JP5373448B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、オイルパン内の潤滑油を、オイルフィルタを介して、オイルポンプにより吸入させるようにした変速機に関する。

産業用や建設用等の特殊車両の変速機の中には、例えば特許文献１に記載されているように、油圧式の変速多板クラッチ及びギヤ等が収容されたギヤケースの下部のオイルパン内の潤滑油を、オイルパンの底部に横向きとして収容したオイルフィルタ(サクションフィルタ)を介して、油圧回路に設けたオイルポンプにより吸入し、変速機内の多板クラッチに供給したり、各部を潤滑したりするようにしたものがある。

特開２００６−２７５１３６号公報

上記特許文献１に記載されている変速機のように、オイルパンの直上にギヤが配設されていると、変速機搭載車両が坂道等で傾斜するなどした際に、オイルパン内の潤滑油の油面が上がり、その上方のギヤにより撹拌されることがある。
このようになると、潤滑油に気泡が混入し、気泡の混入された潤滑油が、オイルパン内に収容したオイルフィルタを介してオイルポンプにより吸入され、オイルポンプの吸入効率や耐久性を低下させる恐れがある。

このような問題が発生するのを防止するためには、ギヤによる潤滑油撹拌の影響をなくすように、例えばオイルパンの側方のギヤケースに、左右方向を向くフィルタ収容室を並設し、このフィルタ収容室に横向きとして収容したオイルフィルタに、フィルタ収容室とオイルパンとを連通させる給油孔を介して、オイルパン内の潤滑油を流入させるようにすることが考えられる。
しかし、このようにすると、ギヤケースの左右寸法が大となり、変速機が大型化するので、車両における変速機搭載部に大きなスペースを確保する必要があり、かつ変速機搭載車両の設計の自由度も小さくなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、オイルパン内の気泡の混入した潤滑油が、オイルフィルタを介してオイルポンプにより吸入されるのを防止することにより、オイルポンプの吸入効率及び耐久性を向上させうるようにし、かつギヤケースの小型化が図れるようにした変速機を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次の各項のようにして解決される。
（１）下部にオイルパンを有するギヤケース内に収容され、入力軸の回転を、複数の動力伝達手段を介して、出力軸に伝達するようにし、かつ前記オイルパン内の潤滑油を、オイルフィルタを介してオイルポンプにより吸入し、この吸入した潤滑油を、前記ギヤケース内の各部材を潤滑したのち再循環させるようにしてなる変速機において、前記オイルパンの側方において前記ギヤケースの側壁内に、フィルタ収容室を、吸油管を介して前記オイルパンと連通するように設け、このフィルタ収容室に前記オイルフィルタを収容し、かつ前記オイルパンとギヤケースの下部の内部空間に、オイルパンの直上に配設された動力伝達手段におけるギヤと、前記吸油管の潤滑油の吸入口とを隔離する仕切板を設ける。

このような構成とすると、オイルパンの直上に配設された動力伝達手段におけるギヤと、吸油管における潤滑油の吸入口とを、仕切板により隔離してあるので、オイルパン内の潤滑油がギヤにより攪拌されても、気泡が混入した潤滑油が、吸油管及びオイルフィルタを介してオイルポンプにより吸入される恐れが極めて小さくなる。従って、オイルポンプの吸入効率や耐久性等を低下させることがなくなる。

（２）上記(１)項において、吸油管を、仕切板を貫通させて、オイルパンの中間部まで延出させる。

このような構成とすると、吸油管の潤滑油の吸入口が、ギヤより遠ざかるので、気泡が混入した潤滑油が吸油管により吸入される恐れはさらに小さくなる。

（３）上記(１)または(２)項において、フィルタ収容室を、上下方向を向くように設け、このフィルタ収容室に、円筒状のオイルフィルタを縦向きとして収容する。

このような構成とすると、ギヤケースの横方向(左右方向)の寸法が小さくなり、小型化するので、変速機全体も小型化し、変速機搭載車両の設計の自由度が大となる。

（４）上記(１)または(２)項において、フィルタ収容室を、入力軸と直交する方向を向くように設け、このフィルタ収容室に、円筒状のオイルフィルタをほぼ水平に収容する。

このような構成とすると、上記(３)項と同様、ギヤケースの横方向(左右方向)の寸法が小さくなるので、ギヤケースの小型化が図れる。

（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、吸油管の吸入孔を、オイルパンの底部と対向するように、下向きとする。

このような構成とすると、潤滑油に混入した気泡は、油面に向かって上昇するので、気泡の混入した潤滑油が、下向きとした吸油管の吸入口より吸入される恐れは極めて小さくなる。

本発明によれば、オイルパンの直上に配設された動力伝達手段におけるギヤと、吸油管における潤滑油の吸入口とを、仕切板により隔離してあるので、オイルパン内の潤滑油がギヤにより攪拌されても、気泡が混入した潤滑油が、吸油管及びオイルフィルタを介してオイルポンプにより吸入される恐れが極めて小さくなる。従って、オイルポンプの吸入効率や耐久性等を低下させることがなくなる。

本発明を適用した変速機の右側面図である。 図１のII-II線に沿う拡大縦断正面図である。 同じく、図２の要部の拡大断面図である。 本発明の変速機の変形例を示す要部の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用したフォークリフト等の車両の変速機の側面図、図２は、図１のII-II線に沿う縦断正面図である。なお、以下の説明において、左右は、図２に関して言うものとする。この変速機は、左側端の開口部がトルクコンバータユニット１の右側部のハウジング１ａにより閉塞された主ギヤケース２と、この主ギヤケース２の上部の右側面に隣接して形成され、外側端の開口面がカバー状の端板３により閉塞された副ギヤケース４とを備えている。なお、上記ハウジング１ａは、主ギヤケース２の左側壁を兼ねている。

トルクコンバータユニット１は、図示しないエンジンのクランク軸に連結され、エンジンの駆動力が内部のタービン(図示略)に伝達されると、そのタービンに左端部が連係された左右方向を向く入力軸５が回転させられるようになっている。
入力軸５は、主ギヤケース２内に向かって延出し、その右端部は、主ギヤケース２の右側壁、すなわち、主ギヤケース２と副ギヤケース４とを仕切る隔壁２aに、軸受６を介して回転自在に支持されている。

主ギヤケース２の内部において、入力軸５には、油圧式多板の第１速用クラッチ７と、油圧式多板の第２速用クラッチ８とが取付けられている。

第１速用クラッチ７の左方において入力軸５には、ハウジング１ａ内に位置する第１速用クラッチギヤ９が、軸受１０を介して回転自在に嵌合されている。また、第２速用クラッチ８の右方において入力軸５には、第１速用クラッチギヤ９よりも大径の第２速用クラッチギヤ１１が、軸受１０を介して回転自在に嵌合されている。これら第１速用クラッチギヤ９と第２速用クラッチギヤ１１は、それぞれ、第１速用クラッチ７と第２速用クラッチ８が選択的に接続されたときに、入力軸５と共に回転する。
なお、第２速用クラッチギヤ１１の右方において入力軸５には、後退用入力ギヤ１２が固嵌されている。

副ギヤケース４には、入力軸５と同一軸線上に並び、かつ右側部が端板３より外方に突出する出力軸１３が収容され、出力軸１３は、軸受１４、１４を介して、隔壁２ａと端板３とにより回転自在に支持されている。副ギヤケース４内において、出力軸１３には、出力ギヤ１５が固嵌されている。

入力軸５の下方において、主ギヤケース２内には、入力軸５と平行をなす中間軸１６が、右端部を副ギヤケース４内に突入させて収容されている。中間軸１６の左右両端部は、それぞれ軸受１７、１７を介して、ハウジング１ａと副ギヤケース４の端板３に回転自在に支持されている。

中間軸１６の左端部と中間部には、それぞれ、第１中間ギヤ１８と第２中間ギヤ１９が固嵌され、第１中間ギヤ１８と第２中間ギヤ１９は、それぞれ、上記第１速用クラッチギヤ９と第２速用クラッチギヤ１１に噛合している。
中間軸１６の右端には、前記出力ギヤ１５と噛合する入力ギヤ２０が固嵌されている。

第１、第２速用クラッチ７、８、第１、第２速用クラッチギヤ９、１１、中間軸１６、第１、第２中間ギヤ１８、１９、入力ギヤ２０、及び出力ギヤ１５等により、前進用の動力伝達手段が構成されている。

入力軸５の下方で、かつ中間軸１６のやや斜め前上方において、主ギヤケース２内には、カウンタ軸２１が、中間軸１６と平行をなすように収容され、その左右両端部は、軸受２２(左方のものは図示略)を介して、それぞれハウジング１ａと隔壁２ａに回転自在に支持されている。

カウンタ軸２１の中間部には、油圧式多板の後退用クラッチ２３と後退用クラッチギヤ２４が設けられ、後退用クラッチギヤ２４は、後退用入力ギヤ１２と噛合している。なお、入力軸５、中間軸１６、及びカウンタ軸２１は、側面視において図１のような配置とされ、かつ図２は、図１におけるII-II線に沿う断面図であるので、図２では、後退用クラッチギヤ２４と後退用ギヤ１２は離間して図示されているが、実際には互いに噛合している。

カウンタ軸２１の左端部には、後退用出力ギヤ２５が固嵌され、後退用出力ギヤ２５は、第１中間ギヤ１８と噛合している。
上記後退用入力ギヤ１２、カウンタ軸２１、後退用クラッチ２３、後退用クラッチギヤ２４、及び後退用出力ギヤ２５等により、後退用の動力伝達手段が構成されている。

第１速用クラッチ７と第２速用クラッチ８とに選択的に圧油を供給して、それらのいずれか一方を接続すると、第１速用クラッチギヤ９と第２速用クラッチギヤ１１とのいずれか一方が回転させられ、それらに噛合されている第１中間ギヤ１８と第２中間ギヤ１９のいずれか一方が回転する。これにより、中間軸１６と入力ギヤ２０、及び入力ギヤ２０と噛合している出力ギヤ１５が回転させられ、出力軸１３にトルクコンバータユニット１の駆動力が伝達される。

一方、後退用クラッチ２３に圧油を供給してこれを接続すると、後退用入力ギヤ１２と噛合している後退用クラッチギヤ２４を介して、カウンタ軸２１及び後退用出力ギヤ２５が回転させられ、この後退用出力ギヤ２５と噛合している第１中間ギヤ１８及び中間軸１６は、上記と反対方向に回転する。これにより、入力ギヤ２０と噛合している出力ギヤ１５及び出力軸１３が逆回転し、車両は後退することとなる。

上述した入力軸５の内部には、第１速用クラッチ７と第２速用クラッチ８とに高圧の作動油を供給する油路(図示略)と、それらのクラッチディスクに圧油を供給してこれを潤滑するための油路２６とが、軸方向に沿って形成され、油路２６は、入力軸５の右側方に開口するようにして、第１速用クラッチ７付近まで形成されている。
図３にも拡大して示すように、主ギヤケース２における入力軸５の右側端部を支持している部分の隔壁２ａには、入力軸５と同軸をなす油室２７が、油路２６と連通するようにして形成され、この油室２７には、隔壁２ａに設けられた油圧回路２８を介して、図示しない変速機の外部の油圧回路から圧油(潤滑油)が供給されるようになっている。

図２に示すように、カウンタ軸２１の軸端と対向する箇所において隔壁２ａにも、油室２９が形成され、この油室２９は、隔壁２ａに設けられた上下方向の油路３０を介して、上記油室２７と連通している。
カウンタ軸２１には、右側方に開口する軸方向を向く油路３１が、油室２９と連通するようにして形成され、油室２７から油室２９に導入された圧油が、油路３１に導入されることにより、後退用クラッチ２３のクラッチディスクが潤滑されるようになっている。

出力軸１３の中心部には、入力軸５と対向する左側端が開口し、かつこの開口端部が拡径された第１油路３２が、油室２７と対向するようにして、軸方向の中間部まで形成されている。
また、出力軸１３の中間部には、径方向を向いて出力軸１３の外周面に開口する第２油路３３が、第１油路３２の右側端部と連通するように、かつ端板３の内側面と近接する位置において、外側の軸受１５と出力ギヤ１５との対向面間に形成された隙間３４を介して、副ギヤケース４内に開口するようにして形成されている。第２油路３３の内径は、第１油路３２のそれよりも小径とされている。

隔壁２ａにおける油室２７と第１油路３２との対向部には、入力軸５と出力軸１３、及び出力軸１３の第１油路３２と同軸をなす油導孔３５が、油室２７の中心部と連通するように、かつ隔壁２ａの外側面の開口端が、第１油路３２の開口端と近接するようにして穿設されている。なお、油導孔３５の直径は、第１油路３２のそれよりもかなり小径(例えば１／３程度)とされ、油室２７に供給された潤滑油(圧油)が、油導孔３５より第１油路３２に向かって、確実に、かつ勢いよく噴射されるようにしてある。

加圧されて油室２７に供給された潤滑油は、図３に矢印で示すように、入力軸５の油路２６に導入され、第１及び第２速用クラッチ７、８のクラッチディスクを潤滑するとともに、油導孔３５より、出力軸１３の第１油路３２に向かって勢いよく噴射される。この際、第１油路３２と油導孔３５とは、互いに同軸をなしているため、潤滑油が、油導孔３５を介して、第１油路３２にストレートに抵抗なく噴射される。

第１油路３２内に噴射された潤滑油は、径方向の第２油路３３、及び外側の軸受１５と出力ギヤ１５との対向面間の隙間３４を介して、副ギヤケース４内に吐出する。これにより、副ギヤケース４に外部配管を接続することなく、その中の軸受１４、１７や出力ギヤ１５と入力ギヤ２０との噛合部等が潤滑される。

第２油路３３は、端板３の内側面と近接する位置において、外側の軸受１５と出力ギヤ１５との対向面間の隙間３４を介して、副ギヤケース４内に開口されているので、潤滑されにくい外側の軸受１４、１７も、効果的に潤滑される。
また、出力軸１３は、車両の走行時において常に回転しているため、第２油路３３から吐出する潤滑油は、ロータリスプリンクラーのように、出力軸１３まわりに広範囲に拡散されることとなる。従って、副ギヤケース４内の各部材に潤滑油が十分に行き渡り、それらが効果的に潤滑される。なお、副ギヤケース４内に供給された潤滑油は、隔壁２ａの下部に設けた戻し油路(図示略)を介して、主ギヤケース２とトルクコンバータユニット１のハウジング１ａとの下端部に一体成形されたオイルパン３６に流下して貯留され、再循環する。

図１に示すように、トルクコンバータユニット１のハウジング１ａの下部には、下端が開口された上下方向を向くフィルタ収容室３７が形成され、このフィルタ収容室３７には、円筒状のオイルフィルタ３８が縦向きとして、下方より収容されている。フィルタ収容室３７の開口下端は、着脱可能にねじ止めされた塞ぎ板３９により閉塞されている。
オイルフィルタ３８の上方において、ハウジング１ａの内部には、上下方向を向く第１吸入油路４０と、その上端と連通する前後方向を向く第２吸入油路４１とが、オイルフィルタ３８の内部の流路と連通するようにして形成されている。第２吸入油路４１は、主ギヤケース２の外部に設けたオイルポンプ(図示略)を介して、同じく外部の油圧回路に接続されている。

主ギヤケース２とオイルパン３６内の左側端部には、主ギヤケース２の下半部とオイルパン３６内の内部空間を左右に仕切る上下方向を向く仕切板４２が、カウンタ軸２１の左端部に固嵌された後退用出力ギヤ２５の右側面と近接するように、かつ中間軸１６とカウンタ軸２１に遊挿または下方より跨ぐようにして収容され、仕切板４２は、その外周部の複数箇所が、ねじ４３をもって主ギヤケース２の左方の開口端部に固定されている。

トルクコンバータユニット１のハウジング１ａにおけるフィルタ収容室３７の内方の隔壁１ｂの下端部には、オイルパン３６と連通する左右方向の吸油孔４４が設けられ、この吸油孔４４には、左右方向を向く吸油管４５の左端部が圧入されている。吸油管４５の右端部は、仕切板４２を貫通して、オイルパン３６の中央部付近まで延出し、オイルパン３６に貯留された潤滑油Ｏ内に常時没入するようにしてある。吸油管４５の内方の吸入口４５ａは、上記仕切板４２により、後退用ギヤ２５から隔離されるようになっている。

オイルポンプが作動すると、オイルパン３６内の潤滑油Ｏは、吸油管４５により吸入されてフィルタ収容室３７のオイルフィルタ３８に流入し、このオイルフィルタ３８により濾過された潤滑油は、第１吸入油路４０及び第２吸入油路４１を介して、外部の油圧回路に送り出され、上述した第１、第２速用クラッチ７、８、後退用クラッチ２３，及び副ギヤケース４等に圧送される。

変速機搭載車両が坂道等において傾斜すると、オイルパン３６内の潤滑油Ｏの油面が片寄って上昇し、後退用クラッチギヤ２４や後退用出力ギヤ２５により攪拌され、潤滑油Ｏに気泡が混入することがある。このようになると、特に、オイルフィルタ３８及び吸油孔４４と近い位置に配設されている後退用出力ギヤ２５により攪拌された、気泡が混入した潤滑油Ｏがオイルポンプに吸入され、その吸入効率や耐久性等を低下させることがある。

しかし、上記実施形態のように、後退用出力ギヤ２５の右側面と近接する内方に仕切板４２を設け、かつ吸油孔４４に左右方向を向く吸油管４５を接続し、この吸油管４５における潤滑油Ｏの吸入口４５ａと、後退用出力ギヤ２５とを仕切板４２により隔離すると、潤滑油Ｏが後退用出力ギヤ２５により攪拌されても、気泡が混入した潤滑油Ｏが吸油管４５により吸入される恐れが極めて小さくなる。従って、オイルポンプの吸入効率や耐久性等を低下させることがなくなる。なお、後退用クラッチギヤ２４は、吸油管４５の吸入口４５ａより離れているので、潤滑油Ｏが後退用クラッチギヤ２４により攪拌されて気泡が混入しても、気泡の混入した潤滑油が吸入される恐れは小さい。

また、フィルタ収容室３７を上下方向を向くように形成し、この中にオイルフィルタ３８を縦向きに収容しているので、主ギヤケース２やトルクコンバータユニット１のハウジング１ａの軸方向の寸法を小さくでき、変速機全体の小型化が図れる。

図４は、本発明の変速機の変形例を示す要部の拡大断面図で、この実施形態では、フィルタ収容室３７を、トルクコンバータユニット１のハウジング１ａの下部に、入力軸５や中間軸１６等と直交する方向、すなわち、変速機の前後方向を向くように形成し、このフィルタ収容室３７内に、オイルフィルタ３８を前後方向に向くようにして、ほぼ水平に収容してある。このようにしても、上記実施形態と同様、主ギヤケース２やトルクコンバータユニット１のハウジング１ａの軸方向の寸法を小さくでき、変速機全体を小型化することができる。

なお、上記実施形態においては、吸油管４５を左右方向を向く直管としてあるが、図４の２点鎖線で示すように、吸油管４５の右端部を下向きに折曲し、吸入口４５ａがオイルパン３６の底部と近い位置で対向するようにしてもよい。このようにすると、気泡の混入した潤滑油Ｏが吸入される恐れはさらに小さくなる。

１ トルクコンバータユニット
１ａハウジング
１ｂ隔壁
２ 主ギヤケース
２ａ隔壁
３ 端板
４ 副ギヤケース
５ 入力軸
６ 軸受
７ 第１速用クラッチ
８ 第２速用クラッチ
９ 第１速用クラッチギヤ
１０ 軸受
１１ 第２速用クラッチギヤ
１２ 後退用入力ギヤ
１３ 出力軸
１４ 軸受
１５ 出力ギヤ
１６ 中間軸
１７ 軸受
１８ 第１中間ギヤ
１９ 第２中間ギヤ
２０ 入力ギヤ
２１ カウンタ軸
２２ 軸受
２３ 後退用クラッチ
２４ 後退用クラッチギヤ
２５ 後退用出力ギヤ
２６ 油路
２７ 油室
２８ 油圧回路
２９ 油室
３０ 油路
３１ 油路
３２ 第１油路
３３ 第２油路
３４ 隙間
３５ 油導孔
３６ オイルパン
３７ フィルタ収容室
３８ オイルフィルタ
３９ 塞ぎ板
４０ 第１吸入油路
４１ 第２吸入油路
４２ 仕切板
４３ ねじ
４４ 吸油孔
４５ 吸油管
４５ａ吸入口

Claims (5)

1. 下部にオイルパンを有するギヤケース内に収容され、入力軸の回転を、複数の動力伝達手段を介して、出力軸に伝達するようにし、かつ前記オイルパン内の潤滑油を、オイルフィルタを介してオイルポンプにより吸入し、この吸入した潤滑油を、前記ギヤケース内の各部材を潤滑したのち再循環させるようにしてなる変速機において、
   前記オイルパンの側方において前記ギヤケースの側壁内に、フィルタ収容室を、吸油管を介して前記オイルパンと連通するように設け、このフィルタ収容室に前記オイルフィルタを収容し、かつ前記オイルパンとギヤケースの下部の内部空間に、オイルパンの直上に配設された動力伝達手段におけるギヤと、前記吸油管の潤滑油の吸入口とを隔離する仕切板を設けたことを特徴とする変速機。
2. 吸油管を、仕切板を貫通させて、オイルパンの中間部まで延出させてなる請求項１記載の変速機。
3. フィルタ収容室を、上下方向を向くように設け、このフィルタ収容室に、円筒状のオイルフィルタを縦向きとして収容してなる請求項１または２記載の変速機。
4. フィルタ収容室を、入力軸と直交する方向を向くように設け、このフィルタ収容室に、円筒状のオイルフィルタをほぼ水平に収容してなる請求項１または２記載の変速機。
5. 吸油管の吸入孔を、オイルパンの底部と対向するように、下向きとしてなる請求項１〜４のいずれかに記載の変速機。

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