JP7047644B2

JP7047644B2 - 潤滑構造

Info

Publication number: JP7047644B2
Application number: JP2018134302A
Authority: JP
Inventors: 浩平明石
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: JP2020012499A

Description

本開示は、潤滑構造に関し、特に、変速機等のギヤ装置の潤滑構造に関する。

一般的に、変速機等のギヤ装置においては、変速ギヤやベアリング等に発生する摩擦を低減するために、これら変速要素や摺動要素に潤滑油を供給している。

この種の潤滑構造として、例えば、特許文献１には、互いに噛合する一対のギヤのうち、一方のギヤの歯底部からギヤ径方向に延びる径方向油路を設け、ギヤ噛合いにより押し出される潤滑油を径方向油路に導くようにした構造が開示されている。

特開２０１７－１１６０３２号公報

ところで、ギヤ噛合いにより押し出される潤滑油は、ギヤ噛合部から径方向のみならず、軸方向にも吐出されることになる。このため、径方向油路の潤滑油量を効果的に確保するには、ギヤ噛合部から軸方向に吐出される潤滑油の流れを効果的に抑止することが好ましい。

本開示の技術は、ギヤ噛合部から軸方向に吐出される潤滑油の流れを効果的に抑止することを目的とする。

本開示の技術は、ギヤ装置の潤滑構造であって、円環状の第１ハブ及び、該第１ハブの外周面に設けられた複数の第１ギヤ歯を有する第１ギヤと、円環状の第２ハブ及び、該第２ハブの外周面に設けられて前記第１ギヤ歯と噛合すると共に、その軸方向長さを前記第１ギヤ歯よりも短く形成された複数の第２ギヤ歯を有する第２ギヤと、前記第１ハブ及び前記第２ハブの少なくとも一方に設けられると共に、前記第１ギヤ歯と前記第２ギヤ歯との噛合部に臨んで開口する径方向油路と、前記第１ギヤ歯の少なくとも一方の軸方向端部に隣接して対向する円環状の側面部及び、該側面部の前記第１ギヤ歯よりも径方向外側の部位から軸方向に突出すると共に、その内周面を前記第１ギヤ歯の歯先部に隣接して対向させた円環状の凸条を含む油堰き止め部材と、を備えることを特徴とする。

また、前記第１ギヤがシャフトに相対回転可能な遊転ギヤであって、前記第１ギヤを前記シャフトに同期結合させる同期装置をさらに備えており、前記同期装置は前記第１ハブの一端部に一体回転可能に設けられるドグギヤを有しており、前記油堰き止め部材が前記ドグギヤで構成されてもよい。

まら、前記第１ギヤを前記シャフトとは異なる同軸上の他のシャフトに同期結合させる第２の同期装置をさらに備えており、前記第２同期装置は、前記第１ハブの他端部に一体回転可能に設けられる第２のドグギヤを有しており、前記油堰き止め部材が前記ドグギヤ及び前記第２のドグギヤで構成されてもよい。

また、前記第１ギヤがシャフトに相対回転可能な遊転ギヤであって、前記第１ギヤを前記シャフトに同期結合させる同期装置をさらに備えており、前記同期装置は前記第１ハブの一端部に一体回転可能に設けられるドグギヤを有しており、前記油堰き止め部材が前記ドグギヤと前記第１ハブとの間に設けられて、前記同期装置のスリーブと前記ドグギヤとの接触を防止する円環プレート状のブロックリングで構成されてもよい。

本開示の技術によれば、ギヤ噛合部から軸方向に吐出される潤滑油の流れを効果的に抑止することができる。

本実施形態に係るギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。本実施形態に係る第１潤滑構造を示す模式的な断面図である。本実施形態に係る第２潤滑構造を示す模式的な断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る潤滑構造について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係るギヤ装置の一部を示す模式的な断面図である。ギヤ装置１０は、例えば変速機であって、潤滑油が封入された変速機ケース１１内には、インプットシャフト２０（シャフトの一例）、アウトプットシャフト２１（他のシャフトの一例）及び、カウンタシャフト２２が回転可能に設けられている。

インプットシャフト２０には、不図示の駆動力源から回転動力が伝達される。また、インプットシャフト２０には、入力主ギヤ３０（第１ギヤの一例）及び、スプリッタギヤ４０（第１ギヤの一例）が相対回転可能に設けられている。

アウトプットシャフト２１は、インプットシャフト２０と同軸上に配置されている。アウトプットシャフト２１の入力端には円筒穴２３が設けられている。この円筒穴２３には、テーパローラベアリング２４を介してインプットシャフト２０の出力端が回転可能に軸支されている。また、アウトプットシャフト２１には、出力主ギヤ２５がニードルベアリング２７を介して相対回転可能に軸支されている。

カウンタシャフト２２は、インプットシャフト２０及びカウンタシャフト２１に対して並行に設けられている。カウンタシャフト２２には、第１副ギヤ５０（第２ギヤの一例）、第２副ギヤ５５（第２ギヤの一例）及び、第３副ギヤ５８が一体回転可能に設けられている。第１副ギヤ５０のギヤ歯５１は、入力主ギヤ３０のギヤ歯３１と常時噛合する。第２副ギヤ５５のギヤ歯５６は、スプリッタギヤ４０のギヤ歯４１と常時噛合する。第３副ギヤ５８は、出力主ギヤ２５と常時噛合する。

入力主ギヤ３０は、ニードルベアリング３９を介してインプットシャフト２０に回転可能に軸支されている。入力主ギヤ３０には、ギヤ歯３１の歯底部に開口すると共に、そのギヤハブ３２内を径方向に延びてニードルベアリング３９に達する径方向油路３５が形成されている。すなわち、各ギヤ歯３１，５１の噛合いにより押し出される潤滑油が径方向油路３５を介してニードルベアリング３９に供給されるようになっている。

スプリッタギヤ４０は、一対のテーパローラベアリング４８，４９を介してインプットシャフト２０に回転可能に軸支されている。スプリッタギヤ４０には、ギヤ歯４１の歯底部に開口すると共に、ギヤハブ４２内を径方向に延びて、各テーパローラベアリング４８，４９間に開口する径方向油路４５が形成されている。すなわち、各ギヤ歯４１，５６の噛合いにより押し出される潤滑油が径方向油路４５を介して各テーパローラベアリング４８，４９に供給されるようになっている。

入力主ギヤ３０は、第１同期装置６０によってインプットシャフト２０と選択的に同期結合される。スプリッタギヤ４０は、第１同期装置６０によってインプットシャフト２０と選択的に同期結合される。また、スプリッタギヤ４０は、第２同期装置７０によってアウトプットシャフト２１と選択的に同期結合される。

第１同期装置６０は、入力主ギヤ３０とスプリッタギヤ４０との間のインプットシャフト２０に一体回転可能に設けられたシンクロナイザハブ６１と、シンクロナイザハブ６１の外周歯と常時噛合する内周歯を有するスリーブ６２と、各ギヤハブ３２，４２に一体回転可能に設けられたドグギヤ６３，６４と、シンクロナイザハブハブ６１とドグギヤ６３，６４との間に設けられたシンクロナイザリング６５，６６とを備えている。

第１同期装置６０は、スリーブ６２のシフト移動に伴いシンクロナイザリング６５，６６が押圧されると、シンクロナイザリング６５，６６とドグギヤ６３，６４との間に同期荷重が生じる。スリーブ６２とドグギヤ６３，６４との回転が同期すると、スリーブ６２がさらにシフト移動してドグギ６３，６４と完全噛合することにより、各ギヤ３０，４０をインプットシャフト２０と選択的に同期結合させるように構成されている。

すなわち、第１同期装置６０によって入力主ギヤ３０とインプットシャフト２０とが同期結合されると、インプットシャフト２０から入力主ギヤ３０に入力された回転動力が、第１副ギヤ５０を介してカウンタシャフト２２に伝達される。一方、第１同期装置６０によってスプリッタギヤ４０とインプットシャフト２０とが同期結合されると、インプットシャフト２０からスプリッタギヤ４０に入力された回転動力が、第２副ギヤ５５を介してカウンタシャフト２２に伝達されるようになっている。

第２同期装置７０は、スプリッタギヤ４０と出力主ギヤ２５との間のアウトプットシャフト２１に一体回転可能に設けられたシンクロナイザハブ７１と、シンクロナイザハブ７１の外周歯と常時噛合する内周歯を有するスリーブ７２と、各ギヤハブ４２，２６に一体回転可能に設けられたドグギヤ７３，７４と、シンクロナイザハブ７１とドグギヤ７３，７４との間に設けられたシンクロナイザリング７５，７６とを備えている。

第２同期装置７０は、スリーブ７２のシフト移動に伴いシンクロナイザリング７５，７６が押圧されると、シンクロナイザリング７５，７６とドグギヤ７３，７４との間に同期荷重が生じる。スリーブ７２とドグギヤ７３，７４との回転が同期すると、スリーブ７２がさらにシフト移動してドグギ７３，７４と完全噛合することにより、各ギヤ４０，２５をアウトプットシャフト２１と選択的に同期結合させるように構成されている。

すなわち、第２同期装置７０によってスプリッタギヤ４０とアウトプットシャフト２１とが同期結合されると、インプットシャフト２０から入力主ギヤ３０及び第１副ギヤ５０を介してカウンタシャフト２２に入力された回転動力が、第２副ギヤ５５からスプリッタギヤ４０を経由してアウトプットシャフト２１に伝達される。一方、第２同期装置７０によって出力主ギヤ２５とアウトプットシャフト２１とが同期結合されると、インプットシャフト２０から入力主ギヤ３０及び第１副ギヤ５０を介してカウンタシャフト２２に入力された回転動力が、第３副ギヤ５８から出力主ギヤ２５を経由してアウトプットシャフト２１に伝達されるようになっている。

本実施形態において、スプリッタギヤ４０には、第１潤滑構造８０が適用され、入力主ギヤ３０には、第２潤滑構造９０が適用されている。以下、これら潤滑構造８０，９０の詳細について説明する。

［第１潤滑構造］
図２は、第１潤滑構造８０を示す模式的な断面図である。スプリッタギヤ４０は、略円環状のギヤハブ４２と、ギヤハブ４２の外周面に周方向に所定のピッチで設けられた複数のギヤ歯４１とを有する。ギヤ歯４１は、第２副ギヤ５５のギヤ歯５６と常時噛合する。

ギヤハブ４２は、その穴径が軸方向の両端側から中心側に向かって縮径する断面略台形状に形成されている。ギヤハブ４２の傾斜する内周面は、一対のテーパローラ４８Ａ，４９Ａによって軸支されている。テーパローラベアリング４８，４９のインナレース４８Ｂ，４９Ｂは、インプットシャフト２０の外周面に外嵌されている。

ギヤハブ４２には、ギヤ歯４１の歯底部から内周面に亘って貫通形成された径方向油路４５が設けられている。具体的には、径方向油路４５は、その径方向外側端が各ギヤ歯４１，５６の噛合部に臨んで開口すると共に、その径方向内側端が一対のテーパローラベアリング４８，４９間のインプットシャフト２０外周面に臨んで開口するように形成されている。

ギヤハブ４２の軸方向長さは、その軸方向の両端部４２Ａ，４２Ｂがギヤ歯４１よりも軸方向外側に突出するように、ギヤ歯４１の歯幅（軸方向長さ）よりも長く形成されている。各端部４２Ａ，４２Ｂの外周面には、第１同期装置６０のドグギヤ６４及び、第２同期装置７０のドグギヤ７３（第２のドグギヤの一例）がそれぞれ溶接等によって接合されている。

第２副ギヤ５５は、略円環状のギヤハブ５７と、ギヤハブ５７の外周面に周方向に所定のピッチで設けられた複数のギヤ歯５６とを有する。第２副ギヤ５５のギヤ歯５６の歯幅は、スプリッタギヤ４０のギヤ歯４１の歯幅よりも短く形成されている。具体的には、各ギヤ歯５６，４１が噛合した状態で、スプリッタギヤ４０のギヤ歯４１の軸方向両端が、第２副ギヤ５５のギヤ歯５６よりも軸方向外側に突出するように形成されている。

ギヤハブ５７は、その軸方向長さをギヤ歯５６の歯幅と略同等の長さで形成された外側円環部５７Ａと、その軸方向長さをギヤ歯５６の歯幅よりも長く形成された内側円環部５７Ｂとを有しており、これら外側円環部５７Ａと内側円環部５７Ｂとの間には段差面５７Ｃが形成されている。

各ドグギヤ６４，７３（油堰き止め部材の一例）は、略円環状のドグ本体部６４Ａ，７３Ａと、ドグ本体部６４Ａ，７３Ａからシンクロナイザハブ６１，７１側に突出するテーパコーン部６４Ｂ，７３Ｂと、ドグ本体部６４Ａ，７３Ａの外周面に周方向に所定のピッチで設けられた複数のドグ歯６４Ｇ，７３Ｇとを備えている。

ドグ本体部６４Ａ，７３Ａは、その内径をギヤハブ４２の外径と略同径に形成されると共に、その外径をスプリッタギヤ４０のギヤ歯４１を含めたギヤ外径よりも大径に形成されている。各ドグギヤ６４，７３は、ドグ本体部６４Ａ，７３Ａのテーパコーン部６４Ｂ，７３Ｂとは反対側の側面（以下、背面という）が、スプリッタギヤ４０のギヤ歯４１の軸方向側端部にそれぞれ隣接して対向するように設けられている。

本実施形態において、ドグ本体部６４Ａ，７３Ａには、ギヤ歯４１の歯先部よりも径方向外側の背面から軸方向に突出する円環状の凸条６４Ｄ，７３Ｄが設けられている。凸条６４Ｄ，７３Ｄの内周面は、ギヤ歯４１の歯先部と微小なクリアランスを隔てて対向しており、ドグ本体部６４Ａ，７３Ａの背面と、凸条６４Ｄ，７３Ｄの内周面とにより、ギヤ歯４１の軸方向端部を覆うラビリンス構造が形成されている。また、凸条６４Ｄ，７３Ｄは、各ギヤ歯４１，５６が互いに噛合する位置において、ギヤ歯４１の歯先部と、ギヤハブ５７の外側円環部５７Ａの側面と、段差面５７Ｃとにより画定される凹部に受容されるようになっている。

このように、ドグギヤ６４，７３のドグ本体部６４Ａ，７３Ａに、その背面からギヤ歯４１の歯先部を覆うように突出する凸条６４Ｄ，７３Ｄを設けてラビリンス構造を形成することで、各ギヤ歯４１，５６の噛合いにより軸方向に流される潤滑油は、ドグ本体部６４Ａ，７３Ａの背面及び凸条６４Ｄ，７３Ｄの内周面によって堰き止められるようになる。これにより、各ギヤ歯４１，５６の噛合部から軸方向に吐出される潤滑油の流れが効果的に抑止されるようになり、径方向油路４５により多くの潤滑油を供給することが可能になる。また、径方向油路４５の潤滑油量が増加することで、テーパローラベアリング４８，４９等の被潤滑要素の潤滑性を確実に向上することができる。

［第２潤滑構造］
図３は、第２潤滑構造９０を示す模式的な断面図である。入力主ギヤ３０は、略円環状のギヤハブ３２と、ギヤハブ３２の外周面に周方向に所定のピッチで設けられた複数のギヤ歯３１とを有する。ギヤ歯３１は、第１副ギヤ５０のギヤ歯５１と常時噛合する。

ギヤハブ３２の内周面は、ニードルベアリング３９を介してインプットシャフト２０に軸支されている。ギヤハブ３２には、ギヤ歯３１の歯底部から内周面に亘って貫通形成された径方向油路３５が設けられている。具体的には、径方向油路３５は、その径方向外側端が各ギヤ歯３１，５１の噛合部に臨んで開口すると共に、その径方向内側端がニードルベアリング３９に臨んで開口するように形成されている。

ギヤハブ３２の径方向内側には、ギヤ歯３１よりもシンクロナイザハブ６１側に軸方向外側へ突出する突出部３２Ａが設けられている。この突出部３２Ａの外周面には、第１同期装置６０のドグギヤ６３が溶接等によって接合されている。

第１副ギヤ５０は、略円環状のギヤハブ５２と、ギヤハブ５２の外周面に周方向に所定のピッチで設けられた複数のギヤ歯５１とを有する。第１副ギヤ５０のギヤ歯５１の歯幅は、入力主ギヤ３０のギヤ歯３１の歯幅よりも短く形成されている。具体的には、各ギヤ歯５１，３１が噛合した状態で、入力主ギヤ３０のギヤ歯３１の軸方向一端が、第１副ギヤ５０のギヤ歯５１よりも軸方向外側に突出するように形成されている。

ギヤハブ５２は、その軸方向長さをギヤ歯５１の歯幅と略同等の長さで形成された外側円環部５２Ａと、その軸方向長さをギヤ歯５１の歯幅よりも長く形成された内側円環部５２Ｂとを有しており、これら外側円環部５２Ａと内側円環部５２Ｂとの間には段差面５２Ｃが形成されている。

ドグギヤ６３は、略円環状のドグ本体部６３Ａと、ドグ本体部６３Ａからシンクロナイザハブ６１側に突出するテーパコーン部６３Ｂと、ドグ本体部６３Ａの外周面に周方向に所定のピッチで設けられた複数のドグ歯６３Ｇとを備えている。

ドグ本体部６３Ａは、その内径をギヤハブ３２の突出部３２Ａの外径と略同径に形成されると共に、その外径をギヤハブ３２の外径よりも大径に形成されている。ドグギヤ６３は、ドグ本体部６３Ａのテーパコーン部６３Ｂとは反対側の側面が、ギヤハブ３２の側面と所定の隙間を隔てて対向するように設けられている。ドグ本体部６３Ａとギヤハブ３２との隙間には、スリーブ６２の内周歯６２Ｇがギヤ歯３１に接触することを防止する円環プレート状のブロックリング９１（油堰き止め部材の一例）が挿入配置されている。

本実施形態において、ブロックリング９１には、ギヤ歯３１の歯先部よりも径方向外側の部位からギヤ歯３１側に軸方向に突出する円環状の凸条９２が設けられている。凸条９２の内周面は、ギヤ歯３１の歯先部と微小なクリアランスを隔てて対向しており、ブロックリング９１の側面と、凸条９２の内周面とにより、ギヤ歯３１の軸方向端部を覆うラビリンス構造が形成されている。また、凸条９２は、各ギヤ歯３１，５１が互いに噛合する位置において、ギヤ歯３１の歯先部と、ギヤハブ５２の外側円環部５２Ａの側面と、段差面５２Ｃとにより画定される凹部に受容されるようになっている。

このように、ドグギヤ６３とギヤハブ３２との間に配置されるブロックリング９１に、その側面からギヤ歯３１の歯先部を覆うように突出する凸条９２を設けてラビリンス構造を形成することで、各ギヤ歯３１，５１の噛合いにより軸方向の一端側へ流される潤滑油は、ブロックリング９１の側面及び凸条９２の内周面によって堰き止められるようになる。これにより、各ギヤ歯３１，５１の噛合部の軸方向一端側から吐出される潤滑油の流れが効果的に抑止されるようになり、径方向油路３５により多くの潤滑油を供給することが可能になる。また、径方向油路３５の潤滑油量が増加することで、ニードルベアリング３９等の被潤滑要素の潤滑性を確実に向上することができる。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。

例えば、第１潤滑構造８０においては、油堰き止め部材としての一対のドグギヤ６４，７３が、スプリッタギヤ４０の軸方向両端にそれぞれ設けられるものとして説明したが、これらの何れか一方を省略して構成してもよい。

また、各潤滑構造８０，９０は、インプットシャフト２０に設けられる遊転ギヤ３０，４０に適用されるものとして説明したが、アウトプットシャフト２１やカウンタシャフト２２等に設けられる他のギヤに適用してもよい。

また、径方向油路３５，４５は、遊転ギヤ３０，４０側に設けられるものとして説明したが、噛合対象の固定ギヤ５０，５５側に設けられてもよい。

また、変速機１０のギヤ配列パターンは、図示例に限定されず、他の配列パターンであってもよい。

また、本実施形態の適用範囲は、変速機１０に限定されず、デファレンシャル装置等、他のギヤ装置にも広く適用することが可能である。

１０変速機（ギヤ装置）
１１変速機ケース（ケース）
２０インプットシャフト（シャフト）
２１アウトプットシャフト（他のシャフト）
２２カウンタシャフト
３０入力主ギヤ（第１ギヤ）
３１ギヤ歯（第１ギヤ）
３２ギヤハブ（第１ハブ）
３５径方向油路
４０スプリッタギヤ（第１ギヤ）
４１ギヤ歯（第１ギヤ歯）
４２ギヤハブ（第１ハブ）
４５径方向油路
５０第１副ギヤ（第２ギヤ）
５１ギヤ歯（第２ギヤ歯）
５２ギヤハブ（第２ハブ）
５５第２副ギヤ（第２ギヤ）
５６ギヤ歯（第２ギヤ歯）
５７ギヤハブ（第２ハブ）
６０第１同期装置
６３，６４ドグギヤ（油堰き止め部材）
６４Ｄ凸条
７０第２同期装置（第２の同期装置）
７３ドグギヤ（油堰き止め部材）
７３Ｄ凸条
８０第１潤滑構造
９０第２潤滑構造
９１ブロックリング（油堰き止め部材）
９２凸条

Claims

ギヤ装置の潤滑構造であって、
円環状の第１ハブ及び、該第１ハブの外周面に設けられた複数の第１ギヤ歯を有する第１ギヤと、
円環状の第２ハブ及び、該第２ハブの外周面に設けられて前記第１ギヤ歯と噛合すると共に、その軸方向長さを前記第１ギヤ歯よりも短く形成された複数の第２ギヤ歯を有する第２ギヤと、
前記第１ハブ及び前記第２ハブの少なくとも一方に設けられると共に、前記第１ギヤ歯と前記第２ギヤ歯との噛合部に臨んで開口する径方向油路と、
前記第１ギヤ歯の少なくとも一方の軸方向端部に隣接して対向する円環状の側面部及び、該側面部の前記第１ギヤ歯よりも径方向外側の部位から軸方向に突出すると共に、その内周面を前記第１ギヤ歯の歯先部に隣接して対向させた円環状の凸条を含む油堰き止め部材と、を備える
ことを特徴とする潤滑構造。
前記第１ギヤがシャフトに相対回転可能な遊転ギヤであって、前記第１ギヤを前記シャフトに同期結合させる同期装置をさらに備えており、前記同期装置は前記第１ハブの一端部に一体回転可能に設けられるドグギヤを有しており、前記油堰き止め部材が前記ドグギヤで構成されている
請求項１に記載の潤滑構造。
前記第１ギヤを前記シャフトとは異なる同軸上の他のシャフトに同期結合させる第２の同期装置をさらに備えており、前記第２同期装置は、前記第１ハブの他端部に一体回転可能に設けられる第２のドグギヤを有しており、前記油堰き止め部材が前記ドグギヤ及び前記第２のドグギヤで構成されている
請求項２に記載の潤滑構造。
前記第１ギヤがシャフトに相対回転可能な遊転ギヤであって、前記第１ギヤを前記シャフトに同期結合させる同期装置をさらに備えており、前記同期装置は前記第１ハブの一端部に一体回転可能に設けられるドグギヤを有しており、前記油堰き止め部材が前記ドグギヤと前記第１ハブとの間に設けられて、前記同期装置のスリーブと前記ドグギヤとの接触を防止する円環プレート状のブロックリングで構成されている
請求項１に記載の潤滑構造。