JP6654542B2 - 車両用自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機内に供給される作動油を導く油路の配置に関するものである。

複数の回転軸を備えた車両用自動変速機が知られている。例えば特許文献１に記載された車両用自動変速機がそれである。特許文献１においては、ベルト式無段変速機を備える自動変速機において、内燃機関の出力軸と同軸であり、前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリが配置される第１軸と、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリが配置される第２軸と、カウンタシャフトが配置される第３軸と、デフ機構が配置される第４軸と、油圧制御装置が前記自動変速機のケースの側面側に設けられている。

特開２０１５−１３５１５５号公報

ところで、前記ベルト式無段変速機の前記セカンダリプーリと第２軸との間に油圧クラッチを配置し、前記油圧クラッチを断接することによって低速においてはギヤ走行を行い、所定の車速以上において前記ベルト式無段変速機による走行を選択することによって、前記ベルト式無段変速機の特徴を活かすとともにその小型化を図ることができる。一方、前記セカンダリプーリと第２軸との間に前記油圧クラッチを配置する場合、前記油圧制御装置から前記油圧クラッチへの油路が、前記第１軸から前記第４軸の各軸周りの部材を迂回するために長くなることでコストと重量との増加生じていた。また、ケースの剛性の確保を目的としてケースの壁面にリブを形成することが行われているが、その内側を油路とするリブ形状の油路を用いた際に、油路の設置場所がリブとして不適切な場合はケースの剛性の確保が不十分となり、強度およびＮＶ（ノイズバイブレーション）特性すなわち騒音振動特性の悪化を招く虞が生じている。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、前記セカンダリプーリと第２軸との間に油圧クラッチを配置する場合においても、比較的短い油路を形成するとともに、さらに従来のリブを置き換えて油路がリブの機能も果たすことによって重量の増加とケースの剛性の低下を抑制することができる前記自動変速機を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）ベルト式無段変速機を収納するケースと、前記ケースの側面側に設けられた油圧制御装置と、内燃機関の出力軸と同軸であり前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリが配置された第１軸と、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリを断接する油圧クラッチが配置された第２軸と、前記第２軸に隣接するとともに前記第２軸に対して前記油圧制御装置とは反対方向に配置された第３軸と、前記第２軸より下方に位置するとともにデフ機構が配置された第４軸と、を備える車両用自動変速機であって、（ｂ）前記油圧制御装置から前記油圧クラッチへ作動油を供給する油路が前記ケースに形成されるとともに、前記油圧制御装置から前記第２軸と前記第４軸との間を通過し、さらに前記第３軸の前記第１軸とは反対側を通過した位置から前記第２軸の軸端を経て前記油圧クラッチに接続する位置に設けられていることを特徴とする。

このようにすれば、前記第２軸と前記第４軸との間を通過することによって前記油圧制御装置からケースの中央を通過して反対側のケースに直線に近い短い油路が形成できるとともに、強度とＮＶ特性とが必要とされるため通常リブが形成されている、デフ機構の上部および３軸の近傍のケース面に油路を兼ねたリブを通常のリブに置き換えて形成することができる。これによって、前記ケースの重量およびコストの増加と、強度およびＮＶ特性の低下とを抑制することが可能となる。

本発明が適用される車両の概略構成を説明する図である。 図１のケースの一部を構成するハウジングの一例であり、油路の配置を説明する図である。 図１のケースの一部を構成しハウジングに隣接する第１ケースの一例であり、油路の配置を説明する図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用される車両１０に含まれる駆動装置の骨子図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源として機能する内燃機関１２（以降、内燃機関をエンジンとする）と、エンジン１２に連結された流体式伝動装置としてのトルクコンバータ２０と、駆動輪１４と、トルクコンバータ２０と駆動輪１４との間に設けられた車両用自動変速機１６と、車両用自動変速機１６とトルクコンバータ２０等へ供給される油圧を制御する油圧制御回路７０（以降、油圧制御回路をバルブボディ７０とする）と、図示されていない油路を経由してバルブボディ７０等へ油圧を供給する機械式油圧ポンプ１８とを備えている。車両用自動変速機１６は、トルクコンバータ２０の出力回転部材であるタービン軸と一体的に設けられた第１軸２２（以下、入力軸２２とする）、入力軸２２に連結されたベルト式無段変速機２４(以下、無段変速機２４とする)、入力軸２２に連結された前後進切換装置２６、前後進切換装置２６を介して入力軸２２に連結されて無段変速機２４と並列に設けられたギヤ機構２８、無段変速機２４及びギヤ機構２８の共通の出力回転部材である第２軸３０（以下、出力軸３０とする）、第３軸３１（以下、カウンタ軸３１とする）、出力軸３０及びカウンタ軸３１に各々相対回転不能に設けられて互いに噛み合う一対のギヤであるリダクションギヤ３２およびカウンタードリブンギヤ３３から成る減速歯車装置３４、出力軸３０に相対回転不能に設けられて駆動輪１４をロックするパーキングギヤ３５、カウンタ軸３１に相対回転不能に設けられたカウンタードライブギヤ３６に作動的に連結されたデフ機構３８（以下、差動歯車装置３８とする）、差動歯車装置３８に作動的に連結された１対の車軸３９である第４軸３９、およびケース４０等を、備えている。

また、車両用自動変速機１６は、エンジン１２側から順番に配置されたハウジング４０ａ、第１ケース４０ｂおよび第２ケース４０ｃから構成されるトランスアクスルケースとも呼ばれるケース４０によってその全体が覆われている。ハウジング４０ａは、エンジン１２側の開口部においてエンジン１２を覆う他のケース部材と接続するための第１合わせ面Ｐ１を持っている。ハウジング４０ａと第１ケース４０ｂとは第２合わせ面Ｐ２において連結されており、また第１ケース４０ｂと第２ケース４０ｃとは第３合わせ面Ｐ３で連結されている。ハウジング４０ａは、図１においてエンジン１２側から見て、トルクコンバータ２０および油圧ポンプ１８と全後進切換装置２６とを隔てるケース壁部９２と、出力軸３０、カウンタ軸３１、車軸３９を覆うケース壁９０を持っている。また、第１ケース４０ｂは、図１においてエンジン１２側から見て、入力軸２２周りのケース壁部９６と、出力軸３０、カウンタ軸３１周りのケース側壁１０４、１０６と、差動歯車装置３８を覆うケース壁部１００とを持っている。

このように構成された車両用自動変速機１６において、エンジン１２の動力は、トルクコンバータ２０を介して、無段変速機２４(或いは前後進切換装置２６及びギヤ機構２８)、減速歯車装置３４、差動歯車装置３８、及び車軸３９等を順次介して１対の駆動輪１４へ伝達される。

車両用自動変速機１６は、トルクコンバータ２０からの動力を入力軸２２から無段変速機２４を介して出力軸３０へ伝達する第１動力伝達経路と、エンジン１２の動力を入力軸２２からギヤ機構２８を介して出力軸３０へ伝達する第２動力伝達経路と、を並列に備え、車両１０の走行状態に応じてその第１動力伝達経路とその第２動力伝達経路とが切り換えられるように構成されている。車両用自動変速機１６は、上記第１動力伝達経路と上記第２動力伝達経路とを選択的に切り換えるクラッチ機構として、上記第１動力伝達経路における動力伝達を断続する第１クラッチ機構としてのＣＶＴ走行用クラッチＣ２と、上記第２動力伝達経路における動力伝達を断続する第２クラッチ機構としての前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１とを備えている。ＣＶＴ走行用クラッチＣ２、前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１は、断接装置に相当するものであり、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる公知の油圧式摩擦係合装置である。又、前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１は、後述の前後進切換装置２６を構成する要素の１つである。

前後進切換装置２６は、入力軸２２に対して同軸心に設けられたダブルピニオン型の遊星歯車装置２６ｐと前進用クラッチＣ１と後進用ブレーキＢ１とを備えている。遊星歯車装置２６ｐのキャリヤ２６ｃは入力軸２２に一体的に連結され、遊星歯車装置２６ｐのリングギヤ２６ｒは後進用ブレーキＢ１を介して非回転部材としての第１ケース４１に選択的に連結され、遊星歯車装置２６ｐのサンギヤ２６ｓは入力軸２２回りにその入力軸２２に対して同軸心に相対回転可能に設けられた小径ギヤ４４に連結されている。又、キャリヤ２６ｃとサンギヤ２６ｓとは、前進用クラッチＣ１を介して選択的に相互に連結される。このように構成された前後進切換装置２６では、前進用クラッチＣ１が係合されると共に後進用ブレーキＢ１が解放されると、入力軸２２が小径ギヤ４４に直結され、前記第２動力伝達経路において前進時動力伝達経路が成立(達成)させられる。又、後進用ブレーキＢ１が係合されると共に前進用クラッチＣ１が解放されると、小径ギヤ４４は入力軸２２に対して逆方向へ回転させられ、前記第２動力伝達経路において後進時動力伝達経路が成立させられる。又、前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１が共に解放されると、前記第２動力伝達経路は動力伝達遮断状態とされる。

ギヤ機構２８は、サンギヤ２６ｓに連結された小径ギヤ４４と、ギヤ機構カウンタ軸４５に固設されてその小径ギヤ４４と噛み合う大径ギヤ４６とを備えている。ギヤ機構２８は、１つギヤ段(ギヤ比)が形成される減速機構である。ギヤ機構カウンタ軸４５回りには、アイドラギヤ４８がギヤ機構カウンタ軸４５に対して同軸心に相対回転可能に設けられている。ギヤ機構カウンタ軸４５回りには、更に、ギヤ機構カウンタ軸４５とアイドラギヤ４８との間に、これらの間を選択的に断接する噛合式クラッチ（ドグクラッチ）Ｄ１が設けられている。従って、噛合式クラッチＤ１は、車両用同期噛合装置に対応し、本実施例では、車両用自動変速機１６に備えられた、上記第２動力伝達経路における動力伝達を断続する第３クラッチ機構として機能する。噛合式クラッチＤ１は、ギヤ機構カウンタ軸４５に相対回転不能に設けられたハブ５０と、アイドラギヤ４８に固設されたギヤピース５２と、これらハブ５０及びギヤピース５２と噛合可能な内周歯が形成されたスリーブ５４とを含んで構成されている。このように構成された噛合式クラッチＤ１では、スリーブ５４がギヤピース５２側へ所定のストロークで移動させられることによりこれらハブ５０及びギヤピース５２を連結することで、ギヤ機構カウンタ軸４５とアイドラギヤ４８とが接続される。アイドラギヤ４８は、そのアイドラギヤ４８よりも大径の出力ギヤ５６と噛み合っている。出力ギヤ５６は、出力軸３０と同じ回転軸心回りにその出力軸３０に対して相対回転不能に設けられている。前進用クラッチＣ１及び後進用ブレーキＢ１の一方が係合され且つ噛合式クラッチＤ１が係合されると、エンジン１２の動力が入力軸２２から前後進切換装置２６、ギヤ機構２８、アイドラギヤ４８、及び出力ギヤ５６を順次経由して出力軸３０に伝達される、第２動力伝達経路が成立(接続)させられる。

無段変速機２４は、入力軸２２と出力軸３０との間の動力伝達経路上に設けられている。無段変速機２４は、入力軸２２に設けられた有効径が可変のプライマリプーリ５８と、出力軸３０と同軸心の回転軸６０に設けられた有効径が可変のセカンダリプーリ６２と、その一対の可変プーリ５８，６２の間に巻き掛けられた伝動ベルト６４とを備え、一対の可変プーリ５８，６２と伝動ベルト６４との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。無段変速機２４では、一対の可変プーリ５８，６２のＶ溝幅が変化して伝動ベルト６４の掛かり径(有効径)が変更されることで、変速比(ギヤ比)γ(＝入力軸回転速度Ｎi／出力軸回転速度Ｎo)が連続的に変化させられる。油圧式摩擦係合装置であるＣＶＴ走行用クラッチＣ２は、セカンダリプーリ６２と出力軸３０との間に設けられており、セカンダリプーリ６２と出力軸３０との間を選択的に断接する油圧式摩擦係合装置である。このＣＶＴ走行用クラッチＣ２が係合されると、エンジン１２の動力が入力軸２２から無段変速機２４を経由して出力軸３０に伝達される、第１動力伝達経路が成立(接続)させられる。

油圧クラッチである前進用クラッチＣ１、後進用ブレーキＢ１、噛合式クラッチＤ１およびＣＶＴ走行用クラッチＣ２の係合、解放が切換えられ、無段変速機２４の一対の可変プーリ５８、６２の掛かり径が変化させられることにより、車両１０の走行状態に応じて第２動力伝達経路が成立させられてのギヤ走行におけるギヤ比γ１と、第１動力伝達経路が成立させられてのＣＶＴ走行におけるギヤ比γ１よりも小さいギヤ比γ２から最小ギヤ比γminまでの間の無段階に変化させられるギヤ比とが選択される。

図２は、ケース４０の一部を構成するハウジング４０ａをエンジン１２側から見た図である。ハウジング４０ａは、図２におけるハウジング４０ａの奥側に位置する第２合わせ面Ｐ２において、第１ケース４０ｂとボルトにより締結されている。手前右側の第１合わせ面Ｐ１は、エンジン１２を覆う図示されていない他のケース部材と連結するための合わせ面であり、第１合わせ面Ｐ１とハウジング壁部９０とで囲われる領域には、油圧ポンプ１８とトルクコンバータ２０とが収納されている。

ハウジング４０ａは、ハウジング壁部９０およびハウジング壁部９２から成る２つの段差を持つ壁部を有し、ハウジング壁部９２には入力軸２２すなわち第１軸２２が通過する開口部８８が設けられている。またハウジング壁部９０は、エンジン１２側から見て、出力軸３０すなわち第２軸３０とカウンタ軸３１すなわち第３軸３１とを覆っており、第２軸開口部８２と第３軸開口部８４との位置が参考のため破線で示されている。ハウジング壁部９０にはさらに車軸３９すなわち第４軸３９およびその支持部品が設置される第４軸開口部８６が設けられている。図２において一例として示されている各軸の開口部の配置は、図１に示されている入力軸２２、出力軸３０、カウンタ軸３１、車軸３９の位置とは異なって見えるが、図１は自動変速機１６の内部を説明するために各軸の中心を結ぶ断面を平面に展開して示した図であり、図２における各軸の配置の一例の方が図１に比較してより実際に近い配置を示している。

ハウジング壁部９０には、出力軸３０すなわち第２軸３０の軸端を経由して第２クラッチＣ２に作動油を供給する第１油路ＯＰ１が設けられている。第１油路ＯＰ１は、図２において図１と同様に鎖線で示されており、ケース４０の剛性を確保するために形成される補強用のリブを兼ねた油路となっている。本実施例においては、図２におけるハウジング壁部９０の手前側にリブが形成されているが、第１油路ＯＰ１は特にハウジング壁部９０の手前のリブではなく、例えばハウジング壁部９０の奥側にリブの内部を油路に用いたリブを形成しても良く、またリブが不要な場合にはハウジング壁部９０の内部にリブを持たない第１油路ＯＰ１を形成しても良い。第１油路ＯＰ１には、第１ケース４０ｂの側面側、すなわち第１ケース４０ｂの車両前方側の側面に間接的に設けられたバルブボディ７０から供給される作動油をハウジング４０aへ供給する第２油路ＯＰ２に油密に接続するための接続口７４がさらに設けられている。

図３は、ケース４０の一部を構成する第１ケース４０ｂをエンジン１２側すなわちハウジング４０ａ側から見た図である。第１ケース４０ｂの右側に隣接してバルブボディ７０が設置されており、油圧制御回路として機能するバルブボディ７０と第１ケース４０ｂの油路である第２油路ＯＰ２とは接続口７８によって油密に接続されている。またバルブボディ７０は、図示されていない油路を経由してケース４０内に収納されている自動変速機１６およびトルクコンバータ２０等にも作動油を供給している。第１ケース４０ｂは、手前側に位置する第２合わせ面Ｐ２においてハウジング４０ａとボルトにより締結されている。

第１ケース４０ｂは、図３の手前側にケース壁部９６、ケース壁部９８およびケース壁部１００から成る壁部を有し、ケース壁部９６とケース壁部９８とは
ケース壁部１００よりやや奥側に設置されている。ケース壁部９８には、出力軸３０およびその支持部品が設置される第２軸開口部８２と、カウンタ軸３１およびその支持部品が設置される第３軸開口部８４とが設けられている。またケース壁部９６には、入力軸２２およびその支持部品が設置される開口部８０を有するフロントサポート７２が設置されている。フロントサポート７２は、入力軸２２すなわち第１軸２２を保持する機能を持っている。それとともにフロントサポート７２の内部にはバルブボディ７０と油密に接続されている接続口７８からＣＶＴ走行用クラッチＣ２に作動油を供給するための第２油路ＯＰ２が形成され、ケース壁部９６の内部に形成されている第２油路ＯＰ２と油密に接続されている。このほか、フロントサポート７２の内部には、ケース壁部９６の奥側に位置する前後進切換装置２６等に作動油を供給する油路が形成されても良い。ケース壁部１００には、車軸３９およびその支持部品が設置される第４開口部８６が形成され、ケース壁部１００の一部である第４開口部８６の周辺が図３の奥側にへこみ、デフすなわち差動歯車装置３８を収納する空間の一部が形成されている。ケース壁部９６およびケース壁部９８は、図３の奥側に位置する第３合わせ面Ｐ３において第２ケース４０ｃとボルトにより締結され、図３の手前側の第２合わせ面Ｐ２との間にこれら２つの合わせ面に対して略垂直の側壁を持っている。側壁は一体の部材ではあるが、便宜的にケース壁部９６とケース壁部１００との境界となる部分をケース側壁１０２とし、ケース壁部９８とケース壁部１００との境界となる部分をケース側壁１０４とし、その他の部分をケース側壁１０６とする。なお、図３の奥側に位置する第２ケース４０ｃは、その手前側に無段変速機２４のプライマリプーリ５８およびセカンダリプーリ６２を収納する空間の一部を形成している。また、ケース壁部１００は、図３の手前側の第２合わせ面Ｐ２から奥側に第４軸開口部８６の周辺に向かってアーチ状にへこみ、第４開口部８６は第３合わせ面Ｐ３の手前に位置している。したがって、ケース壁部１００と
ケース側壁１０２およびケース側壁１０４との間には空間があり、ケース壁部１０２、ケース壁部１０４およびケース壁部１０６には剛性を高めるためのリブが形成されている。

ケース壁部９６およびフロントサポート７２の内部には第１油路ＯＰ１に作動油を送る第２油路ＯＰ２が形成され、バルブボディ７０とは接続口７８によって油密に接続されている。ケース壁面９６およびフロントサポート７２に形成される第２油路ＯＰ２は、ケース壁面９６およびフロントサポート７２の剛性を高めるためにリブを形成しその内部を第２油路ＯＰ２としても良いし、或いは、リブを形成しないでケース壁部９６およびフローとサポート７２の内部に第２油路ＯＰ２を形成するものとしても良い。さらに第２油路ＯＰ２は、ケース側壁１０４とケース側壁１０６とに形成されているリブの内部に形成され、接続口７６に接続されている。

第２油路ＯＰ２が形成されているケース側壁１０４は、車軸３９が収納される空間とカウンタ軸３１とを分ける側壁面となっており、車軸３９およびカウンタ軸３１から軸方向に対して垂直の力であるラジアル力および軸方向の力であるスラスト力を強く受ける部分であり、ケース４０の変形に起因するＮＶ特性すなわち騒音振動特性を改善するためにリブを形成するによってケース４０の剛性が高められている。同じく剛性を高める必要があるカウンタ軸３９の周辺には、カウンタ軸３９を囲むようにケース側壁１０６にリブを兼ねた第２油路ＯＰ２が形成され、ハウジング４０ａと接続する第２油路ＯＰ２の接続口７６に接続されている。なお第２油路ＯＰ２は、図１と図３とにおいて概略の位置を明瞭にするため実際とは多少ずれた位置に鎖線で示されている。

無段変速機２４のセカンダリプーリ６２と出力軸３０との間にＣＶＴ走行用クラッチＣ２を配置し、低速においてはギヤ走行を行い、所定の車速以上においては無段変速機２４による走行を行う場合、ＣＶＴ走行用クラッチＣ２への油路が入力軸２２、出力軸３０、カウンタ軸３１、車軸３９等の軸周辺の部材を迂回するために長くなることでコストと重量とが増加するとともに、油路をケース４０のリブとして用いた場合、油路の位置によってはケースの剛性の確保が不十分になる虞があった。上述のように、本実施例の自動変速機１６においては、第２油路ＯＰ２を出力軸３０とカウンタ軸３１との間を通過し、さらにカウンタ軸３１を通過した位置から入力軸２２とは反対側の壁部に第２油路を形成し、ハウジング４０ａにおいてハウジング壁部９０に形成した第１油路ＯＰ１を出力軸３０の軸端までに形成することによってＣＶＴ走行用クラッチＣ２へ作動油が供給されている。従って、第２油路ＯＰ２がバルブボディ７０からバルブボディ７０と反対側のケース４０の側面までほぼ直線に近い短い距離で形成されることによって、全油路長さを短縮することが可能となり、ケースの重量とコストの増加とを抑制できる。また、スラスト力とラジアル力との発生が大きいことによってケース４０の他の部分と比較してより高い剛性が必要とされる車軸３９およびカウンタ軸３１の周辺、すなわち車軸３９とカウンタ軸３１との間にあるケース側壁１０４を経由し、さらにカウンタ軸３１近くのケース側壁１０６を経由し出力軸３０に近づく場所に油路を兼ねたリブを設置することによって、ケースの剛性を確保し騒音振動特性を改善することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

また、前述の実施例では、車両１０にはトルクコンバータ２０が用いられていたが、トルクコンバータ２０に替えて、トルク増幅作用のない流体継手（フルードカップリング）などが用いられても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：エンジン（内燃機関）
１６：自動変速機
２２：入力軸（第１軸）
２４：無段変速機（ベルト式無段変速機）
３０：出力軸（第２軸）
３１：カウンタ軸（第３軸）
３８：差動歯車装置（デフ機構）
３９：車軸（第４軸）
４０：ケース
５８：プライマリプーリ
６２：セカンダリプーリ
７０：バルブボディ（油圧制御装置）
Ｃ２：ＣＶＴ走行用クラッチ（油圧クラッチ）
ＯＰ１、２：第１油路、第２油路（油路）

Claims (1)

1. ベルト式無段変速機を収納するケースと、前記ケースの側面側に設けられた油圧制御装置と、内燃機関の出力軸と同軸であり前記ベルト式無段変速機のプライマリプーリが配置された第１軸と、前記ベルト式無段変速機のセカンダリプーリを断接する油圧クラッチが配置された第２軸と、前記第２軸に隣接するとともに前記第２軸に対して前記油圧制御装置とは反対方向に配置された第３軸と、前記第２軸より下方に位置するとともにデフ機構が配置された第４軸と、を備える車両用自動変速機であって、
   前記油圧制御装置から前記油圧クラッチへ作動油を供給する油路が前記ケースに形成されるとともに、前記油圧制御装置から前記第２軸と前記第４軸との間を通過し、さらに前記第３軸の前記第１軸とは反対側を通過した位置から前記第２軸の軸端を経て前記油圧クラッチに接続する位置に設けられている
   ことを特徴とする車両用自動変速機。

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