JP5295019B2 - デファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明はデファレンシャル装置の潤滑構造、特にデフリングギヤでかき上げたオイルで軸受やデフ差動ギヤを潤滑するための構造に関するものである。

ＦＦ式の自動変速機や無段変速機において、トランスミッションケースの底部に形成されたデフハウジング内に、差動ギヤ機構を備えたデフケースを収容し、このデフケースの軸方向両端部を軸受を介してデフハウジングにより支持するとともに、デフケースの外周部にデフリングギヤを設けたデファレンシャル装置が知られている。デフハウジング内にはオイルが溜まっているので、このオイルをデフリングギヤでかき上げ、かき上げたオイルを利用して各部を潤滑するのが望ましい。しかしながら、オイルはデフケースの遠心力によって外周方向へはね上げられるため、デフケースの内部に配置されている差動ギヤ機構に十分なオイルが供給されず、潤滑不良になる可能性がある。

特許文献１には、軸受の外周部を保持しているデフハウジングの軸受保持部にオイル導入穴を形成し、デフハウジングの内面に、デフリングギヤの側面に付着したオイルをかき落として、オイル導入穴へオイルを導くための油かき集め板を固定したものが提案されている。油かき集め板でかき集められたオイルは、オイル導入穴を通って軸受の外側面へ導かれるので、軸受及び出力軸とデフケースとの隙間を潤滑できる。

特許文献２には、デフケースの外周部に軸方向中心部より一方側へ偏位させてデフリングギヤを設け、デフケースの他側と対向するデフハウジングの内側面に、リブを形成すると共に、セパレートプレートを固定してかき上げオイルの貯留部を形成したものが提案されている。デフハウジングの他方側の軸受保持部にオイル導入溝を形成し、オイル貯留部で溜められたオイルをオイル導入溝を通ってデフケースを支持する軸受の外側面に導くようになっている。

しかしながら、特許文献１，２はいずれも油かき集め板あるいはセパレートプレートという別部品を必要とし、これら部品をデフハウジングの内面に固定するためにボルト等の締結部品を必要とするため、部品数が増えるという問題がある。また、特許文献２の場合には、セパレートプレートとデフハウジングとの間に油室を形成するため、セパレートプレートが少なくともデフケースの下半分を覆う大型部品となり、コスト上昇を招く可能性があった。

特開昭５９−２０８２６８号公報 特開２００６−２７５１６４号公報

本発明の目的は、別部品を必要とせず、軸受や差動ギヤを効率よく潤滑できるデファレンシャル装置の潤滑構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、ハウジング内に差動ギヤ機構を備えたデフケースを収容し、このデフケースの軸方向両端部を軸受を介してハウジングにより支持するとともに、前記デフケースの外周部に軸方向中心部より一方側へ偏位させてデフリングギヤを設けた無段変速機のデファレンシャル装置において、前記デフリングギヤの偏位方向側の側面と対向する前記ハウジングに、前記デフリングギヤの側面と近接する第１内壁部と、前記デフリングギヤの外周面と近接し、前記デフリングギヤでかき上げられたオイルを内壁面に沿って上昇可能とする第２内壁部とを形成し、前記ハウジングの第１内壁部であって、前記デフリングギヤの回転中心より上部に、前記デフリングギヤでかき上げられたオイルを溜めるための軸方向に凹んだオイル溜まり部を形成し、前記オイル溜まり部の直上部に、前記デフリングギヤでかき上げられ前記第２内壁部に沿って流れるオイルの流れを変更して前記オイル溜まり部へ落下させるガイドリブを前記ハウジングに形成し、前記軸受の外周部を保持しているハウジングの軸受保持部に、オイルを前記軸受の外側面へ供給するためのオイル導入通路を形成し、前記オイル溜まり部の下面に、前記オイル導入通路に向かって下方へ傾斜する傾斜面を形成してあり、前記オイル溜まり部は前記軸受保持部の上側に隣接して形成され、かつ従動プーリ側に向かって軸方向に凹み、その最深部は従動プーリの可動シーブと軸方向にオーバーラップする位置まで延びている、ことを特徴とするデファレンシャル装置の潤滑構造を提供する。

本発明では、デフケースを収容しているハウジングの内側面、特にデフリングギヤの側面と近接する第１内壁部にオイル溜まり部を一体に形成している。ハウジング下部に溜まったオイルは、デフリングギヤの回転に伴ってかき上げられる。かき上げられたオイルは、ハウジングの第１内壁部及び第２内壁部にそって流れ、その一部はオイル溜まり部に入るが、他のオイルは第２内壁部にそって上昇する。第２内壁部に沿って上昇したオイルは、オイル溜まり部の直上部に設けられたガイドリブに衝突し、エネルギーを失ってオイル溜まり部へと落下する。そのため、オイル溜まり部に十分な量のオイルが溜められ、ハウジング下部に溜められるオイル量を低減できるので、デフリングギヤによる攪拌抵抗を低減できる。オイル溜まり部に溜められたオイルは、傾斜面に沿って下方へながれ、最下部に位置するオイル導入通路へと入り込む。オイル導入通路へ入ったオイルは、軸受の外側面へ供給され、軸受を潤滑すると共に、デフケース内部に流入して差動ギヤを潤滑することができる。

オイル溜まり部はデフリングギヤの側面と近接する第１内壁部に形成されているので、デフリングギヤ側の面は開放している。そのため、デフリングギヤの回転に伴ってオイル溜まり部からオイルが流出してしまい、オイル導入通路へと効率よく導入できない可能性がある。そこで、軸受保持部の外周面であって、オイル導入通路よりデフリングギヤの回転方向直後の位置に、デフリングギヤの回転方向のオイルの流れの一部を止めるためのリブを形成するのが望ましい。この場合には、デフリングギヤの側面に沿って回転方向に流れるオイルの流れをリブがせき止め、オイル導入通路へと効率よく送り込むことができる。

以上のように、本発明によれば、オイル溜め用の専用部品を追加することなく、デフリングギヤでかき上げたオイルを溜めるオイル溜まり部やガイドリブをハウジングに一体形成したので、多くのオイルをオイル溜まり部に溜めることができ、オイルの攪拌抵抗を低減できると共に、オイル溜まり部に溜められたオイルをデフサイド部の潤滑に効率よく利用できる。

本発明に係るデファレンシャル装置を備えた無段変速機の一例のスケルトン図である。 図１に示すデファレンシャル装置の詳細断面図である。 図１に示す無段変速機のトランスミッションケースの側面図である。 図３のIV−IV線断面図である。

図１，図２は本発明に係るデファレンシャル装置を備えたベルト式無段変速機の一例を示す。この無段変速機はＦＦ横置き式の車両用変速機であり、エンジン出力軸１によりトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸（タービン軸）３、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する前後進切替装置４、駆動プーリ１１と従動プーリ２１との間にＶベルト１５を巻き掛けてなる無段変速装置９、従動軸２０の動力をドライブ軸３２，３３に伝達するデファレンシャル装置３０などで構成されている。入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０のドライブ軸３２，３３とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機は全体として３軸構成とされている。

無段変速機を構成する各部品はケーシング５の中に収容されている。ここで、ケーシング５は、後側（反エンジン側）のリヤカバー５ａと、前側（エンジン側）のコンバータハウジング５ｂと、中間のトランスミッションケース５ｃとの３部品で構成されている。トルクコンバータ２はコンバータハウジング５ｂ内に収容され、無段変速装置９はリヤカバー５ａとトランスミッションケース５ｃとの間の空間に収容され、出力ギヤ２７及びデファレンシャル装置３０はコンバータハウジング５ｂとトランスミッションケース５ｃとの間の空間に収容されている。

前後進切替装置４は、遊星歯車機構４０と前進用ブレーキ４１と後進用クラッチ４２とで構成されており、後進用クラッチ４２を解放して前進用ブレーキ４１を締結すると前進駆動状態となり、前進用ブレーキ４１を解放して後進用クラッチ４２を締結すると、後進駆動状態となる。前後進切替装置４は、トランスミッションケース５ｃとコンバータハウジング５ｂとの間の空間に収容されている。

無段変速装置９の駆動プーリ１１は、駆動軸１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上に軸方向移動自在にかつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂとを備えている。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２との間に油圧室１３が形成され、この油圧室１３への油圧を制御することにより変速制御が実施される。従動プーリ２１は、従動軸２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上に軸方向移動自在にかつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂとを備えている。可動シーブ２１ｂとピストン２２との間に油圧室２３が形成され、この油圧室２３の油圧を制御することによりトルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。油圧室２３内には、初期ベルト推力を与えるバイアススプリング２４が収容されている。駆動軸１０の両端部は、それぞれ軸受（ボールベアリング）１４，１６を介してリヤカバー５ａとトランスミッションケース５ｃとによって回転自在に支持され、従動軸２０の両端部も、それぞれ軸受（ボールベアリング）２５，２６を介してリヤカバー５ａとトランスミッションケース５ｃとによって回転自在に支持されている。

従動軸２０の一端部は、トランスミッションケース５ｃを貫通してエンジン側に向かって延び、この自由端部に出力ギヤ２７が固定されている。従動軸２０はコンバータハウジング５ｂには支持されていない。出力ギヤ２７はデファレンシャル装置３０のデフリングギヤ３１に噛み合っており、デファレンシャル装置３０から左右に延びるドライブ軸３２，３３に動力が伝達され、車輪が駆動される。

ここで、デファレンシャル装置３０の潤滑構造について、図２〜図４を参照しながら詳しく説明する。デファレンシャル装置３０は、差動ギヤ３５を収容したデフケース３４を備えており、デフケース３４の軸方向両端部が軸受（ボールベアリング）３６，３７を介してコンバータハウジング５ｂとトランスミッションケース５ｃとで回転自在に支持されている。デフリングギヤ３１は、デフケース３４の外周部の軸方向中心部よりトランスミッションケース５ｃ側に偏位した位置に固定されている。デファレンシャル装置３０のハウジングは、コンバータハウジング５ｂとトランスミッションケース５ｃとによって構成されており、その中に溜められたオイルのレベル（停車時）は図２にＯＬで示すように、デフリングギヤ３１の下端部だけが漬かるレベルに設定するのが望ましい。

トランスミッションケース５ｃは、デフリングギヤ３１の側面と近接する第１内壁部５０と、デフリングギヤ３１の外周面と近接する第２内壁部５１とを有しており、第２内壁部５１は、図３に示すように、デフリングギヤ３１の回転（Ａ方向）に伴って、デフリングギヤ３１でかき上げられたオイルが上昇できるように、デフリングギヤ３１の接線方向、即ち斜め上方に延びる内壁面５１ａを有している。トランスミッションケース５ｃの第１内壁部５０であって、デフリングギヤ３１の回転中心より上部には、デフリングギヤ３１でかき上げられたオイルを溜めるためのオイル溜まり部５２が形成されている。このオイル溜まり部５２は、図４に示すように、従動プーリ２１側に向かって軸方向に凹んでおり、その最深部５２ａは従動プーリ２１の可動シーブ２１ｂと軸方向にオーバーラップする位置まで延びている。

軸受３６の外輪を嵌合保持しているトランスミッションケース５ｃの軸受保持部（ボス部）５３の上方には、従動軸２０のエンジン側端部を支持する軸受（ボールベアリング）２６の外輪を嵌合保持する軸受保持部（ボス部）５４が形成されている。この軸受保持部５４の外周部とトランスミッションケース５ｃの内壁面５１ａとの間には、図３に示すように、半径方向の複数のガイドリブ５５が形成されている。これらガイドリブ５５は、オイル溜まり部５２の上部に位置している。そのため、デフリングギヤ３１でかき上げられたオイルが内壁面５１ａに沿って上昇したとき、ガイドリブ５５に衝突して流れが止められ、オイル溜まり部５２へと落下する。なお、内壁面５１ａに沿って上昇したオイルは、ガイドリブ５５だけでなく出力ギヤ２７にも衝突する。出力ギヤ２７はデフリングギヤ３１と逆方向（Ｂ方向）に回転するので、出力ギヤ２７に衝突したオイルは下方へ振り落とされ、オイル溜まり部５２へと落下する。

軸受３６の外輪を保持する軸受保持部５３と、軸受２６の外輪を嵌合保持する軸受保持部５４との間には、図２，図３に示すように、両保持部を架橋するようにリブ５６がトランスミッションケース５ｃと一体に形成されている。このリブ５６は、デフリングギヤ３１の回転方向と直交方向に延びており、後述するオイル導入溝５７よりデフリングギヤ３１の回転方向直後の位置に形成されている。そのため、両保持部５３，５４を補強する役割と、デフリングギヤ３１の回転に伴ってデフリングギヤ３１の側面にそって周方向に流れるオイルをせき止め、オイル導入溝５７へ流し込む役割とを持つ。

さらに、軸受保持部５３の上端部であって、リブ５６よりデフリングギヤ３１の回転方向上流側の直前には、オイルを軸受３６の外側面へ供給するための半径方向のオイル導入溝５７が形成されている。オイル溜まり部５２の下面は、オイル導入溝５７に向かって下方へ傾斜する傾斜面５２ｂとなっている。そのため、オイル溜まり部５２に溜められたオイルは、傾斜面５２ｂに沿って下方へ流れ、その最下部に位置するオイル導入溝５７へと流れ込むことができる。オイル導入溝５７へ流入したオイルは、図２に矢印で示すように、軸受３６とオイルシール３８との間の空間へ流れ込み、軸受３６及びオイルシール３８を潤滑した後、さらに軸受３６の内輪を保持しているデフケース３４の筒部３４ａとドライブ軸３２との半径方向隙間を通って軸方向に流れ、差動ギヤ３５やスラストワッシャ３９などのデフケース３４内に収容された部品を潤滑することができる。なお、筒部３４ａとドライブ軸３２との間のオイル通路を確保するために、筒部３４ａの内周又はドライブ軸３２の外周にスプライン溝を形成しておくのがよい。

前記実施例では、オイル導入通路として、軸受保持部５３に軸方向に切り欠かれた溝５７を形成したが、穴であってもよい。また、ガイドリブ５５やリブ５６は、その一端が従動軸２０を支持する軸受２６の外周を保持する軸受保持部５４を補強するリブを兼ねたが、軸受保持部５４とは関係なくトランスミッションケース５ｃに突設したリブであってもよい。

前記実施例では、本発明に係るデファレンシャル装置を無段変速機に適用した例を示したが、遊星歯車装置と複数の摩擦係合要素とを持つ有段式の自動変速機にも適用できることは勿論である。

５ ケーシング
５ａ リヤカバー
５ｂ コンバータハウジング
５ｃ トランスミッションケース（ハウジング）
３０ デファレンシャル装置
３１ デフリングギヤ
３２，３３ ドライブ軸
３４ デフケース
３５ 差動ギヤ
３６ 軸受
３８ オイルシール
３９ スラストワッシャ
５０ 第１内壁部
５１ 第２内壁部
５１ａ 内壁面
５２ オイル溜まり部
５２ｂ 傾斜面
５３ 軸受保持部
５４ 軸受保持部
５５ ガイドリブ
５６ リブ
５７ オイル導入溝

Claims (1)

1. ハウジング内に差動ギヤ機構を備えたデフケースを収容し、このデフケースの軸方向両端部を軸受を介してハウジングにより支持するとともに、前記デフケースの外周部に軸方向中心部より一方側へ偏位させてデフリングギヤを設けた無段変速機のデファレンシャル装置において、
   前記デフリングギヤの偏位方向側の側面と対向する前記ハウジングに、前記デフリングギヤの側面と近接する第１内壁部と、前記デフリングギヤの外周面と近接し、前記デフリングギヤでかき上げられたオイルを内壁面に沿って上昇可能とする第２内壁部とを形成し、
   前記ハウジングの第１内壁部であって、前記デフリングギヤの回転中心より上部に、前記デフリングギヤでかき上げられたオイルを溜めるための軸方向に凹んだオイル溜まり部を形成し、
   前記オイル溜まり部の直上部に、前記デフリングギヤでかき上げられ前記第２内壁部に沿って流れるオイルの流れを変更して前記オイル溜まり部へ落下させるガイドリブを前記ハウジングに形成し、
   前記軸受の外周部を保持しているハウジングの軸受保持部に、オイルを前記軸受の外側面へ供給するためのオイル導入通路を形成し、
   前記オイル溜まり部の下面に、前記オイル導入通路に向かって下方へ傾斜する傾斜面を形成してあり、
   前記オイル溜まり部は前記軸受保持部の上側に隣接して形成され、かつ従動プーリ側に向かって軸方向に凹み、その最深部は従動プーリの可動シーブと軸方向にオーバーラップする位置まで延びている、ことを特徴とするデファレンシャル装置の潤滑構造。

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