JPH0127298B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は自動変速機の歯車変速装置に関する。 〔従来の技術〕 従来、自動変速機の歯車変速装置において、プ
ラネタリギアセツトの歯車には片あたりしない、
静寂性に優れている等の理由によりヘリカルギア
が用いられているのは公知のことであるが、ヘリ
カルギアは伝動時にスラスト荷重が発生する。し
たがつて、歯車変速装置内では、スラスト荷重を
支える為に多くのスラストベアリングが用いられ
ていた。 また、フロントエンジン・フロントドライブ
（FF）方式の自動車では、歯車変速装置と差動装
置との伝動は歯車変速装置の出力軸に設けられた
出力ギアを介しておこなわれており、該出力ギア
は伝動をスムーズに行なうためヘリカルギアが用
いられていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この種の歯車変速装置では、出力ギアが伝動時
に大きいスラストを生じるため、該出力ギアを支
持するテーパーローラーベアリングは耐スラスト
の大きい大型ベアリングを必要とするとともに、
該ベアリングの耐久性が問題となつていた。 本発明は、テーパーローラーベアリングのイン
ナレースを利用することにより、テーパーローラ
ーベアリングに作用するスラスト力を確実に低減
でき、ベアリングの耐久性が向上するとともに、
従来より小型のテーパーローラーベアリング又は
ボールベアリングの使用を可能とすることができ
る自動変速機の歯車変速装置を提供することを目
的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の自動変速機の歯車変速装置は、トルク
コンバータ１と、該トルクコンバータの出力軸７
に同心的に配設されヘリカルギアで形成された二
組の遊星歯車機構２３，２４と複数の摩擦係合要
素Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ３とからなる歯車
変速機構２と、該トルクコンバータの出力軸に同
心的に配設された前記歯車変速機構の出力軸９と
を備え、前記トルクコンバータの出力軸は第１の
クラツチＣ１を介して第１の遊星歯車機構２３の
サンギア２３１に着脱自在に連結され、第２のク
ラツチＣ２を介して第１の遊星歯車機構のリング
ギア２３３及び第２の遊星歯車機構２４のキヤリ
ア２４１に着脱自在に連結され、第３のクラツチ
Ｃ３を介して第２の遊星歯車機構のサンギア２４
３に着脱自在に連結され、前記歯車変速機構の出
力軸は第１の遊星歯車機構のキヤリア２３２及び
第２の遊星歯車機構のリングギア２４２に連結さ
れ、第２の遊星歯車機構のサンギア２４３は第１
のブレーキＢ１を介してトランスミツシヨンケー
ス６に選択的に固定され、第２の遊星歯車機構の
キヤリア２４１は第２のブレーキＢ３を介してト
ランスミツシヨンケース６に選択的に固定され、
前記出力軸はトルクコンバータ側端にヘリカルギ
アで形成された出力ギア９１が形成され該出力ギ
アの両端で一対のテーパーローラーベアリング９
２，９３を介してトランスミツシヨンケース５に
支持されるとともに、軸方向には該ベアリング９
２のインナレース９２１と当接し、第２遊星歯車
機構のリングギア２４２はリングギアフランジ２
４５を介して前記出力軸９にスプライン嵌合され
るとともに、リングギアフランジ２４５のトルク
コンバータ側端は出力ギア９１との間に配設され
る前記ベアリング９２のインナレース９２１と軸
方向に当接し、第１遊星歯車機構のリングギア２
３３はリングギアフランジ２３５を介して第２遊
星歯車機構のキヤリア２４１に連結された軸２６
とスプライン嵌合されるとともに、該軸２６のト
ルクコンバータ側端はスラストベアリング２６４
を介して前記リングギアフランジ２４５のトルク
コンバータとは反対側端と軸方向に当接し、自動
変速機の前進駆動状態で、第１及び第２の遊星歯
車機構のリングギア２３３，２４２に作用するス
ラスト力と、出力ギア９１に作用するスラスト力
とをベアリング９２のインナレース９２１に対抗
して作用するように構成したことを特徴とする。 〔作用及び発明の効果〕 本発明においては、自動変速機の第１速及び第
３速状態では、第１遊星歯車機構のリングギア２
３３のスラスト力がリングギアフランジ２３５、
軸２６、スラストベアリング２６４、リングギア
フランジ２４５を介してテーパーローラーベアリ
ング９２のインナレース９２１に作用し、テーパ
ーローラーベアリング９２のインナレース９２１
に作用する出力ギア９１のスラスト力と打ち消し
合う。 自動変速機の第２速状態では、第１遊星歯車機
構のリングギア２３３のスラスト力がリングギア
フランジ２３５、軸２６、スラストベアリング２
６４、リングギアフランジ２４５を介してテーパ
ーローラーベアリング９２のインナレース９２１
に作用するとともに、第２の遊星歯車機構のリン
グギア２４２のスラスト力がリングギアフランジ
２４５を介してテーパーローラーベアリング９２
のインナレース９２１に作用し、テーパーローラ
ーベアリング９２のインナレース９２１に作用す
る出力ギア９１のスラスト力と打ち消し合う。 自動変速機の第４速状態では、第２の遊星歯車
機構のリングギア２４２のスラスト力がリングギ
アフランジ２４５を介してテーパーローラーベア
リング９２のインナレース９２１に作用し、テー
パーローラーベアリング９２のインナレース９２
１に作用する出力ギア９１のスラスト力と打ち消
し合う。 このように自動変速機の前進駆動状態では、第
１及び第２の遊星歯車機構のリングギア２３３，
２４２に発生するスラスト力が、出力ギア９１に
発生するスラスト力とベアリング９２のインナレ
ース９２１で打ち消し合うように構成されている
ので、出力ギアを支持するベアリング９２に作用
するスラスト力が常に第１及び第２の遊星歯車機
構のリングギア２３３，２４２に作用するスラス
ト力の分だけ低減できるため、ベアリング９２の
耐久性が向上するとともに、従来より小型のテー
パーローラーベアリング又はボールベアリングの
使用を可能とすることができるという効果を有す
る。 〔実施例〕 本発明を図に示す一実施例に基づき説明する。 第１図は本発明にかかる前進４段後進１段の歯
車変速装置２を備えたフロントエンジン、フロン
トドライブ用の自動変速機を示す。トルクコンバ
ータ１は前側（エンジン側）が開いたトルクコン
バータケース５内に装着され、歯車変速装置２は
該トルクコンバータケース５の後端５Ａに連結さ
れたトランスミツシヨンケース６内に収納されて
いる。トルクコンバータケース５の後部には中心
に歯車変速装置２の出力ギア９１を保持する出力
ギアルーム５１が設けられ、その外側にガバナ油
圧発生機構１１を収容したガバナルーム５３が形
成されており、トルクコンバータケース５の側方
には差動装置ルーム５４が形成されている。該出
力ギアルーム５１と該差動装置ルーム５４の間に
は、出力ギア９１と差動装置３を連結する減速機
構４を保持する減速機構ルーム５２が形成されて
いる。トランスミツシヨンケース６の後端はリア
カバー６０で蓋閉され、その外面にはオイルポン
プ１２が収納されたオイルポンプカバー６１が締
結されている。 トランスミツシヨンケース６は、中心部に筒状
センタサポート６２が設けられた中間支壁６３を
有し、リアカバー６０の中心部には前記センター
サポート６２と同軸心を有するリアセンタサポー
ト６４が形成されている。 トルクコンバータケース５とトランスミツシヨ
ンケース６の中心には、前部でフロントカバー１
３を介してエンジン出力軸に連結され、後部でリ
アセンタサポート６４に支持されかつ後方に突出
し、オイルポンプ１２に連結されている駆動軸８
が設けられ、その外に中空円筒状で歯車変速装置
２の入力軸でありかつトルクコンバータの出力軸
７が同軸状に設けられている。さらにその外に中
空で先端に出力ギア９１が形成された歯車変速装
置２の出力軸９が設けられ、その外に第１中間軸
２６が設けられ、その外に第２中間軸２７が設け
られている。 直結クラツチ付流体式トルクコンバータ１は公
知の構成を有し、フロントカバー１３を介してエ
ンジン出力軸に連結されたポンプインペラ１４、
タービンハブ１５を介して前記中空のトルクコン
バータの出力軸７に連結されたタービンランナ１
６、一方向ブレーキ１７を介して固定部分に係合
されたステータ１８、前記タービンハブに連結さ
れた直結クラツチ１９よりなる。 本実施例の自動変速機の歯車変速装置２は、上
記中間支壁６３の後部に配された第１のプラネタ
リギアセツト２３、該中間支壁６３の前部に配さ
れた第２のプラネタリギアセツト２４および油圧
サーボにより作動され各プラネタリギアセツトの
要素を連結係合または解放する３つの多板クラツ
チＣ１，Ｃ２，Ｃ３、３つの多板ブレーキＢ１，
Ｂ２，Ｂ３、１つの一方向クラツチＦ０、２つの
一方向ブレーキＦ１，Ｆ２を備える。 歯車変速装置２の入力軸である前記トルクコン
バータの出力軸７は、その後端部においてリアセ
ンタサポート６４に軸支され、かつその後端部近
傍において該リアセンタサポート６４に回転自在
に外嵌された環状の油圧サーボ用リアドラム２５
にスプライン嵌合している。該油圧サーボ用リア
ドラム２５は前方が開口すると共に中間筒壁２５
１を有し、該中間筒壁２５１と前記リアセンタサ
ポート６４に外嵌された内周壁２５２との間には
環状ピストン２５４が嵌込まれてクラツチＣ１の
環状油圧サーボｃ１が形成され、中間筒壁２５１
と外周壁２５３との間には環状ピストン２５５が
嵌込まれてクラツチＣ２の油圧サーボｃ２が形成
されている。 第１のプラネタリギアセツト２３は、前記ドラ
ムの中間筒壁内に形成された多板クラツチＣ１を
介して前記リアドラム２５に連結されたサンギア
２３１、前記入力軸７の外に同軸的に配置された
歯車変速装置２の出力軸９にスプライン嵌合され
たキヤリヤ２３２、前記ドラム２５の外周壁内に
形成された多板クラツチＣ２を介して前記リアド
ラム２５に連結されると共に出力軸９の外に同軸
状に配された歯車変速機の中空第１中間軸２６に
スプライン嵌合されているリンクギア２３３、お
よびキヤリヤ２３２に回転自在に軸支され、サン
ギア２３１とリングギア２３３とに噛合したプラ
ネタリギア２３４とからなる。 中間支壁６３の前面は環状のシリンダ６３１が
形成され、該油圧シリンダ６３１には環状のピス
トン６３２が嵌込まれてブレーキＢ３を作動させ
るための油圧サーボｂ３が形成され、中間支壁６
３の後面には環状突条６３３が形成され、該環状
突条６３３の外には環状のシリンダ６３４が設け
られると共に環状ピストン６３５が嵌込まれてブ
レーキＢ１を作動させるための油圧サーボｂ１が
形成され、前記突条の内側には環状のシリンダ６
３６が形成されると共に環状ピストン６３７が嵌
込まれてブレーキＢ２を作動させるための油圧サ
ーボｂ２が形成されている。 第２のプラネタリギアセツト２４は、前記第１
の中間軸２６に連結すると共にブレーキＢ３を介
してトランスミツシヨンケース６に係合する一方
向ブレーキＦ２のアウタレースに固着されたキヤ
リヤ２４１、出力軸９にスプライン嵌合されたリ
ングギア２４２、第１中間軸２６とセンタサポー
ト６２との間に回転自在に支持された第２中間軸
２７に一体に形成されたサンギア２４３、キヤリ
ヤ２４１に回転自在に軸支されると共にサンギア
２４３とリングギア２４２とに歯合したプラネタ
リギア２４４とからなる。 一方向ブレーキＦ２は、インナレースが、前記
センタサポート６２の外周にスプライン嵌合され
て固着されると共にブレーキＢ３の内側に配置さ
れている。第２中間軸２７の後端には一方向クラ
ツチＦ０のインナレースｆ１がスプライン嵌合さ
れ、センタサポート６２の後端部に回転自在に外
嵌された一方向ブレーキＦ１のインナレースｆ２
と一体に形成されて共通インナレース２９を構成
している。該共通インナレース２９には前側小径
部２８１と該小径部２８１から伸展した後側大径
部２８２からなる回転フロントドラム２８が小径
部２８１の先端側壁にて溶接されている。該フロ
ントドラム２８と共通インナレース２９とで形成
される段付環状シリンダ２２３には該環状シリン
ダ２２３の形に対応した小径部２８４と大径部２
８５からなるピストン２８３が嵌込まれて、油圧
サーボｃ３を構成し、該フロントドラム２８内に
形成された多板クラツチＣ３を介して一方向クラ
ツチＦ０のアウタレースと一体に形成されたハブ
８０と該フロントドラム２８の係合を行なう。一
方向クラツチＦ０のアウタレースは、前記ハブ８
０にスプライン嵌合されると共にリアドラム２５
にもスプライン嵌合された連結環２０を介して入
力軸７に連結されている。フロントドラム２８
は、ブレーキＢ１を介してトランスミツシヨンケ
ース６に係合され、一方向ブレーキＦ１のアウタ
レースはブレーキＢ２を介してトランスミツシヨ
ンケース６に係合されている。一方向クラツチＦ
０はクラツチＣ３の内側に形成され、一方向ブレ
ーキＦ１はブレーキＢ２の内側に形成されてい
る。 トルクコンバータ１の出力軸７内には、トルク
コンバータフロントカバー１３の中心に形成され
た突出部１０１内の内穴１０２にスプライン嵌合
された前記駆動軸８が挿通され、該軸８の後端部
は、リアセンタサポート６４で軸支されると共
に、後端にはギア１１０がスプライン嵌合され、
該ギアはオイルポンプカバー６１内のオイルポン
プ１２を駆動する。 歯車変速装置の出力軸９の先端には該出力軸と
一体に前記出力ギア９１が形成され一対のテーパ
ローラベアリング９２，９３で出力ギアルーム５
１内に回転自在に支持されている。 減速機構４は、減速ギアルーム５２に、歯車変
速装置の出力軸９と平行して取り付けられた支軸
４１と、一対のテーパローラベアリング４２，４
３を介して該支軸４１に支持されると共に前記出
力ギア９１と歯合する減速ギア４４からなる。減
速ギア４４は駆動大歯車３１と歯合し、ここで減
速がなされ公知の差動装置３３を介して車輪軸３
４，３５を駆動する。 ガバナ弁５０を主要部とするガバナ油圧発生機
構１１は、前記第２プラネタリギアセツトのリン
グギア２４２から前方に突出された筒状部２４６
の外周にギア２４７を形成し、該ギアと駆動ギア
５０１とが歯合し、該駆動ギアに連結された回転
部５０２が回転することで車速に応じたガバナ圧
を油圧制御装置１０へ供給する。 この歯車変速装置２のクラツチ、ブレーキ、一
方向クラツチおよび一方向ブレーキの作動と達成
される変速段および減速比を表に示す。

【表】 表において○は係合、×は解放、△は係合に
よつてエンジンブレーキ作用が得られることを示
す。 第２図は本発明の要旨であるプラネタリギアセ
ツトから発生するスラスト力と、出力ギアが発生
するスラスト力とを打消し合うように構成された
歯車変速装置を特に示している。 第２プラネタリギアセツト２４のリングギア２
４２は、フランジ部２４５を介して内周にスプラ
インが形成されたハブ部２４８で出力軸９にスプ
ライン嵌合している。リングギア２４２のハブ部
２４８の図示右端面はテーパローラーベアリング
９２のインナレース９２１の一方の端面と直接当
接している。テーパローラーベアリング９２のイ
ンナレース９２１の他方の端面は出力ギア９１の
一方の端面に当接して配置されている。 第１プラネタリギアセツト２３のリングギア２
３３は、フランジ部２３５を介して内周にスプラ
インが形成されたハブ部２３６で第１の中間軸２
６の一端２６０にスプライン嵌合している。リン
グギア２３３のハブ部２３６の図示右端面は第１
の中間軸２６に形成された周溝２６１に嵌込まれ
たスナツプリング２６２に当接して配置されてい
る。第１の中間軸２６の他端２６３は、スラスト
ベアリング２６４を介して第２プラネタリギアセ
ツト２４のリングギア２４２のハブ部２４８に回
転自在に当接している。 出力ギア９１の歯のねじれ方向及びねじれ角
は、エンジンドライブの場合図示矢印Ｆの如く図
示左方向のスラストを生じるようにねじれ方向及
びねじれ角が設定されている。 つぎに本実施例の作用を説明する。 エンジンドライブの場合、第１速ではトルクコ
ンバータ１のタービン１６よりトルクコンバータ
の出力軸７（歯車変速装置の入力軸）を介して伝
えられたトルクは、第１のプラネタリギアセツト
２３のサンギア２３１から入力される。この場
合、第１のプラネタリギアセツト２３で伝動がな
される。このとき第１のプラネタリギアセツト２
３の各ギアの歯のねじれ方向及びねじれ角は、リ
ングギア２３３が図示矢印Ｂの如く図示右方向に
スラスト力が作用するように設定されている。 スラスト力Ｂは、スナツプリング２６２、第１
中間軸２６、スラストベアリング２６４、リング
ギア２４２のハブ部２４８を介してテーパーロー
ラーベアリング９２のインナレース９２１に図示
右方向に作用し、出力ギア９１がテーパーローラ
ーベアリング９２のインナレース９２１に図示左
方向に作用するスラスト力と打ち消しあう。 第２速の場合は、第１及び第２のプラネタリギ
アセツト２３，２４の双方で伝動がなされる。こ
のとき第２のプラネタリギアセツト２４の各ギア
の歯のねじれ方向及びねじれ角は、リングギア２
４２が図示矢印Ａの如く図示右方向にスラスト力
が作用するように設定されている。リングギア２
３３に作用するスラスト力Ｂ及びリングギア２４
２に作用するスラスト力Ａはテーパーローラーベ
アリング９２のインナレース９２１に図示右方向
に作用し、出力ギア９１がテーパーローラーベア
リング９２のインナレース９２１に図示左方向に
作用するスラスト力と打ち消しあう。 第３速の場合は第１速の場合と同様の作用をす
る。 第４速の場合は、第２のプラネタリギアセツト
２４で伝動がなされる。リングギア２４２に作用
するスラスト力Ａはテーパーローラーベアリング
９２のインナレース９２１に図示右方向に作用
し、出力ギア９１がテーパーローラーベアリング
９２のインナレース９２１に図示左方向に作用す
るスラスト力と打ち消しあう。 このようにエンジンドライブの場合には、何れ
の変速状態においてもリングギア２３３，２４２
に作用するスラスト力は出力ギア９１に作用する
スラスト力とテーパーローラーベアリング９２の
インナレース９２１部分で打ち消しあうことにな
る。 なお、後進及び前進のエンジンブレーキの場合
には、リングギア２３３，２４２に作用するスラ
スト力は反対方向となり、テーパーローラーベア
リング９２に作用するスラスト力は低減しない
が、後進の場合は使用時間がきわめて短いことか
ら、また前進のエンジンブレーキの場合はエンジ
ンドライブに比べて入力トルクが小さいことか
ら、その影響は少なく問題とならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる歯車変速装置を備えた
自動変速機の断面図、第２図はその要部断面図で
ある。 図中 ２…歯車変速装置、７…歯車変速装置の
入力軸、９…歯車変速装置の出力軸、２３…第１
プラネタリギアセツト、２４…第２プラネタリギ
アセツト、２６…第１中間軸、９１…出力ギア、
９２…テーパーローラーベアリング、９２１…イ
ンナレース、２６４…スラストベアリング、２３
３，２４２…リングギア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トルクコンバータと、該トルクコンバータの
   出力軸に同心的に配設されヘリカルギアで形成さ
   れた二組の遊星歯車機構と複数の摩擦係合要素と
   からなる歯車変速機構と、該トルクコンバータの
   出力軸に同心的に配設された前記歯車変速機構の
   出力軸とを備え、前記トルクコンバータの出力軸
   は第１のクラツチを介して第１の遊星歯車機構の
   サンギアに着脱自在に連結され、第２のクラツチ
   を介して第１の遊星歯車機構のリングギア及び第
   ２の遊星歯車機構のキヤリアに着脱自在に連結さ
   れ、第３のクラツチを介して第２の遊星歯車機構
   のサンギアに着脱自在に連結され、前記歯車変速
   機構の出力軸は第１の遊星歯車機構のキヤリア及
   び第２の遊星歯車機構のリングギアに連結され、
   第２の遊星歯車機構のサンギアは第１のブレーキ
   を介してトランスミツシヨンケースに選択的に固
   定され、第２の遊星歯車機構のキヤリアは第２の
   ブレーキを介してトランスミツシヨンケースに選
   択的に固定され、前記出力軸はトルクコンバータ
   側端にヘリカルギアで形成された出力ギアが形成
   され該出力ギアの両端で一対のテーパーローラー
   ベアリングを介してトランスミツシヨンケースに
   支持されるとともに、軸方向には該ベアリングの
   インナレースと当接し、第２遊星歯車機構のリン
   グギアはリングギアフランジを介して前記出力軸
   にスプライン嵌合されるとともに、リングギアフ
   ランジのトルクコンバータ側端は出力ギアとの間
   に配設される前記ベアリングのインナレースと軸
   方向に当接し、第１遊星歯車機構のリングギアは
   リングギアフランジを介して第２遊星歯車機構の
   キヤリアに連結された軸とスプライン嵌合される
   とともに、該軸のトルクコンバータ側端はスラス
   トベアリングを介して前記リングギアフランジの
   トルクコンバータとは反対側端と軸方向に当接
   し、自動変速機の前進駆動状態で、第１及び第２
   の遊星歯車機構のリングギアに作用するスラスト
   力と、出力ギアに作用するスラスト力とをベアリ
   ングのインナレースに対抗して作用するように構
   成したことを特徴とする自動変速機の歯車変速装
   置。