KR20030084720A

KR20030084720A - 자동 변속기의 끼워맞춤 기구

Info

Publication number: KR20030084720A
Application number: KR10-2003-0025894A
Authority: KR
Inventors: 오오쯔까신야
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2003-11-01
Also published as: JP2003314512A; KR100602044B1; US20030200832A1; US7040188B2

Abstract

본 발명의 과제는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서, 축 주위에 가해지는 토오크에 대해서 뿐만 아니라, 축방향으로 가해지는 토오크가 입력되었다고 해도, 덜걱거림을 발생하는 일 없이 보유 지지하는 것이 가능한 자동 변속기의 끼워맞춤 기구를 제공하는 것이다.

원통형의 압입부를 갖는 압입 부재와, 상기 압입부와 끼워 맞추는 개구부를 갖는 피압입 부재로 이루어지는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서, 상기 피압입 부재를 상기 압입 부재보다 탄성 변형율이 큰 재질로 하고, 상기 압입부의 압입 선단부측의 직경을 압입 후단부측의 직경보다도 대경으로 하는 테이퍼 형상으로 하였다.

Description

자동 변속기의 끼워맞춤 기구{FITTING MECHANISM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 관한 것으로, 특히 자동 변속기의 오일 펌프 커버와 고정자 샤프트의 끼워맞춤 기구에 관한 것이다.

종래, 자동 변속기의 끼워맞춤 기구로서, 예를 들어 일본 특허 공개 평11-294555호 공보에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 공보에 기재된 기술로는, 오일 펌프 커버의 내주위에 고정자 샤프트를 압입에 의해 부착할 때, 고정자 샤프트에 세레이션(serration) 끼워맞춤부인 대경부와, 압입부인 소경부를 설치한 구성이 개시되어 있다. 이에 의해, 압입 끼워맞춤부와 세레이션부 끼워맞춤부의 양방에서 고정자 샤프트를 고정하는 것이 가능해져, 고정자 샤프트의 축 주위에 토오크가 가해졌다고 해도, 덜걱거림을 억제할 수 있다.

그러나, 전술한 종래 기술에 있어서는, 축 주위에 가해지는 토오크에 대해서는 우수한 끼워맞춤력을 얻을 수 있지만, 축방향으로 가해지는 토오크에 대해서는 충분한 끼워맞춤력을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.

즉, 고정자 샤프트는 오일 펌프 커버를 관통하여, 토오크 컨버터의 원웨이 클러치가 고정 지지되고, 타단부에는 예를 들어 결합 요소의 회전 드럼 등이 회전 가능하게 지지된다. 토오크 컨버터에 로크업 클러치가 구비되어 있을 경우, 로크업 클러치의 체결 및 해방에 수반하여, 로크업 피스톤이 축방향으로 미끄럼 이동한다. 이 때, 로크업 피스톤의 축방향의 미끄럼 이동에 의한 트러스트력이 트러스트 베어링 등을 거쳐서 원웨이 클러치에 입력된다. 이 트러스트력은 고정자 샤프트의 축방향으로도 가해지게 된다. 오일 펌프 커버는 변속기 케이스에 고정되어 있으므로 고정자 샤프트의 압입 방향과 역방향으로 축방향 토오크가 작용하면, 고정자 샤프트를 보유 지지하는 충분한 끼워맞춤력을 얻을 수 없어, 덜걱거림 등이 발생할 우려가 있다.

또한, 자동 변속기에서는 오일 펌프 커버에 제어 밸브 유닛으로부터 공급된 유압을 각 체결 요소 등에 공급하기 위한 복수의 유로를 설치하고, 고정자 샤프트에 설치된 유로를 거쳐서 축심 유로 등에 유압을 공급하고 있다. 이 때, 덜걱거림에 의해 오일 펌프 커버와 고정자 샤프트의 위치가 어긋나면, 관로 저항이 커져 버려 제어성의 악화를 초래할 우려도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 과제에 의거하여 이루어진 것으로, 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서, 축 주위에 가해지는 토오크에 대해서 뿐만 아니라, 축방향으로 가해지는 토오크가 입력되었다 해도, 덜걱거림을 발생하는 일 없이 보유 지지하는 것이 가능한 자동 변속기의 끼워맞춤 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 제1 실시 형태에 있어서의 끼워맞춤 기구를 구비한 자동 변속기의 단면도.

도2는 제1 실시 형태에 있어서의 끼워맞춤 기구를 설치한 오일 펌프 커버와 고정자 샤프트 부분의 확대 단면도.

도3은 제1 실시 형태에 있어서의 끼워맞춤 기구의 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 오일 펌프 구동축

3 : 오일 펌프 하우징

4 : 오일 펌프 커버

5 : 볼트

6 : 오일 밀봉

7 : 고정자 샤프트

7a : 중계 유로

8 : 외측 기어

9 : 내측 기어

10 : 부쉬

11 : 샤프트

12 : 토오크 컨버터압 공급 유로

13 : 토오크 컨버터압 배출 유로

14 : 로크업 클러치압 공급 유로

18 : 미션 케이스

21 : 임펠러 쉘

21 : 펌프 임펠러

22 : 터빈 러너

23 : 고정자

24a, 24b : 트러스트 베어링

24 : 원웨이 클러치

25 : 터빈 허브

26 : 로크업 클러치

41 : 커버측 압입부

42 : 커버측 세레이션 끼워맞춤부

43 : 커버측 스토퍼면

70 : 샤프트부

70 : 압입부

71a : 압입 선단부측

71b : 압입 후단부측

71 : 압입부

72 : 세레이션 끼워맞춤부

73 : 스토퍼면

74 : 선단부측 단부 전체 주위

A : 토오크 컨버터

B : 오일 펌프

C : 변속 장치

청구항 1에 기재된 발명에서는, 원통형의 압입부를 갖는 압입 부재와, 상기 압입부와 끼워 맞추는 개구부를 갖는 피압입 부재로 이루어지는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서,

상기 피압입 부재를 상기 압입 부재보다 탄성 변형율이 큰 재질로 하고,

상기 압입부의 압입 선단부측의 직경을 압입 후단부측의 직경보다도 대경으로 하는 테이퍼 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는 청구항 1에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서,

상기 압입 선단부측의 직경과 상기 압입 후단부측의 직경의 차를 상기 피압입 부재의 탄성 변형 영역 내로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서,

상기 압입부의 압입 선단부측의 단부 전체 주위를, 상기 압입부의 축방향 단면에 있어서 소정의 곡률 반경을 갖는 모따기 형상으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 1 내지 청구항 3에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서,

상기 압입 부재를, 자동 변속기의 입력축을 회전 가능하게 지지하는 고정자 샤프트로 하고,

상기 피압입 부재를 자동 변속기 내에 설치된 오일 펌프 커버로 하고,

상기 고정자 샤프트의 재질을 철계로 하고, 상기 오일 펌프 커버의 재질을 알루미늄계로 한 것을 특징으로 한다.

(제1 실시 형태)

도1은 제1 실시 형태에 있어서의 끼워맞춤 기구를 구비한 자동 변속기의 단면도이다. 우선 구성을 설명한다.

오일 펌프(B)는 토오크 컨버터(A)와 변속 장치(C) 사이에 구성되어 있다. 토오크 컨버터(A)의 임펠러 쉘(21) 및 오일 펌프 구동축(2)은 엔진 출력축과 함께 회전한다. 오일 펌프 구동축(2)은 오일 펌프(B)의 내측 기어(9)와 연결되어 있다.

오일 펌프(B)는 오일 펌프 하우징(3)과, 오일 펌프 커버(4)와, 고정자 샤프트(7)로 구성되어 있다. 오일 펌프 커버(4)는 미션 케이스(18)에 볼트에 의해 고정되고, 또한 오일 펌프 하우징(3)과 오일 펌프 커버(4)는 체결 볼트(5)에 의해 고정되어 있다. 이 오일 펌프 커버(4) 내이며, 상기 내측 기어(9)의 외주에는 외측 기어(8)가 설치되어 있다. 상기 오일 펌프 하우징(3)과 오일 펌프 구동축(2) 사이에는 오일 밀봉(6) 및 부쉬(10)가 설치되어 있다. 오일 펌프 커버(4)와 고정자 샤프트(7)는 압입 및 세레이션에 의해 끼워 맞추어져 있다. 끼워맞춤 기구에 대해서는 후에 상세하게 서술한다.

또한, 오일 펌프 커버(4) 및 고정자 샤프트(7)에는 토오크 컨버터압 공급 유로(12), 토오크 컨버터압 배출 유로(13), 로크업 클러치압 공급 유로(14) 등의 각 유로에 도시하지 않은 제어 밸브 유닛으로부터 제어 유압을 공급하기 위한 중계 유로(7a) 등이 설치되어 있다.

토오크 컨버터(A)는 도시하지 않은 엔진과 직결된 펌프 임펠러(21)와, 터빈 러너(22)와, 고정자(23)와, 엔진과 샤프트(11)를 직결하는 로크업 클러치(26)로 구성되어 있다. 고정자(23)는 원웨이 클러치(24)를 거쳐서 고정자 샤프트(7)에 고정 지지되어 있다. 또한, 원웨이 클러치(24)의 축방향 양단부에는 트러스트 베어링(24a, 24b)이 설치되고, 터빈 허브(25) 및 오일 펌프 구동 갈고리(2)와의 상대 회전을 가능하게 축방향으로 지지하고 있다.

샤프트(11)의 도면 중 좌단부에는 토오크 컨버터(A)의 터빈 러너(22)와 로크업 클러치(26)를 지지하는 터빈 허브(25)가 스플라인 결합되어 있다. 이 터빈 허브(25)의 외주측을 로크업 클러치(26)의 로크업 피스톤이 축방향으로 미끄럼 이동함으로써 엔진과 샤프트(11)의 연결 상태를 제어한다.

샤프트(11)와 고정자 샤프트(7) 사이에는 토오크 컨버터압 배출 유로(13)가 설치되어 있다. 또한, 이 샤프트(11)에는 로크업 클러치압 공급 유로(14) 등의 축내 유로가 설치되어, 중계 유로(7a)에서부터의 유압을 공급하고 있다.

도2는 오일 펌프 커버(4)와 고정자 샤프트(7)의 끼워맞춤 기구의 확대 단면도이다.

고정자 샤프트(7)는 철계의 금속으로 형성되어 있고, 원웨이 클러치(24) 등으로부터의 토오크 입력에 대하여, 필요한 강도를 확보하면서 두께를 얇게 함으로써, 전체 구성의 콤팩트화를 도모하고 있다. 또한, 고정자 샤프트(7)에는, 토오크 컨버터(A)의 원웨이 클러치(24)를 고정 지지하는 소경의 샤프트부(70)와, 오일 펌프 커버(4)와 압입 끼워맞춤하는 중경(中徑)의 압입부(71)와, 오일 펌프 커버(4)와 세레이션 끼워맞춤하는 대경의 세레이션 끼워맞춤부(72)가 설치되어 있다. 압입부(71)와 세레이션 끼워맞춤부(72)의 경계에는 축방향 토오크 컨버터측으로의 이동을 금지하는 스토퍼면(73)이 설치되어 있다.

오일 펌프 커버(4)는 알루미늄계의 금속으로 형성되어 있고, 필요한 두께를 확보하면서, 경량화를 도모하고 있다. 또한, 오일 펌프 커버(4)에는 고정자 샤프트(7)의 압입부(71)와 압입 끼워맞춤하는 커버측 압입부(41)와, 고정자 샤프트(7)의 세레이션 끼워맞춤부(72)와 세레이션 끼워맞춤하는 커버측 세레이션 끼워맞춤부(42)가 설치되어 있다. 커버측 압입부(41)와 커버측 세레이션 끼워맞춤부(42)의 경계에는, 고정자 샤프트(7)의 스토퍼면(73)과 접촉하는 커버측 스토퍼면(43)이 설치되어 있다.

도3은 오일 펌프 커버(4)와 고정자 샤프트(7)의 압입 과정을 나타내는 단면도이다.

도3의 (a)에 도시한 바와 같이, 압입부(71)에 설치된 테이퍼면은 각도(θ)를 갖고 있다. 압입부(71)의 압입 후단부측(71b)의 직경은 오일 펌프 커버(4)의 커버측 압입부(41)의 직경보다도 커지도록 설계되어 있다. 또한, 압입부(71)의 압입 후단부측(71b)의 직경과, 압입 선단부측(71a)의 직경의 차가 오일 펌프 커버(4)의탄성 변형 영역 내가 되도록 설계되어 있다.

또한, 도3의 (b)에 도시한 바와 같이, 고정자 샤프트(7)의 압입부(71)의 선단부측 단부 전체 주위(74)는 압입부 축방향 단면에 있어서 소정의 곡률 반경(R)을 갖는 모따기 형상으로 되어 있다. 오일 펌프 커버(4)에 고정자 샤프트(7)를 압입하면, 우선 선단부측 단부 전체 주위(74)의 모따기 형상에 의해, 압입시에 압입 응력이 커버측 압입부(41)를 직경 방향으로 널리 넓히는 방향으로 작용한다. 넓혀진 오일 펌프 커버(4)는 탄성 변형 영역 내에서 변형하면서, 압입이 완료한다.

도3의 (b)는 압입 후의 응력 분포를 나타내는 단면도이다. 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 커버측 압입부(41)의 탄성 변형 영역 내에서의 변형에 의해, 고정자 샤프트(7)의 압입부(71)의 테이퍼면에 따른 끼워맞춤면이 형성된다. 이 끼워맞춤면에 탄성 변형에 의한 체결력(T)이 가해지면, 직경 방향 내주위측에 Tcosθ의 힘이, 축방향 토오크 컨버터측에 Tsinθ의 힘이 가해지게 된다. 이에 의해, 고정자 샤프트(7)에 빠짐측의 부하가 걸렸다고 해도, 도3의 (b)의 축방향 화살표로 나타낸 바와 같이, 부하의 직경 방향 성분을 얻을 수 있다. 따라서, 오일 펌프 커버(4)의 탄성 변형에 의한 체결력에 의해 발생하는 끼워맞춤면의 마찰력에 대향하는 부하를 분산하는 것이 가능해져, 압입 부재를 보유 지지하는 보유 지지력의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 오일 펌프 커버(4)의 커버측 압입부(41)의 직경이 적어도 압입 후단부측(71b)의 직경보다도 작아짐으로써, 압입부(71) 전체를 탄성력에 의해 체결할 수 있다.

또한, 압입 선단부측(71a)의 직경과 압입 후단부측(71b)의 직경의 차가 오일 펌프 커버(4)의 탄성 변형 영역 내가 된 것으로, 오일 펌프 커버(4)가 소성 변형함으로써 탄성력을 얻을 수 없어 충분한 체결력을 얻을 수 없다는 등의 문제를 회피하면서, 더욱 보유 지지력의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 압입부(71)의 압입 선단부측(71a)의 단부 전체 주위가 압입부(71)의 축방향 단면에 있어서 소정의 곡률 반경(R)을 갖는 모따기 형상으로 된 것으로, 압입시에 압입 응력이 오일 펌프 커버(4)의 커버측 압입부(41)를 직경 방향으로 널리 넓히는 방향으로 작용하기 쉬워져, 압입시의 부하를 경감할 수 있다.

또한, 오일 펌프 커버(4)에는 복수의 유로가 설치되고, 샤프트(11)에 설치된 로크업 클러치압 공급 유로(14) 등의 축내 유로 등에 유압의 공급을 행한다. 이 때, 고정자 샤프트(7)에 설치된 유로(7a)를 통해서 오일 펌프측의 유로와 로크업 클러치압 공급 유로(14)를 연통하고 있다. 고정자 샤프트(7)에는 원웨이 클러치(24)가 고정 지지되어 있고, 로크업 클러치(26)의 체결 및 해방에 수반하여 트러스트 베어링 등을 거쳐서 축방향에 부하가 걸린다. 이 부하에 의해 고정자 샤프트(7)와 오일 펌프 커버(4)의 끼워맞춤부가 어긋나면, 오일 펌프측의 유로와 축심 유로 사이의 관로 저항이 커져 버려 제어성의 악화를 초래할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태의 끼워맞춤 기구를 적용함으로써, 확실하게 끼워 맞추는 것이 가능해져 축방향의 부하에 의한 덜걱거림이나, 어긋남을 방지할 수 있다. 따라서 제어성의 악화를 초래하는 일이 없다.

(그 밖의 실시 형태)

이상, 실시 형태에 의거하는 실시 형태에 대하여 설명했지만, 구체적인 구성에 대해서는 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

또한, 실시 형태에서는 자동 변속기의 오일 펌프 커버와 고정자 샤프트의 끼워맞춤 기구에 대하여 설명했지만, 예를 들어 다른 끼워맞춤부에 본 실시 형태를 적용해도, 물론 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는 고정자 샤프트에만 테이퍼면을 설치했지만, 예를 들어 오일 펌프 커버측에도 테이퍼면을 설치하고, 또한 끼워맞춤력을 높이는 구성으로 해도 좋다.

청구항 1에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서는, 피압입 부재가 압입 부재보다 탄성 변형율이 큰 재질로 되어, 압입 부재의 압입 선단부측의 직경이 압입 부재의 압입 후단부측의 직경보다도 대경으로 하는 테이퍼 형상으로 된 것으로, 압입 후에 압입 선단부측과 압입 후단부측 사이에 테이퍼 형상에 따른 끼워맞춤면이 형성된다. 이에 의해, 압입 부재에 빠짐측의 부하가 걸렸다고 해도, 부하의 직경 방향 성분을 얻을 수 있다. 따라서, 피압입 부재의 탄성 변형에 의한 체결력에 의해 발생하는 끼워맞춤면의 마찰력에 대향하는 부하를 분산하는 것이 가능해져, 압입 부재를 보유 지지하는 보유 지지력의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서는, 압입 선단부측의 직경과 압입 후단부측의 직경의 차가 피압입 부재의 탄성 변형 영역 내로 된 것으로, 피압입 부재가 소성 변형함으로써 탄성력을 얻을 수 없어 충분한 체결력을 얻을 수 없다는 등의 문제를 회피하면서, 또한 보유 지지력의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 개구부의 직경을 적어도 압입 후단부측의 직경보다도 작게 함으로써, 압입부 전체를 탄성력에 의해 체결하도록 해도 좋다.

청구항 3에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서는, 압입부의 압입 선단부측의 단부 전체 주위가 압입부의 축방향 단면에 있어서 소정의 곡률 반경을 갖는 모따기 형상으로 된 것으로, 압입시에 압입 응력이 피압입 부재를 직경 방향으로 널리 넓히는 방향으로 작용하기 쉬워져, 압입시의 부하를 경감할 수가 있다.

청구항 4에 기재된 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서는, 자동 변속기의 입력축을 회전 가능하게 지지하는 철계의 고정자 샤프트와 알루미늄계의 오일 펌프 커버와의 끼워맞춤부에 적용되고 있다. 즉, 오일 펌프 커버에는 복수의 유로가 설치되고, 입력축에 설치된 축심 유로에 유압의 공급을 행한다. 이 때, 고정자 샤프트에 설치된 오일 구멍을 통해서 오일 펌프측의 유로와 축심 유로를 연통하고 있다. 고정자 샤프트에는, 예를 들어 로크업 클러치 부착 토오크 컨버터가 설치되어 있을 경우, 로크업 클러치의 체결 및 해방에 따라 축방향으로 부하가 걸린다. 이 부하에 의해 고정자 샤프트와 오일 펌프의 끼워맞춤부가 어긋나면, 오일 펌프측의 유로와 축심 유로 사이의 관로 저항이 커져 버려, 제어성의 악화를 초래할 우려가 있다. 따라서, 본 발명의 끼워맞춤 기구를 적용함으로써, 확실하게 끼워 맞추는 것이 가능해져 축방향의 부하에 의한 덜걱거림이나, 어긋남을 방지할 수 있다.

Claims

원통형의 압입부를 갖는 압입 부재와, 상기 압입부와 끼워 맞추는 개구부를 갖는 피압입 부재로 이루어지는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구에 있어서,

상기 피압입 부재를 상기 압입 부재보다 탄성 변형율이 큰 재질로 하고,

상기 압입부의 압입 선단부측의 직경을 압입 후단부측의 직경보다도 대경으로 하는 테이퍼 형상으로 한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구.
제1항에 있어서, 상기 압입 선단부측의 직경과 상기 압입 후단부측의 직경의 차를 상기 피압입 부재의 탄성 변형 영역 내로 한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압입부의 압입 선단부측의 단부 전체 주위를 상기 압입부의 축방향 단면에 있어서 소정의 곡률 반경을 갖는 모따기 형상으로 한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압입 부재를 자동 변속기의 입력축을 회전 가능하게 지지하는 고정자 샤프트로 하고,

상기 피압입 부재를 자동 변속기 내에 설치된 오일 펌프 커버로 하고,

상기 고정자 샤프트의 재질을 철계로 하고, 상기 오일 펌프 커버의 재질을알루미늄계로 한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 끼워맞춤 기구.