JP2020026797A - ギヤ装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の掻き上げによる撹拌抵抗の増加を効果的に抑制する。【解決手段】底部に潤滑油が貯留されたギヤケース４０と、ギヤケース４０内に収容されると共に、少なくともその一部を潤滑油に浸漬させた下側ギヤ６２及び、下側ギヤ６２と噛合する上側ギヤ６３を含むギヤ対Ｇ２と、ギヤケース４０の内側面から上側ギヤ６３又は下側ギヤ６２の何れか一方の外周面に向けて突出して設けられており、下側ギヤ６２によって掻き上げられる潤滑油のギヤケース４０と上側ギヤ６３との間への流れ込みを抑制する規制突起８０Ａ，８０Ｂとを備えた。【選択図】図２

Description

本開示は、ギヤ装置の潤滑構造に関する。

一般的に、変速機等のギヤ装置のケース底部には、噛合要素や摺動要素等に発生する摩耗を低減するための潤滑油が貯留されている。

この種のギヤ装置の一例として、例えば、特許文献１には、潤滑油を貯留する変速機ケース内を仕切壁によって入力側の幅広のギヤケースと、出力側の幅狭のギヤケースとに区画し、上下に配置された減速ギヤ対を出力側のギヤケース内に収容したアウトプットリダクションタイプの変速機が開示されている。

特開２００５−１０６１０１号公報

ところで、上記文献記載の構造のように、上下に配置された噛合ギヤ対を幅狭のギヤケース内に収容すると、下側のギヤによってケース底部側から掻き上げられた潤滑油の飛沫は、上側のギヤ歯先とギヤケースの内周面との間のクリアランスに流れ込むことになる。このため、当該クリアランスを狭くすると、特にバックラッシュの小さいギヤ対の場合には、いわゆる外接型ギヤポンプと同様の作用によって撹拌抵抗の増加を招く可能性がある。一方、撹拌抵抗を低減すべく、上側のギヤとギヤケースとのクリアランスを大きく確保すると、装置全体の大型化や重量増加等を招くといった課題がある。

本開示の技術は、潤滑油の掻き上げによる撹拌抵抗の増加を効果的に抑制することを目的とする。

本開示の技術は、底部に潤滑油が貯留されたギヤケースと、前記ギヤケース内に収容されると共に、少なくともその一部を前記潤滑油に浸漬させた下側ギヤ及び、該下側ギヤと噛合する上側ギヤを含むギヤ対と、前記ギヤ対の外周を覆う前記ギヤケースの内側面から前記上側ギヤ又は前記下側ギヤの何れか一方の外周面に向けて突出して設けられており、前記下側ギヤによって掻き上げられる潤滑油の前記ギヤケースと前記上側ギヤとの間への流れ込みを抑制する突起と、を備えることを特徴とする。

また、前記突起が、前記上側ギヤの外周面に向けて突出すると共に、その突出端と前記上側ギヤの歯先との間にクリアランスを設けることが好ましい。

また、前記上側ギヤの歯数が前記下側ギヤの歯数よりも多く設定されてもよい。

また、前記ギヤケース内には、入力軸、出力軸及び、該入力軸と該出力軸とに対して並行に延びる副軸が設けられており、前記入力軸及び前記副軸に一次減速ギヤ対が設けられており、前記副軸及び前記出力軸に二次減速ギヤ対としての前記ギヤ対が設けられており、前記ギヤケース内が仕切壁によって、前記一次減速ギヤ対を収容する第１ギヤ収容室と、前記二次減速ギヤ対を収容する第２ギヤ収容室とに仕切られてもよい。

また、前記入力軸には、車両に搭載された駆動力源としてのモータが接続されており、前記出力軸には、前記車両の駆動輪が接続されてもよい。

本開示の技術によれば、潤滑油の掻き上げによる撹拌抵抗の増加を効果的に抑制することがきる。

本実施形態に係るギヤ装置を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係る第２ギヤケースを径方向に切り欠いて示す模式的な縦断面図である。 他の実施形態に係る第２ギヤケースを径方向に切り欠いて示す模式的な縦断面図である。 他の実施形態に係る規制突起を示す模式的な縦断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るギヤ装置の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を示す模式的な断面図である。車両１には、駆動力源の一例として電動モータＭが搭載されている。電動モータＭのモータ出力軸ＭＳは、減速機１０（ギヤ装置の一例）のインプットシャフト１１に、スプライン嵌合等により一体回転可能に接続されている。

減速機１０は、インプットシャフト１１（入力軸）、アウトプットシャフト１２（出力軸）及び、カウンタシャフト１３（副軸）を備えている。カウンタシャフト１３は、インプットシャフト１１及びアウトプットシャフト１２の下方に、これらのシャフト１１，１２に対して並行に設けられている。

インプットシャフト１１及び、カウンタシャフト１３には、一次減速ギヤ対Ｇ１が設けられている。また、カウンタシャフト１３及び、アウトプットシャフト１２には、二次減速ギヤ対Ｇ２が設けられている。

アウトプットシャフト１２には、プロペラシャフトＰＳが接続され、プロペラシャフトＰＳには、不図示のデファレンシャルギヤ装置が接続されている。さらに、デファレンシャルギヤ装置には、何れも不図示の左右の駆動輪が左右の駆動軸を介してそれぞれ接続されている。

すなわち、電動モータＭの駆動力が、一次減速ギヤ対Ｇ１及び二次減速ギヤ対Ｇ２にて、これらのギヤ比に応じて減速された後、プロペラシャフトＰＳからデファレンシャルギヤ装置、左右の駆動軸を介して左右の駆動輪にそれぞれ伝達されるように構成されている。

また、減速機１０は、その底部に潤滑油が貯留されたギヤケース２０を備えている。ギヤケース２０は、入力側の第１ギヤケース３０と、出力側の第２ギヤケース４０とを有する。これら第１ギヤケース３０及び、第２ギヤケース４０は、互いにフランジ部３０Ｆ，４０Ｆを不図示のボルト等で締結することにより接合されている。

なお、図中において、破線ＯＬは、各ギヤケース３０，４０の底部に貯留された潤滑油の液面レベルを模式的に示している。潤滑油は、各ギヤケース３０，４０内に、好ましくは、その液面レベルＯＬが側方視でカウンタシャフト１３の軸心位置に達するように貯留されている。

第２ギヤケース４０には、ギヤケース２０内を入力側の第１ギヤ収容室Ｒ１と、出力側の第２ギヤ収容室Ｒ２とに仕切る仕切壁５０が設けられている。すなわち、仕切壁５０によって、ギヤケース２０内に互いに隣接する第１ギヤ収容室Ｒ１及び、第２ギヤ収容室Ｒ２が区画形成されている。なお、仕切壁５０は、第１ギヤケース３０側に設けられてもよい。

第１ギヤ収容室Ｒ１内には、一次減速ギヤ対Ｇ１が収容されている。一次減速ギヤ対Ｇ１は、インプットシャフト１１に一体回転可能に設けられた入力ギヤ６０と、カウンタシャフト１３に一体回転可能に設けられて、入力ギヤ６０と常時噛合する第１カウンタギヤ６１とを有する。第１カウンタギヤ６１のギヤ歯数は、入力ギヤ６０のギヤ歯数よりも多く設定されている。これら入力ギヤ６０と第１カウンタギヤ６１とのギヤ比は、電動モータＭの出力特性等に応じた所望の減速比が得られるように適宜に設定すればよい。

第２ギヤ収容室Ｒ２内には、二次減速ギヤ対Ｇ２が収容されている。二次減速ギヤ対Ｇ２は、カウンタシャフト１３に一体回転可能に設けられた第２カウンタギヤ６２（下側ギヤの一例）と、アウトプットシャフト１２に一体回転可能に設けられて、第２カウンタギヤ６２と常時噛合する出力ギヤ６３（上側ギヤの一例）とを有する。出力ギヤ６３のギヤ歯数は、第２カウンタギヤ６２のギヤ歯数よりも多く設定されている。これら第２カウンタギヤ６２と出力ギヤ６３とのギヤ比は、電動モータＭの出力特性等に応じた所望の減速比が得られるように適宜に設定すればよい。

第１ギヤケース３０は、一次減速ギヤ対Ｇ１を周方向に覆う略筒状の第１周壁部３１と、第１周壁部３１の入力側開口を塞ぐ第１側壁部３２とを有する。第１周壁部３１の筒内径は、各ギヤ対６０，６１の直径を加算した値よりも長く形成されている。

第１側壁部３２には、インプットシャフト１１を挿通させる第１貫通孔３３が設けられている。第１貫通孔３３には、入力側から順に、リング状の第１オイルシール７０及び、第１ベアリングＢ１が設けられている。第１オイルシール７０は、インプットシャフト１１の外周面と第１貫通孔３３の内周面との隙間を封止する。第１ベアリングＢ１は、インプットシャフト１１の入力ギヤ６０よりも入力側の部位を回転可能に軸支する。

また、第１側壁部３２の第１貫通孔３３よりも下方の内側面には、第３ベアリングＢ３を収容保持する有底円筒状の第１円筒穴３４が凹設されている。第３ベアリングＢ３は、カウンタシャフト１３の入力端を回転可能に軸支する。

第２ギヤケース４０は、二次減速ギヤ対Ｇ２を周方向に覆う略筒状の第２周壁部４１と、第２周壁部４１の出力側開口を塞ぐ第２側壁部４２と、第２周壁部４１の入力側開口を塞ぐ仕切壁５０とを有する。第２周壁部４１の筒内径は、各ギヤ対６２，６３の直径を加算した値よりも長く形成されている。

第２側壁部４２には、アウトプットシャフト１２を挿通させる第２貫通孔４３が設けられている。第２貫通孔４３には、入力側から順に、第８ベアリングＢ８及び、リング状の第２オイルシール７１が設けられている。第２オイルシール７１は、アウトプットシャフト１２の外周面と第２貫通孔４３の内周面との隙間を封止する。第８ベアリングＢ８は、アウトプットシャフト１２の出力ギヤ６３よりも出力側の部位を回転可能に軸支する。

また、第２側壁部４２の第２貫通孔４３よりも下方の内側面には、第６ベアリングＢ６を収容保持する有底円筒状の第２円筒穴４４が凹設されている。第２円筒穴４４は、その軸心が第１円筒穴３４の軸心と略一致するように設けられている。第６ベアリングＢ６は、カウンタシャフト１３の出力端を回転可能に軸支する。

仕切壁５０には、カウンタシャフト１３を挿通させる第３貫通孔５１が設けられている。第３貫通孔５１は、その軸心が第１円筒穴３４及び、第２円筒穴４４の軸心と略一致するように設けられている。第３貫通孔５１には、一対の第４及び第５ベアリングＢ４，Ｂ５が収容保持されている。これらベアリングＢ４，Ｂ５は、カウンタシャフト１３の第１カウンタギヤ６１と第２カウンタギヤ６２との間の部位を回転可能に軸支する。

また、仕切壁５０の第３貫通孔５１よりも上方の部位には、有底円筒状の第３円筒穴５２及び、第４円筒穴５３が凹設されている。第３円筒穴５２は、第１側壁部３２と対向する仕切壁５０に、第１貫通孔３３と略同軸上に位置して設けられている。第３円筒穴５２には、インプットシャフト１１の出力端を回転可能に軸支する第２ベアリングＢ２が収容保持されている。第４円筒穴５３は、第２側壁部４２と対向する仕切壁５０に、第２貫通孔４３と略同軸上に位置して設けられている。第４円筒穴５３には、アウトプットシャフト１２の入力端を回転可能に軸支する第７ベアリングＢ７が収容保持されている。

本実施形態において、第２ギヤケース４０の第２周壁部４１には、第２カウンタギヤ６２の回転に伴い第２ギヤケース４０の底部側から掻き上げられる潤滑油が、第２周壁部４１の内周面と出力ギヤ６３の歯先との間のクリアランスＣ１に流れ込むことを抑制する規制突起８０が設けられている。以下、規制突起８０の詳細について説明する。

［規制突起］
図２は、第２ギヤケース４０を径方向に切り欠いて示す模式的な縦断面図である。同図に示すように、第２ギヤケース４０の第２周壁部４１は、下方に向けて半円弧状に凸となる下側周壁部４１Ａと、上方に向けて半円弧状に凸となる上側周壁部４１Ｂと、これら上下の周壁部４１Ａ，４１Ｂの両端を繋ぐ一対の第１及び第２縦周壁部４１Ｃ，４１Ｄとを有する。

上側周壁部４１Ｂの内部には、出力ギヤ６３が部分的に収容されている。上側周壁部４１Ｂの内周面と、出力ギヤ６３の歯先との間には、略全周に亘って所定のクリアランスＣ１が確保されている。下側周壁部４１Ａの内部には、出力ギヤ６３よりもギヤ径の小さい、且つ、出力ギヤ６３よりも高速で回転する第２カウンタギヤ６２が部分的に収容されている。下側周壁部４１Ａの曲率半径は、上側周壁部４１Ｂの曲率半径よりも小さく形成されている。

各縦周壁部４１Ｃ，４１Ｄは、下側周壁部４１Ａの端部から上方に向けて略鉛直方向に直線状に延設されている。各縦周壁部４１Ｃ，４１Ｄの下端は、第２カウンタギヤ６２の回転軸心Ａ１よりも僅かに下方に位置している。すなわち、各縦周壁部４１Ｃ，４１Ｄの下端側の内側面と、下側周壁部４１Ａの内周面とにより画定される略円弧空間内に、第２カウンタギヤ６２の下側半分を浸漬させる潤滑油が貯留されている。各縦周壁部４１Ｃ，４１Ｄの上端は、各ギヤ６２，６３の噛合部Ｇよりも上方、且つ、出力ギヤ６３の回転軸心Ａ２よりも下方に位置している。

本実施形態において、第１規制突起８０Ａは、第１縦周壁部４１Ｃの上端側の内側面から出力ギヤ６３の外周面に向けて略水平方向（潤滑油の液面ＯＬに略並行する方向）に突出して設けられている。また、第２規制突起８０Ｂは、第２縦周壁部４１Ｄの上端側の内側面から出力ギヤ６３の外周面に向けて略水平方向（潤滑油の液面ＯＬに略並行する方向）に突出して設けられている。すなわち、各規制突起８０Ａ，８０Ｂは、その下面が第２ギヤケース４０の底部に貯留された潤滑油の液面ＯＬに対して略並行に対向するように設けられている。

これら各規制突起８０Ａ，８０Ｂの突出端と、出力ギヤ６３の歯先との間には、干渉を防止するための微小クリアランスＣ２が確保されている。クリアランスＣ２は、出力ギヤ６３の歯たけの寸法以下の隙間であることが好ましい。また、各規制突起８０Ａ，８０Ｂの軸方向幅Ｗ１（図１参照）は、第２カウンタギヤ６２及び、又は、出力ギヤ６３の歯幅ＧＷ（図１参照）よりも長く形成されている。

以上詳述した本実施形態によると、第２カウンタギヤ６２が図２中の矢印Ａ方向（時計回り）に正回転すると、第２カウンタギヤ６２の回転に伴い底部側から掻き上げられて、第１縦周壁部４１Ｃの内側面に沿って上昇する潤滑油の飛沫は、その大部分が第１縦周壁部４１Ｃから突出る第１規制突起８０Ａの下面に当たることにより、第２ギヤケース４０の底部側へ戻されるようになっている。

また、第２カウンタギヤ６２が図２中の矢印Ｂ方向（反時計回り）に逆回転すると、第２カウンタギヤ６２の回転に伴い底部側から掻き上げられて、第２縦周壁部４１Ｄの内側面に沿って上昇する潤滑油の飛沫は、その大部分が第２縦周壁部４１Ｄから突出する第２規制突起８０Ｂの下面に当たることにより、第２ギヤケース４０の底部側へ戻されるようになっている。

すなわち、第２カウンタギヤ６２によって掻き上げられる潤滑油を規制突起８０Ａ，８０Ｂの下面に当てさせることで、上側周壁部４１Ｂの内周面と出力ギヤ６３の歯先との間のクリアランスＣ１に流れ込む潤滑油量を効果的に低減できるように構成されている。

これにより、潤滑油がクリアランスＣ１に流れ込むことで引き起こされる撹拌抵抗の増加を効果的に抑止することが可能になる。また、クリアランスＣ１に流れ込む潤滑油量が低減することで、撹拌抵抗の増加を招くことなく、クリアランスＣ１を狭くすることが可能となり、装置全体の小型化や軽量化を図ることもできる。また、撹拌抵抗の増加を招くことなく、各ギヤ６２，６３のバックラッシュを小さくすることが可能となり、各ギヤ６２，６３の噛合によるノイズ音を効果的に低減しつつ、車両１の静粛性能を効果的に向上させることができる。

［その他］
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、各規制突起８０Ａ，８０Ｂを縦周壁部４１Ｃ，４１Ｄの内側面から第２カウンタギヤ６２の歯面（又は、噛合部Ｇ）に向けて略水平方向に突出して設けてもよい。

また、図４に示すように、各規制突起８０Ａ，８０Ｂを第２ギヤケース４０とは別体の板部材等により構成してもよい。

また、各規制突起８０Ａ，８０Ｂは、一対である必要は無く、何れか一方のみ（好ましくは、第２カウンタギヤ６２の正回転に対応する第１規制突起８０Ａ）としてもよい。また、規制突起８０Ａ，８０Ｂは、第１ギヤケース３０側に設けられてもよい。

また、車両１に搭載される駆動力源は電動モータＭに限定されず、内燃機関等の他の駆動力源であってもよい。

また、本実施形態の適用は、減速機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。

１ 車両
Ｍ 電動モータ（駆動力源）
１０ 減速機（ギヤ装置）
１１ インプットシャフト（入力軸）
１２ アウトプットシャフト（出力軸）
１３ カウンタシャフト（副軸）
２０ ギヤケース
３０ 第１ギヤケース
４０ 第２ギヤケース
４１ 周壁部
４１Ａ 下側周壁部
４１Ｂ 上側周壁部
４１Ｃ 第１縦周壁部
４１Ｄ 第２縦周壁部
５０ 仕切壁
Ｒ１ 第１ギヤ収容室
Ｒ２ 第２ギヤ収容室
Ｇ１ 一次減速ギヤ対
Ｇ２ 二次減速ギヤ対
６２ 第２カウンタギヤ（下側ギヤ）
６３ 出力ギヤ（上側ギヤ）
８０Ａ，８０Ｂ 規制突起（突起）

Claims (5)

1. 底部に潤滑油が貯留されたギヤケースと、
   前記ギヤケース内に収容されると共に、少なくともその一部を前記潤滑油に浸漬させた下側ギヤ及び、該下側ギヤと噛合する上側ギヤを含むギヤ対と、
   前記ギヤ対の外周を覆う前記ギヤケースの内側面から前記上側ギヤ又は前記下側ギヤの何れか一方の外周面に向けて突出して設けられており、前記下側ギヤによって掻き上げられる潤滑油の前記ギヤケースと前記上側ギヤとの間への流れ込みを抑制する突起と、を備える
   ことを特徴とするギヤ装置の潤滑構造。
2. 前記突起が、前記上側ギヤの外周面に向けて突出すると共に、その突出端と前記上側ギヤの歯先との間にクリアランスを設ける
   請求項１に記載のギヤ装置の潤滑構造。
3. 前記上側ギヤの歯数が前記下側ギヤの歯数よりも多く設定されている
   請求項１又は２に記載のギヤ装置の潤滑構造
4. 前記ギヤケース内には、入力軸、出力軸及び、該入力軸と該出力軸とに対して並行に延びる副軸が設けられており、
   前記入力軸及び前記副軸に一次減速ギヤ対が設けられており、
   前記副軸及び前記出力軸に二次減速ギヤ対としての前記ギヤ対が設けられており、
   前記ギヤケース内が仕切壁によって、前記一次減速ギヤ対を収容する第１ギヤ収容室と、前記二次減速ギヤ対を収容する第２ギヤ収容室とに仕切られている
   請求項３に記載のギヤ装置の潤滑構造。
5. 前記入力軸には、車両に搭載された駆動力源としてのモータが接続されており、
   前記出力軸には、前記車両の駆動輪が接続されている
   請求項４に記載のギヤ装置の潤滑構造。

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