JP2006132553A

JP2006132553A - 前後進切替装置の潤滑構造

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Publication number: JP2006132553A
Application number: JP2004318700A
Authority: JP
Inventors: Masao Shimamoto; 雅夫嶋本
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP4606125B2

Abstract

【課題】キャリアが停止していてもピニオンギヤに潤滑油を強制的に供給することができ、かつ軸方向寸法を短縮できる前後進切替装置の潤滑構造を提供する。
【解決手段】キャリア４４の内径部を入力軸３の軸端部でブッシュ４７を介して回転自在に支持し、キャリア４４の内径部を入力軸３の軸端部より軸方向に延長し、この延長部に拡径部４４ｂを形成し、拡径部を閉栓部材３９で閉じることにより油溜まり部３６を形成する。油溜まり部３６に入力軸３の軸心潤滑穴３ｂから供給された潤滑油を溜める。キャリアの拡径部に潤滑油の流入口４４ｃを形成し、油溜まり部から流入口に入った潤滑油を、キャリアの内部に形成された径方向の連通穴４４ｄを介してピニオンギヤ４３に強制的に供給する。
【選択図】図５

Description

本発明は前後進切替装置の潤滑構造、特にキャリアに支持されたピニオンギヤを潤滑するための構造に関するものである。

特許文献１には、シングルピニオン式の遊星歯車機構を備え、遊星歯車機構の入力回転要素であるサンギヤを入力軸に連結し、出力回転要素であるリングギヤを駆動プーリの固定シーブに連結した無段変速機の前後進切替装置が開示されている。この前後進切替装置は、さらにキャリアを変速機ケースに対して係止する逆転ブレーキと、キャリアと入力軸とを連結する直結クラッチとを備えている。

図８は特許文献１に記載された前後進切替装置の構造を示す。
前後進切替装置を構成する遊星歯車機構１００のサンギヤ１０１は入力軸１０２に結合され、サンギヤ１０１とかみ合うピニオンギヤ１０３はピニオン軸１０４を介してキャリア１０５によって支持されている。キャリア１０５の前側にはピニオン軸１０４を介してキャリアプレート１０６が固定され、その内径部が入力軸１０２に回転自在に支持されている。キャリアプレート１０６と変速機ケース１１２との間には逆転ブレーキ１０７が設けられ、キャリアプレート１０６と入力軸１０２との間には直結クラッチ１０８が設けられている。ピニオンギヤ１０３とかみ合うリングギヤ１１４の内径部１１４ａは駆動プーリの固定シーブ１１５の背面に突設されたボス部１１５ａの内側にスプライン嵌合している。ボス部１１５ａの外周面はベアリング１１６を介して変速機ケース１１２によって支持されている。

上記前後進切替装置の場合、ピニオンギヤ１０３を潤滑するため、入力軸１０２に軸心穴１１７が設けられ、この軸心穴１１７から潤滑油を入力軸１０２の複数の径方向オリフィス穴１１８を介して入力軸１０２の外周面へ流出させ、さらに遠心力を利用して半径方向外側へ流し、ピニオンギヤ１０３を潤滑するようになっている。

ところが、上記前後進切替装置では、前進レンジにおいて逆転ブレーキ１０７が締結されるので、キャリア１０５，１０６が静止してしまう。そのため、遠心力を利用して潤滑油をピニオンギヤ１０３へ供給できず、ピニオンギヤ１０３への潤滑油の絶対量が不足してしまう。

一方、通常の自動変速機の場合、遊星歯車機構のピニオンギヤを潤滑するために、入力軸の軸心穴より供給された潤滑油をキャリアを支持するブッシュの貫通穴を通じてブッシュの周溝に導き、さらにキャリアの径方向穴を通じて各ピニオンギヤへ強制潤滑するものが知られている（例えば特許文献２参照）。
この場合には、たとえキャリアが停止していても、潤滑油をピニオンギヤへ供給することが可能である。しかし、ブッシュの中央部に半径方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、ブッシュの外周面に十分な油量を確保するための全周溝を必要とするので、ブッシュの軸方向寸法が長くなる。その結果、ブッシュの外周面を保持するキャリアの内径部の軸長も長くなり、軸方向寸法の増大を招く問題があった。
特開２００２−３２７８２８号公報特開平６−２０７６５０号公報

そこで、本発明の目的は、キャリアが停止していてもピニオンギヤに潤滑油を強制的に供給することができ、かつ軸方向寸法を短縮できる前後進切替装置の潤滑構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備え、上記遊星歯車機構のサンギヤが入力軸に結合され、リングギヤの一方が出力部材に結合され、上記逆転ブレーキは上記キャリアと静止部材との間に設けられ、上記直結クラッチは上記キャリアとサンギヤまたは入力軸との間に設けられ、上記逆転ブレーキと直結クラッチとを選択的に締結させることにより前後進切替えを行う前後進切替装置において、上記キャリアの内径部は上記入力軸の軸端部にブッシュを介して回転自在に支持されており、上記入力軸の軸心に上記軸端部で開放される潤滑穴が形成され、上記キャリアの内径部が上記入力軸の軸端部より軸方向に延長されるとともに、この延長部に拡径部が形成され、上記拡径部を閉栓部材で閉じることにより、上記拡径部と閉栓部材との間に油溜まり部が形成され、上記キャリアの拡径部に潤滑油の流入口が形成され、上記油溜まり部から流入口に入った潤滑油をキャリアに支持されたピニオンギヤに供給するための連通穴がキャリアの内部に径方向に形成されていることを特徴とする前後進切替装置の潤滑構造を提供する。

本発明では、入力軸の軸心潤滑穴を介して供給された潤滑油は、その開放端である油溜まり部に溜められ、この油溜まり部から流入口およびキャリアの内部に設けられた径方向の連通穴を通ってピニオンギヤへ供給される。上記油溜まり部は、キャリアの内径部に形成した拡径部と閉栓部材とによって形成される閉鎖空間であるため、潤滑圧によって油溜まり部の油はピニオンギヤへ強制的に送られる。そのため、前進レンジのようにキャリアが静止している間も、十分な量の潤滑油をピニオンギヤに供給でき、ピニオンギヤおよびピニオンギヤを回転自在に支持しているベアリングなどの焼き付きを防止できる。
また、ブッシュの貫通穴を介して潤滑油を供給するのではなく、キャリアの拡径部に設けられた流入口を経由して潤滑油を供給するので、ブッシュに貫通穴や周溝などを形成する必要がない。そのため、ブッシュの軸受性が向上するとともに、ブッシュの軸寸法を短縮できる。その結果、キャリアの内径部の軸方向寸法も短縮でき、全体として軸方向寸法を短縮できる。

請求項２のように、流入口は、ブッシュの外周面に接するキャリアの内周面に設けられた溝とするのがよい。
流入口として、例えばキャリアの拡径部から径方向の連通穴に向かってキリ穴を設けてもよいが、加工コストがかかる。これに対し、キャリアの内周面に溝を設ける場合には、加工が容易で、低コストで形成できる。
なお、キャリアの内周面に溝を設けると、ブッシュの外周面との間で摩耗が発生する可能性があるが、軸方向に延びる溝を周方向に分散して形成した場合には、摩耗の発生を抑制できる。

以上のように、本発明によれば、入力軸の軸心潤滑穴を介して供給された潤滑油を、その開放端である油溜まり部に溜め、この油溜まり部からキャリアに設けられた流入口および連通穴を介してピニオンギヤへ強制的に供給するようにしたので、前進レンジのようにキャリアが静止している間も、十分な量の潤滑油をピニオンギヤに供給でき、ピニオンギヤやベアリングなどの焼き付きを防止できる。
また、ブッシュに貫通穴や周溝などを形成する必要がなく、軸受性が向上するとともに、ブッシュの軸寸法を短縮できる。その結果、キャリアの内径部の軸方向寸法も短縮でき、前後進切替装置の軸方向寸法を短縮できる。

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１〜図３は本発明にかかる前後進切替装置を用いた無段変速機の一例を示す。
この実施例の無段変速機はＦＦ横置き式の自動車用変速機であり、大略、エンジン出力軸１によりトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸３、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する前後進切替装置４、駆動プーリ１１と従動プーリ２１と両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５とからなる無段変速装置Ａ、従動軸２０の動力を出力軸３２に伝達するデファレンシャル装置３０などで構成されている。入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０の出力軸３２とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機は全体として３軸構成とされている。
この実施例で用いられるＶベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。

無段変速機を構成する各部品は変速機ケース５の中に収容されている。トルクコンバータ２と前後進切替装置４との間には、オイルポンプ６が配置されている。このオイルポンプは、図３に示すように、変速機ケース５に固定されたオイルポンプボデー７と、オイルポンプボデー７に対して固定されたオイルポンプカバー８と、オイルポンプボデー７とオイルポンプカバー８との間に収容されたポンプギヤ９とで構成されている。ポンプギヤ９はトルクコンバータ２のポンプインペラ２ａにより駆動される。なお、トルクコンバータ２のタービンランナ２ｂは入力軸３に連結されている。

前後進切替装置４は、図３に示すように、遊星歯車機構４０と前進用ブレーキ５０と後進用クラッチ５１とで構成され、遊星歯車機構４０のサンギヤ４１が入力部材である入力軸３に連結され、リングギヤ４２が出力部材である駆動プーリ１１の固定シーブ１１ａに連結されている。遊星歯車機構４０はシングルピニオン方式であり、前進用ブレーキ５０はピニオンギヤ４３をピニオン軸４５を介して支持するキャリア４４と変速機ケース５との間に設けられ、後進用クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられている。後進用クラッチ５１を解放して前進用ブレーキ５０を締結すると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられる。逆に、前進用ブレーキ５０を解放して後進用クラッチ５１を締結すると、遊星歯車機構４０のキャリア４４とサンギヤ４１とが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結される。

前後進切替装置４の構造について具体的に説明する。キャリア４４には、前進用ブレーキ５０のハブと後進用クラッチ５１のドラムとを兼ねる円筒部４４ａが設けられており、この円筒部４４ａがエンジン側へ突出している。円筒部４４ａの外周と変速機ケース５との間には前進用ブレーキ５０のブレーキ板（ブレーキディスクとブレーキプレート）５０ａが配置されている。前進用ブレーキ５０のピストン５０ｂは、変速機ケース５に形成された油圧室５０ｃに供給される油圧により作動され、ピストン５０ｂによってブレーキ板５０ａは締結される。ピストン５０ｂの圧力によって押されたブレーキ板５０ａの端部を支える反力部材として、静止部材であるオイルポンプカバー８から円筒状のシリンダ部８ａが一体に突設されている。

サンギヤ４１のエンジン側側部には、後進用クラッチ５１のクラッチハブとなる円筒部４１ａが一体に突設されており、この円筒部４１ａの外周とキャリア４４の円筒部４４ａの内周との間に後進用クラッチ５１のクラッチ板（クラッチディスクとクラッチプレート）５１ａが配置されている。後進用クラッチ５１は後述するように、静止シリンダ型クラッチ装置である。オイルポンプカバー８の前後進切替装置４に面する側面には凹型の油圧室５１ｂが形成され、この油圧室５１ｂに供給される油圧によりピストン５１ｃが作動され、後進用クラッチ５１は締結される。ピストン５１ｃは断面コ字形に形成されており、クラッチ板５１ａと対面するピストン５１ｃの側面には、相対回転を許容するスラストベアリング５２が配置されている。そのため、ピストン５１ｃの推力はクラッチ板５１ａに効果的に伝達され、かつピストン５１ｃが後進用クラッチ５１のクラッチ板５１ａと連れ回りするのが防止される。なお、クラッチ板５１ａの背後にはキャリア４４が配置されているため、ピストン５１ｃの圧力によって押されたクラッチ板５１ａの端部をキャリア４４の端面で支えることができる。

無段変速装置Ａの駆動プーリ１１は、駆動軸（プーリ軸）１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上にローラスプライン部１３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられた油圧サーボ１２とを備えている。可動シーブ１１ｂの外周部には、背面側へ延びるピストン部１２ａが一体に形成され、このピストン部１２ａの外周部が駆動軸１０に固定されたシリンダ１２ｂの内周部に摺接している。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２ｂとの間に油圧サーボ１２の作動油室１２ｃが形成され、この作動油室１２ｃへの油圧を制御することにより、変速制御が実施される。

従動プーリ２１は、従動軸（プーリ軸）２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上にローラスプライン部２３を介して軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられた油圧サーボ２２とを備えている。このローラスプライン部２３の構造は、駆動プーリ１１のローラスプライン部１３と同様である。可動シーブ２１ｂの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部２２ａが一体に形成され、このシリンダ部２２ａの内周部に従動軸２０に固定されたピストン２２ｂが摺接している。可動シーブ２１ｂとピストン２２ｂとの間に油圧サーボ２２の作動油室２２ｃが形成され、この作動油室２２ｃの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。なお、作動油室２２ｃには初期推力を与えるスプリング２４が配置されている。

従動軸２０の一端部はエンジン側に向かって延び、この一端部に出力ギヤ２７ａが固定されている。出力ギヤ２７ａはデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合っており、デファレンシャル装置３０から左右に延びる出力軸３２に動力が伝達され、車輪が駆動される。

ここで、前後進切替装置４の潤滑構造について、図３〜図６を参照しながら説明する。
前後進切替装置４の入力回転要素であるサンギヤ４１は入力軸３にスプライン嵌合している。出力回転要素であるリングギヤ４２の軸方向後端部は、円板状の支持部材４２ａによって支持されており、この支持部材４２ａの内周部に内スプライン４２ｂが形成されている。

駆動プーリ１１の固定シーブ１１ａの背面にはボス部１１ａ₁ が突設され、ボス部１１ａ₁ の外周面が変速機ケース５にベアリング４６を介して支持されている。そのため、固定シーブ１１ａは高い精度で支持される。ボス部１１ａ₁ の前端部には、軸方向前方に延びる円筒状の延長部１１ａ₂ が突設され、延長部１１ａ₂ の外周面に外スプライン１１ａ₃ が形成されている。この外スプライン１１ａ₃ にはリングギヤ４２の支持部材４２ａの内スプライン４２ｂがスプライン嵌合している。このように支持精度の高い延長部１１ａ₂ 上に支持部材４２ａが支持されているので、リングギヤ４２の位置精度も高くなる。なお、固定シーブ１１ａの背面軸心部には中空部１１ａ₅ が形成されている。

前後進切替装置４のサンギヤ４１とキャリア４４とリングギヤ４２の支持部材４２ａとは軸方向に順に並んで配置されている。支持部材４２ａの後面は固定シーブ１１ａのボス部１１ａ₁ と延長部１１ａ₂ との間の段差面１１ａ₄ に当接しており、サンギヤ４１の前面は入力軸３に形成されたフランジ部３ａに当接している。さらに、支持部材４２ａとキャリア４４との間、およびキャリア４４とサンギヤ４１との間には、それぞれスラストベアリング４８，４９が配置されている。そのため、リングギヤ４２の支持部材４２ａとキャリア４４とサンギヤ４１の３者は、相対回転自在にかつ軸方向にガタなく支持される。その結果、サンギヤ４１とピニオンギヤ４３との噛み合い、ピニオンギヤ４３とリングギヤ４２との噛み合いが安定する。

入力軸３の軸心部には潤滑穴３ｂが形成されており、軸端部３ｃに開口している。キャリア４４の内径部にはブッシュ４７が圧入されており、ブッシュ４７の内周面は入力軸３の軸端部３ｃに回転自在に嵌合されている。キャリア４４の内径部には、軸端方向に向かって拡径した拡径部４４ｂが形成され、この拡径部４４ｂを閉じる閉栓部材３９が嵌着されている。さらに、キャリア４４の内径部であって、ブッシュ４７の外周面と接触する内周面には、周方向に間隔をあけて複数の流入溝４４ｃが軸方向に形成され、これら流入溝４４ｃはキャリア４４の内部に形成された径方向の連通穴４４ｄと連通している。この実施例では、図６に示すように、流入溝４４ｃは１２０°間隔で３個設けられている。このように流入溝４４ｃは周方向に分散して形成されているので、全周溝を設けた場合に比べてブッシュ４７とキャリア４４との圧着面が確保され、キャリア４４からのブッシュ４７の抜け防止効果を発揮することができる。万一、ブッシュ４７がキャリア４４に対して軸方向に位置ずれしても、閉栓部材３９に当たることで、ブッシュ４７の抜け落ちを確実に防止できる。なお、キャリア４４の拡径部４４ｂは、上記ボス部１１ａ₁ の延長部１１ａ₂ の内側へ挿入されている。

前進レンジでは前進用ブレーキ５０が締結されるため、キャリア４４は静止している。そのため、遠心力を利用して潤滑油をピニオンギヤ４３に供給することができず、ピニオンギヤ４３の摩耗や、ピニオンギヤ４３とピニオン軸４５との間に配置されたニードルベアリング３７の焼き付きといった問題が発生する可能性がある。この実施例では、入力軸３の潤滑穴３ｂを通って送られた潤滑油は、閉栓部材３９によって軸方向への流出が阻止されるため、拡径部４４ｂの内側に油溜まり３６が形成される。そのため、油溜まり３６の潤滑圧によって潤滑油は流入溝４４ｃを通って連通穴４４ｄへと送り込まれる。連通穴４４ｄの外周端にはピニオン軸４５をキャリア４４に固定するためのピン３８が圧入され、ピニオン軸４５の径方向穴４５ａからの油漏れが防止される。連通穴４４ｄから供給された潤滑油は、ピニオン軸４５の軸心潤滑穴４５ｂを通り、ニードルベアリング３７、さらにはピニオンギヤ４３を潤滑することができる。このように前進レンジ時にキャリア４４が静止していても、ニードルベアリング３７およびピニオンギヤ４３を強制潤滑できるので、それらの摩耗や焼き付きを効果的に防止することができる。

閉栓部材３９の軸心部には小穴３９ａが形成されており、上記油溜まり３６に溜められた潤滑油の一部は小穴３９ａを通り、固定シーブ１１ａの背面の中空部１１ａ₅ へ流れこむようになっている。そして、この潤滑油は遠心力により外径方向に流れ、スラストベアリング４８やスプライン１１ａ₃ ，４２ｂを潤滑することができる。

図７は本発明の第２実施例を示す。
図５に示す第１実施例では、流入口としてキャリア４４の内周面に流入溝４４ｃを形成したが、この実施例では拡径部４４ｂから連通穴４４ｄへ通じるキリ穴４４ｅを設けたものである。
この場合も第１実施例と同様に、ブッシュ４７に貫通穴や周溝などの加工を行う必要がないので、軸受性を損なうことがなく、かつ軸方向寸法が短くても、キャリア４４を安定して支持できる。

上記実施例では、本発明の前後進切替装置を無段変速機に適用した例を示したが、一般の自動変速機にも適用することもできる。

本発明にかかる前後進切替装置を適用した無段変速機の一例の展開断面図である。図１に示す無段変速機のスケルトン図である。図１に示す前後進切替装置の詳細断面図である。図３に示す前後進切替装置の要部の詳細断面図である。図４の一部拡大図である。図５のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第２実施例の断面図である。従来の前後進切替装置の一例の断面図である。

符号の説明

３入力軸
３ｂ潤滑穴
４前後進切替装置
１１ａ固定シーブ（出力部材）
３６油溜まり
３７ニードルベアリング
３９閉栓部材
４０遊星歯車機構
４１サンギヤ
４２リングギヤ
４３ピニオンギヤ
４４キャリア
４４ｂ拡径部
４４ｃ流入溝
４４ｄ連通穴
４５ピニオン軸
４７ブッシュ
５０前進用ブレーキ
５１後進用クラッチ

Claims

遊星歯車機構と逆転ブレーキと直結クラッチとを備え、
上記遊星歯車機構のサンギヤが入力軸に結合され、リングギヤが出力部材に結合され、
上記逆転ブレーキは上記キャリアと静止部材との間に設けられ、上記直結クラッチは上記キャリアとサンギヤまたは入力軸との間に設けられ、
上記逆転ブレーキと直結クラッチとを選択的に締結させることにより前後進切替えを行う前後進切替装置において、
上記キャリアの内径部は上記入力軸の軸端部にブッシュを介して回転自在に支持されており、
上記入力軸の軸心に上記軸端部で開放される潤滑穴が形成され、
上記キャリアの内径部が上記入力軸の軸端部より軸方向に延長されるとともに、この延長部に拡径部が形成され、
上記拡径部を閉栓部材で閉じることにより、上記拡径部と閉栓部材との間に油溜まり部が形成され、
上記キャリアの拡径部に潤滑油の流入口が形成され、
上記油溜まり部から流入口に入った潤滑油をキャリアに支持されたピニオンギヤに供給するための連通穴がキャリアの内部に径方向に形成されていることを特徴とする前後進切替装置の潤滑構造。
上記流入口は、上記ブッシュの外周面に接するキャリアの内周面に設けられた溝であることを特徴とする請求項１に記載の前後進切替装置の潤滑構造。