JP7152856B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機に関する。

従来、下記特許文献１に開示されているように、変速機ケース内に設けられたオイルパンからオイルポンプにより吸引したオイルを作動要素に対して供給しつつ、循環可能とされた自動変速機が提供されている。下記特許文献１の自動変速機等においては、オイルポンプにより吸引されたオイルを、出力軸の軸心に設けられた軸心孔を経由して遊星歯車機構をなすギアやクラッチ等の作動要素に対してオイルを供給できる構成とされている。

特開２００７－３２６２４号公報

しかしながら、上記特許文献１等の自動変速機のように、出力軸に設けられた軸心孔を介してオイルを供給可能な構成とした場合、様々な設計上の制約等が生じるという問題がある。具体的には、上記特許文献１の自動変速機等においては、出力軸に設けられた軸心孔を介して供給されたオイルの漏れを防止するために、シーリング等の部材が必要になるという問題がある。また、出力軸を介して供給されるオイルを、当初予定されていた箇所とは違う場所にも供給するように設計変更しようとすると、追加する供給箇所へのオイルの供給だけでなく、当初予定されていた箇所へのオイルの供給も含めてオイルの供給量等の調整が必要になり、大幅な設計変更が強いられるという問題がある。

そこで本発明は、出力軸等の軸体の軸心に設けられた軸心孔を介してオイルを供給可能でありつつ、設計の自由度が高く、潤滑の必要がある潤滑対象に対してオイルを適切に供給可能な自動変速機の提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明の自動変速機は、オイルポンプにより吸引したオイルを変速機ケース内に設けられたオイルパンから作動要素に対して供給しつつ循環させるオイル循環系統を備えたものであって、前記オイル循環系統が、軸体の軸心に設けられた軸心孔を経由して前記自動変速機の所定の作動要素に対してオイルを供給する第一循環系統と、前記オイルポンプにより吸引されるオイルのうち、前記第一循環系統を迂回してオイルパンに戻るオイルが流れる第二循環系統と、前記第二循環系統の途中において分岐された分岐流路とを有し、前記分岐流路を介して、オイルによる潤滑が必要な潤滑対象に向けてオイルを供給可能であることを特徴とするものである。

本発明の自動変速機は、出力軸等の軸体の軸心に設けられた軸心孔を経由し自動変速機の所定の作動要素に対してオイルを供給するために設けられた第一循環系統とは別に設けられた第二循環系統を利用し、第二循環系統から分岐された分岐流路を介してオイルを潤滑対象に向けて供給可能としている。このように、本発明の自動変速機は、第二循環系統をなす軸体等に手を加える等することなく、第二循環系統を介して潤滑対象に対してオイルを供給できる。

上述した本発明の自動変速機は、前記第一循環系統によるオイルの供給対象として、クラッチが含まれているものである場合に好適である。

また、上述した本発明の自動変速機は、前記分岐流路が、変速機ケースに形成されているものであることが望ましい。

かかる構成によれば、分岐流路を構成する部材を別途設ける必要がなく、装置構成の簡略化に資することができる。

上述した本発明の自動変速機は、前記潤滑対象が、遊星歯車機構である場合に好適である。

かかる構成によれば、第二循環系統を介して遊星歯車機構に対してオイルを適切に供給し、潤滑することができる。

上述した本発明の自動変速機は、前記第二循環系統の途中にオイルの温度調整を行う温度調整部が設けられているものであることが好ましい。

かかる構成によれば、いわゆるオイルウォーマーやオイルクーラー等の温度調整部において温度条件が最適化された状態のオイルを潤滑対象に向けて供給し、潤滑に利用することができる。

上述した本発明の自動変速機は、前記第二循環系統を介して前記潤滑対象に向けて供給されたオイルを受容する受容部が設けられたものであることが望ましい。

かかる構成によれば、循環系統を介して供給されたオイルを受容部において受容しつつ、潤滑対象に供給することができる。これにより、潤滑対象をより一層適確に潤滑することができる。

本発明によれば、本発明は、出力軸等の軸体に設けられた軸心孔を介してオイルを供給可能でありつつ、設計の自由度が高く、潤滑の必要がある潤滑対象に対してオイルを適切に供給可能な自動変速機を提供できる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機の断面図である。 図１の自動変速機におけるオイル循環系統の説明図である。 図１の自動変速機を構成する第一遊星歯車機構の作動図である。

以下、本発明の一実施形態に係る自動変速機１０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下、先ず自動変速機１０の構成について簡単に説明した後、自動変速機１０い特有の構成であるオイル循環系統３０について詳細に説明する。

≪自動変速機１０の構成について≫
自動変速機１０は、いわゆるＦＲ式自動変速機である。図１に示すように、自動変速機１０は、トルクコンバータ１２や、トルクコンバータ１２を介してエンジンに連結された入力軸１４、クラッチＣ、ブレーキＢ、第一遊星歯車機構１６、第二遊星歯車機構１８、第一出力軸２０、第二出力軸２２等を、変速機ケース２４の内部に備えている。また、第一遊星歯車機構１６や第二遊星歯車機構１８に対して下方側には、バルブボディ２６やオイルパン２８等が設けられている。

第一遊星歯車機構１６は、エンジンからトルクコンバーター１２を経由して入力軸１４まで伝達された動力を、クラッチＣ１～Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ等の変速制御要素を介して入力可能とされている。第一遊星歯車機構１６は、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａ、リヤプラネタリーサンギヤ１６ｂ、プラネタリーショートピニオン１６ｃ、プラネタリーロングピニオン１６ｄ、プラネタリーキャリア１６ｅ、及びプラネタリーリングギヤ１６ｆ等で構成されている。

第一遊星歯車機構１６は、入力経路として３つの動力伝達経路を有する。具体的には、第一遊星歯車機構１６は、入力経路として入力軸１４からクラッチＣ１を経由し、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａへ伝わる第一の経路を有する。また、第一遊星歯車機構１６は、クラッチＣ２を経由してリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂへと伝わる第二の経路、及びクラッチＣ３を経由して第一出力軸２０及びプラネタリーキャリア１６ｅに伝わる第三の経路を有する。また、第一遊星歯車機構１６は、出力経路として、プラネタリーリングギヤ１６ｆから出力される経路を有する。

また、クラッチＣ１～Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ等の変速制御要素は、各変速段に応じて図３に示すように作動する（図中において丸印は、変速制御要素の作動状態にあることを示す。）。以下、各変速段において図３に示したように変速制御要素が作動すると、以下に詳述するように第一遊星歯車機構１６が動作する。

変速段が１速であって、シフトレバーがＤレンジあるいは２レンジである場合（エンジンブレーキなし）においては、クラッチＣ２とワンウェイクラッチＦとが作用して、所定の変速比で正方向（例えば右方向）への回転力を出力できる。具体的には、この状態においては、クラッチＣ２が作用しているため、入力軸１４の回転力がリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂに直接に伝達され、プラネタリーショートピニオン１６ｃに逆方向（例えば左方向）への回転力を伝達する。一方、プラネタリーショートピニオン１６ｃに噛み合っているプラネタリ一ロングピニオン１６ｄは、正方向の回転力を受けてプラネタリーキャリア１６ｅを逆方向に回転させようとする。しかしながら、ワンウェイクラッチＦの働きにより回転が阻止されているため、プラネタリーリングギヤ１６ｆは正方向の回転力を受け、正方向への回転力を出力させる。

変速段が１速であってシフトレバーがＬレンジである場合（エンジンブレーキあり）は、上述した変速段が１速であってシフトレバーがＤレンジあるいは２レンジである場合と同様にして回転が伝達する。しかしながら、シフトレバーがＬレンジである場合には、エンジンブレーキ時にプラネタリーキャリア１６ｅの正方向への回転を阻止するための作用をブレーキＢ２が発揮する点が、上述したシフトレバーがＤレンジあるいは２レンジである場合と異なる。すなわち、変速段が１速であってシフトレバーがＤレンジあるいは２レンジで駆動している際には、プラネタリーキャリア１６ｅの逆方向の回転をワンウェイクラッチＦの作用によりロックし、プラネタリーリングギヤ１６ｆに回転力を伝達する。しかし、エンジンブレーキ時には逆の力が作用して、ワンウェイクラッチＦが作用せず、プラネタリーキャリア１６ｅは空転してしまう。そのため、変速段が１速であってシフトレバーがＬレンジである場合には、ブレーキＢ２を作用させてプラネタリーキャリア１６ｅを固定することにより、エンジンブレーキ作用を発揮可能としている。

変速段が２速である場合は、図３に示すように、クラッチＣ２とブレーキＢ１が作用し、正方向（例えば右方向）への回転力を出力する。具体的には、変速段が２段である場合には、クラッチＣ２が作用しているため、入力軸１４の回転力はリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂに直接伝達され、プラネタリーショートピニオン１６ｃに逆方向への回転力を伝達する。一方、ブレーキＢ１により、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａはロックされる。そのため、プラネタリーショートピニオン１６ｃに噛み合っているプラネタリーロングピニオン１６ｄは、正方向の回転力を受け、自転しながらフロントプラネタリーサンギヤ１６ａ上を正方向に公転し、プラネタリーリングギヤ１６ｆに正方向への回転力を伝達する。プラネタリーリングギヤ１６ｆの回転力は、正方向の回転力を出力する。

変速段が３段である場合は、クラッチＣ２とクラッチＣ３が作用し、所定の変速比で正方向への回転力を出力する。具体的には、変速段が３段である場合には、クラッチＣ２とクラッチＣ３とが作用しているため、入力軸１４とリヤプラネタリーサンギヤ１６ｂ及びプラネタリーキャリア１６ｅとが同一方向に回転する。従って、ブラネタリーショートピニオン１６ｃとプラネタリーロングピニオン１６ｄがロック状態になり、プラネタリーリングギヤ１６ｆが正方向の回転力を受け正方向への回転力を出力する。

変速段が４段である場合は、クラッチＣ３とブレーキＢ１とが作用して、所定の減速比で正方向への回転力を出力する。具体的には、変速段が４段である場合には、クラッチＣ３が作用しているため、入力軸１３の回転力が第一出力軸２０に直接伝達され、プラネタリーキャリア１６ｅに正方向への回転力を伝達する。一方、ブレーキＢ１の作用により、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａがロックされる。そのため、プラネタリーキャリア１６ｅに支持されているプラネタリーロングピニオン１６ｄは正方向の回転力を受けて自転しながら、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａ上を公転し、プラネタリーリングギヤ１６ｆを正方向に回転させる。プラネタリーリングギヤ１６ｆの回転により、正方向への回転力が出力される。

シフトレバーがＲレンジである場合は、クラッチＣ１とブレーキＢ２が作用してリバースギヤとなり、所定の変速比で逆方向への回転力が出力される。具体的には、シフトレバーがＲレンジである場合は、クラッチＣ１が作用しているため、入力軸１４の回転力は、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａに直接伝達される。その一方で、ブレーキＢ２の作用により、プラネタリーキャリア１６ｅは固定されている。そのため、フロントプラネタリーサンギヤ１６ａに伝達された正方向への回転力により、プラネタリーロングピニオン１６ｄが逆方向に自転し、プラネタリーリングギヤ１６ｆに逆方向への回転力が出力される。

第一出力軸２０には、軸線方向に延びるように形成された軸心孔２０ａが設けられている。軸心孔２０ａには、エンジン駆動式のポンプから圧送されてきたオイルが供給される。また、第一出力軸２０には、径方向に形成された孔２０ｂが複数形成されている。孔２０ｂは、軸心孔２０ａに連通している。孔２０ｂは、第一遊星歯車機構１６やクラッチＣ、ブレーキＢ等に対応する位置に設けられている。そのため、ポンプにより圧送されてきたオイルを軸心孔２０ａから孔２０ｂを介して第一遊星歯車機構１６やクラッチＣ、ブレーキＢ等に供給することができる。

第二遊星歯車機構１８は、第一遊星歯車機構１６に対して動力伝達方向の下流側に設けられた遊星歯車機構である。第二遊星歯車機構１８は、第二サンギア１８ａ、第二ピニオンギア１８ｂ、及び第二リングギア１８ｃを備えている。第二遊星歯車機構１８は、第一遊星歯車機構１６側から入力された動力を所定の減速比で減速して第二出力軸２２に出力可能とされている。

≪オイル循環系統３０について≫
以下、本実施形態の自動変速機１０に特有のオイル循環系統３０について、図面を参照しつつ詳細に説明する。オイル循環系統３０は、自動変速機１０において使用されるオイルを循環させるためのものである。すなわち、オイル循環系統３０は、エンジン駆動式のオイルポンプＰにより吸引したオイルを、変速機ケース２４内に設けられたオイルパン２８から吸い上げ、第一遊星歯車機構１６や、第二遊星歯車機構１８、クラッチＣ、ブレーキＢ等の作動要素に対して供給しつつ循環させるためのものである。

オイル循環系統３０は、第一循環系統３２、及び第二循環系統３４を備えている。図２に示すように、第一循環系統３２は、オイルパン２８からオイルポンプＰ、バルブボディ２６を通り、上述した第一出力軸２０の軸心孔２０ａ及び孔２０ｂを経由してオイルが流れる循環系統である。第一循環系統３２においては、第一出力軸２０の軸心孔２０ａに導入されたオイルが孔２０ｂを介して第一遊星歯車機構１６や、クラッチＣ、ブレーキＢ等の作動要素において各部の動作や潤滑にオイルが使用された後、オイルパン２８にオイルが戻る。

第二循環系統３４は、第一循環系統３２を迂回してオイルパン２８に戻るオイルが流れる循環系統である。図２に示すように、第二循環系統３４は、オイルパン２８からオイルポンプＰ、バルブボディ２６を通った後、変速機ケース２４の外側に設けられた温度調整部３６を経てオイルパン２８に戻る循環系統である。

ここで、温度調整部３６は、オイルの温度調整のために設けられたものである。温度調整部３６は、例えばオイルウォーマーやオイルクーラー等によって構成されている。第二循環系統３４をなす流路のうち、温度調整部３６を経てオイルパン２８に戻る戻り流路３８の少なくとも一部は、変速機ケース２４に形成されている。

第二循環系統３４は、戻り流路３８の途中において分岐された分岐流路４０を有する。分岐流路４０は、変速機ケース２４に形成されている。分岐流路４０は、オイルによる潤滑が必要な潤滑対象に向けてオイルを供給するものである。本実施形態では、第二遊星歯車機構１８が潤滑対象とされている。そのため、分岐流路４０は、第二遊星歯車機構１８に向けて延びるように形成されている。

具体的には、第二遊星歯車機構１８には、受容部１８ｄが設けられている。受容部１８ｄは、第二ピニオンギア１８ｂに対して受容部構成体１８ｅを取り付けることにより形成されている。受容部構成体１８ｅは、第二ピニオンギア１８ｂに対して固定される固定部１８ｆと、固定部１８ｆに対して所定の間隔を介して略平行に設けられた離反部１８ｇとを有する。受容部１８ｄは、固定部１８ｆ及び離反部１８ｇの間に形成された空間とされている。分岐流路４０は、端部が受容部１８ｄに臨む位置に到達するように形成されている。このような構成により、オイル循環系統３０は、第二循環系統３４を流れるオイルの一部を、分岐流路４０を介して第二遊星歯車機構１８の潤滑用としてオイルを供給することができる。

上述したように、本実施形態の自動変速機１０は、第一循環系統３２とは別に設けられた第二循環系統３４を利用し、第二循環系統３４から分岐された分岐流路４０を介してオイルを潤滑対象に向けて供給可能としている。第二循環系統３４は、バルブボディ２６において第一遊星歯車機構１６やクラッチＣ、ブレーキＢ等、各構成要素に分配されるオイルの残部であるが、これを第二遊星歯車機構１８の潤滑に有効利用できる。このように、本実施形態の自動変速機１０は、第二循環系統３４をなす第一出力軸２０等に手を加える等することなく、第二循環系統３４を介して潤滑対象に対してオイルを供給できる。

本実施形態では、第二循環系統３４を介して流れるオイルを第二遊星歯車機構１８の潤滑のために使用する例を示したが、第二遊星歯車機構１８に加えて、あるいは第二遊星歯車機構１８に代えて他の潤滑対象に対してオイルを供給するようにしても良い。

なお、上述したように、第二循環系統３４を介して循環するオイルは、第一遊星歯車機構１６やクラッチＣ、ブレーキＢ等において用いられることなく循環しているオイルである。また、オイルポンプＰは、エンジン駆動式のものであるため、エンジンの駆動状態によって第二循環系統３４を流れるオイルの流量の変動が想定される。そのため、第二循環系統３４を流れるオイルは、構成要素の潤滑用として用いられることが好ましい。一方、第一循環系統３２によるオイルの供給対象には、例えばクラッチＣのように、オイルの供給により動作するものが含まれていることが好ましい。

また、上述したように、本実施形態の自動変速機１０では、戻り流路３８や分岐流路４０が変速機ケース２４に形成されている。そのため、自動変速機１０は、戻り流路３８や分岐流路４０を構成する部材を別途設ける必要がなく、装置構成がシンプルである。なお、本実施形態では、戻り流路３８や分岐流路４０を変速機ケース２４に形成した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの一部又は全部を変速機ケース２４とは別に設けても良い。

上述したように、本実施形態の自動変速機１０は、第二循環系統３４の途中にオイルの温度調整を行う温度調整部３６が設けられたものとされている。そのため、温度調整部３６において温度条件が最適化された状態のオイルを潤滑対象である第二遊星歯車機構１８に向けて供給し、潤滑に利用することができる。

なお、本実施形態では、第二循環系統３４の途中に温度調整部３６を設けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、温度調整部３６を第二循環系統３４に設けないものとしても良い。また、本実施形態では、分岐流路４０が、第二循環系統３４において温度調整部３６よりもオイルの流れ方向下流側において分岐された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、温度調整部３６に対して上流側において分岐されたものであっても良い。

上述したように、自動変速機１０は、潤滑対象である第二遊星歯車機構１８に受容部１８ｄが設けられており、第二循環系統３４を介して供給されたオイルを受容可能な構成とされている。そのため、自動変速機１０は、第二循環系統３４を介して供給されたオイルを第二遊星歯車機構１８の潤滑のために確実に活用できる。

なお、本実施形態では、受容部１８ｄを設けた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、受容部１８ｄを設けないこととしても良い。また、受容部１８ｄの構成は、上述したものに限定されず、オイルを受容して潤滑対象に供給可能なものであれば、形状や構造、大きさ等はいかなるものであっても良い。

本発明は、上述した実施形態に示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。

本発明は、自動変速機全般において好適に利用できる。

１０ ：自動変速機
１８ ：第二遊星歯車機構
１８ｄ ：受容部
２０ ：第一出力軸
２０ａ ：軸心孔
２４ ：変速機ケース
２８ ：オイルパン
３０ ：オイル循環系統
３２ ：第一循環系統
３４ ：第二循環系統
３６ ：温度調整部
４０ ：分岐流路
Ｃ ：クラッチ
Ｐ ：オイルポンプ

Claims (1)

1. オイルポンプにより吸引したオイルを変速機ケース内に設けられたオイルパンから作動要素に対して供給しつつ循環させるオイル循環系統を備えた自動変速機であって、
   前記オイル循環系統が、
   軸体の軸心に設けられた軸心孔を経由して前記自動変速機の所定の作動要素に対してオイルを供給する第一循環系統と、
   前記オイルポンプにより吸引されるオイルのうち、前記軸心孔を含んで構成される前記第一循環系統を迂回してオイルパンに戻るオイルが流れる第二循環系統と、
   前記第二循環系統の途中において分岐された分岐流路と、
   前記第二循環系統を介してオイルによる潤滑が必要な潤滑対象に向けて供給されたオイルを受容する受容部と、
   を有し、
   前記分岐流路を介して、潤滑対象に向けてオイルを供給可能であり、
   前記受容部において受容したオイルを前記潤滑対象に対して供給可能であることを特徴とする自動変速機。

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