(57)【要約】【課題】車両の運転状況に関わらず、潤滑対象部位に安定して潤滑油を供給することのできる潤滑構造を有した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（出力軸４）と、該軸部材（出力軸４）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する複数組の歯車対（第１〜第６歯車５１〜５６、後進用歯車５７）と、前記ケーシング２内下部の油滞留空間ＶＴ（の掻上げ領域ＶＲ）に滞留する前記潤滑油を潤滑対象部位に供給する潤滑油供給手段と、を備える歯車変速機１において、前記油滞留空間ＶＴ（の貯留領域ＶＳ）を軸方向前後に区分する仕切板（前仕切板８１、後仕切板８２）を備える。【選択図】図４
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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する複数組の歯車対と、前記ケーシング内下部の油滞留空間に滞留する前記潤滑油を潤滑対象部位に供給する潤滑油供給手段と、を備える歯車変速機において、
前記油滞留空間を軸方向前後に区分する仕切板を備えることを特徴とする歯車変速機。
【請求項２】
前記歯車対は、一部が前記潤滑油中に浸されて該潤滑油を掻き上げることにより、前記潤滑油供給手段の一部を兼ねる、請求項１に記載の歯車変速機。
【請求項３】
前記油滞留空間を前記歯車対に近接した掻上げ領域と該歯車対から離隔した貯留領域とに区画するオイルセパレータを備え、前記仕切板は前記貯留領域に配設されている請求項１または２のいずれか一項に記載の歯車変速機。
【請求項４】
前記仕切板は軸方向前後に連通する流通穴を有し、または、前記仕切板と前記ケーシングとの間に隙間を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯車変速機。
【請求項５】
前記軸部材が搭載車両の前後方向に縦置きに配設される、請求項１〜４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。この種の歯車変速機では、軸受部や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。そして、ケーシング下部に滞留する潤滑油を潤滑対象部位に供給する方式として、掻上げ方式あるいはポンプ方式が用いられる。掻上げ方式は、歯車の回転により水車のように潤滑油を掻き上げ、遠心力を利用して飛散させることにより対象部位に供給する方式であり、飛散した潤滑油を効率的に受け止めるオイルレシーバが併用される場合も多い。ポンプ方式は、軸部材の周囲にポンプを形成し、軸部材の回転動力を利用して潤滑油を吸い上げ、対象部位に供給する方式である。いずれの方式においても、軸部材の内部に油路を形成して、軸心側から潤滑対象部位に潤滑油を供給することが行われている。
【０００３】
ここで、ケーシング下部の油滞留空間に浸される一部の歯車は直接的に潤滑されるが、潤滑油を掻き上げるために撹拌損失が生じる。撹拌損失には回転動力が消費され、高速走行時に増大する。本願出願人は、この撹拌損失を低減するオイルセパレータの構造を特許文献１の変速機の潤滑構造に開示している。すなわち、複数の歯車及びシャフトに近接して延在し、油滞留空間を歯車対に近接した掻上げ領域（オイルセパレータ内側）と、歯車対から離隔した貯留領域（オイルタンク）とに仕切るオイルセパレータを提案している。オイルセパレータを設けることで、撹拌される潤滑油を掻上げ領域内に限定することができ、撹拌損失を低減することができる。
【０００４】
以上説明したいずれの方式、構造の変速機においても、対象部位の潤滑を十分に行うとともに撹拌抵抗が過大とならないように、過不足のない適正量の潤滑量がケーシング内に封入されている。
【特許文献１】特開２００３−２６９５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両に搭載される変速機では、加速走行時や減速走行時及び旋回走行時には潤滑油に加速度が作用してケーシング内部を揺動し、あるいは油面が傾いて、部分的に潤滑油が行き渡らなくなり潤滑不足が生じるおそれがある。特に、軸部材を車両の前後方向に配置した縦置形の変速機では、急発進時や急加速時に潤滑油が後部側に移行して前部側の油面が低下するため、前部側の歯車が十分に潤滑油中に浸されなくなり、また掻き上げる潤滑油量が減少することが生じ得る。ポンプ方式においても、吸上げ口付近の潤滑油が不足して気泡が混入したり、油圧が低下してキャビテーションが発生したりする不具合の生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、車両の運転状況に関わらず、潤滑対象部位に安定して潤滑油を供給することのできる潤滑構造を有した歯車変速機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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する複数組の歯車対と、前記ケーシング内下部の油滞留空間に滞留する前記潤滑油を潤滑対象部位に供給する潤滑油供給手段と、を備える歯車変速機において、前記油滞留空間を軸方向前後に区分する仕切板を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、車両用の変速機において、ケーシング内下部の油滞留空間を適宜枚数の仕切板で複数の小空間に区分することで、加速度により軸方向前後に潤滑油が移行することを抑制し、下側の軸部材に設けられた歯車が潤滑油中に確実に浸された状態を維持できるようにしたことを主旨としている。本発明では、ケーシングや軸部材及び複数の歯車対には、従来の構造を適用することができる。
【０００９】
ケーシングには適当量の潤滑油を封入して、循環使用するように構成することができる。また、必要に応じて潤滑油の一部補充や全量交換が行えるように、給油口や排油口を設けることができる。ケーシングに軸支される軸部材は、一般的な入力軸や出力軸であり、間にカウンター軸を介在させる構成であってもよい。複数組の歯車対は、所望される変速比の段数に応じて各軸部材に設けることができる。例えば、入力軸と出力軸とに複数の歯車がそれぞれ向かい合うようにかつ遊転可能に列設し、シンクロメッシュ機構により選択的に噛合して所定の変速比で動力を伝達するように構成することができる。また、いずれかの軸部材を下側に配置し、歯車の一部がケーシング内下部の油滞留空間に浸されるようにして、潤滑油を掻き上げるように構成することができる。なお、潤滑油の掻上げは、実際に噛合して動力伝達を担う歯車でも、遊転している歯車でも行うことができる。
【００１０】
潤滑油供給手段は、ケーシング内下部の油滞留空間に滞留する潤滑油を潤滑対象部位に供給する手段である。潤滑油供給手段には、掻上げ方式やポンプ方式の構成を採用することができる。さらには、掻き上げられた潤滑油を受け止めて潤滑対象部位に導くオイルレシーバや、潤滑対象部位を軸心側から潤滑するための軸内油路を併用することができる。
【００１１】
前記歯車対は、一部が前記潤滑油中に浸されて該潤滑油を掻き上げることにより、前記潤滑油供給手段の一部を兼ねる、ことでもよい。掻上げ方式では、歯車対は所定の変速比を実現するだけでなく、歯車自身が潤滑油中に浸されて噛合部を潤滑するとともに、潤滑油を掻き上げて他の潤滑対象部位に供給する機能を兼ねるようにすることができる。
【００１２】
仕切板は、油滞留空間を軸方向前後に区分して複数の小空間を形成する部材である。仕切板は、ケーシング下部の例えば軸部材に列設される複数の歯車の間の位置に、軸部材と交わる方向に板状の部材を配設して形成することができる。仕切板の材質及び取付方法に制約はなく、例えば、ケーシング底面から突出するように一体形成することができる。あるいは、仕切板は別部材とし、ケーシングに取付座を形成して固定取付するようにしてもよい。１枚の仕切板により、油滞留空間は軸方向前側と後側の２つの小空間に区分される。なお、仕切板の枚数に制約はなく、油滞留空間を軸方向前後に細分して多数の小空間を形成するように適当数設けるようにしてもよい。
【００１３】
前記油滞留空間を、前記歯車対に近接した掻上げ領域と、該歯車対から離隔した貯留領域とに区画するオイルセパレータを備え、前記仕切板は前記貯留領域に配設されている、ことでもよい。本発明は、撹拌抵抗を低減するためのオイルセパレータを備えた変速機にも適用することができる。オイルセパレータは、例えば、板状の部材を湾曲させて上方に開いた容器状とし、かつ、歯車の下方を取り囲むとともに軸方向に延在する形状とすることができる。オイルセパレータにより、油滞留空間は掻上げ領域と貯留領域とに区画されるが、潤滑油が２つの領域を往き来できるように、連通穴を形成しておくことができる。そして、仕切板を貯留領域すなわちオイルセパレータとケーシングとの間に設けて、軸方向前後に複数の小空間を形成することができる。仕切板は、前述のようにケーシングと一体に形成、あるいは別体でケーシングに固定取付する構造の他、オイルセパレータと一体に形成、あるいは別体でオイルセパレータに固定取付する構造としてもよい。
【００１４】
前記仕切板は軸方向前後に連通する流通穴を有し、または、前記仕切板と前記ケーシングとの間に隙間を有する、ことが好ましい。仕切板で区分される軸方向前側と後側の小空間を潤滑油が往き来できるように、仕切板に流通穴を設けることができる。また、流通穴の代わりに、仕切板とケーシングとの間に隙間を設けることもできる。
【００１５】
次に、上述のように構成された本発明の歯車変速機の作用、効果について説明する。
【００１６】
前記軸部材が搭載車両の前後方向に縦置きに配設されている、ことが好ましい。本発明は横置形の変速機にも適用することができるが、以降では効果が顕著となる縦置形の変速機で、作用、効果を説明する。
【００１７】
潤滑油供給手段により油滞留空間から潤滑対象部位に供給された潤滑油は、部材間の隙間や部材表面、ケーシング内壁面などを流れ落ちて油滞留空間に戻ってくる。このとき、仕切板前後の小空間で戻る油量に偏りがあっても、仕切板に設けられた流通穴あるいは仕切板とケーシングとの間の隙間を潤滑油が往き来するので、各小空間の油面は概ね同じレベルに保たれる。また、オイルセパレータを備える態様では、潤滑油は掻上げ領域と貯留領域とに分かれて戻るが、２つの領域は連通穴により連通しているので、一方の領域の潤滑油が無くなることはない。そして、貯留領域を区分する仕切板の前後の各小空間で、やはり油面は同じレベルに保たれる。
【００１８】
ここで、車両が急発進あるいは急加速された場合を考えると、ケーシングが前進しても、潤滑油には慣性があるので相対的に後方に取り残される。このとき、隣接する小空間を連通する流通穴の大きさ、あるいは隙間の大きさは限られているため、瞬間的には多量の潤滑油は通過し得ない。したがって、潤滑油は、各小空間内で後方に移行する。つまり、波となって後方に押し寄せる現象が生じる。また、加速度が一定であれば、油面は後方が高い傾斜面となる。その後、加速度の変化に応じて、潤滑油は前後方向つまり軸方向前後に揺動し、車両速度が一定に落ち着くにしたがい、粘性抵抗が作用して徐々に揺動は減少し、油面は水平面に収まってゆく。この一過性の油面変動は、小空間ごとにほぼ独立しているので、特定の小空間の潤滑油量が減少することはない。したがって、油滞留空間を区画した小空間に配置される歯車は、潤滑油中に安定して浸され、良好な潤滑作用を維持することができる。
【００１９】
オイルセパレータを備える態様では、上述の作用により貯留領域の各小空間の潤滑油量が保たれるので、掻上げ領域の一部の特定の部位から貯留領域に潤滑油が逃げてしまう不具合は生じない。したがって、掻上げ領域内のすべての歯車は、潤滑油中に安定して浸され、良好な潤滑作用を維持することができる。
【００２０】
これに対して、従来の仕切板を備えない変速機では、油滞留空間はケーシングの軸方向の前端から後端まで連なる一つの空間となっているため、急加速時に全ての潤滑油が後方に押し寄せて軸方向前側で不足し、前側の歯車付近の油面が低下する不具合現象の発生するおそれがある。
【００２１】
なお、潤滑油供給手段にポンプ方式を採用している態様では、ポンプの吸込み口を仕切板に区分された小空間のいずれかの底部付近に設けることで、潤滑油中に没した状態を確実に維持することができる。したがって、吸込み口水から気泡が混入するなどの不具合現象は生じず、良好な潤滑作用を維持することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の変速機では、ケーシング下部の油滞留空間を仕切板で軸方向前後に区分して複数の小空間としたので、急発進時や急加速時に発生する一過性の油面変動は小空間ごとに独立し、特定の小空間で潤滑油量が減少することはない。したがって、小空間内に配置される歯車は、潤滑油中に安定して浸され、良好な潤滑作用を維持することができる。なお、常時の潤滑油の循環作用で各小空間に戻る油量に偏りがあっても、流通穴あるいは隙間により潤滑油が往き来するので、各小空間の油面は概ね同じレベルに保たれる。
【００２３】
また、オイルセパレータを備える構造では、オイルセパレータとケーシングとの間の貯留領域に仕切板を設けることで、同等の作用、効果を得ることができる。さらに、潤滑油供給にポンプ方式を採用している構造でも、ポンプの吸い込み口を小空間の底部付近に設けることで潤滑油中に没した状態を確実に維持し、良好な潤滑作用を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図５を参考にして説明する。図１は、本発明の実施例の歯車変速機を説明する軸長方向の縦断面図であり、図を見易くするために一部が省略されている。実施例の歯車変速機１は、車両に縦置きに搭載される縦置形であり、図１の左側が車両前方、右側が車両後方である。そして、歯車変速機１は、車両後方（図中右方）のエンジンから出力される回転動力を変速して、図中右下のデファレンシャル装置９に出力するものである。実施例の歯車変速機１は、ケーシング２、軸部材である入力軸３及び出力軸４、前進６速後進１速を実現する７組の歯車対、２個のオイルレシーバ６１、６５、オイルオイルセパレータ７、２枚の仕切板８１、８２、を備えている。
【００２５】
ケーシング２には、堅牢な金属製の密封容器が用いられている。また、ケーシング２内には、底面から約（１／５）の高さの静止油面ＳＬまで潤滑油が封入されている。ケーシング２内の静止油面ＳＬよりも下側の空間が油滞留空間ＶＴである。なお、歯車変速機１が作動すると潤滑油の一部は掻き上げられるので、油面レベルは静止油面ＳＬよりも低下し、また車両の加減速に伴い油面レベルは揺動し、あるいは傾くことも生じ得る。
【００２６】
入力軸３及び出力軸４は、その両端をケーシング２に軸支されて、回転動力を伝達する部材である。詳述すると、ケーシング２内の上側に配置される入力軸３は、車両後方（図中右方）に配置される図略のエンジンにクラッチを介して係合され、回転動力が入力されるようになっている。また、ケーシング２内の下側に配置される出力軸４は、図中右下に配置されるデファレンシャル装置９に直結され、回転動力を出力するようになっている。入力軸３には７つの歯車が一列に固設され、出力軸４には遊転する７つの歯車５１〜５７が列設され、向かい合う歯車同士が７対の歯車対を形成して前進６速及び後進１速の所定の変速比が実現されている。図１では、入力軸３側の歯車は省略され、出力軸４の車両前側（図中左側）から順に第１歯車５１〜第６歯車５６、及び後進用歯車５７が示されている。そして、一部が図示されるシンクロメッシュ機構５９によりいずれかの歯車対が選択されるようになっている。なお、第１〜第６の呼称は歯車の物理的な配置を示すものであり、変速比の大小とは関連していない。また、入力軸３及び出力軸４は、軸線Ｃ１、Ｃ２の車両前側（図中左側）が低くなるように、わずかに傾斜を設けて軸支されている。
【００２７】
また、出力軸４に設けられた全ての歯車５１〜５７は、静止油面ＳＬのレベルよりも下方の油滞留空間ＶＴに一部が浸されるように配置されて、潤滑油供給手段の一部を兼ねるようになっている。つまり、潤滑油に浸されることで歯車自身の噛合部を潤滑するとともに、潤滑油を掻き上げるようになっている。掻き上げられてケーシング２内に飛散する潤滑油の一部は、入力軸３の歯車やその他の潤滑対象部位に直接到達して、潤滑が行われる。
【００２８】
一方、ケーシング２内の軸長方向略中央の上側には受け皿状の入力軸用オイルレシーバ６１が設けられ、掻き上げられた潤滑油の一部を受け止めるように構成されている。入力軸用オイルレシーバ６１から図中左下方の入力軸３の左端に向けて樋状の導入油路６２が形成されており、入力軸３には左端から軸心を貫く軸方向油路、及び軸方向油路から径方向外向きに分岐する径方向油路が設けられている。そして、入力軸用オイルレシーバ６１内の潤滑油は、導入油路６２から軸方向油路、径方向油路を経て、潤滑対象部位に供給されるようになっている。同様の構成は出力軸４側にも設けられており、潤滑油は、ケーシング２内の中間高さに設けられた出力軸用オイルレシーバ６５に受け止められ、樋状の導入油路６６から出力軸４内の軸方向油路４１、複数のうち一部を図示した径方向油路４２を経て、潤滑対象部位に供給されるようになっている。
【００２９】
オイルオイルセパレータ７は、上方に開いた容器状であり、出力軸４の歯車５１〜５７の下方を取り囲むように軸方向に凹凸しながら延在している。オイルセパレータ７により、油滞留空間ＶＴは、歯車５１〜５７に近接した内側の掻上げ領域ＶＲと、歯車５１〜５７から離隔してケーシング２に近接した外側の貯留領域ＶＳとに区画されている。また、オイルセパレータ７には適当数の連通穴が形成されており、潤滑油が掻上げ領域ＶＲと貯留領域ＶＳとを往き来できるようになっている。
【００３０】
２枚の仕切板８１、８２は、図１に示されるように、貯留領域ＶＳすなわちオイルセパレータ７とケーシング２との間に、貯留領域ＶＳを軸方向前後（図中左右）に区分するように、紙面に垂直に配されて形成されている。図中左側の第２歯車５２の外側付近に配設されるのが前仕切板８１であり、右側の第４歯車５４の外側付近に配設されるのが後仕切板８２である。図２及び図３はそれぞれ、仕切板８１、８２を含む面の横断面図であり、入力軸３は省略されている。図示されるように、仕切板８１、８２は板材で形成され、端面がオイルセパレータ７の外面とケーシング２内面とに沿った形状となっている。また、仕切板８１、８２は、オイルセパレータ７に固定される別体となっているが、オイルセパレータ７と一体に形成することもできる。２枚の仕切板８１、８２により、貯留領域ＶＳは、前側小空間８５、中央小空間８６、後側小空間８７の３小空間に区分されている。なお、仕切板８１、８２とケーシング２内面との間には隙間が設けられており、小空間８５〜８７相互間で潤滑油が往き来できるようになっている。
【００３１】
次に、実施例の歯車変速機１の作用、効果を従来構成と比較しながら説明する。図４は実施例の歯車変速機１における潤滑油の油面変動の様子を説明する図であり、図５は仕切板８１、８２を設けていない従来の歯車変速機１０における潤滑油の油面変動の様子を説明する図である。詳述すると、図４はエンジンが始動し、歯車変速機１が作動を開始した後に、車両が急発進した直後の様子を示している。歯車変速機１の作動により潤滑油の一部が掻き上げられるので、掻上げ領域ＶＲの油面レベルは静止油面ＳＬよりも少し低下し、貯留領域ＶＳの３つの小空間８５、８６、８７の油面レベルも追随して同じレベルまで低下する。なぜなら、各歯車４１〜４７が掻き上げる潤滑油量や潤滑を終えて流下する潤滑油量に偏りがあっても、掻上げ領域ＶＲと３つの小空間８５、８６、８７は互いに連通しているので、潤滑油が往き来して、油面レベルは共通に推移するからである。
【００３２】
ここで、車両が急発進してケーシング２が図中左方に前進すると、潤滑油には慣性があるので相対的に図中右方に取り残され、図４に矢印で示されるように、３つの小空間８５、８６、８７内で後方に向かう波が発生する。しかしながら、この油面変動は仕切板８１、８２で区画される小空間８５、８６、８７ごとにほぼ独立しているので、小空間８５、８６、８７内の潤滑油量は殆ど変化しない。したがって、掻上げ領域ＶＲの潤滑油が小空間８５、８６、８７すなわち貯留領域ＶＳに逃げてしまうことはなく、歯車５１〜５７は潤滑油中に浸された状態で、良好な潤滑作用を維持することができる。
【００３３】
これに対して、仕切板８１、８２を設けていない従来の歯車変速機１０では、オイルセパレータ７の外側の貯留領域ＶＳは、軸方向の前端から後端まで連なる一つの空間となっている。このため、図５に矢印で示されるように、急発進時に貯留領域ＶＳ全体の潤滑油が後方に押し寄せて軸方向前側（図中左側）の油面が低下する。すると、部分的に油面の低下した貯留領域ＶＳに向かって掻上げ領域ＶＲの潤滑油が逃げてしまい、前側の第１歯車５１〜第３歯車５３が潤滑油中に浸らなくなり、潤滑不足を生じてしまうおそれがある。
【００３４】
以上説明したように、本実施例ではオイルセパレータ７を備える縦置形の歯車変速機１において、２つの仕切板８１、８２により貯留領域ＶＳを３つの小空間８５、８６、８７に区画したので、急発進時の油面変動を抑制して全ての歯車５１〜５７が潤滑油に浸った状態とし、良好な潤滑作用を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例の歯車変速機を説明する軸長方向の縦断面図である。
【図２】図１の実施例で、前仕切板を含む面の横断面図である。
【図３】図１の実施例で、後仕切板を含む面の横断面図である。
【図４】図１の実施例における潤滑油の油面変動の様子を説明する図である。
【図５】従来の歯車変速機における潤滑油の油面変動の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：歯車変速機
２：ケーシング
３：入力軸
４：出力軸        ４１：軸方向油路        ４２：径方向油路
５１〜５６：出力軸の第１歯車〜第６歯車    ５７：出力軸の後進用歯車
５９：シンクロメッシュ機構
６１：入力軸用オイルレシーバ    ６２：導入油路
６５：出力軸用オイルレシーバ    ６６：導入油路
７：オイルセパレータ
８１：前仕切板      ８２：後仕切板
８５：前側小空間    ８６中央小空間    ８７：後側小空間
９：デファレンシャル装置
１０：従来の歯車変速機
ＳＬ：静止油面
ＶＴ：油滞留空間      ＶＲ：掻上げ領域    ＶＳ：貯留領域
【図１】
2009127673.tif 000003
【図２】
2009127673.tif 000004
【図３】
2009127673.tif 000005
【図４】
2009127673.tif 000006
【図５】
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