JP2006200697A - Ｖベルト式トランスアクスル - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｖベルト式トランスアクスル内を循環しながら、駆動プーリと従動プーリとＶベルト等を潤滑するオイルの温度を、効果的に冷却する技術を提案する。
【解決手段】 トランスアクスルケース２のうち、車両前後方向前側に位置するトランスアクスルケース前部２ｆ近傍には走行風と接触する。そこで、回転中の駆動プーリ３と係合するＶベルト５の円弧部5ｋが駆動プーリ３から離間を開始する箇所５ｒを、この変速機ケース前部２ｆの近傍に配設する。これにより、駆動プーリから飛散する潤滑オイルを該トランスアクスルケース前部２ｆに向かわせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｖベルト式トランスアクスルの冷却性能を向上させる技術に関するものである。

従来のＶベルト式トランスアクスルとして、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１に記載のＶベルト式トランスアクスルは、一般的な外観構造を示すものである。その内部構造を図３に模式的に示すと、一般的なＶベルト式トランスアクスルは駆動プーリ102を前側（車両前進方向）に具え、この駆動プーリ102の後方かつ上方には従動プーリ103を具え、これら両プーリ102,103間にはスチール製のＶベルト104を架け渡したものである。
なお図３は、駆動プーリ102とＶベルト104との係合径ｒ１が大きく、従動プーリ103とＶベルト104との係合径ｒ２が小さく、低トルク高回転の出力を車輪側へ伝達する高速側の変速比を選択して動力伝達する状態を示す。
特開平１−１１２０７７号公報

近年、遊星歯車機構等を具えた有段変速機に取って代わり、上記従来のようなＶベルト式トランスアクスルが、高出力にも対応するよう様々な改良を加えられて、急速に普及しつつある。しかし上記従来のようなＶベルト式トランスアクスルにあっては、気温が極めて高くなる中近東向け仕様の車両において、オイル温度を上限値以下に保持することが困難である。

この問題について考察すると、両プーリ102,103が図３に矢で示す回転方向で動力を伝達中に、Ｖベルト104の潤滑に使用されるオイルの温度は、オイルパン105に貯留した状態ではＶベルト104等の潤滑に使用されないため低く、両プーリ102,103およびＶベルト104等の潤滑に使用される状態では高い。特に、両プーリ102,103とベルト104との係合部に付着するオイルの温度は高く、ベルト104のうち駆動プーリ102に係合した部分が離間を開始する箇所106でオイル温度は最も高くなる。そして、高温化したオイルがＶベルト104の後方近傍にある後壁107の前面へ向けて飛散する。後壁107の前面は、無段変速機構を構成する両プーリ102,103やVベルト104等を覆う。後壁107の後面は、Ｖベルト式トランスアクスル後部に配設された他の部品と対向する。したがって、後壁107には走行風が当たらず放熱効率が悪い。この結果、高温化したオイルが後壁107に衝突しても、オイルの温度を効果的に下げることができない。

本発明は、上述の実情に鑑み、気温が極めて高くなる地域であってもオイル温度の冷却を効率よく行うことができるＶベルト式トランスアクスルを提案するものである。

この目的のため本発明によるＶベルト式トランスアクスルは、請求項１に記載のごとく、
車体に横置き搭載されたＶベルト式トランスアクスルにおいて、
トランスアクスルケース内の駆動プーリおよび従動プーリを、駆動プーリから飛散する潤滑オイルが該トランスアクスルケース前部に向かうような相関関係に配置したことを特徴とするものである。

かかる本発明の構成によれば、ベルトを潤滑した直後の最も高温化したオイルが、前方から走行風を受けるトランスアクスルケース前部に向けて飛散するため、オイル温度を効果的に下げることが可能となる。したがって、気温が極めて高くなる地域ではオイル温度が上限値を超えて上昇するという上記問題の解決に資することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になるＶベルト式トランスアクスルの内部構造を模式的に示す側面図である。
このＶベルト式トランスアクスルは車体に横置き搭載される。
車両前後方向に見たＶベルト式トランスアクスルの後部にはディファレンシャルギヤ装置１２を配置する。そして、図示しないトルクコンバータ、前後進切替機構とともに、Ｖベルト式トランスアクスルのトランスアクスルケース２に収納する。
トランスアクスルケース２内には、ディファレンシャルギヤ装置１２の前方に駆動プーリ３と従動プーリ４とを回転自在に取り付ける。駆動プーリ３は、図示しないエンジンや原動機と、図示しないトルクコンバータ等を介して駆動結合する。従動プーリ４は、図示しない車輪と、ディファレンシャルギヤ装置12等を介して駆動結合する。

駆動プーリ３の軸と従動プーリ４の軸とは平行になるよう、これらプーリ３，４を略同一平面上になるよう配置する。これらプーリ３，４間にはＶベルト５を掛け渡す。Ｖベルト５はプーリ３と係合し、またベルト５はプーリ４とも係合し、プーリ３が回転することによりプーリ３からプーリ４へ動力を伝達する。潤滑および冷却のため、駆動プーリ３には図示しないノズルからオイルを散布する。トランスアクスルケース２の内壁、プーリ３，４およびＶベルト５表面に付着したオイルはトランスアクスルケース２下部に取り付けたオイルパン14に落下し、一旦オイルパン14に貯留する。貯留オイル15は、図示しないオイルポンプに吸引され、再度、トランスアクスルケース２内の潤滑および冷却に用いられる。

プーリ３，４は、対向設置した固定フランジおよび可動フランジを具え、これらフランジ間にＶベルトを掛け渡したものである。このＶベルト式無段変速機構の変速動作は、可動フランジを固定フランジに対してその軸線方向に変位させ、プーリ３，４に対する係合径を無段階に変化させることにより実行する。

配置に関する駆動プーリ３と従動プーリ４との相関関係により、掛け渡されたＶベルト５は、駆動プーリ３と係合する円弧部５ｋと、従動プーリ４と係合する円弧部５ｊと、これら円弧部５ｋ，５ｊの両端のうち前側端同士を結ぶ前側直線部５ｆと、後側端同士を結ぶ後側直線部５ｂとの４形状をとる。

本実施例では、従動プーリ４をトランスアクスルケース２の下部であって前部に配置する。駆動プーリ３を従動プーリ４の上方かつ後方に配置する。駆動プーリ３と従動プーリ４とをこのような相関関係で配置することにより、Ｖベルト５の前側直線部５ｆは、トランスアクスルケース２の前部を占めるトランスアクスルケース前部２ｆの内壁と向き合う。トランスアクスルケース前部２ｆの外壁は、如何なる装置にも隣接しないため、走行風と接触する。

図示しないエンジン（原動機）からＶベルト式トランスアクスルを経て図示しない車輪へ動力を伝達する間、少なくとも前進走行中、には駆動プーリ３が図１に矢で示す反時計方向に正転する。この作用として、後側直線部５ｂが駆動プーリ３に引き込まれて円弧部５ｋへ移行する。次に円弧部５ｋが従動プーリ４へ押し出されて前側直線部５ｆへ移行する。このときＶベルト５と駆動プーリ３とが相互に係合する円弧部５ｋが、円弧部５ｋと前側直線部５ｆとの境界箇所５ｒで、相互に離間を開始し、駆動プーリ３および円弧部５ｋ表面に付着したオイルが変速機ケース前部２ｆへ向けて飛散する。
次に前側直線部５ｆは従動プーリ４に引き込まれて円弧部５ｊへ移行し従動プーリ４を回転させる。次に円弧部５ｊが駆動プーリ３側へ押し出されて後側直線部５ｂへ移行する。Ｖベルト５は無端可撓部材であるため、上記４形状を繰り返し同順にとる。

トランスアクスルケース２内を循環するオイルの温度は、Ｖベルト式トランスアクスルの各箇所に応じて高低差がある。すなわち、発熱部分であるプーリ３，４およびＶベルト５の表面に付着したオイルの温度は高く、特に境界箇所５ｒにあるオイルの温度は最も高い。
一方、車両が前進走行中には走行風が絶えずトランスアクスルケース前部２ｆに当たるため、トランスアクスルケース前部２ｆは、トランスアクスルケース２のなかで放熱効率が高い。したがって、境界箇所５ｒからトランスアクスルケース前部２ｆへ向けて飛散するオイルは、トランスアクスルケース前部２ｆによって冷却される。

このように本実施例においては、Ｖベルト５の円弧部５ｋが離間を開始する箇所５ｒが、トランスアクスルケース前部２ｆの近傍になるよう、駆動プーリおよび従動プーリに相関関係を持たせて配設したことから、
Ｖベルト５を潤滑した直後の最も高温化したオイルが、駆動プーリ３から、放熱効率の良いトランスアクスルケース前部２ｆに向けて飛散する。この結果、オイル温度を効果的に下げることが可能となり、図３に示す従来のＶベルト式トランスアクスルと比較して、Ｖベルト式トランスアクスル内を循環するオイルの冷却性能を向上させることができる。

具体的な相関関係としては例えば、図１に示すように、駆動プーリ3が後方に、前記従動プーリ４が前方に位置する相関関係になるよう、かつ、前記駆動プーリ３が上方に、前記従動プーリ４が下方に位置する相関関係になるようトランスアクスルケース前部２ｆの近傍でこれらを配置し、車両前進中は駆動プーリ３の回転を、この駆動プーリ３から飛散する潤滑オイルがトランスアクスルケース前部２ｆに向かうような方向とする。

ところで、図３に示す従来のＶベルト式トランスアクスルにおいては、駆動プーリ102を下側に配置し、従動プーリ103を上側に配設する。また、駆動プーリ102と駆動結合するエンジンは、図４に示すようにシリンダヘッド108hをエンジン上側に具え、クランクシャフト108sをエンジン下側に具え、クランクシャフト108sと駆動プーリ102を同軸に連結する。これによりエンジン108下端とＶベルト式トランスアクスル下端とを略同じ地上高に配置するものである。

このため、高速段を選択中には、図３に示すように駆動プーリ102の係合径ｒ１が大きくなり、Ｖベルト104の下部がオイルパン105内に貯留するオイルに浸かる傾向にある。
ここで、Ｖベルト104がオイルに浸かった状態で高速回転を維持すると、オイルパン105内に貯留するオイルが攪拌されて、フリクションの増大により走行燃費が悪化したり、オイルパン105の温度が上昇するという問題も生じる。

このように本実施例のＶベルト式トランスアクスルでは、図１に示すように、高速側の変速比を選択中には、Ｖベルト５がオイルパン１４に貯留するオイル１５液面よりも上方に位置するよう、従動プーリ４を配設することから、
駆動プーリ３の係合径ｒ１が大きく、従動プーリ４の係合径ｒ２が小さく、変速比Ｉ＝ｒ２／ｒ１が小さくなる高速側の変速比を選択中では、図１に表されるようにＶベルト５が貯留オイル15に浸かることはない。
したがって、車両の高速走行中にフリクションが増大することを回避して、走行燃費が悪化したり、貯留オイル15の攪拌によりオイル温度が上昇したりするという上記従来のＶベルト式トランスアクスルの問題を防止することができる。
また図示はしなかったが、従動プーリ４の回転速度が低い低速側の変速比を選択中には、従動プーリ４が貯留オイル15に浸かることを許容してもよい。これにより、オイルパン14と従動プーリ４との鉛直距離を短縮化することが可能になり、Ｖベルト式トランスアクスルの小型化に寄与することができる。

次に本実施例のＶベルト式トランスアクスルとエンジン（原動機）との連結構造を、従来例と対比しながら説明する。
図４に示すように従来例では、エンジン108側からＶベルト式トランスアクスルへ回転を入力される入力軸109が、ドライブプレート（図略）と、トルクコンバータ（図略）と、遊星歯車によって構成される前後進切替機構110とを順次介して、Ｖベルト式無段変速機構の駆動プーリ102の中心軸である駆動プーリ軸111と全て同軸に駆動結合する。前述のように、エンジン108下端とＶベルト式トランスアクスル下端とを略同じ地上高に配置して、車体の地上高を均一に確保するというレイアウト上の要請に沿うものである。

これに対し本実施例では図２に示すように、エンジン16側から回転を入力されるＶベルト式トランスアクスルの入力軸1７を、ドライブプレート（図略）と、トルクコンバータ（図略）と、前後進切替機構18とを順次介して、駆動プーリ３の中心軸である駆動プーリ軸19と連結する構造においては共通するものの、入力軸17と駆動プーリ軸19が同軸ではない。
なお、エンジン16は前述した従来例のエンジン108と同様、シリンダヘッドを上部に具え、入力軸１7の延長線上にあるクランクシャフトを下部に具える。
前後進切替機構18を貫通する軸17と軸19は平行に配設され、両軸17,19間には正転下に動力を伝達する前進用の歯車組20と、逆転下に動力を伝達する後進用の歯車組21を選択可能に設ける。

入力軸17はエンジン16のクランクシャフト16ｓと同軸であるため地上高が低い。これに対し駆動プーリ３は、トランスアクスルケース２の上部に配置することから、駆動プーリ軸19の地上高はクランクシャフト16ｓおよび入力軸17よりも高くなる。
このため本実施例において、従来例の前後進切換機構110（図４）を介して入力軸17と駆動プーリ軸19とを駆動結合すれば、エンジン16下端とＶベルト式トランスアクスル下端とを略同じ地上高に配置し得ず、車体の地上高が不均一になってレイアウト全体を見直さなければならないという新たな問題が生じる。

しかし、本実施例の前後進切替機構18を介してエンジン16と駆動プーリ軸1９とを駆動結合することにより、軸17と軸19とを異なる地上高となるよう配置することができる。

このように本実施例では、駆動プーリ３の回転中心に沿って駆動プーリ軸19を延在させ、該駆動プーリ軸19の先端部下方にはエンジンや原動機側から回転を入力される入力軸17を平行に配設する。そして、これら入力軸17と駆動プーリ軸19との間には、正転下に動力伝達する前進用歯車組20および逆転下に動力伝達する後進用歯車組21を設けて前後進切換機構18を構成したことから、
地上高が低いクランクシャフト(17に相当)を具えた従来のエンジン16の配置レイアウトを変更することなく、本実施例のＶベルト式トランスアクスルを車体に搭載することができる。
したがって、従来のレイアウト設計に基づいてエンジン16および図示しない車輪側の駆動伝達系を搭載するよう製作された車体フレーム構造をそのまま利用することが可能となり、本実施例のＶベルト式トランスアクスルの採用・普及を有利に進めることができる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。

本発明の一実施例になるＶベルト式トランスアクスルを模式的に示す縦断側面図である。 同実施例のＶベルト式トランスアクスルと、エンジンとの連結構造を、上下方向相対関係とともに示す骨子図である。 従来例になるＶベルト式トランスアクスルを模式的に示す縦断側面図である。 同従来例のＶベルト式トランスアクスルと、エンジンとの連結構造を、上下方向相対関係とともに示す骨子図である。

符号の説明

２ トランスアクスルケース
３ 駆動プーリ
４ 従動プーリ
５ Ｖベルト
１１ ディファレンシャルギヤ
１４ オイルパン
１６ エンジン
１７ 入力軸
１８ 前後進切換機構
１９ 駆動プーリ軸

Claims (4)

1. 車体に横置き搭載されたＶベルト式トランスアクスルにおいて、
   トランスアクスルケース内の駆動プーリおよび従動プーリを、駆動プーリから飛散する潤滑オイルが該トランスアクスルケース前部に向かうような相関関係に配置したことを特徴とするＶベルト式トランスアクスル。
2. 請求項１に記載のＶベルト式トランスアクスルにおいて、
   前記駆動プーリが後方に、前記従動プーリが前方に位置する相関関係になるよう、
   かつ、前記駆動プーリが上方に、前記従動プーリが下方に位置する相関関係になるよう前記トランスアクスルケース前部の近傍でこれらを配置し、
   前進中は駆動プーリの回転を、この駆動プーリから飛散する潤滑オイルが該トランスアクスルケース前部に向かうような方向としたことを特徴とするＶベルト式トランスアクスル。
3. 前記トランスアクスルケース下部にオイルパンを取り付けた請求項２に記載のＶベルト式トランスアクスルにおいて、
   前記駆動プーリおよび従動プーリ間で高速側の変速比を選択して動力伝達中には、これらプーリに掛け渡したＶベルトが前記オイルパンに貯留するオイル液面よりも上方に位置するよう、従動プーリを配設したことを特徴とするＶベルト式トランスアクスル。
4. 請求項３に記載のＶベルト式トランスアクスルにおいて、
   前記駆動プーリの回転中心に沿って駆動プーリ軸を延在させ、該駆動プーリ軸の先端部の下方には原動機側から回転を入力される入力軸の先端部を平行に配設し、
   これら入力軸先端部と駆動プーリ軸先端部との間に前記回転を正転または逆転下に選択可能に伝達する前後進切換機構を設けたことを特徴とするＶベルト式トランスアクスル。
   
   

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