(57)【要約】【課題】簡素な構造でシャフト内に潤滑油を効果的に貯留させる。【解決手段】潤滑油を流通させる油路を有するシャフト１０であって、シャフト１０内を一端側から軸方向に延びる軸方向油路７０と、シャフト１０内を径方向に延びると共に、その内部を軸方向油路７０から供給される潤滑油が流通可能な径方向油路７３と、シャフト１０内に形成されると共に、少なくともその一部を径方向油路７３に連通させており、その内周面の少なくとも一部を径方向油路７３とは異なる方向に軸方向油路７０の内周面よりも径方向外方に窪ませた油貯留部８０とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を流通させる油路を有するシャフトであって、
前記シャフト内を一端側から軸方向に延びる軸方向油路と、
前記シャフト内を径方向に延びると共に、その内部を前記軸方向油路から供給される潤滑油が流通可能な径方向油路と、
前記シャフト内に形成されると共に、少なくともその一部を前記径方向油路に連通させており、その内周面の少なくとも一部を前記径方向油路とは異なる方向に前記軸方向油路の内周面よりも径方向外方に窪ませた油貯留部と、を備える
ことを特徴とするシャフト。
【請求項２】
前記油貯留部が、前記シャフト内を他端側から軸方向に延設されて前記軸方向油路と連通する軸穴であって、その内径を前記軸方向油路の内径よりも大径に形成されている
請求項１に記載のシャフト。
【請求項３】
前記軸穴の開口を閉塞する蓋部材をさらに備える
請求項２に記載のシャフト。
【請求項４】
前記蓋部材が、前記軸穴内を前記径方向油路とは反対側の内周面から離間して軸方向に延びる延設部を有すると共に、該延設部に前記径方向油路と同方向に窪む凹部が形成されている
請求項３に記載のシャフト。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のシャフトの支持構造であって、潤滑油が封入されたケース部材と、前記シャフトの外周面のうち、前記径方向油路の開口部が隣接する部位を前記ケース部材に回転可能に軸支するベアリングと、を備える
ことを特徴とするシャフトの支持構造。
【請求項６】
請求項５に記載のシャフトの支持構造を備える車両用の動力伝達装置であって、前記シャフトの一端側が他端側よりも車体上下方向の下方に位置するように傾斜して車両に搭載される
ことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、シャフト、シャフトの支持構造及び、動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両には、トランスファ装置やデファレンシャル装置等の動力伝達装置が搭載されている。この種の動力伝達装置の潤滑構造として、例えば、特許文献１，２には、ケース下部に貯留された潤滑油をオイルポンプにより汲み上げてシャフト内の軸方向油路に圧送し、該潤滑油をシャフト内の径方向油路から軸受等の潤滑要素に供給するようにした構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０８５４２２号公報
【特許文献２】特開２００９−１８０３６２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、車両が長期に亘って停車するいわゆる長期滞留状態に置かれると、潤滑油が軸受等からケース下部に完全に落ち切ってしまう場合がある。このような状態で車両を再運転すると、特に、オイルポンプから離れた部位の軸受等は、オイルポンプから潤滑油が供給されるまでの間は無潤滑状態で回転することになり、焼き付き等を引き起こす虞がある。
【０００５】
本開示の技術は、このような点に鑑みてなされたものであり、簡素な構造でシャフト内に潤滑油を効果的に貯留させ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、潤滑油を流通させる油路を有するシャフトであって、前記シャフト内を一端側から軸方向に延びる軸方向油路と、前記シャフト内を径方向に延びると共に、その内部を前記軸方向油路から供給される潤滑油が流通可能な径方向油路と、前記シャフト内に形成されると共に、少なくともその一部を前記径方向油路に連通させており、その内周面の少なくとも一部を前記径方向油路とは異なる方向に前記軸方向油路の内周面よりも径方向外方に窪ませた油貯留部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記油貯留部が、前記シャフト内を他端側から軸方向に延設されて前記軸方向油路と連通する軸穴であって、その内径を前記軸方向油路の内径よりも大径に形成されていることが好ましい。
【０００８】
また、前記軸穴の開口を閉塞する蓋部材をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記蓋部材が、前記軸穴内を前記径方向油路とは反対側の内周面から離間して軸方向に延びる延設部を有すると共に、該延設部に前記径方向油路と同方向に窪む凹部が形成されていることが好ましい。
【００１０】
本開示の技術は、前記シャフトの支持構造であって、潤滑油が封入されたケース部材と、前記シャフトの外周面のうち、前記径方向油路の開口部が隣接する部位を前記ケース部材に回転可能に軸支するベアリングと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本開示の技術は、前記シャフトの支持構造を備える車両用の動力伝達装置であって、前記シャフトの一端側が他端側よりも車体上下方向の下方に位置するように傾斜して車両に搭載されてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、簡素な構造でシャフト内に潤滑油を効果的に貯留させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車両の動力伝達系を示す模式的な全体構成図である。
【図２】第一実施形態に係るシャフトを備えた動力伝達装置を示す模式的な縦断面図である。
【図３】第一実施形態に係るシャフトの主として油貯留穴を示す模式的な縦断面図である。
【図４】第一実施形態に係る作用効果を説明する模式図である。
【図５】第二実施形態に係るシャフトの主として蓋部材を示す模式的な縦断面図である。
【図６】他の実施形態に係るシャフトの主として油貯留穴を示す模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るシャフト、シャフトの支持構造及び、動力伝達装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称およ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返さない。
【００１５】
［共通構成］
図１は、本実施形態に係る車両１の動力伝達系を示す模式的な全体構成図である。車両１は、動力源の一例としてエンジンＥを備えている。エンジンＥのクランクシャフトは、クラッチ装置２を介してトランスミッション３に断接可能に接続されている。トランスミッション３の出力側には、トランスファ装置２０が設けられている。
【００１６】
トランスファ装置２０は、本実施形態の動力伝達装置の一例であって、フロントプロペラシャフト１２０を介してフロントデファレンシャル装置１３０に接続されている。また、トランスファ装置２０は、リアプロペラシャフト１１０を介してリアデファレンシャル装置１６０に接続されている。フロントデファレンシャル装置１３０には、左右のフロント駆動軸１４０Ｌ，１４０Ｒを介して左右の前輪１５０Ｌ，１５０Ｒがそれぞれ接続されている。リアデファレンシャル装置１６０には、左右のリア駆動軸１７０Ｌ，１７０Ｒを介して左右の後輪１８０Ｌ，１８０Ｒがそれぞれ接続されている。
【００１７】
［第一実施形態］
図２は、第一実施形態に係るシャフト１０を備えたトランスファ装置２０を示す模式的な縦断面図である。トランスファ装置２０のケース２１内には潤滑油（図中に模式的な液面レベルＯＬを一点鎖線で示す）が封入されている。また、ケース２１には、互いに並行に配置されたインプットシャフト３０、カウンタシャフト４０及び、フロントドライブシャフト１０が、それぞれ軸受５０〜５８を介して回転可能に軸支されている。
【００１８】
本実施形態において、トランスファ装置２０は、インプットシャフト３０の入力側が出力側よりも車体上下方向の上方に位置するように、言い換えれば、フロントドライブシャフト１０の入力側が出力側よりも車体上下方向の下方に位置するように、各シャフト３０，４０，１０の軸心を傾斜させた状態で車両１（図１参照）に搭載されている。
【００１９】
インプットシャフト３０は、互いに相対回転可能なインナーシャフト３１及び、アウターシャフト３２を有する二重軸構造とされている。インナーシャフト３１の入力端は、トランスミッション３（図１参照）のアウトプットシャフト１００に接続されている。また、インナーシャフト３１の出力端は、リアプロペラシャフト１１０に接続されている。さらに、インナーシャフト３１の入力側には、第１結合機構３５の一部を構成する第１クラッチハブ３６が一体回転可能に固定されている。
【００２０】
アウターシャフト３２には、メインギヤ３３が一体回転可能に固定されている。また、アウターシャフト３２の入力側には、第１結合機構３５の一部を構成する第１ドグギヤ３７が設けられている。
【００２１】
第１結合機構３５は、外周歯を有する第１クラッチハブ３６と、第１ドグギヤ３７と、内周歯を有する第１スリーブ３８と、第１スリーブ３８をシフト移動させる不図示のアクチュエータとを備えている。第１結合機構３５は、第１スリーブ３８が第１クラッチハブ３６のみと噛合する非結合状態（ニュートラル）と、第１スリーブ３８が第１クラッチハブ３６及び第１ドグギヤ３７に噛合する結合状態とに選択的に切り替え可能に構成されている。
【００２２】
第１結合機構３５がニュートラルのときは、アウトプットシャフト１００からインナーシャフト３１に入力される駆動力はリアプロペラシャフト１１０のみに伝達される。一方、第１結合機構３５が結合状態のときは、アウトプットシャフト１００からインナーシャフト３１に入力される駆動力はリアプロペラシャフト１１０及び、アウターシャフト３２の両方に伝達されるようになっている。
【００２３】
カウンタシャフト４０には、低速用カウンタギヤ４１及び、高速用カウンタギヤ４２が一体回転可能に固定されている。低速用カウンタギヤ４１は、メインギヤ３３及び、後述する低速用出力ギヤ６１と常時噛合する。
【００２４】
フロントドライブシャフト１０は、一対のテーパローラベアリング５７，５８を介してケース２１に回転可能に軸支されている。第１テーパローラベアリング５７は、フロントドライブシャフト１０の一端側（車体前後方向の後端側）の外周を支持し、第２テーパローラベアリング５８は、フロントドライブシャフト１０の他端側（車体前後方向の前端側）の外周を支持している。また、フロントドライブシャフト１０の一端には、オイルポンプＯＰの不図示の駆動軸が接続され、フロントドライブシャフト１０の他端には、フロントプロペラシャフト１２０が接続されている。
【００２５】
フロントドライブシャフト１０には、高速用出力ギヤ６０が第１ニードルベアリング６２を介して相対回転可能に軸支され、低速用出力ギヤ６１が第２ニードルベアリング６３を介して相対回転可能に軸支されている。また、フロントドライブシャフト１０の高速用出力ギヤ６０と低速用出力ギヤ６１との間には、第２結合機構６５の一部を構成する第２クラッチハブ６６が一体回転可能に固定されている。
【００２６】
第２結合機構６５は、外周歯を有する第２クラッチハブ６６と、低速用出力ギヤ６１に設けられた低速用ドグギヤ６７と、高速用出力ギヤ６０に設けられた高速用ドグギヤ６８と、内周歯を有する第２スリーブ６９と、第２スリーブ６９をシフト移動させる不図示のアクチュエータとを備えている。第２結合機構６５は、第２スリーブ６９が第２クラッチハブ６６のみと噛合する非結合状態（ニュートラル）と、第２スリーブ６９が第２クラッチハブ６６及び低速用ドグギヤ６７に噛合する低速側結合状態と、第２スリーブ６９が第２クラッチハブ６６及び高速用ドグギヤ６８に噛合する高速側結合状態とに選択的に切り替え可能に構成されている。
【００２７】
第１結合機構３５が結合状態で、第２結合機構６５が低速側結合状態に切り替えられると、アウトプットシャフト１００からインナーシャフト３１に入力される駆動力は、アウターシャフト３２→メインギヤ３３→低速用カウンタギヤ４１→低速用出力ギヤ６１→フロントドライブシャフト１０→フロントプロペラシャフト１２０の順に伝達される。一方、第１結合機構３５が結合状態で、第２結合機構６５が高速側結合状態に切り替えられると、アウトプットシャフト１００からインナーシャフト３１に入力される駆動力は、アウターシャフト３２→メインギヤ３３→低速用カウンタギヤ４１→カウンタシャフト４０→高速用カウンタギヤ４２→高速用出力ギヤ６０→フロントドライブシャフト１０→フロントプロペラシャフト１２０の順に伝達されるようになっている。
【００２８】
本実施形態において、フロントドライブシャフト１０の内部には、複数の油路７０〜７３及び、油貯留穴８０が設けられている。
【００２９】
軸方向油路７０は、フロントドライブシャフト１０内を一端側（車体前後方向の後端側）から軸方向に延設されている。より詳しくは、軸方向油路７０は、オイルポンプＯＰの吐出口が隣接するフロントドライブシャフト１０の一端側端面１０Ａの略中心部に開口する。さらに、軸方向油路７０は、フロントドライブシャフト１０内を、一端側端面１０Ａからフロントドライブシャフト１０の第２テーパローラベアリング５８によって軸支された部位１０Ｂに亘って延設されている。
【００３０】
オイルポンプＯＰは、例えばギヤポンプやトロコイドポンプであって、フロントドライブシャフト１０から伝達される回転力で駆動する。オイルポンプＯＰが駆動すると、ケース２１の底部に貯留された潤滑油は縦方向油路７６を介して汲み上げられ、軸方向油路７０内を一端側から他端側に向けて圧送される。なお、以下の説明において、軸方向油路７０の一端（車体前後方向の後端）を上流端、他端（車体前後方向の前端）を下流端とも称する。
【００３１】
第１径方向油路７１は、フロントドライブシャフト１０内を軸方向油路７０から分岐すると共に、第１ニードルベアリング６２に向けて径方向に延設されている。第２径方向油路７２は、フロントドライブシャフト１０内を軸方向油路７０から分岐すると共に、第２ニードルベアリング６３に向けて径方向に延設されている。すなわち、軸方向油路７０を流れる潤滑油が、第１径方向油路７１を介して第１ニードルベアリング６２に供給されると共に、第２径方向油路７２を介して第２ニードルベアリング６３に供給されるように構成されている。
【００３２】
油貯留穴８０は、フロントドライブシャフト１０内を他端側（車体前後方向の前端側）から軸方向に延設されており、軸方向油路７０の下流端と連通する。油貯留穴８０の詳細については後述する。
【００３３】
第３径方向油路７３は、フロントドライブシャフト１０内を軸方向油路７０の下流端と隣接する油貯留穴８０の上流端から分岐すると共に、第２テーパローラベアリング５８に向けて径方向に延設されている。第３径方向油路７３の出口部は、フロントドライブシャフト１０の外周面のうち、第２テーパローラベアリング５８のインナーレース５８Ａと隣接する部位に開口形成されている。すなわち、軸方向油路７０の下流端に達した潤滑油が、油貯留穴８０の上流端を介して第３径方向油路７３の出口部から吐出されることで、該潤滑油が第２テーパローラベアリング５８に効果的に供給されるように構成されている。
【００３４】
［油貯留穴］
次に、図３に基づいて、本実施形態に係る油貯留穴８０の詳細構造について説明する。
【００３５】
図３は、本実施形態に係るフロントドライブシャフト１０の主として油貯留穴８０を示す模式的な縦断面図である。なお、図中において、符号１１は、フロントドライブシャフト１０の出力端外周面に固定されたカップリング、符号１２は、ケース２１とカップリング１１との隙間を封止する円環状の第１シールリング、符号１３は、ケース２１とフロントドライブシャフト１０との隙間を第２テーパローラベアリング５８よりも外側で封止する円環状の第２シールリングをそれぞれ示している。
【００３６】
油貯留穴８０は、フロントドライブシャフト１０内を他端側（車体前後方向の前端側）から軸方向に延設された軸穴であって、フロントドライブシャフト１０の他端側端面１０Ｃの略中心部に開口する。また、油貯留穴８０の延設端（上流端）は、軸方向油路７０の下流端と連通する。さらに、油貯留穴８０の内径は、軸方向油路７０の内径よりも大径に形成されており、これら油貯留穴８０と軸方向油路７０との接続部位には円環状の段差面８１が設けられている。この段差面８１と隣接する油貯留穴８０の内周面には、第３径方向油路７３の入口部が開口形成されている。また、油貯留穴８０の開口部には蓋部材８２が設けられている。
【００３７】
蓋部材８２は、例えば、ゴム等の樹脂材料で形成されており、小径部８２Ａと、大径部８２Ｂとを一体に有する。小径部８２Ａは、その外径を油貯留穴８０の内径と同径或は、僅かに大径に形成されており、油貯留穴８０内に嵌入されている。大径部８２Ｂは、その外径をフロントドライブシャフト１０の外径よりも小径且つ、油貯留穴８０の内径よりも大径に形成されており、フロントドライブシャフト１０の他端側端面１０Ｃに着座することにより、油貯留穴８０の開口部を閉塞する。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態に係る油貯留穴８０の作用効果を図４に基づいて説明する。
【００３９】
図４（Ａ）は、車両１（図１参照）の停車、或は、第１結合機構３５又は第２結合機構６５（何れも図２に示す）の少なくとも一方がニュートラルとなり、フロントドライブシャフト１０が第３径方向油路７３を軸心よりも上方に位置させて回転停止した状態を示している。この際、フロントドライブシャフト１０が回転停止するよりも前に軸方向油路７０内を流れていた潤滑油の一部は、第３径方向油路７３とは反対側（図中下方側）の油貯留穴８０の内周面８０Ａと段差面８１Ａとにより画定される側方視で断面略Ｖ字状、且つ、軸方向視で略半円弧状に下方に窪む凹空間Ｓ内に捕集され、回転停止後も当該凹空間Ｓ内に貯留される。
【００４０】
この状態から、車両１が運転を再開し、且つ、第１結合機構３５及び第２結合機構６５（何れも図２に示す）が結合状態に切り替わると、図４（Ｂ）に示すように、フロントドライブシャフト１０が回転することで、凹空間Ｓ内に貯留されていた潤滑油は第３径方向油路７３に送られる。
【００４１】
すなわち、第２テーパローラベアリング５８がオイルポンプＯＰ（図２参照）から離れた場所に配置されていても、該オイルポンプＯＰから潤滑油が供給されるよりも前に、油貯留穴８０に貯留されていた潤滑油が第３径方向油路７３を介して第２テーパローラベアリング５８に早期に供給されるように構成されている。これにより、車両１が、例えば長期滞留状態に置かれ、第２テーパローラベアリング５８から潤滑油が落ち切った状態で運転を再開しても、第２テーパローラベアリング５８が油貯留穴８０から供給される潤滑油により潤滑状態で回転されるようになり、第２テーパローラベアリング５８の焼き付き等を効果的に防止することが可能になる。
【００４２】
［第二実施形態］
図５は、第二実施形態に係るフロントドライブシャフト１０の主として油貯留穴８０及び、蓋部材８２を示す模式的な縦断面図である。第二実施形態は、第一実施形態の蓋部材８２に延設部８３を追加したものである。
【００４３】
具体的には、延設部８３は、小径部８２Ａから大径部８２Ｂとは反対側に突出して設けられている。延設部８３の断面形状は、小径部８２Ａの外周面と略同形状に湾曲する円弧面部８３Ａと、略平面状の平面部８３Ｂとを有する略半円形状に形成されている。さらに、延設部８３には、平面部８３Ｂから円弧面部８３Ａ側に窪む凹部８４が凹設されている。本実施形態において、蓋部材８２は、延設部８３の平面部８３Ｂが油貯留穴８０の第３径方向油路７３とは反対側の内周面８０Ａから離間するように、言い換えれば、凹部８４の開口が第３径方向油路７３とは反対側に向けられるように、油貯留穴８０に装着される。
【００４４】
すなわち、図５に示すように、フロントドライブシャフト１０が第３径方向油路７３を軸心よりも下方に位置させた状態で回転停止した場合には、凹部８４内に潤滑油が貯留されるように構成されている。これにより、フロントドライブシャフト１０が再回転した際には、最初の半回転にて凹部８４内から潤滑油が流れ落ちることで、第２テーパローラベアリング５８に潤滑油を早期に供給することが可能になる。
【００４５】
［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
【００４６】
例えば、図６に示すように、油貯留穴８０を、小径穴部８５と大径穴部８６とを有する段付き穴として形成してもよい。この場合も、フロントドライブシャフト１０の回転停止時に、軸方向油路７０と小径穴部８５との間の段差面８１又は、小径穴部８５と大径穴部８６との間の段差面８７の少なくとも一方に潤滑油を効果的に貯留することができる。特に、フロントドライブシャフト１０が第３径方向油路７３を軸心よりも下方に位置させて回転停止した場合には、段差面８７に貯留された潤滑油をフロントドライブシャフト１０の再回転時に第３径方向油路７３へ効果的に供給することが可能になる。
【００４７】
また、油貯留穴８０の形状は、軸穴状に限定されず、その内周面の一部が第３径方向油路７３とは異なる方向に軸方向油路７０の内周面よりも径方向外方に窪む形状であれば、例えば凹溝状等であってもよい。
【００４８】
また、第３径方向油路７３が潤滑油を供給する先は、第２テーパローラベアリング５８に限定されず、他の軸受等であってもよい。
【００４９】
また、本実施形態の動力伝達装置は、トランスファ装置２０に限定されず、デファレンシャル装置１６０やトランスミッション３等、シャフトを備える他の動力伝達装置であってもよい。また、動力伝達装置は、必ずしもシャフトを傾斜させた状態で車両に搭載される必要は無く、シャフトが車体前後方向又は車体幅方向と略並行となるように搭載されるものでもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  車両
１０  フロントドライブシャフト（シャフト）
２０  トランスファ装置
２１  ケース
５７  第１テーパローラベアリング
５８  第２テーパローラベアリング
７０  軸方向油路
７１  第１径方向油路
７２  第２径方向油路
７３  第３径方向油路（径方向油路）
８０  油貯留穴（油貯留部）
８１  段差面
８２  蓋部材
【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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【図６】
2019157942.tif 000008