JP2016044695A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの内壁に対するオイルの付着を抑制する。【解決手段】オイルが貯留されるハウジングと、ハウジングに収容される第１プーリと、ハウジングに収容される第２プーリと、第１プーリと第２プーリとに巻き掛けられる駆動チェーン３５と、ハウジングに揺動自在に設けられ、駆動チェーン３５に対向するガイド面５５ａを備えるガイド部材５１と、ガイド部材５１に吸引油路６３を介して接続され、ガイド面５５ａに開口する吸引孔６０からオイルを吸引するオイルポンプ６５と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、第１プーリおよび第２プーリを備える無段変速機に関する。

車両に搭載される無段変速機は、入力側に設けられるプライマリプーリと、出力側に設けられるセカンダリプーリとを有している。また、プライマリプーリとセカンダリプーリとには、無端部材である駆動チェーンや駆動ベルトが巻き掛けられている。このような無段変速機のハウジングには、潤滑や制御に使用されるオイルが貯留されている。ハウジング内に貯留されるオイルは、プーリや駆動チェーン等によって掻き上げられるため、無段変速機のフリクションロスを増やす要因であった。そこで、プーリ近傍のハウジングにオイル排出孔を形成し、プーリ近傍からオイルを積極的に排出するようにした無段変速機が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２４７３１５号公報

ところで、プーリや駆動チェーンによってオイルが掻き上げられると、オイルは飛散してハウジングの内壁に付着することになる。このように、ハウジングの内壁にオイルが付着することは、オイルレベルつまり油面高さの低下を招く要因となっていた。このため、オイルレベルを適切に保持するためには、ハウジングに対するオイル注入量を増やすことが必要であった。しかしながら、オイル注入量を増やすことは変速機重量を増加させる要因であるため、ハウジングの内壁に対するオイルの付着を抑制することが求められている。

本発明の目的は、ハウジングの内壁に対するオイルの付着を抑制することにある。

本発明の無段変速機は、オイルが貯留されるハウジングと、前記ハウジングに収容される第１プーリと、前記ハウジングに収容される第２プーリと、前記第１プーリと前記第２プーリとに巻き掛けられる無端部材と、前記ハウジングに揺動自在に設けられ、前記無端部材に対向するガイド面を備えるガイド部材と、前記ガイド部材に流路を介して接続され、前記ガイド面に開口する吸引孔からオイルを吸引するオイルポンプと、を有する。

本発明によれば、無端部材に付着したオイルが、ガイド部材の吸引孔から吸引される。このように、無端部材からオイルを除去することにより、無端部材から飛散するオイルを低減することが可能となり、ハウジングの内壁に対するオイルの付着を抑制することが可能となる。

本発明の一実施の形態である無段変速機を備えたパワートレインを示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って無段変速機を示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って無段変速機を示す図である。 図２の矢印Ａ方向から無段変速機の一部を示す図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿って無段変速機を示す図である。 （ａ）は第１ガイド部材とオイル吸引機構とを示す図であり、（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿って第１ガイド部材を示す図である。 図２に示される第１ガイド部材およびその近傍を示す拡大断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施の形態である無段変速機を構成する第１ガイド部材を示す図である。 本発明の他の実施の形態である無段変速機が備えるオイルポンプを示す図である。 ハウジング内における前輪出力軸の位置を示すイメージ図である。

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は本発明の一実施の形態である無段変速機１０を備えたパワートレイン１１を示す図である。図１に示すように、パワートレイン１１は、エンジン１２および無段変速機１０を有している。無段変速機１０のハウジング１３には、トルクコンバータ１４、前後進切替機構１５および変速機構１６が収容されている。また、変速機構１６の出力軸であるセカンダリ軸１７には、ギヤ列１８を介して前輪出力軸１９が連結されている。前輪出力軸１９には、デファレンシャル機構２０を介して図示しない前輪が連結される。さらに、前輪出力軸１９には、ギヤ列２１およびトランスファクラッチ２２を介して後輪出力軸２３が連結されている。後輪出力軸２３には、図示しないデファレンシャル機構を介して後輪が連結される。

変速機構１６は、トルクコンバータ１４および前後進切替機構１５を介してエンジン１２に連結されるプライマリ軸３０と、これに平行に配置されるセカンダリ軸１７とを有している。プライマリ軸３０にはプライマリプーリ（第１プーリ）３１が設けられており、プライマリプーリ３１にはプライマリ油室３２が設けられている。また、セカンダリ軸１７にはセカンダリプーリ（第２プーリ）３３が設けられており、セカンダリプーリ３３にはセカンダリ油室３４が設けられている。さらに、プライマリプーリ３１およびセカンダリプーリ３３には、無端部材かつチェーン部材である駆動チェーン３５が巻き掛けられている。プライマリ油室３２およびセカンダリ油室３４内の圧力を調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン３５の巻き付け径を変化させることが可能である。

前述したトルクコンバータ１４、前後進切替機構１５および変速機構１６等に制御用や潤滑用のオイルを供給するため、ハウジング１３の下部にはオイルＸが貯留されている。また、トルクコンバータ１４のポンプインペラ３６には、チェーン機構３７を介してメインポンプ３８が連結されている。エンジン動力によってメインポンプ３８が駆動されると、ハウジング下部のオイルパン３９に収容されるストレーナ４０からオイルが吸引され、吸引されたオイルはメインポンプ３８を経てバルブボディ４１に供給される。そして、バルブボディ４１に供給されたオイルは、バルブボディ４１から、トルクコンバータ１４、前後進切替機構１５および変速機構１６等に供給される。

続いて、無段変速機１０の構成について詳細に説明する。図２および図３は、図１のＡ−Ａ線に沿って無段変速機１０を示す図である。図２には無段変速機１０のオーバードライブ状態が示され、図３には無段変速機１０のロー状態が示されている。また、図４は図２の矢印Ａ方向から無段変速機１０の一部を示す図であり、図５は図２のＢ−Ｂ線に沿って無段変速機１０を示す図である。なお、図２および図３に示した矢印Ｆは、前進走行時における、プライマリプーリ３１、セカンダリプーリ３３および駆動チェーン３５の回転方向を意味している。また、図５においては、変速機構造の理解を容易にするため、ロー状態のプライマリプーリ３１を示し、オーバードライブ状態のセカンダリプーリ３３を示している。

図２および図３に示すように、無段変速機１０は、駆動チェーン３５の弦振動を抑制するため、プライマリプーリ３１の入口側に設けられる第１ガイド部材５１と、プライマリプーリ３１の出口側に設けられる第２ガイド部材５２とを有している。第１ガイド部材５１は、プライマリプーリ３１の入口側、つまり前進走行時において駆動チェーン３５がセカンダリプーリ３３からプライマリプーリ３１に移動する側に設けられている。双方のガイド部材５１，５２は、ハウジング１３に固定されるロッドサポート５３と、ロッドサポート５３に揺動自在に取り付けられるガイド本体５４とを有している。

図４に示すように、ガイド本体５４は、駆動チェーン３５の内周部に対向するガイド面５５ａを備える内側ガイド部５５と、駆動チェーン３５の外周部に対向するガイド面５６ａを備える外側ガイド部５６とを有している。また、内側ガイド部５５と外側ガイド部５６とは、側壁部５７を介して互いに連結されている。このように、ガイド本体５４は駆動チェーン３５を囲む構造を有することから、ガイド本体５４によって駆動チェーン３５の位置を規制することができ、駆動チェーン３５の弦振動を抑制することが可能となる。また、ガイド部材５１，５２はハウジング１３に揺動自在に設けられるため、図２および図３に示すように、無段変速機１０の変速動作に連動して駆動チェーン３５が変位した場合であっても、駆動チェーン３５に対してガイド部材５１，５２を適切に追従させることが可能である。

ところで、図２に示すように、セカンダリプーリ３３は、プライマリプーリ３１の下方に配置されている。また、セカンダリプーリ３３の下端部は、ハウジング１３内の油面高さつまりオイルレベルＯＬよりも下方に配置されている。すなわち、セカンダリプーリ３３は、ハウジング内に貯留されたオイルＸに対して浸る位置に設けられている。このため、セカンダリプーリ３３等が回転する車両走行時には、ハウジング１３に貯留されるオイルＸがセカンダリプーリ３３等によって掻き上げられることになる。このように、オイルＸが掻き上げられて飛散することは、ハウジング１３内のオイルレベルを低下させる要因であった。そこで、セカンダリプーリ３３によるオイルの掻き上げを抑制するため、セカンダリプーリ３３の近傍にはオイルの流入を抑制するバッフル５８が設けられている。

しかしながら、ハウジング１３内のオイルレベルを保持するためには、セカンダリプーリ３３によるオイルの飛散を抑制するだけでなく、駆動チェーン３５によるオイルの飛散を抑制することが重要である。すなわち、図２および図３に示すように、駆動チェーン３５がオイルＸから引き上げられ、その後、駆動チェーン３５がプライマリプーリ３１に沿って湾曲する箇所に差し掛かると、遠心力によって駆動チェーン３５からオイルが飛散することになる。このとき、図２および図３に符号αで示すように、飛散したオイルはハウジング１３の内壁に付着することから、ハウジング１３内のオイルレベルを低下させてしまう要因となっていた。特に、駆動チェーン３５は、互いに連結される複数のリンク部材によって構成されるため、リンク部材の隙間にオイルを取り込み易いという構造を有している。

そこで、駆動チェーン３５から飛散するオイルを低減するため、プライマリプーリ３１の入口側に配置される第１ガイド部材５１には、駆動チェーン３５からオイルを吸引するオイル吸引機構５９が組み付けられている。以下、オイルを吸引するオイル吸引機構５９について詳細に説明する。図６（ａ）は第１ガイド部材５１とオイル吸引機構５９とを示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿って第１ガイド部材５１を示す図である。また、図７は図２に示される第１ガイド部材５１およびその近傍を示す拡大断面図である。

図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ガイド本体５４の内側ガイド部５５には、ガイド面５５ａに開口する複数の吸引孔６０が形成されている。また、ガイド本体５４の内側ガイド部５５には、それぞれの吸引孔６０に連通する第１吸引油路６１が形成されている。さらに、ガイド本体５４を支持するロッドサポート５３には、第１吸引油路６１に連通する第２吸引油路６２が形成されており、ロッドサポート５３を支持するハウジング１３には、第２吸引油路６２に連通する第３吸引油路６３が形成されている。また、オイル吸引機構５９には、電動モータ６４によって駆動されるオイルポンプ（電動ポンプ）６５が設けられている。オイルポンプ６５の吸入ポート６６には第３吸引油路６３が接続されており、オイルポンプ６５の吐出ポート６７にはオイルパン３９に開口する排出油路６８が接続されている。このように、第１ガイド部材５１には、流路としての第３吸引油路６３を介してオイルポンプ６５が接続されている。なお、オイルポンプ６５としては、ギヤポンプやベーンポンプ等が用いられている。

オイルポンプ６５の作動状態を制御するため、電動モータ６４には駆動電流を生成する駆動回路部６９が接続されており、駆動回路部６９には制御信号を出力する制御ユニット７０が接続されている。制御ユニット７０は、例えば、車速信号等に基づいて車両が走行しているか否かを判定し、車両走行時には駆動回路部６９に制御信号を出力してオイルポンプ６５を駆動させる。これにより、図６および図７に白抜きの矢印で示すように、駆動チェーン３５が第１ガイド部材５１を通過する際に、駆動チェーン３５に付着していたオイルが吸引孔６０から吸引され、吸引されたオイルは再びオイルパン３９に案内される。このように、駆動チェーン３５からオイルを吸引して除去することにより、駆動チェーン３５から飛散するオイルを低減することが可能となり、ハウジング１３の内壁に対するオイルの付着を抑制することが可能となる。これにより、ハウジング１３内のオイルレベル低下を抑制することができるため、ハウジング１３に注入されるオイル量を減らすことが可能となり、無段変速機１０の重量を低減することが可能となる。

また、図６に示す場合には、駆動チェーン３５の進行方向つまり長手方向に沿うように、第１ガイド部材５１に対して複数の吸引孔６０を直線状に並べているが、これに限られることはない。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無段変速機を構成する第１ガイド部材７１，７２を示す図である。なお、図８（ａ）および（ｂ）において、図６（ａ）に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、それぞれの吸引孔７３が駆動チェーン３５の幅方向にずれるように、第１ガイド部材（ガイド部材）７１に対して複数の吸引孔７３を配置しても良い。また、図８（ｂ）に示すように、駆動チェーン３５の進行方向に対して傾斜するように、第１ガイド部材（ガイド部材）７２に対して複数の吸引孔７４を直線状に並べても良い。このように、第１ガイド部材７１，７２に複数の吸引孔７３，７４を形成することにより、駆動チェーン３５から満遍なくオイルを吸引することが可能となる。これにより、駆動チェーン３５から多くのオイルの除去することができるため、第１ガイド部材７１，７２によるオイルの除去性能を高めることが可能となる。

また、前述の説明では、オイルポンプ６５として電動ポンプを用いているが、これに限られることはない。ここで、図９は本発明の他の実施の形態である無段変速機が備えるオイルポンプを示す図である。また、図１０はハウジング内における前輪出力軸１９の位置を示すイメージ図である。なお、図９および図１０において、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示すように、駆動チェーン３５のオイルを吸引するオイルポンプとして、車両走行時に回転する前輪出力軸（回転軸）１９に設けられるネジポンプ８０を採用しても良い。前輪出力軸１９の外周を囲むように筒状のステータ８１が設けられており、ステータ８１に回転自在に収容される前輪出力軸１９には螺旋状のネジ山８２が形成されている。また、ステータ８１の内周面には、前述した第３吸引油路６３に連通する吸入ポート８３が形成されている。ネジポンプ８０のロータとして機能する前輪出力軸１９を回転させることにより、前輪出力軸１９とステータ８１との間に区画されるキャビティ８４が移動する。これにより、無段変速機１０が作動する車両走行時には、図９に矢印Ａで示すように、吸入ポート８３からオイルを吸引して排出することが可能となる。

これにより、駆動チェーン３５からオイルを除去することができるため、駆動チェーン３５から飛散するオイルを低減することが可能となり、ハウジング１３の内壁に対するオイルの付着を抑制することが可能となる。また、駆動チェーン３５のオイルを吸引するオイルポンプとして、前輪出力軸１９に設けられるネジポンプ８０を用いることにより、無段変速機の複雑化を回避することが可能となる。さらに、図１０に示すように、ギヤポンプを構成する前輪出力軸１９は、ハウジング１３の下部に設置されている。すなわち、前輪出力軸１９はオイルに触れ易い位置に設けられることから、ネジポンプ８０に対する空気の噛み込みを抑制することができ、ネジポンプ８０を効率良く作動させることが可能となる。

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。前述の説明では、無端部材として駆動チェーン３５を使用しているが、これに限られることはなく、無端部材として駆動ベルトを使用しても良い。また、前述の説明では、オイル吸引用にオイルポンプ６５が設けられているが、これに限られることはなく、オイルポンプであるメインポンプ３８を用いてオイルを吸引しても良い。また、前述の説明では、車両走行時に回転する前輪出力軸１９にネジポンプ８０を設けているが、これに限られることはなく、車両走行時に回転する回転軸であれば他の回転軸にネジポンプ８０を設けても良い。さらに、前述の説明では、オイルポンプとして、ギヤポンプ、ベーンポンプ、ネジポンプ等を例示しているが、これに限られることはなく、オイルポンプとしてエジェクタ等の噴射ポンプを採用しても良い。

前述の説明では、第１ガイド部材５１の内側ガイド部５５に吸引孔６０を形成しているが、これに限られることはなく、第１ガイド部材５１の外側ガイド部５６に吸引孔６０を形成しても良い。また、前述の説明では、第１ガイド部材５１，７１，７２に複数の吸引孔６０，７３，７４を形成しているが、これに限られることはなく、第１ガイド部材５１，７１，７２に１つの吸引孔６０，７３，７４を形成しても良い。さらに、吸引孔６０，７３，７４の形状としては、円形に限られることはなく、楕円形や矩形等の如何なる形状であっても良い。なお、第１ガイド部材５１，７１，７２に加えて第２ガイド部材５２に対し、吸引孔６０を形成するとともにオイルポンプ６５を接続しても良い。

１０ 無段変速機
１３ ハウジング
１９ 前輪出力軸（回転軸）
３１ プライマリプーリ（第１プーリ）
３３ セカンダリプーリ（第２プーリ）
３５ 駆動チェーン（無端部材，チェーン部材）
５１ 第１ガイド部材（ガイド部材）
５５ａ ガイド面
６０ 吸引孔
６３ 第３吸引油路（流路）
６５ オイルポンプ（電動ポンプ）
７１ 第１ガイド部材（ガイド部材）
７２ 第１ガイド部材（ガイド部材）
７３ 吸引孔
７４ 吸引孔
８０ ネジポンプ（オイルポンプ）
Ｘ オイル

Claims (6)

1. オイルが貯留されるハウジングと、
   前記ハウジングに収容される第１プーリと、
   前記ハウジングに収容される第２プーリと、
   前記第１プーリと前記第２プーリとに巻き掛けられる無端部材と、
   前記ハウジングに揺動自在に設けられ、前記無端部材に対向するガイド面を備えるガイド部材と、
   前記ガイド部材に流路を介して接続され、前記ガイド面に開口する吸引孔からオイルを吸引するオイルポンプと、
   を有する、無段変速機。
2. 請求項１記載の無段変速機において、
   前記第２プーリは、前記第１プーリよりも下方に配置され、前記ハウジング内に貯留されるオイルに浸る、無段変速機。
3. 請求項２記載の無段変速機において、
   前記ガイド部材は、前進走行時に前記無端部材が前記第２プーリから前記第１プーリに移動する側に設けられる、無段変速機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機において、
   前記オイルポンプは、車両走行時に駆動される電動ポンプである、無段変速機。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無段変速機において、
   前記オイルポンプは、車両走行時に回転する回転軸に設けられるネジポンプである、無段変速機。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の無段変速機において、
   前記無端部材は、チェーン部材である、無段変速機。

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