JP2010101368A - Gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に使用される歯車に関する。特に、潤滑油内にその一部を浸漬し、回転動作によって潤滑油を跳ね上げるように設置される歯車に関する。 The present invention relates to a gear used for a vehicle such as an automobile. In particular, the present invention relates to a gear that is installed so that a part of the oil is immersed in the lubricating oil and the lubricating oil is splashed up by a rotating operation.
自動車のマニュアルトランスミッションやデファレンシャルなどの駆動ギヤユニットでは、駆動ギヤユニット内での潤滑を行うために、ギヤケースの底部に潤滑油を貯留し、その潤滑油に歯車の一部が浸漬するように構成したものが多い。この駆動ギヤユニットでは、歯車の回転動作によって、ギヤケースの底部に溜まった潤滑油が掻き上げられて駆動ギヤユニット内の全体に潤滑油が供給されるようになっている(例えば、特許文献1,2を参照)。 Drive gear units such as manual transmissions and differentials for automobiles are configured so that lubricating oil is stored at the bottom of the gear case and a part of the gear is immersed in the lubricating oil in order to perform lubrication in the driving gear unit. There are many things. In this drive gear unit, the lubricating oil accumulated at the bottom of the gear case is scraped up by the rotational operation of the gear and is supplied to the entire drive gear unit (for example, Patent Document 1, 2).
特許文献1,2には、変速ギヤの一部がオイルパン内の潤滑油に浸漬した状態で配設されており、そのギヤの回転動作によって潤滑油を掻き上げて変速ギヤ全体に潤滑油を拡散供給するようになっている。 In Patent Documents 1 and 2, a part of the transmission gear is disposed in a state of being immersed in the lubricating oil in the oil pan, and the lubricating oil is scraped up by the rotational operation of the gear, and the lubricating oil is applied to the entire transmission gear. It is designed to supply diffusion.
なお、歯車の回転動作によって潤滑油を掻き上げる構造を有するものではないが、特許文献3には、多板クラッチ装置に関する発明が開示されており、その多板クラッチ装置は、内周側から外周側に放出される潤滑油をドライブプレートの摩擦材の内周側に設けられた切欠きにより攪拌し、潤滑油に気泡を巻き込むことによりドラグトルクの低減を図っている。
ところで、上記従来の歯車では、ギヤユニット等の潤滑のために、その一部が潤滑油に浸漬した状態で回転動作を行うことから、潤滑油が歯車の回転動作の抵抗として働くこととなる。すなわち、潤滑油の粘性や密度の影響で歯車の歯面に生じる圧力やギヤ全体に生じるオイルのせん断力が歯車に対して回転抵抗として働くため、これが動力損失や燃費悪化を招くこととなる。 By the way, in the said conventional gearwheel, in order to lubricate a gear unit etc., since the one part is immersed in lubricating oil, rotational operation is performed, Therefore Lubricating oil will work as resistance of rotational operation of a gearwheel. That is, the pressure generated on the gear tooth surface due to the viscosity and density of the lubricating oil and the shearing force of the oil generated on the entire gear act as rotational resistance on the gear, which causes power loss and fuel consumption deterioration.
本発明は上記問題点に鑑みて創案されたものであり、潤滑油内にその一部を浸漬し、回転動作によって潤滑油を跳ね上げるように設置される歯車において、潤滑油による回転動作の抵抗を抑制することを可能とした歯車を提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of the above problems, and in a gear installed so that a part thereof is immersed in the lubricating oil and the lubricating oil is sprung up by the rotating operation, the resistance of the rotating operation by the lubricating oil is An object of the present invention is to provide a gear that can suppress the rotation.
上述の課題を解決するための手段として、本発明の歯車は、以下のように構成されている。すなわち、本発明の歯車は、潤滑油内にその一部を浸漬し、回転動作によってその潤滑油を跳ね上げるように設置された歯車を前提とし、前記潤滑油内に多数の空気溜まりを没入することにより気泡を発生させる気泡発生部が設けられたことを特徴としている。 As means for solving the above-described problems, the gear of the present invention is configured as follows. That is, the gear of the present invention is premised on a gear that is installed so that a part thereof is immersed in the lubricating oil and the lubricating oil is flipped up by a rotating operation, and a large number of air pockets are immersed in the lubricating oil. This is characterized in that a bubble generating part for generating bubbles is provided.
かかる構成を備える歯車によれば、潤滑油内に気泡が発生するので、潤滑油に対する空気の体積割合であるボイド率が増加することとなる。ボイド率が増加すると、潤滑油の平均密度が減少するとともに、実効粘性が増加することとなり、その結果、歯車の浸漬部位に回転抵抗(回転動作の抵抗)として作用する潤滑油の摩擦抵抗を減少させることができる。 According to the gear having such a configuration, since bubbles are generated in the lubricating oil, a void ratio that is a volume ratio of air to the lubricating oil is increased. When the void ratio increases, the average density of the lubricating oil decreases and the effective viscosity increases. As a result, the frictional resistance of the lubricating oil acting as a rotational resistance (rotational motion resistance) on the immersed part of the gear is reduced. Can be made.
また、本発明の歯車は、以下のように構成されていてもよい。すなわち、本発明の歯車は、既述の構成において、前記気泡発生部は、表面に形成された多数の空隙であることを特徴としている。 The gear of the present invention may be configured as follows. That is, the gear according to the present invention is characterized in that, in the configuration described above, the bubble generating portion is a large number of voids formed on the surface.
かかる構成を備える歯車によれば、歯車回転時に、上記多数の空隙は、潤滑油の中に空気を巻き込んで気泡を発生させたり、その空隙内の空気を潤滑油中に気泡として放出したりするので、潤滑油のボイド率が増加する。その結果、歯車の浸漬部位に回転抵抗(回転動作の抵抗)として作用する潤滑油の摩擦抵抗を減少させることができる。 According to the gear having such a configuration, when the gear rotates, the plurality of gaps entrain air in the lubricating oil to generate bubbles, or release the air in the gaps as bubbles in the lubricating oil. Therefore, the void ratio of the lubricating oil increases. As a result, it is possible to reduce the frictional resistance of the lubricating oil that acts as a rotational resistance (rotational motion resistance) on the immersion part of the gear.
また、本発明の歯車は、以下のように構成されていてもよい。すなわち、本発明の歯車は、既述の構成において、前記気泡発生部は、表面に形成された多数の凹部であることを特徴としている。 The gear of the present invention may be configured as follows. That is, the gear according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the bubble generating portion is a large number of concave portions formed on the surface.
かかる構成を備える歯車によれば、歯車回転時に、上記多数の凹部は、潤滑油の中に空気を巻き込んで気泡を発生させるので、潤滑油のボイド率が増加する。その結果、歯車の浸漬部位に回転抵抗(回転動作の抵抗)として作用する潤滑油の摩擦抵抗を減少させることができる。 According to the gear having such a configuration, when the gear rotates, the plurality of recesses entrain air into the lubricating oil to generate bubbles, so that the void ratio of the lubricating oil increases. As a result, it is possible to reduce the frictional resistance of the lubricating oil that acts as a rotational resistance (rotational motion resistance) on the immersion part of the gear.
また、本発明の歯車は、以下のように構成されていてもよい。すなわち、本発明の歯車は、既述の構成において、前記気泡発生部は、表面に形成された多数の凸部であることを特徴としている。 The gear of the present invention may be configured as follows. That is, the gear according to the present invention is characterized in that, in the above-described configuration, the bubble generating portion is a large number of convex portions formed on the surface.
かかる構成を備える歯車によれば、歯車回転時に、上記多数の凸部は、潤滑油の中に空気を巻き込んで気泡を発生させるので、潤滑油のボイド率が増加する。その結果、歯車の浸漬部位に回転抵抗(回転動作の抵抗)として作用する潤滑油の摩擦抵抗を減少させることができる。 According to the gear having such a configuration, when the gear rotates, the large number of convex portions entrain air in the lubricating oil and generate bubbles, so that the void ratio of the lubricating oil increases. As a result, it is possible to reduce the frictional resistance of the lubricating oil that acts as a rotational resistance (rotational motion resistance) on the immersion part of the gear.
本発明に係る歯車によれば、歯車の浸漬部位に回転動作の抵抗として作用する潤滑油の摩擦抵抗を減少させることができる。 According to the gear according to the present invention, it is possible to reduce the frictional resistance of the lubricating oil that acts as the resistance of the rotational operation on the immersion part of the gear.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1に本発明の実施の形態に係る歯車の一例として自動車等の車両のデファレンシャルギヤに使用されるリングギヤ10を示す。なお、図1ではリングギヤ10のみを示し、その他のギヤ、軸受、デファレンシャルケース等については図示を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
このリングギヤ10は、リングギヤ本体11と、この片側面に固設された気泡発生部材12を備えている。
The
リングギヤ本体11は、図示しないドライブピニオンギヤと噛合う歯部11a、この歯部11aと一体に設けられた軸部11bから構成される。
The
図示する気泡発生部材12は、円環状の部材であり、リングギヤ本体11の一方の側面(歯が形成されていない側の面)に圧入固定されている。例えば、リングギヤ本体11の上記一方の側面に軸方向に窪んだ環状溝(不図示)を形成し、この環状溝の溝幅に対応した形状の気泡発生部材12を圧入固定することにより製作することができる。なお、気泡発生部材12の形状は、後述するように潤滑油内で気泡を発生させることができるものであればよく、上記円環状に限るものではない。
The illustrated
また、気泡発生部材12は、例えば、多数の空隙12aを有する多孔質体からなる。多数の空隙12aは、潤滑油W内に気泡を発生させる気泡発生部として機能する。本実施形態では、多孔質体である気泡発生部材12は、母材金属の球状粒子を焼結することにより製作されている。なお、図1においては、空隙12aを規則的に並んだ微小正方形状の塗りつぶしによって表現しているが、実際の空隙12aは不規則かつ不特定形状となっている。
The
デファレンシャルギヤ、軸受等の潤滑対象部位に潤滑油を供給するために、リングギヤ10の一部はデファレンシャルケースの底部に溜まった潤滑油Wに浸漬している。リングギヤが回転すると、デファレンシャルケースの底部に溜まった潤滑油Wが主に歯部11aによって掻き上げられてデファレンシャルケース内の潤滑対象部位に潤滑油が供給される。このとき、気泡発生部材12の多数の空隙12aは、潤滑油W内に没入する際に空気を巻き込んで潤滑油中に多数の気泡を発生させ、あるいは、潤滑油W中において、その空隙12a内の空気を気泡として放出する。また、空隙12aが潤滑油W内に没入するときに、空隙12a内に潤滑油Wが取り込まれ、潤滑油Wの外で、取り込まれた潤滑油は、遠心力により拡散放出され、潤滑対象部位に潤滑油が供給される。
In order to supply the lubricating oil to the lubrication target parts such as the differential gear and the bearing, a part of the
上記のようにして、潤滑油W内に多数の気泡が発生すると、潤滑油Wに対する空気の体積割合として示されるボイド率が増加する。そうなると、潤滑油Wの平均密度が減少するとともに、実効粘性が増加することとなり、リングギヤ10の浸漬部位に回転抵抗として作用する潤滑油の摩擦抵抗が減少する。このことは、公表された論文(川村隆文、“マイクロバブルによる抵抗低減メカニズムに関する数値的・実験的解明”、ながれ25、日本流体力学会誌、2006、199−208、第1図を参照。)が根拠となる。すなわち、上記論文には、図2に示すような計測結果が示されている(図2は上記論文に掲載された計測結果を簡略化して示している。)。この計測結果は、完全発達したチャネル流における平均ボイド率と抵抗低減率との関係の一例を示したものである。縦軸は抵抗低減率を示し、横軸は平均ボイド率を示している。
As described above, when a large number of bubbles are generated in the lubricating oil W, a void ratio indicated as a volume ratio of air to the lubricating oil W increases. As a result, the average density of the lubricating oil W decreases and the effective viscosity increases, and the frictional resistance of the lubricating oil acting as a rotational resistance on the immersion portion of the
図2の計測結果から、ボイド率が高くなると流体の摩擦抵抗が低減することが分かり、このことから、リングギヤ10の回転により、潤滑油W内に多数の気泡が発生し、ボイド率が増加することによって、リングギヤ10の浸漬部に回転抵抗として作用する潤滑油の摩擦抵抗が減少するといえる。
From the measurement results of FIG. 2, it can be seen that the frictional resistance of the fluid decreases as the void ratio increases. From this, a large number of bubbles are generated in the lubricating oil W due to the rotation of the
なお、上記論文には、「直径50μm以下の超微細気泡を用いることにより摩擦抵抗低減率を大幅に向上することができるとする実験結果が発表されている」との記載がある。このことから、直径50μm以下の超微細気泡が発生するように、空隙12aの大きさを形成することで、リングギヤ10の回転動作の抵抗を更に低減することが可能であるといえる。
In the above-mentioned paper, there is a description “an experimental result has been announced that the frictional resistance reduction rate can be significantly improved by using ultrafine bubbles having a diameter of 50 μm or less”. From this, it can be said that the resistance of the rotational operation of the
[他の実施形態1]
図3および図4に他の実施形態に係るリングギヤ20を示す。このリングギヤ20は、歯部20aを除いた部分に多数の凹部20bが形成されている。この凹部20bは、例えば円形ないし楕円形の窪みとすることができる。図3および図4に示すように、凹部20bは、外径面20A、この外径面20Aと歯部20aとの間に連なって形成される傾斜面20Bおよび両側面20C,20Dに形成されている。なお、一方の側面20Dの凹部20bの図示は省略している。
[Other embodiment 1]
3 and 4 show a
このような、リングギヤ20の凹部20bも既述の気泡発生部として機能する。すなわち、リングギヤ20がデファレンシャルギヤ、軸受等の潤滑対象部位に潤滑油を供給するために、その一部がデファレンシャルケースの底部に溜まった潤滑油Wに浸漬した状態で配設され、リングギヤ20が回転すると、凹部20bは、潤滑油Wの中に没入する際に、潤滑油W中に空気を巻き込むため、潤滑油W中に気泡が発生する。この結果、潤滑油W内のボイド率が増加し、リングギヤ20の浸漬部位に回転抵抗として作用する潤滑油の摩擦抵抗が減少する。
Such a
[他の実施形態2]
図5および図6に他の実施形態2に係るリングギヤ30を示す。このリングギヤ30も、歯部30aを除いた部分に多数の凹部30bが形成されている。この凹部30bは、例えば溝とすることができる。図示されるように、凹部30bは、外径面30A、この外径面30Aと歯部30aとの間に連なって形成される傾斜面30Bおよび両側面30C,30Dに形成されている。外径面30Aの溝(凹部30b)は軸線方向に延びており、傾斜面30Bの溝(凹部30b)は当該傾斜面30Bに沿って直径方向に延びている。また、両側面30C,30Dの溝(凹部30b)は直径方向に延びている。なお、一方の側面30Dの凹部30bの図示は省略している。
[Other embodiment 2]
5 and 6 show a
このような、リングギヤ30の凹部30bも既述の気泡発生部として機能する。すなわち、リングギヤ30がデファレンシャルギヤ、軸受等の潤滑対象部位に潤滑油を供給するために、その一部がデファレンシャルケースの底部に溜まった潤滑油Wに浸漬した状態で配設され、リングギヤ30が回転すると、凹部30bは、潤滑油Wの中に没入する際に、潤滑油W中に空気を巻き込むため、潤滑油W中に気泡が発生する。この結果、潤滑油W内のボイド率が増加し、リングギヤ30の浸漬部位に回転抵抗として作用する潤滑油の摩擦抵抗が減少する。
Such a
[その他の実施形態]
既述の凹部20a,30bの代わりに凸部(円形ないし楕円形の突起、凸条等)を設け、これを気泡発生部として、潤滑油内に気泡を発生させてもよい。
[Other Embodiments]
Instead of the above-described
既述の実施形態では、本発明に係る歯車の例としてリングギヤを挙げて説明したが、本発明はリングギヤ以外の歯車、例えば平歯車、はすば歯車、かさ歯車等の種々の歯車にも適用可能である。 In the above-described embodiment, the ring gear has been described as an example of the gear according to the present invention, but the present invention is also applicable to various gears such as a spur gear, a helical gear, and a bevel gear other than the ring gear. Is possible.
本発明に係る歯車は、自動車のマニュアルトランスミッションやデファレンシャルなどの駆動ギヤユニットのように、駆動ギヤユニット内での潤滑を行うために、ギヤケースの底部に潤滑油を貯留し、その潤滑油に歯車の一部が浸漬するようにしたものに適用可能である。 The gear according to the present invention stores lubricating oil at the bottom of the gear case in order to perform lubrication in the driving gear unit, like a driving gear unit such as a manual transmission or a differential of an automobile, and the gear oil is stored in the lubricating oil. Applicable to a part of which is immersed.
W 潤滑油
10,20,30 リングギヤ(歯車)
12 気泡発生部材
12a 空隙
20b,30b 凹部
12 Bubble generating member
Claims (4)
前記潤滑油内に多数の気泡を発生させる気泡発生部が設けられたことを特徴とする歯車。 In a gear installed so that a part of it is immersed in the lubricating oil, and the lubricating oil is spun up by a rotational motion,
A gear having a bubble generating part for generating a large number of bubbles in the lubricating oil.
前記気泡発生部は、表面に形成された多数の空隙であることを特徴とする歯車。 The gear according to claim 1, wherein
The bubble generating part is a gear having a large number of voids formed on a surface thereof.
前記気泡発生部は、表面に形成された多数の凹部であることを特徴とする歯車。 The gear according to claim 1, wherein
The bubble generating part is a gear having a number of recesses formed on a surface thereof.
前記気泡発生部は、表面に形成された多数の凸部であることを特徴とする歯車。 The gear according to claim 1, wherein
The said bubble generation part is many convex parts formed in the surface, The gearwheel characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011196524A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Toyota Motor Corp | Transmission device |
JP2015045368A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 株式会社ジェイテクト | Rolling bearing and power transmission device using the same |
CN105605206A (en) * | 2015-11-24 | 2016-05-25 | 綦江奔力齿轮有限公司 | Speed reducing transmission device with oil spray lubrication and circulation cooling structure |
CN109058425A (en) * | 2018-08-06 | 2018-12-21 | 江苏里华机械股份有限公司 | A kind of special improved gear ring |
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2008
- 2008-10-22 JP JP2008271827A patent/JP2010101368A/en not_active Withdrawn
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