ニードルベアリング１１０に隣接する位置には、内周軸１４Ａの外周面１４ｅと外周軸１４Ｂの内周面１４ａとの隙間（油路１１２）を密封するシールリング（第一シール部材）１２１が設置されている。シールリング１２１は、ニードルベアリング１１０に対して軸方向の一方の側（図の右側）に配置されており、第一連通路１１３及び第二連通路１１５は、ニードルベアリング１１０に対して軸方向の他方の側（図の左側）に配置されている。

さらに、ニードルベアリング１１０に対して軸方向の一方（図の左側）で内周軸１４Ａと外周軸１４Ｂとを相対回転自在に支持する他のニードルベアリング（第二ニードルベアリング）１２０が設けられている。ニードルベアリング１２０は、対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａと常時接触している構造である。また、軸方向におけるニードルベアリング１１０とニードルベアリング１２０との間には、油路１１２の他方の端部（図の左側の端部）を密封するシールリング（第二シール部材）１２２が設置されている。

内周軸１４Ａの内側の油路１１４に導入された作動油は、第一連通路１１３を通って内周軸１４Ａと外周軸１４Ｂとの間の油路１１２に導かれる。油路１１２に導かれた作動油は、そこから第二連通路１１５を通って外周軸１４Ｂの外側に設けたピストン室１１１に供給される。ここで、油路１１２は軸方向の両側の端部がそれぞれシールリング（第１シール部材）１２１とシールリング（第二シール部材）１２２で密封されている。そして、この油路１１２内にニードルベアリング１１０が配置されている。

図２及び図３に示すように、内周軸１４Ａの外周面１４ｅには凹部１４０が形成されており、ニードルベアリング１１０はこの凹部１４０内に収容されている。そして、ニードルベアリング１１０とそれに対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａとの隙間には、所定寸法（寸法Ｓ１）の環状のクリアランス部１０７（図４参照）が設けられている。

図４に示す二点鎖線Ｌ２は、内周軸１４Ａの撓み変形に伴うニードルベアリング１１０の移動量（ニードルベアリング１１０の外径線、以下同じ。）が最大である場合を示す線であり、一点鎖線Ｌ１は、内周軸１４Ａの撓み変形に伴うニードルベアリング１１０の移動量が最大よりも小さな値である場合を示す線である。同図に示すように、本実施形態では、ニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触（当接）する位置（Ｌ１の位置）まで内周軸１４Ａの撓み変形が許容され、それ以上の撓み変形は生じることがない。したがって、内周軸１４Ａの過度の撓み変形を抑制することができるので、内周軸１４Ａを回転自在に支持するベアリング１０１，１０２などの部品精度や取付位置の誤差（いわゆるミスアライメント）による当該ベアリング１０１，１０２や内周軸１４Ａの周辺部品の寿命低下を抑えることができる。

さらにここでは、内周軸１４Ａ又はギヤ５１ＢにかかるトルクＴ１が最大値ＴＭのとき（Ｔ１＝ＴＭ）に、内周軸１４Ａの撓み変形によってニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触し、内周軸１４Ａ又はギヤ５１ＢにかかるトルクＴ１が最大値ＴＭよりも小さな値のときには、内周軸１４Ａの撓み変形によってニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａには接触しないように設定するとよい。すなわち、クリアランス部１０７の径方向の隙間寸法Ｓ１は、内周軸１４Ａにかかるトルク又はギヤ５１Ｂにかかるトルクが最大値となるとき（内周軸１４Ａの撓み変形量が最大となるとき）にニードルベアリング１１０が対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触する寸法に設定するとよい。このように設定すれば、内周軸１４Ａに最大トルクが通過するときにのみニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触するようになるので、ニードルベアリング１１０が接触する時間及び接触する回数を最小限に抑えることができる。これにより、より小容量かつ小型のニードルベアリングを選択することが可能となるので、変速機１及びそれを備える車両の低コスト化及び小型化・軽量化を図ることができる。

また、図３に示すように、内周軸１４Ａの軸方向におけるニードルベアリング１１０（凹部１４０）の両側に隣接する位置の径寸法Ｄ１は、更にその両側（軸方向の外側）の位置の径寸法Ｄ２よりも大きな寸法（Ｄ１＞Ｄ２）に設定されている。この構成により、ニードルベアリング１１０が対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触する場合にも内周軸１４Ａの剛性を確保することが可能となる。

また、図２に示すように、ケーシング１０に対して外周軸１４Ｂを回転自在に支持するボールベアリング１０５は、ニードルベアリング１１０と軸方向の同位置におけるプーリカバー１１８の外周面上に設置されている。これにより、ニードルベアリング１１０の寸法及び容量（耐荷重容量）を小さく抑えることができる。また、ニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂに接触する際の荷重がボールベアリング１０５で受け止められるので、当該荷重による外周軸１４Ｂの変位を抑制できる。したがって、外周軸１４Ｂの変位による周辺の他の部品への影響を少なく抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態の変速機１は、軸方向の両側の端部それぞれがケーシング１０に対して回転自在に支持された内周軸（第一回転軸）１４Ａと、この内周軸１４Ａと同心軸上の外側に配置される中空の外周軸（第二回転軸）１４Ｂとを有する二重構造の第一出力軸１４を備えている。そして、内周軸１４Ａの外周面１４ｅ上に設置したニードルベアリング１１０と、内周軸１４Ａと外周軸１４Ｂとの径方向の隙間に形成した油路１１２と、ニードルベアリング１１０に対して軸方向で隣接して配置されて油路１１２を密封するシールリング１２１とを備え、ニードルベアリング１１０とそれに対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａとの径方向の隙間に環状のクリアランス部１０７を設けている。

すなわち、本実施形態の変速機１では、二重管構造の第一出力軸１４において、内周軸１４Ａと外周軸１４Ｂとが重なる位置に環状のクリアランス部１０７を有するニードルベアリング１１０を配置した。そして、内周軸１４Ａに撓み変形が発生したときにのみニードルベアリング１１０が対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触するように構成した。これにより、内周軸１４Ａに予め設定した寸法を超える大きな変形（撓み変形）が生じることを抑制できるため、内周軸１４Ａに撓みが生じたときにも内周軸１４Ａと外周軸１４Ｂとの径方向の隙間に形成した油路１１２の密封性能（シール性能）を確保できる。また、上記の偏心抑制用のニードルベアリング１１０を備えることで、シールリング１２１を設けた部分における内周軸１４Ａの外周面１４ｅと外周軸１４Ｂの内周面１４ａとの隙間寸法をより小さな寸法に設定することが可能となる。したがって、シールリング１２１からの作動油の滲みや漏れを効果的に低減することが可能となる。

また、内周軸１４Ａに予め設定した寸法を超える大きな変形（撓み変形）が生じるような大きな荷重がかかる場合、上記偏心抑制用のニードルベアリング１１０が作用するように構成したことで、その分、内周軸１４Ａ又は外周軸１４Ｂを支持するベアリング１０１，１０２，１０５の耐荷重性能を低く抑えることができる。したがって、内周軸１４Ａ又は外周軸１４Ｂの径寸法を小型化することができ、変速機１の小型化及び軽量化を図ることができる。

また、上記偏心抑制用のニードルベアリング１１０を設けたことで、内周軸１４Ａを回転自在に支持するベアリング１０１，１０２などの部品精度や取付位置の誤差（いわゆるミスアライメント）による当該ベアリング１０１，１０２や内周軸１４Ａの周辺部品の寿命低下を抑えることができる。

さらに、上記のニードルベアリング１１０は、内周軸１４Ａが予め設定した寸法以上に変形した場合にのみ外周軸の内周面に当接し、かつ内周軸と外周軸とに差回転（回転数差）がある状態（相対回転状態）でのみ作用する（荷重を受ける）構造である。そのため、ニードルベアリング１１０の耐久性及び長寿命化を確保でき、内周軸１４Ａの撓み発生時の耐性を向上させることができる。

また、ニードルベアリング１１０は、外周軸１４Ｂをケーシング１０に対して支持するボールベアリング１０５に対応する位置（軸方向の同位置）に設置されている。これにより、ニードルベアリング１１０の寸法及び容量（耐荷重容量）を小さく抑えることができる。また、ニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂに接触する際の荷重がボールベアリング１０５で受け止められるので、当該荷重による外周軸１４Ｂの変位を抑制できる。したがって、外周軸１４Ｂの変位による周辺の他の部品への影響を少なく抑えることができる。また、内周軸１４Ａを回転自在に支持するベアリング１０１，１０２の部品精度や取付位置の誤差（いわゆるミスアライメント）による当該ベアリング１０１，１０２や内周軸１４Ａの周辺部品の寿命低下を抑えることができる。さらに、ニードルベアリング１１０は、内周軸１４Ａが予め設定した寸法以上に変形した場合にのみ荷重を受ける構造であるため、当該ニードルベアリング１１０の耐久性及び長寿命化も確保できるようになる。

また、本実施形態の変速機１では、内周軸１４Ａの内側から油路１１２に連通する第一連通路１１３と、油路１１２から外周軸１４Ｂの外径側のピストン室１１１に連通する第二連通路１１５とを備えている。そして、油路１１２を密封するためのシールリング１２１は、ニードルベアリング１１０に対して軸方向の一方側（図の右側）で隣接する位置に配置されており、第一連通路１１３及び第二連通路１１５は、ニードルベアリング１１０に対して軸方向の他方の側（図の左側）に配置されている。

この構成によれば、ニードルベアリング１１０に隣接する位置に設置したシールリング１２１を備えることにより、内周軸１４Ａに撓み変形が生じたときにも油路１１２の密封性能（シール性能）を確保することができる。また、ニードルベアリング１１０を油路１１２内に設置していることで、ニードルベアリング１１０を潤滑するための潤滑構造（専用の油路など）を別途に追加する必要がない。したがって、変速機１の構造の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態の変速機１では、ニードルベアリング１１０に対して軸方向の一方で内周軸１４Ａと外周軸１４Ｂとを相対回転自在に支持する他のニードルベアリング１２０と、軸方向におけるニードルベアリング１１０とニードルベアリング１２０との間に配置したシールリング１２２とをさらに備えている。

この構成によれば、軸方向の二箇所に設けたニードルベアリング１１０とニードルベアリング１２０とで内周軸１４Ａを支持することにより、内周軸１４Ａの撓み量を最小限に抑えることができる。また、シールリング１２２を設けたことで、油路１１２のより高い密封性能（シール性能）を確保することが可能となる。

また、本実施形態の変速機１では、内周軸１４Ａの外周面１４ｅには、ニードルベアリング１１０を収容してなる凹部１４０が形成されている。この構成によれば、ニードルベアリング１１０の組付性の向上を図ることができる。

また、内周軸１４Ａの凹部１４０の両側に隣接する位置の径寸法Ｄ１は、その軸方向の更に両側の位置の径寸法Ｄ２よりも大きな寸法に設定されている。これにより、ニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触する場合にも内周軸１４Ａの剛性を確保することが可能となる。

また、本実施形態の変速機１では、外周軸１４Ｂの端部１４ｂの近傍に設置したギヤ５１Ｂを備えている。そして、外周軸１４Ｂの端部１４ｂと同位置（軸方向の同位置）における内周軸１４Ａの径寸法Ｄ２は、凹部１４０の両側に隣接する位置の径寸法Ｄ１よりも小さな寸法に設定されている。

上記のような外周軸１４Ｂの端部１４ｂの近傍に設置したギヤ５１Ｂを備えることで、当該ギヤ５１Ｂに発生するスラスト荷重が外周軸１４Ｂの端部１４ｂにかかることで外周軸１４Ｂの端部１４ｂが撓むおそれがある。しかしながら上記構成では、外周軸１４Ｂの端部１４ｂと同位置における内周軸１４Ａの径寸法Ｄ２を凹部１４０の両側に隣接する位置の径寸法Ｄ１よりも小さな寸法に設定していることで、外周軸１４Ｂの端部１４ｂに撓みが生じた場合でも外周軸１４Ｂの端部１４ｂが内周軸１４Ａと干渉することを効果的に防止できる。

また、本実施形態の変速機１では、クリアランス部１０７の径方向の隙間寸法Ｓ１は、内周軸１４Ａにかかるトルクが最大値となるときにニードルベアリング１１０が対向する外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触する寸法に設定されている。

この構成によれば、内周軸１４Ａに最大トルクが通過するときにのみニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触するように設定したことで、ニードルベアリング１１０に荷重が作用する時間及び接触する回数を最小限に抑えることができる。これにより、ニードルベアリング１１０としてより小容量かつ小型のニードルベアリングを選択することが可能となるので、変速機１及びそれを備える車両の低コスト化及び小型化・軽量化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、互いに対向する内周軸１４Ａの外周面１４ｅと外周軸１４Ｂの内周面１４ａのうち、内周軸１４Ａの外周面１４ｅにニードルベアリング１１０を設置し、このニードルベアリング１１０が外周軸１４Ｂの内周面１４ａに接触するように構成した場合を示したが、これ以外にも、図示は省略するが、外周軸１４Ｂの内周面１４ａにニードルベアリングを設置し、このニードルベアリングが内周軸１４Ａの外周面１４ｅに接触するように構成することも可能である。

また、上記実施形態では、ギヤ５１Ｂを外周軸１４Ｂの端部１４ｂの近傍（端部１４ｂから若干離れた軸方向の内側の位置）に設置した場合を示したが、これ以外にも、図示は省略するが、ギヤ５１Ｂを外周軸１４Ｂの端部１４ｂにより近付けた位置に設置することも可能である。

１ 変速機
１０ ケーシング
１２ トルクコンバータ
１３ 入力軸
１４ 第一出力軸
１４Ａ 内周軸（第一回転軸）
１４ｅ 外周面
１４Ｂ 外周軸（第二回転軸）
１４ａ 内周面
１４ｂ 端部
１５ 第二出力軸
１６ クランクシャフト
２０ 無段変速機構
２１ 第一プーリ
２１Ａ 第一固定プーリ
２１Ｂ 第一可動プーリ
２２ 第二プーリ
２２Ａ 第二固定プーリ
２２Ｂ 第二可動プーリ
２３ 無端ベルト
２５ 最終出力機構
２９ 駆動軸
５１ 第一伝達経路
５１Ａ 第一伝達駆動ギヤ
５１Ｂ 第一伝達従動ギヤ
５２ 第二伝達経路
５３ 第三伝達経路
５４ 第四伝達経路
７０ 前後進切換機構
１０１ ボールベアリング
１０２ ローラベアリング
１０５ ボールベアリング
１０７ クリアランス部
１１０ ニードルベアリング（第一ニードルベアリング）
１１１ ピストン室
１１２ 油路
１１３ 第一連通路
１１４ 油路
１１５ 第二連通路
１１６ 皿バネ
１１７ 段差部
１１８ プーリカバー（カバー部材）
１１９ ナット
１２０ ニードルベアリング（第二ニードルベアリング）
１２１ シールリング（第一シール部材）
１２２ シールリング（第二シール部材）
１４０ 凹部
Ｅ エンジン（駆動源）

Claims (12)

1. 軸方向の両側の端部がケーシングに対して回転自在に支持された第一回転軸と、
   前記第一回転軸と同心軸上の外側に配置される中空の第二回転軸と、
   前記第一回転軸の外周面上又は前記第二回転軸の内周面上に設置したニードルベアリン
   グと、
   前記第一回転軸と前記第二回転軸との径方向の隙間に形成した油路と、
   前記ニードルベアリングに対して軸方向で隣接して配置されて前記油路を密封するシー
   ル部材と、
   前記第一又は第二回転軸上に設けられて該第一又は第二回転軸に最大値と該最大値より
   も小さな値とを含む異なる大きさのトルクを伝達するギヤと、を備え、
   前記ニードルベアリングとそれに対向する前記第二回転軸の内周面又は前記第一回転軸
   の外周面との径方向の隙間には、環状のクリアランス部が設けられており、
   前記クリアランス部の隙間寸法は、前記第一又は第二回転軸にかかるトルクが前記最大
   値となるときに前記ニードルベアリングがそれに対向する前記第二回転軸の内周面又は第
   一回転軸の外周面に接触する寸法に設定されている
   ことを特徴とする変速機の回転軸支持構造。
2. 前記ニードルベアリングと軸方向の同位置における前記第二回転軸の外周側に設置され
   、前記ケーシングに対して前記第二回転軸を回転自在に支持するボールベアリングを備え
   る
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機の回転軸支持構造。
3. 前記第二回転軸上に設置された固定プーリ及び可動プーリを有する変速用のプーリ機構
   と、
   前記可動プーリを軸方向に駆動するための作動油の油圧が供給されるピストン室と、
   前記第一回転軸の内周側から前記油路に連通する第一連通路と、
   前記油路から前記第二回転軸の外周側の前記ピストン室に連通する第二連通路と、を備
   え、
   前記シール部材は、前記ニードルベアリングに対して軸方向の一方に配置されており、
   前記第一連通路及び前記第二連通路は、前記ニードルベアリングに対して軸方向の他方
   に配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機の回転軸支持構造。
4. 前記ニードルベアリングは、前記第一回転軸と前記第二回転軸とを相対回転可能に支持
   する第一ニードルベアリングであり、
   前記シール部材は、前記油路の軸方向における一方の端部を密封する第一シール部材で
   あり、
   前記第一ニードルベアリングに対して前記軸方向の他方で前記第一回転軸と前記第二回
   転軸とを相対回転自在に支持する第二ニードルベアリングと、
   軸方向における前記第一ニードルベアリングと前記第二ニードルベアリングとの間に配
   置した第二シール部材と、を備え、
   前記第二ニードルベアリングは、対向する前記第二回転軸の内周面又は前記第一回転軸
   の外周面と常時接触している構造である
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変速機の回転軸支持構造。
5. 前記第一回転軸の外周面には、前記第一ニードルベアリングを収容してなる凹部が形成
   されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の変速機の回転軸支持構造。
6. 前記第一回転軸の軸方向における前記凹部の両側に隣接する位置の径寸法は、軸方向に
   おけるその外側の位置の径寸法よりも大きな寸法に設定されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の変速機の回転軸支持構造。
7. 前記第二回転軸の軸方向の端部又はその近傍に設置したギヤを備え、
   前記第二回転軸の前記端部と軸方向の同位置における前記第一回転軸の径寸法は、前記
   凹部の両側に隣接する位置の径寸法よりも小さな寸法に設定されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の変速機の回転軸支持構造。
8. 軸方向の両側の端部がケーシングに対して回転自在に支持された第一回転軸と、
   前記第一回転軸と同心軸上の外側に配置される中空の第二回転軸と、
   前記第一回転軸の外周面上又は前記第二回転軸の内周面上に設置したニードルベアリン
   グと、
   前記第一回転軸と前記第二回転軸との径方向の隙間に形成した油路と、
   前記ニードルベアリングに対して軸方向で隣接して配置されて前記油路を密封するシー
   ル部材と、を備え、
   前記ニードルベアリングとそれに対向する前記第二回転軸の内周面又は前記第一回転軸
   の外周面との径方向の隙間には、環状のクリアランス部が設けられており、
   前記第一回転軸の外周面には、前記ニードルベアリングを収容してなる凹部が形成されており、
   前記第二回転軸の軸方向の端部又はその近傍に設置したギヤを備え、
   前記第二回転軸の前記端部と軸方向の同位置における前記第一回転軸の径寸法は、前記
   凹部の両側に隣接する位置の径寸法よりも小さな寸法に設定されている
   ことを特徴とする変速機の回転軸支持構造。
9. 前記クリアランス部の隙間寸法は、前記第一回転軸にかかるトルクが最大値となるとき
   に前記ニードルベアリングがそれに対向する前記第二回転軸の内周面又は第一回転軸の外
   周面に接触する寸法に設定されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の変速機の回転軸支持構造。
10. 前記ニードルベアリングと軸方向の同位置における前記第二回転軸の外周側に設置され
    、前記ケーシングに対して前記第二回転軸を回転自在に支持するボールベアリングを備え
    る
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の変速機の回転軸支持構造。
11. 前記第二回転軸上に設置された固定プーリ及び可動プーリを有する変速用のプーリ機構
    と、
    前記可動プーリを軸方向に駆動するための作動油の油圧が供給されるピストン室と、
    前記第一回転軸の内周側から前記油路に連通する第一連通路と、
    前記油路から前記第二回転軸の外周側の前記ピストン室に連通する第二連通路と、を備
    え、
    前記シール部材は、前記ニードルベアリングに対して軸方向の一方に配置されており、
    前記第一連通路及び前記第二連通路は、前記ニードルベアリングに対して軸方向の他方
    に配置されている
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の変速機の回転軸支持構造。
12. 前記ニードルベアリングは、前記第一回転軸と前記第二回転軸とを相対回転可能に支持
    する第一ニードルベアリングであり、
    前記シール部材は、前記油路の軸方向における一方の端部を密封する第一シール部材で
    あり、
    前記第一ニードルベアリングに対して前記軸方向の他方で前記第一回転軸と前記第二回
    転軸とを相対回転自在に支持する第二ニードルベアリングと、
    軸方向における前記第一ニードルベアリングと前記第二ニードルベアリングとの間に配
    置した第二シール部材と、を備え、
    前記第二ニードルベアリングは、対向する前記第二回転軸の内周面又は前記第一回転軸
    の外周面と常時接触している構造である
    ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の変速機の回転軸支持構造。

Images