(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用自動変速機のギヤトレーン内から駆動力を出力するシャフトと、
パーキング時に前記シャフトを固定するパーキングギヤと、
前記シャフトの軸心に構成され、潤滑油を供給する油路と、
を備えたアウトプットシャフトにおいて、
前記シャフトを、ギヤトレーン内から駆動力を出力する第１シャフトと、駆動輪側へつながる第２シャフトとして別体に形成し、前記パーキングギヤを前記第２シャフトと一体に構成し、
前記第１シャフトをトランスミッションケースとリヤエクステンションとを仕切る隔壁の内周で第１軸受部材を介して支持し、
前記第２シャフトの前記ギヤトレーン側端部を、第２軸受部材を介して前記隔壁のリヤエクステンション側側面で支持すると共に、前記リヤエクステンション端部で第３軸受部材を介して支持し、
前記第１シャフトと前記第２シャフトとを前記隔壁のリヤエクステンション側のスプライン結合部で結合したことを特徴とするアウトプットシャフト支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載のアウトプットシャフト支持構造において、
前記第１シャフトの外周と前記第２シャフトの内周とでスプライン結合し、前記第２シャフトの端部であって前記スプライン結合部分の外周に前記パーキングギヤを形成し、前記パーキングギヤのフランジ部に前記第２軸受部材を配置したことを特徴とするアウトプットシャフト支持構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のアウトプットシャフト支持構造において、
前記第２シャフトの軸内に中空部分を構成したことを特徴とするアウトプットシャフト支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の自動変速機のギヤトレーンから出力される駆動力を、駆動輪へ伝達するアウトプットシャフトの支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機のアウトプットシャフトとしては、ニッサンフルレンジ電子制御オートマチックトランスミッション整備要領書（昭和６３年３月発行）Ｉ−７ページに記載の構造が知られている。
【０００３】
この従来技術の概略図を図１３に示す。この自動変速機はコンバータケース１０１，トランスミッションケース１０２，リヤエクステンション１０３の３つのケースから構成されている。コンバータケース１０１内のトルクコンバータ１０４からの駆動力は、インプットシャフト１０７によりトランスミッションケース１０２内のギヤトレーン１０５へと入力され、ギヤトレーン１０５により変速された駆動力はアウトプットシャフト１０８によりフランジコンパニオン１１０を介して駆動輪に伝達されるものである。また、アウトプットシャフト１０８内には、潤滑油を供給するための油路が構成されており、摺動部等を潤滑する事が出来るよう構成されている。また、アウトプットシャフト１０８のリヤエクステンション１０３内にはパーキング時に駆動輪を固定するパーキングギヤ１０９が別部材として構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアウトプットシャフト１０８においては、ギヤトレーン１０５側からフランジコンパニオン１１０まで一体の部材で構成されているため、車種の変更等によるフランジコンパニオン１１０までの長さの変更によって、アウトプットシャフト１０９が長くなってしまい、重量の増加を招くという問題があった。
【０００５】
また、四輪駆動車にこの自動変速機を適用した場合、四輪駆動ユニットをリヤエクステンション１１０部分に設置するが、アウトプットシャフト１０８を付け替えなければならないため、同一ギヤトレーンを使用できないという問題があった。
【０００６】
また、アウトプットシャフト１０９内にはリヤエクステンション内の軸受部材を潤滑するための油路が構成されているが、この油路は、アウトプットシャフト１０９が長くなると油路の加工が困難になると言う問題があった。
【０００７】
更に、直接アウトプットシャフト１０９とフランジコンパニオン１１０を連結することによって、駆動輪側からの曲げ力やスラスト力の負荷入力が直接ギヤトレーン１０５内に入力されてしまうため、振動等がギヤトレーン１０５内の回転メンバや歯車などに入力されてしまい、回転メンバや歯車の耐久性が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、車種等の変更によってフランジコンパニオンまでの長さが変更されたとしても、ギヤトレーン自体を変更することなく、かつ、重量の増加を招くことないアウトプットシャフトを提供し、更に、駆動輪側からの負荷入力による振動等が直接ギヤトレーンに入力されることのない、アウトプットシャフト支持構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の問題を解決する手段として、請求項１記載の発明では、車両用自動変速機のギヤトレーン内から駆動力を出力するシャフトと、パーキング時に前記シャフトを固定するパーキングギヤと、前記シャフトの軸心に構成され、潤滑油を供給する油路と、を備えたアウトプットシャフトにおいて、前記シャフトを、ギヤトレーン内から駆動力を出力する第１シャフトと、駆動輪側へつながる第２シャフトとして別体に形成し、前記パーキングギヤを前記第２シャフトと一体に構成し、前記第１シャフトをトランスミッションケースとリヤエクステンションとを仕切る隔壁の内周で第１軸受部材を介して支持し、前記第２シャフトの前記ギヤトレーン側端部を、第２軸受部材を介して前記隔壁のリヤエクステンション側側面で支持すると共に、前記リヤエクステンション端部で第３軸受部材を介して支持し、前記第１シャフトと前記第２シャフトとを前記隔壁のリヤエクステンション側のスプライン結合部で結合したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１または２に記載のアウトプットシャフト支持構造において、前記第１シャフトの外周と前記第２シャフトの内周とでスプライン結合し、前記第２シャフトの端部であって前記スプライン結合部分の外周に前記パーキングギヤを形成し、前記パーキングギヤのフランジ部に前記第２軸受部材を配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項１ないし３に記載のアウトプットシャフト支持構造において、前記第２シャフトの軸内に中空部分を構成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載のアウトプットシャフト支持構造においては、車両用自動変速機のギヤトレーン内から駆動力を出力するシャフトが、パーキング時にシャフトを固定するパーキングギヤと、前記シャフトの軸心に構成され、潤滑油を供給する油路とを備えている。
【００１４】
このとき、前記シャフトが、ギヤトレーン側から駆動力を出力する第１シャフトと、駆動輪側へつながる第２シャフトとして別体に形成され、前記パーキングギヤが第２シャフトに一体に構成されている。
【００１５】
よって、車種の変更等によるフランジコンパニオンまでの長さの変更があったとしても、第２シャフトのみを交換すれば良い。また、四輪駆動車にこの自動変速機を適用した場合、ギヤトレーンに接続された第１シャフトを付け替えることなく、第２シャフトのみ付け替えることによって四輪駆動ユニットを構成することが可能となり、同一ギヤトレーンを使用することができる。よって、組み付け性の向上、及びコスト削減を図ることができる。
【００１６】
また、潤滑油路は前記第１シャフト及び前記第２シャフトの両方に構成されるが、前記第１シャフトに構成される油路は、貫通穴として構成され、前記第２シャフトに構成される油路は、シャフトの途中までの油路であるが、シャフト自体の長さが短いため、油路の加工性の向上を図ることができる。
【００１７】
また、請求項１記載のアウトプットシャフト支持構造においては、前記第１シャフトがトランスミッションケースとリヤエクステンションとを仕切る隔壁の内周で第１軸受部材を介して支持され、第２シャフトのギヤトレーン側端部が第２軸受部材を介して前記隔壁のリヤエクステンション側側面で支持されると共に、リヤエクステンション端部で第３軸受部材を介して支持され、第１シャフトと第２シャフトとが前記隔壁のリヤエクステンション側でスプライン結合しているため、駆動輪側で発生した曲げ力やスラスト力などの負荷入力を隔壁側面及びスプライン結合とで吸収することができ、ギヤトレーン内への負荷入力を抑制することができる。したがって、ギヤトレーンの耐久性の向上を図ることができる。
【００１８】
請求項２記載のアウトプットシャフト支持構造においては、前記第１アウトプットシャフトの外周と前記第２アウトプットシャフトの内周とをスプライン結合し、そのスプライン結合部の外周に形成したパーキングギヤのフランジ部にスラストベアリングを配置する構造としたことにより、スラストベアリングを配置するのが容易となり、しかもスプライン結合部の径を大きくすることができ軸方向の寸法短縮を図ることができる。
【００１９】
請求項３記載のアウトプットシャフト支持構造においては、前記第２シャフトの軸内に中空部分が構成されている。
【００２０】
これは、アウトプットシャフトを第１シャフト及び第２シャフトの別体部材により構成したことにより、第２シャフト内の肉抜きを可能にしたことによる。
【００２１】
よって、必要な剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態における、自動変速機用歯車変速装置の全体構成図である。また、図２には実施の形態１の自動変速機用歯車変速装置を示すスケルトン図を示す。図１，２において、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，は遊星ギヤ、Ｍ１，Ｍ２は連結メンバ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３はクラッチ、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４はブレーキ、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３はワンウェイクラッチ、ＩＮは入力軸（入力部材）、ＯＵＴは出力軸（出力部材）である。
【００２３】
前記第１遊星ギヤＧ１は、第１サンギヤＳ１と、第１リングギヤＲ１と、両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合うピニオンを支持する第１キャリアPC１を有するシングルピニオン型の遊星ギヤである。
【００２４】
前記第２遊星ギヤＧ２は、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合うピニオンを支持する第２キャリアPC２を有するシングルピニオン型の遊星ギヤである。
【００２５】
前記第３遊星ギヤＧ３は、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３と、両ギヤＳ３，Ｒ３に噛み合うピニオンを支持する第３キャリアPC３を有するシングルピニオン型の遊星ギヤである。
【００２６】
前記第１連結メンバＭ１は、第１キャリアPC１と第３リングギヤＲ３とを一体的に連結するメンバである。
【００２７】
前記第２連結メンバＭ２は、第２リングギヤＲ２と第３キャリアPC３とを一体的に連結するメンバである。
【００２８】
前記第１クラッチＣ１は、第１リングギヤＲ１と第２リングギヤＲ２とを選択的に断接するクラッチである。
【００２９】
前記第２クラッチＣ２は、第２サンギヤＳ２と第３サンギヤＳ３とを選択的に断接するクラッチである。この第２クラッチＣ２には、並列に第１ワンウェイクラッチＦ１が設けられている。
【００３０】
前記第３クラッチＣ３は、第３キャリアPC３と第３サンギヤＳ３とを選択的に拘束するクラッチである。
【００３１】
前記第１ブレーキＢ１は、第２連結メンバＭ２の回転を選択的に停止させるブレーキである。
【００３２】
前記第２ブレーキＢ２は、第１サンギヤＳ１の回転を選択的に停止させるブレーキである。この第２ブレーキＢ２には、並列に第２ワンウェイクラッチＦ２が設けられている。
【００３３】
前記第３ブレーキＢ３は、第２サンギヤＳ２の回転を選択的に停止させるブレーキである。この第３ブレーキＢ３には、並列に第４ブレーキＢ４及び第３ワンウェイクラッチＦ３（Ｂ４とＦ３とは互いに直列配置）が設けられている。
【００３４】
前記入力軸ＩＮは、第１リングギヤＲ１に連結され、エンジン回転駆動力を図外のトルクコンバータに介して入力する。
【００３５】
前記出力軸ＯＵＴは、第２キャリアPC２に連結され、出力回転駆動力を図外のファイナルギヤ等を介して駆動輪に伝達する。
【００３６】
前記各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４には、各変速段にて締結圧や解放圧を作り出す図外の変速油圧制御装置（油圧制御タイプ，電子制御タイプ，油圧＋電子制御タイプ）が接続されている。
【００３７】
［変速作用］
図３は実施の形態１の自動変速機用歯車変速装置での締結作動表を表す図、図  は実施の形態１の自動変速機用歯車変速装置において各変速段でのトルク伝達経路を示す図である。
【００３８】
図３において、△はパワーオン時はトルク伝達に関与する状態、Ｃはコースト時はトルク伝達に関与する状態、●は摩擦要素に油圧は供給するが、出力に影響する作用はない状態、（○）はオーバーランモードでは締結する状態、（○）＊はセレクト時は締結し、その後オーバーランモード以外は解放する状態、○は締結状態を示す。図４は１速時でのトルク伝達経路、図５は２速時でのトルク伝達経路、図６は３速時でのトルク伝達経路、図７は４速時でのトルク伝達経路、図８は５速時のトルク伝達経路、図９はリバースでのトルク伝達経路を示す。
【００３９】
図１０は、本発明の実施の形態を適用した自動変速機の概念図である。
【００４０】
まず構成を説明すると、自動変速機はコンバータケース１，トランスミッションケース２，リヤエクステンション３から構成されている。コンバータケース１内には、トルクコンバータ４が構成され、トランスミッションケース２内には、ギヤトレーン５及びコントロールユニット６が構成されている。トルクコンバータ４とギヤトレーン５の間にはインプットシャフト７が構成され、ギヤトレーン５からリヤエクステンション３には第１アウトプットシャフト８（特許請求の範囲の第１シャフトに相当）が構成され、第１アウトプットシャフト８に第２アウトプットシャフト９（特許請求の範囲の第２シャフトに相当）が連結されている。第２アウトプットシャフト９には、パーキング時に駆動軸を固定するためのパーキングギヤ９ａが一体に構成されている。この第２アウトプットシャフト９はフランジコンパニオン１０へと連結され、図外の駆動輪へと回転力を伝達する。
【００４１】
第１アウトプットシャフト８は、図中▲で示された支持点ａ，ｂによって支持されており、支持点ａにおいては、ブッシュを介してインプットシャフト７に、支持点ｂはブッシュ１６（第１軸受部材）を介してトランスミッションケース２の隔壁２ａの内周に支持されている。
【００４２】
図１１には、本実施の形態のリヤエクステンション３部分の拡大断面図を示す。
【００４３】
まず構成を説明すると、第１アウトプットシャフト８は、トランスミッションケース２にブッシュ１６を介して支持されている。第１アウトプットシャフト８には、潤滑油路８ａが設けられ、摺動部の潤滑を可能にしている。この潤滑油路８ａは、図１０にも示すように、第１アウトプットシャフト８を貫通しており、油路の形成を容易にしている。
【００４４】
第１アウトプットシャフト８と第２アウトプットシャフト９は、その外周と内周とがスプライン結合により連結されている。スプライン結合部１３には、若干のがたつきを許容するクリアランスが構成されている。
【００４５】
第２アウトプットシャフト９はスプライン結合部１３の外周であって端部に形成されたパーキングギヤ９ａのフランジ部とトランスミッションケース２の隔壁２ａとの間に配置されたスラストベアリング１２（第２軸受部材）を介してスラスト方向に支持され、また、リヤエクステンション３にボールベアリング１１（第３軸受部材）を介して支持されている。
【００４６】
このボールベアリング１１のインナレース１１ａは第２アウトプットシャフト９にワッシャ１１により固定されている。このワッシャ１１は片側に二枚ずつかませてあり、ワッシャ表面は抵抗を少なくするよう表面処理が施されている。これにより、ボールベアリングのインナレース１１ａとワッシャ１１が相対回転できるため、ワッシャ１１間及びワッシャ１１とインナレース１１ａ間がスティックし、そのスティックが開放される際に発生する、いわゆるカッキン音を防止することができるよう構成されている。
【００４７】
また、軸内には、スプライン結合部１３及び中空部分９ｂが構成され、更に、油路９ｃ，９ｄが構成されている。
【００４８】
第２アウトプットシャフト９にはスプライン結合によりフランジコンパニオン１０が結合され、このフランジコンパニオン１０とリヤエクステンション３の間には、オイルシール１５が構成されている。
【００４９】
次に作用を説明する。
【００５０】
図１０，１１に基づいて説明すると、トルクコンバータ４の駆動力は、インプットシャフト７を介してギヤトレーン５に入力される。ギヤトレーン５において変速された駆動力は、第１アウトプットシャフト８からリヤエクステンション３部へと出力される。この第１アウトプットシャフト８の駆動力は、スプライン結合部１３を介して第２アウトプットシャフト９へと伝達され、さらにスプライン結合されたフランジコンパニオン１０を介して図外の駆動輪を駆動する。
【００５１】
このとき、フランジコンパニオン１０と駆動輪の間には、ユニバーサルジョイントが構成されており、路面状況により発生する振動や、トルク変動による振動が発生しやすい。また、加速時及び減速時においては、慣性力により、前後方向の振動が発生する。この振動が直接ギヤトレーン５内に入力されると、回転メンバやギヤ等の摩耗や、構成部材の耐久性を確保することが困難となる。しかしながら本実施の形態にあっては、第１アウトプットシャフト８と第２アウトプットシャフト９とをスプライン結合部１３において結合すると共に、第２アウトプットシャフト９の端部に形成されたパーキングギヤ９ａのフランジ部でスラストベアリング１２を介して支持されているため、フランジコンパニオン側から入力される曲げ力やスラスト力と言った負荷入力をスプライン結合部１３及びトランスミッションケース２の隔壁２ａとで低減することができ、トランスミッションケース内のギヤトレーンを構成する回転メンバや歯車の耐久性の向上を図ることができる。
【００５２】
また、第１アウトプットシャフト８の外周と第２アウトプットシャフト９の内周とをスプライン結合し、そのスプライン結合部１３の外周に形成したパーキングギヤ９ａのフランジ部にスラストベアリング１２を配置する構造としたので、スラストベアリング１２を配置するのが容易となり、しかもスプライン結合部の径を大きくすることができ軸方向の寸法短縮を図ることができる。
【００５３】
また、ギヤトレーン内の回転メンバと連結する第１アウトプットシャフト８とフランジコンパニオンと連結する第２アウトプットシャフト９に分割することで、角シャフトに形成する油路が短くなり、リヤエクステンション内の潤滑を行うための油路８ａの加工が容易となる。また、第２アウトプットシャフトに中空部分９ｂを構成することが可能となり、これにより、軽量化を図ることができる。
【００５４】
また、四輪駆動車に適用した場合、リヤエクステンション３部分及び第２アウトプットシャフト９を四輪駆動ユニットに置き換えるだけで良いため、同一ギヤトレーンを使用することが可能となる。また、これによって、組み付け性の向上を図ることができる。この場合の組み付け例を図１２に示す。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態においては、アウトプットシャフトが、ギヤトレーン５内から駆動力を出力する第１アウトプットシャフト８と、駆動輪へつながる第２アウトプットシャフト９として別体に構成され、パーキングギヤ９ａが第２アウトプットシャフト９に一体に構成されている。
【００５６】
よって、車種の変更等によるフランジコンパニオン１０までの長さの変更があったとしても、第２アウトプットシャフト９のみを交換すれば良い。また、四輪駆動車にこの自動変速機を適用した場合、ギヤトレーン５に接続された第１アウトプットシャフト８を付け替えることなく、第２アウトプットシャフト９のみ付け替えることによって四輪駆動ユニットを構成することが可能となり、同一ギヤトレーンを使用することができる。よって、組み付け性の向上、及びコスト削減を図ることができる。
【００５７】
また、潤滑油路は第１アウトプットシャフト８及び第２アウトプットシャフト９の両方に構成されるが、第１アウトプットシャフト８に構成される油路８ａは、貫通穴として構成され、第２アウトプットシャフト９に構成される油路９ｂは、シャフトの途中までの油路であるが、シャフト自体の長さが短いため、油路の加工性の向上を図ることができる。
【００５８】
また、第１アウトプットシャフト８と第２アウトプットシャフト９がトランスミッションケース２とリヤエクステンション３の間に構成された隔壁のリヤエクステンション側において、第１アウトプットシャフト８の外周に第２アウトプットシャフトの内周がスプライン結合されている。よって、駆動輪側で発生した曲げ力やスラスト力などの負荷入力を隔壁側面及びスプライン結合とで吸収することができ、ギヤトレーン５内への負荷入力を抑制することができる。したがってギヤトレーン５の耐久性の向上を図ることができる。
【００５９】
また、第１アウトプットシャフト８の外周と第２アウトプットシャフト９の内周とをスプライン結合し、そのスプライン結合部の外周に形成したパーキングギヤ９ａのフランジ部にスラストベアリング１２を配置する構造としたことにより、スラストベアリング１２を配置するのが容易となり、しかもスプライン結合部の径を大きくすることができ軸方向の寸法短縮を図ることができる。
【００６０】
また、前記第２シャフトの軸内には中空部分が構成されている。これは、アウトプットシャフトを第１アウトプットシャフト８及び第２アウトプットシャフト９の別体部材により構成したことにより、第２アウトプットシャフト９内の肉抜きを可能にしたことによる。
【００６１】
よって、必要な剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における自動変速機の全体構成図である。
【図２】実施の形態における自動変速機の概念図である。
【図３】実施の形態における自動変速機の締結論理表である。
【図４】実施の形態における自動変速機の１変速時のトルク伝達経路を表す図である。
【図５】実施の形態における自動変速機の２変速時のトルク伝達経路を表す図である。
【図６】実施の形態における自動変速機の３変速時のトルク伝達経路を表す図である。
【図７】実施の形態における自動変速機の４変速時のトルク伝達経路を表す図である。
【図８】実施の形態における自動変速機の５変速時のトルク伝達経路を表す図である。
【図９】実施の形態における自動変速機の後進時のトルク伝達経路を表す図である。
【図１０】実施の形態における自動変速機の駆動軸を示した概念図である。
【図１１】実施の形態における自動変速機のリヤエクステンション部分の拡大断面図である。
【図１２】実施の形態における自動変速機に四輪駆動ユニットを適用した場合の概念図である。
【図１３】従来技術を示す自動変速機の駆動軸を示した概念図である。
【符号の説明】
１  コンバータケース
２  トランスミッションケース
３  リヤエクステンション
４  トルクコンバータ
５  ギヤトレーン
６  コントロールユニット
７  インプットシャフト
８  第１アウトプットシャフト
９  第２アウトプットシャフト
９ａ  パーキングギヤ
９ｃ  油路
９ｄ  油路
１０  フランジコンパニオン
１１  ボールベアリング
１１ａ  インナレース
１３  スプライン結合部
１４  ワッシャ
１５  オイルシール
１６  ブッシュ
１０１  コンバータケース
１０２  トランスミッションケース
１０３  リヤエクステンション
１０４  トルクコンバータ
１０５  ギヤトレーン
１０６  コントロールユニット
１０７  インプットシャフト
１０８  アウトプットシャフト
１０９  パーキングギヤ
１１０  フランジコンパニオン
【図１】
0003732056.tif 000002
【図２】
0003732056.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003732056.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003732056.tif 000008
【図８】
0003732056.tif 000009
【図９】
0003732056.tif 000010
【図１０】
0003732056.tif 000011
【図１１】
0003732056.tif 000012
【図１２】
0003732056.tif 000013
【図１３】
0003732056.tif 000014