JP4854659B2

JP4854659B2 - 変速機における改良型潤滑装置

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Publication number: JP4854659B2
Application number: JP2007511581A
Authority: JP
Inventors: ジュラード，ハビアー・オーグスト; ルツェプカ，リチャード・イー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2012-01-18
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Description

本発明は、総括的には変速機の潤滑に関し、より具体的には、電動式鉱山トラック用変速機における潤滑を改良するためのシステムに関する。

露天掘から採掘された重量積載物を運搬するために使用される鉱山車両のような大型オフロード重作業車両は、よく知られており、通常はエネルギー効率の良い方式で車両を推進又は減速させるために電動ホイールを使用している。このタイプの車両を、図１に示す。その効率は一般的に、交流発電機及びメイントラクションインバータと共に大馬力ディーゼルエンジンを使用することによって達成される。ディーゼルエンジンは、該ディーゼルエンジンが交流発電機を駆動するように交流発電機と直接組合される。交流発電機は、メイントラクションインバータに給電するために使用され、メイントラクションインバータは、制御した電圧及び周波数を有する電力を、車両の後輪に結合された２つの駆動又はトラクションモータに供給する。モータは、ＡＣ又はＤＣ作動式のいずれかとすることができる。各駆動モータが作動すると、駆動モータは、変速機駆動シャフトを駆動シャフト軸線の周りで低トルクかつ高速度で回転させる。変速機駆動シャフトは、車両の変速機と直接組合されているので、変速機駆動シャフトの低トルク高速度の回転エネルギーが、車両用変速機に伝えられる。車両用変速機は次に、変速機駆動シャフトによって供給された低トルク高速度の回転エネルギーを取り入れて、このエネルギーを、後輪に供給する高トルク低速度の回転エネルギー出力に変換する。

図２を参照すると、この低トルク高速度回転エネルギーの高トルク低速度回転エネルギーへの変換は一般的に、車両用変速機内に配置された二段減速歯車セットを用いて達成される。二段減速歯車セットは、第１の減速段と第２の減速段とを含む一連の歯車、ピニオン歯車及び遊星歯車である。第１の減速段は、高速太陽ピニオン歯車、複数の高速遊星歯車及び固定リング歯車を含むことができ、また第２の減速段は、低速太陽ピニオン歯車、複数の低速遊星歯車及び固定リング歯車を含むことができる。第１の減速段の出力部は、第２の減速段の入力部に結合され、高速キャリヤと呼ぶことができる。同様に、第２の減速段の出力部は、トルクチューブ／ハブ組立体を介して車両のホイールに結合される。低速ピニオン歯車上の内部側及び外部側スラストワッシャは、変速機内で高速キャリヤを位置決めするように作用し、また摩擦を減少させながら高速キャリヤのあらゆる移動に対抗するように作用する。

上に述べたように、このタイプの変速機は、低トルク高速度エネルギーを高トルク低速度エネルギーに変換するために互いに相互作用しかつ噛合う複数の可動部品を含む。従って、変速機の部品の全てを良好な潤滑状態に保って、過度の摩耗及び装置の破損を回避することが不可欠である。現在では、変速機内の構成部品は、「スプラッシュ」法を用いて潤滑されている。この「スプラッシュ」法は、トルクチューブ／ハブ組立体をオイルで部分的に満たして、高速キャリヤ、低速キャリヤ、高速遊星歯車及び低速遊星歯車の運動中に変速機構成部品に対して潤滑を分配するようにすることを含んでいる。これらの構成部品が運動すると、これらの構成部品に付着したトルクチューブ内に含まれた潤滑油は、キャリヤから低速太陽ピニオン歯車のような変速機に含まれた構成部品上に跳ねかかる（スプラッシュする）。低速太陽ピニオン歯車と低速遊星歯車とが互いに噛み合うと、「スプラッシュ」行程の間に両歯車に付着した潤滑油は、噛合部から変速機の軸方向に押し出されて、変速機のその他の部品に対して潤滑を行う。このことにより、スラストワッシャの半径方向外側表面には十分な潤滑が得られるが、半径方向内側表面に対しては十分な潤滑を行うことができない。
米国特許出願公開第２００５００５９５２３Ａ１号公報米国特許第６，０５９，６８２Ａ号公報米国特許第５，３２８，４１９Ａ号公報米国特許第５，７９１，１９３Ａ号公報米国特許第５，００４，０７３Ａ号公報米国特許第２，４０８，３３６Ａ号公報

上記の潤滑法により、主要な摩耗構成部品を含む変速機の内部部品の全ての十分な潤滑が得られるが、変速機の臨界部位への何らかの付加的なオイル（潤滑油）フローは、有利なものとなり、用途及び／又は作業環境により付加的な荷重を受ける可能性があるそれらの回転部品に対して付加的な安全性マージンを与えることができる。この付加的な安全性マージンは、装置部品を頻繁に交換する必要性及び／又は装置の壊滅的破損を防止するための付加的な予防策として望ましい。

電動ホイール式オフハイウェイ車両用変速機のための改良型潤滑組立体を提供し、変速機は、該変速機の内部側における高速ピニオン歯車及び該ピニオン歯車の周りに配置された高速遊星歯車と、該変速機の外部側における低速ピニオン歯車及び該低速ピニオン歯車の周りに配置された低速遊星歯車と、ピニオン歯車及び遊星歯車を収容する変速機空洞を形成した変速機ハウジングと、ピニオン歯車及び遊星歯車へのアクセスを可能にするために該変速機の長手方向軸線位置において変速機ハウジングの外部側端部に設けられた変速機開口部とを含み、低速ピニオン歯車は、その中に中央通路を形成しかつ高速ピニオン歯車側の一端部における内部側スラストワッシャと変速機開口部側の外部側スラストワッシャとを有するほぼ管状の構造体である。本改良型潤滑組立体は、太陽ピニオン歯車カバーを含み、太陽ピニオン歯車カバーは、変速機ハウジングに着脱可能に固定されて変速機の長手方向軸線位置において変速機開口部を覆うようになったカバー本体構造体を含み、カバー本体構造体は、変速機の長手方向軸線に対してほぼ半径方向に延びかつ該カバーの内表面における第１の潤滑油ポートと該カバーの内表面における第２の潤滑油ポートとを有する潤滑油ダクトを形成し、潤滑油ダクトは、第１の潤滑油ポートと第２の潤滑油ポートとの間で潤滑油が流れるのを可能にし、第１の潤滑油ポートは、変速機空洞内で低速遊星歯車に隣接して配置されて該遊星歯車によって押し出された潤滑油を受け、また第２の潤滑油ポートは、低速ピニオン歯車中央通路に隣接して配置されて変速機空洞から該ピニオン歯車中央通路に潤滑油を流して、低速ピニオン歯車上の内部側及び外部側スラストワッシャに潤滑油を分配するようにする。

電動ホイール式オフハイウェイ車両用変速機のための改良型潤滑組立体を提供し、変速機は、該変速機の内部側における高速ピニオン歯車及び該ピニオン歯車の周りに配置された高速遊星歯車と、該変速機の外部側における低速ピニオン歯車及び該低速ピニオン歯車の周りに配置された低速遊星歯車と、ピニオン歯車及び遊星歯車を収容する変速機空洞を形成した変速機ハウジングと、ピニオン歯車及び遊星歯車へのアクセスを可能にするために該変速機の長手方向軸線位置において変速機ハウジングの外部側端部に設けられた変速機開口部とを含み、低速ピニオン歯車は、その中に中央通路を形成しかつ高速ピニオン歯車側の一端部における内部側スラストワッシャと変速機開口部側の外部側スラストワッシャとを有するほぼ管状の構造体である。本改良型潤滑組立体は、潤滑プラグを含み、潤滑プラグは、第1のプラグ部分と第２のプラグ部分とを含み、第1のプラグ部分は、スラストワッシャの第２の表面部分と可動的に組合された半径方向延長部分を含み、第２のプラグ部分は、第２のプラグ部分構造体を有し、第２のプラグ部分構造体は、プラグ空洞入口とスラストワッシャの少なくとも一部分に隣接して配置された少なくとも１つのプラグ空洞出口とを有するプラグ空洞を形成し、プラグ空洞入口は、太陽ピニオン歯車空洞をプラグ空洞と連通させるように配置され、また少なくとも１つのプラグ空洞出口は、プラグ空洞をスラストワッシャと連通させるように第２のプラグ部分の少なくとも１つの半径方向平面に沿って配置されて、太陽ピニオン歯車空洞を通ってプラグ空洞入口内に流れた潤滑油が、該潤滑油とスラストワッシャとが潤滑的に相互作用するように少なくとも１つのプラグ空洞出口から流出することが可能になるようにする。

本発明の上記の及びその他の特徴及び利点は、幾つかの図において同様な要素に同じ参照符号を付した添付図面と関連させて行った例示的な実施形態についての以下の詳細な記述からより完全に理解されるであろう。なお本出願は、２００４年５月５日に出願した米国仮特許出願第６０／５６８，３７７号の優先権を主張しており、この米国仮特許出願の内容は、参考としてその全体を本明細書に組み入れる。

図３を参照すると、太陽ピニオン歯車カバー１００を示しており、この太陽ピニオン歯車カバー１００は、カバー外表面１０４とカバー内表面１０６とを有するカバー本体構造体１０２を含む。カバー内表面１０６は、潤滑油入口ポート１０８と潤滑油出口ポート１１０とを形成しており、潤滑油入口ポート１０８は、潤滑油誘導チャネル１１２を介して潤滑油出口ポート１１０と連通している。太陽ピニオン歯車カバー１００にはまた、該太陽ピニオン歯車カバー１００を変速機組立体ハブに対して着脱可能に固定するのを可能にするように配置された、ボルト孔１１４のような少なくとも１つの適当なファスナ係合孔が形成される。

図４及び図５を参照すると、太陽ピニオン歯車カバー１００は、変速機１１６に対して着脱可能に固定した状態で示している。変速機１１６は、少なくとも１つのハブ取付け空洞１２０と、変速機開口部１２２と、ハブ組立体空洞１２４とを形成するハブ組立体１１８を含み、変速機開口部１２２は、ハブ組立体空洞１２４と連通している。変速機１１６はまた、ハブ組立体空洞１２４内に配置された二段減速歯車セット１２６を含み、二段減速歯車セット１２６は、固定リング歯車１２８と、第１の減速段１３０と、第２の減速段１３２とを含む。第１の減速段１３０は、高速太陽ピニオン歯車１３４、複数の高速遊星歯車１３６及び高速キャリヤ１３８を含み、高速キャリヤ１３８は、第１の減速段１３０の出力を第２の減速段１３２に伝達する。高速キャリヤ１３８は、その軸方向動きがカバー内表面１０６上に載置した外部側スラストワッシャ１４０とプラグ１４４上に載置した内部側スラストワッシャ１４２とによって制約されるように変速機１１６内に配置される。

第２の減速段１３２は、低速太陽ピニオン歯車１４６、複数の低速遊星歯車１４８及び低速キャリヤ１５０を含み、低速太陽ピニオン歯車１４６は、第２の減速段１３２への入力部であり、高速キャリヤ１３８から第１の減速段１３０の出力を受ける。低速キャリヤ１５０は、第２の減速段１３２の出力を受け、この高トルク出力を車両ホイールに伝達する。太陽ピニオン歯車カバー１００は、該太陽ピニオン歯車カバーが変速機開口部１２２を覆って配置されてハブ組立体空洞１２４を密封閉鎖するように、少なくとも１つの取付け装置１５２を介してハブ組立体１１８と固定的に組合された状態で示している。さらに、太陽ピニオン歯車カバー１００は、潤滑油入口ポート１０８が複数の低速遊星歯車１４８に隣接し、また潤滑油出口ポート１１０が低速太陽ピニオン歯車１４６に隣接するように、ハブ組立体１１８に対して配置される。これにより、潤滑油が潤滑油誘導チャネル１１２を介して複数の低速遊星歯車１４８と低速太陽ピニオン歯車１４６との間で流れることが可能になる。カバー１００は、該カバー１００の周りに間隔を置いて配置された２つ又はそれ以上のチャネル１１２を含むことができる。チャネル１１２は、入口１０８及び出口１１０の端部においてのみ通路が開口するようにカバー１００の内表面１０６から間隔を置いたものとして示しているが、これに代えてチャネルは、入口１０８と出口１１０との間で延びるカバー１００の内表面１０６内の凹部として形成することができる。

図４、図５及び図６を参照すると、オフロード重作業車両１５４を示しており、オフロード重作業車両１５４は、交流発電機１６０に結合された大馬力ディーゼルエンジン１５８と、メイントラクションインバータ１６２と、少なくとも１つのＡＣ駆動モータ１６４と、変速機駆動シャフト１６６とを含む。車両１５４が作動すると、ディーゼルエンジン１５８は、交流発電機１６０を駆動してメイントラクションインバータ１６２に給電する。メイントラクションインバータ１６２は、ＡＣ駆動モータ１６４に電力を供給し、この場合メイントラクションインバータ１６２は、ＡＣ駆動モータ１６４に供給する電力の電圧及び周波数を制御する。ＡＣ駆動モータ１６４は、該ＡＣ駆動モータ１６４に供給される電力に関連して変速機駆動シャフト１６６を回転させることによって、この電気エネルギーを機械エネルギーに変換する。ＡＣ駆動モータ１６４を高速太陽ピニオン歯車１３４と連結する変速機駆動シャフト１６６の回転は、ＡＣ駆動モータ１６４からＡＣ変速機１１６に機械エネルギーを伝達する。

上に簡単に述べたように、高速太陽ピニオン歯車１３４は、第１の減速段１３０の一部である。従って、変速機駆動シャフト１６６の回転は高速太陽ピニオン歯車１３４を回転させるので、ＡＣ駆動モータ１６４からの高速低トルクの機械エネルギーは、高速太陽ピニオン歯車１３４を介して第１の減速段１３０に伝達される。この高速低トルクの回転エネルギーは、第１の減速段１３０によって低速高トルクのエネルギーに変換され、低速太陽ピニオン歯車１４６を介して第２の減速段１３２に伝達される。第１の減速段１３０からの変換されたエネルギーはさらに、第２の減速段１３２により低速高トルクのエネルギーに変換される。この時点で、低速高トルクのエネルギーは、低速キャリヤ１５０を介して車輪に伝達される。ＡＣ変速機１１６が受けた高速低トルクのエネルギーを低速高トルクのエネルギーに変換している時に、ＡＣ変速機１１６内の構成部品は、速やかに運動しかつ互いに相互作用している。

低速太陽ピニオン歯車１４６と低速遊星歯車１４８とが互いに相互作用しかつ噛み合った時に、低速太陽ピニオン歯車１４６及び低速遊星歯車１４８に付着した潤滑油は、噛合部から太陽ピニオン歯車カバー１００に向って軸方向へ押し出される。潤滑油入口ポート１０８が低速遊星歯車１４８に隣接しているので、低速遊星歯車と太陽ピニオン歯車とが噛み合うことにより、潤滑油を潤滑油入口ポート１０８内に方向付けし、潤滑油ダクト１１２を通して、潤滑油出口ポート１１０から低速太陽ピニオン歯車１４６の中央通路内に導くようなポンプ作用が生じる。このことにより、低速太陽ピニオン歯車１４６の中央通路を通る連続的な潤滑油フローが形成され、従って外部側スラストワッシャ１４０と内部側スラストワッシャ１４２とに対して潤滑が行われる。それによって内部側及び外部側スラストワッシャへの潤滑油フローは、これらの臨界摩耗構成部品の半径方向内側表面における潤滑を保証してそれら構成部品の有効寿命を延ばすようにする。

図７を参照すると、太陽ピニオン歯車カバー２００の第２の実施形態を示しており、この太陽ピニオン歯車カバー２００は、複数の潤滑油入口ポート２０８と、複数の潤滑油出口ポート２１０と、複数の潤滑油ダクト２１２とを含み、複数の潤滑油入口ポート２０８の各々は、複数の潤滑油ダクト２１２を介して複数の潤滑油出口ポート２１０の少なくとも１つと連通している。さらに、図８を参照すると、太陽ピニオン歯車カバー３００の第３の実施形態を示しており、この太陽ピニオン歯車カバー３００は、第１の潤滑油入口ポート３０８と、第２の潤滑油入口ポート３０９と、第１の潤滑油出口ポート３１０と、第２の潤滑油出口ポート３１１とを含み、第１の潤滑油入口ポート３０８は、第１の潤滑油ダクト３１２を介して第１の潤滑油出口ポート３１０と連通し、また第２の潤滑油入口ポート３０９は、第２の潤滑油ダクト３１３を介して第２の潤滑油出口ポート３１１と連通している。方向性フローバルブを設けかつ潤滑油ダクトと連通するように配置して、潤滑油ダクトを通って流れる潤滑油フローの方向を制御するこができることを理解されたい。さらに、本明細書では太陽ピニオン歯車カバー１００は、二段減速歯車セット１２６を有するＡＣ変速機１１６と組合されたものとして説明しているが、太陽ピニオン歯車カバー１００は、所望の最終目的に適したあらゆるタイプの変速機で使用することができることも理解されたい。

図９を参照すると、潤滑プラグ９００の側面断面図を示しており、この潤滑プラグ９００は、第１のプラグ部分９０２と第２のプラグ部分９０４とを含む。第１のプラグ部分９０２は、半径方向延長部分９０６を含み、半径方向延長部分９０６は、延長部分内部側表面９０８と延長部分外部側表面９１０とを有し、潤滑プラグ９００は、圧力嵌めのような所望の最終目的に適したあらゆる方法で、減速歯車セット１２６と固定的に組合される。第２のプラグ部分９０４は、半径方向延長部分９０６から離れる方向に延びかつ少なくとも１つのプラグ空洞入口９１８と少なくとも１つのプラグ空洞出口９２０とを有するプラグ空洞９１６を形成した第２のプラグ部分構造体９１４を含み、少なくとも１つのプラグ空洞出口９２０は、プラグ空洞９１６を介して少なくとも１つのプラグ空洞入口９１８と連通している。少なくとも１つのプラグ空洞出口９２０は、第２のプラグ部分９０４の第１の半径方向平面Ｒ_１に沿って配置された少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２と、第２のプラグ部分９０４の第２の半径方向平面Ｒ_２に沿って配置された少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４とを含むことを理解されたい。

図１０を参照すると、内部側スラストワッシャ１４２の前面斜視図を示しており、この内部側スラストワッシャ１４２は、内部側スラストワッシャ空洞９２８を形成しかつ第１のスラストワッシャ表面９３０と第２のスラストワッシャ表面９３２とを備えた内部側スラストワッシャ構造体９２６を含む。図１１を参照すると、減速歯車セット１２６及び内部側スラストワッシャ１４２と組合されるように変速機１１６内に配置された状態での潤滑プラグ９００の側面断面図を示している。潤滑プラグ９００は、互いに圧力嵌めされて互いに摩擦により相互作用するような所望の最終目的に適したあらゆる方法及び／又は装置によって減速歯車セット１２６と組合せることができる。内部側スラストワッシャ１４２は、第２のプラグ部分９０４の少なくとも一部分が内部側スラストワッシャ空洞９２８内に配置されかつ該内部側スラストワッシャ１４２の第１のスラストワッシャ表面９３０が半径方向延長部分９０６の延長部分外部側表面９１０に隣接するように、潤滑プラグ９００と可動的に組合される。さらに、内部側スラストワッシャ１４２は、該内部側スラストワッシャ１４２の第２のスラストワッシャ表面９３２がスラストワッシャリテーナ９３６に隣接するように該スラストワッシャリテーナ９３６を介して低速太陽ピニオン歯車１４６と可動的に組合され、ここで低速太陽ピニオン歯車１４６は、太陽ピニオン歯車空洞９３８を形成している。潤滑プラグ９００及び内部側スラストワッシャ１４２を変速機１１６と組合せた時、内部側スラストワッシャ１４２は、第１のスラストワッシャ表面９３０が内部寄りプラグ空洞出口９２２に隣接しかつ第２のスラストワッシャ表面９３２が外部寄りプラグ空洞出口９２４に隣接するように配置されることを理解されたい。このことにより、潤滑油が、潤滑プラグ空洞９１６を通って太陽ピニオン歯車空洞９３８と第１のスラストワッシャ面９３０及び第２のスラストワッシャ面９３２との間で流れることが可能になる。

図１２Ａを参照すると、少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２は、第１のプラグ接合面出口９４２と、第２のプラグ接合面出口９４４と、第３のプラグ接合面出口９４６と、第４のプラグ接合面出口９４８とを含み、それら出口の各々は、第２のプラグ部分９０４の第１の半径方向平面Ｒ_１に沿って半径方向に配置することができる。第１のプラグ接合面出口９４２は、第２のプラグ接合面出口９４４から角度σ_１の位置にかつ第４のプラグ接合面出口９４８から角度σ_２の位置に配置することができる。第３のプラグ接合面出口９４６は、第２のプラグ接合面出口９４４から角度σ_３の位置にかつ第４のプラグ接合面出口９４８から角度σ_４の位置に配置することができる。さらに、第１のプラグ接合面出口９４２は、第３のプラグ接合面出口９４６から角度σ_５の位置に配置することができ、また第２のプラグ接合面出口９４４は、第４のプラグ接合面出口９４８から角度σ_６の位置に配置することができる。

これと同様に図１２Ｂを参照すると、少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４は、第１のリテーナ接合面出口９５０と、第２のリテーナ接合面出口９５２と、第３のリテーナ接合面出口９５４と、第４のリテーナ接合面出口９５６とを含み、それら出口の各々は、第２のプラグ部分９０４の第２の半径方向平面Ｒ_２に沿って半径方向に配置することができる。上記と同様に、第１のリテーナ接合面出口９５０は、第２のリテーナ接合面出口９５２から角度β_１の位置にかつ第４のリテーナ接合面出口９５６から角度β_２の位置に配置することができ、第３のリテーナ接合面出口９５４は、第２のリテーナ接合面出口９５２から角度β_３の位置にかつ第４のリテーナ接合面出口９５６から角度β_４の位置に配置することができ、第１のリテーナ接合面出口９５０は、第３のリテーナ接合面出口９５４から角度β_５の位置に配置することができ、また第２のリテーナ接合面出口９５２は、第４のリテーナ接合面出口９５６から角度β_６の位置に配置することができる。さらに、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２は、少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４に対して角度μだけ円周方向にオフセットするように配置することができる。

図１３を参照すると、電気モータ駆動式オフハイウェイ車両用変速機１１６内での潤滑油フロー９５２を増大させる方法９５８を説明するブロック図を示しており、変速機１１６は、減速段１２６と、太陽ピニオン歯車空洞９３８を形成した低速太陽ピニオン歯車１４６と、低速太陽ピニオン歯車１４６及び減速段１２６の相対的回転を可能にする内部側スラストワッシャ１４２とを含む。内部側スラストワッシャ１４２は、スラストワッシャリテーナ９３６を介して低速太陽ピニオン歯車１４６と可動的に組合され、また内部側スラストワッシャ１４２は、太陽ピニオン歯車空洞９３８と連通した潤滑プラグ９００を介して減速段１２６と可動的に組合される。方法９５８は、操作ブロック９６０に示すように、太陽ピニオン歯車空洞９３８と内部側スラストワッシャ１４２との間に潤滑油誘導通路９５２を形成する段階と、操作ブロック９６２に示すように、潤滑油誘導通路を通して太陽ピニオン歯車空洞９３８とスラストワッシャ１４２との間で流れるように潤滑油を導いて、潤滑油をスラストワッシャ１４２に送給する段階とを含む。このことは、プラグ入口９１８と少なくとも１つのプラグ出口９２０とを有するプラグ空洞９１６を形成するように潤滑プラグ９００を変更することによって達成することができ、この場合プラグ入口９１８は、太陽ピニオン歯車空洞９３８と連通するように配置され、また少なくとも１つのプラグ出口９２０は、スラストワッシャ１４２の少なくとも一部分と連通するように配置される。潤滑プラグ９００によって形成することができるプラグ空洞９１６は、太陽ピニオン歯車空洞９３８と連通するように配置されたものとして示しており、この場合プラグ空洞９１６は、内部寄りプラグ空洞出口９２２と外部寄りプラグ空洞出口９２４とを含む。

図１４を参照すると、太陽ピニオン歯車カバー１００と潤滑プラグ９００とを有する変速機１１６を示している。変速機１１６が作動すると、低速太陽ピニオン歯車１４６と低速遊星歯車１４８とは、互いに相互作用しかつ噛み合う。このことにより、低速太陽ピニオン歯車１４６及び低速遊星歯車１４８に付着した潤滑油が、太陽ピニオン歯車カバー１００に向って軸方向に噛合部から押し出される。潤滑油入口ポート１０８が低速遊星歯車１４８に隣接しているので、低速遊星歯車１４８と低速太陽ピニオン歯車１４６とが噛み合うことにより、潤滑油９６４を潤滑油入口ポート１０８内に方向付けし、潤滑油ダクト１１２を通して、潤滑油出口ポート１１０から低速太陽ピニオン歯車１４６の太陽ピニオン歯車空洞９３８内に導くようなポンプ作用が生じる。このポンプ作用は、太陽ピニオン歯車空洞９３８内へかつ該太陽ピニオン歯車空洞９３８を通して連続的な潤滑油フロー９６６を導いて、外部側スラストワッシャ１４０に対して潤滑を行う。連続的な潤滑油フロー９６６はまた、潤滑油９６４をプラグ空洞入口９１８を通してプラグ空洞９１６内に導きまた少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２及び少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４から流出させて、第１のスラストワッシャ表面９３０及び第２のスラストワッシャ表面９３２の少なくとも１つと潤滑的に相互作用する。

少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２及び少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４は、潤滑プラグ９００の軸方向平面Ａ_１に対して９０°で（垂直に）配向されているものとして示しているが、少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２及び少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４は、軸方向平面Ａ_１に対して所望の最終目的に適した角度で配向することができることを理解されたい。例えば、図１５を参照すると、潤滑プラグ９００の第１の別の実施形態を示しており、この潤滑プラグ９００は、少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２と少なくとも１つの外側プラグ空洞出口９２４とを含み、この場合少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２及び少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４は、軸方向平面Ａ_１に対して所定の角度αで配向されている。さらに、図１６及び図１７を参照すると、潤滑プラグ９００の第２の別の実施形態を示しており、この潤滑プラグ９００は、少なくとも１つのプラグ空洞入口９１８と少なくとも１つのプラグ空洞出口９２０とを有する少なくとも１つのプラグ空洞９３０を含み、この場合少なくとも１つのプラグ空洞９３０は、第２のプラグ部分構造体９１４の外側部分に隣接して配置されかつ潤滑プラグ９００の軸方向平面Ａ_１に沿って軸方向に延びる。

図１８を参照すると、変速機１１６が作動すると、低速太陽ピニオン歯車１４６と低速遊星歯車１４８とは、互いに相互作用しかつ噛み合う。このことにより、低速太陽ピニオン歯車１４６及び低速遊星歯車１４８に付着した潤滑油が、太陽ピニオン歯車カバー１００に向って軸方向に噛合部から押し出される。潤滑油入口ポート１０８が低速遊星歯車１４８に隣接しているので、低速遊星歯車１４８と低速太陽ピニオン歯車１４６とが噛み合うことにより、潤滑油を潤滑油入口ポート１０８内に方向付けし、潤滑油ダクト１１２を通して、潤滑油出口ポート１１０から低速太陽ピニオン歯車１４６の太陽ピニオン歯車空洞９３８内に導くようなポンプ作用が生じる。このポンプ作用は、太陽ピニオン歯車空洞９３８内へかつ該太陽ピニオン歯車空洞９３８を通して連続的な潤滑油フロー９６６を導いて、外部側スラストワッシャ１４０に対して潤滑を行う。連続的な潤滑油フロー９６６はまた、該潤滑油フロー９６６をプラグ空洞入口９１８を通してプラグ空洞９１６内に導きまた少なくとも１つの内部寄りプラグ空洞出口９２２及び少なくとも１つの外部寄りプラグ空洞出口９２４から流出させて、第１のスラストワッシャ表面９３０及び第２のスラストワッシャ表面９３２の少なくとも１つと潤滑的に相互作用する。

角度σ_１、σ_２、σ_３、σ_４、β_１及びβ_２は約９０°であるとして示し、角度σ_５、σ_６、β_３及びβ_４は約１８０°であるとして示し、角度μは約４５°であるとして示し、また角度αは約６０°であるとして示しているが、角度σ_１、σ_２、σ_３、σ_４、σ_５、σ_６、β_１、β_２、β_３、β_４、μ及びαの各角度は、所望の最終目的に適したあらゆる角度とすることができることを理解されたい。

本発明を例示的な実施形態に関して説明してきたが、本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、これら例示的な実施形態の要素に対して様々な変更、省略及び／又は追加を加えることができ、またこれら例示的な実施形態の要素を均等物で置換えることができることは、当業者には明らかであろう。さらに、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、特定の状況及び物的要件を本発明の教示に適応させるように多くの修正を加えることもできる。従って、本発明は、本発明を実施するために考えられた最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明が、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する全ての実施形態を含むことになることを意図している。さらに、特にことわらない限り、第１の、第２の等の用語のあらゆる使用は、何らの順序又は重要度を示すものではなく、むしろ第１の、第２の等の用語は、１つの要素を他と区別するために使用している。

ＡＣ変速機を使用するタイプのオフロード重作業車両の側面斜視図。従来技術による、太陽ピニオン歯車カバーを有する変速機の側面断面図。好ましい実施形態による太陽ピニオン歯車カバーの側面断面図。図３の太陽ピニオン歯車カバーを使用した変速機の一部切取り側面図。図３の太陽ピニオン歯車カバーを使用した変速機の一部切取り側面図。変速機を使用するタイプのオフロード重作業車両の付加的な側面斜視図。第２の実施形態による太陽ピニオン歯車カバーの側面断面図。第３の実施形態による太陽ピニオン歯車カバーの側面断面図。例示的な実施形態による潤滑プラグの側面断面図。図９の潤滑プラグに使用するためのスラストワッシャの前面斜視図。図１０のスラストワッシャ及び図５の変速機と組合せた図１０の潤滑プラグの一部切取り側面図。図９の潤滑プラグの前面図。図９の潤滑プラグの前面図。例示的な実施形態による、電気モータ駆動式変速機内での潤滑油フローを増大させる方法を説明するブロック図。図３の太陽ピニオン歯車カバー及び図９の潤滑プラグを使用した図５の変速機の側面切欠き図である。第１の別の実施形態による潤滑プラグの側面断面図。第２の別の実施形態による潤滑プラグの側面断面図。図１６の潤滑プラグの前面図。図１０のスラストワッシャ及び図５の変速機と組合せた図１６の潤滑プラグの側面断面図。

符号の説明

１００太陽ピニオン歯車カバー
１０８潤滑油入口ポート
１１０潤滑油出口ポート
１１２潤滑油ダクト
１１６変速機
１１８ハブ組立体
１２２変速機開口部
１２４ハブ組立体空洞
１２６二段減速歯車セット
１２８固定リング歯車
１３０第１の減速段
１３２第２の減速段
１３４高速太陽ピニオン歯車
１３６高速遊星歯車
１３８高速キャリヤ
１４０外部側スラストワッシャ
１４２内部側スラストワッシャ
１４４プラグ
１４６低速太陽ピニオン歯車
１４８低速遊星歯車
１５０低速キャリヤ
９００潤滑プラグ
９１６プラグ空洞
９１８プラグ空洞入口
９２０プラグ空洞出口
９２２内部寄りプラグ空洞出口
９２４外部寄りプラグ空洞出口
９３６スラストワッシャリテーナ
９３８太陽ピニオン歯車空洞

Claims

電動ホイール式オフハイウェイ車両用変速機のための改良型潤滑組立体であって、
前記変速機が、該変速機の内部側における高速ピニオン歯車及び該ピニオン歯車の周りに配置された高速遊星歯車と、該変速機の外部側における低速ピニオン歯車及び該低速ピニオン歯車の周りに配置された低速遊星歯車と、前記ピニオン歯車及び遊星歯車を収容する変速機空洞を形成した変速機ハウジングと、前記ピニオン歯車及び遊星歯車へのアクセスを可能にするために該変速機の長手方向軸線位置において前記変速機ハウジングの外部側端部に設けられた変速機開口部とを含み、前記低速ピニオン歯車が、その中に中央通路を形成しかつ前記高速ピニオン歯車側の一端部における内部側スラストワッシャと前記変速機開口部側の外部側スラストワッシャとを有するほぼ管状の構造体であり、該改良型潤滑組立体が、
太陽ピニオン歯車カバーを含み、
前記太陽ピニオン歯車カバーが、前記変速機ハウジングに着脱可能に固定されて前記変速機の長手方向軸線位置において前記変速機開口部を覆うようになったカバー本体構造体を含み、
前記カバー本体構造体が、前記変速機の長手方向軸線に対してほぼ半径方向に延びかつ該カバーの内表面における第１の潤滑油ポートと該カバーの内表面における第２の潤滑油ポートとを有する潤滑油ダクトを形成し、
前記潤滑油ダクトが、前記第１の潤滑油ポートと前記第２の潤滑油ポートとの間で潤滑油が流れるのを可能にし、
前記第１の潤滑油ポートが、前記変速機空洞内で前記低速遊星歯車に隣接して配置されて該遊星歯車によって押し出された潤滑油を受け、
前記第２の潤滑油ポートが、前記低速ピニオン歯車中央通路に隣接して配置されて前記変速機空洞から該ピニオン歯車中央通路に潤滑油を流して、前記低速ピニオン歯車上の前記内部側及び外部側スラストワッシャに潤滑油を分配するようにする、
改良型潤滑組立体。
潤滑プラグをさらに含み、
前記潤滑プラグが、第1のプラグ部分と第２のプラグ部分とを含み、
前記第1のプラグ部分が、前記スラストワッシャの第２の表面部分と可動的に組合された半径方向延長部分を含み、
前記第２のプラグ部分が、第２のプラグ部分構造体を有し、
前記第２のプラグ部分構造体が、プラグ空洞入口と前記スラストワッシャの少なくとも一部分に隣接して配置された少なくとも１つのプラグ空洞出口とを有するプラグ空洞を形成し、
前記プラグ空洞入口が、前記低速ピニオン歯車により形成されたピニオン歯車空洞を前記プラグ空洞と連通させるように配置され、
前記少なくとも１つのプラグ空洞出口が、前記プラグ空洞を前記スラストワッシャと連通させるように前記第２のプラグ部分の少なくとも１つの半径方向平面に沿って配置されて、前記ピニオン歯車空洞を通って前記プラグ空洞入口内に流れた潤滑油が、該潤滑油と前記スラストワッシャとが潤滑的に相互作用するように前記少なくとも１つのプラグ空洞出口から流出することが可能になるようにする、
請求項１記載の改良型潤滑組立体。
前記潤滑油ダクトが、その全長に沿って前記カバーの内表面に開口した該カバーの内表面内のチャネルと前記カバー内に形成されかつ前記第１の潤滑油ポート及び第２の潤滑油ポートを除いて該カバーの内表面から間隔を置いて配置された通路とのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の改良型潤滑組立体。
前記潤滑油ダクトと連通するように配置されて潤滑油フローの方向を制御する一方向バルブをさらに含む、請求項１記載の改良型潤滑組立体。
電動ホイール式オフハイウェイ車両用変速機のための改良型潤滑組立体であって、
前記変速機が、該変速機の内部側における高速ピニオン歯車及び該ピニオン歯車の周りに配置された高速遊星歯車と、該変速機の外部側における低速ピニオン歯車及び該低速ピニオン歯車の周りに配置された低速遊星歯車と、前記ピニオン歯車及び遊星歯車を収容する変速機空洞を形成した変速機ハウジングと、前記ピニオン歯車及び遊星歯車へのアクセスを可能にするために該変速機の長手方向軸線位置において前記変速機ハウジングの外部側端部に設けられた変速機開口部とを含み、前記低速ピニオン歯車が、その中に中央通路を形成しかつ前記高速ピニオン歯車側の一端部における内部側スラストワッシャと前記変速機開口部側の外部側スラストワッシャとを有するほぼ管状の構造体であり、該改良型潤滑組立体が、
潤滑プラグを含み、
前記潤滑プラグが、第1のプラグ部分と第２のプラグ部分とを含み、
前記第1のプラグ部分が、前記スラストワッシャの第２の表面部分と可動的に組合された半径方向延長部分を含み、
前記第２のプラグ部分が、第２のプラグ部分構造体を有し、
前記第２のプラグ部分構造体が、プラグ空洞入口と前記スラストワッシャの少なくとも一部分に隣接して配置された少なくとも１つのプラグ空洞出口とを有するプラグ空洞を形成し、
前記プラグ空洞入口が、前記低速ピニオン歯車により形成されたピニオン歯車空洞を前記プラグ空洞と連通させるように配置され、
前記少なくとも１つのプラグ空洞出口が、前記プラグ空洞を前記スラストワッシャと連通させるように前記第２のプラグ部分の少なくとも１つの半径方向平面に沿って配置されて、前記ピニオン歯車空洞を通って前記プラグ空洞入口内に流れた潤滑油が、該潤滑油と前記スラストワッシャとが潤滑的に相互作用するように前記少なくとも１つのプラグ空洞出口から流出することが可能になるようにする、
改良型潤滑組立体。
太陽ピニオン歯車カバーをさらに含み、
前記太陽ピニオン歯車カバーが、前記変速機ハウジングに着脱可能に固定されて前記変速機の長手方向軸線位置において前記変速機開口部を覆うようになったカバー本体構造体を含み、
前記カバー本体構造体が、前記変速機の長手方向軸線に対してほぼ半径方向に延びかつ該カバーの内表面における第１の潤滑油ポートと該カバーの内表面における第２の潤滑油ポートとを有する潤滑油ダクトを形成し、
前記潤滑油ダクトが、前記第１の潤滑油ポートと前記第２の潤滑油ポートとの間で潤滑油が流れるのを可能にし、
前記第１の潤滑油ポートが、前記変速機空洞内で前記低速遊星歯車に隣接して配置されて該遊星歯車によって押し出された潤滑油を受け、
前記第２の潤滑油ポートが、前記低速ピニオン歯車中央通路に隣接して配置されて前記変速機空洞から該ピニオン歯車中央通路に潤滑油を流して、前記低速ピニオン歯車上の前記内部側及び外部側スラストワッシャに潤滑油を分配するようにする、
請求項５記載の改良型潤滑組立体。
前記少なくとも１つのプラグ出口が、少なくとも１つのプラグ接合面出口を含み、
前記潤滑プラグが電気推進システムと組合せて前記スラストワッシャに隣接して配置された時に、前記少なくとも１つのプラグ接合面出口が、前記プラグ空洞を第１の表面部分と連通させる、
請求項５記載の改良型潤滑組立体。
前記少なくとも１つのプラグ出口が、少なくとも１つのリテーナ接合面出口を含み、
前記潤滑プラグが電気推進システムと組合せて前記スラストワッシャに隣接して配置された時に、前記少なくとも１つのリテーナ接合面出口が、前記プラグ空洞を第２の表面部分と連通させる、
請求項５記載の改良型潤滑組立体。
前記少なくとも１つのプラグ出口が、少なくとも１つのリテーナ接合面出口と少なくとも１つのプラグ接合面出口とを含み、
前記少なくとも１つのプラグ接合面出口が、前記少なくとも１つのリテーナ接合面出口から円周方向に角度μの位置に配置される、
請求項５記載の改良型潤滑組立体。
前記少なくとも１つのプラグ出口が、少なくとも１つのリテーナ接合面出口と少なくとも１つのプラグ接合面出口とを含み、
前記少なくとも１つのリテーナ接合面出口が、第１のリテーナ接合面出口と、第２のリテーナ接合面出口と、第３のリテーナ接合面出口と、第４のプラグ接合面出口とを含み、
前記少なくとも１つのプラグ接合面出口が、第１のプラグ接合面出口と、第２のプラグ接合面出口と、第３のプラグ接合面出口と、第４のプラグ接合面出口とを含む、
請求項５記載の改良型潤滑組立体。