(57)【要約】【課題】潤滑油を供給するためのメカニカルポンプを無理なく配置することができるトランスミッションを提供すること。【解決手段】エンジンで生成した回転駆動を動力伝達するトランスミッションであって、内部に潤滑油を貯留したトランスミッションケースと、トランスミッションケースの動力伝達方向の入力側のケース壁面を貫通するインプットシャフトと、インプットシャフトと同軸上に位置してトランスミッションケースの動力伝達方向の出力側のケース壁面を貫通するアウトプットシャフトと、インプットシャフト及びアウトプットシャフトと平行に配置して入力側のケース壁面及び出力側のケース壁面で回転可能に支持したカウンタシャフトと、入力側のケース壁面の外側に配置してカウンタシャフトに潤滑油を供給するようカウンタシャフトの回転を動力源とするメカニカルポンプと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンで生成した回転駆動を動力伝達するトランスミッションであって、
内部に潤滑油を貯留したトランスミッションケースと、
前記トランスミッションケースの動力伝達方向の入力側のケース壁面を貫通するインプットシャフトと、
前記インプットシャフトと同軸上に位置して前記トランスミッションケースの動力伝達方向の出力側のケース壁面を貫通するアウトプットシャフトと、
前記インプットシャフト及び前記アウトプットシャフトと平行に配置して前記入力側のケース壁面及び前記出力側のケース壁面で回転可能に支持したカウンタシャフトと、
前記入力側のケース壁面の外側に配置して前記カウンタシャフトに前記潤滑油を供給するよう前記カウンタシャフトの回転を動力源とするメカニカルポンプと、
を備えることを特徴とするトランスミッション。
【請求項２】
前記メカニカルポンプは、
収納室を有するポンプケーシングと、
前記カウンタシャフトと連通するオイル供給シャフトと、
を備えるトロコイド型の内接歯車型ポンプであり、
前記ポンプケーシングは、
端面に開口する円形の前記収納室と、
前記収納室の底面中心に開口するシャフト連通ポートと、
前記収納室の底面に開口する一対の吸入ポート及び吐出ポートと、
前記トランスミッションケースと前記吸入ポートとを連通する吸入路と、
前記吐出ポートと前記シャフト連通ポートとを連通する吐出路と、
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション。
【請求項３】
前記吐出路は、
前記吐出ポートの容積が徐々に小さくなって最小となる下流端と前記シャフト連通ポートとを連通する、
ことを特徴とする請求項２に記載のトランスミッション。
【請求項４】
前記ポンプケーシングは、
前記トランスミッションケースと連通する第２の吸入路を備え、
前記トランスミッションケースは、
前記第２の吸入路と、前記インプットシャフトを回転自在に支持する支持部と、に連通して前記支持部に前記潤滑油を供給する第２の吐出路と、
を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のトランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッション、特に、回転軸の回転を利用して潤滑油を供給するトランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のトランスミッションの回転軸や複数のギヤは、高速回転を円滑に維持するためにメカニカルポンプ等を用いて潤滑油を供給するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−０７４０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トランスミッション内部の回転軸や複数のギヤを潤滑油で潤滑する場合、潤滑油を圧送するための動力源並びに潤滑が必要な部位へ潤滑油を移送させる配管又は供給路が必要となり、これらを設置するには、コスト面やレイアウト面で制約を受ける課題がある。
【０００５】
本開示の技術は、上述のような課題を解決するために、潤滑油を供給するためのメカニカルポンプを無理なく配置することができるトランスミッションを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の技術は、上記目的を達成するため、エンジンで生成した回転駆動を動力伝達するトランスミッションであって、内部に潤滑油を貯留したトランスミッションケースと、トランスミッションケースの動力伝達方向の入力側のケース壁面を貫通するインプットシャフトと、インプットシャフトと同軸上に位置してトランスミッションケースの動力伝達方向の出力側のケース壁面を貫通するアウトプットシャフトと、インプットシャフト及びアウトプットシャフトと平行に配置して入力側のケース壁面及び出力側のケース壁面で回転可能に支持したカウンタシャフトと、入力側のケース壁面の外側に配置してカウンタシャフトに潤滑油を供給するようカウンタシャフトの回転を動力源とするメカニカルポンプと、を備えるものである。
【０００７】
また、メカニカルポンプは、収納室を有するポンプケーシングと、カウンタシャフトと連通するオイル供給シャフトと、を備えるトロコイド型の内接歯車型ポンプであり、ポンプケーシングは、端面に開口する円形の収納室と、収納室の底面中心に開口するシャフト連通ポートと、収納室の底面に開口する一対の吸入ポート及び吐出ポートと、トランスミッションケースと吸入ポートとを連通する吸入路と、吐出ポートとシャフト連通ポートとを連通する吐出路と、を備えるのが望ましい。
【０００８】
また、吐出路は、吐出ポートの容積が徐々に小さくなって最小となる下流端とシャフト連通ポートとを連通する、のが望ましい。
【０００９】
さらに、ポンプケーシングは、トランスミッションケースと連通する第２の吸入路を備え、トランスミッションケースは、第２の吸入路と、インプットシャフトを回転自在に支持する支持部と、に連通して支持部に潤滑油を供給する第２の吐出路と、を備えるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の技術によれば、潤滑油を供給するためのメカニカルポンプを無理なく配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】トランスミッションを適用した車両用のトランスミッションの模式的な断面図である。
【図２】トランスミッションを潤滑油直送方式に適用した例を示し、図３（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う要部の断面図である。
【図３】トランスミッションを潤滑油直送方式に適用した例を示し、（Ａ）は要部の正面図、（Ｂ）はロータを外した状態の要部の正面図である。
【図４】トランスミッションを潤滑油分岐方式に適用した例を示し、図５（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う要部の断面図である。
【図５】トランスミッションを潤滑油分岐方式に適用した例を示し、（Ａ）は要部の正面図、（Ｂ）はロータを外した状態の要部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るトランスミッションについて説明する。なお、各図において同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及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り返さない。
【００１３】
図１に示すように、トランスミッション１は、例えば、常時噛み合い式の多段変速機であり、エンジンからクラッチ（共に図示せず）を介してインプットシャフト２に伝達するエンジン駆動力を変速ギヤ列３とカウンタシャフト４とを介してアウトプットシャフト５に出力する。なお、クラッチは、トランスミッションケース６に固定のクラッチハウジング９に収容している。
【００１４】
インプットシャフト２とアウトプットシャフト５とはトランスミッションケース６の内部で対向するように同軸上に配置している。また、カウンタシャフト４とアウトプットシャフト５とは、減速ギヤ７を介して常時接続している。
【００１５】
インプットシャフト２の入力側端部は、トランスミッションケース６の入力側のケース壁面６ａを貫通して、クラッチから動力を引き受けるようになっている。アウトプットシャフト５の出力側端部は、トランスミッションケース６の出力側のケース壁面６ｂを貫通して、プロペラシャフト（図示せず）等に動力を引き渡すようになっている。
【００１６】
したがって、インプットシャフト２とアウトプットシャフト５とはエンジン駆動力の動力伝達系における駆動軸として機能し、カウンタシャフト４は、その駆動軸としてのインプットシャフト２から動力伝達を受ける従動軸として機能する。
【００１７】
カウンタシャフト４は、インプットシャフト２及びアウトプットシャフト５の下方に平行に配置している。カウンタシャフト４の両端はトランスミッションケース６に各軸受８Ａ，８Ｂを介して回転可能に支持されている。なお、以下の説明において、各軸受８Ａ，８Ｂは、動力伝達経路を基準として、軸受８Ａはインプット側軸受８Ａとも称し、軸受８Ｂはアウトプット側軸受８Ｂとも称する。
【００１８】
インプットシャフト２には、リバースインプットギヤ１０と１速インプットギヤ１１と２速インプットギヤ１２とを一体に設けると共に、３速インプットギヤ１３と５速インプットギヤ１５とを回転自在に枢支している。また、リバースインプットギヤ１０は、トランスミッションケース６に回転自在に枢支したリバースアイドルギヤ１６と噛合している。カウンタシャフト４は、リバースアイドルギヤ１６と噛合するリバースカウンタギヤ２０と、１速インプットギヤ１１と噛合する１速カウンタギヤ２１と、２速インプットギヤ１２と噛合する２速カウンタギヤ２２と、を回転自在に枢支している。また、カウンタシャフト４は、３速インプットギヤ１３と噛合する３速カウンタギヤ２３と、５速インプットギヤ１５と噛合する５速カウンタギヤ２５と、を一体に設けている。
【００１９】
また、インプットシャフト２には、３速用シンクロ３３と、４速用シンクロ３４と、５速用シンクロ３５と、を配置している。カウンタシャフト４には、リバース用シンクロ３０と、１速用シンクロ３１と、２速用シンクロ３２と、を配置している。
【００２０】
トランスミッションケース６の内部には、潤滑油２８を所定の液位となるように収容しており、少なくとも、リバースカウンタギヤ２０と、１速カウンタギヤ２１と、２速カウンタギヤ２２とが、潤滑油２８に浸かるようになっている。トランスミッションケース６の内部には、接続ロッド３６及びジョイント３７を介してシフトレバー（図示せず）からの操作力を伝達するコントロールロッド３８を配置している。カウンタシャフト４には、トランスミッションケース６のインプット側軸受８Ａで支持した側の端部に配置したメカニカルポンプとしての内接歯車型ポンプ４０によって潤滑油２８を供給するようになっている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、内接歯車型ポンプ４０には、クラッチハウジング９の内部側に位置する入力側のケース壁面６ａの外壁に固定したポンプケーシング４１の内部に、トロコイド曲線によって形成した内歯のアウターロータ４２及び外歯のインナーロータ４３を配置したトロコイド型のポンプを用いている。
【００２２】
このようなトロコイド型のポンプは、摩耗が少なく、しかも、コンパクトで大容量への対応も可能であるうえ、低騒音で長寿命という利点を有している。トロコイド型のポンプは、緻密な計算による設計と、独自の鋳造、研磨技術による高精度な加工によって、歯車の噛み合いで生じるムラを極限まで低減することができる。トロコイド型のポンプの駆動力は圧力と直線的に比例し、圧力が最大のとき駆動力も最大となる。
【００２３】
内接歯車型ポンプ４０は、収納室４１ａを有するポンプケーシング４１と、収納室４１ａに収まるアウターロータ４２と、アウターロータ４２の内側に収まるインナーロータ４３と、収納室４１ａの開放端を封止する封止板４４と、封止板４４を貫通するオイル供給シャフト４５と、を備える。
【００２４】
図３（Ｂ）に示すように、ポンプケーシング４１は、内側の端面に開口する円形の収納室４１ａと、収納室４１ａの底面中心に開口するシャフト連通ポート４１ｂと、収納室４１ａの底面に開口する一対の吸入ポート４１ｃ及び吐出ポート４１ｄと、を形成している。また、ポンプケーシング４１は、潤滑油２８をオイル供給シャフト４５に導入する経路として、トランスミッションケース６に形成した導入路６ｃと吸入ポート４１ｃとを連通する吸入路４１ｅと、吐出ポート４１ｄとシャフト連通ポート４１ｂとを連通する吐出路４１ｆと、を形成している。
【００２５】
アウターロータ４２は、外形が略真円形状（リング状）を呈し、収納室４１ａに略密着状態で平面内を回転する。アウターロータ４２は、その内周に複数（例えば、９歯）の内歯４２ａを有する。なお、アウターロータ４２は、内歯４２ａの間の谷数も内歯４２ａの総数と同数となっている。この際、アウターロータ４２の回転中心はインナーロータ４３の回転中心に対して図示上方に偏心した状態でギヤ収容室内４１ａに回転自在に配置している。
【００２６】
インナーロータ４３は、カウンタシャフト４に対して同軸上に固定され、カウンタシャフト４に付与される動力によって連れ回るように回転駆動する。インナーロータ４３は、その外周に複数（例えば、８歯）の外歯４３ａを有する。なお、インナーロータ４３は、外歯４３ａの間の谷数も外歯４３ａの総数と同数となっている。また、インナーロータ４３の外歯４３ａの総数は、アウターロータ４２の内歯４２ａの総数よりも１つ少ない。
【００２７】
これにより、図３（Ａ）に示すように、図示下側付近に位置するアウターロータ４２の複数の内歯４２ａとインナーロータ４３の外歯４３ａとが雌雄（凹凸）をずらして互いに噛み合うようになっている。一方、図示上側付近に位置するアウターロータ４２とインナーロータ４３との間には、複数の内歯４２ａと複数の外歯４３ａとの間が頂点に向かうほど徐々に離間し、この隙間によって複数の歯間室（ポンプ室）４６が形成される。なお、歯間室４６は、インナーロータ４３の回転位置等のタイミングによって複数に分割した数や容積は変化する。例えば、図３（Ａ）の頂点においてインナーロータ４３の外歯４３ａがアウターロータ４２の内歯４２ａの間に位置しているとき、図示上三つの歯間室４６は一つの歯間室４６となる。
【００２８】
オイル供給シャフト４５は、カウンタシャフト４の軸線上に形成した油路４ａと連通する中空油路４５ａを形成した筒状の本体部４５ｂと、本体部４５ｂと一体に形成してインナーロータ４３と相対回転不能に嵌め合うように小判型(oblong)又は楕円型（oval)とした鍔部４５ｃと、を備える。なお、カウンタシャフト４には、油路４ａとトランスミッションケース６の内部とを連通する放出路４ｂを形成している。
【００２９】
カウンタシャフト４からの動力により、オイル供給シャフト４５とインナーロータ４３とが図３（Ａ）における時計回り方向に回転すると、複数の内歯４２ａの一部が複数の外歯４３ａの一部と噛み合う。これと同時に、インナーロータ４３の回転中心から偏心量だけ離間したアウターロータ４２が、その回転中心の周りでインナーロータ４３と共に同方向に連れ回るように遅れて回転する。アウターロータ４２及びインナーロータ４３の回転方向における上流側の領域（例えば、図３（Ａ）における主に左側半分の領域）では、アウターロータ４２及びインナーロータ４３の回転に伴って各歯間室４６の容積が下流側（頂点）に向かうほど徐々に増加（膨張）する。また、アウターロータ４２及びインナーロータ４３の回転方向における下流側の領域（例えば、図３（Ａ）における主に右側半分の領域）では、アウターロータ４２及びインナーロータ４３の回転に伴って各歯間室４６の容積が減少（収縮）する。
【００３０】
これにより、潤滑油２８は、特に、吐出ポート４１ｄの容積が徐々に小さくなって最小（圧力は最大）となる下流端にて吐出路４１ｆからシャフト連通ポート４１ｂへと供給することができる。したがって、吐出路４１ｆは最短の吐出経路長にて潤滑油２８を供給することができる。
【００３１】
そして、ポンプケーシング４１には、複数の歯間室４６のうちのロータ回転に伴って膨張する側の歯間室４６と連通（対向）するように略円弧状に延在する吸入ポート４１ｃと、複数の歯間室４６のうちのロータ回転に伴って収縮する側の歯間室４６と連通（対向）するように略円弧状に延在する吐出ポート４１ｄと、が形成されている。この際、歯間室４６の各歯間の容積の膨張及び収縮と同様に、各ポート４１ｃ，４１ｄの容積も膨張及び収縮する形状を呈している。
【００３２】
このように、インナーロータ４３が回転すると、アウターロータ４２は同一方向に若干の遅れをもって同一面内を回転する。そして、アウターロータ４２及びインナーロータ４３の回転につれて、両者間の近いところではアウターロータ４２の内歯４２ａとインナーロータ４３の外歯４３ａとが噛み合い、両者間の遠いところでインナーロータ４３の山数が一つ少ないため、歯間室４６の膨張及び収縮によりポンプ作用をなし、潤滑油２８を強制的に吸い込みつつ吐き出す。
【００３３】
このような基本構成において、本実施の形態に係るトランスミッション１は、潤滑油を供給するためのメカニカルポンプを無理なく配置するため、エンジンで生成した回転駆動を動力伝達するトランスミッション１であって、内部に潤滑油２８を貯留したトランスミッションケース６と、トランスミッションケース６の動力伝達方向の入力側のケース壁面６ａを貫通するインプットシャフト２と、インプットシャフト２と同軸上に位置してトランスミッションケース６の動力伝達方向の出力側のケース壁面６ｂを貫通するアウトプットシャフト５と、インプットシャフト２及びアウトプットシャフト５と平行に配置して入力側のケース壁面６ａ及び出力側のケース壁面６ｂで回転可能に支持したカウンタシャフト４と、入力側のケース壁面６ａの外側に配置してカウンタシャフト４に潤滑油２８を供給するようカウンタシャフト４の回転を動力源とする内接歯車型ポンプ４０と、を備えるものである。
【００３４】
次に、本実施の形態に係るトランスミッション１における内接歯車型ポンプ４０の作用を説明する。上記の構成において、内接歯車型ポンプ４０は、インプットシャフト２を介してカウンタシャフト４が回転すると、そのカウンタシャフト４からの動力により、オイル供給シャフト４５とインナーロータ４３とが回転しつつ、位相をずらしながら複数の内歯４２ａの一部が複数の外歯４３ａの一部と噛み合う。
【００３５】
一方、このインナーロータ４３の回転により、インナーロータ４３の回転中心から偏心量だけ離間したアウターロータ４２が、その回転中心の周りでインナーロータ４３と共に同方向に連れ回るように遅れて回転する。
【００３６】
したがって、吸入ポート４１ｃを形成したアウターロータ４２及びインナーロータ４３の回転方向における上流側の領域では、潤滑油２８の吸入作用が発生する。これにより、トランスミッション１の内部に貯留した潤滑油２８を、導入路６ｃ、吸入路４１ｅ、吸入ポート４１ｃを経由して歯間室４６に吸い込むことができる。
【００３７】
さらに、この吸い込み側の歯間室４６の潤滑油２８は、インナーロータ４３の回転により、吐出ポート４１ｄ、吐出路４１ｆ、シャフト連通ポート４１ｂを経由してオイル供給シャフト４５へと吐き出すことができる。
【００３８】
このように、本実施の形態に係るトランスミッション１は、メカニカルポンプとしての内接歯車型ポンプ４０を、トランスミッション１のトランスミッションケース６のうち、インプットシャフト２が貫通する動力伝達方向の入力側のケース壁面６ａの外側に配置してカウンタシャフト４お回転を動力源として潤滑油２８をカウンタシャフト４に供給するよう構成した。これにより、エンジン側から潤滑油を引き回すことなくトランスミッション１の潤滑油２８をカウンタシャフト４（及びインプットシャフト２）に潤滑油２８を供給することができる。また、内接歯車型ポンプ４０は、複雑な構成（形状）となり易いトランスミッションケース６の出力側のケース壁面６ｂに比べて比較的簡素な構成（形状）のトランスミッションケース６の入力側、すなわち、クラッチハウジング９に覆われるようにケース壁面６ａの外壁に配置したことにより、トランスミッション１が大型化してしまうことを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施の形態に係るトランスミッション１は、メカニカルポンプとしてポンプ能力の高いトロコイド型のポンプである内接歯車型ポンプ４０を採用したことにより、ケース壁面６ａからの突出量を少なくすることができる。
【００４０】
ところで、上記実施の形態では、内接歯車型ポンプ４０を、従動軸であるカウンタシャフト４の回転によってカウンタシャフト４に潤滑油を供給する潤滑油直送方式に適用した例を示した。これに対し、従動軸であるカウンタシャフト４に加えて、駆動軸であるインプットシャフト２に潤滑油２８を供給する潤滑油分岐方式に適用することも可能である。
【００４１】
図４及び図５は、上記実施の形態に係る内接歯車型ポンプ４０を潤滑油分岐方式に適用した場合を示す。なお、上記実施の形態と同一の構成若しくは機能的に同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４２】
図４及び図５に示すように、内接歯車型ポンプ４０のポンプケーシング４１には、シャフト連通ポート４１ｂと連通する第２の吸入路４１ｇを備える。一方、トランスミッションケース６には、インプットシャフト２を回転自在に支持する支持部、すなわち、軸受８Ｃを支持する付近のケース壁面６ａに、第２の吸入路４１ｇと連通する第２の吐出路６ｄ及びインプットシャフト２の周囲を取り巻く環状吸入路６ｅを形成している。
【００４３】
これにより、一つの内接歯車型ポンプ４０により、カウンタシャフト４に加えてインプットシャフト２の内部空間２ａにも通路２ｂを通じて潤滑油２８を供給することが可能となる。
【００４４】
ところで、本発明のトランスミッション１は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。
【００４５】
例えば、トランスミッション１は、一つのカウンタシャフト４を備えた構成となっているが、これに限らず、複数本のカウンタシャフト４を備えたトランスミッション１のうち、少なくとも一つのカウンタシャフト４にメカニカルポンプとしての内接歯車型ポンプ４０を配置すればよい。また、トランスミッション１の変則段数は５段に限定されず、例えば、４段でもよい。さらに、トランスミッション１は、常時噛み合い式の多段変速機に限らない。
【００４６】
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「垂直」「平行」「平面」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。
【００４７】
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。
【００４８】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施の形態による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００４９】
以上説明したように、本発明に係るトランスミッションは、潤滑油を供給するためのメカニカルポンプを無理なく配置することができるという効果を有し、回転軸の回転を利用して潤滑油を供給するトランスミッション全般に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  トランスミッション
２  インプットシャフト
４  カウンタシャフト
５  アウトプットシャフト
６  トランスミッションケース
６ａ  ケース壁面（入力側）
６ｂ  ケース壁面（出力側）
２８  潤滑油
４０  内接歯車型ポンプ（メカニカルポンプ）
４１  ポンプケーシング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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