JP2005106177A

JP2005106177A - 車両用差動装置

Info

Publication number: JP2005106177A
Application number: JP2003340364A
Authority: JP
Inventors: Seiji Miyamoto; 誠司宮本; Tatsuhiko Iwasaki; 龍彦岩▲崎▼; Hiroaki Hayashi; 弘昭林; Masahito Kitada; 正仁北田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP4470149B2

Abstract

【課題】自動変速機等において、設計の自由度をできるだけ維持しつつ、オイルレベルゲージの収容スペースを確保すること。
【解決手段】オイルレベルゲージの収容室３００をハウジング１０の差動歯車機構収容部１５の壁部に形成し、この収容室３００と差動歯車機構収容部１５の内部空間とを連通する連通穴３０３を設けることで、収容室３００内にオイルが溜まるようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用の差動装置に関し、特にオイルレベルゲージの配設部位に関するものである。

自動変速機では、トルクコンバータにおける回転の伝達や変速機の各種機構の制御にオイルが用いられるため、その管理が重要となる。一般に、自動変速機では、共通のハウジング内にトルクコンバータと変速機と差動装置とが収容されており、これらに用いられるオイルはオイルパンに貯留され、ポンプにより順次循環されることになる。そして、自動変速機内のオイルの量を管理するために、オイルパンにはオイルレベルゲージが挿入されるように構成され、オイルパン内の貯留オイル量をオイルレベルゲージで測定することでその管理がなされているのが実情である。このような自動変速機におけるオイルレベルゲージに関連する技術としては、例えば、特許文献１や２が挙げられる。また、自動変速機におけるオイルによる潤滑に関連する技術としては、例えば特許文献３が挙げられる。

特開平５−１７２２１８号公報実開平１−５２８１３号公報特開平１１−４８８０６号公報

ここで、自動変速機内のオイルの回収はその自重により下方へ流れることを利用するため、オイルパンは自動変速機の底部に配設され、上方から流れてくるオイルを受け止めるように構成されるのが普通である。また、オイルレベルゲージはユーザの利便性を考慮して自動変速機の上側から抜き差しできるようにすることが望ましい。しかし、オイルパンの上方には変速機等が存在するため、オイルレベルゲージの収容スペースは制限され易い。特に、自動変速機のレイアウト次第によっては収容スペースの確保が難しくなるため、当該レイアウトの自由度が損なわれる場合もあり得る。

従って、本発明の目的は、設計の自由度をできるだけ維持しつつ、オイルレベルゲージの収容スペースを確保することにある。

本発明によれば、ハウジングと該ハウジング内に収容された差動歯車機構とを備え、車両の車輪に動力を伝達する車両用差動装置において、前記ハウジングの壁部に、オイルレベルゲージが挿入される有底の収容穴を設けると共に、前記ハウジング内のオイルが前記収容穴に流通するように前記ハウジング内と前記収容穴とを連通する連通穴を前記壁部に設けたことを特徴とする車両用差動装置が提供される。

この車両用差動装置によれば、前記連通穴を介して前記ハウジング内のオイルが前記収容穴に流入して貯留される。従って、前記収容穴にオイルレベルゲージが挿入されることでオイル量が測定できる。この際、前記壁部により前記収容穴は囲包されるのでオイルレベルゲージを保護することができる。更に、この構成によりオイルパンにオイルレベルゲージを挿入する構成を強いられることがない。従って、この車両用差動装置によれば、設計の自由度をできるだけ維持しつつ、オイルレベルゲージの収容スペースを確保することができる。

本発明においては、前記差動歯車機構が、入力側のギヤとしてリングギヤを含み、前記ハウジングの内面の一部を、前記リングギヤの側面に沿って両者が近接するように形成すると共に、前記収容穴を当該リングギヤの側面の側方に配設することもできる。この構成により、前記リングギヤの収容スペースを小さくしてオイルの攪拌抵抗を低減できると共に、この小スペース化に伴う空きのスペースに前記収容穴が配設されるので装置のコンパクト化を図ることができる。

また、本発明においては、更に、前記リングギヤの側面に向けて開口し、前記収容穴に連通したブリーザ用のガス抜き穴を前記壁部に設けると共に、前記ガス抜き穴を、前記リングギヤの外周から、当該リングギヤの半径方向内方へ離隔した位置に向けて開口するように配設することもできる。この構成により、装置内の内圧を外部へ逃がすことができると共に、前記ガス抜き穴に対するオイルの侵入を抑制することができる。

この場合、前記ガス抜き穴を、前記リングギヤの外周の歯部よりも、当該リングギヤの半径方向内方の位置に向けて開口するように配設することもできる。この構成により、前記ガス抜き穴に対するオイルの侵入をより効果的に抑制することができる。

また、この場合、更に、前記リングギヤの側面に向けて開口し、前記収容穴に連通したブリーザ用の第２のガス抜き穴を前記壁部に設けることもできる。この構成により、前記第２のガス抜き穴がバックアップ用のガス抜き穴となり、ブリーザの確実性を向上できる。

また、本発明においては、更に、前記オイルレベルゲージが挿通すると共に、前記ハウジング内にオイルを注入するためのフィラーチューブを備え、前記フィラーチューブが、前記収容穴の入口から前記ガス抜き穴まで前記収容穴に挿入されていてもよい。この構成により、前記フィラーチューブが前記ガス抜き穴を閉鎖することなく、また、前記フィラーチューブをより短くすることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、設計の自由度をできるだけ維持しつつ、オイルレベルゲージの収容スペースを確保することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る差動装置を適用した自動変速機Ａの外観斜視図、図２（ａ）は自動変速機Ａを車両前方側を正面とした場合の右側面図、図２（ｂ）は背面図である。自動変速機Ａは、車幅方向に型割され、ハウジング部材１１ａ及び１１ｂを図示の合わせ面にて組合わせて構成されるハウジング１０を備える。このハウジング１０は、大別すると、トルクコンバータ収容部１２と主変速機収容部１３と副変速機収容部１４と差動歯車機構収容部１５とを備える。差動歯車機構収容部１５には、左前輪用のドライブ軸の取付口１５ａ及び右前輪用のドライブ軸の取付口１５ｂがそれぞれ形成されている。ハウジング１０の底部にはオイルパン１７が取り付けられており、ここには自動変速機Ａ内の各機構を潤滑し、また、油圧系の作動油となるオイルが蓄積される。バルブボディ収容室１６には、副変速機収容部１４内に収容される副変速機１４０を油圧制御するバルブボディが配設される。主変速機収容部１３内に収容される主変速機１３０を油圧制御するバルブボディについては、例えば、オイルパン１７内に配設することができる。ここで、図５を参照して自動変速機Ａの内部機構の例について簡単に説明する。図５は自動変速機Ａの内部機構のスケルトン図である。

自動変速機Ａは、トルクコンバータ収容部１２に収容されたトルクコンバータ１２０と、主変速機収容部１３に収容された主変速機１３０と、副変速機収容部１４に収容された副変速機１４０と、差動歯車機構収容部１５に収容された差動歯車機構１５０と、を備える。トルクコンバータ１２０はエンジン１００の出力軸から出力される回転力を入力軸１３１に伝達する。オイルポンプ１２１はトルクコンバータ１２０を介してエンジン１００の出力が伝達されて駆動し、前記オイルパン１７に貯留されているオイルを自動変速機Ａの各部に圧送する。オイルポンプ１２１からのオイル一部は、入力軸１３１及びカウンタ軸１４１の軸線に沿ってそれらの内部に設けられた油路から、当該入力軸１３１及びカウンタ軸１４１の周面に開口する排出口を通って径方向に排出され、主変速機１３０及び副変速機１４０の各機構を潤滑する。

主変速機１３０は入力軸１３１上に設けられており、２つの遊星歯車機構１３２及び１３３の組合せでなり、入力軸１３１と遊星歯車機構１３２のサンギヤとの間にフォワードクラッチ１３４ａが、入力軸１３１と遊星歯車機構１３３のサンギヤとの間にリバースクラッチ１３４ｂが、入力軸１３１と遊星歯車機構１３３のピニオンキャリヤとの間に３−４クラッチ１３６がそれぞれ備えられている。２−４ブレーキ１３７は遊星歯車機構１３３のサンギヤを固定する。遊星歯車機構１３２のリングギヤと遊星歯車機構１３３のピニオンキャリヤとが連結され、これらとハウジング１０との間にローリバースブレーキ１３８及びワンウェイクラッチ１３９が配置されている。遊星歯車機構１３２のピニオンキャリヤと遊星歯車機構１３３のリングギヤとが連結され、これらに出力ギヤ１３５が接続されている。

副変速機１４０は、カウンタ軸１４１上に設けられており、単一の遊星歯車機構１４２でなり、出力ギヤ１３５と噛み合う入力ギヤ１４３がそのリングギヤに連結され、主変速機１３０からの回転駆動力が伝達されるように構成されている。遊星歯車機構１４２のサンギヤとピニオンキャリアの間には直結クラッチ１４４が備えられ、サンギヤとハウジング１０との間に減速ブレーキ１４５及びワンウェイクラッチ１４６が配置されている。そして、遊星歯車機構１４２のピニオンキャリアがカウンタ軸１４１に連結されており、副変速機１４０の出力が出力ギヤ１４７から出力される。差動歯車機構１５０は、出力ギヤ１４７と噛み合うリングギヤ１５０ａと、リングギヤ１５０ａが固定されたデフケース１５０ｂと、ピニオンシャフト１５０ｃと、一対のピニオンギヤ１５０ｄと、リングギヤ１５０ａから入力される駆動力を各ドライブ軸１５１に伝達する一対のサイドギヤ１５０ｅとからなり、ハウジング１０の差動歯車機構収容部１５に支持されて差動装置を構成している。

次に、図１及び図２に戻り、各軸１３１、１４１及び１５１の位置関係について説明する。同図において、軸線ｄ１、ｄ２及びｄ３はそれぞれ入力軸１３１、カウンタ軸１４１及びドライブ軸１５１の軸線を示している。また、各軸１３１、１４１及び１５１については図２（ａ）においてその位置が破線でのみ示されており、特にドライブ軸１５１の自動変速機Ａ外部に露出する部分については図示を省略している。まず、入力軸１３１は車両の車幅方向に配設されており、カウンタ軸１４１及びドライブ軸１５１は入力軸１３１と平行に配設されている。つまり、これら３つの軸は相互に平行な位置関係にある。更に、これらの３つの軸は、車両の前方から後方へ向かって、入力軸１３１、カウンタ軸１４１、ドライブ軸１５１の順に設定されると共に、カウンタ軸１４１の位置がドライブ軸１５１よりも車高方向に高い位置に設定されている。また、本実施形態の場合、入力軸１３１は車高方向に見てカウンタ軸１４１とドライブ軸１５１との間の高さに配設されている。なお、これらの相対的な位置関係は主変速機１４０、副変速機１５０及び差動歯車機構１５０を構成する歯車の寸法関係及び自動変速機Ａの配置スペースの制約等によりレイアウトされることになるが、本実施形態のように副変速機１４０からの出力を差動歯車機構１５０に直接入力する、一般的な設計によれば、副変速機１４０よりも下方に差動歯車機構１５０が位置することになるのが通常であるため、カウンタ軸１４１はドライブ軸１５１よりも車高方向に高い位置に配設され、また、入力軸１３１はドライブ軸１５１と車高方向に高い位置か同レベルの位置に配設されることになる。

次に、自動変速機Ａにおけるオイルレベルゲージの収容構造について説明する。一般にオイルレベルゲージは、オイルパンに挿入される構成が採用されるが、本実施形態の自動変速機Ａのように、オイルパン１７上にトルクコンバータ１２０、主変速機１３０及び副変速機１４０が配設され、しかも装置のコンパクト化を図らんとした場合、自動変速機Ａの上方からオイルレベルゲージを挿入できるようにその収容スペースを確保することは設計上必ずしも容易ではない。そこで、本実施形態ではハウジング１０のうち、差動歯車機構収容部１５の部分にオイルレベルゲージ２００の収容部３００を設けている。以下、この構成を図３及び図４（ａ）を参照して説明する。図３は図２（ｂ）の線ＸＸに沿うハウジング１０の断面図であり、図４（ａ）は図３の線ＹＹに沿う断面図である。図３中、ハッチング部分は、ハウジング部材１１ｂの合わせ面を示している。

収容部３００は、ハウジング１０の差動歯車機構収容部１５の壁部に形成され、車高方向下端の底部３０１と、上端の開放端３０２と、から有底の穴上に形成されている。差動歯車機構収容部１５の壁部には、差動歯車機構収容部１５の内部空間と、収容部３００の内部空間とを連通する連通穴３０３が設けられ、本実施形態の場合、この連通穴３０３は収容部３００の下端である底部３０１の部位に設けられている。

さて、本実施形態においては、オイルポンプ１２１によりオイルパン１７に貯留されたオイルが副変速機１４０に供給され、その各機構を潤滑するが、図３に示すように副変速機収容部１４の内部空間と差動歯車機構収容部１５の内部空間とが相互に通じているため、副変速機１４０に供給されたオイルは差動歯車機構収容部１５の内部空間に流入し、差動歯車機構１５０を潤滑すると共に余剰のオイルが該内部空間内に貯留される。このため、差動歯車機構収容部１５内のオイルは連通穴３０３を通って収容部３００内に流入することになる。オイルパン１７内のオイルは自動変速機Ａ内を循環するから、収容部３００内に流入するオイル量は自動変速機Ａ内に存在するオイル量に比例し、収容部３００内のオイル量をオイルレベルゲージ２００で測定することで自動変速機Ａ内のオイル量が分かる。また、オイルレベルゲージ２００に付着したオイルによりその汚れ具合等のオイルの状態も分かる。このように本実施形態では、オイルレベルゲージ２００をオイルパン１７に挿入しなくてもオイル量を調べることができるので、自動変速機Ａの設計の自由度を向上することができる。また、収容部３００は差動歯車機構収容部１５の壁部により囲包されているので、オイルレベルゲージ２００が差動歯車機構１５０の一部に接触して傷をつけることがないと共に、副変速機１４０から飛散するオイルがオイルレベルゲージ２００に付着することがなく、より正確なオイル量を測定できる。

ところで、本実施形態では、差動歯車機構収容部１５の内面の一部をリングギヤ１５０ａの側面に沿って両者が近接するように形成している。より具体的には、差動歯車機構収容部１５の壁部のうち、その内部空間に面すると共にリングギヤ１５０ａの側方に位置する内面１５ｃが、リングギヤ１５０ａの側面と略平行に、かつ、リングギヤ１５０ａの側面に接触しない範囲で近接させている。図示しないが、リングギヤ１５０ａの反対側の側面においても壁部の内面が同様に近接されている。つまり、差動歯車機構収容部１５の壁部のうち、リングギヤ１５０ａの周囲部分が、リングギヤ１５０ａに接触しない範囲で近接し、当該リングギヤ１５０ａの輪郭を縁取るように形成されている。リングギヤ１５０ａの側面と内面１５ｃとの間隔は、両者が接触しない範囲で最も近接させることが望ましく、例えば、５ｍｍ程度の間隔であることが望ましい。このように、リングギヤ１５０ａの収納スペースを従来の構成（例えば、特許文献３の図４を参照）よりも小さくすることで、リングギヤ１５０ａの周囲に貯留されるオイル量が低減する。この結果、リングギヤ１５０ａに対する攪拌抵抗を削減することができる。更に、リングギヤ１５０ａの側部にスペースが空くため、本実施形態ではこの空きのスペースとなる部分に収容部３００を形成することで装置のコンパクト化を図っている。

次に、収容部３００におけるブリーザの構成について説明する。差動歯車機構収容部１５の壁部には、リングギヤ１５０ａの側面に向けて開口し、収容部３００と連通したブリーザ用のガス抜き穴３０４が設けられている。このガス抜き穴３０４を設けたことにより、自動変速機Ａの内部空間が外部との間で空気の流通が可能となり、当該内部空間が高圧等になった場合に圧を逃がすことができる。以下、このブリーザのための構造について説明する。図４（ｂ）に示すように、オイルレベルゲージ２００は、取手部２０１とこれに接続されたゲージ部２０２とからなり、取手部２０１は円筒状のフィラーチューブ２１０の上端に嵌め込まれる。ゲージ部２０２はフィラーチューブ２１０内を通って収容部３００内に導かれ、収容部３００内のオイルに接触することになる。そして、取手部２０１には、フィラーチューブ２１０の端面を跨ぐようにして溝２０１ａが形成されており、この溝２０１ａを介してフィラーチューブ２１０内は大気に開放されている。そして、図４（ａ）に示すように、フィラーチューブ２１０の下端部２１０ａは収容部３００の上端部に挿入されているが、ガス抜き穴３０４を閉鎖しないようにガス抜き穴３０４の上方に留まっている。つまり、フィラーチューブ２１０は、収容部３００の上方の入口からガス抜き穴３０４までの間だけ収容部３００に差し込まれている。このため、差動歯車機構収容部１５の内部空間が、ガス抜き穴３０４及びフィラーチューブ２１０を介して大気に開放されることになり、自動変速機Ａの内圧を外部へ逃がすことが可能となる。なお、本実施形態では、収容部３００内において、ゲージ部２０２は、その周壁に囲包されて保護されるため、フィラーチューブ２１０を収容部３００の底部３０１に至るまで挿入する必要がない。また、ガス抜き穴３０４の下方に設けられたガス抜き穴３０５はバックアップ用のガス抜き穴であり、ガス抜き穴３０４が、例えば、油膜で閉鎖されて詰まったりした場合に、ブリーザ用の穴として機能することになる。このようにバックアップ用のガス抜き穴３０５を設けておくことで、自動変速機Ａの内圧上昇をより確実に抑制することができる。

ところで、ガス抜き穴３０４及び３０５は、ここからオイルがフィラーチューブ２１０へ直接流入しないように、なるべく高い位置へ設けることが望ましい。一方、ガス抜き穴３０４及び３０５を単純になるべく高い位置へ設けようとすると、より上方となるガス抜き穴３０４はリングギヤ１５０ａの周縁部側、すなわち、歯部１５０ａ’近傍に位置することになる。しかし、本実施形態のようにリングギヤ１５０ａの収容スペースを小さく構成してその側面と壁部を近接させた場合、差動歯車機構収容部１５内のオイルはリングギヤ１５０ａの回転により圧を受けてリングギヤ１５０ａの側方へ飛び出し易くなる。このため、特にオイルが溜まり易いリングギヤ１５０ａの歯部１５０ａ’の側方にピッタリとガス抜き穴３０４を設けるとオイルがガス抜き穴３０４に侵入し易くなる。そこで、本実施形態では、図３に示すようにガス抜き穴３０４を、リングギヤ１５０ａの外周から、リングギヤ１５０ａの半径方向内方へ離隔した位置に向けて開口するように配設している。特に、本実施形態ではガス抜き穴３０４を、リングギヤ１５０ａの外周の歯部１５０ａ’よりも、リングギヤ１５０ａｎｏ半径方向内方の位置に向けて開口するように配設することにより、歯部１５０ａ’とガス抜き穴３０４とがオーバーラップしないようにしている。本実施形態では、歯部１５０ａ’とガス抜き穴３０４とを完全にオーバーラップしないように構成しているが、必ずしも完全にオーバーラップしないようにしなくてもよく、例えば、ガス抜き穴３０４の穴の中心を歯部１５０ａ’の歯底よりも半径方向内側に設定する等、オーバーラップ量を低減できればよい。

本発明の一実施形態に係る差動装置を適用した自動変速機Ａの外観斜視図である。（ａ）は自動変速機Ａを車両前方側を正面とした場合の右側面図、（ｂ）は背面図である。図２（ｂ）の線ＸＸに沿うハウジング１０の断面図である。（ａ）は図３の線ＹＹに沿う断面図、（ｂ）はオイルレベルゲージ２００の取手部分２０１の構造を示す図である。自動変速機Ａの内部機構のスケルトン図である。

符号の説明

Ａ自動変速機
１０ハウジング
１３０主変速機
１３１入力軸
１４０副変速機
１４１カウンタ軸
１５０差動歯車機構
１５０ａリングギヤ
１５１ドライブ軸
２００オイルレベルゲージ
２１０フィラーチューブ
３００収容部
３０１底部
３０３連通穴
３０４、３０５ガス抜き穴

Claims

ハウジングと該ハウジング内に収容された差動歯車機構とを備え、車両の車輪に動力を伝達する車両用差動装置において、
前記ハウジングの壁部に、オイルレベルゲージが挿入される有底の収容穴を設けると共に、前記ハウジング内のオイルが前記収容穴に流通するように前記ハウジング内と前記収容穴とを連通する連通穴を前記壁部に設けたことを特徴とする車両用差動装置。
前記差動歯車機構が、入力側のギヤとしてリングギヤを含み、
前記ハウジングの内面の一部を、前記リングギヤの側面に沿って両者が近接するように形成すると共に、前記収容穴を当該リングギヤの側面の側方に配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両用差動装置。
更に、前記リングギヤの側面に向けて開口し、前記収容穴に連通したブリーザ用のガス抜き穴を前記壁部に設けると共に、
前記ガス抜き穴を、前記リングギヤの外周から、当該リングギヤの半径方向内方へ離隔した位置に向けて開口するように配設したことを特徴とする請求項２に記載の車両用差動装置。
前記ガス抜き穴を、前記リングギヤの外周の歯部よりも、当該リングギヤの半径方向内方の位置に向けて開口するように配設したことを特徴とする請求項３に記載の車両用差動装置。
更に、前記リングギヤの側面に向けて開口し、前記収容穴に連通したブリーザ用の第２のガス抜き穴を前記壁部に設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用差動装置。
更に、前記オイルレベルゲージが挿通すると共に、前記ハウジング内にオイルを注入するためのフィラーチューブを備え、前記フィラーチューブが、前記収容穴の入口から前記ガス抜き穴まで前記収容穴に挿入されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用差動装置。