(57)【要約】【課題】自動変速機の軸方向寸法をできるだけ短くするとともに、自動変速機の出力軸の振れ回りをできるだけ抑えることが可能な自動変速機の出力軸支持構造を提供すること。【解決手段】一端側に開口する中空部１３Ａを有する自動変速機１０の出力軸１３と、中空部１３Ａに挿入される挿入部１２Ａを他端側に有する中間軸１２と、ケーシング１４の端面に取り付けられるエクステンションハウジング２１と、出力軸１３の外周面側とエクステンションハウジング２１の内周面との間に配設される第１軸受２２及び第２軸受２３と、挿入部１２Ａの外周面と中空部１３Ａの内周面との間に配設される第３軸受２４とを備え、第３軸受２４よりも中間軸１２の一端側における挿入部１２Ａの外周面と中空部１３Ａの内周面との間で遊星歯車機構Ｇ３のキャリアＰＣ３を保持し、第３軸受２４の軸方向位置の少なくとも一部が第１軸受２２と第２軸受２３の間となる、自動変速機の出力軸支持構造２０。【選択図】　図２
2004116625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の遊星歯車機構を備える自動変速機において、出力軸を支持する出力軸支持構造であって、
一端を入力軸側とするとともに他端を入力軸から離間する側として、一端側に開口する中空部を有し、変速段に応じた変速比に応じて入力軸の回転を減速或いは増速して回転する自動変速機の出力軸と、
該出力軸と同軸上に形成され、一端が入力軸側に配されるとともに前記出力軸の中空部に挿入される挿入部を他端側に有する中間軸と、
自動変速機の本体を覆うケーシングにおける前記出力軸の他端側の端面に取り付けられるエクステンションハウジングと、
前記出力軸の外周面側と前記エクステンションハウジングの内周面との間に配設される第１軸受と、
該第１軸受より前記出力軸の他端側における前記エクステンションハウジングの内周面と前記出力軸の外周面との間に配設される第２軸受と、
前記挿入部の外周面と前記中空部の内周面との間に配設される第３軸受とを備え、
前記第３軸受よりも前記中間軸の一端側における前記挿入部の外周面と前記中空部の内周面との間で遊星歯車機構の回転要素の一部を保持し、前記第３軸受の軸方向位置の少なくとも一部が前記第１軸受と前記第２軸受の間となることを特徴とする、自動変速機の出力軸支持構造。
【請求項２】
前記挿入部の外周面と前記中空部の内周面との間で保持される前記遊星歯車機構の回転要素の外周面には、前記中空部に形成される内スプラインと係合する外スプラインが形成され、前記遊星歯車機構の回転要素の内周面は前記挿入部の外周面に対して相対回転可能に支持されることを特徴とする、請求項１に記載の自動変速機の出力軸支持構造。
【請求項３】
前記中空部に形成される内スプラインと前記挿入部の外スプラインとの径方向に関する隙間は、軸心に対する前記中間軸の径方向への最大傾き量よりも大きくなるように設定されることを特徴とする、請求項１或いは請求項２に記載の自動変速機の出力軸支持構造。
【請求項４】
前記中空部の内周面にスプライン係合される前記遊星歯車機構の回転要素はキャリアであり、前記中間軸は前記遊星歯車機構のピニオンギアとギア係合するサンギアを構成し、前記出力軸の一端側における外周面は、前記遊星歯車機構のリングギアを相対回転可能に支持することを特徴とする、請求項２或いは請求項３に記載の自動変速機の出力軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の出力軸を支持する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機の出力軸を支持する従来の技術として、自動変速機の本体を覆うケーシングの内周面と出力軸の外周面との間に第１のボールベアリングを配設するとともに、ケーシングの出力軸側端面に取り付けられるエクステンションハウジングの内周面と出力軸の外周面との間に第２のボールベアリングを嵌めこむことで、出力軸を回転可能に支持する技術がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
上記の従来の技術では、第１のボールベアリングと第２のボールベアリングとの軸方向距離を比較的長く設定することで、出力軸の回転軸心が傾きながら回転する現象（以下、出力軸の振れ回りと称す）を極力抑える構成が知られている。一般的に、両ボールベアリング間の距離を長くするほど出力軸が振れ回りにくくなる。
【０００４】
【非特許文献１】
「トヨタ　ランドクルーザー新型車解説書　品番６１５６９」、トヨタ自動車株式会社サービス部、１９９０年１月１７日、第４章　シャシー　ｐ．１６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の技術では、両ボールベアリング間の距離を長くすることで出力軸の振れ回りは抑えられるが、自動変速機の軸方向寸法が長くなってしまうため、自動変速機の軸方向寸法が限られている車両への搭載が困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、自動変速機の軸方向寸法をできるだけ短くするとともに、自動変速機の出力軸の振れ回りをできるだけ抑えることが可能な自動変速機の出力軸支持構造を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、複数の遊星歯車機構を備える自動変速機において、出力軸を支持する出力軸支持構造であって、一端を入力軸側とするとともに他端を入力軸から離間する側として、一端側に開口する中空部を有し、変速段に応じた変速比に応じて入力軸の回転を減速或いは増速して回転する自動変速機の出力軸と、該出力軸と同軸上に形成され、一端が入力軸側に配されるとともに前記出力軸の中空部に挿入される挿入部を他端側に有する中間軸と、自動変速機の本体を覆うケーシングにおける前記出力軸の他端側の端面に取り付けられるエクステンションハウジングと、前記出力軸の外周面側と前記エクステンションハウジングの内周面との間に配設される第１軸受と、該第１軸受より前記出力軸の他端側における前記エクステンションハウジングの内周面と前記出力軸の外周面との間に配設される第２軸受と、前記挿入部の外周面と前記中空部の内周面との間に配設される第３軸受とを備え、前記第３軸受よりも前記中間軸の一端側における前記挿入部の外周面と前記中空部の内周面との間で遊星歯車機構の回転要素の一部を保持し、前記第３軸受の軸方向位置の少なくとも一部が前記第１軸受と前記第２軸受の間となることを特徴とする、自動変速機の出力軸支持構造とした。
【０００８】
請求項１では、出力軸を支持する第１軸受と第２軸受とが共にエクステンションハウジングに取り付けられる構造である。この構造によると、第１軸受がケーシングに支持され第２軸受がエクステンションハウジングに支持される従来の技術に比べ、第１軸受と第２軸受との間にはエクステンションハウジングとケーシングとの軸心のずれがないので、第１軸受と第２軸受との軸心のずれは小さくなる。したがって、第１軸受と第２軸受との軸方向距離を長くしなくても出力軸の回転軸心の傾きが抑えられ、出力軸の振れ回りを抑えることができる。
【０００９】
更に、請求項１の構造では、遊星歯車機構の回転要素の重力は中間軸に付加され、第３軸受を支点として出力軸に付加される。ここで、第３軸受の軸方向位置は第１軸受と第２軸受の間となるので、遊星歯車機構を支持することによる出力軸の傾きが抑えられる。言い換えれば、第１軸受と第２軸受との間よりも出力軸の端部側で遊星歯車機構を支持すると、遊星歯車機構の重力によって出力軸が軸心に対して傾きやすくなるが、出力軸を支持する第１軸受と第２軸受との間で遊星歯車機構の重力を受けるようにすることで、軸心に対して出力軸が傾きにくくなる。
【００１０】
このように、請求項１の支持機構によると、従来の技術に対して自動変速機の軸方向寸法をできるだけ短くできるとともに、自動変速機の出力軸の振れ回りをできるだけ抑えることが可能な自動変速機の出力軸支持構造を提供することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、前記挿入部の外周面と前記中空部の内周面との間で保持される前記遊星歯車機構の回転要素の外周面には、前記中空部に形成される内スプラインと係合する外スプラインが形成され、前記遊星歯車機構の回転要素の内周面は前記挿入部の外周面に対して相対回転可能に支持されるようにしたことである。
【００１２】
請求項２によると、遊星歯車機構の回転要素の重力が中間軸に付加されるようにして遊星歯車機構は中間軸に支持され、回転要素の外周側で出力軸がスプライン係合しているので、回転要素の重力で中間軸の軸心が傾いたとしても、回転要素と中空部とのスプライン間の隙間によって中間軸の軸心の傾きが吸収されるので、遊星歯車機構の重力により出力軸の軸心が大きく傾くことはない。
【００１３】
好ましくは、請求項３の発明のように、前記中空部に形成される内スプラインと前記挿入部の外スプラインとの径方向に関する隙間が、軸心に対する前記中間軸の径方向への最大傾き量よりも大きくなるように設定すると、遊星歯車機構の重力により中間軸が大きく傾く場合であっても、中間軸の傾きは中空部と回転要素とのスプライン間の隙間によって確実に吸収されるので、遊星歯車機構の重力により出力軸の軸心が傾くことはない。
【００１４】
請求項４の発明は、遊星歯車機構と、中間軸と、出力軸との係合について具体的に説明したものであり、請求項２或いは請求項３において、前記中空部の内周面にスプライン係合される前記遊星歯車機構の回転要素はキャリアであり、前記中間軸は前記遊星歯車機構のピニオンギアとギア係合するサンギアを構成し、前記出力軸の一端側における外周面は、前記遊星歯車機構のリングギアを相対回転可能に支持するようにしたことである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本実施の形態における自動変速機全体を示す断面図、図２は図１における出力軸支持構造１０周辺を示す拡大断面図である。
【００１６】
自動変速機１０は、トルクコンバータ（図示せず）を介してエンジン（図示せず）の出力を伝達する入力軸１１と、入力軸１１と同軸上且つ入力軸１１と相対回転可能に配設される中間軸１２と、中間軸１２と同軸上且つ中間軸１２と相対回転可能に配設される出力軸１３と、３つの遊星歯車機構Ｇ１、Ｇ２及びＧ３と、各軸間での回転駆動力の伝達或いは各遊星歯車機構を介した回転駆動力の伝達経路を切換える５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１及びＢ２と、一方向への回転駆動力の伝達を許容し、他方向への回転駆動力の伝達を許容しない一方向クラッチＦ１と、これらを収容するケーシング１４とを主な構成要件としている。図１において、図が見難くならないように遊星歯車機構Ｇ１、Ｇ２及びＧ３や、摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１及びＢ２等のハッチングは省略する。
【００１７】
エンジンの回転に伴って入力軸１１が回転駆動すると、遊星車機構Ｇ１、Ｇ２及びＧ３を介して増減速された入力軸１１の回転が出力軸１３に伝達される。なお、入力軸１１の回転の増減速は、変速段に応じた変速比の切換えに伴って切換えられる。尚、変速段の切換えは、５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１及びＢ２の係合・解放の組合せを切換えることによって行われる。摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１及びＢ２の係合・解放は、油圧の給排を制御することによって行われる。
【００１８】
次に、出力軸支持構造２０に係る構成について、図２を用いて説明する。出力軸支持構造２０は、一端を入力軸１１側（図２左側）とするとともに他端を入力軸１１から離間する側（図２右側）として、一端側に開口する中空部１３Ａを有する自動変速機の出力軸１３と、一端が入力軸１１側に配されるとともに出力軸１３の中空部１３Ａに挿入される挿入部１２Ａを他端側に有する中間軸１２と、自動変速機１０の本体を覆うケーシング１４における出力軸１３の他端側の端面に取り付けられるエクステンションハウジング２１と、出力軸１３の外周面側とエクステンションハウジング２１の内周面との間に配設される第１軸受２２と、第１軸受２２より出力軸１３の他端側におけるエクステンションハウジング２１の内周面と出力軸１３の外周面との間に配設される第２軸受２３と、中間軸１２の挿入部１２Ａの外周面と出力軸１３の内周面との間に配設される第３軸受２４とを備える。
【００１９】
本実施の形態では、第１軸受２２及び第２軸受２３として鉄製のボールベアリングを用いるとともに、第３軸受２４としてニードルベアリングを用いている。
【００２０】
遊星歯車機構Ｇ３のキャリアＰＣ３は、第３軸受２４よりも中間軸１２の一端側における挿入部１２Ａの外周面と中空部１３Ａの内周面との間で保持されており、第３軸受２４の一部が第１軸受２２と第２軸受２３の軸方向間となるように、第３軸受２４の軸方向における配設位置が設定されている。また、キャリアＰＣ３の外周面には中空部１３Ａに形成される内スプライン１３ＡＳと係合する外スプラインＰＣ３Ｓが形成され、キャリアＰＣ３の内周面はブッシュ２５を介して挿入部１２Ａの外周面に対して相対回転可能に支持されている。本実施の形態では、中空部１３Ａの内スプライン１３ＡＳとキャリアＰＣ３の外スプラインＰＣ３Ｓとの径方向の隙間は、軸心に対して中間軸１２が最も傾くときにおける中間軸１２の径方向への変位量よりも大きくなるように設定されている。
【００２１】
中間軸１２の外周面には、遊星歯車機構Ｇ３のピニオンギアＳ３とギア係合するギア１２Ｂが形成されており、このギア１２Ｂは遊星歯車機構Ｇ３のサンギアを構成している。出力軸１３の一端側における外周面は、ブッシュ２６を介して遊星歯車機構Ｇ３のリングギアＲ３を相対回転可能に支持している。尚、本実施の形態では、リングギアＲ３が一方向クラッチＦ１の一部と一体回転するように、リングギアＲ３と一方向クラッチＦ１の一部とが固定されている。
【００２２】
更に詳しく説明する。出力軸１３の他端側にはジョイント２７が取り付けられており、このジョイント２７から図示しないディファレンシャルを介して車輪に駆動力が伝達されるようになっている。また、出力軸１３の一端側は他端側に比べて大径となっており、これに伴い中空部１３Ａも一端側で大径となっている。更に、中空部１３Ａの他端側には、径方向に延在して出力軸１３の外周面と連通する連通孔１３Ｂが形成されている。また、中間軸１２の軸心部分は、軸方向に貫通する貫通孔１２Ｃが形成され、中空部１３Ａと同様に径方向に延在して中間軸１２の外周面と連通する複数の連通孔１２Ｄが形成されており、貫通孔１２Ｃ及び中空部１３Ａの内部にはオイルが流れるようになっている。そして、中間軸１２及び出力軸１３の回転時においては、遠心力により連通孔１３Ｂ、１２Ｄを介してオイルが各軸の外周側に流れ出し、各部材を潤滑するように構成されている。
【００２３】
エクステンションハウジング２１はアルミニウム製であり、軸方向に突出する筒部２１Ａを内径側に有するとともに、この筒部２１Ａの外径側にピストン２８を収容する空間を形成するための収容壁２１Ｂを有している。出力軸１３の外周には鉄製のパーキングギア２９が出力軸１３の外周面とスプライン結合しており、このパーキングギア２９のボス部分と筒部２１Ａの内周面との間に第１軸受２２が配設されている。エクステンションハウジング２１の筒部２１Ａの内周面と第１軸受２２のアウターレースの外周面との間には、鉄製の環状スリーブ３０が圧入されている。
【００２４】
本実施の形態では、自動変速機１０が高温になりエクステンションハウジング２１が熱膨張した時の筒部２１Ａの内径よりも環状スリーブ３０の外径を大きく設定しており、このような寸法に設定される環状スリーブ３０を筒部２１Ａの内周面に圧入している。ここで、第１軸受２２のインナーレースとパーキングギア２９のボス部分とは圧入により取り付けられ、その後、ケーシング１４に対してエクステンションハウジング２１を取り付ける際に、環状スリーブ３０と第１軸受２２とがスキマ嵌めによって取り付けられるようになっている。
【００２５】
第１軸受２２が配設される軸方向位置よりも出力軸１３の他端側（図１の右側）においては、エクステンションハウジング２１の内周面と出力軸１３の外周面側との間に鉄製の第２軸受２３が配設されている。自動変速機のケーシング１４に対してエクステンションハウジング２１を取り付ける際に、エクステンションハウジング２１の内周と第２軸受２３のアウターレース２３Ａとが圧入によって取り付けられて、その後、第２軸受２３のインナーレースが出力軸１３の外周にスキマ嵌めされることによって、第２軸受２３がエクステンションハウジング２１の内周面と出力軸１３の外周面側との間に配設される。
【００２６】
上述した構成の出力軸支持構造２０によると、出力軸１３を支持する第１軸受２２と第２軸受２３とが共にエクステンションハウジング２１に取り付けられるので、第１軸受２２がケーシング１４に支持され第２軸受２３がエクステンションハウジング２１に支持される形式の従来の技術に比べ、第１軸受２２と第２軸受２３との間にはエクステンションハウジング２１とケーシング１４との軸心のずれがないので、第１軸受２２と第２軸受２３との軸心のずれは小さくなる。
【００２７】
更に、遊星歯車機構Ｇ３による重力は、キャリアＰＣ３からブッシュ２５を介して中間軸１２に付加される。中間軸１２は第３軸受２４により出力軸１３に支持されているので、遊星歯車機構Ｇ３の重力は、第３軸受２４を支点として出力軸１３に付加される。ここで、第３軸受２４の軸方向位置は第１軸受２２の軸方向位置と重なるように構成されているので、遊星歯車機構Ｇ３を支持することによる出力軸１３の傾きが抑えられる。つまり、仮に、第３軸受２４の軸方向位置が第１軸受２２の軸方向位置よりも出力軸１３の一端側に形成されている場合には、出力軸１３が軸心に対して傾きやすくなるが、出力軸１３を支持する第１軸受２２と第２軸受２３との間で遊星歯車機構Ｇ３の重力を受けるようにすることで、軸心に対して出力軸１３が傾きにくくなる。遊星歯車機構Ｇ３の重力により中間軸１２が大きく傾く場合であっても、中間軸１２の傾きは内スプライン１３ＡＳと外スプラインＰＣ３Ｓとの間に設定された隙間によって吸収されるので、遊星歯車機構Ｇ３の重力により出力軸１３の軸心が大きく傾くことはない。
【００２８】
また、本実施の形態では、環状スリーブ３０がエクステンションハウジング２１の内周に圧入されることで、環状スリーブ３０とエクステンションハウジング２１とは、熱膨張時であっても径方向に関してクリアランスが生じにくくなる。ここで、環状スリーブ３０は第１軸受２２と別部材で構成されているので、出力軸１３とエクステンションハウジング２１との間に第１軸受２２を配設する前の段階で、環状スリーブ３０をエクステンションハウジング２１に予め圧入することができる。また、環状スリーブ３０と第１軸受２２はともに鉄製なので、両者間では熱膨張による径方向のクリアランスはほとんど生じない。そのため、出力軸１３の回転時において、自動変速機１０の温度変化によらずにエクステンションハウジング２１に対して精度よく出力軸１３が支持される。これにより、第１軸受２２と第２軸受２３との軸方向距離を長くしなくても出力軸１３の回転軸心のずれが抑えられる。
【００２９】
このように、本実施の形態によると、従来の技術に対して自動変速機の軸方向寸法をできるだけ短くできるとともに、自動変速機の出力軸の振れ回りをできるだけ抑えることが可能になる。
【００３０】
【発明の効果】
従来の技術に対して自動変速機の軸方向寸法をできるだけ短くできるとともに、自動変速機の出力軸の振れ回りをできるだけ抑えることが可能な自動変速機の出力軸支持構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動変速機全体の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る自動変速機の出力軸支持構造近傍を示す断面図である。
【符号の説明】
１０・・・自動変速機
１１・・・入力軸
１２・・・中間軸
１２Ａ・・・挿入部
１２Ｂ・・・ギア（サンギア）
１３・・・出力軸
１３Ａ・・・中空部
１３ＡＳ・・・内スプライン
１４・・・ケーシング
２０・・・自動変速機の出力軸支持構造
２１・・・エクステンションハウジング
２２・・・第１軸受
２３・・・第２軸受
２４・・・第３軸受
Ｇ３・・・遊星歯車機構
ＰＣ３・・・キャリア
ＰＣ３Ｓ・・・外スプライン
Ｒ３・・・リングギア
Ｓ３・・・ピニオンギア
【図１】
2004116625.tif 000003
【図２】
2004116625.tif 000004