(57)【要約】【課題】歯車対の摩擦接触部に供給される潤滑油のみを冷却することにより、潤滑箇所ごとに適した粘度特性の潤滑油を供給することのできる伝動機構の潤滑装置を提供する。【解決手段】底部３に潤滑油が貯留されるケーシング２の内部に、その底部３に貯留された潤滑油を掻き上げる回転体と、相対的に動作する二つの回転部材とを備え、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油が、前記相対的に動作する二つの回転部材の摩擦接触部に供給される伝動機構の潤滑装置において、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の油温を、前記ケーシング２の外部に放熱することにより冷却して前記摩擦接触部に供給する冷却機構１７が、前記摩擦接触部の上方に設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に潤滑油が貯留されるケーシングの内部に、その底部に貯留された潤滑油を掻き上げる回転体と、相対的に動作する二つの回転部材とを備え、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油が、前記相対的に動作する二つの回転部材の摩擦接触部に供給される伝動機構の潤滑装置において、
前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の油温を、前記ケーシングの外部に放熱することにより冷却して前記摩擦接触部に供給する冷却機構が、前記摩擦接触部の上方に設けられている
ことを特徴とする伝動機構の潤滑装置。
【請求項２】
前記冷却機構は、熱輸送手段を備え、
前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の熱を前記熱輸送手段によって前記所定のケーシングの外部に熱輸送して放熱することにより、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の油温を、前記所定のケーシングの底部に貯留された潤滑油の油温に比較して低温にするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の伝動機構の潤滑装置。
【請求項３】
前記熱輸送手段は、ヒートパイプを含むことを特徴とする請求項２に記載の伝動機構の潤滑装置。
【請求項４】
前記二つの回転部材は、互いに歯を噛み合わせてトルクを伝達する歯車を含み、その歯車の歯面に前記摩擦接触部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動機構の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、相対的に動作して動力を伝達する伝動機構を潤滑する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属などの高硬度の部材が荷重を受けて互いに接触する部分では、相互の円滑な相対動作をおこなわせるため、また摩耗を抑制するために潤滑を行うのが通常である。具体的には、摩擦接触面に油膜を形成するように潤滑油を供給する。そして、潤滑油は、温度に依存して粘度が変化するため、油膜を形成させるためには、相対的に低温で、ある程度高い粘度の潤滑油が好ましく、言い換えれば、相対的に高温で、ある程度低い粘度の潤滑油は、その粘性抵抗が低いことにより、前述した摩擦接触面における油膜の形成・維持には好ましくない。その潤滑油の供給は、潤滑油を加圧して前記摩擦接触面の近傍に吹き付けたり、あるいは回転体で掻き上げた潤滑油を前記摩擦接触面に向けて降りかけさせたりしている。したがって、この種の潤滑箇所を有する機械装置類では、その内部が飛散もしくは流動する潤滑油によって湿潤状態になり、また回転体の一部がオイル溜まりに浸漬（油浴）し、潤滑油を撹拌することになる。
【０００３】
歯車やローラあるいは駆動軸などが潤滑油を付着させて回転したり、オイル溜まりに浸漬して潤滑油を撹拌すると、潤滑油の粘性抵抗によって動力の損失（例えば、撹拌損失など）が生じる。したがって、その損失を低減させるためには、前述した摩擦接触面に油膜を形成させる場合とは反対に、相対的に高温で、ある程度低い粘度の潤滑油が好ましく、言い換えれば、相対的に低温で、ある程度高い粘度の潤滑油は、その粘性抵抗が高いことにより好ましくない。
【０００４】
しかしながら、この種の潤滑箇所を有する機械装置類は、潤滑油によって潤滑箇所の潤滑および冷却を同時におこなうように構成されており、例えば特許文献１には、オイルクーラーで冷却した、すなわちオイルクーラーからの戻りオイルをディファレンシャル装置のベアリングに半強制的に供給することが記載されている。また、特許文献２には、トランスミッションケースの底部に貯留されるトランスミッションオイルの熱を、ヒートパイプによってトランスミッションケースの外部に熱輸送して、車両の走行風もしくはパーキングブレーキドラムの外周に設けられたファンの送風によって放熱し、潤滑油を冷却することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３８７８０号公報
【特許文献２】特開平７−９８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
歯車などの回転体によって潤滑油を掻き上げて潤滑箇所に潤滑油を供給する場合、その回転体の回転変動に依存して潤滑箇所に供給する潤滑油量にいわゆるバラツキが生じるため、特許文献１に記載されているように、オイルクーラーの戻りオイルをベアリング（潤滑箇所）に供給すれば、回転体（例えば、ファイナルドリブンギア）の回転速度の変化に拘わらずに潤滑油量を確保することができる。これは、各種の機械装置類において、潤滑箇所を潤滑する潤滑油量を確保し、言い換えれば、潤滑箇所に潤滑不足が生じることを防止もしくは抑制するための技術である。したがって、これは、前述した摩擦接触面に積極的に油膜を形成・維持させて摩擦接触面の噛み合い摩擦（噛み合い損失）を低減させるものではない。具体的には、特許文献１に記載された構成では、オイルクーラーによって冷却された潤滑油がベアリングに供給されるが、その潤滑油はベアリングの発熱によって温められるので、他の相対的に動作する回転部材同士の摩擦接触面の噛み合い摩擦（噛み合い損失）を低減させることができない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載されているように、トランスミッションオイルの熱をヒートパイプによって熱輸送してトランスミッションケースの外部に放熱すれば、従来のようなオイルクーラーなどを用いないでトランスミッションオイルを冷却することができる。これは、各種の機械装置類において、潤滑油の温度上昇を小スペース、低コストで抑制するための技術であり、そのため、トランスミッションオイル全体を冷却するように構成されている。したがって、前述した摩擦接触面における噛み合い損失を低減するにとどまる虞がある。このように従来では、相反する潤滑油の粘度特性が要求される二つの潤滑箇所に、それぞれに適した粘度特性の潤滑油を積極的に供給するための機能がなく、摩擦接触面の噛み合い損失および潤滑油を掻き上げる回転体の撹拌損失の低減を両立させる点で、未だ改良の余地があった。
【０００８】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、摩擦接触部に供給される潤滑油のみを冷却することにより、潤滑箇所ごとに適した粘度特性の潤滑油を供給することのできる伝動機構の潤滑装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、底部に潤滑油が貯留されるケーシングの内部に、その底部に貯留された潤滑油を掻き上げる回転体と、相対的に動作する二つの回転部材とを備え、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油が、前記相対的に動作する二つの回転部材の摩擦接触部に供給される伝動機構の潤滑装置において、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の油温を、前記ケーシングの外部に放熱することにより冷却して前記摩擦接触部に供給する冷却機構が、前記摩擦接触部の上方に設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記冷却機構は、熱輸送手段を備え、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の熱を前記熱輸送手段によって前記所定のケーシングの外部に熱輸送して放熱することにより、前記回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の油温を、前記所定のケーシングの底部に貯留された潤滑油の油温に比較して低温にするように構成されていることを特徴とする伝動機構の潤滑装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記熱輸送手段は、ヒートパイプを含むことを特徴とする伝動機構の潤滑装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記二つの回転部材は、互いに歯を噛み合わせてトルクを伝達する歯車を含み、その歯車の歯面に前記摩擦接触部が形成されていることを特徴とする伝動機構の潤滑装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、二つの回転部材の摩擦接触部に、冷却機構によって冷却された潤滑油が供給される。より具体的には、摩擦接触部に供給される潤滑油のみが、冷却機構によってその熱をケーシングの外部に放熱されて冷却される。言い換えれば、摩擦接触部に供給される潤滑油のみが、ケーシングの底部に貯留された潤滑油に比較して相対的に低温にされる。そのため、ケーシングの底部に貯留されている潤滑油の温度は、相対的に高温のままである。その結果、摩擦接触部には、その相対的に低温で、その粘度がある程度高められた潤滑油が供給されるから、摩擦接触部に相対的に高温の潤滑油が付着して油膜が形成される場合と比較して、油膜の形成・維持が促進され、効果的に潤滑をおこなうことができる。そして、これにより、摩擦接触部の噛み合い摩擦を低減することができる。また、前述したように、摩擦接触部に供給される潤滑油のみが冷却機構によって冷却されるから、回転体が掻き上げる潤滑油は相対的に高温で、ある程度低粘度のままであり、したがって、回転体の撹拌損失を低減することができる。言い換えれば、相反する粘度特性が要求される回転体と摩擦接触部とに、それぞれに適した粘度特性の潤滑油を供給できるから、回転体の撹拌損失および摩擦接触部の噛み合い摩擦の低減を両立することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、冷却機構は熱輸送手段を備えており、回転体によって掻き上げられた潤滑油の少なくとも一部は、その熱を熱輸送手段によって熱輸送されてケーシングの外部に放熱され、ケーシング底部に貯留されている潤滑油に比較して低温に冷却される。すなわち、回転体によって掻き上げられた潤滑油の一部の熱のみを熱輸送手段によってケーシングの外部に熱輸送し、放熱することにより冷却するので、摩擦接触部に供給される潤滑油のみを冷却でき、また、オイルクーラーなどと比較して簡素な構成で潤滑油を冷却することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明による効果と同様の効果のに加えて、熱輸送手段はヒートパイプを含むので、回転体によって掻き上げられた少なくとも一部の潤滑油の熱を、ヒートパイプによってケーシングの外部に熱輸送して放熱することができる。そのため、摩擦接触部に供給する潤滑油を冷却することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、互いに歯を噛み合わせてトルクを伝達する歯車に、冷却機構によって冷却された低温高粘度の潤滑油が供給されるので、歯面に形成された摩擦接触部における油膜の形成・維持が促進され、効果的に潤滑をおこなうことができる。その結果、噛み合い摩擦を低減することができる。また、摩擦接触部に供給される潤滑油のみが冷却されるので、ケーシングの底部に貯留された潤滑油を掻き上げる回転体は、相対的に高温低粘度の潤滑油を掻き上げることになり、したがって、回転体の撹拌損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明を適用した車両のマニュアルトランスアクスルを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
つぎにこの発明をより具体的に説明する。図１に、この発明を車両のマニュアルトランスアクスルに適用した例を模式的に示してある。マニュアルトランスアクスル１は、駆動力源（図示せず）の出力側に設けられており、そのケーシング２の内部に、歯車や軸受などの被潤滑部が収容されている。そして、そのケーシング２の底部がオイル溜まり部（オイルパン）３となっている。被潤滑部に対する潤滑油の供給は、いずれかの回転体によって潤滑油を掻き上げておこなうようになっている。なお、軸受などの低い箇所にある被潤滑部に対しては、油面を高くして潤滑油にその被潤滑部を浸漬することにより、その被潤滑部に潤滑油を供給してもよい。また、駆動力源は、内燃機関（例えばエンジン）や電気モータあるいはこれらを組み合わせた構成など、車両に使用されている一般的な駆動力源であってよい。
【００１９】
ケーシング２の内部には、入力軸４が設けられており、発進クラッチ５を介して駆動力源の発生させる動力が伝達されるようになっている。この入力軸４は、軸受４ａ，４ｂによって回転自在にケーシング２に保持されている。入力軸４に平行して出力軸６が設けられており、出力軸６は、軸受６ａ，６ｂによって回転自在にケーシング２に保持されている。そして、入力軸４と出力軸６との間に、それぞれギア比が異なっている複数の歯車対が設けられている。この複数の歯車対が、この発明の相対的に動作する二つの回転部材に相当する。これらの複数の歯車対は常時噛み合っており、入力軸４に設けられたシンクロナイザ（変速用切替機構）７，８を操作することによって、入力軸４に伝達された動力を出力軸６に伝達するようになっている。すなわち、シンクロナイザ（変速用切替機構）７あるいはシンクロナイザ８を操作して、入力軸４に遊転可能に設けられた駆動歯車を入力軸４に同期させることによって、出力軸６に一体化して設けられた従動歯車に動力が伝達されるようになっている。
【００２０】
具体的に説明すると、入力軸４と出力軸６との間に、第２速歯車対９が設けられている。この第２速歯車対９は、入力軸４上で遊転可能に支持されている第２速形成用駆動歯車９ａと、出力軸６に一体に設けられている第２速形成用従動歯車９ｂとを備え、前進第２速でトルクを伝達するようになっている。
【００２１】
また、入力軸４と出力軸６との間に、第４速歯車対１０が設けられている。この第４速歯車対１０は、入力軸４上で遊転可能に支持されている第４速形成用駆動歯車１０ａと、出力軸６に一体に設けられている第４速形成用従動歯車１０ｂとを備え、前進第４速でトルクを伝達するようになっている。
【００２２】
さらにまた、入力軸４と出力軸６との間に、第１速歯車対１１が設けられている。この第１速歯車対１１は、入力軸４上で遊転可能に支持されている第１速形成用駆動歯車１１ａと、出力軸６に一体に設けられている第１速形成用従動歯車１１ｂとを備え、前進第１速でトルクを伝達するようになっている。
【００２３】
さらにまた、入力軸４と出力軸６との間に、第３速歯車対１２が設けられている。この第３速歯車対１２は、入力軸４上で遊転可能に支持されている第３速形成用駆動歯車１２ａと、出力軸６に一体に設けられている第３速形成用従動歯車１２ｂとを備え、前進第３速でトルクを伝達するようになっている。
【００２４】
さらにまた、入力軸４と出力軸６との間に、後進段歯車（図示せず）が設けられている。この後進段歯車は、入力軸４に一体に設けられている後進段形成用駆動歯車と、これに噛み合う後進段形成用従動歯車と、その従動歯車に噛合するとともに出力軸６に一体に設けられている他の後進段形成用従動歯車とを備え、後進段でトルクを伝達するようになっている。
【００２５】
そして、出力軸６に一体化して設けられているカウンタギア１３が、デファレンシャルギア１４のリングギヤ１４ａに常時噛み合わされている。すなわち、出力軸６とデファレンシャルギア１４とが常時、動力伝達可能に連結されている。デファレンシャルギア１４には、ドライブシャフト１５，１６がそれぞれ設けられており、これらの軸１５，１６を介して駆動輪（図示せず）が連結されている。
【００２６】
ケーシング２の上部であって、トランスアクスル１の第３速歯車対１０側から第２速歯車対９側に亘って、この発明の冷却機構が設けられている。この発明の冷却機構１７は、いずれかの回転体によって掻き上げられた潤滑油の少なくとも一部の熱をヒートパイプ１８によってケーシング２の外部に熱輸送し、また、放熱することにより潤滑油の少なくとも一部を冷却するように構成されている。
【００２７】
そのヒートパイプ１８は、従来一般的に知られているものであってよく、ヒートパイプ１８の内部には、潜熱によって熱を輸送する水などの作動流体が脱気された状態で封入されている。なお、このヒートパイプは、その内部に毛細管力によって作動流体を還流させるウィックが封入されたウィック式ヒートパイプであってもよい。
【００２８】
ヒートパイプ１８の一方の端部は、ケーシング２の内側に設けられており、具体的に説明すると、前述した変速用の複数の歯車対が互いに荷重を与え合って接触する摩擦接触部の上方であって、かつ、第３速歯車対１０側から第２速歯車対９側（図１において、ケーシング２の内部の右側上方から左側上方）に亘って設けられており、前述したいずれかの回転体によって掻き上げられた潤滑油の少なくとも一部が降りかかるように設けられている。言い換えれば、ヒートパイプ１８の一方の端部は、入力軸４および出力軸６に平行して設けられるとともに、複数の歯車対９，１０，１１，１２が互いに荷重を与え合って接触する摩擦接触部の上方に設けられている。
【００２９】
ヒートパイプ１８の一方の端部は、降りかかった潤滑油の熱を受熱して、言い換えれば、その熱によってヒートパイプ１８の内部に封入された作動流体を蒸気化させ、その蒸気化潜熱によって潤滑油の熱を他方の端部に熱輸送するようになっている。したがって、ケーシング２の内部に設けられた一方の部分が、ヒートパイプ１８の蒸気化部１８ａになっている。そして、ヒートパイプ１８の蒸気化部１８ａに降りかかり、熱を奪われて冷却された潤滑油の少なくとも一部が、前述した変速用の複数の歯車対９，１０，１１，１２（すなわち、変速用の複数の歯車対の摩擦接触部）に供給されるようになっている。
【００３０】
また、ヒートパイプ１８は、その中央付近でコの字形状に折り曲げられて形成されており、その他方の端部が、前述した一方の端部に平行してケーシング２の外側上部に延出されている。その他方の端部の外周側には、熱輸送された熱を放熱する複数の放熱フィン１９が熱伝達可能に設けられている。放熱フィン１９は、その放熱面がヒートパイプ１８に直交するように設けられており、言い換えれば、放熱フィン１９は、車両に対して平行に設けられている。そして、作動流体の蒸気化潜熱によって輸送された熱が、複数の放熱フィン１９からケーシング２の外部に放熱され、蒸気化した作動流体が凝縮するようになっている。すなわち、ヒートパイプ１８の他方の端部が、ヒートパイプ１８の凝縮部１８ｂになっている。なお、前述したヒートパイプ１８および放熱フィン１９がこの発明の冷却機構１７に相当する。
【００３１】
したがって、このような構成の伝動機構の潤滑装置においては、いずれかの回転体によって掻き上げられた潤滑油の少なくとも一部であって、ヒートパイプ１８の蒸気化部１８ａに降りかかった潤滑油の少なくとも一部は、その熱が奪われて冷却される。言い換えれば、いずれかの回転体によって掻き上げられて、ヒートパイプ１８の蒸気化部１８ａに接触した潤滑油の熱は、ヒートパイプ１８によってケーシング２の外部に熱輸送され、また放熱されて冷却される。その結果、掻き上げられて蒸気化部１８ａに降りかかった潤滑油の少なくとも一部は、オイルパン３に貯留されている潤滑油に比較して、低温になり、かつ、その粘度が高くなる。また、その蒸気化部１８ａは、前述した複数の歯車対の上方に設けられているから、その低温高粘度の潤滑油の一部は、蒸気化部１８ａの下方に設けられた歯車対の摩擦接触部に供給（滴下）される。その結果、摩擦接触部には、低温高粘度の潤滑油が供給されるので、オイルパン３に貯留されている相対的に高温低粘度の潤滑油が摩擦接触部に供給される場合に比較して、摩擦接触部における油膜の形成が促進され、またその油膜の保持が良好になり、摩擦接触部の効果的な潤滑をおこなうことができる。
【００３２】
また、このような構成の伝動機構の潤滑装置においては、相対的に低温高粘度の潤滑油を歯車対に供給するので、その潤滑油によって歯車を冷却でき、その結果、歯車の熱膨張によるミスアライメントを低減できるとともに、歯車の耐久性を向上させることができる。さらにまた、摩擦接触部の噛み合いによってその温度が上昇される潤滑油を冷却するので、潤滑油の耐久性を向上させることができる。そしてまた、ヒートパイプ１８によってケーシング２の外部に熱を輸送して放熱フィン１９から放熱して冷却するので、簡素な構成で潤滑油を冷却することができる。
【００３３】
一方、摩擦接触部を潤滑し、歯車同士の噛み合いによりその温度が上昇して粘性抵抗が低下した潤滑油は、歯車の回転によって飛散したり、ケーシング２の内部に収容された各種の部材、あるいは、ケーシング２の内壁などをつたって最終的に下方のオイルパン３に到達（流動）する。そのため、このような構成の伝動機構の潤滑装置においては、摩擦接触部に供給される潤滑油のみが冷却されるようになっており、したがって、オイルパン３に貯留される潤滑油は相対的に高温低粘度のままであり、油浴される回転体あるいは軸受などによる潤滑油の引き摺りや撹拌が生じにくく、その結果、いわゆる撹拌抵抗やそれに伴う動力損失を低減することができる。
【００３４】
すなわち、この発明に係る伝動機構の潤滑装置によれば、歯車の摩擦接触部に供給する潤滑油のみを冷却するように構成されているので、ケーシング２の内部に、すなわちオイルパン３に貯留される潤滑油の温度は相対的に高温低粘度に保たれており、したがって、摩擦接触部の噛み合い摩擦（噛み合い損失）および回転体の撹拌損失の低減を両立することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…マニュアルトランスアクスル、  ２…ケーシング、  ９，１０，１１，１２…歯車対、  １７…冷却機構、  １８…ヒートパイプ、  １９…放熱フィン。
【図１】
2011117522.tif 000003