JP4814772B2 - ディファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ディファレンシャル装置の潤滑構造に関する。

自動車用オートマチックトランスミッション（ＡＴ）に一体的組み込まれたディファレンシャル装置の潤滑構造においては、一般的に、ディファレンシャル装置と、ディファレンシャル装置のディファレンシャルケース（デフケース）に取り付けられたファイナルドリブンギヤがトランスミッションケース内に配設されており、ファイナルドリブンギヤの回転を利用してトランスミッションケース内に貯留された潤滑油を掻き揚げて潤滑するように構成されている。

ディファレンシャル装置のインボード部及びディファレンシャル装置を回転可能に支持するベアリングへの潤滑オイルの供給は、ファイナルドリブンギヤにより掻き揚げられたオイルをトランスミッションケース内部に形成されたリブ等で集め、インボード部及びベアリングへ流し込む構造としている。
特開２００５−１０６１７８号公報 特開２００５−１８０５７７号公報

従来のディファレンシャル装置の潤滑構造では、ファイナルドリブンギヤで掻き揚げられたオイルをトランスミッションケースに形成したリブ等で集めて潤滑必要箇所に流し込む構造としているため、ファイナルドリブンギヤの回転速度の変動による潤滑油量のばらつきが大きいという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転速度の変動に拘わらず安定した潤滑オイル量を確保して潤滑性能を向上可能なディファレンシャル装置の潤滑構造を提供することである。

本発明によると、一対の車軸を一対のインボード部によって回転可能に支持するディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースに取り付けられたファイナルドリブンギヤとを含み、相互に合わせ面で結合されたトランスミッションケース及びトルクコンバータケースに一対のベアリングを介して回転可能に取り付けられたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、前記トランスミッションケースの前記合わせ面に設けた窪みと、前記トルクコンバータケースの前記合わせ面に設けた窪みとによって、前記合わせ面近傍の前記トランスミッションケース及び前記トルクコンバータケースに渡りオイル溜めとしてのチャンバを形成し、前記チャンバの両サイドにおける前記トランスミッションケースの窪みと前記トルクコンバータケースの窪みとに一対の開口部を設け、オイルクーラーにより冷却されたトランスミッションオイルを前記チャンバに導入し、一方の前記開口部から滴下するトランスミッションオイルをオイルガイドで案内して一方の前記ベアリングの背面側に供給し、該ベアリング及び一方の前記インボード部を潤滑すると共に、他方の前記開口部から滴下するトランスミッションオイルを他のオイルガイドで案内して他方の前記ベアリングの背面側に供給し、該ベアリング及び他方の前記インボード部を潤滑することを特徴とするディファレンシャル装置の潤滑構造が提供される。

本発明によると、オイルクーラーからの戻りオイルを半強制的にディファレンシャル装置のインボード部及びベアリングに供給するため、ファイナルドリブンギヤの回転速度の変動に拘わらず低回転から高回転まで安定した潤滑オイル量を確保可能であり、ディファレンシャル装置の潤滑性能を向上することができる。

まず、図１及び図２を参照して、本発明のディファレンシャル装置の潤滑構造が適用可能な自動変速機ＴＭの構成の一例について説明する。

この自動変速機は、変速機ハウジングＨＳＧ内に、エンジン出力軸（図示せず）に繋がるトルクコンバータＴＣと、トルクコンバータＴＣの出力部材（タービンランナ）に繋がった平行軸式変速機構ＴＭと、この変速機構ＴＭのファイナルドライブギヤ６ａと噛合するファイナルドリブンギヤを備えた図示しないディファレンシャル装置を配設して構成されており、ディファレンシャル装置から左右の車輪に駆動力が伝達される。

平行軸式変速機構ＴＭは、互いに平行に延びた第１入力軸１、第２入力軸２、カウンタ軸３及びアイドル軸５を有して構成され、これら各軸の軸線位置は図２においてＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ５で示す位置にそれぞれ配置されている。

この平行軸式変速機構ＴＭの動力伝達構成が図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されており、図１（Ａ）は図２の１Ａ−１Ａに沿って第１入力軸１（Ｓ１）、カウンタ軸３（Ｓ３）及び第２入力軸（Ｓ２）を通る断面を示しており、図１（Ｂ）は図２の１Ｂ−１Ｂに沿って第１入力軸１（Ｓ１）、アイドル軸５（Ｓ５）及び第２入力軸２（Ｓ２）を通る断面を示している。

第１入力軸１はトルクコンバータＴＣのタービンに連結されており、ベアリング４１ａ，４１ｂにより回転支持され、タービンからの駆動力を受けてこれと同一回転する。第１入力軸１には、トルクコンバータＴＣ側（図における右側）から順に、５速駆動ギヤ２５ａ、５ＴＨクラッチ１５、４ＴＨクラッチ１４、４速駆動ギヤ２４ａ、リバース駆動ギヤ２６ａ及び第１連結ギヤ３１が配設されている。

５速駆動ギヤ２５ａは第１入力軸１の上に回転自在に配設されており、油圧力により作動される５ＴＨクラッチ１５により第１入力軸１と係脱される。また、４速駆動ギヤ２４ａ及びリバース駆動ギヤ２６ａは一体的に連結されると共に第１入力軸１の上に回転自在に配設されており、油圧力により作動される４ＴＨクラッチ１４により第１入力軸１と係脱される。第１連結ギヤ３１は第１入力軸１を回転自在に支持するベアリング４１ａの外側に位置して、片持ち状態で第１入力軸１と結合されている。

第２入力軸２はベアリング４２ａ，４２ｂにより回転支持され、この軸上には、図における右側から順に、２ＮＤクラッチ１２、２速駆動ギヤ２２ａ、ＬＯＷ駆動ギヤ２１ａ、ＬＯＷクラッチ１１、３ＲＤクラッチ１３、３速駆動ギヤ２３ａ及び第４連結ギヤ３４が配設されている。

２速駆動ギヤ２２ａ、ＬＯＷ駆動ギヤ２１ａ及び３速駆動ギヤ２３ａはそれぞれ第２入力軸２の上に回転自在に配設されており、油圧力により作動される２ＮＤクラッチ１２、ＬＯＷクラッチ１１及び３ＲＤクラッチ１３により第２入力軸２と係脱される。第４連結ギヤ３４は第２入力軸２と結合されている。

図１（Ｂ）に示されるように、アイドル軸５はベアリング４５ａ，４５ｂにより回転支持され、この軸と一体に第２連結ギヤ３２及び第３連結ギヤ３３が配設されている。第２連結ギヤ３２は第１連結ギヤ３３と噛合し、第３連結ギヤ３３は第４連結ギヤ３４と噛合している。これら第１〜第４連結ギヤにより連結ギヤ列３０が構成され、第１入力軸１の回転が連結ギヤ列３０を介して第２入力軸２に常時伝達される。

カウンタ軸３はベアリング４３ａ，４３ｂにより回転支持され、この軸上には、図における右側から順に、終減速駆動ギヤ６ａ、２速従動ギヤ２２ｂ、ＬＯＷ従動ギヤ２１ｂ、５速従動ギヤ２５ｂ、３速従動ギヤ２３ｂ、４速従動ギヤ２４ｂ、ドグ歯式クラッチ１６及びリバース従動ギヤ２６ｃが配設されている。

終減速駆動ギヤ６ａ、２速従動ギヤ２２ｂ、ＬＯＷ従動ギヤ２１ｂ、５速従動ギヤ２５ｂ及び３速従動ギヤ２３ｂはカウンタ軸３に結合されており、これと一体回転する。４速従動ギヤ２４ｂはカウンタ軸３の上に回転自在に配設されている。

また、リバース従動ギヤ２６ｃもカウンタ軸３の上に回転自在に配設されている。ドグ歯式クラッチ１６が軸方向に作動されて、４速従動ギヤ２４ｂとカウンタ軸３と係脱させたり、リバース従動ギヤ２６ｃとカウンタ軸３とを係脱させたりすることができる。

なお、図示のように、ＬＯＷ駆動ギヤ２１ａとＬＯＷ従動ギヤ２１ｂとが噛合し、２速駆動ギヤ２２ａと２速従動ギヤ２２ｂとが噛合し、３速駆動ギヤ２３ａと３速従動ギヤ２３ｂとが噛合し、４速駆動ギヤ２４ａと４速従動ギヤ２４ｂとが噛合し、５速駆動ギヤ２５ａと５速従動ギヤ２５ｂとが噛合する。さらに、リバース駆動ギヤ２６ａは図示しないアイドラギヤを介してリバース従動ギヤ２６ｃと噛合する。

以上のような構成の変速機において、各速度段の設定及びその動力伝達経路について以下に説明する。なお、この変速機においては、前進レンジにおいてはドグ歯式クラッチ１６が図において右方向に移動されて４速従動ギヤ２４ｂとカウンタ軸３とが結合される。一方、後進（リバース）レンジにおいては、ドグ歯式クラッチ１６が左方向に移動されてリバース従動ギヤ２６ｃとカウンタ軸３とが係合される。

まず、前進レンジにおける各速度段について説明する。ＬＯＷ速度段はＬＯＷクラッチ１１を係合させて設定される。トルクコンバータＴＣから第１入力軸１に伝達された回転駆動力は、連結ギヤ列３０を介して第２入力軸２に伝達される。

ここで、ＬＯＷクラッチ１１が係合されているため、ＬＯＷ駆動ギヤ２１ａが第２入力軸２と同一回転で駆動され、これと噛合するＬＯＷ従動ギヤ２１ｂが回転駆動され、カウンタ軸３が駆動される。この駆動力は終減速ギヤ列を介して図示しないディファレンシャル装置に伝達される。

２速段は２ＮＤクラッチ１２を係合させて設定される。トルクコンバータＴＣから第１入力軸１に伝達された回転駆動力は、連結ギヤ列３０を介して第２入力軸２に伝達される。ここで、２ＬＤクラッチ１２が係合されているため、２速駆動ギヤ２２ａが第２入力軸２と同一回転で駆動され、これと噛合する２速従動ギヤ２２ｂが回転駆動され、カウンタ軸３が駆動される。この駆動力は終減速ギヤ列を介して図示しないディファレンシャル装置に伝達される。

３速段は３ＲＤクラッチ１３を係合させて設定される。トルクコンバータＴＣから第１入力軸１に伝達された回転駆動力は、連結ギヤ列３０を介して第２入力軸２に伝達される。ここで、３ＲＤクラッチ１３が係合されているため、３速駆動ギヤ２３ａが第２入力軸２と同一回転で駆動され、これと噛合する３速従動ギヤ２３ｂが回転駆動されて、カウンタ軸３が駆動される。この駆動力は終減速ギヤ列を介して図示しないディファレンシャル装置に伝達される。

４速段は４ＴＨクラッチ１４を係合させて設定される。トルクコンバータＴＣから第１入力軸１に伝達された回転駆動力は、４ＴＨクラッチ１４を介して４速駆動ギヤ２４ａを回転駆動させ、これと噛合する４速従動ギヤ２４ｂを回転駆動する。

ここで、前進レンジにおいては、ドグ歯式クラッチ１６により４速従動ギヤ２４ｂがカウンタ軸３と係合されているため、カウンタ軸３が駆動され、この駆動力は終減速ギヤ列を介して図示しないディファレンシャル装置に伝達される。

５速段は５ＴＨクラッチ１５を係合させて設定される。トルクコンバータＴＣから第１入力軸１に伝達された回転駆動力は、５ＴＨクラッチ１５を介して５速駆動ギヤ２５ａを回転させ、これと噛合する５速従動ギヤ２５ｂを回転駆動する。５速従動ギヤ２５ｂはカウンタ軸３と結合されているため、カウンタ軸３が駆動され、この駆動力は終減速ギヤ列を介して図示しないディファレンシャル装置に伝達される。

一方、後進（リバース）段は、４ＴＨクラッチ１４を係合させると共にドグ歯式クラッチ１６を左方向に移動させて設定される。トルクコンバータＴＣから第１入力軸１に伝達された回転駆動力は、４ＴＨクラッチ１４を介してリバース駆動ギヤ２６ａを回転駆動させ、図示しないリバースアイドラギヤを介してこのアイドラギヤと噛合するリバース従動ギヤ２６ｃを回転駆動する。

ここで、後進（リバース）レンジにおいては、ドグ歯式クラッチ１６によりリバース従動ギヤ２６ｃがカウンタ軸３と係合されているため、カウンタ軸３が駆動され、この駆動力は終減速ギヤ列を介して図示しないディファレンシャル装置に伝達される。このことから判るように、４ＴＨクラッチ１４はリバースクラッチの作用を兼用する。

図３を参照すると、トランスミッションケース５０の外観図が示されている。パイプ５２は図示しないオイルクーラーに接続されて、オイルクーラーにＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルイド）を導き、オイルクーラーで冷却されたＡＴＦはパイプ５４，５６を通りオイル供給部５８からディファレンシャル装置６０の上部に供給される。

オイルクーラーに供給されるＡＴＦはある程度の圧力をもって供給されるため、オイルクーラーで冷却されたＡＴＦもある程度の圧力をもってディファレンシャル装置６０の上部に供給される。よって、このＡＴＦをディファレンシャル装置６０の潤滑に使用する本実施形態では、この潤滑を半強制潤滑と称することにする。

次に、図４の断面図を参照して、本実施形態のディファレンシャル装置６０及びその潤滑構造について詳細に説明する。ディファレンシャル装置６０は、合わせ面６４で一体的に結合されたトランスミッションケース５０及びトルクコンバータケース６２に一対のボールベアリング６６，６８を介して回転自在に支持されたディファレンシャルケース（デフケース）７０を含んでいる。

デフケース７０には、ファイナルドリブンギヤ（終減速従動ギヤ）７２が複数個のボルト（１本のみ図示）７４により固定されている。デフケース７０は車体左右方向に伸びる一対のインボード部（ボス部）７６，７８を有している。左側のインボード部７６内周に左車軸８０の軸端部が回転自在に支持されるとともに、右側のインボード部７８内周に右車軸８２の軸端部が回転自在に支持されている。

デフケース７０には、両車軸８０，８２の対向端部間に位置し、且つ両車軸８０，８２の軸線と直交するように、互いに直交する一対のピニオンシャフト８４，８６が支持されている。各ピニオンシャフト８４，８６は、デフケース７０に回転不能且つ挿抜不能に固定されている。

ピニオンシャフト８４には一対のピニオンギヤ（ディファレンシャルピニオン）８８，９０が回転自在に支持されている。ピニオンシャフト８６にも一対のピニオンギヤ（図示せず）が回転自在に支持されている。これらのピニオンギヤ８８，９０に噛合する一対のサイドギヤ（ドライブピニオン）９２，９４が左車軸８０及び右車軸８２にそれぞれスプライン結合されている。

ピニオンギヤ８８の背面とデフケース７０との間には曲面状のスラフトワッシャ９６が介装されている。同様に、ピニオンギヤ９０の背面とデフケース７０との間にも曲面状のスラフトワッシャ（図示せず）が介装されている。

同様に、ピニオンシャフト８６に支持されているピニオンギヤの背面とデフケース７０との間にも曲面状のスラフトワッシャが介装されている。更に、サイドギヤ９２，９４とデフケース７０との間には平面状のスラフトワッシャ９８，１００が介装されている。

左車軸８０とトランスミッションケース５０の間に設けたオイルシール１０２と左側のボールベアリング６６との間には、環状溝（環状空間）１０４が形成されている。同様に、右車軸８２とトランスミッションケース５０との間に設けられたオイルシール１０６と右側のボールベアリング６８との間に、環状溝（環状空間）１０８が形成されている。

図５に示されるように、トランスミッションケース５０内面のディファレンシャル装置６０収容部分の上部には窪み１１０ａが形成されており、図６に示されるように、トルクコンバータケース６２内面のディファレンシャル装置６０収容部分の上部には窪み１１０ｂが形成されている。

図５において、１２４は左車軸８０が収容される開口部であり、その内面にオイルシール１０２が取り付けられる。また、図６において、１２６は右車軸８２が収容される開口部であり、この内面にオイルシール１０６が取り付けられる。

図４を再び参照すると、トランスミッションケース５０とトルクコンバータケース６２は合わせ面６４で合わされて複数のボルトにより相互に結合される。これにより、ディファレンシャル装置６０の上部には窪み１１０ａ，１１０ｂから形成されるチャンバ（袋状の空間）１１０が画成されている。オイルクーラーからの戻りオイルは供給穴１１２を介してチャンバ１１０内に供給される。

なお、図４においては、供給穴１１２がチャンバ１１０の上部に形成されているように図示されているが、これは説明の便宜上であり、実際には図５に見られるように窪み１１０ａを画成するトランスミッションケース５０の側部に供給穴１１２が形成されている。

チャンバ１１０の両サイド下部には開口部１１４，１１６が形成されている。１１８，１２２はベアリングスペーサであり、その上部にそれぞれ折り返し部１１８ａ，１２２ａが形成されている。１２０はチャンバ１１０から開口部１１６を介して滴下されたオイルをベアリングスペーサ１２２方向に案内するガイドプレートである。

以下、上述した本実施形態のディファレンシャル装置の潤滑構造の作用について説明する。図示しないオイルクーラーからの戻りオイルはパイプ５４，５６を介してオイル供給部５８に導かれ、オイル供給穴１１２からチャンバ１１０内に供給されチャンバ１１０内に貯留される。

チャンバ１１０の両サイド下部には開口部１１４，１１６が形成されているため、チャンバ１１０内に一端溜められたオイルは開口部１１４，１１６から下方に滴下する。

開口部１１４から滴下したオイルは、折り返し部１１８ａを有するベアリングスペーサ１１８によりベアリング６６の背面（左側）の環状空間１０４に案内され、ベアリング６６を潤滑するとともに、デフケース７０のインボード部７６に供給されてこれを潤滑する。

一方、開口部１１６から下方に滴下したオイルは、ガイドプレート１２０及び折り返し部１２２ａを有するベアリングスペーサ１２２によりベアリング６８の背面（右側）の環状空間１０８に案内されて、ベアリング６８を潤滑するとともに、デフケース７０のインボード部７８に供給されてこれを潤滑する。

更に、トランスミッションケース５０及びトルクコンバータケース６２内に溜まったＡＴＦはファイナルドリブンギヤ７２により掻き揚げられてケースに当たって飛び散るが、これらのオイルもトランスミッションケース５０及びトルクコンバータケース６２内面に形成したリブ等により環状空間１０４，１０８に集められ、ベアリング６６，６８及びインボード部７６，７８を潤滑する。

このように本実施形態では、オイルクーラーからの戻りオイルをチャンバ１１０に一端溜めて、そこからガイドプレート１２０及びベアリングスペーサ１１８，１２２によりベアリング６６，６８背面の環状空間１０４，１０８に案内して、ベアリング６６，６８及びインボード部７６，７８を半強制的に潤滑するとともに、ファイナルドリブンギヤ７２が掻き揚げたＡＴＦも潤滑に寄与するため、ファイナルドリブンギヤ７２の低回転から高回転に渡り安定した潤滑量を確保することができ、潤滑性能を向上することができる。

本発明のディファレンシャル装置の潤滑構造が適用可能な自動変速機の動力伝達系を示すスケルトン図である。 自動変速機の軸位置関係を示す概略図である。 トランスミッションケースの外観斜視図である。 本発明実施形態のディファレンシャル装置及びその潤滑構造の断面図である。 トランスミッションケースの要部内面を示す図である。 トルクコンバータケースの要部内面を示す図である。

符号の説明

５０ トランスミッションケース
６０ ディファレンシャル装置
６２ トルクコンバータケース
６４ 合わせ面
６６，６８ ベアリング
７０ デフケース
７２ ファイナルドリブンギヤ
７６，７８ インボード部
８０ 左車軸
８２ 右車軸
８４，８６ ピニオンシャフト
８８，９０ ピニオンギヤ
９２，９４ サイドギヤ
１０２，１０６ オイルシール
１０４，１０８ 環状空間
１１０ チャンバ（袋状空間）
１１２ 供給穴
１１４，１１６ 開口部
１１８，１２２ ベアリングスペーサ
１２０ ガイドプレート

Claims (1)

1. 一対の車軸を一対のインボード部によって回転可能に支持するディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースに取り付けられたファイナルドリブンギヤとを含み、相互に合わせ面で結合されたトランスミッションケース及びトルクコンバータケースに一対のベアリングを介して回転可能に取り付けられたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、
   前記トランスミッションケースの前記合わせ面に設けた窪みと、前記トルクコンバータケースの前記合わせ面に設けた窪みとによって、前記合わせ面近傍の前記トランスミッションケース及び前記トルクコンバータケースに渡りオイル溜めとしてのチャンバを形成し、
   前記チャンバの両サイドにおける前記トランスミッションケースの窪みと前記トルクコンバータケースの窪みとに一対の開口部を設け、
   オイルクーラーにより冷却されたトランスミッションオイルを前記チャンバに導入し、
   一方の前記開口部から滴下するトランスミッションオイルをオイルガイドで案内して一方の前記ベアリングの背面側に供給し、該ベアリング及び一方の前記インボード部を潤滑すると共に、
   他方の前記開口部から滴下するトランスミッションオイルを他のオイルガイドで案内して他方の前記ベアリングの背面側に供給し、該ベアリング及び他方の前記インボード部を潤滑する
   ことを特徴とするディファレンシャル装置の潤滑構造。