JP5072623B2

JP5072623B2 - 無段変速機の潤滑装置

Info

Publication number: JP5072623B2
Application number: JP2008017415A
Authority: JP
Inventors: 隆兵松田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: JP2009180241A

Description

本発明は金属ベルトを巻き掛けた駆動プーリと従動プーリとを備え、金属ベルトと両プーリとで囲まれた空間部に挿入された給油ノズルから、潤滑油を金属ベルトが巻き込まれる方向に噴射して金属ベルトを潤滑する無段変速機の潤滑装置に関するものである。

従来、自動車用変速機として金属ベルトを用いた無段変速機が開発され、実用化されている。このような金属ベルトを用いた無段変速機の場合、ベルトの発熱防止及び摩耗低減のため、給油パイプから常時潤滑油を金属ベルトに噴射し、金属ベルトを潤滑する必要がある。

特許文献１，２には、給油パイプを一対のプーリと金属ベルトで包囲される空間部に挿入し、各ベルト巻き込み部に向けて１本の給油パイプで同時に噴射する潤滑装置が提案されている。このように金属ベルトに対して内側から潤滑油を供給する方式は、遠心力を利用して潤滑油を金属ベルトに行き渡らせるため、効率よく潤滑できる利点がある。また、特許文献３には、給油パイプを樹脂材料により先端が閉じられた筒体に一体成形し、先端の厚肉部に噴射孔を設けたものが提案されている。

特許文献１，２のように、１本の給油パイプから一対のプーリへ同時に潤滑油を噴射する方式の場合、潤滑部位までの距離が比較的長いので、噴射された潤滑油が拡散しやすく、オイルパンで回収された潤滑油に泡立ちが発生し、オイルポンプ内のエア吸い込みによる異音が発生する問題がある。上記拡散の防止対策として、特許文献３では、噴射孔の孔長を確保するため給油パイプの厚肉部に噴射孔を形成しているが、この場合でも噴射された潤滑油の拡散を十分に防止しえない。その理由を以下に説明する。

図９は、円筒状の給油パイプ５０の内部に、先端部が閉じられた内部通路５１を設け、給油パイプ５０の先端部近傍に内部通路５１に対して直交方向の噴射孔５２を形成したものである。給油パイプ５０の外径Ｄは、２つのプーリと金属ベルトとに干渉しない大きさに制限される。一方、噴射孔５２の直径ｄは、金属ベルトへの必要な潤滑流量に応じて決定され、ある程度以上の直径を必要とする。

噴射孔５２は断面円形の孔であり、噴射孔５２が開口する給油パイプ０の外表面は円筒面であるから、図１０に示すように、噴射孔５２の開口部の左右のエッジ５２ａと上下のエッジ５２ｂとの間に軸方向のずれが生じる。つまり、左右のエッジ５２ａは上下のエッジ５２ｂより軸方向に後退した位置にある。そのため、潤滑油が噴射孔５２から噴射されるとき、左右方向への拡散θ１が上下方向の拡散θ２に比べて大きくなり、潤滑油が楕円状に拡散し、所望の部位に効率よく潤滑油を供給できない。この傾向は、ｄ／Ｄが大きくなるほど顕著になり、かつ流量が増えるほど顕著になる。噴射孔５２の長さを長くするか、あるいは噴射孔５２の直径ｄを細く絞れば、拡散を抑制できるが、上述のように給油パイプ５０の外径Ｄには制約があるため、噴射孔５２の長さを自由に長くすることはできず、また必要な流量を確保するため、噴射孔５２の直径ｄを細く絞ることはできない。その結果、潤滑油の拡散を有効に防止できないという課題があった。
特開平２−１５０５４９号公報特開平６−５０４００号公報実開昭６１−１４５１６０号公報

本発明の目的は、給油ノズルの噴射孔から噴射される潤滑油の拡散を抑制し、潤滑部位へ潤滑油を効率よく供給できる無段変速機の潤滑装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、駆動軸に固定された固定シーブと駆動軸に対して軸方向移動可能な可動シーブとを有する駆動プーリと、従動軸に固定された固定シーブと従動軸に対して軸方向移動可能な可動シーブとを有する従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた金属ベルトとを備え、両プーリの可動シーブを相互に軸方向に移動させることにより変速比を変化させるベルト式無段変速機であって、上記金属ベルトと両プーリとで囲まれた空間部に挿入された給油ノズルから、潤滑油を金属ベルトが巻き込まれる方向に噴射して金属ベルトを潤滑する潤滑装置において、上記給油ノズルは、先端が閉じられた内部通路を有する円筒状筒体で構成され、上記筒体の外周面から突出するリブが上記筒体に一体に形成され、上記リブを貫通するように、上記筒体の内部通路と直角方向に連通した断面円形の噴射孔が設けられ、上記噴射孔が開口する上記リブの外表面に、噴射孔の開口部の左右方向のエッジと上下方向のエッジとが噴射孔の軸方向に同じ位置となるように、噴射孔の軸方向に対して直交する平面部が設けられていることを特徴とする無段変速機の潤滑装置を提供する。

本発明では、給油ノズルを先端が閉じられ内部通路を有する細長い円筒状筒体とし、当該筒体の内部通路と直角方向に連通した断面円形の噴射孔を設け、噴射孔が開口する筒体の外表面を、噴射孔の軸方向に対して直交する平面としてある。従来のように円筒面に対して円形の噴射孔が直交方向に開口している場合には、噴射孔から噴射された潤滑油の左右方向の拡散と上下方向の拡散とが相違し、所望部位へ効率的に潤滑油を噴射できなかったが、本発明のように平面に対して円形孔が開口している場合には、開口部の左右のエッジと上下のエッジとの間に軸方向のずれが生じないため、噴射孔から噴射された潤滑油の左右方向の拡散と上下方向の拡散とがほぼ同等となる。そのため、円形の噴射領域を保ったまま所望の部位へ潤滑油を噴射でき、金属ベルトを効率よく潤滑できる。

筒体の外周面に、表面に平面部を持つリブを筒体の軸方向に延びるように一体に形成し、噴射孔をこのリブに形成してもよい。給油ノズルはプーリ及び金属ベルトとの干渉を避けるため、細長い形状に形成されるが、噴射孔から潤滑油を噴射する時の反作用により給油ノズルが撓み、潤滑油の噴射方向が変動してしまう可能性がある。そこで、筒体に軸方向のリブを一体に設けることで、給油ノズルの曲げ剛性が高くなり、給油ノズルの撓みを抑制でき、潤滑油の噴射方向が安定する。なお、給油ノズル全体を太くする必要がないので、プーリやベルトとの干渉を抑制できる。また、リブに噴射孔を設けることにより、噴射孔の孔長を長くすることができ、拡散を効果的に抑制できる。なお、筒体は樹脂により一体成形してもよいし、アルミダイキャストのように金属部品で一体成形することも可能である。

給油ノズルは、一方のプーリに金属ベルトが巻き込まれる方向に対して潤滑油を噴射する第１噴射孔と、他方のプーリに金属ベルトが巻き込まれる方向に対して潤滑油を噴射する第２噴射孔とを備え、噴射距離の長い方の噴射孔の孔長を噴射距離の短い方の噴射孔の孔長より長くしてもよい。１本の給油ノズルから両方のプーリに同時に潤滑油を供給する場合、それぞれのプーリの内径部に向かって潤滑油を噴射させるのが好ましいが、噴射距離に長短が生じることがある。その場合、噴射距離が長い方は短い方に比べて潤滑油の拡散が大きくなり、必要な潤滑油量を確保しにくい。そこで、噴射距離が長い方の噴射孔の孔長を噴射距離の短い方の噴射孔の孔長より長くすることで、遠い位置にある部位にも潤滑油の到達精度が向上し、潤滑油の無駄を少なくすることができる。なお、第１噴射孔の孔長を第２噴射孔の孔長より長くするため、第１噴射孔のみをリブに設け、第２噴射孔は筒体の外周面をカットした面に設けてもよい。

以上のように、本発明にかかる潤滑装置によれば、給油ノズルを先端が閉じられた内部通路を有する円筒状筒体とし、当該筒体に内部通路と直角方向に連通した断面円形の噴射孔を設け、噴射孔が開口する筒体の外表面を噴射孔の軸方向に対して直交する平面としたので、噴射孔から噴射された潤滑油の左右方向への拡散と上下方向の拡散とがほぼ同等となり、金属ベルトの所望の部位へ潤滑油を効率よく噴射できる。

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１〜図３は本発明にかかる潤滑装置を備えた無段変速機の構造の一例を示す。この無段変速機は、変速機ケース１及びカバー２内に収容された駆動プーリ１０と従動プーリ２０とを備え、両プーリ１０，２０間に金属ベルト３０が巻き掛けられている。ここで言う金属ベルト３０とは、周知のとおり無端状の金属帯板３１に多数の金属ブロック３２を支持したものである。

駆動プーリ１０は、ボールベアリング１７，１８を介して変速機ケース１及びカバー２の内部に回転自在に支持された駆動軸１１を備えている。駆動軸１１には固定シーブ１２が一体に形成され、駆動軸１１上には金属ベルト３０を間にして固定シーブ１２と対向する可動シーブ１３が配置されている。可動シーブ１３の内径部と駆動軸１１との間には、可動シーブ１３を駆動軸１１に対して軸方向移動自在にガイドするローラ１４が配置されている。可動シーブ１３の背後には、駆動軸１１に固定されたシリンダ１５が配置され、可動シーブ１３とシリンダ１５との間に油圧室１６が形成されている。この油圧室１６には、カバー２に形成された油路２ａから駆動軸１１の軸心油路１１ａを介して油圧が供給される。

従動プーリ２０は、一端部がボールベアリング２８を介してカバー２に回転自在に支持された従動軸２１を備えている。従動軸２１には固定シーブ２２が一体に形成され、従動軸２１上には金属ベルト３０を間にして固定シーブ２２と対向する可動シーブ２３が配置されている。可動シーブ２３の内径部と従動軸２１との間には、可動シーブ２３を従動軸２１に対して軸方向移動自在にガイドするローラ２４が配置されている。可動シーブ２３の背後には、従動軸２１に固定されたピストン２５が配置され、可動シーブ２３とピストン２５との間に油圧室２６が形成されている。この油圧室２６には、カバー２に形成された油路２ｂから従動軸２１の軸心油路２１ａを介して油圧が供給される。油圧室２６内には、可動シーブ２３を固定シーブ２２側に付勢するバイアススプリング２７が収容されている。

図３に示すように、金属ベルト３０と両プーリ１０，２０で囲まれる空間部に給油ノズル４０が駆動軸１１及び従動軸２１と平行に挿入され、この給油ノズル４０から両プーリ１０，２０へ同時に潤滑油を噴射している。給油ノズル４０は、図２に示すように基端部４３が変速機ケース１の給油孔１ａに挿入され、取付フランジ部４４が変速機ケース１の取付座１ｂにボルト３で締結されている。そのため、給油ノズル４０を傾きなく安定に固定できるとともに、後述する噴射孔４５，４６の向きを精度よく設定できる。給油孔１ａには、オイルクーラ（図示せず）からの冷却されたリターン油が配管４及びプラグ５を介して供給されている。この潤滑油量は、例えば約４リットル／分程度である。給油ノズル４０の供給された潤滑油は、金属ベルト３０に向かって噴射され、金属ベルト３０及びプーリ１０，２０を潤滑した後、変速機ケース１の底部に配置されたオイルパン（図示せず）に落下し、回収される。

図４〜図８は給油ノズル４０の具体的構造を示す。給油ノズル４０は、樹脂で一体成形された円筒状筒体４１で構成されている。なお、樹脂の型抜きの関係で、筒体４１の外周面は先端から基端にむかって漸次直径が大きくなっている。円筒状筒体４１の軸心部には先端が閉じられた内部通路４２が形成され、円筒状の基端部４３に内部通路４２の一端側が開口している。筒体４１の長さ方向中間部には、半径方向に延びる取付フランジ４４が一体に形成され、取付フランジ４４の先端部にボルト挿通孔４４ａが形成されている。筒体４１と取付フランジ４４との間には補強用リブ４９が設けられている。筒体４１の先端部近傍には、内部通路４２と直角方向に連通した断面円形の第１噴射孔４５（図７参照）が設けられ、この噴射孔４５より所定距離だけ基端側の位置に内部通路４２と直角方向に連通した断面円形の第２噴射孔４６（図８参照）が設けられている。図３に破線矢印で示すように、第１噴射孔４５の噴射方向は、Ｌｏｗ時において金属ベルト３０が巻き込まれる駆動プーリ１０の部位（駆動軸１１の外周面近傍）に向いている。一方、第２噴射孔４６の噴射方向は、Ｈｉｇｈ時において金属ベルト３０が巻き込まれる従動プーリ２０の部位（従動軸２１の外周面近傍）に向いている。第１噴射孔４５の給油ノズル軸方向位置は、Ｌｏｗにおいて駆動プーリ１０に巻き掛けられた金属ベルト３０の中心位置と対応する位置に設けられ、第２噴射孔４６の給油ノズル軸方向位置は、Ｈｉｇｈにおいて従動プーリ２０に巻き掛けられた金属ベルト３０の中心位置と対応する位置に設けられている。

筒体４１の外周面には、軸方向に延びる２本のリブ４７，４８が一体に形成されている。一方のリブ４７は取付フランジ４４から第１噴射孔４５が設けられた部位まで延びており、他方のリブ４８は取付フランジ４４から第２噴射孔４６が設けられた部位まで延びている。第１噴射孔４５は一方のリブ４７を貫通しており、第２噴射孔４６は他方のリブ４８を貫通している。リブ４７，４８の表面には平面部４７ａ，４８ａが形成されており、第１噴射孔４５及び第２噴射孔４６はそれぞれ平面部４７ａ，４８ａに開口している。両噴射孔４５，４６の孔径は同じ（例えばφ２ｍｍ）に設定されている。一方のリブ４７は他方のリブ４８より筒体４１の外周面からの突出高さが高く、そのため第１噴射孔４５の孔長Ｌ１は第２噴射孔４６の孔長Ｌ２より長い。

上述のように、第１噴射孔４５及び第２噴射孔４６は平面部４７ａ，４８ａに開口しているため、開口部の上下方向のエッジと左右方向のエッジとが軸方向同じ位置となり、図７の（ａ），（ｂ）に示すように、噴射された潤滑油の左右方向の拡散θａと上下方向の拡散θｂとがほぼ同等となる。つまり、全周に亘ってほぼ均等に拡散するので、円形の噴射領域を保ったまま所望の部位に潤滑油を効率よく供給できる。また、この実施例では給油ノズル４０から駆動プーリ１０の潤滑部分までの距離が従動プーリ２０の潤滑部分までの距離より長いため、駆動プーリ１０を向く第１噴射孔４５の孔長Ｌ１を従動プーリ２０を向く第２噴射孔４６の孔長Ｌ２より長くしてある。そのため、第１噴射孔４５から噴射された潤滑油の拡散が少なく、遠い潤滑部位まで効率よく到達でき、潤滑油の無駄を少なくできる。

上記実施例では、第１噴射孔４５及び第２噴射孔４６をそれぞれリブ４７，４８上に開口させたが、リブ４７，４８は必須ではなく、円筒状筒体４１の外周面をカットして平面部を形成してもよい。また、リブは筒体４１の取付フランジ４４まで軸方向に延びている必要はなく、第１噴射孔４５及び第２噴射孔４６の開口部周辺にのみ設けてもよい。また、駆動プーリ１０を向く第１噴射孔４５の孔長Ｌ１を従動プーリ２０を向く第２噴射孔４６の孔長Ｌ２より長くしたが、これは給油ノズル４０から駆動プーリ１０の潤滑部分までの距離が従動プーリ２０の潤滑部分までの距離より長いからであり、給油ノズル４０の位置によっては、上記とは逆に駆動プーリ１０の潤滑部分までの距離が短い場合があるので、その場合には、第２噴射孔４６の孔長Ｌ２を第１噴射孔４５の孔長Ｌ１より長くしてもよい。

本発明にかかる潤滑装置を備えた無段変速機の断面図である。図１に示す無段変速機の給油ノズル部分の断面図である。図１に示す無段変速機のプーリ軸方向からみた側面図である。給油ノズルの正面図である。図４のＡ−Ａ線断面図である。給油ノズルの下方向からみた側面図である。（ａ）は図５のＢ−Ｂ線拡大断面図、（ｂ）は図７の（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。図５のＣ−Ｃ線拡大断面図である。従来の給油ノズルの先端部の正面図である。（ａ）は図９のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は図９のＹ−Ｙ断面図である。

符号の説明

１０駆動プーリ
１１駆動軸
１２固定シーブ
１３可動シーブ
２０従動プーリ
２１従動軸
２２固定シーブ
２３可動シーブ
３０金属ベルト
４０給油ノズル
４１筒体
４２内部通路
４４取付フランジ
４５第１噴射孔
４６第２噴射孔
４７，４８リブ
４７ａ，４８ａ平面部

Claims

駆動軸に固定された固定シーブと駆動軸に対して軸方向移動可能な可動シーブとを有する駆動プーリと、従動軸に固定された固定シーブと従動軸に対して軸方向移動可能な可動シーブとを有する従動プーリと、両プーリ間に巻き掛けられた金属ベルトとを備え、両プーリの可動シーブを相互に軸方向に移動させることにより変速比を変化させるベルト式無段変速機であって、
上記金属ベルトと両プーリとで囲まれた空間部に挿入された給油ノズルから、潤滑油を金属ベルトが巻き込まれる方向に噴射して金属ベルトを潤滑する潤滑装置において、
上記給油ノズルは、先端が閉じられた内部通路を有する円筒状筒体で構成され、
上記筒体の外周面から突出するリブが上記筒体に一体に形成され、
上記リブを貫通するように、上記筒体の内部通路と直角方向に連通した断面円形の噴射孔が設けられ、
上記噴射孔が開口する上記リブの外表面に、噴射孔の開口部の左右方向のエッジと上下方向のエッジとが噴射孔の軸方向に同じ位置となるように、噴射孔の軸方向に対して直交する平面部が設けられていることを特徴とする無段変速機の潤滑装置。
上記筒体の外周面には、表面に平面部を持つリブが筒体の軸方向に延びるように一体に形成され、上記噴射孔は上記リブに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の潤滑装置。
上記給油ノズルは、一方のプーリに金属ベルトが巻き込まれる方向に対して潤滑油を噴射する第１噴射孔と、他方のプーリに金属ベルトが巻き込まれる方向に対して潤滑油を噴射する第２噴射孔とを備え、噴射距離の長い方の噴射孔の孔長を噴射距離の短い方の噴射孔の孔長より長くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速機の潤滑装置。