JP5759396B2 - 変速機の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、変速機ケース内を前ケースと後ケースとに区画する仕切壁に、オイル流通用孔部と空気流通用通路とを設けた変速機の潤滑構造に関する。

一般に、変速機ケースは、回転軸と直交する平面で複数に分割された、いわゆる胴割り構造となっているものが多く、胴割りされた各ケース間は仕切壁により区画されている。又、変速機ケース内の底部にはオイルが貯留されており、このオイルはオイルポンプにより吸い上げられて、変速機ケース内の変速機構や軸受等の要潤滑部に供給すると共に、変速機ケース内を冷却して戻される。更に、オイルポンプにより発生した油圧が変速制御装置の作動油圧として利用される。

又、胴割りされた各ケース間を区画する仕切壁の下部には、オイル流通用孔部が穿設されており、このオイル流通用孔部にて各ケース内のオイルを流通させることで、各ケース内間のオイルの油面をほぼ一定に保つようにしている。

変速機が車体前後方向へ延出した状態で配設されている縦置き型では、走行条件（加減速走行等）によっては、変速機ケースの底部に貯留されているオイルが、変速機ケースの後部、或いは前部に偏倚する場合がある。オイルが一方に偏倚すると、偏倚した側のケース内の油面が高くなり、相対的にオイルが流出された側のケース内の油面が低くなる。

油面が高くなったケース内では、変速機構を構成する変速用ギヤやプーリ等の回転部材の底部がオイルに浸漬して駆動損失（スピンロス）が発生する。

この対策として、例えば特許文献１（特開２００９−１３８８２１号公報）には、変速機ケースの前室と後室とを区画する仕切壁（中間壁）に穿設されているオイル流通用孔部に、前室側から筒状部材の後端を接続して後室と連通し、又、この筒状部剤の前端を前室内に突出させた技術が開示されている。

この文献に開示されている技術によれば、前室と後室とに滞留するオイルは筒状部材を介して流通されるため、加速走行時に前室と後室都に貯留されているオイルが後方へ偏倚しても、前室内のオイルの殆どは後室側へ流出することがない。従って、後室のオイル過多が防止されてスピンロスの発生を抑制することができる。

特開２００９−１３８８２１号公報

ところで、前室と後室の間をオイルが流通するに際しては、油面の上部に滞留する空気を逆方向へ流通させる必要がある。上述した文献に開示されている技術では、仕切壁を介して隣接する前室と後室とに滞留するオイルは筒状部材を介してのみ流通され、又、上部空間は仕切壁（中間壁）に出力軸を回動自在に支持している軸受の僅かな空間を介してのみ連通されている。

従って、例えば車両の走行条件（加速走行の頻度が多い場合等）によっては、後室に流入するオイル量に比し、前室へ戻るオイル量が少なく、相対的に後室に滞留するオイル量が多くなり、その状態で前室と後室との上部空間の気圧が均衡した場合、後室側でスピンロスが発生し易くなる不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、変速機ケースの仕切壁を介して隣接するケース内間のオイルの偏りを規制し、一方のケース内でのスピンロスの発生を防止することのできる変速機の潤滑構造を提供することを目的とする。

本発明は、回転軸を車体前後方向に延在させた状態で配設される変速機ケースが該回転軸に直交する平面で複数のケースに分割されていると共に分割された各ケース間が仕切壁を介して区画されており、該仕切壁の下部であってオイル油面よりも低い位置に、隣接する前記ケース内間を連通するオイル流通用孔部が穿設されている変速機の潤滑構造において、前記仕切壁の上部に、隣接する前記ケース内間の空気の流通を許容する空気流通用通路が設けられ、前記空気流通用通路に後部の前記ケース内から前部の前記ケース内ヘの空気の流通を該後部のケースと該前部のケースとの空気圧の差に応じて規制するワンウェイバルブが配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数に分割されたケース間を区画する仕切壁の上部に設けた空気流通用通路に、後部のケース内から前部のケース内ヘの空気の流通を規制するワンウェイバルブを配設したので、加速走行等において、前部のケースに滞留するオイルが後部のケース内に流入してオイル油面が上昇すると、後部のケース内の空気が空気流通用通路を通り前部のケース内に流入しようとして、ワンウェイバルブを閉弁させる。その結果、前部のケースに滞留するオイルの後部のケース側への流入が規制され、変速機ケースの仕切壁を介して隣接するケース内間のオイルの偏りが抑制され、スピンロスの発生が防止される。

縦置き型変速機の外観図 巡航走行時の変速機ケースの模式的断面図 図２のII部拡大図 加速走行時の変速機ケースの模式的断面図 図４のV部拡大図 減速走行時の変速機ケースの模式的断面図 他の態様による図５相当の要部拡大図 別の態様による図５相当の要部拡大図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。尚、図中の⊥は垂直記号である。

図１に示すように、本実施形態による自動変速機１は、図示しない車両のフロントエンジンルーム内に、車体前後方向に沿って延在されると共に後部が下方へやや傾斜された状態で搭載された縦置き型である。この自動変速機１は、前部に図示しないエンジンに連結されるトルクコンバータケース２を有し、その後部に変速機ケース３が連結され、更に、その後部にエクステンションケース４が連結されている。

トルクコンバータケース２内にはトルクコンバータが配設されており、このトルクコンバータの入力軸２ａがエンジンの出力軸（図示せず）に連結されている。

又、変速機ケース３内に、トルクコンバータの出力軸２ｂに連結されて同軸上に延在する回転軸としての駆動軸５が配設されている。この変速機ケース３は、駆動軸５に直交する平面で前ケース６と後ケース７とに分割された胴割り構造を有し、前ケース６と後ケース７との間に仕切壁８が形成されている。

図２に示すように、この仕切壁８は前ケース６と後ケース７との一方に一体形成されており、この仕切壁８を介して前ケース６内の前室６ａと後ケース７内の後室７ａとが区画されている。変速機ケース３内に挿通されている駆動軸５の途中が、仕切壁８に軸受９を介して回動自在に支持されている。又、この駆動軸５に、遊星歯車列等の変速機構を含むギャトレイン１０ａ，１０ｂが、前室６ａと後室７ａとに分割されて配設されている。

又、前室６ａと後室７ａとの底部にオイル溜り部６ｂ，７ｂがそれぞれ形成されており、この各オイル溜り部６ｂ，７ｂが、仕切壁８の下部であってオイルの油面よりも低い位置に設けられたオイル流通用孔部８ａを介して連通されている。

又、前室６ａのオイル溜り部６ｂにオイルストレーナ１１が臨まされている。このオイルストレーナ１１がオイルポンプ（図示せず）に連通されており、このオイルポンプの駆動により、オイル溜り部６ｂに貯留されているオイルが、オイルストレーナを介して吸い上げられる。

オイルポンプにより吸い上げられて加圧されたオイルは、図示しない変速制御装置の作動油圧として利用されると共に、各ギヤトレイン１０ａ，１０ｂ等の要潤滑部に供給されて、これらを潤滑及び冷却する。そして、変速制御や潤滑に使用されたオイルは、前室６ａと後室７ａとの底部に形成されたオイル溜まり部６ｂ，７ｂに戻されて循環される。この場合、図２に示すように、両オイル溜り部６ｂ，７ｂがオイル流通用孔部８ａを介して連通されているため、平坦路での一時停車、或いは巡航走行時の両オイル溜り部６ｂ，７ｂに貯留されているオイルの油面はほぼ一定の状態が維持される。尚、上述したように、本実施形態による自動変速機１は後部が下方へ傾斜されて搭載されているため、オイルの油面に対して、駆動軸５が前方から後方下方へ傾斜されている。

又、仕切壁８の上部にワンウェイバルブ１２の連通管１３が設けられている。この連通管１３に、前室６ａと後室７ａとを連通する空気流通用通路１３ａが、仕切壁８に対し、略直交方向へ延出した状態で設けられており、この空気流通用通路１３ａにボールハウジング１３ｂが形成され、このボールハウジング１３ｂにボールバルブ１４が収容されている。このボールハウジング１３ｂは空気流通用通路１３ａの両端開口部よりも内径が大きく形成されており、そのため、ボールハウジング１３ｂの後部（後室７ａ側端部）に段部１３ｄが形成されている。

又、ボールバルブ１４は樹脂製の中空ボール、或いは中実ボールであり、前室６ａと後室７ａとの一方から他方へ流れる空気圧、すなわち、前室６ａと後室７ａとの空気圧の差に応じて移動させることができる。

更に、このボールハウジング１３ｂの前室６ａ側に弁座１３ｃが形成されている。この弁座１３ｃにボールバルブ１４が押し付けられると、後室７ａから前室６ａ側への空気の流通が阻止される。

尚、上述したように、自動変速機１はフロントエンジンルーム内に後部が下方へやや傾斜された状態で搭載されており、しかも、空気流通用通路１３ａが仕切壁８に対して略直交方向へ延在されているため、図３に示すようにボールハウジング１３ｂは後室７ａ側が下方へ傾斜された状態となっている。従って、平坦路での停車、或いは巡航走行時、ボールバルブ１４は自重によりボールハウジング１３ｂの後部側に転動して掛止されている。

次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。先ず、図２に示すように、平坦路での一時停車、或いは巡航走行では、前室６ａと後室７ａの各オイル溜り部６ｂ，７ｂに滞留するオイルの油面はほぼ一定の状態が保持される。

従って、前室６ａと後室７ａとの空気圧に大きな差が生じないため、図３に示すように、ワンウェイバルブ１２のボールバルブ１４は、ボールハウジング１３ｂの後部側へ自重により転動して、この後部に形成されている段部１３ｄに掛止されている。従って、この状態では、ボールバルブ１４が解放状態となる。

一方、発進等の加速走行に際しては、図４に一点鎖線で示すように、前室６ａのオイル溜り部６ｂと後室７ａのオイル溜り部７ｂに滞留するオイルが、後方へ急激に押し流されるため、前室６ａのオイル溜り室６ｂに滞留するオイルの一部が、オイル流通用孔部８ａを通り後室７ａに流入する。尚、図の二点鎖線は停車時或いは巡航走行時の油面である。

前室６ａ側のオイルの一部が後室７ａに流入すると、後室７ａの空間が狭くなるため、後室７ａの空気圧が前室６ａの空気圧よりも高くなり、その差圧分だけ後室７ａの空気の一部がワンウェイバルブ１２の空気流通用通路１３ａを通り、前室６ａ側へ流出しようとする。すると、図５に実線で示すように、ボールバルブ１４が後室７ａ側からの空気圧に押されてボールハウジング１３ｂ内を前室６ａ側へ移動し、弁座１３ｃに密着されて閉弁される。従って、後室７ａに滞留する空気の前室６ａ側への移動が抑制され、相対的に、前室６ａのオイル溜り室６ｂに貯留されているオイルの後室７ａ側への流れが抑制され、オイルの油面高さの偏りが防止される。

その結果、後室７ａのオイルの油面上昇が抑制され、後室７ａに配設されているギヤトレイン１０ｂに発生するスピンロスを有効に回避することができる。

そして、加速走行から巡航走行へ移行すると、図５に一点鎖線で示すように、ボールバルブ１４はボールハウジング１３ｂの段部１３ｄ側へ自重により転動して掛止される。その結果、バルブ解放の状態が維持され、前室６ａの空気と後室７ａの空気との流通が許容されるため、両室６ａ，７ａに貯留されているオイルの油面が一定になる。

又、減速走行では、前室６ａのオイル溜り部６ｂと後室７ａのオイル溜り部７ｂに滞留するオイルが、前方へ押し流されるため、後室７ａのオイル溜り室７ｂに滞留するオイルの一部は、オイル流通用孔部８ａを通り前室６ａに流入する。

後室７ａ側のオイルの一部が前室６ａに流入すると、その分、前室６ａの空間に滞留する空気の一部がワンウェイバルブ１２の空気流通用通路１３ａを通り、後室７ａ側へ流出しようとする。すると、図５に一点鎖線で示すように、ボールバルブ１４が後室７ａ側に押圧されて開弁される。

その結果、ワンウェイバルブ１２の空気流通用通路１３ａの空気流通が解放され、図６に一点鎖線で示すように、後室７ａに滞留するオイルの油面が低下し、相対的に、前室６ａに滞留するオイルの油面が、後室７ａに滞留するオイルの油面が大きく上昇して、油面の高さに偏りが生じる。尚、図の二点鎖線は停車時、或いは巡航走行時の油面である。

この場合、前室６ａ側のギヤトレイン１０ａにスピンロス発生の可能性があるが、減速走行時のギヤトレイン１０ａは、主に車輪からの駆動力によって回転しているため、エンジンの駆動損失に影響を及ぼすことはない。

ところで、ボールバルブ１４がボールハウジング１３ｂの後部に形成した段部１３ｄに掛止されている状態では、例えば、長い登坂路走行においてボールバルブ１４が開放状態を維持することになる。そのため、図７に示すように、ワンウェイバルブ１２の空気流通用通路１３ａを、前室６ａ側へ下方傾斜させ、ワンウェイバルブ１２を弁座１３ｃに自重により軽く当接させる常閉タイプとしても良い。その結果、長い登坂路走行においてもボールバルブ１４が急に開弁してしまうことが無く、後室７ａから前室６ａ側への空気の流通が抑制され、オイルの油面の急激な偏りを防止することができる。

図７に示す態様では、空気流通用通路１３ａの傾斜角、及びボールバルブ１４の質量を調整し、ボールバルブ１４の開弁タイミングを設定することで、長い登坂路走行時における前室６ａから後室７ａへ流通するオイル流量を調整すること、すなわち、スピンロスチューニングが可能となる。尚、同図の一点鎖線は、定速走行する登坂路の傾斜角度が所定以上となってボールバルブ１４が開弁した状態が示されている。

又、別の態様としては、図８に示すように、ボールバルブ１４をバルブスプリング１５により閉弁方向へ軽く押圧しておき、前室６ａと後室７ａとの空気圧の差が所定圧以上で開弁するようにすることも可能である。ボールバルブ１４をバルブスプリング１５により閉弁方向へ付勢することで、例えば、長い登坂路を走行する際にオイルの油面の急激な偏りを防止することができる。同図に示す態様では、バルブスプリング１５の付勢力を調整することでスピンロスチューニングを可能としている。又、この場合、ボールハウジング１３ｂが、図７と同様、前室６ａ側へ下方傾斜させるようにしても良い。尚、同図の一点鎖線は、定速走行する登坂路の傾斜角度が所定以上となり、ボールバルブ１４がバルブスプリング１５の付勢力に抗して開弁した状態が示されている。

又、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、例えば変速機ケース３は３つ以上に分割されていても良く、この場合、各室を区画する仕切壁に上述したワンウェイバルブ１２を設ける。

１…自動変速機、
３…変速機ケース、
５…駆動軸、
６…前ケース、
６ａ…前室、
６ｂ，７ｂ…オイル溜り部、
７…後ケース、
７ａ…後室、
８…仕切壁、
８ａ…オイル流通用孔部、
１２…ワンウェイバルブ、
１３ａ…空気流通用通路、
１３ｂ…ボールハウジング、
１３ｃ…弁座、
１３ｄ…段部、
１４…ボールバルブ

Claims (4)

1. 回転軸を車体前後方向に延在させた状態で配設される変速機ケースが該回転軸に直交する平面で複数のケースに分割されていると共に分割された各ケース間が仕切壁を介して区画されており、該仕切壁の下部であってオイル油面よりも低い位置に、隣接する前記ケース内間を連通するオイル流通用孔部が穿設されている変速機の潤滑構造において、
   前記仕切壁の上部に、隣接する前記ケース内間の空気の流通を許容する空気流通用通路が設けられ、
   前記空気流通用通路に後部の前記ケース内から前部の前記ケース内ヘの空気の流通を該後部のケースと該前部のケースとの空気圧の差に応じて規制するワンウェイバルブが配設されている
   ことを特徴とする変速機の潤滑構造。
2. 前記ワンウェイバルブは、前記空気流通用通路に形成されたボールハウジングと、該ボールハウジングに収容されたボールバルブと、該ボールバルブが当接されて後部の前記ケース内から前部の前記ケース内ヘの空気の流通を規制する弁座とを備える
   ことを特徴とする請求項１記載の変速機の潤滑構造。
3. 前記ボールハウジングが前部の前記ケース側へ下方傾斜されている
   ことを特徴とする請求項２記載の変速機の潤滑構造。
4. 前記ボールバルブがバルブスプリングにより前記弁座に当接させる方向へ付勢されている
   ことを特徴とする請求項２或いは３記載の変速機の潤滑構造。

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