JP2018003870A - 潤滑油循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油に含まれる異物を効果的に除去することができるようにする。
【解決手段】潤滑油をハウジング４１内に循環させるファイナルドライブ装置４０において、潤滑油を貯溜するハウジング４１の底部４１Ａと、ハウジング４１の底部４１Ａに貯留された潤滑油を吸引して所定の部位に供給するポンプ５４と、ハウジング４１の底部４１Ａからポンプ５４に潤滑油を供給するための潤滑油通路７１，７２と、潤滑油通路７１から下方に分岐して延びる分岐通路７３と、分岐通路７３と連通可能であって、分岐通路７３の下方に配置される異物蓄積室６１を有する異物収集部６０と、を備えるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑油を循環させる潤滑油循環装置に関し、特に、潤滑油中の金属粉等の異物を除去する技術に関する。

従来、潤滑油を循環させる潤滑油循環装置として、例えば、車両に搭載される差動装置（ファイナルドライブ装置）が知られている。差動装置においては、ハウジング内に、ギヤ機構やベアリング等を潤滑する潤滑油が封入され、循環されている。

差動装置においては、ギヤ機構等が摩耗するので、潤滑油に摩耗により生じた金属粉等の異物が混じってしまう。このような異物が潤滑油に交じっていると、ギヤや、ベアリングや、オイルシール等に損傷を与えてしまい、これらの寿命を低下させてしまう虞がある。

例えば、ファイナルドライブ装置の回転部分の直下に回転部分の回転によるオイルの流動を妨げる障壁部材を配設することにより、金属摩擦粉等の巻き上げを低減して、金属摩擦粉に起因するギヤやベアリングの消耗を抑制できる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−３７８５５号公報

例えば、特許文献１の技術によると、障壁部材を配設することにより、金属摩擦粉の巻き上げを低減するようにしているが、回転部分の直下においては、回転部分の回転によるオイルの流動の影響を完全には排除することができない。したがって、障壁部材近傍に沈殿した金属摩擦が巻き上げられて各部に供給されてしまう虞がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、潤滑油に含まれる異物を効果的に除去することのできる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の一観点に係る潤滑油循環装置は、潤滑油をハウジング内に循環させる潤滑油循環装置であって、潤滑油を貯溜する貯溜部と、貯溜部に貯留された潤滑油を吸引して所定の部位に供給するポンプと、貯溜部からポンプに潤滑油を供給するための潤滑油通路と、潤滑油通路から下方に分岐して延びる分岐通路と、分岐通路と連通可能であって、分岐通路の下方に配置される異物蓄積室を有する異物収集部と、を備える。

上記潤滑油循環装置において、異物収集部の底面は、潤滑油循環装置が車両に搭載され、車両が水平状態にある場合において、分岐通路の直下から所定方向に行くほど低くなるようになっていてもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、潤滑油通路と分岐通路との分岐位置から異物収集部側の位置に、異物収集部側からポンプ側に潤滑油が流れないようにする逆止弁を更に有するようにしてもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、潤滑油通路と分岐通路との分岐位置から異物収集部側の位置において、潤滑油の通路の断面積が潤滑油通路よりも小さくなっていてもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、潤滑油通路と分岐通路とは、分岐位置において同一直線上となるように配置されていてもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、異物収集部は、異物蓄積室内の異物を外部に排出可能なドレン機構を有するようにしてもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、異物収集部は、ハウジングと別体で構成され、ハウジング外部に接続可能となっていてもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、潤滑油循環装置は、左右の駆動輪に差動を許容しつつ動力源からの駆動力を伝達するファイナルドライブ装置であってもよい。

また、上記潤滑油循環装置において、潤滑油循環装置は、動力源からの駆動力の入力を受ける入力軸を有し、ポンプは、入力軸に入力された駆動力により、潤滑油の吸引を行うようにしてもよい。

本発明によれば、潤滑油に含まれる異物を効果的に除去することができる。

本発明の一実施形態に係るファイナルドライブ装置の縦方向の一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るファイナルドライブ装置を備える車両の一部を示す模式的な構成図である。 図３（Ａ）は、本発明の第１変形例に係るファイナルドライブ装置の縦方向の一部断面図である。図３（Ｂ）は、本発明の第２変形例に係るファイナルドライブ装置の縦方向の一部断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るファイナルドライブ装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の一実施形態に係るファイナルドライブ装置の縦方向の一部断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るファイナルドライブ装置を備える車両の一部を示す模式的な構成図である。なお、図１及び図２に示す前方、後方、左方、右方、上方、下方は、図の矢印に示すようになっている。

車両１０は、後輪として２つの駆動軸（後前軸及び後後軸）を備えた後二軸駆動車両である。車両１０の後前軸に搭載される潤滑油循環装置の一例であるファイナルドライブ装置４０は、図示しないエンジンの駆動力が伝達されるプロペラシャフトの一端に接続された入力軸２１と、入力軸２１と同軸に配置され、後後軸に駆動力を伝達する図示しないプロペラシャフトに一端が接続される出力軸２２と、入力軸２１と平行に配置されたドライブピニオン４２と、入力軸２１に伝達された駆動力を、差動を許容しつつ、出力軸２２及びドライブピニオン４２に伝達可能なギヤ機構３０とを備えている。

入力軸２１は、ベアリング２４によりハウジング４１に回転可能に軸支されている。ハウジング４１は、例えば、複数の部材を溶接やボルト等により固定することにより形成されている。ハウジング４１内には所定量の潤滑油（デフオイル）が封入されている。ハウジング４１の底部４１Ａには、通常は潤滑油の一部が常時貯溜されている状態となっている。ここで、ハウジング４１の底部４１Ａが、貯溜部に相当する。

出力軸２２は、ベアリング２５及び２６によりハウジング４１に回転可能に軸支されている。ドライブピニオン４２は、ベアリング５１，５２によりハウジング４１に回転可能に軸支されている。

ギヤ機構３０は、ギヤ３１と、スパイダ３２と、一対のピニオンギヤ３３と、サイドギヤ３４と、ケージ３５とを有する。ギヤ３１は、入力軸２１に相対回転可能に設けられている。ギヤ３１は、ドライブピニオン４２に固定されたギヤ５３と噛合されている。また、ギヤ３１のサイドギヤ３１Ａは、１対のピニオンギヤ３３と噛合している。サイドギヤ３４は、出力軸２２に一体回転可能に固定されている。また、サイドギヤ３４は、１対のピニオンギヤ３３と噛合している。一対のピニオンギヤ３３は、それぞれ入力軸２１に一体回転可能に固定されたケージ３５に固定されたスパイダ３２に回転可能に挿通されている。

ファイナルドライブ装置４０には、左右の駆動軸１５，１６が接続されるとともに、左右の駆動軸１５，１６の先端には左右の駆動輪１７，１８がそれぞれ取り付けられている。ファイナルドライブ装置４０は、エンジンの駆動力を入力軸２１から入力し、ギヤ機構３０及びドライブピニオン４２を介して駆動力を左右の駆動軸１５，１６に分配し、左右の駆動輪１７，１８へと伝達する。

本実施形態では、ファイナルドライブ装置４０は、車両１０を水平に位置させた場合に、図１に示すように、ドライブピニオン４２の中心軸が、水平方向（前方及後方の方向）に対して、後方側が低くなるように傾いた状態で車両１０に搭載されている。ここで、車両１０が水平状態となっている場合には、ファイナルドライブ装置４０のハウジング４１の底部４１Ａの潤滑油の液面のレベルは、線Ａに示すようになっている。

ドライブピニオン４２の一端にはドライブピニオンギヤ４２Ａが設けられ、このドライブピニオンギヤ４２Ａにはリングギヤ４３が噛合されている。また、リングギヤ４３は、図示しないボルトによりデフケージ４４に固定されている。デフケージ４４内には、左右一対のサイドギヤ４５，４６がそれぞれ左右の駆動軸１５，１６にスプライン嵌合されている。さらに、このサイドギヤ４５，４６には、二対のデフピニオンギヤ４７，４８（図２中において一対は図示省略）が噛合されている。デフピニオンギヤ４７，４８は、デフケージ４４に固定されたスパイダ４９に回転可能に挿通されている。これらデフケージ４４、サイドギヤ４５，４６、デフピニオンギヤ４７，４８及び、スパイダ４９により、左右の駆動輪１７，１８に差動を許容しつつ駆動力を伝達可能とする差動機構が構成されている。

リングギヤ４３及びデフケージ４４は、車両１０の前進走行時には、図１においては、矢印Ｒに示すように、反時計回り方向に回転し、図２においては、矢印Ｒに示すように後方から図面手前側を通って前方に回転する。以下、前進走行時のリングギヤ４３及びデフケージ４４の回転方向を、前進走行時回転方向という。

ファイナルドライブ装置４０は、ハウジング４１の底部４１Ａに貯溜されている潤滑油を吸引し、所定の部位（例えば、入力軸２１の中心に形成された油路２１Ａ）に供給するためのポンプ５４を有する。ポンプ５４は、例えば、ギヤポンプであり、２つのギヤ５５，５６と、ギヤ５５が一体回転可能に固定されているポンプ入力軸５７とを有する。ポンプ入力軸５７は、ドライブピニオン４２と同軸に配置され、ドライブピニオン４２と一体回転可能に固定されている。ポンプ５４によると、ドライブピニオン４２が回転すると、ポンプ入力軸５７が回転し、この結果、ギヤ５５，５６が回転し、図示しない吸引口から潤滑油を吸引し、吸引した潤滑油を図示しない供給口から吐出（供給）する。

ポンプ５４の吸引口には、ハウジング４１の底部４１Ａから潤滑油を吸引するための潤滑油通路７１，７２と連通する図示しない潤滑油通路が接続されている。また、ポンプ５４の供給口には、油路２１Ａに潤滑油を供給する図示しない潤滑油通路が接続されている。

潤滑油通路７１は、ハウジング４１の底部４１Ａの車両１０の走行時における潤滑油の液面のレベルよりも低い位置から略水平方向に車両１０の前方側に延びるように形成されている。本実施形態では、潤滑油通路７１は、車両１０の前方側端部において、潤滑油通路７２と、分岐通路７３とに分岐されている。潤滑油通路７２は、潤滑油通路７１に接続され、略垂直上方に延びるように形成されている。分岐通路７３は、略垂直下方に延びるように形成されている。本実施形態では、潤滑油通路７２と、分岐通路７３とは、分岐される位置において同一直線上に形成されている。

ハウジング４１の分岐通路７３の下方の部分には、異物収集部６０が、例えば、図示しないボルトにより外付けされている。異物収集部６０は、分岐通路７３と連通する異物蓄積室６１が形成されている。異物蓄積室６１は、分岐通路７３を通って沈下してくる異物（金属粉、砂等）を蓄積するための部屋である。異物収集部６０の異物蓄積室６１の底面は、車両１０が水平状態となっている場合において、後方側が低くなるようになっている。したがって、異物蓄積室６１に到達した異物は、底面の傾斜に従って後方側に流れ易くなっている。
異物収集部６０の後方側の端部には、異物蓄積室６１に蓄積された異物を外部に排出するためのドレン機構（例えば、ドレン孔６３及びドレンボルト６２）が設けられている。したがって、異物蓄積室６１に蓄積された異物をドレン機構により容易に外部に排出することができる。

次に、ファイナルドライブ装置４０の動作について説明する。

車両１０の走行時には、ファイナルドライブ装置４０により、後前軸と、後後軸とに差動可能なようにエンジンからの駆動力が伝達される。ファイナルドライブ装置４０では、入力軸２１からギヤ３１、５３を介して、ドライブピニオン４２にエンジンの駆動力が伝達される。ドライブピニオン４２が回転すると、ピニオンギヤ４２Ａが回転し、リングギヤ４３等を介して左右の駆動輪１７，１８に差動可能なように駆動力が伝達される。

また、ドライブピニオン４２が回転すると、ドライブピニオン４２に一体回転可能に接続されているポンプ５４のポンプ入力軸５７が回転し、ポンプ５４が潤滑油の吸引・吐出動作を行う。すなわち、ポンプ５４が、潤滑油通路７１，７２を介してハウジング４１の底部４１Ａに貯溜されている潤滑油を吸引し、入力シャフト２１の油路２１Ａに供給する。これにより、潤滑油が各部に供給されることとなる。

一方、車両１０の停止時においては、エンジンの駆動力がプロペラシャフトに伝達されないので、ドライブピニオン４２に駆動力が伝達されない。したがって、ドライブピニオン４２が回転せず、ポンプ入力軸５７が回転しないので、ポンプ５４が吸引・吐出動作を行わない。このときには、潤滑油通路７１，７２に存在する潤滑油は、その位置で停止した状態となっている。

このように潤滑油が停止した状態にある場合には、潤滑油中の比重が重い異物が沈殿していくこととなる。例えば、潤滑油通路７１の分岐位置（潤滑油通路７２と分岐通路７３との接続部分）の上方（潤滑油通路７２）から沈下してくる異物は、分岐通路７３を介して、異物収集部６０の異物蓄積室６１まで沈下し、異物蓄積室６１内において、底面の傾斜に沿って異物蓄積室６１の一番低い側（車両１０の後方側）に移動して堆積されることとなる。ここで、車両１０の停止は、比較的頻繁に発生するので、その都度、潤滑油通路７２に存在する潤滑油に含まれる異物が異物蓄積室６１に蓄積されることとなるので、循環する潤滑油から効果的に異物を取り除くことができる。

この後、車両１０の走行が再開されると、ドライブピニオン４２が回転し、ポンプ５４が潤滑油の吸引・吐出動作を開始することとなる。この場合においては、分岐通路７３よりも潤滑油通路７１からの潤滑油の吸引が容易であるので、ハウジング４１の底部４１Ａに貯溜されている潤滑油が潤滑油通路７１を介して吸引されることとなり、異物蓄積室６１に蓄積されている異物がポンプ５４により吸引されて再び循環されることは、ほとんど発生しない。これにより、各部に異物を含む潤滑油が供給されることを低減することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るファイナルドライブ装置４０によると、潤滑油通路７１、７２から分岐して下方に延びる分岐通路７３を備え、分岐通路７３に連通する異物蓄積室６１を有する異物収集部６０を備えるようにしたので、ポンプ５４による潤滑油の吸引が停止した際に、潤滑油通路７２の潤滑油中の異物が自重により沈下して、分岐通路７３を介して異物収集部６０の異物蓄積室６１に流れ込んで蓄積される。その後、ポンプ５４の吸引が再開された場合には、潤滑油通路７１を介してハウジング４１の底部４１Ａに蓄積されている潤滑油が吸引され易いので、異物収集部６０から潤滑油が吸引されることがほとんどない。このため、異物収集部６０の異物蓄積室６１に蓄積された異物が潤滑油とともにポンプ５４に吸引されて循環されてしまうことを低減することができる。

また、本実施形態に係るファイナルドライブ装置４０によると、異物収集部６０を、ハウジング４１と別体で構成し、ハウジング４１に外付けできるようにしているので、例えば、既存のファイナルドライブ装置４０のハウジング４１に対して異物収集部６０を取り付けるようにすることもできる。

次に、第１変形例に係るファイナルドライブ装置４０について説明する。

図３（Ａ）は、本発明の第１変形例に係るファイナルドライブ装置の縦方向の一部断面図である。

第１変形例に係るファイナルドライブ装置４０では、潤滑油通路７２に、所定の粒径以上の異物を収集するフィルタ７４を備えている。これにより、ポンプ５４により吸引される潤滑油中の異物が常にフィルタ７４に収集され、車両１０が停止した場合には、フィルタ７４に収集されている異物が分岐通路７３を介して異物蓄積室６１に沈下する。これにより、潤滑油中の異物を効果的に異物蓄積室６１に蓄積させることができる。

また、異物収集部６０は、分岐通路７３と連通する部分に、分岐通路７３から異物蓄積室６１への潤滑油や異物の流れを許容し、異物蓄積室６１から分岐通路７３への潤滑油や異物の流れを遮断する逆止弁６４を備えている。この逆止弁６４によると、異物蓄積室６１に蓄積された異物がポンプ５４により吸引されてしまい、循環されてしまうことを適切に防止することができる。

次に、第２変形例に係るファイナルドライブ装置４０について説明する。
図３（Ｂ）は、本発明の第２変形例に係るファイナルドライブ装置の縦方向の一部断面図である。

第２変形例に係るファイナルドライブ装置４０は、異物収集部６０の分岐通路７３と連通する通路部分の開口の断面積を徐々に減少させた絞り部６５を備えている。本実施形態では、絞り部６５は、潤滑油流路７１の断面積より小さい部分を有する。この絞り部６５によると、異物蓄積室６１に蓄積された異物がポンプ５４により吸引されてしまうことを適切に低減することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、ポンプ５４をギヤポンプとしていたが、本発明はこれに限られず、ポンプ５４は任意の形式のものでよい。

また、上記実施形態では、ドライブピニオン４２の後方側が低い位置となるように水平面に対して傾けて車両１０に搭載するファイナルドライブ装置４０としていたが、本発明はこれに限られず、ドライブピニオン４２が水平面に対して平行となるように車両に搭載するファイナルドライブ装置であってもよい。この場合には、異物収集部を、異物蓄積室の底面が後方側に行くほど低くなるように傾斜する構成するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、異物収集部６０をハウジング４１の部材と別体で形成していたが、本発明はこれに限られず、異物収集部６０を、ハウジング４１を構成する部材と一体に形成してもよい。

また、上記第１変形例では、逆止弁６４を異物収集部６０に備えるようにしていたが、本発明はこれに限られず、分岐通路７３に逆止弁を設けるようにしてもよく、要は、分岐通路７３に分岐した部分から異物収集部６０側の何れかの位置に設けるようにすればよい
また、上記第２変形例では、異物収集部６０の分岐通路７３と連通する通路部分の断面積を狭くするようにしていたが、本発明はこれに限られず、分岐通路７３の何れかの部分の断面積を狭くするようにしてもよい。

また、上記実施形態では、潤滑油循環装置として、後二軸駆動の車両における後前軸に設けられるファイナルドライブ装置４０を例にしていたが、本発明はこれに限られず、潤滑油循環装置は、例えば、後後軸のファイナルドライブ装置や、後軸が１軸である車両のファイナルドライブ装置や、複数のギヤを収容するトランスミッション、駆動力を前後軸で分配するトランスファー装置等であってもよく、要は、潤滑油を循環させる装置であればよい。

１０ 車両
４０ ファイナルドライブ装置
４１ ハウジング
４１Ａ 底部
４２ ドライブピニオン
４２Ａ ドライブピニオンギヤ
４３ リングギヤ
４４ デフケージ
５４ ポンプ
５５，５６ ギヤ
５７ ポンプ入力軸
６０ 異物収集部
６１ 異物蓄積室
６２ ドレンボルト
６３ ドレン孔
６４ 逆止弁
７１，７２ 潤滑油通路
７３ 分岐通路
７４ フィルタ

Claims (9)

1. 潤滑油をハウジング内に循環させる潤滑油循環装置であって、
   潤滑油を貯溜する貯溜部と、
   前記貯溜部に貯留された潤滑油を吸引して所定の部位に供給するポンプと、
   前記貯溜部から前記ポンプに潤滑油を供給するための潤滑油通路と、
   前記潤滑油通路から下方に分岐して延びる分岐通路と、
   前記分岐通路と連通可能であって、前記分岐通路の下方に配置される異物蓄積室を有する異物収集部と、を備える潤滑油循環装置。
2. 前記異物収集部の底面は、前記潤滑油循環装置が車両に搭載され、前記車両が水平状態にある場合において、前記分岐通路の直下から所定方向に行くほど低くなるようになっている
   請求項１に記載の潤滑油循環装置。
3. 前記潤滑油通路と前記分岐通路との分岐位置から前記異物収集部側の位置に、前記異物収集部側から前記ポンプ側に潤滑油が流れないようにする逆止弁を更に有する
   請求項１または請求項２に記載の潤滑油循環装置。
4. 前記潤滑油通路と前記分岐通路との分岐位置から前記異物収集部側の位置において、前記潤滑油の通路の断面積が前記潤滑油通路よりも小さくなっている
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の潤滑油循環装置。
5. 前記潤滑油通路と前記分岐通路とは、前記分岐位置において同一直線上となるように配置されている
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の潤滑油循環装置。
6. 前記異物収集部は、前記異物蓄積室内の異物を外部に排出可能なドレン機構を有する
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の潤滑油循環装置。
7. 前記異物収集部は、前記ハウジングと別体で構成され、前記ハウジングの外部に接続可能となっている請求項１から請求項６の何れか一項に記載の潤滑油循環装置。
8. 前記潤滑油循環装置は、左右の駆動輪に差動を許容しつつ動力源からの駆動力を伝達するファイナルドライブ装置である
   請求項１から請求項７の何れか一項記載の潤滑油循環装置。
9. 前記潤滑油循環装置は、
   前記動力源からの前記駆動力の入力を受ける入力軸を有し、
   前記ポンプは、前記入力軸に入力された駆動力により、前記潤滑油の吸引を行う
   請求項８に記載の潤滑油循環装置。

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