JP6328177B2 - シャフト支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットに好適なシャフト支持構造に関する。

自動変速機が搭載された車両では、エンジンの発生トルクがトルクコンバータを介して自動変速機に入力され、自動変速機で変速された駆動力が駆動輪に伝達される。自動変速機には、たとえば、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）や有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）などが広く用いられる。

たとえば、図２に示されるように、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットでは、インプットシャフト２０１に、略円筒状のステータシャフト２０２が外嵌されている。インプットシャフト２０１のエンジン側の端部は、ステータシャフト２０２から延出しており、その端部には、トルクコンバータ２０３のタービンハブ２０４が外嵌されてスプライン嵌合されている。これにより、インプットシャフト２０１は、タービンハブ２０４と一体回転し、さらには、そのタービンハブ２０４に対して固定されたタービンランナ２０５およびロックアップ機構２０６と一体回転する。

ステータシャフト２０２のエンジン側の端部には、トルクコンバータ２０３のステータ２０７が固定されている。ステータシャフト２０２は、トルクコンバータ２０３からエンジン側と反対側に延出している。そして、ステータシャフト２０２のトルクコンバータ２０３から延出した部分には、略円環板状のリテーナ２０８が圧入により外嵌されている。リテーナ２０８は、ユニットケース２０９に固定されている。これにより、ステータシャフト２０２は、リテーナ２０８を介して、変速ユニットの外殻をなすユニットケース２０９に固定的に保持されている。

インプットシャフト２０１とステータシャフト２０２との間には、ニードルローラベアリング２１１が配置されている。インプットシャフト２０１は、ニードルローラベアリング２１１を介して、ステータシャフト２０２に回転可能に保持されている。また、インプットシャフト２０１には、ニードルローラベアリング２１１からエンジン側と反対側に離れた位置に、ボールベアリング２１２のインナレース（内輪）が外嵌されている。ボールベアリング２１２のアウタレース（外輪）は、ユニットケース２０９に固定されている。これにより、インプットシャフト２０１は、ボールベアリング２１２を介して、ユニットケース２０９に回転可能に保持されている。

また、インプットシャフト２０１は、ボールベアリング２１２からエンジン側と反対側に延出し、その延出した部分には、インプットシャフト２０１の回転を別の回転軸２１３に伝達するためのギヤ２１４が一体に形成されている。

特開２０１５−１４５６８２号公報

ニードルローラベアリング２１１は、回転抵抗が大きいため、インプットシャフト２０１に荷重が加わる点、つまりギヤ２１４からなるべく離間させて、ニードルローラベアリング２１１からインプットシャフト２０１に付与される回転抵抗を可及的に小さくすることが望ましい。そのため、図２に示される構成では、ニードルローラベアリング２１１は、回転軸線方向において、ギヤ２１４からリテーナ２０８よりエンジン側に配置されている。

しかしながら、本願発明者らによる検討の結果、かかる配置では、ステータシャフト２０２に圧入により外嵌されているリテーナ２０８の圧入抜けを生じるおそれがあることが判った。

本発明の目的は、ステータシャフトとリテーナとの圧入抜けが生じることを抑制できる、シャフト支持構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るシャフト支持構造は、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットに適用されるシャフト支持構造であって、このシャフト支持構造では、自動変速機のインプットシャフトに、トルクコンバータの内外に跨がって配置されるステータシャフトが外嵌され、トルクコンバータと自動変速機との間において、ステータシャフトに、変速ユニットの外殻をなすユニットケースに対して固定的に設けられるリテーナが圧入により外嵌されており、インプットシャフトとステータシャフトとの間には、リテーナと回転径方向に対向する位置に、ステータシャフトに対してインプットシャフトを回転可能に保持するベアリングが介在されている。

この構造によれば、ステータシャフトには、トルクコンバータと自動変速機との間に配置されるリテーナが圧入により外嵌されている。リテーナがユニットケースに固定されることにより、ステータシャフトがユニットケースに対して固定的に設けられる。ステータシャフトとステータシャフトに挿通される自動変速機のインプットシャフトとの間には、ベアリングが介在されている。そのベアリングは、リテーナと回転径方向に対向する位置に配置されている。これにより、ベアリングからステータシャフトに加わる荷重（ベアリングからインプットシャフトに付与される回転抵抗の反力）がステータシャフトとリテーナとの結合部分にモーメント荷重を発生させることを抑制できる。その結果、ステータシャフトとリテーナとの圧入抜けが生じることを抑制できる。

インプットシャフトとステータシャフトとの間の隙間は、たとえば、トルクコンバータにオイルを供給するための油路として使用することが可能である。

インプットシャフトとステータシャフトとの間の隙間が油路として使用される場合、オイルが供給される供給油路がリテーナに形成され、一端が供給油路に接続され、他端がベアリングに対してトルクコンバータ側の位置でインプットシャフトとステータシャフトとの間の隙間に開放される連通油路がステータシャフトに形成されるとよい。

この構成では、ベアリングがインプットシャフトとステータシャフトとの間の隙間を流れるオイルの抵抗にならないので、オイルをトルクコンバータに速やかに供給することができる。

なお、ユニットケースに対して固定的に設けられるリテーナとは、ユニットケースに取付により固定されるリテーナはもちろん、ユニットケースと一体に形成されるリテーナも含む概念である。また、ユニットケースは、トルクコンバータおよび自動変速機を一括して収容する構成であってもよいし、トルクコンバータを収容するトルコンケースと自動変速機を収容するトランスミッションケースとを含む構成であってもよい。後者の場合に、リテーナは、トルコンケースと一体に形成されてもよいし、トランスミッションケースと一体に形成されてもよい。

本発明によれば、ベアリングからステータシャフトに加わる荷重がステータシャフトとリテーナとの結合部分にモーメント荷重を発生させることを抑制できる。その結果、ステータシャフトとリテーナとの圧入抜けが生じることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係るシャフト支持構造が適用された変速ユニットの一部の構成を示す断面図である。 従来の変速ユニットの一部の構成を示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜変速ユニット＞
図１は、本発明の一実施形態に係るオイル供給構造が適用された変速ユニット１の一部の構成を示す断面図である。なお、図１では、断面を表すハッチングの付与が省略されている。

変速ユニット１は、車両に搭載されて、エンジン（図示せず）が発生するトルクを変速して駆動輪（図示せず）に伝達するユニットであり、トルクコンバータ２および自動変速機３を含む。トルクコンバータ２および自動変速機３は、変速ユニット１の外殻をなすユニットケース４内に収容されている。

＜トルクコンバータ＞
トルクコンバータ２は、フロントカバー１１、ポンプインペラ１２、タービンハブ１３、タービンランナ１４、ロックアップ機構１５およびステータ１６を備えている。

フロントカバー１１は、回転軸線を中心に略円板状に延び、その外周端部が自動変速機３側（図１における左側。以下、「左側」という。）に屈曲した形状をなしている。フロントカバー１１の中心部は、エンジン側（図１における右側。以下、「右側」という。）に膨出している。この膨出した部分には、エンジンの発生トルク（エンジントルク）が入力される。

ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１の左側に配置されている。ポンプインペラ１２の外周端部は、フロントカバー１１の外周端部に接続され、回転軸線を中心にフロントカバー１１と一体回転可能に設けられている。ポンプインペラ１２の内面には、複数のブレード２１が放射状に並べて配置されている。

タービンハブ１３は、フロントカバー１１とポンプインペラ１２との間に配置されている。タービンハブ１３は、略円筒状のボス部２２と、ボス部２２から回転径方向の外側に延出したフランジ部２３とを一体的に有している。

タービンランナ１４は、タービンハブ１３のフランジ部２３のポンプインペラ１２側の面に固定されている。タービンランナ１４のポンプインペラ１２との対向面には、複数のブレード２４が放射状に並べて配置されている。

ロックアップ機構１５は、ロックアップピストン２５およびダンパ機構２６を備えている。

ロックアップピストン２５は、略円環板状をなし、その内周端部がタービンハブ１３のフランジ部２３に外嵌されて、フロントカバー１１とタービンランナ１４との間に位置している。ロックアップピストン２５に対してタービンランナ１４側の係合側油室２７の油圧がフロントカバー１１側の解放側油室２８の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー１１側に移動する。逆に、解放側油室２８の油圧が係合側油室２７の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン２５がタービンランナ１４側に移動する。

ロックアップピストン２５のフロントカバー１１側の面には、その外周端部に摩擦材２９が貼着されている。差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー１１側に移動し、摩擦材２９がフロントカバー１１に押し付けられると、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４とが直結（ロックアップオン）される。その状態から、差圧により、ロックアップピストン２５がタービンランナ１４側に移動すると、摩擦材２９がフロントカバー１１から離間し、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との直結が解除（ロックアップオフ）される。

ダンパ機構２６は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との直結時にエンジンからの振動を減衰するための機構である。具体的には、ダンパ機構２６は、ロックアップピストン２５に支持されるリテーニングプレート３１と、リテーニングプレート３１に支持されるスプリング３２と、スプリング３２を介して回転方向にリテーニングプレート３１と弾性的に連結されるドリブンプレート３３と、スプリング３２の外周を取り囲む外周部材３４とを備えている。フロントカバー１１に入力される振動は、リテーニングプレート３１とドリブンプレート３３との間でスプリング３２が圧縮および復元を繰り返すことによって減衰される。

ステータ１６は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間に配置されている。

ロックアップオフの状態において、エンジントルクによりポンプインペラ１２が回転すると、ポンプインペラ１２からタービンランナ１４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ１４のブレード２４で受けられて、タービンランナ１４が回転する。このとき、トルクコンバータ２の増幅作用が生じ、タービンランナ１４には、エンジントルクよりも大きなトルクが発生する。

＜自動変速機＞
自動変速機３は、インプットシャフト４１を備えている。

インプットシャフト４１は、中空軸に形成されている。インプットシャフト４１は、トルクコンバータ２の回転軸線上を延び、トルクコンバータ２に挿通されている。インプットシャフト４１の右側の端部には、タービンハブ１３のボス部２２が外嵌されて、そのボス部２２がスプライン嵌合されている。これにより、インプットシャフト４１は、タービンハブ１３と一体回転し、さらには、そのタービンハブ１３に対して固定されたタービンランナ１４およびロックアップ機構１５（ロックアップピストン２５およびダンパ機構２６）と一体回転する。

インプットシャフト４１には、略円筒状のステータシャフト４４が外嵌されている。ステータシャフト４４の右側の端部は、回転軸線方向においてポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間に位置し、その端部とタービンハブ１３のボス部２２との間には、間隔が空けられている。ステータシャフト４４の右側の端部には、トルクコンバータ２のステータ１６が固定されており、ステータシャフト４４は、ステータ１６を回転不能に支持している。ステータシャフト４４は、トルクコンバータ２から左側に延出している。そして、ステータシャフト４４には、トルクコンバータ２から延出した部分に、略円環板状のリテーナ４５が圧入により外嵌されている。リテーナ４５は、ユニットケース４にボルトで締結されている。これにより、ステータシャフト４４は、リテーナ４５を介して、ユニットケース４に固定的に保持されている。

インプットシャフト４１とステータシャフト４４との間には、隙間４６が設けられており、この隙間４６には、リテーナ４５と回転径方向に対向する位置に、ニードルローラベアリング４７が配置されている。インプットシャフト４１は、ニードルローラベアリング４７を介して、ステータシャフト４４に回転可能に保持されている。また、インプットシャフト４１の左側の端部には、ボールベアリング４８のインナレース（内輪）が外嵌されている。ボールベアリング４８のアウタレース（外輪）は、ユニットケース４に固定されている。これにより、インプットシャフト４１の左側の端部は、ボールベアリング４８を介して、ユニットケース４に回転可能に保持されている。

また、インプットシャフト４１は、ボールベアリング４８から左側に延出し、その延出した部分には、インプットシャフト４１の回転をインプットシャフト４１と平行に設けられたシャフト５１に伝達するためのギヤ５２が一体に形成されている。

＜オイル供給構造＞
インプットシャフト４１の左側には、オイルポンプ５が配置されている。オイルポンプ５は、ポンプ駆動軸１０１およびポンプギヤ１０２を備えている。

ポンプ駆動軸１０１は、回転軸線に沿って延び、インプットシャフト４１内に挿通されている。ポンプ駆動軸１０１の右側の端部は、トルクコンバータ２のフロントカバー１１に直結されている。インプットシャフト４１とポンプ駆動軸１０１との間には、隙間が空けられており、その隙間による軸間油路１１１が設けられている。軸間油路１１１の左側の端部は、シール１１２により封止されている。軸間油路１１１は、インプットシャフト４１の右側の端面で開放されており、フロントカバー１１とロックアップピストン２５との間の解放側油室２８と連通している。

ポンプ駆動軸１０１の左側の端部には、軸心油路１１３が形成されている。また、ポンプ駆動軸１０１には、軸間油路１１１と軸心油路１１３とを連通する連通油路１１４が形成されている。

ポンプギヤ１０２は、ポンプ駆動軸１０１と一体回転可能に設けられている。トルクコンバータ２のフロントカバー１１が回転すると、ポンプ駆動軸１０１が回転し、ポンプギヤ１０２がポンプ駆動軸１０１と一体に回転する。ポンプギヤ１０２の回転により、オイルポンプ５で油圧が発生し、その油圧がバルブボディ（図示せず）に供給される。

リテーナ４５の内部には、複数の供給油路１１５が形成されている。各供給油路１１５は、リテーナ４５の内周面で開放されている。

ステータシャフト４４には、連通油路１１６が形成されている。

連通油路１１６は、供給油路１１５の１つと連通している。また、連通油路１１６は、ニードルローラベアリング４７の右側において、インプットシャフト４１とステータシャフト４４との間の隙間４６に開放され、その隙間４６と連通している。

オイルポンプ５からバルブボディに供給される油圧は、バルブボディで調圧される。そして、その油圧により、バルブボディから軸心油路１１３および各供給油路１１５にオイルが供給される。

軸心油路１１３に供給されるオイルは、連通油路１１４を通して軸間油路１１１に供給され、軸間油路１１１を流れて、トルクコンバータ２の解放側油室２８に供給される。

供給油路１１５の１つに供給されるオイルは、連通油路１１６を通してインプットシャフト４１とステータシャフト４４との間の隙間４６に供給され、その隙間４６を流れて、ステータシャフト４４の右側の端部とタービンハブ１３のボス部２２との間を通してトルクコンバータ２の係合側油室２７に供給される。

＜作用効果＞
以上のように、ステータシャフト４４には、トルクコンバータ２と自動変速機３との間に配置されるリテーナ４５が圧入により外嵌されている。リテーナ４５がユニットケース４に固定されることにより、ステータシャフト４４がユニットケース４に対して固定的に設けられる。ステータシャフト４４とステータシャフト４４に挿通される自動変速機３のインプットシャフト４１との間には、ニードルローラベアリング４７が介在されている。そのニードルローラベアリング４７は、リテーナ４５と回転径方向に対向する位置に配置されている。これにより、ニードルローラベアリング４７からステータシャフト４４に加わる荷重（ニードルローラベアリング４７からインプットシャフト４１に付与される回転抵抗の反力）がステータシャフト４４とリテーナ４５との結合部分にモーメント荷重を発生させることを抑制できる。その結果、ステータシャフト４４とリテーナ４５との圧入抜けが生じることを抑制できる。

インプットシャフト４１とステータシャフト４４との間の隙間４６は、たとえば、トルクコンバータ２の係合側油室２７にオイルを供給するための油路として使用される。リテーナ４５には、オイルが供給される供給油路１１５が形成され、ステータシャフト４４には、一端が供給油路１１５に接続され、他端がニードルローラベアリング４７に対してトルクコンバータ２側の位置でインプットシャフト４１とステータシャフト４４との間の隙間４６に開放される連通油路１１６が形成されている。

この構成では、ニードルローラベアリング４７がインプットシャフト４１とステータシャフト４４との間の隙間４６を流れるオイルの抵抗にならないので、オイルをトルクコンバータ２の係合側油室２７に速やかに供給することができる。よって、ロックアップ機構１５のロックアップオンの際の応答性を向上することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、自動変速機３のインプットシャフト４１およびステータシャフト４４を支持する構造を例にとったが、本発明は、自動変速機３以外の動力伝達機構に備えられたシャフトを支持する構造にも適用可能である。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 変速ユニット
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
４ ユニットケース
４１ インプットシャフト
４４ ステータシャフト
４５ リテーナ
４７ ニードルローラベアリング（ベアリング）

Claims (1)

1. トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットに適用されるシャフト支持構造であって、
   前記自動変速機のインプットシャフトに、前記トルクコンバータの内外に跨がって配置されるステータシャフトが外嵌され、
   前記トルクコンバータと前記自動変速機との間において、前記ステータシャフトに、前記変速ユニットの外殻をなすユニットケースに対して固定的に設けられるリテーナが圧入により外嵌されており、
   前記インプットシャフトと前記ステータシャフトとの間には、前記リテーナと回転径方向に対向する位置に、前記ステータシャフトに対して前記インプットシャフトを回転可能に保持するベアリングが介在されており、
   前記リテーナには、オイルが供給される供給油路が形成され、
   前記ステータシャフトには、一端が前記供給油路に接続され、他端が前記ベアリングに対して前記トルクコンバータ側の位置で前記インプットシャフトと前記ステータシャフトとの間の隙間に開放される連通油路が形成されている、シャフト支持構造。

Images