JP2017089723A - 回転軸 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車（ギヤ）の潤滑に必要な量の潤滑油を供給しつつ潤滑油の飛散効果を高める。
【解決手段】回転軸１は、歯車が設けられた回転軸であって、回転軸１の内部に、回転軸１の軸方向に延びるように形成された第１油路１０と、第１油路１０内部の一部を拡径するように形成された油溜まり溝１１と、油溜まり溝１１から回転軸１の径方向外側に延びて回転軸１の表面に開口した第２油路１２と、第２油路１２に嵌め込まれたノズル部材１３とを備えている。ノズル部材１３は、油溜まり溝１１の潤滑油を吐出するための複数の開口１３ａを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車に潤滑油を供給する機能を備えた回転軸（シャフト）に関する。

従来、自動車の変速機などに用いられるメインシャフトやカウンタシャフトなどにおいては、焼き付き防止のため、それらに設けられた歯車（ギヤ）に潤滑油を供給する機能を備えたものがある。

その一例として、例えば、特許文献１に記載されたカウンタシャフトは、その内部に該シャフトの軸方向に延びる潤滑油路が形成されるとともに、その潤滑油路と連通し、該シャフトの径方向に延びてシャフト表面に開口した潤滑油穴が設けられる。そして潤滑油路に流入した潤滑油をカウンタシャフトの回転による遠心力により潤滑油穴から吐出することで、潤滑油をカウンタシャフトのギヤに供給する。

また、特許文献２に記載されたシャフトは、その内部の潤滑油路と連通し、該シャフトの径方向に延びてシャフト表面に開口した潤滑油穴が設けられ、その潤滑油穴に、潤滑油の供給量を調整するための開口を一つだけ有した流量調整部材が嵌め込まれている。そして、潤滑油路に流入した潤滑油を潤滑油穴から吐出する際、その流量調整部材の開口により潤滑油の吐出量、つまり、ギヤへの潤滑油の供給量が調整される。

特開２０１３−５０１４７号公報 特開２０１５−１３２２９７号公報

ところで、上記従来のシャフトでは、潤滑油穴の径を大きくすると、潤滑油が、その粘性により潤滑油穴からまとまって吐出されるようになるので飛散しにくくなる。また、その場合、一度に吐出される潤滑油の量も多くなるので潤滑油路内に溜まった潤滑油が早く減ってしまう。これらの点は、潤滑油穴に嵌め込まれる流量調整部材の開口の径を大きくする場合も同様である。他方、潤滑油穴の径自体を小さくする、又は流量調整部材の開口の径を小さくすると、吐出される潤滑油の量が少なくなってしまう。

これらの結果、従来のシャフトでは、その設けられたギヤに十分な量の潤滑油を供給することができず、油膜切れによる焼き付きをギヤに生じさせてしまうことがあり、それを改善する必要があった。

本発明の目的は、歯車（ギヤ）の潤滑に必要な量の潤滑油を供給しつつ潤滑油の飛散効果を高めることのできる回転軸（シャフト）を提供することにある。

本発明に係る回転軸は、歯車が設けられた回転軸であって、上記目的を達成するために、前記回転軸の内部に、前記回転軸の軸方向に延びるように形成された第１油路と、前記第１油路内部の一部を拡径するように形成された油溜まり溝と、前記油溜まり溝から前記回転軸の径方向外側に延びて回転軸の表面に開口した第２油路と、前記第２油路に嵌め込まれたノズル部材とを備えている。また、前記ノズル部材は、前記油溜まり溝の潤滑油を吐出するための複数の開口を有している。

本発明の回転軸では、第２油路に嵌め込まれたノズル部材が、油溜まり溝の潤滑油を吐出するための複数の開口を有している。そのため、ノズル部材の開口の一つ一つの径が第２油路の開口の径よりも小さくなり、その一つの開口からは少量の潤滑油が吐出される。この場合、吐出される潤滑油の粒は質量が小さくなるので飛散効果も高い。そして、ノズル部材の開口全体では吐出される潤滑油の量（総吐出量）を歯車の潤滑に必要な量とすることができる。

また、本発明の回転軸では、油溜まり溝が第１油路内部の一部を拡径するように形成されており、回転軸の回転による遠心力によって、油溜まり溝に、第１油路内部の潤滑油が集まる構造となっている。そのため、第１油路内部の潤滑油の量が少なくなった場合にも歯車に必要な量の潤滑油を安定して供給することができる。

従って、本発明の回転軸（シャフト）によれば、その設けられた歯車（ギヤ）の潤滑に必要な量の潤滑油を供給しつつ潤滑油の飛散効果を高めることができる。

本発明を適用したカウンタシャフト（回転軸）を含む自動変速機の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線の断面図である。 ノズル部材の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、自動車用の自動変速機の実施形態である。ここで、本発明の回転軸（シャフト）は、自動変速機に、カウンタシャフトとして備えられている。また、自動変速機は、デファレンシャル機構を一体に備えている。

図１は、自動変速機の縦断面図であり、カウンタシャフト部分を拡大した図である。

カウンタシャフト１は、自動変速機のトランスアクスルケース２０内において下側部分に配置されている。カウンタシャフト１は、その前端部（図中右側）および後端部（図中左側）が、円錐ころから成る転動体を用いたテーパローラベアリング２、３によって回転自在に支持されている。

カウンタシャフト１には、カウンタドリブンギヤ４が設けられている。このカウンタドリブンギヤ４は、トランスアクスルケース２０内の上側部分にカウンタシャフト１と平行に配置された不図示のインプットシャフトのカウンタドライブギヤと噛み合っている。また、カウンタシャフト１には、ドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５が設けられている。このドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５は、デファレンシャル機構のリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）６と噛み合っている。

エンジンからの動力が、自動変速機に備えられた不図示のトルクコンバータを介してインプットシャフト（不図示）に伝達されると、その動力（回転）は、インプットシャフトに設けられた不図示のプラネタリギヤトレーンによって変速される。この変速は、プラネタリギヤトレーンを構成する複数のプラネタリギヤのサンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤの組み合わせによるギヤ比に応じて行われる。

次に、その変速後の動力は、インプットシャフトのカウンタドライブギヤ（不図示）およびそれと噛み合ったカウンタドリブンギヤ４が回転することでカウンタシャフト１に伝達される。

そして、カウンタシャフト１に伝達された動力は、ドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５を介して、それと噛み合ったデファレンシャル機構のリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）６に伝達される。これにより、デファレンシャル機構の左右の出力軸に接続されたドライブシャフト（不図示）が回転し、エンジンの駆動力（トルク）が駆動輪（不図示）へ伝達される。

以下、本発明の特徴であるカウンタシャフト１の構造を、図１ないし図３を参照して説明する。

図１に示すように、カウンタシャフト１には、その内部に、潤滑油をカウンタシャフト１の前端部側から流入可能とさせるための第１油路１０が該シャフトの軸方向に延びるように形成されている。

また、カウンタシャフト１には、その第１油路１０の内部の一部を該シャフトの径方向に拡げる（拡径する）ようにして形成された溝（油溜まり溝）１１が設けられている。ここで、Ａ−Ａ線の断面図（図２）を見るとわかるように、油溜まり溝１１は、カウンタシャフト１の全周に亘って形成されている。

また、カウンタシャフト１には、油溜まり溝１１から該シャフトの径方向外側に延びて、該シャフトの表面に開口した第２油路１２が設けられている。

そして、第２油路１２の出口にはノズル部材１３が嵌め込まれている。このノズル部材１３は、図３に示すように、その内部を貫通した開口１３ａを複数有している。なお、ノズル部材１３の開口１３ａについては、その開口１３ａの数を「７つ以上（図３では９つの開口を例示している）」とし、各開口１３ａの径の大きさを「φ０．４（０．４ｍｍ）以上」としている。

また、Ａ−Ａ線の断面図（図２）を見るとわかるように、第２油路１２は、カウンタシャフト１の円周を等分した上、下、左、右の４箇所の位置に設けられている。ノズル部材１３は、その４箇所設けられた第２油路１２の出口のそれぞれに嵌め込まれている。

また、図１のＡ−Ａ線の部分を見るとわかるように、第２油路１２は、カウンタシャフト１に設けられたドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５に隣接して設けられているとともに、そのドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５の歯面端部の方向を向くように該シャフトの前端部側に傾斜させた構造としている。この第２油路１２の傾斜の構造に合致させるため、ノズル部材１３には、図３のように、横から見た場合に平行四辺形の形状を持たせている。そして、ノズル部材１３の複数の開口１３ａは、それぞれの軸線が、その平行四辺形の左右の辺と平行になるようにして設けられている。

つまり、ノズル部材１３が第２油路１２の出口に嵌め込まれた状態において、各開口１３ａの軸線は、カウンタシャフト１の径方向に対して、ドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５に向かう側に傾斜ないし偏向させられているのである。

本実施形態のカウンタシャフト１は、上記のような構造としているため、カウンタシャフト１の前端部側から第１油路１０に流入した潤滑油が、該シャフトの回転による遠心力によって油溜まり溝１１に集まる。

このような油溜まり溝１１の機能により、本発明のカウンタシャフト１では、第１油路１０内部の潤滑油の量が少なくなった場合にも歯車の潤滑に必要な量の潤滑油を安定して供給することができる。

また、油溜まり溝１１に溜まった潤滑油は、遠心力によって第２油路１２の出口に向かうように導かれ、その導かれた潤滑油が、第２油路１２の出口に嵌め込まれたノズル部材１３の複数の開口１３ａから吐出される。

ここで、潤滑油の飛散効果について考えると、ノズル部材１３の開口１３ａから吐出される潤滑油の粒を小さくすれば、その粒の質量が小さい所謂ミスト状となってその浮遊が促進され、飛散効果が高められる。また、潤滑油の供給量について考えると、潤滑油の粒を小さくしたとしても、ノズル部材１３の複数の開口１３ａから単位時間あたりに吐出されるその粒の数を多くしたり、ノズル部材１３が嵌め込まれる第２油路１２自体を数多く設けるようにすれば、歯車の潤滑に必要な量の潤滑油を供給することができるようになる。

従って、ノズル部材１３の開口１３ａの径の大きさと数、またノズル部材１３が嵌め込まれる第２油路１２自体の数については、潤滑油の飛散効果と供給量の点を考慮して決定する必要がある。つまり、飛散効果が高くなるようにノズル部材１３の開口１３ａの径の大きさを決定し、ノズル部材１３の開口全体（第２油路１２自体が多数設けられる場合を含む）での潤滑油の吐出量（総吐出量）が歯車の潤滑に必要な量となるようにノズル部材１３の開口１３ａの数と第２油路１２自体の数を決定するようにする。

このような決定に基づいた構造を持つ本実施形態のカウンタシャフト１では、ノズル部材１３の開口１３ａの一つ一つの径が第２油路１２の開口の径よりも小さくなり、その一つの開口１３ａからは少量の潤滑油が吐出される。この場合、吐出される潤滑油の粒は質量が小さくなるので飛散効果が高くなり、より広い領域にわたって潤滑油を均一に供給することができる。そして、ノズル部材１３の開口全体（第２油路１２自体が多数設けられる場合を含む）では吐出される潤滑油の量（総吐出量）を歯車の潤滑に必要な量とすることができる。

また、第２油路１２の出口から吐出された潤滑油は、上記で述べた第２油路１２の傾斜の構造とその第２油路１２の出口に嵌め込まれたノズル部材１３の開口１３ａの軸線の構造とにより、カウンタシャフト１に設けられたドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）５の歯面端部（特に、噛み合い位置）の方向に飛散する。

これにより、本実施形態のカウンタシャフト１では、カウンタシャフト１に設けられたギヤ歯面の潤滑が効果的に行われるので、ギヤ歯面の油膜切れによる焼き付きを防止できる。

従って、本実施形態のカウンタシャフト１によれば、歯車（ギヤ）の潤滑に必要な量の潤滑油を供給しつつ潤滑油の飛散効果を高めることができる。

上記実施形態では、油溜まり溝１１を、カウンタシャフト１の「周方向に」延在するように形成することによって、第１油路１０内部の一部を拡径した。しかし、油溜まり溝は、このような構造に限定されず、例えば、油溜まり溝を、第１油路１０の内周面に「軸方向に」延在するように１つ又は複数形成することによって、第１油路１０の内部の一部を拡径してもよい。

また、上記実施形態では、第２油路１２を、カウンタシャフト１の円周を等分した上、下、左、右の４箇所の位置に設けた。しかし、第２油路１２の設ける位置と数は、これに限定されず、ギヤ歯面の潤滑が効果的に行われ、かつ、ノズル部材１３の開口全体（第２油路１２自体が多数設けられる場合を含む）で、吐出される潤滑油の量（総吐出量）が歯車の潤滑に必要な量となるように決定すればよい。

１ カウンタシャフト
２、３ テーパローラベアリング
４ カウンタドリブンギヤ
５ ドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）
６ リングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）
１０ 第１油路
１１ 油溜まり溝
１２ 第２油路
１３ ノズル部材
１３ａ 開口
２０ トランスアクスルケース

Claims (1)

1. 歯車が設けられた回転軸であって、
   前記回転軸の内部に、前記回転軸の軸方向に延びるように形成された第１油路と、
   前記第１油路内部の一部を拡径するように形成された油溜まり溝と、
   前記油溜まり溝から前記回転軸の径方向外側に延びて回転軸の表面に開口した第２油路と、
   前記油溜まり溝の潤滑油を吐出するための複数の開口を有し、前記第２油路に嵌め込まれたノズル部材と
   を備えたことを特徴とする回転軸。

Images