(57)【要約】【課題】動力伝達方向を変換するギヤが潤滑油を撹拌する撹拌損失を低減して、動力伝達効率を従来よりも向上できる動力伝達装置を提供する。【解決手段】潤滑油が封入されたケースと、ケースに回転自在に軸承されかつ互いに平行でないように配置された２つの回転軸５、６と、回転軸５、６にそれぞれ設けられ互いに噛合して動力を伝達する２つのギヤ（リングギヤ５６、ピニオンギヤ６５）とを備え、少なくともギヤ５６の一部が潤滑油中に没して回転することにより潤滑油を掻き揚げる動力伝達装置の潤滑構造であって、少なくとも２つの回転軸の一方５には、軸の内部に形成されて掻き揚げられた潤滑油が送り込まれる軸内油室５７、および軸内油室５７から軸外周面へと穿孔され２つの回転軸の他方のギヤの歯面に臨んで開口する吐き出し穴５８が設けられている。【選択図】図２
2014001783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油が封入されたケースと、前記ケースに回転自在に軸承されかつ互いに平行でないように配置された２つの回転軸と、前記回転軸にそれぞれ設けられ互いに噛合して動力を伝達する２つのギヤとを備え、少なくとも前記ギヤの一部が前記潤滑油中に没して回転することにより前記潤滑油を掻き揚げる動力伝達装置の潤滑構造であって、
少なくとも前記２つの回転軸の一方には、軸の内部に形成されて掻き揚げられた潤滑油が送り込まれる軸内油室、および前記軸内油室から軸外周面へと穿孔され前記２つの回転軸の他方のギヤの歯面に臨んで開口する吐き出し穴が設けられている動力伝達装置の潤滑構造。
【請求項２】
前記２つのギヤは、かさ歯ギヤまたはハイポイドギヤである請求項１に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
【請求項３】
前記２つの回転軸の一方に前記軸内油室及び前記吐き出し穴が設けられており、前記吐き出し穴の開口位置が前記２つの回転軸の他方に設けられたかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤの小端側の歯底よりも歯面側に設定されている請求項２に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
【請求項４】
前記２つの回転軸の他方に設けられたかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤには、歯面の小端側の端部を無くして形成され前記吐き出し穴から吐き出される潤滑油を受容する窪みが設けられている請求項３に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
【請求項５】
車両の前側に搭載された駆動源から後輪へ動力を伝達する動力伝達経路の途中に配設された請求項１〜４のいずれか一項に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに装備する動力伝達装置の潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に装備される動力伝達装置の一種に、入力軸と出力軸とが平行しておらず、したがって回転方向を変換できるタイプの装置が有る。このタイプの動力伝達装置は、例えば、車両の前側の駆動源から後ろ側の駆動輪に動力を伝達するために、ＦＲ車（フロントエンジンリアドライブ車）やエンジン前置型の四輪駆動車の前側に装備される。そして、一般的には、２個のかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤの噛合により、車幅方向に延在する入力軸から車長方向に延在するプロペラシャフトへと回転方向が９０°変換される。また、動力伝達装置には、副変速部が付加されたり、２輪／４輪切替部が設けられたりする場合もある。
【０００３】
このタイプの動力伝達装置の一技術例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の動力伝達装置は、原動機の出力を第１駆動軸（前輪）及び第２駆動軸（後輪）に伝達するものであり、第２駆動軸の動力伝達方向を変換する変向ギヤを備え、変向ギヤを潤滑油で潤滑するようにしている。さらに、実施形態には、第２駆動軸に変向ギヤとして設けられたハイポイドギヤが、プロペラシャフト側のハイポイドギヤと噛合する態様が示されている。潤滑油を用いた潤滑作用の詳細についての記載はないが、少なくとも一方のハイポイドギヤにより潤滑油の一部を掻き上げる方式が採用されているものと推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８３５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１で、ハイポイドギヤの歯面に十分な潤滑油量を供給しようとすると、ハイポイドギヤの或る程度以上の歯面の面積を油没させる必要がある。このため、ハイポイドギヤが潤滑油を撹拌するときの撹拌抵抗が増大して動力損失を招き、動力伝達効率が低下する。
【０００６】
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、動力伝達方向を変換するギヤが潤滑油を撹拌する撹拌損失を低減して、動力伝達効率を従来よりも向上できる動力伝達装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の動力伝達装置の潤滑構造は、潤滑油が封入されたケースと、前記ケースに回転自在に軸承されかつ互いに平行でないように配置された２つの回転軸と、前記回転軸にそれぞれ設けられ互いに噛合して動力を伝達する２つのギヤとを備え、少なくとも前記ギヤの一部が前記潤滑油中に没して回転することにより前記潤滑油を掻き揚げる動力伝達装置の潤滑構造であって、少なくとも前記２つの回転軸の一方には、軸の内部に形成されて掻き揚げられた潤滑油が送り込まれる軸内油室、および前記軸内油室から軸外周面へと穿孔され前記２つの回転軸の他方のギヤの歯面に臨んで開口する吐き出し穴が設けられている。
【０００８】
さらに、前記２つのギヤは、かさ歯ギヤまたはハイポイドギヤであることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記２つの回転軸の一方に前記軸内油室及び前記吐き出し穴が設けられており、前記吐き出し穴の開口位置が前記２つの回転軸の他方に設けられたかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤの小端側の歯底よりも歯面側に設定されていることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記２つの回転軸の他方に設けられたかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤには、歯面の小端側の端部を無くして形成され前記吐き出し穴から吐き出される潤滑油を受容する窪みが設けられていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の動力伝達装置の潤滑構造は、車両の前側に搭載された駆動源から後輪へ動力を伝達する動力伝達経路の途中に配設されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の動力伝達装置の潤滑構造では、平行でない２つの回転軸の一方に軸内油室および吐き出し穴が設けられ、掻き揚げられて飛散した潤滑油の一部が軸内油室を経由して吐き出し穴からギヤに向けて吐き出される。したがって、吐き出されて供給される油量の分だけ油没するギヤの歯面の面積を減少して付着する油量を減らしても、供給される全潤滑油量を従来と同等にできる。つまり、ケース内部の潤滑油の油面を従来よりも低下させても潤滑性能は低下せず、油面低下により撹拌抵抗が低減された分だけ動力伝達効率を従来よりも向上できる。
【００１３】
さらに、２つのギヤがかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤとされた態様では、かさ歯ギヤまたはハイポイドギヤの油没するギヤの歯面の面積を減少させることができ、動力伝達方向を変換する部位の動力伝達効率を従来よりも向上できる。
【００１４】
さらに、２つの回転軸の一方に設けられた吐き出し穴の開口位置が他方に設けられたかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤの小端側の歯底よりも歯面側に設定されている態様では、吐き出し穴の開口位置とギヤの歯面とが径方向内外に正対する。これにより、遠心力を利用して吐き出し穴からギヤの歯面へと効率よく潤滑油が供給される。したがって、ギヤの歯面の油没面積を顕著に減少させても潤滑性能は低下せず、撹拌抵抗が低減された分だけ動力伝達効率を顕著に向上できる。
【００１５】
さらに、２つの回転軸の他方に設けられたかさ歯ギヤまたはハイポイドギヤに潤滑油を受容する窪みが設けられている態様では、吐き出し穴から供給された潤滑油が窪みに受容されて歯面に導かれる。これにより、吐き出し穴からギヤの歯面へと一層効率よく潤滑油が供給される。したがって、ギヤの歯面の油没面積を一層顕著に減少させても潤滑性能は低下せず、撹拌抵抗が低減された分だけ動力伝達効率を一層顕著に向上できる。
【００１６】
また、本発明の動力伝達装置の潤滑構造が車両の前側に搭載された駆動源から後輪へ動力を伝達する動力伝達経路の途中に配設された態様では、本発明をＦＲ車やエンジン前置型の四輪駆動車に適用でき、動力伝達効率を向上して、車両の燃費を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の動力伝達装置の潤滑構造を説明する平面断面図である。
【図２】実施形態の動力伝達装置の潤滑構造の要部を示す断面図である。
【図３】実施形態の動力伝達装置の潤滑構造の作用を説明する図１の矢印Ａ方向視図である。
【図４】実施形態の動力伝達装置の潤滑構造の効果を説明する図１の矢印Ａ方向視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態を、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造を説明する平面断面図である。動力伝達装置１は、エンジン前置型の四輪駆動車に搭載され、車両の前側に搭載されたエンジンから前輪および後輪へ動力を伝達する動力伝達経路の途中に配設されている。図1の紙面上側が車両の前側で、紙面下側が車両の後側、紙面左右方向が車幅の左右方向に相当する。動力伝達装置１は、ケース２、入力シャフト３、変速シャフト４、リングギヤシャフト５、および出力シャフト６で構成されている。また、実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造は、リングギヤシャフト５に固設されたリングギヤ５６、および出力シャフト６に固設されてリングギヤ５６に噛合するピニオンギヤ６５を潤滑するためのものである。
【００１９】
ケース２は、図１に示されるように車両の前後方向に長く、複数のケース部材が結合されて形成されている。ケース２は、入力シャフト３、変速シャフト４、リングギヤシャフト５、および出力シャフト６を回転自在に軸承している。ケース２の内部には、適量の潤滑油が封入されている。
【００２０】
入力シャフト３は、ケース２の最も前側で車幅方向に延在し、２つのボールベアリング３３、３４によってケース２に軸承されている。入力シャフト３の軸長方向の概ね中間に第1駆動ギヤ３５が固設されている。入力シャフト３の左端３１は、図略の変速機の出力シャフトに一体的に回転するように結合されており、回転動力が入力される。また、入力シャフト３の右端３２は、図略の前輪用差動装置を介して左右の前輪に連結されている。
【００２１】
変速シャフト４は、ケース２の入力シャフト３の後側に配置され、入力シャフト３に平行して車幅方向に延在している。変速シャフト４の左端４１および右端４２はそれぞれ、ローラベアリング４３、４４によってケース２に軸承されている。変速シャフト４の軸長方向の概ね中央に第1従動ギヤ４５が固設されている。第1従動ギヤ４５は、入力シャフト３の第1駆動ギヤ３５と噛合している。変速シャフト４の第1従動ギヤ４５の右側に、第２駆動ギヤ４６が固設されている。
【００２２】
リングギヤシャフト５は、ケース２の変速シャフト４の後側に配置され、変速シャフト４に平行して車幅方向に延在している。リングギヤシャフト５の左端５１及び右端５２はそれぞれ、ローラベアリング５３、５４によってケース２に軸承されている。リングギヤシャフト５の軸長方向の右寄りに第２従動ギヤ５５が固設されている。第２従動ギヤ５５は、変速シャフト４の第２駆動ギヤ４６と噛合している。
【００２３】
互いに噛合する第1駆動ギヤ３５および第1従動ギヤ４５は、はす歯ギヤまたは直歯ギヤとされ、所定の歯数比になっている。同様に、互いに噛合する第２駆動ギヤ４６および第２従動ギヤ５５も、はす歯ギヤまたは直歯ギヤとされ、所定の歯数比になっている。これら４個のギヤにより所定の減速比Ｒ１を有する減速機構が構成されており、リングギヤシャフト５の回転数は、入力シャフト３の回転数に減速比Ｒ１を乗じた値となる。
【００２４】
また、リングギヤシャフト５の軸長方向の概ね中央に、リングギヤ５６が固設されている。リングギヤ５６は、軸線ＡＸに対して歯先が傾斜したハイポイドギヤの形状を有し、図中の左側端面が径の小さい側の小端５６１となっている。リングギヤ５６は、始めはリングギヤシャフト５と別体で製造され、後で圧入法などによりリングギヤシャフト５に一体的に組み付けられている。リングギヤ５６は、歯面の一部がケース２内の潤滑油に没するように配置されており（図３参照）、回転することによって潤滑油を掻き揚げる。
【００２５】
出力シャフト６は、ケース２のリングギヤシャフト５よりも後側の左寄りに、車長方向に延在している。出力シャフト６の前端６１および後部寄り６２はそれぞれ、ローラベアリング６３、６４によってケース２に軸承されている。出力シャフト６の前端６１から前向きに、ハイポイドギヤの形状を有するピニオンギヤ６５が突設されている。ピニオンギヤ６５は、図中の前側で径が小さく、前端面が小端６５１となっている。ピニオンギヤ６５は、始めから出力シャフト６と一体に製造することができ、あるいは、別体で製造しておいて後から出力シャフト６に一体に組み付けることもできる。
【００２６】
ピニオンギヤ６５は、リングギヤシャフト５のリングギヤ５６と噛合しており、小端６５１、５６１同士が接近している。ピニオンギヤ６５の歯数は、リングギヤ５６の歯数よりも小とされており、両者６５、５６の噛合による所定の増速比Ｒ２が設定されている。
【００２７】
リングギヤシャフト５と出力シャフト６とは、上方からみれば直交しているが、水平方向から見れば高さが異なり（図３参照）、ねじれの位置関係になっている。リングギヤ５６とピニオンギヤ６５との噛合により、リングギヤシャフト５の回転方向が９０°変換されて出力シャフト６に伝達され、かつ前記の増速比Ｒ２で出力シャフト６が増速駆動される。
【００２８】
出力シャフト６の後部６２は、図略のプロペラシャフトの前端に連結されており、プロペラシャフトの後端は、後輪用差動装置を介して左右の後輪に連結されている。後輪用差動装置および前輪用差動装置の最終減速比は適正に設計されており、前輪と後輪とが等速で回転するようになっている。以上の構成により、変速機から入力シャフト３に入力された回転動力が前輪および後輪に分配され、車両は４輪駆動で走行する。なお、動力伝達装置の内部に、副変速機や２輪／４輪切替部を設けることもできる。
【００２９】
次に、リングギヤ５６およびピニオンギヤ６５を潤滑する潤滑構造について詳述する。図1に破線で示されるように、リングギヤシャフト５には、軸の内部に形成されて掻き揚げられた潤滑油が送り込まれる軸内油室５７が設けられている。軸内油室５７は、リングギヤシャフト５の軸線ＡＸ方向に延在する円筒状の空間によって形成されている。軸内油室５７の左側は、一端５１で軸端面に開口して一端開口５７１となっている。リングギヤ５６によって掻き揚げられ飛散した潤滑油を集めて軸内油室５７の一端開口５７１に送り込むように、潤滑油送給構造が設けられている。
【００３０】
潤滑油送給構造は、図には省略されているが、例えば、受皿状のオイルレシーバおよび樋状のオイルダクトを組み合わせて構成することができる。潤滑油送給構造は、変速機の潤滑構造などで類似の構成が公知となっており、これらの公知技術を応用できるので詳細な説明は省略する。
【００３１】
一方、軸内油室５７の右側は、リングギヤ５６の直近まで延在して閉止され、他端閉止部５７２となっている。軸内油室５７の他端閉止部５７２寄りの内周面から軸外周面へと、吐き出し穴５８が穿孔されて設けられている。図２は、実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造の要部を示す断面図である。図２において、リングギヤ５６の歯先５６５は破線で示され、歯底５６６は実線で示されている。また、ピニオンギヤ６５の歯先６５５及び歯底６５６は実線で示されている。図示されるように、吐き出し穴５８は、リングギヤシャフト５の径方向外向きに穿設されている。
【００３２】
吐き出し穴５８の軸外周面の開口部５８１は、出力シャフト６のピニオンギヤ６５の小端６５１に近い歯面６５２に臨んでいる。吐き出し穴５８の穴径の大きさや穴の断面形状に限定はなく、また数量も限定されない。本実施形態では、周方向に１８０°間隔で２個の吐き出し穴５８を設けている（図３参照）。
【００３３】
図２に示されるように、出力シャフト６のピニオンギヤ６５には、歯面６５２の小端６５１側の端部を無くして形成された丸底状の窪み６５３が設けられている。窪み６５３は、ピニオンギヤ６５の小端６５１の外周縁を周回して形成されており、環状の丸底溝になっている。窪み６５３は、吐き出し穴５８から吐き出された潤滑油を受容するためのものであり、その大きさおよび形状に制約はない。
【００３４】
また吐き出し穴５８の開口部５８１は、ピニオンギヤ６５の小端６５１の外縁よりも距離Ｄだけ歯面６５２側に変位している。そして、開口部５８１は歯面６５２の一部と窪み６５３の一部とに正対している。
【００３５】
次に、上述のように構成された実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造の作用、及び効果について説明する。図３は、実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造の作用を説明する図１の矢印Ａ方向視図である。また、図４は、実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造の効果を説明する図１の矢印Ａ方向視図である。図３及び図４で、右上がりのハッチングはリングギヤシャフト５の断面を示し、右下がりのハッチングは便宜的にリングギヤ５６の歯面５６２を示している。また、油面レベルＬ１は従来適量とされていた潤滑油の油量を示している。従来技術では、回転するリングギヤ５６の歯面５６２の歯幅Ｗｔの全体、すなわち歯面５６２の概ね全面積が油没されるようになっていた。
【００３６】
実施形態において車両が走行すると、各シャフト３、４、５、６が回転する。リングギヤシャフト５のリングギヤ５６も回転して、ケース２の底部に滞留している潤滑油を掻き揚げる。掻き揚げられた潤滑油の一部は、リングギヤ５６の歯面５６２に付着し、そのままピニオンギヤ６５と噛合するときの潤滑作用に用いられる。掻き揚げられた潤滑油の残りは、図３に矢印Ｆ１で示されるように、ケース２の内部空間に飛散する。
【００３７】
飛散した潤滑油は、潤滑油送給構造によって集められ、一端開口５７１から軸内油室５７に送り込まれる。さらに、軸内油室５７内の潤滑油は、図２に矢印Ｆ２で示されるように軸線方向に流れ、矢印Ｆ３で示されるように遠心力によって吐き出し穴５８内を径方向外向きに流れる。そして、潤滑油は、矢印Ｆ４で示されるように、吐き出し穴５８の開口部５８１から径方向外向きに飛散する。
【００３８】
ここで、リングギヤシャフト５は回転しているので、矢印Ｆ４で示される潤滑油の飛散方向は、実際には図３に矢印Ｆ４１〜Ｆ４８で示される方向となる。すなわち、開口部５８１から径方向外向きに飛散する潤滑油は、主にリングギヤシャフト５の軸直交面内で各方向にアトランダムに飛散する。これにより、飛散する潤滑油の一部、図３の例では矢印Ｆ４２、Ｆ４３で示される一部がピニオンギヤ６５に到達する。さらに、潤滑油の一部はピニオンギヤ６５の窪み６５３に受容されて歯面６５２へ導かれ、効率良く潤滑作用に用いられる。
【００３９】
上述した経路で潤滑油を供給することは、従来技術では実施されていなかった。したがって、軸内油室５７及び吐き出し穴５８を経由して供給される潤滑油の分だけ油没するリングギヤ５６の歯面５６２の面積を減少して付着する油量を減らしても、供給される全潤滑油量を従来と同等にできる。つまり、ケース２の内部の潤滑油の従来の油面レベルＬ１を低下させても潤滑性能は低下せず、油面低下により撹拌抵抗が低減された分だけ動力伝達効率を従来よりも向上できる。
【００４０】
図４には、従来の油面レベルＬ１を実施形態の油面レベルＬ２まで低下させた事例が示されている。この事例では、回転するリングギヤ５６の歯面５６２の歯幅Ｗｔの約４０パーセントが油没されるようになっている。これにより、撹拌抵抗は従来の半分以下に低減される。当然ながら、リングギヤ５６の歯面５６２の油没面積を削減できる割合は、軸内油室５７及び吐き出し穴５８を経由して供給される潤滑油の量に依存して定まる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、リングギヤシャフト５に設けられた吐き出し穴５８の開口位置５８１が出力シャツと６のピニオンギヤ６５の小端よりも歯面側の窪み６５３の一部および歯面６５２の一部に対して径方向内外に正対する。これにより、遠心力を利用して吐き出し穴５８からピニオンギヤ６５の窪み６５３及び歯面６５２へと効率よく潤滑油が供給される。したがって、リングギヤ５６の歯面５６２の油没面積を顕著に減少させても潤滑性能は低下せず、撹拌抵抗が低減された分だけ動力伝達効率を顕著に向上できる。
【００４２】
また、実施形態の動力伝達装置１の潤滑構造を搭載した四輪駆動車では、動力伝達効率を向上して、車両の燃費を向上できる。
【００４３】
なお、本発明は、リングギヤシャフト５および出力シャフト６が同じ高さで直交し、一対のかさ歯ギヤを用いて動力伝達方向を変換する動力伝達装置にも適用できる。さらに、動力伝達装置に副変速部や２輪／４輪切替部が組み込まれていてもよい。その他、本発明は、様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：動力伝達装置
２：ケース    ３：入力シャフト    ４：変速シャフト
５：リングギヤシャフト
５６：リングギヤ    ５６１：小端    ５６２：歯面
５７：軸内油室    ５８：吐き出し穴    ５８１：開口部
６：出力シャフト
６５：ピニオンギヤ    ６５１：小端    ６５２：歯面    ６５３：窪み
Ｄ：距離    Ｌ１：従来の油面レベル    Ｌ２：実施形態の油面レベル
【図１】
2014001783.tif 000003
【図２】
2014001783.tif 000004
【図３】
2014001783.tif 000005
【図４】
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