JP6834863B2 - 軸受潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、軸受潤滑構造に関する。

車両に搭載されるエンジンやモータなどの原動機と駆動輪との間に配置される動力伝達装置には、通常、多数の歯車が転がり軸受と共に組み込まれている。このうち、ハウジングに形成された軸体としてのボス部に転がり軸受を介して歯車が取り付けられる構造を持つ部分では、転がり軸受の内輪に関しては、ハウジンを構成する材料、一般にはアルミニウム合金と、転がり軸受の内輪を構成する材料、一般には鋼との線膨張率の相違によって生ずる悪影響に対して配慮する必要がある。このような場合、通常は転がり軸受の内輪をハウジングのボス部に対してすきまばめにて嵌合しており、転がり軸受の内輪とハウジングのボス部との間に発生するクリープ現象に対処する必要がある。

特許文献１には、転がり軸受の内輪と嵌め合う軸体に油溝を形成し、内輪と軸体との間に潤滑油を供給する技術が開示されている。

特開昭６３−２３１０２１号公報

ハウジング内には、転がり軸受で仕切られ、油溝に潤滑油が流入する側の一方の空間と、油溝から潤滑油が流出する他方の空間とがあって、前記他方側の空間には、例えば潤滑油を攪拌する攪拌部材が備えられている場合もある。この場合、油溝を通過して前記他方側の空間に流出し、攪拌部材に到達する潤滑油の量が多いと、攪拌部材の攪拌抵抗によって損失が増加するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、攪拌部材の攪拌抵抗による損失の増加を抑制することができる軸受潤滑構造を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る軸受潤滑構造は、１対の歯車を収容可能なハウジングのボス部に軸受を配置し、前記軸受で仕切られ、潤滑油が流入する側の一方の空間と、潤滑油を攪拌する攪拌部材が配置された他方の空間とを連通する油溝を、前記ボス部の前記１対の歯車側の領域に軸線方向に沿って形成し、前記油溝に、前記潤滑油の流れを規制する規制手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明に係る軸受潤滑構造は、油溝を流れる潤滑油の流れを規制手段によって規制することによって、攪拌部材に多量の潤滑油が到達するのを抑えられ、攪拌部材の攪拌抵抗による損失の増加を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両のトランスアクスルケースのハウジングの部分の側面形状を模式的に示した図である。 図２は、図１中のＡ−Ａ矢視に沿って展開したハウジングの内部構造の一部を示した図である。 図３は、図２中のＢ−Ｂ矢視を示した図である。 図４（ａ）は、規制手段の第一の変形例を示した図である。図４（ｂ）は、規制手段の第二の変形例を示した図である。図４（ｃ）は、規制手段の第三の変形例を示した図である。

以下に、本発明に係る軸受潤滑構造を適用したハイブリッド車両の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両のトランスアクスルケースのハウジングの部分の側面形状を模式的に示した図である。図２は、図１中のＡ−Ａ矢視に沿って展開したハウジングの内部構造の一部を示した図である。図３は、図２中のＢ−Ｂ矢視を示した図である。

本実施形態におけるハイブリッド車両は、原動機として１つの内燃機関、すなわち図示しないエンジンと、図示しない２つの回転電機とを備えている。なお、これに限定されるものではなく、原動機が１つのエンジンと１つの回転電機とで構成されるハイブリッド車両であっても、本発明を適用することができる。本実施形態においては、回転電機とエンジンとの少なくとも一方の出力を図示しない駆動輪へと伝達する力行モードと、回転電機を発電機として機能させる回生モードとが、ハイブリッド車両の運転状態に基づいて切り替えられる。

エンジン及び２つの回転電機と駆動輪との間には、遊星歯車列１０と、図示しない差動装置とを含む動力伝達装置Ｔが組み込まれている。

図示しない固定子がトランスアクスルケース２０のケーシング２１に固定される第１回転電機の回転子軸３１の両端部は、ケーシング２１に対し回転自在に支持され、この第１回転電機の回転子軸３１には、図示しない回転子が取り付けられている。

エンジンに接続するエンジン出力軸３２の基端部は、トランスアクスルケース２０のハウジング２２に対して回転自在に支持されている。また、第１回転電機の回転子軸３１の一端部の内側に入り込むエンジン出力軸３２の先端部と第１回転電機の回転子軸３１との間には不図示の軸受が組み込まれている。これにより、エンジン出力軸３２及び第１回転電機の回転子軸３１は、同軸状をなして相互に相対回転可能である。

エンジン出力軸３２を同軸状に取り囲む中空の太陽歯車軸１１の一端部には、太陽歯車部１１ａが形成され、この太陽歯車軸１１の他端部が第１回転電機の回転子軸３１の一端部にスプライン嵌合されている。エンジン出力軸３２に固定された円板状をなすキャリア１２には、太陽歯車部１１ａを取り囲むようにエンジン出力軸３２の回転軸線と平行にキャリア１２から突出する複数の遊星歯車軸１３が固定されている。各遊星歯車軸１３には、太陽歯車部１１ａと噛み合う遊星歯車１４がそれぞれ軸受１５を介して回転自在に支持されている。これら遊星歯車１４を囲むように筒状の太陽歯車軸１１と同軸状に配置された歯車筒１６の内周には、遊星歯車１４と噛み合う内歯車部１６ａが形成されている。歯車筒１６は、その長手方向両端部が１対の玉軸受１７を介してトランスアクスルケース２０のケーシング２１の壁面から突出するボス部２１ａと、ハウジング２２の壁面から突出するボス部２２ａとにそれぞれ回転自在に支持されている。また、歯車筒１６の外周面には、図示しない幅軸の大歯車４１と噛み合う外歯車部１６ｂが形成されている。

また、ハウジング２２内に収容される上述した歯車筒１６の外歯車部１６ｂ及びこれと噛み合う幅軸の大歯車４１が、１対の歯車をなしている。転がり軸受としての玉軸受１７の外輪１７ａは、外歯車部１６ｂが形成された歯車筒１６の内周面にしまりばめにて嵌合され、その内輪１７ｂはハウジング２２に形成された円形、より具体的には円筒状のボス部２２ａにすきまばめにて嵌合されている。したがって、玉軸受１７の内輪１７ｂは、外歯車部１６ｂが形成された歯車筒１６と共にハウジング２２のボス部２２ａに対し、これらの嵌め合い隙間に対応した任意の径方向に微小変位可能である。また、回生モードと力行モードとの切り替わりに伴って、内輪１７ｂとボス部２２ａとの嵌め合い隙間の最大位置と最小位置とが、ほぼ逆となるように変化する。

ボス部２２ａの外周面には、その長手方向に沿って、玉軸受１７で仕切られ、潤滑油Ｏが流入する側の一方の空間Ｘ_１と、潤滑油Ｏを攪拌する攪拌部材である遊星歯車列１０が配置された他方の空間Ｘ_２と、を連通する油溝である凹部２３が形成されている。この凹部２３は、ボス部２２ａの前記１対の歯車側の領域に軸線Ｃ方向に沿って形成されている。そして、回生モードと力行モードとの切り替わりのたびに、内輪１７ｂのラジアル変位に伴うポンプ作用によって、凹部２３にある潤滑油Ｏが内輪１７ｂとボス部２２ａとの嵌め合い隙間の全域にわたって導かれる。また、内輪１７ｂの一端面が当接するハウジング２２の座部２２ｂには、ボス部２２ａよりも大径の座部２２ｂへとハウジング２２の壁面を伝わって流れ落ちる潤滑油Ｏを凹部２３へと導くための潤滑油誘導部２４が形成されている。

図示しない差動装置は、潤滑油Ｏが密封されたトランスアクスルケース２０の下端部に配置され、潤滑油Ｏは重力によってトランスアクスルケース２０の下端部の油溜め２０ａに流れ落ちるようになっている。トランスアクスルケース２０のハウジング２２とケーシング２１とに両端部が回転自在に支持される幅軸には、歯車筒１６の外歯車部１６ｂ及び第２回転電機の図示しない回転子軸の小歯車５１と噛み合う大歯車４１が取り付けられている。また、この幅軸の大歯車４１の側方には、差動装置の最終減速歯車６１と噛み合う出力歯車４２が形成されている。

第２回転電機の図示しない回転子軸は、幅軸のさらに上方に配置され、差動装置のほぼ真上に位置している。エンジン出力軸３２は、差動装置に対して、幅軸よりもさらに前方に配置されており、幅軸よりも差動装置からさらに離れた位置にあるが、これに限定されない。

差動装置の最終減速歯車６１の回転に伴って油溜め２０ａにある潤滑油Ｏが掻き上げられ、これと噛み合う幅軸の出力歯車４２並びに歯車筒１６の外歯車部１６ｂと幅軸の大歯車４１との噛み合い部分へと潤滑油Ｏが供給される。通常、外歯車部１６ｂ及び大歯車４１は、はす歯歯車として形成され、これらの歯溝に流れ込む潤滑油Ｏは、これらの噛み合い点近傍にてハウジング２２の内壁に向けて軸線Ｃと平行な方向に押し出され、同時に噛み合い点の上方へと押し出される。この結果、外歯車部１６ｂ及び大歯車４１が回転している限り、これらの噛み合い点近傍に潤滑油Ｏを留めておくことができ、しかもハウジング２２及びケーシング２１の上端内壁に付着した潤滑油Ｏの一部は、ハウジング２２及びケーシング２１の内壁を伝って流下する。そして、座部２２ｂの周面の上端部に達した潤滑油Ｏは、それぞれ玉軸受１７の内輪１７ｂと外輪１７ａとの間の鋼球１７ｃの周囲を通って遊星歯車列１０の部分に導かれ、これらを潤滑しつつ最終的に油溜め２０ａへと流下する。

さらに、座部２２ｂの周面に達した潤滑油Ｏは、潤滑油誘導部２４からボス部２２ａの凹部２３へと導かれ、さらにここから毛細管現象によって内輪１７ｂとボス部２２ａとの嵌め合い隙間へと供給される。また、回生モードと力行モードとの切り替わりに伴って凹部２３近傍の嵌め合い隙間が変化し、凹部２３から嵌め合い隙間への潤滑油Ｏの流出が促進される。さらに、クリープが発生すると、凹部２３に導かれる潤滑油Ｏが内輪１７ｂとボス部２２ａとの嵌め合い隙間へとさらに引き込まれ、内輪１７ｂの内周面１７１ｂやボス部２２ａの外周面の損耗をより確実に低減させることができる。

また、本実施形態においては、凹部２３内での潤滑油Ｏの流れを規制する規制手段を備えている。すなわち、図２及び図３に示すように、凹部２３の潤滑油流れ方向下流側端部に、突起状の規制部２５を設けている。規制部２５の頂部２５ａは、内輪１７ｂの内周面１７１ｂと接触しており、凹部２３の潤滑油出口が規制部２５によって塞がれた状態となっている。これにより、潤滑油誘導部２４から凹部２３に導かれた潤滑油Ｏが、遊星歯車列１０が存在する空間Ｘ_２に流出するのを規制部２５によって抑制することができる。よって、遊星歯車列１０が回転する際に、遊星歯車列１０に到達した潤滑油Ｏが攪拌抵抗となって損失が増加するのを抑制することができる。

図４（ａ）は、規制手段の第一の変形例を示した図である。図４（ｂ）は、規制手段の第二の変形例を示した図である。図４（ｃ）は、規制手段の第三の変形例を示した図である。

なお、図４（ａ）に示すように、規制部２５の頂部２５ａと内輪１７ｂの内周面１７１ｂとを接触させず、頂部２５ａと内周面１７１ｂとの間に隙間が形成されるように、規制部２５を凹部２３の潤滑油流れ方向下流側端部に設けても良い。これにより、凹部２３の潤滑油入口側の断面積よりも潤滑油出口側の断面積を小さくし、凹部２３内で潤滑油Ｏを流れ難くすることによって、凹部２３の潤滑油出口から空間Ｘ_２に向かって流れる潤滑油Ｏの流速を低減し、空間Ｘ_２に流出する潤滑油Ｏを低減させることができる。よって、空間Ｘ_２に存在する遊星歯車列１０に多量の潤滑油Ｏが到達し、遊星歯車列１０が回転する際の攪拌抵抗となって損失が増加するのを抑制することができる。

また、図４（ｂ）に示すように、凹部２３内での潤滑油Ｏの流れを規制する規制手段として、潤滑油流れ方向上流側の面１２５ａが、潤滑油流れ方向上流側から下流側にかけて上り勾配となるように傾斜した突起状の規制部１２５を、凹部２３の潤滑油流れ方向下流側に設けても良い。なお、図４（ｂ）において、規制部１２５の頂部１２５ｂと内輪１７ｂの内周面１７１ｂとは接触しておらず、頂部１２５ｂと内周面１７１ｂとの間に隙間が形成されている。

また、図４（ｃ）に示すように、凹部２３内での潤滑油Ｏの流れを規制する規制手段として、凹部２３における内輪１７ｂの内周面１７１ｂと対向する面２３ａを、潤滑油流れ方向で潤滑油入口から潤滑油出口にかけて連続的に上り勾配となるように傾斜させてもよい。

すなわち、凹部２３内での潤滑油Ｏの流れを規制する規制手段として、凹部２３の潤滑油入口側よりも潤滑油出口側の断面積が小さくなるように構成する。これにより、上述したのと同様に、空間Ｘ_２に流出する潤滑油Ｏを低減させて、空間Ｘ_２に存在する遊星歯車列１０に多量の潤滑油Ｏが到達し、遊星歯車列１０が回転する際の攪拌抵抗となって損失が増加するのを抑制することができる。

１６ 歯車筒
１６ｂ 外歯車部
１７ 玉軸受
１７ａ 外輪
１７ｂ 内輪
２２ ハウジング
２２ａ ボス部
２３ 凹部
２３ａ 面
２４ 潤滑油誘導部
２５ 規制部
２５ａ 頂部
４１ 大歯車
１２５ 規制部
１２５ａ 面
１２５ｂ 頂部
１７１ｂ 内周面

Claims (1)

1. １対の歯車を収容可能なハウジングのボス部に軸受を配置し、
   前記軸受で仕切られ、潤滑油が流入する側の一方の空間と、潤滑油を攪拌する攪拌部材が配置された他方の空間とを連通する油溝を、前記ボス部の前記１対の歯車側の領域に軸線方向に沿って形成し、
   前記油溝に、前記潤滑油の流れを規制する規制手段を設けたことを特徴とする軸受潤滑構造。

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