JP2008038957A - 潤滑油供給構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転シャフトの軸方向に延びる潤滑油通路内に供給される潤滑油の供給を制御可能とする構造を備える、潤滑油供給構造を提供する。
【解決手段】空気流れ発生装置４００を設けることで、インプットシャフト２０１の回転に伴い、軸中心において潤滑油通路２０２の潤滑油供給口２０４側から先端部２０５側に向かう空気流れが発生し、軸中心から離れる潤滑油通路２０２の内面壁側においては、先端部２０５側から潤滑油供給口側２０４に向かう空気流れが発生する。その結果、潤滑油通路２０２内に、逆向きの２方向の空気流れが形成され、潤滑油供給ノズル３０１から吐出される潤滑油Ｂを、一旦潤滑油通路２０２の先端部２０５側に導き、その後、内面壁側において発生する空気流れに基づき、先端部２０５側から潤滑油供給口２０４側に向かって、潤滑油Ｂを潤滑油通路２０２の内面壁の全体に行きわたらせることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転シャフトに設けられる、潤滑油供給構造の改善に関する。

図９に、たとえば自動車のトランスミッション内のインプットシャフトに設けられる潤滑油供給構造２００の概略を示す。このインプットシャフト２０１には、一端側に潤滑油供給口２０４を備え、インプットシャフト２０１の軸方向に延びる潤滑油通路２０２が形成されている。また、潤滑油通路２０２には、この潤滑油通路２０２から分岐し、給油対象領域に通じる複数の潤滑油吐出通路２０３が形成されている。

潤滑油供給口２０４には、潤滑油通路２０２内に潤滑油Ｂを供給する潤滑油供給ノズル３０１が配設される。インプットシャフト２０１の回転時には、この潤滑油供給ノズル３０１から潤滑油が吐出され、各潤滑油吐出通路２０３を通じて、給油対象領域に潤滑油が供給される。このような給油構造を開示するものとして、下記特許文献１〜５が挙げられる。

特許文献１（実開昭６３−６８５６６号公報）には、回転シャフトの軸心潤滑通路の構造に関する発明が開示されており、具体的には、回転シャフトの油路にシャフトと一体回転する傾斜フィンを設け、フィンがシャフトと一体回転することにより、油路に供給された潤滑油にポンプ作用を及ぼして、潤滑油を潤滑部に供給する構造が開示されている。

特許文献２（特開平３−２３９８５３号公報）には、駆動力伝達装置に関する発明が開示されており、具体的には、回転軸と一体可能なファンをチャンバ内に設けて、ファンの回転によりチャンバ内の潤滑油が軸受けを介してチャンバ外に送り出す構造が開示されている。

特許文献３（特開２００１−２６３４６２号公報）には、変速機またはトランスファ装置の潤滑構造に関する発明が開示されており、具体的には、ハブの端部外周面に複数枚のファンを設け、ファンの回転により潤滑油をハブの軸方向に圧送する発明が開示されている。

特許文献４（特開２０００−２４０７７２号公報）には、変速機の潤滑油供給構造に関する発明が開示されており、具体的には、シャフトの潤滑油通路内にオイルパイプをケースに固定して設け、オイルパイプの一端の開口部に油圧ポンプからの潤滑油を設け、パイプの他端に設けられた油孔よりシャフト内に潤滑を吐出する発明が開示されている。

特許文献５（実開平６−７８６６２号公報）には、軸支構造における軸受の潤滑構造が開示されており、具体的には、シャフトの軸端の潤滑油供給口に堰を設け、堰の中心部から潤滑油を供給することで、供給口からの潤滑油洩れを抑える発明が開示されている。

ここで、図９に示した構造においては、潤滑油通路２０２内において、潤滑油供給ノズル３０１の近傍に位置する潤滑油吐出通路２０３では、十分な潤滑油が供給されることになるが、潤滑油供給ノズル３０１から離れた位置（潤滑油通路２０２の先端部２０５の位置）の潤滑油吐出通路２０３においては、十分な潤滑油が供給されないといった問題が生じる。また、潤滑油供給ノズル３０１の長さを調節した場合であっても、各潤滑油吐出通路２０３において潤滑油の供給にばらつきが生じ、各潤滑油吐出通路２０３への潤滑油の供給を適切に制御することができないという問題が生じる。

また、図９に示す構造において、インプットシャフト２０１内に風圧を発生させるフィンを取り付け、空気の流れに沿って潤滑油を潤滑油通路２０２の先端部２０５に導く方法も考えられる。しかし、この構成を採用するためには、空気の流れの末端である先端部２０５に、空気抜き用の穴を設置しないと、効果的な空気流れは発生し難い。また、インプットシャフト２０１に空気抜き用の穴を設けるためには、専用の穴あけ装置が必要がとなり、製造コストの上昇を招くことになる。
実開昭６３−６８５６６号公報 特開平３−２３９８５３号公報 特開２００１−２６３４６２号公報 特開２０００−２４０７７２号公報 実開平６−７８６６２号公報

この発明が解決しようとする課題は、回転シャフトに設けられる潤滑油供給構造において、回転シャフトの軸方向に延びる潤滑油通路内に供給される潤滑油の供給を制御することができない点にある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本願発明の目的は、回転シャフトの軸方向に延びる潤滑油通路内に供給される潤滑油の供給を制御可能とする構造を備える、潤滑油供給構造を提供することにある。

本発明に基づいた潤滑油供給構造においては、回転シャフトに設けられる潤滑油供給構造であって、上記回転シャフトは、上記回転シャフトの軸方向に延び一端側に潤滑油供給口を備える潤滑油通路と、上記潤滑油通路から分岐する複数の潤滑油吐出通路とを備え、上記潤滑油供給口には、上記潤滑油通路内に潤滑油を供給する潤滑油供給ノズルが配設され、上記潤滑油通路内には、上記回転シャフトの回転に伴って、軸中心において上記潤滑油通路の上記潤滑油供給口側から先端部側に向かう空気流れを発生させ、軸中心から離れる上記潤滑油通路の内面壁側においては、上記先端部側から上記潤滑油供給口側に向かう空気流れを発生させる、空気流れ発生装置が配設される。

この発明に基づいた潤滑油供給構造よれば、回転シャフトの潤滑油通路内に空気流れ発生装置を配設することで、潤滑油通路内に、スムースな空気流れを形成することができる。その結果、この空気流れに基づき、潤滑油供給ノズルから吐出される潤滑油を、一旦潤滑油通路の先端部側に導き、その後、内面壁側において発生する空気流れに基づき、先端部側から潤滑油供給口側に向かって、潤滑油を潤滑油通路の内面壁の全体に行きわたらせることを可能とする。

このように、回転シャフトの潤滑油通路内に逆向きに流れる２方向の空気を発生させることで、潤滑油通路内での潤滑油の流れを制御することが可能となり、潤滑油吐出通路を介して給油対象領域に潤滑油を良好に供給することができ、適切な供給給油量で、効果的に潤滑性能を向上させることが可能となる。

以下に、本発明に基づいた実施の形態における潤滑油供給構造について、その一例として、自動車のトランスミッション内のインプットシャフトに本発明を適用した場合の、潤滑油供給構造１００Ａを説明する。なお、上記背景技術における構成と同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

（潤滑油供給構造１００Ａ）
まず、図１を参照して、本実施の形態における潤滑油供給構造１００Ａについて説明する。なお、図１は、本実施の形態における潤滑油供給構造１００Ａを概略的に示す部分断面模式図である。インプットシャフト２０１には、一端側に潤滑油供給口２０４を備え、インプットシャフト２０１の軸方向の先端側２０５に延びる潤滑油通路２０２が形成されている。また、潤滑油通路２０２には、この潤滑油通路２０２から分岐し、給油対象領域に通じる複数の潤滑油吐出通路２０３が形成されている。

潤滑油供給口２０４には、潤滑油通路２０２内に潤滑油を供給する潤滑油供給ノズル３０１が配設される。インプットシャフト２０１の回転時には、この潤滑油供給ノズル３０１から潤滑油が吐出され、各潤滑油吐出通路２０３を通じて、給油対象領域に潤滑油が供給される。

本実施の形態における潤滑油供給構造１００Ａにおいては、インプットシャフト２０１の潤滑油通路２０２内に逆向きに流れる２方向の空気を発生させるための、空気流れ発生装置４００が配設され、また、潤滑油供給口２０４には、潤滑油通路２０２内に配設される潤滑油供給ノズル３０１と滑油通路２０２の内壁との間に生じる隙間（Ｓ）を小さくする部材としてのキャップ５００が取り付けられている。以下、空気流れ発生装置４００およびキャップ５００の構成について説明する。

（空気流れ発生装置４００）
まず、図３を参照して、空気流れ発生装置４００の構成について説明する。なお、図３（Ａ）は、空気流れ発生装置４００を軸方向から見た側面図であり、図３（Ｂ）は、空気流れ発生装置４００の正面図である。この空気流れ発生装置４００は、潤滑油通路２０２の軸方向に沿って配置される円筒状部材４０１と、この円筒状部材４０１の内部に配設され、インプットシャフト２０１の回転に伴って、潤滑油供給口２０４側から先端部２０５側に向かう空気流れ（図３中矢印Ａ１方向）を発生させる、内部フィン４０２と、円筒状部材４０１の外部に配設され、潤滑油通路２０２の内面壁に円筒状部材を固定するための固定部材４１１と、円筒状部材４０１の外部に配設され、回転シャフト２０１の回転に伴って、先端部２０５側から潤滑油供給口２０４側に向かう空気流れ（図３中矢印Ａ２方向）を発生させる外部フィン４１０とを有している。

（内部フィン４０２）
内部フィン４０２は、空気流れ方向に沿って２列（Ｆ１，Ｆ２）設けられ、各列においては、内部フィン４０２は、円筒状部材４０１の内周面に沿って９０度ピッチで各４枚配置されている。内部フィン４０２を設ける枚数および列数は、潤滑油通路２０２の径および長さに応じて適宜選択される。また、本実施の形態の形態においては、各列において、内部フィン４０２を取り付ける位相が９０度ずれるように設けられている。

（外部フィン４１０）
外部フィン４１０も、空気流れ方向に沿って２列（Ｆ１，Ｆ２）設けられ、各列においては、円筒状部材４０１の外周面上に９０度ピッチで各４枚配置されている。外部フィン４１０を設ける枚数および列数は、潤滑油通路２０２の径および長さに応じて適宜選択される。なお、内部フィン４０２と外部フィン４１０とは軸方向において同列の位置に設けられているが、軸方向においてずれた位置に設けることも可能である。

（固定部材４１１）
また、本実施の形態の形態においては、外部フィン４１０に固定部材４１１を結合している。これは、この固定部材４１１を潤滑油吐出通路２０３の開口部に挿入させることにより、潤滑油通路２０２の内面壁に円筒状部材４０１を固定するためである。したがって、外部フィン４１０を設ける位置は、潤滑油吐出通路２０３が設けられる位置に対応する位置に配置される。なお、固定部材４１１を外部フィン４１０に設けることなく、円筒状部材４０１の外周面上に別途設ける構成の採用も可能である。

次に、固定部材４１１の形状について、図４を参照して説明する。なお、図４（Ａ）は、固定部材４１１が外部フィン４１０に取り付けられた状態を示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、（Ａ）の状態における見上げ図である。この固定部材４１１は、潤滑油吐出通路２０３の開口部に挿入可能な形状を有し、基本として、円柱形状を有している。また、その一部は、平面視においてＶ字形状に大きく開く潤滑油集合面４１２が形成され、中心部においては、潤滑油集合溝４１３が設けられている。

この潤滑油集合面４１２および潤滑油集合溝４１３により形成される油収集領域４１１Ａは、外部フィン４１０において、先端部２０５側に向くように取り付けられる。油収集領域４１１Ａの開口幅（開口角度）は、潤滑油吐出通路２０３に導くべき給油対象領域に要求される給油量に応じて設定される。他に比べて少ない給油量であれば、開口角度を小さく設定し、他に比べて多い給油量であれば、開口角度を大きく設定することで、潤滑油吐出通路２０３に導くべき給油量の制御が可能となる。

（キャップ５００）
次に、図６を参照して、キャップ５００の構造について説明する。なお、図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は左側面図、図６（Ｃ）は右側面図、図６（Ｄ）は軸方向に沿った断面図である。このキャップ５００は、円筒部５０１と、この円筒部５０１の一端部側から外方に張り出すフランジ部５０２と有している。円筒部５０１の他端部には、インプットシャフト２０１の潤滑油通路２０２の内周面に設けられた雌ネジ２０１ｎと螺合する雄ネジ５０３が形成されている。また、潤滑油通路２０２内の空気を外部に排出させる方向に空気流れ（図中矢印Ｇ方向）を形成するたの内部フィン５０４が、円筒部５０１の内周面に沿って９０度ピッチで４枚配置されている。内部フィン５０４を設ける枚数は、適宜選択される。

なお、図６に示す構造は、潤滑油供給ノズル３０１と滑油通路２０２の内壁との間に生じる隙間（Ｓ）を小さくしながらも、潤滑油通路２０２内に発生する空気流れを良好にする観点から、潤滑油通路２０２内の空気を外部に排出させる方向に空気流れを形成する向きに内部フィン５０４を設けているが、潤滑油通路２０２内を潤滑する潤滑油の流れを良好にする観点に立てば、図７に示すように、潤滑油通路２０２内に空気を戻す方向（図７（Ａ）矢印Ｈ方向）に空気流れを形成する向きに内部フィン５０４を設けたキャップ５００Ａを採用することも可能である。

（潤滑油供給構造１００Ａにおける空気流れおよび潤滑油流れ）
次に、上記潤滑油供給構造１００Ａにおける空気流れおよび潤滑油流れについて、図１および図２を参照して説明する。まず、図１を参照して、上述したように、空気流れ発生装置４００は、インプットシャフト２０１において、その軸方向に沿って設けられた潤滑油通路２０２に固定されている。インプットシャフト２０１が回転し始めると、空気流れ発生装置４００は、同調し回転を始める。その際、空気流れ発生装置４００の内部フィン４０２にて、潤滑油通路２０２の先端部２０５側に向かう空気流れが発生する（図１中矢印Ａ１）。

その結果、空気流れ発生装置４００のＣで示す領域においては負圧状態となり、潤滑油供給ノズル３０１から吐出してきた潤滑油を、空気流れ発生装置４００の内部に吸い込み、潤滑油通路２０２の先端部２０５側に吐出することとなる。

一方、外部フィン４１０においては、上述したように内部フィン４０２とは、フィンの向きが逆向きに取り付けられている。その結果、内部フィン４０２の回転により形成される空気流れ（図１中矢印Ａ１）と、外部フィン４１０の回転により形成される空気流れ（図１中矢印Ａ２）とは逆向きになり、外部フィン４１０の回転により形成される空気流れは、潤滑油供給口２０４に向かう流れとなる。

このように、インプットシャフト２０１の回転に伴って、軸中心において潤滑油通路２０２の潤滑油供給口２０４側から先端部２０５側に向かう空気流れを発生させ、軸中心から離れる潤滑油通路２０２の内面壁側においては、先端部２０５側から潤滑油供給口側２０４に向かう空気流れを発生させることで、図１の矢印Ａ１および矢印Ａ２に示すように、潤滑油通路２０２内に、スムースな空気流れを形成することができる。その結果、この空気流れに基づき、図２に示すように、潤滑油供給ノズル３０１から吐出される潤滑油Ｂを、一旦潤滑油通路２０２の先端部２０５側に導き、その後、内面壁側において発生する空気流れに基づき、先端部２０５側から潤滑油供給口２０４側に向かって、潤滑油Ｂを潤滑油通路２０２の内面壁の全体に行きわたらせることができる。

このように、インプットシャフト２０１の潤滑油通路２０２内に逆向きに流れる２方向の空気を発生させることで、潤滑油通路２０２内における潤滑油Ｂの流れを制御することが可能となる。また、外部フィン４１０に、潤滑油吐出通路２０３の開口部に挿入し、油収集領域４１１Ａを備える固定部材４１１を設けることにより、図５（Ａ）に示すように、外部フィン４１０を伝わって流れてきた潤滑油、および、潤滑油通路２０２の先端部２０５側から流れてくる潤滑油を油収集領域４１１Ａ（図５（Ａ）Ｆで囲む領域）により積極的に潤滑油吐出通路２０３に導くことができるため、給油対象領域に要求される給油量に応じて潤滑油吐出通路２０３に導くべき給油量の制御が可能となる。

また、空気流れ発生装置４００は、固定部材４１１を潤滑油吐出通路２０３の開口口に挿入することで、インプットシャフト２０１に固定される。さらに、外部フィン４１０の形状は湾曲形状を有していることから、インプットシャフト２０１が回転することで、外部フィン４１０は、半径方向に伸びる（図５（Ｂ）中のＤ方向）。その結果、図５（Ｂ）に示すように、固定部材４１１は、潤滑油吐出通路２０３の開口口に押し付けられる（図５（Ｂ）中のＥ方向）。これにより、空気流れ発生装置４００の、回転時における、インプットシャフト２０１への固定力を強化させることができる。インプットシャフト２０１の回転数が増加することで、固定力はさらに増加する。

さらに、空気流れ発生装置４００の内部フィン４０２にて、潤滑油通路２０２の先端部２０５側に向かう空気流れを発生させることにより、空気流れ発生装置４００には潤滑油供給口２０４に向かう反力が発生する。一方、外部フィン４１０においては、潤滑油供給口２０４側に向かう空気流れを発生させることにより、空気流れ発生装置４００には先端部２０５側に向かう反力が発生する。このように、相反する方向に向かう反力の発生により、空気流れ発生装置４００を移動させようとする力が相殺され、空気流れ発生装置４００を潤滑油通路２０２内に固定するための構造を簡略させることが可能となる。

また、本実施の形態における潤滑油供給構造１００Ａにおいては、潤滑油通路２０２の潤滑油供給口２０４側にキャップ５００が設けられることにより、図１に示すように、潤滑油通路２０２内の空気流れにおいては、潤滑油供給ノズル３０１との間に生じる隙間（Ｓ）から、空気を外部に逃がすことを可能としている。また、円筒部５０１の端面５０１Ａが、潤滑油通路２０２の内周面において、半径方向に立ち上がる堰の役割を果たすため、図２中の矢印Ｂに示すように、潤滑油の外部への流出を抑制することが可能となる。

なお、図７に示すキャップ５００Ａを採用した場合には、潤滑油通路２０２内に空気を取り込む方向に空気流れが形成されるため、図８に示すように、潤滑油供給ノズル３０１の表面においても、先端部２０５側に向く空気流れとなり（図８中矢印Ｄ方向）、潤滑油供給ノズル３０１との間に生じる隙間（Ｓ）から、潤滑油が洩れでることを抑制することができる。

なお、本実施の形態においては、空気流れ発生装置４００およびキャップ５００を採用した潤滑油供給構造１００Ａについて説明したが、潤滑油通路２０２の内周面と潤滑油供給ノズル３０１との間に生じる隙間の大きさが問題にならない場合には、空気流れ発生装置４００のみを採用することも可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

この発明に基づいた実施の形態における潤滑油供給構造を概略的に示す部分断面模式図である。 この発明に基づいた実施の形態における潤滑油供給構造における潤滑油流れを示す部分断面模式図である。 この発明に基づいた実施の形態における空気流れ発生装置の構成を示す図であり、（Ａ）は、空気流れ発生装置を軸方向から見た側面図であり、（Ｂ）は、空気流れ発生装置の正面図である。 この発明に基づいた実施の形態における固定部材の形状を示す図であり、（Ａ）は、固定部材が外部フィンに取り付けられた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の状態における見上げ図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるインプットシャフトの回転時における外部フィンの状態を示す図であり、（Ａ）は、固定部材により潤滑油が収集される状態を示すであり、（Ｂ）は、外部フィンが延びる状態を示す図図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるキャップの構造を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、および、（Ｄ）は軸方向に沿った断面図である。 この発明に基づいた実施の形態における他のキャップの構造を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図、および、（Ｄ）は軸方向に沿った断面図である。 この発明に基づいた実施の形態における他のキャップによる空気流れおよび潤滑油流れを示す拡大断面模式図である。 背景技術における潤滑油供給構造の構造を示す断面図である。

符号の説明

１００Ａ 潤滑油供給構造、２０１ インプットシャフト、２０１ｎ 雌ネジ、２０２ 潤滑油通路、２０３ 潤滑油吐出通路、２０４ 潤滑油供給口、２０５ 先端部、３０１ 潤滑油供給ノズル、４００ 空気流れ発生装置、４０１ 円筒状部材、４０２ 内部フィン、４１０ 外部フィン、４１１ 固定部材、４１１Ａ 油収集領域、４１２ 潤滑油集合面、４１３ 潤滑油集合溝、５００ キャップ、５００Ａ キャップ、５０１ 円筒部、５０２ フランジ部、５０３ 雄ネジ、５０４ 内部フィン。

Claims (5)

1. 回転シャフトに設けられる潤滑油供給構造であって、
   前記回転シャフトは、前記回転シャフトの軸方向に延び一端側に潤滑油供給口を備える潤滑油通路と、前記潤滑油通路から分岐する複数の潤滑油吐出通路とを備え、
   前記潤滑油供給口には、前記潤滑油通路内に潤滑油を供給する潤滑油供給ノズルが配設され、
   前記潤滑油通路内には、前記回転シャフトの回転に伴って、軸中心において前記潤滑油通路の前記潤滑油供給口側から先端部側に向かう空気流れを発生させ、軸中心から離れる前記潤滑油通路の内面壁側においては、前記先端部側から前記潤滑油供給口側に向かう空気流れを発生させる、空気流れ発生装置が配設される、潤滑油供給構造。
2. 前記空気流れ発生装置は、
   前記潤滑油通路の軸方向に沿って配置される円筒状部材と、
   前記円筒状部材の内部に配設され、前記回転シャフトの回転に伴って、前記潤滑油供給口側から前記先端部側に向かう空気流れを発生させる内部フィンと、
   前記円筒状部材の外部に配設され、前記回転シャフトの回転に伴って、前記先端部側から前記潤滑油供給口側に向かう空気流れを発生させる外部フィンと、
   前記円筒状部材の外部に配設され、前記潤滑油通路の内面壁に前記円筒状部材を固定するための固定部材と、を有する請求項１に記載の潤滑油供給構造。
3. 前記固定部材は、前記外部フィンの前記潤滑油通路の内面壁側に設けられ、前記固定部材を前記潤滑油吐出通路の開口部に挿入させることにより、前記潤滑油通路の内面壁に前記円筒状部材を固定する、請求項１または２に記載の潤滑油供給構造。
4. 前記固定部材は、前記先端部側に向けて開く油収集領域を有する、請求項３に記載の潤滑油供給構造。
5. 前記潤滑油供給口には、前記潤滑油通路内に配設される潤滑油供給ノズルと前記潤滑油通路の内壁との間に生じる隙間を小さくする部材が配設される、請求項１から４のいずれかに記載の潤滑油供給構造。

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