JP2020012500A

JP2020012500A - 油捕集部材及び、潤滑構造

Info

Publication number: JP2020012500A
Application number: JP2018134304A
Authority: JP
Inventors: 将明与那覇; Masaaki Yonaha
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2020-01-23

Abstract

【課題】潤滑性能を効果的に向上する。【解決手段】回転軸２０と一体回転可能な第１ギヤ２１に第２ギヤ４１が噛合するギヤ装置１０の油捕集部材６０であって、一端側から他端側に向かって縮径する円筒テーパ状に形成されると共に、その筒内に回転軸２０が所定の空隙を隔てて挿通される本体部６１を有しており、本体部６１は、一端側の大径開口部６２を第１ギヤ２１と第２ギヤ４１との噛合部Ｇに臨ませると共に、他端側の小径開口部６３の回転軸２０周りの被潤滑要素３３に臨ませるように配される。【選択図】図１

Description

本開示は、油捕集部材及び、潤滑構造に関し、特にギヤ装置の油捕集部材及び、潤滑構造に関する。

一般的に、変速機等のギヤ装置のケース内には、噛合要素や摺動要素に発生する摩耗を低減するための潤滑油が封入されている。例えば、特許文献１には、互いに噛合する一対のギヤの噛合部に開口する径方向油路を備え、噛合部からギヤの噛み合いにより押し出される潤滑油を径方向油路に導くようにした構造が開示されている。

特開２０１７−１１６０３２号公報

ところで、ギヤ装置においては、回転軸がギヤと一体に高速回転すると、ギヤの噛合部から押し出される潤滑油に大きな遠心力が作用することになる。このため、例えば高速回転時には、遠心力の影響により噛合部から径方向油路に対して潤滑油が流れ込み難くなり、潤滑性能を十分に確保できなくなる可能性がある。

本開示の技術は、潤滑性能を効果的に向上することを目的とする。

本開示の技術は、回転軸と一体回転可能な第１ギヤに第２ギヤが噛合するギヤ装置の油捕集部材であって、一端側から他端側に向かって縮径する円筒テーパ状に形成されると共に、その筒内に前記回転軸が所定の空隙を隔てて挿通される本体部を有しており、該本体部は、一端側の大径開口部の少なくとも一部を前記第１ギヤと前記第２ギヤとの噛合部に臨ませると共に、他端側の小径開口部の少なくとも一部を前記回転軸周りの被潤滑要素に臨ませるように配されることを特徴とする。

また、前記大径開口部の開口径が前記第１ギヤの外径と同径又は、前記第１ギヤの外径よりも大径に形成されていることが好ましい。

また、前記本体部の内筒面に、前記大径開口部側から前記小径開口部側に向かって螺旋状に延びる凸条又は凹溝が設けられていることが好ましい。

また、前記被潤滑要素が前記回転軸を軸支するベアリングであってもよい。

本開示の技術は前記油捕集部材を備えた潤滑構造であって、前記回転軸と同軸上に配されると共に、前記回転軸に臨む端面に前記回転軸の端部を受容する円筒穴が形成されており、該円筒穴に前記ベアリングを介して前記回転軸を軸支する他の回転軸と、前記回転軸の内部を軸方向に延びる軸方向油路と、前記噛合部に開口すると共に、前記第１ギヤ及び前記回転軸の内部を径方向に延びて前記軸方向油路と連通する第１径方向油路と、前記回転軸の内部を前記軸方向油路から前記ベアリングに向けて径方向に延びる第２径方向油路と、を備えることを特徴とする。

また、前記回転軸の回転力が前記他の回転軸に減速ギヤ列を経由して伝達され、前記本体部が固定部を介して前記他の回転軸に一体回転可能に固定されることが好ましい。

本開示の技術によれば、潤滑性能を効果的に向上することがきる。

本実施形態に係るギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。各シャフトが回転している状態の潤滑油の流れを説明する模式図である。他の実施形態に係るギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る油捕集部材及び、潤滑構造について説明する。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。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係るギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。ギヤ装置は、例えば、アウトプットリダクションタイプの変速機１０であって、変速機ケース１１内には潤滑油が封入されている。

また、変速機ケース１１には、インプットシャフト２０（回転軸の一例）、アウトプットシャフト３０（他の回転軸の一例）及び、カウンタシャフト４０が不図示の軸受等を介して回転可能に軸支されている。インプットシャフト２０及び、アウトプットシャフト３０は、同軸上に配置されている。カウンタシャフト４０は、インプットシャフト２０及びアウトプットシャフト３０に平行に配置されている。

インプットシャフト２０には、入力メインギヤ２１（第１ギヤの一例）が一体的に設けられている。カウンタシャフト４０には、入力カウンタギヤ４１（第２ギヤの一例）が相対回転可能に設けられている。入力メインギヤ２１のギヤ歯２２は、入力カウンタギヤ４１のギヤ歯４２と常時噛合する。なお、図示は省略するが、カウンタシャフト４０には、入力カウンタギヤ４１をカウンタシャフト４０と同期結合させる同期装置が設けられている。

アウトプットシャフト３０には、出力メインギヤ３１が一体的に設けられている。なお、出力メインギヤ３１は、スプライン嵌合等によりアウトプットシャフト３０に一体回転可能に設けられる別体のギヤであってもよい。この出力メインギヤ３１は、カウンタシャフト４０に一体回転可能に設けられた出力カウンタギヤ４４と常時噛合する。

出力メインギヤ３１の歯数は、出力カウンタギヤ４４の歯数よりも多く設定されており、これら各ギヤ３１，４４により減速ギヤ列ＧＲが構成されている。すなわち、インプットシャフト２０から入力メインギヤ２１及び入力カウンタギヤ４１（又は、不図示の他の入力ギヤ列）を経由してカウンタシャフト４０に伝達される回転力が、減速ギヤ列ＧＲにて減速されてアウトプットシャフト３０に伝達されるようになっている。

アウトプットシャフト３０には、入力側の端面３８から軸方向に窪む円筒穴３２が設けられている。円筒穴３２の穴径は、インプットシャフト２０の外径よりも大径に形成されており、円筒穴３２内にはインプットシャフト２０の出力端が受容される。この円筒穴３２には、ニードルベアリング３３（軸受の一例）を介してインプットシャフト２０の出力端が回転可能に軸支されている。なお、インプットシャフト２０を軸支する軸受はニードルベアリングに限定されず、他のベアリングであってもよい。

インプットシャフト２０には、軸方向油路５０、第１径方向油路５１及び、第２径方向油路５２が設けられている。軸方向油路５０は、インプットシャフト２０の軸心を軸方向に延設されている。軸方向油路５０の上流端は、インプットシャフト２０の入力メインギヤ２１が設けられている部位に位置する。また、軸方向油路５０の下流端は、インプットシャフト２０の出力端に開口する。

第１径方向油路５１は、入力メインギヤ２１のギヤ歯２２の歯底部に開口すると共に、入力メインギヤ２１及びインプットシャフト２０の内部を径方向に延びて軸方向油路５０と連通する。第２径方向油路５２は、インプットシャフト２０の出力側端部を軸方向油路５０から径方向に延びると共に、ニードルベアリング３３に臨んで開口する。

以上のように構成された各油路５０〜５２によれば、変速機ケース１１内を飛散して各ギヤ歯２２，４２の噛合部Ｇに流れ込んだ潤滑油は、噛合部Ｇからギヤ噛合いによってギヤ径方向に押し出されて第１側径方向油路５１に供給される。第１径方向油路５１を流れた潤滑油は、軸方向油路５０から第２径方向油路５２を経由してニードルベアリング３３に供給されるようになっている。

本実施形態において、油捕集部材６０は、入力メインギヤ２１と出力メインギヤ３１との間に配置されている。以下、油捕集部材６０の詳細について説明する。

［油捕集部材］
油捕集部材６０は、インプットシャフト２０の入力メインギヤ２１よりも出力側且つ、円筒穴３２よりも入力側の部位を挿通させる本体部６１と、アウトプットシャフト３０側に固定される固定部６５とを備えている。なお、固定部６５を固定する部位は、アウトプットシャフト３０側に限定されず、インプットシャフト２０側、或は、変速機ケース１１等の他の部位に固定してもよい。

本体部６１は、入力メインギヤ２１側（一端側）から円筒穴３２側（他端側）に向かって縮径する円筒テーパ状に形成されている。本体部６１は、大径開口部６２から小径開口部６３に亘って、その筒内径をインプットシャフト２０の外径よりも大径に形成されている。また、本体部６１の筒軸方向長さは、好ましくは、入力メインギヤ２１の側面２４とアウトプットシャフト３０の端面３８との離間長さよりも僅かに短く形成されている。

大径開口部６２は、入力メインギヤ２１の側面２４（各ギヤ歯２２，４２の噛合部Ｇを含む）に臨んで開口する。大径開口部６２の開口径は、好ましくは入力メインギヤ２１のギヤ外径と略同径又は、当該ギヤ外径よりも僅かに大径に形成されている。小径開口部６３は、円筒穴３２に臨んで開口する。本実施形態において、小径開口部６３の開口径は、円筒穴３２の穴径と略同径又は、当該穴径よりも僅かに大径に形成されているが、潤滑油を供給可能な寸法であれば、円筒穴３２の穴径よりも小径に形成されてもよい。

固定部６５は、略円柱状を呈しており、本体部６１の外筒面から筒軸方向に略平行に出力メインギヤ３１に向けて延設されている。固定部６５は、好ましくは、複数本が本体部６１の外筒面に周方向に所定のピッチ（例えば、４本が９０度ピッチ）で設けられている。固定部６５は、例えば、不図示の雄ネジと雌ネジとを螺合締結することにより固定される。なお、固定部６５は、螺合締結に限定されず、その他種々の固定または支持方法により固定または支持されてもよい。

本実施形態において、油捕集部材６０は、本体部６１の筒軸心がインプットシャフト２０の軸心と略一致するように出力メインギヤ３１（アウトプットシャフト３０）に一体回転可能に取り付けられる。すなわち、油捕集部材６０を取り付けると、本体部６１の内筒面とインプットシャフト２０の外周面との間には、入力メインギヤ２１側から円筒穴３２側に向かって先細りする空間Ｓが区画形成されるようになっている。この空間部Ｓには、各ギヤ２１，４１の回転に伴い噛合部Ｇから軸方向に吐出される潤滑油が導入される。

次に、図２に基づいて、本実施形態の作用効果を説明する。

図２は、各シャフト２０，３０，４０が回転している状態の潤滑油の流れを説明する模式図である。例えば、インプットシャフト２０が低速回転するときは、各ギヤ歯２２，４２の噛合部Ｇから径方向に押し出される潤滑油は、遠心力の影響を大きく受けることなく、第１径方向油路５１、軸方向油路５０、第２径方向油路５２の順に流れてニードルベアリング３３に効果的に供給される（図中破線矢印参照）。この際、噛合部Ｇから軸方向に吐出される潤滑油も、油捕集部材６０の本体部６１の内筒面によって捕集され、空間部Ｓ内を流通して円筒穴３２からニードルベアリング３３に供給される（図中実線矢印参照）。

すなわち、インプットシャフト２０が低速回転するときは、ニードルベアリング３３に対して、図中破線矢印で示す経路及び、図中実線矢印で示す経路の二系統の油路から潤滑油が効果的に供給されるようになる。

一方、インプットシャフト２０が高速回転するときは、噛合部Ｇから径方向に押し出される潤滑油は、遠心力の影響を大きく受けるため、第１径方向油路５１に導入され難くなる。このため、図中破線矢印で示す経路の潤滑油量は減少することになる。

これに対し、高速回転時に噛合部Ｇから軸方向に吐出される図中実線矢印で示す潤滑油は、第１径方向油路５１に導入されなかった潤滑油を含め、より多くの潤滑油が、油捕集部材６０の本体部６１内筒面に向けて強く吐出されるようになる。すなわち、高速回転時は、噛合部Ｇから軸方向に強く吐出される潤滑油が、本体部６１の内筒面によって捕集されて空間部Ｓを流通し、円筒穴３２からニードルベアリング３３に供給されるように構成されている。これにより、インプットシャフト２０の高速回転時においても、ニードルベアリング３３に対する潤滑油供給量を効果的に確保することが可能となり、潤滑性能を確実に向上することができる。

また、油捕集部材６０は、減速ギヤ列ＧＲによってインプットシャフト２０よりも低速回転するアウトプットシャフト３０に一体回転可能に設けられている。これにより、油捕集部材６０をインプットシャフト２０側に固定する場合に比べ、本体部６１内に捕集した潤滑油を、回転による遠心力の影響を大きく受けることなく、ニードルベアリング３３に向けて円滑に流通させることが可能になる。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。

例えば、図３に示すように、本体部６１の内筒面に、大径開口部６２側から小径開口部６３側に向かって螺旋状に延びる凸条６９（又は凹溝）を設けて構成してもよい。このような螺旋状の凸条６９（又は凹溝）を設けることにより、本体部６１内における潤滑油の流れを効果的に促進させることが可能になる。

また、変速機１０は、図示例のアウトプットリダクションタイプに限定されず、インプットリダクションタイプであってもよい。インプットリダクションタイプの場合は、油捕集部材６０をインプットシャフトのプライマリギヤに隣接して配置すればよい。

また、油捕集部材６０は、インプットシャフト２０とアウトプットシャフト３０との間のニードルベアリング３３に潤滑油を供給するものとして説明したが、シャフトに相対回転可能な遊転ギヤを軸支するベアリング或は、隣接する同期装置等、他の被潤滑要素に潤滑油を供給するように構成してもよい。

また、本実施形態の適用は、変速機１０に限定されず、例えば、デファレンシャル装置等、潤滑油を封入するギヤケースを備える他のギヤ装置にも広く適用することが可能である。

１０変速機（ギヤ装置）
１１変速機ケース
２０インプットシャフト（回転軸）
２１入力メインギヤ（第１ギヤ）
３０アウトプットシャフト（他の回転軸）
３１出力メインギヤ（減速ギヤ列）
３２円筒穴
３３ニードルベアリング（被潤滑要素）
４０カウンタシャフト
４１入力カウンタギヤ（第２ギヤ）
４４出力カウンタギヤ（減速ギヤ列）
５０軸方向油路
５１第１径方向油路
５２第２径方向油路
６０油捕集部材
６１本体部
６２大径開口部
６３小径開口部
６５固定部

Claims

回転軸と一体回転可能な第１ギヤに第２ギヤが噛合するギヤ装置の油捕集部材であって、
一端側から他端側に向かって縮径する円筒テーパ状に形成されると共に、その筒内に前記回転軸が所定の空隙を隔てて挿通される本体部を有しており、該本体部は、一端側の大径開口部の少なくとも一部を前記第１ギヤと前記第２ギヤとの噛合部に臨ませると共に、他端側の小径開口部の少なくとも一部を前記回転軸周りの被潤滑要素に臨ませるように配される
ことを特徴とする油捕集部材。
前記大径開口部の開口径が前記第１ギヤの外径と同径又は、前記第１ギヤの外径よりも大径に形成されている
請求項１に記載の油捕集部材。
前記本体部の内筒面に、前記大径開口部側から前記小径開口部側に向かって螺旋状に延びる凸条又は凹溝が設けられている
請求項１又は２に記載の油捕集部材。
前記被潤滑要素が前記回転軸を軸支するベアリングである
請求項１から３の何れか一項に記載の油捕集部材。
請求項４に記載の油捕集部材を備えた潤滑構造であって、
前記回転軸と同軸上に配されると共に、前記回転軸に臨む端面に前記回転軸の端部を受容する円筒穴が形成されており、該円筒穴に前記ベアリングを介して前記回転軸を軸支する他の回転軸と、
前記回転軸の内部を軸方向に延びる軸方向油路と、
前記噛合部に開口すると共に、前記第１ギヤ及び前記回転軸の内部を径方向に延びて前記軸方向油路と連通する第１径方向油路と、
前記回転軸の内部を前記軸方向油路から前記ベアリングに向けて径方向に延びる第２径方向油路と、を備える
ことを特徴とする潤滑構造。
前記回転軸の回転力が前記他の回転軸に減速ギヤ列を経由して伝達され、前記本体部が固定部を介して前記他の回転軸に一体回転可能に固定される
請求項５に記載の潤滑構造。