JP2012072809A

JP2012072809A - 変速機油路構造

Info

Publication number: JP2012072809A
Application number: JP2010216906A
Authority: JP
Inventors: Kei Aida; 圭会田
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: US20120073905A1; CN102434663B; JP5432104B2; DE102011053913A1; CN102434663A; US8651239B2

Abstract

【課題】ミッションケース内の作動油を抜き取らずにバルブユニットを取り外す。
【解決手段】ミッションケース１５の変速機収容室１９には、作動油Ｘが貯留されるとともに無段変速機構２０が収容される。また、ミッションケース１５のバルブ収容室５０には、作動油Ｘが貯留されるとともにバルブユニット５１が収容される。このようにバルブユニット５１を収容するバルブ収容室５０は、変速機収容室１９の油面高さＯＬよりも上方に配置される。さらに、バルブ収容室５０と変速機収容室１９とは、ドレンプラグ５９によって閉じられるドレンポート５８を介して連通している。バルブユニット５１を取り外す際には、ドレンプラグ５９を外してドレンポート５８が開放される。これにより、バルブ収容室５０から変速機収容室１９に作動油Ｘを移動させることができ、ミッションケース１５から作動油Ｘを抜き取ることなくバルブユニット５１の取り外しが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、オイルと共にバルブユニットが収容されるバルブ収容室を備えた変速機油路構造に関する。

自動変速機には複数のクラッチやブレーキが組み込まれており、これらのクラッチやブレーキは油圧制御されている。また、自動変速機である無段変速機にはプライマリプーリやセカンダリプーリが組み込まれており、これらのプーリについても油圧制御されている。これらのクラッチやプーリ等に対して作動油(オイル)を供給制御するため、自動変速機には複数の電磁弁を備えるバルブユニットが搭載されている(例えば、特許文献１および２参照)。また、特許文献２に記載されるように、ミッションケース(変速機ケース)内の作動油中にバルブユニットを浸漬させることも多い。このように、バルブユニットを作動油中に浸漬させることにより、油圧回路に対する空気の噛み込みを防止することができ、作動油によって電磁弁のコイル部を冷却することも可能となる。

特開昭６０−８４４５１号公報特開２００２−２１９９１号公報

ところで、車両整備等において、ミッションケースからバルブユニットを取り外す際には、バルブユニットが作動油中に浸漬していることから、ミッションケースから作動油を抜き取ることが必要である。また、ミッションケースから作動油を抜き取った場合には、再びバルブユニットを取り付けた後に、ミッションケースに新たな作動油を注入することが必要であった。このように、バルブユニットの脱着に伴って作動油を排出・注入することは、整備作業の工数やコストを増大させる要因となっていた。

本発明の目的は、変速機ケース内のオイルを抜き取ることなく、バルブユニットの取り外しを可能とすることにある。

本発明の変速機油路構造は、オイルが貯留されるとともに変速機構が収容される変速機収容室を、変速機ケースに形成し、オイルが貯留されるとともにバルブユニットが収容されるバルブ収容室を、前記変速機収容室の油面高さよりも上方に前記変速機ケースに形成し、前記バルブ収容室と前記変速機収容室とを連通するドレンポートを形成し、前記ドレンポートに脱着自在にドレンプラグを組み付け、前記バルブ収容室からオイルを排出する際には、前記ドレンプラグを取り外して前記バルブ収容室から前記変速機収容室にオイルを案内し、前記変速機ケース内にオイルを留めることを特徴とする。

本発明の変速機油路構造は、前記変速機収容室から前記バルブ収容室にオイルを供給するオイルポンプを有することを特徴とする。

本発明の変速機油路構造は、前記ドレンプラグの端部を前記変速機ケースの外側に露出させることを特徴とする。

本発明の変速機油路構造は、前記ドレンプラグに一端が前記バルブ収容室に開口して他端が前記変速機収容室に開口する排出流路を形成し、前記バルブ収容室内の過剰なオイルを前記排出流路から前記変速機収容室に案内し、前記バルブ収容室内の油面高さを一定に保持することを特徴とする。

本発明の変速機油路構造は、前記ドレンプラグは前記バルブユニットを固定する締結ボルトであることを特徴とする。

本発明によれば、変速機収容室の油面高さよりも上方にバルブ収容室を形成し、ドレンポートを介してバルブ収容室と変速機収容室とを連通させたので、ドレンポートを開放することでバルブ収容室から変速機収容室にオイルを移すことが可能となる。これにより、バルブ収容室からバルブユニットを取り外す際に、変速機ケースからオイルを抜き取る必要がなく、整備作業の工数やコストを引き下げることが可能となる。

パワーユニットが搭載される車両を示す概略図である。パワーユニットの内部構造を示すスケルトン図である。図２の矢印Ａ方向からミッションケースを示す斜視図である。図３のＡ−Ａ線に沿ってミッションケースを示す断面図である。 (ａ)および(ｂ)は図４のＡ−Ａ線に沿ってバルブ収容室の一部を示す断面図である。ミッションケースを上方から示す斜視図である。本発明の他の実施の形態である変速機油路構造の一部を示す断面図である。 (ａ)および(ｂ)は本発明の他の実施の形態である変速機油路構造の一部を示す断面図である。 (ａ)および(ｂ)は本発明の他の実施の形態である変速機油路構造の一部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はパワーユニット１０が搭載される車両１１を示す概略図であり、図２はパワーユニット１０の内部構造を示すスケルトン図である。図１に示すように、車体１２にはパワーユニット１０が縦置きに搭載されており、このパワーユニット１０はエンジン１３および無段変速機１４を備えている。図２に示すように、無段変速機１４は、変速機ケースとしてのミッションケース１５を有している。このミッションケース１５は、エンジン１３側に設けられるコンバータケース１６、後端側に設けられるトランスファケース１７、これらケース１６，１７の間に設けられるメインケース１８によって構成されている。このようなミッションケース１５には変速機収容室１９が形成されており、この変速機収容室１９には作動油(オイル)Ｘが貯留されるとともに変速機構として無段変速機構２０が収容されている。

無段変速機構２０は、エンジン１３に駆動されるプライマリ軸２１と、これに平行となるセカンダリ軸２２とを有している。プライマリ軸２１にはプライマリプーリ２３が設けられており、セカンダリ軸２２にはセカンダリプーリ２４が設けられている。プライマリプーリ２３には油室２３ａが区画されており、油室２３ａ内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリプーリ２４には油室２４ａが区画されており、油室２４ａ内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。そして、プーリ溝幅を調整して駆動チェーン２５の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸２１からセカンダリ軸２２に対する無段変速が可能となる。

また、無段変速機構２０に対してエンジン動力を伝達するため、クランク軸３０とプライマリ軸２１との間には、トルクコンバータ３１および前後進切換機構３２が設けられている。トルクコンバータ３１は、クランク軸３０に連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。また、前後進切換機構３２は、図示しない遊星歯車列やクラッチ機構等によって構成されており、プライマリ軸２１の回転方向を切り換えることが可能となっている。

また、ミッションケース１５には、セカンダリ軸２２に平行となる前輪出力軸４０が収容されている。セカンダリ軸２２と前輪出力軸４０とは歯車列４１を介して連結されており、前輪出力軸４０はフロントデファレンシャル機構４２を介して前輪に連結されている。さらに、ミッションケース１５には、前輪出力軸４０に平行となる後輪出力軸４３が収容されている。前輪出力軸４０と後輪出力軸４３とは歯車列４４およびトランスファクラッチ４５を介して連結されており、後輪出力軸４３はプロペラシャフト４６および図示しないリアデファレンシャル機構を介して後輪に連結されている。

前述したプライマリプーリ２３、セカンダリプーリ２４、トルクコンバータ３１、前後進切換機構３２、トランスファクラッチ４５等に作動油Ｘを供給するため、ミッションケース１５の上部に形成されるバルブ収容室５０にはバルブユニット５１が収容されている。このバルブユニット５１には複数の電磁弁が組み付けられており、これらの電磁弁は図示しない制御ユニットによって制御されている。また、変速機収容室１９内の作動油Ｘをバルブユニット５１に供給するため、ミッションケース１５内のポンプ室５２にはオイルポンプ５３が設けられている。エンジン１３によってオイルポンプ５３が駆動されると、変速機収容室１９内の作動油Ｘがオイルストレーナ５４から吸い上げられ、吸い上げられた作動油Ｘはオイルポンプ５３を経てバルブユニット５１に供給される。そして、オイルポンプ５３からバルブユニット５１に供給された作動油Ｘは、バルブユニット５１内の油圧回路を経て各作動部や潤滑部に供給されることになる。

また、オイルポンプ５３から吐出される作動油Ｘの一部はバルブ収容室５０に供給されており、バルブ収容室５０には所定の油面高さまで作動油Ｘが貯留されている。なお、バルブ収容室５０には図示しない排出口が設けられており、作動油Ｘは所定の油面高さで維持されている。このように、バルブ収容室５０に作動油Ｘを貯留することにより、バルブユニット５１を作動油中に浸漬させることが可能となる。これにより、バルブユニット５１の油圧回路に対する空気の噛み込みを防止することができ、電磁弁のコイル部を作動油Ｘによって冷却することが可能となる。このように、バルブユニット５１を作動油中に浸漬させる構造を採用した場合には、車両整備等でミッションケース１５からバルブユニット５１を取り外す際に、ミッションケース１５から作動油Ｘを抜き取ることが一般的であった。しかしながら、ミッションケース１５から作動油Ｘを抜き取ることは、整備作業の工数やコストを増大させる要因となっていた。そこで、図示する無段変速機１４においては、本発明の一実施の形態である変速機油路構造を採用することにより、ミッションケース１５から作動油Ｘを抜き取ることなく、バルブユニット５１の取り外しが可能となっている。

以下、本発明の一実施の形態である変速機油路構造について詳細に説明する。ここで、図３は図２の矢印Ａ方向からミッションケース１５を示す斜視図である。図４は図３のＡ−Ａ線に沿ってミッションケース１５を示す断面図である。図５(ａ)および(ｂ)は図４のＡ−Ａ線に沿ってバルブ収容室５０の一部を示す断面図である。図６はミッションケース１５を上方から示す斜視図であり、後述するカバー部材５６を取り外した状態で示している。

図２および図４に示すように、バルブユニット５１を収容するバルブ収容室５０は、ミッションケース１５の上部に形成される収容凹部５５と、この収容凹部５５を覆うカバー部材５６とによって構成されている。また、バルブ収容室５０は、変速機収容室１９の油面高さＯＬよりも上方に位置するように、ミッションケース１５に対して形成されている。さらに、図２〜図４に示すように、バルブ収容室５０とポンプ室５２とを仕切る隔壁５７には、バルブ収容室５０とポンプ室５２とを連通するドレンポート５８が形成されている。このドレンポート５８にはドレンプラグ５９の一端部が挿入されており、ドレンポート５８はドレンプラグ５９によって閉塞されている。さらに、ポンプ室５２と変速機収容室１９とを仕切る隔壁６０には、ポンプ室５２と変速機収容室１９とを連通する貫通孔６１が形成されている。このように、バルブ収容室５０と変速機収容室１９とはドレンポート５８および貫通孔６１を介して連通しており、ドレンポート５８はドレンプラグ５９によって閉じられている。

このようなミッションケース１５からバルブユニット５１を取り外す際には、ドレンポート５８からドレンプラグ５９が抜き取られる。なお、図２および図４に示すように、ドレンプラグ５９の端部はカバー部材５６から外側に露出しており、ミッションケース１５にカバー部材５６を取り付けた状態のまま、ドレンプラグ５９を抜き取ることが可能となっている。このようにドレンプラグ５９が抜き取られると、図３および図４に矢印αで示すように、バルブ収容室５０内の作動油Ｘは、ドレンポート５８からポンプ室５２に案内された後に、貫通孔６１から変速機収容室１９に案内される。すなわち、図５(ａ)に示すように、ドレンプラグ５９の抜き取り前にはバルブ収容室５０の油面高さがＬ１であるのに対し、図５(ｂ)に示すように、ドレンプラグ５９の抜き取り後にはバルブ収容室５０の油面高さがＬ２まで低下する。そして、バルブ収容室５０の油面高さがＬ２まで低下した後には、図６に示すように、ミッションケース１５からカバー部材５６が取り外され、バルブユニット５１が取り外されることになる。

このように、ミッションケース１５からバルブユニット５１を取り外す際には、バルブ収容室５０の作動油Ｘを変速機収容室１９に移動させることができるため、ミッションケース１５から作動油Ｘを抜き取る必要がなく、バルブユニット５１の取り外し作業が極めて容易となる。さらに、バルブ収容室５０内の作動油Ｘがミッションケース１５内に留められることから、再びバルブユニット５１を組み付けた後に作動油Ｘを新たに注入する必要がなく、整備作業の工数やコストを引き下げることが可能となる。なお、バルブ収容室５０から変速機収容室１９に移された作動油Ｘは、オイルポンプ５３を駆動することで再びバルブ収容室５０に供給されることになる。

また、ドレンプラグ５９の端部をカバー部材５６から露出させるようにしたので、ミッションケース１５にカバー部材５６を取り付けた状態のまま、ドレンプラグ５９を抜き取ることが可能となる。これにより、バルブ収容室５０の油面高さＬ１が収容凹部５５とカバー部材５６との合わせ面を上回る場合であっても、カバー部材５６の取り外し前にバルブ収容室５０から作動油Ｘを排出することができ、カバー部材５６の取り外しに伴う作動油Ｘの流出を防止することが可能となる。

さらに、ミッションケース１５の上部、かつトルクコンバータ３１の直後に位置するように、ミッションケース１５に対してバルブ収容室５０を形成したので、パワーユニット１０を縦置きに搭載した場合であっても、図１に矢印Ａで示すように、エンジンルーム６２からバルブユニット５１を脱着することが可能となる。これにより、バルブユニット５１の脱着作業を極めて容易に行うことが可能となる。しかも、フロントデファレンシャル機構４２の上方にバルブ収容室５０が形成されることから、ミッションケース１５内の空間を有効に活用することができ、無段変速機１４の大型化を回避することが可能となる。

図７は本発明の他の実施の形態である変速機油路構造の一部を示す断面図である。なお、図７において図５に示す部位と同様の部位については、同一の符合を付してその説明を省略する。図７に示すように、ドレンポート５８を閉塞するドレンプラグ７０には排出流路７１が形成されている。この排出流路７１の一端はドレンプラグ７０の側面に開口する導入ポート７２となっており、排出流路７１の他端はドレンプラグ７０の先端部の端面に開口する排出ポート７３となっている。すなわち、排出流路７１の一端はバルブ収容室５０に開口する一方、排出流路７１の他端はポンプ室５２および貫通孔６１を介して変速機収容室１９に開口する構造となっている。これにより、バルブ収容室５０内の作動油Ｘが排出流路７１の導入ポート７２に到達すると、矢印Ａで示すように、作動油Ｘが排出流路７１を流れてポンプ室５２から変速機収容室１９に案内されるため、バルブ収容室５０内の油面高さをＬ１に一定に保つことが可能となる。このように、ドレンプラグ７０に排出流路７１を形成することにより、ドレンプラグ７０を交換することでバルブ収容室５０の油面高さを変えることができ、様々なバルブユニット５１の油面高さにミッションケース１５のバルブ収容室５０を対応させることが可能となる。すなわち、ミッションケース１５の汎用性を高めることが可能となる。

また、前述の説明では、ドレンプラグ５９，７０の端部をカバー部材５６から露出させているが、これに限られることはなく、バルブ収容室５０の油面高さＬ１によってはドレンプラグ５９，７０をバルブ収容室５０内に格納しても良い。ここで、図８(ａ)および(ｂ)は本発明の他の実施の形態である変速機油路構造の一部を示す断面図である。なお、図８において図５に示す部位と同様の部位については、同一の符合を付してその説明を省略する。

図８(ａ)および(ｂ)に示すように、バルブ収容室５０の油面高さＬ１が収容凹部５５とカバー部材５６との合わせ面を下回る場合には、バルブ収容室５０の作動油Ｘを排出する前にカバー部材５６を取り外したとしても、バルブ収容室５０から作動油Ｘが流れ出ることがないため、ドレンプラグ８０，８１がバルブ収容室５０内に格納されている。なお、油面高さＬ１が低い場合であっても、ドレンプラグ８０，８１の端部をカバー部材５６から露出させても良いことはいうまでもない。また、ドレンポート５８に対するドレンプラグ８０，８１の組み付け方式としては、図８(ａ)に示すように、ドレンプラグ８０の先端部をドレンポート５８に挿入しても良く、図８(ｂ)に示すように、ドレンプラグ８１の先端部をドレンポート５８にネジ結合させても良い。

また、前述の説明では、ドレンポート５８を開閉するためだけにドレンプラグ５９，７０，８０，８１を設けているが、これに限られることはなく、ドレンプラグ５９，７０，８０，８１に他の機能を持たせても良い。ここで、図９(ａ)および(ｂ)は本発明の他の実施の形態である変速機油路構造の一部を示す断面図である。なお、図９において図５に示す部位と同様の部位については、同一の符合を付してその説明を省略する。

図９(ａ)および(ｂ)に示すように、バルブユニット５１には貫通孔９０が形成されており、この貫通孔９０にはドレンプラグ９１が挿入されている。ドレンプラグ９１の先端部には雄ねじが形成されており、この雄ねじに対応する雌ねじがドレンポート５８に形成されている。すなわち、ドレンプラグ９１は、ドレンポート５８を開閉するための機能を有するだけでなく、バルブ収容室５０にバルブユニット５１を固定するための機能を有している。このように、バルブユニット５１を固定するための締結ボルトとしてドレンプラグ９１を用いることにより、部品の共用化を図ることができ、変速機油路構造の低コスト化を達成することが可能となる。

また、図９(ａ)に示すように、バルブユニット５１の下端面には切り欠き９２が形成されており、この切り欠き９２は作動油Ｘの流路として機能している。これにより、ドレンプラグ９１をドレンポート５８から抜き取った後には、作動油Ｘを切り欠き９２からドレンポート５８に案内することが可能となる。また、図９(ａ)においてはバルブユニット５１に切り欠き９２を形成しているが、これに限られることはなく、図９(ｂ)に示すように、ミッションケース１５の収容凹部５５に切り欠き９３を形成しても良い。この場合には、切り欠き９３が作動油Ｘの流路として機能することから、ドレンプラグ９１をドレンポート５８から抜き取った後には、作動油Ｘを切り欠き９３からドレンポート５８に案内することが可能となる。なお、バルブユニット５１は、図示しない複数本の締結ボルトによって固定されることから、誤組付けを防止するためにも、他の締結ボルトに比べてドレンプラグ９１を長く形成することが望ましい。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、バルブ収容室５０と変速機収容室１９とをポンプ室５２を介して連通させているが、これに限られることはなく、バルブ収容室５０と変速機収容室１９とを直に連通させても良い。この場合には、バルブ収容室５０と変速機収容室１９とを仕切る隔壁に対してドレンポート５８が形成される。

また、前述の説明では、変速機構として一対のプーリを備えた無段変速機構２０を採用しているが、これに限られることはなく、例えばトロイダル方式の無段変速機構、遊星歯車式の自動変速機構、平行軸式の自動変速機構を採用しても良い。また、図示する場合には、車体１２に縦置きに搭載されるパワーユニット１０に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、車体１２に横置きに搭載されるパワーユニットに本発明を適用しても良い。さらに、図示する場合には、動力源としてエンジン１３のみを備えるパワーユニット１０に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、動力源としてエンジン１３および電動モータを備えるハイブリッド方式のパワーユニットに本発明を適用しても良い。

１５ミッションケース(変速機ケース)
１９変速機収容室
２０無段変速機構(変速機構)
５０バルブ収容室
５１バルブユニット
５３オイルポンプ
５８ドレンポート
５９，７０ドレンプラグ
７１排出流路
８０，８１，９１ドレンプラグ
ＯＬ油面高さ
Ｌ１油面高さ
Ｘ作動油(オイル)

Claims

オイルが貯留されるとともに変速機構が収容される変速機収容室を、変速機ケースに形成し、
オイルが貯留されるとともにバルブユニットが収容されるバルブ収容室を、前記変速機収容室の油面高さよりも上方に前記変速機ケースに形成し、
前記バルブ収容室と前記変速機収容室とを連通するドレンポートを形成し、前記ドレンポートに脱着自在にドレンプラグを組み付け、
前記バルブ収容室からオイルを排出する際には、前記ドレンプラグを取り外して前記バルブ収容室から前記変速機収容室にオイルを案内し、前記変速機ケース内にオイルを留めることを特徴とする変速機油路構造。
請求項１記載の変速機油路構造において、
前記変速機収容室から前記バルブ収容室にオイルを供給するオイルポンプを有することを特徴とする変速機油路構造。
請求項１または２記載の変速機油路構造において、
前記ドレンプラグの端部を前記変速機ケースの外側に露出させることを特徴とする変速機油路構造。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速機油路構造において、
前記ドレンプラグに一端が前記バルブ収容室に開口して他端が前記変速機収容室に開口する排出流路を形成し、
前記バルブ収容室内の過剰なオイルを前記排出流路から前記変速機収容室に案内し、前記バルブ収容室内の油面高さを一定に保持することを特徴とする変速機油路構造。
請求項１または２記載の変速機油路構造において、
前記ドレンプラグは前記バルブユニットを固定する締結ボルトであることを特徴とする変速機油路構造。