JPH065093B2 - 自動車変速機の出力軸支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動変速機の出力軸支持装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、自動変速機においては、エンジンが発生した回転
を流体伝動装置を介してトランスミッションに伝達し、
該トランスミッションにおいて変速した後の回転を駆動
輪に伝達するようになっている。

この場合、自動変速機は流体伝動装置から入力された回
転をトランスミッションに伝達するための入力軸と、ト
ランスミッションにおいて変速した後の回転を駆動輪に
出力するための出力軸を有している。また、必要に応じ
て上記入力軸と出力軸の間に中間伝動軸を有することも
ある。

また、自動変速機ケースは、上記流体伝動装置を収納し
たトルクコンバータハウジング、上記トランスミッショ
ンを収容したトランスミッションケース、およびトラン
スミッションケースの出力側（後側）に固着されたエク
ステンションハウジングから成り、上記入力軸、出力軸
等は、通常２支点で自動変速機ケースに回転自在に支持
されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の自動変速機の出力軸支持装置
においては、上記出力軸の場合、中間部および出力側
（後側）端部の２支点でそれぞれトランスミッションケ
ースの後端部およびエクステンションハウジングの後端
部に支持されているのに対して、入力側端部においては
支持されていない。

したがって、上記出力軸を支持する２支点間の距離が長
い場合、上記２支点の中間部に横荷重が加わる場合等に
おいて、エンジンの出力や自動変速機に伝達されるトル
クが増大すると、出力軸の入力側端部に振れ回りが発生
しやすくなり、該振れ回りによる振動が増大して自動変
速機の構成要素に大きな負荷をかけ、耐久性を低下させ
てしまう恐れがある。

本発明は、上記従来の自動変速機の出力軸支持装置の問
題点を解決して、出力軸の入力側端部における振れ回り
を防止することができる自動変速機の出力軸支持装置を
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） そのために、本発明の自動変速機の出力軸支持装置にお
いては、出力軸、該出力軸の入力側に配設された入力回
転軸、および両軸間に配設された複数の摩擦係合要素と
遊星歯車機構を有していて、上記入力回転軸は少なくと
も出力軸側の端部において自動変速機ケースに支持され
るとともに、その出力軸側の端部の中心に中心穴が形成
されている。

上記出力軸は、入力回転軸側で一つの遊星歯車機構の一
要素にスプライン嵌合されるとともに、反対側で他の遊
星歯車機構の一要素にスプライン嵌合される。そして、
上記入力回転軸側の端部は、上記一つの遊星歯車機構の
一要素にスプライン嵌合される部分より入力回転軸側に
延展して上記入力回転軸の中心穴に挿入され、第１の軸
受および上記入力回転軸を介して自動変速機ケースに支
持される。また、上記入力回転軸側とは反対側の端部
は、第２の軸受を介して自動変速機ケースに支持され
る。さらに、中間部は、上記他の遊星歯車機構の一要素
および第３の軸受を介して自動変速機ケースに支持され
る。

上記出力軸の両端部と自動変速機ケース間におけるそれ
ぞれの径方向の第１の遊び量をほぼ同一とし、上記中間
部と自動変速機ケース間における径方向の第２の遊び量
を上記第１の遊び量より大きく設定する。

（作用及び発明の効果） 本発明によれば、上記のように出力軸、該出力軸の入力
側に配設された入力回転軸、および両軸間に配設された
複数の摩擦係合要素と遊星歯車機構を有しており、入力
回転軸から入力された回転が上記複数の摩擦係合要素お
よび遊星歯車機構によって変速されて出力軸に伝達され
る。

上記入力回転軸は少なくとも上記出力軸側の端部での自
動変速機ケースに支持されるとともに、その出力軸側の
端部の中心に中心穴が形成されている。

上記出力軸は、入力回転軸側で一つの遊星歯車機構の一
要素にスプライン嵌合されるとともに、反対側で他の遊
星歯車機構の一要素にスプライン嵌合される。そして、
上記入力回転軸側の端部は、上記一つの遊星歯車機構の
一要素にスプライン嵌合される部分より入力回転軸側に
延展して上記入力回転軸の中心穴に挿入され、第１の軸
受および上記入力回転軸を介して自動変速機ケースに支
持される。また、上記入力回転軸側とは反対側の端部
は、第２の軸受を介して自動変速機ケースに支持され
る。さらに、中間部は、上記他の遊星歯車機構の一要素
および第３の軸受を介して自動変速機ケースに支持され
る。

上記出力軸の両端部と自動変速機ケース間におけるそれ
ぞれの径方向の第１の遊び量をほぼ同一とし、上記中間
部と自動変速機ケース間における径方向の第２の遊び量
を上記第１の遊び量より大きく設定してある。

したがって、定常走行時は出力軸の両端で支持するとと
もに、中間部は第２の遊び量が大きいために出力軸の支
持に寄与しない。

そして、例えば、パーキングを作動させるなどして出力
軸を中間部に外力が加わった場合、あるいは出力軸の回
転バランスが不均一になったときは、中間部においても
支持されるようになるので、車両の各種の走行条件にお
いて出力軸の振れ回りの発生を防止し、各部品の負荷を
軽減して耐久性を向上することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

自動変速機100は、流体伝動装置であるトルクコンバー
タ200と、トランスミッション300と、油圧制御装置400
とから構成される。

トランスミッション300は、第１プラネタリギアセットp
1、油圧サーボにより作動される１つの多板クラッチＣ
０、１つの多板ブレーキＢ０、および１つの一方向クラ
ッチＦ０、を備えるオーバードライブ遊星歯車変速装置
10と、第２プラネタリギアセットp2、第３プラネタリギ
アセットp3、油圧サーボにより作動される２つの多板ク
ラッチＣ１、Ｃ２、１つのベルトブレーキＢ１、２つの
多板ブレーキＢ２、Ｂ３、および２つの一方向クラッチ
Ｆ１、Ｆ2を備える前進３段後進１段のアンダードライ
ブ遊星歯車変速装置40とから構成される。

自動変速機のケース110は、トルクコンバータ200を収容
するトルクコンバータハウジング120、オーバードライ
ブ遊星歯車変速装置10とアンダードライブ遊星歯車変速
装置40とを収容するトランスミッションケース130、自
動変速機100の後側を蓋するエクステンションハウジン
グ140とからなり、これらトルクコンバータハウジング1
20と、トランスミッションケース130と、エクステンシ
ョンハウジング140とはそれぞれ多数のボルトで締結さ
れている。

トルクコンバータ200は、前記トルクコンバータハウジ
ング120の前方（エンジン側）が開いたトルクコンバー
タ室121内に収容され、エンジン出力軸に連結したフロ
ントカバー111、該フロントカバー111に外周で溶接され
た円環板状のリアカバー112、該リアカバー112の内周壁
面の内壁に周設されたポンプインペラ205、該ポンプイ
ンペラ205に対向して配置されたタービンランナ206、該
タービンランナ206を保持しているタービンシェル207、
一方向クラッチ202を介して固定軸（ステータシャフ
ト）203に支持されるステータ201、および前記フロント
カバー111とタービンシェル207との間を直結する直結ク
ラッチ（ロックアップクラッチ）113を備えている。

前記トルクコンバータ室121と前記トランスミッション
ケース内に設けられその後方に連続する筒状の変速装置
室132との間には、後面に形成された凹所にオイルポン
プ150を収容し、中心部に前向きに突出した筒状部152を
有する環板状オイルポンプボディ151が、前記トランス
ミッションケース130の前端に嵌合により中心位置決め
されてボルトにより締結され、また前記オイルポンプボ
ディ151の後側面には、前記筒状部152と同軸心を有し後
向きに突出する筒状のフロントサポート153を備えたオ
イルポンプカバー154が締着されている。前記オイルポ
ンプボディ151とオイルポンプカバー154がオイルポンプ
ハウジング155を構成し、トルクコンバータ室121と変速
装置室132との隔壁であるとともにトランスミッション
ケース130の前部支壁を形成している。また、変速装置
室132の中間にはオーバードライブ機構室133とアンダー
ドライブ機構室134とを区隔するとともに後向きに突出
する筒状のセンタサポート158を有する中間支壁159が別
体で形成されて嵌め込まれている。トランスミッション
ケース130の後部には、前向きに突出する筒状のリアサ
ポート156を有する後部支壁157がトランスミッションケ
ース130と一体鋳造されて設けられ、前記隔壁155との間
が変速装置室132をなしている。

前記トランスミッションケース１３０の後部支壁１５７
の外面に嵌合され締結された前記エクステンションハウ
ジング１４０の内側は、変速装置の出力軸室１４１を形
成し、該出力軸室１４１内には電子制御式センサロータ
１４３、スピードメータドライブギア１４４が設けら
れ、また、後端部１４０Ａには前記フロントサポート１
５３と同軸心を有するように車両のプロペラシャフト
（図示せず）に連結されるスリーブヨーク１０が挿通さ
れ、ブッシュ（軸受）ｍ１を介して回転自在に支持され
ている。

前記フロントサポート１５３の内側の固定軸２０３の内
側に、トルクコンバータ２００の出力軸であるトランス
ミッションの入力軸１１がブッシュｍ２およびブッシュ
ｍ３を介して前後２支点で回転自在に支持されている。
該入力軸１１はフロントサポート１５３の後方にフラン
ジ部１２ａを有するとともに、軸心に後向きの中心穴１
３が形成された後端大径部１２を有する。前記入力軸１
１の後方には、先端が前記中心穴１３内に差し込まれブ
ッシュｍ４を介して回転自在に支持され、中間はローラ
ーベアリング（軸受）ｍ５を介して中間支壁のセンタサ
ポート１５９に回転自在に支持され、後端は中心に出力
軸１の先端が摺接する後向きの中心穴１６が形成されて
大径部１５となっている中間伝動軸１４が、前記入力軸
１１と同軸上で直列に配設されている。出力軸１の入力
側端である先端部１Ａは、前記中間伝動軸１４の中心穴
１６内に差し込まれ、該中心穴１６の内周壁にブッシュ
ｍ６を介して回転自在に支持される。そして、前記中間
伝動軸１４は、前記ローラーベアリングｍ５を介して前
記センタサポート１５９に回転自在に支持されている。
第３プラネタリギアセットｐ３のリングギアＲ２にパー
キングギアフランジ２が接続され、該パーキングギアフ
ランジ２の外周にはパーキングギア８５が形成されると
ともに、中心部には後方に突出する筒状の軸支部である
スリーブ状ボス部２Ｂが形成される。出力軸１の中心部
１Ｂは前記スリーブ状ボス部２Ｂとスプライン嵌合す
る。そして、前記スリーブ状ボス部２Ｂがブッシュｍ７
を介して前記リアサポート１５６に回転自在に支持され
ることによって、前記中間部１Ｂがトランスミッション
ケース１３０に回転自在に支持される。出力側端である
後端部１Ｃは前記スリーブヨーク１０とスルパイン嵌合
しており、該スリーブヨーク１０が前記ブッシュｍ１を
介してエクステンションハウジング１４０の後端部に回
転自在に支持されている。このように、出力軸１の先端
部１Ａを中間伝動軸１４の中心穴１６に差し込み、セン
タサポート１５９を介してトランスミッションケース１
３０に支持させることにより、該出力軸１の先端部１Ａ
の回転に伴う振れ回りの発生を防止することができる。
出力軸１４０には、出力軸室１４１において前記センタ
ロータ１４３とスピードメータドライブギア１４４が固
着されている。

本実施例のように入力軸１１の後端に中心穴１３を設け
て中間伝動軸１４の先端を差し込んで支持し、更に中間
伝動軸１４の後端に中心穴１６を設けて出力軸１の先端
部１Ａを差し込んで支持することによって伝動系の軸方
向寸法を短縮することができる。

この出力軸１の先端部１Ａ、中間部１Ｂおよび後端部１
Ｃの各支持部において、先端部１Ａと後端部１Ｃにおけ
る前記トランスミッションケースのセンターサポート15
8およびエクステンションハウジング140の後端部との遊
び量s1およびs2はともに同程度に設定され、中間部１Ｂ
とリアサポート156との遊び量s3は前記s1およびs2の2倍
以上、4倍以下に設定される。これにより出力軸１は定
常走行の伝動時は先端部１Ａおよび後端部１Ｃが２支点
で回転自在に支持されている。たとえばパーキングブレ
ーキが使用され、公知のパーキング機構を構成するセレ
クトレバー、マニュアルシャフト、ディテントレバーお
よびパーキングロッド（いずれも図示せず）を介して爪
付パーキングアーム84が図示上方に変位されて前記パー
キングギア85に噛み合った場合など、出力軸１の中間部
に横方向の外力が加わると、出力軸１の中間部１Ｂは曲
って振れ回りを生じる。この振れが所定の大きさとなる
と中間部１Ｂは前記パーキングフランジのボス部２Ｂを
介してリアサポート156に支持され、振れ量の増大が防
止される。また多板ブレーキの摩擦力が周方向の部分的
に強弱がある場合など、他の原因で回転バランスが不均
一となった時も同様に作用する。また、出力軸１の中間
部１Ｂとリアサポート１５６との間の遊び量Ｓ３を大き
くするとともに、該遊び量Ｓ３を出力軸１の外周と前記
スリーブ状ボス部２Ｂ間のスプライン嵌合による遊び量
Ｓ４と、ブッシュｍ７を介したスリーブ状ボス部２Ｂと
リアサポート１５６間の遊び量Ｓ５にほぼ均等に分散し
ておくと次の効果がある。

（イ）組付時のパーキングギアフランジ２のこじれ防止
のために遊び量Ｓ４および遊び量Ｓ５を大きくとること
ができ、パーキングギアフランジ２の組付性が向上す
る。

（ロ）パーキングギアフランジ２をパーキング時に使用
するが、パーキング時の径方向に加わる荷重のすべてを
パーキングギアフランジ２から出力軸１に伝達され、相
当量が直接トランスミッションケース１３０に伝達され
る。したがって、パーキングギア８５はトランスミッシ
ョンケース１３０とパーキングギアフランジ２間のガタ
分だけしか動かず、該パーキングギアフランジ２と出力
軸１を一体化した場合より移動量が小さくなり、パーキ
ングギア８５が不用意に抜け難くなる。

（ハ）出力軸１とパーキングギアフランジ２のスリーブ
状ボス部２Ｂとの間に遊び量Ｓ４によりガタを設けるこ
とにより、パーキングギアフランジ２が出力軸１に対し
浮動化して、スラストベアリグンの寿命が増大する。

オーバードライブ機構室133において、前記入力軸11の
後側に第１プラネタリギアセットp1が設けられ、そのリ
ングギアＲ０は中間伝動軸14にフランジ板22を介して結
合され、プラネタリキャリアＰ０は入力軸11のフランジ
部12aと結合され、サンギアＳ０はインナレース軸23に
形成されている。第１プラネタリギアセットp1の前側に
は、後方に開口する第１油圧サーボドラム24がインナレ
ース軸23に固着され、その外周壁とインナレース軸23の
間に環状ピストン25が嵌め込まれてクラッチＣ０の油圧
サーボＣ−０ほ形成すると共にインナレース軸23側にリ
ターンスプリング26、外周壁の内側にクラッチＣ０が装
着され、該クラッチＣ０を介してキャリアＰ０と連結さ
れている。第１油圧サーボドラム24の内周にインナレー
ス軸23をインナレースとする一方向クラッチＦ０が設け
られ、その外周にアウタレース27とトランスミッション
ケース130の間にクラッチＣ０およびブレーキＢ０が設
けられ、その後側のセンターサポート159の外筒部31の
前側にピストン29が嵌め込まれブレーキＢ０の油圧サー
ボＢ−０を形成し、外筒部31の先端にはリターンスプリ
ング32が設けられている。

アンダードライブ機構室134内において、前方には、後
方に開口する第２油圧サーボドラム41がセンターサポー
ト158に回転自在に外嵌され、その内外周壁間に環状ピ
ストン42が嵌め込まれてクラッチＣ２の油圧サーボＣ−
２を形成すると共に内周壁側にリターンスプリング44、
外周壁の内側にクラッチＣ２が装着されている。前記第
２油圧サーボドラム41の後側には、後方に開口すると共
に前方に環状クラッチハブ35が溶接された第３油圧サー
ボドラム46が中間伝動軸14の後端部15に固着され、該後
端部15と外周壁との間に環状ピストン47が嵌め込まれて
クラッチＣ１の油圧サーボＣ−１を形成すると共に内周
側にリターンスプリング49、さらに環状クラッチハブ35
の外周にクラッチＣ２が装着され、クラッチＣ２を介し
て第２、３油圧サーボドラム41、46が連結されている。
該第３油圧サーボドラム46の後側には、第２プラネタリ
ギアセットp2が設けられ、そのリングギアＲ１は環状ク
ラッチハブ48およびクラッチＣ１を介して第３油圧サー
ボドラム46に連結され、キャリアＰ１は前記出力軸１の
先端部１Ａにスプライン嵌合し、サンギアＳ１はサンギ
ア軸45に一体に形成されている。また、第２、３油圧サ
ーボドラム41、46および第２プラネタリギアセットp2を
最小空間でカバーするよう成型された連結ドラム60が、
その先端で第２油圧サーボドラム41の外周に固着され、
後端は、第２プラネタリギアセットp2の後側でサンギア
軸45に連結され、外周側にベルトブレーキＢ１が設けら
れている。

前記ブレーキＢ２の後側のトランスミッションケース13
0内側に形成されたスプライン75には、前方からブレー
キＢ２のブレーキディスクb2、ブレーキＢ３のブレーキ
ディスクb3がスプライン嵌合され、その後側の後部支壁
157のリアサポート156外周側とトランスミッションケー
ス130の間の環状穴にピストン77が嵌め込まれてブレー
キＢ３の油圧サーボＢ−３を形成し、また該油圧サーボ
Ｂ−３のリターンスプリング79はリアサポート156先端
に装着されたフランジ板82により支持されている。前記
ブレーキＢ２の内側には、サンギア軸45をインナレース
とする一方向クラッチＦ１が設けられ、アウタレース39
がブレーキＢ２と接続され、前記一方向クラッチＦ１の
後側にリターン付勢手段90およびインナレース83を第４
油圧サーボドラム72と外側内径においてスプライン嵌合
した一方向クラッチＦ２が装着されている。第３プラネ
タリギアセットp3は、サンギアＳ２がサンギア軸45と一
体に形成され、キャリアＰ２が前側の一方向クラッチＦ
２のアウタレース86に連結されると共にブレーキＢ３と
連結され、外周に前記パーキングギア85を周設したリン
グギアＲ２が出力軸１の中間部１Ｂにスプライン嵌合さ
れている。前記パーキングギア85は自動変速機のセレク
ト（シフト）レバーをパーキング（Ｐ）位置に選択した
とき、パーキング爪84がパーキングギア85に噛み合い出
力軸36を固定する。

トランスミッション300は、車速、スロットル開度など
車両の走行条件に応じてトランスミッションケース130
の下部にボルト402により締結されたオイルパン401に内
蔵されたバルブボディ403内の油圧制御装置400から各摩
擦係合装置の油圧サーボに選択的に出力する油圧によ
り、各クラッチおよびブレーキの係合または解放が行わ
れ、前進４段の変速または後進１段の変速を行うように
なっている。各クラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの
作動と達成される変速段（ＲＡＮＧＥ）の一例を表１に
示す。

表１において、Ｅは対応するクラッチ、ブレーキ、一方
向クラッチが係合していることを示す。（Ｌ）は対応す
る一方向クラッチがエンジンドライブ状態においてのみ
係合し、エンジンブレーキ状態においては係合しないこ
とを示す。さらにＬは対応する一方向クラッチエンジン
ドライブ状態において係合しているが、その係合はこれ
と並列に組込まれたクラッチあるいはブレーキによって
動力の伝達が保証されていることから必ずしも必要とさ
れないこと（ロック）を示す。さらにｆは対応する一方
向クラッチがフリーであることを示す。さらに×は対応
するクラッチおよびブレーキが解放していることを示
す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動変速機の出力軸支持装置を採用し
た自動変速機の断面図、第２図はその骨格図である。 図中 １…トランスミッションの出力軸 11…トラン
スミッションの入力軸 14…トランスミッションの中間
伝動軸 100…自動変速機 200…トルクコンバータ 30
0…トランスミッション 400…油圧制御装置。

フロントページの続き (72)発明者 小林 幸博 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・ワーナー株式会社内 (72)発明者 多賀 豊 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 渡辺 和昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力軸、該出力軸の入力側に配設された入
   力回転軸、および両軸間に配設された複数の摩擦係合要
   素と遊星歯車機構から成る自動変速機の出力軸支持装置
   において、前記入力回転軸は少なくとも出力軸側の端部
   で自動変速機ケースに支持されるとともに、前記出力軸
   側の端部の中心に中心穴が形成され、前記出力軸は、入
   力回転軸側で一つの遊星歯車機構の一要素にスプライン
   嵌合されるとともに、反対側で他の遊星歯車機構の一要
   素にスプライン嵌合され、前記入力回転軸側の端部は、
   前記一つの遊星歯車機構の一要素にスプライン嵌合され
   る部分より入力回転軸側に延展して前記入力回転軸の中
   心穴に挿入され、第１の軸受および前記入力回転軸を介
   して自動変速機ケースに支持され、前記入力回転軸側と
   は反対側の端部は、第２の軸受を介して自動変速機ケー
   スに支持され、中間部は、前記他の遊星歯車機構の一要
   素および第３の軸受を介して自動変速機ケースに支持さ
   れるとともに、両端部と自動変速機ケース間におけるそ
   れぞれの径方向の第１の遊び量をほぼ同一とし、前記中
   間部と自動変速機ケース間における径方向の第２の遊び
   量を前記第１の遊び量より大きくしたことを特徴とする
   自動変速機の出力軸支持装置。
2. 【請求項２】前記他の遊星歯車機構の一要素にはパーキ
   ングギアが設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の自動変速機の出力軸支持装置。
3. 【請求項３】前記第２の遊び量を前記第１の遊び量の２
   〜４倍の範囲に設定したことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の自動変速機の出力軸支持装置。
4. 【請求項４】前記他の遊星歯車機構の一要素と前記出力
   軸間における径方向の第３の遊び量と、前記他の遊星歯
   車機構の一要素と前記自動変速機ケース間における径方
   向の第４の遊び量とをほぼ同一としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の自動変速機の出力軸支持装
   置。