JP4500177B2

JP4500177B2 - 変速機

Info

Publication number: JP4500177B2
Application number: JP2005044603A
Authority: JP
Inventors: 誠司宇佐美; 貴文山田; 康博新田; 暁彦池田; 真治小川
Original assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: CN100451398C; JP2006226514A; CN1824975A; DE102006000080B4; US20060189434A1; DE102006000080A1; US7900535B2

Description

本発明は車両の変速機に関し、より詳細には変速機内の潤滑機構に関する。

エンジンなどにより駆動される車両は、道路状況に応じた速度及び駆動力を得るために変速機を備えている。変速機では、入力軸及び出力軸に設けられた複数のギアが選択、噛合されて作動し、所定の変速比で動力が伝達されている。そして、ギヤの噛み合い部や摺動部などの作動を円滑化し、摩耗による機能低下を抑制するため、変速機のケーシング内に潤滑油を収容して循環供給する潤滑機構が備えられるのが一般的である。

従来の潤滑機構では、ギヤの回転によりケーシング内下部に滞留する潤滑油を掻き上げ飛散させて、潤滑部位にゆきわたらせ、潤滑を行っている。さらに、十分に潤滑するための方策例として、本願出願人は特許文献１の変速機の潤滑機構を開示している。特許文献１の潤滑機構では、ギヤの回転により掻き上げられた潤滑油を貯めるオイル溜を設け、カウンタ軸に軸方向油路とこれに連なる径方向油路とを設けるようにしている。さらに、潤滑油を捕集するために樋状の受け皿を用いることも行われている。これらの方策を適用した潤滑機構によれば、ギヤの回転により掻き上げられた潤滑油の一部は受け皿からオイル溜を経てカウンタ軸の軸方向油路へ導かれ、さらに遠心力により径方向油路からギヤの歯底面に供給されるようになっている。これにより、ギヤは外周側からだけでなく、内部側からも潤滑され、潤滑効果が高められている。

一方、ギヤが潤滑油を掻き上げるときの流体抵抗損失、すなわち撹拌損失は、変速機が高速回転するときの妨げとなっている。この対策として、特許文献２に開示される変速機の潤滑構造では、ケーシング下部にオイルセパレータを設けてオイルタンクを区画している。これにより、変速機が高速回転するとき、潤滑油がオイルタンクに導かれ、ギヤに撹拌される油量が減少して、撹拌損失が低減されるようになっている。
特開２００４−１００７４１特開２００３−２６９５８６

従来の潤滑機構では、潤滑油を軸受け部近傍のオイル溜に貯めて軸内に供給している。ところが、オイル溜には軸端付近の閉じた空間が利用されており、オイル溜を形成する部材間の隙間などから潤滑油が漏れ出し、供給効率の低下を招いていた。

また、潤滑油の供給対象箇所が複数ある場合、受け皿及びオイル溜はそれぞれ個別に設ける必要があった。このため、部品点数の増加による重量増加や設置スペースの制約、材料費や組立工数などの増加など、様々な課題が生じていた。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で潤滑油の供給効率を向上させることができ、かつ設置スペースの制約が小さく、重量や製作費用の面でも優れた潤滑機構を有する変速機を提供する。

本発明の変速機は、ケーシングと、該ケーシングに回転可能に保持される複数の軸と、該軸上に配設された複数のギヤとを備え、該ギヤを選択して噛合させることにより変速を行い、該ギヤが回転することにより潤滑油を掻き上げて飛散させまた潤滑油の一部を該軸の軸内油路に導き潤滑を行う変速機であって、該軸よりも高い位置に配設され、上方に開口して掻き上げられた該潤滑油を捕集して貯留し、かつ該潤滑油を該軸内油路に導く供給口をもつ油タンクを備え、該油タンクは、前記軸内油路以外の箇所にも該潤滑油を導く副供給口をもち、さらに、前記供給口または該副供給口をそれぞれ有する複数の区画にタンク内部を仕切りかつその高さが前記開口の上端よりも低い仕切壁をもつことを特徴とする。

本発明の変速機では、ケーシング、軸、及びギヤは従来の構成と同じでもよい。そして、従来の軸端付近の閉じた空間を利用したオイル溜に代え、独立した油タンクを用いる。油タンクの上方は開口して受け皿の機能を兼ね、掻き上げられた潤滑油を捕集できるようになっている。油タンクは、軸内油路をもつ軸よりも高い位置に配設されており、油タンク下部に設けられた供給口は軸内油路と連通するように構成することができる。これにより、油タンク内の潤滑油は重力により軸内油路に導かれる。

なお、対象とする軸の制約はない。例えば、カウンタ軸に軸内油路を設けて、カウンタ軸上に配設されたギヤに潤滑油を供給してやれば、噛合する入力軸上や出力軸上のギヤにも潤滑油がいきわたり、潤滑することができる。

油タンク本体及び開口の形状は、変速機内の軸やギヤの回転を妨げない範囲で自由に形成することができる。したがって、所望量の潤滑油を捕集、及び貯留できるだけの開口面積と容積とを備えることができる。また、油タンクの材質についても、耐熱性や長期安定性などを考慮して、樹脂や金属を自由に選定することができる。

上述の油タンクを用いれば、捕集した潤滑油が漏れ出すことはないため、従来よりも供給効率を高めることができる。

また、前記油タンクは、前記軸内油路以外の箇所にも該潤滑油を導く副供給口をもつようにする。変速機内に軸内油路以外の潤滑対象箇所がある場合には、１つの油タンクに複数の供給口を設けるようにすることができる。例えば、リヤエンジンリヤドライブ方式の変速機では、ケーシング内にデファレンシャル機構部が併設される場合がある。この場合、油タンクに副供給口を設けて油路をデファレンシャル機構部まで連結させ、潤滑油を導くようにすることができる。

上述の複数の供給口をもつ油タンクは、従来の受け皿及びオイル溜をそれぞれ個別に設ける場合に比較して、部品点数は少なくかつ軽量で、設置スペースの制約が小さく、材料費や組立工数などの面でも優れている。

また、前記油タンクは、前記供給口または前記副供給口をそれぞれ有する複数の区画にタンク内部を仕切り、かつその高さが前記開口の上端よりも低い仕切壁をもつようにする。さらに、前記複数の区画は、所要とされる潤滑油量に応じて異なる開口面積及び容積をもつことが好ましい。

油タンクが給油口と副給油口とをもつ場合に、両者の高さが異なると、貯留した潤滑油が低い側にのみ供給され、高い側に供給されない懸念が生じる。この対策として、両者に確実に潤滑油を供給するため、仕切壁を設けてタンク内部を複数の区画に仕切ることが好ましい。これにより、それぞれの区画が供給口または副供給口を有するように仕切ることができ、潤滑油はそれぞれの区画で捕集され、貯留されて、供給される。

ここで、仕切壁の高さを開口の上端よりも低くしておく。これにより、一つの区画で貯留される潤滑油が過剰になったとき、過剰な潤滑油は開口の上端からケーシング内に漏れ出す前に、仕切壁を越えて他の区画に貯留される。潤滑油の掻き上げや飛散の様相は一様ではなく、複数の区画でそれぞれ捕集される潤滑油の油量や配分比は変化する。したがって、上述のように複数の区画で潤滑油を融通し合うことにより、確実に潤滑を行うことができる。この潤滑油融通の効果は、開口の上端よりも低い仕切壁をもつことにより生じ、ただ単に複数の油タンクを並べて配設しても生じ得ない。

また、仕切壁によって配分されたそれぞれの区画の開口面積及び容積は、所要とされる潤滑油量に応じて設定されることが好ましい。

なお、上述では副供給口が１つの場合について説明したが、副供給口が複数ある場合には、それぞれの副供給口に区画を割り当てるように仕切壁を設けることで、同様の効果を得ることができる。

本発明の油タンクを備える変速機では、捕集した潤滑油が漏出することがなくなり、従来よりも供給効率を高めることができる。また、供給口または副供給口をそれぞれ有する複数の区画にタンク内部を仕切壁で仕切る構成であるため、従来よりも部品点数は少なくかつ軽量となり、設置スペースの制約が小さく、材料費や組立工数などの面でも優れている。さらに、仕切壁の高さを開口の上端よりも低くしているので、複数の区画で潤滑油を融通し合うことができ、確実に潤滑を行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図３を参考にして詳細に説明する。

図１は従来の変速機の潤滑機構を説明する部分断面図であり、入力軸２の軸受け部近傍を拡大して示している。従来は、入力軸２の軸端付近に形成部材９０が配設され、ケーシング１との間の空間が仕切られて、オイル溜９１が形成されていた。そして、潤滑油は図略の受け皿で捕集され、流入口９２からオイル溜９１に入り、入力軸２の軸内の軸方向油路２１に供給されていた。しかしながら、潤滑油は、形成部材９０とケーシング１との隙間や、軸受ベアリング部９３とケーシング１との隙間から漏れ出し、供給効率の低下を招いていた。

本発明の実施例の変速機では、従来のオイル溜９１を受け皿に代えて、図２及び図３に示す油タンク３が用いられる。図２は、油タンク３を上方から見た平面図を示している。また図３は、図２の油タンク３のＡ−Ａ断面を示す垂直断面図であり、入力軸２との位置関係も示されている。

実施例の油タンク３は、概略矩形の側壁３１と、側壁３１に囲まれた矩形内部を第一区画４１と第二区画５１とに仕切る仕切壁３２と、第一区画４１の底板４２と、第二区画５１の底板５２と、により形成されている。そして、側壁３１の第一区画４１を形成する部分を貫通して供給口４３が設けられている。また、側壁３１の第二区画５１を形成する部分が切り欠かれて副供給口５３が設けられている。

側壁３１の上端は周囲全て同じ高さで開口している。また、側壁３１の第一区画４１を形成する一部分は、前記概略矩形から外側に出て、張り出し部４６を形成している。この張り出し部４６により、第一区画４１の開口面積が拡げられている。仕切壁３２は、油タンク３内を、第一区画４１と第二区画５１とに仕切っている。２つの区画４１、５１の開口面積は、所要とされる潤滑油量からそれぞれ決められている。本実施例では、入力軸２に潤滑油を供給する第一区画４１で広くなるように、仕切壁３２の位置が選定されている。仕切壁３２の高さは、図３に示されるように、側壁３１よりもＨだけ低くなっている。

第一区画４１の下部の底板４２は傾斜しており、傾斜の下端が供給口４３に至るように形成されている。供給口４３は管状で、入力軸２の軸方向油路２１に連通している。第二区画５１の下部の底板５２はほぼ水平で、副供給口５３と同じ高さ、かつ第一区画４１の底板４２よりも高い位置に形成されている。副供給口５３は樋状で、第二の潤滑対象箇所、例えばデファレンシャル機構部に連通している。

油タンク３の構成材料としては、耐熱性、耐油性、長期信頼性に優れた特性をもち、軽量で廉価な、樹脂を用いることが好ましい。製作方法は、樹脂の一体成型、あるいはいくつかの成型品の組み合わせのいずれでもよい。

上述のように形成された油タンク３は、固定部材６１、６２により変速機内の所定の位置に組み込まれて使用される。なお、本実施例は、入力軸が上方に、出力軸が下方に配置された構成の変速機を示す。変速機内部構成が変わり軸配置が異なっても、本発明は適用できる。

次に、本発明の変速機の潤滑機構の作用について説明する。変速機が作動すると、入力軸２上に配設されたギヤがケーシング１内下部に滞留している潤滑油を掻き上げ、飛散させる。飛散する潤滑油の一部は油タンク３の開口に入り、第一区画４１及び第二区画５１で捕集される。このとき、各区画４１、５１の開口面積に応じて捕集される潤滑油量が決まり、広い開口面積をもつ第一区画４１のほうが多量の潤滑油を捕集する。

第一区画４１で捕集された潤滑油は、重力により傾斜した底面４２から供給口４３を経由して軸方向油路２１に導かれる。入力軸２内の潤滑油は、遠心力により図略の径方向油路からギヤの歯底面に供給されて、潤滑が行われる。捕集が進んで余ってきた潤滑油は、第一区画４１内に貯留されるようになる。第二区画５１で捕集された潤滑油も、始めのうちは貯留されることなく、副供給口５３から第二の潤滑対象箇所に供給される。そして、潤滑油が余ってくると第二区画５１内に貯留されるようになる。

通常の作動状態では、２つの区画４１、５１は所要量の潤滑油を捕集するのに十分な開口面積を有している。したがって、両方の区画４１、５１で潤滑油が貯留されるようになるのが常態である。そして、いずれか一方の区画４１または５１の潤滑油の貯留量が増加して仕切壁３２の高さを越えると、他方の区画５１または４１に貯留されるようになる。このとき、仕切壁３２は側壁３１よりもＨだけ低いので、潤滑油がケーシング１に漏れ出すことはない。

しかしながら、車体の傾き具合やギヤの回転数、潤滑油の温度に依存する粘度などの要因により、潤滑油の掻き上げや飛散が一時的に偏る場合がある。これに起因して、潤滑油が一方の区画４１または５１で余り、他方の区画５１または４１で不足する場合が考えられる。このような場合でも、前述のように仕切壁３２を越えて余った潤滑油を融通し合うことができる。したがって、従来よりも確実に潤滑を行うことができる。

本発明の変速機は、ケーシング内に潤滑油を収容して循環供給する潤滑機構であれば、ギヤの構造や変速制御方式を問わず、広く適用できる。

従来の変速機の潤滑機構を説明する部分断面図である。本発明の変速機に用いられる油タンクを示す平面図である。図２に示される油タンクの垂直断面図である。

符号の説明

１：ケーシング
２：入力軸
２１：軸方向油路
３：油タンク
３１：側壁３２：仕切壁
４１：第一区画４２：底板４３：供給口
４６：張り出し部
５１：第二区画５２：底板５３：副供給口
６１、６２：固定部材
９０：形成部材９１：オイル溜９２：流入口
９３：軸受ベアリング部

Claims

ケーシングと、該ケーシングに回転可能に保持される複数の軸と、該軸上に配設された複数のギヤとを備え、該ギヤを選択して噛合させることにより変速を行い、該ギヤが回転することにより潤滑油を掻き上げて飛散させまた潤滑油の一部を該軸の軸内油路に導き潤滑を行う変速機であって、
該軸よりも高い位置に配設され、上方に開口して掻き上げられた該潤滑油を捕集して貯留し、かつ該潤滑油を該軸内油路に導く供給口をもつ油タンクを備え、
該油タンクは、前記軸内油路以外の箇所にも該潤滑油を導く副供給口をもち、さらに、前記供給口または該副供給口をそれぞれ有する複数の区画にタンク内部を仕切りかつその高さが前記開口の上端よりも低い仕切壁をもつことを特徴とする変速機。
前記複数の区画は、所要とされる潤滑油量に応じて異なる開口面積及び容積をもつ請求項１に記載の変速機。