JP2016133124A - 変速機の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】変速軸の強度を低下させることなく変速歯車とのスプライン嵌合部に潤滑油を供給可能であり、且つ変速歯車を小型化することができる変速機の潤滑構造を提供する。【解決手段】変速軸１０は、最大たわみとなる軸方向略中央部に形成された大径部２１と、大径部２１に隣接して形成された小径部２２と、を有し、大径部２１の外周には、第１変速歯車３２が配置され、小径部２２の外周には、第２変速歯車３４が配置される。径方向に形成されて潤滑油を供給する分配孔２６ａは、小径部２２にのみ設けられ、小径部２２から大径部２１への移行部分には、油溜り空間Ｓが形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、変速機の潤滑構造に係り、特に、変速軸と変速歯車とのスプライン嵌合部を潤滑する変速機の潤滑構造に関する。

従来、変速軸の中心に軸孔を形成すると共に、外周面と軸孔とを連通する複数の径方向孔を形成し、変速軸とその外周面に支持された変速歯車との間に潤滑油を供給して潤滑するようにした変速機が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１では、軸孔の内径を潤滑油の導入口から各径方向孔の中間部において段階的に太くしている。これにより、軸孔の導入口に近い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り、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径方向孔から供給される潤滑油の供給量の減少を、潤滑油に生じる遠心力の増大によって補償して潤滑油を適切に供給している。また、特許文献２は、径方向孔の所定の孔部分にのみショットピーニング加工を施して、軸径を変更することなく変速軸の疲れ強さの向上を図っている。

特開２０１３−２４２８９号公報 特開平４−１７５５６１号公報

変速機の出力軸は、スプライン嵌合する複数の変速歯車を介してトルク伝達している。出力軸には、トルク伝達によりねじりとたわみが生じ、出力軸の略中央部分に発生する最大たわみ部では応力が最大となる。一方、スプライン嵌合部におけるフレッティング摩耗を防止するため、出力軸に軸孔と径方向孔とを設け、スプライン嵌合部に潤滑油を供給する必要がある。しかしながら、出力軸に径方向孔が形成されると、孔周辺に集中応力が発生する。孔周辺に発生する集中応力の大きさは、孔がない場合の２倍以上の大きさになる場合もある。

特許文献１、２の出力軸には、たわみが最大となる出力軸の略中央部分にも径方向孔が設けられている。従来、軸径を太くすることで孔周辺に発生する集中応力の低減を図っているが、軸径が太くなると出力軸に嵌合する変速歯車も大きくなり、重量増大やコストアップの要因となっていた。特許文献２では、所定の孔部分にのみショットピーニング加工を施して出力軸の疲れ強さの向上を図っているが、追加の加工処理及び加工コストを要し、また、必ずしも十分に強化することができなかった。

本発明の目的は、変速軸の強度を低下させることなく変速歯車とのスプライン嵌合部に潤滑油を供給することができ、且つ変速歯車を小型化することができる変速機の潤滑構造を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
回転可能に支持され、外周部にスプライン部（例えば、後述の実施形態での軸スプライン部２３，２４）が形成されると共に、軸内部に油路（例えば、後述の実施形態での軸方向孔２５）が形成された変速軸（例えば、後述の実施形態での変速軸１０）と、
前記スプライン部を介して前記変速軸に相対回転不能に支持された複数の変速歯車（例えば、後述の実施形態での第１変速歯車３２、第２変速歯車３４、第３変速歯車３５、及び第４変速歯車３６）と、を備え、
前記変速軸には、径方向に延びるように、前記油路から前記変速歯車に潤滑油を供給する分配孔（例えば、後述の実施形態での分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ）が形成された、変速機の潤滑構造において、
前記変速軸は、最大たわみとなる軸方向略中央部に形成された大径部（例えば、後述の実施形態での大径部２１）と、前記大径部に隣接して形成され前記大径部よりも小径の小径部（例えば、後述の実施形態での小径部２２）と、を有し、
前記大径部の外周には、前記スプライン部を介して第１変速歯車（例えば、後述の実施形態での第１変速歯車３２）が配置され、
前記小径部の外周には、前記スプライン部を介して第２変速歯車（例えば、後述の実施形態での第２変速歯車３４）が配置され、
前記分配孔は、前記小径部にのみ設けられ、
軸方向において前記第１変速歯車を支持する前記スプライン部と前記第２変速歯車を支持する前記スプライン部の間には、前記小径部から前記大径部への移行部分に油溜り空間（例えば、後述の実施形態での油溜り空間Ｓ）が形成される。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記変速軸は、前記変速機の出力軸である。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記第１変速歯車は、前記変速機の第１速時に駆動力を出力する第１速出力歯車である。

請求項１に記載の発明によれば、最大たわみとなる軸方向略中央部の大径部から離間して形成された分配孔から、第２変速歯車を支持する小径部のスプライン部、油溜り空間を介して第１変速歯車を支持する大径部のスプライン部に潤滑油を供給するので、軸方向略中央部に分配孔を設けた場合と比較して変速軸の強度低下が抑制され、変速軸の軸径を細くすることができる。これにより、スプライン部に嵌合する変速歯車を小型化、軽量化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、変速機に配設される多くの軸の中でも伝達トルクが大きく、それゆえ大きなたわみが発生する出力軸に適用することで、より大きな効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、大きな伝達トルクが作用する第１速出力歯車が、たわみが最大となって軸の傾斜角が最小となる軸方向略中央部に配置されることで、第１速出力歯車の歯部の耐久性が向上すると共に、騒音の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態の変速機の潤滑構造を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態の変速機の潤滑構造について、図面を参照して説明する。図１は、変速機に配設された変速軸の断面図である。変速軸１０は、左右両端が、深溝玉軸受１１及びころ軸受１２を介して不図示のケーシング内に回転可能かつ水平に支持されている。

変速軸１０の右端部近傍には、最終出力歯車３１が一体的に設けられている。最終出力歯車３１の左側となる変速軸１０の軸方向略中央には、大径部２１が形成されている。大径部２１より左側となる変速軸１０の左側部分には、大径部２１の外径Ｄより小さい外径を有する小径部２２が形成されている。

大径部２１の外周面には、軸スプライン部２３が形成されており、第１変速歯車３２のスリーブ３２ａに設けられた穴スプライン部３３とスプライン嵌合している。第１変速歯車３２は、車両が第１速（低速）で走行する際に駆動力を出力する第１速出力歯車である。また、小径部２２の外周面には、軸スプライン部２４が形成されており、車両が第１速より高速で走行する際に駆動力を出力する第２変速歯車３４、第３変速歯車３５、及び第４変速歯車３６のそれぞれのスリーブ３４ａ，３５ａ，３６ａに設けられた穴スプライン部３７，３８，３９と、それぞれスプライン嵌合している。より具体的には、第１変速歯車３２から、最終出力歯車３１とは反対側に向かって、第２変速歯車３４、第４変速歯車３６、第３変速歯車３５が互いのスリーブ３４ａ，３６ａ，３５ａが接するように設けられている。

変速軸１０には、軸方向孔２５が軸中心を通って形成されている。また、小径部２２、具体的には、第２変速歯車３４、第３変速歯車３５及び第４変速歯車３６のスリーブ３４ａ，３５ａ，３６ａとの嵌合部に対応する位置に、軸方向孔２５と小径部２２の外周面とを連通させる分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃが径方向に設けられている。なお、本発明の特徴は、第１変速歯車３２のスリーブ３２ａがスプライン嵌合する大径部２１に分配孔が設けられていないことである。

軸方向孔２５の一端には、不図示の潤滑油ポンプが接続されており、軸方向孔２５及び分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、各潤滑部に潤滑油を供給する潤滑油の流路として作用する。また、大径部２１と小径部２２を接続する段部２７は、大径部２１の軸スプライン部２３にスプライン嵌合する第１変速歯車３２のスリーブ３２ａで覆われており、小径部２２から大径部２１への移行部分には、段部２７及びスリーブ３２ａの内周面で画成された油溜り空間Ｓが形成される。

したがって、第１変速歯車３２の穴スプライン部３３と大径部２１の軸スプライン部２３のスプライン嵌合部から第３変速歯車３５の穴スプライン部３８と小径部２２の軸スプライン部２４のスプライン嵌合部に至って、分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃから供給された潤滑油が通る流路が形成され、この流路を通る潤滑油は、変速軸１０の回転による遠心力によって、小径部２２から大径部２１への移行部分に形成された油溜り空間Ｓを通って、第１変速歯車３２の穴スプライン部３３と大径部２１の軸スプライン部２３のスプライン嵌合部に供給されるようになっている。なお、小径部２２から大径部２１への移行部分、即ち段部２７は、潤滑油が流れやすいように傾斜面となっている。

次に、上記の構成を備えた本実施形態の作用について説明する。本実施形態の変速軸１０は、荷重が負荷されたときに最大たわみが発生する軸方向略中央に、大きなトルクが作用する第１速出力歯車である第１変速歯車３２がスプライン嵌合して配置されている。変速軸１０の軸方向略中央は、たわみが最大となるが、一方、最大たわみ部では変速軸１０の傾斜角が最小となるので、大きな負荷が作用する第１変速歯車３２には、第１変速歯車３２が傾いたことに起因するアライメントのズレや変則的な荷重が作用することがなく、耐久性が向上する。

なお、変速軸１０の軸方向略中央から離れた部分では傾斜が発生し、ここにスプライン嵌合する第２変速歯車３４、第３変速歯車３５及び第４変速歯車３６も傾くことになるが、第２変速歯車３４、第３変速歯車３５及び第４変速歯車３６は第１変速歯車３２よりも高速段の歯車であり、第１変速歯車３２に比べて入力トルクが小さく、たわみも少ない。

また、分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ周辺には、孔がない場合と比較して２倍以上の大きさの集中応力が発生する場合がある。しかし、大きなトルクが作用する第１変速歯車３２が嵌合する大径部２１には、分配孔が設けられていないため、集中応力を考慮する必要がなく、大径部２１の外径Ｄを細くすることができる。従って、大径部２１にスプライン嵌合する第１変速歯車３２を小型化することができ、重量を軽減することができる。

一方、変速軸１０には、第１変速歯車３２と嵌合する大径部２１に分配孔が設けられていないため、変速軸１０と第１変速歯車３２のスリーブ３２ａとのスプライン嵌合部に潤滑油が供給されず、スプライン嵌合部でのフレッティング摩耗が問題となる。しかし、本実施形態の変速軸１０は、大径部２１に隣接配置された小径部２２に分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃを有し、ポンプから圧送される潤滑油は、軸方向孔２５及び分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃを介して第２変速歯車３４のスリーブ３４ａと小径部２２とのスプライン嵌合部に供給される。

第２変速歯車３４と小径部２２とのスプライン嵌合部に供給された潤滑油は、変速軸１０の外周面に沿って軸方向に流れ、小径部２２から大径部２１への移行部分に形成された油溜り空間Ｓに貯留され、更に、潤滑油に作用する遠心力によって大径部２１である第１変速歯車３２とのスプライン嵌合部に供給されて潤滑する。

以上説明したように、本実施形態に係る変速機の潤滑構造によれば、変速軸１０は、最大たわみとなる軸方向略中央部に形成された大径部２１と、大径部２１に隣接して形成された小径部２２と、を有し、大径部２１の外周には、第１変速歯車３２が配置され、小径部２２の外周には、第２変速歯車３４が配置される。また、分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、小径部２２にのみ設けられ、第１変速歯車３２を支持するスプライン部と第２変速歯車３４を支持するスプライン部の間には、小径部２２から大径部２１への移行部分に油溜り空間Ｓが形成されるので、最大たわみとなる軸方向略中央部の大径部２１から離間して形成された分配孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃから、第１変速歯車３２を支持する大径部２１のスプライン部に潤滑油を供給することができ、軸方向略中央部に分配孔を設けた場合と比較して変速軸１０の強度低下が抑制され、外径Ｄを細くすることができる。これにより、第１変速歯車３２を小型、軽量化することができる。

また、変速軸１０は、変速機の出力軸であるので、変速機に配設される多くの軸の中でも大きなたわみが発生する出力軸に適用することで、より大きな効果を得ることができる。

また、第１変速歯車３２は、変速機の第１速時に駆動力を出力する第１速出力歯車であるので、大きな伝達トルクが作用する第１速出力歯車が、たわみが最大となって軸の傾斜角が最小となる軸方向略中央部に配置されることになり、第１速出力歯車の歯部の耐久性が向上すると共に、騒音の発生を抑制することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、大径部２１に少なくとも１つの変速歯車が設けられ、小径部２２に少なくとも１つの変速歯車が設けられていればよい。
また、実施形態の変速軸１０は、大径部２１及び小径部２２間に１段の段差が設けられた軸として説明したが、図に示す実施形態の場合、大径部２１から離間するに従って次第に径を細くして、複数段の段差を設けるようにしてもよい。

１０ 変速軸
２１ 大径部
２２ 小径部
２３，２４ 軸スプライン部（スプライン部）
２５ 軸方向孔（油路）
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 分配孔
３２ 第１変速歯車（変速歯車）
３３，３７，３８，３９ 穴スプライン部
３４ 第２変速歯車（変速歯車）
３５ 第３変速歯車（変速歯車）
３６ 第４変速歯車（変速歯車）
Ｓ 油溜り空間

Claims (3)

1. 回転可能に支持され、外周部にスプライン部が形成されると共に、軸内部に油路が形成された変速軸と、
   前記スプライン部を介して前記変速軸に相対回転不能に支持された複数の変速歯車と、を備え、
   前記変速軸には、径方向に延びるように、前記油路から前記変速歯車に潤滑油を供給する分配孔が形成された、変速機の潤滑構造において、
   前記変速軸は、最大たわみとなる軸方向略中央部に形成された大径部と、前記大径部に隣接して形成され前記大径部よりも小径の小径部と、を有し、
   前記大径部の外周には、前記スプライン部を介して第１変速歯車が配置され、
   前記小径部の外周には、前記スプライン部を介して第２変速歯車が配置され、
   前記分配孔は、前記小径部にのみ設けられ、
   軸方向において前記第１変速歯車を支持する前記スプライン部と前記第２変速歯車を支持する前記スプライン部の間には、前記小径部から前記大径部への移行部分に油溜り空間が形成される、変速機の潤滑構造。
2. 請求項１に記載の変速機の潤滑構造であって、
   前記変速軸は、前記変速機の出力軸である、変速機の潤滑構造。
3. 請求項１又は２に記載の変速機の潤滑構造であって、
   前記第１変速歯車は、前記変速機の第１速時に駆動力を出力する第１速出力歯車である、変速機の潤滑構造。
   
   
   
   

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