JP6358614B2 - 車両用ギヤトレーンの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の連結された複数の歯車から成るギヤトレーンを潤滑する車両用ギヤトレーンの潤滑構造に関するものである。

従来、車両に設けられるギヤトレーンの潤滑構造として、動力発生源であるエンジンのクランクシャフトからの動力が伝達される入力歯車軸と、その入力歯車軸と平行な軸線を有する中間歯車軸及び出力歯車軸とが回転自在に支承される歯車ケースにオイルを貯留させたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この潤滑構造は自動二輪車に搭載されるものであって、それぞれの歯車軸が車両の幅方向に延びて設けられ、その側面視で中間歯車軸を入力歯車軸及び出力歯車軸間に配置し、ギヤトレーンを構成する複数の歯車のうち中間歯車軸に設けられる中間歯車の下端が、オイルを跳ね上げるように残余の歯車の下端よりも側面視で低位になるように配置している。

そして、この潤滑構造では、中間歯車で跳ね上げられたオイルを受けるオイル受け部と、そのオイル受け部からのオイルを入力歯車軸、中間歯車軸及び出力歯車軸のうち特定の歯車軸以外の歯車軸側に導く給油手段とが設けられるとしており、中間歯車がオイルを跳ね上げるようにしたので、側面視で中間歯車軸の両側に配置される入力歯車軸及び出力歯車軸周りにオイルを行き届かせ易くすることができるとしている。

特開２０１３−１９４９０６号公報

しかし、中間歯車軸に設けられる中間歯車の下端を残余の歯車の下端よりも低位に配置すると、それら歯車を収容する歯車ケースの鉛直方向における高さが増加する不具合がある。

また、後輪駆動の四輪車にあっては、動力発生源の動力を駆動輪である後輪に伝達するドライブシャフトは、車両の前後方向に延びて設けられる。従って、このようなドライブシャフトが連結されるギヤトレーンでは、それぞれの歯車軸をドライブシャフトと平行にして、車両の進行方向に延びて設けることも考えられる。すると、それらの歯車軸の両端部は一般的にベアリングを介して支持されているけれども、例えば、登坂途中の車両では、歯車軸が傾くことになる。そして歯車軸が傾くと、歯車が跳ね上げて歯車軸に付着したオイルは、傾斜により下位に位置する側の端部に設けられたベアリングには達するけれども、その上位に位置する側の端部に設けられたベアリングに達することは少ない。このため、歯車軸の両端に設けられたベアリングを均一に潤滑することが困難になることも考えられる。

更に近年では、電力で駆動するモータを走行用動力発生源とする、いわゆる電気自動車も普及し始めている。このような電気自動車では、その動力発生源であるモータの回転速度が一般的に高いために、高回転に基づく温度上昇を抑制する必要もある。

本発明の目的は、歯車ケースの鉛直方向における高さを抑制し得る車両用ギヤトレーンの潤滑構造を提供するところにある。

本発明の別の目的は、歯車軸の両端に設けられたベアリングを均一に潤滑し得る車両用ギヤトレーンの潤滑構造を提供するところにある。

本発明の更に別の目的は、動力発生源がモータであっても、高回転に基づく温度上昇を抑制し得る車両用ギヤトレーンの潤滑構造を提供するところにある。

本発明は、歯車ケースと、歯車ケースにベアリングを介して軸支され動力発生源からの動力が伝達される入力歯車軸と、該入力歯車軸と平行な軸線を有し入力歯車軸からの回転動力を伝達するように歯車ケースにベアリングを介して軸支された中間歯車軸及び出力歯車軸と、入力歯車軸に設けられた入力歯車の下部及び出力歯車軸に設けられた出力歯車の下部が浸漬可能に歯車ケースに貯留されたオイルと、入力歯車軸及び出力歯車軸よりも上方の歯車ケースに形成され回転する歯車が跳ね上げるオイルを受けるオイル受け部と、オイル受け部のオイルを潤滑必要箇所に導く給油手段とを備えた車両用ギヤトレーンの潤滑構造の改良である。

その特徴ある構成は、中間歯車軸に設けられた中間歯車の下部がオイルに浸漬するように入力歯車軸の軸線と中間歯車軸の軸線と出力歯車軸の軸線が水平方向に並んで設けられ、オイル受け部が中間歯車軸と出力歯車軸の間に形成されて回転する中間歯車軸及び出力歯車が跳ね上げるオイルを貯留可能に構成された第１受け部を備えたところにある。

この場合、入力歯車軸の軸線と中間歯車軸の軸線と出力歯車軸の軸線が車両の前後方向に延びて設けられ、給油手段が中間歯車軸と出力歯車軸の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリングと第１受け部とを連通させる油道を備えることが好ましい。

動力発生源がモータであって、入力歯車軸を支持するベアリングとモータとの間の歯車ケースにオイルシールが設けられる場合には、オイル受け部が入力歯車軸の上方に形成されて回転する入力歯車が跳ね上げるオイルを貯留可能に構成された第２受け部を備え、給油手段が入力歯車軸の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリングと第２受け部とを連通させる油道を備え、油道はその油道を介して供給されるオイルをオイルシールにまで導くように構成されることが好ましい。

本発明の車両用ギヤトレーンの潤滑構造では、入力歯車軸の軸線と中間歯車軸の軸線と出力歯車軸の軸線が水平方向に並ぶように設けたので、それら歯車を収容する歯車ケースの鉛直方向における高さが、各歯車の外径よりも著しく高くなることはなく、中間歯車の下端を残余の歯車の下端よりも低位に配置する従来のものに比較して、歯車ケースの鉛直方向における高さを抑制することができる。

また、それぞれの歯車軸が車両の進行方向に延びて設けられていても、出力歯車が跳ね上げるオイルを貯留可能に構成された第１受け部と、中間歯車軸と出力歯車軸の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリングとを連通させる油道を備えるようにすれば、例えば、登坂途中に歯車軸が傾いたとしても、その両端に設けられたベアリングへの給油を可能にして、それらを均一に潤滑させることができる。

更に、動力発生源がモータであったとしても、オイル受け部のオイルをオイルシールにまで導くことにより、その動力発生源であるモータの回転速度が一般的に高いことに起因するオイルシールの温度上昇を抑制することもできる。

本発明実施形態の車両用ギヤトレーンの潤滑構造を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 図７のＤ−Ｄ線断面図である。 その歯車ケースの裏側を示す分解斜視図である。 その歯車ケースの表側を示す分解斜視図である。 そのギヤトレーンを有する車両の動力発生部を示す斜視図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

本発明は車両用ギヤトレーンの潤滑構造に関するものであって、図１に示すように、ギヤトレーンは連結された複数の歯車１１ａ，１２ａ，１３ａから成る。この実施の形態におけるギヤトレーンは、車両における走行用の動力発生部に設けられるものであって、図７に示すように、その動力発生源はモータ１４である。即ち、この実施の形態における車両はモータ１４の駆動力により走行する電気自動車であって、図４に示すように、モータ１４の回転軸１４ａの回転を複数の歯車１１ａ，１２ａ，１３ａから成るギヤトレーンにより減速して、ドライブシャフト１６に伝達し、それにより走行するように構成される。

図４に示すように、複数の歯車１１ａ，１２ａ，１３ａは歯車ケース２１に収容され、その歯車ケース２１には、動力発生源であるモータ１４が接続される。モータ１４の回転軸１４ａには入力歯車軸１１が連結され、その入力歯車軸１１の両端は歯車ケース２１にベアリング１７ａ，１７ｂを介して軸支される。そして、この入力歯車軸１１には動力発生源であるモータ１４からの動力が伝達されるように構成される。

また、歯車ケース２１には、入力歯車軸１１と平行な軸線を有する中間歯車軸１２及び出力歯車軸１３がベアリング１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを介して軸支される。入力歯車軸１１には入力歯車１１ａが同軸に設けられ、中間歯車軸１２には入力歯車１１ａに歯合する中間歯車１２ａが同軸に設けられ、出力歯車軸１３には中間歯車１２ａに歯合する出力歯車１３ａが同軸に設けられる。

図１に示すように、入力歯車１１ａに対して中間歯車１２ａは大径に形成され、中間歯車１２ａと出力歯車１３ａは略同一に形成される。この入力歯車１１ａ，中間歯車１２ａ及び出力歯車１３ａによりギヤトレーンが形成され、このギヤトレーンにより入力歯車軸１１からの回転動力を順次伝達し、入力歯車軸１１の回転を減速させて出力歯車軸１３に伝達するように構成される。

図４に示すように、歯車ケース２１は、入力歯車１１ａ，中間歯車１２ａ及び出力歯車１３ａを包囲するケース本体２２と、そのケース本体２２の表面側を封止するカバー体２３と、そのケース本体２２の裏面側に設けられた第１及び第２アダプタ２４，２５を備える。

図４〜図６に示すように、ケース本体２２の裏面側には側壁２２ａが形成され、その側壁２２ａには入力歯車軸１１が挿通される入力軸孔２２ｂと、中間歯車軸１２を支持するベアリング１８ａが嵌挿される中間軸孔２２ｃと、出力歯車軸１３を支持するベアリング１９ａが嵌挿される出力軸孔２２ｄが形成される。

図２〜図６に示すように、第１アダプタ２４は、入力軸孔２２ｂと中間軸孔２２ｃとを覆うように、その側壁２２ａの外側に設けられ、第２アダプタ２５は、出力軸孔２２ｄを覆うようにその側壁２２ａの外側に設けられる。

図３及び図４に示すように、第１アダプタ２４にはモータ１４が取付けられ、その第１アダプタ２４には入力軸孔２２ｂを貫通する入力歯車軸１１を支持するベアリング１７ａが嵌挿される装着穴２４ａが形成され、その装着穴２４ａと同軸に入力歯車軸１１の端部が貫通する入力側貫通孔２４ｂが形成される。この入力側貫通孔２４ｂを通過した入力歯車軸１１の端部にモータ１４の回転軸１４ａが連結される。そして、入力側貫通孔２４ｂには、その入力側貫通孔２４ｂと入力歯車軸１１の周囲との間を塞いで後述するオイル３１が入力側貫通孔２４ｂを介して流通することを防止する入力側オイルシール２７が設けられる。即ち、入力歯車軸１１を支持するベアリング１７ａとモータ１４との間の歯車ケース２１には、オイルシール２７が設けられる。

図２，図４及び図７に示すように、第２アダプタ２５にはパーキングブレーキアッセンブリ２８が取付けられる。この第２アダプタ２５には出力歯車軸１３の端部が貫通する出力側貫通孔２５ａが形成され、その出力側貫通孔２５ａを通過した出力歯車軸１３にパーキングブレーキアッセンブリ２８が連結される。ドライブシャフト１６は、このパーキングブレーキアッセンブリ２８を介して出力歯車軸１３に接続され、パーキングブレーキアッセンブリ２８はドライブシャフト１６を回転を禁止して、停車した車両の走行を防止するものである。そして、出力側貫通孔２５ａには、その出力側貫通孔２５ａと出力歯車軸１３の周囲との間を塞いで後述するオイルが出力側貫通孔２５ａを介して流通することを防止する出力側オイルシール２９が設けられる。

図４に示すように、ケース本体２２の表面側を封止するカバー体２３には、互いに平行に設けられた入力歯車軸１１、中間歯車軸１２及び出力歯車軸１３のそれぞれの端部を支持するベアリング１７ｂ，１８ｂ，１９ｂが嵌挿される有底の装着穴２３ａ，２３ｂ，２３ｃがそれぞれ形成される。そして、このカバー体２３は、ケース本体２２の表面側を封止し、裏面側が第１及び第２アダプタ２４，２５により封止されたケース本体２２の内部を密閉するように構成される。

このように、ギヤトレーンが収容されて密閉された歯車ケース２１の内部には、図１に示す様に、入力歯車軸１１に設けられた入力歯車１１ａの下部及び出力歯車軸１３に設けられた出力歯車１３ａの下部が浸漬可能にオイル３１が貯留される。そして、この歯車ケース２１には、回転する歯車１１ａ，１２ａ，１３ａが跳ね上げるオイル３１を受けるオイル受け部３２が形成され、オイル受け部３２のオイル３１を潤滑必要箇所に導く給油手段が設けられる。

図１及び図４に示す様に、本発明の特徴ある構成は、入力歯車軸１１の軸線と中間歯車軸１２の軸線と出力歯車軸１３の軸線が水平方向に並んで設けられたところにある。このように、入力歯車軸１１の軸線と中間歯車軸１２の軸線と出力歯車軸１３の軸線を水平方向に並んで設けることにより、それらに形成されてギヤトレーンを形成する各歯車１１ａ，１２ａ，１３ａを収容する歯車ケース２１の鉛直方向における高さは、各歯車１１ａ，１２ａ，１３ａの外径よりも著しく高くすることはなくなり、中間歯車の下端を残余の歯車の下端よりも低位に配置する従来のものに比較して、歯車ケース２１の鉛直方向における高さを抑制することができる。

また、オイル受け部３２は、中間歯車軸１２と出力歯車軸１３の間に形成されて回転する出力歯車１３ａが跳ね上げるオイル３１を貯留可能に構成された第１受け部３３と、入力歯車軸１１の上方に形成されて回転する入力歯車１１ａが跳ね上げるオイル３１を貯留可能に構成された第２受け部３４を備える。そして、図２及び図３に示すように、この第１及び第２受け部３３，３４は、ケース本体２２の側壁２２ａからカバー体２３に向かって突出するように、その側壁２２ａと一体的に形成される。

この実施の形態における入力歯車軸１１の軸線と中間歯車軸１２の軸線と出力歯車軸１３の軸線は、車両の前後方向に延びて設けられるものであり、第１及び第２受け部３３，３４は、その突出端がカバー体２３に接触するように構成される。これにより、この第１及び第２受け部３３，３４は、側壁２２ａからカバー体２３の間の全てにオイル３１を貯留可能に構成される。

図１に戻って、ケース本体２２には、出力歯車１３ａが掻き上げるオイル３１を第１受け部３３に導く湾曲部２２ｅが内周に形成され、ケース本体２２の側壁２２ａには、入力歯車１１ａが掻き上げるオイル３１を第２受け部３４に導く湾曲突出片２２ｆがカバー体２３に向かって突出して形成される。

一方、給油手段は中間歯車軸１２と出力歯車軸１３の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリング１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂと第１受け部３３とを連通させる油道３６，３７，３８を備える。出力歯車軸１３の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリング１９ａ，１９ｂと第１受け部３３とを連通させる油道３６，３７から説明すると、図１及び図２に示すように、出力歯車軸１３のドライブシャフト側を軸支するベアリング１９ａと第１受け部３３とを連通させる油道３６は、ケース本体２２の側壁２２ａにベアリング１９ａと第１受け部３３とを連通させるように形成された油孔３６であって、この油孔３６は、第１受け部３３に貯留されたオイル３１をそのベアリング１９ａに直接導いて潤滑するように構成される。

一方、図２に示すように、出力歯車軸１３のカバー体側を軸支するベアリング１９ｂと第１受け部３３とを連通させる油道３７は、カバー体２３に形成された油孔３７である。そして、第１受け部３３の突出端はカバー体２３に接触するので、この第１受け部３３に貯留されたオイル３１は、その油孔３７を介してベアリング１９ｂに導かれ、そのベアリング１９ｂを潤滑するように構成される。

次に、中間歯車軸１２の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリング１８ａ，１８ｂと第１受け部３３とを連通させる油道３８を説明する。図４及び図５に示すように、出力歯車軸１３のドライブシャフト側を軸支するベアリング１８ａと第１受け部３３とを連通させる油道３８は、中間歯車軸１２上方の第１受け部３３にケース本体２２の側壁２２ａを貫通するように形成された貫通孔３８ａと、その貫通孔３８ａを含み中間軸孔２２ｃを包囲するように側壁２２ａに形成された凹部３８ｂとを備える。この凹部３８ｂは側壁２２ａと第１アダプタ２４との間に隙間を形成し、第１受け部３３に貯留されて貫通孔３８ａを通過したオイル３１を、中間軸孔２２ｃに装着されたベアリング１８ａに導いて潤滑するように構成される。

一方、中間歯車軸１２のカバー体側を軸支するベアリング１８ｂと第１受け部３３とを連通させる油道は、カバー体２３に形成された油孔である。この中間歯車軸１２の後側を軸支するベアリング１８ｂと第１受け部３３とを連通させる図示しない油孔は、出力歯車軸１３のカバー体側を軸支するベアリング１９ｂと第１受け部３３とを連通させる図２に示す油孔３７と同一構造であるので、繰り返しての説明を省略する。そして、第１受け部３３の突出端はカバー体２３に接触するので、この第１受け部３３に貯留されたオイル３１は、その油孔を介してベアリング１８ｂに導かれ、そのベアリング１８ｂを潤滑するように構成される。

ここで、この実施の形態におけるドライブシャフト１６は、車両の前後方向に延びて設けられるものとしている。従って、このドライブシャフト１６が連結されるギヤトレーンでは、それぞれの歯車軸１１，１２，１３はドライブシャフト１６と平行になり、車両の進行方向に延びて設けられることになる。すると、登坂途中の車両では、歯車軸１１，１２，１３が傾くことになる。

けれども、第１受け部３３の突出端はカバー体２３に接触し、側壁２２ａからカバー体２３の間の全てにオイル３１を貯留可能に構成されるので、その前後に設けられた油道３６〜３８は、例え登坂途中のように歯車軸１２，１３が傾いたとしても、第１受け部３３にオイル３１が貯留されている限り、その両端に設けられたベアリング１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂへ油道３６〜３８を介した給油が成されることになる。よって、本発明では、歯車軸１２，１３の傾斜にかかわらず、各歯車軸１２，１３の両端に設けられたベアリング１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂを均一に潤滑し得るものとなる。

また、給油手段はオイル受け部３２のオイル３１を入力側オイルシール２７にまで導くように構成される。具体的には、図１及び図３に示すように、入力歯車軸１１のモータ側を軸支するベアリング１７ａと第２受け部３４とを連通させる油道４１は、ケース本体２２の側壁２２ａに形成された流通孔４１ａと、第１アダプタ２４に形成された流下孔４１ｂとにより形成される。流下孔４１ｂの下端は、入力側オイルシール２７に連通するベアリング１７ａが装着される装着穴２４ａの穴壁に開口して形成され、その流下孔４１ｂを介して供給されたオイル３１は装着穴２４ａから入力側貫通孔２４ｂに達し、そこに設けられた入力側オイルシール２７にまで達するように構成される。

一方、図３に示すように、入力歯車軸１１のカバー体側を軸支するベアリング１７ｂと第２受け部３４とを連通させる油道４２は、カバー体２３に形成された油孔４２である。第２受け部３４の突出端はカバー体２３に接触するので、この第２受け部３４に貯留されたオイル３１は、その油孔４２を介してベアリング１７ｂに導かれ、そのベアリング１７ｂを潤滑するように構成される。

ここで、この実施の形態では、動力発生源がモータ１４であって、入力歯車軸１１を支持するベアリング１７ａとモータ１４との間の歯車ケース２１に入力側オイルシール２７が設けられる場合を示す。このように電力で駆動するモータ１４を走行用動力発生源とする、いわゆる電気自動車では、その動力発生源であるモータ１４の回転速度が、内燃機関を動力発生源とする場合に比較して高い。

しかし、給油手段が入力歯車軸１１の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリング１７ａ，１７ｂと第２受け部３４とを連通させる油道４１，４２を備える。そして、モータ側の油道４１は、その油道４１を介して供給されるオイル３１を入力側オイルシール２７にまで導くように構成した。このため、入力側オイルシール２７にまで導かれたオイルはそこから温度を吸引して更に流下することになるので、例え、動力発生源がモータ１４であっても、そのモータ１４の回転軸１４ａの高回転に基づく入力側オイルシール２７の温度上昇を抑制することが可能になる。

１１ 入力歯車軸
１１ａ 入力歯車
１２ 中間歯車軸
１３ 出力歯車軸
１３ａ 出力歯車
１４ モータ（動力発生源）
１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ ベアリング
２１ 歯車ケース
２９ オイルシール
３１ オイル
３２ オイル受け部
３３ 第１受け部
３４ 第２受け部
３６〜３８，４１，４２ 油道

Claims (3)

1. 歯車ケース(21)と、前記歯車ケース(21)にベアリング(17a,17b)を介して軸支され動力発生源(14)からの動力が伝達される入力歯車軸(11)と、前記入力歯車軸(11)と平行な軸線を有し前記入力歯車軸(11)からの回転動力を伝達するように前記歯車ケース(21)にベアリング(18a,18b,19a,19b)を介して軸支された中間歯車軸(12)及び出力歯車軸(13)と、前記入力歯車軸(11)に設けられた入力歯車(11a)の下部及び前記出力歯車軸(13)に設けられた出力歯車(13a)の下部が浸漬可能に前記歯車ケース(21)に貯留されたオイル(31)と、前記入力歯車軸(11)及び前記出力歯車軸(13)よりも上方の前記歯車ケース(21)に形成され回転する前記歯車(11a,13a)が跳ね上げる前記オイル(31)を受けるオイル受け部(32)と、前記オイル受け部(32)のオイル(31)を潤滑必要箇所に導く給油手段とを備えた車両用ギヤトレーンの潤滑構造において、
   前記中間歯車軸(12)に設けられた中間歯車(12a)の下部が前記オイル(31)に浸漬するように前記入力歯車軸(11)の軸線と前記中間歯車軸(12)の軸線と前記出力歯車軸(13)の軸線が水平方向に並んで設けられ、
   前記オイル受け部(32)が前記中間歯車軸(12)と前記出力歯車軸(13)の間に形成されて回転する前記中間歯車軸(12)及び前記出力歯車(13a)が跳ね上げる前記オイル(31)を貯留可能に構成された第１受け部(33)を備えた
   ことを特徴とする車両用ギヤトレーンの潤滑構造。
2. 入力歯車軸(11)の軸線と中間歯車軸(12)の軸線と出力歯車軸(13)の軸線が車両の前後方向に延びて設けられ、
   給油手段が前記中間歯車軸(12)と前記出力歯車軸(13)の前後方向の両側を軸支するそれぞれのベアリング(18a,18b,19a,19b)と第１受け部(33)とを連通させる油道(36〜38)を備える
   請求項１記載の車両用ギヤトレーンの潤滑構造。
3. 動力発生源がモータ(14)であって、入力歯車軸(11)を支持するベアリング(17a,17b)と前記モータ(14)との間の歯車ケース(21)にオイルシール(29)が設けられ、
   オイル受け部(32)が前記入力歯車軸(11)の上方に形成されて回転する入力歯車(11a)が跳ね上げるオイル(31)を貯留可能に構成された第２受け部(34)を備え、
   前記給油手段が前記入力歯車軸(11)の前後方向の両側を軸支するそれぞれの前記ベアリング(17a,17b)と前記第２受け部(32)とを連通させる油道(41,42)を備え、
   前記油道(41,42)は前記油道(41,42)を介して供給される前記オイル(31)を前記オイルシール(29)にまで導くように構成された
   請求項１又は２記載の車両用ギヤトレーンの潤滑構造。

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