JP3670422B2

JP3670422B2 - 潤滑装置

Info

Publication number: JP3670422B2
Application number: JP33800396A
Authority: JP
Inventors: 秀樹望月
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2016-12-18
Also published as: JPH10184863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車列群を含んで成る変速装置における摩擦締結要素に潤滑油を供給する潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速装置は、例えば、特開平４−１３６５４５号公報にも示されるように、トルクコンバータのタービン軸に連結される入力軸と、終減速装置に連結される出力軸と、入力軸と出力軸との間に入力軸の軸線方向に沿って配される複数のプラネタリギヤ列と、供給される作動油圧によって所定の変速比を選択的に得るべく各プラネタリギア列を構成する各要素を固定もしくは解放する摩擦締結要素とを含んで構成されている。
【０００３】
また、変速装置は、加えて、トルクコンバータのタービン軸に連動されるオイルポンプにより循環される潤滑油を各要素相互間の接触面部に導く潤滑装置を備えている。
【０００４】
潤滑装置には、例えば、図７に示されるように、図示が省略されるオイルポンプにより強制的に循環される潤滑油（作動油）を各プラネタリギヤユニット１２２、および、１２４などにおける構成要素相互間の接触部に対して供給する潤滑油導入通路部が設けられている。
【０００５】
潤滑油導入通路部は、タービン軸１２６の内部に形成され一端がオイルポンプに連通する潤滑油導入路１２６ａと、回転軸１２８の内部に中心軸線に沿って形成され一端が潤滑油導入路１２６ａの他端に連通する潤滑油導入路１２８ａとを含んで構成されている。
【０００６】
このような構成のもとで、自動変速機が作動状態とされるとき、オイルポンプにより強制的に循環される潤滑油は、潤滑油導入路１２８ａの各導入孔１２８ｂ〜１２８ｆを介してプラネタリギヤユニット１２２における各要素相互間、および、プラネタリギヤユニット１２４におけるインターナルギヤ１６０の内周部とサンギヤ１５０およびピニオンギヤ１５８ギヤとの間の空間内に供給されるとともに、インターナルギヤ１６０の外周部とピストン部材１６４との間を通じてローアンドリバースブレーキ１６２に供給されることとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ローアンドリバースブレーキ１６２が解放状態のもとで、タービン軸１２６の回転数が比較的高回転数領域となる場合、ローアンドリバースブレーキ１６２を構成する各摩擦板が高速で相対回転するためその供給が妨げられ潤滑油の必要量は増大するが、ローアンドリバースブレーキ１６２に供給される潤滑油の供給量は増大しないことなる。
【０００８】
なぜならば、タービン軸１２６の回転数が比較的高回転数領域となる場合、回転軸１２８の軸中心まわりの遠心力が増大するために潤滑油導入路１２８ａを通じて導入された潤滑油の大部分は順次、回転軸１２８の端部に比較的近い導入孔１２８ｆ、１２８ｅ、１２８ｄ、１２８ｃを通じて各部に供給され、残り部分の潤滑油が導入孔１２８ｂを通じてボールベアリング１３４の一方の側面に対向して設けられる油溜め１２０ａに供給される。そして、その潤滑油はその慣性力により油溜め１２０ａから放出された後、それが図７に示される矢印の示す方向に沿ってインターナルギヤ１６０の外周部とケース内壁面およびリターンスプリング１６６との間に形成される隙間（潤滑油供給路）を通じてローアンドリバースブレーキ１６２の近傍に供給されるからである。その結果、ローアンドリバースブレーキ１６２の潤滑油量を確保するためには、導入孔１２８ｂの孔径を大きく設定する必要がある。それにより、この孔径を考慮した回転軸１２８の許容強度を確保するためには、回転軸１２８の直径を大とすることが必要となるので装置の軽量化に反することとなる。
【０００９】
以上の問題点を考慮し、本発明は、歯車列群を含んで成る変速装置における摩擦締結要素に潤滑油を供給する潤滑装置であって、歯車列におけるインターナルギヤの外周部の周囲に配される摩擦締結要素における相互接触部分にも潤滑油を充分に分配供給することができる潤滑装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明に係る潤滑装置は、駆動力が伝達される入力軸と駆動力が出力される出力軸との間に配され所定の変速比をもって駆動力を伝達する遊星歯車列における回転軸内に軸方向に沿って設けられ潤滑油を導く潤滑油導入通路部と、潤滑油導入通路部に半径方向に沿って設けられる導入孔から遊星歯車列におけるインターナルギヤの周囲に配される摩擦締結要素に通じる潤滑油供給路に配され、導入孔からインターナルギヤの輪郭に沿って噴出される潤滑油を、回転軸の回転に応じて摩擦締結要素に向けて強制的に移送させる強制移送部とを備えて構成される。
【００１１】
また、本発明に係る潤滑装置は、強制移送部が、インターナルギヤにおけるハブ部に複数の凹凸が連なって形成される歯部と、潤滑油導入通路の導入孔およびハブ部の周囲に設けられた油溜めとを含んで構成されてもよい。
【００１２】
さらに、複数の摩擦板を有する摩擦締結要素が解放されるとき、摩擦板の回転数が、一方向に回転せしめられるインターナルギヤが設けられる遊星歯車列の回転軸の回転数の増大に従って増大してもよい。
【００１３】
さらに、歯部の歯すじがつるまき線状であり、歯すじのねじれ方向は、インターナルギヤの回転方向に応じて潤滑油に慣性力を作用させる方向であってもよい。あるいは、歯部の歯すじがつるまき線状であり、歯部の歯すじのねじれ角度は、インターナルギヤの歯すじのねじれ角度と略同一とされてもよい。
【００１４】
そして、摩擦締結要素が、摩擦締結要素を含んで構成される変速装置の変速状態が後進状態であるとき、締結されるブレーキを含むものであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に係る潤滑装置の一例が適用された自動変速機の主要な構成を模式的に示す。図３に示される例おいては、前輪駆動用の前進４速後退１速が得られるものとされる。
【００１６】
図３において、自動変速機は、トルクコンバータ１０および変速装置１２を含んで構成されている。トルクコンバータ１０は、図示が省略されるエンジンのクランク軸８が連結されるポンプインペラー１０ａ、タービンランナ１０ｂ、ステータ１０ｃおよびケース１４とを含んでなる。タービンランナ１０ｂは、タービン軸１８を介して変速装置１２に連結されている。また、ステータ１０ｃとケース１４との間には、ワンウェイクラッチ１６が配されており、ステータ１０ｃがポンプインペラー１０ａ、および、タービンランナ１０ｂの回転方向と同方向に回転するように構成されている。
【００１７】
変速装置１２は、主変速機２０と副変速機２２とから構成されている。
【００１８】
主変速機２０は、プラネタリギヤユニット２４および２６を有している。
【００１９】
プラネタリギヤユニット２４は、タービン軸１８との共通仮想軸線上に設けられる回転軸２８に固定されるサンギヤ３０、インターナルギヤ３２、および、ピニオンギヤ３４を含んで構成されている。サンギヤ３０とタービン軸１８との間には、クラッチ３８、および、ブレーキ４２が配設され、インターナルギヤ３２とタービン軸１８との間には、クラッチ３６が配設されている。ピニオンギヤ３４は、キャリア４０を介して回転軸２８に連動される。
【００２０】
プラネタリギヤユニット２６は、回転軸２８にそれぞれ固定されるサンギヤ４４、インターナルギヤ４８、および、ピニオンギヤ４６を含んで構成されている。ピニオンギヤ４６は、キャリア５０およびワンウェイクラッチ５２を介してケース５６に連結されている。また、キャリア５０とケース５６とは、ローアンドリバースブレーキ５４を介して選択的に連結される。回転軸２８の他端には、アウトプットギヤ５８が設けられている。回転軸２８は、前進段においては、トルクコンバータ１０側から見て時計方向に回転するものとされる。
【００２１】
副変速機２２は、アウトプットギヤ５８に噛み合うインプットギヤ６２および入力軸６４を介して回動力が伝達されるプラネタリギヤユニット６０を有している。プラネタリギヤユニット６０は、サンギヤ７０、入力軸６４に固定されるインターナルギヤ６６、および、ピニオンギヤ６８を含んで構成されている。サンギヤ７０は、ワンウェイクラッチ７４を介してケース５６に連結されている。また、サンギヤ７０はブレーキ７２を介して選択的に連結される。ピニオンギヤ６８は、キャリア８２を介して回転軸２８に対して略平行に配される出力軸７６に連結されている。インターナルギヤ６６と出力軸７６との間には、クラッチ８０が配設されている。出力軸７６には、図示が省略されるファイナルドライブ装置のリングギヤに噛合うアウトプットギヤ７８が設けられている。
【００２２】
このような変速装置１２においては、クラッチ３６、３８、８０、ブレーキ４２、７２、ローアンドリバースブレーキ５４、および、ワンウェイクラッチ５２、７４を適宜選択作動させることによりパーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ、および、ドライブレンジにおける各変速段（第１〜第４速）を得ることができる。ドライブレンジ、リバースレンジ、および、各変速段を得るための各クラッチ３６、３８、８０、ブレーキ４２、７２、ローアンドリバースブレーキ５４、および、ワンウェイクラッチ５２、７４の作動関係を図４に示す。
【００２３】
但し、図４においては、○は締結状態（作動状態）をあらわし、△はマニュアル動作で第１速にセレクトされたときのみ作動することをあらわし、◇は、ブレーキ７２が作動する前のみ作動することをあらわし、□は締結時は遅延作動し、解除時は先行作動することをあらわす。
【００２４】
さらに、変速装置１２には、図２に示されるように、図示が省略されるオイルポンプにより強制的に循環される潤滑油（作動油）を各プラネタリギヤユニット２４、２６、および、６０などにおける構成要素相互間の接触部に対して供給する潤滑油導入通路部が設けられている。
【００２５】
潤滑油導入通路部は、一端がオイルポンプに連通しタービン軸１８の内部に形成される潤滑油導入路１８ａと、一端が潤滑油導入路１８ａの他端に連通し回転軸２８の内部に中心軸線に沿って形成される潤滑油導入路２８ａとを含んで構成されている。
【００２６】
回転軸２８の他端はパーキングギヤＰＧが固着されるアウトプットギヤ５８の両側部にそれぞれ設けられるボールベアリング１００および１０２により回動可能に支持されている。潤滑油導入路２８ａの他端は、オリフィス２８ｇを通じてボールベアリング１００とケース５６との間に形成される閉空間内に連通している。
【００２７】
潤滑油導入路２８ａは、回転軸２８の半径方向に沿って設けられる導入孔２８ｆを通じてタービン軸１８の他端とプラネタリギヤユニット２４との間に互いに対向して配されるスラストベアリング９２および９４の内周部により囲まれる閉空間内に連通している。
【００２８】
また、潤滑油導入路２８ａは、その半径方向に沿って互いに平行に設けられる導入孔２８ｅおよび２８ｄ、サンギヤ３０の透孔３０ａ、サンギア４４の透孔４４ａを通じてプラネタリギヤユニット２４とプラネタリギヤユニット２６との間に互いに対向して配されるスラストベアリング９６および９８の内周部、ピニオンギヤ３４および４６により囲まれる閉空間内に連通している。
【００２９】
さらに、潤滑油導入路２８ａは、導入孔２８ｃを通じてプラネタリギヤユニット２６におけるインターナルギヤ４８の内周部とサンギヤ４４およびピニオンギヤ４６との間に形成される内部空間に連通している。
【００３０】
インターナルギヤ４８の内周部における凹部４８ａには、図２に示されるように、キャリア５０を摺動可能に支持するとともに軸方向の位置決めを行うスラストベアリング１１２が設けられている。
【００３１】
また、キャリア５０とピニオンギヤ４６との相互の摺動部には、相互の摩擦を低減すべくワッシャ１１０が介在されている。
【００３２】
そして、潤滑油導入路２８ａは、回転軸２８における導入孔２８ｄよりも他端側部分にその半径方向に沿って設けられる導入孔２８ｂを通じてプラネタリギヤユニット２６におけるインターナルギヤ４８の側面とローアンドリバースブレーキ５４を選択的に締結状態とするピストン部材１０４との間に形成される潤滑油供給路５５に連通している。そして、潤滑油供給路５５は後述するインターナルギヤ４８のハブ部４８Ｂの外周面とケース５６の内部においてピストン部材１０４の内周部を摺動可能に案内する案内部５６ｂの内周面および案内部５６ｂの端部の外周面との間の間隙と、インターナルギヤ４８の外周面とリターンスプリング１０６との間の間隙とから形成されている。
【００３３】
潤滑油供給路５５の一端は、油溜め５６ａに連通している。油溜め５６ａは、案内部５６ｂ内に、ボールベアリング１０２の側面に臨む導入孔２８ｂの開口端部に対向して設けられる。また、潤滑油供給路５５の他端は、ローアンドリバースブレーキ５４近傍に連通している。
【００３４】
ピストン部材１０４の一方の端面側には、リターンスプリング１０６の付勢力に抗してピストン部材１０４を作動状態とする作動油が導入される圧力室ＯＣＢが形成されている。
【００３５】
また、インターナルギヤ４８は、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、右ねじれの歯部４８ａを内周部に有する本体部４８Ａと、強制移送部としての右ねじれの複数の溝部４８ｃを有し本体部４８Ａの側面に一体に形成されるハブ部４８Ｂとから構成されている。
【００３６】
ハブ部４８Ａの内周部には、回転軸２８の雄スプライン軸部に嵌合される雌スプライン部４８ｂが形成されている。ハブ部４８Ｂの外周部における溝部４８ｃの個数は、実際の実験に基づき決定され、例えば、２〜１０個のうちのいずれかの個数とされる。各溝部４８ｃの断面形状は略円弧状とされ、各溝部４８ｃの深さは、例えば、ハブ部４８Ｂの外周面と雌スプライン部４８ｂの歯底面との間の寸法の１／２以下の寸法とされる。また、溝部４８ｃのねじれ角αｃは、例えば、歯部４８ａのねじれ角αａと略同一とされる。これにより、インターナルギヤ４８を成形する際、加工が容易となる。
【００３７】
かかる構成のもとで、オイルポンプが作動状態とされるとともに回転軸２８が回転される場合、図２に示す矢印の示す方向に沿って潤滑油が作動油供給路１８ａ、および、潤滑油導入路２８ａにおける各導入孔を通じて上述の各部に導入される。
【００３８】
また、インターナルギヤ４８の外周部に対向する油溜め５６ａに導入孔２８ｂを通じて導入された潤滑油は、慣性力により図２に示す矢印の示す方向に、潤滑油供給路５５を通じてローアンドリバースブレーキ５４に供給されることとなる。その際、インターナルギヤ４８のハブ部４８Ｂに設けられる強制移送部としての複数の溝部４８ｃは、回転軸２８の回転に伴って回転せしめられる。これにより、油溜め５６ａからの潤滑油は、複数の溝部４８ｃにより強制的にかきあげられて作用される慣性力が増大した状態で供給されることとなる。従って、導入孔２８ｂを通じて強制的に導入される潤滑油の量が増すとともに油溜め５６ａから放出される潤滑油の供給量が増大されることとなる。
【００３９】
図５は、縦軸にローアンドリバースブレーキ５４に供給される潤滑油の油量Ｑをとり、横軸に回転軸２８の回転数Ｎをとり、ローアンドリバースブレーキ５４に供給される潤滑油の油量の変化を回転軸２８の回転数に対して示すものである。なお、図５に示される各特性線は、潤滑油の温度が８０〜１００度の範囲であり、自動変速機が前進第３速状態において当該出願に係る発明者による実験により得られたものである。
【００４０】
図５において、従来の装置では、特性線Ｌｐに示すように、回転軸２８の回転数が低回転数領域Ｎｔのとき、回転数が上昇しても所定の油量は大きく変化することなく所定の値に維持される。その後、回転軸２８の回転数が高回転数領域Ｎｈに移行するとき、油量Ｑは上述の理由により徐々に減少することとなる。
【００４１】
しかし、ローアンドリバースブレーキ５４に供給される潤滑油の実際に必要な油量は、特性線Ｌｎに示されるように、回転軸２８の回転数が高回転数領域Ｎｈに移行するとき、供給される潤滑油がローアンドリバースブレーキ５４におけるドリブンプレートの回転数が増大することにより増大する。なお、特性線Ｌｎは、ローアンドリバースブレーキ５４の温度、および、摩擦トルクに基づいて決定されるものである。そこで、従来の装置においては、特性線Ｌｐに示されるように、高回転数領域Ｎｈにおいてさらに潤滑油が不足することとなる。
【００４２】
一方、本発明に係る潤滑装置の一例では、特性線Ｌｉに示されるように、回転軸２８の回転数が低回転数領域Ｎｔのとき、複数の溝部４８ｃの回転により油量Ｑは回転数が上昇するにつれて徐々に増大し、さらに、回転軸２８の回転数が高回転数領域Ｎｈに移行するとき、油量Ｑはさらに増大することとなる。従って、高回転数領域Ｎｈにおいて、潤滑油は、特性線Ｌｎに示される実際に必要な油量以上の充分な量だけ供給されることとなる。
【００４３】
なお、回転軸２８が前進時に一方向に回転されるもとで、溝部４８ｃが慣性力を作用させる方向に形成されるので、より効率的に潤滑油を供給できる。
【００４４】
また、回転軸２８は、後退時に前進時と逆方向に回転し、溝部４８ｃは油を掻き上げる作用をしなくなるが、ローアンドリバースブレーキ１６２は、後退時に締結されており、ドリブンプレートの相対回転がないので強制的に掻き上げる必要性がない。従って、溝部４８ｃの形成にあたっては前進時の回転方向のみを考慮すればよい。
【００４５】
図６の（Ａ）、および、（Ｂ）は、本発明に係る潤滑装置の一例におけるインターナルギヤの他の例を示す。
【００４６】
図６の（Ａ）、および、（Ｂ）に示される例においては、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示される例では強制移送部としての複数の溝部４８ｃがハブ部４８Ｂに設けられたものであるが、その代わりに、複数の突起部１８０ｃがハブ部１８０Ｂに設けられたものである。
【００４７】
インターナルギヤ１８０は、図６の（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、右ねじれの歯部１８０ａを内周部に有する本体部１８０Ａと、強制移送部としての右ねじれの複数の突起部１８０ｃを有し本体部１８０Ａの側面に一体に形成されるハブ部１８０Ｂとから構成されている。
【００４８】
ハブ部１８０Ｂの内周部には、回転軸２８の雄スプライン軸部に嵌合される雌スプライン部１８０ｂが形成されている。ハブ部１８０Ｂの外周部における突起部１８０ｃの個数は、実際の実験に基づき決定され、例えば、２〜１０個のうちのいずれかの個数とされる。各突起部１８０ｃの断面形状は略円弧状とされ、各突起部４８ｃの高さは、例えば、ハブ部１８０Ｂの外周面と雌スプライン部１８０ｂの歯底面との間の寸法の１／２以下の寸法とされる。また、突起部１８０ｃのねじれ角αｃは、例えば、歯部１８０ａのねじれ角αａと同一とされる。これにより、インターナルギヤ１８０を成形する際、加工が容易となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る潤滑装置によれば、潤滑油導入通路部に設けられる導入孔から遊星歯車列におけるインターナルギヤの輪郭に沿って噴出される潤滑油を、回転軸の回転に応じて摩擦締結要素に向けて強制的に移送させる強制移送部が、潤滑油導入通路部に設けられる導入孔からインターナルギヤの周囲に配される摩擦締結要素に通じる潤滑油供給路に配されるので遊星歯車列におけるインターナルギヤの外周部の周囲に配される摩擦締結要素における相互接触部分にも潤滑油を充分に分配供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明に係る潤滑装置の一例に用いられるインターナルギヤの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図２】本発明に係る潤滑装置の一例が適用された自動変速機の変速装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明に係る潤滑装置の一例が適用された自動変速機の変速装置の要部を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る潤滑装置の一例が適用された自動変速機の変速装置の動作説明に供される図である。
【図５】本発明に潤滑装置の一例の動作説明に供される特性図である。
【図６】（Ａ）は、本発明に係る潤滑装置の他の一例に用いられるインターナルギヤの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図７】従来の潤滑装置が用いられる自動変速機の変速装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１２変速装置
２４、２６、６０プラネタリギヤユニット
２８回転軸
２８ａ潤滑油導入路
３０サンギヤ
４６ピニオンギヤ
４８、１８０インターナルギヤ
４８ｃ溝部
１８０ｃ突起部

Claims

駆動力が伝達される入力軸と駆動力が出力される出力軸との間に配され所定の変速比をもって駆動力を伝達する遊星歯車列における回転軸内に軸方向に沿って設けられ潤滑油を導く潤滑油導入通路部と、
前記潤滑油導入通路部に半径方向に沿って設けられる導入孔から前記遊星歯車列におけるインターナルギヤの周囲に配される摩擦締結要素に通じる潤滑油供給路に配され、該導入孔から該インターナルギヤの輪郭に沿って噴出される潤滑油を、前記回転軸の回転に応じて該摩擦締結要素に向けて強制的に移送させる強制移送部と、
を具備して構成されることを特徴とする潤滑装置。
前記強制移送部は、インターナルギヤにおけるハブ部に複数の凹凸が連なって形成される歯部と、前記潤滑油導入通路の導入孔および前記ハブ部の周囲に設けられた油溜めとを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の潤滑装置。
複数の摩擦板を有する前記摩擦締結要素が解放されるとき、該摩擦板の回転数が、一方向に回転せしめられる前記インターナルギヤが設けられる前記遊星歯車列の回転軸の回転数の増大に従って増大することを特徴とする請求項１記載の潤滑装置。
前記歯部の歯すじがつるまき線状であり、該歯すじのねじれ方向は、前記インターナルギヤの回転方向に応じて前記潤滑油に慣性力を作用させる方向であることを特徴とする請求項２記載の潤滑装置。
前記歯部の歯すじがつるまき線状であり、前記歯部の歯すじのねじれ角度は、前記インターナルギヤの歯すじのねじれ角度と略同一とされることを特徴とする請求項２記載の潤滑装置。
前記摩擦締結要素は、該摩擦締結要素を含んで構成される変速装置の変速状態が後進状態であるとき、締結されるブレーキを含んでいることを特徴とする請求項１記載の潤滑装置。