JP6862249B2 - 二重軸構造 - Google Patents

Description

本発明は、回転軸が円筒状の別の回転軸に挿入または挿通される二重軸構造に関し、とくに車両のトランスミッションに好適な二重軸構造に関する。

自動車などの車両では、駆動源からの動力がトランスミッション（変速機）に入力され、トランスミッションで変速された動力がデファレンシャルギヤなどを介して駆動輪に伝達される。

トランスミッションには、複数の回転軸が用いられている。トランスミッションでは、円柱状の回転軸もむろん使用されているが、各部に作動油や潤滑油を供給する必要があることから、軸心油路（回転軸線上に形成された油路）を有する回転軸や円筒状の回転軸も多く使用されている。また、トランスミッションでは、円筒状の回転軸内に別の回転軸が挿通されて、それらの回転軸の間、つまり内側の回転軸の外周面と外側の回転軸の内周面との間に油路が形成されることもある。

特開２０１５−１４５６８２号公報

円筒状の回転軸内に別の回転軸が挿通される二重軸構造において、それらの組付け時に、円筒状の回転軸がトランスミッションのケースに形成された挿通口に通される場合がある。この場合、円筒状の回転軸が挿通口に通される際にその回転軸の位置が回転径方向にずれると、回転軸の端部がケースに接触して、ケースに割れや欠けなどが生じるおそれがある。

本発明の目的は、円筒状の回転軸（第２回転軸）と別の回転軸（第１回転軸）との組付け時に、円筒状の回転軸の位置が回転径方向にずれることを抑制できる、二重軸構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る二重軸構造は、第１回転軸が円筒状の第２回転軸内に挿入または挿通された二重軸構造であって、当該二重軸構造では、第１回転軸に、軸線方向に延びる中空部が形成され、第１回転軸の外周面に、中空部と連通する開口が形成され、第２回転軸の内周面に、開口と回転径方向に対向する対向部分を避けて、当該対向部分よりも内径が小さい（第１回転軸の外周面に近接する）小径面が形成されている。

この構成によれば、第１回転軸には、軸線方向に延びる中空部が形成されている。第１回転軸の外周面には、中空部と連通する開口が形成されている。第１回転軸の外周を取り囲む第２回転軸の内周面には、開口と回転径方向に対向する対向部分を避けて、小径面が形成されている。小径面の内径は、対向部分の内径よりも小さく、小径面は、対向部分よりも第１回転軸の外周面に近接している。そのため、第１回転軸と第２回転軸との組付け時における第２回転軸の回転径方向の位置ずれを、第１回転軸の外周面と第２回転軸の小径面との隙間の範囲内に抑制することができる。その結果、第１回転軸と第２回転軸との組付け性を改善することができる。

また、第１回転軸と第２回転軸との組付け時における第２回転軸の回転径方向の位置ずれが抑制されるので、二重軸構造が収容されるケースなどに挿通口が形成され、第１回転軸と第２回転軸との組付けのために第２回転軸を挿通口に通す必要がある場合に、第２回転軸がケースに接触することを抑制でき、その接触による割れや欠けなどがケースに生じることを抑制できる。

トランスミッションに用いられる円筒状の回転軸の端部には、フランジ状に張り出すギヤやプーリの固定シーブが一体に形成されていることがあり、かかる回転軸の端部を挿通口に通す必要がある場合、ギヤや固定シーブがケースに接触しやすい。そのため、前述の二重軸構造は、トランスミッションにとくに好適であると言える。

また、第１回転軸の中空部を軸内油路として使用することができ、その場合に、第１回転軸の外周面と第２回転軸の内周面との間の隙間を軸内油路から開口を通して供給される油が流通する軸間油路として使用することができる。そのため、前述の二重軸構造は、各部に作動油や潤滑油を供給する必要があるトランスミッションにとくに好適であると言える。

そして、第２回転軸の小径面は、第１回転軸の開口と回転径方向に対向する部分を避けて形成されているので、第１回転軸の中空部が軸内油路として使用され、第１回転軸と第２回転軸との間の隙間が軸間油路として使用される場合に、開口から軸間油路に油を良好に吐出させることができる。その結果、軸間油路に供給される油が受ける管路抵抗を下げることができ、軸間油路を流れる油が作動油である場合には、油圧の応答性を確保することができる。

本発明によれば、第１回転軸と第２回転軸との組付け時における第２回転軸の回転径方向の位置ずれを、第１回転軸の外周面と第２回転軸の小径面との隙間の範囲内に抑制することができる。その結果、第１回転軸と第２回転軸との組付け性を改善することができる。

本発明の一実施形態に係る二重軸構造が適用された変速ユニットの一部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。

＜変速ユニットの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る二重軸構造が適用された変速ユニット１の一部を示す断面図である。なお、図１では、断面を示す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、エンジンが発生するトルク（エンジントルク）を変速して駆動輪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は、フロントカバー１１、ポンプインペラ１２、タービンランナ１３、ロックアップクラッチ１４およびステータ１５を備えている。

フロントカバー１１には、エンジンの出力軸（図示せず）が接続され、フロントカバー１１は、エンジントルクによりエンジンの出力軸と一体に回転する。フロントカバー１１は、略円板状をなし、フロントカバー１１の中心部には、フロントカバー１１がエンジン側（図１における右側。以下、「右側」という。）に円筒状に膨出することにより、センタピース１６が形成されている。センタピース１６の内側には、比較的厚肉の円筒状の軸受部材１７がセンタピース１６と一体的に設けられている。

ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１に対するエンジン側と反対側（図１における左側。以下、「左側」という。）に配置されている。ポンプインペラ１２は、フロントカバー１１と一体回転可能に設けられている。

タービンランナ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、フロントカバー１１と共通の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。

ロックアップクラッチ１４は、フロントカバー１１とタービンランナ１３との間に配置されている。ロックアップクラッチ１４は、ロックアップクラッチ１４とフロントカバー１１との間の解放側油室１８とロックアップクラッチ１４とポンプインペラ１２との間の係合側油室１９との間の油圧差により係合／解放される。

ステータ１５は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１３との間に配置されている。

自動変速機３は、インプットシャフト２１を備えている。

インプットシャフト２１は、トルクコンバータ２と共通の回転軸線上を延びている。インプットシャフト２１の右側端部は、トルクコンバータ２内に挿入されている。トルクコンバータ２のタービンランナ１３は、インプットシャフト２１とスプライン結合し、インプットシャフト２１に相対回転不能に支持されている。

インプットシャフト２１の外周は、略円筒状のステータシャフト２２に取り囲まれている。インプットシャフト２１とステータシャフト２２との間には、隙間２３が設けられている。ステータシャフト２２の右側端部は、トルクコンバータ２内に挿入されている。トルクコンバータ２のステータ１５は、ステータシャフト２２の右側端部に（ワンウェイクラッチを介して）支持されている。ステータシャフト２２とタービンランナ１３との間には、間隔が空けられており、インプットシャフト２１とステータシャフト２２との間の隙間２３は、ステータシャフト２２とタービンランナ１３との間を介して係合側油室１９と連通している。

インプットシャフト２１の左側には、オイルポンプ４が配置されている。オイルポンプ４は、ポンプハウジング３１、ポンプ駆動シャフト３２およびポンプギヤ３３を備えている。

ポンプ駆動シャフト３２は、インプットシャフト２１と共通の回転軸線上を延び、インプットシャフト２１内に挿通されている。これにより、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２とは、二重軸構造をなしている。

ポンプ駆動シャフト３２の右端部の外周面には、スプライン３４が形成されている。そして、そのポンプ駆動シャフト３２の右端部は、軸受部材１７内に挿入されて、スプライン３４と軸受部材１７の内周面に形成されたスプライン３５とが噛み合うことにより、軸受部材１７とスプライン結合されている。インプットシャフト２１の内周面とポンプ駆動シャフト３２の外周面との間には、隙間が設けられており、その隙間による軸間油路３６が形成されている。軸間油路３６の左端は、インプットシャフト２１の内周面とポンプ駆動シャフト３２の外周面との間に介在されたシール３７により閉鎖され、その右端は、開放されている。これにより、軸間油路３６は、ロックアップクラッチ１４とフロントカバー１１との間の解放側油室１８と連通している。

ポンプ駆動シャフト３２の左端部は、ポンプハウジング３１内に挿入されている。

ポンプギヤ３３は、ポンプハウジング３１内に収容されて、ポンプ駆動シャフト３２と一体回転可能にスプライン結合している。これにより、トルクコンバータ２のフロントカバー１１が回転すると、ポンプ駆動シャフト３２が回転し、ポンプギヤ３３がポンプ駆動シャフト３２と一体に回転する。ポンプギヤ３３の回転により、オイルポンプ４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。

ポンプギヤ３３の左右両側には、ポンプハウジング３１によってポンプ駆動シャフト３２を支持し、ポンプハウジング３１とポンプ駆動シャフト３２との間を封止するシール３８，３９が設けられている。

ポンプハウジング３１には、バルブボディからオイル（油圧）が供給される供給油路４１が形成されている。ポンプ駆動シャフト３２には、軸心油路４２が形成されている。軸心油路４２は、ポンプ駆動シャフト３２の左端で開放されており、供給油路４１と連通している。また、ポンプ駆動シャフト３２には、一端が軸心油路４２に接続され、他端にポンプ駆動シャフト３２の周面で開放される開口４４を有する連通油路４３が形成されており、軸心油路４２は、連通油路４３を介して、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２との間の軸間油路３６と連通している。これにより、供給油路４１から軸心油路４２および連通油路４３を通して、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２との間の軸間油路３６に油圧を供給することができ、その油圧を軸間油路３６を通してトルクコンバータ２の解放側油室１８に作動圧として供給することができる。作動圧は、たとえば、バルブボディに設けられたリニアソレノイドバルブにより、ライン圧を調圧することにより生成される。

＜二重軸構造の特徴部分＞
図２は、インプットシャフト２１の左端部の近傍を抜粋して示す断面図である。

インプットシャフト２１の左端部には、ドライブギヤ５１が一体に形成されている。ドライブギヤ５１は、インプットシャフト２１の左端部から回転径方向に張り出すウェブ５２と、ウェブ５２の外周端部から後側に延びる略円筒状のリム５３とを有している。リム５３の外周面には、多数のギヤ歯５４が周方向に並んで形成されている。

また、インプットシャフト２１の左端部に対して回転径方向に間隔を空けた位置には、インプットシャフト２１の回転軸線と平行に延びる回転軸６１の右端部が配置されている。回転軸６１の右端部には、ドライブギヤ５１と噛合するドリブンギヤ６２が相対回転不能に外嵌されている。ドリブンギヤ６２は、略円筒状のボス６３と、ボス６３の左端部から回転径方向に延びる略円環板状のウェブ６４と、ウェブ６４の外周を取り囲む略円筒状のリム６５とを有している。リム６５の外周面には、ドライブギヤ５１のギヤ歯５４と噛合する多数のギヤ歯６６が形成されている。

ドリブンギヤ６２のボス６３には、ウェブ６４の右側の部分に、ベアリング７１の内輪が外嵌されている。変速ユニット１の外殻をなすケース７２には、収容凹部７３が形成されており、ベアリング７１は、収容凹部７３に内嵌されて、外輪が収容凹部７３に相対回転不能に保持されている。

また、ケース７２には、収容凹部７３を取り囲む壁部７４を隔てて、円形の保持開口７５が形成されている。保持開口７５には、ベアリング７６が内嵌されており、インプットシャフト２１は、ベアリング７６を介して、ケース７２に回転可能に保持されている。

ポンプ駆動シャフト３２がケース７２に組み付けられた状態で、インプットシャフト２１がポンプ駆動シャフト３２に外嵌される際には、インプットシャフト２１が保持開口７５を右側から左側に通される。その際、インプットシャフト２１が回転径方向に位置ずれすると、ドライブギヤ５１がケース７２の壁部７４または保持開口７５を取り囲む部分に接触するおそれがある。

インプットシャフト２１の左端部の内周面には、ポンプ駆動シャフト３２と組み付けられた状態でポンプ駆動シャフト３２の連通油路４３の開口４４と対向する対向部分８１を避けて、その対向部分８１の左側および右側に対向部分８１よりも内径が小さい小径面８２が形成されている。そのため、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２とが組み付けられた状態で、小径面８２は、対向部分８１よりもポンプ駆動シャフト３２の外周面に近接している。言い換えれば、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２とが組み付けられた状態で、小径面８２とポンプ駆動シャフト３２の外周面との間の隙間Ｄ１は、対向部分８１とポンプ駆動シャフト３２の外周面との間の隙間Ｄ２よりも小さい。また、小径面８２とポンプ駆動シャフト３２の外周面との間の隙間Ｄ１は、インプットシャフト２１の右端部の内周面とポンプ駆動シャフト３２の外周面との間の隙間Ｄ３よりも小さい。

＜作用効果＞
かかる構成により、ポンプ駆動シャフト３２がケース７２に組み付けられた状態で、インプットシャフト２１がポンプ駆動シャフト３２に外嵌される際に、インプットシャフト２１の回転径方向の位置ずれを、ポンプ駆動シャフト３２の外周面とインプットシャフト２１の小径面８２との隙間Ｄ１の範囲内に抑制することができる。その結果、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２との組付け性を改善することができる。

また、ポンプ駆動シャフト３２とインプットシャフト２１との組付け時におけるインプットシャフト２１の回転径方向の位置ずれが抑制されるので、インプットシャフト２１を保持開口７５に通すときに、インプットシャフト２１がケース７２に接触することを抑制でき、その接触による割れや欠けなどがケース７２に生じることを抑制できる。この観点からは、小径面８２は、少なくともインプットシャフト２１（ドライブギヤ５１）が保持開口７５に通される前に小径面８２がポンプ駆動シャフト３２の外周面と回転径方向に対向する位置に形成されていることが好ましい。

しかも、インプットシャフト２１の小径面８２は、ポンプ駆動シャフト３２に形成された連通油路４３の開口４４と回転径方向に対向する部分を避けて形成されているので、開口４４から軸間油路３６に油を良好に吐出させることができる。その結果、軸間油路３６に供給される油が受ける管路抵抗を下げることができ、軸間油路３６からロックアップクラッチ１４に供給される油圧の応答性を確保することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一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できる。

たとえば、前述の実施形態では、インプットシャフト２１とポンプ駆動シャフト３２とによる二重軸構造を取り上げたが、変速ユニット１に設けられる他の二重軸構造に本発明を適用することもできる。また、本発明は、変速ユニット１に限らず、第１回転軸が円筒状の第２回転軸内に挿入または挿通された二重軸構造に広く適用することができる。

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。

２１：インプットシャフト（第２回転軸）
３２：ポンプ駆動シャフト（第１回転軸）
４４：開口
８１：対向部分
８２：小径面

Claims (1)

1. 第１回転軸が円筒状の第２回転軸内に挿入または挿通された二重軸構造であって、
   前記第１回転軸に、軸線方向に延びる中空部が形成され、
   前記第１回転軸の外周面に、前記中空部と連通する開口が形成され、
   前記第２回転軸の内周面に、前記開口と回転径方向に対向する対向部分を避けて、当該対向部分よりも内径が小さい小径面が形成され、
   前記小径面と前記第１回転軸の外周面との間の隙間は、前記小径面に対して前記対向部分と反対側の端部の内周面と前記第1回転軸の外周面との間の隙間よりも小さい、二重軸構造。

Images