(57)【要約】【課題】簡易な構成でストレーナの目詰まりを抑制した高い信頼性の潤滑構造を有する歯車変速機を提供する。【解決手段】潤滑油が封入されたケーシング２と、該ケーシング２に軸支されて動力を伝達する軸部材（３１、３４、３７）と、該軸部材（３１、３４、３７）に設けられ選択的に噛合することにより所定の変速比を実現しあるいはまた所定の動力伝達経路を実現する変速歯車（５１、５４、５７）と、前記ケーシング２の底部から前記潤滑油を吸い上げるオイルポンプ４と前記潤滑油を濾過するストレーナ６とを有して潤滑対象部位に前記潤滑油を循環供給する潤滑油循環手段と、を備える歯車変速機（トランスファ装置１）において、前記潤滑油循環手段は、前記ストレーナ６の上流側に前記潤滑油を濾過するフィルタ（プレート濾材７１、７２）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油が封入されたケーシングと、該ケーシングに軸支されて動力を伝達する軸部材と、該軸部材に設けられ選択的に噛合することにより所定の変速比を実現しあるいはまた所定の動力伝達経路を実現する歯車対と、前記ケーシングの底部から前記潤滑油を吸い上げるオイルポンプと前記潤滑油を濾過するストレーナとを有して潤滑対象部位に前記潤滑油を循環供給する潤滑油循環手段と、を備える歯車変速機において、
前記潤滑油循環手段は、前記ストレーナの上流側に前記潤滑油を濾過するフィルタを備えることを特徴とする歯車変速機。
【請求項２】
前記ケーシングは高さの異なる複数の前記底部を有し、前記ストレーナは下側の該底部に開く前記オイルポンプの吸込口に設けられ、前記フィルタは上側の該底部から下側の該底部へ前記潤滑油が流下する途中に配設されている、請求項１に記載の歯車変速機。
【請求項３】
前記フィルタは、メッシュをもつ板状のプレート濾材で形成され、かつ上側の前記底部の端縁に立設されている請求項２に記載の歯車変速機。
【請求項４】
前記フィルタに濾過されて流下する前記潤滑油を貯留するとともに前記ストレーナが配設される油溜区画を、下側の前記底部に形成する隔壁部材を備える請求項２または３のいずれか一項に記載の歯車変速機。
【請求項５】
前記フィルタのメッシュは、前記ストレーナのメッシュよりも緻密とされている請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯車変速機。
【請求項６】
前記オイルポンプは、前記軸部材の周囲に形成されて該軸部材の回転により駆動されるものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の歯車変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用の歯車変速機に関し、より詳細には歯車変速機の潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の軸部材と各軸部材に設けられて噛合する複数の歯車対とを備え、アクチュエータ操作あるいは人手操作により歯車対を選択して所定の変速比を実現する車両用の歯車変速機がある。また、副変速機を備えて高速と低速とを切り替えあるいはまた継断装置を備えて４輪駆動と２輪駆動とを切り替えるトランスファ装置も、広義には歯車変速機と呼ぶことができる。この種の歯車変速機やトランスファ装置では、軸受部や歯車噛合部の動作を円滑化し、また摩擦熱による機内温度上昇を低減し、さらには生成されたスラッジなどを取り除くために、ケーシング内に潤滑油を封入して循環させる潤滑構造が一般的に採用されている。例えば、本願出願人が特許文献１に開示した手動変速機の潤滑装置は、オイルポンプを用いて変速機ケース内のオイル（潤滑油）を噛合部と軸受け面（軸受部）とに送給して潤滑するようにしたものである。
【０００３】
特許文献１に限らず、オイルポンプを用いて潤滑油を強制的に循環供給する方式では、オイルポンプの吸込側にメッシュ状の濾材を有するストレーナを設けるのが一般的になっている。ストレーナは、潤滑油を濾過することにより、組付時に混入した異物や、部品端部から遊離するバリや、潤滑油が変質して生成されるスラッジなどを捕捉し、これらがオイルポンプに入り込んで循環することのないようにしている。これにより、オイルポンプの動作を良好に保ち、またオイルシールのリップ部へスラッジが堆積して油漏れを引き起こすことを防止している。
【特許文献１】特開平１１−２９４５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、混入した異物や生成されるスラッジの量が多いときには、ストレーナの濾材のメッシュが目詰まりして潤滑油の循環供給量が減少することが起こり得る。このような潤滑不足は、歯車や軸部材の焼付きを発生させ、結果的には車両の重大な事故に繋がるおそれがある。目詰まりの対策として、組付時の作業管理により混入される異物を低減し、また潤滑油の特性選定及び品質管理によりスラッジの生成を抑制しているが、異物を完全になくすことはできない。そこで、設計面の対策として濾材のメッシュの粗さを調整している。しかしながら、メッシュが粗すぎると異物がオイルポンプに侵入して動作に影響を及ぼし、また異物がシールのリップ部に堆積して油漏れを引き起こす問題も生じる。逆に、メッシュが細かすぎると目詰まりのおそれが増大する。
【０００５】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でストレーナの目詰まりを抑制した高い信頼性の潤滑構造を有する歯車変速機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の歯車変速機は、潤滑油が封入されたケーシングと、該ケーシングに軸支されて動力を伝達する軸部材と、該軸部材に設けられ選択的に噛合することにより所定の変速比を実現しあるいはまた所定の動力伝達経路を実現する変速歯車と、前記ケーシングの底部から前記潤滑油を吸い上げるオイルポンプと前記潤滑油を濾過するストレーナとを有して潤滑対象部位に前記潤滑油を循環供給する潤滑油循環手段と、を備える歯車変速機において、前記潤滑油循環手段は、前記ストレーナの上流側に前記潤滑油を濾過するフィルタを備えることを特徴とする。
【０００７】
まず、本発明の具体的な態様を例示して説明する。本発明の歯車変速機は、例えば、部分的に高さの異なる上下二段の底部を有し潤滑油が封入されたケーシングと、ケーシングに軸支される入力軸及び出力軸と、両軸にそれぞれ設けられて噛合することにより所定の変速比を実現する歯車対と、を備えることができる。入力軸及び出力軸がケーシングを貫通する箇所はオイルシールで保持することにより、回動自由でかつ密閉構造とすることができる。また、いずれかの軸の周囲に形成されて軸の回転により駆動されるオイルポンプを設けることができる。オイルポンプの吸込口は、パイプなどを用いてケーシングの下側の底部まで延長することができる。吸込口の先端にはストレーナを設けて滞留している潤滑油中に配置し、オイルポンプが潤滑油を吸い上げられるように構成することができる。一方、オイルポンプの吐出口は、例えば軸内油路を経由して軸受部や歯車噛合部などの潤滑対象部位に連通させることができる。また、上側の底部の端縁にメッシュをもつプレート濾材を立設してフィルタを構成することができる。プレート濾材のメッシュの粗さは、ストレーナの濾材のメッシュよりも緻密とすることができる。
【０００８】
上述のように構成された本発明の歯車変速機によれば、ケーシングの下側の底部に滞留する潤滑油は、オイルポンプによりストレーナから吸い上げられ続いて潤滑対象部位に供給される。そして、潤滑油は、潤滑対象部位で異物やスラッジを洗い流して潤滑作用を果たした後、遠心力により飛散し、また重力により部材間の隙間やケーシング内壁面を伝わって流下し、一部は上側の底部に流レ込みプレート濾材を経由して最終的に下側の底部に戻る。上側の底部に流れ込まなかった潤滑油の残りは、直通で下側の底部まで流下する。下側の底部に達して滞留する潤滑油は、再度オイルポンプに吸い上げられ、循環供給のサイクルが繰り返される。この循環供給の１サイクルにおいて、潤滑油はフィルタとストレーナの２箇所で濾過されるので、異物やスラッジは２箇所に分散して捕捉される。特に、プレート濾材はストレーナに対して上流側に配置されかつメッシュが緻密であるので、異物やスラッジの多くを捕捉することができ、ストレーナの目詰まりは大幅に抑制される。
【０００９】
本発明は、狭義の歯車変速機だけでなく、トランスファ装置などの広義の歯車変速機にも利用可能である。ケーシングは、上述のように上下二段の底部を有するものとは限定されず、単純な平底や円筒内面状の底部、あるいは三段以上の段差を有する底部であってもよい。ただし、ケーシングは密閉容器とされ、潤滑油が適量封入されて循環される構造であることとする。軸部材は、入力軸及び出力軸に限定されず、例えばカウンター軸などを備えていてもよい。また、４輪駆動車用トランスファ装置のように、前輪用出力軸及び後輪用出力軸を備えていてもよい。変速歯車には、シンクロメッシュ機構により選択噛合される歯車対やプラネタリギヤを用いることができる。オイルポンプは、例えば特許文献１に開示されるように軸部材の回転により駆動される方式のポンプとすることができるが、潤滑油を強制循環するものであれば方式は問わない。
【００１０】
ストレーナは、潤滑油を濾過して油中に混入している異物やスラッジを捕捉するものである。ストレーナは、例えば潤滑油が流れる筒状の筐体内にメッシュをもつ濾材を配して形成することができる。ストレーナは、潤滑油が循環する経路の途中に設けることができ、ケーシング底部の潤滑油中に浸して配設し、あるいは底部からオイルポンプの吸込口に至るパイプの途中に配設することが好ましい。ストレーナをオイルポンプの吸込口側に配置することにより、ポンプ本体を異物の侵入から保護することができる。
【００１１】
フィルタも、潤滑油中の異物やスラッジを捕捉するという目的を有し、ストレーナの上流側に設けられるものである。ストレーナの上流側とは、潤滑油が潤滑対象部位から流下してストレーナにまで到達する途中の意味である。メッシュをもち上側の底部の端縁に立設されたプレート濾材はフィルタの一例であり、上側の底部から下側の底部へと流下する潤滑油を濾過することができる。なお、プレート濾材の上側には隙間を設けることができ、仮にメッシュが目詰まりしても潤滑油はプレート濾材を乗り越えて隙間から流下するので、循環の支障とはならない。このプレート濾材の他、例えば、ケーシング内を上側と下側とに分断するように配置した薄板状の濾材でフィルタを形成し、流下する全ての潤滑油が濾過されるように構成することができる。あるいは、潤滑油中に浸されたストレーナを囲むように、潤滑油中にフィルタを配置するようにしてもよい。
【００１２】
また、プレート濾材により濾過された潤滑油が流れ込む下側の底部の一部を隔壁部材で区画して油溜区画とすることができ、さらに油溜区画内にストレーナを配設することができる。例えば、隔壁部材として単純な板材を下側の底部に立設し、プレート濾材に近い油溜区画と、プレート濾材から離れた区画と、に区分することができる。この態様によれば、濾過された清浄な潤滑油が油溜区画に貯留されストレーナを経由してオイルポンプに吸い上げられので、異物混入に対し極めて信頼性の高い潤滑構造とすることができる。
【００１３】
なお、フィルタのメッシュの粗さをストレーナのメッシュよりも緻密とすることにより、フィルタにおける異物やスラッジの捕捉率を高め、ストレーナの捕捉率を低く抑えることができる。このメッシュの粗さは、逆の構成とすることもできる。すなわち、フィルタのメッシュの粗さをストレーナのメッシュよりも粗大としてもよい。この態様では、大きめの異物はフィルタによって捕捉され、フィルタを通過した小さめの異物がストレーナに捕捉される。メッシュの粗密関係がいずれであっても、異物やスラッジは２箇所に分散して捕捉され、従来よりもストレーナの目詰まりが抑制されることは明らかである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の歯車変速機では、ストレーナの上流側に潤滑油を濾過するフィルタを設けたので、循環供給される潤滑油中に混入している異物やスラッジは２箇所に分散して捕捉され、ストレーナの濾材の目詰まりは大幅に抑制される。とりわけ、ケーシングが高さの異なる複数の底部を有する場合には、メッシュをもつ板状のプレート濾材を上側の底部の端縁に立設するだけでフィルタを構成することができ、簡易な構成で容易に潤滑構造の信頼性を向上することができる。さらに、隔壁部材として例えば板材を下側の底部に立設した態様では、プレート濾材に濾過された清浄な潤滑油が貯留されて吸い上げられので、異物混入に対し極めて信頼性の高い潤滑構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は、本発明の実施例であり広義の歯車変速機の一種である４輪駆動車用トランスファ装置１を説明する側面断面図である。また、図２は、トランスファ装置１を軸方向からみた断面図である。図２に示されるように、このトランスファ装置１はケーシング２が傾斜した状態で用いられるものであり、図１は厳密には図２中のＸ、ＡＸ１、ＡＸ２、Ｙを順次結んだ断面を示している。
【００１６】
実施例のトランスファ装置１は、上側の主軸線ＡＸ１を軸芯として図１の左から順に入力軸３１、オイルポンプ４、副変速機５１、後輪用出力軸３４、前輪駆動歯車５４を備えている。これらの部位は、図中左右の軸受部３２、３３によりケーシング２に回動自在に軸支され、かつ互いに相対回転可能に保持されている。また、主軸線ＡＸ１と平行する下側の副軸線ＡＸ２を軸芯として前輪用出力軸３７を備えている。前輪用出力軸３７の外周には前輪従動歯車５７が形成されている。そして、入力軸３１の回転動力をプラネタリギヤ式の副変速機５１で高速あるいは低速のどちらかに選択して後輪用出力軸３４に伝達出力するようになっている。さらに、前輪駆動歯車５４は、シンクロメッシュ機構５５により後輪用出力軸３４に継断可能とされ、図略のチェーンにより前輪従動歯車５７へ動力を伝達するようになっている。入力軸３１、後輪用出力軸３４、前輪用出力軸３７は本発明の軸部材に相当し、副変速機５１、前輪駆動歯車５４及び前輪従動歯車５７は本発明の変速歯車に相当する。
【００１７】
ケーシング２は、図１に示されるように、上側の主軸線ＡＸ１付近で軸方向に大きく、下側の副軸線ＡＸ２付近では軸方向に小さく形成されている。そして、副変速機５１の下側からシンクロメッシュ機構５５の下側にかけて、ケーシング２の中間高さに上側底部２１が形成されている。上側底部２１は、図中右側がわずかに低く傾斜しており、さらにその右側は下方に折れ曲がり、前輪用出力軸３７よりも低くケーシング２で最も下側の下側底部２５に続いている。
【００１８】
本発明の潤滑油循環手段として本実施例では、オイルポンプ４、ストレーナ６、フィルタに相当するプレート濾材７１、７２を有している。オイルポンプ４は、入力軸３１の外周に設けられ、入力軸３１の軸動力で駆動されるように構成されている。オイルポンプ４の吸込口は、吸込パイプ４１を用いて下側底部２５まで延長されている。ストレーナ６は、吸込パイプ４１の先端に設けられて下側底部２５上に戴置され、潤滑油を吸い上げる際に濾過を行うようになっている。一方、オイルポンプ４の吐出口は、出力軸３４の軸芯に設けられた軸方向油路３５に連通している。軸方向油路３５の途中から径方向に分岐して径方向油路３６が形成されている。図１には１０個の径方向油路３６が示されており、潤滑対象部位である副変速機５１や前輪駆動歯車５４、シンクロメッシュ機構５５及び、図中右側の軸受部３３に連通している。図中左側の軸受け部３２には、油路３５、３６を介さず、直接的にオイルポンプ４の吐出口が連通されている。
【００１９】
図１に示される上側底部２１の右側の端縁には、２枚のプレート濾材７１、７２が立設されている。詳述すると、図２に示されるように、傾斜したケーシング２の図中右側の低い側には大きな三角形状の大プレート濾材７１が設けられ、大プレート濾材７１の下側の二辺は上側底部２１の底面に沿い、上側の一辺は略水平となっている。ケーシング２の図中左側には中央寄りに小さな小プレート濾材７２が設けられている。大プレート濾材７１及び小プレート濾材７２は、ストレーナ６よりも緻密なメッシュをもつ板状の部材で形成され、流下する潤滑油の流路を横断するように配設されている。
【００２０】
さらに本実施例では、図１に示されるように、下側底部２５の中央左寄りから上側底部２１の高さまで、隔壁部材８が立設されている。隔壁部材８により下側底部２５は二分され、図中左側に油溜区画２６、図中右側に滞留区画２７が区画形成されている。油溜区画２６内には、吸込パイプ４１及びストレーナ６が配置されている。また、隔壁部材８と下側底部２５との間にはわずかな隙間があり、油溜区画２６と滞留区画２７との間は潤滑油が往き来できるようになっている。
【００２１】
次に、実施例のトランスファ装置１における潤滑の動作及び作用について説明する。入力軸３１が回転し始めると、その軸動力に駆動されてオイルポンプ４も動作を開始する。すなわち、オイルポンプ４は、油溜区画２６からストレーナ６を介して潤滑油を吸い上げ、出力軸３４の軸方向油路３５及び図中左側の軸受部３２に吸い上げた潤滑油を供給する。潤滑油は、軸方向油路３５を図中右方に向かって流れ、次には、軸回転の遠心力の作用により径方向油路３６を径方向外向きに流れて潤滑対象部位に供給され、潤滑作用を果たす。つまり、潤滑対象部位の異物やスラッジを洗い流しつつ、飛散されて流下する。潤滑対象部位のうち図中左側の軸受部３２や副変速機５１、シンクロメッシュ機構５５を潤滑した潤滑油は、部品間の隙間やケーシング２の内壁面を流下して上側底部２１に流れ込む。上側底部２１の潤滑油Ｊ１は、傾斜に誘導されて図１の右方に向かい、多くは大プレート濾材７１よって濾過され、残りは小プレート濾材７２よって濾過され、異物やスラッジは捕捉されて上側底部２１に残る。濾過後の潤滑油Ｊ２は、流下して油溜区画２６に戻り、貯留される。
【００２２】
潤滑対象部位のうち前輪駆動歯車５４や図中右側の軸受部３３を潤滑した潤滑油Ｊ３は、上側底部２１を経由せず、直接的に滞留区画２７へ戻る。本実施例では、油溜区画２６に戻る潤滑油Ｊ２の油量は、滞留区画２７に戻る潤滑油Ｊ３の油量よりも大となっており、図示されるような油面差が生じる。両区画の間は潤滑油が往き来できるようになっているため、油面差があっても潤滑作用に支障は生じない。
【００２３】
以上説明したように、潤滑油は油溜区画２６からストレーナ６を介してオイルポンプ４に吸い上げられ、潤滑対象部位に供給されて潤滑作用を果たし上側底部２１に流下した後、プレート濾材７１、７２で濾過されて油溜区画２６に戻る。このサイクル中で、潤滑作用により潤滑油中に混入した異物やスラッジの多くは、プレート濾材７１、７２の濾過作用により捕捉されるので、油溜区画２６には清浄な潤滑油が戻るようになっている。そして、この清浄な潤滑油が優先的に吸い上げられるので、ストレーナ６で捕捉すべき異物やスラッジの量はプレート濾材７１、７２を有しない従来構成よりも大幅に減少する。したがって、ストレーナ６の目詰まりを抑制した高い信頼性の潤滑構造とすることができる。なお、プレート濾材７１、７２の上側には隙間があるので、仮にメッシュが目詰まりしても、図１の矢印Ｆに示されるように潤滑油はプレート濾材７１、７２を乗り越えて流下し、支障は生じない。
【００２４】
実施例のプレート濾材７１、７２及び隔壁部材８は簡易な形状であり、大幅にコストを上昇させることなく、潤滑構造の信頼性を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、狭義の歯車変速機だけでなく、オイルポンプを用いて軸受部や歯車噛合部を強制的に潤滑する構造のトランスファ装置など、広義の歯車変速機に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例であり広義の歯車変速機の一種である４輪駆動車用トランスファ装置を説明する側面断面図である。
【図２】図１の実施例のトランスファ装置を軸方向からみた断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：４輪駆動車用トランスファ装置
２：ケーシング          ２１：上側底部          ２５：下側底部
２６：油溜区画          ２７：滞留区画
３１：入力軸            ３２、３３：軸受部
３４：後輪用出力軸      ３５：軸方向油路        ３６：径方向油路
３７：前輪用出力軸
４：オイルポンプ        ４１：吸込パイプ
５１：副変速機（変速歯車）
５４：前輪駆動歯車      ５５：シンクロメッシュ機構
５７：前輪従動歯車
６：ストレーナ
７１：大プレート濾材（フィルタ）    ７２：小プレート濾材（フィルタ）
８：隔壁部材
ＡＸ１：主軸線      ＡＸ２：副軸線
Ｊ１：上側底部の潤滑油
Ｊ２：油溜区画に戻る潤滑油
Ｊ３：滞留区画に戻る潤滑油
【図１】
2009121558.tif 000003
【図２】
2009121558.tif 000004