JP2013024289A - 選択歯車式変速機の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】選択歯車式変速機の潤滑装置において、変速軸の軸線方向に複数箇所に形成された径方向の分配孔から供給される潤滑油の量がそれぞれ適切な値となるようにする。
【解決手段】底部に潤滑油を収容したケーシング１０内に回転可能かつ水平に支持された変速軸２０は、軸線方向の複数箇所にそれぞれ変速歯車等３０Ａ〜３０Ｃを相対回転可能に支持し、少なくとも軸線方向の一端側の端面に潤滑油を導入する導入口２５ａを有する軸穴２５を備えている。変速軸２０の各変速歯車等３０Ａ〜３０Ｃを設ける位置には外周面と軸穴とを連通する複数の分配孔２６ａ〜２６ｃを形成し、軸穴２５の内径を導入口から各分配孔の中間部において段階的に太くした。
【選択図】図１

Description

本発明は、選択歯車式変速機において、変速軸とその外周面に相対回転可能に支持された変速歯車との間の潤滑を行うための潤滑装置に関するものである。

この種の選択歯車式変速機の潤滑装置としては、特許文献１に記載されたものがある。これは、底部に潤滑油を収容したケースと、ケース内に回転可能かつ水平に支持されたシャフトと、このシャフトにその軸線方向に沿って相対回転可能に支持された３つの変速ギヤと、このシャフトに同軸的に形成されて軸線方向の一端側の端面に潤滑油を導入する導入口を有する軸方向穴と、このシャフトの軸線方向複数箇所に径方向に形成されて複数の変速歯車を相対回転可能に支持するシャフトの外周面と軸穴とを連通する複数の径方向孔とを備えている。この選択歯車式変速機の潤滑装置においては、変速歯車の回転により連れ廻された潤滑油が案内壁と案内部に導かれて軸方向穴に導入され、導入口から導入された軸方向穴内の潤滑油はシャフトの回転による遠心力によってシャフトの軸方向穴の内周面に層状となって導入口の反対側に拡がり、各径方向孔からシャフトと各変速歯車との間の相対回転部分に供給されて、潤滑を行っている。

特開２００２−１８１１６８号公報（段落〔００１３〕〜〔００１８〕、図１、図２）

上記のような特許文献１に記載の選択歯車式変速機の潤滑装置においては、導入口から導入された軸方向穴の潤滑油はシャフトの回転による遠心力によってシャフトの軸方向穴の内面の全周に層状に拡がり、導入口の反対側に流れて、各径方向孔からシャフトと各変速歯車との間の相対回転部分に供給されている。各径方向孔からシャフトと各変速歯車との間に供給される潤滑油の油量は軸方向穴の各径方向孔のある部分の層状の潤滑油の厚さに比例すると考えられる。軸方向穴の層状の潤滑油の厚さは、シャフトの導入口に近い径方向孔のある部分では最も厚くなっているのに対し、潤滑油が導入口の反対側に流れるときの軸方向穴の内壁との流体摩擦や、軸方向穴の潤滑油がシャフトの導入口に近い径方向孔から導出されることによる油量の減少により、シャフトの導入口から離れた径方向孔のある部分では薄くなっていた。そのために、各径方向孔からシャフトと各変速歯車との間に供給される潤滑油の油量はシャフトの導入口から離れるに従って少なくなっていた。各径方向孔からシャフトと各変速歯車との間に供給される潤滑油の油量をシャフトの導入口からの距離に関わらず均一にするには、例えば、各径方向孔の直径をシャフトの導入口から離れるに従って太くしたり、各径方向孔の周方向に形成する数をシャフトの導入口から離れるに従って多くする必要がある。各径方向孔の直径を変更するには、径方向孔を穿設するときにシャフトの軸線方向の位置を変える度にドリル等の工具を付け替える必要があり、作業性が悪くなる問題があった。また、径方向孔の周方向に形成する数を変更したときには、径方向孔から供給される潤滑油の油量を段階的にしか変更できないので、各径方向孔から供給される潤滑油の油量が必ずしも均一あるいは適切な量とならないことがあった。本発明は、選択歯車式変速機の潤滑装置において、変速軸の軸線方向の複数箇所に形成された径方向の分配孔から供給される潤滑油の量がそれぞれ適切な値となるようにすることを目的とする。

このために、本発明による選択歯車式変速機の潤滑装置は、底部に潤滑油を収容したケーシングと、ケーシング内に水平にかつ回転可能に支持された変速軸と、この変速軸に相対回転可能に支持された複数の変速歯車と、この変速軸に同軸的に形成されて少なくとも軸線方向の一端側の端面に潤滑油を導入する導入口を有する軸穴と、変速軸の軸線方向複数位置に径方向に形成されて複数の変速歯車を相対回転可能に支持する変速軸の外周面と軸穴とを連通する複数の分配孔とを備え、導入口から軸穴内に導入された潤滑油を複数の分配孔から変速軸と複数の変速歯車の相対回転部分に供給するようにした選択歯車式変速機の潤滑装置において、軸穴の内径は、導入口から少なくともこれに最も近い分配孔を超える位置までの部分を、それより先の部分よりも細くしたことを特徴とする。

前項に記載の選択歯車式変速機の潤滑装置において、軸穴の内径は導入口から離れるにつれて各分配孔の軸線方向位置の中間部において段階的に太くするのが好ましい。

前各項に記載の選択歯車式変速機の潤滑装置において、変速軸は軸本体と、この軸本体に同軸的に形成された軸方向孔内に嵌合されて軸穴の少なくとも最も大径の部分を除く一部が同軸的に形成されたスリーブとを備えるのが好ましい。

前述したように、この種の選択歯車式変速機の潤滑装置では、導入口から軸穴内に導入された潤滑油は変速軸の回転による遠心力によって軸穴の内周面に層状となって円周方向に拡がり、導入口から軸線方向との反対側に流れるが、導入口から離れた分配孔のある部分の軸穴内の潤滑油の層の厚さは導入口に近い分配孔のある部分より薄くなるので、導入口から離れた分配孔から供給される潤滑油の油量が導入口に近い分配孔より少なくなって、各分配孔から供給される潤滑油の供給量のバランスが必ずしも適切なものにならないというおそれがある。しかしながら、軸穴の内径は、導入口から少なくともこれに最も近い分配孔を超える位置までの部分を、それより先の部分よりも細くした請求項１の発明によれば、軸穴の導入口に最も近い分配孔のある部分の内周面に層状に拡がる潤滑油に生じる遠心力に比して、それより先の分配孔のある部分の内周面に層状に拡がる潤滑油に生じる遠心力が大きくなるので、軸穴の導入口側から軸線方向の反対側部分に潤滑油が多く送られるようになり、また、導入口から離れるにつれて潤滑油の層の厚さが薄くなることによる分配孔から供給される潤滑油の供給量の減少は、潤滑油に生じる遠心力の増大により補償されるので、軸線方向の複数箇所に配置された各分配孔から供給される潤滑油の量を適切なものとすることができる。

導軸穴の内径は導入口から離れるにつれて各分配孔の軸線方向位置の中間部において段階的に太くした請求項２の発明によれば、変速軸の軸線方向に配置された各分配孔から供給される潤滑油の量を一層適切なものとすることができるようになる。

変速軸は軸本体と、この軸本体に同軸的に形成された軸方向孔内に嵌合されて軸穴の少なくとも最も大径の部分を除く一部が同軸的に形成されたスリーブとを備えた請求項３の発明によれば、変速軸の軸穴の内径を変える加工が容易となる。

本発明による選択歯車式変速機の潤滑装置の一実施形態の要部を示す長手方向の断面図である。 本発明による選択歯車式変速機の潤滑装置の他の実施形態の変速軸を示す長手方向の断面図である。 本発明による選択歯車式変速機の潤滑装置のさらに他の実施形態の変速軸を示す長手方向の断面図である。

以下に、図１により、本発明による選択歯車式変速機の潤滑装置を実施するための最良の形態の説明をする。図１は、本発明を選択歯車式変速機の中間軸２０に適用した場合の例を示す。この潤滑装置が適用される選択歯車式変速機は、底部に潤滑油を収容したケーシング１０内に回転可能かつ水平に中間軸（変速軸）２０がころがり軸受１１を介して支持されている。中間軸２０の中央部分から左側部分の外周面にはニードル軸受を介して相対回転可能に３つの変速歯車３０Ａ〜３０Ｃ（３０Ｃは後進歯車である）が支持され、中間軸２０の右側部分には出力側となる減速小歯車３０Ｄが一体的に設けられている。各歯車３０Ａ〜３０Ｄは他の変速軸（図示しない）に支持された各歯車３１Ａ〜３１Ｄ（いずれも一部を二点鎖線で示す）と常時噛合されている。

変速歯車３０Ａ，３０Ｂの間にはイナーシャロック型シンクロメッシュ機構が設けられており、変速歯車３０Ａ，３０Ｂはその間の中間軸２０の外周にスプライン係合により一体的に固定されたクラッチハブ３２に係合されてシフトフォーク３３により軸方向に移動するハブスリーブ３４により中間軸２０に選択的に連結されて変速を行うようになっている。変速歯車３０Ｃの左側にはレバー型シンクロメッシュ機構が設けられており、変速歯車３０Ｃはその左側の中間軸２０の外周にスプライン係合により一体的に固定されたクラッチハブ３５に係合されてシフトフォーク３６により軸方向に移動するハブスリーブ３７により中間軸２０に選択的に連結されて変速を行うようになっている。なお、本実施形態における選択歯車式変速機は、シンクロメッシュタイプのものであるが、シンクロナイザリング等の同期装置は公知であるのでその説明は省略する。

この実施形態の中間軸２０は、軸本体２１と、この軸本体２１に同軸的に形成されてその両端を貫通する軸方向孔２１ａ内に嵌合された略円筒状のスリーブ２２とからなる。この中間軸２０においては、スリーブ２２の内周面を潤滑油を流入させる軸穴２５としており、この軸穴２５は右側の開口を潤滑油の導入口２５ａとしている。スリーブ２２には導入口２５ａ側の端部に周方向の少なくとも１箇所に径方向外側に突出する突部２２ａが形成されており、この突部２２ａは軸本体２１の導入口２５ａ側の端部の周方向の少なくとも１箇所に形成された凹部２１ｂにかしめて係合されている。スリーブ２２は突部２２ａが軸本体２１の凹部２１ｂにかしめて係合されて、軸本体２１に対する軸方向移動及び相対回転が阻止されている。なお、スリーブ２２は突部２２ａを軸本体２１の凹部２１ｂにかしめて係合させて、軸本体２１に対する軸方向移動及び相対回転が阻止されているが、スリーブ２２を軸本体２１の軸方向孔２１ａに軸移動とともに相対回転しないように圧入嵌合させてもよい。

中間軸２０には、軸穴２５と各変速歯車３０Ａ〜３０Ｃを回転自在に支持する位置の外周面とを連通する半径方向の複数の分配孔２６ａ〜２６ｃが形成されている。各分配孔２６ａ〜２６ｃは、軸本体２１に形成された径方向孔２６ａ１〜２６ｃ１と、この軸本体２１の各径方向孔２６ａ１〜２６ｃ１と同軸的に形成されてこれらに連通するスリーブ２２の径方向孔２６ａ２〜２６ｃ２とからなる。各分配孔２６ａ〜２６ｃは軸方向孔２１ａにスリーブ２２を嵌合させた軸本体２１の外周面からドリル等の工具により穿設されている。

中間軸２０の軸穴２５は、導入口２５ａからこれに最も近い分配孔２６ａと次の分配孔２６ｂとの間の軸線方向の中間部までを最も細い内径の小径部２５ｂとし、これから分配孔２６ｂと分配孔２６ｃとの間の軸線方向の中間部までを小径部２５ｂより太い内径の中径部２５ｃとし、これより導入口２５ａの反対側部分を中径部２５ｃより太い内径の大径部２５ｄとしている。

ケーシング１０の右側の端部１０ａの内側には、ころがり軸受１１を介して支持される中間軸２０の一端部の端面と対向する位置に凹部１０ｂが形成されており。凹部１０ｂには筒部１２ａとこの筒部１２ａの一端縁から半径方向外向きに延びるフランジ部１２ｂよりなる案内部材１２が設けられている。案内部材１２は、フランジ部１２ｂと凹部１０ｂとの間に空隙Ｓを空けるようにして、フランジ部１２ｂの外周部がケーシング１０の端部１０ａの内側ところがり軸受１１との間に嵌合固着されており、筒部１２ａが中間軸２０の軸穴２５の小径部２５ｂの一端の導入口２５ａ内に多少の隙間をおいて回転自在に挿入されている。

ケーシング１０内には各歯車等３０Ａ〜３０Ｄの半径方向外側に中間軸２０の軸方向に延びる上側が開放された樋状のオイルレシーバ１３が設けられている。このオイルレシーバ１３は中間軸２０の軸穴２５の導入口２５ａ側が下方となるように傾斜してケーシング１０に支持されている。このオイルレシーバ１３の下側となる右端部は空隙Ｓ内に連通している。

上記のように構成した選択歯車式変速機の潤滑構造における作用及び効果について説明する。この選択歯車式変速機を作動させると、ケーシング１０の底部に収容された潤滑油は各歯車（例えば歯車３０Ａ〜３０Ｄ）により飛散されてケーシング１０の側壁上部に向けて放出され、ケーシング１０の側壁上部に付着した潤滑油の一部はオイルレシーバ１３内に流れ落ちる。オイルレシーバ１３に流れ落ちた潤滑油はその傾斜によって空隙Ｓに流入し、空隙Ｓ内に流入した潤滑油は案内部材１２の筒部１２ａを通って導入口２５ａから軸穴２５の小径部２５ｂ内に入る。軸穴２５の小径部２５ｂ内に導入された潤滑油は、中間軸２０の回転による遠心力により軸穴２５の内面に円周方向に層状となって円周方向に拡がり、軸穴２５の導入口２５ａと軸線方向の反対側に流れる。軸穴２５内の潤滑油は各分配孔２６ａ〜２６ｃを通って各変速歯車３０Ａ〜３０Ｃを回転自在に支持する中間軸２０の外周面に供給され、各変速歯車３０Ａ〜３０Ｃの支持部を潤滑する。

上述した実施形態では、軸穴２５内に導入した潤滑油は各分配孔２６ａ〜２６ｃを通って中間軸２０の外周面に供給される。このとき、導入口２５ａから軸穴２５の小径部２５ｂ内に導入された潤滑油は、中間軸２０の回転による遠心力により軸穴２５の内面に円周方向に層状となって拡がり、小径部２５ｂから導入口２５ａの軸線方向の反対側となる中径部２５ｃを経て大径部２５ｄに拡がっていく。中間軸２０の軸穴２５の内径は、導入口２５ａからの距離が増大するにつれて、各分配孔２６ａ〜２６ｃの軸線方向位置の中間部において段階的に太くなっている。そのために、軸穴２５内の潤滑油に中間軸２０の回転によって生じる遠心力は、導入口２５ａ側から各分配孔２６ａ〜２６ｃの軸線方向位置の中間部を超えて内径が太くなるにつれて大きくなる。これにより、導入口２５ａから軸穴２５内に導入された潤滑油は、軸線方向の反対側部分に流れやすくなり、軸穴２５の導入口２５ａから軸線方向の反対側部分に潤滑油が多く送られるようになり、また導入口２５ａから離れるにつれて潤滑油の層の厚さが薄くなることによる分配孔２６ａ〜２６ｃから中間軸２０の外周面に供給される潤滑油の供給量の減少は軸穴２５内の潤滑油に生じる遠心力の増大により補償される。よって、各分配孔２６ａ〜２６ｃから各変速歯車３０Ａ〜３０Ｃを回転自在に支持する中間軸２０の外周面に供給される潤滑油の量は略同量あるいは、それぞれの要求量に応じた値とすることができ、各変速歯車３０Ａ〜３０Ｃの支持部は一部が潤滑油不足となることなく潤滑される。

なお、上述した実施形態においては、中間軸２０は軸本体２１とスリーブ２２よりなるものとし、スリーブ２２に形成した軸穴２５の内径を導入口２５ａの距離が増大するにつれて各分配孔２６ａ〜２６ｃの軸線方向の中間部において段階的に太くしている。しかし、本発明はこれに限られるものでなく、例えば図２に示す他の実施形態のように、スリーブ２２Ａの長さを導入口２５ａから２つ目の分配孔２６ｂと３つ目の分配孔２６ｃとの軸線方向の中間部までの長さとしてもよい。このようにしたときにも、軸穴２５をスリーブ２２Ａによって上述した小径部２５ｂと中径部２５ｃとなるようにし、また、軸本体２１の軸方向孔２１ａの中径部２５ｃより導入口２５ａの反対側部分をスリーブ２２Ａの肉厚との差によって中径部２５ｃより太い内径の大径部２５ｄとすることができる。このように、スリーブ２２Ａと軸本体２１の軸方向孔２１ａの一部により内径が段階的に変わるようにした軸穴２５としてもよく、そのようにしても、上述したのと同様の作用効果を得ることができる。

また、例えば図３に示す他の実施形態のように、中間軸２０のスリーブ２２を廃して、中間軸２０に軸穴２５を直接形成してもよく、そのようにしても同様の作用効果を得ることができる。

本実施形態においては、選択歯車式変速機の中間軸２０に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、例えば入力軸または出力軸に適用することも可能であり、そのようにした場合でも同様の作用効果を得ることができる。

本実施形態においては、中間軸２０の軸穴２５は両端を貫通したものであるが、本発明はこれに限られるものでなく、変速軸２０の軸穴２５を一端側の導入口２５ａから他端部までで貫通させてないものであってもよく、そのようにしても同様の作用効果を得ることができる。

本実施形態においては、中間軸２０の分配孔２６ａ〜２６ｃは中間軸２０の周方向に沿って２つ形成したものとしたが、本発明はこれに限られるものでなく、各分配孔を変速軸の周方向に１つまたは３つ以上形成したものに適用してもよく、そのようにしても同様の作用効果を得ることができる。

１０…ケーシング、２０…変速軸、２１…軸本体、２１ａ…軸方向孔、２２…スリーブ、２５…軸穴、２０ａ…導入口、２６ａ〜２６ｃ…分配孔、３０Ａ〜３０Ｃ…変速歯車。

Claims (3)

1. 底部に潤滑油を収容したケーシングと、前記ケーシング内に水平にかつ回転可能に支持された変速軸と、この変速軸に相対回転可能に支持された複数の変速歯車と、この変速軸に同軸的に形成されて少なくとも軸線方向の一端側の端面に潤滑油を導入する導入口を有する軸穴と、前記変速軸の軸線方向複数位置に径方向に形成されて前記複数の変速歯車を相対回転可能に支持する前記変速軸の外周面と前記軸穴とを連通する複数の分配孔とを備え、前記導入口から前記軸穴内に導入された潤滑油を前記複数の分配孔から前記変速軸と前記複数の変速歯車の相対回転部分に供給するようにした選択歯車式変速機の潤滑装置において、
   前記軸穴の内径は、前記導入口から少なくともこれに最も近い前記分配孔を超える位置までの部分を、それより先の部分よりも細くしたことを特徴とする選択歯車式変速機の潤滑装置。
2. 請求項１に記載の選択歯車式変速機の潤滑装置において、前記軸穴の内径は前記導入口から離れるにつれて前記各分配孔の軸線方向位置の中間部において段階的に太くしたことを特徴とする選択歯車式変速機の潤滑装置。
3. 請求項１または２に記載の選択歯車式変速機の潤滑装置において、前記変速軸は軸本体と、この軸本体に同軸的に形成された軸方向孔内に嵌合されて前記軸穴の少なくとも最も大径の部分を除く一部が同軸的に形成されたスリーブとを備えたことを特徴とする選択歯車式変速機の潤滑装置。

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