JPH1172196A - 回転軸の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空回転軸内部のオイル通路に回転軸外壁か
ら中空部内壁に通じるオイル孔を介してオイルを圧送す
る際、高速回転時に発生する遠心油圧を低減し、供給油
量を確保する。 【解決手段】 オイル供給通路６６のオイルギャラリ６
７からトランスミッション出力軸１５のオイル孔７３を
通ってトランスミッション出力軸１５内部のオイル通路
７２にＡＴＦが圧送される際、ＡＴＦがトランスミッシ
ョン出力軸１５の外周に形成された環状溝７４を介して
オイル孔７３に流入するため、オイル孔７３の口元での
遠心油圧が低下し、高速回転時にも供給油圧の低下を招
くことがなく、供給油量を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空軸の内部をオ
イル通路として各部にオイルを供給する回転軸の潤滑装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トランスミッションを初めとする
動力伝達装置では、軽量化のために回転軸を中空構造と
して内部にオイル通路を設け、このオイル通路から各要
素部品、すなわち、湿式クラッチ、ギヤユニット、ニー
ドルベアリング、ブッシュベアリング等へオイルを供給
する形式のものが多く、この中空回転軸内部のオイル通
路へのオイル供給は、例えば、特開平７−１８０７６３
号公報に開示されているように、回転軸の外壁から内壁
に連通するオイル孔を介して行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中空回
転軸内部にオイル通路を設け、このオイル通路に回転軸
外壁から中空部内壁に通じるオイル孔を介してオイルを
圧送する形式のものでは、回転軸の回転に伴って回転軸
内部のオイルに遠心力が作用し、遠心油圧が発生する。

【０００４】この遠心油圧は、供給油圧に対する抵抗と
なって作用し、回転軸内へ圧送できるオイル量を減らす
方向に働くため、各要素部品への供給油量を増加させな
ければならない高速回転時には特に問題となり、供給油
圧を高くするために新たな加圧手段が必要となる等、コ
スト上昇を招くばかりでなく、装置の大型化や重量増を
招く。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、中空回転軸内部のオイル通路に回転軸外壁から中空
部内壁に通じるオイル孔を介してオイルを圧送する際、
高速回転時に発生する遠心油圧を低減し、供給油量を確
保することのできる回転軸の潤滑装置を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
中空に形成した回転軸の中空部を、各部にオイルを供給
するためのオイル通路とし、このオイル通路に上記回転
軸の外壁と上記中空部の内壁とを連通するオイル孔を介
してオイルを圧送する回転軸の潤滑装置において、上記
回転軸外周に環状溝を形成し、この環状溝の底部に上記
オイル孔を開口したことを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記環状溝の底部の径を、上記回転軸の強
度を確保可能な最小径以上とすることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、上記環状溝の溝幅を上記オ
イル孔の直径以上の幅とし、上記オイル孔を上記環状溝
内に設けることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、上記オイル孔の口元周長と上記環状溝の溝
深さとを掛け合わせた有効開口面積、或いは、上記オイ
ル孔の口元周長と、上記回転軸の環状溝の溝深さ及び該
環状溝に対向して軸支部内周に形成した環状溝の溝深さ
の加算値とを掛け合わせた有効開口面積を、上記オイル
孔の通路面積以上とすることを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１，２，
３，４のいずれか一に記載の発明において、上記環状溝
と上記回転軸を支持する軸支部内面とで形成される通路
の面積を、上記オイル孔の通路面積以上とすることを特
徴とする。

【００１１】すなわち、本発明による回転軸の潤滑装置
では、請求項１に記載したように、中空の回転軸外周に
環状溝を形成し、この環状溝の底部に回転軸の外壁と中
空部の内壁とを連通するオイル孔を開口させ、このオイ
ル孔を介して回転軸中空部のオイル通路にオイルを圧送
することで、高速回転時の遠心油圧を低減し、この遠心
油圧による実質的な供給油圧の低下を防止して供給油量
を確保することができる。

【００１２】この際、請求項２に記載したように、環状
溝の底部の径を回転軸の強度を確保可能な最小径以上と
することで、効果的に遠心油圧の発生を低減することが
できる。

【００１３】また、請求項３に記載したように、環状溝
の溝幅をオイル孔の直径以上の幅としてオイル孔を環状
溝内に設けることで、オイル孔による絞りを緩和するこ
とが望ましく、この場合、請求項４に記載したように、
オイル孔の口元周長と環状溝の溝深さとを掛け合わせた
有効開口面積、或いは、上記オイル孔の口元周長と、上
記回転軸の環状溝の溝深さ及び該環状溝に対向して軸支
部内周に形成した環状溝の溝深さの加算値とを掛け合わ
せた有効開口面積を、オイル孔の通路面積以上とするこ
とが望ましい。

【００１４】さらに、請求項５に記載したように、環状
溝と回転軸を支持する軸支部内面とで形成される通路の
面積をオイル孔の通路面積以上とし、環状溝の通路抵抗
の影響を排除することが望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の一形
態に係わり、図１は潤滑油通路周辺の要部断面図、図２
は自動変速機の概略構成図、図３は遠心油圧及び供給油
圧の作用を示す説明図、図４は遠心油圧と軸回転数との
関係を示す説明図である。

【００１６】本発明による回転軸の潤滑装置は、例えば
自動車に搭載される自動変速機等に適用され、本形態で
は、図２に示す自動変速機を例にとって説明する。この
自動変速機は、トルクコンバータケース１及びディファ
レンシャルケース２の後部に、トランスミッションケー
ス３が接合され、このトランスミッションケース３の後
部にエクステンションケース４が接合されている。ま
た、上記トランスミッションケース３の下部には、自動
変速機油（ＡＴＦ）を貯留するオイルパン５が取付けら
れている。

【００１７】上記トルクコンバータケース１の内部に
は、ロックアップクラッチ１２を備えたトルクコンバー
タ１３が配設されており、エンジン１０のクランク軸１
１に連結されている。また、上記トランスミッションケ
ース３の内部には、自動変速機構３０が配設され、この
自動変速機構３０に上記トルクコンバータ１３の入力軸
１４が連結されている。上記トルクコンバータ１３の入
力軸１４と、本発明に係わる回転軸の一例としての、上
記自動変速機構３０の出力軸（トランスミッション出力
軸）１５とは同軸上に配設され、このトランスミッショ
ン出力軸１５が上記エクステンションケース４内部のセ
ンターディファレンシャル装置５０に連結されている。

【００１８】上記自動変速機構３０は、２組のフロント
プラネタリギヤ３１，リヤプラネタリギヤ３２によって
前進４段、後進１段の変速段を得る構成であり、ハイク
ラッチ３３，リバースクラッチ３４，ブレーキバンド３
５，フォワードクラッチ３６，オーバランニングクラッ
チ３７，ローアンドリバースクラッチ３８，ワンウエイ
クラッチ３９，４０が並列的に配設され、これらを選択
的に係合することで前進４段、後進１段の変速段を得る
ようになっている。

【００１９】また、上記トランスミッションケース３内
部において、上記トルクコンバータ１３の入力軸１４及
び上記トランスミッション出力軸１５に対し、フロント
ドライブ軸１６が平行配置されており、このフロントド
ライブ軸１６の前端が上記ディファレンシャルケース２
内部のフロントディファレンシャル装置１９に連結され
て前輪に駆動力を伝達するとともに、上記フロントドラ
イブ軸１６の後端が一対のリダクションギヤ１７，１８
を介して上記センターディファレンシャル装置５０に連
結されている。

【００２０】上記センターディファレンシャル装置５０
は、トランスミッション出力軸１５に形成される第１の
サンギヤ５１と、上記センターディファレンシャル装置
５０後部のリヤドライブ軸２０に形成される第２のサン
ギヤ５３とを有する複合プラネタリギヤ式のディファレ
ンシャル装置であり、上記センターディファレンシャル
装置５０からトランスファクラッチ６０を介してリヤド
ライブ軸２０へ出力し、このリヤドライブ軸２０からプ
ロペラ軸２１、リヤディファレンシャル装置２２等を介
して後輪に駆動力を伝達する。

【００２１】上記第１のサンギヤ５１と上記第２のサン
ギヤ５３との間には、キャリア５６に回動自在に軸支さ
れた複数のピニオンによる歯車列が介装され、この歯車
列前方の小径の第１のピニオン５２が上記第１のサンギ
ヤ５１に噛合され、歯車列後方の大径の第２のピニオン
５４が上記第２のサンギヤ５３に噛合されている。

【００２２】上記キャリヤ５６には、前方から上記トラ
ンスミッション出力軸１５が回転自在に挿入される一
方、後方からは上記リヤドライブ軸２０が回転自在に挿
入され、前端に上記リダクションギヤ１７が連結され
て、このキャリヤ５６から前輪への出力を行うように構
成されている。

【００２３】一方、上記自動変速機構３０の前方には、
上記オイルパン５に貯留されたＡＴＦを各部に圧送する
ためのオイルポンプ４１が設けられており、このオイル
ポンプ４１のドライブ軸４２と上記トルクコンバータ１
３のインペラスリーブ１３ａとが連結され、エンジン直
結で常時駆動されるようになっている。

【００２４】上記オイルポンプ４１から吐出されたＡＴ
Ｆは、上記オイルパン５に収容されたコントロールバル
ブ４３によって最適なライン圧やパイロット圧に制御さ
れ、上記トルクコンバータ１３や、各バルブ、クラッ
チ、ブレーキの作動油及び各部の潤滑油として供給され
るようになっている。

【００２５】以下、ＡＴＦの給排油系について説明す
る。図１に示すように、トルクコンバータ１３と自動変
速機構３０とを連結する入力軸１４は、軽量化のため中
空軸で形成されており、内部がオイル通路７０となって
いる。このオイル通路７０は、中途で図示しないシール
部材によって分離されており、トルクコンバータ１３側
がロックアップ機構のドレーン油路、後端側が自動変速
機構３０への潤滑油路を形成し、複数箇所で半径方向に
オイル孔７１が穿設されている。

【００２６】同様に、上記入力軸１４と同軸上に配置さ
れるトランスミッション出力軸１５も中空軸で形成さ
れ、内部がオイル通路７２となっている。上記トランス
ミッション出力軸１５は、自動変速機構３０の出力に対
応して上記入力軸１４よりも大径に形成されており、内
部のオイル通路７２も上記入力軸１４のオイル通路７０
より大径となっている。

【００２７】上記トランスミッション出力軸１５後部と
上記リダクションギヤ１７とはトランスミッションケー
ス３のボス部３ａにボールベアリング６５によって支持
されており、このボス部３ａにオイル供給通路６６が設
けられている。このオイル供給通路６６には、中途にオ
イルギャラリ６７が形成され、上記トランスミッション
出力軸１５を支持する支持部としてトランスミッション
ケース３側内周の環状溝３ｂと該環状溝３ｂに対向して
上記トランスミッション出力軸１５外周に設けた環状溝
７４とで形成されるオイルポート７５に連通している。

【００２８】上記環状溝７４の底部には、上記トランス
ミッション出力軸１５の半径方向に穿設されたオイル孔
７３が開口しており、上記オイルギャラリ６７のＡＴＦ
が上記環状溝７４から上記オイル孔７３を通ってトラン
スミッション出力軸１５内部のオイル通路７２に流入す
るようになっている。本形態においては、上記環状溝７
４の溝幅は上記オイル孔７３の直径以上の幅であり、上
記オイル孔７３は上記環状溝７４内に設けられている。

【００２９】以上の構成による自動変速機では、エンジ
ン１０の動力がトルクコンバータ１３、入力軸１４を介
して自動変速機構３０に入力され、この自動変速機構３
０の出力がトランスミッション出力軸１５からセンター
ディファレンシャル装置５０に入力されてトルク配分さ
れ、フロントディファレンシャル装置１９を介して前輪
に駆動力が伝達されるとともに、リヤディファレンシャ
ル装置２２を介して後輪に駆動力が伝達される。

【００３０】同時に、エンジン直結のオイルポンプ４１
によってオイルパン５に貯留されたＡＴＦが加圧され、
コントロールバルブ４３で調圧されてトランスミッショ
ンケース３のボス部３ａに設けられたオイル供給通路６
６に圧送される。そして、このオイル供給通路６６のオ
イルギャラリ６７からトランスミッション出力軸１５の
オイル孔７３を通ってトランスミッション出力軸１５内
部のオイル通路７２にＡＴＦが圧送され、上記トランス
ミッション出力軸１５の複数箇所で半径方向に穿設され
たオイル孔７６から各部にＡＴＦが潤滑油として供給さ
れる。

【００３１】この場合、オイルギャラリ６７のＡＴＦ
は、トランスミッション出力軸１５の外周に形成された
環状溝７４を介してオイル孔７３に流入するため、従来
のように環状溝７４が無い場合に比較し、オイル孔７３
の口元におけるトランスミッション出力軸１５の径方向
の大きさが小さくなり、遠心油圧を低下させて必要油量
を確保することができる。

【００３２】すなわち、トランスミッション出力軸１５
が回転すると、この回転に伴って内部のオイル通路７２
で遠心油圧Ｐｅが発生し、オイルポート７５における供
給油圧Ｐｓに対し、オイル孔７３口元の油圧は（Ｐｓ−
Ｐｅ）となる。この遠心油圧Ｐｅの大きさは軸径の二乗
と回転速度に比例し、環状溝７４が無い場合について
は、以下の(1)式で示される。 Ｐｅ＝ρ・(ｒo²−ｒi²)・ω²／２・ｇ …(1) 但し、 ｒo：トランスミッション出力軸１５の外径
（半径） ｒi：オイル通路７２内に形成される油膜の内径（半
径） ω ：トランスミッション出力軸１５の回転角速度 ρ ：ＡＴＦの密度 ｇ ：重力加速度

【００３３】従って、図３に示すように、トランスミッ
ション出力軸１５外周に設けた環状溝７４によってオイ
ル孔７３の口元における軸径を小さくしてＡＴＦを供給
することは、上記(1)式におけるｒoを環状溝７４の底部
径ｒo'で置き換えることになり（ｒo'＜ｒo）、遠心油
圧Ｐｅを小さくして高速回転時のオイル孔への供給油圧
の低下を最小限に押さえることができる。

【００３４】この場合、環状溝７４の溝幅がオイル孔７
３の直径より大きいため、オイル孔７３の口元で油の流
れが絞られることなく、また、環状溝７４を、底部の径
が上記トランスミッション出力軸１５の強度を確保可能
な最小径となるまで溝深さを深くすることにより、遠心
油圧を最大限に低下させることができる。

【００３５】また、オイルポート７５の通路面積、すな
わち、トランスミッションケース３側内周の環状溝３ｂ
とトランスミッション出力軸１５の環状溝７４とで形成
される通路の面積を、オイル孔７３の通路面積と同等も
しくはそれ以上に大きくすることにより、オイルギャラ
リ６７からオイル孔７３までの通路抵抗の影響を無視す
ることができる。さらには、以下の(2)式に示すよう
に、オイル孔７３の口元周長と、トランスミッション出
力軸１５の環状溝７４の溝深さとトランスミッションケ
ース３側内周に形成した環状溝３ｂとの加算値すなわち
オイルポート７５の深さとを掛け合わせた有効開口面積
をオイル孔７３の通路面積以上とすることにより、オイ
ル孔７３の口元における絞りの影響を確実に排除するこ
とができる。 π・Ｄ'・ｈ≧π・Ｄ²／４ …(2) 但し、Ｄ’：オイル孔７３の口元径 ｈ ：溝深さ（トランスミッション出力軸１５の環状溝
７４の溝深さとトランスミッションケース３側内周に形
成した環状溝３ｂの溝深さとの加算値) Ｄ ：オイル孔７３の直径 尚、本形態では、トランスミッションケース３側内周に
環状溝３ｂを設けているが、この環状溝３ｂは、トラン
スミッション出力軸１５の環状溝７４の形状設定如何に
よっては必要ない。又、この場合、上記(2)式による溝
深さｈは、トランスミッション出力軸１５の環状溝７４
のみの溝深さのみによって与えられる。

【００３６】これにより、図４に示すように、環状溝７
４が無い場合（図中、破線で示す）に比較し、本発明の
ように環状溝７４を設けた場合（図中、実線で示す）に
は、軸回転数の全域に渡って遠心油圧を小さくすること
ができる。特に、高速回転時には、大幅に遠心油圧の抵
抗を低減して供給油量を確保する上で顕著な効果を得る
ことができ、新たに潤滑油の加圧手段を設けるまでもな
く、各部品の潤滑、冷却を促進して耐久性向上に寄与す
ることができる。

【００３７】また、本実施の形態においては、自動変速
機の出力軸に適用した例につき説明したが、本発明は、
これに限定されず、中空に形成した回転軸の中空部を、
各部にオイルを供給するためのオイル通路とし、このオ
イル通路に上記回転軸の外壁と上記中空部の内壁とを連
通するオイル孔を介してオイルを圧送するものであれ
ば、本発明を適用し得る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、中空の回転軸外周に環状溝を形成し、この
環状溝の底部に回転軸の外壁と中空部の内壁とを連通す
るオイル孔を開口させ、このオイル孔を介して回転軸中
空部のオイル通路にオイルを圧送するため、高速回転時
の遠心油圧による実質的な供給油圧の低下を防止するこ
とができ、新たに潤滑油の加圧手段を設けることなく、
供給油量を確保して各部品の潤滑、冷却を促進し、耐久
性向上に寄与することができる。

【００３９】この際、請求項２記載の発明では、環状溝
の底部の径を回転軸の強度を確保可能な最小径以上とす
るため、効果的に遠心油圧の発生を低減することができ
る。また、請求項３記載の発明では、環状溝の溝幅をオ
イル孔の直径以上の幅としてオイル孔を環状溝内に設け
るため、オイル孔による絞りを緩和することができ、さ
らに、請求項４記載の発明では、オイル孔の口元周長と
環状溝の溝深さとを掛け合わせた有効開口面積、或い
は、上記オイル孔の口元周長と、上記回転軸の環状溝の
溝深さ及び該環状溝に対向して軸支部内周に形成した環
状溝の溝深さの加算値とを掛け合わせた有効開口面積
を、オイル孔の通路面積以上とするため、より効果的に
絞りの影響を排除することができる。さらに、請求項５
記載の発明では、環状溝と回転軸を支持する軸支部内面
とで形成される通路の面積をオイル孔の通路面積以上と
するため、環状溝の通路抵抗の影響を排除することでき
る等優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】潤滑油通路周辺の要部断面図

【図２】自動変速機の概略構成図

【図３】遠心油圧及び供給油圧の作用を示す説明図

【図４】遠心油圧と軸回転数との関係を示す説明図

【符号の説明】

３ …トランスミッションケース（支持部） ３ｂ…トランスミッションケース側内周面に形成した環
状溝 １５…トランスミッション出力軸（回転軸） ７２…オイル通路 ７３…オイル孔 ７４…トランスミッション出力軸外周に形成した環状溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空に形成した回転軸の中空部を、各部
   にオイルを供給するためのオイル通路とし、このオイル
   通路に上記回転軸の外壁と上記中空部の内壁とを連通す
   るオイル孔を介してオイルを圧送する回転軸の潤滑装置
   において、 上記回転軸外周に環状溝を形成し、この環状溝の底部に
   上記オイル孔を開口したことを特徴とする回転軸の潤滑
   装置。
2. 【請求項２】 上記環状溝の底部の径を、上記回転軸の
   強度を確保可能な最小径以上とすることを特徴とする請
   求項１記載の回転軸の潤滑装置。
3. 【請求項３】 上記環状溝の溝幅を上記オイル孔の直径
   以上の幅とし、上記オイル孔を上記環状溝内に設けるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転軸の
   潤滑装置。
4. 【請求項４】 上記オイル孔の口元周長と上記環状溝の
   溝深さとを掛け合わせた有効開口面積、或いは、上記オ
   イル孔の口元周長と、上記回転軸の環状溝の溝深さ及び
   該環状溝に対向して軸支部内周に形成した環状溝の溝深
   さの加算値とを掛け合わせた有効開口面積を、上記オイ
   ル孔の通路面積以上とすることを特徴とする請求項３記
   載の回転軸の潤滑装置。
5. 【請求項５】 上記環状溝と上記回転軸を支持する軸支
   部内面とで形成される通路の面積を、上記オイル孔の通
   路面積以上とすることを特徴とする請求項１，２，３，
   ４のいずれか一に記載の回転軸の潤滑装置。