JP4006187B2 - 変速機ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン出力回転を自動変速し駆動輪へ伝達する変速機ユニットに関し、特に、エンジン駆動力をダンパ及びクラッチを介して変速機構部へ伝達する変速機ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジン駆動力をダンパ及びクラッチを介して変速機構部へ伝達する変速機ユニットとして、例えば特許第2687041号公報に記載の技術が知られている。この公報には、図3に示すように、エンジンの回転変動を吸収するダンパ100及びフライホイール100aと、ダンパ100から入力された回転を発進クラッチ110へ伝達する入力軸101と、発進クラッチ110を介して入力された回転を変速する変速機構部120から構成されている。
【0003】
そして、ダンパ100及びフライホイール100aは油潤滑が成されない大気開放された第1収装室111に収装され、発進クラッチ110及び変速機構部120は油潤滑が成される第2収装室112に収装されている。この第1収装室111と第2収装室112は隔壁104によって画成され、この隔壁104の入力軸貫通部はオイルシール102によりシールされている。
【0004】
また、入力軸101の第1収装室111には、フライホイール100aを回転可能に支持する支持用ベアリング103が設けられ、更にダンパ100は入力軸101にスプライン噛合により連結されている。この入力軸101の外周には、変速機構部120として用いられているベルト型無段変速機のプライマリプーリ等が配置されている。そして、入力軸101は、変速機ケース113にベアリング114を介して支持されたプライマリプーリ等を介して支持されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては以下の様な問題点があった。すなわち、従来の変速機ユニットにおいては、適用エンジンの変更で例えば高トルクエンジンに変更した場合、ダンパ100と入力軸101との連結部分を高トルクに耐えられるように変更しなければならない。対応方法として入力軸101を大径化することが考えられるが、隔壁104に設けられたオイルシール102のシール径が変更されるため、ダンパ100に加えて隔壁104の貫通穴の穴径やオイルシール102の変更が必要となる。また、入力軸101の連結部分を軸方向に延長することも考えられるが、これは変速機ユニット全体の大型化を招くため適用車種が限定されてしまうという問題がある。
また、入力軸101上にダンパ100及びフライホイール100aを支持しているため、エンジン側からの振動が入力軸101に直接伝達されてしまうといった問題があった。
【0006】
更に、従来技術においては、支持用ベアリング103は油潤滑が成されない第1収装室111内に設けている。よって、この支持用ベアリング103としてグリース封入タイプが使用されるが、この部位は大きなトルクがかかるため安定した支持を確保するのが困難であった。
【0007】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、エンジン駆動力をダンパ及びクラッチを介して変速機構部へ伝達する変速機ユニットにおいて、適用エンジンの変更が行われたとしても、周辺部品の複数の部品を交換する必要が無く、かつ、エンジンからの振動が変速機構部内に伝達されることのない変速機ユニットを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、エンジン出力軸に連結され、エンジン出力の変動を吸収するダンパを収装する大気開放された第1収装室と、前記ダンパからの回転を入力する入力ドラムと、該入力ドラムの回転を変速機入力軸に出力する入力クラッチハブを有する断接可能なクラッチと、前記変速機入力軸の回転を変速する変速機構部とを収装する油潤滑が成される第2収装室と、前記第1収装室と前記第2収装室とを画成する隔壁と、前記入力ドラムの小径軸が前記隔壁を貫通する貫通部をシールするシール材と、を備えた変速機ユニットにおいて、前記第1収装室に前記ダンパと前記入力ドラムとを連結する脱着可能なハブ部材を設け、前記入力ドラムを回転可能に支持する支持用ベアリングを前記隔壁に設けたことを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の変速機ユニットにおいて、前記シール材を、前記入力ドラムの小径軸と前記隔壁との間であって、前記支持用ベアリングよりも第1収装室側に設けたことを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の変速機ユニットにおいて、前記入力ドラムの小径軸近傍であって、軸心から前記シール材の方向に向かって潤滑用の入力ドラム開口部を設けたことを特徴とする。
【0012】
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の変速機ユニットにおいて、前記変速機入力軸の前記入力ドラム側の先端部に潤滑用の入力軸開口部を設けたことを特徴とする。
【0014】
請求項1に記載の変速機ユニットでは、ダンパを収装する大気開放された第1収装室と、入力ドラムと入力クラッチハブを有する断接可能なクラッチと変速機構部とを収装する油潤滑が成される第2収装室と、第1収装室と第2収装室とを画成する隔壁と、入力ドラムの小径軸が隔壁を貫通する貫通部をシールするシール材と、が備えられている。そして、第1収装室にダンパと入力ドラムとを連結する脱着可能なハブ部材が設けられたことで、適用エンジン変更による部品交換がハブ部材までの変更で済み、エンジン適応性範囲が広がり、組立工数の削減、及びコストの低減を図ることが出来る。すなわち、従来の変速機ユニットにおいては、適用エンジンの変更で例えば高トルクエンジンに変更した場合、ダンパと変速機入力部との連結部分を高トルクに耐えられるように変更しなければならなかった。対応方法として変速機入力部を大径化する場合であれば、隔壁に設けられたシール材のシール径が変更されるため、ダンパに加えて隔壁の貫通穴の穴径やシール材の変更が必要となる。また、入力部の連結部分を軸方向に延長することも考えられるが、これは変速機ユニット全体の大型化を招くため適用車種が限定されてしまうという問題がある。しかしながら、本発明によって、ハブ部材の変更のみでダンパの大型化に伴う変速機入力部の大径化に対応できるため、上述の問題を回避することが出来る。
【0015】
更に、入力ドラムを回転可能に支持する支持用ベアリングが隔壁に設けられている。すなわち、入力ドラムを固定部材である隔壁により支持することで、従来技術のように変速機入力軸上に支持する必要が無く、変速機入力軸の長さを短く設計することが出来る。また、例えば、変速機入力軸上に入力ドラムを支持していると、エンジン側からの振動が入力ドラムを介して変速機入力軸に直接伝達されてしまうが、本願発明では、固定部材である隔壁により支持することで、エンジンからの振動が直接変速機入力軸に伝達されるといった問題を解決することが出来る。
【0016】
請求項2に記載の変速機ユニットにおいては、シール材が入力ドラムと隔壁の間であって、支持用ベアリングよりも第1収装室側に設けられている。すなわち、従来技術においては、支持用ベアリングは油潤滑が成されない第1収装室内に支持用ベアリングを設けていた。よって、この支持用ベアリングとしてグリース封入タイプが使用されるが、この部位は大きなトルクがかかるため安定した支持を確保するのが困難であった。しかしながら、本願発明においては、シール材が支持用ベアリングよりも第1収装室側に設けられ、これは支持用ベアリングが第2収装室に設けられていることを意味する。よって、油潤滑が成される第2収装室に支持用ベアリングを設けることで、確実に潤滑することが可能となり、安定した回転支持を行うことが出来る。
【0017】
請求項3に記載の変速機ユニットにおいては、入力ドラムの小径軸近傍であって、軸心からシール材の方向に向かって潤滑用の入力ドラム開口部が設けられている。すなわち、小径軸近傍にはシール材が設けられ、更に支持用ベアリングも設けられているため、効率よく支持用ベアリングとシール材を潤滑することが可能となり、潤滑ルートに無駄が無く、安定した潤滑を行うことが出来る。
【0018】
請求項4に記載の発明では、変速機入力軸の入力ドラム側の先端部に潤滑用の入力軸開口部が設けられている。よって、この変速機入力軸の先端部付近に設けられている入力ドラム開口部に対して、確実に潤滑油を供給することが可能となり、潤滑油不足による焼き付け減少といった問題を回避することが出来る。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機は、金属ベルトCVTとし、変速動作等については説明を省略する。
【0020】
3は変速機ケース、4は変速機ケース3の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング4には、ボルト12によりフロントカバー11が取着され、これによりトーショナルダンパ6を収装する大気開放された第1収装室4aを画成している。また、変速機ケース3,入力クラッチハウジング4の一部及びフロントカバー11により油潤滑が成される第2収装室3aを画成している。
【0021】
変速機ケース3及び入力クラッチハウジング4の間にはオイルポンプ2を介在させている。このオイルポンプ2は、ポンプハウジング2a及びポンプカバー2bにより画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー2bの内周に固定の中空スリーブ2cを嵌着し、この中空スリーブ2c内に入力シャフト1を回転自在に挿着する。
【0022】
入力クラッチハウジング4内に突出する入力シャフト1の前端部上には入力クラッチ5を配置している。この入力クラッチ5は、電磁クラッチ22と、この電磁クラッチ22の外周に配置した入力クラッチパック15と、この電磁クラッチ22の内周に配置したローディングカム17から構成されている。
【0023】
入力クラッチパック15の入力ドラム13は、入力ハブ7をナット8により固定する軸部13bと、オイルシール9との摺動部である小径軸13dと、入力ドラム13をフロントカバー11によりベアリング10を介して支持するベアリング支持部13eから構成されている。
【0024】
図示しないエンジンの動力はドライブプレート6bと一体となったトーショナルダンパ6,入力ハブ7を介して入力クラッチパック15の入力ドラム13,14(ドライブ側)に伝達される。動力伝達部品は、トーショナルダンパ6の出力メンバ6aと一体回転可能な入力ドラム13に固定された入力ハブ7と、入力ドラム13とスプライン嵌合する入力ドラム14と、入力ドラム14と一体回転可能に嵌合する電磁クラッチ22のロータ24から構成されている。ロータ24の一端24aは、オイルポンプ2の駆動爪になっている。
【0025】
電磁クラッチ22を締結すると、ローディングカム17にエンジン回転が入力され、ローディングカム17は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ16(ドリブン側)に図1の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストベアリング27を介して、入力ドラム14,ロータ24及び電磁石22aをスナップリング20で止められたリターン皿ばね19に抗して図1の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【0026】
ところで、入力クラッチハブ16は、入力シャフト1とスプライン嵌合するとともに、図1に示す右端部は、スナップリング18で止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、入力ドラム14側が左方移動して、入力クラッチパック15側に金属プレート15cが一体回転可能に嵌合しており、図1の右端側は段付きリテーナ15dを介してスナップリング15eで軸方向の移動を規制している。
【0027】
一方、入力クラッチハブ16側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、フェーシングプレート15bが入力クラッチハブ16と一体回転可能に嵌合している。金属プレート15cと、フェーシングプレート15bとは、軸方向交互に配置されており、入力クラッチ5締結時において、入力クラッチハブ16の接触面16aは、フェーシングプレート15bの摩擦材フェーシング面と接触し、フェーシング面を摩耗、剥離させてしまう。そこで、図1に示すようにフローティングプレート15aを介して当接するような構成としている。また、入力クラッチハブ16の接触面16aに最も近いフェーシングプレート15bだけは、金属プレート15cと接触する面にだけフェーシングを貼り、接触面16a側は、フェーシングを貼らない構成にすればフローティングプレート15aを挿入しなくても良い。
【0028】
ここで、図3に示した従来技術と図2に示した比較例、及び本実施の形態のそれぞれにおける入力ハブ7,オイルシール9,ボールベアリング10の設定について説明する。
【0029】
まず、従来技術においては、ダンパ100と入力軸101の噛合はスプラインであり、小軸径で噛合している。適用エンジン変更によるトルク増加に対応する場合、軸スプライン長さを大きくするか、入力軸径を大きくして対応することになる。軸スプライン長さを大きくすることで対応する場合、軸スプライン長さ増によるユニット全長の増加という問題が発生し、入力軸径を大きくして対応する場合、入力軸径変更による変速機側の周辺部品(オイルシール102等)の変更が生じ、部品種類増といった問題がある。よって、適用エンジンの変更(トルク、クランクシャフト取り付けピッチの変更)、ダンパ100の変更の他に入力軸101、周辺部品(オイルシール102等)の変更が生じてしまう。
【0030】
図2は、エンジン駆動力をダンパ及びクラッチを介して変速機構部へ伝達する変速機ユニットの一例を表す比較例であり、同一の構成については同じ符号を付してある。本技術が有する問題点について述べる。
【0031】
(1)適用エンジン変更に伴う問題点
比較例においては、従来技術同様、トーショナルダンパ6と入力ドラム13はそれぞれのスプライン13’,6aにおいてスプライン噛合している。そのため、適用エンジンを変更(トルク、クランクシャフト取り付けピッチ)する場合、トーショナルダンパ6変更の他に、スプライン径を大きくするために、入力ドラム13のスプライン径を拡大し、それに伴いオイルシール9、フロントカバー11の変更が生じる。トーショナルダンパ6と入力ドラム13のスプライン噛合は、軸方向長さの短縮を目的にクランクシャフト径上に配置しているため、オイルシール9の径は大きくなり、また、入力ドラム13の入力ドラム摺動支持部13’’と入力クラッチハブ16に設けられたベアリング支持部16aの間に配置したボールベアリング10は、回転部品同士の支持となり偏心量が大きく、オイルシール9の機能、品質に不利になっている。
【0032】
(2)ドラム支持構造における振動問題
入力ドラム13はベアリング10とオイルシール9により支持されているため、エンジンの振動がクランクシャフトからトーショナルダンパ6を介して入力され、入力ドラム摺動支持部13bからベアリング10を介してベアリング支持部16aに入力され、更に入力シャフト1にエンジンからの振動を直接伝達してしまうという問題がある。
【0033】
(3)潤滑構造におけるベアリング及びオイルシール潤滑問題
オイルシール9の油潤滑においては、入力ドラム13にオイルシール10と同径に設置した油孔13cより潤滑されるが、十分な油量を確保することは困難なので、オイルシール9の品質に影響がある。
【0034】
比較例においては上述のような問題点(1)〜(3)があったが、本実施の形態の変速機ユニットにおいては、トーショナルダンパ6から入力ドラム13に動力伝達する入力ハブ7は、入力ドラム13の小径軸13dで一体固定され、かつ脱着可能で、トーショナルダンパ6との結合にスプライン7aを有する構造としている。
【0035】
入力ハブ7のスプライン7aとトーショナルダンパ6のスプライン6aは軸方向に摺動可能で回転できる。ここで適用エンジン変更によるトルクが増加した場合、入力ドラム13と入力ハブ7の一体固定は変更せずに入力ハブ7のスプライン径を大きくしてスプライン長さの増加を小さくしつつ、スプライン強度を保てばよい。従って、トルク増加に対して軸方向寸法の増加を小さくしつつ、また入力ハブ7の変更のみで対応出来るので、変速機側の変更部品(入力ドラム13,オイルシール9,フロントカバー11,ボールベアリング10)の増加を抑えることができる。よって、適用エンジンの変更(トルク,クランクシャフト取り付けピッチ)、トーショナルダンパ6変更においても、入力ハブ7のみの変更で対応できる(問題点(1)の解決手段に相当)。
【0036】
また、ボールベアリング10は非回転部品のフロントカバー11に支持するので、オイルシール9上の軸偏心量を抑えることが可能となり、オイルシール9、ボールベアリング10の機能、品質を向上することができる。更に、比較例では入力ドラム13はベアリング10とオイルシール9の間に支持されているため、入力シャフト1にエンジンからの振動を直接伝達してしまうという問題があったが、本実施の形態では、入力ドラム13が固定部材であるフロントカバー11にベアリング10を介して支持されているため、入力クラッチハブ16から入力シャフト1へ振動伝達を回避することができる(問題点(2)の解決手段に相当)。
【0037】
更に、フロントカバー11に取り付けられるオイルシール9とボールベアリング10については、オイルシール9を入力ドラム13の小径軸13d側に配置し、ボールベアリング10をオイルシール9に対し軸径上に配置された入力ドラムベアリング支持部13eに設けることで軸方向寸法の増加を小さくできる。また、潤滑油は入力シャフト1の開口部1a→中空部1b→開口部1d→入力ドラム13に設ける開口部13aを介して、オイルシール9→ボールベアリング10に確実に潤滑することができる(問題点(3)の解決手段に相当)。
【0038】
次に電磁式多板クラッチの潤滑について説明する。
図示しないコントロールバルブ回路(従来のロックアップクラッチ供給回路の流用)から供給される潤滑油は、入力シャフト1の開口部1a→中空部1b→開口部1cを介して、遠心ポンプ作用により、電磁クラッチ22,入力クラッチ部15を潤滑する。入力ドラム13,14には、複数の開口部(図示せず)が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー11と、クラッチハウジング4とで密封された空間に溜まり、クラッチハウジング4の下端部に開口するドレーンポート4bを経由して、変速機ケース3側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【0039】
以上説明したように、本実施の形態における変速機ユニットにおいては、トーショナルダンパ6を収装する大気開放された第1収装室4aと、入力ドラム13と入力ドラム14を有する断接可能な入力クラッチ5と変速機構部であるベルト式無段変速機とを収装する油潤滑が成される第2収装室3aと、第1収装室4aと第2収装室3aとを画成するフロントカバー11と、入力ドラム13の小径軸13dがフロントカバー11を貫通する貫通部をシールするオイルシール9と、が備えられている。
そして、第1収装室4aにトーショナルダンパ6と入力ドラム13とを連結する脱着可能な入力ハブ7が設けられたことで、適用エンジン変更による部品交換が入力ハブ7までの変更で済み、エンジン適応性範囲が広がり、組立工数の削減、及びコストの低減を図ることが出来る。
【0040】
更に、入力ドラム13を回転可能に支持するベアリング10がフロントカバー11に設けられている。すなわち、入力ドラム13を固定部材であるフロントカバー11により支持することで、従来技術のように変速機入力軸上に支持する必要が無く、変速機入力軸の長さを短く設計することが出来る。また、例えば、変速機入力軸上に入力ドラムを支持していると、エンジン側からの振動が入力ドラムを介して変速機入力軸に直接伝達されてしまうが、本願発明では、固定部材であるフロントカバー11により支持することで、エンジンからの振動が直接変速機入力軸に伝達されるといった問題を解決することが出来る。
【0041】
また、オイルシール9が入力ドラム13とフロントカバー11の間であって、ベアリング10よりも第1収装室4a側に設けられている。すなわち、従来技術においては、支持用ベアリングは油潤滑が成されない第1収装室内に支持用ベアリングを設けていた。よって、この支持用ベアリングとしてグリース封入タイプが使用されるが、この部位は大きなトルクがかかるため安定した支持を確保するのが困難であった。しかしながら、本願発明においては、オイルシール9がベアリング10よりも第1収装室4a側に設けられ、これは支持用ベアリングが第2収装室3aに設けられていることを意味する。よって、油潤滑が成される第2収装室3aにベアリング10を設けることで、確実に潤滑することが可能となり、安定した回転支持を行うことが出来る。
【0042】
また、入力ドラム13の小径軸13d近傍であって、軸心からオイルシール9の方向に向かって潤滑用の開口部13aが設けられている。
すなわち、小径軸13d近傍にはオイルシール9が設けられ、更にベアリング10も設けられているため、効率よくオイルシール9とベアリング10を潤滑することが可能となり、潤滑ルートに無駄が無く、安定した潤滑を行うことが出来る。
【0043】
また、入力シャフト1の入力ドラム13側の先端部に潤滑用の開口部1dが設けられている。よって、この入力シャフト1の先端部付近に設けられている開口部1dに対して、確実に潤滑油を供給することが可能となり、潤滑油不足による焼き付け減少といった問題を回避することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図である。
【図2】実施の形態の比較例における変速機ユニットの発進クラッチ周辺を表す断面図である。
【図3】従来技術の変速機ユニットを表す断面図である。
【符号の説明】
1 入力シャフト
1a 開口部
1b 中空部
1c 開口部
1d 開口部
2 オイルポンプ
2a ポンプハウジング
2b ポンプカバー
2c 中空スリーブ
3 変速機ケース
3a 第2収装室
4 入力クラッチハウジング
4a 第1収装室
4b ドレーンポート
5 入力クラッチ
6 トーショナルダンパ
6a スプライン
6b ドライブプレート
6a 出力メンバ
7 入力ハブ
7a スプライン
9 オイルシール
10 ベアリング
11 フロントカバー
13 入力ドラム
13a 開口部
13b 軸部
13c 油孔
13d 小径軸
13e ベアリング支持部
14 入力ドラム
15 入力クラッチパック
15a フローティングプレート
15b フェーシングプレート
15c 金属プレート
15d リテーナ
15e スナップリング
16 入力クラッチハブ
16a 接触面
17 ローディングカム
18 スナップリング
22 電磁クラッチ
22a 電磁石
24 ロータ
24a ロータの一端
27 スラストベアリング
100 ダンパ
100a フライホイール
101 入力軸
102 オイルシール
103 支持用ベアリング
104 隔壁
110 発進クラッチ
111 第1収装室
112 第2収装室
113 変速機ケース
114 支持用ベアリング
120 変速機構部
Claims (4)
- エンジン出力軸に連結され、エンジン出力の変動を吸収するダンパを収装する大気開放された第1収装室と、
前記ダンパからの回転を入力する入力ドラムと、
該入力ドラムの回転を変速機入力軸に出力する入力クラッチハブを有する断接可能なクラッチと、
前記変速機入力軸の回転を変速する変速機構部とを収装する油潤滑が成される第2収装室と、
前記第1収装室と前記第2収装室とを画成する隔壁と、
前記入力ドラムの小径軸が前記隔壁を貫通する貫通部をシールするシール材と、
を備えた変速機ユニットにおいて、
前記第1収装室に前記ダンパと前記入力ドラムとを連結する脱着可能なハブ部材を設け、前記入力ドラムを回転可能に支持する支持用ベアリングを前記隔壁に設けたことを特徴とする変速機ユニット。 - 請求項1に記載の変速機ユニットにおいて、
前記シール材を、前記入力ドラムの小径軸と前記隔壁との間であって、前記支持用ベアリングよりも第1収装室側に設けたことを特徴とする変速機ユニット。 - 請求項1または2に記載の変速機ユニットにおいて、
前記入力ドラムの小径軸近傍であって、軸心から前記シール材の方向に向かって潤滑用の入力ドラム開口部を設けたことを特徴とする変速機ユニット。 - 請求項3に記載の変速機ユニットにおいて、
前記変速機入力軸の前記入力ドラム側の先端部に潤滑用の入力軸開口部を設けたことを特徴とする変速機ユニット。
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