JP2792783B2

JP2792783B2 - 自動変速機の潤滑装置

Info

Publication number: JP2792783B2
Application number: JP4111964A
Authority: JP
Inventors: 昭彦喜多; 恭次原田; 吉一坂口; 邦裕岩月; 則己浅原; 弘道木村
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JPH05306747A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の潤滑装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オーバドライブ装置付きの自動変
速機においては、前進３段後進１段の主変速ユニットに
オーバドライブプラネタリギヤユニットから成る副変速
ユニットを加えて前進４段後進１段の変速段を実現して
いる。この場合、前記副変速ユニットは、トルクコンバ
ータで得られる回転を入力する入力軸、オーバドライブ
プラネタリギヤユニット、該オーバドライブプラネタリ
ギヤユニットのサンギヤをトランスミッションケースに
対して係脱するオーバドライブブレーキ、前記サンギヤ
とキャリヤ間を係脱するオーバドライブダイレクトクラ
ッチ、リングギヤに連結される出力軸等から成ってい
る。そして、前記オーバドライブブレーキをトランスミ
ッションケースに係合することによって増速を行い、前
記オーバドライブダイレクトクラッチを係合することに
よってオーバドライブプラネタリギヤユニットを直結状
態にするようになっている。

【０００３】ところで、前記自動変速機においてトルク
が増大するのに伴い、変速ショックを低減するとともに
変速特性を多様化するため、前記オーバドライブプラネ
タリギヤユニットによる増速機能を追加して前進５段後
進１段の変速段を実現した自動変速機が提供されている
（例えば、特開昭６１−５５４５１号公報参照）。この
場合、前記副変速ユニットをオーバドライブプラネタリ
ギヤユニットで、主変速ユニットをシンプソンタイプ
（２プラネタリタイプ）のプラネタリギヤユニットで構
成し、例えば従来の１速と２速間に新たに２速を追加
し、従来の２速、３速、４速をそれぞれ３速、４速、５
速としている。前記新しい２速においては、主変速ユニ
ットは１速状態のままに維持され、副変速ユニットはオ
ーバドライブブレーキが係合されて増速状態にされる。

【０００４】この場合、２速においてオーバドライブ状
態になると、従来の前進４段の変速機構に比べて主変速
ユニットの入力回転数が高くなる。したがって、主変速
ユニットのフロントプラネタリギヤユニットにおけるピ
ニオンの回転数が高くなり、該ピニオンを支持するピニ
オンシャフト及びニードルローラの耐久性が低下してし
まう。

【０００５】そこで、前記ピニオンシャフトに油穴を形
成し、該油穴を介してピニオンシャフト、ニードルロー
ラ、ピニオン間の潤滑を行うようにしている。図２は従
来の自動変速機の潤滑装置におけるニードルローラの荷
重分布図である。図の上下方向は自動変速機の上下方向
に対応する。図において、４１はピニオンシャフト、４
３は該ピニオンシャフト４１の外周面と図示しないピニ
オンの内周面間に配設される多数のニードルローラであ
る。

【０００６】図示しないリングギヤの回転方向をＤ_Rと
し、ピニオンの自転方向をＤ_Pとした時、前記ピニオン
シャフト４１の右下から左上にかけて荷重領域Ａが、左
上から右下にかけて非荷重領域Ｂが形成される。そし
て、前記荷重領域Ａの中央には最大荷重点Ｃが形成さ
れ、該最大荷重点Ｃを潤滑することができるように、ピ
ニオンシャフト４１の下部、すなわち変速機構の径方向
内側に油穴４４を形成し、該油穴４４を介してピニオン
の自転及び遠心力で、ピニオンシャフト４１、ニードル
ローラ４３、ピニオン間に油を供給するようにしてい
る。

【０００７】この場合、前記荷重領域Ａ内の水平な方向
と最大荷重点Ｃにおける荷重の方向の成す角をθとする
と、 θ＝ｔａｎ^-1（ＰＤ_P／Ｌ・ｔａｎψ） …（１）Ｌ：ニードルローラ４３の有効長さＰＤ_P：ピニオンの噛合ピッチ円の直径 ψ ：ピニオンの歯の捩じれ角となる。

【０００８】なお、前記ニードルローラ４３の有効長さ
Ｌは、ニードルローラ４３が２列設けられている場合
は、各ニードルローラ４３の軸方向における中間点間の
距離である。また、ニードルローラ４３が１列だけ設け
られている場合は、ニードルローラ４３を軸方向におけ
る中間点で切断して２列設けられていると想定し、２列
設けられている場合と同様に設定する。

【０００９】この場合、前記油穴４４は前記（１）式に
よって求められる最大荷重点Ｃより自転方向における上
流側に開口させられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の自動変速機の潤滑装置においては、２速状態になる
と、副変速ユニットがオーバードライブ状態に、主変速
ユニットが１速状態になる。この時、主変速ユニットに
おけるフロントプラネタリギヤユニットのリングギヤに
は、副変速ユニットで増速された回転が入力される。し
たがって、サンギヤはかなり高速で逆回転し、ピニオン
も更に高速で自転することになる。

【００１１】このような状態においては、前記ピニオン
シャフト４１の最大荷重点Ｃだけではなく、ピニオンの
自転方向における油穴４４の手前側においてもピニオン
シャフト４１に摩耗が発生してしまう。すなわち、前記
ニードルローラ４３は、熱膨張などを考慮して相互間に
微小な隙間を置いて配列されている。そして、ピニオン
シャフト４１の最大荷重点Ｃの自転方向における前後の
ほぼ９０度の範囲においては荷重領域Ａが形成され、ピ
ニオンからピニオンシャフト４１に向けて荷重が作用し
ているため、ニードルローラ４３はピニオンシャフト４
１に対して滑ることなく自転して移動する。一方、前記
荷重領域Ａの反対側、すなわち非荷重領域Ｂにおいて
は、ピニオンからピニオンシャフト４１に向けて荷重が
作用していないため、ニードルローラ４３は手前のニー
ドルローラ４３に押されながら移動する。

【００１２】その結果、図に示すように非荷重領域Ｂの
先端のニードルローラ４３と荷重領域Ａの後端のニード
ルローラ４３間に隙間δが発生してしまう。そして、非
荷重領域Ｂから荷重領域Ａに移動したニードルローラ４
３は急激に荷重を受けながら移動することになり、ニー
ドルローラ４３とピニオンシャフト４１間に滑りが生
じ、ピニオンシャフト４１の表面に摩耗が発生してしま
う。

【００１３】この現象は、ピニオンの回転数が急激に変
化する時、例えば５−２変速のキックダウン状態の時に
顕著である。そして、ピニオンシャフト４１の一部に摩
耗が発生すると、その影響でピニオンシャフト４１の全
体、特に最大荷重点Ｃの部分にも摩耗が発生してしま
う。本発明は、前記従来の自動変速機の潤滑装置の問題
点を解決して、過酷な走行条件においてもピニオンシャ
フトに摩耗が発生するのを防止することができる自動変
速機の潤滑装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、リ
ングギヤと、サンギヤと、前記リングギヤとサンギヤ間
に配設され、リングギヤ及びサンギヤに噛合するピニオ
ンと、キャリヤに固定されたピニオンシャフトと、該ピ
ニオンシャフトの外周とピニオンの内周間に配設され、
ピニオンを回転自在に支持するニードルローラを有して
いる。

【００１５】そして、前記キャリヤは径方向に延び、油
圧源に接続される第１の油穴を備え、前記ピニオンシャ
フトは、前記第１の油穴に連通して軸方向に延びる第２
の油穴、及び該第２の油穴と連通して径方向に延び、ピ
ニオンシャフトの外周とピニオンの内周間に連通する第
３の油穴を備える。該第３の油穴は、前記ピニオンシャ
フトの最大荷重点からピニオンの自転方向における上流
側であって、ピニオンシャフトの荷重領域と非荷重領域
間に開口する。

【００１６】

【作用及び発明の効果】本発明によれば、前記のように
リングギヤと、サンギヤと、前記リングギヤとサンギヤ
間に配設され、リングギヤ及びサンギヤに噛合するピニ
オンと、キャリヤに固定されたピニオンシャフトと、該
ピニオンシャフトの外周とピニオンの内周間に配設さ
れ、ピニオンを回転自在に支持するニードルローラを有
している。該ニードルローラは、ピニオンシャフトの外
周とピニオンの内周間を自転しながら移動する。

【００１７】前記ピニオンシャフトの外周とピニオンの
内周間でニードルローラを円滑に自転させるため、ピニ
オンシャフトの外周とピニオンの内周間に潤滑用及び冷
却用の油が供給される。そのため、前記キャリヤは径方
向に延び、油圧源に接続される第１の油穴を備えてい
る。また、前記ピニオンシャフトは、前記第１の油穴に
連通して軸方向に延びる第２の油穴、及び該第２の油穴
と連通して径方向に延び、ピニオンシャフトの外周とピ
ニオンの内周間に連通する第３の油穴を備えている。

【００１８】したがって、油圧源からの油は、前記第１
の油穴、第２の油穴、第３の油穴を介してピニオンシャ
フトの外周とピニオンの内周間に供給され、ピニオンの
自転及び遠心力によってピニオンシャフト、ニードルロ
ーラ、ピニオン間に供給される。そして、前記第３の油
穴は、前記ピニオンシャフトの最大荷重点からピニオン
の自転方向における上流側であって、ピニオンシャフト
の荷重領域と非荷重領域間に開口する。

【００１９】したがって、非荷重領域の先端のニードル
ローラと荷重領域の後端のニードルローラ間の隙間に油
を供給することができるので、ニードルローラが非荷重
領域から荷重領域に移動した時に急激に荷重が変化し、
ニードルローラとピニオンシャフト間で滑りが生じて
も、ピニオンシャフトに摩耗が発生するのを防止するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図３は本発明の実施例が適用さ
れる自動変速機の概念図、図４は本発明の実施例が適用
される自動変速機の作動図である。図において、自動変
速機１０は、同心状に配置されたオーバドライブ入力軸
１２、入力軸１３及び出力軸１４を有しており、該オー
バドライブ入力軸１２上には、ロックアップクラッチ１
５を備えたトルクコンバータ１６と、オーバドライブプ
ラネタリギヤユニット１１から成る副変速ユニット１８
が配設される。一方、出力軸１４上には、フロントプラ
ネタリギヤユニット１７とリヤプラネタリギヤユニット
１９から成る主変速ユニット２０が配設されている。な
お、これら３組の各プラネタリギヤユニット１１，１
７，１９はいずれもトランスミッションケース２１に収
容されている。

【００２１】前記オーバドライブプラネタリギヤユニッ
ト１１は、オーバドライブ入力軸１２を覆うサンギヤＳ
₃及びオーバドライブ入力軸１２に直結するキャリヤＣ
Ｒ₃を有し、キャリヤＣＲ₃にはサンギヤＳ₃に噛合す
るピニオンＰ₃が支持され、該ピニオンＰ₃には主変速
ユニット２０の入力軸１３に直結するリングギヤＲ₃が
噛合している。

【００２２】そして、前記サンギヤＳ₃とキャリヤＣＲ
₃間には、第３クラッチ（オーバドライブダイレクトク
ラッチ）Ｃ０と第３ワンウェイクラッチＦ０とが配設さ
れ、また、サンギヤＳ₃とトランスミッションケース２
１間には第４ブレーキ（オーバドライブブレーキ）Ｂ０
が配設されている。前記フロントプラネタリギヤユニッ
ト１７は、出力軸１４に直結するキャリヤＣＲ₁、該キ
ャリヤＣＲ₁に支持されるピニオンＰ₁、該ピニオンＰ
₁に噛合するリングギヤＲ₁及びサンギヤ軸２９を備え
ている。該サンギヤ軸２９は、前記ピニオンＰ₁に噛合
するサンギヤＳ₁を前端部に形成するとともに、後端部
にはリヤプラネタリギヤユニット１９のピニオンＰ₂に
噛合するサンギヤＳ₂を形成する。そして、該サンギヤ
軸２９とトランスミッションケース２１間に第１ブレー
キ（セカンドコーストブレーキ）Ｂ１が配設され、ま
た、サンギヤ軸２９と入力軸１３間に第２クラッチ（ダ
イレクトクラッチ）Ｃ２が配設されている。さらに、前
記リングギヤＲ₁と入力軸１３間には第１クラッチ（フ
ォワードクラッチ）Ｃ１が配設されている。

【００２３】前記リヤプラネタリギヤユニット１９は、
出力軸１４に直結するリングギヤＲ ₂、該リングギヤＲ
₂に噛合するピニオンＰ₂、該ピニオンＰ₂を支持する
キャリヤＣＲ₂及びサンギヤ軸２９を備えている。該サ
ンギヤ軸２９の後端にはピニオンＰ₂に噛合するサンギ
ヤＳ₂がフロントプラネタリギヤユニット１７のサンギ
ヤＳ₁と一体的に形成されている。そして、サンギヤ軸
２９は、出力軸１４を回転自在に支持するとともに、第
１ワンウェイクラッチＦ１、第２ブレーキＢ２（セカン
ドブレーキ）を介してトランスミッションケース２１に
連結されている。また、前記キャリヤＣＲ₂とトランス
ミッションケース２１間には、第３ブレーキＢ３（ファ
ーストアンドリバースブレーキ）及び第２ワンウェイク
ラッチＦ２が配設されている。

【００２４】次に、前記自動変速機１０の作動を、図３
及び図４に基づいて説明する。前記自動変速機１０の各
クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ
２，Ｂ３及び各ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２
は、各ポジションＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，３，Ｌの各変速段に
おいてそれぞれ図４に示す作動表のように制御される。
なお、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２及び各ブレーキＢ
０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の係合状態と各ワンウェイクラッ
チＦ０，Ｆ１，Ｆ２のロック状態は図４の○印で示し、
一方、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、各ブレーキＢ０，
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の解放状態と各ワンウェイクラッチＦ
０，Ｆ１，Ｆ２のフリー状態は、×印で示している。た
だし、各ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２の◎印は、エン
ジンブレーキ時に各ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２がフ
リー状態になることを示す。

【００２５】まず、Ｄレンジ又は３レンジにおける１速
時は、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ０、第２ワン
ウェイクラッチＦ２及び第３ワンウェイクラッチＦ０が
係合又はロックされ、他は解放され又はフリーになる。
したがって、副変速ユニット１８は、オーバドライブプ
ラネタリギヤユニット１１が一体的になって直結状態に
なり、オーバドライブ入力軸１２の右回転はそのまま主
変速ユニット２０の入力軸１３に伝達される。

【００２６】また、主変速ユニット２０では、入力軸１
３の回転が第１クラッチＣ１を介してフロントプラネタ
リギヤユニット１７のリングギヤＲ₁に伝達され、更に
ピニオンＰ₁及びキャリヤＣＲ₁と一体的に連結された
出力軸１４に伝達されるとともに、サンギヤＳ₁を介し
てリヤプラネタリギヤユニット１９のピニオンＰ₂に左
方向の公転力を付与する。ところが、第２ワンウェイク
ラッチＦ２がロックされてこの公転が阻止されるため、
ピニオンＰ₂は自転して出力軸１４と一体のリングギヤ
Ｒ₂にトルクを伝達する。

【００２７】すなわち、主変速ユニット２０が１速状態
になり、副変速ユニット１８が直結状態になって、自動
変速機１０全体として１速が達成される。なお、この
時、主変速ユニット２０は、出力軸１４に伝達するトル
クを、フロントプラネタリギヤユニット１７を介して伝
達するものとリヤプラネタリギヤユニット１９を介して
伝達するものとの２系統に分岐し、その分各ギヤが受け
る荷重を小さくしている。

【００２８】また、Ｄレンジにおける２速時は、第１ク
ラッチＣ１、第４ブレーキＢ０及び第２ワンウェイクラ
ッチＦ２が係合又はロックされ、他は解放され又はフリ
ーになる。したがって、副変速ユニット１８において
は、サンギヤＳ₃が第４ブレーキＢ０によって固定さ
れ、ピニオンＰ₃が自転しながら公転してリングギヤＲ
₃にトルクを伝達し、主変速ユニット２０の入力軸１３
に増速回転（オーバドライブ回転）を伝達する。また、
主変速ユニット２０においては１速時と同じ変速状態に
あり、したがって、主変速ユニット２０の１速状態と副
変速ユニット１８の増速状態によって自動変速機１０全
体として２速が達成される。

【００２９】また、Ｄレンジにおける３速時は、第１ク
ラッチＣ１、第３クラッチＣ０、第２ブレーキＢ２、第
１ワンウェイクラッチＦ１及び第３ワンウェイクラッチ
Ｆ０が係合又はロックされ、他は解放され又はフリーに
なる。したがって、副変速ユニット１８は１速時と同様
に直結状態にあり、オーバドライブ入力軸１２の回転が
そのまま主変速ユニット２０の入力軸１３に伝達され
る。また、主変速ユニット２０においては、入力軸１３
の回転が第１クラッチＣ１を介してフロントプロネタリ
ギヤユニット１７のリングギヤＲ₁に伝わり、ピニオン
Ｐ₁を介してサンギヤ軸２９に左方向の回転力を付与す
るが、該サンギヤ軸２９は第２ブレーキＢ２の係合に伴
い第１ワンウェイクラッチＦ１がロックされ、左方向の
回転が阻止される。したがって、ピニオンＰ₁は自転し
ながら公転し、フロントプラネタリギヤユニット１７の
みを経由して２速の回転が出力軸１４に伝達される。こ
れにより、副変速ユニット１８の直結状態と主変速ユニ
ット２０の２速状態によって自動変速機１０全体として
３速が達成される。

【００３０】また、Ｄレンジにおける４速時は、第１ク
ラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ０、第
２ブレーキＢ２及び第３ワンウェイクラッチＦ０が係合
又はロックされ、他は解放され又はフリーになる。した
がって、副変速機ユニット１８は直結状態になり、ま
た、主変速ユニット２０は、第１クラッチＣ１及び第２
クラッチＣ２の係合によってフロントプラネタリギヤユ
ニット１７が一体的に回転し、入力軸１３の回転はその
まま出力軸１４に伝達される。これにより、副変速ユニ
ット１８の直結状態と主変速ユニット２０の３速状態に
よって、オーバドライブ入力軸１２、入力軸１３、出力
軸１４が一体的に回転して自動変速機１０全体として４
速が達成される。

【００３１】また、Ｄレンジにおける５速時は、第１ク
ラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第２ブレーキＢ２及び
第４ブレーキＢ０が係合され、他は解放され又はフリー
になる。したがって、副変速ユニット１８は増速状態
に、また、主変速ユニット２０も３速状態になり、自動
変速機１０全体として５速が達成される。また、Ｒレン
ジ時は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ０、第３ブ
レーキＢ３及び第３ワンウェイクラッチＦ０が係合又は
ロックされ、他は解放され又はフリーになる。したがっ
て、副変速ユニット１８は直結状態になり、また、主変
速ユニット２０は、入力軸１３の回転が第２クラッチＣ
２の係合によって直接サンギヤ軸２９に伝達され、か
つ、第３ブレーキＢ３の係合によってリヤプラネタリギ
ヤユニット１９のピニオンＰ₂の公転がロックされてい
るので、サンギヤ軸２９の回転はピニオンＰ₂の自転を
介してリングギヤＲ₂に左回転として伝達され、出力軸
１４を逆回転させる。

【００３２】また、３レンジ又はＬレンジにおける３速
時は、Ｄレンジの３速時に第１ブレーキＢ１を係合させ
た状態であり、したがって、サンギヤ軸２９の回転が両
方向とも阻止され、エンジンブレーキが可能となる。ま
た、Ｌレンジにおける１速時は、Ｄレンジにおける１速
時に第３ブレーキＢ３を係合させた状態であり、したが
って、リヤプラネタリギヤユニット１９のピニオンＰ₂
の公転が両方向とも阻止され、エンジンブレーキが可能
となる。

【００３３】このように、該ピニオンＰ₁は、主変速ユ
ニット２０の１速状態又は２速状態の時に、キャリヤＣ
Ｒ₁によって公転させられるほかにリングギヤＲ₁によ
って自転させられ、キャリヤＣＲ₁に対して相対的に回
転する。そして、副変速ユニット１８による増速回転が
加わり、自動変速機１０全体として２速の時に、ピニオ
ンＰ₁は増速されて自転し、公転することになり、ピニ
オンＰ₁に供給する油を増加することが必要になる。

【００３４】次に、前記フロントプラネタリギヤユニッ
ト１７について説明する。図１は本発明の実施例を示す
自動変速機の潤滑装置の断面図である。図において、フ
ロントプラネタリギヤユニット１７は、全体が出力軸１
４の周りに配設されており、該出力軸１４には、軸方向
に形成した油路５１と、該油路５１から径方向に設けら
れる油穴５２〜５４が形成されている。

【００３５】前記出力軸１４の外周にはサンギヤ軸２９
が回転自在に支持されており、該サンギヤ軸２９には、
内周側と、外周側の歯部５５とを連通する油穴５６が形
成されている。また、歯部５５の後端にはドラム部材５
８が係合されていて、前方の第２クラッチＣ２の係脱に
よって、入力軸１３の回転がドラム部材５８を介してサ
ンギヤＳ₁に選択的に伝達されるようになっている。さ
らに、第１ブレーキＢ１によってドラム部材５８を固定
すると、サンギヤＳ₁は固定される。

【００３６】前記出力軸１４の油穴５２，５４間の外周
面には油穴５３の前側と後側とにスプライン６１が形成
され、該スプライン６１にはキャリヤＣＲ₁のボス部６
２が係合される。該ボス部６２は前後に長く形成され、
軸方向の中途部分で出力軸１４の油穴５３に向けて開口
する潤滑油穴６３（第１の油穴）がキャリヤＣＲ₁の径
方向に形成される。該潤滑油穴６３は、キャリヤＣＲ₁
のピニオンシャフト６４内において径方向に形成された
油穴６５に連通し、該油穴６５を介してピニオンシャフ
ト６４内において軸方向に形成された油穴６６（第２の
油穴）に連通する。そして、該油穴６６の中途部分に
は、前記ピニオンシャフト６４の外周に向けて貫通する
ように油穴６７（第３の油穴）が形成されている。

【００３７】なお、前記潤滑油穴６３は先端がプラグ７
１によって閉鎖され、また、出力軸１４の油穴５３との
接合部分がその前後のスプライン嵌合によって油密状態
に保たれており、油路５１及び油穴５３を介して供給さ
れる油は、ピニオンＰ₁の内周に十分供給されるように
なっている。前記ピニオンＰ₁は、フロント側ニードル
ローラ７２及びリヤ側ニードルローラ７３を介してピニ
オンシャフト６４の外周で回転自在に支持され、径方向
内側においてサンギヤ軸２９の歯部５５に噛合し、径方
向外側においてリングギヤＲ ₁に噛合している。なお、
該ピニオンＰ₁の前端面及び後端面にはワッシャ７４，
７５が配置されている。

【００３８】前記リングギヤＲ₁は径方向内側にハブ部
７６を形成し、該ハブ部７６の内周面とキャリヤＣＲ₁
の前方に延長したボス部６２の外周間にベアリング７７
が配設され、該ベアリング７７を介してリングギヤＲ₁
は回転自在に支持される。また、該リングギヤＲ₁の前
端面と入力軸１３間、及び後端面とキャリヤＣＲ₁間に
は、それぞれスラストベアリング７８，７９が配設され
ている。

【００３９】さらに、入力軸１３と一体的に設けられた
フランジ部材８１とリングギヤＲ₁間に第１クラッチＣ
１が配設され、該第１クラッチＣ１を油圧サーボＣ−１
によって係脱することにより、入力軸１３の回転がリン
グギヤＲ₁に選択的に伝達されるようになっている。次
に、前記構成の自動変速機１０の潤滑装置の動作につい
て説明する。

【００４０】前述したように、副変速ユニット１８を増
速状態とし、主変速ユニット２０を１速状態として、自
動変速機１０全体を２速にすると、入力軸１３が増速回
転し、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ₁も増速
回転する。一方、サンギヤ軸２９は、第２クラッチＣ２
の解放に伴ってリングギヤＲ₁とは逆方向に回転し、こ
れによりピニオンＰ₁は高速で自転し、キャリヤＣＲ₁
に対して相対的に回転する。

【００４１】この時、図示しない油圧装置によって出力
軸１４の油路５１に供給された油は、漏洩することな
く、油穴５３を介してキャリヤＣＲ₁の潤滑油穴６３に
供給され、さらに、ピニオンＰ₁の内周とピニオンシャ
フト６４の外周間に強制的に供給される。次に、前記ピ
ニオンシャフト６４の油穴６７について説明する。

【００４２】図５はピニオンシャフトの縦断面図、図６
は図５のＡ−Ａ断面とリヤ側ニードルローラの荷重分布
図、図７はピニオン及びピニオンシャフトに加わる力の
関係図、図８はフロント側ニードルローラの荷重分布図
である。図において、６４はピニオンシャフト、６５は
前記潤滑油穴６３（図１）に連通して、径方向に延びる
油穴、６６は該油穴６５に連通して、ピニオンシャフト
６４の中心部において軸方向に延びる油穴、６７は前記
油穴６６の中途部分に連通して、ピニオンシャフト６４
の径方向内側に延びる油穴、Ｄ_PはピニオンＰ₁の自転
方向である。

【００４３】前記フロント側ニードルローラ７２及びリ
ヤ側ニードルローラ７３は、熱膨張などを考慮して相互
間に微小な隙間を置いてピニオンシャフト６４の外周面
に配列されている。また、ＦはピニオンＰ₁の回転方向
の力、Ｓは圧力角による分力、Ｔは捩（ね）じれ角によ
るスラスト力、Ｈ₁はフロント側ニードルローラ７２に
対し水平方向に加わる力、Ｈ₂はリヤ側ニードルローラ
７３に対し水平方向に加わる力、Ｖ₁はフロント側ニー
ドルローラ７２に対し垂直方向に加わる力、Ｖ₂はリヤ
側ニードルローラ７３に対し垂直方向に加わる力であ
る。

【００４４】ここで、フロント側ニードルローラ７２及
びリヤ側ニードルローラ７３において、ピニオンＰ₁が
右向きのヘリカルギヤで構成されるため、ピニオンＰ₁
とリングギヤＲ₁間及びピニオンＰ₁とサンギヤＳ₁間
の噛合箇所において、ピニオンＰ₁に対してスラスト力
Ｔが加わる。ところが、ピニオンＰ₁とリングギヤＲ ₁
間及びピニオンＰ₁とサンギヤＳ₁間の噛合箇所におけ
るヘリカルギヤの捩じれ角が互いに逆向きとなるため
に、スラスト力Ｔはそれぞれ軸方向の反対側に作用す
る。

【００４５】また、ピニオンＰ₁には軸の垂直な線を中
心とする回転力が発生するため、フロント側ニードルロ
ーラ７２及びリヤ側ニードルローラ７３にはそれぞれ逆
向きの径方向の力が作用する。したがって、フロント側
ニードルローラ７２及びリヤ側ニードルローラ７３から
ピニオンシャフト６４に対して加わる荷重の最大荷重点
Ｃ₁，Ｃ₂はフロント側ニードルローラ７２及びリヤ側
ニードルローラ７３では異なる。

【００４６】そして、ピニオンシャフト６４の自転方向
における最大荷重点Ｃ₁，Ｃ₂の前後のほぼ９０度の範
囲には、フロント側ニードルローラ７２及びリヤ側ニー
ドルローラ７３による荷重領域Ａ₁，Ａ₂が形成され、
該荷重領域Ａ₁，Ａ₂の反対側には非荷重領域Ｂ₁，Ｂ
₂が形成される。そして、前記荷重領域Ａ₁，Ａ₂内の
水平な方向と最大荷重点Ｃ₁，Ｃ₂における荷重方向の
成す角θ₁，θ₂は、フロント側ニードルローラ７２の
場合、図８に示すようになり、リヤ側ニードルローラ７
３の場合、図６に示すようになり、それに伴い隙間δの
発生する位置が異なる。

【００４７】ここで、フロント側ニードルローラ７２の
荷重領域Ａ₁において、ピニオンＰ ₁からピニオンシャ
フト６４に向けて荷重が作用しているため、フロント側
ニードルローラ７２はピニオンシャフト６４に対して滑
ることなく自転して移動する。また、前記荷重領域Ａ₁
の反対側、すなわち非荷重領域Ｂ₁においては、ピニオ
ンＰ₁からピニオンシャフト６４に向けて荷重が作用し
ていないため、フロント側ニードルローラ７２は手前の
フロント側ニードルローラ７２に押されながら移動す
る。

【００４８】その結果、図８に示すように非荷重領域Ｂ
₁の先端のフロント側ニードルローラ７２と、荷重領域
Ａ₁の後端のフロント側ニードルローラ７２との間に隙
間δが発生する。一方、リヤ側ニードルローラ７３の荷
重領域Ａ₂において、ピニオンＰ₂からピニオンシャフ
ト６４に向けて荷重が作用しているため、リヤ側ニード
ルローラ７３はピニオンシャフト６４に対して滑ること
なく自転して移動する。また、前記荷重領域Ａ₂の反対
側、すなわち非荷重領域Ｂ₂においては、ピニオンＰ₂
からピニオンシャフト６４に向けて荷重が作用しないた
め、リヤ側ニードルローラ７３は手前のリヤ側ニードル
ローラ７３に押されながら移動する。

【００４９】その結果、非荷重領域Ｂ₂の先端のリヤ側
ニードルローラ７３と、荷重領域Ａ ₂の後端のリヤ側ニ
ードルローラ７３との間に図２に示すような隙間δが発
生する。前記油穴６７は、リヤ側ニードルローラ７３に
おける隙間δが発生する部分、すなわち最大荷重点Ｃ₁
の自転方向における上流側であって、非荷重領域Ｂ₁と
荷重領域Ａ₁間すなわち荷重領域の切換わり点の近傍に
開口する。

【００５０】非荷重領域Ｂ₁から荷重領域Ａ₁に移動し
たリヤ側ニードルローラ７３は急激に荷重を受けながら
移動するが、油穴６７を介して前記隙間δに多くの油が
供給されるので、ピニオンシャフト６４とリヤ側ニード
ルローラ７３間の摩擦によってピニオンシャフト６４の
表面に傷が発生するのを防止することができる。また、
最大荷重点Ｃ₁近傍の潤滑は、ピニオンＰ₁の自転によ
って行うことができる。

【００５１】ここで、前記フロント側ニードルローラ７
２の場合、隙間δ及び最大荷重点Ｃ ₁は、ピニオンシャ
フト６４の自転方向における前記油穴６７の下流側に位
置している。したがって、隙間δが発生する部分に油穴
６７を開口させなくとも、ピニオンＰ₁の自転によって
十分な潤滑を行うことができる。すなわち、リヤ側ニー
ドルローラ７３の隙間δが発生する部分に油穴６７を形
成すれば、フロント側ニードルローラ７２及びリヤ側ニ
ードルローラ７３に対して十分な潤滑を行うことがで
る。

【００５２】また、最大荷重点ＣはピニオンＰ₁の自転
方向Ｄ_P、ニードルローラ７２，７３の有効長さＬ、ピ
ニオンＰ₁の噛合ピッチ円の直径ＰＤ_P及びピニオンＰ
₁の歯の捩じれ角ψから、式（１）によって求めること
ができる。このように、ピニオンシャフト６４の表面と
ニードルローラ７２，７３間の摩擦を抑制してピニオン
シャフト６４の表面に摩耗が発生するのを防止すること
ができる。

【００５３】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す自動変速機の潤滑装置の
断面図である。

【図２】従来の自動変速機の潤滑装置におけるニードル
ローラの荷重分布図である。

【図３】本発明の実施例が適用される自動変速機の概念
図である。

【図４】本発明の実施例が適用される自動変速機の作動
図である。

【図５】ピニオンシャフトの縦断面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面とリヤ側ニードルローラの荷
重分布図である。

【図７】ピニオン及びピニオンシャフトに加わる力の関
係図である。

【図８】フロント側ニードルローラの荷重分布図であ
る。

【符号の説明】

６３潤滑油穴６４ピニオンシャフト６６，６７油穴７２，７３ニードルローラＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃ サンギヤＲ₁，Ｒ₂，Ｒ₃ リングギヤＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃ ピニオンＣＲ₁，ＣＲ₂，ＣＲ₃ キャリヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂口吉一愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者岩月邦裕愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者浅原則己愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者木村弘道愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭51−42861（ＪＰ，Ａ) 特開平２−296056（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−131449（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−131451（ＪＰ，Ａ) 特開平２−278044（ＪＰ，Ａ) 特開平４−125343（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−49053（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 57/04 F16H 3/44 F16H 57/02 501

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】リングギヤと、サンギヤと、前記リング
ギヤとサンギヤ間に配設され、リングギヤ及びサンギヤ
に噛合するピニオンと、キャリヤに固定されたピニオン
シャフトと、該ピニオンシャフトの外周とピニオンの内
周間に配設され、ピニオンを回転自在に支持するニード
ルローラを有し、前記キャリヤは径方向に延び、油圧源
に接続される第１の油穴を備え、前記ピニオンシャフト
は、前記第１の油穴に連通して軸方向に延びる第２の油
穴、及び該第２の油穴と連通して径方向に延び、ピニオ
ンシャフトの外周とピニオンの内周間に連通する第３の
油穴を備え、該第３の油穴は、前記ピニオンシャフトの
最大荷重点からピニオンの自転方向における上流側であ
って、ピニオンシャフトの荷重領域と非荷重領域間に開
口することを特徴とする自動変速機の潤滑装置。