JP2006083961A - 変速機の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造で、オイルレベルを適正な位置に保持できる変速機の潤滑構造を提供する。
【解決手段】 変速機１００の潤滑構造は、潤滑油１２が溜められた内部空間１０を有し、所定の圧力まで圧力増加するギア室１０１と、連通孔３１によって内部空間１０と連通する内部空間２０を有し、所定の圧力よりも低い圧力となるギア室１０２と、連通孔３１の直下に位置するように内部空間２０に設けられ、連通孔３１を介して内部空間１０から内部空間２０に流入する潤滑油１２を受けるオイルキャッチタンク３３とを備える。
【選択図】 図３

Description

この発明は、一般的には、変速機の潤滑構造に関し、より特定的には、ギア室と、そのギア室との間で気圧差が生じる隣室とを備える変速機の潤滑構造に関する。

変速機の潤滑構造に関する従来の技術として、たとえば、特開平５−３３８５３号公報には、油温によるオイルレベル変化に起因してフリクションの増加やオイルポンプのエア吸い等が発生することを防止したオイル調整装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたオイル調整装置では、オイルパンとオイルクーラーとを有する自動変速機の循環系に、分配弁を備える油流分配部が設けられている。自動変速機の循環系は、油流分配部を介して、戻し弁を有するリザーバタンクに接続されている。油温が高いときは、分配弁により油をオイルパンからリザーバタンクに移動させ、油温が低いときは、戻し弁により油をリザーバタンクからオイルパンに戻す。

また、特開平７−２８０１８１号公報には、トランスミッションの組立性を向上させ、さらにオイルの回収を効率良く行なうことを目的としたブリーザ装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたブリーザ装置には、ギア室と、連通孔を介してギア室に連通された連結室とが設けられている。ブリーザ装置には、さらに、ブリーザホースを介して連結室と接続され、連結室を挟んでギア室の反対側に位置するキャッチタンクが設けられている。
特開平５−３３８５３号公報 特開平７−２８０１８１号公報

特許文献１に開示されたオイル調整装置では、油温の高低に基づいた分配弁の駆動を可能とするために、油温を検知する油温センサを設けたり、油温センサから出力された電気信号を基に分配弁を適正に作動させるためのコントローラを設けたりしなければならない。このため、部品コストの増大や、取り付け工数の増加を招くおそれがある。また、オイル調整装置を車両に搭載した場合、このような機器を設けると、車両重量の点から言っても不利となる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、簡易な構造で、オイルレベルを適正な位置に保持できる変速機の潤滑構造を提供することである。

この発明に従った変速機の潤滑構造は、潤滑油が溜められた第１の内部空間を有し、所定の圧力まで圧力増加するギア室と、連通孔によって第１の内部空間と連通する第２の内部空間を有し、所定の圧力よりも低い圧力となる隣室と、連通孔の直下に位置するように第２の内部空間に設けられ、連通孔を介して第１の内部空間から第２の内部空間に流入する潤滑油を受けるオイルキャッチ部とを備える。

このように構成された変速機の潤滑構造によれば、連通孔を設けることによって、ギア室の圧力増加により第１の内部空間でオイルレベルが上昇する潤滑油を、第１の内部空間から第２の内部空間に流入させることができる。これにより、潤滑油が、ギア室に設けられたブリーザから吹き出すこと（以下、たんにブリーザ吹きとも呼ぶ）を防止できる。また、第２の内部空間に流入した潤滑油は、連通孔の直下に配置されたオイルキャッチ部に溜められるため、オイルレベルの上昇によって隣室で不具合が生じることを防止できる。本発明では、連通孔と潤滑油を受けるオイルキャッチ部とが設けられるだけであるため、簡易な構造でこれらの効果を得ることができる。

また、隣室には、ギアが設けられている。このように構成された変速機の潤滑構造によれば、隣室でのオイルレベルの上昇を抑えることによって、隣室に設けられたギアが潤滑油に浸ることを防止できる。これにより、潤滑油が回転するギアに攪拌されるということがないため、潤滑油温度を安定化させ、延いては、温度上昇による潤滑油の劣化を防止できる。また、回転するギアが、潤滑油を攪拌することによって発生するエネルギ損失を低減させることができる。

また好ましくは、隣室には、ディファレンシャルギアおよびカウンタギアの少なくともいずれか一方が設けられている。ディファレンシャルギアとは、ディファレンシャル（差動装置）にボルト締結等により接続され、ディファレンシャルと一体となって回転するギアであり、カウンタギアとは、ディファレンシャルギアを駆動させるギアを言う。このように構成された変速機の潤滑構造によれば、これらのギアが設けられた隣室は、より低い圧力となるため、第１の内部空間と第２の内部空間との気圧差が増大する。これにより、第１の内部空間の潤滑油を、より積極的に第２の内部空間に導くことができ、ブリーザ吹きの発生を効果的に防止することができる。

また好ましくは、第１の内部空間から流入した潤滑油は、所定量を超えた時点でオイルキャッチ部からオーバーフローする。このように構成された変速機の潤滑構造によれば、オイルキャッチ部に別途、油路を設けることなく、所定量を超えた潤滑油を隣室へと移し変えることができる。このため、潤滑構造のシステムの簡便化を図ることができる。

また好ましくは、オイルキャッチ部には、潤滑油を漏洩させるための開口部が形成されている。このように構成された変速機の潤滑構造によれば、潤滑油がオイルキャッチ部に溜められたままの状態になるということがない。このため、ギア室と隣室との間の気圧差が解消された時に、潤滑油のオイルレベルを気圧差が生じる前の適正な位置に戻すことができる。

以上説明したように、この発明に従えば、簡易な構造で、オイルレベルを適正な位置に保持できる変速機の潤滑構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における変速機の潤滑構造を示す断面図である。図中には、車両に搭載される変速機の作動していない状態が示されている。図１を参照して、変速機１００は、潤滑油１２が溜められたオイルパン１３と、オイルパン１３に上方から組み付けられ、互いに隣り合って位置するギア室１０１および１０２を構成するケース１１とを備える。ギア室１０１およびギア室１０２には、それぞれ、内部空間１０および２０が形成されている。内部空間１０と内部空間２０とは、ケース１１内に設けられた隔壁１４によって隔たれている。隔壁１４は、ケース１１の頂面側から鉛直下方向に延び、その延びる先端に、オイルパン１３の底面と距離を隔てて位置する端部１４ｍを有する。

ケース１１内には、内部空間１０に位置して、相対的に大きい速度で回転するギア２３および２４が設けられており、内部空間２０に位置して、相対的に小さい速度で回転するギア２５が設けられている。ギア２３から２５は、ケース１１内において回転自在に支持されている。

潤滑油１２の油面１２ａは、端部１４ｍに接触しない高さで延びている。つまり、変速機１００が作動していない図中に示す状態において、内部空間１０と内部空間２０とは、端部１４ｍと油面１２ａとの間の空間により連通している。油面１２ａは、潤滑油１２がギア２３から２５に接触しない高さに設定されている。隔壁１４には、内部空間２０に位置してオイルキャッチタンク３３が設けられている。

図２は、図１中に示す変速機の隔壁を、オイルキャッチタンクが設けられた方向から見た斜視図である。図１および図２を参照して、隔壁１４には、内部空間１０から内部空間２０にまで達する連通孔３１が形成されている。連通孔３１は、ケース１１の頂面の近傍に形成されており、ケース１１の頂面と連通孔３１との間の距離は、連通孔３１と端部１４ｍとの間の距離よりも小さい。オイルキャッチタンク３３は、連通孔３１の直下、つまり、連通孔３１が設けられた位置から鉛直下方向に所定の距離だけ隔てた位置に設けられている。オイルキャッチタンク３３は、縁部３３ｎを有し、その縁部３３ｎに囲まれた位置には、鉛直上方向に開口する開口部３５が形成されている。なお、オイルキャッチタンクは、連通孔３１の直下に設けられた樋（とい）と、その樋が接続されたタンクとから構成されていても良い。

オイルキャッチタンク３３の底面には、貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は、その直径が連通孔３１の直径よりも小さくなるように形成される。たとえば、連通孔３１の直径を１０ｍｍとした場合、貫通孔３４の直径を１ｍｍから１．５ｍｍ程度とする。また、オイルキャッチタンク３３の底面には、貫通孔３４にかえて、スリット状の開口部が形成されていても良い。この場合、そのスリット状の開口部の開口面積が、連通孔３１による開口面積よりも小さくなるようにする。

図３は、図１中の変速機の作動させた状態を示す断面図である。図３を参照して、変速機１００の作動時、潤滑油１２は、図示しないポンプによりオイルパン１３から吸い上げられ、変速機内の各部位に供給される。その後、潤滑油１２は、再びオイルパン１３に戻される。これにより、潤滑油１２の温度が高くなり、熱膨張によって油面１２ａの高さが上昇する。加えて、内部空間１０においては、ギア２３および２４に供給された潤滑油１２が、高速回転するギア２３および２４に攪拌されることによって、気泡を含んだクレーム状となる。これにより、潤滑油１２の体積が膨張する。

この結果、端部１４ｍと油面１２ａとの間の空間が消滅し、内部空間１０と内部空間２０との間の連通が、潤滑油１２によって遮断される。このとき、ギア２３および２４が高速回転する内部空間１０では、気圧が増加するため、内部空間１０と内部空間２０との間で気圧差が発生する。

図４は、図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図３および図４を参照して、内部空間１０内のクリーム状の潤滑油１２は、内部空間１０と内部空間２０との間の気圧差により、連通孔３１を通って内部空間２０へと流れ込む。このため、本実施の形態では、変速機１００の負荷状況にかかわらず、潤滑油１２のブリーザ吹きを確実に防止することができる。

内部空間２０に流れ込んだ潤滑油１２は、さらに、連通孔３１の直下に設けられたオイルキャッチタンク３３へと流れ込む。このとき、オイルキャッチタンク３３の底面には、貫通孔３４が形成されているため、潤滑油１２は、貫通孔３４から内部空間２０内のオイルパン１３へと漏れてゆく。しかし、貫通孔３４は、連通孔３１よりも小さい直径を有し、貫通孔３４から漏れる潤滑油１２の量は微量である。このため、オイルキャッチタンク３３に、潤滑油１２が溜まってゆく。

潤滑油１２をオイルキャッチタンク３３に溜めることによって、油面１２ａの高さをギア２５に接触しない位置に留めることができる。これにより、ギア２５が潤滑油１２を攪拌することによって発生するエネルギ損失を低減させることができる。また、潤滑油１２は、ギア２５により攪拌されないため、潤滑油１２の油温を安定させることができる。これにより、潤滑油１２の劣化を抑え、その寿命を向上させることができる。また、潤滑油１２を適正に機能させることで、変速機１００の信頼性や耐久性を向上させることができる。

オイルキャッチタンク３３に溜められた潤滑油１２の油面が縁部３３ｎに達してからそれ以降は、潤滑油１２がオイルキャッチタンク３３からオーバーフローする。そのオーバーフローした潤滑油１２は、内部空間２０内のオイルパン１３に落下する。

図５は、図３中の変速機の作動を停止させた状態を示す断面図である。図５を参照して、変速機１００の作動を停止させると、潤滑油１２の温度が徐々に低下していく。この温度低下に伴い、油面１２ａの高さも下降する。一方、オイルキャッチタンク３３に溜められた潤滑油１２は、貫通孔３４を介して内部空間２０内のオイルパン１３へと戻される。

図６は、図１中に示す変速機のオイルパンが設けられた付近を拡大して示す断面図である。図６を参照して、図中には、オイルパン１３から潤滑油１２を吸引するポンプのオイルストレーナ４１が表されている。潤滑油１２の油面１２ａがオイルストレーナ４１の吸引口４１ｂよりも低い位置にある場合、ポンプのエア吸いが発生し、潤滑油１２を変速機内の各部位に循環させることができない。このため、変速機１００の作動前において、油面１２ａの高さは、吸引口４１ｂよりも高い位置に設定される。

本実施の形態では、潤滑油１２がオイルキャッチタンク３３に溜められたままの状態とならず、オイルパン１３へと戻される。このため、変速機１００の作動を停止した後においても、油面１２ａの高さを、元の適正な位置に戻すことができる。これにより、変速機１００を再作動させた時に、ポンプのエア吸いが発生することを防止できる。

また、変速機１００が極寒地に置かれた場合など、変速機１００の始動時には、潤滑油１２が、氷点下以下の温度になることがある。このとき、潤滑油１２が熱収縮するため、油面１２ａの高さが著しく低くなる。しかしながら、本実施の形態では、潤滑油１２がブリーザ吹きするおそれがない。このため、油面１２ａの高さを、低温下においてもポンプのエア吸いが発生しない十分に高い位置に設定することができる。これにより、極寒地における機能が保証される変速機であって、車両が高速、高負荷で走行した場合にも、ブリーザ吹きの発生するおそれのない変速機１００を実現することができる。

この発明の実施の形態１における変速機１００の潤滑構造は、潤滑油１２が溜められた第１の内部空間としての内部空間１０を有し、所定の圧力まで圧力増加するギア室１０１と、連通孔３１によって内部空間１０と連通する第２の内部空間としての内部空間２０を有し、所定の圧力よりも低い圧力となる隣室としてのギア室１０２と、連通孔３１の直下に位置するように内部空間２０に設けられ、連通孔３１を介して内部空間１０から内部空間２０に流入する潤滑油１２を受けるオイルキャッチ部としてのオイルキャッチタンク３３とを備える。

変速機１００の潤滑構造は、内部空間１０と内部空間２０との間で連通し、潤滑油１２が溜められるオイルパン１３をさらに備える。オイルパン１３には、吸引口４１ｂを有し、吸引口４１ｂから潤滑油１２を吸引するオイルストレーナ４１が設けられている。オイルパン１３に溜められた潤滑油１２の油面１２ａは、変速機１００の作動時の前後において、吸引口４１ｂよりも高い位置に存在し、かつ、変速機１００の作動時に、ギア２５に接触しない位置に存在する。

このように構成された、この発明の実施の形態１における変速機１００の潤滑構造によれば、連通孔３１を設けることによって、ギア室１０１で潤滑油１２のブリーザ吹きが起こることを防止できる。また、オイルキャッチタンク３３を設けることによって、連通孔３１から内部空間２０に流入した潤滑油１２を、一時的に溜めておくことができる。これにより、変速機１００の作動中、熱膨張により上昇した潤滑油１２の油面１２ａを、ギア２５の回転の妨げとならない位置にとどめておくことができる。また、連通孔３１およびオイルキャッチタンク３３は、簡易な構造であるため、低コストでこれらの効果を得ることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した潤滑構造を、ＦＦ（front engine front wheel drive）車両に搭載された自動変速機に適用した場合について説明を行なう。図７は、この発明の実施の形態２における自動変速機の潤滑構造を示す断面図である。図中では、自動変速機の内部構造が把握できるように、異なる断面の形状が１つの断面に展開されて表されている。

図７を参照して、自動変速機２００は、回転力が入力されるインプットシャフト５２と、インプットシャフト５２の軸上に配置されたリアプラネタリーギア５９、フロントプラネタリーギア５８およびカウンタードライブギア５４と、カウンタードライブギア５４に噛み合うカウンタードリブンギア５６とを備える。カウンタードリブンギア５６が配置された軸上には、カウンタードリブンギア５６に隣り合ってディファレンシャルドライブピニオン６１が設けられている。自動変速機２００は、さらに、ディファレンシャルドライブピニオン６１に噛み合うリングギア６３を有するディファレンシャル６２を備える。

自動変速機２００が備えるこれらのギアは、ケース７０に収容されている。ケース７０の底面側には、図示しないオイルパンが取り付けられており、そのオイルパンには、潤滑油が溜められている。ケース７０内には、隔壁７１が形成されている。隔壁７１によって、リアプラネタリーギア５９およびフロントプラネタリーギア５８などが配置されるメイン変速ギア室６５と、カウンタードライブギア５４およびカウンタードリブンギア５６などが配置されるカウンタギア室５５とが区画形成されている。

図８は、図７中の矢印ＶＩＩＩから見た自動変速機を示す正面図である。図８を参照して、図中には、カウンタギア室５５が示されている。図示されていないが、隔壁７１の裏側には、メイン変速ギア室６５が存在する。隔壁７１には、カウンタギア室５５内とメイン変速ギア室６５内との間を連通させる連通孔８１が形成されている。隔壁７１には、さらに、カウンタギア室５５内に位置してオイルキャッチタンク８３が設けられている。オイルキャッチタンク８３の上端部８３ｎは、オイルキャッチタンク８３に溜められた潤滑油がオーバーフローするオーバーフロー点である。オイルキャッチタンク８３の底面には、潤滑油を漏洩させるための貫通孔８４が形成されている。

本実施の形態では、インプットシャフト５２からの入力を受けて、リアプラネタリーギア５９およびフロントプラネタリーギア５８が高速で回転する。一方、カウンタギア室５５に配置されたカウンタードライブギア５４およびカウンタードリブンギア５６は、比較的低速で回転する。また、カウンタードライブギア５４およびカウンタードリブンギア５６を支持する軸受けは、単純なころ軸受けであるため、カウンタギア室５５内に供給される潤滑油の量は、メイン変速ギア室６５内に供給される潤滑油の量と比較して少ない。さらに、メイン変速ギア室６５の気密性が非常に高いのに対して、カウンタギア室５５の気密性は、それほど高くない。

これらの理由から、メイン変速ギア室６５内では、気圧が増大し、カウンタギア室５５内では、大気圧よりも低い負圧となる。結果、メイン変速ギア室６５内とカウンタギア室５５内との間で、気圧差が発生する。この気圧差により、連通孔８１を介してメイン変速ギア室６５からカウンタギア室５５内に潤滑油が流れ込む。流れ込んだ潤滑油は、オイルキャッチタンク８３に溜められる。自動変速機２００の作動を停止させると、潤滑油は、貫通孔８４を介してオイルキャッチタンク８３からオイルパンに戻される。

このように構成された、この発明の実施の形態２における自動変速機２００の潤滑構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、本発明を自動変速機に適用した場合について説明したが、手動変速機や無段変速機に適用することも可能である。また、連通孔を形成する場所は、変速機内で気圧差が発生する室間であればよく、上述のメイン変速ギア室およびカウンタギア室間に限定されない。たとえば、ディファレンシャル室、アンダードライブ室、オーバードライブ室およびブリーザ室などの室間であってもよい。また、本発明を、ギア室と、そのギア室との間で気圧差が発生する隣室とを備えるエンジンに適用することも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１における変速機の潤滑構造を示す断面図である。 図１中に示す変速機の隔壁を、オイルキャッチタンクが設けられた方向から見た斜視図である。 図１中の変速機の作動させた状態を示す断面図である。 図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。 図３中の変速機の作動を停止させた状態を示す断面図である。 図１中に示す変速機のオイルパンが設けられた付近を拡大して示す断面図である。 この発明の実施の形態２における自動変速機の潤滑構造を示す断面図である。 図７中の矢印ＶＩＩＩから見た自動変速機を示す正面図である。

符号の説明

１０，２０ 内部空間、１２ 潤滑油、２３，２４，２５ ギア、３１，８１ 連通孔、３３，８３ オイルキャッチタンク、３４，８４ 貫通孔、５４ カウンタードライブギア、５５ カウンタギア室、５６ カウンタードリブンギア、５８ フロントプラネタリーギア、５９ リアプラネタリーギア、６５ メイン変速ギア室、１００ 変速機、１０１，１０２ ギア室、２００ 自動変速機。

Claims (5)

1. 潤滑油が溜められた第１の内部空間を有し、所定の圧力まで圧力増加するギア室と、
   連通孔によって前記第１の内部空間と連通する第２の内部空間を有し、前記所定の圧力よりも低い圧力となる隣室と、
   前記連通孔の直下に位置するように前記第２の内部空間に設けられ、前記連通孔を介して前記第１の内部空間から前記第２の内部空間に流入する潤滑油を受けるオイルキャッチ部とを備える、変速機の潤滑構造。
2. 前記隣室には、ギアが設けられている、請求項１に記載の変速機の潤滑構造。
3. 前記隣室には、ディファレンシャルギアおよびカウンタギアの少なくともいずれか一方が設けられている、請求項２に記載の変速機の潤滑構造。
4. 前記第１の内部空間から流入した潤滑油は、所定量を超えた時点で前記オイルキャッチ部からオーバーフローする、請求項１から３のいずれか１項に記載の変速機の潤滑構造。
5. 前記オイルキャッチ部には、潤滑油を漏洩させるための開口部が形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の変速機の潤滑構造。

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