JP2007139142A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機自体をよりコンパクトなものとし、またオイルポンプからコントロールバルブ等への作動油の供給に際し、油路の配置をより簡素化すると共に管路抵抗を低減できる自動変速機を提供することを目的とする。
【解決手段】自動変速機において、変速機を構成する部品の配置を工夫し、特に出力軸、カウンタ軸およびディファレンシャル軸を車体高さ方向に略同一直線上に配列すると共に、コントロールバルブを収容したオイルパンを変速機の入力軸の直下に配置し、加えてオイルポンプを、コントロールバルブの真上かつ入力軸よりも低い位置であって、しかも変速機ケース内の、トルクコンバータを配置した位置と変速機構を配置した位置との間の空間に配置している。
【選択図】図１

Description

本発明は自動変速機、より詳細には自動変速機におけるオイルポンプおよびコントロールバルブの配置に関するものである。

かかる自動変速機におけるオイルポンプおよびコントロールバルブの配置として、例えば特許文献1に記載されているものがあり、その構成を図4および図5に示す。ここで、図4は自動変速機の内部構造を、これと結合するトルクコンバータ側から見た図であり、図5は図4のA-A線に沿う断面図をそれぞれ示すものである。

図示の自動変速機はベルト式のものである。このベルト式無段変速機50は、動力源である図示しないエンジンからの動力回転をトルクコンバータ51を介して入力軸52と結合したプライマリプーリ53に入力し、Ｖベルト54によってセカンダリプーリ55へ伝達された動力回転を変速して出力軸56へ出力し、出力された動力回転を、出力軸56と結合したドライブギヤ57、ドライブギヤ57と噛み合うドリブンギヤ58と結合したカウンタ軸59、そしてカウンタ軸59からファイナルドライブギヤ組60、ディファレンシャルギヤ61およびディファレンシャル軸62を経て図示しない駆動輪へと伝達するものである。ここで、図4に示すようにベルト式無段変速機50は、入力軸52、出力軸56、カウンタ軸59およびディファレンシャル軸62が、これら各軸の軸線方向が車体幅方向と平行となるように配置されると共に、入力軸52（すなわちトルクコンバータ51およびプライマリプーリ53）が他の軸よりも車体前後方向前方側に配置されている。

ベルト式無段変速機50には、所望の変速比を実現するべくプライマリプーリ53およびセカンダリプーリ55の溝幅を変更させるための作動油の油圧を供給するオイルポンプ63および、これら両プーリ53，55に加える、所望の変速比に応じた油圧を作るためのコントロールバルブ64がさらに配置されている。オイルポンプ63は入力軸52の下方で、かつ、出力軸56の軸心とディファレンシャル軸62の軸心とを結んだ線の右側、すなわち車両進行方向前方側の位置に設けられており、コントロールバルブ64もまたベルト式無段変速機50の変速機ケース65の車体前後方向前方側の端部に突出させて取り付けられている。

このベルト式無段変速機50の場合、前述したようにコントロールバルブ64がベルト式無段変速機50の車体前後方向の前方側に向けて変速機ケース65から突出させて取り付けられているため、変速機自体の車体方向の幅（長さ）が大きくなってしまう、という問題がある。

また、オイルポンプ63とコントロールバルブ64とが比較的離れて配置されているため、オイルポンプ63からコントロールバルブ64へ作動油を供給するための油路が長くなり、そのため油路による作動油の流れに対する管路抵抗が大きくなり、また油路の配置にも困難を伴うという問題も生じる。
特開2004-197884号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、自動変速機自体をよりコンパクトなものとし、またオイルポンプからコントロールバルブ等への作動油の供給に際し、油路の配置をより簡素化すると共に管路抵抗を低減できる自動変速機を提供することを目的とする。

この目的のため、第1発明による自動変速機は、
トルクコンバータと変速機構とを具え、動力源からの回転を前記トルクコンバータを介して前記変速機構の入力軸に入力し、変速した前記動力源からの回転を該変速機構の出力軸およびカウンタ軸を経てディファレンシャル軸へ出力する自動変速機であって、
前記変速機構の入力軸および出力軸、前記カウンタ軸および前記ディファレンシャル軸をそれぞれ車体幅方向に対して平行かつ車体前後方向に対して直角に配置すると共に、前記入力軸を前記出力軸、前記カウンタ軸および前記ディファレンシャル軸よりも車体前後方向前方に配置し、
前記変速機構を作動させる作動油を供給するための、前記動力源からの駆動力をチェーンによって伝達されて駆動するオイルポンプを具える自動変速機において、
前記変速機構を所望の変速比に変速動作させるべく、該所望の変速比に応じた油圧を得るためのコントロールバルブおよび、前記作動油を貯留すると共に前記コントロールバルブを収容するオイルパンを前記入力軸の直下に配置し、
前記オイルポンプを、前記コントロールバルブの真上かつ前記入力軸の軸心の車体高さ方向の位置よりも低い位置であって、変速機ケース内の、前記トルクコンバータを配置した位置と前記変速機構を配置した位置との間の空間に配置したことを特徴とするものである。

第2発明による自動変速機は、第1発明において、
前記出力軸、前記カウンタ軸および前記ディファレンシャル軸を車体高さ方向に略同一直線上に配列したことを特徴とするものである。

第3発明による自動変速機は、第1発明または第2発明において、
前記オイルポンプを前記入力軸よりも車体前後方向前方に配置したことを特徴とするものである。

また第4発明による自動変速機は、第1〜第3発明のいずれかにおいて、
前記変速機ケースの前記オイルポンプを収容した部分における該変速機ケース外殻の最外縁部の車体前後方向位置と、前記オイルパンの車体前方側端部の車体前後方向位置とがほぼ等しいことを特徴とするものである。

さらに第5発明による自動変速機は、第1〜第4発明のいずれかにおいて、
前記コントロールバルブを収容するオイルパンを、その底面の車体高さ方向の位置が、変速機のケースの最下端部の車体高さ方向の位置とほぼ等しいか、それよりも高くなるように配置したことを特徴とするものである。

第1発明による自動変速機においては、変速機を構成する部品の配置を工夫し、特にコントロールバルブを収容したオイルパンを変速機の入力軸の直下に配置すると共に、オイルポンプを、コントロールバルブの真上かつ入力軸よりも低い位置であって、しかも変速機ケース内の、トルクコンバータを配置した位置と変速機構を配置した位置との間の空間に配置している。

それによって、自動変速機の車体前後方向の寸法を小さくすることができ、車両のエンジンルーム内において自動変速機が占めるスペースをより小さくすることが可能となり、特にエンジンルームが車体前後方向に比較的狭い、軽自動車等の小型車両にも搭載することができるようになる。

また、コントロールバルブおよびこれを収容するオイルパンを変速機の入力軸よりも低い位置に配置していることから、コントロールバルブ内には常にある程度の量の作動油が供給されていることとなり、動力源を一旦停止した際にもコントロールバルブからは作動油がほとんど流出することがなく、動力源の再始動時においても、変速動作や潤滑のための迅速かつ適切な油圧の供給が可能となる。

しかもオイルポンプとコントロールバルブとを互いに近接するように配置していることから、オイルポンプがオイルパンから作動油を吸い上げるための油路および、オイルポンプからコントロールバルブへ作動油を供給するための油路をそれぞれ短くすることができ、油路による管路抵抗を低減できると共に、油路の配置も容易なものとなるという利点が得られる。

加えて、変速機ケース内においてオイルポンプをトルクコンバータと変速機構の間の空間に配置することにより、変速機ケース内のデッドスペースを有効に活用することとなり、自動変速機自体の小型化にも十分寄与できるものとなる。

第2発明による自動変速機においては、出力軸、カウンタ軸およびディファレンシャル軸を車体高さ方向に略同一直線上に配列することとしている。

それによって自動変速機の車体前後方向の寸法をより小さくすることができ、車両のエンジンルーム内において自動変速機が占めるスペースをさらに小さくすることが可能となることから、前記第1発明の効果をより高めることが可能となる。

第3発明による自動変速機においては、オイルポンプを自動変速機の入力軸よりも車体前方に配置することとしている。

それによって、上記した第1発明の効果に加え、自動変速機の組み立て、特にオイルポンプを取り付ける際に他の部品、部材等と干渉する可能性を小さくすることができ、取り付け作業を容易に行うことができるようになる。

また第4発明による自動変速機においては、変速機ケースのオイルポンプを収容した部分における、当該変速機ケース外殻の最外縁部、例えばオイルポンプを収容したために変速機ケースに張り出しを生じた部分を、車体前後方向における位置がオイルパンの車体前方端部とほぼ等しくなるようにしている。

それによって、変速機ケース自体の車体前後方向の寸法をさらに小さくすることができ、第1発明の効果をより一層高めることができる。

さらに第5発明による自動変速機においては、オイルパンを、その底面の車体高さ方向の位置、すなわち路面からの高さを変速機ケースの最下端部の路面からの高さとほぼ等しいか、あるいはそれよりも高くなるように配置している。換言すれば、オイルパンが変速機ケースに対して下方（路面）に向かって突出しないように、当該オイルパンを取り付けている。

通常、変速機ケースの最下端部の路面からの高さは、縁石や車止め等の路面からの突出物等との接触を防ぐような高さに設定されている。そこで、第5発明においては、オイルパン底面の路面からの高さを変速機ケースの最下端部の高さとほぼ等しくするか、それよりも高くなるようにして、オイルパンが変速機ケースに対して下方に向かって突出しないようにしている。それによって、上述した第1〜第4発明の効果に加え、オイルパンが車止め等と接触してオイルパンや、その内部に収容したコントロールバルブが損傷する可能性を低減することができるという効果が得られるものとなる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

図1〜図3は本発明に係る無段変速機の一実施形態を示すものであり、図1は変速機を車幅方向から見た図、図2は図1のA-A線に沿った断面図、図3はオイルポンプとその周辺を示す図である。

図示の自動変速機10はベルト式無段変速機である。ベルト式無段変速機10は、変速機ケース11内に収容したプライマリプーリ12およびセカンダリプーリ13を両者のＶ溝が整列するように配置し、これらプーリ12，13のＶ溝にＶベルト14を掛け渡している。動力源であるエンジン（図示せず）からの動力回転はトルクコンバータ15を介して入力軸16から前後進切換機構17を経てプライマリプーリ12へ入力される。プライマリプーリ12へ入力された回転は、Ｖベルト14を介してセカンダリプーリ13へと伝達され、セカンダリプーリ13の回転は、その後セカンダリプーリ13と直結した出力軸18、出力軸18と結合したドライブギヤ19、ドライブギヤ19と噛み合うドリブンギヤ20と結合したカウンタ軸21、そしてカウンタ軸21からファイナルドライブギヤ組22、ディファレンシャルギヤ装置23およびディファレンシャル軸24を経て図示しない駆動輪へと伝達される。

ここで、図1に示すようにベルト式無段変速機10においても、入力軸16、出力軸18、カウンタ軸21およびディファレンシャル軸24が、これら各軸の軸線方向が車体幅方向と平行かつ車体前後方向と直角となるように配置されると共に、入力軸16（すなわちトルクコンバータ15およびプライマリプーリ12）が他の軸よりも車体前後方向前方側に配置されている。また、出力軸18、カウンタ軸21およびディファレンシャル軸24は、車体高さ方向に略同一直線上に配列されている。

上記動力伝達中にプライマリプーリ12とセカンダリプーリ13との間における回転伝動比（変速比）を変更するために、プライマリプーリ12およびセカンダリプーリ13それぞれのＶ溝を形成するフランジの内、一方を固定フランジ12a，13aとし、他方のフランジ12b，13bを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。これら可動フランジ12b，13bはそれぞれ、プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧とをそれぞれ、プライマリプーリ室12cおよびセカンダリプーリ室13cに供給することにより発生した推力によって固定フランジ12a，13aに向かう方向に移動し、Ｖベルト14を各プーリのフランジ間に挟持させてプライマリプーリ12とセカンダリプーリ13との間での動力伝達を可能とする。

上述した動力伝達における変速は、目標変速比に対応して発生させたプライマリプーリ圧とセカンダリプーリ圧との間の差圧により両プーリ12，13のＶ溝の幅を変更して、これらプーリ12，13に対するＶベルト14の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることにより、前記目標変速比を実現することにより行う。

プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧は、図示しない制御装置からの制御信号に基づいてコントロールバルブ25で生成される。コントロールバルブ25は変速機ケース11下部に取り付けたオイルパン26内に収容されている。なお、図1ではコントロールバルブ25の外形のみを破線で示している。

上記プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧の元となると共に、ベルト式無段変速機10の各要素を潤滑するための作動油は、オイルポンプ27によって供給される。図3に示すように、オイルポンプ27は、図示しないエンジンからの回転をトルクコンバータ15に取り付けた駆動スプロケット28、オイルポンプと直結した従動スプロケット29および、これらスプロケット間に掛け渡したチェーン30によって伝達されることにより駆動する。オイルポンプ27は、オイルパン26内の作動油を吸入し、加圧してコントロールバルブ25へ供給する。ここで、従動スプロケット29の直径は駆動スプロケット28よりも小さく設定されているため、エンジンの回転に伴ってオイルポンプ27は高い油圧を発生できるようになっている。コントロールバルブ25へ供給された作動油は、図示しない制御装置からの制御信号に基づいて調圧され、プライマリプーリ12およびセカンダリプーリ13へ供給されると共に、前後進切換機構17のクラッチやブレーキを動作させ、またベルト式無段速機10の各要素を潤滑するためにこれら要素へ供給される。

ここで、再度図1を参照すると、コントロールバルブ25およびこれを収容するオイルパン26とオイルポンプ27とは、共に入力軸16の高さ方向位置よりも下方で、かつ、互いに近接して配置されている。しかもオイルポンプ27はオイルパン26の真上に位置している。そのため、オイルポンプ27が作動油をオイルパン26から吸い上げる際の油路および、オイルポンプ27からコントロールバルブ25へ供給する油路をそれぞれ短くすることができ、油路による管路抵抗を低減できると共に、これら油路の配置や形成が容易なものとなる。

また、かかる配置によれば、コントロールバルブ内には常にある程度の量の作動油が供給されていることとなり、エンジンを一旦停止した際にもコントロールバルブからは作動油がほとんど流出することがなく、エンジンの再始動時においても、変速動作や潤滑のための迅速かつ適切な油圧の供給が可能となる。これらの事項は図4と比較することで容易に理解できるであろう。

次に、図1の右側、すなわちベルト式無段変速機10の車体前後方向前方に着目すると、オイルポンプ27、厳密には変速機ケース11のオイルポンプ27を収容した張出部11a、すなわち変速機ケース11のオイルポンプ27を収容した部分における該変速機ケース11外殻の最外縁部と、オイルパン26の車体前方側端部26aの車体前後方向位置とがほぼ等しくなっていることが理解される。つまり、オイルポンプ27およびオイルパン26（コントロールバルブ25）が、いずれも車体前方に突出する度合いが小さくなるような配置を採っている。こうした配置により、ベルト式無段変速機10の車体前後方向の長さを抑制し、よりコンパクトな変速機が実現できる。

またオイルポンプ27は、トルクコンバータ15とベルト式無段変速機10との間で、しかも断面が円形状の前後進切換機構17と、断面が四角形状のオイルパン26（およびコントロールバルブ25）とに隣接した位置に配置されている。これは、変速機ケース11内のトルクコンバータ15とベルト式無段変速機10との間のデッドスペースであって、しかも断面が円形状の部材と断面が四角形状の部材が接合したときに生じる空間にオイルポンプ27を配置することとなり、オイルポンプ27を配置するための新たなスペースを設ける必要が無い上、オイルポンプ27が車体前後方向に極力突出しないように配置することを可能としている。

さらに、図1においてベルト式無段変速機10の底部に着目すると、オイルパン26の底部26bの車体高さ方向の位置（すなわち路面からの高さ）が変速機ケース11の最下端部よりも高い位置に設定されていることがわかる。前述したように、変速機ケース11の最下端部の路面からの高さは、縁石や車止めと言った路面からの突出物等との接触を防ぐような高さに設定されている。そこで、図示のベルト式無段変速機10においては、オイルパン26の取り付け高さ（底部の路面からの高さ）を変速機ケース11の最下端部の高さとほぼ等しいか、それよりも高くしている。それによって、車両走行中にオイルパン26が車止めや落石等と接触して、オイルパン26自体や、その内部に収容したコントロールバルブ25が破損する可能性を低減することができる。

以上説明したように、本発明による自動変速機は、変速機自体をよりコンパクトにすることができ、軽自動車等の小型車両への搭載を可能とすると共に、オイルポンプからコントロールバルブ等への作動油の供給にあたり、油路による管路抵抗を低減できると共に、油路の配置も容易なものとなり、かつ、動力源の再始動時においても、変速動作や潤滑のための迅速かつ適切な油圧の供給が可能となるという利点を有するものである。

なお、本明細書ではベルト式無段変速機を実施形態として説明したが、本発明は他の形態の自動変速機、すなわち歯車型（ステップ式）の自動変速機やトロイダル型の自動変速機にも適用が可能である。

本発明に係るベルト式無段変速機を車幅方向から見た図である。 図1の変速機のA-A線に沿った断面図である。 図1の変速機のオイルポンプとその周辺を示す図である。 従来のベルト式無段変速機を車幅方向から見た図である。 図4の変速機のA-A線に沿った断面図である。

符号の説明

10，50 ベルト式無段変速機
11，65 変速機ケース
12，53 プライマリプーリ
13，55 セカンダリプーリ
14，54 Ｖベルト
15，51 トルクコンバータ
16，52 入力軸
17 前後進切換機構
18，56 出力軸
19，57 ドライブギヤ
20，58 ドリブンギヤ
21，59 カウンタ軸
22，60 ファイナルドライブギヤ組
23，61 ディファレンシャルギヤ装置
24，62 ディファレンシャル軸
25，64 コントロールバルブ
26 オイルパン
27，63 オイルポンプ
28 駆動スプロケット
29 従動スプロケット
30 チェーン

Claims (5)

1. トルクコンバータと変速機構とを具え、動力源からの回転を前記トルクコンバータを介して前記変速機構の入力軸に入力し、変速した前記動力源からの回転を該変速機構の出力軸およびカウンタ軸を経てディファレンシャル軸へ出力する自動変速機であって、
   前記変速機構の入力軸および出力軸、前記カウンタ軸および前記ディファレンシャル軸をそれぞれ車体幅方向に対して平行かつ車体前後方向に対して直角に配置すると共に、前記入力軸を前記出力軸、前記カウンタ軸および前記ディファレンシャル軸よりも車体前後方向前方に配置し、
   前記変速機構を作動させる作動油を供給するための、前記動力源からの駆動力をチェーンによって伝達されて駆動するオイルポンプを具える自動変速機において、
   前記変速機構を所望の変速比に変速動作させるべく、該所望の変速比に応じた油圧を得るためのコントロールバルブおよび、前記作動油を貯留すると共に前記コントロールバルブを収容するオイルパンを前記入力軸の直下に配置し、
   前記オイルポンプを、前記コントロールバルブの真上かつ前記入力軸の軸心の車体高さ方向の位置よりも低い位置であって、変速機ケース内の、前記トルクコンバータを配置した位置と前記変速機構を配置した位置との間の空間に配置したことを特徴とする自動変速機。
2. 請求項1記載の自動変速機において、
   前記出力軸、前記カウンタ軸および前記ディファレンシャル軸を車体高さ方向に略同一直線上に配列したことを特徴とする自動変速機。
3. 請求項1または2記載の自動変速機において、
   前記オイルポンプを前記入力軸よりも車体前後方向前方に配置したことを特徴とする自動変速機。
4. 請求項1〜3のいずれか1項記載の自動変速機において、
   前記変速機ケースの前記オイルポンプを収容した部分における該変速機ケース外殻の最外縁部の車体前後方向位置と、前記オイルパンの車体前方側端部の車体前後方向位置とがほぼ等しいことを特徴とする自動変速機。
5. 請求項1〜4のいずれか1項記載の自動変速機において、
   前記コントロールバルブを収容するオイルパンを、その底面の車体高さ方向の位置が、変速機ケースの最下端部の車体高さ方向の位置とほぼ等しいか、それよりも高くなるように配置したことを特徴とする自動変速機。

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