JP2018059614A - 車両用自動変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ベルト式無段変速機とギヤによる走行とを選択することができる車両において、走行を選択するクラッチに作動油を供給する油路を短い距離で形成することが可能な自動変速機を提供する。【解決手段】騒音振動特性が悪化しやすいカウンタ軸31と車軸39との間を通過するケース40部分と、カウンタ軸31の裏側のケース40部分とにケース40の剛性を改善するためのリブを兼ねた油路OP1、2を形成する。これにより油路OP1、2を短い距離で形成することができるとともに、ケース40の剛性の意味からリブの形成が必要な部分にリブを兼ねた油路OP1、2を形成することで重量とコストの削減化が可能となる。【選択図】図3

Description

本発明は、車両用自動変速機内に供給される作動油を導く油路の配置に関するものである。
複数の回転軸を備えた車両用自動変速機が知られている。例えば特許文献1に記載された車両用自動変速機がそれである。特許文献1においては、ベルト式無段変速機を備える自動変速機において、内燃機関の出力軸と同軸であり、前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリが配置される第1軸と、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリが配置される第2軸と、カウンタシャフトが配置される第3軸と、デフ機構が配置される第4軸と、油圧制御装置が前記自動変速機のケースの側面側に設けられている。
特開2015−135155号公報
ところで、前記ベルト式無段変速機の前記セカンダリプーリと第2軸との間に油圧クラッチを配置し、前記油圧クラッチを断接することによって低速においてはギヤ走行を行い、所定の車速以上において前記ベルト式無段変速機による走行を選択することによって、前記ベルト式無段変速機の特徴を活かすとともにその小型化を図ることができる。一方、前記セカンダリプーリと第2軸との間に前記油圧クラッチを配置する場合、前記油圧制御装置から前記油圧クラッチへの油路が、前記第1軸から前記第4軸の各軸周りの部材を迂回するために長くなることでコストと重量との増加生じていた。また、ケースの剛性の確保を目的としてケースの壁面にリブを形成することが行われているが、その内側を油路とするリブ形状の油路を用いた際に、油路の設置場所がリブとして不適切な場合はケースの剛性の確保が不十分となり、強度およびNV(ノイズバイブレーション)特性すなわち騒音振動特性の悪化を招く虞が生じている。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、前記セカンダリプーリと第2軸との間に油圧クラッチを配置する場合においても、比較的短い油路を形成するとともに、さらに従来のリブを置き換えて油路がリブの機能も果たすことによって重量の増加とケースの剛性の低下を抑制することができる前記自動変速機を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(a)ベルト式無段変速機を収納するケースと、前記ケースの側面側に設けられた油圧制御装置と、内燃機関の出力軸と同軸であり前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリが配置された第1軸と、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリを断接する油圧クラッチが配置された第2軸と、前記第2軸に隣接するとともに前記第2軸に対して前記油圧制御装置とは反対方向に配置された第3軸と、前記第2軸より下方に位置するとともにデフ機構が配置された第4軸と、を備える車両用自動変速機であって、(b)前記油圧制御装置から前記油圧クラッチへ作動油を供給する油路が前記ケースに形成されるとともに、前記油圧制御装置から前記第2軸と前記第4軸との間を通過し、さらに前記第3軸の前記第1軸とは反対側を通過した位置から前記第2軸の軸端を経て前記油圧クラッチに接続する位置に設けられていることを特徴とする。
このようにすれば、前記第2軸と前記第4軸との間を通過することによって前記油圧制御装置からケースの中央を通過して反対側のケースに直線に近い短い油路が形成できるとともに、強度とNV特性とが必要とされるため通常リブが形成されている、デフ機構の上部および3軸の近傍のケース面に油路を兼ねたリブを通常のリブに置き換えて形成することができる。これによって、前記ケースの重量およびコストの増加と、強度およびNV特性の低下とを抑制することが可能となる。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図である。 図1のケースの一部を構成するハウジングの一例であり、油路の配置を説明する図である。 図1のケースの一部を構成しハウジングに隣接する第1ケースの一例であり、油路の配置を説明する図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用される車両10に含まれる駆動装置の骨子図である。図1において、車両10は、走行用の駆動力源として機能する内燃機関12(以降、内燃機関をエンジンとする)と、エンジン12に連結された流体式伝動装置としてのトルクコンバータ20と、駆動輪14と、トルクコンバータ20と駆動輪14との間に設けられた車両用自動変速機16と、車両用自動変速機16とトルクコンバータ20等へ供給される油圧を制御する油圧制御回路70(以降、油圧制御回路をバルブボディ70とする)と、図示されていない油路を経由してバルブボディ70等へ油圧を供給する機械式油圧ポンプ18とを備えている。車両用自動変速機16は、トルクコンバータ20の出力回転部材であるタービン軸と一体的に設けられた第1軸22(以下、入力軸22とする)、入力軸22に連結されたベルト式無段変速機24(以下、無段変速機24とする)、入力軸22に連結された前後進切換装置26、前後進切換装置26を介して入力軸22に連結されて無段変速機24と並列に設けられたギヤ機構28、無段変速機24及びギヤ機構28の共通の出力回転部材である第2軸30(以下、出力軸30とする)、第3軸31(以下、カウンタ軸31とする)、出力軸30及びカウンタ軸31に各々相対回転不能に設けられて互いに噛み合う一対のギヤであるリダクションギヤ32およびカウンタードリブンギヤ33から成る減速歯車装置34、出力軸30に相対回転不能に設けられて駆動輪14をロックするパーキングギヤ35、カウンタ軸31に相対回転不能に設けられたカウンタードライブギヤ36に作動的に連結されたデフ機構38(以下、差動歯車装置38とする)、差動歯車装置38に作動的に連結された1対の車軸39である第4軸39、およびケース40等を、備えている。
また、車両用自動変速機16は、エンジン12側から順番に配置されたハウジング40a、第1ケース40bおよび第2ケース40cから構成されるトランスアクスルケースとも呼ばれるケース40によってその全体が覆われている。ハウジング40aは、エンジン12側の開口部においてエンジン12を覆う他のケース部材と接続するための第1合わせ面P1を持っている。ハウジング40aと第1ケース40bとは第2合わせ面P2において連結されており、また第1ケース40bと第2ケース40cとは第3合わせ面P3で連結されている。ハウジング40aは、図1においてエンジン12側から見て、トルクコンバータ20および油圧ポンプ18と全後進切換装置26とを隔てるケース壁部92と、出力軸30、カウンタ軸31、車軸39を覆うケース壁90を持っている。また、第1ケース40bは、図1においてエンジン12側から見て、入力軸22周りのケース壁部96と、出力軸30、カウンタ軸31周りのケース側壁104、106と、差動歯車装置38を覆うケース壁部100とを持っている。
このように構成された車両用自動変速機16において、エンジン12の動力は、トルクコンバータ20を介して、無段変速機24(或いは前後進切換装置26及びギヤ機構28)、減速歯車装置34、差動歯車装置38、及び車軸39等を順次介して1対の駆動輪14へ伝達される。
車両用自動変速機16は、トルクコンバータ20からの動力を入力軸22から無段変速機24を介して出力軸30へ伝達する第1動力伝達経路と、エンジン12の動力を入力軸22からギヤ機構28を介して出力軸30へ伝達する第2動力伝達経路と、を並列に備え、車両10の走行状態に応じてその第1動力伝達経路とその第2動力伝達経路とが切り換えられるように構成されている。車両用自動変速機16は、上記第1動力伝達経路と上記第2動力伝達経路とを選択的に切り換えるクラッチ機構として、上記第1動力伝達経路における動力伝達を断続する第1クラッチ機構としてのCVT走行用クラッチC2と、上記第2動力伝達経路における動力伝達を断続する第2クラッチ機構としての前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1とを備えている。CVT走行用クラッチC2、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1は、断接装置に相当するものであり、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる公知の油圧式摩擦係合装置である。又、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1は、後述の前後進切換装置26を構成する要素の1つである。
前後進切換装置26は、入力軸22に対して同軸心に設けられたダブルピニオン型の遊星歯車装置26pと前進用クラッチC1と後進用ブレーキB1とを備えている。遊星歯車装置26pのキャリヤ26cは入力軸22に一体的に連結され、遊星歯車装置26pのリングギヤ26rは後進用ブレーキB1を介して非回転部材としての第1ケース41に選択的に連結され、遊星歯車装置26pのサンギヤ26sは入力軸22回りにその入力軸22に対して同軸心に相対回転可能に設けられた小径ギヤ44に連結されている。又、キャリヤ26cとサンギヤ26sとは、前進用クラッチC1を介して選択的に相互に連結される。このように構成された前後進切換装置26では、前進用クラッチC1が係合されると共に後進用ブレーキB1が解放されると、入力軸22が小径ギヤ44に直結され、前記第2動力伝達経路において前進時動力伝達経路が成立(達成)させられる。又、後進用ブレーキB1が係合されると共に前進用クラッチC1が解放されると、小径ギヤ44は入力軸22に対して逆方向へ回転させられ、前記第2動力伝達経路において後進時動力伝達経路が成立させられる。又、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1が共に解放されると、前記第2動力伝達経路は動力伝達遮断状態とされる。
ギヤ機構28は、サンギヤ26sに連結された小径ギヤ44と、ギヤ機構カウンタ軸45に固設されてその小径ギヤ44と噛み合う大径ギヤ46とを備えている。ギヤ機構28は、1つギヤ段(ギヤ比)が形成される減速機構である。ギヤ機構カウンタ軸45回りには、アイドラギヤ48がギヤ機構カウンタ軸45に対して同軸心に相対回転可能に設けられている。ギヤ機構カウンタ軸45回りには、更に、ギヤ機構カウンタ軸45とアイドラギヤ48との間に、これらの間を選択的に断接する噛合式クラッチ(ドグクラッチ)D1が設けられている。従って、噛合式クラッチD1は、車両用同期噛合装置に対応し、本実施例では、車両用自動変速機16に備えられた、上記第2動力伝達経路における動力伝達を断続する第3クラッチ機構として機能する。噛合式クラッチD1は、ギヤ機構カウンタ軸45に相対回転不能に設けられたハブ50と、アイドラギヤ48に固設されたギヤピース52と、これらハブ50及びギヤピース52と噛合可能な内周歯が形成されたスリーブ54とを含んで構成されている。このように構成された噛合式クラッチD1では、スリーブ54がギヤピース52側へ所定のストロークで移動させられることによりこれらハブ50及びギヤピース52を連結することで、ギヤ機構カウンタ軸45とアイドラギヤ48とが接続される。アイドラギヤ48は、そのアイドラギヤ48よりも大径の出力ギヤ56と噛み合っている。出力ギヤ56は、出力軸30と同じ回転軸心回りにその出力軸30に対して相対回転不能に設けられている。前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1の一方が係合され且つ噛合式クラッチD1が係合されると、エンジン12の動力が入力軸22から前後進切換装置26、ギヤ機構28、アイドラギヤ48、及び出力ギヤ56を順次経由して出力軸30に伝達される、第2動力伝達経路が成立(接続)させられる。
無段変速機24は、入力軸22と出力軸30との間の動力伝達経路上に設けられている。無段変速機24は、入力軸22に設けられた有効径が可変のプライマリプーリ58と、出力軸30と同軸心の回転軸60に設けられた有効径が可変のセカンダリプーリ62と、その一対の可変プーリ58,62の間に巻き掛けられた伝動ベルト64とを備え、一対の可変プーリ58,62と伝動ベルト64との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。無段変速機24では、一対の可変プーリ58,62のV溝幅が変化して伝動ベルト64の掛かり径(有効径)が変更されることで、変速比(ギヤ比)γ(=入力軸回転速度Ni/出力軸回転速度No)が連続的に変化させられる。油圧式摩擦係合装置であるCVT走行用クラッチC2は、セカンダリプーリ62と出力軸30との間に設けられており、セカンダリプーリ62と出力軸30との間を選択的に断接する油圧式摩擦係合装置である。このCVT走行用クラッチC2が係合されると、エンジン12の動力が入力軸22から無段変速機24を経由して出力軸30に伝達される、第1動力伝達経路が成立(接続)させられる。
油圧クラッチである前進用クラッチC1、後進用ブレーキB1、噛合式クラッチD1およびCVT走行用クラッチC2の係合、解放が切換えられ、無段変速機24の一対の可変プーリ58、62の掛かり径が変化させられることにより、車両10の走行状態に応じて第2動力伝達経路が成立させられてのギヤ走行におけるギヤ比γ1と、第1動力伝達経路が成立させられてのCVT走行におけるギヤ比γ1よりも小さいギヤ比γ2から最小ギヤ比γminまでの間の無段階に変化させられるギヤ比とが選択される。
図2は、ケース40の一部を構成するハウジング40aをエンジン12側から見た図である。ハウジング40aは、図2におけるハウジング40aの奥側に位置する第2合わせ面P2において、第1ケース40bとボルトにより締結されている。手前右側の第1合わせ面P1は、エンジン12を覆う図示されていない他のケース部材と連結するための合わせ面であり、第1合わせ面P1とハウジング壁部90とで囲われる領域には、油圧ポンプ18とトルクコンバータ20とが収納されている。
ハウジング40aは、ハウジング壁部90およびハウジング壁部92から成る2つの段差を持つ壁部を有し、ハウジング壁部92には入力軸22すなわち第1軸22が通過する開口部88が設けられている。またハウジング壁部90は、エンジン12側から見て、出力軸30すなわち第2軸30とカウンタ軸31すなわち第3軸31とを覆っており、第2軸開口部82と第3軸開口部84との位置が参考のため破線で示されている。ハウジング壁部90にはさらに車軸39すなわち第4軸39およびその支持部品が設置される第4軸開口部86が設けられている。図2において一例として示されている各軸の開口部の配置は、図1に示されている入力軸22、出力軸30、カウンタ軸31、車軸39の位置とは異なって見えるが、図1は自動変速機16の内部を説明するために各軸の中心を結ぶ断面を平面に展開して示した図であり、図2における各軸の配置の一例の方が図1に比較してより実際に近い配置を示している。
ハウジング壁部90には、出力軸30すなわち第2軸30の軸端を経由して第2クラッチC2に作動油を供給する第1油路OP1が設けられている。第1油路OP1は、図2において図1と同様に鎖線で示されており、ケース40の剛性を確保するために形成される補強用のリブを兼ねた油路となっている。本実施例においては、図2におけるハウジング壁部90の手前側にリブが形成されているが、第1油路OP1は特にハウジング壁部90の手前のリブではなく、例えばハウジング壁部90の奥側にリブの内部を油路に用いたリブを形成しても良く、またリブが不要な場合にはハウジング壁部90の内部にリブを持たない第1油路OP1を形成しても良い。第1油路OP1には、第1ケース40bの側面側、すなわち第1ケース40bの車両前方側の側面に間接的に設けられたバルブボディ70から供給される作動油をハウジング40aへ供給する第2油路OP2に油密に接続するための接続口74がさらに設けられている。
図3は、ケース40の一部を構成する第1ケース40bをエンジン12側すなわちハウジング40a側から見た図である。第1ケース40bの右側に隣接してバルブボディ70が設置されており、油圧制御回路として機能するバルブボディ70と第1ケース40bの油路である第2油路OP2とは接続口78によって油密に接続されている。またバルブボディ70は、図示されていない油路を経由してケース40内に収納されている自動変速機16およびトルクコンバータ20等にも作動油を供給している。第1ケース40bは、手前側に位置する第2合わせ面P2においてハウジング40aとボルトにより締結されている。
第1ケース40bは、図3の手前側にケース壁部96、ケース壁部98およびケース壁部100から成る壁部を有し、ケース壁部96とケース壁部98とは
ケース壁部100よりやや奥側に設置されている。ケース壁部98には、出力軸30およびその支持部品が設置される第2軸開口部82と、カウンタ軸31およびその支持部品が設置される第3軸開口部84とが設けられている。またケース壁部96には、入力軸22およびその支持部品が設置される開口部80を有するフロントサポート72が設置されている。フロントサポート72は、入力軸22すなわち第1軸22を保持する機能を持っている。それとともにフロントサポート72の内部にはバルブボディ70と油密に接続されている接続口78からCVT走行用クラッチC2に作動油を供給するための第2油路OP2が形成され、ケース壁部96の内部に形成されている第2油路OP2と油密に接続されている。このほか、フロントサポート72の内部には、ケース壁部96の奥側に位置する前後進切換装置26等に作動油を供給する油路が形成されても良い。ケース壁部100には、車軸39およびその支持部品が設置される第4開口部86が形成され、ケース壁部100の一部である第4開口部86の周辺が図3の奥側にへこみ、デフすなわち差動歯車装置38を収納する空間の一部が形成されている。ケース壁部96およびケース壁部98は、図3の奥側に位置する第3合わせ面P3において第2ケース40cとボルトにより締結され、図3の手前側の第2合わせ面P2との間にこれら2つの合わせ面に対して略垂直の側壁を持っている。側壁は一体の部材ではあるが、便宜的にケース壁部96とケース壁部100との境界となる部分をケース側壁102とし、ケース壁部98とケース壁部100との境界となる部分をケース側壁104とし、その他の部分をケース側壁106とする。なお、図3の奥側に位置する第2ケース40cは、その手前側に無段変速機24のプライマリプーリ58およびセカンダリプーリ62を収納する空間の一部を形成している。また、ケース壁部100は、図3の手前側の第2合わせ面P2から奥側に第4軸開口部86の周辺に向かってアーチ状にへこみ、第4開口部86は第3合わせ面P3の手前に位置している。したがって、ケース壁部100と
ケース側壁102およびケース側壁104との間には空間があり、ケース壁部102、ケース壁部104およびケース壁部106には剛性を高めるためのリブが形成されている。
ケース壁部96およびフロントサポート72の内部には第1油路OP1に作動油を送る第2油路OP2が形成され、バルブボディ70とは接続口78によって油密に接続されている。ケース壁面96およびフロントサポート72に形成される第2油路OP2は、ケース壁面96およびフロントサポート72の剛性を高めるためにリブを形成しその内部を第2油路OP2としても良いし、或いは、リブを形成しないでケース壁部96およびフローとサポート72の内部に第2油路OP2を形成するものとしても良い。さらに第2油路OP2は、ケース側壁104とケース側壁106とに形成されているリブの内部に形成され、接続口76に接続されている。
第2油路OP2が形成されているケース側壁104は、車軸39が収納される空間とカウンタ軸31とを分ける側壁面となっており、車軸39およびカウンタ軸31から軸方向に対して垂直の力であるラジアル力および軸方向の力であるスラスト力を強く受ける部分であり、ケース40の変形に起因するNV特性すなわち騒音振動特性を改善するためにリブを形成するによってケース40の剛性が高められている。同じく剛性を高める必要があるカウンタ軸39の周辺には、カウンタ軸39を囲むようにケース側壁106にリブを兼ねた第2油路OP2が形成され、ハウジング40aと接続する第2油路OP2の接続口76に接続されている。なお第2油路OP2は、図1と図3とにおいて概略の位置を明瞭にするため実際とは多少ずれた位置に鎖線で示されている。
無段変速機24のセカンダリプーリ62と出力軸30との間にCVT走行用クラッチC2を配置し、低速においてはギヤ走行を行い、所定の車速以上においては無段変速機24による走行を行う場合、CVT走行用クラッチC2への油路が入力軸22、出力軸30、カウンタ軸31、車軸39等の軸周辺の部材を迂回するために長くなることでコストと重量とが増加するとともに、油路をケース40のリブとして用いた場合、油路の位置によってはケースの剛性の確保が不十分になる虞があった。上述のように、本実施例の自動変速機16においては、第2油路OP2を出力軸30とカウンタ軸31との間を通過し、さらにカウンタ軸31を通過した位置から入力軸22とは反対側の壁部に第2油路を形成し、ハウジング40aにおいてハウジング壁部90に形成した第1油路OP1を出力軸30の軸端までに形成することによってCVT走行用クラッチC2へ作動油が供給されている。従って、第2油路OP2がバルブボディ70からバルブボディ70と反対側のケース40の側面までほぼ直線に近い短い距離で形成されることによって、全油路長さを短縮することが可能となり、ケースの重量とコストの増加とを抑制できる。また、スラスト力とラジアル力との発生が大きいことによってケース40の他の部分と比較してより高い剛性が必要とされる車軸39およびカウンタ軸31の周辺、すなわち車軸39とカウンタ軸31との間にあるケース側壁104を経由し、さらにカウンタ軸31近くのケース側壁106を経由し出力軸30に近づく場所に油路を兼ねたリブを設置することによって、ケースの剛性を確保し騒音振動特性を改善することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
また、前述の実施例では、車両10にはトルクコンバータ20が用いられていたが、トルクコンバータ20に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などが用いられても良い。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
12:エンジン(内燃機関)
16:自動変速機
22:入力軸(第1軸)
24:無段変速機(ベルト式無段変速機)
30:出力軸(第2軸)
31:カウンタ軸(第3軸)
38:差動歯車装置(デフ機構)
39:車軸(第4軸)
40:ケース
58:プライマリプーリ
62:セカンダリプーリ
70:バルブボディ(油圧制御装置)
C2:CVT走行用クラッチ(油圧クラッチ)
OP1、2:第1油路、第2油路(油路)

Claims (1)

  1. ベルト式無段変速機を収納するケースと、前記ケースの側面側に設けられた油圧制御装置と、内燃機関の出力軸と同軸であり前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリが配置された第1軸と、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリを断接する油圧クラッチが配置された第2軸と、前記第2軸に隣接するとともに前記第2軸に対して前記油圧制御装置とは反対方向に配置された第3軸と、前記第2軸より下方に位置するとともにデフ機構が配置された第4軸と、を備える車両用自動変速機であって、
    前記油圧制御装置から前記油圧クラッチへ作動油を供給する油路が前記ケースに形成されるとともに、前記油圧制御装置から前記第2軸と前記第4軸との間を通過し、さらに前記第3軸の前記第1軸とは反対側を通過した位置から前記第2軸の軸端を経て前記油圧クラッチに接続する位置に設けられている
    ことを特徴とする車両用自動変速機。
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WO2023182451A1 (ja) * 2022-03-23 2023-09-28 ジヤトコ株式会社 動力伝達装置

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