JP2020026801A - ポンプ及び、ギヤ装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で流体を効果的に送出する。【解決手段】一端側から他端側に向かうに従い拡径する円錐台形状の外周面５２を有すると共に、円錐軸心周りに回転する回転体５１と、外周面５２を相対回転可能に覆う円錐孔状の内周面５８を有する固定体５７と、外周面５２又は内周面５８の何れか一方に一端側から他端側に向けて螺旋状に延設されると共に、回転体５１の回転に伴い一端側から他端側に流体を送出する送出流路５３とを備えた。【選択図】図１

Description

本開示は、ポンプ及び、ギヤ装置の潤滑構造に関し、特に、潤滑油を送出するポンプ及び、該ポンプを備えた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内には、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封入されている。例えば、特許文献１には、変速機ケース内の潤滑油をシャフトから取り出した動力で駆動するギヤポンプによって圧送循環するようにした構造が開示されている。

特開２０１７−２２３３１４号公報

ところで、内接歯車型ポンプや外接歯車型ポンプ等のギヤポンプは、ポンプハウジング、噛合ギヤ、シャフトからポンプ駆動軸に動力を取り出す動力取出し機構等といった多くの部品類で構成されている。このため、潤滑油の圧送にギヤポンプを用いると、部品点数の増加によるコストの上昇や装置の大型化等を招くといった課題がある。

本開示の技術は、簡素な構成で流体を効果的に送出することができるポンプ及び、該ポンプを備えたギヤ装置の潤滑構造を提供することを目的とする。

本開示のポンプは、一端側から他端側に向かうに従い拡径する円錐台形状の外周面を有すると共に、円錐軸心周りに回転する回転体と、前記外周面を相対回転可能に覆う円錐孔状の内周面を有する固定体と、前記外周面又は前記内周面の何れか一方に一端側から他端側に向けて螺旋状に延設されると共に、前記回転体の回転に伴い一端側から他端側に流体を送出する送出流路と、を備えることを特徴とする。

また、前記送出流路が、前記外周面に凹設された凹溝で形成されていることが好ましい。

本開示の潤滑構造は、前記ポンプを備えるギヤ装置の潤滑構造であって、前記流体が前記ギヤ装置のギヤケース内に封入された潤滑油であり、前記ギヤケース内にはシャフトが回転可能に収容されており、前記回転体が前記シャフトに一体回転可能に設けられていることを特徴とする。

また、前記固定体の上部に凹設されると共に、前記ギヤケース内を飛散する潤滑油を捕集する油捕集部と、前記固定体を径方向に貫通して前記油捕集部に連通すると共に、前記送出流路の一端側に臨んで開口し、前記油捕集部に捕集された潤滑油を前記送出流路の一端側に導く導入流路と、を備えることが好ましい。

また、前記送出流路の他端側に連通すると共に、前記回転体の他端側及び前記シャフトの内部を径方向に延びる径方向流路と、前記シャフトの軸心を軸方向に延びると共に、前記径方向流路と連通する軸方向流路と、を備えることが好ましい。

本開示の潤滑構造は、ギヤケース内のシャフトに一体回転可能に設けられた円柱状の回転体と、前記回転体の外周面を相対回転可能に覆う内周面を有する円筒状の固定体と、前記外周面又は前記内周面の何れか一方に一端側から他端側に向けて螺旋状に延設されると共に、前記回転体の回転に伴い一端側から他端側に潤滑油を送出する送出流路と、前記固定体の上部に凹設されると共に、前記ギヤケース内を飛散する潤滑油を捕集する油捕集部と、前記固定体を径方向に貫通して前記油捕集部に連通すると共に、前記送出流路の一端側に臨んで開口し、前記油捕集部に捕集された潤滑油を前記送出流路の一端側に導く導入流路と、前記送出流路の他端側に連通すると共に、前記回転体の他端側及び前記シャフトの内部を径方向に延びる径方向流路と、前記シャフトの軸心を軸方向に延びると共に、前記径方向流路と連通する軸方向流路と、を備えることを特徴とする。

また、前記ギヤケース内には、前記シャフトと並行に延びる第２シャフトが回転可能に設けられており、前記第２シャフトには、該第２シャフトに相対回転可能な遊転ギヤを結合させる同期装置が設けられており、前記回転体が前記シャフトの前記同期装置と対向する部位に設けられていることが好ましい。

本開示の技術によれば、簡素な構成で流体を効果的に送出することがきる。

本実施形態に係るポンプを備えるギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係るポンプの動作を説明する模式図である。 他の実施形態に係るポンプを備えるギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。 他の実施形態に係るポンプを備えるギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。 他の実施形態に係るポンプを備え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、本実施形態に係るポンプ及び、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、本実施形態に係るポンプを備えるギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。同図に示すように、ギヤ装置１０は、例えば変速機であって、潤滑油が封入された変速機ケース１１（ギヤケース）を備えている。変速機ケース１１内には、メインシャフト２０（シャフトの一例）及び、カウンタシャフト３０（第２シャフトの一例）が互いに並行に配置されている。

メインシャフト２０には、第１メインギヤ２１、第２メインギヤ２２及び、第３メインギヤ２３が設けられている。第１メインギヤ２１及び、第２メインギヤ２２は、メインシャフト２０に一体回転可能に設けられている。第３メインギヤ２３は、例えばニードルベアリング２３Ａを介してメインシャフト２０に相対回転可能に軸支されている。

カウンタシャフト３０には、第１カウンタギヤ３１、第２カウンタギヤ３２及び、第３カウンタギヤ３３が設けられている。第１カウンタギヤ３１及び、第２カウンタギヤ３２は、例えばニードルベアリング３１Ａ，３２Ａを介してカウンタシャフト３０に相対回転可能に軸支されている。第３カウンタギヤ３３は、カウンタシャフト３０に一体回転可能に設けられている。各カウンタギヤ３１〜３３は、対応するメインギヤ２１〜２３と常時噛合する。

カウンタシャフト３０の第１カウンタギヤ３１と第２カウンタギヤ３２との間には、第１同期装置４１が設けられている。また、メインシャフト２０の第３メインギヤ２３と隣接する部位には、第２同期装置４２が設けられている。

同期装置４１，４２は、シャフト２０，３０に一体回転可能に設けられたハブＡと、ハブＡの外周歯と常時噛合する内周歯を有するスリーブＢと、各ギヤ３１，３２，２３に一体回転可能に設けられたドグギヤＣと、ハブＡとドグギヤＣとの間に設けられたシンクロナイザリングＤとを備えている。

同期装置４１，４２は、スリーブＢのシフト移動に伴いシンクロナイザリングＤが押圧されると、シンクロナイザリングＤとドグギヤＣとの間に同期荷重が生じる。スリーブＢとドグギヤＣとの回転が同期すると、スリーブＢがさらにシフト移動してドグギヤＣと完全噛合することにより、各ギヤ３１，３２，２３をシャフト２０，３０と選択的に同期結合させるように構成されている。

メインシャフト２０には、メインシャフト２０内を軸方向に延びる軸方向油路２５及び、メインシャフト２０内を径方向に延びる複数本の第２及び第３径方向油路２６，２７が設けられている。なお、径方向油路２６，２７の本数は図示例の２本に限定されず、メインシャフト２０の長さ等に応じて適宜に設定すればよい。

第２径方向油路２６は、軸方向油路２５から分岐すると共に、ニードルベアリング２３Ａが位置するメインシャフト２０の外周面に開口する。第３径方向油路２７は、第２径方向油路２６よりも下流側の軸方向油路２５から分岐すると共に、第３メインギヤ２３と第２同期装置４２との間のメインシャフト２０の外周面に開口する。すなわち、軸方向油路２５を流れる潤滑油が、第２径方向油路２６を介してニードルベアリング２３Ａに供給され、さらに、第３径方向油路２７を介して第２同期装置４１の同期要素等に供給されるように構成されている。

本実施形態において、メインシャフト２０の第１同期装置４１と対向する部位には、各油路２５〜２７に潤滑油を送り込むためのスクリュー式のオイルポンプ５０が設けられている。以下、オイルポンプ５０の詳細について説明する。

［オイルポンプ］
オイルポンプ５０は、メインシャフト２０に一体回転可能に設けられた回転部５１と、変速機ケース１１等に固定保持されて回転部５１を覆う固定部５７とを備えている。本実施形態において、回転部５１は、好ましくは、メインシャフト２０に一体形成されている。

回転部５１は、一端側（図中右側）から他端側（図中左側）に向かうに従い拡径する円錐台形状の外周面５２を有する。外周面５２には、小径端側（一端側）から大径端側（他端側）に向けてシャフト回転方向に螺旋状に延びる螺旋凹溝５３が設けられている。

回転部５１の大径端側には、回転部５１及びメインシャフト２０の内部を径方向に延びると共に、その径方向内側端を軸方向油路２５に連通させた第１径方向油路５４が設けられている。第１径方向油路５４の径方向外側端は、回転部５１の大径端側の外周を周方向に延びる環状凹溝５５と連通する。この環状凹溝５５は、螺旋凹溝５３の大径側終端と連通する。

固定部５７は、回転部５１の外周面５２を微小な空隙を隔てて覆う円錐孔状の内周面５８を有す略筒体状に形成されている。固定部５７の内周面５８と螺旋凹溝５３とにより、潤滑油を小径端側から大径端側に導く油送出流路が区画形成されている。なお、外周面５２と内周面５８との空隙に応じて、螺旋凹溝５３を螺旋凸条としてもよい。

固定部５７の上面５７Ａには、上方に突出する略矩形状のリブ６０が設けられている。これら上面５７Ａとリブ６０の内側面とによって上方に開口する凹状の油捕集部６１が区画形成されている。また、固定部５７の一端側（内周面５８が縮径する側）には、固定部５７内を略鉛直方向（径方向）に延びる油導入路５９（導入流路）が設けられている。油導入路５９の上端は上面５７Ａに開口して油捕集部６１と連通する。また、油導入路５９の下端は、螺旋凹溝５３の小径側終端に臨む内周面５８に開口する。

以上のように構成されたオイルポンプ５０の動作を図２に基づいて説明すする。

シャフト２０，３０の回転に伴い、変速機ケース１１の底部側からカウンタギヤ３１〜３３等によって掻き上げられて、変速機ケース１１内を飛散する潤滑油は、固定部５７の上部に設けられた油捕集部６１に捕集される。

油捕集部６１に捕集された潤滑油は、油導入路５９内を重力落下により流下して螺旋凹溝５３の小径側端に流れ込む（矢印Ａ参照）。

螺旋凹溝５３の小径側端に流れ込んだ潤滑油は、回転部５１の回転に伴う遠心力によって、螺旋凹溝５３内を小径側端から大径側端に向けて効果的に圧送される（矢印Ｂ参照）。

螺旋凹溝５３の大径側端に達した潤滑油は、環状凹溝５５を介して第１径方向油路５４に送出され、軸方向油路２５に流れ込む（矢印Ｃ参照）。

軸方向油路２５に流れ込んだ潤滑油は、軸方向油路２５内を流通し（矢印Ｄ参照）、第２径方向油路２６を介してニードルベアリング２３Ａに供給され（矢印Ｅ参照）、さらに、第３径方向油路２７を介して第２同期装置４１の同期要素等に供給される（矢印Ｆ参照）。

以上詳述した本実施形態によると、メインシャフト２０と一体回転する円錐台形状の回転部５１を固定部５７で覆い、これらの間に螺旋凹溝５３を設ける簡素な構造で、変速機ケース１１内の噛合要素や摺動要素等に潤滑油を効果的に供給できるように構成されている。これにより、ポンプハウジングや噛合ギヤ、動力取出し機構等を必要とするギヤポンプを用いる場合に比べて、部品点数を確実に削減することが可能となり、装置のコストを効果的に抑えることができる。

また、オイルポンプ５０をメインシャフト２０の第１同期装置４１と対向する部位に設けることで、変速機ケース１１内の空いたスペースを有効に活用することが可能となり、装置全体の大型化を効果的に防止することができる。

［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、螺旋凹溝５３（又は、螺旋凸条）を固定部５７の内周面５８に設けて構成もよい。この場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、図４に示すように、回転部５１を略円柱状に形成し、固定部５７を回転部５１の外周面５２を覆う内周面５８を有する略円筒状に形成して構成してもよい。

また、図５に示すように、オイルポンプ５０をメインシャフト２０の遊転ギヤ２８に隣接して設け、螺旋凹溝５３の大径側端から吐出される潤滑油を遊転ギヤ２８の同期装置４３、ニードルベアリング２８Ａ等に供給するように構成してもよい。

また、本実施形態のオイルポンプ５０の適用範囲は、潤滑油の圧送に限定されず、潤滑油以外の他の流体圧送にも適用することができる。

また、本実施形態の潤滑構造の適用範囲は、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（ギヤケース）
２０ メインシャフト（シャフト）
２５ 軸方向油路
３０ カウンタシャフト（第２シャフト）
５０ オイルポンプ（ポンプ）
５１ 回転体（回転部）
５２ 外周面
５３ 螺旋凹溝（送出流路）
５４ 第１径方向油路
５５ 環状凹溝
５７ 固定部（固定体）
５８ 内周面
５９ 油導入路（導入流路）
６１ 油捕集部

Claims (7)

1. 一端側から他端側に向かうに従い拡径する円錐台形状の外周面を有すると共に、円錐軸心周りに回転する回転体と、
   前記外周面を相対回転可能に覆う円錐孔状の内周面を有する固定体と、
   前記外周面又は前記内周面の何れか一方に一端側から他端側に向けて螺旋状に延設されると共に、前記回転体の回転に伴い一端側から他端側に流体を送出する送出流路と、を備える
   ことを特徴とするポンプ。
2. 前記送出流路が、前記外周面に凹設された凹溝で形成されている
   請求項１に記載のポンプ。
3. 請求項１又は２に記載のポンプを備えるギヤ装置の潤滑構造であって、
   前記流体が前記ギヤ装置のギヤケース内に封入された潤滑油であり、前記ギヤケース内にはシャフトが回転可能に収容されており、前記回転体が前記シャフトに一体回転可能に設けられている
   ことを特徴とするギヤ装置の潤滑構造。
4. 前記固定体の上部に凹設されると共に、前記ギヤケース内を飛散する潤滑油を捕集する油捕集部と、
   前記固定体を径方向に貫通して前記油捕集部に連通すると共に、前記送出流路の一端側に臨んで開口し、前記油捕集部に捕集された潤滑油を前記送出流路の一端側に導く導入流路と、を備える
   請求項３に記載のギヤ装置の潤滑構造。
5. 前記送出流路の他端側に連通すると共に、前記回転体の他端側及び前記シャフトの内部を径方向に延びる径方向流路と、
   前記シャフトの軸心を軸方向に延びると共に、前記径方向流路と連通する軸方向流路と、を備える
   請求項３又は４に記載のギヤ装置の潤滑構造。
6. ギヤケース内のシャフトに一体回転可能に設けられた円柱状の回転体と、
   前記回転体の外周面を相対回転可能に覆う内周面を有する円筒状の固定体と、
   前記外周面又は前記内周面の何れか一方に一端側から他端側に向けて螺旋状に延設されると共に、前記回転体の回転に伴い一端側から他端側に潤滑油を送出する送出流路と、
   前記固定体の上部に凹設されると共に、前記ギヤケース内を飛散する潤滑油を捕集する油捕集部と、
   前記固定体を径方向に貫通して前記油捕集部に連通すると共に、前記送出流路の一端側に臨んで開口し、前記油捕集部に捕集された潤滑油を前記送出流路の一端側に導く導入流路と、
   前記送出流路の他端側に連通すると共に、前記回転体の他端側及び前記シャフトの内部を径方向に延びる径方向流路と、
   前記シャフトの軸心を軸方向に延びると共に、前記径方向流路と連通する軸方向流路と、を備える
   ことを特徴とするギヤ装置の潤滑構造。
7. 前記ギヤケース内には、前記シャフトと並行に延びる第２シャフトが回転可能に設けられており、前記第２シャフトには、該第２シャフトに相対回転可能な遊転ギヤを結合させる同期装置が設けられており、前記回転体が前記シャフトの前記同期装置と対向する部位に設けられている
   請求項３から６の何れか一項に記載のギヤ装置の潤滑構造。

Images