WO2017145805A1 - 速度切換が可能な減速機 - Google Patents

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WO2017145805A1
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bearing
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宗之 秋山
康雄 吉井
祐司 小西
和郎 山口
一夫 入谷
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to a speed reducer that transmits a rotational driving force of an input shaft that is a drive rotating shaft to an output shaft that is a driven rotating shaft, and that can switch the speed of the output shaft, that is, can select a reduction ratio. .
  • FIG. 1 As means for transmitting the rotational power of a drive rotation shaft (input shaft) driven by a power device such as a turbine, an engine, and a motor to a driven rotation shaft (output shaft), for example, it is disclosed in FIG.
  • the two-speed switching reduction gear includes an input shaft, an output shaft, and a reduction gear housing that supports the input shaft and the output shaft through bearings so that they are parallel to each other.
  • a rotational force is input to the input shaft from the drive device via an input side coupling.
  • the output shaft transmits a rotational force to a driven device such as a rolling mill via an output side coupling.
  • An input side low-speed small gear and an input-side high-speed small gear having a pitch diameter larger than the pitch diameter of the input-side low speed small gear Are provided at a predetermined interval, and the input shaft, the input-side low-speed small gear, and the input-side high-speed small gear are integrally configured.
  • a shaft portion located in the speed reducer housing of the output shaft has an output-side low-speed large gear meshing with the input-side low-speed small gear, and a pitch smaller than the pitch diameter of the output-side low-speed large gear.
  • An output-side high-speed large gear that has a diameter and meshes with the input-side high-speed small gear is externally fitted via a bearing.
  • the output-side low-speed large gear has a pair of side wall surfaces, of which the output-side low-speed small gear projects from the side wall surface close to the output-side high-speed large gear, and transmits rotational force to the output-side high-speed small gear. And cancellation of the transmission.
  • the output-side high-speed large gear has a pair of side wall surfaces, of which the output-side high-speed small gear protrudes from a side wall surface close to the output-side low-speed large gear, and transmission of rotational force to the output-side high-speed small gear. And cancellation of the transmission.
  • the output side high speed small gear and the output side low speed small gear have the same pitch diameter.
  • the speed switching speed reducer further includes a rotational speed switching device.
  • the rotational speed switching device is provided between the output-side low-speed small gear and the output-side high-speed small gear.
  • the rotational speed switching device includes a rotational force transmission gear, a switching ring, and a U-shaped member.
  • the rotational force transmission gear has a pitch diameter equal to the pitch diameter of each output-side small gear, and is provided on the output shaft.
  • the switching ring has an inner peripheral surface provided with an inner tooth that meshes with a tooth of the rotational force transmission gear, and an outer peripheral portion provided with a groove, and is fitted on the rotational force transmission gear.
  • the U-shaped member has a pair of opposed sliders, and the pair of sliders are slidably fitted into the grooves. The U-shaped member is operated by an operation lever to reciprocate the switching ring in the axial direction of the output shaft.
  • the output shaft rotation adjustment device is connected to the output shaft.
  • the output shaft rotation adjusting device is a device that slightly rotates the output shaft in order to match the female spline portion of the switching ring with each of the output side small gears when the speed is switched. After the alignment is completed, the connection between the output shaft rotation adjusting device and the output shaft is released. Specifically, when the switching ring is in the center position, the rotation of the input shaft is not transmitted to the output shaft. However, when the switching ring slides to the left, for example, by operating the operation lever, the switching ring The internal teeth mesh with the teeth of the rotational force transmission gear and the teeth of the output-side high-speed small gear.
  • the rotation of the input shaft is transmitted to the output shaft via the input-side high-speed small gear, the output-side high-speed large gear, the output-side high-speed small gear, the switching ring, and the rotational force transmission gear.
  • the output-side low-speed large gear is idling.
  • the rotation of the input shaft is transmitted to the output shaft via the input-side low-speed small gear, the output-side low-speed large gear, the output-side low-speed small gear, the switching ring, and the rotational force transmission gear. .
  • the output high-speed large gear is idling.
  • the rotation speed of the output shaft is switched between the low speed rotation (first speed) and the high speed rotation (second speed) by the left and right operation of the switching ring by the operation lever.
  • the output shaft is provided with a hole for supplying lubricating oil along the central axis thereof, and the bearings, the output side small gears, and the Assuming a reduction gear having a structure in which lubricating oil is supplied to the rotation transmission gear, the problems will be discussed below.
  • the internal teeth of the switching ring are caused to transmit the rotational force. It meshes with both external teeth, which are teeth provided on the outer peripheral surface of the gear, and external teeth, which are teeth provided on the outer peripheral surface of the small gear of the large gear for high speed.
  • the rotational driving force of the input shaft passes through the input high-speed small gear, the output high-speed large gear, the output high-speed small gear, the switching ring, and the rotational force transmission gear. To be communicated to.
  • the amount of lubricating oil supplied to the portion related to the output-side high-speed large gear specifically, a bearing fitted in the output-side high-speed large gear, the output-side high-speed small gear
  • the amount of lubricating oil supplied to the inside of the external teeth of the rotational force transmission gear and the inside of the internal teeth of the switching ring that is a shifter is internally fitted in the idle gear on the output side. This reduces the amount of lubricating oil supplied to the bearing, and may cause poor lubrication in the portion related to the output-side high-speed large gear.
  • the amount of lubricating oil supplied to the bearing for the switching ring that is the shifter with the transmission of the rotational force by the output-side high-speed large gear is the opposite side (non-shifter side).
  • the amount of lubricating oil supplied to the bearing may be reduced. More specifically, in the output-side high-speed large gear that transmits the rotational driving force, the lubricating oil that flows on the side opposite to the switching ring passes through the bearing inside the output-side high-speed large gear on the opposite side.
  • the lubricating oil that flows toward the switching ring that is the shifter in addition to the inner bearing of the output-side high-speed large gear, the internal teeth of the switching ring that mesh with each other), the rotational force transmission gear It is necessary to pass through the external teeth and the external teeth of the output side high-speed small gear.
  • the amount of lubricating oil supplied to the bearing close to the switching ring among the two bearings is smaller than the amount of lubricating oil supplied to the bearing on the opposite side. There is a risk of causing the occurrence of poor lubrication due to insufficient supply of lubricating oil, such as the bearing close to the ring being burned out.
  • An object of the present invention is to provide a speed-switching speed reducer that can supply an appropriate lubricating oil to a bearing that supports an output side gear.
  • a speed switching speed reducer capable of switching a reduction ratio, an input shaft, an output shaft for outputting a rotational driving force transmitted from the input shaft to the outside, and the input shaft from the input shaft.
  • the output shaft is transmitted in correspondence with the reduction ratio so that the rotational driving force is transmitted to the output shaft and the reduction ratio, which is the ratio between the rotational speed of the input shaft and the rotational speed of the output shaft, can be switched.
  • a first bearing and a second bearing that are arranged at intervals in the axial direction of the output shaft so as to form a chamber, and that support the output-side gear so as to allow relative rotation of the output-side gear with respect to the output shaft.
  • the first bearing is a shifter side bearing provided at a position closer to the shifter than the partition wall and capable of supplying the lubricant to the shifter through the first bearing
  • the second bearing includes the partition wall. It is an anti-shifter side bearing located on the opposite side to the first bearing.
  • the output shaft extends along the axial direction inside the output shaft, communicates with the axial lubricating oil flow path through which the lubricating oil flows, and the axial lubricating oil flow path.
  • a plurality of supply passages extending radially outward from the directional lubricating oil passage and communicating with the compartment.
  • the partition divides the compartment into a first compartment adjacent to the first bearing and a second compartment adjacent to the second bearing, and the pressure of the lubricating oil in the first compartment is the first compartment. Allow supply of lubricant oil from the supply oil passage to the first compartment and supply of lubricant oil from the supply oil passage to the second compartment so as to be higher than the pressure of the lubricant oil in the two compartments. To do.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle II in FIG. 1. It is a partial cross section front view of the partition which comprises the said speed switching reduction gear. It is a side view of the said partition. It is the figure which showed typically the flow of the lubricating oil in the said partition vicinity. It is the expanded sectional front view corresponding to FIG. 2 which showed the principal part of the speed switching reduction gear concerning a modification.
  • This embodiment illustrates the 2-speed switching reduction gear 1 provided with the input shaft 2 and the output shaft 5 as a speed switching reduction gear concerning the present invention.
  • the upper side of the drawing corresponds to the input shaft side of the two-speed switching reduction gear 1
  • the lower side of the drawing of FIG. 1 corresponds to the output shaft side of the two-speed switching reduction gear 1.
  • 1 corresponds to the width direction of the two-speed switching reduction gear 1.
  • a rotational driving force is input to the two-speed switching reduction gear 1 from the right side of the drawing, and a rotational driving force is output from the two-speed switching reduction gear 1 to the left side of the drawing.
  • a rotational driving force is input to the input shaft 2 from the drive source arranged upstream on the right side of the sheet of FIG.
  • the two-speed switching reduction gear 1 is a device that can be deployed in various power units.
  • the two-speed switching reduction gear 1 includes an input-side low-speed gear 3 and an input-side high-speed gear 4 that are fixed to the input shaft 2, and an output-side low-speed gear that is attached to the output shaft 5.
  • a large gear 7, an output-side high-speed large gear 8, and a shifter 10 are further provided.
  • the two-speed switching reduction gear 1 is a constantly meshing reduction gear, and the input-side low-speed gear 3 and the output-side low-speed large gear 7 are always meshed, and the input-side high-speed gear 4 is engaged. And the output side high-speed gear 8 are always meshed with each other.
  • the shifter 10 is disposed between the output-side low-speed large gear 7 and the output-side high-speed large gear 8, and alternatively the output-side low-speed large gear 7 or the output-side high-speed large gear 8.
  • the rotation speed of the input shaft 2 and the rotation of the output shaft 5 can be transmitted to the output shaft 5 by connecting to the output shaft 5 from the output side large gear 7 or 8.
  • the reduction ratio which is the ratio with the speed, can be switched between the reduced speed ratio, which is the first reduction ratio, and the high reduction ratio, which is the second reduction ratio.
  • the input shaft 2 and the output shaft 5 pass through a casing (not shown), and gears arranged for the shafts 2 and 5 are stored in the casing.
  • the rotational driving force input to the input shaft 2 from the power source is selected by the shifter 10 out of two output-side large gears in the casing, that is, the low speed large gear 7 and the high speed large gear 8. It is transmitted to the output shaft 5 while being decelerated to a predetermined speed via a large gear, and is output to the outside through the output shaft 5.
  • the input shaft 2 is a long bar formed of steel or the like, and has an outer diameter that can correspond to a rotational driving force (torque) input from a power source. Install in the casing.
  • the input-side low-speed gear 3 and the input-side high-speed gear 4 are fitted on the outer peripheral surface of the input shaft 2 at a predetermined interval in the axial direction.
  • the input side high speed gear 4 is located. These input side gears 3 and 4 are all fixed to the input shaft 2 so as to rotate together with the input shaft 2.
  • the output shaft 5 is a long bar having substantially the same shape and material as the input shaft 2, and outputs the transmitted rotational driving force to the outside.
  • the output shaft 5 is arranged at a predetermined interval from the input shaft 2 so that the axis of the output shaft 5 is parallel to the axis of the input shaft 2.
  • the output-side low speed large gear 7 and the output-side high speed large gear 8 are arranged on the outer peripheral surface of the output shaft 5 at a predetermined interval in the axial direction.
  • the output-side low-speed large gear 7 is disposed at a position facing the input-side low-speed gear 3 so as to mesh with teeth formed on the outer peripheral surface of the input-side low-speed gear 3.
  • the output-side high-speed large gear 8 is arranged at a position facing the entry-side high-speed gear 4 so as to mesh with teeth formed on the outer peripheral surface of the input-side high-speed gear 4. Yes.
  • the output-side low-speed large gear 7 and the output-side high-speed large gear 8 are arranged at the same interval as the interval between the input-side low-speed gear 3 and the input-side high-speed gear 4.
  • the output-side low speed large gear 7 and the output-side high speed large gear 8 are respectively rotatable on the outer peripheral surface of the output shaft 5 via a pair of first bearing 14 and second bearing 15. Installed on.
  • the pair of first and second bearings 14 and 15 are arranged along the direction of the axis of the output shaft 5 indicated by a one-dot chain line in FIG. 1 and spaced apart from each other, and between the bearings 14 and 15.
  • a compartment 23 that is a predetermined space is formed.
  • the output-side low speed large gear 7 is a disk-shaped member, and has an outer peripheral surface on which a predetermined number of teeth are formed, an inner hole that is formed in the center and allows the output shaft 5 to pass therethrough, Have The output side low speed large gear 7 has the same tooth width as that of the input side low speed gear 3.
  • Each of the first and second bearings 14 and 15 provided inside the output-side low-speed large gear 7 includes an outer race fitted in the inner hole of the output-side low-speed large gear 7, and the output shaft. 5 and an inner race that is fitted on the outer peripheral surface.
  • the output-side low speed large gear 7 is attached to the output shaft 5 via the pair of first and second bearings 14 and 15 so as to be rotatable with respect to the output shaft 5. Yes. That is, the first and second bearings 14 and 15 support the output-side low-speed large gear 7 so as to allow relative rotation of the output-side low-speed large gear 7 with respect to the output shaft 5.
  • the output side low speed large gear 7 has a protruding portion 9.
  • the protrusion 9 protrudes in the axial direction from the side wall surface facing the high-speed large gear 8 out of both side surfaces of the output-side low-speed large gear 7 and has an annular shape surrounding the shaft center. Splines 13 that are internal teeth are formed on the peripheral surface of the protruding portion 9 facing the output shaft 5, that is, the inner peripheral surface.
  • the output-side high-speed large gear 8 is a disk-like member similar to the output-side low-speed large gear 7, but has an outer diameter smaller than that of the output-side low-speed large gear 7.
  • the output-side high-speed gear 8 has an inner hole formed in the center thereof and an outer peripheral surface on which a predetermined number of teeth are formed. The number of teeth is the same as that of the output-side high-speed gear 7. It is different from the number of teeth.
  • the output side high speed gear 8 has the same tooth width as that of the input side high speed gear 4.
  • Each of the first and second bearings 14, 15 provided inside the output-side high-speed large gear 8 includes an outer race fitted into the inner hole of the output-side high-speed large gear 8, and the output shaft.
  • the output-side high-speed large gear 8 is also attached to the output shaft 5 via the first and second bearings 14 and 15 so as to be rotatable with respect to the output shaft 5. That is, the first and second bearings 14 and 15 support the output-side high-speed large gear 8 so as to allow relative rotation of the output-side high-speed large gear 8 with respect to the output shaft 5.
  • the output high-speed large gear 8 also has a protruding portion 9.
  • the protruding portion 9 protrudes in the axial direction from the side wall surface facing the output-side low-speed large gear 7 out of both side surfaces of the output-side high-speed large gear 8 and has an annular shape surrounding the shaft center.
  • a spline 13 that is an internal tooth is formed on the peripheral surface of the protrusion 9 that faces the output shaft 5, that is, the inner peripheral surface, and the spline 13 is formed on the output-side low-speed large gear 7.
  • the spline 13 has the same pitch diameter as that of the spline 13.
  • the splines 13 formed on the high-speed large gear 8 and the low-speed large gear 7 are both large-diameter splines.
  • a plurality of small-diameter splines 12 arranged in the circumferential direction are provided on the outer peripheral surface of a portion of the output shaft 5 located between the low speed large gear 7 and the high speed large gear 8 over the entire circumference of the output shaft 5. Is formed.
  • the shifter 10 is disposed so as to surround the small-diameter spline 12 at a position radially outside the small-diameter spline 12. As shown by a solid line and a two-dot chain line in FIG. 1, the shifter 10 can move between the low speed large gear 7 and the high speed large gear 8 along the output shaft 5.
  • the transmission path of the rotational driving force from the input shaft 2 to the output shaft 5 includes the low speed large gear 7, the first path for performing the deceleration at the first reduction ratio, and the high speed It is possible to switch between the second path for performing the reduction at the second reduction ratio, including the main gear 8.
  • the shifter 10 has a substantially U-shaped cross section in which a central portion in the axial direction is opened radially outward in a side view, and has a ring shape surrounding the outer peripheral surface of the output shaft 5.
  • the shifter 10 has an inner peripheral surface and an outer peripheral surface.
  • An inner spline having a pitch diameter equal to the pitch diameter of the small-diameter spline 12 formed on the outer peripheral surface of the output shaft 5 is formed on the inner peripheral surface, and the inner spline meshes with the small-diameter spline 12. Yes. That is, the shifter 10 has an inner diameter that is substantially equal to the outer diameter of the output shaft 5.
  • the outer peripheral surface of the shifter 10 has a pair of protrusions 11 located at both axial ends thereof.
  • the pair of projecting portions 11 project radially outward from the intermediate portion in the axial direction so as to correspond to the projecting portion 9 of the low speed large gear 7 and the projecting portion 9 of the high speed large gear 8, respectively.
  • Each projection 11 is formed with an outer spline having a pitch diameter equal to the pitch diameter of the large-diameter spline 13 formed on each large gear 7, 8. Either one of these outer splines is selectively meshed with the corresponding large gear of the output large gears 7 and 8, thereby selecting the transmission path of the rotational driving force, that is, the first reduction ratio. Selection of a reduction ratio with respect to the second reduction ratio is performed. That is, the shifter 10 has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the protruding portion 9.
  • the small-diameter spline 12, the large-diameter spline 13, and the first and second bearings 14 and 15 require lubrication.
  • a central lubricating oil passage 16 and a plurality of radial passages 17 are formed in the output shaft 5.
  • the central lubricating oil passage 16 is an axial lubricating oil passage that is formed in the radial center portion of the output shaft 5 and allows the lubricating oil to flow along the axial direction of the output shaft 5.
  • the central lubricating oil passage 16 has a cylindrical shape with both ends in the axial direction, one end of which forms an inlet 6 that opens at one end of the output shaft 5, and the other is The output shaft 5 is blocked inside. Lubricating oil can be fed into the central lubricating oil passage 16 from the outside through the inlet 6.
  • the plurality of radial flow paths 17 are supply flow paths formed at positions corresponding to the low speed large gear 7 and the high speed large gear 8 attached to the output shaft 5, respectively.
  • the lubricating oil flow path 16 branches outward in the radial direction, extends in the radial direction, and is connected to the compartment 23 for supplying lubricating oil to the bearings 14 and 15, respectively.
  • Each of the radial flow paths 17 has an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the central lubricating oil flow path 16.
  • the plurality of radial flow paths 17 according to this embodiment are respectively provided from the center of the output shaft 5 to the inner peripheral surfaces of the low speed large gear 7 and the high speed large gear 8 attached to the output shaft 5. It extends straight. In the example shown in FIG.
  • two radial flow paths 17 are provided for each of the low speed large gear 7 and the high speed large gear 8, and the axial centers of the two radial flow paths 17 are the same.
  • the radial flow path 17 is arranged so as to be positioned on a straight line.
  • each of the radial flow channels 17 is an outlet 18 that opens toward the central portion in the width direction of the inner peripheral surface of the low speed large gear 7 or the high speed large gear 8. That is, each of the radial flow paths 17 can supply lubricating oil through the outlet 18 into a compartment 23 formed between the pair of bearings 14 and 15 that are externally fitted to the output shaft 5. It is formed as follows. These radial flow paths 17 allow the lubricating oil to be supplied to the respective compartments 23 so as to branch radially outward from the outer peripheral surface of the output shaft 5. The direction and number of the radial flow paths 17 are freely set within a range that satisfies the condition that the lubricating oil can be sufficiently supplied to the compartment 23.
  • the two-speed switching reduction gear further includes a plurality of partition walls 19.
  • the plurality of partition walls 19 are respectively provided inside the compartments 23 formed between the first and second bearings 14 and 15 provided for the output side large gears 7 and 8, respectively, and the radial direction It is located outside the outlet 18 of the channel 17.
  • the first bearing 14 is provided at a position closer to the shifter 10 than the partition wall 19 and at a position where the lubricating oil can be supplied to the shifter 10 through the first bearing 14.
  • the second bearing 15 is an anti-shifter side bearing located on the opposite side of the first bearing 14 across the partition wall 19.
  • the bulkhead 19 for the high speed gear 8 is similar in configuration to the bulkhead 19 for the low speed gear 7, specifically, a mirror image of the bulkhead 19 for the low speed gear 7. The detailed description thereof will be omitted.
  • the partition wall 19 according to the present embodiment is provided on the outer peripheral surface of the output shaft 5 so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface.
  • the partition wall 19 includes a first compartment 24 that is a shifter side compartment adjacent to the first bearing 14 and a second compartment that is an anti-shifter side compartment adjacent to the second bearing 15.
  • the partition wall 19 is a ring-shaped member having a cross section in which a central portion in the width direction is opened radially inward toward the outer peripheral surface of the output shaft 5.
  • the partition wall 19 includes a first side wall 19a that stands upright from the outer peripheral surface of the output shaft 5 at a position between the outlet 18 and the first bearing 14, and the outlet 18 and the first bearing.
  • the entire circumference so as to connect the second side wall 19a standing upright in the radial direction from the outer peripheral surface of the output shaft 5, and the outer peripheral portion of the first side wall 19a and the outer peripheral portion of the second side wall 19b.
  • a peripheral wall 19c extending in the circumferential direction.
  • the first side wall 19 a defines the first compartment 24 between the first side wall 19 a and the first bearing 14, and the second side wall 19 b is formed between the second side wall 19 b and the second bearing 15.
  • a second compartment 28 is defined therebetween.
  • the ring-shaped partition wall 19 is interposed between the output side large gears 7 and 8 supported on the output shaft 5 and the output shaft 5 so as to be rotatable relative to the output shaft 5. They are arranged with a gap in the radial direction.
  • the ring-shaped partition wall 19 is disposed inside the output large gear 7 or 8 and outside the output shaft 5, and thus forms the compartment 23 formed between the pair of bearings 14 and 15.
  • the second compartment 25 which is an anti-shifter side compartment allowing the supply of lubricating oil to the second bearing 15 located on the side opposite to the shifter 10 across the partition wall 19, Are divided into the first compartment 24 which is a shifter side compartment allowing the supply of lubricating oil to the first bearing 14 close to the shifter 10.
  • the partition wall 19 defines an outer peripheral channel 20 inside thereof.
  • the outer peripheral flow path 20 has a shape in which lubricating oil flowing out radially outward through the outlet 18 of the radial flow path 17 flows along the circumferential direction of the output shaft 5, that is, the outer peripheral surface of the output shaft 5.
  • a ring along the line.
  • a seal structure is provided that suppresses the flow of lubricating oil between the two compartments 25 so as to maintain a pressure difference between the pressure and the pressure in the first compartment 24 that is the shifter side compartment.
  • the seal structure includes, for example, a clearance seal, an oil seal, and a mechanical seal.
  • a plurality of first lubrication holes 21 and a plurality of second lubrication holes 22 are provided in the first side wall 19 a and the second side wall 19 b of the partition wall 19, respectively, and through the first and second lubrication holes 21, 22.
  • Lubricating oil is supplied to each of the second compartment 25 that is the anti-shifter side compartment and the first compartment 24 that is the shifter side compartment.
  • the shapes of the first and second lubricating holes 21 and 22 are such that the first lubricating hole 21 and the second lubricating hole 22 are in a state where the pressure in the first compartment 24 is higher than that in the second compartment 25.
  • each of the first and second lubricating holes 21 and 22 is configured such that the pressure in the first compartment 24 that is the shifter side compartment is the pressure in the second compartment 25 that is the anti-shifter side compartment. It has a shape that makes it possible to supply lubricating oil at a flow rate sufficient to cause a higher state and lubricate the first bearing 14 through the first compartment 24.
  • the first and second lubricating holes 21 and 22 have an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the central lubricating oil passage 16.
  • the plurality of first lubrication holes 21 and the plurality of second lubrication holes 22 are arranged in the outer peripheral direction of the output shaft 5 in each of the first side wall 19a and the second side wall 19b. It is formed at a plurality of positions lined up at equal intervals along.
  • Each of the first lubricating holes 21 and each of the second lubricating holes 22 is preferably positioned so as to face each other.
  • the first and second lubrication as the lubricating oil supply oil passages for the pair of bearings 14 and 15 are used.
  • the pressure losses in the use holes 21 and 22 are made different from each other.
  • the flow resistance of the hydraulic oil in the second lubrication hole 22 is larger than the flow resistance of the lubricant in the first lubrication hole 21. It is effective to set the shapes of both the lubricating holes 21 and 22.
  • the difference between the pressure losses is, for example, that the inner diameters of the lubricating holes 21 and 22, the lengths of the lubricating holes 21 and 22, the shapes of the lubricating holes 21 and 22, and the number of the lubricating holes 21 and 22 are different from each other. Can be generated.
  • the distribution of the lubricating oil supplied to each of the first and second bearings 14 and 15 will be described.
  • the lubricating oil fed into the central lubricating oil flow path 16 through the inlet 6 at the end of the output shaft 5 passes through the low speed side radial flow path 17 and the low speed side partition wall 19.
  • the lubricating oil needs to pass through the small-diameter spline 12, the inner spline meshing with the small-diameter spline 12, and the large-diameter spline 13 and the outer spline meshing therewith. Therefore, as schematically shown in FIG. 5, the flow rate Q2 of the lubricating oil supplied to the first compartment 24 is smaller than the flow rate Q1 of the lubricating oil supplied to the second compartment 25. There is a tendency.
  • the pressure P2 in the first compartment 24 can be made higher than the pressure P1 in the second compartment 25.
  • the inner diameter of the second lubrication hole 22 communicating with the second compartment 25 is set smaller than the inner diameter of the first lubrication hole 21 communicating with the first compartment 24.
  • the difference between the pressure in the non-shifter side compartment 25 and the pressure in the shifter side compartment 24 can be reduced through the gap 28. There is a risk of causing a flow of lubricating oil from the shifter side compartment 24 to the non-shifter side compartment 25.
  • the difference in shape (inside diameter and length) of the first and second lubricating holes 21 and 22 enables supply of lubricating oil to the bearing 14 on the shifter side, the small diameter spline 12 and the large diameter spline 13.
  • the gap 28 allows the lubricating oil to move through the gap 28 due to the pressure difference, and this movement causes the shifter-side bearing 14, the small-diameter spline 12 and the large-diameter spline 13 to move. There is a possibility of reducing the amount of lubricant supplied. The same applies to the case where there is a gap between the inner peripheral surface of the first and second side walls 19a, 19b and the outer peripheral surface of the output shaft 5.
  • the gap 28 between the outer peripheral surface of the peripheral wall 19c of the partition wall 19 and the inner peripheral surface of the low-speed large gear 7 is reduced so that the first compartment 24 through the gap 28 can be It is preferable to prevent or suppress the flow of the lubricating oil to the second compartment 25.
  • the inner peripheral surface of the first and second side walls 19a, 19b of the partition wall 19 or the outer peripheral surface (clearance seal portion) of the portion of the output shaft 5 located between the pair of left and right bearings 14, 15 And at least the outer peripheral surface of the peripheral wall 19c of the partition wall 19 or the inner peripheral surface (clearance seal portion) of the portion located between the first and second bearings 14 and 15 of the output large gears 7 and 8.
  • a film having lubricity for example, copper plating
  • a film having lubricity for example, copper plating
  • each of the partition wall 19 and the output shaft 5 has a contact surface that can make contact with each other while relatively rotating, that is, a contact surface constituting a clearance seal portion, at least the contact surface.
  • a film having the lubricity is applied on one side.
  • the partition wall 19 and the output side large gears 7 and 8 have contact surfaces that can contact each other while rotating relative to each other, that is, contact surfaces constituting a clearance seal portion, the contact It is preferable that at least one of the surfaces is provided with a film having the lubricity.
  • the lubricating coating is formed by the contact between the first and second side walls 19a and 19b of the partition wall 19 and the output shaft 5 in the clearance seal portion, or the peripheral wall 19c of the partition wall 19 and each output-side large gear. Regardless of the contact with 7, 8, the self-lubricating property of copper or the like constituting the coating can minimize the damage to the members of the partition wall 19, the output shaft 5, and the large gears 7, 8.
  • the diameter of the second lubricating hole 22 on the anti-shifter side is smaller than the diameter of the first lubricating hole 21 on the shifter side. It is possible to obtain a similar effect.
  • the two-speed switching reduction gear 1 gives the pressure of the lubricating oil supplied to the first and second bearings 14 and 15 aligned in the axial direction of the output shaft 5 to each other, and The movement of the lubricating oil due to the pressure difference in the second compartment 25, which is the anti-shifter side compartment, and the first compartment 24, which is the shifter side compartment, is suppressed, and the conventional structure makes it difficult to sufficiently supply the lubricating oil. Further, by setting the first compartment 24 adjacent to the first bearing 14 to a high pressure, the lubricating oil is sufficiently supplied not only to the first and second bearings 14 and 15 but also to the small diameter spline 12 and the large diameter spline 13.
  • the flow passage areas of the first and second lubricating holes 21 and 22 are preferably smaller than the flow passage areas of the central lubricating flow passage 16 and the radial flow passage 17. The fluid throttling effect thereby prevents the lubricating oil from intensively flowing to only one location, and evenly supplies the lubricating oil to the pair of left and right bearings 14, 15, the small diameter spline 12, and the large diameter spline 13. Enable.
  • the lubricating oil flow path formed inside the output shaft 5 has a plurality of radial flow paths 17 communicating with a common central lubricating oil flow path 16 and branched radially outward from the central lubricating oil flow path 16. Therefore, a large amount of lubricating oil can be supplied to the pair of bearings 14, 15, the small-diameter spline 12 and the large-diameter spline 13 by utilizing the centrifugal force acting on the lubricating oil by the rotation of the output shaft 5. .
  • the two-speed switching reduction gear 1 according to the modified example is different from the two-speed switching reduction gear 1 according to the embodiment, that is, shown in FIGS. 1 and 2 only in the following points (a) and (b). .
  • each outlet 18 of the plurality of radial flow paths 17 is located closer to the axial center than the outer peripheral surface of the output shaft 5, specifically, A specific portion of the outer peripheral surface of the output shaft 5 that is positioned between the pair of bearings 14 and 15 is positioned more radially inward than the other portions to form a step (that is, a small diameter) outer periphery.
  • the outflow port 18 is located on the small-diameter outer peripheral surface 5.
  • the configuration excluding the differences (a) and (b) is the same as the configuration of the two-speed switching reducer 1 according to the above embodiment, and therefore the description thereof is omitted. Is omitted.
  • the oil seal 26 is a member for constructing a seal structure that suppresses the outflow of lubricating oil from the first compartment 24 to the second compartment 25 through the gap 28, and the outer peripheral surface of the peripheral wall 19 c of the partition wall 19. And the clearance 28 between the inner peripheral surfaces of the output side large gears 7 and 8 are provided at positions close to the shifter side compartment 24.
  • the oil seal 26 is formed of an elastic body such as hard rubber, for example, and extends radially outward from the inner peripheral surface of the output large gears 7 and 8 toward the radially inner side from the base 26a. Accordingly, the seal portion 26b is inclined and extended toward the bearing 14, and the seal portion 26b has a tip portion that can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the peripheral wall 19c.
  • the oil seal 26 is provided in the gap 28, whereby first and second lubricating oils provided on the first side wall 19 a near the shifter 10 and the second side wall 19 b on the opposite side of the shifter 10 in the partition wall 19, respectively.
  • the movement of the lubricating oil through the gap 28 between the outer peripheral surface of the partition wall 19 and the large gears 7 and 8 due to the pressure difference of the lubricating oil caused by the difference in the shapes of the holes 21 and 22 is prevented or suppressed.
  • more lubricating oil can be supplied to the bearing 14, the small-diameter spline 12, and the large-diameter spline 13 close to the shifter 10.
  • the shape and material of the oil seal 26 are such that the portion of the gap 28 that communicates with the second compartment 25 and the portion of the gap 28 that communicates with the first compartment 24 are reliably separated from each other. As long as the condition of suppressing the movement of the lubricating oil between 25 and 24 is satisfied, it is appropriately selected.
  • the small-diameter outer peripheral surface 5 a surrounding the outlet 18 and the other portions are different in level, which enlarges the outer peripheral flow path 20 formed inside the partition wall 19. This makes it possible to distribute more lubricating oil.
  • embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points.
  • matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
  • the technology of the present invention includes a plurality of output side gears, and a shifter for selecting an output side gear used for reducing the rotational driving force to a predetermined speed among the plurality of output side gears. It can be widely applied to speed switching reducers (for example, 2-speed or 3-speed switching reducers).
  • a speed-switching speed reducer capable of supplying appropriate lubricating oil to a bearing that supports an output-side gear that transmits rotational driving force.
  • the speed switching reducer includes an input shaft, an output shaft that outputs the rotational driving force transmitted from the input shaft to the outside, the rotational driving force transmitted from the input shaft to the output shaft, and the input shaft.
  • a plurality of output-side gears attached to the output shaft corresponding to the reduction ratio so as to be able to switch a reduction ratio that is a ratio between a rotation speed and a rotation speed of the output shaft; and the plurality of output sides A shifter that selectively connects the gear to the output shaft to transmit the rotational driving force from the output shaft gear to the output shaft, a first bearing provided for each of the plurality of output side gears, and a first bearing 2 bearings, which are arranged on the outer peripheral surface of the output shaft and are provided between the first bearing and the second bearing for supplying lubricating oil to the first bearing and the second bearing.
  • Each other in the axial direction of the output shaft so as to form A first bearing and a second bearing that support the output side gear so as to allow relative rotation of the output side gear with respect to the output shaft, and the inner side of each of the plurality of output side gears.
  • a plurality of partition walls provided in the compartment so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the output shaft.
  • the first bearing is a shifter side bearing provided at a position closer to the shifter than the partition wall and capable of supplying the lubricant to the shifter through the first bearing
  • the second bearing includes the partition wall. It is an anti-shifter side bearing located on the opposite side to the first bearing.
  • the output shaft extends along the axial direction inside the output shaft, communicates with the axial lubricating oil flow path through which the lubricating oil flows, and the axial lubricating oil flow path.
  • a plurality of supply passages extending radially outward from the directional lubricating oil passage and communicating with the compartment.
  • the partition divides the compartment into a first compartment adjacent to the first bearing and a second compartment adjacent to the second bearing, and the pressure of the lubricating oil in the first compartment is the first compartment. Allow supply of lubricant oil from the supply oil passage to the first compartment and supply of lubricant oil from the supply oil passage to the second compartment so as to be higher than the pressure of the lubricant oil in the two compartments. To do.
  • the partition wall divides a compartment formed between a pair of bearings rotatably supporting the output side gear into a first compartment and a second compartment, and It is possible to supply an appropriate lubricating oil to any of the bearings.
  • the partition is disposed so as to be relatively rotatable with respect to either the output shaft gear or the output shaft, and the speed switching reducer is disposed in the gap and passes through the gap. It is preferable to further include a seal structure that suppresses the flow of lubricating oil between the first compartment and the second compartment. The seal structure further increases the independence of the pressure in the first compartment and the pressure in the second compartment, and enables more appropriate supply of lubricating oil.
  • the partition includes a first side wall defining the first compartment with the first bearing and a second side wall defining the second compartment with the second bearing.
  • the first side wall is provided with a first lubricating hole that allows supply of lubricating oil from the supply flow path to the first compartment
  • the second side wall is provided with the first flow path from the supply flow path to the second compartment.
  • a second lubricating hole that allows supply of the lubricating oil is provided, and the shape of the first lubricating hole and the second lubricating hole is such that the flow resistance of the lubricating oil in the second lubricating hole is the first lubricating hole. It is good to set so that it may become larger than the distribution
  • This structure makes it possible to ensure a difference between the pressure in the first compartment and the pressure in the second compartment.
  • the partition wall and the output shaft have contact surfaces that contact each other while rotating relative to each other, it is preferable that at least one of the contact surfaces is provided with a film having lubricity.
  • the partition wall and the output side gear have contact surfaces that contact each other while relatively rotating, it is preferable that at least one of the contact surfaces is provided with a film having lubricity. In any of the above cases, the lubricity of the coating effectively suppresses wear damage of the contact surfaces due to contact between the contact surfaces.
  • first lubricating hole and the second lubricating hole are respectively provided at a plurality of positions aligned along the outer peripheral direction of the output shaft. This allows the lubricating oil to be supplied with high uniformity in the circumferential direction to the first and second bearings.
  • the lubrication hole has a flow path area smaller than the flow area of the axial lubricating oil flow path and the supply flow paths.
  • the throttling effect of the lubricating holes having such a small flow path area suppresses uneven distribution of the lubricating oil flow, and enables the lubricating oil to be supplied to the bearing and the shifter with high uniformity.
  • the flow passage area of the second lubricating hole is smaller than the flow passage area of the first lubricating hole. This makes it possible to ensure that the pressure of the lubricating oil in the first compartment is higher than the pressure of the lubricating oil in the first compartment.
  • the plurality of supply channels are arranged so as to branch radially outward from the axial direction lubricating oil channel and supply the lubricating oil to the compartment. This makes it possible to promote the supply of the lubricating oil to the bearing and the shifter by effectively applying the centrifugal force generated by the rotation of the output shaft to the lubricating oil.

Abstract

回転駆動力を伝達する出力側歯車を支持する軸受への適切な潤滑油の供給を行うことが可能な速度切換減速機が提供される。当該速度切換減速機は、入力軸と、出力軸と、前記出力軸に取付けられる複数の出力側歯車と、使用される出力側歯車を選択するためのシフターと、各出力側歯車について設けられるシフター側の第1軸受及び反シフター側の第2軸受と、第1及び第2軸受同士の間の隔室内にそれぞれ設けられる複数の隔壁と、を備える。前記出力軸は、軸心方向潤滑油流路及び複数の供給流路を有する。前記隔壁は、前記隔室を前記第1軸受に隣接する第1隔室と前記第2軸受に隣接する第2隔室とに分割し、且つ当該第1隔室内の潤滑油の圧力が当該第2隔室内の潤滑油の圧力よりも高くなるように前記供給油路から前記第1及び第2隔室内への潤滑油の供給を許容する。

Description

速度切換が可能な減速機
 本発明は、駆動回転軸である入力軸の回転駆動力を従動回転軸である出力軸へと伝達するとともに、当該出力軸の速度切換が可能、つまり減速比の選択が可能、な減速機に関する。
 タービン、エンジン、モータなどの動力装置で駆動される駆動回転軸(入力軸)の回転動力を、従動回転軸(出力軸)に伝える手段として、例えば、特許文献1の図2に開示されているような歯車機構を備えた2段切換減速機がある。この2速切換減速機は、入力軸と、出力軸と、当該入力軸及び当該出力軸をこれらが平行となるようにそれぞれ軸受を介して支持する減速機ハウジングと、を備える。前記入力軸には、駆動装置から入力側カップリングを介して回転力が入力される。前記出力軸は、出力側カップリングを介して圧延機等の被駆動装置に回転力を伝達する。
 前記入力軸のうち前記減速機ハウジング内に位置する軸部分には、入力側低速用小歯車と、この入力側低速用小歯車のピッチ径よりも大きなピッチ径をもつ入力側高速用小歯車と、が所定の間隔をおいて設けられており、これら入力軸と入力側低速用小歯車と入力側高速用小歯車とは一体的に構成されている。前記出力軸のうち前記減速機ハウジング内に位置する軸部分には、前記入力側低速用小歯車と噛合する出力側低速用大歯車と、この出力側低速用大歯車のピッチ径よりも小さいピッチ径を有して前記入力側高速用小歯車に噛合する出力側高速用大歯車と、がそれぞれ軸受を介して外嵌されている。前記出力側低速用大歯車は一対の側壁面を有し、そのうち前記出力側高速用大歯車に近い側壁面から出力側低速用小歯車が突出し、当該出力側高速用小歯車に対する回転力の伝達とその伝達の解除とが行われる。前記出力側高速用大歯車は一対の側壁面を有し、そのうち前記出力側低速用大歯車に近い側壁面から出力側高速用小歯車が突出し、この出力側高速用小歯車に対する回転力の伝達とその伝達の解除とが行われる。前記出力側高速用小歯車及び前記出力側低速用小歯車は互いに等しいピッチ径を有する。
 前記速度切換減速機は、さらに、回転速度切換装置を備える。この回転速度切換装置は、前記出力側低速用小歯車と、前記出力側高速用小歯車との間に設けられている。回転速度切換装置は、回転力伝達歯車と、切換環と、U字状部材と、を有する。回転力伝達歯車は、前記各出力側小歯車のピッチ径と等しいピッチ径を有し、前記出力軸に設けられている。前記切換環は、前記回転力伝達歯車の歯に噛合する内歯が設けられた内周面と、溝が設けられた外周部と、を有し、前記回転力伝達歯車に外嵌される。前記U字状部材は、相対する一対の滑子を有し、当該一対の滑子が前記溝に摺動自在に嵌合される。前記U字状部材は、操作レバーにより操作されて前記切換環を前記出力軸の軸方向に往復させる。
 前記出力軸には出力軸回転調整装置が連結される。当該出力軸回転調整装置は、速度の切換えに際して切換環の雌スプライン部を前記各出力側小歯車に合わせるために出力軸を微小回転させる装置である。位置合わせ終了後にはこの出力軸回転調整装置と出力軸との連結が解除される。具体的に、前記切換環が中央位置にあるときは入力軸の回転が出力軸に伝達されることがないが、前記操作レバーの操作で前記切換環が例えば左に摺動すると、この切換環の前記内歯が前記回転力伝達歯車の歯と出力側高速用小歯車の歯とに噛合する。これにより、入力軸の回転が前記入力側高速用小歯車、前記出力側高速用大歯車、前記出力側高速用小歯車、前記切換環および前記回転力伝達歯車を経て前記出力軸に伝達される。このとき、前記出力側低速用大歯車は空転している。逆に、前記操作レバーの操作で前記切換環が例えば右に摺動すると、当該切換環の前記内歯が回転力伝達歯車の歯と出力側低速用小歯車の歯とに噛合する。これにより、入力軸の回転が前記入力側低速用小歯車、前記出力側低速用大歯車、前記出力側低速用小歯車、前記切換環および前記回転力伝達歯車を経て前記出力軸に伝達される。このとき、前記出力側高速用大歯車は空転している。
 このように、操作レバーによる切換環の左右方向の操作により、出力軸の回転速度は低速回転(1速)と高速回転(2速)との間で相互に切換えられる。
 前記減速機では、前記各歯車及び前記軸受に対する適正な潤滑油の供給が困難であるという課題が存在する。この課題を説明するために、前記出力軸にその中心軸に沿って潤滑油供給用の穴が設けられ、当該穴を通じて前記出力軸の軸端より前記各軸受、前記各出力側小歯車および前記回転伝達歯車に潤滑油が供給された構造をもつ減速機を想定し、その問題点について以下に考察する。
 このように想定された減速機において、例えば、前記操作レバーの操作でシフターである切換環が前記出力側高速用小歯車の方に摺動すると、当該切換環の内歯が、前記回転力伝達歯車の外周面に設けられた歯である外歯と、高速用大歯車の小歯車の外周面に設けられた歯である外歯との双方に噛合する。当該噛合は、前記入力軸の回転駆動力が前記入力側高速用小歯車、前記出力側高速用大歯車、前記出力側高速用小歯車、前記切換環および前記回転力伝達歯車を経て前記出力軸に伝達されることを可能にする。
 当該伝達の際、出力側高速用大歯車に関する部位に供給される潤滑油の量、具体的には、前記出力側高速用大歯車に内嵌されている軸受、前記出力側高速用小歯車、前記回転力伝達歯車の外歯の内側、及び、シフターである前記切換環の内歯の内側、に供給される潤滑油の量が、空転している前記出力側低速用大歯車に内嵌されている軸受に供給される潤滑油の量に比べて少なくなり、これによって当該出力側高速用大歯車に係る部位において潤滑不良を起こす恐れがある。さらに、当該部位の中でも、前記出力側高速用大歯車による回転力の伝達に伴い、シフターである切換環のための軸受に供給される潤滑油の量が、その反対側(非シフター側)の軸受に供給される潤滑油の量に比べて少なくなってしまう虞がある。より具体的に、回転駆動力を伝達する出力側高速用大歯車において、切換環と反対の側に流れる潤滑油は、当該反対側での前記出力側高速用大歯車の内側の軸受を通過すればよいのに対して、シフターである切換環に向かって流れる潤滑油は、前記出力側高速用大歯車の内側の軸受に加えて、互いに噛合う切換環の内歯)、回転力伝達歯車の外歯および出力側高速用小歯車の外歯を通過する必要がある。このことは、前記両軸受のうち前記切換環に近い軸受に供給される潤滑油の量がその反対側の軸受に供給される潤滑油の量に比べて少なくなり、これにより、シフターである切換環に近い軸受が焼き付いてしまうといった、潤滑油の供給量不足に起因する潤滑不良の発生を引き起こす虞がある。
 以上より、従来の速度切換減速機においては、伝達側の歯車に適切な量の潤滑油を供給することが行いにくく、且つ伝達側の歯車であって切換環に近い軸受に適切な量の潤滑油を供給することが行いにくいという問題点がある。
特開平10-110791号公報
 本発明は、出力側歯車を支持する軸受への適切な潤滑油の供給を行う事が可能な速度切換減速機を提供することを目的とする。提供されるのは、減速比を切換えることが可能な速度切換減速機であって、入力軸と、前記入力軸から伝達される回転駆動力を外部に出力する出力軸と、前記入力軸から前記出力軸に前記回転駆動力を伝達するとともに前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との比である減速比を切換えることが可能となるように当該減速比に対応して前記出力軸に取付けられる複数の出力側歯車と、前記複数の出力側歯車を択一的に出力軸に連結して当該出力軸歯車から当該出力軸への回転駆動力の伝達を可能にするシフターと、前記複数の出力側歯車のそれぞれについて設けられる第1軸受及び第2軸受であって、前記出力軸の外周面上に配置され、当該第1軸受と当該第2軸受との間に当該第1軸受及び当該第2軸受への潤滑油の供給のための隔室を形成するように前記出力軸の軸心方向に互いに間隔をおいて並び、前記出力軸に対する前記出力側歯車の相対回転を許容するように当該出力側歯車を支持する第1軸受及び第2軸受と、前記複数の出力側歯車のそれぞれの内側において前記出力軸の外周面から径方向外向きに突出するように前記隔室内に設けられる複数の隔壁と、を備える。前記第1軸受は前記隔壁よりも前記シフターに近い位置であって当該第1軸受を通じて前記シフターに前記潤滑油が供給可能な位置に設けられるシフター側軸受であり、前記第2軸受は前記隔壁を挟んで前記第1軸受と反対側に位置する反シフター側軸受である。前記出力軸は、当該出力軸の内部においてその軸心方向に沿って延び、潤滑油を流通させる軸心方向潤滑油流路と、当該軸心方向潤滑油流路と連通し、且つ当該軸心方向潤滑油油路から径方向外向きに延びて前記隔室に連通する複数の供給流路と、を有する。前記隔壁は、前記隔室を前記第1軸受に隣接する第1隔室と前記第2軸受に隣接する第2隔室とに分割し、且つ当該第1隔室内の潤滑油の圧力が当該第2隔室内の潤滑油の圧力よりも高くなるように前記供給油路から前記第1隔室内への潤滑油の供給と前記供給油路から前記第2隔室内への潤滑油の供給とを許容する。
本発明の実施形態に係る速度切換減速機を示す断面正面図である。 図1において円IIで囲まれた部分を拡大した図である。 前記速度切換減速機を構成する隔壁の一部断面正面図である。 前記隔壁の側面図である。 前記隔壁近傍における潤滑油の流れを模式的に示した図である。 変形例に係る速度切換減速機の要部を示した、図2に対応する拡大断面正面図である。
 以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。本実施形態は、本発明に係る速度切換減速機として、入力軸2及び出力軸5を備える2速切換減速機1を例示する。 
 図1では、紙面上側が前記2速切換減速機1の入力軸側に相当し、図1の紙面下側が前記2速切換減速機1の出力軸側に相当する。また、図1の紙面上下方向が前記2速切換減速機1の幅方向に相当する。 図1では、紙面右側から前記2速切換減速機1に回転駆動力が入力され、当該2速切換減速機1から紙面左側へ回転駆動力が出力される。具体的には、図1の紙面右側の上流に配備された駆動源から、回転駆動力が入力軸2に入力され、2速切換減速機1で所定の減速比での減速がなされた後、当該回転駆動力が図1の紙面左側の下流に配備された駆動対象に出力軸5を通じて出力される。当該2速切換減速機1は、様々な動力装置に配備可能な機器である。 
 図1に示すように、前記2速切換減速機1は、前記入力軸2に固定される入力側低速用歯車3及び入力側高速用歯車4と、前記出力軸5に取付けられる出力側低速用大歯車7及び出力側高速用大歯車8と、シフター10と、をさらに備える。当該2速切換減速機1は、常時噛合式の減速機であり、前記入力側低速用歯車3と前記出力側低速用大歯車7とが常に歯合し、且つ、前記入力側高速用歯車4と前記出力側高速用大歯車8とが常に歯合している。前記シフター10は、前記出力側低速用大歯車7と前記出力側高速用大歯車8との間に配備され、前記出力側低速用大歯車7または前記出力側高速用大歯車8を択一的に前記出力軸5に連結してその出力側大歯車7または8から当該出力軸5への回転駆動力の伝達を可能にすることにより、前記入力軸2の回転速度と前記出力軸5の回転速度との比である減速比が第1の減速比である低減速比と第2の減速比である高減速比との間で切換えられることを可能にする。
 前記入力軸2及び前記出力軸5は図示されないケーシングを貫通し、当該各軸2,5について配備されている歯車が前記ケーシング内に格納されている。前記動力源から前記入力軸2に入力される回転駆動力は、前記ケーシング内における2つの出力側大歯車、つまり、低速用大歯車7及び高速用大歯車8、のうち前記シフター10によって選択された大歯車を介して所定の速度に減速されながら出力軸5に伝達され、当該出力軸5を通じて外部へ出力される。
 前記入力軸2は、鋼材などで形成された長尺の棒材であり、動力源から入力される回転駆動力(トルク)に対応可能となるような外径を有し、前記回転駆動力をケーシング内に導入する。前記入力側低速用歯車3及び前記入力側高速用歯車4は互いに軸方向に所定の間隔を開けて前記入力軸2の外周面に外嵌されていて、前記入力側低速用歯車3の右側に前記入力側高速用歯車4が位置する。これらの入力側歯車3,4は、いずれも、入力軸2と共回りするように当該入力軸2に固定されている。
 前記出力軸5は、前記入力軸2とほぼ同様な形状、材質をもつ長尺の棒材であり、伝達された回転駆動力を外部へ出力する。前記出力軸5は、当該出力軸5の軸心が前記入力軸2の軸心と平行となるように、当該入力軸2との間に所定の間隔をおいて配置されている。前記出力側低速用大歯車7及び前記出力側高速用大歯車8は互いに軸方向に所定の間隔をおいて前記出力軸5の外周面上に配置されている。前記出力側低速用大歯車7は、前記入力側低速用歯車3の外周面に形成されている歯と互いに噛み合うように、当該入力側低速用歯車3と対面する位置に配置されている。同様に、前記出力側高速用大歯車8は、前記入力側高速用歯車4の外周面に形成されている歯と互いに噛み合うように、当該入り側高速用歯車4と対面する位置に配置されている。
 前記出力側低速用大歯車7及び前記出力側高速用大歯車8は、従って、前記入力側低速用歯車3と前記入力側高速用歯車4の間隔と同じ間隔をおいて配置されている。具体的に、当該出力側低速用大歯車7及び出力側高速用大歯車8は、それぞれ、一対の第1軸受14及び第2軸受15を介して回動自在に、出力軸5の外周面上に取付けられている。当該一対の第1及び第2軸受14,15は、図1に一点鎖線で示される前記出力軸5の軸心の方向に沿ってかつ互いに離間して並び、当該軸受14,15同士の間に所定の空間である隔室23を形成する。
 前記出力側低速用大歯車7は、円盤状の部材であって、所定の数の歯が形成された外周面と、中央部に形成されて前記出力軸5の貫通を許容する内孔と、を有する。当該出力側低速用大歯車7は、前記入力側低速用歯車3の歯幅と同じ歯幅を有する。当該出力側低速用大歯車7の内側に設けられる前記第1及び第2軸受14,15のそれぞれは、前記出力側低速用大歯車7の前記内孔に嵌入されるアウターレースと、前記出力軸5の外周面に外嵌するインナーレースと、を有する。このようにして前記出力側低速用大歯車7は前記出力軸5に対して回動自在となるように前記一対の第1及び第2軸受14,15を介して前記出力軸5に取り付けられている。つまり、前記第1及び第2軸受14,15は前記出力軸5に対する前記出力側低速用大歯車7の相対回転を許容するように当該出力側低速用大歯車7を支持する。
 前記出力側低速用大歯車7は突出部9を有する。当該突出部9は、前記出力側低速用大歯車7の両側面のうち前記高速用大歯車8を向く側壁面から軸方向に突出し、前記軸心を囲む環状をなす。突出部9のうち出力軸5を向く周面、すなわち内周面、には、内歯であるスプライン13が形成されている。
 前記出力側高速用大歯車8は、前記出力側低速用大歯車7と同様に円盤状の部材であるが、前記出力側低速用大歯車7の外径より小さい外径を有する。当該出力側高速用大歯車8は、その中央に形成された内孔と、所定の数の歯が形成された外周面と、を有するが、その歯数は前記出力側低速用大歯車7の歯数と異なる。当該出力側高速用大歯車8は、入力側高速用歯車4の歯幅と同じ歯幅を有する。当該出力側高速用大歯車8の内側に設けられる前記第1及び第2軸受14,15のそれぞれは、前記出力側高速用大歯車8の前記内孔に嵌入されるアウターレースと、前記出力軸5の外周面に外嵌されるインナーレースと、を有する。このようにして、前記出力側高速用大歯車8も出力軸5に対して回動自在となるように前記第1及び第2軸受14,15を介して前記出力軸5に取り付けられている。つまり、前記第1及び第2軸受14,15は前記出力軸5に対する前記出力側高速用大歯車8の相対回転を許容するように当該出力側高速用大歯車8を支持する。
 前記出力側高速用大歯車8も突出部9を有する。当該突出部9は、前記出力側高速用大歯車8の両側面のうち前記出力側低速用大歯車7を向く側壁面から軸方向に突出し、前記軸心を囲む環状をなす。当該突出部9のうち出力軸5を向く周面、すなわち内周面、には、内歯であるスプライン13が形成され、当該スプライン13は、前記出力側低速用大歯車7に形成されている前記スプライン13のピッチ径と同じピッチ径を有する。これら高速用大歯車8及び低速用大歯車7に形成されたスプライン13は、いずれも大径スプラインである。
 前記出力軸5のうち前記低速用大歯車7と前記高速用大歯車8との間に位置する部分の外周面には、周方向に並ぶ複数の小径スプライン12が当該出力軸5の全周にわたり形成されている。前記シフター10は、前記小径スプライン12の径方向外側の位置で当該小径スプライン12を囲うように配置されている。図1に実線及び二点鎖線で示すように、前記シフター10は、前記出力軸5に沿って前記低速用大歯車7と前記高速用大歯車8との間を移動することが可能であり、この移動により、前記入力軸2から前記出力軸5への回転駆動力の伝達経路が、低速用大歯車7を含む、第1の減速比での減速を行うための第1の経路と、高速用大歯車8を含む、第2の減速比での減速を行うための第2の経路との間で切り換えられることを可能にする。
 前記シフター10は、側面視で軸方向中央部が径方向外向きに開放された略U字形状の断面を有し、前記出力軸5の外周面を囲うリング状をなす。このシフター10は内周面及び外周面を有する。当該内周面には、前記出力軸5の外周面に形成された前記小径スプライン12のピッチ径に等しいピッチ径をもつ内側スプラインが形成され、当該内側スプラインが前記小径スプライン12と歯合している。つまり、シフター10は、出力軸5の外径とほぼ等しい内径を有する。
 前記シフター10の前記外周面は、その軸方向両端部にそれぞれ位置する一対の突出部11を有する。当該一対の突出部11は、低速用大歯車7の突出部9及び高速用大歯車8の突出部9のそれぞれ対応するように軸方向中間部分よりも径方向外向きに突出する。各突出部11には、各大歯車7,8に形成された大径スプライン13のピッチ径と等しいピッチ径を有する外側スプラインが形成されている。これらの外側スプラインのうちのいずれか一方が前記出力側大歯車7,8のうち対応する大歯車に択一的に噛合され、これにより回転駆動力の伝達経路の選択、つまり第1減速比と第2減速比との間での減速比の選択、が行われる。つまり、前記シフター10は、前記突出部9の内径とほぼ等しい外径を有する。
 図1の実線に示すように、前記シフター10が前記低速用大歯車7に接続された場合、入力軸2の回転駆動力は、低速用歯車3、低速用大歯車7、大径スプライン13、シフター10、小径スプライン12を介して、第1の減速比での減速を伴いながら、出力軸5に伝えられる。このとき、高速用大歯車8は動力伝達に関与しておらず、一対の第1及び第2軸受14,15によって支持されながら空転している。
 図1の二点鎖線に示すように、前記シフター10が前記高速用大歯車8に接続された場合、前記入力軸2の回転駆動力は、高速用歯車4、高速用大歯車8、大径スプライン13、シフター10及び小径スプライン12を介して、第2の減速比での減速を伴いながら、出力軸5に伝えられる。このとき、低速用大歯車7は動力伝達に関与しておらず、一対の第1及び第2軸受14,15によって支持されながら空転している。
 以上説明した2速切換減速機1の運転時において、前記小径スプライン12、大径スプライン13、および、第1及び第2軸受14,15は、潤滑を必要としている。当該潤滑を可能にするため、前記出力軸5の内部には中央潤滑油流路16と複数の径方向流路17とが形成されている。
 前記中央潤滑油流路16は、前記出力軸5の径方向中央部分に形成され、当該出力軸5の軸心方向に沿って潤滑油を流通させる軸心方向潤滑油流路である。前記中央潤滑油流路16は、前記軸心方向の両端部をもつ筒状をなし、その一方の端部は前記出力軸5の一方の端部において開口する流入口6を構成し、他方は前記出力軸5の内部で塞がっている。当該中央潤滑油流路16には前記流入口6を通じて外部から潤滑油が送り込まれることが可能である。
 前記複数の径方向流路17は、前記出力軸5に取り付けられた前記低速用大歯車7及び前記高速用大歯車8のそれぞれに対応する位置に形成された供給流路であって、前記中央潤滑油流路16から径方向の外向きに分岐して当該径方向に延び、前記軸受14,15にそれぞれ潤滑油を供給するための前記隔室23につながっている。前記径方向流路17のそれぞれは、前記中央潤滑油流路16の内径よりも小さい内径を有する。この実施の形態に係る前記複数の径方向流路17は、前記出力軸5の中心から、その出力軸5に取り付けられた前記低速用大歯車7及び高速用大歯車8の内周面にそれぞれ向かって一直線状に延びる。図1に示される例では、前記低速用大歯車7及び前記高速用大歯車8のそれぞれについて2本の径方向流路17が与えられ、当該2本の径方向流路17の軸心が同一直線上に位置するように当該径方向流路17が配置されている。
 前記各径方向流路17の径方向外側の端部は、低速用大歯車7または高速用大歯車8の内周面の幅方向中央部位に向かって開口する流出口18である。すなわち、前記各径方向流路17は、前記出力軸5に外嵌する前記一対の軸受14,15の間に形成された隔室23内に前記流出口18を通じて潤滑油を供給することができるように形成されている。これらの径方向流路17は、前記出力軸5の外周面から径方向外向きに枝分かれするように潤滑油が各隔室23に供給されることを可能にする。前記径方向流路17の向き及び本数は、前記隔室23に潤滑油を十分に供給することが可能であるという条件を満たす範囲で自由に設定される。
 前記2速切換減速機は、さらに、複数の隔壁19を備える。当該複数の隔壁19は、前記出力側大歯車7,8のそれぞれについて設けられた前記第1及び第2軸受14,15の間に形成された隔室23の内部にそれぞれ設けられ、前記径方向流路17の流出口18の外側に位置する。ここで、前記第1軸受14は、前記隔壁19よりも前記シフター10に近い位置であって当該第1軸受14を通じて前記シフター10に前記潤滑油が供給されることが可能な位置に設けられるシフター側軸受であり、前記第2軸受15は、前記隔壁19を挟んで前記第1軸受14と反対側に位置する反シフター側軸受である。
 以下、前記複数の隔壁19のうち前記低速用大歯車7について設けられる隔壁19に着目して説明する。前記高速用大歯車8のための隔壁19は、前記低速用大歯車7のための隔壁19の構成と同様の構成、具体的には低速用大歯車7のための隔壁19を鏡像したような構成、を有するので、その詳細な説明を省略する。
 図1~図3に示すように、本実施形態に係る前記隔壁19は、出力軸5の外周面上に当該外周面から径方向外向きに突出するように設けられている。当該隔壁19は、前記隔室23を前記第1軸受14に隣接するシフター側隔室である第1隔室24と、前記第2軸受15に隣接する反シフター側隔室である第2隔室25とに分割し、これにより、当該第1隔室24内に供給される潤滑油の圧力と当該第2隔室25内に供給される潤滑油の圧力との相互独立性を高める。
 前記隔壁19は、その幅方向の中央部分が前記出力軸5の外周面に向かって径方向内向きに開放される断面をもつリング状の部材である。詳しくは、当該隔壁19は、前記流出口18と前記第1軸受14との間の位置で前記出力軸5の外周面から径方向に立直する第1側壁19aと、前記流出口18と前記第2軸受15との間の位置で前記出力軸5の外周面から径方向に立直する第2側壁19aと、第1側壁19aの外周部と第2側壁19bの外周部とをつなぐように全周に亘って周方向に延びる周壁19cと、を有する。前記第1側壁19aは当該第1側壁19aと前記第1軸受14との間に前記第1隔室24を画定し、前記第2側壁19bは当該第2側壁19bと前記第2軸受15との間に前記第2隔室28を画定する。
 前記リング状の隔壁19は、前記出力軸5に支持される出力側大歯車7,8及び当該出力軸5のいずれか一方に対して相対的に回転可能となるように当該一方との間に径方向の隙間をおいて配置されている。当該リング状の隔壁19は、当該出力側大歯車7または8の内側でかつ出力軸5の外側に配置され、このようにして、前記一対の軸受14,15間に形成された前記隔室23を、当該隔壁19を挟んで前記シフター10と反対の側に位置する第2軸受15への潤滑油の供給を許容する反シフター側隔室である前記第2隔室25と、当該隔壁19よりも前記シフター10に近い前記第1軸受14への潤滑油の供給を許容するシフター側隔室である前記第1隔室24と、に分割する。
 前記隔壁19は、その内側に外周流路20を画定する。当該外周流路20は、前記径方向流路17の流出口18を通じて径方向外向きに流出する潤滑油を、出力軸5の周方向に沿って流通させる形状、つまり、出力軸5の外周面に沿う環状、をなす。前記隔壁19の外側、例えば当該隔壁19の周壁19cの外周面と前記出力側大歯車7,8の内周面との隙間、に前記反シフター側隔室である前記第2隔室25内の圧力と前記シフター側隔室である前記第1隔室24内の圧力との間の圧力差を維持するように両隔室25間での潤滑油の流通を抑制するシール構造が与えられる。当該シール構造は、例えば、クリアランスシール、オイルシール、メカニカルシールにより構成される。
 前記隔壁19の第1側壁19a及び第2側壁19bにはそれぞれ複数の第1潤滑用孔21及び複数の第2潤滑用孔22が設けられ、各第1及び第2潤滑用孔21,22を通じて前記反シフター側隔室である前記第2隔室25と前記シフター側隔室である前記第1隔室24のそれぞれに潤滑油が供給される。第1及び第2潤滑用孔21,22のそれぞれの形状は、前記第1隔室24の圧力が第2隔室25よりも高い状態で前記第1潤滑用孔21及び第2潤滑用孔22をそれぞれ互いに等しい流量で互いに等しい温度の潤滑油が通過する場合に、当該第2潤滑用孔22を通過する前の潤滑油の圧力と通過した後の潤滑油の圧力との差が当該第1潤滑用孔21を通過する前の潤滑油の圧力と通過した後の潤滑油の圧力との差よりも大きくなるように、設定されている。詳しくは、前記各第1及び第2潤滑用孔21,22は、前記シフター側隔室である第1隔室24内の圧力が前記反シフター側隔室である第2隔室25内の圧力より高い状態を生じさせて当該第1隔室24を通じて前記第1軸受14の潤滑を行うのに十分な流量で潤滑油を供給することを可能にする形状を有する。前記第1及び第2潤滑用孔21,22は、前記中央潤滑油流路16の内径より小さい内径を有する。
 図3に示すように、前記複数の第1潤滑用孔21及び前記複数の第2潤滑用孔22は、前記第1側壁19a及び前記第2側壁19bのそれぞれにおいて、出力軸5の外周方向に沿って等間隔に並ぶ複数の位置にそれぞれ形成されている。前記第1潤滑用孔21のそれぞれと前記第2潤滑用孔22のそれぞれは互いに対向するように位置することが好ましい。前記一対の軸受14,15のそれぞれに供給される潤滑油の圧力の相互独立性を高めるには、当該一対の軸受14,15のための潤滑油供給油路としての前記第1及び第2潤滑用孔21,22での圧力損失を互いに異ならせること、具体的には、第2潤滑用孔22における作動油の流通抵抗が第1潤滑用孔21における潤滑油の流通抵抗よりも大きくなるように両潤滑用孔21,22の形状を設定すること、が有効である。当該圧力損失同士の差は、例えば、潤滑用孔21,22の内径、潤滑用孔21,22の長さ、潤滑用孔21,22の形状、潤滑用孔21,22の数などを互いに異ならせることで生じさせることができる。
 次に、前記第1及び第2軸受14,15のそれぞれに供給される潤滑油の流通について、述べる。低速用大歯車7については、出力軸5の端部の流入口6を通じて中央潤滑油流路16内に送り込まれた潤滑油が、低速側の径方向流路17及び低速側の隔壁19を経て、左右一対の軸受14,15、出力軸5の小径スプライン12及びこれに噛合されるシフター10の内側スプライン、並びに低速用大歯車7の大径スプライン13及びこれに噛合されるシフター10の外側スプラインのそれぞれに供給され、それらを潤滑する。
 反シフター側隔室である前記第2隔室25に供給される潤滑油は前記第2軸受15を通過すればよいのに対して、シフター側隔室である前記第1隔室24に供給される潤滑油は、前記第1軸受14を通過するだけでなく小径スプライン12及びこれに噛合する内側スプラインや大径スプライン13及びこれに噛合する外側スプラインを通過する必要がある。このため、図5に模式的に示されるように前記第1隔室24に供給される潤滑油の流量Q2は、前記第2隔室25に供給される潤滑油の流量Q1に比べて少なくなる傾向にある。にもかかわらず、当該第1隔室24に供給される潤滑油の流量Q2を当該第2隔室25に供給される潤滑油の流量Q1に近づけるためには、当該第1隔室24内の圧力P2を当該第2隔室25内の圧力P1より高くする必要がある。
 本実施形態においては、例えば、前記隔壁19の第1及び第2側壁19a,19bのうち、前記シフター10に近い第1側壁19aに設けられる第1潤滑用孔21の大きさと、前記シフター10から遠い第2側壁19bに設けられる第2潤滑用孔22の大きさと、を異ならせることにより、前記第1隔室24内の圧力P2を前記第2隔室25内の圧力P1より高くすることが可能である。具体的には、前記第2隔室25に連通する前記第2潤滑用孔22の内径が、前記第1隔室24に連通する前記第1潤滑用孔21の内径よりも小さく設定される。このようにして、シフター側隔室24内の潤滑油の圧力を非シフター側隔室25内の潤滑油の圧力よりも高くすることにより、非シフター側の軸受15だけでなく、シフター側の軸受14、小径スプライン12及び大径スプライン13のそれぞれに必要十分な潤滑油を供給することが可能になる。
 前記隔壁19の外周面と前記低速用大歯車7の内周面とが密着せずに両者間に図2に示すような径方向の隙間28が存在すると、低速側の隔壁19が隔室23を非シフター側隔室25とシフター側隔室24とに分割しても、当該非シフター側隔室25内の圧力と当該シフター側隔室24内の圧力との差が前記隙間28を通じての前記シフター側隔室24から非シフター側隔室25への潤滑油の流れを生じさせるおそれがある。つまり、前記第1及び第2潤滑用孔21,22の形状の相違(内径や長さの相違)は、シフター側の軸受14、小径スプライン12及び大径スプライン13への潤滑油の供給を可能にする圧力差を生じさせる一方、前記隙間28は前記圧力差に起因する当該隙間28を通じての潤滑油の移動を許容し、この移動が前記シフター側軸受14、小径スプライン12及び大径スプライン13に供給される潤滑油の量を減少させてしまう可能性がある。これは、第1及び第2側壁19a,19bの内周面と出力軸5の外周面との間に隙間がある場合についても同様である。
 そのため、この実施の形態では、隔壁19の周壁19cの外周面と低速用大歯車7の内周面との間の前記隙間28を小さくして当該隙間28を通じての前記第1隔室24から前記第2隔室25への潤滑油の流れを阻止または抑制することが好ましい。具体的には、前記隔壁19の第1及び第2側壁19a,19bの内周面または、出力軸5のうち左右一対の軸受14,15の間に位置する部分の外周面(クリアランスシール部)、及び、前記隔壁19の周壁19cの外周面または前記各出力側大歯車7,8のうち第1及び第2軸受14,15の間に位置する部分の内周面(クリアランスシール部)の少なくとも一方に、潤滑性を備えた被膜(例えば、銅メッキ)を施すことが、好ましい。すなわち、前記隔壁19及び前記出力軸5が互いに相対回転しながら接触することが可能な接触面、つまりクリアランスシール部を構成する接触面、をそれぞれ有している場合には、当該接触面の少なくとも一方に前記潤滑性を備えた被膜が施されることが、好ましい。あるいは、前記隔壁19及び前記出力側大歯車7,8が互いに相対回転しながら接触することが可能な接触面、つまりクリアランスシール部を構成する接触面、を有している場合にも、当該接触面の少なくとも一方に前記潤滑性を備えた被膜が施されることが、好ましい。当該潤滑性を備えた被膜は、前記クリアランスシール部において前記隔壁19の第1及び第2側壁19a,19bと出力軸5との接触、または、前記隔壁19の周壁19cと前記各出力側大歯車7,8との接触にかかわらず、当該被膜を構成する銅等の自己潤滑性によって、隔壁19、出力軸5、各大歯車7,8の各部材の損傷を最小限にとどめることができる。
 前記出力側高速用大歯車8について設けられる隔壁19においても、例えば、反シフター側の第2潤滑用孔22の孔径がシフター側の第1潤滑用孔21の孔径よりも小さいことが、前記と同様の効果を得ることを可能にする。
 以上述べたように、前記2速切換減速機1は、前記出力軸5の軸心方向に並ぶ第1及び第2軸受14,15に供給する潤滑油の圧力に相互独立性を与え、且つ、反シフター側隔室である第2隔室25及びシフター側隔室である第1隔室24での圧力差による潤滑油の移動を抑制し、従来構造では潤滑油の十分な供給が困難であった第1軸受14に隣接する第1隔室24を高圧とすることで、潤滑油を第1及び第2軸受14,15のみならず小径スプライン12及び大径スプライン13にも十分に供給することが可能となり、特にシフター10に近いシフター側軸受である前記第1軸受14等の潤滑不良を防ぐことができる。前記第1及び第2潤滑用孔21,22のそれぞれの流路面積は、前記中央潤滑用流路16及び前記径方向流路17のそれぞれの流路面積よりも小さいことが好ましい。これによる流体の絞り効果が、1ヶ所にのみ集中的に潤滑油が流れてしまうことを防ぎ、左右一対の軸受14,15、小径スプライン12、大径スプライン13に均一に潤滑油を供給することを可能にする。
 出力軸5の内部に形成される潤滑油の流路は、複数の径方向流路17が共通の中央潤滑油流路16に連通して当該中央潤滑油流路16から径方向外向きに枝分かれする形状であるので、出力軸5の回転により潤滑油に作用する遠心力を利用して前記一対の軸受14,15、小径スプライン12及び大径スプライン13に多くの潤滑油を供給することができる。
 次に、図6を参照しながら変形例に係る2速切換減速機1を説明する。
 変形例に係る2速切換減速機1は、次の点(a)及び(b)においてのみ、前記実施形態に係る、すなわち図1及び図2に示される、2速切換減速機1と相違する。
 (a)変形例に係る2速切換減速機1においても、隔壁19の周壁19cの外周面と出力側大歯車7,8の内周面との間にそれぞれ隙間28が存在するが、当該隙間28は前記実施形態に係る2速切換減速機1における隙間28よりも大きい。そして、変形例に係る2速切換減速機1は、前記隙間28にそれぞれ設けられるオイルシール26をさらに備える。
 (b)変形例に係る2速切換減速機1では、複数の径方向流路17のそれぞれの流出口18が出力軸5の外周面よりも軸心に近い位置にある、具体的には、出力軸5の外周面のうち一対の軸受14,15同士の間の位置にする特定の部分は、他の部分よりも径方向の内側に位置して段差を形成する(つまり小径の)小径外周面5であり、当該小径外周面5に前記流出口18が位置する。
 この変形例に係る2速切換減速機1の構成のうち前記相違点(a)及び(b)を除く構成は前記実施形態に係る2速切換減速機1の構成と同一であるので、その説明は省略する。
 前記オイルシール26は、前記隙間28を通じての第1隔室24内から第2隔室25への潤滑油の流出を抑制するシール構造を構築する部材であり、前記隔壁19の周壁19cの外周面と前記出力側大歯車7,8の内周面との間の前記隙間28において前記シフター側隔室24寄りの位置に設けられている。当該オイルシール26は、例えば硬質のゴムなどの弾性体によって形成され、前記出力側大歯車7,8の内周面から径方向外向きに延びる基部26aと、当該基部26aから径方向内側に向かうに従って軸受14に近づく向きに傾斜して延びるシール部26bと、を有し、当該シール部26bは前記周壁19cの外周面に密着することが可能な先端部を有する。
 前記オイルシール26は、前記隙間28に設けられることにより、隔壁19のうちシフター10に近い第1側壁19a及びシフター10と反対の側の第2側壁19bにそれぞれ設けられる第1及び第2潤滑用孔21,22の形状が異なることで起きる潤滑油の圧力差に起因する、隔壁19の外周面と大歯車7,8との間の隙間28を通っての潤滑油の移動を阻止又は抑制し、これにより、シフター10に近い軸受14、小径スプライン12、大径スプライン13へのより多くの潤滑油の供給を可能にする。前記オイルシール26の形状及び材質は、前記隙間28のうち前記第2隔室25に通ずる部分と前記第1隔室24に通ずる部分とを確実に相互隔離して当該第2及び第1隔室25,24同士の間における潤滑油の移動を抑制するという条件を満たす範囲で、適宜選定される。
 前記出力軸5の外周面において、前記流出口18を囲む小径外周面5aとそれ以外の部分とが段違いとなっていることは、前記隔壁19の内側に形成される外周流路20を拡大してより多くの潤滑油を流通させることを可能にする。
 なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
 本発明の技術は、複数の出力側歯車と、当該複数の出力側歯車のうち回転駆動力を所定の速度に減速するために使用される出力側歯車を選択するためのシフターと、を備えた速度切換減速機(例えば、2速または3速切換減速機)に広く適用可能である。
 以上のように、回転駆動力を伝達する出力側歯車を支持する軸受への適切な潤滑油の供給を行うことが可能な速度切換減速機が提供される。当該速度切換減速機は、入力軸と、前記入力軸から伝達される回転駆動力を外部に出力する出力軸と、前記入力軸から前記出力軸に前記回転駆動力を伝達するとともに前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との比である減速比を切換えることが可能となるように当該減速比に対応して前記出力軸に取付けられる複数の出力側歯車と、前記複数の出力側歯車を択一的に出力軸に連結して当該出力軸歯車から当該出力軸への回転駆動力の伝達を可能にするシフターと、前記複数の出力側歯車のそれぞれについて設けられる第1軸受及び第2軸受であって、前記出力軸の外周面上に配置され、当該第1軸受と当該第2軸受との間に当該第1軸受及び当該第2軸受への潤滑油の供給のための隔室を形成するように前記出力軸の軸心方向に互いに間隔をおいて並び、前記出力軸に対する前記出力側歯車の相対回転を許容するように当該出力側歯車を支持する第1軸受及び第2軸受と、前記複数の出力側歯車のそれぞれの内側において前記出力軸の外周面から径方向外向きに突出するように前記隔室内に設けられる複数の隔壁と、を備える。前記第1軸受は前記隔壁よりも前記シフターに近い位置であって当該第1軸受を通じて前記シフターに前記潤滑油が供給可能な位置に設けられるシフター側軸受であり、前記第2軸受は前記隔壁を挟んで前記第1軸受と反対側に位置する反シフター側軸受である。前記出力軸は、当該出力軸の内部においてその軸心方向に沿って延び、潤滑油を流通させる軸心方向潤滑油流路と、当該軸心方向潤滑油流路と連通し、且つ当該軸心方向潤滑油油路から径方向外向きに延びて前記隔室に連通する複数の供給流路と、を有する。前記隔壁は、前記隔室を前記第1軸受に隣接する第1隔室と前記第2軸受に隣接する第2隔室とに分割し、且つ当該第1隔室内の潤滑油の圧力が当該第2隔室内の潤滑油の圧力よりも高くなるように前記供給油路から前記第1隔室内への潤滑油の供給と前記供給油路から前記第2隔室内への潤滑油の供給とを許容する。
 この減速機によれば、前記隔壁は、前記出力側歯車を回転自在に支持する一対の軸受同士の間に形成された隔室を第1隔室と第2隔室とに分割して前記一対の軸受のいずれにも適正な潤滑油の供給を行う事を可能にする。
 前記隔壁は、前記出力軸歯車及び前記出力軸のいずれか一方に対して相対的に回転可能となるように配置され、前記速度切換減速機は、前記隙間に配置されて当該隙間を通じての前記第1隔室と前記第2隔室との間の潤滑油の流通を抑止するシール構造をさらに備えることが、好ましい。当該シール構造は、前記第1隔室内の圧力と前記第2隔室内の圧力との独立性をさらに高めてより適正な潤滑油の供給を可能にする。
 前記隔壁は、具体的には、前記第1軸受との間に前記第1隔室を画定する第1側壁及び前記第2軸受との間に前記第2隔室を画定する第2側壁を含み、前記第1側壁に前記供給流路から前記第1隔室への潤滑油の供給を許容する第1潤滑用孔が設けられ、前記第2側壁に前記供給流路から前記第2隔室への潤滑油の供給を許容する第2潤滑用孔が設けられ、前記第1潤滑用孔及び前記第2潤滑用孔の形状は、当該第2潤滑用孔における潤滑油の流通抵抗が当該第1潤滑用孔における潤滑油の流通抵抗よりも大きくなるように設定されているとよい。この構造は、第1隔室内の圧力と第2隔室内の圧力との間に確実に差を与えることを可能にする。
 前記隔壁及び前記出力軸が互いに相対回転しながら接触する接触面を有している場合、当該接触面の少なくとも一方に潤滑性を備えた被膜が施されていることが、好ましい。一方、前記隔壁及び前記出力側歯車は互いに相対回転しながら接触する接触面を有していている場合、当該接触面の少なくとも一方に潤滑性を備えた被膜が施されていることが、好ましい。前記いずれの場合も、前記被膜の潤滑性が前記接触面同士の接触による当該接触面の摩耗損傷を有効に抑止する。
 前記第1潤滑用孔及び第2潤滑用孔は、前記出力軸の外周方向に沿って並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられていることが、好ましい。このことは、第1及び第2軸受に対して潤滑油が周方向について高い均一性で供給されることを可能にする。
 前記潤滑用孔は、前記軸心方向潤滑油流路及び前記各供給流路の流路面積より小さい流路面積を有することが、好ましい。このように小さい流路面積を有する潤滑用孔の絞り効果が、潤滑油の流れの偏在を抑制し、高い均一性で軸受及びシフターに潤滑油が供給されることを可能にする。
 さらに、前記第2潤滑用孔の流路面積は前記第1潤滑用孔の流路面積よりも小さいことが、好ましい。このことは、第1隔室内の潤滑油の圧力を第1隔室内の潤滑油の圧力よりも確実に高くすることを可能にする。
 前記複数の供給流路は、前記軸心方向潤滑油流路から径方向外向きに枝分かれして前記隔室に潤滑油を供給するように配置されていることが、好ましい。このことは、出力軸の回転による遠心力を効果的に潤滑油に作用させて軸受及びシフターへの当該潤滑油の供給を促進することを可能にする。

Claims (9)

  1.  減速比を切換えることが可能な速度切換減速機であって、
     入力軸と、
     前記入力軸から伝達される回転駆動力を外部に出力する出力軸と、
     前記入力軸から前記出力軸に前記回転駆動力を伝達するとともに前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との比である減速比を切換えることが可能となるように当該減速比に対応して前記出力軸に取付けられる複数の出力側歯車と、
     前記複数の出力側歯車を択一的に出力軸に連結して当該出力軸歯車から当該出力軸への回転駆動力の伝達を可能にするシフターと、
     前記複数の出力側歯車のそれぞれについて設けられる第1軸受及び第2軸受であって、前記出力軸の外周面上に配置され、当該第1軸受と当該第2軸受との間に当該第1軸受及び当該第2軸受への潤滑油の供給のための隔室を形成するように前記出力軸の軸心方向に互いに間隔をおいて並び、前記出力軸に対する前記出力側歯車の相対回転を許容するように当該出力側歯車を支持する第1軸受及び第2軸受と、
     前記複数の出力側歯車のそれぞれの内側において前記出力軸の外周面から径方向外向きに突出するように前記隔室内に設けられる複数の隔壁と、を備え、
     前記第1軸受は前記隔壁よりも前記シフターに近い位置であって当該第1軸受を通じて前記シフターに前記潤滑油が供給可能な位置に設けられるシフター側軸受であり、前記第2軸受は前記隔壁を挟んで前記第1軸受と反対側に位置する反シフター側軸受であり、
     前記出力軸は、当該出力軸の内部においてその軸心方向に沿って延び、潤滑油を流通させる軸心方向潤滑油流路と、当該軸心方向潤滑油流路と連通し、且つ当該軸心方向潤滑油油路から径方向外向きに延びて前記隔室に連通する複数の供給流路と、を有し、
     前記隔壁は、前記隔室を前記第1軸受に隣接する第1隔室と前記第2軸受に隣接する第2隔室とに分割し、且つ当該第1隔室内の潤滑油の圧力が当該第2隔室内の潤滑油の圧力よりも高くなるように前記供給油路から前記第1隔室内への潤滑油の供給と前記供給油路から前記第2隔室内への潤滑油の供給とを許容する、速度切換減速機。
  2.  前記隔壁は、前記出力側歯車及び前記出力軸のいずれか一方と相対的に回転可能となるように当該一方と当該隔壁との間に隙間をおいて配置され、前記速度切換減速機は、前記隙間に配置されて当該隙間を通じての前記第1隔室と前記第2隔室との間の潤滑油の流通を抑止するシール構造をさらに備える、請求項1に記載の速度切換減速機。
  3.  前記隔壁は、前記第1軸受との間に前記第1隔室を画定する第1側壁及び前記第2軸受との間に前記第2隔室を画定する第2側壁を含み、前記第1側壁に前記供給流路から前記第1隔室への潤滑油の供給を許容する第1潤滑用孔が設けられ、前記第2側壁に前記供給流路から前記第2隔室への潤滑油の供給を許容する第2潤滑用孔が設けられ、前記第1潤滑用孔及び前記第2潤滑用孔の形状は、当該第2潤滑用孔における潤滑油の流通抵抗が当該第1潤滑用孔における潤滑油の流通抵抗よりも大きくなるように設定されている、請求項1又は2に記載の速度切換減速機。
  4.  前記隔壁及び前記出力軸は互いに相対回転しながら接触する接触面を有していて当該接触面の少なくとも一方に潤滑性を備えた被膜が施されている、請求項1記載の速度切換減速機。
  5.  前記隔壁及び前記出力側歯車は互いに相対回転しながら接触する接触面を有していて当該接触面の少なくとも一方に潤滑性を備えた被膜が施されている、請求項1記載の速度切換減速機。
  6.  前記第1潤滑用孔及び第2潤滑用孔は、前記出力軸の外周方向に沿って並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられている、請求項3に記載の速度切換減速機。
  7.  前記第1潤滑用孔及び前記第2潤滑用孔は、前記軸心方向潤滑油流路及び前記各供給流路の流路面積より小さい流路面積を有する、請求項3に記載の速度切換減速機。
  8.  前記第2潤滑用孔の流路面積が前記第1潤滑用孔の流路面積よりも小さい、請求項6に記載の速度切換減速機。
  9.  前記複数の供給流路は、前記軸心方向潤滑油流路から径方向外向きに枝分かれして前記隔室に潤滑油を供給するように配置されている、請求項1記載の速度切換減速機。
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