JP4383397B2 - 潤滑構造及び変速機構 - Google Patents

Description

本発明は、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とともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリアに固定されたピニオンシャフトと、前記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ローラ及び前記ローラを保持する保持器とからなるベアリングを備え、前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記保持器とピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造に関するとともに、この種の潤滑構造を好適に採用できる変速機構に関する。

この種の潤滑構造は、代表的には自動車に備えられる多段変速機構に好適に採用される。
近来、出願人らは、特許文献１において、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しない自動変速機の潤滑構造を提案している。
この特許文献１に開示の技術では、プラネタリギヤＰ１に備えられるピニオンシャフトの摩耗が問題とされる。この問題を解決するために、プラネタリギヤＰ１のキャリアＣＲ１に第１の油孔６３を、ピニオンシャフト６４に第２の油孔６６を設け、さらに、ピニオンシャフト６４内に設けられた油孔６６からその外周に接続する第３の油孔６７を設ける。そして、この第３の油孔６７の周方向位置を、ピニオンシャフト６４の支持構造等に関係するニードルローラへの負荷状態を考慮して周方向で適切な位相位置に設定することで、良好な潤滑状態を達成する（図２）。
開示の技術では、ピニオンシャフトとピニオンとの間には、複数のニードルローラ及び保持器からなるベアリングが備えられるが、前記第３の油孔６７は、ピニオンシャフトの軸方向で、そのほぼ中央位置に単一設けられる。また、ピニオンシャフトの軸方向で中央位置における保持器の断面形状は、ピニオンシャフトに近接されている（図１）。

一方、出願人らは、特許文献２において、コンパクトでありながら、制御性に優れた前進６段変速を可能とする自動変速機を提案している。
この文献２に開示の技術にあっては、入力回転は、変速後、第３プラネタリギヤ５の、出力軸１０５と一体構成されているキャリアＣＲ３の回転として、出力が取り出される。ここで、この第３プラネタリギヤに備えられるピニオンの回転数は５０００ｒｐｍ以上となる場合がある。

この特許文献２に開示の技術では、第１、第２、第３の油孔（図示のみされている）を設け、ピニオン、ピニオンシャフト間の潤滑を行っている。そして、ピニオン、ピニオンシャフト間に、軸方向で２列のニードルローラを設け、ピニオンシャフトの軸方向におけるほぼ中央部位に第３の油孔（この油孔は、ピニオンシャフト内からピニオン、ニードルローラ側に油を導く孔であるため、以降、導出油孔と呼ぶ）を単一設けている。この文献開示のものにあっては、当該明細書図４等にも示すように、油孔の孔径は、保持器の両端部位のピニオンシャフト軸方向の厚みに対して、２倍以下とされ、その油路中心は軸方向に配設される両保持器の中間とされていた。また、特許文献２に開示のベアリングの保持器の軸方向で中央位置における保持器の断面形状は、特許文献１と同様に、ピニオンシャフトに近接されている。

特開平５−３０６７４７号公報（特許請求の範囲、図１） 特開２００３−２４７６１２号公報（特許請求の範囲、図４）

この種の潤滑構造にあっては、ピニオンシャフト内への潤滑油の導入・このシャフト内からピニオン側への潤滑油の導出は、ピニオンの公転（キャリアの自転）に伴う遠心力、ピニオンの自転等によることとなる。そして、特許文献１及び２に示すように、ピニオンシャフトの略中央に設けられた油孔から、ニードルローラ、このニードルローラの位置決め用に設けられている保持器、さらには、ピニオン間に導入された潤滑油は、ピニオンの軸方向端部において外径側へ漏出する。しかし、特許文献１及び２に示すように、ピニオンシャフトの潤滑孔の外周に設けられる保持器の特定部位は、ピニオンシャフトに近接しており、そもそも潤滑油が通り難い構造となっている。さらに、特許文献２に開示の技術にあっては、入力回転は、変速後、第３プラネタリギヤ５の、出力軸１０５と一体構成されているキャリアＣＲ３の回転として、出力が取り出される。ここで、この第３プラネタリギヤに備えられるピニオンの回転数は５０００ｒｐｍ以上となる場合がある。そのような高回転では摩擦等も増加することから、さらなる潤滑量の増大が望まれる。

本発明は、非常な高速回転を強いられる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潤滑構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、
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とともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリア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ローラ及び前記ローラを保持する保持器とからなるベアリングを備え、前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記保持器とピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造の第一の特徴構成は、
前記ピニオンシャフトの軸方向に、前記ベアリングを複数備え、
前記保持器が、前記ピニオンシャフト側に位置されるシャフト近接部と、前記ピニオンシャフトから離間して位置されるシャフト離間部とを有し、
前記導出油孔が、前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに開口されていることにある。

この構成の潤滑構成にあっては、ピニオンシャフトの軸方向に複数のベアリングを備えることで、比較的短いローラを採用した簡易な構成で、軸方向の比較的長い幅に渡って、ピニオンシャフト側からピニオンを支持できる。結果、汎用性のある比較的安価なケージローラベアリング等を採用することができる。また、保持器の軸方向の断面形状において、シャフト近接部とシャフト離間部とをつなぐリブによって、保持器の強度が高まり、ピニオンの回転数が比較的高回転でも、ピニオンを支持することができる。さらに、ベアリングを複数設けることで、単一のベアリングで支持する場合に比べて、ベアリングへの負荷を分散できる。
さらに本願にあっては、導出油孔からピニオンシャフトとピニオンとの間に形成される空間であって、保持器がピニオン側に位置している部位（本願においてポケットと呼んでいる）に潤滑油が供給される。結果、ピニオンシャフト、ローラ及び保持器、さらにピニオン外へ、ピニオンの公転及び自転により導かれる潤滑油の油量を従来より多くすることが可能となり、良好な潤滑を実現できる。

一方、保持器（ベアリング）が単一であっても、複数のシャフト離間部を備える構成の場合は、以下に示す第二の特徴構成を有するものとすることができる。
即ち、リングギヤとサンギヤ間に配設され、前記リングギヤとサンギヤとともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリアに固定されたピニオンシャフトと、前記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ローラ及び前記ローラを保持する保持器とからなるベアリングを備え、前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記ピニオンとピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造の第二の特徴構成は、
前記ベアリングの前記保持器は、前記ピニオンシャフト側に位置されるシャフト近接部と、前記ピニオンシャフトから離間して位置されるシャフト離間部とを有するとともに、ピニオンシャフトの軸方向において異なる位置に前記シャフト離間部を複数有し、前記複数のシャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成される複数のポケットにそれぞれ開口する前記導出油孔を設けることにある。

このように構成することで複数のポケットを設け、このポケットに導出油孔を介して潤滑油を供給することが可能となり、導出油孔がポケットに開口している構成及び、軸方向の複数箇所に設けられたポケットにそれぞれ潤滑油が供給されるという２つの理由から、ピニオンシャフトの軸方向で比較的均等に、且つ、従来より潤滑油量が増加する良好な状態で潤滑を行うことができる。複数のポケットが設けられる、即ち、シャフト近接部とシャフト離間部との折り返しのリブによって、高い強度を得ることができる。結果、ピニオンの回転数が比較的高回転でも、ピニオンを支持することができる。

この構成の場合は、例えば、軸方向に対して単一のローラに対し、単一の保持器を設けて対応することとなるが、両端近傍に設けられる比較的大型（２列配置の場合よりは大型になる）のシャフト離間部（ポケット）に潤滑油を供給することで、過不足の無い充分な潤滑を実現できる。

保持器の形状としては、ピニオンシャフトの径方向の断面形状に関して、ピニオンシャフトの軸方向において、シャフト近接部が両端部位及び当該両端部位間の少なくとも一の中間部位に設けられ、シャフト離間部が両端部位と前記中間部位との間に設けられていることが好ましい。この種の断面形状としては、Ｍ型、Ｕ型、Ｗ型のものが代表的である。Ｕ型、Ｗ型のものの形態例を図９に示した。
このような保持器構造を採用することにより、ピニオンシャフト、ピニオン間におけるローラの位置保持を従来通り適切に行いながら、導入・導出される潤滑油の量を増加させて、高速回転に対応することができる。

さて、本願提示の構成を実現するに際しては、第一の特徴構成を有する潤滑構造において、ピニオンシャフトの軸方向に複数備えられる保持器のそれぞれについて、ピニオンシャフトの軸方向中央側に設けたシャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに、潤滑油を導くことが好ましい。
この構成の場合、ローラ及び保持器が、軸方向で複数に設けられることとなるが、異なった保持器に対して、それぞれ、中央側に位置するポケットに潤滑油をスムーズに導入することができる。
また、軸方向中央側とすることで、例えば一対とした場合、導出油孔から導出される油量のバランスがとれ、さらに、ピニオンの中央側から両端側への潤滑油の流れを形成して、ピニオンシャフト周り、ローラ部等を充分に潤滑できる。

また、これまで説明してきた潤滑構造に関し、ピニオンシャフトの軸方向の異なる位置の前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに潤滑油を供給する前記導出油孔を格別に備える構成において、ピニオンシャフトの周方向に関して、導出油孔の周方向位置が導出油孔間で異ならせてあることが好ましい。
本願が対象とするようなプラネタリギヤにあっては、キャリアを介して出力回転を得る場合もあり、ピニオンシャフトは片持ち構造となるとともに、ギヤの使用条件に従って、ピニオン内に収納されるローラへの負荷分布も変わってくる。そして、本願の場合、ピニオンシャフトの軸方向の異なる位置に、その径方向に延びる導出油孔を設けることとなる。結果、潤滑に適した、潤滑油をローラに導き易い油孔の周方向での位置は、その軸方向位置に従って異なることとなる。そこで、先に説明したように周方向位置を異ならせることで、良好な潤滑を実現できることとなる。この位置は、ピニオンの回転方向、ローラの負荷圏、非負荷圏との関係によって決まる。

また、ピニオンシャフト内に形成された油孔に前記潤滑油を導く導入油孔を備え、前記導入油孔と前記導出油孔とのピニオンシャフト軸方向離間距離に従って、前記導出油孔の径を設定してあることが好ましい。
これまで説明してきたように、本願における潤滑油の移動はピニオンの公転と自転に従ったものとなる。一方、ピニオンシャフトの軸方向においては、それぞれの導出油孔の位置が異なるため、これら導出油孔から導出される潤滑油の量的バランスを取る必要が生じる。よって、例えば、導入油孔に近い導出油孔に対して、遠い油孔の場合は、その孔径を大きく取る等することにより、油量のバランスを位置に応じて取ることができる。

以上の説明では、導出油孔を本願にいう、所謂、ポケットに向けて開口させる構成に関して説明した。このような構成とすることで、十分な潤滑量を確保できるのであるが、導出油孔の一部（例えば、油路壁側部位）がポケットに開口する構成とすることでも本願の目的を達成することができる。
このような構成の提案が、以下に説明する第三の特徴構成である。

この構成は、リングギヤとサンギヤ間に配設され、前記リングギヤとサンギヤとともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリアに固定されたピニオンシャフトと、前記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ローラ及び前記ローラを保持するベアリングを備え、
前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記ピニオンとピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造の第三の特徴構成として、
前記ベアリングの前記保持器が、前記ピニオンシャフト側に位置されるシャフト近接部と、前記ピニオンシャフトから離間して位置されるシャフト離間部とを有し、
前記導出油孔を構成するに、油路中心が前記シャフト近接部に向けられ、油路壁側部位が前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに向けられているものとする。

この構成の場合、導出油孔の中心は、保持器のシャフト近接部に方向づけられるため、従来程度の潤滑油量を確保することとなるが、導出油孔の油路壁側部位（この油路壁側部位とは、油路をその中心軸に対して直交した断面で見た場合において、路壁側に位置する部位を意味する）がポケットに方向づけられているため、この部位からポケットへ供給される潤滑油量を従来より増加したものとでき、結果的に潤滑油を充分供給できる。即ち、シャフト近接部の大きさと導出油孔の油路径の関係、或はシャフト近接部と、その近接部に対する導出油孔のシャフト軸方向における相対位置関係を適切なものとし、少なくとも導出油孔の一部である油路壁面側部位をポケットに開口するようにすることで、従来より潤滑油量が増加した良好な潤滑状態を実現できる。
また、保持器の軸方向の断面形状において、シャフト近接部とシャフト離間部とをつなぐリブによって、保持器の強度が高まり、ピニオンの回転数が比較的高回転でも、ピニオンを支持することができる。

この特徴構成を採用する場合、前記保持器のピニオンシャフトの軸方向において、前記シャフト近接部が少なくとも両端部位に設けられ、前記シャフト離間部が前記両端部位間に設けられる構成で、
前記ピニオンシャフトの軸方向において、前記ベアリングを隣接して複数備え、隣接される前記保持器の前記両端部位に前記導出油孔の油路中心が向けられていることが好ましい。

この構成を取る場合は、ピニオンシャフトの軸方向にローラ及び保持器を並設することで、小型・汎用性のある機器で高速域に対応することができ、さらに、隣接配置される保持器の隣接境界部位近傍から充分な潤滑油を供給でき、隣接配置される保持器に保持されたローラの潤滑を良好に行える。

この構成を採用する場合、さらに具体的には、前記導出油孔の口径を、前記両端部位のピニオンシャフトの軸方向における厚みに対して、２．６〜５．２倍の範囲内とすることが好ましい。
導出油孔の口径を、前記両端部位のピニオンシャフトの軸方向における厚みに対して、２．６〜５．２倍とすることで、例えば、導出油孔の油路中心が隣接する両端部位間に向けられた状態でも、必ず保持器両端部を導出油孔がまたぐことで、良好な潤滑に寄与できる。ここで、２．６より小さいと、潤滑油量の増加はえられるものの、その効果が限定されたものとなることがある。一方、５．２より大きくしてもさらなる潤滑油量の増加を期待し難い。

参考までに、特許文献２に示す構造と、図４に示す構造との比較を示すと、潤滑油量を約１．５倍にすることが可能である。さらに、図７（イ）に示すものでも、この程度の潤滑油量の増加を認めた。この潤滑油量は、ピニオンの軸方向端から漏れ出す油量として実験的に確認した。

さて、これまで説明してきた潤滑構造を採用する部位としては、リングギヤ、サンギヤ及びピニオンを備えたプラネタリギヤを複数備えて入力回転を変速可能な変速機構に採用することができる。この場合、例えば、ピニオンの回転数が７０００〜１２０００ｒｐｍにもなり得る非常に過酷な状態となるプラネタリギヤの寿命を十分に長く保つことができる。当然、これより低い回転数の部位において採用することも可能であるが、この種の高速回転部位に対して、本願構造は特に有効である。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
説明に際しては、まず、本願に係る潤滑構造が採用される自動変速機の全体構成の概略を説明するとともに、導出油孔の全体がポケットに向けて開口している主実施形態を説明し、次に別実施形態としての、導出油孔の油路壁側部位がポケットに向けられて開口している実施形態に関して主に説明する。

図１は、本発明に係る自動変速機の全体構成の概略を示す断面図であり、図４は本願潤滑構造を備えたプラネタリギヤＰＧを第３プラネタリギヤＰＧ３として備えた出力軸Ｏ近傍の構成を示す図である。さらに、図２は図１に示す変速機１の作動表を、図３は同変速機１の速度線図である。図１、図４において、左側を前側と呼び、右側を後側又は背面と呼ぶ。

〔変速機の概略構成〕
図１に示すように、自動変速機１は、トルクコンバータＴＣと、３個のプラネタリギヤ（第１プラネタリギヤＰＧ１，第２プラネタリギヤＰＧ２，第３プラネタリギヤＰＧ３）を有する多段変速機構２とを備えており、これらトルクコンバータＴＣ及び多段変速機構２が１軸上に直列的に配置されている。そして、その全体がコンバータハウジングＣＨ及びミッションケースＭＣからなる一体ケーシング３に収納されている。

多段変速機構２は、前面側となる前半部（トルクコンバータＴＣ側）がクラッチ部ＣＰとして、背面側となる後半分（出力軸Ｏ側）がギヤ部ＧＰとして構成されている。
クラッチ部ＣＰには、３個のクラッチ、すなわち第１クラッチＣ１，第２クラッチＣ２，第３クラッチＣ３が、これらの油圧アクチュエータ（図示省略）とともにまとめて配置されている。
これら３個のクラッチのうち第２，第３クラッチＣ２，Ｃ３は、外径側において第２クラッチＣ２が前面側に、また第３クラッチＣ３がその背面側に配置されている。すなわち、第２，第３クラッチＣ２，Ｃ３は、外径側において第２クラッチＣ２の背面側と第３クラッチＣ３の前面側とが対面するように、軸方向に略々整列されて配置されている。
これら第２，第３クラッチＣ２，Ｃ３の内径側に第１クラッチＣ１が配置されている。

ギヤ部ＧＰは、前方である入力軸Ｉ側から、第３スリーブ軸ｓ３に形成されたサンギヤＳ１を有する第１プラネタリギヤＰＧ１、第２スリーブ軸ｓ２に連結されるキャリアＣＲ２を有する第２プラネタリギヤＰＧ２、そして中間軸Ｍに形成されたサンギヤＳ３を有する第３プラネタリギヤＰＧ３が順次に配設されている。

さらに、クラッチ部ＣＰと第１プラネタリギヤＰＧ１との軸方向間部分に第３ブレーキＢ３、第１ワンウェイクラッチＦ１、及び第２ワンウェイクラッチＦ２が配設されており、また第２プラネタリギヤＰＧ２と第３プラネタリギヤＰＧ３との軸方向間部分に第３ワンウェイクラッチＦ３が配設されている。

第１ブレーキＢ１は、第１プラネタリギヤＰＧ１のキャリアＣＲ１に対して、ミッションケケースＭＣとの間でブレーキ動作可能とされており、第２ブレーキＢ２は、第１プラネタギヤＰＧ１及び第２プラネタリギヤＰＧ２のリングギヤＲ１，Ｒ２に対して夫々、ブレーキ動作可能に構成されている。さらに第３ブレーキＢ３は、第１ワンウェイクラッチＦ１とともに働いて、第１プラネタリギヤＰＧ１のキャリアＣＲ１に正転のみを許容する動作を可能としている。第２ワンウェイクラッチＦ２は第３スリーブ軸ｓ３の正回転を確保するように、さらに第３ワンウェイクラッチＦ３は第２スリーブ軸ｓ２の正回転を確保するように備えられている。

〔多段変速〕
自動変速機構１の多段変速状態の概略を、その作動表である図２及び同じく速度線図である図３に沿って説明する。

多段変速機構２は、第１プラネタリギヤＰＧ１からなるフロントギヤユニットＦＧＵ、第２プラネタリギヤＰＧ２及び第３プラネタリギヤＰＧ３からなるリヤギヤユニットＲＧＵとにその機能上分かれており、かつリヤギヤユニットＲＧＵは、中間軸Ｍを介して連結されている両サンギヤＳ２，Ｓ３からなる第１の回転要素ＲＭ１と、連結部材ＣＬを介して連結されているキャリアＣＲ２及びリングギヤＲ３からなる第２の回転要素ＲＭ２と、相互に連結されているリングギヤＲ１，Ｒ２からなる第３の回転要素ＲＭ３と、出力軸Ｏに連結されているキャリアＣＲ３からなる第４の回転要素ＲＭ４の、合計４個の回転要素ＲＭから構成される。ここで、第４の回転要素ＲＭ４は、実質的に出力回転要素として働く。

第１の回転要素ＲＭ１は、中間軸Ｍを介して第１クラッチＣ１に、また第２の回転要素ＲＭ２は第２スリーブ軸ｓ２を介して第２クラッチＣ２に、さらに第１プラネタリギヤＰＧ１の入力要素であるサンギヤＳ１は第３スリーブ軸ｓ３を介して第３クラッチＣ３にそれぞれ連結されている。

前進段の１速（１速段：１ＳＴ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ１が係合し、第３ワンウェイクラッチＦ３が作動し、入力軸ＩとサンギヤＳ２，Ｓ３（第１の回転要素ＲＭ１）が連結されるとともに、キャリアＣＲ２及びリングギヤＲ３（第２の回転要素ＲＭ２）の逆転が第３ワンウェイクラッチＦ３により阻止されて、入力軸Ｉの回転は、第１クラッチＣ１を介して直接、第３プラネタリギヤＰＧ３のサンギヤＳ３に入力される。
結果、第３ワンウェイクラッチＦ３の作動に基づき停止状態にあるリングギヤＲ３により、図２の速度線図において、線図Ｌ１に示す状態となり、出力軸Ｏが接続されたキャリアＣＲ３からは、正回転の１速が取り出される。なお、第２プラネタリギヤＰＧ２は、サンギヤＳ２が回転するが、空転状態となっている。

前進段の２速（２速段：２ＮＤ）では、図２に示すように、１速時の第１クラッチＣ１の係合に加えて、第３ブレーキＢ３が係合するとともに、第３ワンウェイクラッチＦ３の作動が解除され、第１，第２ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２が作動する。この状態では、第１プラネタリギヤＰＧ１は、ロック状態の第１ワンウェイクラッチＦ１により停止状態のキャリアＣＲ１、及び第３ブレーキＢ３の係止によりロック状態の第２ワンウェイクラッチＦ２により停止状態のサンギヤＳ１に基づき、停止状態にあり、したがってそのリングギヤＲ１に連結している第２プラネタリギヤＰＧ２のリングギヤＲ２も停止状態にある。

そして、入力軸Ｉの回転は、第１クラッチＣ１を介してサンギヤＳ２から第２プラネタリギヤＰＧ２に入力されるとともに、サンギヤＳ３を介して第３プラネタリギヤＰＧ３に入力される。第２プラネタリギヤＰＧ２は、前述したようにリングギヤＲ２の回転が阻止され（速度＝０）、図３の速度線図において、線図Ｌ２に示す状態となり、出力軸Ｏが接続されたキャリアＣＲ３から、正回転の２速回転が取り出される。

前進段の３速（３速段：３ＲＤ）では、図２に示すように、１，２速時の第１クラッチＣ１の係合に加えて、第３クラッチＣ３が係合され、第３ブレーキＢ３の係合が維持されるとともに、第２ワンウェイクラッチＦ２の作動が解除され、第１ワンウェイクラッチＦ１の作動が維持される。この状態では、入力軸Ｉの回転は、それまでの第１クラッチＣ１を介したリヤギヤユニットＲＧＵへの入力に加えて、第３クラッチＣ３を介してフロントギヤユニットＦＧＵのサンギヤＳ１にも入力され、かつキャリアＣＲ１が第１ワンウェイクラッチＦ１により係止される。

結果、第１プラネタリギヤＰＧ１は、サンギヤＳ１に入力軸Ｉの回転が入力され、キャリアＣＲ１が係止されることから、図３の速度線図において、線図Ｌ３に示す状態となり、フロントギヤユニットＦＧＵの出力要素としてのリングギヤＲ１から、正回転ＲＶ１がリヤギヤユニットＲＧＵの入力要素としての第２プラネタリギヤＰＧ２のリングギヤＲ２に出力される。一方、リヤギヤユニットＲＧＵには、サンギヤＳ２，Ｓ３に入力軸Ｉの回転が入力されているので、上述のリングギヤＲ２へ入力される回転ＲＶ１は、図３の線図Ｌ４に示すように合成され、出力軸Ｏに連結されるキャリアＣＲ３からは、３速回転が取り出される。

前進段の４速（４速段：４ＴＨ）では、図２に示すように、１，２，３速時の第１クラッチＣ１の係合及び３速時の第３クラッチＣ３の係合に加えて、第２クラッチＣ２が係合されるとともに、第１ワンウェイクラッチＦ１の作動が解除される。この状態では、入力軸Ｉの回転は、それまでの第１クラッチＣ１を介したリヤギヤユニットＲＧＵのサンギヤＳ２、Ｓ３への入力に加えて、第２クラッチＣ２を介してキャリアＣＲ２及びリングギヤＲ３にも入力され、リヤギヤユニットＲＧＵ、すなわち第２，第３プラネタリギヤＰＧ２，ＰＧ３全体が直結回転となり、図３の線図Ｌ５に示す状態となり、出力軸Ｏに連結されるキャリアＣＲ３から、４速回転が取り出される。

前進段の５速（５速段：５ＴＨ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ１の係合が解除されるとともに、第２，第３クラッチＣ２，Ｃ３がそのまま係合状態を維持し、かつ第１ブレーキＢ１が係合される。この状態では、入力軸Ｉの回転は、第２クラッチＣ２を介してリヤギヤユニットＲＧＵである第２プラネタリギヤＰＧ２のキャリアＣＲ２及び第３プラネタリギヤＰＧ３のリングギヤＲ３に入力されるとともに、第３クラッチＣ３を介してフロントギヤユニットＦＧＵである第１プラネタリギヤＰＧ１のサンギヤＳ１に入力される。すると、キャリアＣＲ１が第１ブレーキＢ１により係止されているので、フロントギヤユニットＦＧＵは、図３の線図Ｌ３で示す状態となり、リングギヤＲ１からは、減速された正回転ＲＶ１がリヤギヤユニットＲＧＵのリングギヤＲ２に出力される。一方、前述したように、リヤギヤユニットＲＧＵのキャリアＣＲ２及びリングギヤＲ３には、入力軸Ｉの回転が入力されるので、速度線図は、図３の線図Ｌ６となり、キャリアＣＲ３から出力軸Ｏへ、５速回転が取り出される。

前進段の６速（６速段：６ＴＨ）では、図２に示すように、第２，第３クラッチＣ２，Ｃ３がそのまま係合状態を維持され、かつ第１ブレーキＢ１が解放され、第２ブレーキＢ２が係合されるとともに、第３ブレーキＢ３が解放される。
この状態では、入力軸Ｉの回転は、第２クラッチＣ２を介してリヤギヤユニットＲＧＵである第２プラネタリギヤＰＧ２のキャリアＣＲ２及び第３プラネタリギヤＰＧ３のリングギヤＲ３に入力される。一方、リングギヤＲ２が第２ブレーキＢ２により係止されているので、上述のキャリアＣＲ２の回転により、サンギヤＳ２，Ｓ３が上述の５速のときよりも高速で正回転する。上述のリングギヤＲ３の回転とこのサンギヤＳ３の高速回転とにより、キャリアＣＲ３から出力軸Ｏには、５速よりもさらに高速の６速回転が取り出される。
この６速は、図３の速度線図のＬ７に対応する。この際、第１，第３ブレーキＢ１，Ｂ３は、図２に示すように、解放状態となっているので、何ら変速に関与しない。また、第３クラッチＣ３は係合状態を維持するが、第２ワンウェイクラッチＦ２の作動が解除されており、また第１プラネタリギヤＰＧ１のキャリアＣＲ１がフリー状態となっているので、変速には何等寄与しない。
図２に示すパーキング（Ｐ）、ニュートラル（Ｎ）及び逆転状態（ＲＥＶ）に関しては、説明を省略する。図３において、ＲＥＶは逆転速度を示している。

〔主実施形態〕
以下、本願の潤滑構造が好適に適応されている第３プラネタリギヤＰＧ３のピニオンＰ３周りの構成に関して、詳細に説明する。

図４に示されるように、第３ワンウェイクラッチＦ３に対してその後方側に第３プラネタリギヤＰＧ３が配設されている。この第３プラネタリギヤＰＧ３はシンプルプラネタリギヤであり、そのリングギヤＲ３が、先に説明した連結部材ＣＬのフランジＣＬａ外周面に係合して、第２プラネタリギヤＰＧ２のキャリアＣＲ２に連結されている。

一方、サンギヤＳ３は、中間軸Ｍの後方端部にあって、この中間軸Ｍに一体形成されており、またピニオンＰ３を支持するキャリアＣＲ３は出力軸Ｏに一体に形成されている。中間軸ＭはサンギヤＳ３部分を最も大径として、前方に向かって順次に小径となる段付き構造とされている。キャリアＣＲ３は出力軸Ｏが鍔状に拡がって形成されている。
出力軸Ｏは、中間軸Ｍの後端突出部Ｍａと出力軸Ｏの前端中空部Ｏａとが嵌合して回転自在にかつ軸方向移動不能に支持されている。なお、中間軸Ｍは、その両端部位をそれぞれ入力軸Ｉ及び出力軸Ｏを介してミッションケースＭＣに間接支持されており、入力軸Ｉ及び出力軸Ｏは、ミッションケースＭＣに支持されている（図示省略）。

上述の第３プラネタリギヤＰＧ３の外径側には、第４ブレーキＢ４が配設されており、この第４ブレーキＢ４により、第２の回転要素ＲＭ２に対してブレーキ動作が可能とされている。

図４に示すように、中間軸Ｍ内には潤滑用の油路ｆ１が形成されており、この油路ｆ１内に潤滑油が供給される構成が採用されている。この中間軸Ｍ内の油路ｆ１から、ピニオンシャフトｐｓ内に潤滑油を導くための第１油孔ｈ１が中間軸Ｍに設けられるとともに、キャリアＣＲ３に第２油孔ｈ２が設けられている。さらに、ピニオンシャフトｐｓには、前記第２油孔ｈ２に連通するように、本願にいう導入油孔ｈｉが形成されている。
さらに、ピニオンシャフトｐｓ内には、その軸方向に穿たれた軸方向油孔ｈａを設け、軸方向油孔ｈａから径方向に、本願にいう導出油孔ｈｏが設けられている。従って、これらの油孔ｈ１，ｈ２，ｈｉ，ｈａ，ｈｏを介して、回転に伴って発生する遠心力により、潤滑油がニードルローラｎ、保持器ｒ側へ導かれる。

図５（イ）、図６は、ピニオンシャフトｐｓにおける導出油孔ｈｏの形成状態を示す図であり、図５（イ）、図６（イ）は、ピニオンシャフトｐｓの軸方向において、異なった位置に一対設けられる、各油孔ｈｏ１，ｈｏ２の位置を示したものであり、図６（ロ）は、ピニオンシャフトｐｓの周方向における、一対の油孔ｈｏ１，ｈｏ２の位置関係を示したものである。図５（ロ）は、保持器ｒによるローラｎの保持状態を示している。

本願は、ピニオンシャフトｐｓにおける導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２の配置構成に特徴があり、図４に示すように、２列配置のニードルローラｎにそれぞれ対応して設けられるＭ型の保持器ｒに対して、導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２は，シャフト離間部ｒｒとピニオンシャフトｐｓとの間に形成される空間（本願にあっては、この空間をポケットｐと呼んでいる）に、導かれるように開口されている。即ち、所謂、ケージローラベアリングが２列配置で、ピニオンシャフトｐｓ、ピニオンＰ３間に設けられている。
図５に示されるように、保持器ｒは、ピニオンシャフトｐｓの径方向の断面形状がＭ型形状とされ、ピニオンシャフトｐｓの軸方向において、シャフト近接部ｒｎが両端部位ｅ及び中央部位ｍに設けられ、シャフト離間部ｒｒが前記両端部位ｅと前記中央部位ｍとの間に設けられる構造が採用されている。シャフト離間部ｒｒ及び、これらシャフト離間部ｒｒ間に設けられる中央側のシャフト近接部ｒｎは、それぞれ、シャフト軸方向に平行に延びる一定幅の部位として構成されている。従って、シャフト離間部ｒｒと、ピニオンシャフトｐｓの表面との間には、一定の容量の空間であるポケットｐが形成されている。本願構造にあっては、このポケットｐに向けて、潤滑油が流れ込むこととなる。

さらに、図５，６に示すように、２列配置構成を採用していることで、ピニオンシャフトｐｓの軸方向において、軸方向中央側に位置する異なる保持器ｒのシャフト離間部ｒｒ（ポケットｐ）に向けた、潤滑油が導かれる構成が採用されている。従って、異なった保持器ｒ１，ｒ２のそれぞれに対して、軸方向中央側から両端側へ潤滑油が導かれることとなる。

図６に示すように、これら異なった保持器ｒ１，ｒ２に対応する導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２に関して、その周方向配置に関しても独特の構造が採用されている。
即ち、ピニオンシャフトｐｓの片持ち構造、伝導トルク、回転数等を考慮すると、シャフトｐｓ周りで、どの位相に位置するニードルローラｎに負荷が掛かるかが判明する。そこで、負荷圏と非負荷圏とのほぼ境界に導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２が設けられている。図６（ロ）には、導出油孔ｈｏ２に関して、実線で、その負荷圏と非負荷圏とを示している。
従って、本願構成のように、出力軸Ｏ側から異なった距離にある導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２の配置構成にあっては、出力軸Ｏ側に位置する導出油孔ｈｏ１、ｈｏ２の位相が、図４の上下方向である図６（ロ）にＶで示す方向から，反時計周り（キャリアのＤレンジ回転方向に対して逆方向）に、夫々、９０±３度、４０±３度と、異ならせてある。このようにすることで、導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２の軸方向開口位置に対応した好ましい潤滑が実行できる。
この実施形態にあっては、導出油孔ｈｏ１，ｈｏ２の径はそれぞれ同一とされている。

〔別実施形態〕
本願の別実施の形態に関して、以下説明する。
（１） 以上説明した構成は、本願にいうポケットに向けて導出油孔を設ける例であるが、先に説明したように、導出油孔ｈｏの一部が前記ポケットに接続して開口している構成としてもよい。
図７に示す別実施の形態は、その代表例であり、導出油孔ｈｏの油路中心ｈｏｃは、保持器ｒのシャフト近接部ｒｎに向けられるものでありながら、その開口径を大きくすることで、油路ｈｏの一部壁面側部位ｈｏｗが、ポケットｐに開口している例である。

この例の構成を、図７（イ）に示した。
この例にあっては、ニードルローラｎとこれを保持する保持器ｒとからなるケージローラベアリングを２列に備え、ピニオンシャフトｐｓの周方向に複数配設されるニードルローラｎは、断面がＭ型をした保持器ｒに保持されている。
図示する例において、この保持器ｒは、２列のニードルローラｎに対応して、それぞれ備えられており、そのシャフトｐｓに近接する近接部ｒｎが両端部位ｅ及び中央部位ｍに設けられ、そのシャフトｐｓから離間する離間部ｒｒが両端部位ｅと中央部位ｍとの間に、一対形成されている。

一方、導出油孔ｈｏに関しては、２列配置の保持器ｒ（ニードルローラｎ）に対して、ピニオンシャフトｐｓの軸方向で、ほぼ中央部位に単一設けられており、この孔の開口は、一対の保持器ｒの両端に設けられたシャフト近接部ｒｎの厚みより大きいものとする。そして、隣接配置される異なった保持器ｒの両端部位e間に、導出油孔ｈｏの油路中心ｈｏｃが向けられるとともに、導出油孔ｈｏの口径を、前記両端部位ｅのピニオンシャフトｐｓの軸方向における厚みに対して、２．６〜５．２倍の範囲内としている。結果、図７（イ）に矢印で示すように、導出油孔ｈｏからポケットへの潤滑油の流れを確保することができ、良好な潤滑状態を実現できた。

以上説明してきた別実施形態においては、ピニオンシャフトｐｓの軸方向に、一対のローラｎを配設する例を示したが、さらに多くのローラｎが配設される構造においてもこの構造は採用できる。
この様な例を図７（ロ）に示した。この例は、軸方向に３配設されるローラｎ及び保持器ｒに対して、それぞれ隣接することとなる保持器ｒの隣接境界位置に油中心ｈｏｃを備え、保持器ｒの両端部位ｅの厚みより大きな孔径を有する導出油孔ｈｏを一対設けた例である。

（２） 以上説明してきた実施形態にあっては、本願の潤滑構造を自動変速機に備えられる第３プラネタリギヤＰＧ３のピニオンシャフトｐｓに使用する構成を説明したが、本願の潤滑構造は、過酷な高速回転を強いられる第２プラネタリギヤＰＧ２等の部位に採用することもできる。さらに、シングルプラネタリギヤ、ダブルプラネタリギヤ等との関係に係りなく、リングギヤ、サンギヤ間に備えられ、これらとともにプラネタリ機構を構成するピニオン、さらにはキャリアに固定されるピニオンシャフトを備えた機構に採用できる。

（３） 上記の実施の形態にあっては、保持器ｒの形状として、概略、Ｍ型を成す構成の保持器ｒの径方向内側に形成される空間（ポケットｐ）に、潤滑油を供給する例を示したが、保持器ｒとしては、Ｍ型の他、Ｕ型（中央部位が弧を成してピニオンシャフトに近接しているもの）、Ｗ型（中央側に２つのＶ字状のシャフト近接部があるもの）等も採用できる（図９参照）。

（４）上記の実施の形態にあっては、導出油孔ｈｏは、プラネタリシャフトｐｓの径方向に設けられる例を示したが、本願にあっては、開口又はその一部が、所謂、ポケットｐに向いていればよく、その潤滑油流入開口位置を問うものではない。

（５）上記の主実施形態にあっては、ニードルローラｎを２列配置とし、保持器ｒも一対設けられる構成を示したが、導出油孔ｈｏの全体をポケットｐに開口する構成において、比較的長いニードルローラｎを単一列備える構成としてもよい。
この場合は、保持器ｒをこれまで説明してきたようにＭ型とする場合は、図８（イ）に示すように、ピニオンシャフトｐｓの軸方向において異なる位置に設けられたシャフト離間部ｒｒに向けて、導出油孔ｈｏ３，ｈｏ４を設け、それぞれ潤滑油を導く構造を採用できる。
この構成の場合も、図８（ロ）に示すように、出力軸Ｏからの距離等に応じて、その周方向形成位相を異ならせることとなる。
さらに、この構成の場合は、導入油孔ｈｉからのピニオン軸方向における離間距離が比較的大きくなるため、その距離に応じて、導出油孔ｈｏ３，ｈｏ４の径を異ならせることが、好ましい。
図８に示す例では、導入油孔ｈｉに近接する導出油孔ｈｏ３を、導入油孔ｈｉから離間する導出油孔ｈｏ４に対して小径としている。

（６）上記の主実施形態にあっては、ニードルローラｎを２列配置とし、保持器ｒも一対設けられる構成を示したが、３列、４列のように多数配列されるものとしてもよい。

（７）上記の実施の形態にあっては、多段変速機構を構成するプラネタリギヤに本願に係る潤滑構造を採用したが、多段構造のものに本願は限定されるものではなく、当然に無断変速構造のものにあっても、適切な潤滑を行う必要がある部位に採用できる。

非常な高速回転を強いられる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潤滑構造を提供することができた。

本願に係る潤滑構造が採用される多段変速機構の概略構成を示す図 図１に示す多段変速機構の作動を示す図 図１に示す多段変速機構の速度線図 第３プラネタリギヤ近傍の詳細構造を示す図 図４に示すピニオンシャフト周りの構成及びローラの保持器による保持構成を示す図 ピニオンシャフトに於ける導出油孔の配置を示す図 導出油孔を大径化した別実施形態を示す図 更なる別実施の形態を示す図 保持器の別断面形態を示す図

符号の説明

１ 自動変速機
２ 多段変速機構
ＣＲ キャリア
ＰＧ プラネタリギヤ
Ｐ ピニオン
Ｓ サンギヤ
Ｒ リングギヤ
ｆ１ 中間軸内の油路
ｈ１ 第１油孔
ｈ２ 第２油孔
ｈｉ 導入油孔
ｈａ 軸方向油孔
ｈｏ 導出油孔
ｎ ニードルローラ
ｒ 保持器
ｒｎ シャフト近接部
ｒｒ シャフト離間部
ｐ ポケット

Claims (10)

1. リングギヤとサンギヤ間に配設され、前記リングギヤとサンギヤとともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリアに固定されたピニオンシャフトと、前記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ローラ及び前記ローラを保持する保持器とからなるベアリングを備え、前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記ピニオンとピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造であって、
   前記ピニオンシャフトの軸方向に、前記ベアリングを複数備え、
   前記保持器が、前記ピニオンシャフト側に位置されるシャフト近接部と、前記ピニオンシャフトから離間して位置されるシャフト離間部とを有し、
   前記導出油孔が、前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに開口されている潤滑構造。
2. リングギヤとサンギヤ間に配設され、前記リングギヤとサンギヤとともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリアに固定されたピニオンシャフトと、前記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ローラ及び前記ローラを保持する保持器とからなるベアリングを備え、前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記ピニオンとピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造であって、
   前記ベアリングの前記保持器は、前記ピニオンシャフト側に位置されるシャフト近接部と、前記ピニオンシャフトから離間して位置されるシャフト離間部とを有するとともに、ピニオンシャフトの軸方向において異なる位置に前記シャフト離間部を複数有し、
   前記複数のシャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成される複数のポケットにそれぞれ開口する導出油孔が設けられている潤滑構造。
3. 前記保持器のピニオンシャフト径方向の断面形状に関して、ピニオンシャフトの軸方向において、前記シャフト近接部が両端部位及び当該両端部位間の少なくとも一の中間部位に設けられ、前記シャフト離間部が前記両端部位と前記中間部位との間に設けられている請求項１又は２記載の潤滑構造。
4. ピニオンシャフトの軸方向に複数備えられる各保持器のそれぞれについて、ピニオンシャフトの軸方向中央側に設けた前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに潤滑油を導く請求項１記載の潤滑構造。
5. ピニオンシャフトの軸方向の異なる位置に設けた前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに潤滑油を供給する前記導出油孔を格別に備え、
   ピニオンシャフトの周方向に関して、前記導出油孔の周方向位置が導出油孔間で異ならせてある請求項１〜４のいずれか１項記載の潤滑構造。
6. ピニオンシャフト内に形成された油孔に前記潤滑油を導く導入油孔を備え、
   前記導入油孔と前記導出油孔とのピニオンシャフト軸方向離間距離に従って、前記導出油孔の径を設定してある請求項１〜５のいずれか１項記載の潤滑構造。
7. リングギヤとサンギヤ間に配設され、前記リングギヤとサンギヤとともにプラネタリ機構を構成するピニオンと、キャリアに固定されたピニオンシャフトと、前記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ローラ及び前記ローラを保持する保持器とからなるベアリングを備え、前記ピニオンシャフト内から導出油孔を介して前記ピニオンとピニオンシャフトとの間に潤滑油を導く潤滑構造であって、
   前記保持器が、前記ピニオンシャフト側に位置されるシャフト近接部と、前記ピニオンシャフトから離間して位置されるシャフト離間部とを有し、
   前記導出油孔を構成するに、油路中心が前記シャフト近接部に向けられ、油路壁側部位が前記シャフト離間部と前記ピニオンシャフトの表面との間に形成されるポケットに向けられている潤滑構造。
8. 前記保持器のピニオンシャフト径方向の断面形状に関して、ピニオンシャフトの軸方向において、前記シャフト近接部が少なくとも両端部位に設けられ、前記シャフト離間部が前記両端部位間に設けられる構成で、
   前記ピニオンシャフトの軸方向に、前記ベアリングを隣接して複数備え、隣接される前記保持器の前記両端部位に前記導出油孔の油路中心が向けられている請求項７記載の潤滑構造。
9. 前記導出油孔の口径を、前記両端部位のピニオンシャフトの軸方向における厚みに対して、２．６〜５．２倍の範囲内とする請求項８記載の潤滑構造。
10. リングギヤ、サンギヤ及びピニオンを備えたプラネタリギヤを複数備え、入力回転を変速可能な変速機構であって、
    請求項１から９のいずれか一項記載の潤滑構造を少なくとも１の前記プラネタリギヤに備えた変速機構。

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