JP2010031963A - 潤滑構造、ならびに車両用変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】中空軸４３の貫通孔４３ａをオイル流路として利用した潤滑構造において、貫通孔４３ａ内へのオイル供給動作の開始時に、オイル導入側から離れた場所に存在する潤滑必要部位へオイルを可及的速やかに供給可能とする。
【解決手段】中空軸４３の貫通孔４３ａは、そのオイル流通方向の上流側から下流側へ向けて漸次拡径するテーパ形状とされている。中空軸４３において貫通孔４３ａの大径の下流側開口４３ｃに対応する外端面には、当該貫通孔４３ａ内へ突き出てオイル流出を制限するように堰き止めるための堰４７が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、中空軸の貫通孔をオイル流路として利用した潤滑構造、ならびにこの潤滑構造を用いた車両用変速機に関する。

例えば自動車等の車両に搭載される変速機（例えば自動変速機や手動変速機等）では、それに備える歯車軸や回転軸等を中空軸とし、この中空軸の貫通孔をオイル流路として利用することがある。

一般的に、前記中空軸の貫通孔は、その孔径が軸方向全長にわたって同一となるストレート孔になっている。

例えば中空軸の貫通孔の一端外側から当該貫通孔内へオイルを噴射することにより、貫通孔内にオイルを導入し、貫通孔の他端側から流出させて、適宜の潤滑必要部位へオイルを供給する形態とすることがある。

そのような場合、前記オイルを噴射した後、中空軸の貫通孔においてオイル流通方向の下流側開口からオイルを流出させるまでにタイムラグが発生することがあるが、特に、冬場など、オイル粘度が高いときには、オイル噴射の初期において、前記タイムラグが長くなることが指摘される。

ところで、例えば特許文献１に示されているように、自動車用変速機において、入力軸の歯車軸の中心にその一端から軸方向途中で行き止まりとなる穴を設け、この穴を、その一端の開口側から奥へ向けて穴径を漸次拡径するテーパ形状としたものがある。

この特許文献１に係る従来例は、歯車軸の穴の奥側に径方向に貫通する貫通孔を設け、穴の奥へ供給されたオイルを前記貫通孔から径方向外向きへ流出させるようにしている。

この他、例えば特許文献２に示されているように、自動車用変速機等の動力伝達装置において、前記歯車軸の中心に設けられる貫通孔を２段階のテーパ形状とし、この歯車軸の貫通孔の小径開口に、ストレート孔を有するスリーブを連なるように配置し、このスリーブの外側開口から、スリーブ内へオイルを供給し、このスリーブ内に供給されたオイルを２段テーパ形状の貫通孔の大径開口へ向けて送るようにしたものがある。

この特許文献２に係る従来例では、ストレート孔を有するスリーブの外側開口に径方向内向きに突出する堰（４３）を設けているが、この堰は、スリーブのストレート孔内に供給したオイルがこのストレート孔の外側開口から漏れ出ることを防止するために設けられたものである。
実開昭６１−６９５５９号公報 特開２００７−１８７１８５号公報

上記いずれの従来例においても、オイルを流通させるための行き止まり穴や貫通孔をテーパ形状にするという点が開示されているものの、以下で説明する本発明のように、「オイル流路となる貫通孔をテーパ形状にしたうえで、このテーパ形状の貫通孔におけるオイル流出側の大径側開口寄りに堰を設け、この堰よりも内側の貫通孔内にオイルを残留させ
ることを可能にする」というような技術思想は見られないし、そのようなことを示唆する記載もない。

本発明は、中空軸の貫通孔をオイル流路として利用した潤滑構造において、前記貫通孔内へのオイル供給動作の開始時に、オイル導入側から離れた場所に存在する潤滑必要部位へオイルを可及的速やかに供給可能とすることを目的としている。

本発明は、中空軸の貫通孔をオイル流路として利用した潤滑構造であって、前記貫通孔が、そのオイル流通方向の上流側から下流側へ向けて漸次拡径するテーパ形状とされ、前記中空軸において前記貫通孔の大径の下流側開口に対応する外端面に、当該貫通孔内へ突き出てオイル流出を制限するように堰き止めるための堰が設けられている、ことを特徴としている。

この構成によれば、テーパ形状の貫通孔において、小径の上流側開口から導入されるオイルは、大径の下流側開口から流出されることになるが、前記堰は、前記導入されたオイルを下流側開口から流出させにくくするように堰き止めるので、下流側開口において堰部よりも内側の領域にオイルの一部が残留するようになる。

このようにして残留するオイルは、中空軸が回転されたときに、回転遠心力によってテーパ形状の斜面の大径側へ移動し、前記堰を乗り越えて、下流側開口から外側へ流出されるようになる。

好ましくは、前記堰は、前記中空軸においてオイル流通方向の下流側の外端面に取り付けられる環状部材の一部とされる。

ここでは、堰の具体構成を特定している。つまり、堰として、中空軸とは別体の単純な形状の環状部材を用いるようにしているから、中空軸の一部を切削加工して堰を得る場合に比べて、コスト上昇を抑制するうえで有利となる。

好ましくは、前記中空軸の下流側開口の外径側が、転がり軸受を介して外径側に配置される部材に支持され、かつ、前記転がり軸受の内輪が前記中空軸においてオイル流通方向の下流側の外端面に沿うように径方向内向きに延出され、この延出部の一部が前記堰とされる。

ここでは、堰の具体構成を特定している。つまり、堰として、既存の転がり軸受の内輪を用いるようにしているから、わざわざ別部材を追加する場合に比べて、コスト上昇を抑制するうえで有利となる。

また、本発明は、変速機構と、デファレンシャルとを含む車両用変速機において、前記変速機構から前記デファレンシャルへ回転動力を伝達するための歯車軸を備え、この歯車軸に、前記の潤滑構造が適用されている、ことを特徴としている。

ここでは、車両用変速機に備える歯車軸に、前記潤滑構造を適用している。この場合、例えば車両用変速機の運転初期において、中空軸に相当する歯車軸の貫通孔にオイルが導入されていない状態でも、中空軸の回転に伴い、前回の運転時に貫通孔の大径の下流側開口寄りに残留しているオイルが、貫通孔の下流側開口から外側へ流出されることになって、その近傍の潤滑必要部位へ供給されるようになる。そのため、運転初期段階においても、オイル導入側から離れた場所に配置される潤滑必要部位へオイルを可及的速やかに供給することが可能になり、そこの潤滑が安定に保たれるようになる。

本発明によれば、中空軸の貫通孔をオイル流路として利用した潤滑構造において、前記貫通孔内へのオイル供給動作の開始時に、オイル導入側から離れた場所に存在する潤滑必要部位へオイルを可及的速やかに供給することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。

この実施形態では、車両用変速機としてフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式のトランスアクスル１を例に挙げている。

図１は、本発明に係る車両用変速機の一実施形態としてのトランスアクスルの構成を展開して示すスケルトン図である。

図１に例示しているトランスアクスル１は、図示していない内燃機関（エンジン）からトルクコンバータ２を経て入力された回転動力を、変速機構部３、動力伝達機構４ならびにデファレンシャル５を経由して、左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒに取り付けられる駆動輪（図示省略）に伝達するように構成されている。

これらトランスアクスル１を構成する各要素は、基本的に公知の構成であるので、本発明の特徴部分に直接的に関係していない部分についての説明は簡単に済ませることにする。

トルクコンバータ２および変速機構部３は、内燃機関のクランクシャフト７と同軸上に配置されたインプットシャフト８に設けられている。

トルクコンバータ２は、主として、インプットシャフト８に連結されているポンプインペラ２１、タービンランナ２２、ステータ２３、ロックアップクラッチ２４を含んだ構成である。

変速機構部３は、ラビニオ式と呼ばれる遊星歯車機構と、複数のクラッチＣ１〜Ｃ３と、複数のブレーキＢ１〜Ｂ３と、複数のワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２とを含んだ構成であり、例えば前進４段、後退１段の変速を行うようになっている。

動力伝達機構４は、主として、カウンタードライブギヤ４１、カウンタードリブンギヤ４２、カウンターシャフト４３を含んだ構成である。

カウンタードライブギヤ４１は、インプットシャフト８に相対回転可能に取り付けられており、カウンタードリブンギヤ４２は、カウンターシャフト４３に一体回転可能に取り付けられている。カウンターシャフト４３は、インプットシャフト８と平行に配設されており、その外周には、デファレンシャルドライブピニオン４４が一体に形成されている。

このカウンターシャフト４３は、その両端が転がり軸受（例えば円すいころ軸受）４５，４６を介してトランスアクスルケース（図示省略）に回転自在に支持されている。

このトランスアクスルケース内には、所定量のオイルが貯留されている。このオイルは、例えばトランスアクスル１の各構成要素等の回転支持部分や摺動部分の潤滑油として、また、トルクコンバータ２の作動油として、さらに、変速機構部３のクラッチＣ１〜Ｃ３
およびブレーキＢ１〜Ｂ３等を係合・解放させるための駆動系（図示省略）の作動油等として利用される。このオイルは、オイルポンプ９によって前記必要部位へ供給、循環されるようになっている。

デファレンシャル５は、例えばツーピニオンタイプとされており、デファレンシャルドライブピニオン４４に噛合するファイナルリングギア５１から入力される動力を必要に応じて左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介して左右の駆動輪（図示省略）に分配して伝達するものである。

このようなトランスアクスル１において、カウンターシャフト４３に本発明の潤滑構造を適用しているので、図２から図４を参照して、以下で詳細に説明する。

図２は、図１のトランスアクスル１において本発明の潤滑構造を適用した部分（カウンターシャフト４３）を拡大して示す図、図３は、図２のカウンターシャフト４３とオイル堰き止め用のワッシャ４７とを分離した状態を示す断面図、図４は、図３のカウンターシャフト４３にオイル堰き止め用のワッシャ４７を取り付けた状態を示し、各部の寸法関係の説明に用いる図である。

カウンターシャフト４３は、中空軸とされており、その中心軸線に沿って設けられる貫通孔４３ａをオイル流路として利用するようになっている。

この図１から図４に示した例では、図中の右側から左側へ向けてオイルが流通されるようになっており、貫通孔４３ａの図中右側開口が上流側開口４３ｂとなり、貫通孔４３ａの図中左側開口が下流側開口４３ｃとなる。

そして、前記の貫通孔４３ａは、そのオイル流通方向の上流側から下流側へ向けて漸次拡径するテーパ形状とされている。

このカウンターシャフト４３において下流側開口４３ｃに対応する外端面には、環状部材としてのワッシャ４７が取り付けられている。このワッシャ４７は、中心に円形孔が設けられた円形板とされている。

このワッシャ４７の内周縁は、カウンターシャフト４３の貫通孔４３ａ内へ突出されており、この突き出た部分が、貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃからのオイル流出を制限するための堰として機能するようになっている。

具体的には、図３に示すように、カウンターシャフト４３において下流側開口４３ｃに対応する外端面には、軸方向内方へ向けて陥没する陥没部４３ｄが設けられており、この陥没部４３ｄに、ワッシャ４７が圧入等により嵌入装着されている。

そして、図４に示すように、ワッシャ４７の内径寸法Ｒ３は、上流側開口４３ｂの内径寸法Ｒ１と略同じに設定されており、下流側開口４３ｃの内径寸法Ｒ２よりも小さく設定されている。このワッシャ４７の突出代ｈは、Ｒ２−Ｒ３（≒Ｒ１）であり、テーパ形状の貫通孔４３ａにおける斜面の高低差に相当している。なお、突出代ｈは、任意である。

つまり、このワッシャ４７を設けることによって、その突出部分より貫通孔４３ａの軸方向内方において下半分領域にオイル溜まり用の段差が形成されることになる。

次に、トランスアクスル１の動作中におけるカウンターシャフト４３の貫通孔４３ａ内のオイル流動形態について説明する。

まず、内燃機関の運転中において、トランスアクスル１の変速機構部３の変速ポジションが選択されているときは、インプットシャフト８から入力されて変速機構部３で変速された回転動力が、カウンタードライブギヤ４１からカウンタードリブンギヤ４２に伝達され、カウンタードリブンギヤ４２と一体回転するカウンターシャフト４３およびデファレンシャルドライブピニオン４４からファイナルリングギア５１を経てデファレンシャル５に伝達され、このデファレンシャル５により左右のドライブシャフト６Ｌ，６Ｒに分配伝達されるようになる。

このような動力伝達の過程において、オイルポンプ９から供給されるオイルは、図示していないトランスアクスルケースに設けられるオイル噴射ノズル１１（図２のみ記載）からカウンターシャフト４３の貫通孔４３ａ内に、その上流側開口４３ｂから噴射供給されることになる。これにより、貫通孔４３ａ内に導入されたオイルが、貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃから外側へ流出され、適宜の潤滑必要部位へ供給されることになる。

そして、内燃機関の運転が停止されてトランスアクスル１の動作が停止されると、カウンターシャフト４３の貫通孔４３ａ内に噴射されたオイルの一部が、ワッシャ４７によって堰き止められて、貫通孔４３ａにおける下半分領域の下流側開口４３ｃ寄りに残留されることになる。

このような状態になるから、次に内燃機関が始動されたときには、オイル噴射ノズル１１から噴射されるオイルが貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃから外側へ流出されるよりも速く、カウンターシャフト４３の回転に伴い、前記残留していたオイルが回転遠心力によってテーパ形状の斜面の大径側へ移動し、ワッシャ４７の突出部分を乗り越えて貫通孔４３ａの外側へ流出されることになり、適宜の潤滑必要部位へ供給されるようになる。

そのため、内燃機関の始動直後や、あるいは冷間運転時のように、オイル粘度が高いことが原因となって、オイル噴射ノズル１１からのオイル噴射が不足する等して、貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃまでオイルが到達しにくい場合であっても、前記のように貫通孔４３ａ内に残留しているオイルが貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃから外側へ速やかに流出されることになる。したがって、前記のような状況においても、オイル導入側から離れた場所に存在する前記潤滑必要部位にオイルを可及的速やかに供給することが可能になり、前記潤滑必要部位で安定した潤滑が可能になる。

以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態では、内燃機関の始動直後や、オイル粘度が高くてオイル搬送にタイムラグが発生するような状況であっても、オイル導入側から離れた場所に存在する潤滑必要部位にオイルを迅速かつ確実に供給することが可能になる。

しかも、この実施形態では、既存のカウンターシャフト４３の貫通孔４３ａをテーパ形状にするとともに、堰として、カウンターシャフト４３とは別体で市場から安価かつ簡易に調達できるワッシャ４７を用いるようにしているから、例えばカウンターシャフト４３の一部を切削加工して堰を得る場合に比べて、コスト上昇を抑制するうえで有利となる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。

（１）上記実施形態では、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式車両に搭載されたトランスアクスル１のカウンターシャフト４３周辺に本発明に係る潤滑構造を適
用した例を挙げているが、中空軸の貫通孔をオイル流路として利用している部分であれば、トランスアクスル１内のどのような部分に対しても本発明を適用することが可能である。

（２）上記実施形態では、車両用変速機として、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式の車両に備えるトランスアクスル１を例に挙げているが、フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）方式の車両に備える自動変速機や手動変速機とすることも可能である。また、トランスアクスル１の変速機構部３については、図１に示した遊星歯車機構の他に、例えばベルト式無段変速機構、複数段の歯車機構、あるいはトロイダル式の変速機構等とすることも可能である。

（３）上記実施形態において、オイル堰き止め用の部材としてワッシャ４７を用いた例を挙げているが、本発明はこれに限定されない。

例えば図５に示すように、カウンターシャフト４３の軸方向両端が、転がり軸受４５，４６を介してトランスアクスルケース（図示省略）に支持されているが、この２つの転がり軸受４５，４６のうち、オイル流通方向の下流側に位置する転がり軸受４５の内輪４５ａに、径方向内向きに延出する環状延出部４５ｂを一体に設け、この環状延出部４５ｂを、カウンターシャフト４３においてオイル流通方向の下流側の外端面に当接させる。

そして、前記の環状延出部４５ｂの内周縁は、カウンターシャフト４３の貫通孔４３ａ内に突き出るように配置されている。

この環状延出部４５ｂの内径寸法Ｒ３は、上流側開口４３ｂの内径寸法Ｒ１と略同じに設定されており、下流側開口４３ｃの内径寸法Ｒ２よりも小さく設定されている。このワッシャ４７の突出代ｈは、Ｒ２−Ｒ３（≒Ｒ１）であり、テーパ形状の貫通孔４３ａにおける斜面の高低差に相当している。この環状延出部４５ｂの内周縁が、貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃからのオイル流出を制限するための堰として機能するようになっている。

つまり、このような環状延出部４５ｂを設けることによって、その径方向内向きの突出部分より貫通孔４３ａの軸方向内方において下半分領域に、オイル溜まり用の段差が形成されることになる。

この段差部分には、上記実施形態で説明したことと同様に、内燃機関の運転が停止されてトランスアクスル１の動作が停止されたときに、カウンターシャフト４３の貫通孔４３ａ内に噴射されたオイルの一部が、環状延出部４５ｂによって堰き止められて残留することになるので、上記次の内燃機関の始動直後や、あるいは冷間運転時のように、オイル粘度が高いことが原因となって、オイル噴射ノズル１１からのオイル噴射が不足する等して、貫通孔４３ａの下流側開口４３ｃまでオイルが到達しにくい場合であっても、オイル導入側から離れた場所に存在する潤滑必要部位へ可及的速やかにオイルを供給することが可能になり、安定した潤滑が可能になる。

しかも、この場合、既存の転がり軸受４５の内輪４５ａに、堰としての環状延出部４５ｂを設けるようにしているので、わざわざ別部材を追加する場合に比べて、コスト上昇を抑制するうえで有利となる。

本発明に係る潤滑構造を適用した車両用変速機の一実施形態の構成を展開して示すスケルトン図である。 図１のトランスアクスルにおいて本発明の潤滑構造を適用した部分を拡大して示す図である。 図２のカウンターシャフトとオイル堰き止め用のワッシャとを分離した状態を示す断面図である。 図３のカウンターシャフトにオイル堰き止め用のワッシャを取り付けた状態を示し、各部の寸法関係の説明に用いる図である。 本発明に係る潤滑構造におけるオイル堰き止め用部材の他実施形態を示す図である。

符号の説明

１ トランスアクスル
２ トルクコンバータ
３ 変速機構部
４ 動力伝達機構
５ デファレンシャル
１１ オイル噴射ノズル
４２ カウンタードリブンギヤ
４３ カウンターシャフト（中空軸、歯車軸に相当）
４３ａ テーパ形状の貫通孔
４３ｂ 貫通孔の上流側開口
４３ｃ 貫通孔の下流側開口
４４ デファレンシャルドライブピニオン
４７ ワッシャ（堰に相当）

Claims (4)

1. 中空軸の貫通孔をオイル流路として利用した潤滑構造であって、
   前記貫通孔が、そのオイル流通方向の上流側から下流側へ向けて漸次拡径するテーパ形状とされ、
   前記中空軸において前記貫通孔の大径の下流側開口に対応する外端面に、当該貫通孔内へ突き出てオイル流出を制限するように堰き止めるための堰が設けられている、ことを特徴とする潤滑構造。
2. 請求項１に記載の潤滑構造において、
   前記堰は、前記中空軸においてオイル流通方向の下流側の外端面に取り付けられる環状部材の一部とされる、ことを特徴とする潤滑構造。
3. 請求項１に記載の潤滑構造において、
   前記中空軸の下流側開口の外径側が、転がり軸受を介して外径側に配置される部材に支持され、かつ、前記転がり軸受の内輪が前記中空軸においてオイル流通方向の下流側の外端面に沿うように径方向内向きに延出され、この延出部の一部が前記堰とされる、ことを特徴とする潤滑構造。
4. 変速機構と、デファレンシャルとを含む車両用変速機において、
   前記変速機構から前記デファレンシャルへ回転動力を伝達するための歯車軸を備え、この歯車軸に、前記請求項１から３のいずれか１つに記載の潤滑構造が適用されている、ことを特徴とする車両用変速機。

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