JP2018017247A - 動力伝達装置のギヤ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】肉抜き穴における攪拌損失の増大を防ぐことのできる動力伝達装置のギヤ装置を提供する。【解決手段】両側面を貫通する形態に形成された肉抜き穴（１９f）が設けられたギヤ（１９）を備え、ギヤを保持するシャフト（１８）を、軸受（１０２，１０４）を介して固定部に支持する動力伝達装置のギヤ装置において、ギヤ（１９）と軸受（１０２，１０４）との間に、前記軸受から放出された潤滑油がギヤ（１９）の肉抜き穴（１９f）に入り込むのを抑制するプレート（３０1，３０2）を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置のギヤ装置、より詳しくは、互いに噛み合うギヤを用いて動力を伝達する動力伝達装置のギヤ装置に関する。

動力伝達装置においては、一般に、動力源から入力される回転動力を、互いに噛み合うギヤを用いて減速ないしは増速を伴わせて出力側に伝達するようにしている。このようなギヤを保持する回転シャフトは、通常、保持しているギヤの近傍でハウジング等の固定部位に軸受を介して回転可能に支持され、そしてこの軸受には焼付き等を防止すべく潤滑油が供給されている。

ところで、かかるギヤ装置においては、その軽量化及び／又は剛性の低減による固有振動数の低下などの目的のために、ギヤの両側面を貫通する形態に形成される肉抜き穴を設けることが知られている。例えば、特許文献１参照。

特開２００９−２２８７４１号公報

ところで、上記のようなギヤの両側面を貫通する形態に形成される肉抜き穴が設けられたギヤ装置が用いられ、これが軸受を介して回転シャフトに支持される構成にあっては、軸受を潤滑した潤滑油が当該軸受から放出された後、ギヤ装置の回転による遠心力によって半径方向外方に移動される。このとき、ギヤ装置の回転速度によっては、この軸受から放出された潤滑油はギヤの側表面上を流動するか、潤滑油飛沫として側表面上に飛散される。このように、潤滑油がギヤに及ぼされると、その一部が肉抜き穴に入り込みその周縁部において飛散された潤滑油の飛沫が攪拌される結果、攪拌損失の増大を招くという問題があった。

本発明は、上記問題を解消し、肉抜き穴における攪拌損失の増大を防ぐことのできる動力伝達装置のギヤ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明に係る動力伝達装置のギヤ装置の一態様は、両側面を貫通する形態に形成された肉抜き穴が設けられたギヤを備え、当該ギヤを保持するシャフトを軸受を介して固定部に支持する動力伝達装置のギヤ装置において、前記ギヤと前記軸受との間に、前記軸受から放出された潤滑油が前記ギヤの肉抜き穴に入り込むのを抑制するプレートを設けたことを特徴とする。

上記構成の動力伝達装置のギヤ装置によれば、軸受から放出された潤滑油は、ギヤと軸受との間に設けられたプレートによって、ギヤの肉抜き穴に入り込むのが抑制される。

したがって、本発明によれば、肉抜き穴において潤滑油が攪拌されることがなく、攪拌損失の増大を防ぐことができる。

本発明が適用される動力伝達装置を含むハイブリッド車両の要部を示すスケルトン図である。 本発明に係る動力伝達装置のギヤ装置の実施形態を示す断面図である。 図２に示す実施形態の、カウンタシャフトに取り付けられたギヤの側面図である。 図２に示す実施形態のプレートの一例を示す斜視図である。 本発明に係る動力伝達装置のギヤ装置の他の実施形態を示す断面図である。 図５に示す他の実施形態のプレートの一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される動力伝達装置を含むハイブリッド車両の要部を示すスケルトン図である。ハイブリッド駆動装置は、いわゆるツーモータタイプの駆動装置であって、エンジン（ＥＮＧ）１と、二つの回転電機２，３とを駆動力源として備えている。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、第１回転電機２はエネルギーの回生と動力の出力とを行うことができるモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧ１とも称す）であることが好ましく、さらに第２回転電機３も同様に、モータ・ジェネレータ（以下、ＭＧ２とも称す）であることが好ましい。エンジン１が出力した動力を第１回転電機（ＭＧ１）２と出力部材とに分割する動力分割機構４が設けられている。動力分割機構４は遊星ギヤ機構などの差動機構によって構成することができ、図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星ギヤ機構によって構成されている。

サンギヤ５とリングギヤ６との間に、これらサンギヤ５およびリングギヤ６に噛み合っている複数（例えば３つ）のピニオンギヤ７が配置されており、それらのピニオンギヤ７はキャリヤ８によって自転および公転が可能なように保持されている。ピニオンギヤ７をキャリヤ８によって保持する構造は、従来知られている遊星ギヤ機構における構造と同様である。その構造を簡単に説明すると、ピニオンピンがキャリヤ８によって保持されており、そのピニオンピンの外周側にニードルベアリングなどの軸受を介してピニオンギヤ７が回転自在に嵌合されている。ピニオンピンには中心軸線に沿って潤滑油路が形成され、その潤滑油路から外周面に到る他の潤滑油路が形成されており、これらの潤滑油路を介して軸受や歯面に潤滑油を供給するように構成されている。

キャリヤ８はいわゆる入力要素であって、エンジン１からの動力が伝達されるように構成されている。すなわち、軸心Ｃ１上のエンジン１の出力軸（クランクシャフト）９とキャリヤ８とがダンパ機構１０を介して連結されている。そして、キャリヤ８とエンジン１との間には、キャリヤ８の回転を選択的に止めるブレーキ機構１１が設けられている。このブレーキ機構１１は、摩擦式のブレーキや噛み合い式のブレーキ、一方向クラッチのいずれであってもよい。

動力分割機構４と同一の軸線（軸心Ｃ１）上で、動力分割機構４を挟んでエンジン１とは反対側に第１回転電機（ＭＧ１）２が配置されている。この第１回転電機２のロータがロータシャフト２ａを介してサンギヤ５に連結されている。したがって、サンギヤ５がいわゆる反力要素になっている。第１回転電機２のロータシャフト２ａおよびそのロータシャフト２ａが連結されているサンギヤシャフト５ａは中空軸であって、その中空軸の内部にポンプシャフト１２が挿入されている。そのポンプシャフト１２の一方の端部はエンジン１に連結され、また他方の端部には、オイルポンプ（機械式オイルポンプ；ＭＯＰ）１３が連結されている。このＭＯＰ１３は、エンジン１によって駆動されて制御のための油圧および潤滑のための油圧を発生する。また、エンジン１が停止している際の油圧を確保するためにモータによって駆動される第２のオイルポンプ（電気式オイルポンプ；ＥＯＰ）１４が、ＭＯＰ１３とは並列に設けられている。

動力分割機構４を構成している遊星ギヤ機構におけるリングギヤ６がいわゆる出力要素となっていて、この内歯ギヤであるリングギヤ６と一体に、出力部材に相当する外歯ギヤである出力ギヤ１５が設けられている。この出力ギヤ１５はカウンタギヤユニット１６を介して軸心Ｃ４回りに回転するデファレンシャルギヤ１７に連結されている。すなわち、軸心Ｃ２上のカウンタシャフト１８に取り付けられたドリブンギヤ１９が出力ギヤ１５に噛み合っている。ドリブンギヤ１９より小径のドライブギヤ２０がカウンタシャフト１８に形成ないしは取り付けられており、このドライブギヤ２０がデファレンシャルギヤ１７におけるリングギヤ２１に噛み合っている。このデファレンシャルギヤ１７から左右の駆動輪２２に駆動力が出力される。そして、上記のドリブンギヤ１９には、第２回転電機（ＭＧ２）３の軸心Ｃ３上のロータシャフト３ａに設けられた他のドライブギヤ２３が噛み合っている。すなわち、出力ギヤ１５から出力されるトルクに、第２回転電機３のトルクを付加するように構成されている。

なお、第１回転電機２と第２回転電機３とは、図示しない蓄電装置やインバータを介して相互に電気的に接続され、第１回転電機２で発電した電力を第２回転電機３に供給できるように構成されている。

上記のハイブリッド車は、ハイブリッドモード（ＨＶモード）と、ツーモータモードと、ワンモータモードとの３つの走行モードを選択的に設定することができる。ＨＶモードは、エンジン１が出力した動力を動力分割機構４によって第１回転電機２側と出力ギヤ１５側とに分割し、第１回転電機２が発電機として機能して発生した電力を第２回転電機３に供給し、その第２回転電機３の出力トルクをカウンタギヤユニット１６において出力ギヤ１５のトルクに加える走行モードである。ツーモータモードは、第１回転電機２および第２回転電機３を走行のための駆動力源として動作させ、これらの２つの回転電機２，３の動力で走行するモードである。その場合、ブレーキ機構１１によってキャリヤ８が固定される。したがって動力分割機構４は第１回転電機２と出力ギヤ１５との間で減速機構として機能する。ワンモータモードは、第２回転電機３を駆動力源として走行するモードである。

ここで、図１のスケルトン図で示した動力伝達装置に本発明を適用した実施形態を図２〜図４を参照して説明する。図２は図１のスケルトン図に対して、ギヤを保持するシャフトを回転自在に支持する軸受を固定支持するハウジング又はケースの構成を符号１００として加えて示す断面図である。図２には、上述の動力伝達装置における軸心Ｃ２及びＣ３に対応する部位の一部分が示されている。

図２に示す実施形態では、軸心Ｃ２を中心に回転するカウンタシャフト１８が第１及び第２の軸受１０２，１０４を介してハウジング１００に支持されている。このカウンタシャフト１８にはドリブンギヤ１９が取り付けられていると共に、ドライブギヤ２０が一体に形成されている。そして、ドリブンギヤ１９は出力ギヤ１５に噛み合うと共に、軸心Ｃ３上のロータシャフト３ａに設けられた他のドライブギヤ２３に噛み合っている。なお、ロータシャフト３ａは第３及び第４の軸受１０６，１０８を介してハウジング１００に支持されている。

ここで、本実施形態のドリブンギヤ１９は、図３にも示すように、中心部の挿通孔１９ａ、挿通孔１９ａ回りに軸線方向に所定の長さを有して設けられているボス部１９ｂ、軸線方向にボス部１９ｂとほぼ同じ長さを有して設けられている外周のリム部１９ｃ、リム部１９ｃの外側に形成された歯部１９ｄ、ボス部１９ｂとリム部１９ｃとの間でそれらの長さよりも短い長さ、換言すると、薄い肉厚に形成された連接部１９ｅを備えている。そして、当該連接部１９ｅには、その肉厚の両側面を貫通する形態に形成された複数（本実施形態では３つ）の肉抜き穴１９ｆを有している。さらに、中心部の挿通孔１９ａの内周面にはスプライン１９ｇが形成され、カウンタシャフト１８の外周面に形成されたスプライン１８ａにスプライン嵌合するようにされている。

次に、肉抜き穴１９ｆに潤滑油が入り込むのを抑制するプレート３０の実施形態の一例を図４に示す。本実施形態のプレート３０は、例えば、薄い鉄板製であり、図示のように、中心部の挿通孔３０ａ、挿通孔３０ａ回りの内周平面部３０ｂ、内周平面部３０ｂに続く傾斜面部３０ｃ、及びこの傾斜面部３０ｃの外側に形成された外周平面部３０ｄを備えている。なお、ここに示されているプレート３０の形状は一例であって、取り付け部位における他の部品との関係において、種々の変更が可能である。例えば、内周平面部３０ｂ及び外周平面部３０ｄの内外径や、傾斜面部３０ｃの幅及び傾斜角は適宜変更可能である。

上述の実施形態においては、肉抜き穴１９ｆを有しているドリブンギヤ１９は、以下のようにして組み付けられている。すなわち、カウンタシャフト１８のドライブギヤ２０より図２において左側の左端部が、ハウジング１００の隔壁に形成された第１の筒状支持部１００ａに固定支持された第１の軸受１０２に回転自在に支持される。そして、カウンタシャフト１８に順に第１のプレート３０₁、ドリブンギヤ１９、第２のプレート３０₂と共に第２の軸受１０４が装着され、その後、締め付けナット４０がカウンタシャフト１８の右端部に形成されたねじ部１８ｂにねじ込まれて締め付けられる。このようにして、本実施形態においては、ドリブンギヤ１９の両側に配置されている第１のプレート３０₁及び第２のプレート３０₂が、それぞれ、ドライブギヤ２０の歯元部とドリブンギヤ１９のボス部１９ｂとの間、及びドリブンギヤ１９のボス部１９ｂと第２の軸受１０４の内輪との間に挟み込まれて共締めで固定される。そして、第２の軸受１０４は、さらに、ハウジング１００に形成された第２の筒状支持部１００ｂに固定支持され、カウンタシャフト１８を回転自在に支持する。

なお、図２に示す実施形態において、ドリブンギヤ１９が噛み合うドライブギヤ２３が設けられている軸心Ｃ３上のロータシャフト３ａは、ハウジング１００の隔壁に形成された第３の筒状支持部１００ｃに固定支持された第３の軸受１０６、及びハウジング１００に形成された第４の筒状支持部１００ｄに固定支持された第４の軸受１０８に、それぞれ、回転自在に支持されている。

上述の構成を有する本実施形態においては、前述の機械式オイルポンプＭＯＰ１３又はＭＯＰ１３とは並列に設けられている電気式オイルポンプＥＯＰ１４から吐出された潤滑油は、上述のカウンタシャフト１８やロータシャフト３ａなどの中心軸線に沿って形成された軸線方向の潤滑油路（１８ｃ、３ｂなど）、その潤滑油路から外周面に到って形成された径方向の他の潤滑油路（例えば、３ｃ）、及びハウジング１００に形成された潤滑油路（例えば、１００ｅ）や潤滑油溝などを介して、又は回転部材で掻き上げられ遠心力によって飛散される潤滑油飛沫として、各軸受や歯面の被潤滑部に供給されるように構成されている。

ここで、図２に示した実施形態では、円錐ころ軸受である第１及び第２の軸受１０２，１０４から放出される潤滑油が、遠心力によって主に白抜き矢印Ｘ、Ｙで示す方向に飛散される。そして、第１及び第２の軸受１０２，１０４から放出飛散された潤滑油は、それぞれ、ドリブンギヤ１９の両側に配置されている第１のプレート３０₁及び第２のプレート３０₂に衝突し、その後は当該第１のプレート３０₁及び第２のプレート３０₂のドリブンギヤ１９に対して外側の表面を伝わって流れ、ドリブンギヤ１９の歯部１９ｄ付近に至る。したがって、ドリブンギヤ１９の肉抜き穴１９ｆに潤滑油が入り込むのが抑制される。結果として、肉抜き穴１９ｆにおいて潤滑油が攪拌されることがなく、攪拌損失の増大が防止される。

なお、上述の実施形態においては、ドリブンギヤ１９を挟んでその両側に位置された第１及び第２の軸受１０２，１０４でカウンタシャフト１８が支持される形態につき、ドリブンギヤ１９の両側に第１のプレート３０₁及び第２のプレート３０₂を配置した例を示したが、動力伝達装置への搭載上、ギヤの片側にしかプレートが配置できないような場合には、少なくともその片側のみにプレートを配置するようにしてもよい。この場合、ギヤとその両側に位置された軸受との位置関係において、ギヤと軸受との距離が近い側（図２に示す例では、ドリブンギヤ１９の右側）にプレート３０を配置するのが好ましい。何故なら、ドリブンギヤ１９に対して放出される潤滑油の量が、第１の軸受１０２よりも右側の第２の軸受１０４からの方が多く、攪拌損失低減効果が大きいからである。 次に、本発明の他の実施形態を、図５及び図６を参照して説明する。この他の実施形態は、上述の図２に示した実施形態と基本的な構成は同じで、一部において異なるのみであるから、同一部品ないしは同一機能部位については同一符号を用いて重複説明を回避し、異なる点についてのみ説明することにする。

この他の実施形態が前実施形態と異なる点は、ドリブンギヤの肉抜き穴への潤滑油の入り込みを抑制する機能のみならず、プレート３０に対して形状の工夫を施すことにより、潤滑の必要な部品に対してより効果的に潤滑油を供給する機能が付加された点である。

すなわち、図５に示される他の実施形態においては、ドリブンギヤ１９が噛み合うドライブギヤ２３が設けられている軸心Ｃ３上のロータシャフト３ａを回転自在に支持している第４の軸受１０８に対して、矢印Ｚで示すように、積極的に潤滑油を供給するべく、前述の第２のプレート３０₂の形状が変更されている。この形状が変更されたプレートを第３のプレート３０₃として図６に示す。第３のプレート３０₃は、第２のプレート３０₂に対してその外周平面部３０ｄを削除し、傾斜面部３０ｃが最外周部を形成するようにされている。

この他の実施形態によれば、軸線方向の潤滑油路３ｂ、径方向の潤滑油路３ｃ及びハウジング１００に形成された潤滑油路１００ｅなどを介して比較的容易に潤滑油が供給され易い第３の軸受１０６に比べて、遠方に配置され比較的潤滑油が供給され難い第４の軸受１０８に対しても、第３のプレート３０₃を介して、第２の軸受１０４から放出された潤滑油を有効に供給することができる。

以上、図示された実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態は例示であってこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態のみではなく請求の範囲の記載によって画定され、請求の範囲及びそれと均等の範囲内での全ての変更が包含されることが意図されている。

１８ シャフト
１９ ギヤ
１９ｂ ボス部
１９ｃ リム部
１９ｅ 連接部
１９ｆ 肉抜き穴
３０₁ 第１のプレート
３０₂ 第２のプレート
３０₃ 第３のプレート
１００ ハウジング
１０２、１０４，１０６，１０８ 軸受

Claims (1)

1. 両側面を貫通する形態に形成された肉抜き穴が設けられたギヤを備え、当該ギヤを保持するシャフトを軸受を介して固定部に支持する動力伝達装置のギヤ装置において、
   前記ギヤと前記軸受との間に、前記軸受から放出された潤滑油が前記ギヤの肉抜き穴に入り込むのを抑制するプレートを設けたことを特徴とする動力伝達装置のギヤ装置。

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