JP6585648B2 - 軸受付構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、2つの部材の間に配置される軸受、及び、2つの部材とそれらの間に配置された軸受とで構成された軸受付構造体に関する。
従来、相対的に回転可能な第1部材及び第2部材(例えば、出力軸及び変速機ケース)と、第1部材と第2部材との間に配置されている環状の軸受とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この種の軸受は、一般的に、第1部材に当接している第1環状部材と、第2部材に当接している第2環状部材と、第1環状部材と第2環状部材との間に配置されている転動体とを有しており、第1部材と第1環状部材、及び、第2部材と第2環状部材は、それぞれ一体的に回転する。
特開2014−228134号公報
しかし、特許文献1に記載のような従来のラジアル軸受付構造体では、第1部材に大きな力が加わった際に、通常であれば一体的に回転する第1部材と第1環状部材とに、相対的な移動(例えば、相対的な回転、軸ズレ、軸方向への相対移動)が生じてしまう場合がある。そのような相対的な移動が生じると、第1部材及び第1環状部材に摩耗が生じてしまうおそれがある。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、第1部材と第1部材に当接している軸受の第1環状部材とに相対的な移動が生じてしまった場合であっても、第1部材及び第1環状部材の摩耗を抑制することができる軸受付構造体及び軸受を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の軸受付構造体は、ギヤである第1部材(例えば、実施形態における出力部材12。以下、同じ。)と、前記第1部材を相対的に回転可能に軸支する第2部材(例えば、実施形態における変速機ケース10。以下、同じ。)と、前記第1部材と前記第2部材との間に配置されている環状の軸受(例えば、実施形態における軸受20。以下、同じ。)とを備える軸受付構造体であって、前記軸受は、潤滑流体が供給されるものであり、且つ、前記第1部材に当接している第1環状部材(例えば、実施形態における第1環状部材21。以下、同じ。)と、前記第2部材に当接している第2環状部材(例えば、実施形態における第2環状部材22。以下、同じ。)と、前記第1環状部材と前記第2環状部材との間に配置されている転動体(例えば、実施形態における転動体23。以下、同じ。)とを有し、前記第1部材及び前記第1環状部材の一方は、他方に当接している部分に、前記第1環状部材の両端に隣接する2つの空間を連通させる連通溝(例えば、実施形態における連通溝30。以下、同じ。)を有し、前記第1部材は、前記連通溝に連通している第1部材側導流溝(例えば、実施形態における環状溝31。以下、同じ。)と、前記軸受から前記第1部材の回転軸線に沿う方向に間隔を存している位置に設けられ、前記軸受の端面に沿って突出し、前記第1環状部材と前記第1部材の回転軸線方向で対向している突出部(例えば、実施形態における突出部12c。以下、同じ。)と、前記突出部の径方向外側に設けられ、前記第1部材の歯を構成し、前記第1環状部材と前記第1部材の回転軸線方向で対向している歯部(例えば、実施形態における歯部12b。以下、同じ。)とを有し、前記歯部と前記第1環状部材との前記第1部材の回転軸線に沿う方向における距離は、前記突出部と前記第1環状部材との前記第1部材の回転軸線に沿う方向における距離よりも長く、前記第1部材側導流溝は、前記第1部材の前記第1環状部材と当接している面と、前記突出部の前記第1環状部材と対向している面との境界部分に設けられていることを特徴とする。
このように、本発明の軸受付構造体では、第1部材と軸受の第1環状部材とが当接している部分に連通溝を設け、その連通溝によって、第1環状部材の両端に隣接する2つの空
間を連通している。これにより、軸受に供給される潤滑流体の一部は、その連通溝を介して、相互に当接している第1部材と第1環状部材との間にも供給される。
また、このように、第1部材側導流溝を形成すると、供給された潤滑流体が、その第1部材側導流溝(すなわち、連通溝の入り口部分)に溜まるようになるので、連通溝に効率的に潤滑流体を導くことができるようになる。
なお、第1部材側導流溝の形状は、周面を一周するような環状の他、周面の一定範囲に設けられた形状(例えば、半円状)であってもよいし、周面に形成された窪みのような凹部形状であってもよい。
また、このように、突出部を設けると、軸受と突出部との間に、連通溝に連通し、且つ、潤滑流体を溜めることができる溝状の空間が形成される。これにより、連通溝に安定して潤滑流体を供給することができるようになる。
したがって、本発明の軸受付構造体によれば、第1部材と第1環状部材とに相対的な移動が生じてしまった場合であっても、第1部材と第1環状部材とが当接している部分に潤滑流体による潤滑作用が働くことになるので、その部分における摩耗が抑制される。
また、本発明の軸受付構造体においては、前記軸受は、ラジアル軸受であり、前記連通溝は、前記第1環状部材の回転中心軸線に対して傾斜していることが好ましい。さらに、本発明の軸受付構造体においては、前記軸受がラジアル軸受であり、前記連通溝が傾斜している場合には、前記連通溝は、前記第1環状部材の回転中心軸線周りに延びる螺旋状の溝であることが特に好ましい。
このように連通溝を傾斜した溝とすると(さらに好ましくは螺旋状の溝とすると)、連通溝を第1環状部材の回転中心軸線と平行な溝として形成した場合に比べ、連通溝の長さが長くなるので、第1部材と第1環状部材との間に保持される潤滑流体の量を増やすことができる。これにより、さらに第1部材とそれに当接している軸受の第1環状部材との摩耗を抑制しやすくなる。
また、本発明の軸受付構造体においては、前記軸受の前記第1環状部材の両端面の少なくとも一方の端面に、前記連通溝に連通している軸受側導流溝(例えば、実施形態における導流溝21a。以下、同じ。)が形成されていることが好ましい。
このような軸受側導流溝を形成すると、軸受の第1環状部材の端面に供給された潤滑流体が、その軸受側導流溝を介して連通溝に導かれるようになるので、連通溝に効率的に潤滑流体を導くことができるようになる。これにより、連通溝に十分な潤滑流体が供給されるようになるので、さらに第1部材とそれに当接されている軸受の第1部材との摩耗を抑制しやすくなる。
また、本発明の軸受付構造体においては、前記第2部材は、前記第1部材の前記歯部に対向する位置に、前記第1部材の回転によって前記歯部から飛散する前記潤滑流体を受け止める受面(例えば、実施形態における天井部10a。以下、同じ。)を有し、前記受面は、受け止めた前記潤滑流体を、前記歯部と前記軸受との間へ導くように突出している段差部(例えば、実施形態における段差部10b。以下、同じ。)を有していることが好ましい
このような段差部を設けると、潤滑のためにギヤである第1部材に供給される潤滑流体がギヤの回転によって飛散し、飛散した潤滑流体の少なくとも一部が第2部材の段差部によって折り返すように、ギヤと軸受との間に導かれる。ギヤと軸受との間に導かれた潤滑流体は、第1部材と軸受との当接部分に効率良く流れていく。これにより、連通溝に十分な潤滑流体が供給されるようになるので、さらに第1部材とそれに当接している軸受の第1環状部材との摩耗を抑制しやすくなる。
実施形態に係るラジアル軸受付構造体を備えている車両を模式的に示す説明図。 図1の車両に搭載されている変速機を示すスケルトン図。 図2の変速機の遊星歯車機構の共線図。 図2の変速機の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 図2の変速機の軸受付構造体近傍の構造を拡大して示す断面図。 図5の軸受付構造体の構造を示す分解斜視図。
以下、図面を参照して、実施形態に係る軸受付構造体を備えている変速機を搭載している車両について説明する。
図1に示すように、車両Vには、クランクシャフト1が車体左右方向を向くように、エンジンE(例えば、内燃機関、駆動源。なお、エンジンEに代えて電動機を用いてもよい。)が横置きに車体へ搭載されている。エンジンEから出力される駆動力は、動力伝達装置PTに伝達される。そして、動力伝達装置PTは、エンジンEの駆動力を選択された変速比に対応して調整して、左前輪WFL及び右前輪WFRに伝達する。
動力伝達装置PTは、クランクシャフト1に接続されたトルクコンバータ2を有する自動変速機3と、自動変速機3に接続されたフロントデファレンシャルギヤ4とで構成されている。フロントデファレンシャルギヤ4は、前部左車軸5L及び前部右車軸5Rを介して、左前輪WFL及び右前輪WFRに接続されている。
図2は、自動変速機3のトルクコンバータ2を除いた部分を示すスケルトン図である。自動変速機3は、筐体としての変速機ケース10の内部に回転自在に軸支されている入力部材としての入力軸11と、入力軸11と同心に配置されている出力ギヤからなる出力部材12とを備えている。
入力軸11には、エンジンEが出力する駆動力が、ロックアップクラッチ及びダンパを有するトルクコンバータ2を介して、伝達される。
出力部材12の回転は、出力部材12と噛合するアイドルギヤ13と、アイドルギヤ13を軸支するアイドル軸14と、アイドル軸14に軸支されるファイナルドライブギヤ15と、フロントデファレンシャルギヤ4に設けられ、ファイナルドライブギヤ15に噛合するファイナルドリブンギヤ16と、を介して車両の左右の駆動輪(左前輪WFL,右前輪WFR)に伝達される。
なお、動力伝達装置PTでは、トルクコンバータ2に代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。また、動力伝達装置PTは、フロントデファレンシャルギヤ4に代えてプロペラシャフトを接続すれば、左後輪WRL及び右後輪WRRを駆動する後輪駆動車両に適用することもできる。また、動力伝達装置PTは、フロントデファレンシャルギヤ4にトランスファーを介してプロペラシャフトを接続すれば、四輪駆動車両に適用することもできる。
自動変速機3の筐体としての変速機ケース10の内部には、エンジンE側から順に、第1遊星歯車機構PG1、第2遊星歯車機構PG2、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4が、入力軸11と同心に配置されている。
第3遊星歯車機構PG3は、サンギヤScと、リングギヤRcと、サンギヤSc及びリングギヤRcに噛合するピニオンPcを自転及び公転自在に軸支するキャリアCcとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。
いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構は、キャリアを固定してサンギヤを回転させると、リングギヤがサンギヤと異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。なお、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構は、リングギヤを固定してサンギヤを回転させると、キャリアがサンギヤと同一方向に回転する。
図3の上から2段目に示す共線図(サンギヤ、キャリア、リングギヤの3つの要素の相対回転速度の比を直線(速度線)で表すことができる図)は、第3遊星歯車機構PG3の共線図である。この共線図に示すように、第3遊星歯車機構PG3の3つの要素であるサンギヤSc,キャリアCc,リングギヤRcを、共線図におけるギヤ比(リングギヤの歯数/サンギヤの歯数)に対応する間隔での並び順に左側からそれぞれ第1要素、第2要素及び第3要素とすると、第1要素はサンギヤSc、第2要素はキャリアCc、第3要素はリングギヤRcになる。
ここで、サンギヤScからキャリアCcまでの間隔とキャリアCcからリングギヤRcまでの間隔との比は、第3遊星歯車機構PG3のギヤ比をhとして、h:1に設定されている。なお、共線図において、下の横線と上の横線(4th及び6thと重なる線)はそれぞれ回転速度が「0」と「1」(入力軸11と同じ回転速度)であることを示している。
第4遊星歯車機構PG4も、サンギヤSdと、リングギヤRdと、サンギヤSd及びリングギヤRdに噛合するピニオンPdを自転及び公転自在に軸支するキャリアCdとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。
図3の上から1段目(最上段)に示す共線図は、第4遊星歯車機構PG4の共線図である。この共線図に示すように、第4遊星歯車機構PG4の3つの要素であるサンギヤSd,キャリアCd,リングギヤRdを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とすると、第4要素はリングギヤRd、第5要素はキャリアCd、第6要素はサンギヤSdになる。
ここで、サンギヤSdからキャリアCdまでの間隔とキャリアCdからリングギヤRdまでの間隔との比は、第4遊星歯車機構PG4のギヤ比をiとして、i:1に設定されている。
第1遊星歯車機構PG1も、サンギヤSaと、リングギヤRaと、サンギヤSa及びリングギヤRaに噛合するピニオンPaを自転及び公転自在に軸支するキャリアCaとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
図3の上から3段目に示す共線図は、第1遊星歯車機構PG1の共線図である。この共線図に示すように、第1遊星歯車機構PG1の3つの要素であるサンギヤSa,キャリアCa,リングギヤRaを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第7要素、第8要素及び第9要素とすると、第7要素はサンギヤSa、第8要素はキャリアCa、第9要素はリングギヤRaになる。
ここで、サンギヤSaからキャリアCaまでの間隔とキャリアCaからリングギヤRaまでの間隔との比は、第1遊星歯車機構PG1のギヤ比をjとして、j:1に設定されている。
第2遊星歯車機構PG2も、サンギヤSbと、リングギヤRbと、サンギヤSb及びリングギヤRbに噛合するピニオンPbを自転及び公転自在に軸支するキャリアCbとを要素とする、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
図3の上から4段目(最下段)に示す共線図は、第2遊星歯車機構PG2の共線図である。この共線図に示すように、第2遊星歯車機構PG2の3つの要素であるサンギヤSb,キャリアCb,リングギヤRbを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第10要素、第11要素及び第12要素とすると、第10要素はリングギヤRb、第11要素はキャリアCb、第12要素はサンギヤSbになる。
ここで、サンギヤSbからキャリアCbまでの間隔とキャリアCbからリングギヤRbまでの間隔との比は、第2遊星歯車機構PG2のギヤ比をkとして、k:1に設定されている。
第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)は、入力軸11に連結されている。また、第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)は、出力ギヤからなる出力部材12に連結されている。
また、第3遊星歯車機構PG3のキャリアCc(第2要素)と第4遊星歯車機構PG4のキャリアCd(第5要素)と第1遊星歯車機構PG1のリングギヤRa(第9要素)とが連結されて、第1連結体Cc−Cd−Raが構成されている。
また、第3遊星歯車機構PG3のリングギヤRc(第3要素)と第2遊星歯車機構PG2のサンギヤSb(第12要素)とが連結されて、第2連結体Rc−Sbが構成されている。
また、第1遊星歯車機構PG1のキャリアCa(第8要素)と第2遊星歯車機構PG2のキャリアCb(第11要素)とが連結されて、第3連結体Ca−Cbが構成されている。
また、自動変速機3は、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の3つのクラッチと、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の3つのブレーキと、1つのツーウェイクラッチF1とからなる7つの係合機構を備えている。
第1クラッチC1は、油圧作動型の湿式多板クラッチである。この第1クラッチC1によって、第3遊星歯車機構PG3は、サンギヤSc(第1要素)と第3連結体Ca−Cbとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とを、切換自在に構成されている。
第3クラッチC3は、油圧作動型の湿式多板クラッチである。この第3クラッチC3によって、第3遊星歯車機構PG3は、サンギヤSc(第1要素)と第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とを、切換自在に構成されている。
第2クラッチC2は、油圧作動型の湿式多板クラッチである。この第2クラッチC2によって、第4遊星歯車機構PG4は、サンギヤSd(第6要素)と第2連結体Rc−Sbとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とを、切換自在に構成されている。
ツーウェイクラッチF1は、第4ブレーキB4としての機能を兼ね備えるものである。このツーウェイクラッチF1は、第3連結体Ca−Cbの正転(入力軸11及び出力部材12の回転方向と同一方向への回転)を許容し、逆転を阻止する逆転阻止状態と、第3連結体Ca−Cbを変速機ケース10に固定する固定状態とを、切換自在に構成されている。
ツーウェイクラッチF1は、逆転阻止状態において、第3連結体Ca−Cbに正転方向に回転しようとする力が加わった場合には、この回転が許容されて開放状態となる。一方、逆転方向に回転しようとする力が加わった場合には、この回転が阻止されて変速機ケース10に固定される固定状態となる。
第1ブレーキB1は、油圧作動型の湿式多板ブレーキである。この第1ブレーキB1によって、第1遊星歯車機構PG1は、サンギヤSa(第7要素)を変速機ケース10に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とを、切換自在に構成されている。
第2ブレーキB2は、油圧作動型の湿式多板ブレーキである。この第2ブレーキB2によって、第4遊星歯車機構PG4は、サンギヤSd(第6要素)を変速機ケース10に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とを、切換自在に構成されている。
第3ブレーキB3は、油圧作動型の湿式多板ブレーキである。この第3ブレーキB3によって、第4遊星歯車機構PG4は、リングギヤRd(第4要素)を変速機ケース10に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とを、切換自在に構成されている。
第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の3つのクラッチと、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の3つのブレーキと、1つのツーウェイクラッチF1の切り換えは、トランスミッション・コントロール・ユニット(TCU)で構成される変速制御装置ECU(図1参照)により、図示省略した統合制御ユニットなどから送信される車両の走行速度等の車両情報に基づいて、制御される。
変速制御装置ECUは、図示省略したCPUやメモリ等により構成された電子ユニットで構成されている。変速制御装置ECUは、車両Vの走行速度やアクセル開度、エンジンEの回転速度や出力トルク、パドルシフトレバー7の操作情報等の所定の車両情報を受信し、メモリ等の記憶装置に保持された制御プログラムをCPUで実行することにより、自動変速機3を制御する。
図1に示すように、車両Vのハンドル6には、パドルシフトレバー7が設けられており、パドルシフトレバー7には、右パドル7u及び左パドル7dを有している。右パドル7uが手前に引かれると、手動操作によるアップシフトとなり、左パドル7dが手前に引かれると、手動操作によるダウンシフトとなる。パドルシフトレバー7の操作信号は変速制御装置ECUに送信される。
なお、手動操作するための操作部は、パドルシフトレバーに限られるものではない。例えば、運転席と助手席の間に配置されたシフトレバーやハンドルに配置されたボタンを、操作部としてもよい。
図2に示すように、入力軸11の軸線上には、エンジンE及びトルクコンバータ2側から順に、第1クラッチC1、第1遊星歯車機構PG1、第2遊星歯車機構PG2、第3遊星歯車機構PG3、第2クラッチC2、第4遊星歯車機構PG4、第3クラッチC3が配置されている。
そして、第3ブレーキB3が第4遊星歯車機構PG4の径方向外方に配置され、第2ブレーキB2が第2クラッチC2の径方向外方に配置され、第1ブレーキB1は第1クラッチC1の径方向外方に配置され、ツーウェイクラッチF1は第1遊星歯車機構PG1の径方向外方に配置されている。
自動変速機3では、このように、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3及びツーウェイクラッチF1を遊星歯車機構又はクラッチの径方向外方に配置している。これにより、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3及びツーウェイクラッチF1を遊星歯車機構とともに入力軸11の軸線上に並べて配置した場合に比べて、自動変速機3の軸長が短縮化されている。
なお、第3ブレーキB3を第3クラッチC3の径方向外方に配置し、第2ブレーキB2を第4遊星歯車機構PG4の径方向外方に配置しても、同様に短縮化を図ることができる。
次に、図3及び図4を参照して、実施形態の自動変速機3の各変速段を確立させる場合について説明する。
なお、図3中の破線で示す速度線は、第1遊星歯車機構PG1、第2遊星歯車機構PG2、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転(空回り)することを表している。
図4は、後述する各変速段における第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の3つのクラッチ、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の3つのブレーキ、1つのツーウェイクラッチF1の状態を纏めて表示した図である。
この図において、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。また、ツーウェイクラッチF1の列の「R」は逆転阻止状態を示し、「L」は固定状態を示している。
また、下線を付した「R」及び「L」はツーウェイクラッチF1の働きで第3連結体Ca−Cbの回転速度が「0」となることを示している。また、「R/L」は、通常時は逆転阻止状態の「R」であるが、エンジンブレーキを効かせる場合には固定状態の「L」に切り換えることを示している。
また、図4には、第3遊星歯車機構PG3のギヤ比hを2.734、第4遊星歯車機構PG4のギヤ比iを1.614、第1遊星歯車機構PG1のギヤ比jを2.681、第2遊星歯車機構PG2のギヤ比kを1.914とした場合における各変速段の変速比(入力軸11の回転速度/出力部材12の回転速度)、及び、公比(各変速段間の変速比の比。所定の変速段の変速比を所定の変速段よりも1段高速側の変速段の変速比で割った値。)も示しており、これによれば、公比を適切に設定できることが分かる。
1速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(図4のR)とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(R)とし、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第3連結体Ca−Cb及び第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の逆転が阻止され、第3連結体Ca−Cb及び第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。
これにより、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素),キャリアCa(第8要素),リングギヤRa(第9要素)が相対回転不能なロック状態となり、第1遊星歯車機構PG1のリングギヤRa(第9要素)を含む第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度も「0」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「1st」となり、1速段が確立される。
なお、1速段を確立させるためには第2ブレーキB2を固定状態とする必要はない。しかし、1速段から後述する2速段へスムーズに変速できるように、1速段で固定状態とさせている。また、1速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(R)から固定状態(L)に切り換えればよい。
2速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態(R)とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とし、第2クラッチC2を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第2連結体Rc−Sbの回転速度が、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度と同一速度の「0」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「2nd」となり、2速段が確立される。
3速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とし、第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が、入力軸11に連結された第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となる。
これにより、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」となり、リングギヤRd(第4要素)の回転速度が「1」となるので、キャリアCd(第5要素)の回転速度、すなわち、第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度は、i/(i+1)となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「3rd」となり、3速段が確立される。
4速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1ブレーキB1を固定状態とし、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)と第2連結体Rc−Sbとが同一速度で回転する。これにより、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4との間では、キャリアCc(第2要素)とキャリアCd(第5要素)とが連結され、リングギヤRc(第3要素)とサンギヤSd(第6要素)とが連結されることとなる。そのため、第2クラッチC2を連結状態とする4速段においては、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4とで4つの要素からなる1つの共線図を描くことができる。
さらに、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が、第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となり、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4とで構成される4つの要素のうちの2つの要素の回転速度が同一速度の「1」となる。
これにより、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4の各要素が相対回転不能なロック状態となり、第3遊星歯車機構PG3及び第4遊星歯車機構PG4の全ての要素の回転速度が「1」となる。また、第3連結体Ca−Cbの回転速度がj/(j+1)となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「4th」となり、4速段が確立される。
5速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1ブレーキB1を固定状態とし、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1遊星歯車機構PG1のサンギヤSa(第7要素)の回転速度が「0」になる。
また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「5th」となり、5速段が確立される。
なお、5速段を確立させるためには第3クラッチC3を連結状態とする必要はない。しかし、4速段及び後述する6速段では第3クラッチC3を連結状態とする必要があるので、5速段から4速段へのダウンシフト、及び、5速段から後述する6速段へのアップシフトをスムーズに行えるように、5速段でも連結状態とさせている。
6速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第1クラッチC1、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。
また、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とすることで、4速段の説明において述べたように、第3遊星歯車機構PG3と第4遊星歯車機構PG4の各要素が相対回転不能な状態となり、第2連結体Rc−Sbの回転速度が「1」となる。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が「1」となる。
これにより、第2遊星歯車機構PG2は、キャリアCb(第11要素)とサンギヤSb(第12要素)とが同一速度の「1」となり、各要素が相対回転不能なロック状態となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「6th」の「1」となり、6速段が確立される。
7速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とし、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が、第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となり、第4遊星歯車機構PG4のキャリアCd(第5要素)を含む第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度がi/(i+1)となる。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が、入力軸11に連結された第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「7th」となり、7速段が確立される。
8速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とし、第1クラッチC1及び第2クラッチC2を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第2連結体Rc−Sbの回転速度が第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度と同一速度の「0」になる。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「8th」となり、8速段が確立される。
9速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3を固定状態とし、第1クラッチC1を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)の回転速度が「0」になる。また、第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度も「0」となる。
これにより、第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素),キャリアCd(第5要素),リングギヤRd(第4要素)は相対回転不能なロック状態となり、第4遊星歯車機構PG4のキャリアCd(第5要素)を含む第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度も「0」になる。
また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度は第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す「9th」となり、9速段が確立される。
10速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とし、第3ブレーキB3を固定状態とし、第1クラッチC1及び第2クラッチC2を連結状態とする。
ツーウェイクラッチF1を逆転阻止状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの正転が許容される。また、第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第4遊星歯車機構PG4のリングギヤRd(第4要素)の回転速度が「0」になる。
また、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第2連結体Rc−Sbと第4遊星歯車機構PG4のサンギヤSd(第6要素)とが同一速度で回転する。また、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が第3遊星歯車機構PG3のサンギヤSc(第1要素)の回転速度と同一速度の「1」となる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRd(第10要素)の回転速度が図3に示す「10th」となり、10速段が確立される。
後進段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチF1を固定状態(図4のL)とし、第2ブレーキB2を固定状態とし、第3クラッチC3を連結状態とする。
第2ブレーキB2を固定状態とし、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第1連結体Cc−Cd−Raの回転速度がi/(i+1)となる。また、ツーウェイクラッチF1を固定状態とすることで、第3連結体Ca−Cbの回転速度が「0」になる。
そして、出力部材12が連結された第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRb(第10要素)の回転速度が図3に示す逆転の「Rvs」となり、後進段が確立される。
次に、図5及び図6を参照して、自動変速機3の内部に適用された軸受付構造体について説明する。なお、図5における矢印は、潤滑流体としての潤滑油の流れを示す。
図5に示すように、自動変速機3の変速機ケース10(第2部材)には、一対の環状の軸受20を介して、出力部材12(第1部材)が回転自在に軸支されている。
出力部材12は、第2遊星歯車機構PG2のリングギヤRbと一体的に形成されている。出力部材12は、リングギヤRbに接続されている筒状の基部12aと、基部12aの外周側に位置する歯部12bと、基部12aと歯部12bとの間に設けられた突出部12c(壁部)とを有している。基部12aは、両端のそれぞれに軸受20が当接しており、歯部12b及び突出部12cは、一対の軸受20の間に挟まれるように位置している。
突出部12cは、軸受20の端面に沿って径方向外側へ突出しており、歯部12bと突出部12cとでギヤが形成されている。突出部12cの軸方向の両端面の一方(図5の左側端面)は、図5において左側に位置する軸受20に対しては当接している。また、突出部12cの両端面の他方(図5の右側端面)は、図5において右側に位置する軸受20に対しては間隔を存するように位置している。
歯部12bは、歯部12b自身の回転によって、変速機ケース10内を飛び交う潤滑油の飛沫、又は、歯部12bに供給された潤滑油を撒き散らして、一対の軸受20と出力部材12と変速機ケース10とで画成される空間、ひいては、出力部材12と軸受20とが当接している部分に、潤滑油を供給する。
軸受20は、いわゆるラジアル軸受であり、出力部材12の筒状の基部12aに当接している第1環状部材21と、変速機ケース10に当接している第2環状部材22と、第1環状部材21と第2環状部材22との間に配置されている転動体23とを有している。
なお、自動変速機3では、第2環状部材22は、変速機ケース10に対して圧入されており、出力部材12は、第1環状部材21に対して圧入されている。しかし、第1環状部材及び第2環状部材は、第1部材及び第2部材に周方向にずれることなく当接していればよく、必ずしも圧入されている必要はない。例えば、第1環状部材及び第2環状部材は、第1部材及び第2部材に隙間嵌めされていてもよい。
図6に示すように、出力部材12は、軸受20の第1環状部材21に当接している部分に連通溝30を有している。連通溝30は、軸受20(すなわち、第1環状部材21)の回転中心軸線周りに延びる螺旋状の溝として形成されている。
また、連通溝30は、軸受20よりも出力部材12側の空間(すなわち、一対の軸受20と出力部材12と変速機ケース10とで画成される空間)と出力部材12側とは反対側の空間とを連通している。すなわち、連通溝30は、第1環状部材21の両端に隣接する2つの空間を連通している(図5参照)。
出力部材12は、軸受20の第1環状部材21の出力部材12側の縁部に対応している部分に、連通溝30に連通する環状溝31(第1部材側導流溝)を有している。
軸受20の第1環状部材21は、出力部材12側の端面に、径方向に延び、軸受20を出力部材12に固定した際に連通溝30と連通する(図5参照)導流溝21aを有している。導流溝21aは、90度間隔で4つ形成されている。なお、導流溝21aの数及び位置は、連通溝30の始点の位置や幅に併せて適宜変更してもよい。
次に、図5を参照して、自動変速機3の軸受付構造体における潤滑油の流れについて説明する。
図5において矢印で示すように、出力部材12の回転によって飛散した潤滑油は、まず、変速機ケース10(すなわち、一対の軸受20と出力部材12と変速機ケース10とで画成される空間となる天井部10a(受面))で受け止められる。
天井部10aには、軸受20の導流溝21a(すなわち、出力部材12と軸受20の潤滑油の流れる方向において上流側となる端部とが当接している部分)に対向する位置に、出力部材12側に突出している段差部10bが形成されている。そのため、天井部10aに導かれた潤滑油は、その表面を伝わるように流れた後、段差部10bによって折り返すように、軸受20と出力部材12との当接部分に滴下される。
滴下された潤滑油のうち、図5において左側の段差部10bによって滴下された潤滑油は、出力部材12の基部12a及び環状溝31と、左側の軸受20の導流溝21aとで構成された4つの略半円筒状の空間に導かれ、その空間内に溜められる。
一方、図5において右側の段差部10bによって滴下された潤滑油は、出力部材12の基部12a及び環状溝31と、右側の軸受20の端面及び導流溝21aとで構成された略環状の空間に導かれ、その空間内に溜められる。
その後、溜められた潤滑油は、出力部材12の回転に伴って、連通溝30の内部で、出力部材12の歯部12b及び突出部12cから離れる方向に流れる。これにより、相互に当接している軸受20の第1環状部材21と出力部材12との間にも潤滑油が供給される。
このような構成を備えている自動変速機3の軸受付構造体によれば、出力部材12と第1環状部材21とに相対的な移動が生じてしまった場合であっても、出力部材12と第1環状部材21とが当接している部分には潤滑油による潤滑作用が働くことになるので、その部分における摩耗が抑制される。
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態においては、軸受としてラジアル軸受を採用している。しかし、本発明の軸受は、ラジアル軸受に限定されるものではなく、相対的に回転可能な2つの部材の間に配置される環状の軸受であればよい。例えば、スラスト軸受であってもよい。
また、上記実施形態においては、連通溝30を出力部材12に形成しているが、本発明の連通溝は、軸受に形成してもよい。具体的には、例えば、上記実施形態のような形状の場合には、軸受20の第1環状部材21の内周面、又は、第2環状部材22の外周面に形成してもよい。
また、上記実施形態においては、連通溝30を螺旋状の溝として形成している。これは、第1環状部材21と出力部材12との間における連通溝30の長さを長くすることによって、その部分に保持される潤滑油の量を増やし、摩耗をさらに抑制しやすくするためである。
しかし、本発明の連通溝は、軸受の上流側の空間と下流側の空間とを連通するものであればよいので、必ずしも螺旋状の溝としなくてもよい。例えば、第1環状部材の回転中心軸線に対して傾斜しているだけの溝であってもよいし、回転中心軸線と平行に延びる溝であってもよい。
また、上記実施形態においては、連通溝30に潤滑油を導きやすくするために、変速機ケース10の段差部10bによって、出力部材12の基部12a(壁部)、軸受20の導流溝21a(軸受側導流溝)及び出力部材12の環状溝31(第1部材側導流溝)によって画成された空間に潤滑油を導いて、その空間に潤滑油が溜まるように構成している。
しかし、供給される潤滑油の量が十分に多くするといった別の手段によって連通溝に潤滑油を十分に供給できる場合等には、壁部、第1部材側導流溝、段差部、軸受側導流溝のいずれか又は全てを省略してもよい。また、潤滑流体の供給方向に応じて、出力部材12側ではなく、出力部材12側とは反対側に形成してもよい。
また、上記実施形態では、第1部材側導流溝として出力部材12の周面を一周する様な環状の環状溝31を採用している。しかし、本発明の第1部材側導流溝は、連通溝に連通できる形状であれば良いので、周面の一定範囲に設けられた形状(例えば、半円状)であってもよいし、周面に形成された窪みのような凹部形状であってもよい。
また、第1部材と軸受とが当接している部分に潤滑流体を直接供給できるようにしてもよく、例えば、第1部材と軸受とが当接している部分に潤滑流体を直接滴下したり、入力軸11の軸内油路から潤滑油を供給したりするものであってもよい。
1…クランクシャフト、2…トルクコンバータ、3…自動変速機、4…フロントデファレンシャルギヤ、5L…前部左車軸、5R…前部右車軸、6…ハンドル、7…パドルシフトレバー、7d…左パドル、7u…右パドル、10…変速機ケース(第2部材)、10a…天井部(受面)、10b…段差部、11…入力軸、12…出力部材(第1部材)、12a…基部、12b…歯部、12c…突出部(壁部)、13…アイドルギヤ、14…アイドル軸、15…ファイナルドライブギヤ、16…ファイナルドリブンギヤ、20…軸受、21…第1環状部材、21a…導流溝(軸受側導流溝)、22…第2環状部材、23…転動体、30…連通溝、31…環状溝(第1部材側導流溝)、B1…第1ブレーキ、B2…第2ブレーキ、B3…第3ブレーキ、C1…第1クラッチ、C2…第2クラッチ、C3…第3クラッチ、Ca,Cb,Cc,Cd…キャリア、E…エンジン(内燃機関、駆動源)、ECU…変速制御装置、F1…ツーウェイクラッチ、Pa,Pb,Pc,Pd…ピニオン、PG1…第1遊星歯車機構、PG2…第2遊星歯車機構、PG3…第3遊星歯車機構、PG4…第4遊星歯車機構、PT…動力伝達装置、Ra,Rb,Rc,Rd…リングギヤ、Sa,Sb,Sc,Sd…サンギヤ、V…車両、WFL…左前輪、WFR…右前輪、WRL…左後輪、WRR…右後輪。

Claims (5)

  1. ギヤである第1部材と、前記第1部材を相対的に回転可能に軸支する第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との間に配置されている環状の軸受とを備える軸受付構造体であって、
    前記軸受は、潤滑流体が供給されるものであり、且つ、前記第1部材に当接している第1環状部材と、前記第2部材に当接している第2環状部材と、前記第1環状部材と前記第2環状部材との間に配置されている転動体とを有し、
    前記第1部材及び前記第1環状部材の一方は、他方に当接している部分に、前記第1環状部材の両端に隣接する2つの空間を連通させる連通溝を有し、
    前記第1部材は、前記連通溝に連通している第1部材側導流溝と、前記軸受から前記第1部材の回転軸線に沿う方向に間隔を存している位置に設けられ、前記軸受の端面に沿って突出し、前記第1環状部材と前記第1部材の回転軸線方向で対向している突出部と、前記突出部の径方向外側に設けられ、前記第1部材の歯を構成し、前記第1環状部材と前記第1部材の回転軸線方向で対向している歯部とを有し、
    前記歯部と前記第1環状部材との前記第1部材の回転軸線に沿う方向における距離は、前記突出部と前記第1環状部材との前記第1部材の回転軸線に沿う方向における距離よりも長く、
    前記第1部材側導流溝は、前記第1部材の前記第1環状部材と当接している面と、前記突出部の前記第1環状部材と対向している面との境界部分に設けられていることを特徴とする軸受付構造体。
  2. 請求項1に記載の軸受付構造体において、
    前記軸受は、ラジアル軸受であり、
    前記連通溝は、前記第1環状部材の回転中心軸線に対して傾斜していることを特徴とする軸受付構造体。
  3. 請求項2に記載の軸受付構造体において、
    前記連通溝は、前記第1環状部材の回転中心軸線周りに延びる螺旋状の溝であることを特徴とする軸受付構造体。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の軸受付構造体において、
    前記軸受の前記第1環状部材の両端面の少なくとも一方の端面に、前記連通溝に連通している軸受側導流溝が形成されていることを特徴とする軸受付構造体。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の軸受付構造体において、
    前記第2部材は、前記第1部材の前記歯部に対向する位置に、前記第1部材の回転によって前記歯部から飛散する前記潤滑流体を受け止める受面を有し、
    前記受面は、受け止めた前記潤滑流体を、前記歯部と前記軸受との間へ導くように突出している段差部を有していることを特徴とする軸受付構造体。
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