JP7056409B2

JP7056409B2 - ギヤ装置

Info

Publication number: JP7056409B2
Application number: JP2018123345A
Authority: JP
Inventors: 直弘金子
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: CN112334657A; JP2020002879A; CN112334657B; WO2020004305A1

Description

本開示は、ポンプ及び、ポンプを備えるギヤ装置に関する。

一般的に、変速機等のギヤ装置のケース内には、噛合要素や摺動要素に発生する摩耗を低減するための潤滑油が封入されている。例えば特許文献１には、変速機ケース内の潤滑油を外接噛合型のギヤポンプによって圧送循環するようにした構造が開示されている。

特開２０１０－２４２７２９号公報

ところで、上記特許文献１記載の構造では、ギヤポンプのハウジング内に収容された一対の噛合ギヤのうち、一方のギヤを変速機のメインシャフトに固定することで、該メインシャフトから駆動力を直接的に取り出している。このため、ギヤポンプ内の噛合ギヤ（又は、ハウジング）の幅分だけ、メインシャフトを軸方向に拡張する必要があり、装置全体の大型化を招くといった課題がある。

本開示の技術は、装置全体の小型化を図ることがきるポンプ及びギヤ装置を提供することを目的とする。

本開示のポンプは、互いに噛合する一対の第１ギヤ及び第２ギヤと、該第１ギヤ及び該第２ギヤを回転可能に収容する収容室が形成されたハウジングとを備えるポンプであって、前記収容室に流体を吸入させる吸入口と、前記収容室から流体を吐出させる吐出口と、前記ハウジングに設けられると共に、該ハウジングの外部と前記収容室とをギヤ径方向に連通させており、前記第１ギヤ又は前記第２ギヤのギヤ歯の一部を外部に露出させる開口部とを有することを特徴とする。

本開示のギヤ装置は、前記ポンプを備えるギヤ装置であって、前記流体が封入されたギヤケースと、該ギヤケースに回転軸を介して回転可能に軸支されると共に、前記開口部から露出する前記ギヤ歯と噛合する駆動ギヤと、を備えることを特徴とする。

また、前記駆動ギヤの歯数が、前記第１ギヤ及び又は前記第２ギヤの歯数よりも多く設定されていることが好ましい。

また、前記ハウジングが有底筒状に形成されると共に、その開口を前記ギヤケースの側壁によって閉塞されており、前記吸入口が前記側壁に設けられると共に、前記吐出口が前記ハウジングに設けられていることが好ましい。

また、前記流体は前記ギヤケースの底部に貯留されると共に、前記ギヤケース内には、前記流体を少なくとも軸方向に流通可能な軸方向流路を有するシャフトが設けられており、前記ギヤケースの底部と前記吸入口とを接続する第１流体流路と、前記吐出口と前記軸方向流路とを接続する第２流体流路とをさらに備えることが好ましい。

また、前記ギヤケースは変速機のケースであり、該ケース内には、メインシャフトに設けられたリバース用メインギヤ、カウンタシャフトに設けられたリバース用カウンタギヤ及び、該リバース用メインギヤと該リバース用カウンタギヤとに噛合するアイドルギヤが配されており、前記駆動ギヤが、前記アイドルギヤ又は該アイドルギヤと一体回転可能なギヤであることが好ましい。

本開示の技術によれば、装置全体の小型化を図ることがきる。

本実施形態に係るポンプ及び、ポンプを備えたギヤ装置を示す模式的な断面図である。（Ａ）は、本実施形態に係るポンプをギヤ径方向に切り欠いて示す模式的な断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態に係るポンプをギヤ回転軸方向に切り欠いて示す模式的な断面図である。本実施形態に係るポンプの作用を説明する模式図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るポンプ及び、ポンプを備えるギヤ装置について説明する。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、本実施形態に係るポンプ１０及び、ポンプ１０を備えたギヤ装置５０を示す模式的な断面図である。

同図に示すように、ギヤ装置５０は、例えば、減速ギヤ列７５が出力側に配されたアウトプットリダクションタイプの変速機である。変速機５０の変速機ケース５１（ギヤケースの一例）内には、潤滑油が封入されている。また、変速機ケース５１内には、不図示のベアリングを介して回転可能に軸支されたインプットシャフト５２、アウトプットシャフト５３及び、カウンタシャフト５４が配置されている。

インプットシャフト５２及び、アウトプットシャフト５３は同軸上に配置されている。また、カウンタシャフト５４は、インプットシャフト５２及びカウンタシャフト５３に対して略平行に配置されている。これらシャフト５２～５４のうち、少なくともインプットシャフト５２には、潤滑油を流通させる軸方向油路５５や複数本の径方向油路５６～５８が設けられている。

インプットシャフト５２には、入力側から順に、リバース用メインギヤ６０及び、複数の前進段用メインギヤ７０が設けられている。また、カウンタシャフト５４には、入力側から順にリバース用カウンタギヤ６１及び、複数の前進段用カウンタギヤ７１が設けられている。また、カウンタシャフト５４及びアウトプットシャフト５３の出力端側には、互いに常時噛合して減速ギヤ列７５を構成する一対のギヤ７６，７７が、各シャフト５３，５４にそれぞれ一体回転可能に設けられている。

前進段用メインギヤ７０及び、前進段用カウンタギヤ７１は、互いに常時噛合する。前進段用メインギヤ７０は、インプットシャフト５２に相対回転可能に設けられている。前進段用カウンタギヤ７１は、カウンタシャフト５４に一体回転可能に設けられている。前進段用メインギヤ７０は、同期装置９０によってインプットシャフト５２に選択的に結合可能に構成されている。

リバース用メインギヤ６０は、インプットシャフト５２に一体回転可能に設けられている。リバース用カウンタギヤ６１は、カウンタシャフト５４に相対回転可能に設けられており、同期装置９１によってカウンタシャフト５４に選択的に結合可能に構成されている。リバース用メインギヤ６０及び、リバース用カウンタギヤ６１は、アイドルギヤ６２と常時噛合する。

アイドルギヤ６２は、変速機ケース５１にアイドルシャフト６３（回転軸の一例）を介して回転可能に軸支されている。アイドルギヤ６２とアイドルシャフト６３との間には、ニードルベアリング６４が介装されている。

ポンプ１０は、いわゆる外接噛合型のギヤポンプであって、アイドルギヤ６２と隣接する変速機ケース５１の側壁５１Ａ内側に設けられている。具体的には、ポンプ１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１内に収容された一対の従動ギヤ２０，３０（第１ギヤ及び第２ギヤの一例）とを備えている。また、側壁５１Ａには吸入口４０が設けられ、ハウジング１１には吐出口４１が設けられている。

吸入口４０は、第１油路８０（第１流体流路の一例）を介して変速機ケース５１の底部に接続されている。第１油路８０は、変速機ケース５１に形成された油路やホース部材等で形成されている。吐出口４１は、第２油路８１（第２流体流路の一例）及び、径方向油路５６を介して軸方向油路５５に接続されている。第２油路８１は、吐出口４１と径方向油路５６とを連通させる配管部材等により形成されている。

本実施形態において、ポンプ１０は、アイドルギヤ６２と一体回転可能な駆動ギヤ６５によって駆動される。ポンプ１０が駆動すると、変速機ケース５１の底部に貯留されている潤滑油が第１油路８０を介して汲み上げられると共に、第２油路８１からインプットシャフト５２の径方向油路５６を介して軸方向油路５５に供給されるようになっている。以下、ポンプ１０の詳細について説明する。

［ポンプ］
図２（Ａ）は、本実施形態に係るポンプ１０をギヤ径方向に切り欠いて示す模式的な断面図であり、図２（Ｂ）は、本実施形態に係るポンプ１０をギヤ回転軸方向に切り欠いて示す模式的な断面図である。同図に示すように、ポンプ１０は、ハウジング１１と、第１従動ギヤ２０と、第２従動ギヤ３０とを備えている。第１従動ギヤ２０のギヤ歯２１は、第２従動ギヤ３０のギヤ歯３１と常時噛合する。これら各ギヤ２０，３０の歯数は、好ましくは同数で設定されている。

ハウジング１１は、一方側が開口する有底筒状に形成されている。具体的には、ハウジング１１は、各ギヤ２０，３０の側面と対向するハウジング側壁部１２と、各ギヤ歯２１，３１の歯先と対向するハウジング周壁部１３とを有する。

ハウジング周壁部１３の開口周縁にはフランジ部１５が設けられている。ハウジング１１は、フランジ部１５を変速機ケース５１の側壁５１Ａに着座させると共に、該フランジ部１５をボルト等で側壁５１Ａに締結固定することにより、変速機ケース５１に取り付けられている。すなわち、変速機ケース５１の側壁５１Ａが、ハウジング１１の開口を閉塞する蓋部材として機能するようになっている。なお、ハウジング１１の開口を閉塞する蓋部材を別個に備えるように構成してもよい。

ハウジング１１には、側壁５１Ａの内側面、ハウジング側壁部１２の内側面及び、ハウジング周壁部１３の内周面により画定される第１ギヤ収容室１６及び、第２ギヤ収容室１７が設けられている。

第１ギヤ収容室１６は、第１従動ギヤ２０の外径と略同径の円筒穴状に形成されており、その内部には第１従動ギヤ２０が回転可能に収容されている。第２ギヤ収容室１７は、第２従動ギヤ３０の外径と略同径の円筒穴状に形成されており、その内部には第２従動ギヤ３０が回転可能に収容されている。第１ギヤ収容室１６及び、第２ギヤ収容室１７は、各ギヤ歯２１，３１の噛合部位にて互いに連通している。

第１従動ギヤ２０は、第１支持シャフト２２に設けられている。第１支持シャフト２２は、一端側をハウジング側壁部１２に、他端側を変速機ケース５１の側壁５１Ａにそれぞれ回転可能に軸支されている。

第２従動ギヤ３０は、第２支持シャフト３２に設けられている。第２支持シャフト３２は、一端側をハウジング側壁部１２に、他端側を変速機ケース５１の側壁５１Ａにそれぞれ回転可能に軸支されている。

側壁５１Ａには、第１油路８０に接続された吸入口４０が設けられている。また、ハウジング側壁部１２には、第２油路８１に接続された吐出口４１が設けられている。

本実施形態において、ハウジング周壁部１３のうち、駆動ギヤ６５の歯先に臨む部位には、第２ギヤ収容室１７と外部（変速機ケース５１内の空間）とをギヤ径方向に連通させて、第２従動ギヤ３０のギヤ歯３１の少なくとも１歯以上を露出させる開口部４２が切り欠き形成されている。開口部４２から露出する第２従動ギヤ３０のギヤ歯３１には、駆動ギヤ６５のギヤ歯６６が噛合する。

駆動ギヤ６５のギヤ歯６６の歯数は、好ましくは、第２従動ギヤ３０のギヤ歯３１の歯数よりも多く設定されている。すなわち、駆動ギヤ６５がアイドルギヤ６２と一体回転すると、駆動ギヤ６５によって第２従動ギヤ３０が増速回転され、これに伴い第１従動ギヤ２０も増速回転されるように構成されている。

各従動ギヤ２０，３０が回転すると、図３中に破線矢印Ａで示すように、吸入口４０から取り込まれて第１従動ギヤ２０と第１ポンプ収容室１６との隙間を流れる潤滑油は、吐出口４１から第２油路８１（図１，２参照）に向けて圧送される。一方、図３中に破線矢印Ｂで示すように、吸入口４０から取り込まれて第２従動ギヤ３０と第２ポンプ収容室１７との隙間を流れる潤滑油は、開口部４２から第２従動ギヤ３０と駆動ギヤ６５との噛合部Ｘに流れ込む。噛合部Ｘから各ギヤ３０，６５の噛み合いによって押し出される潤滑油は、不図示のオイルガイド（例えば、潤滑油を案内する円弧面や径方向油溝等）に沿って流されて、ニードルベアリング６４等の各摺動要素に効果的に供給されるように構成されている。

以上詳述した本実施形態によれば、ポンプ１０のハウジング１１に、第２ギヤ収容室１７と外部とをギヤ径方向に連通させる開口部４２を設け、該開口部４２から露出する第２従動ギヤ３０に駆動ギヤ６５を噛合させることにより、駆動力がハウジング１１内にギヤ径方向から取り込まれるようになっている。これにより、駆動力を回転軸方向から取り入れる従前構造に比べ、変速機５０の軸方向長さが効果的に短縮されるようになり、変速機５０の小型化を図ることが可能になる。

また、駆動力をギヤ径方向から取り込むことで、ハウジング１１内のギヤ（２０又は３０）に駆動力を回転軸方向から伝達するためのシャフト等の連結部品が不要となり、部品点数を効果的に削減することができる。

また、リバース用のアイドルギヤ６２と一体的に設けられた駆動ギヤ６５にポンプ１０の第２従動ギヤ３０を噛合させることで、アイドルギヤ６２の回転に伴う振動が第２従動ギヤ３０の押し付け力によって抑制されるようになり、リバース用ギヤ列６０～６２の騒音等を効果的に低減することが可能になる。

［その他］
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、駆動ギヤ６５は、第２従動ギヤ３０に噛合するものとして説明したが、レイアウト等に応じて開口部４２から第１従動ギヤ２０を露出させ、駆動ギヤ６５を第１従動ギヤ２０と噛合させるように構成してもよい。

また、ポンプ１０に駆動力を伝達するギヤは駆動ギヤ６５に限定されず、アイドルギヤ６２を第２従動ギヤ３０（又は、第１従動ギヤ２０）に噛合させて、アイドルギヤ６２から直接的に駆動力を取り出すように構成してもよい。

また、第２従動ギヤ３０（又は、第１従動ギヤ２０）とインプットシャフト５２に固定されたメインギヤ６０とを噛合させてもよく、或いは、第２従動ギヤ３０（又は、第１従動ギヤ２０）とカウンタシャフト５４に相対回転可能なカウンタギヤ７１とを噛合させることにより、ポンプ１０の駆動力を取り出してもよい。

また、変速機５０は、アウトプットリダクションタイプに限定されず、インプットリダクションタイプであってもよい。インプットリダクションタイプの場合は、変速機ケース５１内の出力側にポンプ１０を配置し、隣接する出力側のギヤから駆動力を取り出すように構成すればよい。

また、ポンプ１０のハウジング１１は、変速機ケース５１の側壁５１Ａによって閉塞されるものとして説明したが、蓋部材を別個に備えるように構成してもよい。蓋部材を備える場合には、ポンプ１０を変速機ケース５１内の任意の場所に配置することができる。

また、本実施形態の適用は、変速機５０に限定されず、例えば、デファレンシャル装置等、潤滑油を封入するギヤケースを備える他のギヤ装置にも広く適用することが可能である。

１０ポンプ
１１ハウジング
１２ハウジング側壁部
１３ハウジング周壁部
１６第１ギヤ収容室（収容室）
１７第２ギヤ収容室（収容室）
２０第１従動ギヤ（第１ギヤ）
２１ギヤ歯
３０第２従動ギヤ（第２ギヤ）
３１ギヤ歯
４０吸入口
４１吐出口
４２開口部
５０変速機（ギヤ装置）
５１変速機ケース（ギヤケース）
５２インプットシャフト
５４カウンタシャフト
６０リバース用メインギヤ
６１リバース用カウンタギヤ
６２アイドルギヤ
６３アイドルシャフト（回転軸）
６５駆動ギヤ
８０第１油路（第１流体流路）
８１第２油路（第２流体流路）

Claims

互いに噛合する一対の第１ギヤ及び第２ギヤと、該第１ギヤ及び該第２ギヤを回転可能に収容する収容室が形成されたハウジングとを備えるポンプであって、
前記収容室に流体を吸入させる吸入口と、前記収容室から流体を吐出させる吐出口と、前記ハウジングに設けられると共に、該ハウジングの外部と前記収容室とをギヤ径方向に連通させており、前記第１ギヤ又は前記第２ギヤのギヤ歯の一部を外部に露出させる開口部とを有するポンプと、
前記流体が封入されたギヤケースと、
該ギヤケースに回転軸を介して回転可能に軸支されると共に、前記開口部から露出する前記ギヤ歯と噛合する駆動ギヤと、を備え、
前記ハウジングが有底筒状に形成されると共に、その開口を前記ギヤケースの側壁によって閉塞されており、前記吸入口が前記側壁に設けられると共に、前記吐出口が前記ハウジングに設けられている
ことを特徴とするギヤ装置。
前記駆動ギヤの歯数が、前記第１ギヤ及び又は前記第２ギヤの歯数よりも多く設定されている
請求項１に記載のギヤ装置。
前記流体は前記ギヤケースの底部に貯留されると共に、前記ギヤケース内には、前記流体を少なくとも軸方向に流通可能な軸方向流路を有するシャフトが設けられており、
前記ギヤケースの底部と前記吸入口とを接続する第１流体流路と、前記吐出口と前記軸方向流路とを接続する第２流体流路とをさらに備える
請求項１又は２の何れか一項に記載のギヤ装置。
前記ギヤケースは変速機のケースであり、該ケース内には、メインシャフトに設けられたリバース用メインギヤ、カウンタシャフトに設けられたリバース用カウンタギヤ及び、該リバース用メインギヤと該リバース用カウンタギヤとに噛合するアイドルギヤが配されており、前記駆動ギヤが、前記アイドルギヤ又は該アイドルギヤと一体回転可能なギヤである
請求項１から３の何れか一項に記載のギヤ装置。