JP7100305B2 - ギヤケース構造 - Google Patents

Description

本発明は、内部でギヤによって潤滑油を掻き揚げて摺動部の潤滑を行うギヤケース構造に関する。

自動車等に使用される減速機(変速機)は、ケーシングの内部に複数のギヤを収納して構成されている。また、減速機は、ケーシング底部に潤滑油を溜め、ケーシングの内部で駆動するギヤによって潤滑油を掻き揚げて、ケーシング内部の各摺動部に供給する構造になっている。
例えば特許文献１に記載された減速機では、ドライブシャフトに連結されるディファレンシャル軸に設けられたリングギヤによって、ケーシングの内部に溜められている潤滑油を掻き上げ、ケーシング内の上部に設けられたオイルキャッチタンクに供給する。そして、この減速機は、オイルキャッチタンクから各摺動部に潤滑油を供給する構造になっている。

一方、特許文献２には、トランスアクスルの内壁面に溝を設け、溝を伝って潤滑油を潤滑対象に導く構造が開示されている。

特開２０１２－１７２７７９号公報 特開２０１５－２３００９１号公報

ところで、特許文献１や特許文献２のような減速機等のケーシング（ギヤケース）は、例えば左右２つに分割した構成になっており、夫々を鋳造によって形成することが多い。
また、傾斜しているケーシングの上壁の内壁面に特許文献２のように溝を設け、更にこの溝を左右方向に傾斜させることで、ケーシングの上壁の内壁面を伝う潤滑油を、溝を伝わせて左右方向に移動できる。これにより、ケーシング内部の左右端部付近に位置する潤滑対象に対して潤滑油を供給可能となる。

しかしながら、特許文献１のケーシングのように内壁に溝を形成する場合には、型を抜く方向に溝が延びるようにするならば鋳造にて溝を形成可能であるものの、上記のように型を抜く方向から傾斜している場合には、鋳造にて溝を形成することは不可能である。特許文献１のような溝ではなく段差を設けることで潤滑油を導く構造としても、段差が左右のケーシングに亘って設けられている場合には、一方のケーシングで型抜きができたとしても、他方のケーシングでは型抜きができず、左右両方のケーシングを鋳造によって容易に製造できないといった問題があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、分割した形状のケーシングを有するギヤケースにおいて、内壁面を伝う潤滑油を大きく分割方向に導くことが可能になるともに、ケーシングを鋳造にて容易に製造可能となるギヤケース構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、第１のケーシングと第２のケーシングに分割して形成されたケーシングの内部にギヤを内蔵するとともに潤滑油を貯留し、前記ギヤの回転によって潤滑油を掻き揚げて潤滑油を前記第１及び第２のケーシングの内部の潤滑対象に供給するギヤケース構造であって、前記第１のケーシング内に設けられた第１の内壁面と前記第２のケーシング内に設けられた第２の内壁面に亘って分割方向に延び、かつ分割方向のいずれか一方に向かって下方に傾斜して形成され、前記第１及び第２の内壁面間を伝う前記潤滑油を前記分割方向の下方に傾斜した側に導く段差を備え、前記段差は、前記第１の内壁面に形成された第１の段差と前記第２の内壁面に形成された第２の段差とを有し、前記第１の段差と前記第２の段差の凹凸方向が互いに逆方向に形成され、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの分割位置において前記第１の段差と前記第２の段差とが互いに離間していることを特徴とする。

これにより、ギヤの回転によって掻き揚げられた潤滑油の一部がケーシングの内壁面を伝って下方に移動する際に、段差を伝って分割方向の下方に傾斜した側に導かれ、段差に沿って流れてくる潤滑油を分割位置の上部から下部へ受け渡すことができる。

また、第１及び第２の段差が分割方向に対して傾斜していても、分割された第１及び第２のいずれのケーシングも段差によって型抜きが不能になることがない。
好ましくは、第１又は第２のケーシングは、ギヤを備えた第１の軸を回転可能に支持する側壁を有し、第１又は第２の段差の下方側の端部は、前記第１の軸の支持部に向かって延びるように形成されるとよい。

これにより、第１又は第２のケーシングの側壁に設けられ第１の軸の支持部が分割方向外方に突出した位置にあっても、当該支持部に対し潤滑油を供給できる。
好ましくは、第１又は第２のケーシングの内側面には、第１の軸の支持部の周囲に第１又は第２のケーシングの内方に突出する突出部が形成され、第１及び第２の段差は、前記突出部を回避して円弧状に形成された傾斜面を有するとよい。

これにより、第１の軸の支持部の周囲に第１又は第２のケーシングの内方に突出する突出部が形成されていても、傾斜面がこの突出部を回避して円弧状に形成されているので、段差を伝う潤滑油が突出部の表面に流れずに傾斜面を伝って第１の軸の支持部に効率よく導くことが可能となる。
好ましくは、第１又は第２のケーシングは、第１の軸よりも上方に配置される第２の軸を回転可能に支持し、第１又は第２のケーシングの側壁には、前記第２の軸の支持部に潤滑油を導く溝が形成されており、第１又は第２の段差の上端部は、前記溝と連結しているとよい。

これにより、第２の軸の支持部に溝を介して導かれる潤滑油の一部を、第１又は第２の段差によって溝からケーシングの分割方向逆方向に潤滑油を導いて、当該逆方向に位置する潤滑対象を潤滑できる。

本発明のギヤケース構造によれば、内壁面に設けられた段差によって、内壁面を伝って下方に移動する潤滑油を導くことができ、分割構造のケーシングの側部に位置する潤滑対象を潤滑できる。
また、分割された第１及び第２のいずれのケーシングも段差によって型抜きが不能になることがなく、第１及び第２のケーシングを鋳造にて容易に製造可能となる。

本発明の実施形態のギヤケース構造を採用した減速機の左側面図である。 減速機の内部構造を示す断面図である。 第１のケーシングの内部構造図である。 第２のケーシングの内部構造図である。 段差の形状と潤滑油の移動経路を示す模式図であり、上壁の内壁面を斜め下方から視た図である。 段差の形状と潤滑油の移動経路を示す模式図であり、上壁の内壁面を正面から見た図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態のギヤケース構造を採用した減速機１の側面図である。図２は、減速機１の内部構造を示す断面図である。図３は、第１のケーシング２ａの内部構造図である。図４は、第２のケーシング２ｂの内部構造図である。なお、図２は、図１中に示すＡ－Ａ部の断面図であり、図３は、図２中に示すＢ－Ｂ部の断面図であり、図４は、図２中に示すＣ－Ｃ部の断面図である。

また、図５及び図６は、潤滑油の移動経路を示す模式図である。なお、図５は、第１の段差３６ａ、第２の段差３６ｂが形成された第１のケーシング２ａの第１の上壁３５ａの内壁面（第１の内壁面３５ａ１）と第２のケーシング２ｂの第２の上壁３５ｂの内壁面（第２の内壁面３５ｂ１）を下右方から視た図である。図６は、第１のケーシング２ａの第１の上壁３５ａの内壁面（第１の内壁面３５ａ１）と第２のケーシング２ｂの第２の上壁３５ｂの内壁面（第２の内壁面３５ｂ１）を下方から正面に見た図である。また、図５、６において、潤滑油の移動経路を２点鎖線で例示している。

本実施形態の減速機１は、例えば電気自動車に備えられ、車両の走行駆動輪を駆動するドライブシャフトと、走行駆動源であるモータとの間に介装されている。
図１、２に示すように、減速機１は、ケーシング２（ギヤケース）、ディファレンシャル軸３（第１の軸）、主軸４、カウンタ軸５（第２の軸）を備えている。
ケーシング２は、内部に空間を有する箱状に形成され、後述するギヤを収納するとともに、潤滑油を貯留可能である。ケーシング２は、左右方向略中央部で縦方向に第１のケーシング２ａ及び第２のケーシング２ｂに分割して構成されている。第１のケーシング２ａはケーシング２の車両左方に配置される部位である。第２のケーシング２ｂはケーシング２の車両右方に配置される部位である。ケーシング２の左右側壁６、７、即ち第１のケーシング２ａの左側壁６及び第２のケーシング２ｂの右側壁７には、ベアリング８ａ、８ｂ、８ｃを嵌入したボス部９ａ、９ｂ、９ｃが形成されている。ディファレンシャル軸３、主軸４及びカウンタ軸５の両端部は、ケーシングの２左右側壁６、７に嵌入されたベアリング８ａ、８ｂ、８ｃを介してケーシング２に回転可能に支持されている。ディファレンシャル軸３、主軸４及びカウンタ軸５は、互いに平行に水平方向に延びるように配置されている。

ディファレンシャル軸３、主軸４及びカウンタ軸５のうち、ディファレンシャル軸３は最も下方かつ前方に位置し、主軸４が最も上方かつ後方に配置されている。カウンタ軸５は、前後方向でディファレンシャル軸３と主軸４との間に配置され、主軸４よりもわずかに下方に配置されている。
ディファレンシャル軸３は、ケーシング２内で左右に分割されておりディファレンシャルギヤ１５を介して互いに接続されている。ディファレンシャル軸３の両端部は、図示しない車両の左右のドライブシャフトが固定され、当該ドライブシャフトを介して車両の左右の走行駆動輪と連結している。また、ディファレンシャル軸３には出力ギヤ２０（ギヤ）が固定されている。

主軸４の右端部には、図示しないモータの出力軸が固定される。主軸４には、ケーシング２内に入力ギヤ２１が固定（あるいは形成）されている。
カウンタ軸５には、入力ギヤ２１と噛み合う第１の中間ギヤ２２と、出力ギヤ２０と噛み合う第２の中間ギヤ２３とが軸線方向に並べて配置されている。第２の中間ギヤ２３及び出力ギヤ２０は、第１のケーシング２ａ内に配置され、ケーシング２の分割位置の近くの左右位置に配置されている。なお、ケーシング２の分割位置は、図２中にＤ-Ｄ線で示す。第１の中間ギヤ２２及び入力ギヤ２１は、第１のケーシング２ａ内に配置され、第２の中間ギヤ２３及び出力ギヤ２０よりも左方側、即ち第１のケーシング２ａの更に内部側に配置されている。

モータの出力軸は、主軸４、入力ギヤ２１、第１の中間ギヤ２２、カウンタ軸５、第２の中間ギヤ２３、出力ギヤ２０、ディファレンシャル軸３を介して、ドライブシャフトと連結しており、モータの駆動によってドライブシャフトが駆動され、車両が走行駆動される。
減速機１においては、ディファレンシャル軸３の下方位置が、ケーシング２の内部空間の最も下方位置となる。第１のケーシング２ａの左側壁６には、ボルト等で封止された注油口２５が設けられており、当該注油口２５から滑油が供給されてケーシング２の内部に潤滑油が封入される。なお、注油口２５は、ディファレンシャル軸３と略同一の上下位置に配置されており、ディファレンシャル軸３よりわずかに下方位置まで潤滑油が貯留可能となっている。

車両前進走行時に、出力ギヤ２０はその下部が後方側に向かって回転する。したがって、車両前進走行時に出力ギヤ２０の回転によって、ケーシング２内の潤滑油は、出力ギヤ２０の後方かつ上方へ掻き上げられる。
図３、４に示すように、第１のケーシング２ａ及び第２のケーシング２ｂの内底部には、出力ギヤ２０の外周端部に近接して後方側に、出力ギヤ２０の接線方向に約数ｃｍ延びる下部ガイド３０が設けられている。下部ガイド３０は、先端、即ち上端の延長線が、主軸４とカウンタ軸５の間を向かって延びるように配置されている。

したがって、出力ギヤ２０によって掻き上げられた潤滑油の多くは、下部ガイド３０に沿って、主軸４とカウンタ軸５の間を通過して、ケーシング２内の上部に到達する。
また、図３～図６に示すように、第１のケーシング２ａの第１の上壁３５ａ及び第２のケーシング２ｂの第２の上壁３５ｂの夫々の第１及び第２の内壁面（３５ａ１、３５ｂ１）は、前方に向かって下方に傾斜している。更に、第１のケーシング２ａの第１の上壁３５ａの第１の内壁面（３５ａ１）及び第２のケーシング２ｂの第２の上壁３５ｂの第２の内壁面（３５ｂ１）には、ケーシング２内で潤滑油を右側に導く第１の段差３６ａ、及び第２の段差３６ｂが形成されている。

また、第１のケーシング２ａの左側壁６の内面の上部には、カウンタ軸５の上側に、カウンタ軸５を支持する支持部であるベアリング８ｂに潤滑油を導く凹部３７（溝）が形成されている。
第１のケーシング２ａの第１の内壁面（３５ａ１）に形成された第１の段差３６ａは、カウンタ軸５の上側の凹部３７を始点とし、前方に向かって第１のケーシング２ａの右端面、即ち第２のケーシング２ｂとの合わせ面４０まで略直線的に伸びている。第１の段差３６ａは、数ｍｍ程度下方に突出した段差である。第１の内壁面（３５ａ１）における第１の段差３６ａの後側の部位４１は上方に位置し、第１の段差３６ａの前側の部位４２が下方に位置するように第１の段差３６ａが形成されている。

一方、第２のケーシング２ｂの第２の内壁面（３５ｂ１）には、第２の段差３６ｂが設けられている。第２の段差３６ｂは、第２のケーシングの２ｂの左側面、即ち第１のケーシング２ａとの合わせ面４５を始点とし、当該合わせ面４５から数ｍｍ程度右方に延び、この位置から滑らかに屈曲して第２のケーシング２ｂの右側壁７まで延びた傾斜面４６を備えている。第２の段差３６ｂは、第１のケーシング２ａ及び第２のケーシング２ｂの合わせ面４０、４５付近において、第１の段差３６ａの上側に数ｍｍ程度間隔をおいて相対するように形成されている。第２の内壁面（３５ｂ１）における第２の段差３６ｂの後側の部位４７は下方に位置し、第２の段差３６ｂの前側の部位４８が上方に位置するように第２の段差３６ｂが形成されている。

傾斜面４６は、ディファレンシャル軸３の上方に位置し、第２のケーシング２ｂの右側壁７の内側面が下方かつ前方に傾斜して形成されている。
なお、第２のケーシング２ｂの右側壁７は、ディファレンシャル軸３の支持部であるボス部４９（９ｃ）において右側（図４において奥側）に突出している。また、第２のケーシング２ｂの右側壁７の内側面には、ボス部４９の上部に、ボス部４９に固定されディファレンシャル軸３を支持する支持部であるベアリング８ｃに潤滑油を導く凹部５０が形成されている。また、ボス部４９が右側壁７より右方に突出するに伴って、ボス部４９の周囲の部位はボス部４９の左側面よりも内方側（左側）に突出して突出部５１が形成されている。

第２のケーシング２ｂの傾斜面４６の終点は、凹部５０の右側の底部となる右側壁７の内側面に位置する。また、傾斜面４６は中間部で左側に円弧状に湾曲している。このように湾曲することで、傾斜面４６が突出部５１を左側に回避するように形成されている。
以上のように、第１のケーシング２ａ及び第２のケーシング２ｂには、夫々第１及び第２の内壁面（３５ａ１、３５ｂ１）に第１の段差３６ａ、第２の段差３６ｂが設けられており、第１の段差３６ａ、第２の段差３６ｂは第１のケーシング２ａ及び第２のケーシング２ｂに亘って左右方向（分割方向）に延びるように設けられている。そして、第１の段差３６ａ、第２の段差３６ｂが下方に向かって右方に傾斜しているので、ケーシング２内で出力ギヤ２０によって掻き揚げられ飛散して第１の内壁面（３５ａ１）、第２の内壁面（３５ｂ１）に付着した潤滑油は、第１の段差３６ａ、第２の段差３６ｂを伝って下方に流れ第２のケーシング２ｂの右側に導かれる。

図５、６に示すように、ケーシング２は、第１のケーシング２ａと第２のケーシング２ｂに左右に分割しており、その合わせ面４０、４５において第１の段差３６ａ、第２の段差３６ｂがそのまま連続するように形成するのではなく、凹凸方向が互いに逆方向に形成され、前後方向に逆向きに互いに向かい合うように僅かに離間して形成されている。このように第１の段差３６ａと第２の段差３６ｂとが僅かに離間しているので、第１のケーシング２ａの第１の段差３６ａを伝って移動してきた潤滑油は、第１の段差３６ａと第２の段差３６ｂとの間の隙間を通過して、第２のケーシング２ｂの第２の段差３６ｂに付着し、当該第２の段差３６ｂに受け渡すことができる。つまり、第１のケーシング２ａの第１の段差３６ａの上を流れてきた潤滑油は、粘着力や表面張力などにより、特に第２のケーシング２ｂの第２の段差３６ｂのエッジ部分に付着して、当該第２の段差３６ｂに受け渡し、潤滑油を第２のケーシング２ｂ内に誘導することができる。なお、第１のケーシング２ａにおいては、第１の段差３６ａが右側の開口面側から見えるように形成されるので、第１のケーシング２ａを成型する際に右側に型を外すことができる。また、第２のケーシング２ｂにおいては、第２の段差３６ｂが左側の開口面側から見えるように形成されるので、第２のケーシング２ｂを成型する際に左側に型を外すことができる。このように、傾斜した段差３６ａ、３６ｂを有する第１のケーシング２ａ及び第２のケーシング２ｂのいずれも鋳造によって容易に製作可能となる。

また、本実施形態では、第１のケーシング２ａの第１の段差３６ａは、左側壁６の上部の内面におけるカウンタ軸５の上方に位置する凹部３７を始点としているので、凹部３７に流れカウンタ軸５を支持するベアリング８ｂに供給する潤滑油の一部を第１の段差３６ａに導くことができる。また、第２のケーシング２ｂの第２の段差３６ｂは、右側壁７の内側面におけるディファレンシャル軸３の上方に位置する凹部５０を終点としているので、第２の段差３６ｂを伝って下方に移動してきた潤滑油を効率よくディファレンシャル軸３を支持するベアリング８ｃに供給できる。本実施形態では、ディファレンシャル軸３を支持するベアリング８ｃが配置されるボス部４９の周囲に第２のケーシング２ｂの右側壁７の内側面よりさらに内方に突出する突出部５１が形成されているが、第２の段差３６ｂの一部を形成する傾斜面４６が湾曲して突出部５１を避けるように形成されているので、傾斜面４６を伝う潤滑油が途中で突出部５１の表面に流れずに凹部５０に効率よく導くことが可能となり、ディファレンシャル軸３の右側を支持するベアリング８ｃの潤滑性を向上できる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものではない。本発明は、各種車両の減速機以外でも、内部で潤滑油を跳ね上げて潤滑させるギヤを内蔵するギヤケースに対し広く適用できる。

１ 減速機
２ ケーシング（ギヤケース）
２ａ 第１のケーシング
２ｂ 第２のケーシング
３ ディファレンシャル軸（第１の軸）
５ カウンタ軸（第２の軸）
８ｂ ベアリング（第２の軸の支持部）
８ｃ ベアリング（第１の軸の支持部）
２０ 出力ギヤ（ギヤ）
３５ａ１ 第１の内壁面
３５ｂ１ 第２の内壁面
３６ａ 第１の段差
３６ｂ 第２の段差
３７ 凹部（溝）
４６ 傾斜面
４９ ボス部
５１ 突出部

Claims (4)

1. 第１のケーシングと第２のケーシングに分割して形成されたケーシングの内部にギヤを内蔵するとともに潤滑油を貯留し、前記ギヤの回転によって潤滑油を掻き揚げて潤滑油を前記第１及び第２のケーシングの内部の潤滑対象に供給するギヤケース構造であって、
   前記第１のケーシング内に設けられた第１の内壁面と前記第２のケーシング内に設けられた第２の内壁面に亘って分割方向に延び、かつ分割方向のいずれか一方に向かって下方に傾斜して形成され、前記第１及び第２の内壁面間を伝う前記潤滑油を前記分割方向の下方に傾斜した側に導く段差を備え、
   前記段差は、前記第１の内壁面に形成された第１の段差と前記第２の内壁面に形成された第２の段差とを有し、前記第１の段差と前記第２の段差の凹凸方向が互いに逆方向に形成され、前記第１のケーシングと前記第２のケーシングとの分割位置において前記第１の段差と前記第２の段差とが互いに離間していることを特徴とするギヤケース構造。
2. 前記第１又は第２のケーシングは、前記ギヤを備えた第１の軸を回転可能に支持する側壁を有し、
   前記第１又は第２の段差の下方側の端部は、前記第１の軸の支持部に向かって延びるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のギヤケース構造。
3. 前記第１又は第２のケーシングの内側面には、前記第１の軸の支持部の周囲に前記第１又は第２のケーシングの内方に突出する突出部が形成され、
   前記第１及び第２の段差は、前記突出部を回避して円弧状に形成された傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載のギヤケース構造。
4. 前記第１又は第２のケーシングは、前記第１の軸よりも上方に配置される第２の軸を回転可能に支持し、
   前記第１又は第２のケーシングの側壁には、前記第２の軸の支持部に潤滑油を導く溝が形成されており、
   前記第１又は第２の段差の上端部は、前記溝と連結していることを特徴とする請求項２または３に記載のギヤケース構造。
   

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