CN101403435B

CN101403435B - 自动变速器

Info

Publication number: CN101403435B
Application number: CN200810166033.8A
Authority: CN
Inventors: 岩崎龙彦; 寺冈隆道; 镰田真也
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2007-10-02
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2028-10-06
Also published as: JP4998185B2; JP2009085389A; EP2045487A2; US20090088282A1; EP2045487A3; CN101403435A; US8025601B2

Abstract

本发明的自动变速器(1)中，行星齿轮组(30)相邻于变速器壳(6)的端盖(6b)设置，行星架(33)的内周面转动自如地嵌合支撑于端盖(6b)上设置的凸座部(6b1)的外周面。润滑油供应通道，包括，从端盖(6b)内形成至凸座部(6b1)内的油路(6br)；形成于行星架(33)内、在行星架(33)与凸座部(6b)的嵌合面处以液密状态与油路(6br)连接的油路(33r)；形成于小齿轮轴(35)内、以液密状态连接油路(33r)并连通小齿轮轴外周面的油路(35r)。控制通过该润滑油供应通道向轴承部(101)供应的润滑油的量的润滑油量控制装置(V)设置于润滑油供应通道的上游侧。

Description

自动变速器

技术领域

本发明涉及汽车中搭载的自动变速器，特别涉及其变速机构的润滑结构。

背景技术

汽车中搭载的自动变速器，通过多个摩擦单元的选择性接合，对经变矩器输入发动机的输出转动的变速机构的动力传递路径进行切换，从而实现不同减速比的多个变速档，此种自动变速器中，存在如何向构成变速机构的各种转动部件供应润滑油，以提高其的性能或耐用性等的问题。

例如，日本专利公开公报特开2006－214580号所记载的自动变速器中，为了润滑行星齿轮组中的小齿轮的轴承部，从设置于中心轴内的轴向油路经半径方向的油孔通过离心力流出该中心轴外的润滑油，在导入形成于行星齿轮组的行星架主体内的油路后，经由形成于小齿轮轴内的轴向油路与从该油路连通至轴外周面的油孔，供应至小齿轮与小齿轮轴之间。

然而，上述自动变速器中，从中心轴的油孔流出的润滑油，首先流到变速器壳中的开放的空间，然后一部分导入行星架主体的油路中，润滑油不仅供应至小齿轮的轴承部，还供应至其他部分。因此，基于包含上述中心轴的上述行星齿轮组周边的各转动部件各自的转动状态等，向小齿轮的轴承部的润滑油供应量发生变化。其结果，特别在小齿轮高速转动时，出现未能向该小齿轮的轴承部供应足够量的润滑油的情况，从而有可能发生该小齿轮及小齿轮轴过早磨损等问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种始终稳定地向行星齿轮组中的小齿轮的轴承部供应足够量的润滑油，抑制小齿轮或小齿轮轴的过早磨损等问题的自动变速器。

本发明的自动变速器，其特征在于具有：安装在发动机输出轴上的变矩器、和经输入轴输入该变矩器的输出转动的变速机构，所述变速机构具有三个行星齿轮组，该三个行星齿轮组分别包括太阳轮、齿圈、及通过小齿轮轴转动自如地支撑与上述太阳轮及齿圈啮合的小齿轮的行星架，该自动变速器还具有用于向上述小齿轮与小齿轮轴之间的轴承部供应润滑油的润滑油供应通道，收纳上述三个行星齿轮组的变速器壳，具有壳主体和封闭设置于该壳主体的反变矩器侧端上的开口的端盖，上述三个行星齿轮组中小齿轮以最高的速度转动的行星齿轮组设置于最靠近所述端盖侧，上述行星架的内周面，转动自如地嵌合支撑于从上述端盖向壳主体内部沿轴向延伸的凸座部的外周面，上述润滑油供应通道，包括，从上述端盖内形成至上述凸座部内的凸座部内油路；形成于上述行星架内、在上述行星架与凸座部的嵌合面处以液密状态与上述凸座部内油路连接的行星架内油路；以及形成于上述小齿轮轴内、以液密状态连接上述行星架内油路并连通上述小齿轮轴外周面的轴内油路，另外，控制通过上述润滑油供应通道向上述小齿轮与小齿轮轴之间的轴承部供应的润滑油的量的润滑油量控制装置，设置于上述润滑油供应通道的上游侧，其中，该自动变速器的变速机构，使用沿轴向排列设置的上述三个行星齿轮组实现前进六档，设置有上述润滑油供应通道的行星齿轮组是上述三个行星齿轮组中小齿轮以最高的速度转动的行星齿轮组，并且，作为该自动变速器的变速机构的结构要素，在上述变速器壳内设置有，输入轴；设置于与该输入轴相同的轴上的中间位置的输出部件；由包括太阳轮、小齿轮、行星架及齿圈的单小齿轮型行星齿轮组所构成的第一、第二、第三齿轮组；使上述输入轴与第一齿轮组的太阳轮及第二齿轮组的太阳轮分离、接合的第一离合器；使上述输入轴与第二齿轮组的行星架及第一齿轮组的齿圈分离、接合的第二离合器；使上述壳体与第一齿轮组的齿圈及第二齿轮组的行星架分离、接合的第一制动器；使上述壳体与第二齿轮组的齿圈及第三齿轮组的行星架分离、接合的第二制动器；使上述壳体与第三齿轮组的齿圈分离、接合的第三制动器；其中，第一齿轮组的太阳轮与第二齿轮组的太阳轮连接、第一齿轮组的齿圈与第二齿轮组的行星架连接、第二齿轮组的齿圈与第三齿轮组的行星架连接，并且，第三齿轮组的太阳轮与上述输入轴连接、第一齿轮组的行星架与上述输出部件连接，设置有上述润滑油供应通道的行星齿轮组是上述第三齿轮组。

采用上述发明，向行星齿轮组的小齿轮与小齿轮轴之间供应的润滑油，经由从端盖内形成至凸座部内的凸座部内油路、和形成于行星架内的行星架内油路、以及形成于小齿轮轴内的轴内油路进行供应。并且，由于上述的油路相互以液密状态连接，因此流过各油路的润滑油不会释放到变速器壳内的空间，其结果，可以向小齿轮与小齿轮轴之间的轴承部供应足够量的润滑油。

另外，通过三条油路向小齿轮与小齿轮轴之间的轴承部供应的润滑油，其油量控制，由润滑油量控制装置进行，因此，能够根据运转状态、特别是根据与小齿轮的转速成比例的发动机转速，控制润滑油的供应量，或实现在小齿轮高速转动的变速档时增加润滑油的供应量、在无需太多润滑油的变速档时减少供应量等控制。由此，既可防止小齿轮高速转动时的润滑不足，又可减少因过量供应润滑油导致的泵驱动损失。

另外，随着变速档的增加，构成变速机构的行星齿轮组的数量便增加，例如前进六档的情况下，有时需要沿轴向排列设置三个行星齿轮组，而在这些行星齿轮组的任意一个中，会存在在特定的变速档下小齿轮以极高速运转的情况。此时，有可能发生向小齿轮的轴承部的润滑油供应量相对于转速显得不足的情况。上述发明中，由于具有以最高速转动的小齿轮的行星齿轮组，最靠近端盖侧，因此，通过自上述端盖以液密状态相连续的上述润滑油供应通道，可以切实地向小齿轮的轴承部供应足够量的润滑油，防止高速转动的小齿轮的轴承部的润滑不足。

上述发明中，较为理想的是，上述行星架，其内周部中嵌合于上述凸座部的外周面的部分的轴向尺寸，大于其径向外侧的轴向尺寸。

由此，行星架与凸座部形成以较大的接触面积嵌合的状态，其结果，行星架的支撑刚性提高，行星架以凸座部为中心稳定地转动。即，行星架转动中，行星架内油路与凸座部内油路之间保持较高的液密度，润滑油难以从该处渗漏。

上述发明中，较为理想的是，上述行星架的内周部一侧的面，通过推力轴承支撑于相邻的上述太阳轮的端面。

由此，行星架的支撑刚性提高，行星架与凸座部接触的状态保持稳定，在此状态下，行星架以凸座部为中心转动。即，行星架转动中，行星架内油路与凸座部内油路之间保持较高的液密程度，润滑油难以从该处渗漏。

上述发明中，较为理想的是，上述行星架的内周部另一侧的面，通过推力轴承支撑于上述端盖的端面。

附图说明

图1是本发明实施方式所涉及的自动变速器的骨架图。

图2是表示摩擦单元的接合组合与变速档的关系的图表。

图3是第三齿轮组及其周边的剖视图。

图4是以与图3不同的角度截断第三齿轮组及其周边的剖视图，是用于说明润滑油路的结构的图。

图5是表示一档状态的要部骨架图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1是表示本发明实施方式所涉及的自动变速器的结构的骨架图，该自动变速器1适用于前置发动机前轮驱动车等发动机横置式汽车，作为其主要结构要素，具有安装在发动机输出轴2上的变矩器3，和经输入轴4输入该变矩器3的输出转动的变速机构5，该变速机构5以设置于输入轴4的轴心上的状态，收纳于变速器壳6中。

而且，该变速机构5的输出转动，从同样地设置在输入轴4的轴心上位于该输入轴4的中间部的输出齿轮7经中间轴驱动机构8传递至差动装置9，从而左右的车轴9a、9b得到驱动。

上述变矩器3包括，连接于发动机输出轴2的壳体3a；固定于该壳体3a内的泵3b；与该泵3b相对设置、由该泵3b通过工作油驱动的涡轮3c；设置于泵3b与涡轮3c之间、并且通过单向离合器3d支撑于上述变速器壳6实现转矩增大作用的定子3e；设置于上述壳体3a与涡轮3c之间、通过该壳体3a直连发动机输出轴2与涡轮3c的锁止离合器的3f。而且，涡轮3c的转动经上述输入轴4传递至变速机构5。

另一方面，变速机构5具有第一、第二、第三行星齿轮组（以下简称“第一、第二、第三齿轮组”）10、20、30，它们从变矩器3侧依次设置于变速器壳6内的上述输出齿轮7的反变矩器侧。

另外，作为构成变速机构5的摩擦单元，在上述输出齿轮7与变矩器3之间设置有第一离合器40及第二离合器50，并且在输出齿轮7的反变矩器侧，从变矩器3侧依次设置有第一制动器60、第二制动器70及第三制动器80，此外与第一制动器60并列设置有单向离合器90。

上述第一、第二、第三齿轮组10、20、30均为单小齿轮型行星齿轮组，包括，太阳轮11、21、31；与上述太阳轮11、21、31分别啮合的多个小齿轮12、22、32；分别支撑上述小齿轮12、22、32的行星架13、23、33；与小齿轮12、22、32分别啮合的齿圈14、24、34。

而且，上述输入轴4与第三齿轮组30的太阳轮31连接，此外，第一齿轮组10的太阳轮11与第二齿轮组20的太阳轮21、第一齿轮组10的齿圈14与第二齿轮组20的行星架23、第二齿轮组20的齿圈24与第三齿轮组30的行星架33分别连接。另外，上述输出齿轮7与第一齿轮组10的行星架13连接。

另外，第一齿轮组10的太阳轮11及第二齿轮组20的太阳轮21通过上述第一离合器40可离合地连接输入轴4，第二齿轮组20的行星架23通过上述第二离合器50可离合地连接输入轴4。

此外，第一齿轮组10的齿圈14及第二齿轮组20的行星架23通过并列设置的上述第一制动器60及单向离合器90可离合地连接变速器壳6，第二齿轮组20的齿圈24及第三齿轮组30的行星架33通过上述第二制动器70可离合地连接变速器壳6，此外，第三齿轮组30的齿圈34通过上述第三制动器80可离合地连接变速器壳6。

根据以上结构，该变速机构5中，通过第一、第二制动器40、50及第一、第二、第三离合器60、70、80的接合状态的组合，可实现前进六档及后退档，图2的接合图表表示接合状态的组合与变速档的关系。

即，一档时，第一离合器40与第一制动器60接合，输入轴4的转动，输入第一齿轮组10的太阳轮11，由该第一齿轮组10以大减速比减速后从该第一齿轮组10的行星架13输出至输出齿轮7。另外，第一制动器60仅在进行发动机制动的一档时接合，在不进行发动机制动的一档时，通过锁定单向离合器90形成一档。

二档时，第一离合器40与第二制动器70接合，输入轴4的转动输入第一齿轮组10的太阳轮11的同时，还经第二齿轮组20输入第一齿轮组10的齿圈14，输入轴4的转动，以比上述一档小的减速比减速后从第一齿轮组10的行星架13输出至输出齿轮7。

三档时，第一离合器40与第三制动器80接合，输入轴4的转动输入第一齿轮组10的太阳轮11的同时，还经第三齿轮组30及第二齿轮组20输入第一齿轮组10的齿圈14，输入轴4的转动，以比上述二档更小的减速比减速后从第一齿轮组10的行星架13输出至输出齿轮7。

四档时，第一离合器40与第二离合器50接合，输入轴4的转动输入第一齿轮组10的太阳轮11的同时，还经第二齿轮组20直接输入第一齿轮组10的齿圈14。由此，第一齿轮组10整体与输入轴4一体化地转动，减速比为1的转动从行星架13输出至输出齿轮7。

五档时，第二离合器50与第三制动器80接合，输入轴4的转动经第二齿轮组20直接输入第一齿轮组10的齿圈14的同时，还经第三齿轮组30及第二齿轮组20输入该第一齿轮组10的太阳轮11，输入轴4的转动增速后从第一齿轮组10的行星架13输出至输出齿轮7。

六档时，第二离合器50与第二制动器70接合，输入轴4的转动经第二齿轮组20直接输入第一齿轮组10的齿圈14的同时，还经第二齿轮组20输入该第一齿轮组10的太阳轮11，输入轴4的转动，以比上述五档大的增速比增速后从第一齿轮组10的行星架13输出至输出齿轮7。

另外，后退档时，第一制动器60与第三制动器80接合，输入轴4的转动经第三齿轮组30及第二齿轮组20输入第一齿轮组10的太阳轮11。此时，第二齿轮组20中转动方向逆转，从而与输入轴4的转动方向相反方向的转动从第一齿轮组10的行星架13输出至输出齿轮7。

如上所述，根据该实施方式，变速机构5具有三个单小齿轮型行星齿轮组10、20、30和五个摩擦单元40、50、60、70、80，对应于上述各摩擦单元（40～80）的档位接合，实现前进六档及后退档中的任意一个档位。

接下来，根据图3和图4，对作为本发明的特征部分的设置于变速机构5的后侧（反变矩器侧）的第三齿轮组30及其周边的具体结构进行说明。另外，图3、图4表示以圆周方向的不同截面截断变速机构5的轴向同一部位的状态。

如图3所示，变速器壳6由收纳变速机构5的壳主体6a和封闭该壳主体6a的后侧端面的开口的端盖6b构成。

在端盖6b旁边，第三齿轮组30设置于其内周侧，第三制动器80设置于其外周侧。

第三齿轮组30的太阳轮31花键卡合于输入轴4。齿圈34通过其端盖侧端支撑于支撑板100，支撑板100的外周侧端构成第三制动器80的毂81。

与太阳轮31及齿圈34啮合的小齿轮32通过轴承101转动自如地支撑于行星架33支撑的小齿轮轴35。

行星架33的内周部33a的径向内侧的端面（内周面），通过轴承部件102嵌合于从端盖6b的内周侧向壳本体6a内部沿轴向延伸的凸座部6b1的外周面，从而以凸座部6b1为中心转动自如地得到支撑。该轴承部件102是由自润滑性优良的材料构成的圆筒体，连接于行星架33。

另外，行星架33，其内周部33a中嵌合于上述凸座部6b1的外周面的部分的轴向尺寸大于其径向外侧的轴向尺寸。其理由将在下面说明。

此外，行星架33中内周部33a的太阳轮31侧的面通过轴承103支撑于太阳轮31的端面，并且其相反侧的面（内周部33a的反太阳轮侧的面）通过轴承104支撑于支撑板100。另外，支持板100还通过与轴承104相对设置的轴承105支撑于端盖6b的端面，因此换言之，行星架33通过两个轴承104、105及其间的支撑板100支撑于端盖6b。其理由将在下面说明。

图4是表示用于向小齿轮32与小齿轮轴35之间（轴承101）供应润滑油的油路的截面。

如图4所示，向小齿轮32与小齿轮轴35之间（轴承101）供应润滑油的油路包括，从端盖6b内形成至凸座部6b1内的油路6br（凸座部内油路）；形成于行星架33及轴承部件102内、连接油路6br的油路33r（行星架内油路）；形成于小齿轮轴35内、连接油路33r并连通该轴35的外周面的油路35r（轴内油路）。

凸座部6b1内的油路6br与行星架33内的油路33r以液密状态连接。具体而言，在凸座部6b1的外周面上，沿圆周方向形成油槽106，油路6br与该油槽106连接。嵌合支撑于凸座部6b1并以该凸座部6b1为中心转动的行星架33的油路33r通过该油槽106从油路6br接收润滑油。另外，油槽106的轴向两侧设置有密封圈108。由此，可防止从油路6br流入油路33r的润滑油从凸座部6b1与行星架33之间（严密地说是与轴承部件102之间）漏出至变速器壳6内。

此外，如上所述，行星架33，其嵌合于凸座部6b1的部分的轴向尺寸大于其径向外侧的轴向尺寸，因此行星架33与凸座部6b1形成以较大的接触面积嵌合的状态，其结果，行星架33的支撑刚性提高，行星架33以凸座部6b1为中心稳定地转动。由此，行星架33转动中，行星架33内的油路33r与凸座部6b1内的油路6br之间保持较高的液密程度，可更有效地防止润滑油从该处渗漏。

此外，如上所述，行星架33中内周部33a的一侧的面（太阳轮31侧的面）通过轴承103支撑于太阳轮31的端面，并且内周部33a的另一侧的面（反太阳轮侧的面）通过两个轴承104、105及其间的支撑板100支撑于端盖6b。由此，行星架33的支撑刚性进一步提高，行星架33与凸座部6b1接触的状态保持稳定，在此状态下，行星架33以凸座部6b1为中心转动。其结果，行星架33转动中，行星架33内的油路33r与凸座部6b1内的油路6br之间保持更高的液密程度，可更有效地防止润滑油从该处渗漏。

另一方面，行星架33内的油路33r与小齿轮轴35内的油路35r也以液密状态连接。行星架33与小齿轮轴35以输入轴4的转动中心线为中心共同转动，因此无如上所述的密封圈，通过小齿轮轴35嵌入行星架33构成一体从而确保液密状态。

另外，从端盖6b内形成至凸座部6b1内的油路6br，连接于作为润滑油的供应源设置于油路6br的上游侧的油泵P，在该油泵P与上述油路6br之间设置有阀V（润滑油量控制装置）。于是，例如通过省略图示的阀控制单元等驱动阀V的开闭，经上述三个油路6br、33r、35r供应至小齿轮32与小齿轮轴35之间（轴承101）的润滑油的量便得到控制。这样，对应于阀V的运转，供应量受控的润滑油不会送出至变速器壳6内的其他部位，而经三个油路6br、33r、35r仅供应至轴承101。换言之，阀V及三个油路6br、33r、35r作为用于向轴承101供应润滑油的专用结构要素来设置。其结果，足够量的润滑油供应至小齿轮32与小齿轮轴35之间的轴承101。

另外，通过上述阀V，可根据小齿轮32的转速（即与其成比例的发动机转速）控制润滑油的供应量，或实现在无需太多润滑油的变速档时减少供应量等控制。由此，既可防止小齿轮32高速转动时的润滑不足，又可减少因过量供应润滑油导致的油泵P的驱动损失。

补充说明一下，上述实施方式中，小齿轮32的高速转动发生于一档时。

具体而言，如以粗线显示一档时的转矩传递路径的图5所示，一档时，第二齿轮组20中，行星架23由第一制动器60固定，在该状态下，输入轴4的转动输入太阳轮21，由此，齿圈24与输入轴4的转动逆向地转动。该逆向的转动输入第三齿轮组30的行星架33，因此，第三齿轮组30中，输入轴4的转动输入太阳轮31，行星架33中便输入与其逆向的转动。

由此，小齿轮32以不传递动力的状态极其高速地转动，从而存在小齿轮32与小齿轮轴35过早磨损的可能性。作为其对策，如上所述，经三个油路6br、33r、35r向小齿轮32与小齿轮轴35之间供应足够量的润滑油。

以上，以上述实施方式为例说明了本发明，不过，本发明并不限定于此。

例如上述实施方式为具有三个行星齿轮组的自动变速器，但只要是具有至少一个行星齿轮组的自动变速器，即可应用本发明。但能够更明显地发挥本发明效果的是，具有配备得以高速转动的小齿轮的行星齿轮组的自动变速器。此时，如上述实施方式所示，若将配备得以高速转动的小齿轮的行星齿轮组设置于最靠近端盖侧，便可以经由以液密状态连接的润滑油供应路从端盖向该小齿轮与小齿轮轴之间供应足够量的润滑油。

Claims

1.一种自动变速器，其特征在于具有：

安装在发动机输出轴上的变矩器、和

经输入轴输入该变矩器的输出转动的变速机构，

所述变速机构具有三个行星齿轮组，

所述三个行星齿轮组分别包括太阳轮、齿圈、及通过小齿轮轴转动自如地支撑与所述太阳轮及齿圈啮合的小齿轮的行星架，

该自动变速器还具有用于向所述小齿轮与小齿轮轴之间的轴承部供应润滑油的润滑油供应通道，收纳所述三个行星齿轮组的变速器壳，具有壳主体和封闭设置于该壳主体的反变矩器侧端上的开口的端盖，

所述三个行星齿轮组中小齿轮以最高的速度转动的行星齿轮组设置于最靠近所述端盖侧，所述行星架的内周面，转动自如地嵌合支撑于从所述端盖向壳主体内部沿轴向延伸的凸座部的外周面，

所述润滑油供应通道，包括，从所述端盖内形成至所述凸座部内的凸座部内油路；形成于所述行星架内、在所述行星架与凸座部的嵌合面处以液密状态与所述凸座部内油路连接的行星架内油路；形成于所述小齿轮轴内、以液密状态连接所述行星架内油路并连通所述小齿轮轴外周面的轴内油路，

控制通过所述润滑油供应通道向所述小齿轮与小齿轮轴之间的轴承部供应的润滑油的量的润滑油量控制装置，设置于所述润滑油供应通道的上游侧，其中，

该自动变速器的变速机构，使用沿轴向排列设置的所述三个行星齿轮组实现前进六档，

设置有所述润滑油供应通道的行星齿轮组是所述三个行星齿轮组中小齿轮以最高的速度转动的行星齿轮组，并且，

作为该自动变速器的变速机构的结构要素，在所述变速器壳内设置有，

输入轴；

设置于与该输入轴相同的轴上的中间位置的输出部件；

由包括太阳轮、小齿轮、行星架及齿圈的单小齿轮型行星齿轮组所构成的第一、第二、第三齿轮组；

使所述输入轴与第一齿轮组的太阳轮及第二齿轮组的太阳轮分离、接合的第一离合器；

使所述输入轴与第二齿轮组的行星架及第一齿轮组的齿圈分离、接合的第二离合器；

使所述壳体与第一齿轮组的齿圈及第二齿轮组的行星架分离、接合的第一制动器；

使所述壳体与第二齿轮组的齿圈及第三齿轮组的行星架分离、接合的第二制动器；

使所述壳体与第三齿轮组的齿圈分离、接合的第三制动器；其中，

第一齿轮组的太阳轮与第二齿轮组的太阳轮连接、第一齿轮组的齿圈与第二齿轮组的行星架连接、第二齿轮组的齿圈与第三齿轮组的行星架连接，并且，

第三齿轮组的太阳轮与所述输入轴连接、第一齿轮组的行星架与所述输出部件连接，

设置有所述润滑油供应通道的行星齿轮组是所述第三齿轮组。

2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：

所述行星架，其内周部中嵌合于所述凸座部的外周面的部分的轴向尺寸，大于其径向外侧的轴向尺寸。

3.根据权利要求2所述的自动变速器，其特征在于：

所述行星架的内周部一侧的面，通过推力轴承支撑于相邻的所述太阳轮的端面。

4.根据权利要求3所述的自动变速器，其特征在于：

所述行星架的内周部另一侧的面，通过推力轴承支撑于所述端盖的端面。