JP2020029898A - ギヤ装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤケース底部の潤滑油に浸漬していない部位の潤滑性を効果的に向上する。【解決手段】底部に潤滑油が貯留されたギヤケース３０と、ギヤケース３０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６１と、ギヤケース３０内の下側ギヤ６１よりも上方に設けられて下側ギヤ６１と噛合する上側ギヤ６０と、ギヤケース３０の内周面から上側ギヤ３０の外周に向けて突出すると共に、上側ギヤ６０の軸方向に並行に延びる平面部を含み、下側ギヤ６１によって掻き上げられる潤滑油を平面部に当接させて軸方向へと導くガイド部材９０とを備えた。【選択図】図３

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。

この種の減速機の一例として、例えば、特許文献１には、潤滑油を貯留した変速機ケース内にメインシャフト及び、カウンタシャフトを並行に設け、メインシャフトの下方にカウンタシャフトを配置した構造が開示されている。

特開２００５−１０６１０１号公報

ところで、上記文献記載の構造のように、メインシャフトを上方、カウンタシャフトを下方に配置すると、カウンタシャフトに設けられたカウンタギヤ等は、少なくともその一部が変速機ケース底部の潤滑油に浸漬した状態となるが、メインシャフトを軸支するベアリングやシール部材等は、潤滑油に浸漬していない状態となる。このため、これらベアリングやシール部材に対する潤滑油の供給が不足することで、潤滑性を十分に確保できないといった課題がある。

本開示の技術は、ギヤケース底部の潤滑油に浸漬していない部位の潤滑性を効果的に向上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と、前記ギヤケース内の前記下側ギヤよりも上方に設けられて該下側ギヤと噛合する上側ギヤと、前記ギヤケースの内周面から前記上側ギヤの外周に向けて突出すると共に、前記上側ギヤの軸方向に並行に延びる平面部を含み、前記下側ギヤによって掻き上げられる潤滑油を前記平面部に当接させて前記軸方向へと導くガイド部材と、を備えることを特徴とする。

また、前記上側ギヤが前記ギヤケースに軸受を介して回転可能に軸支されたシャフトに設けられており、前記ギヤケースには、一端側開口を前記ガイド部材の軸方向端部に臨ませると共に、他端側開口を前記軸受に隣接させており、前記ガイド部材の軸方向端部から導入した潤滑油を前記軸受側に供給する油供給路が設けられていることが好ましい。

また、前記下側ギヤの前記潤滑油に浸漬する外周の少なくとも一部を所定のクリアランスを隔てて覆うオイルセパレータをさらに備えてもよい。

また、前記下側ギヤの前記潤滑油に浸漬する外周の一部が、前記ギヤケースの内周面に近接して配置されると共に、前記オイルセパレータが、前記下側ギヤの前記潤滑油に浸漬する外周のうち、前記内周面に近接していない部分を覆うことが好ましい。

また、前記オイルセパレータの上端が、前記潤滑油の液面よりも上方に突出することが好ましい。

また、前記オイルセパレータの下端と前記ギヤケースの底面との間に、潤滑油の流通を許容させる所定の空隙が確保されていることが好ましい。

本開示の技術によれば、ギヤケース底部の潤滑油に浸漬していない部位の潤滑性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を示す模式的な断面図である。 本実施形態に係る第１ギヤケースを径方向に切り欠いて示す模式的な断面図である。 本実施形態の油供給溝を主として示す模式的な断面図である。 他の実施形態に係るオイルセパレータを示す模式的な断面図である。 他の実施形態に係るガイド部材を示す模式的な断面図である。 他の実施形態に係るガイド部材を示す模式的な断面図である。 他の実施形態の油供給溝を主として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、アウトプットシャフト１２及び、カウンタシャフト１３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（上側ギヤの一例）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（下側ギヤの一例）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１ギヤ収容室Ｒ１内には、オイルセパレータ８０及び、ガイド部材９０が設けられている。さらに、第１ギヤケース３０には、第１油供給溝９５（油供給路）が設けられ、仕切壁５０には第２油供給溝９６（油供給路）が設けられている。以下、オイルセパレータ８０、ガイド部材９０及び、油供給溝９５，９６の詳細について説明する。

［オイルセパレータ］
図２は、第１ギヤケース３０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１ギヤケース３０内には、互いに噛合する入力ギヤ６０及び第１カウンタギヤ６１が上下にオフセットして設けられている。より詳しくは、第１カウンタギヤ６１は、入力ギヤ６０に対して斜め下方（図示例では左斜め下方）に配置されており、これら噛合ギヤ６０，６１を収容する第１ギヤケース３０の上下方向の高さが低く抑えられるようになっている。

なお、以下では、入力ギヤ６０の回転軸心Ａ１に対して、第１カウンタギヤ６１の回転軸心Ａ２が水平方向（潤滑油の液面ＯＬ方向）にオフセットしている方向を左側、反対方向を右側として説明する。

第１周壁部３１は、下方に向けて半円弧状に凸となる下側周壁部３１Ａと、上方に向けて半円弧状に凸となる上側周壁部３１Ｂと、これら上下の周壁部３１Ａ，３１Ｂの両端を繋ぐ左側周壁部３１Ｃ及び右側周壁部３１Ｄとを有する。下側周壁部３１Ａの曲率半径は、上側周壁部２１Ｂの曲率半径よりも大きく形成されている。左側周壁部３１Ｃ及び、右側周壁部３１Ｄは、上方に向かうに従い対向距離が縮まるように斜めに延設されている。

第１ギヤケース３０内には、下側周壁部３１Ａの内周面（左側及び右側周壁部３１Ｃ，３１Ｄの下端側の一部を含んでもよい）と、第１側壁部３２の下端側と、仕切壁５０（図１参照）の下端側とにより、潤滑油を貯留する油貯留部３９が区画形成されている。油貯留部３９内の潤滑油には、カウンタシャフト１３及び、第１カウンタギヤ６１の一部（図示例では、下半分）が常時浸漬されている。

第１カウンタギヤ６１は、下側周壁部３１Ａの左側内周面に近接して配置されている。すなわち、第１カウンタギヤ６１の外周と、下側周壁部３１Ａの左側内周面とのクリアランスＣ１（正回転時の油掻き出し側）は狭く形成されており、第１カウンタギヤ６１よりも右側の油貯留部３９内に潤滑油が多く貯留されるようになっている。

本実施形態において、オイルセパレータ８０は、油貯留部３９内のうち、潤滑油が多く貯留された第１カウンタギヤ６１よりも右側の領域に、第１カウンタギヤ６１と隣接して設けられている。より詳しくは、オイルセパレータ８０は、第１カウンタギヤ６１の潤滑油に浸漬する右側外周を微小なクリアランスＣ２を隔てて覆う略円弧状に形成されている。

このように、第１カウンタギヤ６１の右側に半円弧状のオイルセパレータ８０を隣接配置すると、油貯留部３９内は、主として第１カウンタギヤ６１を浸漬させてオイルセパレータ８０の円弧の内周面よりも左側の領域である左側領域３９Ｌと、オイルセパレータ８０の円弧の外周面よりも右側の領域である右側領域３９Ｒとに区画されるようになる。すなわち、第１カウンタギヤ６１により潤滑油を撹拌させる領域が、潤滑油量の少ない左側領域３９Ｌに限定されるようになっている。

オイルセパレータ８０の上端部８１は、潤滑油の液面ＯＬよりも上方に突出するように形成されている。すなわち、潤滑油を多く貯留した右側領域３９Ｒから、第１カウンタギヤ６１とオイルセパレータ８０との間のクリアランスＣ２（正回転時の油掻き入れ側）に、潤滑油が流れ込むことを効果的に防止できるようになっている。

また、オイルセパレータ８０の下端部８２と、下側周壁部３１Ａの内周面（第１ギヤケース３０の底部）との間には、潤滑油の流通を許容させる所定の空隙Ｃ３が確保されている。すなわち、油貯留部３９内の潤滑油が空隙Ｃ３を介して左側領域３９Ｌと右側領域３９Ｒとを相互に流通することで、液面ＯＬの安定化が図られるようになっている。

以上詳述した本実施形態のオイルセパレータ８０によれば、第１カウンタギヤ６１を下側周壁部３１Ａの左側内周面に近接配置すると共に、第１カウンタギヤ６１の右側外周に略円弧状のオイルセパレータ８０を隣接配置することで、第１カウンタギヤ６１の潤滑油に浸漬する外周面が、下側周壁部３１Ａの左側内周面とオイルセパレータ８０の円弧内周面とにより微小クリアランスＣ１，Ｃ２を隔てて覆われるように構成されている。これにより、第１カウンタギヤ６１の回転により掻き上げられる潤滑油の油量を確実に減少させることが可能となり、油掻き上げによる撹拌抵抗を効果的に低減することができる。

なお、オイルセパレータ８０は、第１カウンタギヤ６１の右側外周を覆うものとして説明したが、例えば、図４に示すように、第１カウンタギヤ６１の左側のクリアランスＣ１が大きい場合には、オイルセパレータ８０Ａを第１カウンタギヤ６１の左側まで延長してもよい。

［ガイド部材及び、油供給溝］
図２に示すように、ガイド部材９０は、上側周壁部３１Ｂの内周面から入力ギヤ６０の外周に向けて突出すると共に、入力ギヤ６０の軸方向に並行に延びて油掻き上げ方向に臨む平面部９１を有する板状部材で形成されている。ガイド部材９０の突出端と、入力ギヤ６０の歯先との間には、これらの干渉を防止するための微小クリアランスが確保されている。

このように、上側周壁部３１Ｂの内周面から入力ギヤ６０の外周面に向けて突出し、且つ、その平面部９１を油掻き上げ方向に臨ませた板状のガイド部材９０を配置すると、第１カウンタギヤ６１により掻き上げられて左側周壁部３１Ｃの内周面に沿って上昇する潤滑油の飛沫は、平面部９１に勢いよく当てられ、平面部９１を軸方向に流されるようになる。すなわち、ガイド部材９０が、その平面部９１で潤滑油の飛沫を受け止めて拡散させる邪魔板として機能しつつ、受け止めた潤滑油を軸方向へと導くガイド板として機能するようになっている。

図３は、本実施形態の油供給溝９５，９６を主として示す模式的な断面図である。同図に示すように、第１油供給溝９５は、第１ギヤケース３０の第１ベアリングＢ１を収容保持する第１貫通孔３３の周囲のうち、上端側の部位を部分的に切り欠くことにより形成されている。

より詳しくは、第１油供給溝９５は、一端側開口をガイド部材９０の軸方向端部（入力側端部）に臨ませると共に、他端側開口を第１ベアリングＢ１と第１オイルシール７０との間の第１貫通孔３３に臨ませるように形成されている。すなわち、ガイド部材９０によって軸方向の入力側に導かれた潤滑油が、第１油供給溝９５内を流れて第１貫通孔３３内に流れ込み、第１ベアリングＢ１及び、第１オイルシール７０に供給されるように構成されている。

第２油供給溝９６は、仕切壁５０の第２ベアリングＢ２を収容保持する第３円筒穴５２の周囲のうち、上端側の部位を部分的に切り欠くことにより形成されている。

より詳しくは、第２油供給溝９６は、一端側開口をガイド部材９０の軸方向端部（出力側端部）に臨ませると共に、他端側開口を第２ベアリングＢ２の背面側の第３円筒穴５２に臨ませるように形成されている。すなわち、ガイド部材９０によって軸方向の出力側に導かれた潤滑油が、第２油供給溝９６内を流れて第３円筒穴５２内に流れ込み、第２ベアリングＢ２に供給されるように構成されている。

以上詳述した本実施形態のガイド部材９０及び、油供給溝９５，９６によると、第１カウンタギヤ６１によって掻き上げられてガイド部材９０の平面部９１に当てられた潤滑油は、平面部９１を軸方向に導かれ、油供給溝９５，９６を介してベアリングＢ１，Ｂ２やオイルシール７０に供給されるようになる。これにより、第１ギヤケース３０底部の潤滑油に浸漬していないベアリングＢ１，Ｂ２やオイルシール７０に潤滑油を効果的に供給することが可能となり、これらの潤滑性を確実に向上することができる。

また、オイルセパレータ８０及び、ガイド部材９０を、第１ギヤケース３０と仕切壁５０とで区画された第１ギヤ収容室Ｒ１内に一体的に設けて、これらにより閉空間を構成することで、油供給溝９５，９６に導かれずに飛散する潤滑油を第１ギヤケース３０底部の油貯留部３９に効果的に回収することが可能になる。

なお、ガイド部材９０は、図示例の平板部材に限定されず、図５に示すように、下端側にフランジＦを有する断面略Ｌ字状の板材で形成してもよい。また、図６に示すように、ガイド部材９０の平面部９１に、軸方向に延びる凸条９２（又は、凹溝）を設けてもよい。また、図７に示すように、油供給溝９５，９６を、第１ギヤケース３０及び仕切壁５０に貫通形成された油穴として構成してもよい。

［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、上記実施形態において、オイルセパレータ８０、ガイド部材９０及び、油供給溝９５，９６は第１ギヤケース３０側に設けられるものとして説明したが、第２ギヤケース４０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
１２ アウトプットシャフト
１３ カウンタシャフト
２０ ギヤケース
３０ 第１ギヤケース
３１ 第１周壁部
３１Ａ 下側周壁部
３１Ｂ 上側周壁部
３１Ｃ 左側縦周壁部
３１Ｄ 右側縦周壁部
４０ 第２ギヤケース
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
６０ 入力ギヤ（上側ギヤ）
６１ 第１カウンタギヤ（下側ギヤ）
８０ オイルセパレータ
９０ ガイド部材
９５ 第１油供給溝（油供給路）
９６ 第２油供給溝（油供給路）

Claims (6)

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と、
   前記ギヤケース内の前記下側ギヤよりも上方に設けられて該下側ギヤと噛合する上側ギヤと、
   前記ギヤケースの内周面から前記上側ギヤの外周に向けて突出すると共に、前記上側ギヤの軸方向に並行に延びる平面部を含み、前記下側ギヤによって掻き上げられる潤滑油を前記平面部に当接させて前記軸方向へと導くガイド部材と、を備える
   ことを特徴とするギヤ装置の潤滑構造。
2. 前記上側ギヤが前記ギヤケースに軸受を介して回転可能に軸支されたシャフトに設けられており、
   前記ギヤケースには、一端側開口を前記ガイド部材の軸方向端部に臨ませると共に、他端側開口を前記軸受に隣接させており、前記ガイド部材の軸方向端部から導入した潤滑油を前記軸受側に供給する油供給路が設けられている
   請求項１に記載のギヤ装置の潤滑構造。
3. 前記下側ギヤの前記潤滑油に浸漬する外周の少なくとも一部を所定のクリアランスを隔てて覆うオイルセパレータをさらに備える
   請求項１又は２に記載のギヤ装置の潤滑構造。
4. 前記下側ギヤの前記潤滑油に浸漬する外周の一部が、前記ギヤケースの内周面に近接して配置されると共に、前記オイルセパレータが、前記下側ギヤの前記潤滑油に浸漬する外周のうち、前記内周面に近接していない部分を覆う
   請求項３に記載のギヤ装置の潤滑構造。
5. 前記オイルセパレータの上端が、前記潤滑油の液面よりも上方に突出する
   請求項３又は４に記載のギヤ装置の潤滑構造。
6. 前記オイルセパレータの下端と前記ギヤケースの底面との間に、潤滑油の流通を許容させる所定の空隙が確保されている
   請求項３から５の何れか一項に記載のギヤ装置の潤滑構造。

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