JP2010019316A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油注入手段によって被動軸の反駆動軸側端部に注入される潤滑油を、被動側及び駆動側両スプライン係合部分に亘って均等に供給し、全スプライン係合部分を十分に潤滑できるようにする。
【解決手段】中空状の駆動軸１と被動軸２とに跨ってスプライン軸３が嵌入され、このスプライン軸３の外周側と、駆動軸１及び被動軸２の内周側とがスプライン係合されることにより、駆動力が駆動軸１、スプライン軸３、被動軸２の径路で伝達される一方、潤滑油注入手段１１により、潤滑油が被動軸２の反駆動軸側の端部内周側に供給されるように構成された動力伝達装置において、駆動軸１と被動軸２の相対向する端部間をシール部材１４によってシールすることにより、上記相対向する端部間からの潤滑油の流出を阻止するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベルにおいてエンジン出力を複数の油圧ポンプに分配する動力分配装置等として使用される動力伝達装置に関するものである。

油圧ショベルの動力分配装置（パワーデバイダ等と称される場合がある）を例にとって背景技術を説明する。

この動力分配装置の構成を図６,７によって説明する。

なお、図６,７、及び本発明の実施形態を示す図１〜図５においては、内容を分かり易くするために構造を簡略化して示している。

図示しないエンジンに接続された駆動軸１、及び動力分配装置の入力軸である被動軸２はそれぞれ中空状に形成され、互いの軸方向端面が間隙Ｃ（図７参照）を介して相対向する状態で軸方向に並設される。

この駆動軸１と被動軸２とに跨ってスプライン軸３が嵌入され、このスプライン軸３の外周側と、駆動軸１及び被動軸２の内周側とがスプライン係合されている。

図７中、Ｓ１はスプライン軸３と駆動軸１のスプライン係合部分、Ｓ２はスプライン軸３と被動軸２のスプライン係合部分で、両軸１,２の相対向する端部間の間隙Ｃの部分でこの両スプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２が軸方向に分断された状態となる。

以下、駆動軸１とスプライン軸３のスプライン係合部分Ｓ１を駆動側スプライン係合部分、被動軸２とスプライン軸３のスプライン係合部分Ｓ２を被動側スプライン係合部分という。

被動軸２の外周に第１歯車４が一体に設けられる一方、図示しない複数台の油圧ポンプの回転軸５（ここでは一つだけ図示する）に第２歯車６が設けられ、ハウジング７内でこの両歯車４,６が噛合している。

こうして、エンジン出力が駆動軸１、スプライン軸３、被動軸２、第１歯車４、第２歯車６、回転軸５の径路で各油圧ポンプに伝達されるように構成されている。

一方、ハウジング７内の底部には潤滑油８が貯留され、この潤滑油８が、第２歯車６の回転により掻き上げられて歯車６,４間に供給されるとともに、遠心力によってハウジング７内の上部に向けて飛散する。

この飛散した潤滑油はハウジング７の上部内壁沿いに流下して回収樋９に集められるとともに、ハウジング外部に設けられた回収管路１０を経て、被動軸２の反駆動軸側（ポンプ側）の端部に設けられた内空部２ａに注入され、この注入された潤滑油により、両スプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２が潤滑される。以下、回収樋９と回収管路１０を合わせて潤滑油注入手段１１という。

被動軸２の反駆動軸側の内空部２ａは、図示のようにスプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２よりも内径寸法が小さく設定され、潤滑油注入手段１１によって供給される潤滑油が、この小径の内空部（以下、小内径部という）２ａからスプライン係合部分Ｓ２に両者間の段差によってスムーズに導かれるように構成されている。

以上の構成はたとえば特許文献１に示されている。
特開２００７−１７７９２４号公報

しかし、特許文献１等に示された公知技術によると、駆動、被動両軸間の間隙Ｃによって潤滑油の移動径路が分断されるため、潤滑油注入手段１１によって注入される潤滑油が、図７中の太線矢印で示すように注入側である被動側スプライン係合部分Ｓ２には供給されるものの、同部分Ｓ２を通過した直後に間隙Ｃから落下してしまい、駆動側スプライン係合部分Ｓ１まで到達しない。このため、駆動側スプライン係合部分Ｓ１の潤滑が不十分となるという問題があった。

そこで本発明は、潤滑油注入手段によって被動軸の反駆動軸側端部に注入される潤滑油を、被動側及び駆動側両スプライン係合部分に亘って均等に供給し、全スプライン係合部分を十分に潤滑することができる動力伝達装置を提供するものである。

請求項１の発明は、中空状の駆動軸と被動軸とに跨ってスプライン軸が嵌入され、このスプライン軸の外周側と、駆動軸及び被動軸の内周側とがスプライン係合されることにより、駆動力が駆動軸、スプライン軸、被動軸の径路で伝達される一方、潤滑油注入手段により、潤滑油が上記被動軸の反駆動軸側の端部内周側に供給されるように構成された動力伝達装置において、上記駆動軸と被動軸の相対向する端部間をシール部材によってシールすることにより、上記相対向する端部間の間隙からの潤滑油の流出を阻止するように構成したものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、被動軸の反駆動軸側の端部に、内径寸法がスプライン係合部分よりも小さい小内径部を設けることにより、潤滑油注入手段によって供給される潤滑油をこの小内径部から両軸のスプライン係合部分に導くように構成する一方、駆動軸の反被動軸側の端部に、潤滑油を駆動軸の内周側から外周側に抜く排出路を、その潤滑油入口となる排出口が上記小内径部よりも外周側の位置で駆動軸内周部に開口する状態で設けたものである。

本発明によると、駆動軸と被動軸の相対向する端部間をシール部材によってシールし、この端部間の間隙からの潤滑油の流出を阻止する構成としたから、潤滑油注入手段によって被動軸の反駆動軸側端部に注入された潤滑油が、被動側スプライン係合部分を通過した後、公知技術のように間隙から流出するのではなく、端部間を渡って駆動側スプライン係合部分に移行する。

すなわち、潤滑油を被動側、駆動側両スプライン係合部分に亘って均等に供給し、全スプライン係合部分を確実かつ十分に潤滑することができる。

ところで、上記のように被動軸の反駆動軸側端部に小内径部を設け、潤滑油注入手段によって供給される潤滑油をこの小内径部から両軸のスプライン係合部に導く構成をとる場合、潤滑油が両スプライン係合部分に溜まり、一定レベルを超えると小内径部からオーバーフロー式に排出されてハウジング底部に戻る。

しかし、このオーバーフロー方式によると、新たに注入された潤滑油が潤滑機能を発揮しないまま排出され、古い潤滑油がスプライン係合部分に滞留した状態となるため、潤滑油の温度上昇や劣化、摩耗粉の堆積等が生じるおそれがある。

この点、請求項２の発明によると、駆動軸の反被動軸側の端部に、潤滑油を駆動軸の内周側から外周側（スプライン係合部分の外部）に抜く排出路を設けたから、潤滑済みの潤滑油が順次スプライン係合部分から排出されながら新しい潤滑油が補給されるという、潤滑油の循環（新旧入れ替え）作用が行われる。

このため、油温の上昇や劣化、摩耗粉の堆積等を避け、潤滑効果を向上させることができる。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

以下の実施形態において、
（ｉ） 図示しないエンジンに接続された駆動軸１、及び動力分配装置の入力軸である被動軸２はそれぞれ中空状に形成され、この駆動軸１と被動軸２とに跨って嵌入されたスプライン軸３の外周側と、駆動軸１及び被動軸２の内周側とがスプライン係合される点、
（ｉｉ） 被動軸２の外周に第１歯車４が一体に設けられ、この第１歯車４が、油圧ポンプの回転軸５に設けられた第２歯車６と噛合することにより、エンジン出力が駆動軸１、スプライン軸３、被動軸２、第１歯車４、第２歯車６、回転軸５の径路で各油圧ポンプに伝達されるように構成される点、
（ｉｉｉ） ハウジング７内の底部に潤滑油８が貯留され、この潤滑油８が、第２歯車６の回転により掻き上げられて歯車６,４間に供給されるとともに、遠心力によってハウジング７内の上部に向けて飛散する点、
（ｉｖ） この飛散した潤滑油が、ハウジング７の上部内壁沿いに流下して潤滑油注入手段１１の回収樋９に集められるとともに、ハウジング外部に設けられた回収管路１０を経て、被動軸２の反駆動軸側（ポンプ側）の端部に設けられた内空部２ａに注入され、この注入された潤滑油により、両スプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２が潤滑される点、
（ｖ） 被動軸２の反駆動軸側の端部に、スプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２よりも内径寸法が小さい小内径部２ａが設けられ、潤滑油注入手段１１によって供給される潤滑油が、この小内径部２ａからスプライン係合部分Ｓ２に両者間の段差によってスムーズに導かれるように構成される点
は、図６,７に示す公知技術と同じである。

第１実施形態（図１,２参照）
第１実施形態においては、駆動、被動両軸１,２の相対向する端部に凹凸係合部１２,１３を設け、この凹凸係合部１２,１３同士を間隙Ｃを置いて噛み合い係合させている。

この噛み合い係合部分の円筒面間にＯリング等のシール部材１４を設け、このシール部材１４で駆動、被動両軸１,２の相対向する端部間をシールすること、すなわち間隙Ｃを通る潤滑油の逃げ道を塞ぐことにより、端部間からの潤滑油の流出を阻止するように構成している。

こうすれば、潤滑油注入手段１１によって被動軸２の反駆動軸側端部（小内径部２ａ）に注入された潤滑油が、被動側スプライン係合部分Ｓ２を通過した後、公知技術のように両軸端部間の間隙Ｃから流出するのではなく、端部間を渡って駆動側スプライン係合部分Ｓ１に移行する。

すなわち、潤滑油を被動側、駆動側両スプライン係合部分Ｓ２,Ｓ１に亘って均等に供給し、全スプライン係合部分を確実かつ十分に潤滑することができる。

なお、潤滑油は両スプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２（スプライン歯間）に貯留され、小内径部２ａの内周レベルLを超えると、図２破線矢印イで示すように小内径部２ａの基端側隙間からオーバーフロー式に排出されてハウジング底部に戻る。

第２実施形態（図３,４参照）
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第１実施形態では、上記のように潤滑油をオーバーフロー式に排出する構成をとっている。このオーバーフロー方式では、新たに注入された潤滑油が潤滑機能を発揮しないまま排出され、古い潤滑油がスプライン係合部分Ｓ１,Ｓ２に滞留した状態となる。このため、潤滑油の温度上昇や劣化、摩耗粉の堆積等が生じるという問題が残る。

そこで第２実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、駆動軸１の反被動軸側の端部に、潤滑済みの潤滑油を駆動軸１の内周側から外周側に抜く排出路１５を設けている。

この排出路１５は、その入口となる排出口１５ａが被動軸２の小内径部２ａ（レベルL）よりも外周側の位置で駆動軸内周部に開口する状態で設けている。

こうすれば、潤滑済みの潤滑油が順次スプライン係合部分Ｓ１から排出路１５を通って外部に排出されながら、被動軸２の小内径部２ａに新しい潤滑油が補給されるという、潤滑油の循環（新旧入れ替え）作用が行われる。

このため、油温の上昇や劣化、摩耗粉の堆積等を避け、潤滑効果を向上させることができる。

なお、この第２実施形態をとる場合、排出路１５の外周に油受けを設け、排出された潤滑油をこの油受けからハウジング７内に戻す構成、あるいは駆動軸１やフライホイールが収容される別のハウジングに溜めて回収する構成をとることができる。

第３実施形態（図５参照）
第１、第２両実施形態では、駆動、被動両軸１,２の相対向する端部に凹凸係合部１２,１３を設け、この凹凸係合部１２,１３の噛み合い係合部分の円筒面間にシール部材１４を設けたのに対し、第３実施形態では両軸１,２の相対向する端面（垂直面）間にシール部材（図ではＶ字形のものを例示している）１４を設けている。

この構成によっても、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

なお、図５ではオーバーフロー方式をとる第１実施形態の構成を前提とした場合を例示しているが、排出路１５を設ける第２実施形態を前提としてもよいことはいうまでもない。

一方、本発明は上記各実施形態で挙げた動力分配装置に限らず、駆動、被動両軸とスプライン軸とがスプライン係合される動力伝達装置に広く適用することができる。

本発明の第１実施形態を示す断面図である。 図１の一部拡大図である。 本発明の第２実施形態を示す断面図である。 図３の一部拡大図である。 本発明の第３実施形態を示す図２相当図である。 従来の動力伝達装置としての動力分配装置の断面図である。 図６の一部拡大図である。

符号の説明

Ｓ１ 駆動側スプライン係合部分
Ｓ２ 被動スプライン係合部分
１ 駆動軸
２ 被動軸
２ａ 小内径部
３ スプライン軸
４ 第１歯車
６ 第２歯車
７ ハウジング
８ 潤滑油
９ 回収樋
１０ 回収管路
１１ 潤滑油注入手段
１２,１３ 駆動、被動両軸の凹凸係合部
１４ シール部材
１５ 排出路
１５ａ 排出口

Claims (2)

1. 中空状の駆動軸と被動軸とに跨ってスプライン軸が嵌入され、このスプライン軸の外周側と、駆動軸及び被動軸の内周側とがスプライン係合されることにより、駆動力が駆動軸、スプライン軸、被動軸の径路で伝達される一方、潤滑油注入手段により、潤滑油が上記被動軸の反駆動軸側の端部内周側に供給されるように構成された動力伝達装置において、上記駆動軸と被動軸の相対向する端部間をシール部材によってシールすることにより、上記相対向する端部間の間隙からの潤滑油の流出を阻止するように構成したことを特徴とする動力伝達装置。
2. 被動軸の反駆動軸側の端部に、内径寸法がスプライン係合部分よりも小さい小内径部を設けることにより、潤滑油注入手段によって供給される潤滑油をこの小内径部から両軸のスプライン係合部分に導くように構成する一方、駆動軸の反被動軸側の端部に、潤滑油を駆動軸の内周側から外周側に抜く排出路を、その潤滑油入口となる排出口が上記小内径部よりも外周側の位置で駆動軸内周部に開口する状態で設けたことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。

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