(57)【要約】【課題】  回転するシャフト９内の中空部（軸心部油路４１）を経由してその周囲の軸方向複数箇所にある潤滑必要部に潤滑油を供給する変速機の潤滑装置において、簡単な構成の追加で、高速回転状態での潤滑油の軸方向の不均衡（上流側で過多、下流側で不足）を是正する。【解決手段】  前記中空部内にシャフト９の一端側から軸方向他端側に伸びるように配置されて固定されたパイプ６２を設けるとともに、このパイプ６２に内周面から外周面まで貫通する油孔７２〜８６を軸方向の複数箇所に設け、潤滑油をこのパイプ６２内に一端側から送り込み、送り込まれた潤滑油が、前記油孔を経由して前記中空部内に流出し、さらにシャフト９の径方向の油穴４２〜５６を介してシャフト９の周囲に流出する構成とする。【選択図】  図１
2007024234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機内の回転するシャフトの中空部内に、前記シャフトの一端側から潤滑油を送り込み、前記シャフトの中空部から前記シャフトの外周面まで貫通した複数の油穴を介して、送り込まれた潤滑油を前記シャフトの周囲に流出させることによって、前記シャフトの周囲に位置する複数の潤滑必要部にそれぞれ潤滑油を供給する変速機の潤滑装置において、
前記シャフトの一端側から前記中空部内に挿入された状態で固定されたパイプを設けるとともに、このパイプに内周面から外周面まで貫通する油孔を軸方向に複数箇所設け、前記潤滑油を前記パイプ内に前記一端側から送り込み、送り込まれた前記潤滑油が、前記油孔を経由して前記中空部内に流出し、さらに前記油穴を介して前記シャフトの周囲に流出する構成としたことを特徴とする変速機の潤滑装置。
【請求項２】
複数の前記油孔の径寸法を、同等としたことを特徴とする請求項１に記載の変速機の潤滑装置。
【請求項３】
前記油孔と前記油穴の数の関係を１対複数としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の変速機において回転するシャフトの周囲に位置する複数の潤滑部に前記シャフトを経由して潤滑油を供給する潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の変速機としては、遊星歯車機構を使用するいわゆる自動変速機が一般的なものとして普及している。この自動変速機は、エンジンの回転をトルクコンバータを介してインプットシャフトに入力し、複数の遊星歯車機構からなる変速機構でさらに変速してアウトプットシャフトに出力するものである。そして、この種の変速機における変速機構は、前記インプットシャフトの回転を、シフト位置に応じて、遊星歯車機構を構成する特定のギア（サンギア、プラネタリギア、又はリングギア）或いはキャリア（プラネタリギアを保持する部材）に伝動したり、特定のギア又はキャリアの回転を適宜アウトプットシャフトに伝動したり、或いは適宜特定のギア又はキャリアの回転を拘束するために、通常複数のクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素を備えている。また、変速機構の軸中心線上には上記インプットシャフト或いはさらにアウトプットシャフトといった回転軸が配置され、この回転軸の周囲には、上記ギアやキャリア、上記摩擦係合要素、及び上記摩擦係合要素と上記ギアなどの間の回転伝達を行うドラムやハブや中空軸などの回転体が、折り重なるように密にかつ複雑に配置されており、さらにそれら回転体を支持する軸受け（玉軸受けやすべり軸受け）が複数箇所に設けられた構成となっている。
【０００３】
そして、上記ギアや摩擦係合要素や軸受けは、その転動部や摺動部（潤滑必要部）を油で潤滑する必要があるが、そのための従来の潤滑装置としては、例えば特許文献１〜３に開示されたものが一般的である。この潤滑装置の基本構成は、エンジンの回転によって駆動されるオイルポンプから吐出される潤滑油が、変速機内の前記アウトプットシャフトなどの回転軸内に導入され、この回転軸内の中空部（以下場合により軸心部油路という）を経由し、この軸心部油路の長手方向の所定箇所から径方向に延びる油穴（以下場合により枝油路という）から、回転軸外周側の各潤滑必要部に供給される構成となっている。
【０００４】
なお、特許文献１の装置は、枝油路が１箇所だけであり、潤滑の対象も１箇所であると読み取れる。
また、特許文献２の装置は、回転軸内に長さと径寸法の異なる複数のパイプを同心円状に挿入し、各パイプ間をブッシュと呼ばれるリング状部材でシールすることによって、油の供給箇所（潤滑必要部やクラッチの作動油室）毎に回転軸内の軸心部油路を区画したものである。そして、区画された領域毎に見れば、やはり枝油路が１箇所だけであり、潤滑の対象は１箇所である。
これに対して、特許文献３の装置は、区画されていない回転軸の共通の中空部に連通する枝油路が軸方向に複数設けられ、軸方向の複数箇所に対して油を供給している。このようにすることで、軸方向位置が異なる複数の潤滑必要部に同一の軸心部油路（回転軸の中空部）から油を供給可能となり、特許文献２のような装置に比較して構造が極めて簡素化される利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１４３２７２号公報
【特許文献２】実開平２−１３６８２３号公報
【特許文献３】特開平９−１５９０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献３のような構成の潤滑装置（回転軸内の共通の軸心部油路から伸びる枝油路が軸方向に複数形成されたもの）においては、回転軸の回転速度の上昇に伴い油に作用する遠心力が大きくなると、回転軸の長手方向における上流側の枝油路から排出される潤滑油量が増加し、下流側は逆に低下するという傾向がある。すなわち、回転軸の回転速度があまり大きくないときには、上流側及び下流側共に必要流量に対して実流量が多めになっているが、回転速度が高速になると上流側の実流量が急増する反面、下流側の実流量が急減する。このような傾向は、上流側においてはむだに潤滑油を排出することになり、下流側においては潤滑不足の恐れを生じさせる。また図３（ｃ）に示すように、潤滑油の回転軸内への流入量が、回転軸の油穴からの総排出量に対して、高回転域において不足する傾向となり、低回転域では潤滑油の回転軸内への流入量に余裕があるにもかかわらず、Ｏ／Ｐを容量アップしなければならないという問題もあった。
【０００７】
なお、上述したように高速回転によって油量が偏るのは、次のように考えられる。即ち回転状態では、図３（ｂ）に示すように、比較的下流側においては、回転軸１内の軸心部油路２の内面側に、油３が遠心力によって寄せられて層を形成する。このため、枝油路４に加わる遠心力Ｐは、軸心部油路２の内径をｒ、枝油路４の箇所の油の層の質量をｍ、回転軸１の回転速度をωとした場合、Ｐ＝ｍｒω２で表され、回転速度ωの二乗に比例し、油の層の厚さｔ（＝ｔ∝ｍ）に比例する。そして、枝油路４が軸方向に複数有る場合、各枝油路で排出される分だけ軸心部油路２の下流側に流れる油量が順次減少してゆくため、上記層の厚さｔは、図４に示すように、下流側に向かって当然減少してゆく。となると、各枝油路４の遠心力Ｐは、当然に下流側（図４では回転軸１の右端側）に向かって減少することになり、それに伴って各枝油路４から径方向外周側に排出される油量も当然下流側に向かって減少する。したがって、回転軸１が高速回転すると、高速回転状態でも油の層の厚さｔが厚い上流側では油量が急増することになり、これに伴って上記厚さｔの下流側での減少傾向に拍車がかかり、下流側では上記厚さｔが極端に薄くなって、図４に示すように、下流側では遠心力や油量が極端に少なくなるのである。
【０００８】
なお、枝油路４の内径を上流側になる程小さくして油量を絞り、高速回転状態における上記油量の偏りを改善することは可能である。しかしこの場合、低速回転状態では、逆に上流側の油量が不足する恐れがあるとともに、また枝油路４の穴加工工数増となり、十分な解決策とはならない。
また特許文献３には、このような潤滑油分配の不均衡を是正する流量適正手段を設ける構成が開示されている。この流量適正手段は、遠心力による油圧の上昇に応じて上流側の油量を絞るスプールからなる弁機構である。この構成であれば、上記高速回転状態における油量の偏りを抑制し、かつ低速回転状態でも良好な油の供給が実現できる。しかし、回転軸又はその周囲に弁機構を設けなければならないため、構造の複雑化となりコスト増が比較的大きいという問題がある。特に、長い回転軸の軸方向全長に渡って枝油路が多数有る場合には、上流側の１箇所に上記弁機構を設けるだけでは効果が十分でないため、上記弁機構を複数設ける必要が生じて実用的ではない。
そこで本発明は、簡単な構成の追加で、上記潤滑油の不均衡が是正された変速機の潤滑装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の変速機の潤滑装置は、変速機内の回転するシャフトの中空部内に、前記シャフトの一端側から潤滑油を送り込み、前記シャフトの中空部から前記シャフトの外周面まで貫通した複数の油穴を介して、送り込まれた潤滑油を前記シャフトの周囲に流出させることによって、前記シャフトの周囲に位置する複数の潤滑必要部にそれぞれ潤滑油を供給する変速機の潤滑装置において、
前記シャフトの一端側から前記中空部内に挿入された状態で固定されたパイプを設けるとともに、このパイプに内周面から外周面まで貫通する油孔を軸方向に複数箇所設け、前記潤滑油を前記パイプ内に前記一端側から送り込み、送り込まれた前記潤滑油が、前記油孔を経由して前記中空部内に流出し、さらに前記油穴を介して前記シャフトの周囲に流出する構成としたことを特徴とする変速機の潤滑装置。
【００１０】
ここで、「潤滑必要部」としては、クラッチやブレーキなどの摩擦係合要素、軸受け、ギアなどがあり得る。
そして、本願発明のより好ましい態様は、請求項２に記載のように、複数の前記油孔の径寸法を、同等としたものである。
また、請求項３に記載のように、前記油孔と前記油穴の数の関係を１対複数とした構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本願の変速機の潤滑装置では、シャフト内に固定されたパイプを挿入するという比較的簡素な構成でありながら、シャフトの周囲の潤滑必要部に対する油の供給が良好に可能となる。即ち、シャフトの回転速度の上昇に伴い、このシャフトの中空部内の油に作用する遠心力が大きくなっても、各油穴から排出される潤滑油量の軸方向位置における偏りは発生せず、高速回転状態において上流側で油量が過多となって下流側で不足する現象が解消できる。
【００１２】
また、請求項２に記載のように、複数の前記油孔の径寸法を、同等とすると、前記油孔の加工が容易になる。
また、請求項３に記載のように、前記油孔と前記油穴の数の関係を１対複数とすると、油孔の数が減りパイプの加工工数が低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は、本例の自動変速機の部分断面図であり、図２は、本例の作用を説明する図である。
まず、図１によって全体構成を説明する。なお便宜上、図１において、右側（エンジンに近い側）をエンジン側、左側（エンジンから遠い側）を反エンジン側とする。
本例の自動変速機は、筐体であるケース内に、トルクコンバータ（図示省略）、オイルポンプ（図示省略）、及び変速機構１０を備える。ケースは、ケーシング１０ａと、このケーシング１０ａの反エンジン側に固定されるサイドカバー１０ｂと、ケーシング１０ａのエンジン側に固定されるハウジング（図示省略）とよりなる。変速機構１０は、主にサイドカバー１０ｂとケーシング１０ａ内に設けられている。
【００１４】
トルクコンバータは、変速機構１０のフロント側（ハウジング内）に配置され、エンジンの回転を適宜減速して後述するインプットシャフト９に伝達する周知のものである。
オイルポンプは、トルクコンバータと変速機構１０の間の位置に配置されている。このオイルポンプは、トルクコンバータのリヤカバーを介してエンジンの回転が伝えられて駆動され、変速機構１０の下面側に取付けられたオイルパン（図示省略）内の油を吸引して所定油圧を発生させる。またこのオイルポンプで発生した油圧は、図示省略したコントロールバルブユニット（通常はオイルパン内に配置される）内で必要に応じて調圧された後、各所に供給される。
【００１５】
変速機構１０は、図１に示すように、インプットシャフト９が中心軸上に配置され、このインプットシャフト９の周囲に三つの遊星歯車機構１１〜１３を備え、インプットシャフト９の回転を変速してアウトプットシャフトとして機能する出力ギア１４から出力するものである。詳細な説明は省略するが、この変速機構１０は、インプットシャフト９等の回転を、シフト位置に応じて、遊星歯車機構１１〜１３を構成する特定のギア或いはキャリアに伝動したり、特定のギア又はキャリアの回転を適宜出力ギア１４等に伝動したり、或いは適宜特定のギア又はキャリアの回転を拘束するために、この場合３個のクラッチ１５〜１７と２個のブレーキ１８，１９（多板式の摩擦係合要素）を備えている。また、インプットシャフト９の周囲には、上記ギアやキャリア、上記摩擦係合要素、及び上記摩擦係合要素と上記ギアなどの間の回転伝達を行うドラムやハブや中空軸などの回転体（例えば図１に示す中空軸２０〜２２など、他は符号省略）が、折り重なるように密にかつ複雑に配置されており、さらにそれら回転体を支持する軸受け（例えば図１に示す軸受け２５〜３１など、他は符号省略）が複数箇所に設けられた構成となっている。
【００１６】
インプットシャフト９内には、反エンジン側の一端面から軸中心線上に延びるように軸心部油路４１（中空部）が形成され、軸方向複数箇所に前記軸心部油路４１から径方向に伸びて外周面まで貫通した枝油路４２〜５６（油穴）がそれぞれ形成されている。これら枝油路４２〜５６は、潤滑油をインプットシャフト９の周囲に流出させ、このシャフト９の周囲に位置する複数の潤滑必要部（上記ギアや摩擦係合要素や軸受け）に潤滑油をそれぞれ供給するためのものである。なお、符号を省略するが、前述したドラムやハブや中空軸などの回転体にも、必要に応じて各所に同様の油穴が形成され、インプットシャフト９から（即ち、軸心部油路４１から）流出した潤滑油を順次径方向外側に供給する構成となっている。
なお、枝油路４２〜５６の内径寸法は、加工の容易性の観点から、軸方向位置に無関係に同等とすることが望ましい。このように内径寸法を同等としても、後述する作用によって良好な潤滑油の供給が可能である。但し、潤滑必要部の仕様によっては、必要油量が違うので、それに応じて上記枝油路（油穴）の大きさを異ならせてもよい。
【００１７】
そして、サイドカバー１０ｂの内面における軸中心線上（インプットシャフト９の一端面に対向する位置）には、凹室６１が形成され、この凹室６１に対してパイプ６２が固定状態に設けられている。パイプ６２は、反エンジン側の一端部が凹室６１の開口部に挿入され、エンジン側の他端部を含む多くの部分がインプットシャフト９内（軸心部油路４１内）の軸中心線上に挿入された状態で、サイドカバー１０ｂに対して固定状態とされている。この場合、パイプ６２の他端は、軸心部油路４１内の奥端面の近くまで伸びている。また、パイプ６２は、有底筒状のもので、凹室６１の開口部に挿入される一端が開口し、軸心部油路４１内の奥端面近くに挿入される他端は閉塞されている（後述する油孔８６を除く）。
なお、このパイプ６２の固定構造は、特に限定されないが、一つの構造としては、凹室６１の開口部内面とパイプ６２の一端部外周にねじ溝（図示省略）を形成し、パイプ６２の一端部を凹室６１の開口部にねじ込む構造があり得る。或いは、パイプ６２の一端側外周に形成したフランジ部（図示省略）においてサイドカバー１０ｂにネジ止めする構造などがあり得る。また、パイプ６２の一端部と凹室６１の開口部の間には、シール部６３が形成され、凹室６１内は、パイプ６２内にのみ連通した状態で密封されている。ここでシール部６３は、ゴムや樹脂よりなるパッキンをはめ込んで形成してもよいし、塗布後に硬化するシール剤によって形成してもよい。
【００１８】
また、パイプ６２の他端側と、インプットシャフト９（軸心部油路４１）の内周面との間には、パイプ６２の他端側を支持する円筒状のブッシュ６４が挿入されている。このブッシュ６４は、すべり軸受けとして機能する素材で構成され、固定されたパイプ６２に対するインプットシャフト９の回転運動を許容するようになっている。なお、ブッシュ６４の代わりに、転がり軸受け（例えば、針状コロ軸受け）を設けるようにしてもよい。
また、パイプ６２には、内面から外面まで貫通する油孔７２〜８６が軸方向の複数箇所に設けられている。これら油孔７２〜８６は、この場合、前述した枝油路４２〜５６にそれぞれ対応して１対１の対応関係で設けられている。また、端面の油孔８６を除く油孔７２〜８５は、内周面から外周面に貫通するように径方向に設けられ、軸方向の位置が各枝油路４２〜５５と一致している。即ち、例えば油孔７２は、枝油路４２と軸方向位置が一致している。
なお、油孔７２〜８６の内径寸法は、加工の容易性の観点から、軸方向位置に無関係に同等とすることが望ましい。このように内径寸法を同等としても、後述する作用によって良好な潤滑油の供給が可能である。但し、潤滑必要部の仕様によっては、必要油量が違うので、それに応じて上記油孔の大きさを異ならせてもよい。
【００１９】
そして本例の場合、インプットシャフト９内からインプットシャフト９の周囲の潤滑必要部に供給する油は、次のような経路を経て供給される。即ち、前述した凹室６１内には、サイドカバー１０ｂ等に設けられた油路（或いは、外部配管）を経由して、前述したオイルポンプで発生しコントロールバルブユニットを経た潤滑油が供給される構成となっており、この潤滑油がパイプ６２内に一端側から流入し、各油孔７２〜８６を経由してインプットシャフト９の中空部（即ち軸心部油路４１）内に流入し、さらに枝油路４２〜５６を介してシャフト９の周囲に流出する構成となっている。また、オイルポンプ等が稼動している定常状態では、パイプ６２内に油が満するように、各油孔７２〜８６の内径等が設定されている。なお、パイプ６２は固定されている（常に回転しない）ため、パイプ６２内の油に遠心力は加わらず、上述した充満状態を実現するのは容易である。
【００２０】
以上説明した本例の自動変速機によれば、インプットシャフト９内に固定されたパイプ６２を挿入するという比較的簡素な構成でありながら、インプットシャフト９の周囲の潤滑必要部に対する油の供給が良好に可能となる。即ち、インプットシャフト９の回転速度の上昇に伴い、このシャフト９の中空部（軸心部油路４１）内の油に作用する遠心力が大きくなっても、各枝油路４２〜５６から排出される潤滑油量の軸方向位置における偏り（遠心力に起因するもの）は発生せず、高速回転状態において上流側で油量が過多となって下流側で不足する現象が解消できる。
【００２１】
以下、上記作用を図２によって説明する。なお図２では、説明の便宜上、枝油路や油孔を一定間隔で設けられた単純な穴（符号９４，９５で示すもの）として図示しているが、原理は同じである。この場合、パイプ６２内は油３で充満していて、パイプ６２内においては油３に遠心力は加わらない。このため、パイプ６２の各油孔９５（図１における油孔７２〜８６に相当）から各枝油路９４（図１における枝油路４２〜５６に相当）の入口に向かって排出される油量は、基本的に軸方向位置の違いによる管路抵抗又は油の粘性の違いに起因する分だけ僅かに異なる程度であり、しかもシャフト９の回転速度に係わらず一定である。それにより、各枝油路９４の入口に形成される油の層の厚さｔは、シャフト９の回転速度に無関係に一定であり、軸方向位置による違いも比較的僅か（基本的に前述の管路抵抗分又は油の粘性の違いなどがある）である。したがって、結局、各枝油路９４の入口の油圧や、各枝油路９４から排出される油量は、図２に示すように、軸方向位置による偏りが少ないものとなり、しかもこの状態（偏りが少ない状態）はシャフト９の回転速度に無関係に保持される。つまり、高速回転状態において上流側で油量が過多となって下流側で不足する現象が解消できる。
【００２２】
なお、このように回転速度にかかわらず油量の偏りが防止できると、油量の無駄がなくなるため、従来高速回転状態での偏りに対する余裕をみて容量アップしていたオイルポンプを、容量ダウンすることが可能となるという利点がある。また、枝油路などの穴の大きさも、加工の容易性を考慮して同じ大きさとしたり、或いは潤滑油量が多く必要なところは、周囲よりも大きくするといったことが比較的容易にできて設計の自由度が向上する効果もある。またシャフト９をより高速回転させる自由度も高まる。
【００２３】
なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば、上記形態例では、パイプに設ける油孔とシャフトに設ける油穴の数の関係を１対１としたが、例えば図３（ａ）に示すように１対多としてもよいし、逆に多対１としてもよい。１対多とすれば、油孔の数が減りパイプの加工工数が低減できる。
【００２４】
また本発明は、回転軸の周囲の軸方向の複数箇所に潤滑油を供給する必要がある構造を持つ変速機であれば、いかなる変速機にも適用可能であり、例えばベルト式無段変速機（ＣＶＴ）にも、本発明を適用でき得ることはいうまでもない。また本発明のシャフトは、入力軸に限られず、出力軸や中間軸でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】自動変速機の部分断面図である。
【図２】本発明の作用を説明する図である。
【図３】（ａ）は本発明の変形例を示す図、（ｂ）は遠心力による油圧を説明する図、（ｃ）は従来技術での油量の不足傾向を説明する図である。
【図４】従来の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
９  インプットシャフト（回転するシャフト）
１０  変速機構
４１  軸心部油路（中空部）
４２〜５６、９４  枝油路（油穴）
６２  パイプ
７２〜８６、９５  油孔
【図１】
2007024234.tif 000003
【図２】
2007024234.tif 000004
【図３】
2007024234.tif 000005
【図４】
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