(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機の歯車軸に外嵌装着され、当該歯車軸を回転自在に支持する複列外向き転がり軸受を備える軸受装置であって、前記複列外向き転がり軸受が、二列の転走面を有する単一の外輪と、二つの内輪とを有し、前記歯車軸が軸端側に小径部を有し、この小径部に前記複列外向き転がり軸受が外装されて、当該複列外向き転がり軸受の二つの内輪が前記歯車軸の小径部と大径部との境の側壁面と、前記歯車軸の小径部軸端側に取り付けられる固定部材とにより軸方向で挟まれており、前記二つの内輪の一方に対して他方側へ近接させる方向の弾発付勢力を油圧により付与するとともに、必要に応じて前記油圧を制御する予圧調整機構が設けられており、前記予圧調整機構が、自動変速機から出力される駆動トルクの変化に応じて自動変速機の所定の部位に供給する潤滑油の供給圧力を自動的に変更制御する油圧ポンプと、この油圧ポンプで制御された潤滑油の供給圧力を前記弾発付勢力として付与させるとともに、前記供給圧力に応じて前記弾発付勢力を変化させる押圧要素とを含むことを特徴とする自動変速機の軸受装置。
【請求項２】
請求項１の自動変速機の軸受装置において、前記押圧要素が、前記歯車軸の側壁面と一方内輪との間、または前記固定部材と他方内輪との間に介装されるもので、前記側壁面側、または前記固定部材側に当接されるシリンダ環体と、このシリンダ環体との間で前記潤滑油が出入りされる油圧室を作る状態でかつ前記シリンダ環体に対して軸心方向でスライド可能に装着されるピストン環体とを含み、前記歯車軸には、この歯車軸を貫通し前記油圧ポンプから前記油圧室まで連通する潤滑油流路が設けられていることを特徴とする自動変速機の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機に備えられる歯車軸を支持するための支軸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高荷重が作用し軸方向の位置決めが必要な場所、例えば車両用自動変速機の歯車軸としてのインプットシャフトやアウトプットシャフトの支持には、複列外向き円錐ころ軸受や複列外向きアンギュラ玉軸受などの斜接型転がり軸受が用いられる。これらの軸受には予圧を付与しておくが、この予圧の付与の仕方は、通常、高い剛性を確保できる定位置予圧としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例において、定位置予圧は、内輪または外輪の嵌め合い量、軸受すきまや、組幅寸法などで予圧量を設定するため、部品ごとの寸法公差を考慮しなければならず、予圧管理が面倒である。また、組み付け後の温度変化や作用する負荷増減などによっても予圧変動が発生し、適正な予圧設定が困難となっていた。
【０００４】
したがって、本発明は、車両用自動変速機に備えられる歯車軸を支持するための支軸装置において、予圧変動を少なくし、予圧管理を容易にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の自動変速機の軸受装置は、請求項１に示すように、自動変速機の歯車軸に外嵌装着され、当該歯車軸を回転自在に支持する複列外向き転がり軸受を備える軸受装置であって、前記複列外向き転がり軸受が、二列の転走面を有する単一の外輪と、二つの内輪とを有し、前記歯車軸が軸端側に小径部を有し、この小径部に前記複列外向き転がり軸受が外装されて、当該複列外向き転がり軸受の二つの内輪が前記歯車軸の小径部と大径部との境の側壁面と、前記歯車軸の小径部軸端側に取り付けられる固定部材とにより軸方向で挟まれており、前記二つの内輪の一方に対して他方側へ近接させる方向の弾発付勢力を油圧により付与するとともに、必要に応じて前記油圧を制御する予圧調整機構が設けられており、前記予圧調整機構が、自動変速機から出力される駆動トルクの変化に応じて自動変速機の所定の部位に供給する潤滑油の供給圧力を自動的に変更制御する油圧ポンプと、この油圧ポンプで制御された潤滑油の供給圧力を前記弾発付勢力として付与させるとともに、前記供給圧力に応じて前記弾発付勢力を変化させる押圧要素とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の自動変速機の軸受装置は、請求項２に示すように、上記第１において、前記押圧要素が、前記歯車軸の側壁面と一方内輪との間、または前記固定部材と他方内輪との間に介装されるもので、前記側壁面側、または前記固定部材側に当接されるシリンダ環体と、このシリンダ環体との間で前記潤滑油が出入りされる油圧室を作る状態でかつ前記シリンダ環体に対して軸心方向でスライド可能に装着されるピストン環体とを含み、前記歯車軸には、この歯車軸を貫通し前記油圧ポンプから前記油圧室まで連通する潤滑油流路が設けられている。
【００１１】
要するに、本発明では、自動変速機の歯車軸を支持する複列外向き転がり軸受に対する予圧付与の形態を、定圧予圧としているので、従来例のように、定位置予圧とする場合に比べ、部品の寸法公差を考慮せずに済み、予圧管理が容易となる。
【００１６】
また、上記第２の構成は、上記第１における押圧要素をピストン環体とシリンダ環体による構成に限定し、さらに、この押圧要素の油圧室に通じる前記油圧ポンプからの潤滑油供給用の通路を確保したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態１に係る車両用自動変速機のアウトプットシャフトの支持用の軸受装置を示す上半分断面図である。
【００１９】
図例の複列外向き円錐ころ軸受１は、車両用自動変速機における歯車軸としてのアウトプットシャフト２に外嵌装着され、アウトプットシャフト２を回転自在に支持する。
【００２０】
複列外向き円錐ころ軸受１は、単一の外輪１１と、複数の円錐ころ１２と、二つの保持器１３と、二つの内輪１４とを備えている。
【００２１】
外輪１１は、内周に二列の外輪転走面１６を有している。
【００２２】
円錐ころ１２は、前記二列の外輪転走面１６上において周方向に複数配設されている。
【００２３】
保持器１３は、各列の円錐ころ１２を回転自在に保持している。
【００２４】
内輪１４は、前記外輪１１の二列の外輪転走面１６とでそれぞれ対になる一列の内輪転走面１７を有しており、軸方向に二つ隣り合わせに配置されている。
【００２５】
なお、外輪１１の外周には、アウトプットギア１９が設けられており、このアウトプットギア１９は、自動変速機の変速操作などによりアウトプットシャフト２と相対回転または同期回転することで、動力を伝達したり遮断したりするようになっている。
【００２６】
この実施形態１では、複列外向き円錐ころ軸受１に、定圧予圧形態で所要の予圧を付与するようにしている。
【００２７】
具体的に、アウトプットシャフト２の軸端側の小径部には、複列外向き円錐ころ軸受１が外装されており、複列外向き円錐ころ軸受１の二つの内輪１４が、前記アウトプットシャフト２の小径部と大径部との境の側壁面２１と、前記アウトプットシャフト２の小径部軸端側に取り付けられるナット４とにより軸方向で挟まれている。
【００２８】
さらに、前記アウトプットシャフト２の側壁面２１と、二つの内輪１４の一方との間に、環状板ばね（皿ばね）３が、軸方向で弾性的に圧縮された状態で介装されている。
【００２９】
また、複列外向き円錐ころ軸受１の二つの内輪１４の間には、間座１５が介装されている。
【００３０】
なお、間座１５の軸方向長さは、上記二つの内輪１４どうしの軸方向隙間に合わせて設定するが、この隙間は、複列外向き円錐ころ軸受１に適正な予圧を付与した状態を基準としている。つまり、間座１５は、複列外向き円錐ころ軸受１に適正な予圧を許容しつつ、予圧超過を防止するようになっている。
【００３１】
以上のような形態では、前記ナット４を締め付けることにより、環状板ばね３の弾性圧縮量が調節される。したがって、環状板ばね３の弾性復元力により、複列外向き円錐ころ軸受１に対して所要の予圧が付与されるようになる。
【００３２】
ここで、仮に、アウトプットシャフト２が熱膨張したときには、環状板ばね３が弾性的に復元し、またアウトプットシャフト２が熱収縮したときには、環状板ばね３が弾性的に圧縮されることにより、複列外向き円錐ころ軸受１に対する予圧が一定に保たれる。
【００３３】
また、アウトプットシャフト２の熱収縮量が異常に大きい場合には、間座１５により二つの内輪１４が近接しすぎることを防止するので、環状板ばね３が圧縮されすぎることがなく、環状板ばね３が塑性変形して弾性復元力が異常に低下することが避けられる。
【００３４】
以上のように、車両用自動変速機におけるアウトプットシャフト２を支持する複列外向き円錐ころ軸受１に対して、定圧予圧形態で所要の予圧を付与するようにしているので、従来例のように、定位置予圧形態とする場合に比べ、部品の寸法公差を考慮せずに済み、予圧管理が容易となる。
【００３５】
また、組み付け後の温度変化や作用する負荷増減などによる予圧変動がないので、常に適正な予圧を維持できるようになる。
【００３６】
図２は、本発明の実施形態２に係る車両用自動変速機のアウトプットシャフトの支軸装置を示す上半分断面図である。
【００３７】
この実施形態２において、上記実施形態１の複列外向き円錐ころ軸受１と異なる構成は、予圧調整機構を設けたことである。その他の構成は基本的に同じである。
【００３８】
具体的に、アウトプットシャフト２の小径部と大径部との境の側壁面２１と、一方内輪との間に、請求項５に記載の押圧要素としての予圧変更機６を介装する。
【００３９】
予圧変更機６は、金属製のピストン環体６１と、シリンダ環体６２とで構成される。
【００４０】
ピストン環体６１，シリンダ環体６２は、ともに上半分の断面がほぼ逆さＬ字形に形成されており、それぞれ環状板部６６，６８と、円筒部６７，６９とで構成されている。これらピストン環体６１，シリンダ環体６２は、それぞれの円筒部６６，６７が互いに向かい合うように配置され、径方向内外に僅かに隙間をあけて嵌合されている。
【００４１】
これらピストン環体６１，シリンダ環体６２でもって囲う空間が油圧室６５になっている。
【００４２】
また、ピストン環体６１の円筒部の付け根側外周面には、周溝が設けられており、そこにＯリング７１が嵌着されている。さらに、ピストン環体６１，シリンダ環体６２の環状板部６６，６８の内周にも、周溝が設けられており、そこにＯリング７２が嵌着されている。
【００４３】
なお、二つの内輪１４の間には、例えば皿ばねなどの戻りばね１５が設置される。
【００４４】
ところで、アウトプットシャフト２の軸心には、軸方向に貫通する潤滑油流路５が設けられている。この潤滑油流路５には、油圧ポンプ（図示省略）により、潤滑油が供給されるようになっている。
【００４５】
なお、この潤滑油流路５から径方向外側の一方向に向けて貫通し、前記予圧変更機６の油圧室６５に開口する貫通孔５１が設けられる。
【００４６】
これら予圧変更機６と、貫通孔５１と、潤滑油流路５と、油圧ポンプ（不図示）とが、上記予圧調整機構を構成している。
【００４７】
このような構成の予圧調整機構の動作は、以下の通りである。
【００４８】
油圧ポンプ（不図示）と予圧変更機６の油圧室６５は、潤滑油流路５と、アウトプットシャフト２の貫通孔５１とを経由してつながっているので、予圧変更機６の油圧室６５には、油圧ポンプ（不図示）からの潤滑油の供給圧力が付与される。この供給圧力により、ピストン環体６１が、前記アウトプットシャフト２の側壁面２１に当接されているシリンダ環体６２から軸心方向に離隔される状態となり、二つの内輪１４が互いに近接する方向へ弾発付勢力（アキシャル荷重）を付与して、複列外向き円錐ころ軸受１に予圧を付与するようになる。
【００４９】
なお、油圧室６５の内圧が下がったときは、二つの内輪１４の間に設置される戻りばね１５により、アウトプットシャフト２の拡径部側の内輪１４と、予圧変更機６のピストン環体６１との隙間発生（予圧抜け現象）を防止する。
【００５０】
ところで、予圧変更機６の油圧室６５に付与される潤滑油の供給圧力は、自動変速機から出力される駆動トルクの増減に応じて、油圧ポンプ（不図示）により制御されている。つまり、駆動トルクが上がると、油圧室６５に対する潤滑油の供給圧力も上がり、駆動トルクが下がると、油圧室６５に対する潤滑油の供給圧力も下がるようになっている。
【００５１】
具体的に、車両の発進時や加速時など変速機のローギアにて駆動力を出力するときには、エンジンの回転数が上がり、駆動トルクも上昇するが、これに伴い、油圧室６５に対する潤滑油の供給圧力が上がり、複列外向き円錐ころ軸受１に付与する予圧が高くなる。
【００５２】
逆に、停車中や定常走行時などの際には、エンジンの回転数は下がり、駆動トルクも低くなるが、これに伴い、油圧室６５に対する潤滑油の供給圧力が下がり、複列外向き円錐ころ軸受１に付与する予圧が低くなる。
【００５３】
以上のように、予圧変更機６と、潤滑油流路５と、それに通じるアウトプットシャフト２の貫通孔５１と、油圧ポンプ（不図示）とで構成される予圧調整機構を設けることにより、自動変速機から出力される駆動トルクの増減に応じて、複列外向き円錐ころ軸受１に対する予圧を自動的に適切に制御することができる。
【００５４】
つまり、車両の発進時や加速時などのように駆動トルクが上昇する場合には、複列外向き円錐ころ軸受１に付与する予圧を適度に高くすることができるため、複列外向き円錐ころ軸受１の剛性が上がり、車両の安定した加速や動作を確保できる。
【００５５】
また、車両の停車時や定常走行時などのように駆動トルクが低下する場合には、複列外向き円錐ころ軸受１に付与する予圧を適度に低くすることができるため、摺動抵抗を低減でき、車両の燃費向上や静寂性向上につながる。
【００５６】
しかも、複列外向き円錐ころ軸受１の予圧制御のために、わざわざ特別なセンサ類や制御系統を別途設けなくて済む。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００５８】
（１）上記実施形態１，２において、複列外向き円錐ころ軸受１に代えて、複列外向きアンギュラ玉軸受も使用でき、さらに、単列斜接型転がり軸受を二つ組み合わせたものも使用できる。
【００５９】
（２）上記実施形態１において、環状板ばね３に代えて、コイルばね等、その他あらゆる弾性体を使用することができる。
【００６０】
（３）上記実施形態１において、環状板ばね３は、軸心方向どの位置に設置してもよい。例えば、環状板ばね３を、ナット４と内輪１４との間に設置するなどである。
【００６１】
（４）上記実施形態２では、予圧変更機６は、アウトプットシャフト２の側壁面２１と内輪１４の一方との間に設置するようにしたが、これに代えて、予圧変更機６を、ナット４と内輪１４との間に設置するようにしてもよい。
【００６２】
（５）上記実施形態２において、予圧変更機６は、自動変速機内の潤滑油系統と切り離し、制御系統を別途設けるようにしてもよい。この場合、例えば、駆動トルク検出用のセンサを装備するとともに、このセンサ出力に基づき、予圧変更機６の動作を制御するコントローラなどを用いればよい。
【００６３】
（６）上記実施形態２において、予圧変更機６に代えて、次のような構成としてもよい。
【００６４】
すなわち、アウトプットシャフト２の大径部側の内輪１４をピストンとし、アウトプットシャフト２をシリンダーとして用いる。
【００６５】
具体的に、図４において、アウトプットシャフト２の大径部側の内輪１４の、アウトプットシャフト２の大径部側端縁に対して、軸心方向に延びる円筒部１８が形成される。
【００６６】
この円筒部１８は、その内径が、内輪１４の最小内径部分よりも大きく、かつ、その外径が、内輪１４の最大外径と同じになっている。
【００６７】
この内輪１４およびその円筒部１８と、アウトプットシャフト２の外周面およびその側壁面２１とで囲まれる空間において、油圧室２２が形成されており、油圧ポンプ（不図示）からの潤滑油の供給圧力が付与されている。
【００６８】
なお、アウトプットシャフト２の大径部の外周面上には周溝が設けられており、そこにＯリング７３が嵌着され、円筒部１８の内周面に接触する。また、アウトプットシャフト２の大径部側の内輪１４の内周面にも周溝が設けられており、そこにＯリング７４が嵌着され、アウトプットシャフト２の小径部外周面に接触する。
【００６９】
以上のような構成では、油圧ポンプ（不図示）からの潤滑油の供給圧力が油圧室２２に付与されるので、アウトプットシャフト２の大径部側の内輪１４が、アウトプットシャフト２の側壁面２１から軸心方向に離隔される状態となり、二つの内輪１４が互いに近接する方向へ弾発付勢力を付与するようになる。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の自動変速機の軸受装置では、自動変速機の歯車軸を支持する複列外向き転がり軸受に対する予圧付与の形態を、定圧予圧としているので、従来例のように、定位置予圧とする場合に比べ、部品の寸法公差を考慮せずに済み、予圧管理が容易となる。また、組み付け後の温度変化や作用する負荷増減などによる予圧変動がないので、常に適正な予圧を維持できるようになる。したがって、自動変速機の軸受装置のメンテナンスフリー化に貢献する。
【００７２】
また、上記請求項１の自動変速機の軸受装置では、本来、自動変速機の所定の部位に供給される潤滑油の供給圧力を自動的に変更制御する油圧ポンプを、上記予圧調整機構の油圧制御に利用しているので、自動変速機から出力される駆動トルクの増減に応じて、複列外向き円錐ころ軸受に対する予圧を自動的に適切に制御することができ、しかも、わざわざ特別なセンサ類や制御系統を別途設けなくて済む。
【００７３】
また、請求項２の自動変速機の軸受装置では、請求項１に記載の押圧要素をピストン環体とシリンダ環体で構成するという比較的簡素な構成にしているので、軸受装置の製造コストを低減できる。さらに、この押圧要素の油圧室に通じる前記油圧ポンプからの潤滑油供給用の通路が歯車軸に設けられているので、別途潤滑油供給通路を外付け等する必要がなく、組立工数を減らし、軸受装置の製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１に係る車両用自動変速機のアウトプットシャフトの支持用の軸受装置を示す上半分断面図
【図２】  本発明の実施形態２に係る車両用自動変速機のアウトプットシャフトの支軸装置を示す上半分断面図
【図３】  図２の要部の断面図
【図４】  本発明の他の実施形態に係る車両用自動変速機のアウトプットシャフトの支軸装置を示す上半分断面図
【符号の説明】
１        複列外向き円錐ころ軸受
２        アウトプットシャフト
３        環状板ばね
４        ナット
２１      側壁面
【図１】
0003822098.tif 000002
【図２】
0003822098.tif 000003
【図３】
0003822098.tif 000004
【図４】
0003822098.tif 000005