JP4852895B2

JP4852895B2 - オイル供給装置

Info

Publication number: JP4852895B2
Application number: JP2005160556A
Authority: JP
Inventors: 昌弘松下
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2006336718A

Description

本発明は、車両の動力伝達系内に配備される変速機等の歯車収容ケースに装着されるオイル供給装置に関する。

車両の動力伝達系は駆動源であるエンジンの駆動力をクラッチ、変速機，ディファレンシャル、トランスファー、アクスルシャフト等を介して駆動輪に回転力として伝達しており、これらは各種の変速機構や減速機構を成す歯車列を歯車収容ケースに収容した構成を採っている。このような変速機等の歯車収容ケースはオイルポンプを有したオイル供給装置を装備し、オイルポンプを駆動することで内部の油溜りのオイルを吸引して歯車列に供給し、潤滑を行っている。

ところで、このようなオイルポンプ、例えば、トロコイドポンプやギヤポンプはエンジン側の入力軸から直接あるいは間接的に回転力を受けたポンプ軸が駆動回転体および従動回転体を回転駆動して両者の歯面の噛合い噛合い解除変位に応じて変速機ケーシング内の油溜りのオイルを吸入路を通して吸い込み、吐出油を歯車列や変速要素側に供給している。

なお、このようなオイル供給装置の一例が特開平８−６８４５６号公報（特許文献１）に開示される。ここでのオイル供給装置はトルクコンバータケーシングと変速機ケーシングとが重なり一体結合される部位であって、トルクコンバータ側から伸びる入力軸より離れた部位にオイルポンプが取り付けられており、トルクコンバータのポンプ側の回転力がチェーン式回転伝達手段を介してオイルポンプに伝わり、駆動するようになっている。このようなオイルポンプはトルクコンバータ側の駆動に連動してポンプが駆動し、変速機ケーシング内の下部の油溜りより延びる吸入路を通してオイルを吸い込み、吐出油をトルクコンバータ及び変速機側に供給している。

特開平８−６８４５６号公報

ところで、オイルポンプは変速機ケーシングに形成した吸入路を通して油溜りよりオイルを吸い込み、吐出油を変速機ケーシングに形成した吐出路を経て入力軸やそれに連動可能な出力軸に設けた油路を通して変速歯車や、変速切換え要素等に供給している。なお、特許文献１のオイル供給装置でも、入力軸よりオフセットされたオイルポンプに変速機ケーシング側の２ＮＤブレーキホルダに吸入路と吐出路を形成している。

このように、従来のオイル供給装置では、吸入路と吐出路をすべて変速機ケーシング側に穴加工等により形成することとなり、比較的長くなる吐出油が加工コストを増加させる要因の一つとなっている。特に、オイルポンプ装着側の側壁に対して反対側の側壁側に吐出油を導く必要がある場合には、吐出路を変速機ケーシングの内壁に沿って比較的長く連続形成することとなり、これが加工コストを増加させる要因の一つとなっている。

本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、歯車収容ケースに装着されるオイルポンプの配置の自由度を確保した上で、オイルポンプに接続される吐出路の配設コストを低減できるオイル供給装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、駆動力伝達系に配備された入力軸と同入力軸と同軸に歯車列を介し接続される出力軸とが枢支される歯車収容ケースの側壁に装着され、上記入力軸の回転を同入力軸に対向配備されるポンプ軸に伝達し同ポンプ軸により駆動されるオイルポンプを備えたオイル供給装置において、上記ポンプ軸は上記歯車収容ケースの互いに対向する一方側壁と他方側壁に両側端が枢支されて上記入力軸に並列配備されると共に上記ポンプ軸の中央よりに一体結合され上記歯車列を避けるよう歯面側が上記一方側壁側にオフセットされたギヤを介して入力軸から回転が伝達され、上記オイルポンプは上記ポンプ軸の上記他方側壁側に配置されてそのポンプ室は上記他方側壁に凹設されると共に上記ポンプ軸が挿通されるポンプケーシングが上記他方側壁に結合されて形成され、上記オイルポンプからの圧油を上記他方側壁より上記ポンプ軸に形成した軸内油路を通し上記一方側壁に導いた上で上記歯車収容ケース内の歯車列に供給することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のオイル供給装置において
、上記オイルポンプはポンプ軸を介し駆動力を受けて回転する駆動回転体と同駆動回転体に噛合う従動回転体を収容し、上記駆動回転体と従動回転体との両歯面が噛合う側に位置する吐出室が上記軸内油路に連通し、上記両歯面が噛合い解除する側に位置する吸入室が上記歯車収容ケースの油溜りに吸入路を介して連通することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のオイル供給装置において
、上記歯車収容ケースは上記駆動力伝達系のエンジン側の入力軸と同軸に変速歯車列を介し接続される出力軸とを枢支した変速機ケーシングであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、駆動力伝達系内の入力軸に対向配備されるポンプ軸を介して駆動されるオイルポンプを備え、ポンプ軸の両側端が歯車収容ケースの一対の側壁に枢支されるので、一方の側壁側のオイルポンプが吐出した圧油を軸内油路により容易に他方の側壁側に導いた上で歯車収容ケース内の歯車列に供給でき、軸内油路が短絡路を成すので、吐出油路の短縮化を確実に図れ、コスト低減を図れる。しかも、ポンプ軸が上記入力軸に並列配備されるので、入力軸の軸方向よりオイルポンプをオフセットでき、歯車収容ケースの軸方向の長さを短縮でき、小型化でき、オイルポンプの配置の自由度を増加できる。

請求項２の発明によれば、ポンプ軸を介し駆動力を受けて回転する駆動回転体とこれに噛合い回転する従動回転体の駆動により歯車収容ケースの油溜りのオイルを吸入室に導き、吐出室の圧油を軸内油路を通して歯車収容ケース内の歯車列に確実に供給できる。

請求項３の発明によれば、歯車収容ケースが変速機ケーシングである場合も、変速歯車列に軸内油路を含む比較的短い吐出油路を通してオイルを供給でき、変速歯車列の潤滑を確実に行うことができ、コスト低減を図れる。

図１にはこの発明の一実施形態としてのオイル供給装置を装備した変速機が示されている。
ここではオイル供給装置Ａの説明に先立ちこのオイル供給装置Ａが装着される自動変速機５を含む駆動力伝達系Ｄを先に説明する。なお、この駆動力伝達系ＤはエンジンＥ及び左右駆動輪Ｗのインホイールモータ１３で走行するハイブリッド車両に搭載されている。

駆動力伝達系Ｄはレシプロ式ガソリンエンジン（以後単にエンジンＥと記す）と、そのクランク軸１に一体結合されたフライホイール２と、フライホイール２に装着されるクラッチ３と、クラッチ３がエンジンＥより受けた回転力を入力軸４を介し受ける遊星ギヤ式の自動変速機５と、自動変速機５の内出力軸６の突端側に連結される発電機Ｇと、後述する内外出力軸６，７に所定間隔を介して並列接続されるカウンターシャフト８と、外出力軸７の回転をカウンターシャフト８を介して受けるデファレンシャルケース９と、デファレンシャルケース９で分岐された左右回転力を受ける左右の各アクスルシャフト１１，１２と、左右の各アクスルシャフト１１，１２の左右端が接続される各インホイールモータ１３とを備える。

クラッチ３はフライホイール２に同心的に相対回転可能に接続された入力軸４と、同入力軸４に対し軸方向に相対移動可能にスプライン嵌合されるクラッチ板１４と、クラッチ板１４を弾性的にフライホイール２に圧接させると共に不図示の解除機構の作動時には圧接を解除させるクラッチ断接手段１５とを備える。

自動変速機５は変速ケーシング１６の一方側壁１６１（図１で右側の側壁）に主ベアリング１７を介し枢支された入力軸４と他方側壁１６２（図１で左側の側壁）に主ベアリング１８を介し枢支される内外出力軸６、７とを同一中心線上に配備し、これらに亘って遊星ギヤ式の変速ギヤ機構１９を取り付けている。この変速ギヤ機構１９の近傍にオイル供給装置Ａで用いるオイルポンプ２１が装着されている。

図１，２に示すように、入力軸４はクラッチ３と対向する前部４０１と、変速機内室Ｒと対向する後部４０２と、それらの間の中間大径部２３とを備え、中間大径部２３を一方側壁１６１の中央ボス部１６３に主ベアリング１７を介して枢着される。図２に示すように、中間大径部２３は主ベアリング１７の隣にすべり軸受け部２４を連続形成しており、これによっても中間大径部２３を枢支するように形成されている。なお、後述するように、すべり軸受け部２４には吐出路２５の一部であるケーシング側出口２６が形成される。入力軸４の中間大径部２３にはケーシング側出口２６と対向して環状溝部２７が形成され、環状溝部２７が導入路２９により入力軸４の中央油路２８に連通されている。

入力軸４の中央油路２８は導入路２９側より出力軸側開口３１まで直状に連続形成され、その適所には第１、第２枝路３２，３３が形成される。
入力軸４の後部４０２（図２で左側）は後述する内出力軸６の中央穴３５に相対回転可能に嵌挿され、内出力軸６には筒状の外出力軸７が外嵌され、この外出力軸７が他方側壁１６２の中央ボス部１６４に主ベアリング１８を介して枢着されている。

入力軸４の中間大径部２３の変速機内室Ｒ側の部位には後述するオイルポンプ２１に回転力を伝達するポンプギヤ３６が一体的に取り付けられ、同ポンプギヤ３６に重なるように取付けフランジ３７が突設される。取付けフランジ３７の他側面にはキャリア３８の中央部が一体結合され、キャリア３８の周縁側には３つの遊星ギヤ３９が周方向に等間隔で取付けられる。遊星ギヤ３９は後述のリングギヤ４５及びサンギヤ４２に噛合い、回転力を伝達できる。
内外出力軸６，７の内、内出力軸６はその後端側が発電機Ｇに連結され、前端側の筒状前部６０１にサンギヤ４２が一体結合されている。サンギヤ４２はキャリア３８側の遊星ギヤ３９が噛合うように形成される。

円筒状の外出力軸７は筒状前部６０１に隙間部ｔを介し外嵌され、変速機内室Ｒ側に位置する端部にはドライブギヤ４３およびこれに併設されるリングギヤケース４４とが共に一体結合される。リングギヤケース４４はキャリア３８と所定間隔を介して対向配備され、その外周端を軸方向に屈曲して環状フランジ部４４１を突き出し形成され、その環状フランジ部４４１の内周壁面にリングギヤ４５が形成される。このリングギヤ４５にはキャリア３８側の遊星ギヤ３９が噛合う。

なお、図２中、符号５１はサンギヤ４２の左右側壁とリングギヤケース４４及び環状フランジ部３７との各間に設けたスラストベアリングを示し、符号５２は回転軸４６及び同軸に枢支される遊星ギヤ３９にオイルを確実に導くための環状シールを示す。
このような自動変速機５は遊星ギヤ式自動変速機であり、入力軸４と一体のキャリア３８が複数の遊星ギヤ３９と共に入力軸４回りに回転すると、低回転あるいは停止状態のリングギヤ４５に対しては各遊星ギヤ３９が夫々の中心軸４６回りに回転し、リングギヤケース４４、即ち、外出力軸７側の駆動輪Ｗ側に回転力を減速して伝達でき、サンギヤ４２、即ち、内出力軸６の発電機Ｇ側に回転力を増速して伝達できる。

自動変速機５の外出力軸７の回転はドライブギヤ４３よりドリブンギヤ５３を介しカウンターシャフト８に伝達される。カウンターシャフト８はドリブンギヤ５３及び減速ギヤ５４を併設する。減速ギヤ５４はドリブンギヤ５３より歯数が少なく、これに噛合うデフギヤ５５に減速して回転を伝達できる。更に、減速ギヤ５４に対してこれに噛合うデフギヤ５５の歯数は大きく、これにより、デファレンシャルケース９を減速回転させるように形成されている。
デファレンシャルケース９内には一対のピニオンギヤ５７が枢支され、これに噛合う一対のサイドギヤ５８が左右のアクスルシャフト１１，１２に連結され、これによりデファレンシャルケース９が受けた駆動力が相対回転可能に左右に分岐され、左右の駆動輪Ｗに伝達可能である。

左右アクスルシャフト１１，１２の先端はインホイールモータ１３内の不図示のワンウエイクラッチに連結される。インホイールモータ１３は発電機Ｇにより充電された不図示のバッテリからの電力のみで走行できると共に左右のアクスルシャフト１１，１２から駆動力を不図示のワンウエイクラッチを介して補助的に受けることでも駆動でき、あるいは駆動輪ＷをエンジンＥが単独の駆動力で駆動できる。
ところで、変速機内室Ｒの変速ギヤ機構１９の近傍にオイル供給装置Ａの主要部を成すオイルポンプ２１が配設される。

オイルポンプ２１は変速ケーシング１６の他方側壁１６２に凹設されると共にポンプケーシング５９を重ねて一体的に結合することで形成されたポンプ室６１と、ポンプ室６１に回転自在に嵌合されるアウターロータ６２と、アウターロータ６２内に遊嵌されるインナーロータ６３と、インナーロータ６３に一端が一体結合されると共に軸内油路６９を軸方向に連続形成したポンプ軸２２と、ポンプ軸２２の他端を枢支する一方側壁１６１の軸受け部４１と、ポンプ軸２２の中央よりに一体結合されたポンプギヤ６７と、ポンプケーシング５９に設けられると共にアウターロータ６２及びインナーロータ６３が形成する吸入位置に対向するように形成された吸入ポート６４（吸入室）及び吐出位置に対向する吐出ポート６５（吐出室）と、を備える。

図３に示すように、他方側壁１６２には貫通穴状の吸入路６６が上下に長く形成され、その上端が吸入ポート６４に連通し、下端の吸い込み口６８が変速ケーシング１６の下部で、油面Ｆｓより下方に位置するように形成される。
図２に示すように、一方側壁１６１の軸受け部４１はポンプ軸２２の他端からのオイルを軸受け部４１より下方の中央ボス部１６３のすべり軸受け部２４に導く吐出路２５が形成される。吐出路２５の下端はすべり軸受け部２４におけるケーシング側出口２６として形成され、ケーシング側出口２６が入力軸４の中間大径部２３の環状溝部２７（図２参照）に連通し、これが入力軸４の中央油路２８に連通し、オイルポンプ２１からのオイルを入力軸４の中央油路２８に流入することを可能としている。

このようなオイル供給装置を装備する変速機の作動を駆動力伝達系Ｄの作動に沿って説明する。
不図示のハイブリッド車両はバッテリが設定充電条件を満たしている間は、左右駆動輪Ｗを左右のインホイールモータ１３により駆動して走行し、バッテリが設定充電条件を満たさないと、走行及びバッテリ充電モードで発電機充電及びエンジン駆動力での走行に入る。

この場合、クラッチ３が接に保持され、エンジンＥの回転は常時入力軸４に伝達され、自動変速機５内では発電機Ｇの負荷と駆動輪Ｗからの走行抵抗に応じての自動変速がなされ、内出力軸６より増速された回転力が発電機Ｇに供給され、外出力軸７より減速された回転力がカウンターシャフト８、デファレンシャルケース９、左右の各アクスルシャフト１１，１２、インホイールモータ１３内の不図示のワンウエイクラッチを介し駆動輪Ｗに伝達され、エンジン駆動により車両が走行する。

なお、バッテリが設定充電条件を満たさないと共に停車中にあると、リングギヤケース４４が停止し、最大増速比でサンギヤ４２及び内出力軸６側の発電機Ｇを回転でき、発電機Ｇを効率よく駆動できる。
このような車両の走行及びバッテリ充電モードあるいは発電専用モードにおいて、エンジンＥが駆動するとする。
この際、オイル供給装置Ａのオイルポンプ２１が入力軸４に連動して駆動する。

この場合、入力軸４に連動するポンプ軸２２がオイルポンプ２１の駆動回転体であるインナーロータ６３及びこれに噛合う従動回転体であるアウターロータ６２を回転する。これにより両ロータの歯面が噛合い解除する側の吸入ポート６４（吸入室）が吸入路６６を通して油面Ｆｓの下方の油溜り内部からオイルを吸い込み、両回転体の両歯面が噛合う側の吐出ポート６５（吐出室）に達した圧油を吐出路２５を通して入力軸４の中央油路２８に供給する。更に、中央油路２８に達した圧油のうち、中央油路２８の出力軸側開口３１を通過するオイルは内出力軸６の出口連絡路４７を介して外出力軸７の内壁側の隙間部ｔにオイルを導く。ここに達したオイルは外出力軸７の軸受け油路４８を介し主ベアリング１８に供給される。更に、入力軸４の第１枝路３２を通過したオイルは内出力軸６の第１連絡路３４を通りリングギヤケース４４内のサンギヤ４２等に達し、潤滑処理できる。更に、入力軸４の第２枝路３３を通過したオイルは内出力軸６の端部開口より環状フランジ部３７の放射路ｒを通過し、遊星ギヤ３９の回転軸４６及び同軸に枢支される遊星ギヤ３９にオイルを供給できる。このように、中央油路２８の圧油は遊星ギヤ式の自動変速機を構成する各歯車噛合い面や各摺接面に供給され、これらの潤滑及び冷却を的確に行うことができ、耐久性を確保できる。

特に、図１のオイル供給装置Ａでは吐出路２５の主要部がポンプ軸２２の軸内油路６９で形成される。このため、図１に示すように、変速ケーシング１６の側壁側にすべて吐出路を形成する従来の場合（符号ＯＬを付した２点差線で示す）と比較し、軸内油路６９が短絡路を成すこととなり、図１のオイル供給装置Ａでは吐出路２５の側壁側に形成する部分の長さＬＨを十分短くでき、吐出路２５の短縮化を確実に図れ、コスト低減を図れる。

しかも、ポンプ軸２２の両側端が変速ケーシング１６の一対の一方側壁１６１と他方側壁１６２とに亘って枢支されるので、他方側壁１６２側のオイルポンプ２１が吐出した圧油を軸内油路６９により容易に一方側壁１６１に導く点より、オイルポンプの配設位置における自由度が増す。
更に、ポンプ軸２２が入力軸４に並列配備されるので、入力軸の軸方向よりオイルポンプ２１をオフセットでき、変速ケーシング１６の軸方向の長さを短縮でき、小型化できる。

なお、上述のところにおいて、オイルポンプはトロコイドポンプとして説明したが、互いの外歯が噛合うギヤポンプ、あるいはタービン式ポンプでもよく、これらの場合も図1のオイル供給装置Ａと同様の作用効果が得られる。更に、上述のところにおいて、歯車収容ケースが変速機ケーシングであったが、駆動力伝達系に配備され変速歯車列を備えるトランスファー等にオイル供給装置を取り付けても良く、この場合も変速歯車列の潤滑を確実に行うことができ、コスト低減を図れる。

本発明の一実施形態としてのオイル供給装置を装備する変速機を含む駆動力伝達系のスケルトン図である。図１のオイル供給装置を装備する変速機の切欠断面図である。図１のオイル供給装置を装備する変速機の変速ケーシングの他方側壁の部分切欠斜視図である。

符号の説明

３クラッチ
４入力軸
５変速機
６内出力軸
７外出力軸
１６変速ケーシング（歯車収容ケース）
２１オイルポンプ
２２ポンプ軸
６４軸内油路
Ａオイル供給装置
Ｄ駆動力伝達系

Claims

駆動力伝達系に配備された入力軸と同入力軸と同軸に歯車列を介し接続される出力軸とが枢支される歯車収容ケースの側壁に装着され、上記入力軸の回転を同入力軸に対向配備されるポンプ軸に伝達し同ポンプ軸により駆動されるオイルポンプを備えたオイル供給装置において、
上記ポンプ軸は上記歯車収容ケースの互いに対向する一方側壁と他方側壁に両側端が枢支されて上記入力軸に並列配備されると共に上記ポンプ軸の中央よりに一体結合され上記歯車列を避けるよう歯面側が上記一方側壁側にオフセットされたギヤを介して入力軸から回転が伝達され、
上記オイルポンプは上記ポンプ軸の上記他方側壁側に配置されてそのポンプ室は上記他方側壁に凹設されると共に上記ポンプ軸が挿通されるポンプケーシングが上記他方側壁に結合されて形成され、
上記オイルポンプからの圧油を上記他方側壁より上記ポンプ軸に形成した軸内油路を通し上記一方側壁に導いた上で上記歯車収容ケース内の歯車列に供給することを特徴とするオイル供給装置。
請求項１記載のオイル供給装置において、
上記オイルポンプはポンプ軸を介し駆動力を受けて回転する駆動回転体と同駆動回転体に噛合う従動回転体を収容し、上記駆動回転体と従動回転体との両歯面が噛合う側に位置する吐出室が上記軸内油路に連通し、上記両歯面が噛合い解除する側に位置する吸入室が上記歯車収容ケースの油溜りに吸入路を介して連通することを特徴とするオイル供給装置。
請求項１又は２記載のオイル供給装置において、
上記歯車収容ケースはエンジン側の入力軸と同軸に変速歯車列を介し接続される出力軸とを枢支した変速機ケーシングであることを特徴とするオイル供給装置。