(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【0010】
まず、
図1を参照して、本実施形態に係る潤滑装置100が搭載された変速機1の概略について説明する。
図1には、変速機1の前後方向および上下方向が描かれている。以下の説明では、変速機1の前側、後側、上側、下側をそれぞれ、単に「前」、「後」、「上」、「下」と呼ぶことがある。また、以下の説明では、変速機1の前後方向を「軸方向」と呼ぶことがある。
【0011】
変速機1は、トルクコンバータハウジング10と、クラッチハウジング20と、変速機ケース30とを備えている。
【0012】
トルクコンバータハウジング10は、例えばアルミ合金製または鉄系合金製であって、前方が開口した有底筒状をなしている。トルクコンバータハウジング10は、内部空間10aを有する。内部空間10aには、
図1において2点鎖線で示されるトルクコンバータ11が配置される。
【0013】
トルクコンバータ11は、ポンプインペラ12、タービンランナ13、ロックアップクラッチ14、不図示のステータ等を備えている。トルクコンバータ11のポンプインペラ12は、トルクコンバータ11の前段に設けられる不図示のエンジンと接続される。
【0014】
トルクコンバータ11のタービンランナ13と接続されたトルクコンバータ出力軸15は、後方へ延びている。そして、トルクコンバータ出力軸15は、トルクコンバータハウジング10の後端壁10bを貫通して、クラッチハウジング20内へ延びている。
【0015】
なお、
図1では、トルクコンバータ出力軸15が貫通する貫通穴、トルクコンバータ出力軸15を後端壁10bに対して軸承する軸受等は省略している。また、トルクコンバータ11の内部は、クラッチ作動オイル2で満たされている。
【0016】
クラッチハウジング20は、例えばアルミ合金製または鉄系合金製であって、前方が開口した有底筒状をなしている。クラッチハウジング20は、開口部に設けられた不図示のフランジを介して、トルクコンバータハウジング10の後端壁10bに対してボルトで固定されている。
【0017】
クラッチハウジング20は、密閉された内部空間20aを有する。内部空間20aには、クラッチ21が配置される。クラッチ21は、油圧作動式の湿式多板クラッチである。クラッチ21の作動油は、上述のトルクコンバータ11の内部に充填されているオイルと同じクラッチ作動オイル2である。
【0018】
クラッチ21は、複数の入力側クラッチ板22と、複数の出力側クラッチ板23と、ピストン24とを備えている。入力側クラッチ板22は、トルクコンバータ出力軸15と接続されている。出力側クラッチ板23は、インプットシャフト31と接続されている。インプットシャフト31は、クラッチハウジング20の後端壁20bを貫通して、変速機ケース30内に延びている。
【0019】
なお、
図1では、インプットシャフト31が貫通する貫通穴、インプットシャフト31を後端壁20bに対して軸承する軸受等は省略している。
【0020】
クラッチハウジング20の内部空間20aの下部には、クラッチ作動オイル溜まり20cが設けられている。クラッチ作動オイル溜まり20cに貯留されたクラッチ作動オイル2は、クラッチ作動オイルポンプ(不図示)によって吸い上げられてクラッチ作動オイル油路(不図示)へ送出され、クラッチ作動オイルクーラ(不図示)を通過することで温度調整が行われる。
【0021】
クラッチ作動オイルクーラを通過したクラッチ作動オイル2は、油圧回路(不図示)に供給される。油圧回路に送られたクラッチ作動オイル2の一部は、トルクコンバータ11の内部を循環してクラッチ作動オイル溜まり20cへ戻る。また、油圧回路に送られたクラッチ作動オイル2の一部は、クラッチ21の作動および潤滑に用いられた後、クラッチ作動オイル溜まり20cへ戻る。
【0022】
変速機ケース30は、例えばアルミ合金製または鉄系合金製であって、前方が開口した有底筒状をなしている。変速機ケース30は、開口部に設けられた不図示のフランジを介して、クラッチハウジング20の後端壁20bに対してボルトで固定されている。
【0023】
変速機ケース30は、密閉された内部空間30aを有する。内部空間30aには、クラッチハウジング20の後端壁20bを貫通したインプットシャフト31と、インプットシャフト31と平行に配置されたカウンタシャフト32と、インプットシャフト31と同軸に配置され、変速機ケース30の後端壁30bを貫通するアウトプットシャフト33とが配置される。
【0024】
なお、
図1では、アウトプットシャフト33が貫通する貫通穴、アウトプットシャフト33を後端壁30bに対して軸承する軸受等は省略している。
【0025】
インプットシャフト31には、入力ギヤ31aが、インプットシャフト31と一体回転するように設けられている。
【0026】
カウンタシャフト32には、入力ギヤ31aと噛合する入力副ギヤ32aが、カウンタシャフト32と一体回転するように設けられている。また、カウンタシャフト32には、第1出力副ギヤ32b、第2出力副ギヤ32cおよび第3出力副ギヤ32dが、カウンタシャフト32と一体回転するように設けられている。
【0027】
アウトプットシャフト33には、第1出力副ギヤ32bと噛合する第1出力ギヤ33aが、アウトプットシャフト33に対して相対回転可能に設けられている。また、アウトプットシャフト33には、第2出力副ギヤ32cと噛合する第2出力ギヤ33bが、アウトプットシャフト33に対して相対回転可能に設けられている。また、アウトプットシャフト33には、第3出力副ギヤ32dと噛合する第3出力ギヤ33cが、アウトプットシャフト33に対して相対回転可能に設けられている。
【0028】
さらに、アウトプットシャフト33には、アウトプットシャフト33と、第1出力ギヤ33a、第2出力ギヤ33bおよび第3出力ギヤ33cのいずれかを選択的に一体回転可能とする連結機構34が設けられている。このような連結機構34としては、広く知られているシンクロナイザを用いた同期機構が採用されている。なお、連結機構34は、上述の形式には限定されない。
【0029】
変速機ケース30の内部空間30aの下部には、ギヤオイル溜まり30cが設けられている。クラッチハウジング20の後端壁20b内には、ギヤオイル溜まり30cに溜まったギヤオイル5を吸い上げて送出するオイルポンプ3が埋設されている。
【0030】
オイルポンプ3は、インプットシャフト31により回転駆動される。なお、オイルポンプ3はカウンタシャフト32により回転駆動されるようにしてもよいし、他の動力源により回転駆動されるようにしてもよい。オイルポンプ3としては、広く知られているギヤポンプ、トロコイドポンプ等を採用することができる。なお、オイルポンプ3は、上述の形式には限定されない。
【0031】
オイルポンプ3は、ギヤオイル溜まり30cに溜まったギヤオイル5を、後端壁20bの内部に設けられた吸入油路3aを介して吸い上げる。オイルポンプ3から送出されたギヤオイル5は、後端壁20bの内部に設けられた送出油路3bを流通して、変速機ケース30の上部に運ばれる。そして、ギヤオイル5の一部は、変速機ケース30の上壁30dの内部に設けられた軸方向油路40(詳細は後述する。)に供給される。
【0032】
また、オイルポンプ3から送出されたギヤオイル5の一部は、熱交換器4へ送られる。そして、熱交換器4で、ギヤオイル5とエンジン水冷系との熱交換が行われる。エンジン水冷系は、典型的には、エンジン内部を冷却するための冷却回路を循環する冷却水である。熱交換器4を通過したギヤオイル5は、ギヤオイル溜まり30cへ戻る。
【0033】
エンジン水冷系は、エンジン始動直後から、適正な温度範囲(例えば、80℃程度)を維持する。そのため、ギヤオイル5の温度が低い場合には、ギヤオイル5とエンジン水冷系との熱交換により、ギヤオイル5を加熱し、ギヤオイル5を早期に適正温度まで昇温させることができる。
【0034】
また、ギヤオイル溜まり30cに貯留されたギヤオイル5は、カウンタシャフト32と一体回転するように設けられた入力副ギヤ32a、第1出力副ギヤ32b、第2出力副ギヤ32cおよび第3出力副ギヤ32dにより撹拌される。撹拌熱によりギヤオイル5の温度が過熱状態となった場合には、ギヤオイル5とエンジン水冷系との熱交換により、ギヤオイル5の温度を適正温度まで冷却することができる。
【0035】
次に、
図2および
図3を参照して、変速機ケース30の内部空間30aを潤滑するための油路構成について詳細に説明する。
図2は、
図1のA−A断面である。また、
図3は、
図1のB−B断面である。
図2および
図3には、変速機ケース30の左右方向が描かれている。
【0036】
図2に示すように、変速機ケース30の上壁30dの内部には、ギヤオイル5が流通する軸方向油路40が形成されている。軸方向油路40は、例えば、変速機ケース30の上壁30dに対してドリル等の工具で機械加工を施すことにより形成される。なお、変速機ケース30を鋳造により作成する場合には、軸方向油路40は、鋳造時に形成するようにしてもよい。
【0037】
図3に示すように、軸方向油路40の軸方向における複数箇所(本実施形態では4箇所)には、左右に延びる第2油路41が設けられている。第2油路41は、軸方向油路40と同様に、上壁30dの内部に設けられている。第2油路41は、例えば、変速機ケース30の側壁30eの上端部付近に対してドリル等の工具で機械加工を施すことで左右方向の孔を穿設し、加工によって生じた開口をプラグで封止することで形成される。
【0038】
また、第2油路41の左端および右端には、下方へ延びる第3油路42が設けられている。第3油路42は、側壁30eの内部に設けられている。第3油路42は、例えば、変速機ケース30の上壁30dの左右端部付近に対してドリル等の工具で機械加工を施すことで上下方向の孔を穿設し、加工によって生じた開口をプラグで封止することで形成される。第2油路41および第3油路42は、変速機ケース30の周方向に延在する油路である。
【0039】
軸方向油路40の軸方向における複数箇所(本実施形態では4箇所)には、下方へ延びる第1噴射油路43が設けられている。第1噴射油路43の下端は、変速機ケース30の内部空間30aに開口した第1噴射口43aとなっている。軸方向油路40に供給されたギヤオイル5は、第1噴射口43aから変速機ケース30の内部空間30aへ噴射される。
【0040】
第3油路42の上下方向における複数箇所(本実施形態では2箇所)には、左右方向内側へ延びる第2噴射油路44、第3噴射油路45、第4噴射油路46および第5噴射油路47が設けられている。
【0041】
第2噴射油路44の内側端は、変速機ケース30の内部空間30aに開口した第2噴射口44aとなっている。第3噴射油路45の内側端は、変速機ケース30の内部空間30aに開口した第3噴射口45aとなっている。
【0042】
第4噴射油路46の内側端は、変速機ケース30の内部空間30aに開口した第4噴射口46aとなっている。第5噴射油路47の内側端は、変速機ケース30の内部空間30aに開口した第5噴射口47aとなっている。
【0043】
軸方向油路40に供給されたギヤオイル5は、第2油路41および第3油路42を流通し、第2〜第5噴射口44a〜47aから変速機ケース30の内部空間30aへ噴射される。
【0044】
ここで、一例として、入力ギヤ31aおよび入力副ギヤ32aに対してギヤオイル5を供給する(すなわち、最も前側に設けられた)第1〜第5噴射油路44〜47および第1〜第5噴射口44a〜47aと、入力ギヤ31aおよび入力副ギヤ32aとの位置関係について説明する。
【0045】
第1噴射口43aの軸方向位置は、入力ギヤ31aの軸方向位置と一致している。換言すれば、第1噴射口43aの中心の軸方向位置は、入力ギヤ31aの軸方向中央の軸方向位置と一致している。また、第1噴射口43aの向きは、鉛直方向下向きである。
【0046】
そのため、第1噴射口43aは、入力ギヤ31aと正対している。したがって、第1噴射口43aから噴射されたギヤオイル5は、入力ギヤ31aに直接吹きかけられ、入力ギヤ31aが適切に潤滑される。
【0047】
また、第1噴射口43aの軸方向位置は、第2油路41の軸方向位置と一致している。換言すれば、第1噴射口43aの中心の軸方向位置は、第2油路41の中心の軸方向位置と一致している。なお、第1噴射口43aの軸方向位置と、第2油路41の軸方向位置とは、一致していなくても構わない。
【0048】
第3油路42の上下方向における中央付近に位置する第2噴射口44aと第4噴射口46aとは、左右方向に関して互いに相対向している。また、第3油路の下端に位置する第3噴射口45aと第5噴射口47aとは、左右方向に関して互いに相対向している。
【0049】
第2噴射口44aおよび第4噴射口46aの中心の上下方向位置は、入力ギヤ31aの中心の上下方向位置と一致している。また、第3噴射口45aおよび第5噴射口47aの中心の上下方向位置は、入力副ギヤ32aの中心の上下方向位置と一致している。
【0050】
第2〜第5噴射口44a〜47aの軸方向位置は、入力ギヤ31aおよび入力副ギヤ32aの軸方向位置と一致している。換言すれば、第2〜第5噴射口44a〜47aの中心の軸方向位置は、入力ギヤ31aおよび入力副ギヤ32aの軸方向中央の軸方向位置と一致している。
【0051】
そのため、第2噴射口44aおよび第4噴射口46aは、入力ギヤ31aと正対している。また、第3噴射口45aおよび第5噴射口47aは、入力ギヤ31aと正対している。
【0052】
したがって、第2〜第5噴射口44a〜47aから噴射されたギヤオイル5は、入力ギヤ31aまたは入力副ギヤ32aに直接吹きかけられ、入力ギヤ31aおよび入力副ギヤ32aが適切に潤滑される。
【0053】
以上、最も前側の第1〜第5噴射油路44〜47および第1〜第5噴射口44a〜47aと、入力ギヤ31aおよび入力副ギヤ32aとの位置関係について説明した。なお、その他の各噴射口と各ギヤとの位置関係についても、同様の関係が成立する。
【0054】
以上説明したように、本実施形態によれば、オイル溜まりに溜まったギヤオイルを、オイルポンプで送出して、変速機ケースの壁部の内部を流通させ、さらに変速機ケースの内部空間に開口した噴射口から噴射させるように構成した。
【0055】
そのため、オイルポンプで送出したギヤオイルを、変速機ケースの外部に配設したオイルパイプを用いて流通させるのに比べて、部品点数を削減することができ、構造を単純化することが可能となる。
【0056】
また、本実施形態によれば、ギヤオイルを変速機ケースの壁部の内部を流通するように構成したため、ギヤオイルを変速機ケースの外部に配設したオイルパイプを用いて流通させるのに比べて、ギヤオイルの温度が過度に変動することを抑制できる。
【0057】
また、本実施形態によれば、各噴射口を、潤滑対象である各ギヤと正対するように設け、各噴射口から噴射されたギヤオイルが潤滑対象である各ギヤに直接吹きかけられるようにしたため、各ギヤを適切に潤滑することができる。
【0058】
なお、上述の実施形態では、トルクコンバータハウジング10、クラッチハウジング20および変速機ケース30の3部品からなるものを例に挙げて説明を行ったが、これに限定されない。
【0059】
具体的には、例えば、略円筒形のケースに対して、トルクコンバータを配置する内部空間、クラッチを配置する内部空間および変速機を配置する内部空間をそれぞれ隔壁で仕切るようにしてもよい。
【0060】
また、トルクコンバータは省略されてもよいし、クラッチについても公知の種々の形式のクラッチを採用することができる。さらに、変速機ケースの内部空間に配置される構成部品についても、種々の形式のものを採用することができる。
【0061】
また、上述の実施形態では、各噴射口を、各ギヤと正対するように設け、各噴射口から噴射されたギヤオイルが各ギヤに直接吹きかけられるようにしたが、これに限定されない。
【0062】
具体的には、例えば、噴射口から噴射されたギヤオイルが、連結機構に直接吹きかけられるように、噴射油路および噴射口の位置を設定してもよい。
【0063】
噴射口の数および向きについては、各ギヤ、各連結機構、各シャフトをケースに対して軸承する軸受、各ギヤを各シャフトに対して軸承する軸受など、潤滑対象に応じて適宜変更することが可能である。
【0064】
また、上述の実施形態では、変速機ケースの壁部の内部に油路を設ける際に、変速機ケースの壁部に対して機械加工を行って油路を穿設したが、これに限定されない。変速機ケースの壁部の内部に設ける油路の変形例について、
図4ないし
図7を参照して簡単に説明する。
【0065】
図4および
図5は、第1の変形例を示す図であり、
図2および
図3に対応する断面図である。
図6および
図7は、第2の変形例を示す図であり、
図2および
図3に対応する断面図である。なお、
図4ないし
図7に示す変形例において、特に説明を行わない内容については、上述の実施形態と同様である。
【0066】
第1の変形例は、変速機ケースを薄肉化し、強度確保のためのリブを設けた例である。この場合、リブの内部に油路を設けることができる。
【0067】
具体的には、
図4に示すように、変速機ケース130の上壁130dには、軸方向に延在する第1リブ130fが設けられている。そして、第1リブ130fの内部に、軸方向油路140が設けられている。
【0068】
また、
図5に示すように、変速機ケース130の上壁130dには、左右方向に延在する第2リブ130gが設けられている。そして、第2リブ130gの内部には、左右方向に延在し、軸方向油路140と連通する第2油路141が設けられている。
【0069】
また、変速機ケース130の側壁130eには、上下方向に延在する第3リブ130hが設けられている。そして、第3リブ130hの内部には、上下方向に延在し、上端において第2油路141と連通する第3油路142が設けられている。
【0070】
また、軸方向油路140には、下方へ延びる第1噴射油路143が設けられている。第1噴射油路143の下端は、変速機ケース130の内部空間130aに開口した第1噴射口143aとなっている。
【0071】
第3油路142の上下方向における複数箇所には、左右方向内側へ延びる第2噴射油路144、第3噴射油路145、第4噴射油路146および第5噴射油路147が設けられている。
【0072】
第2噴射油路144の内側端は、変速機ケース130の内部空間130aに開口した第2噴射口144aとなっている。第3噴射油路145の内側端は、変速機ケース130の内部空間130aに開口した第3噴射口145aとなっている。
【0073】
第4噴射油路146の内側端は、変速機ケース130の内部空間130aに開口した第4噴射口146aとなっている。第5噴射油路147の内側端は、変速機ケース130の内部空間130aに開口した第5噴射口147aとなっている。
【0074】
このように、変速機ケースを薄肉化し、強度確保のためのリブを設け、このリブの内部に油路を設けることで、変速機ケースの軽量化を図ることができる。
【0075】
第2の変形例は、変速機ケースに溝を設け、この溝により油路を形成した例である。
【0076】
具体的には、
図6に示すように、変速機ケース230の上壁230dの内側面230jには、軸方向に延在する軸方向溝230fが設けられている。また、
図7に示すように、変速機ケース230の上壁230dの内側面230jには、左右方向に延在し、軸方向溝230fと連通する第2溝230gが設けられている。また、変速機ケース230の側壁230eの内側面230kには、上下方向に延在し、上端において第2溝230gと連通する第3溝230hが設けられている。
【0077】
さらに、変速機ケース230に対して、第2ケース部材50が固定されている。第2ケース部材50は、軸方向および左右方向に延在する天板面50aと、天板面50aの左右端から下向きに延在する一対の側面50bとを備えている。そして、天板面50aおよび側面50bが内側面230jおよび内側面230kに対してそれぞれボルト等により固定されている。なお、変速機ケース230と第2ケース部材50との合わせ面はシールされている。
【0078】
軸方向溝230fと天板面50aとにより、軸方向油路240が形成される。また、第2溝230gと天板面50aとにより、第2油路241が形成される。さらに、第3溝230hと側面50bとにより、第3油路242が形成される。
【0079】
図7に示すように、天板面50aには、第1の孔50cが穿設されている。第1の孔50cにより、第1噴射油路243および第1噴射口243aが形成される。また、側面50bには、第2〜第5の孔50d〜50gが穿設されている。第2〜第5の孔50d〜50gにより、第2〜第5噴射油路244〜247および第2〜第5噴射口244a〜247aが形成される。
【0080】
このように、変速機ケースに溝を設け、この溝により油路を形成することで、容易に油路を設けることができる。なお、第2の変形例では、第2ケース部材50を天板面50aおよび側面50bを有するものとしたが、これに限定されない。第2ケース部材は、溝の内側面側を塞ぐことができれば、どのような形状でもよく、また、複数に分割されていてもよい。
【0081】
以上説明したように、
図4ないし
図7に示す変形例においても、オイルパイプを用いるのに比べて、部品点数を削減し、構造を単純化することが可能である。