JP6487477B2 - スラスト軸受付構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、2つの部材の間に配置されているスラスト軸受を備えるスラスト軸受付構造体に関する。
従来、スラスト軸受付構造体としては、同一の回転中心軸線を中心として相対的に回転可能な第1部材及び第2部材(例えば、遊星歯車機構のサンギヤ及びキャリア)と、第1部材と第2部材との間に配置されている環状のスラスト軸受とを備えたものがある。
この種のスラスト軸受付構造体のスラスト軸受としては、第1部材に当接している環状の第1レースと、第2部材に当接している環状の第2レースと、第1レースと第2レースとの間に配置されている転動体とで構成したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載のスラスト軸受では、第1レース及び第2レースは、いずれも中心軸線に沿う断面の形状が長手部分と短手部分とからなるL字型の部材として形成されている。それらの第1レース及び第2レースは、いずれも長手部分及び短手部分が同一の部材(例えば、遊星歯車機構のサンギヤ及びキャリアのいずれか一方)にのみ接するように組み付けられている。
特開2014−181743号公報
ところで、第1レースと第2レースとを誤って組み付けてしまうと、第1レース及び第2レースが、場所によって異なる部材に接触してしまうおそれがある。具体的には、例えば、第1レースの長手部分の短手部分側とは反対側の面が、第1レースの本来当接する第1部材に接触し、第1レースの短手部分の先端部が、第1レースの本来当接すべきでない第2部材に接触してしまうおそれがある。
そのようにして、第1レース又は第2レースが異なる部材に接触するように組み付けてしまうと、スラスト軸受を組み付けられた部材が相対回転した際に、第1レース又は第2レースに、過剰な力が加わったり、摩耗による損耗が生じたりしてしまう。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、スラスト軸受を構成する第1レース及び第2レースの誤った組み付けを防止することができるスラスト軸受付構造体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のスラスト軸受付構造体は、同一の回転中心軸線を中心として相対的に回転可能な第1部材(例えば、実施形態におけるサンギヤSb。以下、同じ)及び第2部材(例えば、実施形態におけるリングギヤ側部材20a。以下、同じ。)と、前記第1部材と前記第2部材との間に配置されている環状のスラスト軸受(例えば、第1スラスト軸受30。以下、同じ。)とを備えるスラスト軸受付構造体であって、前記スラスト軸受の内部に潤滑流体を供給する供給機構(例えば、実施形態における入力
軸11。以下、同じ。)と、前記スラスト軸受から排出された前記潤滑流体が供給される被供給部材(例えば、実施形態における第2連結部材21。以下、同じ。)と、規制部材(例えば、実施形態における規制部21a。以下、同じ。)とを備え、前記スラスト軸受は、前記第1部材に当接している環状の第1レース(例えば、実施形態における第1レース30a。以下、同じ。)と、前記第2部材に当接している環状の第2レース(例えば、実施形態における第2レース30b。以下、同じ。)と、前記第1レースと前記第2レースとの間に配置されている転動体(例えば、実施形態における転動体30c。以下、同じ。)とを有し、前記被供給部材は、前記スラスト軸受の径方向外側で、前記第2レースに対向するように配置され、前記規制部材は、前記スラスト軸受の径方向外側で、前記第2レースよりも前記転動体側、且つ、前記第1レース又は前記転動体に対向する位置に配置され、前記第2レースは、径方向外側に突出している軸受側突出部(例えば、実施形態の鍔部30d。以下、同じ。)を有し、前記規制部材の前記第1レース又は前記転動体に対向する部分の少なくとも一部は、前記軸受側突出部の先端よりも径方向内側に位置し、前記被供給部材は、前記第2レースの前記第1レース側とは反対側に、径方向内側に突出している被供給部材側突出部(例えば、実施形態における突出部21b。以下、同じ。)と、前記規制部材と前記被供給部材側突出部との間に位置し、前記スラスト軸受の径方向外側で前記軸受側突出部に対向する受止部(例えば、実施形態における突出部21bと規制部21aとによって形成された凹部の底部。以下、同じ。)とを有し、前記受止部には、前記スラスト軸受から排出されて供給された前記潤滑流体を潤滑対象物(例えば、実施形態におけるキャリアCb。以下、同じ。)に導く油路(例えば、実施形態における第1導入孔21a。以下、同じ。)が設けられていることを特徴とする。
このように、本発明のスラスト軸受付構造体では、規制部材が、スラスト軸受の径方向外側で、第2レースよりも転動体側、且つ、第1レース又は転動体に対向する位置に配置されており、第2レースが、径方向外側に突出している軸受側突出部を有している。また、規制部材の第1レース又は転動体に対向する部分の少なくとも一部が、軸受側突出部の先端よりも径方向内側に位置している。
これにより、スラスト軸受付構造体の組み立て時に、第1レースと第2レースとを誤って組み付けようとしたときには、規制部材と第2レースの軸受側突出部とがぶつかることになるので、その誤った組み付けが阻止される。
また、上記の規制部材及び軸受側突出部を備えることに加え、潤滑流体の供給される被供給部材は、スラスト軸受の径方向外側で第2レースに対向するように配置されている。そのため、スラスト軸受に供給された潤滑流体は、遠心力によってスラスト軸受の内部から排出された後、第2レースの軸受側突出部の転動体及び第1レース側の面と規制部材の第2レース側の面との間を通って、被供給部材で受け止められる。
潤滑流体が第2レースの軸受側突出部の転動体及び第1レース側の面と規制部材の第2レース側の面との間を通ることにより、潤滑流体のスラスト軸受からの排出方向は、径方向外向きに制限される。これにより、潤滑流体が意図しない方向に拡散してしまうことが防止されるので、径方向外側に位置している被潤滑部材に、十分な量の潤滑流体が安定して供給される。
また、被供給部材にこのような被供給部材側突出部を設けると、被供給部材と規制部材とによって、第2レースの軸受側突出部を軸方向で挟み込む凹部が形成される。これにより、被供給部材に受け止められた潤滑流体が、拡散してしまうことが防止されるので、被供給部材にさらに十分な量の潤滑流体を安定して供給することができるようになる。
したがって、本発明のスラスト軸受付構造体によれば、組み付け時には、誤った組み付けを阻止することができ、組み付け後には、被供給部材に十分な量の潤滑流体を安定して供給することができる。
また、本発明のスラスト軸受付構造体においては、前記被供給部材側突出部の先端は、前記軸受側突出部の先端よりも径方向外側に位置していることが好ましい。
た、供給部材側突出部の先端は、軸受側突出部の先端よりも径方向外側に位置しているので、被供給部材側突出部によって組み付けが阻止されてしまうこともない。
実施形態に係るスラスト軸受付構造体を備えている車両を模式的に示す説明図。 図1の車両に搭載されている変速機を示すスケルトン図。 図2の変速機の遊星歯車機構の共線図。 図2の変速機の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 図2の変速機のスラスト軸受付構造体近傍の構造を拡大して示す断面図。 図5のスラスト軸受付構造体の要部を拡大して示す断面図。
以下、図面を参照して、実施形態に係るスラスト軸受付構造体を備えている変速機を搭載している車両について説明する。
図1に示すように、車両Vには、クランクシャフト1が車体左右方向を向くように、エンジンE(例えば、内燃機関、駆動源。なお、エンジンEに代えて電動機を用いてもよい。)が横置きに車体へ搭載されている。エンジンEから出力される駆動力は、動力伝達装置PTに伝達される。そして、動力伝達装置PTは、エンジンEの駆動力を選択された変速比に対応して調整して、左前輪WFL及び右前輪WFRに伝達する。
動力伝達装置PTは、クランクシャフト1に接続されたトルクコンバータ2を有する自動変速機3と、自動変速機3に接続されたフロントデファレンシャルギヤ4とで構成されている。フロントデファレンシャルギヤ4は、前部左車軸5L及び前部右車軸5Rを介して、左前輪WFL及び右前輪WFRに接続されている。
図2は、自動変速機3のトルクコンバータ2を除いた部分を示すスケルトン図である。自動変速機3は、筐体としての変速機ケース10の内部に回転自在に軸支されている入力部材としての入力軸11と、入力軸11と同心に配置されている出力ギヤからなる出力部材12とを備えている。
入力軸11には、エンジンEが出力する駆動力が、ロックアップクラッチ及びダンパを有するトルクコンバータ2を介して、伝達される。
出力部材12の回転は、出力部材12と噛合するアイドルギヤ13と、アイドルギヤ13を軸支するアイドル軸14と、アイドル軸14に軸支されるファイナルドライブギヤ15と、フロントデファレンシャルギヤ4に設けられ、ファイナルドライブギヤ15に噛合するファイナルドリブンギヤ16と、を介して車両の左右の駆動輪(左前輪WFL,右前輪WFR)に伝達される。
なお、動力伝達装置PTでは、トルクコンバータ2に代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。また、動力伝達装置PTは、フロントデファレンシャルギヤ4に代えてプロペラシャフトを接続すれば、左後輪WRL及び右後輪WRRを駆動する後輪駆動車両に適用することもできる。また、動力伝達装置PTは、フロントデファレンシャルギヤ4にトランスファーを介してプロペラシャフトを接続すれば、四輪駆動車両に適用することもできる。
自動変速機3の筐体としての変速機ケース10の内部には、エンジンE側から順に、第1遊星歯車機構PG1、第2遊星歯車機構PG2、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4が、入力軸11と同心に配置されている。
第3遊星歯車機構PG3は、サンギヤScと、リングギヤRcと、サンギヤSc及びリングギヤRcに噛合するピニオンPcを自転及び公転自在に軸支するキャリアCcとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。
いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構は、キャリアを固定してサンギヤを回転させると、リングギヤがサンギヤと異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。なお、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構は、リングギヤを固定してサンギヤを回転させると、キャリアがサンギヤと同一方向に回転する。
図3の上から2段目に示す共線図(サンギヤ、キャリア、リングギヤの3つの要素の相対回転速度の比を直線(速度線)で表すことができる図)は、第3遊星歯車機構PG3の共線図である。この共線図に示すように、第3遊星歯車機構PG3の3つの要素であるサンギヤSc,キャリアCc,リングギヤRcを、共線図におけるギヤ比(リングギヤの歯数/サンギヤの歯数)に対応する間隔での並び順に左側からそれぞれ第1要素、第2要素及び第3要素とすると、第1要素はサンギヤSc、第2要素はキャリアCc、第3要素はリングギヤRcになる。
ここで、サンギヤScからキャリアCcまでの間隔とキャリアCcからリングギヤRcまでの間隔との比は、第3遊星歯車機構PG3のギヤ比をhとして、h:1に設定されている。なお、共線図において、下の横線と上の横線(4th及び6thと重なる線)はそれぞれ回転速度が「0」と「1」(入力軸11と同じ回転速度)であることを示している。
第4遊星歯車機構PG4も、サンギヤSdと、リングギヤRdと、サンギヤSd及びリングギヤRdに噛合するピニオンPdを自転及び公転自在に軸支するキャリアCdとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。
図3の上から1段目(最上段)に示す共線図は、第4遊星歯車機構PG4の共線図である。この共線図に示すように、第4遊星歯車機構PG4の3つの要素であるサンギヤSd,キャリアCd,リングギヤRdを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とすると、第4要素はリングギヤRd、第5要素はキャリアCd、第6要素はサンギヤSdになる。
ここで、サンギヤSdからキャリアCdまでの間隔とキャリアCdからリングギヤRdまでの間隔との比は、第4遊星歯車機構PG4のギヤ比をiとして、i:1に設定されている。
第1遊星歯車機構PG1も、サンギヤSaと、リングギヤRaと、サンギヤSa及びリングギヤRaに噛合するピニオンPaを自転及び公転自在に軸支するキャリアCaとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
図3の上から3段目に示す共線図は、第1遊星歯車機構PG1の共線図である。この共線図に示すように、第1遊星歯車機構PG1の3つの要素であるサンギヤSa,キャリアCa,リングギヤRaを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第7要素、第8要素及び第9要素とすると、第7要素はサンギヤSa、第8要素はキャリアCa、第9要素はリングギヤRaになる。
ここで、サンギヤSaからキャリアCaまでの間隔とキャリアCaからリングギヤRaまでの間隔との比は、第1遊星歯車機構PG1のギヤ比をjとして、j:1に設定されている。
第2遊星歯車機構PG2も、サンギヤSbと、リングギヤRbと、サンギヤSb及びリングギヤRbに噛合するピニオンPbを自転及び公転自在に軸支するキャリアCbとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
図3の上から4段目(最下段)に示す共線図は、第2遊星歯車機構PG2の共線図である。この共線図に示すように、第2遊星歯車機構PG2の3つの要素であるサンギヤSb,キャリアCb,リングギヤRbを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第10要素、第11要素及び第12要素とすると、第10要素はリングギヤRb、第11要素はキャリアCb、第12要素はサンギヤSbになる。
ここで、サンギヤSbからキャリアCbまでの間隔とキャリアCbからリングギヤRbまでの間隔との比は、第2遊星歯車機構PG2のギヤ比をkとして、k:1に設定されている。
第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)は、入力軸11に連結されている。また、第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)は、出力ギヤからなる出力部材12に連結されている。
また、第3遊星歯車機構PG3のキャリアCc(第2要素)と第4遊星歯車機構PG4のキャリアCd(第5要素)と第1遊星歯車機構PG1のリングギヤRa(第9要素)とが連結されて、第1連結体Cc−Cd−Raが構成されている。
また、第3遊星歯車機構PG3のリングギヤRc(第3要素)と第2遊星歯車機構PG2のサンギヤSb(第12要素)とが連結されて、第2連結体Rc−Sbが構成されている。
また、第1遊星歯車機構PG1のキャリアCa(第8要素)と第2遊星歯車機構PG2のキャリアCb(第11要素)とが連結されて、第3連結体Ca−Cbが構成されている。
また、自動変速機3は、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の3つのクラッチと、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の3つのブレーキと、1つのツーウェイクラッチF1とからなる7つの係合機構を備えている。
第1クラッチC1は、油圧作動型の湿式多板クラッチである。この第1クラッチC1によって、第3遊星歯車機構PG3は、サンギヤSc(第1要素)と第3連結体Ca−Cbとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とを、切換自在に構成されている。
第3クラッチC3は、油圧作動型の湿式多板クラッチである。この第3クラッチC3によって、第3遊星歯車機構PG3は、サンギヤSc(第1要素)と第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とを、切換自在に構成されている。
第2クラッチC2は、油圧作動型の湿式多板クラッチである。この第2クラッチC2によって、第4遊星歯車機構PG4は、サンギヤSd(第6要素)と第2連結体Rc−Sbとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とを、切換自在に構成されている。
ツーウェイクラッチF1は、第4ブレーキB4としての機能を兼ね備えるものである。このツーウェイクラッチF1は、第3連結体Ca−Cbの正転(入力軸11及び出力部材12の回転方向と同一方向への回転)を許容し、逆転を阻止する逆転阻止状態と、第3連結体Ca−Cbを変速機ケース10に固定する固定状態とを、切換自在に構成されている。
ツーウェイクラッチF1は、逆転阻止状態において、第3連結体Ca−Cbに正転方向に回転しようとする力が加わった場合には、この回転が許容されて開放状態となる。一方、逆転方向に回転しようとする力が加わった場合には、この回転が阻止されて変速機ケース10に固定される固定状態となる。
第1ブレーキB1は、油圧作動型の湿式多板ブレーキである。この第1ブレーキB1によって、第1遊星歯車機構PG1は、サンギヤSa(第7要素)を変速機ケース10に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とを、切換自在に構成されている。
第2ブレーキB2は、油圧作動型の湿式多板ブレーキである。この第2ブレーキB2によって、第4遊星歯車機構PG4は、サンギヤSd(第6要素)を変速機ケース10に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とを、切換自在に構成されている。
第3ブレーキB3は、油圧作動型の湿式多板ブレーキである。この第3ブレーキB3によって、第4遊星歯車機構PG4は、リングギヤRd(第4要素)を変速機ケース10に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とを、切換自在に構成されている。
第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の3つのクラッチと、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の3つのブレーキと、1つのツーウェイクラッチF1の切り換えは、トランスミッション・コントロール・ユニット(TCU)で構成される変速制御装置ECU(図1参照)により、図示省略した統合制御ユニットなどから送信される車両の走行速度等の車両情報に基づいて、制御される。
変速制御装置ECUは、図示省略したCPUやメモリ等により構成された電子ユニットで構成されている。変速制御装置ECUは、車両Vの走行速度やアクセル開度、エンジンEの回転速度や出力トルク、パドルシフトレバー7の操作情報等の所定の車両情報を受信し、メモリ等の記憶装置に保持された制御プログラムをCPUで実行することにより、自動変速機3を制御する。
図1に示すように、車両Vのハンドル6には、パドルシフトレバー7が設けられており、パドルシフトレバー7には、右パドル7u及び左パドル7dを有している。右パドル7uが手前に引かれると、手動操作によるアップシフトとなり、左パドル7dが手前に引かれると、手動操作によるダウンシフトとなる。パドルシフトレバー7の操作信号は変速制御装置ECUに送信される。
なお、手動操作するための操作部は、パドルシフトレバーに限られるものではない。例えば、運転席と助手席の間に配置されたシフトレバーやハンドルに配置されたボタンを、操作部としてもよい。
図2に示すように、入力軸11の軸線上には、エンジンE及びトルクコンバータ2側から順に、第1クラッチC1、第1遊星歯車機構PG1、第2遊星歯車機構PG2、第3遊星歯車機構PG3、第2クラッチC2、第4遊星歯車機構PG4、第3クラッチC3が配置されている。
そして、第3ブレーキB3が第4遊星歯車機構PG4の径方向外方に配置され、第2ブレーキB2が第2クラッチC2の径方向外方に配置され、第1ブレーキB1は第1クラッチC1の径方向外方に配置され、ツーウェイクラッチF1は第1遊星歯車機構PG1の径方向外方に配置されている。
自動変速機3では、このように、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3及びツーウェイクラッチF1を遊星歯車機構又はクラッチの径方向外方に配置している。これにより、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3及びツーウェイクラッチF1を遊星歯車機構とともに入力軸11の軸線上に並べて配置した場合に比べて、自動変速機3の軸長が短縮化されている。
なお、第3ブレーキB3を第3クラッチC3の径方向外方に配置し、第2ブレーキB2を第4遊星歯車機構PG4の径方向外方に配置しても、同様に短縮化を図ることができる。
次に、図3及び図4を参照して、実施形態の自動変速機3の各変速段を確立させる場合について説明する。
なお、図3中の破線で示す速度線は、第1遊星歯車機構PG1、第2遊星歯車機構PG2、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転(空回り)することを表している。
図4は、後述する各変速段における第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の3つのクラッチ、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の3つのブレーキ、1つのツーウェイクラッチF1の状態を纏めて表示した図である。
この図において、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。また、ツーウェイクラッチF1の列の「R」は逆転阻止状態を示し、「L」は固定状態を示している。
また、下線を付した「R」及び「L」はツーウェイクラッチF1の働きで第3連結体Ca−Cbの回転速度が「0」となることを示している。また、「R/L」は、通常時は逆転阻止状態の「R」であるが、エンジンブレーキを効かせる場合には固定状態の「L」に切り換えることを示している。
また、図4には、第3遊星歯車機構PG3のギヤ比hを2.734、第4遊星歯車機構PG4のギヤ比iを1.614、第1遊星歯車機構PG1のギヤ比jを2.681、第2遊星歯車機構PG2のギヤ比kを1.914とした場合における各変速段の変速比(入力軸11の回転速度/出力部材12の回転速度)、及び、公比(各変速段間の変速比の比。所定の変速段の変速比を所定の変速段よりも1段高速側の変速段の変速比で割った値。)も示しており、これによれば、公比を適切に設定できることが分かる。
1速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(図4のR)とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(R)とし、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第3連結体Ca−Cb及び第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の逆転が阻止され、第3連結体Ca−Cb及び第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。
これにより、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素),キャリアCa(第8要素),リングギヤRa(第9要素)が相対回転不能なロック状態となり、第1遊星歯車機構PG1のリングギヤRa(第9要素)を含む第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度も「0」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「1st」となり、1速段が確立される。
なお、1速段を確立させるためには第2ブレーキB2を固定状態とする必要はない。しかし、1速段から後述する2速段へスムーズに変速できるように、1速段で固定状態とさせている。また、1速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(R)から固定状態(L)に切り換えればよい。
2速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(R)とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とし、第2クラッチC2を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第2連結体Rc−Sbの回転速度が、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度と同一速度の「0」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「2nd」となり、2速段が確立される。
3速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とし、第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が、入力軸11に連結された第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となる。
これにより、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」となり、リングギヤRd(第4要素)の回転速度が「1」となるので、キャリアCd(第5要素)の回転速度、すなわち、第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度は、i/(i+1)となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「3rd」となり、3速段が確立される。
4速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1ブレーキB1を固定状態とし、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)と第2連結体Rc−Sbとが同一速度で回転する。これにより、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4との間では、キャリアCc(第2要素)とキャリアCd(第5要素)とが連結され、リングギヤRc(第3要素)とサンギヤSd(第6要素)とが連結されることとなる。そのため、第2クラッチC2を連結状態とする4速段においては、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4とで4つの要素からなる1つの共線図を描くことができる。
さらに、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が、第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となり、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4とで構成される4つの要素のうちの2つの要素の回転速度が同一速度の「1」となる。
これにより、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4の各要素が相対回転不能なロック状態となり、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4の全ての要素の回転速度が「1」となる。また、第3連結体Ca−Cbの回転速度がj/(j+1)となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「4th」となり、4速段が確立される。
5速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1ブレーキB1を固定状態とし、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。
また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「5th」となり、5速段が確立される。
なお、5速段を確立させるためには第3クラッチC3を連結状態とする必要はない。しかし、4速段及び後述する6速段では第3クラッチC3を連結状態とする必要があるので、5速段から4速段へのダウンシフト、及び、5速段から後述する6速段へのアップシフトをスムーズに行えるように、5速段でも連結状態とさせている。
6速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。
また、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とすることで、4速段の説明において述べたように、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4の各要素が相対回転不能な状態となり、第2連結体Rc−Sbの回転速度が「1」となる。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が「1」となる。
これにより、第2遊星歯車機構PG2は、キャリアCb(第11要素)とサンギヤSb(第12要素)とが同一速度の「1」となり、各要素が相対回転不能なロック状態となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「6th」の「1」となり、6速段が確立される。
7速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とし、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が、第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となり、第4遊星歯車機構PG4のキャリアCd(第5要素)を含む第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度がi/(i+1)となる。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が、入力軸11に連結された第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「7th」となり、7速段が確立される。
8速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とし、第1クラッチC1及び第2クラッチC2を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第2連結体Rc−Sbの回転速度が第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度と同一速度の「0」になる。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「8th」となり、8速段が確立される。
9速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3を固定状態とし、第1クラッチC1を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。また、第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度も「0」となる。
これにより、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素),キャリアCd(第5要素),リングギヤRd(第4要素)は相対回転不能なロック状態となり、第4遊星歯車機構PG4のキャリアCd(第5要素)を含む第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度も「0」になる。
また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度は第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「9th」となり、9速段が確立される。
10速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第3ブレーキB3を固定状態とし、第1クラッチC1及び第2クラッチC2を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第2連結体Rc−Sbと第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)とが同一速度で回転する。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRd(第10要素)の回転速度が図3に示す「10th」となり、10速段が確立される。
後進段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を固定状態(図4のL)とし、第2ブレーキB2を固定状態とし、第3クラッチC3を連結状態とする。
第2ブレーキB2を固定状態とし、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度がi/(i+1)となる。また、ツーウェイクラッチF1を固定状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が「0」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す逆転の「Rvs」となり、後進段が確立される。
次に、図5及び図6を参照して、自動変速機3の内部に設けられているスラスト軸受付構造体について説明する。なお、図6における矢印は、潤滑流体としての潤滑油の流れを示す。
図5に示すように、エンジンEからの駆動力が伝達される入力軸11には、その回転中心軸線方向に延びる第1連通路11aと、第1連通路11aの内部の空間と入力軸11の外部の空間とを連通するように径方向に延びる第2連通路11bとを有している。
入力軸11には、供給源(不図示)から、潤滑流体としての潤滑油が供給される。入力軸11に供給された潤滑油は、第1連通路11a及び第2連通路11bを介して、第2遊星歯車機構PG2、後述する第1スラスト軸受30及び第2スラスト軸受31等に供給される。すなわち、入力軸11と供給源とによって、潤滑油の供給機構が構成されている。
入力軸11には、第1連結体Cc−Cd−Raを構成するためにキャリアCc、キャリアCd及びリングギヤRaを連結する第1連結部材20が、回転自在に軸支されている(図2及び図3参照)。
第1連結部材20は、第1遊星歯車機構PG1のリングギヤRaに接続されているリングギヤ側部材20a(第2部材)と、第3遊星歯車機構PG3のキャリアCcに接続されているキャリア側部材20bとを有している。リングギヤ側部材20aとキャリア側部材20bとは、相互にスプライン結合されている。また、キャリア側部材20bは、入力軸11に回転自在に軸支されている。
第1連結部材20及び第2遊星歯車機構PG2は、いずれも、入力軸11の回転中心軸線を回転中心軸線として回転可能となっている。すなわち、第1連結部材20のキャリア側部材20b及び第2遊星歯車機構PG2のサンギヤSbは、同一の回転中心軸線を中心として相対的に回転可能となっている。
第1連結部材20のリングギヤ側部材20aと第2遊星歯車機構PG2のサンギヤSb(第1部材)とは、互いに隣接して配置されているので、それらの間には、それらの間で生じるスラスト荷重を受け止めるための環状の第1スラスト軸受30が配置されている。
図6に示すように、第1スラスト軸受30は、サンギヤSbに当接している環状の第1レース30aと、リングギヤ側部材20aに当接している環状の第2レース30bと、第1レース30aと第2レース30bとの間に配置されている円柱状の転動体30cとを有している。
なお、第1スラスト軸受30では、円柱状の転動体30cを、放射状に(すなわち、転動体30cの軸線方向が第1スラスト軸受30の径方向と一致するように)配置している。しかし、本発明の転動体は、円柱状のものに限られるものではなく、球状のものを用いてもよい。
第1レース30a及び第2レース30bは、いずれも、第1スラスト軸受30の径方向に延びる長手部分と軸線方向に延びる短手部分とを有するL字状の部材として構成されている。転動体30cは、第1レース30a及び第2レース30bを対向して配置して形成された内部の空間に配置されている。
第2レース30bの長手部分は、第1レース30aの長手部分よりも長く形成されている。そのため、第1スラスト軸受30では、第2レース30bの長手部分の先端部分が、鍔部30d(軸受側突出部)として、径方向外側に突出している。
第1スラスト軸受30の径方向外側には、第3連結体Ca−Cbを構成するためにキャリアCa及びキャリアCbを連結する第2連結部材21(被供給部材)が位置している。具体的には、第2連結部材21のキャリアCb側の端部が、第1スラスト軸受30に対向するように配置されている。
第2連結部材21のキャリアCb側の端部には、第1スラスト軸受30の軸線方向において、第2レース30bよりも転動体30c側、且つ、第1レース30a及び転動体30cの一部に対向する位置に、規制部21aが、第1スラスト軸受30の径方向内側に向かって突出するようにして形成されている。
規制部21aの先端部(すなわち、第1レース30a及び転動体30cの一部に対向する部分)は、第1スラスト軸受30の鍔部30dの先端よりも径方向内側に位置している。
第1連結部材20、第2連結部材21及び第1スラスト軸受30がこのように構成されているので、それらで構成されるスラスト軸受付構造体では、組み立て時に、第1レース30aと第2レース30bとを誤って(具体的には、第1レース30aと第2レース30bとが軸線方向で入れ替わるように)組み付けようとした場合には、規制部21aと鍔部30dとがぶつかることになるので、その誤った組み付けが阻止される。
なお、上記のスラスト軸受付構造体では、規制部21aが第1レース30a及び転動体30cの一部に対向する位置に設けられている。しかし、本発明の規制部材は、スラスト軸受の径方向外側で、第2レースよりも転動体側、且つ、第1レース又は転動体に対向する位置に配置されていればよい。
すなわち、規制部材が、正しく組み付けようとした場合に、軸受側突出部である鍔部に当接しないように配置されていればよい。そのため、例えば、規制部21aが、第1レース30aのみ、又は、転動体30cのみに対向する位置に設けられていてもよい。
また、本発明の規制部材は、必ずしも所定の部分から突出した部材によって構成する必要はない。例えば、第2スラスト軸受31に対向する第3連結部材22(サンギヤSbとリングギヤRcとを連結する部材)のように、第2レース側から第1レース側に向かって径方向内側となるように傾斜した部分を規制部材として用いてもよい。
ところで、第1スラスト軸受30には、第1連結部材20のリングギヤ側部材20aに形成されている貫通孔20cを介して、入力軸11から吐出された潤滑油が供給される。第1スラスト軸受30に供給された潤滑油は、第1スラスト軸受30の内部を通って第1スラスト軸受30の外部に排出される。
このとき、第1スラスト軸受30から排出された潤滑油の排出方向は、第1スラスト軸受30の鍔部30dの表面を伝わって(すなわち、第2レース30bの鍔部30dの転動体30c及び第1レース30a側の面と規制部21aの第2レース30b側の面との間を通ることにより)、径方向外向きに制限される。
これにより、潤滑油が意図しない方向に拡散してしまうことが防止されるので、第1スラスト軸受30の径方向外側に位置している第2連結部材21のキャリアCb側の端部には、十分な量の潤滑流体が安定して供給される。
ここで、第2連結部材21のキャリアCb側の端部には、上記のように、第1スラスト軸受30の軸線方向において、第2レース30bよりも転動体30c側、且つ、第1レース30a及び転動体30cの一部に対向する位置に、規制部21aが、径方向内側に向かって突出するようにして形成されている。
これに加え、第2連結部材21のキャリアCb側の端部には、第2レース30bの第1レース30a側とは反対側に、径方向内側に突出している突出部21b(被供給部材側突出部)が設けられている。すなわち、突出部21bと規制部21aとによって、第1スラスト軸受30の鍔部30dを軸方向で挟み込む凹部が形成されている。
さらに、第2連結部材21のキャリアCb側の端部には、規制部21aと突出部21bとの間に(すなわち、突出部21bと規制部21aとによって形成された凹部の底部)、キャリアCbの内部の流路23と外部の空間とを連通する第1導入孔21cが形成されている。
これにより、第1スラスト軸受30から第2連結部材21のキャリアCb側の端部に供給された潤滑油は、突出部21bと規制部21aとによって形成された凹部に受け止められた後、その凹部の底部に形成された第1導入孔21cを介してキャリアcbの内部の流路23に導かれる。その結果、第1スラスト軸受30から第2連結部材21のキャリアCb側の端部に供給された潤滑油が、拡散してしまうことなく、キャリアCbに導かれる。
なお、突出部21bの先端は、第1スラスト軸受30の鍔部30dの先端(すなわち、第1スラスト軸受30の最も径方向外側の部分)よりも径方向外側に位置している。そのため、突出部21bが第1スラスト軸受30の組み付けを阻害することはない。
なお、上記のスラスト軸受付構造体では、第1スラスト軸受30から排出された潤滑油を受け止める第2連結部材21のキャリアCb側の端部(被供給部材)に、規制部21a(規制部材)及び突出部21bが形成されている。
しかし、本発明の被供給部材は、スラスト軸受の径方向外側で、第2レースに対向するように配置されているものであればよく、また、規制部材は、スラスト軸受の径方向外側で、第2レースよりも前記転動体側、且つ、第1レース又は転動体に対向する位置に配置されているものであればよい。そのため、規制部と、被供給部材から独立した部材としてもよい。また、突出部21bは省略してもよい。
例えば、第2スラスト軸受31の径方向外側に位置している第3連結部材22では、第2スラスト軸受31から排出された潤滑油が、その表面を伝わるようにして、軸線方向に向かって形成された第2導入孔22aに導かれる。このような構成の第3連結部材22では、第2レースの第1レース側とは反対側に被供給部材側突出部を設けると、潤滑油の流れが阻害されてしまうので、被供給部材側突出部を設けていない。
以上説明したように、本実施形態の自動変速機3のスラスト軸受付構造体によれば、第1スラスト軸受30及び第2スラスト軸受31の組み付け時には、誤った組み付けを阻止することができ、組み付け後には、第2連結部材21及び第3連結部材22に十分な量の潤滑油を安定して供給することができる。
1…クランクシャフト、2…トルクコンバータ、3…自動変速機、4…フロントデファレンシャルギヤ、5L…前部左車軸、5R…前部右車軸、6…ハンドル、7…パドルシフトレバー、7d…左パドル、7u…右パドル、10…変速機ケース、11…入力軸(供給機構)、11a…第1連通路、11b…第2連通路、12…出力部材、13…アイドルギヤ、14…アイドル軸、15…ファイナルドライブギヤ、16…ファイナルドリブンギヤ、20…第1連結部材、20a…リングギヤ側部材(第2部材)、20b…キャリア側部材、20c…貫通孔、21…第2連結部材(被供給部材)、21a…規制部(規制部材),21b…突出部(被供給部材側突出部)、21c…第1導入孔、22…第3連結部材、22a…第2導入孔、23…流路、30…第1スラスト軸受、30a…第1レース、30b…第2レース、30c…ローラ(転動体)、30d…鍔部(軸受側突出部)、31…第2スラスト軸受、B1…第1ブレーキ、B2…第2ブレーキ、B3…第3ブレーキ、C1…第1クラッチ、C2…第2クラッチ、C3…第3クラッチ、Ca,Cb,Cc,Cd…キャリア、E…エンジン(内燃機関、駆動源)、ECU…変速制御装置、F1…ツーウェイクラッチ、Pa,Pb,Pc,Pd…ピニオン、PG1…第1遊星歯車機構、PG2…第2遊星歯車機構、PG3…第3遊星歯車機構、PG4…第4遊星歯車機構、PT…動力伝達装置、Ra,Rb,Rc,Rd…リングギヤ、Sa,Sc,Sd…サンギヤ、Sb…サンギヤ(第1部材)、V…車両、WFL…左前輪、WFR…右前輪、WRL…左後輪、WRR…右後輪。

Claims (2)

  1. 同一の回転中心軸線を中心として相対的に回転可能な第1部材及び第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との間に配置されている環状のスラスト軸受とを備えるスラスト軸受付構造体であって、
    前記スラスト軸受の内部に潤滑流体を供給する供給機構と、前記スラスト軸受から排出された前記潤滑流体が供給される被供給部材と、規制部材とを備え、
    前記スラスト軸受は、前記第1部材に当接している環状の第1レースと、前記第2部材に当接している環状の第2レースと、前記第1レースと前記第2レースとの間に配置されている転動体とを有し、
    前記被供給部材は、前記スラスト軸受の径方向外側で、前記第2レースに対向するように配置され、
    前記規制部材は、前記スラスト軸受の径方向外側で、前記第2レースよりも前記転動体側、且つ、前記第1レース又は前記転動体に対向する位置に配置され、
    前記第2レースは、径方向外側に突出している軸受側突出部を有し、
    前記規制部材の前記第1レース又は前記転動体に対向する部分の少なくとも一部は、前記軸受側突出部の先端よりも径方向内側に位置し
    前記被供給部材は、前記第2レースの前記第1レース側とは反対側に、径方向内側に突出している被供給部材側突出部と、前記規制部材と前記被供給部材側突出部との間に位置し、前記スラスト軸受の径方向外側で前記軸受側突出部に対向する受止部とを有し、
    前記受止部には、前記スラスト軸受から排出されて供給された前記潤滑流体を潤滑対象物に導く油路が設けられていることを特徴とするスラスト軸受付構造体。
  2. 請求項1に記載のスラスト軸受付構造体において、
    前記被供給部材側突出部の先端は、前記軸受側突出部の先端よりも径方向外側に位置していることを特徴とするスラスト軸受付構造体。
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