(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に装着されるプライマリプーリと、従動軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるセカンダリプーリと、エンジンにより回転駆動される出力軸に固定されるキャリアおよび前記駆動軸に固定されるサンギヤとの間に装着されるプラネタリピニオンギヤを有し前記出力軸の回転を正方向と逆方向のいずれかに切り換えて前記駆動軸に伝達するプラネタリ式の前後進切換装置とを有する無段変速機の潤滑装置であって、
前記エンジンにより回転駆動されるオイルポンプが配置されるケースに、前記オイルポンプからの漏出油を前記プラネタリピニオンギヤの直上部に導く案内パイプを取り付けることを特徴とする無段変速機の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用のベルト式無段変速機に組み付けられた前後進切換装置に潤滑油を供給する無段変速機の潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の無段変速機としては、駆動軸に設けられたプライマリプーリと従動軸に設けられたセカンダリプーリとの間に金属製の駆動ベルトを装着し、油圧によってプーリ径を変化させて従動軸の回転数を無段階に変化させるようにしたものがある。このような無段変速機にあっては、エンジンにより回転駆動される出力軸と駆動軸との間に、出力軸の回転を正方向と逆方向のいずれかに切り換えて駆動軸に伝達するために前後進切換装置が設けられている。
【０００３】
この前後進切換装置はサンギヤ、プラネタリピニオンギヤ、軸受などの構成部材を有しており、これらの構成部材に対して潤滑油を供給するようにしている。たとえば、特開平7-259944号公報は、オイルポンプに連通して形成された油路にオリフィスを設け、このオリフィスを介して前後進切換装置の中央の軸部に潤滑油を導き、軸周辺などからプラネタリピニオンギヤなどの構成部材に強制潤滑するようにした油路構造を開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような方式の潤滑では車両が走行状態になっており、オイルポンプの吐出量が十分にある場合には、潤滑油路に供給される油量も十分に確保され、かつ前後進切換装置を構成する作動部材の回転により潤滑油に加えられる遠心力によって各部位に十分に潤滑油が供給されることになる。しかし、アイドリング運転ではオイルポンプの吐出量はかなり少なくなるが、この状態でも無段変速機を構成するプーリ作動用のシリンダやトルクコンバータなどの機能部を常に維持しておく必要がある。このため潤滑油の流量収支、つまりオイルポンプからの吐出量に対する潤滑のための使用量が十分に確保できなくなる。
【０００５】
燃費の向上などを考慮すると可能な限りオイルポンプを小型化することが望ましいが、オイルポンプからの油圧として最大５０kg/cm2程度の高圧が要求されることから、オイルポンプを小型化すると、アイドリング時に潤滑油が不足することになり、オイルポンプの小型化には限度がある。
【０００６】
本発明の目的は、無段変速機における前後進切換装置に対する潤滑油の供給を十分に確保しつつ、オイルポンプの小型化を達成することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機の潤滑装置は、駆動軸に装着されるプライマリプーリと、従動軸に装着されるとともに前記プライマリプーリとの間に駆動ベルトが掛け渡されるセカンダリプーリと、エンジンにより回転駆動される出力軸に固定されるキャリアおよび前記駆動軸に固定されるサンギヤとの間に装着されるプラネタリピニオンギヤを有し前記出力軸の回転を正方向と逆方向のいずれかに切り換えて前記駆動軸に伝達するプラネタリ式の前後進切換装置とを有する無段変速機の潤滑装置であって、前記エンジンにより回転駆動されるオイルポンプが配置されるケースに、前記オイルポンプからの漏出油を前記プラネタリピニオンギヤの直上部に導く案内パイプを取り付けることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、オイルポンプの漏出油を前後進切換装置に案内するようにしたので、アイドリング状態のように、プライマリプーリとセカンダリプーリそれぞれのプーリ幅を変化させるための油圧を発生させるオイルポンプから十分な吐出油量が確保できない場合にも、前後進切換装置の潤滑をリーク油を利用して行うことができる。これにより、オイルポンプを小型化しても、アイドリング時の潤滑を確実に行うことが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１はベルトを用いた車両用の無段変速機の駆動系を示すスケルトン図であり、図示省略したエンジンにより駆動されるクランク軸１は、トルクコンバータ２のポンプ側ケース３にドライブプレート４を介して直結されており、ポンプ側ケース３内に設けられたポンプインペラ３ａに対向して配置されたタービンランナ５はタービン軸つまり出力軸６に直結されている。ポンプインペラ３ａとタービンランナ５の間にはステータ７が配置され、ワンウエイクラッチ８により支持されている。出力軸６には、ドライブプレート４側のトルクコンバータケースに係合および解放可能にロックアップクラッチ９が直結されており、エンジンの動力はトルクコンバータ２またはロックアップクラッチ９を介して出力軸６に伝達される。
【００１１】
出力軸６は前後進切換装置１１を介して無段変速機１２の駆動軸１３に伝達されるようになっている。駆動軸１３にはプライマリプーリ１４が設けられており、これに対向してプライマリ側の可動シーブ１４ａが駆動軸１３に対してボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着され、プライマリプーリ１４はプーリ間隔可変となっている。駆動軸１３に平行に配置された従動軸１５にはセカンダリプーリ１６が設けられており、これに対向してセカンダリ側の可動シーブ１６ａが従動軸１５に対して、可動シーブ１４ａと同様に軸方向に摺動自在に装着され、セカンダリプーリ１６はプーリ間隔可変となっている。
【００１２】
プライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１６との間には駆動ベルト１７が掛け渡されており、両方のプーリ１４，１６の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリ１４，１６に対する巻付け径の比率を変化させて従動軸１５の回転数が無段変速されることになる。
【００１３】
プライマリプーリ１４の溝幅を変化させるために、可動シーブ１４ａとの間に油室１８を形成するシリンダ１９が駆動軸１３に取り付けられ、セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させるために、可動シーブ１６ａとの間に油室２１を形成するシリンダ２２が従動軸１５に設けられている。
【００１４】
従動軸１５はギヤ２３，２４を介して中間軸２５に連結されており、中間軸２５に取り付けられたギヤ２６がディファレンシャル装置２７のファイナルギヤ２８に噛み合い、ディファレンシャル装置２７に連結された車軸２９ａ，２９ｂには車輪３１ａ，３１ｂが取り付けられている。前輪駆動車の場合には、車輪３１ａ，３１ｂは前輪となる。
【００１５】
前後進切換装置１１は、出力軸６に固定された前進用クラッチドラム部を備えた環状のクラッチシリンダ３２と、駆動軸１３にスプライン部を介して固定されたクラッチハブ３３とを有し、クラッチシリンダ３２に設けられたクラッチドラム部と前記クラッチハブ３３との間には、多板式の前進用クラッチ３４が設けられており、この前進用クラッチ３４を作動するための油圧ピストン３５がクラッチシリンダ３２内に組み込まれている。したがって、クラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧を供給して前進用クラッチ３４を接続状態とすると、出力軸６の回転はクラッチハブ３３およびクラッチシリンダ３２を介して駆動軸１３に伝達されて駆動軸１３は出力軸６と同一の正転方向に回転する。
【００１６】
駆動軸１３にスプライン部を介して固定されたサンギヤ３６の外側には、リングギヤ３７が回転自在となっており、クラッチシリンダ３２に固定されたキャリア３９には、相互に噛み合って対をなすプラネタリピニオンギヤ４１，４２が回転自在に装着され、一方のプラネタリピニオンギヤ４１はサンギヤ３６に噛み合い、他方のプラネタリピニオンギヤ４２はリングギヤ３７の内歯と噛み合っており、これらのギヤによりダブルピニオン式プラネタリギヤが構成されている。
【００１７】
それぞれのプラネタリピニオンギヤ４１，４２は図１にあっては作図の便宜上離して示されているが、これらに対となって噛み合っており、これらのプラネタリピニオンギヤ４１，４２を複数対設けるようにしても良い。リングギヤ３７とケース１０との間には多板式の後退用ブレーキ４３が設けられており、この後退用ブレーキ４３を作動するための油圧ピストン４４がケース１０に形成されたブレーキシリンダ４５内に組み込まれている。
【００１８】
したがって、前進用クラッチ３４が解放された状態のもとで、ブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧を供給して後退用ブレーキ４３を制動状態とすると、リングギヤ３７がケース１０に固定された状態になるので、出力軸６と一体となったキャリア３９の回転は、対となったプラネタリピニオンギヤ４１，４２を介してサンギヤ３６に伝達され、駆動軸１３は出力軸６とは逆の逆転方向に回転する。このように、後退用ブレーキ４３がプライマリプーリ１４側に配置され、前進用クラッチ３４がトルクコンバータ２側に配置されており、トランスミッションの全長を短くするために、プライマリプーリ１４の軸を支持する軸受４６の外側にブレーキシリンダ４５が配置されている。
【００１９】
ブレーキシリンダ４５やクラッチシリンダ３２などの油圧作動機器を作動させるために、ケース１０内には油圧源としてのオイルポンプ４７が配置されており、このオイルポンプ４７はクランク軸１によりドライブプレート４およびトルクコンバータ２のポンプ側ケース３のスリーブを介して駆動されるようになっている。
【００２０】
図２は図１に示された駆動系の作動を制御するための油圧回路を示す図であり、オイルポンプ４７はエンジンにより駆動されるロータとケース１０側のポンプハウジングとを有し、２つの吐出口４８ａ，４８ｂと、２つの吸入口４９ａ，４９ｂとが設けられ、吸入口４９ａ，４９ｂにはオイルパン５１に接続された流入側油路５２が接続されている。
【００２１】
それぞれの吐出口４８ａ，４８ｂに接続された吐出側油路５３ａ，５３ｂはライン圧油路５４に合流しており、このライン圧油路５４はセカンダリプーリ１６側の可動シーブ１６ａを作動させる油室２１に接続されるとともに、変速制御弁５５とライン圧制御弁５６のライン圧ポートに接続されている。これらの制御弁５５，５６は、比例電磁リリーフ弁であり、それぞれ制御ユニット５７からの電力により作動するソレノイドを有している。
【００２２】
ライン圧制御弁５６はそのソレノイドに制御ユニット５７から供給される電流に対応してライン圧油路５４の圧力を制御してセカンダリプーリ１６の油室２１に供給されるライン圧つまりセカンダリ圧Ｐs を制御する。また、ライン圧制御弁５６の潤滑ポートには潤滑圧油路５８が接続されており、ライン圧制御弁５６によりライン圧よりも低い潤滑などのための潤滑圧Ｐc が設定される。
【００２３】
変速制御弁５５のプライマリポートにはプライマリプーリ１４側の可動シーブ１４ａを作動させる油室１８に連通したプライマリ油路５９が接続されており、変速制御弁５５はソレノイドに制御ユニット５７から供給される電流に対応したプライマリ圧Ｐp を油室１８に供給する。このプライマリ圧はライン圧を調圧して設定されるので、ライン圧を超えない。ただし、油室１８の断面積は油室２１の断面積よりも大きく設定されているので、ベルトを挟み付ける力はセカンダリプーリ側よりも大きくすることができる。
【００２４】
登坂や急加速などのエンジン出力が大きいときには、ライン圧は上げられてベルト１７のスリップが防止され、エンジン出力が小さいときにはライン圧は下げられてオイルポンプ４７のロスと伝達効率の向上が図られる。オイルポンプ４７の一方の吐出側油路５３ｂを開放させる位置と、吐出側油路５３ｂを流入側油路５２にバイパスさせる位置とに作動する切換弁６１がこれらの油路に設けられており、この切換弁６１は潤滑圧油路５８と切換弁６１の制御ポートとを接続する油路６２ａに設けられた電磁弁６２によって作動するようになっている。したがって、オイルポンプ４７のロスを防止する際には、電磁弁６２に通電することによって吐出油路５３ｂを休止状態として、吐出油路５３ａのみからライン圧油路５４に油圧を供給することができる。
【００２５】
図１に示されたロックアップクラッチ９のオンオフ作動を制御するために、図２に示すように、油圧制御回路にはロックアップ制御弁６３とロックアップ作動電磁弁６４とが設けられており、この電磁弁６４は制御ユニット５７からの制御信号によってオンオフ作動するようになっている。
【００２６】
車速が所定値以上になると、制御ユニット５７からロックアップオン信号が電磁弁６４に送られ、潤滑圧油路５８と油路６５とが連通状態となって潤滑圧が油路６５を介してロックアップ制御弁６３の制御ポートに作用することになる。このときには、油路６５と潤滑圧油路５８との間に接続された第１リリーフ弁６６にも制御圧が作用して潤滑圧Ｐc が低めの圧力Ｐo に設定される。これにより、ロックアップ制御弁６３のスプールは図２において右側に摺動し、潤滑圧油路５８はアプライ室９ｂに連通された油路６７に潤滑圧が流れ、この潤滑圧がアプライ室９ｂに供給される。この結果、ロックアップクラッチ９が左側に押されてロックアップ状態つまり直結状態となり、リリース室９ａ内の圧力は油路６８を介してオイルパン５１に戻される。
【００２７】
電磁弁６４にロックアップオフ信号が送られると、潤滑圧油路５８と油路６５の連通が解かれて油路６５が閉じる。これにより、ロックアップ制御弁６３の制御ポートには制御圧が作用しなくなると共に、第１リリーフ弁６６はドレンしにくくなり、潤滑圧は高めに調圧される。この結果、潤滑圧油路５８に接続されたポートに作用する潤滑圧によってロックアップ制御弁６３のスプールは左側に摺動して潤滑圧油路５８と油路６７との連通が遮断される。このときには、第１リリーフ弁６６のドレンポートに接続された第２リリーフ弁６９によって前記した潤滑圧Ｐo よりも低い第２の潤滑圧ＰL が設定され、ドレンポートに接続された油路７０にも潤滑圧ＰL の圧力の潤滑油がながれて、油路６８を介してリリース室９ａに油圧が供給される。
【００２８】
これにより、ロックアップクラッチ９はオフつまり解放されると共に、そのリリース油圧は油路６７と油路７１を介してオイルクーラ７２により冷却された後に、オイルパン５１へ戻ることになる。なお、油路６７にはリリーフ弁７３が接続され、アプライ室９ａ内に供給される潤滑油の圧力が所定値以上となると、潤滑油はオイルパン５１に戻されるようになっている。
【００２９】
前述したように、車両を前進させる際には前進用クラッチ３４のクラッチシリンダ３２内の油室３２ａに油圧が供給され、車両を後退させる際には後退用ブレーキ４３のブレーキシリンダ４５内の油室４５ａに油圧が供給され、それ以外ではそれぞれの油室３２ａ，４５ａには油圧の供給が停止される。油室３２ａには潤滑圧油路５８からの潤滑圧が供給され、油室４５ａには潤滑圧よりも高いライン圧が供給されるようになっている。
【００３０】
このように前進用クラッチ３４と後退用ブレーキ４３を作動させるために、潤滑圧油路５８と油室３２ａを連通させるクラッチ油路７５と、ライン圧油路５４と油室４５ａとを連通させるブレーキ油路７６が設けられ、これらの油路７５，７６はマニュアル弁７７によって開閉操作されるようになっており、このマニュアル弁７７は車室内に設けられたセレクトレバーによって作動される。
【００３１】
このマニュアル弁７７は、セレクタレバーによってＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジに操作される。車両を後退させるＲレンジに操作されるとブレーキ油路７６はライン圧油路５４に連通する状態となり、車両を前進させるＤレンジに操作されるとクラッチ油路７５が潤滑圧油路５８に連通する状態となり、これら以外の位置にマニュアル弁７７が操作されたときには、クラッチ油路７５およびブレーキ油路７６はいずれも閉じられることになる。
【００３２】
クラッチ油路７５およびブレーキ油路７６には、それぞれアクキュムレータ７８および７９がそれぞれ接続されており、前進状態と後退状態との切換時における切換ショックを吸収するようにしている。
【００３３】
クラッチ油路７５とブレーキ油路７６には、セーフティロック弁８１が設けられ、このセーフティロック弁８１の制御ポートと潤滑圧油路５８を結ぶ油路８２に設けられた電磁弁８３を作動させることにより、クラッチ油路７５と潤滑圧油路５８との連通が遮断されるとともに、ブレーキ油路７６とライン圧油路５４との連通が遮断される。
【００３４】
図３は図１に示されたトルクコンバータ２と前後進切換装置１１の部分を拡大して示す断面図であり、クランク軸１の回転がトルクコンバータ２を介して伝達される出力軸６には図２に示した油路６８に接続され油路８５が形成されている。油路８５に対して出力軸６の外周面を介して連通する潤滑油路８６が出力軸６に形成されており、この潤滑油路８６に連通する潤滑油路８７が駆動軸１３に形成されている。
【００３５】
潤滑油路８７に供給された潤滑油は、駆動軸１３に設けられたサンギヤ３６とプラネタリピニオンギヤ４１、４２の軸部、これらのギヤ４１，４２とリングギヤ３７との噛み合い部などに供給されるようになっている。
【００３６】
オイルポンプ４７は高圧ポンプであり、ポンプのインナーロータはトルクコンバータ２のポンプ側ケース３と一体となったインペラスリーブ８８により駆動されるようになっている。このインペラスリーブ８８を支持するブッシュ８９からはポンプのリーク油が、エンジンのアイドリング回転時にもかなり漏出している。このリーク油を前後進切換装置１１の上部に導くために、ケーシング部には案内油路９１が形成され、この案内油路９１に連通させて案内パイプ９２が取り付けられている。この案内パイプ９２から流出する潤滑油はプラネタリピニオンギヤ４１，４２の直上部に導かれて、それぞれのギヤ４１，４２に滴下される。
【００３７】
図３に示す潤滑装置によって、車両の走行時には潤滑油路８５〜８７を介して前後進切換装置１１における前述したそれぞれのギヤに十分な量の潤滑油が供給されることになる。ただし、前進走行時には、プラネタリピニオンギヤ４１，４２はサンギヤ３６、リングギヤ３７に対して遊星回転を行わないので、潤滑油量は少なくて済む。
【００３８】
しかし、車両が停止しかつＮレンジの状態では、前進用クラッチ３４は開放されるので、クラッチシリンダ３２に取り付けられたキャリア３９が回転することから、停止した状態のサンギヤ３６の周りをプラネタリピニオンギヤ４１，４２は遊星回転することになる。特に、アイドリング状態では、潤滑油路８７から供給される油量は低下することになる。
【００３９】
この状態のもとでは、オイルポンプ４７からのリーク油つまり漏出油が案内油路９１および案内パイプ９２を介して前後進切換装置１１の上部からプラネタリピニオンギヤ４１，４２に滴下される。アイドリング時には、キャリア３９およびプラネタリピニオンギヤ４１，４２はアイドリングの低速回転であり、上部からの潤滑油の滴下供給であっても、所要の潤滑個所に対して潤滑油を供給することが可能となる。
【００４０】
本発明は前記の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明にあっては、オイルポンプのリーク油を利用して前後進切換装置の潤滑を行うようにしたので、オイルポンプから十分な吐出油量が確保できないアイドリング状態であっても、前後進切換装置の潤滑を確実に行うことができる。これにより、アイドリング時におけるオイルポンプの吐出口からの吐出量を高めることが不要となり、オイルポンプの小型化と、機能および耐久性の向上とを達成することができ、さらには燃費を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である潤滑装置を有する無段変速機の駆動系を示すスケルトン図である。
【図２】図１に示された無段変速機の作動を制御するための油圧系を示す油圧回路図である。
【図３】図１におけるトルクコンバータと前後進切換装置の部分に設けられた無段変速機の潤滑装置を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１          クランク軸
２          トルクコンバータ
６          出力軸
９          ロックアップクラッチ
１１          前後進切換装置
１２          無段変速機
１３          駆動軸
１４          プライマリプーリ
１５          従動軸
１６          セカンダリプーリ
１７          駆動ベルト
３２          クラッチシリンダ
３４          前進用クラッチ
３６          サンギヤ
３７          リングギヤ
３９          キャリア
４３          後退用ブレーキ
８５          油路
８６、８７    潤滑油路
９１          案内油路
９２          案内パイプ
【図１】
0004026938.tif 000002
【図２】
0004026938.tif 000003
【図３】
0004026938.tif 000004