JP3692053B2

JP3692053B2 - 変速機の油圧制御装置

Info

Publication number: JP3692053B2
Application number: JP2001144369A
Authority: JP
Inventors: 敦司藤川; 秀治一條; 誠角; 幸彦福島; 勝行楢井; 長谷川　　隆; 光郎大瀧; 修一藤本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP2002340157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機ハウジング内にオイルポンプおよび油圧制御バルブを配設して構成される変速機の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機の変速制御を油圧力を用いて行う構成は従来から良く知られており、変速機にはこの変速制御のための油圧制御装置が設けられている。このような油圧制御装置はオイルポンプおよび油圧制御バルブから構成され、これらを変速機ハウジング内に配設する構成が知られている。例えば、特開平３−１２１３７０号公報には、変速機ハウジングの後端面に油圧制御バルブを設けるとともにこの油圧制御バルブを覆うサイドカバーを変速機ハウジングの後端面に取り付け、さらに、変速機ハウジングの前部にオイルポンプを配設した油圧制御装置構成が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような油圧制御装置構成では、オイルポンプと油圧制御バルブとが変速機ハウジング内において別々に且つ離れて配設されているため、オイルポンプからの吐出油を油圧制御バルブに供給するための油路を変速機ハウジング内に形成する必要があり、油路構成が複雑化しやすいという問題がある。また、この油路長が長くなりがちで、油路抵抗が増加し、圧損が大きくなってポンプ駆動効率が低下するという問題もある。
【０００４】
なお、バルブボディによりポンプケーシング部を構成し、このポンプケーシング部内にアウターロータ、インナーロータ等を配設することも考えられている。しかしながら、バルブボディは軽量化のためアルミ系材料から構成されるのに対し、オイルポンプは強度要求から鉄系部材により構成されており、バルブボディによりポンプケーシング部を構成する場合にその材料が問題となる。例えば、バルブボディをアルミ系材料から作った場合、これと一体に形成されるポンプケーシング部の強度不足が問題となる。さらに、アルミ系材料のポンプケーシング内に鉄系材料のロータ部材を配設したときに熱膨張率の差を許容するためにロータとケーシングの隙間を大きくする必要があるため、ポンプ効率（容積効率）が低下するという問題がある。一方、バルブボディを鉄系材料で作ればこのような問題は解消できるが、全体重量が大きくなり、変速機の重量が増加するという問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑み、変速機ハウジング内にオイルポンプおよび油圧制御バルブをコンパクトに且つ隣接して配設することができ、バルブボディをアルミ系材料で構成するとともにオイルポンプを鉄系材料で構成できるような油圧制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明に係る変速機の油圧制御装置は、変速機ハウジング（例えば、実施形態における第１ハウジングＨ１）の内壁面（例えば、実施形態における第１ハウジングＨ１の側端面Ｓ１）に接合配設された油圧制御バルブボディ（例えば、実施形態における第１油圧制御バルブ６０のバルブボディ）と、この油圧制御バルブボディに接合配設されたオイルポンプと、変速機ハウジング内に回転自在に配設されたポンプ駆動軸（例えば、実施形態における変速機入力軸１）とを備えて構成される。そして、オイルポンプが、油圧制御バルブボディに接合されるポンプケーシングと、ポンプケーシング内に配設されたアウターロータおよびインナーロータとから構成され、ポンプ駆動軸がポンプケーシング内に挿入されてインナーロータと嵌合接続され、ポンプ駆動軸によりインナーロータを回転駆動させるように構成されており、このポンプ駆動軸がポンプケーシングに軸方向に貫通形成された挿入孔内に挿入配設されたベアリングにより回転自在に支持されている。さらに、オイルポンプは変速機ハウジングの底部に形成されたオイルタンクから油圧制御バルブボディ内に形成された吸入油路（例えば、実施形態における吸入油路６１）を介して作動油を吸入してバルブボディとの接合部に繋がって油圧制御バルブボディに形成された吐出油路を介して油圧制御バルブボディ内に作動油を供給するように構成されている。
【０００７】
変速機の油圧制御装置をこのように構成すれば、オイルポンプを油圧制御バルブボディに直接接合して配設するため、オイルポンプから油圧制御バルブへの油の供給が簡単であり、且つ圧損が少なく効率の良いオイルポンプ駆動が可能である。また、変速機ハウジングに油圧制御バルブボディを取り付け、この油圧制御バルブボディにオイルポンプを取り付ける構成であるため、取り付け構成が簡単で且つ全体としてコンパクトな油圧制御装置を得ることができる。
【０００８】
なお、ポンプケーシング、アウターロータおよびインナーロータを鉄系材料から構成し、バルブボディをアルミ系材料から構成するのが好ましい。これにより十分な強度を有するオイルポンプを構成することができるとともに、熱膨張の影響を受けることが無いため容積効率の高いオイルポンプを構成することができる。また、ポンプケーシングに比較して大型化するバルブボディはアルミ系材料を用いて軽量化でき、油圧制御装置全体を軽量コンパクトにすることができる。
【０００９】
また、変速機ハウジングの内壁面にポンプ収容凹部を形成し、この内壁面に油圧制御バルブボディが接合配設された状態で、油圧制御バルブボディに接合配設されたオイルポンプがポンプ収容凹部内に収容されるように構成するのが好ましい。これにより、オイルポンプを変速機ハウジングの内壁面より内側に配設して、コンパクトな構成の油圧制御装置を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１および図２に本発明に係る油圧制御装置を備えたベルト式無段変速機ＣＶＴを示している。このベルト式無段変速機ＣＶＴは、エンジンＥＮＧの出力軸Ｅｓとカップリング機構ＣＰを介して繋がる変速機入力軸１と、この変速機入力軸１と平行に配設された変速機カウンタ軸２と、変速機入力軸１および変速機カウンタ軸２の間を繋いで配設された金属Ｖベルト機構１０と、変速機入力軸１上に配設された遊星歯車式の前後進切換機構２０と、変速機カウンタ軸２上に配設された発進クラッチ機構４０と、出力伝達ギヤ列６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂおよびディファレンシャル機構８とを変速機ハウジング内に備える。また、変速機入力軸１上に位置してオイルポンプ５０が配設されている。
【００１１】
なお、変速機ハウジングは第１〜第４ハウジングＨ１〜Ｈ４をボルト結合して構成されており、第１ハウジングＨ１内にカップリング機構ＣＰが配設され、第１および第２ハウジングＨ１，Ｈ２に囲まれた空間内に発進クラッチ４０、出力伝達ギヤ列６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ、ディファレンシャル機構８等が配設され、第２および第３ハウジングＨ２，Ｈ３に囲まれた空間内に金属Ｖベルト機構１０が配設され、第３および第４ハウジングＨ３，Ｈ４に囲まれた空間内に前後進切換機構２０が配設されている。
【００１２】
金属Ｖベルト機構１０は、変速機入力軸１上に配設された駆動側プーリ１１と、変速機カウンタ軸２上に配設された従動側プーリ１６と、両プーリ１１，１６間に巻き掛けられた金属Ｖベルト１５とから構成される。駆動側プーリ１１は、変速機入力軸１上に回転自在に配設された固定プーリ半体１２と、この固定プーリ半体１２に対して軸方向に移動可能で一体回転する可動プーリ半体１３とからなり、駆動側シリンダ室１４に供給される油圧力により可動プーリ半体１３を軸方向に移動させる制御がなされる。一方、従動側プーリ１６は、変速機カウンタ軸２に固定された固定プーリ半体１７と、この固定プーリ半体１７に対して軸方向に移動可能で一体回転する可動プーリ半体１８とからなり、従動側シリンダ室１９に供給される油圧力により可動プーリ半体１８を軸方向に移動させる制御がなされる。
【００１３】
このため、上記両シリンダ室１４，１９への供給油圧を適宜制御することにより、可動プーリ半体１３，１８に作用する軸方向移動力を制御し、両プーリ１１，１６のプーリ幅を変化させることができる。これにより、金属Ｖベルト１５の両プーリ１１，１６に対する巻き掛け半径を変化させて変速比を無段階に変化させる制御を行うことができる。
【００１４】
前後進切換機構２０は、変速機入力軸１に繋がるサンギヤ２１と、サンギヤ２１と噛合する複数のピニオンギヤ２２ａを回転自在に保持するとともにサンギヤ２１と同軸上を回転自在なキャリア２２と、ピニオンギヤ２２ａと噛合するとともにサンギヤ２１と同軸上を回転自在なリングギヤ２３とを有したシングルピニオンタイプの遊星歯車機構からなり、キャリア２２を固定保持可能な後進ブレーキ２５と、サンギヤ２１とリングギヤ２３とを係脱自在に繋げる前進クラッチ３０とを備える。なお、後進ブレーキ２５および前進クラッチ３０はその詳細構造説明は省略するが、作動油圧の給排制御により係脱制御が行われる。
【００１５】
このように構成された前後進切換機構２０において、後進ブレーキ２５が解放された状態で前進クラッチ３０を係合させると、サンギヤ２１とリングギヤ２３とが結合されて一体回転する状態となり、サンギヤ２１、キャリア２２およびリングギヤ２３の全てが変速機入力軸１と一体回転して、駆動プーリ１１が変速機入力軸１と同方向（前進方向）に回転駆動される状態となる。一方、前進クラッチ３０を解放させて後進ブレーキ２５を係合させると、キャリア２２が固定保持され、リングギヤ２３はサンギヤ２１と逆の方向に回転され、駆動プーリ１１が変速機入力軸１とは逆方向（後進方向）に回転駆動される状態となる。
【００１６】
以上のようにして、変速機入力軸１の回転が前後進切換機構２０により切換されて駆動側プーリ１１が前進方向もしくは後進方向に回転駆動されると、この回転が金属Ｖベルト機構１０により無段階に変速されて変速機カウンタ軸２に伝達される。変速機カウンタ軸２には発進クラッチ４０が配設されており、この発進クラッチ４０により出力伝達ギヤ６ａへの駆動力伝達制御が行われる。このように発進クラッチ４０により制御されて出力伝達ギヤ６ａに伝達された回転駆動力は、この出力伝達ギヤ６ａを有する出力伝達ギヤ列６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂおよびディファレンシャル機構８を介して左右の車輪（図示せず）に伝達される。このため、発進クラッチ４０による係合制御を行えば、車輪に伝達される回転駆動力制御が可能であり、例えば、発進クラッチ４０により車両発進制御を行うことができる。なお、発進クラッチ４０はその詳細説明を省略するが、作動油圧の供給制御によりその係合制御を行う構成の油圧作動クラッチである。
【００１７】
以上のように構成された無段変速機において、上述したように、金属Ｖベルト機構１０を構成する駆動側シリンダ室１４および従動側シリンダ室１９への作動油の給排制御を行って無段変速制御が行われ、前後進切換機構２０を構成する前進クラッチ３０および後進ブレーキ２５への作動油給排制御により前後進切換制御が行われ、発進クラッチ４０への作動油圧供給制御により発進制御が行われる。このような制御のため、作動油の供給を行うオイルポンプ５０と、オイルポンプ５０からの油の給排制御を行う油圧制御バルブ（第１油圧制御バルブ６０、セパレータプレート７０および第２油圧制御バルブ８０から構成される）とが設けられている。なお、第１および第２油圧制御バルブ６０，８０はいずれもアルミ系材料製のハウジングを有して構成される。
【００１８】
オイルポンプ５０は図１に示すように変速機入力軸１の上に取り付けられおり、この部分を拡大して図３に示している。また、オイルポンプ５０が変速機入力軸１の上に組み付けられる前の状態、すなわちポンプ単体での構成を図４に示している。変速機ハウジングを構成する第１ハウジングＨ１の側端面（図１および図３における左側端面）Ｓ１に第１油圧制御バルブ６０が接合して配設されており、この第１油圧制御バルブ６０の側端面（図１および図３における右側端面）Ｓ２にオイルポンプ５０が接合して配設されている。なお、第１ハウジングＨ１の側端面Ｓ１を図５に示している。上記第１油圧制御バルブ６０の上にはセパレータプレート７０と第２油圧制御バルブ８０とが図示のように重なって接合配設されている。
【００１９】
このように第１ハウジングＨ１の側端面Ｓ１の上に接合配設された第１油圧制御バルブ６０の側端面にオイルポンプ５０を接合配設した状態では、オイルポンプ５０は第１ハウジングＨ１の側端面Ｓ１より内側（図１および図３における右側）に突出する。このため、オイルポンプ５０を収容するためのポンプ収容凹部Ｄ１が第１ハウジングＨ１に形成されている。なお、このポンプ収容凹部Ｄ１は図５におけるハッチングを施した部分に形成されている。これにより、オイルポンプ５０を変速機ハウジング内にコンパクトに配設することができる。
【００２０】
オイルポンプ５０は、ロータ受容凹部５１ａを有したポンプケーシング５１と、ロータ受容凹部５１ａにより形成される空間内に外周部が回転自在に受容保持されたアウターロータ５２と、このように受容保持されたアウターロータ５２のインターナルトロコイド歯５２ａに囲まれた空間内に配設されたインナーロータ５３と、このようにアウターロータ５２およびインナーロータ５３をロータ受容凹部５１ａ内に配設した状態でこれらを覆ってポンプケーシング５１にボルト５６により取り付けられたポンプカバー５４とを備えて構成される。なお、これらポンプケーシング５１、アウターロータ５２、インナーロータ５３およびポンプカバー５４は鉄系材料（鋳鉄、鋼など）から作られている。さらに、ポンプケーシング５１にはリング状受け部５１ｃを有して軸方向に貫通形成された挿入孔５１ｂが形成されており、この挿入孔５１ｂ内にベアリング５５が挿入配設されている。
【００２１】
ベアリング５５は軸方向外側端面がリング状受け部５１ｃに当接して位置決めされており、この状態でベアリング５５の軸方向内側端部５５ａがロータ受容凹部５１ａ内に突出する。そして、このように突出する軸方向内側端部５５ａを受容するリング状の嵌入凹部５３ｂがインナーロータ５３の側端面に形成されている。この結果、オイルポンプ５０が図４に示すように単体で組み立てられた状態において、インナーロータ５３がベアリング５５の軸方向内側端部５５ａの外周にガイドされ、ベアリング５５と同心となるようにセンタリングされて回転自在に保持される。一方、アウターロータ５２を回転自在に受容保持するロータ受容凹部５１ａはベアリング５５の中心に対して偏心しており、アウターロータ５２はポンプケーシング５１により偏心してセンタリングされる。この結果、アウターロータ５２の内周側インターナルトロコイド歯５２ａがインナーロータ５３の外周側エクスターナルトロコイド歯５３ａと偏心状態で噛合する。
【００２２】
ポンプカバー５４には図４（Ｂ）に示すように吸入ポート開口５４ａ，５４ｂと吐出ポート開口５４ｃ，５４ｄとが形成されている。さらに、ポンプケーシング５１には吸入ポート開口５４ａ，５４ｂに連通する吸入ポート空間５１ｄと、吐出ポート開口５４ｃ，５４ｄに連通する吐出ポート空間５１ｅとが形成されている。これら吸入ポート空間５１ｄおよび吐出ポート空間５１ｅはベアリング５５の挿入孔５１ｂの外周側に設けられている。このように、ベアリング５５の挿入孔５１ｂのために軸方向に厚くなる部分を利用して吸入ポート空間５１ｄおよび吐出ポート空間５１ｅを設けることにより、オイルポンプ５０の幅方向寸法が大きくなることを防止している。
【００２３】
ポンプカバー５４にはベアリング５５と同心に位置する貫通孔５４ｅが軸方向に貫通して形成されており、変速機入力軸１が貫通孔５４ｅを通ってベアリング５５内に挿入するようにしてオイルポンプ５０が変速機入力軸１の上に取り付けられる。このとき上述のようにインナーロータ５３がベアリング５５によりセンタリングされて保持されているため、変速機入力軸１上へのオイルポンプ５０の取付作業を簡単に行うことができる。この状態で、ポンプケーシング５１およびポンプカバー５４が第１油圧制御バルブ６０の側端面Ｓ２にボルト結合されて取り付けられ、変速機入力軸１はベアリング５５により回転自在に支持される。さらに、変速機入力軸１に形成されたエクスターナルスプライン１ａがインナーロータ５３の内径部に形成されたインターナルスプライン５３ｃと嵌合し、変速機入力軸１とインナーロータ５３とが一体回転する状態となる。
【００２４】
なお、ポンプケーシング５１およびポンプカバー５４が第１油圧制御バルブ６０の側端面Ｓ２にボルト結合されて取り付けられた状態で、吸入ポート開口５４ａ，５４ｂおよび吐出ポート開口５４ｃ，５４ｄにそれぞれ対向する吸入油路６１および吐出油路（図示せず）が第１油圧制御バルブ６０に形成されている。この吸入油路６１は、図１に示すように、変速機ハウジングの底部に形成されたオイルタンク空間内に配設されたストレーナＳＴと第１油圧制御バルブ６０を介して繋がっており、ストレーナＳＴから吸入油路６１を介してオイルタンク空間内の作動油を吸入するようになっている。
【００２５】
以上のように構成されたベルト式無段変速機ＣＶＴにおいて、エンジンＥＮＧにより変速機入力軸１が回転駆動されると、変速機入力軸１とともにインナーロータ５３が回転され、インナーロータ５３の外周側エクスターナルトロコイド歯５３ａとアウターロータ５２の内周側インターナルトロコイド歯５２ａとが偏心状態で噛合したままアウターロータ５２が一緒に回転される。この結果、ストレーナＳＴおよび吸入油路６１を通って吸入ポート開口５４ａ，５４ｂおよび吸入ポート空間５１ｄから作動油が吸入され、吐出ポート開口５４ｃ，５４ｄおよび吐出ポート空間５１ｅに作動油が吐出される。
【００２６】
ここで、上述のように第１油圧制御バルブ６０にはポンプカバー５４との接合部において吐出ポート開口５４ｃ，５４ｄに連通する図示しない吐出油路が形成されており、上記のようにして吐出された作動油は吐出ポート開口５４ｃ，５４ｄから吐出油路を通って第１油圧制御バルブ６０内に供給される。そして、第１制御バルブ６０、セパレータプレート７０および第２制御バルブ８０により金属Ｖベルト機構１０による変速制御、前後進切換機構２０の作動制御および発進クラッチ４０の作動制御を行う制御油圧が作られる。
【００２７】
但し、本実施形態に係るベルト式無段変速機ＣＶＴにおいては、図６に示すように、第２ハウジングＨ２の上面に第３油圧制御バルブ８５が配設されており、上記第１油圧制御バルブ６０および第２油圧制御バルブ８０等に加えて第３油圧制御バルブ８５により上記制御油圧が作られて、上述の各制御が行われる。第３油圧制御バルブ８５は変速機の外面に配設されるものであるため、ソレノイドバルブ等のような電気制御部品や、作動点検、部品交換等が要求されることが多い部品などが主としてこの第３油圧制御バルブ８５に搭載される。
【００２８】
なお、図６にはベルト式無段変速機ＣＶＴを第１ハウジングＨ１およびこれに取り付けられた部品を取り外した状態でエンジン側から見て示しており、変速機入力軸１の軸心位置を符号Ｏ１で示し、変速機カウンタ軸２の軸心位置を符号Ｏ２で示し、出力伝達ギヤ６ｂ，７ａが設けられたシャフトの軸心位置を符号Ｏ３で示し、ディファレンシャル機構８の軸心位置を符号Ｏ４で示している。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オイルポンプを油圧制御バルブボディに直接接合して配設する構成であるため、オイルポンプから油圧制御バルブボディ内への油の供給が簡単であり、且つ圧損が少なく効率の良いオイルポンプ駆動が可能である。また、変速機ハウジングに油圧制御バルブボディを取り付け、この油圧制御バルブボディにオイルポンプを取り付け、ポンプケーシング内に挿入されてインナーロータと嵌合接続されてインナーロータを回転駆動するポンプ駆動軸がポンプケーシングに軸方向に貫通形成された挿入孔内に挿入配設されたベアリングにより回転自在に支持されており、さらに、オイルポンプは変速機ハウジングの底部に形成されたオイルタンクから油圧制御バルブボディ内に形成された吸入油路を介して作動油を吸入してバルブボディとの接合部に繋がって油圧制御バルブボディに形成された吐出油路を介して油圧制御バルブボディ内に作動油を供給する構成であるため、取り付け構成が簡単で且つ全体としてコンパクトな油圧制御装置を得ることができる。
【００３０】
なお、ポンプケーシング、アウターロータおよびインナーロータを鉄系材料から構成し、バルブボディをアルミ系材料から構成するのが好ましい。これにより十分な強度を有するオイルポンプを構成することができるとともに、熱膨張の影響を受けることが無いため容積効率の高いオイルポンプを構成することができる。また、バルブボディはアルミ系材料を用いて軽量化でき、油圧制御装置全体を軽量コンパクトにすることができる。
【００３１】
また、変速機ハウジングの内壁面にポンプ収容凹部を形成し、この内壁面に油圧制御バルブボディが接合配設された状態で、油圧制御バルブボディに接合配設されたオイルポンプがポンプ収容凹部内に収容されるように構成するのが好ましい。これにより、オイルポンプを変速機ハウジングの内壁面より内側に配設して、コンパクトな構成の油圧制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオイルポンプ構造を有したベルト式無段変速機の断面図である。
【図２】上記無段変速機の動力伝達経路構成を示す概略図である。
【図３】上記無段変速機においてオイルポンプ取付部を拡大して示す断面図である。
【図４】上記オイルポンプ単体の構成を示す側面図および断面図である。
【図５】第１ハウジングにおける第１油圧制御バルブボディが接合配設される端面を示す端面図である。
【図６】上記無段変速機を第１ハウジングを取り外した状態で示す側面図である。
【符号の説明】
１変速機入力軸（ポンプ駆動シャフト）
５０オイルポンプ
５１ポンプケーシング
５２アウターロータ
５３インナーロータ
５４ポンプカバー
６０第１油圧制御バルブ
Ｄ１ポンプ収容凹部
Ｈ１〜Ｈ４第１〜第４ハウジング（変速機ハウジング）

Claims

変速機ハウジングの内壁面に接合配設された油圧制御バルブボディと、前記油圧制御バルブボディに接合配設されたオイルポンプと、前記変速機ハウジング内に回転自在に配設されたポンプ駆動軸とを備え、
前記オイルポンプが、前記油圧制御バルブボディに接合されるポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に配設されたアウターロータおよびインナーロータとから構成され、前記ポンプ駆動軸が前記ポンプケーシング内に挿入されて前記インナーロータと嵌合接続され、前記ポンプ駆動軸により前記インナーロータを回転駆動させるように構成されており、
前記ポンプ駆動軸が前記ポンプケーシングに軸方向に貫通形成された挿入孔内に挿入配設されたベアリングにより回転自在に支持され、
前記オイルポンプは前記変速機ハウジングの底部に形成されたオイルタンクから前記油圧制御バルブボディ内に形成された吸入油路を介して作動油を吸入して前記油圧制御バルブボディとの接合部に繋がって前記油圧制御バルブボディに形成された吐出油路を介して前記油圧制御バルブボディ内に作動油を供給するように構成されていることを特徴とする変速機の油圧制御装置。
前記ポンプケーシング、前記アウターロータおよび前記インナーロータを鉄系材料から構成し、前記油圧制御バルブボディをアルミ系材料から構成したことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
前記変速機ハウジングの前記内壁面にポンプ収容凹部が形成されており、前記内壁面に前記油圧制御バルブボディが接合配設された状態で、前記油圧制御バルブボディに接合配設された前記オイルポンプが前記ポンプ収容凹部内に収容されるように構成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の油圧制御装置。