JP2018135948A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】前進時のオイル供給量を過剰とすることなく後進時に前後進切替機構の潤滑不足を防止した変速機を提供する。【解決手段】プライマリプーリ４０の下方側に配置されるセカンダリプーリ５０と、これらの間で動力を伝達する動力伝達部材６０と、プライマリプーリと隣接して配置された前後進切替機構３０とを備える変速機１を、プライマリプーリの上部を覆って配置され、水平方向における位置がセカンダリプーリによるオイルかき上げ側にオフセットして配置された回転軸１１１回りに揺動可能とされたオイルガイド部材１１０を有し、オイルガイド部材は、前進時においては、かき上げられるオイルを上面側を経由して前後進切替機構を避けた位置に落下させる前進時姿勢となり、後進時においては、かき上げられるオイルを下面側を経由して前後進切替機構側へ案内する後進時姿勢となる構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられる変速機に関する。

自動車用の自動変速機においては、潤滑油及び油圧回路の作動油を兼ねたオイル（ＡＴフルード・ＣＶＴフルード）を、ポンプにより加圧し、回転軸の軸心等に形成されたギャラリ（油路）を経由して潤滑が必要な軸受、歯車等に供給している。
また、このようなポンプ及びギャラリを利用した強制潤滑に加えて、トランスミッションケース内に貯留されたオイルを回転部品によりかき上げて潤滑対象物へ供給するかき上げ潤滑（飛沫潤滑）を併用することが提案されている。

変速機のかき上げ潤滑に関する従来技術として、例えば特許文献１には、デフリングギヤがかき上げた作動流体を、前後進切換ユニットへ導くための潤滑流路を設けることが記載されている。
特許文献２には、リバースギヤによりかき上げられたオイルを、２速ギヤに案内するガイド部を形成することが記載されている。
特許文献３には、デフリングギヤでかき上げたオイルを、リダクションギヤに誘導する通路を設けることが記載されている。

特開２００９−１５６３６５号公報 特開２０１３− ９２２３０号公報 国際公開ＷＯ２０１１／０９６０６５号公報

自動変速機の前後進切替機構として、サンギヤとインターナルギヤの間にプラネタリギヤを組み込んだプラネタリギヤ機構を用いた場合、プラネタリギヤがサンギヤとインターナルギヤとの間で自転しない前進時に対し、自転する後進時のほうが潤滑条件がシビアとなり、より多くのオイルを供給する必要がある。
このような前後進切替機構を強制潤滑により潤滑する場合、後進時に潤滑不足が生じないようにギャラリの流量を設定することになるが、この場合、前進時におけるオイル供給量が過剰となり、変速機のフリクションを悪化させてしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、前進時のオイル供給量を過剰とすることなく後進時に前後進切替機構の潤滑不足を防止した変速機を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、駆動用動力源の出力が入力されるプライマリプーリと、前記プライマリプーリの下方側に前記プライマリプーリと平行に配置されるセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で動力を伝達する動力伝達部材と、前記プライマリプーリと隣接して配置され前進時と後進時とで前記プライマリプーリの回転方向を逆転させる前後進切替機構とを備える変速機であって、前記プライマリプーリの上部における少なくとも一部を覆って配置され、水平方向における位置が前記プライマリプーリの中心軸に対して後進時における前記セカンダリプーリによるオイルかき上げ側にオフセットして配置された回転軸回りに揺動可能とされたオイルガイド部材を有し、前記オイルガイド部材は、前進時においては、前記回転軸側とは反対側の端部がトランスミッションケースの内面から離間し、前記セカンダリプーリからかき上げられるオイルを前記オイルガイド部材の上面側を経由して前記前後進切替機構を避けた位置に落下させる前進時姿勢となり、後進時においては、前記端部がトランスミッションケースの内面に当接又は近接し、前記セカンダリプーリからかき上げられるオイルを前記オイルガイド部材の下面側を経由して前記前後進切替機構側へ案内する後進時姿勢となることを特徴とする変速機である。
これによれば、後進時にはセカンダリプーリがかき上げるオイルを、オイルガイド部材の下面により前後進切替機構へ案内することによって、前後進切替機構へのオイル供給量を増加させ、後進時における潤滑不足を防止することができる。
一方、前進時にはセカンダリプーリからかき上げられるオイルを、オイルガイド部材の上面側を経由してプライマリプーリを避けた箇所に落下させることによって、プライマリプーリや前後進切替機構へのオイル供給量が過剰となりフリクションを悪化させることを防止できる。
これにより、前進時のオイル供給量を過剰とすることなく、前後進切替機構を後進時においても十分に潤滑し、変速機の信頼性、耐久性を確保することができる。

請求項２に係る発明は、前記オイルガイド部材を前記端部が前記トランスミッションケースの内面に近接する方向に付勢する付勢手段を備え、前記オイルガイド部材は、前進時に上面側に導入されるオイルの重量により前記後進時姿勢から前記前進時姿勢へ推移することを特徴とする請求項１に記載の変速機である。
これによれば、例えばアクチュエータや制御装置等を設けることなく簡単な構成により確実に上述した効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、前進時のオイル供給量を過剰とすることなく後進時に前後進切替機構の潤滑不足を防止した変速機を提供することができる。

本発明を適用した変速機の実施形態の模式的断面図である。 図１のII−II部矢視模式的断面図であって、後進時の状態を示す図である。 図２と同一断面を示す模式的断面図であって、前進時の状態を示す図である。

以下、本発明を適用した変速機の実施形態について説明する。
実施形態の変速機は、例えば、乗用車等の自動車に搭載され、車両の走行用動力源であるエンジンの回転出力を変速するチェーン式無段変速機（ＣＶＴ）である。

図１は、実施形態の変速機の模式的断面図であって、車両側方から見た状態を示す図である。
実施形態において、エンジンは、クランクシャフトが車両前後方向にほぼ沿って搭載されるいわゆる縦置きレイアウトとなっている。
変速機１は、例えばアルミニウム系合金の鋳造品に所定の機械加工を施して形成されたトランスミッションケース１０の内部に、トルクコンバータ２０、前後進切替機構３０、プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０、チェーン６０、ピニオンシャフト７０、リングギヤ８０、トランスファクラッチ９０、コントロールバルブ１００、オイルガイド１１０等を収容して構成されている。

トルクコンバータ２０は、図示しないエンジンの出力軸が接続される流体継手であって、車両の車速ゼロ状態からの発進を可能とする発進デバイスとして機能する。
トルクコンバータ２０は、所定の運転状態にあるときに入力側と出力側との差回転を拘束するロックアップクラッチを備えている。
ロックアップクラッチの締結力は、図示しないトランスミッション制御ユニットにより制御される。
トルクコンバータ２０の出力軸２１は、前後進切替機構３０に接続されている。

前後進切替機構３０は、前進時にはトルクコンバータ２０の出力軸２１の回転をそのままプライマリプーリ４０に伝達するとともに、後進時には出力軸２１の回転方向を逆転させてプライマリプーリ４０に伝達することによって、プライマリプーリ４０以降の回転方向を逆転させ、車両の前後進の切替を行うものである。
前後進切替機構３０は、同心に配置されたサンギヤとインターナルギヤとの間に、プラネタリキャリアで支持された複数のプラネタリギヤを組み込んだプラネタリギヤ機構を備えている。
前後進切替機構３０において、前進時にはプラネタリギヤの自転は拘束され、サンギヤとインターナルギヤは同じ角速度で同一方向に回転する。
このとき、プラネタリギヤもまたサンギヤ等と同じ回転速度で公転する。
また、後進時には、プラネタリギヤが自転することによって、サンギヤとインターナルギヤは逆方向に回転する。

プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０、チェーン６０は、協働して変速機１の変速機構部（バリエータ）を構成するものである。
プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０は、平行に配置された回転中心軸回りにそれぞれ回転可能とされている。
プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０は、チェーン６０を挟持する固定シーブ及び可動シーブをそれぞれ有する。
チェーン６０は、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ５０との間に巻き掛けられ、これらの間で動力伝達を行う。
チェーン６０は、シーブ間に挟持される複数のロッカーピンの間を、リンクプレートによって連結して構成されている。
プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０は、図示しないトランスミッション制御ユニットによる制御に応じて、固定シーブと可動シーブとの間隔を無段階に変更することが可能となっており、これによってチェーン６０が巻き掛けられる有効径を変化させて変速を行うことができる。

プライマリプーリ４０の回転中心軸は、エンジンのクランクシャフト、トルクコンバータ２０、前後進切替機構３０のサンギヤの回転中心軸と同軸上に配置されている。
プライマリプーリ４０の回転中心軸は、車両の前後方向にほぼ沿って配置されている。
セカンダリプーリ５０の回転中心軸は、プライマリプーリ４０の回転中心軸の実質的に下方に配置されている。

図２は、図１のII−II部矢視模式的断面図であって、後進時の状態を示す図である。
図３は、図２と同一断面を示す模式的断面図であって、前進時の状態を示す図である。
図２、図３に示すように、セカンダリプーリ５０の回転中心軸は、プライマリプーリ４０の回転中心軸に対して、左側にオフセットして配置されている。
図２に示す後進時においては、プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０は、ともに車両後方側から見て時計回り方向に回転する。
このとき、図２における左側がチェーン６０が上昇する側となり、セカンダリプーリ５０によってかき上げられるオイルＯｒは、トランスミッションケース１０の左側の側壁にほぼ沿って上昇する。
以下、このようにオイルがかき上げられる領域を、後進時におけるオイルかき上げ側と称して説明する。

図３に示す前進時においては、プライマリプーリ４０、セカンダリプーリ５０は、ともに車両後方側から見て反時計回り方向に回転する。
このとき、図３における右側がチェーン６０が上昇する側となり、セカンダリプーリ５０によってかき上げられるオイルＯｆは、トランスミッションケース１０の右側の側壁にほぼ沿って上昇する。
以下、このようにオイルがかき上げられる領域を、前進時におけるオイルかき上げ側と称して説明する。

セカンダリプーリ５０の出力軸５１には、ピニオンシャフト７０を駆動するリダクションドライブギヤ５２が設けられている。
ピニオンシャフト７０は、セカンダリプーリ５０の回転中心軸と平行に配置された回転軸である。
ピニオンシャフト７０は、リダクションドリブンギヤ７１、ドライブピニオン７２、トランスファドライブギヤ７３が設けられている。

リダクションドリブンギヤ７１は、セカンダリプーリ５０のリダクションドライブギヤ５２と噛合い、セカンダリプーリ５０から回転速度を減速しつつ動力が伝達されるものである。
リダクションドリブンギヤ７１は、ピニオンシャフト７０の中間部に設けられている。
ドライブピニオン７２は、リングギヤ８０と噛合い、これを駆動するものである。
ドライブピニオン７２は、ピニオンシャフト７０の前端部（エンジン側の端部）に設けられている。
トランスファドライブギヤ７３は、トランスファクラッチ９０の入力軸９１に設けられたトランスファドリブンギヤ９２と噛合い、トランスファクラッチ９０に動力を伝達するものである。
トランスファドライブギヤ７３は、ピニオンシャフト７０の後端部に設けられている。

リングギヤ８０は、回転中心軸を車幅方向に沿わせて配置されたハイポイドギヤである。
リングギヤ８０は、ピニオンシャフト７０のドライブピニオン７２によって駆動される。
リングギヤ８０とドライブピニオン７２は、協働して前輪側の最終減速装置を構成する。
リングギヤ８０には、左右前輪の差回転を吸収する図示しないフロントディファレンシャルが設けられる。
フロントディファレンシャルの出力は、フロントドライブシャフトを介して左右前輪に伝達される。

トランスファクラッチ９０は、ピニオンシャフト７０から伝達される駆動力を後輪側へ伝達するとともに、後輪側へ伝達されるトルクを調節するものである。
トランスファクラッチ９０は、例えば、油圧式の湿式多板クラッチを備え、その締結力（伝達トルク）は、トランスミッション制御ユニットにより、車両の走行状態に応じて適宜制御されるようになっている。
トランスファクラッチ９０は、プライマリプーリ４０の後方側に配置されている。
トランスファクラッチ９０の入力軸９１は、トランスファクラッチ９０の前方側に突出しており、トランスファドリブンギヤ９２が設けられている。
トランスファクラッチ９０の出力軸９３は、トランスファクラッチ９０の後方側に突出しており、その後端部はプロペラシャフトＰの前端部に連結されている。
プロペラシャフトＰは、車体後部に設けられた図示しないドライブピニオン、リングギヤ、リアディファレンシャル、リアドライブシャフトを介して、後輪に駆動力を伝達する回転軸である。

コントロールバルブ１００は、図示しないオイルポンプにより加圧され供給されるオイル（ＣＶＴフルード）を、図示しないトランスミッション制御ユニットからの指令に応じて変速機１内の各部位へ供給するものである。
コントロールバルブ１００は、トランスミッションケース１０内において、トルクコンバータ２０の出力軸２１の上方に配置されている。
コントロールバルブ１００から吐出されるオイルの一部は、トルクコンバータ２０の出力軸２１の軸心に形成されたオイルギャラリ（油路）を介して、前後進切替機構３０に供給される。

オイルガイド１１０は、トランスミッションケース１０内において、プライマリプーリ４０の上方に設けられ、セカンダリプーリ５０側から上方へかき上げられるオイルを、前進時と後進時とで異なった経路で案内する部材である。
オイルガイド１１０は、例えば、平坦なプレート状に形成されるとともに、プライマリプーリ４０の回転中心軸と実質的に平行な回転軸１１１回りに揺動可能となっている。
図１に示すように、オイルガイド１１０は、車両前後方向（前後進切替機構３０及びプライマリプーリ４０の軸方向）において、前後進切替機構３０及びプライマリプーリ４０と実質的に重なった位置に設けられている。

図２、図３に示すように、回転軸１１１は、プライマリプーリ４０の回転中心軸の上方であって、後進時におけるオイルかき上げ側にオフセットして配置されている。
オイルガイド１１０は、回転軸１１１から、後進時におけるオイルかき上げ側（図２、図３における左側）へ片持ち状に張り出している。

図２に示す後進時の状態（オイルガイド１１０が後進時姿勢）においては、オイルガイド１１０の回転軸１１１側とは反対側の端部１１２は、トランスミッションケース１０の内面に当接している。
オイルガイド１１０は、スプリング１１３によって、端部１１２がトランスミッションケース１０の内面に当接する方向（図２における時計回り方向）に付勢されている。
オイルガイド１１０は、この後進時の状態において、回転軸１１１よりも端部１１２側が低くなるよう車幅方向に対して傾斜して配置されている。
この状態においては、セカンダリプーリ５０によりかき上げられたオイルＯｒは、オイルガイド１１０の下面に衝突してトランスミッションケース１０内の中央部側（水平方向におけるプライマリプーリ４０の回転中心軸側）へ偏向し、少なくとも一部が前後進切替機構３０に落下し付着してプラネタリギヤ等に供給されるようになっている。

図３に示す前進時の状態（オイルガイド１１０が前進時姿勢）においては、セカンダリプーリ５０によりかき上げられたオイルＯｆの主流は、オイルガイド１１０の上方へ供給される。
オイルガイド１１０は、上面側へ乗り上げたオイルの自重により、回転軸１１１回りに端部１１２が下垂する方向に揺動する。
これによって、端部１１２とトランスミッションケース１０の内面との間には隙間が設けられ、オイルはこの隙間を通って落下する。
このとき、端部１１２は、プライマリプーリ４０及び前後進切替機構３０の上部をオイルガイド１１０が覆い、プライマリプーリ４０及び前後進切替機構３０の直上にオイルを落下させない位置に配置される。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）後進時には、セカンダリプーリ５０がかき上げるオイルＯｒを、オイルガイド１１０の下面により前後進切替機構３０へ案内することによって、前後進切替機構３０へのオイル供給量を増加させ、後進時における潤滑が不足することを防止することができる。
一方、前進時には、セカンダリプーリ５０からかき上げられるオイルＯｆを、オイルガイド１１０の上面側を経由してプライマリプーリ４０を避けた箇所に落下させることによって、プライマリプーリ４０や前後進切替機構３０へのオイル供給量が過剰となり、フリクションを悪化させることを防止できる。
これにより、前進時のオイル供給量を過剰とすることなく、後進時における前後進切替機構３０へのオイル供給量を確保し、変速機１の信頼性、耐久性を確保することができる。
（２）オイルガイド１１０をスプリング１１３で後進時姿勢側へ付勢する構成としたことによって、例えばアクチュエータや制御装置等を設けることなく簡単な構成により確実に上述した効果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）変速機及び各部品の構成は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、軸配置や歯車列の配置等は、適宜変更することができる。
（２）実施形態は一例として縦置き式のチェーン式ＣＶＴであるが、本発明は横置き式のＣＶＴや、ベルト式のＣＶＴにも適用することが可能である。
（３）実施形態は、一例としてトランスファとして油圧多板クラッチを有するＡＷＤ用の変速機であるが、トランスファの構造はこれに限らず適宜変更することができる。例えば、プラネタリギヤ式やべベルギヤ式等の機械式センターディファレンシャルを有するものや、ビスカスカップリング等の各種カップリングを有するものであってもよい。
また、本発明は、ＦＷＤ用やＲＷＤ用の変速機にも適用することができる。
（４）実施形態では、オイルガイド部材はスプリングにより後進時姿勢側に付勢され、オイルの自重により前進時姿勢へ推移する構成としているが、本発明はこれに限らず、他の手段によって後進時姿勢と前進時姿勢とを切替えるようにしてもよい。例えば、油圧式や電磁式等の各種アクチュエータを用いて、オイルガイド部材を前後進切替と連動して駆動するようにしてもよい。
（５）実施形態では、オイルガイド１１０は実質的に平板状であるが、オイルガイド部材の形状はこれに限らず、適宜変更することができる。
例えば、後進時におけるオイルの流れを滑らかにするため、オイルガイド部材を上方が凸となるよう湾曲した形状等としてもよい。

１ 変速機 １０ トランスミッションケース
２０ トルクコンバータ ２１ 出力軸
３０ 前後進切替機構 ４０ プライマリプーリ
５０ セカンダリプーリ ５１ 出力軸
５２ リダクションドライブギヤ ６０ チェーン
７０ ピニオンシャフト ７１ リダクションドリブンギヤ
７２ ドライブピニオン ７３ トランスファドライブギヤ
８０ リングギヤ ９０ トランスファクラッチ
９１ 入力軸 ９２ トランスファドリブンギヤ
９３ 出力軸 １００ コントロールバルブ
１１０ オイルガイド １１１ 回転軸
１１２ 端部 １１３ スプリング
Ｐ プロペラシャフト
Ｏｆ オイル（前進時） Ｏｒ オイル（後進時）

Claims (2)

1. 駆動用動力源の出力が入力されるプライマリプーリと、
   前記プライマリプーリの下方側に前記プライマリプーリと平行に配置されるセカンダリプーリと、
   前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で動力を伝達する動力伝達部材と、
   前記プライマリプーリと隣接して配置され前進時と後進時とで前記プライマリプーリの回転方向を逆転させる前後進切替機構と
   を備える変速機であって、
   前記プライマリプーリの上部における少なくとも一部を覆って配置され、水平方向における位置が前記プライマリプーリの中心軸に対して後進時における前記セカンダリプーリによるオイルかき上げ側にオフセットして配置された回転軸回りに揺動可能とされたオイルガイド部材を有し、
   前記オイルガイド部材は、
   前進時においては、前記回転軸側とは反対側の端部がトランスミッションケースの内面から離間し、前記セカンダリプーリからかき上げられるオイルを前記オイルガイド部材の上面側を経由して前記前後進切替機構を避けた位置に落下させる前進時姿勢となり、
   後進時においては、前記端部がトランスミッションケースの内面に当接又は近接し、前記セカンダリプーリからかき上げられるオイルを前記オイルガイド部材の下面側を経由して前記前後進切替機構側へ案内する後進時姿勢となること
   を特徴とする変速機。
2. 前記オイルガイド部材を前記端部が前記トランスミッションケースの内面に近接する方向に付勢する付勢手段を備え、
   前記オイルガイド部材は、前進時に上面側に導入されるオイルの重量により前記後進時姿勢から前記前進時姿勢へ推移すること
   を特徴とする請求項１に記載の変速機。
   

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