JP4513050B2

JP4513050B2 - 自動変速機

Info

Publication number: JP4513050B2
Application number: JP2003340367A
Authority: JP
Inventors: 貴士石山
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP2005106180A

Description

本発明は車両の自動変速機に関するものである。

車両の動力伝達装置は変速段が多い方が燃費性能及び走行性能の点で好ましいが単一の変速機では変速段に限界がある。そこで、主変速機と副変速機とを設けて変速段を多くした自動変速機が普及しつつある。このような自動変速機においては、単一の変速機を搭載した自動変速機に副変速機とこれを油圧制御する主変速機用のものとは別のバルブボディをアドオン（ＡｄｄＯｎ）、すなわち、追加して搭載するための設計が必要となり、自動変速機のレイアウトについていくつかの工夫が必要とされる。副変速機用のバルブボディのレイアウトについては、例えば、特許文献１に記載の構造が提案されている。

特開平５−３３２４４９号

上述した通り、自動変速機を主変速機と副変速機とで構成する場合、副変速機用のバルブボディが必要となる他、副変速機を設けることで装置の重量が増加したり、当該副変速機が設けられるカウンタ軸に対する負荷が増加するため、副変速機周辺のハウジングの補強が必要となる。しかし、バルブボディの追加の他にハウジングの補強を行うと自動変速機が大型化する傾向にあり、そのコンパクト化が図りずらい。また、一般に油圧制御の油圧応答性の観点からバルブボディと変速機との間の連絡油路はできるだけ短くすることが好ましく、副変速機用のバルブボディは副変速機の近傍に配設されることが望ましい。

従って、本発明の目的は、ハウジングの強度向上と副変速機に対するバルブボディからの連絡油路の短縮化とを図りつつ、自動変速機のコンパクト化を図ることにある。

本発明によれば、車幅方向に配設される入力軸に設けられた主変速機と、前記入力軸と平行に配設されたカウンタ軸に設けられた副変速機と、前記カウンタ軸と平行に配設されるドライブ軸に回転力を伝達する差動装置と、前記主変速機と前記副変速機と前記差動装置とを収容したハウジングと、前記副変速機の油圧制御を行うバルブボディと、を備え、前記入力軸と前記カウンタ軸と前記ドライブ軸との位置関係が、車両の前方から後方へ向かって、前記入力軸、前記カウンタ軸、前記ドライブ軸の順に設定されると共に、前記カウンタ軸の位置が前記ドライブ軸よりも車高方向に高い位置に設定された自動変速機において、前記バルブボディの収容室が、前記カウンタ軸と前記ドライブ軸との谷間部分であって、前記差動装置における前記ドライブ軸の一方の取付口及び当該一方の取付口に挿入される前記ドライブ軸の車高方向上方に配設され、前記ハウジングのうち、前記副変速機の側壁部分に一体に設けられると共に、前記バルブボディの収容室を画定する周壁を構成するリブを備え、前記リブが、前記カウンタ軸の軸方向に沿う上辺部と、前記上辺部の一方の端部に接続され、前記一方の取付口に取り付けられるドライブ軸側の第１側辺部と、前記上辺部の他方の端部に接続された第２側辺部と、を含み、前記第１側辺部は、下方に伸びる途中から前記一方の取付口へ向かって傾斜していることを特徴とする自動変速機が提供される。

本発明では、前記ハウジングのうち、前記副変速機の側壁部分に前記リブが一体に設けられるので当該副変速機周辺のハウジングの強度を向上することができる。また、前記リブが前記バルブボディの収容室を画定する周壁を構成することで、当該バルブボディが前記副変速機近傍に配置され、連絡油路の短縮化を図ることができると共に、当該リブを前記バルブボディの収容室の周壁としても併用することで自動変速機のコンパクト化を図ることができる。従って、本発明は、ハウジングの強度向上と副変速機に対するバルブボディからの連絡油路の短縮化とを図りつつ、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。また、前記第１側辺部を下方に伸びる途中から傾斜させることにより、車両の前方側からドライブ軸の取り付け作業を行う作業者から見て、前記一方の取付口の視認性がよくなり、ドライブ軸の取付作業の作業性を向上できる。

この場合、前記第１側辺部及び前記第２側辺部の下端部を相互に接続することで、前記リブの輪郭を無端とすることが望ましい。前記リブの輪郭を無端とすることで、幾何学的に当該リブの強度が向上し、よって前記ハウジングの強度が向上する。

この場合、更に、前記バルブボディの構成部品のうち、その幅がより大きな構成部品が前記上辺部側に配設されるように前記バルブボディを構成することが望ましい。この構成により前記バルブボディの収容室の形状に即した前記バルブボディの装着が可能となる。

また、前記リブに取り付けられる、前記バルブボディの収容室の蓋体が、前記カウンタ軸及び前記ドライブ軸の双方の軸線を通る平面と、略平行となるように前記バルブボディの収容室が構成されていることが望ましい。この構成により、車両後方側への前記バルブボディの収容室の突き出しを少なくすることができ、前記自動変速機のコンパクト化をより図ることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、ハウジングの強度向上と副変速機に対するバルブボディからの連絡油路の短縮化とを図りつつ、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機Ａの外観斜視図、図２（ａ）は自動変速機Ａを車両前方側を正面とした場合の右側面図、図２（ｂ）は背面図である。自動変速機Ａは、車幅方向に型割され、ハウジング部材１１ａ及び１１ｂを図示の合わせ面にて組合わせて構成されるハウジング１０を備える。このハウジング１０は、大別すると、トルクコンバータ収容部１２と主変速機収容部１３と副変速機収容部１４と差動装置収容部１５とを備える。差動装置収容部１５には、左前輪用のドライブ軸の取付口１５ａ及び右前輪用のドライブ軸の取付口１５ｂがそれぞれ形成されている。ハウジング１０の下部にはオイルパン１７が取り付けられており、ここには自動変速機Ａ内の各機構を潤滑等する作動油が蓄積される。ここで、図５を参照して自動変速機Ａの内部機構の例について簡単に説明する。図５は自動変速機Ａの内部機構のスケルトン図である。

自動変速機Ａは、トルクコンバータ収容部１２に収容されたトルクコンバータ１２０と、主変速機収容部１３に収容された主変速機１３０と、副変速機収容部１４に収容された副変速機１４０と、差動装置収容部１５に収容された差動装置１５０と、を備える。トルクコンバータ１２０はエンジン１００の出力軸から出力される回転力を入力軸１３１に伝達する。主変速機１３０は入力軸１３１上に設けられており、２つの遊星歯車機構１３２及び１３３の組合せでなり、入力軸１３１と遊星歯車機構１３２のサンギヤとの間にフォワードクラッチ１３４ａが、入力軸１３１と遊星歯車機構１３３のサンギヤとの間にリバースクラッチ１３４ｂが、入力軸１３１と遊星歯車機構１３３のピニオンキャリヤとの間に３−４クラッチ１３６がそれぞれ備えられている。２−４ブレーキ１３７は遊星歯車機構１３３のサンギヤを固定する。遊星歯車機構１３２のリングギヤと遊星歯車機構１３３のピニオンキャリヤとが連結され、これらとハウジング１０との間にローリバースブレーキ１３８及びワンウェイクラッチ１３９が配置されている。遊星歯車機構１３２のピニオンキャリヤと遊星歯車機構１３３のリングギヤとが連結され、これらに出力ギヤ１３５が接続されている。

副変速機１４０は、カウンタ軸１４１上に設けられており、単一の遊星歯車機構１４２でなり、出力ギヤ１３５と噛み合う入力ギヤ１４３がそのリングギヤに連結され、主変速機１３０からの回転駆動力が伝達されるように構成されている。遊星歯車機構１４２のサンギヤとピニオンキャリアの間には直結クラッチ１４４が備えられ、サンギヤとハウジング１０との間に減速ブレーキ１４５及びワンウェイクラッチ１４６が配置されている。そして、遊星歯車機構１４２のピニオンキャリアがカウンタ軸１４１に連結されており、副変速機１４０の出力が出力ギヤ１４７から差動装置１５０の入力ギヤ１５２を介して差動装置１５０に入力され、左右のドライブ軸１５１にそれぞれ駆動力が伝達され、差動装置１５０はドライブ軸１５１に回転駆動力を付勢することになる。

次に、図１及び図２に戻り、各軸１３１、１４１及び１５１の位置関係について説明する。同図において、軸線ｄ１、ｄ２及びｄ３はそれぞれ入力軸１３１、カウンタ軸１４１及びドライブ軸１５１の軸線を示している。また、各軸１３１、１４１及び１５１については図２（ａ）においてその位置が破線でのみ示されており、特にドライブ軸１５１の自動変速機Ａ外部に露出する部分については図示を省略している。まず、入力軸１３１は車両の車幅方向に配設されており、カウンタ軸１４１及びドライブ軸１５１は入力軸１３１と平行に配設されている。つまり、これら３つの軸は相互に平行な位置関係にある。更に、これらの３つの軸は、車両の前方から後方へ向かって、入力軸１３１、カウンタ軸１４１、ドライブ軸１５１の順に設定されると共に、カウンタ軸１４１の位置がドライブ軸１５１よりも車高方向に高い位置に設定されている。また、本実施形態の場合、入力軸１３１は車高方向に見てカウンタ軸１４１とドライブ軸１５１との間の高さに配設されている。なお、これらの相対的な位置関係は主変速機１４０、副変速機１５０及び差動装置１５０を構成する歯車の寸法関係及び自動変速機Ａの配置スペースの制約等によりレイアウトされることになるが、本実施形態のように副変速機１４０からの出力を差動装置１５０の差動歯車機構に直接入力する、一般的な設計によれば、副変速機１４０よりも下方に差動装置が位置することになるのが通常であるため、カウンタ軸１４１はドライブ軸１５１よりも車高方向に高い位置に配設され、また、入力軸１３１はドライブ軸１５１と車高方向に高い位置か同レベルの位置に配設されることになる。

次に、バルブボディ収容室１６の構成について説明する。主変速機１３０及び副変速機１４０について油圧制御により変速段を切り換える場合、各変速機についてそれぞれ油圧制御用のバルブボディが必要となる。この点、主変速機１３０のバルブボディについてはオイルパン１７内に収容されるのが普通であり、本実施形態の場合もオイルパン１７内に収容した場合を想定している。しかし、副変速機１４０用のバルブボディについては、オイルパン１７内に収容するにはオイルパン１７内のスペースが足りないのが普通であり、また、本実施形態のように副変速機１４０を車高方向に高い位置に配設し、オイルパン１７を底部に配設した場合、オイルパン１７内に副変速機１４０用のバルブボディを収容すると油路が長くなり油圧応答性が劣る。一方、本実施形態の自動変速機Ａのように主変速機１３０及び副変速機１４０を搭載した自動変速機では、主変速機のみの旧来の自動変速機の設計をベースとして副変速機をアドオンした形で設計される。このため、副変速機の追加によりカウンタ軸周辺の剛性を高める必要がありハウジングを補強することが必要である。

本実施形態では、このような要請のいずれをも満たすべく、副変速機１４０用のバルブボディを収容するバルブボディ収容室１６の周壁を副変速機１４０周辺のハウジング１０を補強するリブとして形成し、更に、バルブボディが副変速機１４０近傍に設けられる構成を採用している。図１及び図２を参照して、バルブボディ収容室１６は、当該収容室を画定する周壁部１６１と周壁部１６１の端面に固定される蓋部１６２とから構成されており、副変速機収容部１４の側方（自動変速機Ａの背面側）において差動装置１５の取付口１５ａ及びこれに取り付けられるドライブ軸１５１の上方に配設されている。バルブボディ収容室１６の構成について、更に図３及び図４も参照して説明する。図３（ａ）及び（ｂ）は、蓋部１６２が取り付けられる周壁部１６１の端面を示す、図２（ａ）の線ＸＸに沿う断面図であり、図３（ａ）はバルブボディ２００を取り外した状態を、図３（ｂ）はバルブボディ２００を取り付けた状態をそれぞれ示す。また、図４は図３（ｂ）の線ＹＹに沿う断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）においてハッチングで示す部分が蓋部１６２の取付面となる周壁部１６１の端面であり、蓋部１６２を取り付けるためのボルトが螺合する複数のねじ穴１６１ａが設けられている。

周壁部１６１は、ハウジング１０のハウジング部材１１ａのうち、副変速機収容部１４を構成する周壁部分１４００と一体にリブ状に形成されており、図３（ａ）に示すように周壁部分１４００がバルブボディ収容室１６の底壁として併用されている。このように周壁部分１４００に一体にリブ状に周壁部１６１を構成することで、副変速機収容部１４におけるハウジング１０の剛性を高め、副変速機１４０を設けたことによる重量増加やカウンタ軸１４１に対する負荷の増加に対応してハウジング１０を補強することができる。また、図３（ｂ）及び図４に示すようにバルブボディ２００が副変速機１４０の直ぐ隣に配置されるので、作動油の油路の短縮化が図れ、油圧応答性が劣ることはない。なお、図３（ａ）において穴１４０１は副変速機収容部１４の内部空間とバルブボディ収容室１６の内部空間とを連通させるための穴であり、副変速機１４０の駆動により当該副変速機１４０から飛散する作動油をこの穴１４０１を介してバルブボディ収容室１６内への流入を許容し、当該作動油をバルブボディ２００を冷却するために用いるためのものである。３つの穴１４０２は、バルブボディ２００から副変速機１４０へ供給される作動油が通過する油路の入口穴であり、穴１４０３はバルブボディ２００へ供給される作動油が通過する油路の出口穴である。ボルト穴１４０４はバルブボディ２００を固定するためのボルトの取り付け穴である。

さて、周壁部１６１は、カウンタ軸１４１の軸方向に沿う上辺部１６１ｂと、上辺部１６１ｂの左端部に接続された左側（取付口１５ａに取り付けられるドライブ軸側）の側辺部１６１ｃと、上辺部１６１ｂの右端部に接続された右側（取付口１５ｂに取り付けられるドライブ軸側）の側辺部１６１ｄと、から構成され、側辺部１６１ｃ及び１６１ｄの下端部がそれぞれ接続される。ここで、左側の側辺部１６１ｃは、下方に伸びる途中から取付口１５ａへ向かって傾斜する傾斜部分１６１ｃ’を有する。このように傾斜部分１６１ｃ’を設けたのは取付口１５ａにドライブ軸１５１を取り付ける際に、取付口１５ａの視認性を高めることにある。ドライブ軸１５１は自動変速機Ａを車両に搭載した後に取り付けられることになるが、自動変速機Ａを車両に搭載すると、車両の左右のボディー等の存在により、作業者は自動変速機Ａの正面側（車両の前方側）の右斜め上方から取付口１５ａを視認してドライブ軸１５１を取り付けることになる。しかし、本実施形態でも採用するように、一般に取付口１５ａは自動変速機Ａの側面から車幅方向に奥まった位置に配設され、更に、本実施形態のようにカウンタ軸１４１とドライブ軸１５１との谷間部分にバルブボディ収容室１６が形成されると、バルブボディ収容室１６の陰に取付口１５ａが隠れるような形となり、取付口１５ａが見えづらい場合がある。そこで、本実施形態では、傾斜部分１６１ｃ’を設けることで、取付口１５ａがバルブボディ収容室１６の陰に隠れないように構成し、作業者によるドライブ軸１５１の取付作業の作業性向上を図っている。一方、このような傾斜部分１６１ｃ’を設けると共に、本実施形態では側辺部１６１ｃ及び１６１ｄの下端部を相互に接続することで、周壁部１６１の輪郭が無端の略三角形状となり、周壁部１６１が閉空間を構成している。このため、例えば、単に直線状の補強リブを周壁部分１４ａに設けた場合よりも幾何学的に剛性が高まり、ハウジング１０の剛性を一層高めることができる。

次に、本実施形態におけるバルブボディ２００は、油圧の振動を吸収するアキュームレータ２０１と、副変速機１４０の変速段の切り換えを行うために油路を切り換えるバルブ２０２と、作動油の油圧を制御するデューティーソレノイド（高速ＯＮ−ＯＦＦ電磁弁）２０３と、バルブ２０２のスプールを移動させるＯＮ−ＯＦＦソレノイド２０４と、から構成される。そして、一般にはデューティーソレノイド２０３やＯＮ−ＯＦＦソレノイド２０４のような電子部品よりも、アキュームレータ２０１やバルブ２０２のような機械部品の方が、大きさが大きく、幅がある。一方、本実施形態の場合、バルブボディ収容室１６の輪郭が略三角形をなしている。そこで、本実施形態では、図３（ｂ）及び図４に示すように、バルブボディ２００の構成部品のうち、より幅が大きいアキュームレータ２０１やバルブ２０２を周壁部１５１の上辺部１６１ｂ側に、これらよりも幅が小さいデューティーソレノイド２０３やＯＮ−ＯＦＦソレノイド２０４を下方に、それぞれ配設されるように、バルブボディ２００を構成している。こうすることで、バルブボディ２０２がバルブボディ収容室１６に即した形状となり、バルブボディ収容室１６をよりコンパクト化することができる。

また、本実施形態では以下に述べるように、自動変速機Ａの背面側（車両後方側）へのバルブボディ収容室１６の突き出しを少なくするように構成している。ここで、一般には、衝突事故等の場合における客室の損傷を軽減するため、自動変速機の背面側の突き出しを少なくして自動変速機と客室との間の空間をより多くとることが望ましい。本実施形態による自動変速機Ａの構成の場合、バルブボディ収容室１６の配設部位が自動変速機Ａの背面側となり、車両の客室側に面した位置となるが、図４に示すように、車高方向においてバルブボディ収容室１６がカウンタ軸１４１の軸線とドライブ軸１５１の軸線ｄ３との双方を通る平面Ｓ１と略平行に向けて配設されている。より具体的には、蓋部１６２の表面の向きを示す平面Ｓ３と平面Ｓ１とが略平行となるように構成されており、鉛直方向からθ（本例では約２０度程度）の傾きを持っている。更に、本実施形態では周壁部１６１の端面を示す平面Ｓ２も平面Ｓ１と略平行に構成されており、更に、バルブボディ２００の取付面もこれと略平行に構成されている。

このような構成により、少なくともバルブボディ収容室１６の上方部分において客室側への突き出しが少なくなり、バルブボディ２００を追加したことによる自動変速機Ａの背面側への突き出し量を軽減し、自動変速機Ａのコンパクト化をより一層図ることができる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機Ａの外観斜視図である。（ａ）は自動変速機Ａを車両前方側を正面とした場合の右側面図、（ｂ）は背面図である。（ａ）及び（ｂ）は、蓋部１６２が取り付けられる周壁部１６１の端面を示す、図２（ａ）の線ＸＸに沿う断面図であり、（ａ）はバルブボディ２００を取り外した状態を、（ｂ）はバルブボディ２００を取り付けた状態をそれぞれ示す。図３（ｂ）の線ＹＹに沿う断面図である。自動変速機Ａの内部機構のスケルトン図である。

符号の説明

Ａ自動変速機
１０ハウジング
１６バルブボディ収容室
１３０主変速機
１３１入力軸
１４０副変速機
１４１カウンタ軸
１５０差動装置
１５１ドライブ軸
１６１周壁部（リブ）
１６１ｂ上辺部
１６１ｃ’ 傾斜部分
１６２蓋部
２００バルブボディ

Claims

車幅方向に配設される入力軸に設けられた主変速機と、
前記入力軸と平行に配設されたカウンタ軸に設けられた副変速機と、
前記カウンタ軸と平行に配設されるドライブ軸に回転力を伝達する差動装置と、
前記主変速機と前記副変速機と前記差動装置とを収容したハウジングと、
前記副変速機の油圧制御を行うバルブボディと、を備え、
前記入力軸と前記カウンタ軸と前記ドライブ軸との位置関係が、車両の前方から後方へ向かって、前記入力軸、前記カウンタ軸、前記ドライブ軸の順に設定されると共に、前記カウンタ軸の位置が前記ドライブ軸よりも車高方向に高い位置に設定された自動変速機において、
前記バルブボディの収容室が、前記カウンタ軸と前記ドライブ軸との谷間部分であって、前記差動装置における前記ドライブ軸の一方の取付口及び当該一方の取付口に挿入される前記ドライブ軸の車高方向上方に配設され、
前記ハウジングのうち、前記副変速機の側壁部分に一体に設けられると共に、前記バルブボディの収容室を画定する周壁を構成するリブを備え、
前記リブが、前記カウンタ軸の軸方向に沿う上辺部と、前記上辺部の一方の端部に接続され、前記一方の取付口に取り付けられるドライブ軸側の第１側辺部と、前記上辺部の他方の端部に接続された第２側辺部と、を含み、
前記第１側辺部は、下方に伸びる途中から前記一方の取付口へ向かって傾斜していることを特徴とする自動変速機。
前記リブに取り付けられる、前記バルブボディの収容室の蓋体が、前記カウンタ軸及び前記ドライブ軸の双方の軸線を通る平面と、略平行となるように前記バルブボディの収容室が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
前記第１側辺部及び前記第２側辺部の下端部を相互に接続することで、前記リブの輪郭を無端としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。
前記バルブボディの構成部品のうち、その幅がより大きな構成部品が前記上辺部側に配設されるように前記バルブボディを構成したことを特徴とする請求項３に記載の自動変速機。