JP6328184B2 - 変速ユニット - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットに関する。

自動変速機が搭載された車両では、エンジンの発生トルクがトルクコンバータを介して自動変速機に入力され、自動変速機で変速された駆動力が駆動輪に伝達される。自動変速機としては、たとえば、無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）や有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）などが広く知られている。

特開２０１５−１４５６８２号公報

たとえば、図３に示されるように、トルクコンバータ２０１および自動変速機２０２を含む変速ユニット２０３では、自動変速機２０２のインプットシャフト２０４に、略円筒状のステータシャフト２０５が外嵌されている。

インプットシャフト２０４は、ステータシャフト２０５からエンジン（図示せず）側に延出しており、その端部には、トルクコンバータ２０１のタービンハブ２０６が相対回転不能に外嵌（スプライン嵌合）されている。タービンハブ２０６には、トルクコンバータ２０１のタービンランナ２０７が固定されている。また、タービンランナ２０７のエンジン側には、トルクコンバータ２０１のフロントカバー２０８が設けられ、タービンランナ２０７のエンジン側と反対側には、トルクコンバータ２０１のポンプインペラ２０９が設けられている。さらに、タービンランナ２０７とポンプインペラ２０９との間には、トルクコンバータ２０１のステータ２１０が設けられている。ステータ２１０は、ステータシャフト２０５のエンジン側の端部に固定されている。

変速ユニット２０３の外殻をなすユニットケース２２１は、第１ケース２２２および第２ケース２２３を含む。第１ケース２２２および第２ケース２２３は、エンジン側からこの順に並べられて、ボルトで締結されることにより一体化されている。トルクコンバータ２０１は、第１ケース２２２内に収容され、自動変速機２０２は、第２ケース２２３内に収容されている。

第１ケース２２２は、ポンプインペラ２０９と間隔を空けて、ポンプインペラ２０９に沿って延びる壁部２２４を有している。壁部２２４には、円形の開口２２５がインプットシャフト２０４の回転軸線方向に貫通して形成されており、その開口２２５には、ステータシャフト２０５が挿通されている。

ステータシャフト２０５には、壁部２２４から第２ケース２２３側に延びる部分に、略円環板状のリテーナ２３１が圧入によって相対回転不能に外嵌されている。リテーナ２３１は、第２ケース２２３にボルトで締結されている。これにより、ステータシャフト２０５は、リテーナ２３１を介して、第２ケース２２３に固定的に保持されている。

リテーナ２３１の内部には、油路２３２および接続油路２３３が形成されている。油路２３２は、回転径方向に延び、リテーナ２３１の内周面で開放されている。接続油路２３３は、リテーナ２３１の外周端部で回転軸線方向に延び、油路２３２と連通し、また、リテーナ２３１のエンジン側と反対側の端面２３４で開放されている。第２ケース２２３には、端面２３５で開放される供給油路２３６が形成されている。リテーナ２３１の端面２３４は、第２ケース２２３の端面２３５に当接し、接続油路２３３は、供給油路２３６と連通している。また、ステータシャフト２０５には、油路２３７が形成されている。油路２３７は、リテーナ２３１の油路２３２と連通している。

変速ユニット２０３では、オイルポンプ２３８で発生した油圧がバルブボディで調圧されて、その油圧により、バルブボディから供給油路２３６にオイルが供給される。供給油路２３６に供給されるオイルは、リテーナ２３１の接続油路２３３および油路２３２をこの順に通して、ステータシャフト２０５の油路２３２に供給され、油路２３２からリテーナ２３１のエンジン側と反対側に設けられたクラッチ２４１に供給される。

かかる構成では、トルクコンバータ２０１と自動変速機２０２との間に、少なくとも第１ケース２２２の壁部２２４の厚さ、リテーナ２３１の厚さおよび壁部２２４とリテーナ２３１との間の隙間の合計分の間隔が必要である。そのため、変速ユニット２０３の回転軸線方向の寸法（ユニット全長）が大きくならざるを得ない。また、リテーナ２３１を第２ケース２２３に締結するためのボルトなどが必要であり、部品点数が多いという問題もある。

本発明の目的は、ユニット全長を短縮および部品点数を削減できる、変速ユニットを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る変速ユニットは、トルクコンバータと、自動変速機と、トルクコンバータのステータを保持し、自動変速機のインプットシャフトが回転可能に挿通されるステータシャフトと、トルクコンバータと自動変速機との間に設けられ、ステータシャフトに相対回転不能に外嵌されるリテーナと、外殻をなすユニットケースとを備え、ユニットケースは、トルクコンバータを収容する第１ケースと、第１ケースと結合され、自動変速機を収容する第２ケースとを含み、リテーナの少なくとも一部は、第１ケースに一体に形成されている。

この構成によれば、トルクコンバータおよび自動変速機は、それぞれユニットケースの第１ケースおよび第２ケースに収容されている。第１ケースおよび第２ケースは、互いに結合されて一体化されている。

自動変速機のインプットシャフトは、ステータシャフトに回転可能に挿通されている。ステータシャフトは、トルクコンバータのステータを保持している。トルクコンバータと自動変速機との間には、ステータシャフトに相対回転不能に外嵌されるリテーナが設けられており、リテーナは、その少なくとも一部が第１ケースに一体に形成されている。これにより、第１ケースがトルクコンバータとリテーナとの間に介在される壁部を有する構成（図３参照）と比較して、リテーナの少なくとも一部がその壁部を兼ねることになるので、壁部の厚さおよび壁部とリテーナとの間の隙間の合計分、ユニット全長を短縮することができる。また、リテーナを第１ケースまたは第２ケースに固定するためのボルトなどが不要であり、変速ユニットを構成する部品の点数を削減することができる。

リテーナは、その少なくとも一部が第１ケースに一体に形成されていればよいが、その全体（全部）が第１ケースに一体に形成されていることが好ましい。

リテーナの一部が第１ケースに一体に形成される構成では、そのリテーナの一部に残りの部分を接合する必要があり、その接合のための部材（ボルトまたは接着剤など）および工程が必要となるが、リテーナの全体が第１ケースに一体に形成されることにより、それらを不要にすることができる。その結果、変速ユニットのコストを低減することができる。

第１ケースには、第１端面を有する第１外周壁部が形成され、第２ケースには、第１端面と突き合わされる第２端面を有する第２外周壁部が形成されており、リテーナは、その全体が第１ケースに一体に形成されて、第１端面に対して回転軸線方向の自動変速機側に突出していることが好ましい。

この構成では、リテーナにおける第１端面に対して自動変速機側に突出した部分の回転径方向の外側に第１外周壁部が存在しないので、ドリルなどの工具を用いて、第１外周壁部に孔を開けることなく、リテーナに回転径方向に延びる貫通孔を形成することができる。そして、その貫通孔の外側端部にボールを圧入することにより、リテーナの内周面（ステータシャフトとの接触面）で開放される油路をリテーナに形成することができる。

一方、リテーナが第１端面に対して回転軸線方向のトルクコンバータ側に設けられた構成では、ドリルなどの工具を用いて、第１外周壁部の回転径方向の外側から第１外周壁部およびリテーナに貫通孔を形成することができる。そして、その貫通孔の外側端部をボルトおよびガスケットで封止することにより、リテーナの内周面で開放される油路をリテーナに形成することができる。

前者の構成では、第１外周壁部に孔が開かないので、その孔を封止する構成が不要であるうえ、後者の構成よりもオイルの漏れの懸念が小さい点で優れているといえる。

本発明によれば、変速ユニットの回転軸線方向の長さを短縮することができる。また、変速ユニットを構成する部品の点数を削減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る変速ユニットの一部の構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る変速ユニットの一部の構成を示す断面図である。 従来の変速ユニットの一部の構成を示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜変速ユニット＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る変速ユニット１の一部の構成を示す断面図である。なお、図１では、ユニットケース４の断面のみにハッチングが付され、その他の部材の断面へのハッチングの付与が省略されている。

変速ユニット１は、車両に搭載されて、エンジン（図示せず）が発生するトルクを変速して駆動輪（図示せず）に伝達するユニットであり、トルクコンバータ２および自動変速機３を含む。トルクコンバータ２および自動変速機３は、変速ユニット１の外殻をなすユニットケース４内に収容されている。

＜トルクコンバータ＞
トルクコンバータ２は、フロントカバー１１、ポンプインペラ１２、タービンハブ１３、タービンランナ１４、ロックアップ機構１５およびステータ１６を備えている。

フロントカバー１１は、回転軸線を中心に略円板状に延び、その外周端部が自動変速機３側（図１における左側。以下、「左側」という。）に屈曲した形状をなしている。フロントカバー１１の中心部は、エンジン側（図１における右側。以下、「右側」という。）に膨出している。この膨出した部分には、エンジンの発生トルク（エンジントルク）が入力される。

ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１の左側に配置されている。ポンプインペラ１２の外周端部は、フロントカバー１１の外周端部に接続され、回転軸線を中心にフロントカバー１１と一体回転可能に設けられている。ポンプインペラ１２の内面には、複数のブレード２１が放射状に並べて配置されている。

タービンハブ１３は、フロントカバー１１とポンプインペラ１２との間に配置されている。タービンハブ１３は、略円筒状のボス部２２と、ボス部２２から回転径方向の外側に延出したフランジ部２３とを一体的に有している。

タービンランナ１４は、タービンハブ１３のフランジ部２３のポンプインペラ１２側の面に固定されている。タービンランナ１４のポンプインペラ１２との対向面には、複数のブレード２４が放射状に並べて配置されている。

ロックアップ機構１５は、ロックアップピストン２５およびダンパ機構２６を備えている。

ロックアップピストン２５は、略円環板状をなし、その内周端部がタービンハブ１３のフランジ部２３に外嵌されて、フロントカバー１１とタービンランナ１４との間に位置している。ロックアップピストン２５に対してタービンランナ１４側の係合側油室２７の油圧がフロントカバー１１側の解放側油室２８の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー１１側に移動する。逆に、解放側油室２８の油圧が係合側油室２７の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン２５がタービンランナ１４側に移動する。

ロックアップピストン２５のフロントカバー１１側の面には、その外周端部に摩擦材２９が貼着されている。差圧により、ロックアップピストン２５がフロントカバー１１側に移動し、摩擦材２９がフロントカバー１１に押し付けられると、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４とが直結（ロックアップオン）される。その状態から、差圧により、ロックアップピストン２５がタービンランナ１４側に移動すると、摩擦材２９がフロントカバー１１から離間し、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との直結が解除（ロックアップオフ）される。

ダンパ機構２６は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との直結時にエンジンからの振動を減衰するための機構である。具体的には、ダンパ機構２６は、ロックアップピストン２５に支持されるリテーニングプレート３１と、リテーニングプレート３１に支持されるスプリング３２と、スプリング３２を介して回転方向にリテーニングプレート３１と弾性的に連結されるドリブンプレート３３と、スプリング３２の外周を取り囲む外周部材３４とを備えている。フロントカバー１１に入力される振動は、リテーニングプレート３１とドリブンプレート３３との間でスプリング３２が圧縮および復元を繰り返すことによって減衰される。

ステータ１６は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間に配置されている。

ロックアップオフの状態において、エンジントルクによりポンプインペラ１２が回転すると、ポンプインペラ１２からタービンランナ１４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ１４のブレード２４で受けられて、タービンランナ１４が回転する。このとき、トルクコンバータ２の増幅作用が生じ、タービンランナ１４には、エンジントルクよりも大きなトルクが発生する。

＜自動変速機＞
自動変速機３は、インプットシャフト４１を備えている。

インプットシャフト４１は、中空軸に形成されている。インプットシャフト４１は、トルクコンバータ２の回転軸線上を延び、トルクコンバータ２に挿通されている。インプットシャフト４１の右側の端部には、タービンハブ１３のボス部２２が外嵌されて、そのボス部２２がスプライン嵌合されている。これにより、インプットシャフト４１は、タービンハブ１３と一体回転し、さらには、そのタービンハブ１３に対して固定されたタービンランナ１４およびロックアップ機構１５（ロックアップピストン２５およびダンパ機構２６）と一体回転する。

インプットシャフト４１には、略円筒状のステータシャフト４２が外嵌されている。ステータシャフト４２の右側の端部は、回転軸線方向においてポンプインペラ１２とタービンランナ１４との間に位置し、その端部とタービンハブ１３のボス部２２との間には、間隔が空けられている。ステータシャフト４２の右側の端部には、トルクコンバータ２のステータ１６が固定されており、ステータシャフト４２は、ステータ１６を回転不能に支持している。ステータシャフト４２は、トルクコンバータ２から左側に延出している。そして、ステータシャフト４２には、トルクコンバータ２から延出した部分に、略円環板状のリテーナ４３が圧入により外嵌されている。

インプットシャフト４１とステータシャフト４２との間には、隙間４４が設けられており、この隙間４４には、リテーナ４３と回転径方向に対向する位置に、ニードルローラベアリング４５が配置されている。インプットシャフト４１は、ニードルローラベアリング４５を介して、ステータシャフト４２に回転可能に保持されている。また、インプットシャフト４１の左側の端部には、ボールベアリング４６のインナレース（内輪）が外嵌されている。ボールベアリング４６のアウタレース（外輪）は、ユニットケース４に固定されている。これにより、インプットシャフト４１の左側の端部は、ボールベアリング４６を介して、ユニットケース４に回転可能に保持されている。

また、インプットシャフト４１は、ボールベアリング４６から左側に延出し、その延出した部分には、インプットシャフト４１の回転をインプットシャフト４１と平行に設けられたシャフト（プライマリシャフト）５１に伝達するためのギヤ５２が一体に形成されている。

＜ユニットケース＞
ユニットケース４は、第１ケース６１、第２ケース６２および第３ケース６３に分割して構成されている。第１ケース６１、第２ケース６２および第３ケース６３は、たとえば、アルミ合金製であり、ダイカスト法によって鋳造されている。第１ケース６１、第２ケース６２および第３ケース６３は、エンジン側からこの順に並べられて、ボルトで締結されることにより一体化されている。トルクコンバータ２は、第１ケース６１内に収容され、自動変速機３は、第２ケース６２および第３ケース６３内に収容されている。

第１ケース６１は、トルクコンバータ２に回転径方向の外側から対向する第１外周壁部６４と、トルクコンバータ２に左側から対向する端壁部６５とを一体的に有している。

第１外周壁部６４は、右側から見た形状が略Ｃ字状（略コ字状）をなし、右側に開放されている。また、第１外周壁部６４は、左側に窄まった形状をなし、その左端に第１端面６６を有している。

端壁部６５は、第１外周壁部６４からステータシャフト４２に向けて延びている。端壁部６５は、リテーナ４３の一部を構成している。端壁部６５の外周端部には、断面略半円形状の溝６７が形成されている。溝６７の外周端は、第１外周壁部６４の第１端面６６の内周端と一致している。端壁部６５には、溝６７の内周端を外周端として左側に膨出する膨出部６８が一体に形成されており、その膨出部６８によって、リテーナ４３の残りの部分が構成されている。

すなわち、第１ケース６１には、リテーナ４３が一体に形成されている。そして、リテーナ４３の一部は、第１外周壁部６４の内側に配置され、リテーナ４３の残りの部分（膨出部６８）は、第１外周壁部６４の第１端面６６に対して左側に突出している。リテーナ４３が第１ケース６１に一体に形成されることにより、ステータシャフト４２は、リテーナ４３を介してユニットケース４に固定的に保持されている。

膨出部６８の回転径方向の外側には、第１外周壁部６４が存在しない。そのため、ドリルなどの工具を用いて、第１外周壁部６４に孔を開けることなく、膨出部６８に回転径方向に延びる貫通孔を形成することができる。この工法により、膨出部６８には、複数の貫通孔が形成されている。そして、各貫通孔の外側端部にボール６９が圧入されることにより、リテーナ４３には、その内周面（ステータシャフト４２との接触面）で開放される複数の油路７１が形成されている。また、リテーナ４３の外周端部には、回転軸線方向に延びる接続油路７２が形成されている。接続油路７２は、各油路７１に対応して設けられ、油路７１と連通し、リテーナ４３（膨出部６８）の左側の端面で開放されている。

第２ケース６２は、第１ケース６１の第１端面６６と突き合わされる第２端面８１を有する第２外周壁部８２を有している。また、第２ケース６２には、リテーナ４３の各接続油路７２に対応して、回転軸線方向に延びる略円筒状の円筒状部８３が形成されている。円筒状部８３の内部空間は、供給油路８４として形成されている。第１ケース６１と第２ケース６２とが締結された状態で、各円筒状部８３の右側の端面がリテーナ４３の左側の端面に当接し、各供給油路８４とそれに対応するリテーナ４３の接続油路７２とが接続される。

＜オイル供給構造＞
インプットシャフト４１の左側には、オイルポンプ５が配置されている。オイルポンプ５は、ポンプ駆動軸１０１およびポンプギヤ１０２を備えている。

ポンプ駆動軸１０１は、回転軸線に沿って延び、インプットシャフト４１内に挿通されている。ポンプ駆動軸１０１の右側の端部は、トルクコンバータ２のフロントカバー１１に直結されている。インプットシャフト４１とポンプ駆動軸１０１との間には、隙間が空けられており、その隙間による軸間油路１１１が設けられている。軸間油路１１１の左側の端部は、シール１１２により封止されている。軸間油路１１１は、インプットシャフト４１の右側の端面で開放されており、フロントカバー１１とロックアップピストン２５との間の解放側油室２８と連通している。

ポンプ駆動軸１０１の左側の端部には、軸心油路１１３が形成されている。また、ポンプ駆動軸１０１には、軸間油路１１１と軸心油路１１３とを連通する連通油路１１４が形成されている。

ポンプギヤ１０２は、ポンプ駆動軸１０１と一体回転可能に設けられている。トルクコンバータ２のフロントカバー１１が回転すると、ポンプ駆動軸１０１が回転し、ポンプギヤ１０２がポンプ駆動軸１０１と一体に回転する。ポンプギヤ１０２の回転により、オイルポンプ５で油圧が発生し、その油圧がバルブボディ（図示せず）に供給される。

ステータシャフト４２には、連通油路１１５が形成されている。

連通油路１１５は、リテーナ４３に形成されている油路７１の１つと連通している。また、連通油路１１５は、ニードルローラベアリング４５の右側において、インプットシャフト４１とステータシャフト４２との間の隙間４４に開放され、その隙間４４と連通している。

オイルポンプ５からバルブボディに供給される油圧は、バルブボディで調圧される。そして、その油圧により、バルブボディから軸心油路１１３および第２ケース６２に形成されている各供給油路８４にオイルが供給される。

軸心油路１１３に供給されるオイルは、連通油路１１４を通して軸間油路１１１に供給され、軸間油路１１１を流れて、トルクコンバータ２の解放側油室２８に供給される。

供給油路８４の１つに供給されるオイルは、リテーナ４３に形成されている接続油路１３２を通して油路７１に供給され、連通油路１１５を通してインプットシャフト４１とステータシャフト４２との間の隙間４４に供給される。そして、その隙間４４を流れて、ステータシャフト４２の右側の端部とタービンハブ１３のボス部２２との間を通してトルクコンバータ２の係合側油室２７に供給される。

＜作用効果＞
以上のように、自動変速機３のインプットシャフト４１は、ステータシャフト４２に回転可能に挿通されている。ステータシャフト４２は、トルクコンバータ２のステータ１６を保持している。トルクコンバータ２と自動変速機３との間には、ステータシャフト４２に相対回転不能に外嵌されるリテーナ４３が設けられている。

リテーナ４３は、ユニットケース４の第１ケース６１に一体に形成されている。これにより、リテーナ４３とは別に、第１ケース６１がトルクコンバータ２とリテーナ４３との間に介在される壁部を有する構成（図３参照）と比較して、リテーナ４３がその壁部を兼ねることになるので、壁部の厚さおよび壁部とリテーナ４３との間の隙間の合計分、変速ユニット１の回転軸線方向の長さ（ユニット全長）を短縮することができる。また、リテーナ４３を第１ケース６１または第２ケース６２に固定するためのボルトなどが不要であり、変速ユニット１を構成する部品の点数を削減することができる。

また、リテーナ４３を構成する膨出部６８は、第１ケース６１の第１端面６６に対して左側に突出している。そのため、膨出部６８の回転径方向の外側には、第１ケース６１の第１外周壁部６４が存在しないので、ドリルなどの工具を用いて、第１外周壁部６４に孔を開けることなく、リテーナ４３に回転径方向に延びる貫通孔を形成することができる。そして、その貫通孔の外側端部にボール６９を圧入することにより、リテーナ４３の内周面で開放される油路７１をリテーナ４３に形成することができる。また、第１外周壁部６４に孔が開いていないので、ユニットケース４からのオイルの漏れの懸念を小さくすることができる。

＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２の実施形態に係る変速ユニット１の一部の構成を示す断面図である。なお、図２においても、ユニットケース４の断面のみにハッチングが付され、その他の部材の断面へのハッチングの付与が省略されている。また、図２において、図１に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。以下では、その同一の参照符号が付された部分の説明を省略し、図２に示される構成について、図１に示される構成との相違点のみを説明する。

図２に示される構成では、リテーナ４３の全体が第１外周壁部６４の内側、つまり第１外周壁部６４の第１端面６６に対して右側に設けられている。そして、第１外周壁部６４の外周面からリテーナ４３の内周面に至る貫通孔が形成され、その貫通孔の外側端部にボルト１２１がねじ込まれ、ボルト１２１と第１外周壁部６４との間にガスケット１２２が介在されることにより、リテーナ４３には、その内周面（ステータシャフト４２との接触面）で開放される複数の油路１２３が形成されている。油路１２３は、リテーナ４３の外周端部に形成された接続油路７２と連通している。

この図２に示される構成によっても、変速ユニット１のユニット全長を短縮することができ、また、変速ユニット１を構成する部品の点数を削減することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の２つの実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することも可能である。

たとえば、前述の各実施形態では、リテーナ４３の全体が第１ケース６１に一体に形成されている構成を取り上げたが、リテーナ４３の一部（たとえば、端壁部６５）が第１ケース６１に一体に形成され、当該一部にリテーナ４３の残りの部分（たとえば、膨出部６８）が接着剤などを用いて接合されることにより、リテーナ４３の全体が第１ケース６１に一体的に設けられていてもよい。

また、図１および図２には、公知の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）を備える変速ユニット１の一部が示されているが、本発明は、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）など、無段変速機以外の自動変速機を備える変速ユニットに広く適用可能である。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 変速ユニット
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
４ ユニットケース
１６ ステータ
４１ インプットシャフト
４２ ステータシャフト
４５ リテーナ
６１ 第１ケース
６２ 第２ケース

Claims (1)

1. トルクコンバータと、
   自動変速機と、
   前記トルクコンバータのステータを保持し、前記自動変速機のインプットシャフトが回転可能に挿通されるステータシャフトと、
   前記トルクコンバータと前記自動変速機との間に設けられ、前記ステータシャフトに相対回転不能に外嵌されて、前記ステータシャフトに前記インプットシャフトの回転径方向から当接するリテーナと、
   外殻をなすユニットケースとを備え、
   前記ユニットケースは、前記トルクコンバータを収容する第１ケースと、前記第１ケースと結合され、前記自動変速機を収容する第２ケースとを含み、
   前記リテーナの少なくとも一部は、前記第１ケースに一体に形成され、
   前記リテーナには、前記ステータシャフトに対して前記回転径方向に延びる油路が形成されている、変速ユニット。

Images