JP2014148997A

JP2014148997A - 自動変速機のオイルポンプ装置

Info

Publication number: JP2014148997A
Application number: JP2013016431A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhide Okubo; 光秀大窪
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-21

Abstract

【課題】車速が高いときにオイルポンプでの仕事量を抑制してできるだけ無駄なエネルギーを消費しないようにでき、しかも、油圧制御のための複雑な回路、機構等を必要としない自動変速機のオイルポンプ装置を提供すること。
【解決手段】エンジンの回転動力によって駆動されるアキシャルピストンポンプ５と、無段変速機４の出力軸４４上に連結され、半径方向に移動可能な球体７１に作用する遠心力によって軸方向に変位するピストン７３を有する遠心ピストン機構７と、遠心ピストン機構７のピストン７３にアキシャルピストンポンプ５の斜板５６を連動させ、出力軸４４の回転速度が高いほどポンプ吐出量が少なくなるように斜板５６の角度を小さくする斜板連動機構６と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機のオイルポンプ装置に関する。

車両の自動変速機に油圧を供給する固定容量型のオイルポンプは、エンジン回転数に比例して吐出量が上昇するが、潤滑系として必要な油圧はエンジン回転数に比例しないため、車速が高いときにオイルポンプで無駄なエネルギーを消費することとなる。そのような無駄なエネルギーを消費しないように、可変容量式オイルポンプが採用されることがある。例えば、特許文献１に開示されている可変容量式のオイルポンプは、油圧制御によりカムリングの偏心量を調節することでオイルポンプの吐出量を可変とし、できるだけ無駄なエネルギーを消費しないようにしている。

特開平２−２８３９５８号公報

ところが、特許文献１のオイルポンプは、油圧制御によりオイルポンプの吐出量を可変とするため、油圧制御のために複雑な回路、機構等が必要となり、装置が複雑となって製造コストの上昇を招きやすい。

本発明はかかる実情に鑑みて創案されたものであり、車速が高いときにオイルポンプでの仕事量を抑制してできるだけ無駄なエネルギーを消費しないようにでき、しかも、油圧制御のための複雑な回路、機構等を必要としない自動変速機のオイルポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明の自動変速機のオイルポンプ装置は、エンジンの回転動力によって駆動されるアキシャルピストンポンプと、車速に応じた速度で回転する回転軸上に連結され、半径方向に移動可能な移動体に作用する遠心力によって軸方向に変位するピストンを有する遠心ピストン機構と、前記遠心ピストン機構の前記ピストンに前記アキシャルピストンポンプの斜板を連動させ、前記回転軸の回転速度が高いほどポンプ吐出量が少なくなるように前記斜板の角度を小さくする斜板連動機構と、を備えることを特徴としている。

かかる構成を備える自動変速機のオイルポンプ装置によれば、車速が高いときにアキシャルピストンポンプの斜板の角度が小さくなって仕事量が抑制され、できるだけ無駄なエネルギーを消費しないようにすることができる。しかも、油圧制御のための複雑な回路、機構等を必要としない。

本発明によれば、車速が高いときにオイルポンプでの仕事量を抑制してできるだけ無駄なエネルギーを消費しないようにでき、しかも、油圧制御のための複雑な回路、機構等を必要としないオイルポンプ装置を実現できる。

本発明の実施の形態における車両の駆動系を示す概略図である。斜板連動機構等を示す概略図であって、無段変速機の出力軸に直交する方向から視た図である。斜板連動機構等を示す概略図であって、無段変速機の出力軸方向から視た図である。車速、斜板の角度、エンジン回転数（又はアキシャルピストンポンプの回転数）、アキシャルピストンポンプの吐出量のタイムチャートの一例である。斜板連動機構の他の例を示す概略図であって、無段変速機の出力軸に直交する方向から視た図である。

以下、本発明の実施の形態に係る自動変速機のオイルポンプ装置について図面を参照しつつ説明する。まず、オイルポンプ装置の説明に先立って当該オイルポンプ装置を搭載した車両の駆動系の概略構成を図１に基づいて説明する。なお、本実施形態では、自動変速機の一例としてベルト式無段変速機を例に挙げて説明するが、本発明の適用は、ベルト式無段変速機に限定されず、様々なタイプの自動変速機に適用することができる。

図１に示す車両の駆動系は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に搭載されたものであって、トルクコンバータ２、前後進切換装置３、ベルト式無段変速機４などで構成されている。

エンジン（図示せず。）のクランクシャフト１１は、トルクコンバータ２に連結されており、エンジンの出力がトルクコンバータ２から前後進切換装置３、ベルト式無段変速機４等を介してデファレンシャル装置（図示せず。）に伝達され、左右の駆動輪（図示せず。）へ分配される。

トルクコンバータ２は、ポンプインペラ２１、タービンランナ２２、ステータ２３、ワンウェイクラッチ２４、ロックアップクラッチ２５などを備えている。トルクコンバータ２のポンプインペラ２１と一体回転する中空軸２７にはスプロケット２６が設けられている。このスプロケット２６と後述するアキシャルビストンポンプ５の入力軸５１に設けられたスプロケット５２とに無端チェーン５３が巻き掛けられており、アキシャルビストンポンプ５がエンジンの回転動力により駆動されるようになっている。

前後進切換装置３は、遊星歯車機構及びクラッチ、ブレーキ等の摩擦要素で構成された周知のものである。前後進切換装置３は、車両前進時には、タービンシャフト２８と無段変速機４の入力軸４０とを直結し、車両後退時には、タービンシャフト２８の回転を反転かつ減速して入力軸４０へ伝達する。また、ニュートラル時には、タービンシャフト２８から入力軸４０への動力を遮断する。

ベルト式無段変速機４は、入力側のプライマリプーリ４１、出力側のセカンダリプーリ４２、およびこれらプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２との間に巻き掛けられたＶベルト４３などで構成されている。

プライマリプーリ４１は、有効径が可変なプーリであって、入力軸４０に固定された固定シーブ４１１と、入力軸４０に対して軸方向のみ摺動可能に配設された可動シーブ４１２とで主に構成されている。また、セカンダリプーリ４２は、プライマリプーリ４１と同様に、有効径が可変なプーリであって、出力軸４４に固定された固定シーブ４２１と、出力軸４４に対して軸方向のみ摺動可能に配設された可動シーブ４２２とで主に構成されている。

プライマリプーリ４１の可動シーブ４１２側には、固定シーブ４１１と可動シーブ４１２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４１３が配設されている。この油圧アクチュエータ４１３の作動油室４１３ａへ供給される油圧を制御することにより、溝幅が変更される。また、セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２２側にも同様に、固定シーブ４２１と可動シーブ４２２との間のＶ溝幅やベルト挟圧を変更するための油圧アクチュエータ４２３が配置されており、この油圧アクチュエータ４２３の作動油室４２３ａへ供給される油圧を制御することにより、Ｖ溝幅が変更される。作動油室４２３ａにはＶベルト４３に初期推力を与えるためのスプリング４２４が配設されている。なお、無段変速機４の出力軸４４上には、後述する遠心ピストン機構７のほか、デフケースのリングギヤに噛み合った出力歯車（図示せず。）等が配設されている。

以下、本発明の実施形態に係るオイルポンプ装置１について説明する。オイルポンプ装置１は、アキシャルピストンポンプ５、斜板連動機構６、遠心ポンプ機構７等で主に構成されている。

アキシャルピストンポンプ５は、周知の斜板式可変容量型ピストンポンプであり、シリンダブロック５４とともに回転するピストン５５の頭部のシュー５５ａが軸に対して任意の角度傾斜可能な斜板５６の上を摺動することにより、シリンダボア５７に対してピストン５５が相対的な往復運動をするようになっている。なお、本明細書においては、斜板５６の角度は、ピストン５５の頭部のシュー５５ａが摺動する摺動面５６ａが回転軸に対して直交するときを基準状態（０°）とし、この基準状態に対して摺動面５６ａの成す角度を斜板５６の角度とする。したがって、斜板５６の角度が０°のときアキシャルピストンポンプ５の吐出量は０となり、斜板５６の角度が大きくなるに従ってアキシャルピストンポンプ５の吐出量が増大し、斜板５６が最大角のとき吐出量も最大となる。なお、図１に示すアキシャルピストンポンプ５は要部の概略のみを示しており、ケーシング等の図示は省略している。

図２および図３に示すように、遠心ピストン機構７は、球体７１、球体案内部材７２、ピストン７３、スプリングリテーナ７４、スプリング７５等で構成され、車速に応じた速度で回転する出力軸４４上に連結されている。

球体案内部材７２は、出力軸４４上に固定されており、軸に対して斜め方向に放射状に延びた複数の球体案内溝７２ａを有する。この球体案内溝７２ａには球体７１が配置されており、球体７１は遠心力によって半径方向外側に移動する際にピストン７３を図２において右側へ押圧する。

ピストン７３は、有底円筒体からなり、同じく有底円筒体からなるスプリングリテーナ７４と対向状態で相互にスライド自在に内外に嵌合されている。ピストン７３は、その底部７３ａの内側がスプリング７５によって球体７１側に付勢されている。よって、球体７１の遠心力が小さいときは、ピストン７３は、スプリング７５の力により、図２において左側へ移動し、球体７１の遠心力が大きいときは、ピストン７３は球体７１に押されて図２において右側へ移動する。なお、スプリングリテーナ７４は、その底部７４ａが出力軸４４上に固定されている。

斜板連動機構６は、遠心ピストン機構７のピストン７３の軸方向変位に連動してアキシャルピストンポンプ５の斜板５６の角度を変えるものである。この斜板連動機構６は、無段変速機４の出力軸４４（図１参照）に平行な方向にスライド可能なスライド部材６１のほか、リンク部材６２、スプリング６３等で構成されている。

スライド部材６１は、トランスミッションケース内に形成された軸穴６４内にスライド自在に嵌め込まれた円柱状の本体部６１１と、該本体部６１１から側方へ突出し、遠心ピストン機構７のピストン７３の端部に当接するピストン当接部６１２と、本体部６１１の側部に設けられたリンクピン６１３とを備えている。

リンク部材６２は、基端部がアキシャルピストンポンプ５の斜板５６の回転軸５８に固定され、前記リンクピン６１３に係合するＵ字状切欠部６２１が先端部に形成されている。なお、斜板５６の回転軸５８は、ベアリング６５を介してトランスミッションケース内に回転自在に支持されている。

スプリング６３は、スライド部材６１のピストン当接部６１２を遠心ピストン機構７のピストン７３側に付勢するように圧縮状態で軸穴６４内に挿入されている。なお、図３においては軸穴６４を図示省略している。

以上の構成を備える斜板連動機構６は、出力軸４４の回転速度が高いほど（つまり車速が高いほど）、球体７１が遠心側に移動してピストン７３およびスライド部材６１が図２において右側へ移動する。これに伴って、斜板５６の角度θが小さくなりポンプ吐出量が減少する。逆に、出力軸４４の回転速度が低いほど（つまり車速が低いほど）、球体７１が軸側に移動してピストン７３およびスライド部材６１が図２において左側へ移動する。これに伴って、斜板５６の角度θが大きくなりポンプ吐出量が増大する。

図４は、上記オイルポンプ装置１を搭載した車両における、車速、斜板５６の角度、エンジン回転数（又はアキシャルピストンポンプ５の回転数）、アキシャルピストンポンプ５の吐出量のタイムチャートの一例である。この図に示すように、車両の速度を徐々に上げて行くと、エンジン回転数（アキシャルピストンポンプ５の回転数）が次第に高くなる。車両の速度上昇に応じて無段変速機４の出力軸４４の回転速度も上昇し、既述したように、斜板連動機構６により、アキシャルピストンポンプ５の斜板５６の角度θが小さくなってポンプ吐出量が減少する。なお、図中破線は、固定容量型のオイルポンプを採用した場合を示しており、図中斜線部Ｆは、固定容量型のオイルポンプを採用した場合との差分を示している。

このように、オイルポンプ装置１によれば、車速が高いときにアキシャルピストンポンプ５での仕事量を抑制し、できるだけ無駄なエネルギーを消費しないようにすることができる。しかも、本実施に係るオイルポンプ装置１では、従来例に挙げた可変容量型のオイルポンプと異なり、油圧制御のための複雑な回路、機構等を必要としないため、製造コストの削減を容易に図ることができる。また、設計時に案内溝案内溝７２ａの軸に対する傾斜を適宜決めることで、車速と吐出量との関係を容易に設定することができる。

＜斜板連動機構の他の例＞
図５に、斜板連動機構の他の例を示す。この斜板連動機構６Ａは、既述の斜板連動機構６において、リンク部材６２を１部材から、第１リンク部材６２Ａおよび第２リンク部材６２Ｂの２部材に変更している。第１リンク部材６２Ａは、中間部がトランスミッションケース（図示せず。）に固定されたピン６２２に回転自在に支持されており、両端部にＵ字状切欠部６２３，６２４が形成されている。一方のＵ字状切欠部６２３は、スライド部材６１に設けられたリンクピン６１３に係合しており、他方のＵ字状切欠部６２４は、第２リンク部材６２Ｂの先端部に設けられたリンクピン６２５に係合している。また、第２リンク部材６２Ｂは、基端部がアキシャルピストンポンプ５の斜板５６の回転軸５８に固定されている。

この斜板連動機構６Ａによれば、既述の斜板連動機構６と同様に、無段変速機４の出力軸４４の回転速度が高いほど（つまり、車両の速度が高いほど）スライド部材６１は図５において右側へ移動し、斜板５６の角度θが小さくなってポンプ吐出量が減少する。逆に、出力軸４４の回転速度が低いほど（つまり、車両の速度が低いほど）、スライド部材６１は図５において左側へ移動し、斜板５６の角度θが大きくなってポンプ吐出量が増大する。よって、既述の斜板連動機構６を採用した場合と同様の作用効果が得られる。

本発明は、例えば、自動車の自動変速機に油圧を供給するためのオイルポンプ装置に適用することができる。

１オイルポンプ装置
５アキシャルピストンポンプ
６斜板連動機構
６Ａ斜板連動機構
７遠心ピストン機構
４４無段変速機の出力軸（車速に応じた速度で回転する回転軸）
５６斜板
７１球体（移動体）
７３ピストン

Claims

エンジンの回転動力によって駆動されるアキシャルピストンポンプと、
車速に応じた速度で回転する回転軸上に連結され、半径方向に移動可能な移動体に作用する遠心力によって軸方向に変位するピストンを有する遠心ピストン機構と、
前記遠心ピストン機構の前記ピストンに前記アキシャルピストンポンプの斜板を連動させ、前記回転軸の回転速度が高いほどポンプ吐出量が少なくなるように前記斜板の角度を小さくする斜板連動機構と、
を備えることを特徴とする自動変速機のオイルポンプ装置。