JP2008196605A - 変速機における回転軸内への潤滑油供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の中心孔内に外周側から潤滑油を供給する潤滑油供給装置において、わずかのコストアップで遠心力の影響を受けることなく潤滑油を供給可能とする。
【解決手段】回転軸１５と一体的に形成された中央軸部２１と、この中央軸部と隙間をおいて同軸的に変速機ハウジング１０に形成されたシリンダ孔２３と、中央軸部の外周面とシリンダ孔の内周面に摺動自在に嵌合され中央軸部の回転に応じて軸線方向に往復動される環状ピストン２４よりなり、ポンプ室２６を有するポンプ機構部２０を備え、回転軸の中心孔１７の先端部にそれよりも小径の小径孔１７ａを連続して形成し、ポンプ室と小径孔を吐出通路１８により連通し、変速機ハウジング内で飛散される潤滑油をポンプ室内に導入する導入路１２を設ける。環状ピストンの内周に設けたスライダ２５は、中央軸部２１の外周に形成した無端らせん溝２２に係合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両の変速機の入力軸、複軸、出力軸などの回転軸内に潤滑油を供給する潤滑油供給装置に関する。

変速機における入力軸、複軸、出力軸などの回転軸内への潤滑油の供給は、回転軸の先端側または外周側から行われているが、両先端に他の部品が設けられる出力軸などの場合には先端側から潤滑油を供給することができないので、外周側から供給しなければならない。図３はそのような場合の潤滑油供給装置の従来技術の一例を示している。この例では、出力軸３は１対のテーパローラ軸受６ａ，６ｂを介して変速機ハウジング１に支持されており、出力軸３と同軸的に配置された入力軸７の先端部は、出力軸３の内端部に同軸的に形成された軸受孔３ｄにニードルローラ軸受７ａを介して回転自在に支持されている。両軸３，７と平行に設けられた複軸（図示省略）と入力軸７の間には複数対の変速ギヤ（図３においては１個の変速駆動ギヤ８のみを示す）が設けられ、複軸と出力軸３の間には減速ギヤ（減速従動ギヤ４のみを示す）が設けられている。入力軸７の回転は、複数組のシンクロメッシュ機構（１個のシンクロメッシュ機構９のみを示す）により選択された１対の変速ギヤにより複軸に伝達されてから減速ギヤを介して出力軸３に伝達され、あるいはシンクロメッシュ機構９により入力軸７と出力軸３を直結することにより出力軸３に直接伝達される。

出力軸３の中間部３ａは変速機ハウジング１のボス部２の内孔２ａに回転自在に嵌合され、また出力軸３には軸受孔３ｄから同軸的に連続して延びるそれより小径の中心孔３ｃが同軸的に形成されている。出力軸３の中間部３ａの外周に形成された環状溝３ｂは連通孔３ｅにより中心孔３ｃに連通され、またボス部２の根本部の上側には変速機ハウジング１の内部を環状溝３ｂに連通する導入路２ｂが形成されている。環状溝３ｂの両側となる出力軸３の中間部３ａの外周に形成されたシール溝５内にはシール材５ａが設けられている。

この従来技術では、変速機ハウジング１内で飛散される潤滑油は導入路２ｂより環状溝３ｂに導かれ、連通孔３ｅから中心孔３ｃを通って、入力軸７の先端を出力軸３の内端部に支持する軸受７ａおよび入力軸７に形成した中心孔を介して入力軸７上の摺動部を潤滑するようになっている。

しかしながら、図３に示す従来技術では、出力軸３内に位置する連通孔３ｅ内の潤滑油には、出力軸３の回転による遠心力が加わるので、導入路２ｂから導入される潤滑油が連通孔３ｅを通って中心孔３ｃ内に入ることが妨げられ、特に高速回転時には遠心力が増大するので軸受７ａなどの潤滑部への潤滑油の供給が減少するので、潤滑が不足するという問題を生じる。この問題に対処するには、別にオイルポンプを設けて加圧された潤滑油を導入路２ｂに供給する必要があるので、潤滑油供給装置のコストアップをまねくという問題が生じる。本発明はこのような各問題を解決することを目的とする。

このために、本発明による変速機における回転軸内への潤滑油供給装置は、変速機ハウジングに支持された回転軸の外周側から同回転軸に形成された中心孔内に、変速機ハウジング内で飛散される潤滑油を供給する変速機における回転軸内への潤滑油供給装置において、回転軸と一体的に同軸的に形成された中央軸部と、この中央軸部との間に半径方向に距離をおいて同中央軸部と同軸的に変速機ハウジングに形成されたシリンダ孔と、中央軸部の外周面とシリンダ孔の内周面にそれぞれ摺動自在に嵌合され中央軸部の回転に応じて軸線方向に往復動される環状ピストンよりなり、中央軸部の外周面とシリンダ孔の内周面と環状ピストンの一端面との間にポンプ室を形成するポンプ機構部と、中心孔よりも小径で同中心孔の先端部に連続して同軸的に形成された小径孔と、ポンプ室を小径孔に連通する吐出通路と、変速機ハウジング内で飛散される潤滑油をポンプ室内に導入する導入路を備えたことを特徴とするものである。

前項に記載の変速機における回転軸内への潤滑油供給装置において、環状ピストンは変速機ハウジングに対し回転が拘束されて軸線方向摺動のみ自在に設けられたものとし、中央軸部の外周にそれぞれ形成されて両端部が互いに連続的に連結された互いに逆向きの傾斜角を有する１対の部分らせん溝よりなる無端らせん溝と、環状ピストンの内周面から突出して設けられて無端らせん溝と摺動自在に係合されるスライダをさらに備えたものとすることが好ましい。

前２項に記載の変速機における回転軸内への潤滑油供給装置において、回転軸は変速機の出力軸であり、中心孔は出力軸の内端面に開口され、中心孔の内端面への開口部に形成された同中心孔よりも大径の軸受孔には出力軸と同軸的に配置された入力軸の先端部が軸受を介して回転自在に支持され、入力軸の回転は変速されて出力軸に伝達されるよう構成されていることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、ポンプ機構部の環状ピストンは回転軸とともに回転する中央軸部により往復動されてポンプ室の容積を変動させ、導入路からポンプ室内に導入された潤滑油を、吐出通路から中心孔内に供給して必要な潤滑部を潤滑する。このように回転軸の回転に伴うポンプ室の容積変化により潤滑油を中心孔内に供給しているので、回転軸の回転による遠心力の影響を受けることなく、潤滑部に確実に潤滑油を供給することができ、またポンプ機構部の中央軸部は回転軸と一体的に形成され、ポンプ機構部として追加する部品は環状ピストンだけであるので、ポンプ機構部を設けるためのコストアップはわずかで足りる。また吐出通路から中心孔よりも小径の小径孔内に送り込まれた潤滑油は回転軸の回転に伴う遠心力により広がって中心孔内に供給され、中心孔内から小径孔内への逆流は同じ遠心力により阻止されるので、一旦中心孔内に供給された潤滑油がポンプ機構部側に逆流するおそれはなく、従って潤滑油の供給は一層確実に行われる。

環状ピストンは変速機ハウジングに対し回転が拘束されて軸線方向摺動のみ自在に設けられたものとし、中央軸部の外周にそれぞれ形成されて両端部が互いに連続的に連結された互いに逆向きの傾斜角を有する１対の部分らせん溝よりなる無端らせん溝と、環状ピストンの内周面から突出して無端らせん溝と摺動自在に係合されたスライダをさらに備えた請求項２の発明によれば、環状ピストンを軸線方向に往復動させるための機構は無端らせん溝およびスライダだけであるので、きわめて簡単なものとなる。

回転軸は変速機の出力軸であり、中心孔は出力軸の内端面に開口され、中心孔の内端面への開口部に形成された同中心孔よりも大径の軸受孔には出力軸と同軸的に配置された入力軸の先端部が軸受を介して回転自在に支持され、入力軸の回転は変速されて出力軸に伝達されるよう構成されている請求項３の発明によれば、潤滑油が届きにくく従って潤滑不良が生じやすい出力軸と入力軸の間の軸受および入力軸の摺動部の潤滑を確実に行うことができる。

以下に、図１および図２により、本発明による変速機における回転軸内への潤滑油供給装置を実施するための最良の形態の説明をする。この実施形態は、本発明による変速機における回転軸内への潤滑油供給装置を、自動車の変速機の出力軸１５と入力軸７の間の軸受７ａの潤滑に適用したものである。この実施形態は、変速機ハウジング１０と、この変速機ハウジング１０により回転自在に支持された出力軸（回転軸）１５と、先端部がニードルローラ軸受（軸受）７ａを介して出力軸１５に回転自在に支持された入力軸７と、ポンプ機構部２０と、このポンプ機構部２０に潤滑油を導入する導入路１２と、出力軸１５に形成した中心孔１７と、この中心孔１７の先端部に連続して同軸的に形成された小径孔１７ａと、ポンプ機構部２０からの潤滑油を小径孔１７ａに送り込む吐出通路１８を主要な構成としている。

図１に示すように、変速機の変速機ハウジング１０は互いに一体的にボルト止めされた中央部ケース１０ａと端部ケース１０ｂよりなり、端部ケース１０ｂには１対のテーパローラ軸受１９ａ，１９ｂを介して出力軸１５が回転自在に支持されている。変速機ハウジング１０内に位置する出力軸１５の内端面には軸受孔１７ｂが開口され、この軸受孔１７ｂの奥部にはそれよりも小径の中心孔１７が同軸的に連続して形成され、この中心孔１７の先端部にはそれよりもさらに小径の小径孔１７ａが同軸的に連続して形成されている。これにより中心孔１７は、軸受孔１７ｂを介して出力軸１５の内端面に開口される。また出力軸１５には、軸受孔１７ｂが開口される内端面近くの外周に、減速従動ギヤ１６が一体的に形成されている。

図１において、出力軸１５の減速従動ギヤ１６より右側の部分は、次第に細くなる同軸的な複数の段状部分よりなっている。最も減速従動ギヤ１６側となる最大径の第１段状部分はテーパローラ軸受１９ａを介してボス部１１の先端部により支持され、それに続く第２段状部分は次に述べるポンプ機構部２０の中央軸部２１を構成している。中央軸部２１に続く小径の第３段状部分にはスペーサ１９ｃおよびテーパローラ軸受１９ｂの内輪が嵌合されてさらに小径の第４段状部分にねじ込まれたリングナット１９ｄにより抜け止め固定され、この第３段状部分はテーパローラ軸受１９ｂの外輪を端部ケース１０ｂに嵌合することにより端部ケース１０ｂにより支持されている。出力軸１５の第４段状部分より先の図示を省略した部分は、端部ケース１０ｂから外部に突出されている。

次に図１および図２により、ポンプ機構部２０の説明をする。テーパローラ軸受１９ｂと中央軸部２１の後端部との間に対応するボス部１１の内面には、中央軸部２１との間に半径方向に距離をおいて中央軸部２１と同軸的にシリンダ孔２３が形成されている。図において下側となるシリンダ孔２３の一部には、軸線方向の全長に沿って案内溝２３ａが形成されている。また中央軸部２１の外周には、互いに逆向きで同一の傾斜角を有する１対の部分らせん溝２２ａ，２２ｂと、各部分らせん溝２２ａ，２２ｂの互いに対応する各端部をなめらかに連結する１対の半円周溝２２ｃよりなる無端らせん溝２２が形成されている。

中央軸部２１とシリンダ孔２３の間には、内周面が中央軸部２１の外周面に摺動自在に嵌合され、外周面がシリンダ孔２３の内周面に摺動自在に嵌合される環状ピストン２４が設けられている。この環状ピストン２４は、外周に設けた突起２４ａがシリンダ孔２３の案内溝２３ａと係合され、変速機ハウジング１０に対し回転が拘束されて軸線方向摺動のみ自在である。また円弧状に湾曲された角棒状で、無端らせん溝２２内を長手方向に摺動自在なスライダ２５は、環状ピストン２４の内周面に当接され、環状ピストン２４のピン孔２４ｂに支持された枢支ピン２５ａを介して、揺動自在に支持される。枢支ピン２５ａは環状ピストン２４とスライダ２５の何れに対しても分解可能であることが望ましい。

スライダ２５を取り付けた環状ピストン２４を、図１および図２に示すように、端部ケース１０ｂおよび中央軸部２１に組み付けた状態では、出力軸１５とともに中央軸部２１が回転しても、環状ピストン２４およびこれに支持されたスライダ２５は回転しないので、中央軸部２１が回転すればスライダ２５は無端らせん溝２２内を長手方向に摺動する。これにより環状ピストン２４は、図１の実線で示す位置と二点鎖線２４Ａで示す位置の間で軸線方向に前進および後退の往復動をし、中央軸部２１の外周面とシリンダ孔２３の内周面と第１段状部分と中央軸部２１の間に段部１５ａとこれと対向する環状ピストン２４の一端面との間に形成されるポンプ室２６の容積が変動する。ポンプ室２６の最も段部１５ａに接近した位置は、中央軸部２１に形成した複数の小径の吐出通路１８により中心孔１７の先端部に形成された小径孔１７ａに連通され、吐出通路１８の総容積はポンプ室２６の容積の変動量に比して充分小さく設定してある。

またボス部１１の根本部の上側とシリンダ孔２３の間には導入路１２が形成され、この導入路１２は、図１の実線で示す最も後退した環状ピストン２４の一端面より多少段部１５ａ側となる位置においてシリンダ孔２３に開口されている。シリンダ孔２３と後側のテーパローラ軸受１９ｂの間となる端部ケース１０ｂの内面はやや大径に形成され、出力軸１５の第３段状部分との間に空間１３ａが形成され、この空間１３ａの下部にはポンプ機構部２０から漏洩した潤滑油を排出する導出路１３が設けられている。

入力軸７は出力軸１５と同軸的に配置され、その先端部は出力軸１５の内端部に同軸的に形成された軸受孔１７ｂにニードルローラ軸受７ａを介して回転自在に支持されている。両軸１５，７と平行に設けられた複軸（図示省略）と入力軸７の間には複数対の変速ギヤ（図１においては１個の変速駆動ギヤ８のみを示す）が設けられ、複軸と出力軸１５の間には１対の減速ギヤ（減速従動ギヤ１６のみを示す）が設けられている。入力軸７の回転は、複数組のシンクロメッシュ機構（１組のシンクロメッシュ機構９のみを示す）により選択された１対の変速ギヤにより複軸に伝達されてから減速ギヤにより出力軸３に伝達され、あるいはシンクロメッシュ機構９により入力軸７と出力軸１５を直結することにより出力軸３に直接伝達される。

上述した実施形態によれば、変速機の作動状態では、シンクロメッシュ機構９により入力軸７と出力軸１５が直結された場合を除き、入力軸７は出力軸１５に対し相対回転するので、ニードルローラ軸受７ａに潤滑油を供給する必要がある。変速機の作動状態では、出力軸１５とともに中央軸部２１が回転し、これにより前述のように環状ピストン２４が往復動されてポンプ室２６の容積が変動する。変速ギヤにより撹拌されて飛散された変速機ハウジング１０内の潤滑油は、環状ピストン２４が後退している状態では開かれている導入路１２からポンプ室２６内に導入され、環状ピストン２４が前進して導入路１２が閉じられた後は、前進によるポンプ室２６の容積の減少により吐出通路１８を通って中心孔１７の小径孔１７ａ内に送り込まれる。この環状ピストン２４の前進によりポンプ室２６内の潤滑油に生じる圧力は、出力軸１５の回転により吐出通路１８内の潤滑油に加わる遠心力により生じる圧力に比して相当大きいので、そのような遠心力によりポンプ室２６からの潤滑油が小径孔１７ａ内に送り込まれることが妨げられることはない。

小径孔１７ａ内に送り込まれた潤滑油は出力軸１５の回転に伴う遠心力により半径方向外向きに広がって中心孔１７内に供給され、さらに軸受孔１７ｂ内に供給されてニードルローラ軸受７ａを潤滑したのち、各部材の隙間を通って変速機ハウジング１０内に戻される。前述のように吐出通路１８の総容積はポンプ室２６の容積の変動量に比して充分小さく設定してあるので、環状ピストン２４の前進により送り出される潤滑油の大部分は吐出通路１８を通って小径孔１７ａから中心孔１７内に送り込まれ、吐出通路１８内に残る潤滑油量はわずかである。

環状ピストン２４が後退すればポンプ室２６の容積が増大するが、後退の初期には導入路１２のシリンダ孔２３への開口部が閉じているので、ポンプ室２６内には先ず吐出通路１８内の少量の潤滑油が吸入され、次いで中心孔１７内の空気が吸入され、中心孔１７内の潤滑油は遠心力により内周面に押し付けられているのでポンプ室２６内に吸入されることはない。環状ピストン２４の後退の後期になって導入路１２のシリンダ孔２３への開口部が開けば、前述のように変速機ハウジング１０内の潤滑油が導入路１２からポンプ室２６内に導入され、最後退時期を過ぎて環状ピストン２４が前進すれば、前述と同様にしてポンプ室２６内の潤滑油が吐出通路１８から中心孔１７内に送り込まれる。このようなポンプ機構部２０の作動中に空間１３ａ内に漏洩した潤滑油は、導出路１３から変速機ハウジング１０内に戻される。

上述した実施形態によれば、上述のように出力軸１５の回転に伴うポンプ機構部２０のポンプ室２６の容積変化により潤滑油を中心孔１７内に供給しているので、出力軸１５の回転による遠心力の影響を受けることなく、潤滑部であるニードルローラ軸受７ａに確実に潤滑油を供給することができ、またポンプ機構部２０の中央軸部２１は出力軸１５と一体的に形成され、ポンプ機構部２０として追加する部品は環状ピストン２４ときわめて小さいスライダ２５だけであるので、ポンプ機構部２０を設けるためのコストアップはわずかで足りる。また上述のように小径孔１７ａから中心孔１７内に送り込まれた潤滑油が中心孔１７内から小径孔１７ａ内に逆流することはなく、従って環状ピストン２４の後退の際にポンプ機構部２０側に逆流するおそれはないので、潤滑油の供給は一層確実に行われる。

上述した実施形態では、環状ピストン２４は変速機ハウジング１０に対し回転が拘束されて軸線方向摺動のみ自在に設けたものとし、この環状ピストン２４を、中央軸部２１の外周に形成された無端らせん溝２２と、環状ピストン２４の内周面から突出して無端らせん溝２２と摺動自在に係合されたスライダ２５により構成したので、環状ピストン２４を軸線方向に往復動させるための機構は無端らせん溝２２およびスライダ２５だけであり、きわめて簡単なものとなる。しかしながら環状ピストン２４を軸線方向に往復動させるための機構はこれに限られるものではなく、無端らせん溝の代わりに中央軸部２１の１回転で環状ピストン２４を往復動させる単純な１巻きのカム溝を設けてもよい。あるいは環状ピストンの内面にこのような無端らせん溝またはカム溝を形成し、中央軸部の外面にスライダを設けて環状ピストン２４を往復動させるようにしてもよい。また上述した実施形態では環状ピストン２４の後端が空間１３ａ内に突出しないようにしているが、環状ピストンはスペーサ１９ｃと当接しない範囲において後端が空間１３ａ内に突出するようにして実施してもよい。

また上述した実施形態では、本発明を変速機の出力軸１５の中心孔１７に潤滑油を供給する例について説明しており、このようにすれば潤滑油が届きにくく従って潤滑不良が生じやすい出力軸１５と入力軸７の間の軸受７ａの潤滑を確実に行うことができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、入力軸あるいは副軸に形成した中心孔に潤滑油を供給することも可能であり、そのようにすればそれらの軸に回転自在に設けた変速ギヤやシンクロメッシュ機構の潤滑に使用することもできる。

本発明による変速機における回転軸内への潤滑油供給装置の一実施形態の要部の構造を示す縦断面図である。 図１の２−２断面図およびその一部の部分拡大図である。 従来技術による変速機における回転軸内への潤滑油供給装置の一例の図１に対応する縦断面図である。

符号の説明

７…入力軸、７ａ…軸受、１０…変速機ハウジング、１２…導入路、１５…回転軸（出力軸）、１７…中心孔、１７ａ…小径孔、１７ｂ…軸受孔、１８…吐出通路、２０…ポンプ機構部、２１…中央軸部、２２…無端らせん溝、２２ａ，２２ｂ…部分らせん溝、２３…シリンダ孔、２４…環状ピストン、２５…スライダ、２６…ポンプ室。

Claims (3)

1. 変速機ハウジングに支持された回転軸の外周側から同回転軸に形成された中心孔内に、前記変速機ハウジング内で飛散される潤滑油を供給する変速機における回転軸内への潤滑油供給装置において、前記回転軸と一体的に同軸的に形成された中央軸部と、この中央軸部との間に半径方向に距離をおいて同中央軸部と同軸的に前記変速機ハウジングに形成されたシリンダ孔と、前記中央軸部の外周面と前記シリンダ孔の内周面にそれぞれ摺動自在に嵌合され前記中央軸部の回転に応じて軸線方向に往復動される環状ピストンよりなり、前記中央軸部の外周面と前記シリンダ孔の内周面と前記環状ピストンの一端面との間にポンプ室を形成するポンプ機構部と、前記中心孔よりも小径で同中心孔の先端部に連続して同軸的に形成された小径孔と、前記ポンプ室を前記小径孔に連通する吐出通路と、前記変速機ハウジング内で飛散される潤滑油を前記ポンプ室内に導入する導入路を備えたことを特徴とする変速機における回転軸内への潤滑油供給装置。
2. 請求項１に記載の変速機における回転軸内への潤滑油供給装置において、前記環状ピストンは前記変速機ハウジングに対し回転が拘束されて軸線方向摺動のみ自在に設けられ、前記中央軸部の外周にそれぞれ形成されて両端部が互いに連続的に連結された互いに逆向きの傾斜角を有する１対の部分らせん溝よりなる無端らせん溝と、前記環状ピストンの内周面から突出して設けられて前記無端らせん溝と摺動自在に係合されるスライダをさらに備えたことを特徴とする変速機における回転軸内への潤滑油供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の変速機における回転軸内への潤滑油供給装置において、前記回転軸は変速機の出力軸であり、前記中心孔は前記出力軸の内端面に開口され、前記中心孔の内端面への開口部に形成された同中心孔よりも大径の軸受孔には前記出力軸と同軸的に配置された入力軸の先端部が軸受を介して回転自在に支持され、前記入力軸の回転は変速されて前記出力軸に伝達されるよう構成されていることを特徴とする変速機における回転軸内への潤滑油供給装置。

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