JP2018194111A - 変速機の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸に設けられた機械要素に十分な潤滑油を供給可能な変速機の潤滑装置を提供する。【解決手段】変速機に組み込まれる回転軸の内部に形成された軸方向油路および径方向油路を介して、回転軸に設けられた機械要素に潤滑油を供給する変速機の潤滑装置を、回転軸の軸方向における一端側の開口部から軸方向油路に挿入され、軸方向油路に潤滑油を供給するノズルと、ノズルの外周面と回転軸の内周面との間に設けられたシール部材と、を備えるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、変速機の潤滑装置に関する。

特許文献１には、トランスミッションに組み込まれる回転軸の内部に形成された潤滑油路に潤滑油を供給することにより、回転軸に設けられた機械要素（たとえば、ベアリング、ギヤなど）を潤滑する潤滑装置が開示されている。このような潤滑装置の場合、回転軸の軸方向油路に潤滑油を噴射するためのノズルが、一端側の開口部から軸方向油路に挿入されている。軸方向油路に噴射された潤滑油は、回転軸の軸方向油路および径方向油路を通って各機械要素に供給される。

特開２０１３−１１３３０５号公報

ところで、上述のような潤滑装置の場合、軸方向油路内の潤滑油が、軸方向油路を画成する回転軸の内周面とノズルの外周面との間の隙間を通って回転軸の軸方向における一端から外部空間に流出し、十分な量の潤滑油が、上記機械要素に供給されない可能性がある。

本発明の目的は、回転軸に設けられた機械要素に十分な潤滑油を供給可能な変速機の潤滑装置を提供することである。

本発明の変速機の潤滑装置の一態様は、変速機に組み込まれる回転軸の内部に形成された軸方向油路および径方向油路を介して、上記回転軸に設けられた機械要素に潤滑油を供給する変速機の潤滑装置であって、上記回転軸の軸方向における一端側の開口部から上記軸方向油路に挿入され、上記軸方向油路に潤滑油を供給するノズルと、上記ノズルの外周面と上記回転軸の内周面との間に設けられたシール部材と、を備えている。

本発明の変速機の潤滑装置によれば、回転軸に設けられた機械要素に十分な潤滑油を供給できる。

本発明の実施形態に係る変速機の潤滑装置を示す断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 シール部材の断面図である。 図４Ａは、潤滑油の圧力が加わる前のシール部材の状態を示す断面図であって、図４Ｂは、潤滑油の圧力が加わった後のシール部材の状態を示す断面図である。 シール部材の変形例１を示す断面図である。 シール部材の変形例２を示す断面図である。 シール部材の変形例３を示す断面図である。 シール部材の変形例４を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る変速機の潤滑装置を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明に係る変速機の潤滑装置の一例であり、本発明は実施形態により限定されるものではない。

[１．実施形態について]
図１〜３を参照して、本実施形態に係る変速機の潤滑装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る変速機の潤滑装置１を示す断面図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。図３は、シール部材１１の断面図である。

[１．１ 変速機の潤滑装置の概要について]
先ず、図１を参照して、本実施形態に係る変速機の潤滑装置１の概要について説明する。本実施形態に係る変速機の潤滑装置１は、変速機２に組み込まれるカウンタシャフト２０（単に、回転軸ともいう。）の内部に形成された軸方向油路２０１および径方向油路２０２を介して、カウンタシャフト２０に設けられた機械要素（たとえば、ベアリング、ギヤなど）に潤滑油を供給する。このような変速機の潤滑装置１は、カウンタシャフト２０の軸方向における一端側の開口部から軸方向油路２０１に挿入され、軸方向油路２０１に潤滑油を供給するノズル１０と、ノズル１０の外周面とカウンタシャフト２０の内周面との間に設けられたシール部材１１と、を備える。

以下の説明において、「軸方向」、「径方向」、および「円周方向」といった場合には、組み付け状態におけるカウンタシャフト２０の各方向をいう。また、以下、変速機の潤滑装置１および変速機２を構成する各部材については、これら各部材が、変速機の潤滑装置１および変速機２に組み込まれた状態を基準に説明する。

[１．２ 変速機の概要について]
上述のように本実施形態に係る変速機の潤滑装置１は、たとえば、図１に示すような変速機２に組み込まれる。本実施形態に係る変速機の潤滑装置１が組み込まれる変速機として、たとえば、ＡＭＴ(Automated Manual Transmission)、あるいはマニュアルトランスミッションなどの変速機が挙げられる。このような変速機は、制御装置（図示省略）の制御、あるいは運転者によるシフトレバー（図示省略）の操作に基づいて、ギア段の切り替え処理を行う。なお、以下、変速機２の構造については、本実施形態に係る変速機の潤滑装置１の説明に必要な部分の構造のみを説明する。その他の構造については、従来から知られている各種の変速機の構造と同様である。

カウンタシャフト２０は、変速機２の入力軸（図示省略）と平行に設けられている。このようなカウンタシャフト２０は、軸方向（図１、２の左右方向）の一端面（図１、２の左端面）に開口し、かつ、軸方向に延在した軸方向油路２０１を有している。すなわち、このような軸方向油路２０１は、カウンタシャフト２０の中空部分の内周面により画成されている。

本実施形態の場合、軸方向油路２０１の軸方向における他端（図示省略）は開口していない。すなわち、軸方向油路２０１の軸方向における他端は、カウンタシャフト２０の軸方向における中間部に位置している。

また、カウンタシャフト２０は、複数の径方向油路２０２を有している。なお、カウンタシャフト２０において図１で省略されている部分に、任意の数の径方向油路２０２を形成することができる。

上述のような径方向油路２０２はそれぞれ、軸方向油路２０１（つまり、カウンタシャフト２０の内周面）とカウンタシャフト２０の外周面とに開口している。以上のような軸方向油路２０１および径方向油路２０２により、軸方向における一端側の開口部から軸方向油路２０１に供給された潤滑油が、軸方向油路２０１および径方向油路２０２を通りカウンタシャフト２０の外周面に供給される。

本実施形態の場合、カウンタシャフト２０の外周面における径方向油路２０２が開口する部分に、カウンタギヤ２２（たとえば、リバースギヤ）が、ニードルベアリング２１を介して設けられている。

なお、カウンタシャフト２０に設けられる機械要素は、図１に示すカウンタギヤ２２およびニードルベアリング２１だけでなく、たとえば、シンクロメッシュ機構を構成する機械要素であってもよい。

カウンタシャフト２０は、軸方向における一端部の外周面に小径部２０３を有する。小径部２０３の外周面には全周にわたり係止溝２０４が形成されている。

以上のようなカウンタシャフト２０は、小径部２０３に外嵌された転がり軸受２４（図示の場合、円すいころ軸受）を介して変速機２のケース２３に支持されている。この状態で、カウンタシャフト２０は、ケース２３に対して回転可能である。

上述のケース２３は、カウンタシャフト２０の軸方向における一端部を挿入可能な凹部２３０を有する。具体的には、凹部２３０は、軸方向における一方側（図１、２の左側）から順に小径凹部２３０ａ、中径凹部２３０ｃ、および大径凹部２３０ｅを有する。

上述の転がり軸受２４の外輪２４１は、大径凹部２３０ｅに嵌合されている。このような外輪２４１の軸方向における一端面は、中径凹部２３０ｃと大径凹部２３０ｅとの間の段部に当接している。

一方、転がり軸受２４の内輪２４２は、カウンタシャフト２０の小径部２０３に圧入により固定されている。このような内輪２４２の軸方向における他端面は、軸方向における他方側に設けられたクラッチハブ２５の一部と当接している。

内輪２４２の軸方向における一端面は、小径部２０３の係止溝２０４に係止された止め輪２６（本実施形態の場合、Ｃリング）に当接している。このようにして内輪２４２は軸方向両側の位置決めを図られている。

なお、本実施形態の場合、転がり軸受２４は、内輪２４２の内輪軌道および外輪２４１の外輪軌道の小径側が、軸方向における一方側に配置されている。転がり軸受２４は、たとえば、玉軸受であってもよい。

[１．３ 変速機の潤滑装置の具体的構成について]
次に、本実施形態に係る変速機の潤滑装置１の具体的構成について説明する。変速機の潤滑装置１は、ポンプおよび油路（たとえば、ホースなど）などを含んで構成される潤滑油供給部（図示省略）、ノズル１０、およびシール部材１１を有する。

[１．３.１ 潤滑油供給部について]
潤滑油供給部は、たとえば、変速機２のケース２３の下部に溜まった潤滑油を汲み上げるポンプと、一端が当該ポンプの吐出口に、他端がケース２３の凹部２３０に、それぞれ接続された油路（図示省略）とを含んで構成される。たとえば、当該油路の他端は、凹部２３０の小径凹部２３０ａ（図１、２に破線Ｘで示す部分）に開口している。このような潤滑油供給部については、従来から知られている構造を採用できるため、詳しい説明は省略する。

[１．３.２ ノズルについて]
ノズル１０は、たとえば、金属製あるいは合成樹脂製であって、潤滑油供給部から供給された潤滑油をカウンタシャフト２０の軸方向油路２０１に噴射する。以下、ノズル１０の具体的な構造について説明する。

ノズル１０は、図２に示すように、ノズル本体１００、ノズル側円輪部１０１、およびノズル側嵌合筒部１０２を有する。ノズル本体１００は、筒状であって、外径がカウンタシャフト２０の軸方向油路２０１の直径（つまり、カウンタシャフト２０の内径）よりも小さい。

このようなノズル本体１００は、軸方向における一端側の開口部から軸方向油路２０１に挿入されている。この状態で、ノズル本体１００の外周面と軸方向油路２０１の内周面との間には、所定の大きさの径方向隙間１２が存在している。

ノズル側円輪部１０１は、ノズル本体１００から径方向における外側に延在している。具体的には、ノズル側円輪部１０１は、円輪状であって、径方向における内側の端部が、ノズル本体１００の軸方向における一端部に連続している。ノズル側円輪部１０１の外径は、カウンタシャフト２０の小径部２０３の外径よりも大きく、凹部２３０の中径凹部２３０ｃの内径よりも小さい。

このようなノズル側円輪部１０１は、カウンタシャフト２０よりも軸方向の一方側に配置されている。ノズル側円輪部１０１の軸方向における他側面は、カウンタシャフト２０の軸方向における一端面にわずかな軸方向隙間１３を介して近接対向している。

また、ノズル側円輪部１０１の径方向における外側の端部は、小径凹部２３０ａと中径凹部２３０ｃとの間の第一段部２３０ｆよりも軸方向の他方側に配置されている。ノズル側円輪部１０１の軸方向における一側面と、第一段部２３０ｆとは、軸方向のわずかな隙間を介して対向している。

この状態で、凹部２３０の小径凹部２３０ａとノズル側円輪部１０１との間に、上述の潤滑油供給部から供給された潤滑油が存在できるオイル用空間１４が形成される。

ノズル側嵌合筒部１０２は、ノズル側円輪部１０１から軸方向の他方側に延在している。具体的には、ノズル側嵌合筒部１０２は、円筒状であって、軸方向の一端部が、ノズル側円輪部１０１の径方向における外側の端部に連続している。ノズル側嵌合筒部１０２の外径は、中径凹部２３０ｃの内径よりもわずかに小さい。

このようなノズル側嵌合筒部１０２は、中径凹部２３０ｃの径方向における内側に配置されている。この状態で、ノズル側嵌合筒部１０２の外周面は、中径凹部２３０ｃの内周面と径方向のわずかな隙間を介して対向している。なお、ノズル側嵌合筒部１０２の外周面は、中径凹部２３０ｃの内周面に圧入されていてもよい。

また、ノズル側嵌合筒部１０２の軸方向における他端面は、転がり軸受２４の外輪２４１の軸方向における一端面と、軸方向のわずかな隙間を介して対向している。

[１．３.３ シール部材について]
シール部材１１は、たとえば、全体がゴム製であって、ノズル本体１００の外周面と、当該外周面と径方向に対向するカウンタシャフト２０の内周面との間に設けられている。このようなシール部材１１は、軸方向油路２０１内の潤滑油が、径方向隙間１２を通ってカウンタシャフト２０の軸方向における一端から流出することの防止を目的として設けられている。

以下、図３を参照して、シール部材１１の具体的な構造について説明する。シール部材１１は、嵌合部１１０およびシールリップ１１１を有する。

嵌合部１１０は、カウンタシャフト２０の内周面に圧入により固定されている。具体的には、嵌合部１１０は、筒状であって、カウンタシャフト２０の内周面においてノズル本体１００の外周面と径方向に対向する部分に圧入されている。

このような嵌合部１１０は、金属製で筒状の芯金１１２、およびゴム製で円筒状の弾性筒部１１３を有する。

弾性筒部１１３は、芯金１１２の内周面に全周にわたり固定されている。このような弾性筒部１１３は、たとえば、加硫接着またはインサート成形により芯金１１２に固定されている。

以上のような嵌合部１１０の厚さ寸法Ｈ_１は、シールリップ１１１の厚さ寸法Ｈ_２とほぼ同じである。ただし、上述の芯金１１２を有しているため、嵌合部１１０の剛性は、シールリップ１１１の剛性よりも高い。

シールリップ１１１は、嵌合部１１０から径方向の内側に延在している。具体的には、シールリップ１１１は、円輪状であって、径方向の外側の端部が、嵌合部１１０の軸方向における一端部に連続している。

また、シールリップ１１１は、径方向の内側に向かうほど軸方向の他方側（図１、２の右側）に向かう方向に傾斜している。このようなシールリップ１１１の自由状態における先端部の直径は、ノズル本体１００の外径よりも小さい。したがって、シールリップ１１１の先端部は、ノズル本体１００の外周面に締め代を有する状態で摺接している。

以上のようなシールリップ１１１は、シールリップ１１１よりも軸方向における他方側に存在する潤滑油の圧力に基づいて、シールリップ１１１の先端部をノズル本体１００の外周面に押し付けるように弾性変形する。

具体的には、シールリップ１１１は、たとえば、図４Ａにおいて矢印Ｐａで示すような圧力が加わると、図４Ｂに示す状態に弾性変形する。この状態で、シールリップ１１１の先端部は、ノズル本体１００の外周面に押し付けられている。これによりシールリップ１１１の先端部が摩耗した場合でも、シールリップ１１１とノズル本体１００との摺接部の面圧が適切な大きさに維持される。

また、シールリップ１１１の形状は、図示の場合に限定されず、たとえば、シールリップ１１１の自由状態において、図４Ｂに示すような湾曲状であってもよい。

[１．４ 本実施形態の作用・効果について]
以上のような構成を有する本実施形態の変速機の潤滑装置１によれば、カウンタシャフト２０に設けられたカウンタギヤ２２およびニードルベアリング２１などの機械要素に十分な潤滑油を供給できる。以下、この理由について説明する。

上述の潤滑油供給部からオイル用空間１４に潤滑油が供給されると、当該潤滑油は、カウンタシャフト２０の軸方向油路２０１にノズル１０により噴射される（図１の矢印α１参照）。このように噴射された潤滑油の一部は、図１、２において破線の矢印β１で示すように、軸方向油路２０１から流出しようとする。このように流出しようとする潤滑油に対して、本実施形態では、ノズル本体１００の外周面とカウンタシャフト２０の内周面との間に、潤滑油の流出を防止するシール部材１１が設けられている。これにより軸方向油路２０１内の潤滑油が適量に維持されるため、上述のカウンタギヤ２２およびニードルベアリング２１に十分な量の潤滑油が供給される。

なお、本実施形態の場合、転がり軸受２４が円すいころ軸受である。このような円すいころ軸受には、運転時に、潤滑油が、外輪２４１と内輪２４２との間を図１、２の左から右に向けて流れるポンプ作用が生じる。ポンプ作用は、軸方向油路２０１からの潤滑油の流出を促すように作用する。ただし、本実施形態の変速機の潤滑装置１によれば、このようなポンプ作用が生じた場合でも、潤滑油が軸方向油路２０１から流出することを防止できる。

[１．５ 付記]
上述のような本実施形態に係るシール部材１１は、潤滑油の流出を防止するための形状を有している。ただし、シール部材は、所定量の潤滑油をシール部材よりも軸方向の一方側に、意図的に流出させる構造であってもよい。以下、このようなシール部材の構造について、図５、６を参照して説明する。

図５は、変形例１に係るシール部材１１ａの断面図である。シール部材１１ａは、シールリップ１１１ａに複数の流量調整孔１１４（単に、流量調整部ともいう。）が形成されている。

このような各流量調整孔１１４は、シールリップ１１１ａの円周方向における複数箇所（図示の場合９０°間隔で４箇所）に、シールリップ１１１ａを軸方向に貫通する状態で形成されている。

シールリップ１１１ａよりも軸方向における他方側に存在する潤滑油は、各流量調整孔１１４を通って、シールリップ１１１ａよりも軸方向における一方側に流出できる。このように流出した潤滑油は、径方向隙間１２および軸方向隙間１３を通って転がり軸受２４に供給される（図１、２参照）。

流出する潤滑油の量は、各流量調整孔１１４の数、形状、大きさを変えることにより細かく調整できる。また、転がり軸受２４に供給される潤滑油の量は、軸方向隙間１３の軸方向寸法を変えることにより調整してもよい。

また、図６は、変形例２に係るシール部材１１ｂの断面図である。シール部材１１ｂは、シールリップ１１１ｂに複数の流量調整切り欠き１１５（単に、流量調整部ともいう。）が形成されている。

このような各流量調整切り欠き１１５は、シールリップ１１１ｂの先端部の円周方向における複数箇所（図示の場合９０°間隔で４箇所）に形成されている。このような変形例２に係るシール部材１１ｂの作用・効果は、上述の変形例１に係るシール部材１１ａの作用・効果と同様である。

また、上述したような本実施形態に係るシール部材１１は、嵌合部１１０の剛性が、シールリップ１１１の剛性よりも高い。嵌合部の剛性をシールリップの剛性よりも高くできる構造の一例として、図７に示すシール部材１１ｃの構造が挙げられる。

図７は、変形例３に係るシール部材１１ｃの部分断面図である。変形例３に係るシール部材１１ｃは、嵌合部１１０ｃの厚さ寸法Ｈ_１が、シールリップ１１１の厚さ寸法Ｈ_２よりも大きい。これにより嵌合部１１０ｃの剛性が、シールリップ１１１の剛性よりも高くなる。

なお、図８は、変形例４に係るシール部材１１ｄの部分断面図である。変形例４に係るシール部材１１ｄの嵌合部１１０ｄは、上述の本実施形態に係る嵌合部１１０の芯金１１２を有していない。すなわち、嵌合部１１０ｄは、全体がゴム製の筒状部材により構成されている。

このような嵌合部１１０ｄの厚さ寸法Ｈ_１は、シールリップ１１１の厚さ寸法Ｈ_２とほぼ同じである。したがって、嵌合部１１０ｄの剛性は、シールリップ１１１の剛性とほぼ同じである。

本発明は、ＡＭＴ、あるいはマニュアルトランスミッションなどの変速機に適用できる。

１ 変速機の潤滑装置
１０ ノズル
１００ ノズル本体
１０１ ノズル側円輪部
１０２ ノズル側嵌合筒部
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ シール部材
１１０、１１０ｃ、１１０ｄ 嵌合部
１１１、１１１ａ、１１１ｂ シールリップ
１１２ 芯金
１１３ 弾性筒部
１１４ 流量調整孔
１１５ 流量調整切り欠き
１２ 径方向隙間
１３ 軸方向隙間
１４ オイル用空間
２ 変速機
２０ カウンタシャフト
２０１ 軸方向油路
２０２ 径方向油路
２０３ 小径部
２０４ 係止溝
２１ ニードルベアリング
２２ カウンタギヤ
２３ ケース
２３０ 凹部
２４ 転がり軸受
２６ 止め輪

Claims (6)

1. 変速機に組み込まれる回転軸の内部に形成された軸方向油路および径方向油路を介して、前記回転軸に設けられた機械要素に潤滑油を供給する変速機の潤滑装置であって、
   前記回転軸の軸方向における一端側の開口部から前記軸方向油路に挿入され、前記軸方向油路に潤滑油を供給するノズルと、
   前記ノズルの外周面と前記回転軸の内周面との間に設けられたシール部材と、を備える
   変速機の潤滑装置。
2. 前記シール部材は、前記回転軸の内周面に嵌合される筒状の嵌合部と、先端部が前記ノズルの外周面に全周にわたり摺接したシールリップと、を有する、請求項１に記載の変速機の潤滑装置。
3. 前記嵌合部の剛性が、前記シールリップの剛性よりも高い、請求項２に記載の変速機の潤滑装置。
4. 前記シールリップは、前記シールリップよりも前記回転軸の軸方向における他方側に存在する前記潤滑油の圧力に基づいて、前記シールリップの先端部が前記ノズルの外周面に押し付けられるように弾性変形する、請求項２〜３の何れか１項に記載の変速機の潤滑装置。
5. 前記シールリップは、前記回転軸の径方向における内側に向かうほど、前記回転軸の軸方向における他方側に向かう方向に傾斜した円輪状である、請求項２〜４の何れか１項に記載の変速機の潤滑装置。
6. 前記シールリップに潤滑油が通過可能な流量調整部が設けられている、請求項２〜５の何れか１項に記載の変速機の潤滑装置。

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