(57)【要約】【課題】本発明は、潤滑用のオイルを攪拌して速やかにオイルの温度を高めることができるとともに、効率よく回転軸を回転させることが可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。【解決手段】動力伝達装置１は、ギアボックス２と、ギアボックス２内における下部に設けられ、潤滑用のオイルを収容するオイル溜め２ａと、ギアボックス２内に回転可能に設けられた複数の回転軸３，５と、前記各回転軸にそれぞれ固着され、互いに噛み合って動力の伝達を行う複数の歯車４，６と、回転軸５に対してビスカスカップリング８を介して設けられ、回転軸３の回転によりオイル溜め２ａに収容されたオイル９を攪拌する攪拌手段７と、を備えている。【選択図】図１
2009174613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギアボックスと、
前記ギアボックス内における下部に設けられ、潤滑用のオイルを収容するオイル溜めと、
前記ギアボックス内に回転可能に設けられた複数の回転軸と、
前記各回転軸にそれぞれ固着され、互いに噛み合って動力の伝達を行う複数の歯車と、
前記複数の回転軸のうちの少なくとも一の回転軸に対してビスカスカップリングを介して設けられ、当該回転軸の回転により前記オイル溜めに収容されたオイルを攪拌する攪拌手段と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記ビスカスカップリングが有するトルク伝達用流体の圧力上昇を抑制可能な圧力調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用変速機等の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の動力伝達装置が知られている。この動力伝達装置においては、特許文献１の図１及び図２に記載されているように、ギアボックス内の出力軸にはドリブンギアから離間した位置に軸受を介して第１のクラッチ板を有するオイル掻きが回転可能に設けられている。そして、前記ドリブンギアには、第１のクラッチ板に対向する第２のクラッチ板を先端に有するクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、オイルパン内のオイルが低温時には形状記憶合金製の各解除ばねが縮小変形して第２のクラッチ板を第１のクラッチ板に連結させ、高温時には各解除ばねが伸長して第２のクラッチ板を第１のクラッチ板から離間させ、出力軸とオイル掻きとの連結を解除する。
この構成によれば、オイル温度が低いときにはクラッチ機構が回転軸とオイル掻きとを連結するから、回転軸によってオイル掻きが回転駆動されてオイル溜め内のオイルを攪拌する。これによりオイルは速やかに温められ、回転軸の回転抵抗を小さくすることができる。また、オイル温度が適温になったときにはクラッチ機構が回転軸とオイル掻きとの連結を解除するから、オイル掻きによるオイルの攪拌を停止でき、攪拌によるオイルの過度の温度上昇を防止することができる。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−９６６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の動力伝達装置においては、クラッチ機構を構成するために、クラッチ板、解除ばね、押し付けロッド等の部品を回転軸や歯車に取り付ける必要がある。そして、当該クラッチ機構は当該回転軸に対して相対回転しないように設けられるため、当該回転軸の回転に従って回転する回転体の重量が増加することになる。これにより、当該回転軸の回転抵抗が増加してしまい問題となる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、潤滑用のオイルを攪拌して速やかにオイルの温度を高めることができるとともに、効率よく回転軸を回転させることが可能な動力伝達装置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及び効果】
【０００６】
本発明は、例えば車両用変速機等の動力伝達装置に関する。
そして、本発明に係る動力伝達装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の動力伝達装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る動力伝達装置における第１の特徴は、ギアボックスと、前記ギアボックス内における下部に設けられ、潤滑用のオイルを収容するオイル溜めと、前記ギアボックス内に回転可能に設けられた複数の回転軸と、前記各回転軸にそれぞれ固着され、互いに噛み合って動力の伝達を行う複数の歯車と、前記複数の回転軸のうちの少なくとも一の回転軸に対してビスカスカップリングを介して設けられ、当該回転軸の回転により前記オイル溜めに収容されたオイルを攪拌する攪拌手段と、を備えることである。
【０００８】
この構成によると、オイル溜めに収容されたオイルの温度が低いときは、ビスカスカップリング内のトルク伝達用流体の温度も低く、当該トルク伝達用流体の粘度は高いため、回転軸から攪拌手段に伝達されるトルクが大きくなる。これにより、オイル溜めに収容されたオイルを攪拌して速やかにオイルの温度を高め、当該オイルの粘度を低下させることができる。したがって、当該オイルから受ける回転軸の回転抵抗を速やかに減少させ、効率よく回転軸を回転させることが可能になる。
一方、オイル溜めに収容されたオイルの温度が上昇するにつれて、ビスカスカップリング内のトルク伝達用流体の温度も上昇し、当該トルク伝達用流体の粘度は低下する。そのため、回転軸から攪拌手段に伝達されるトルクは低下する。即ち、回転軸が攪拌手段から受ける回転抵抗は小さくなる。これにより、効率よく回転軸を回転させることが可能になる。また、攪拌手段によりオイル溜めに収容されたオイルが過度に攪拌されて、当該オイルが過度に温度上昇することを抑制できる。
【０００９】
また、本発明に係る動力伝達装置における第２の特徴は、前記ビスカスカップリングが有するトルク伝達用流体の圧力上昇を抑制可能な圧力調整手段を備えることである。
【００１０】
この構成によると、トルク伝達用流体の圧力上昇を抑制できるため、ビスカスカップリングにおけるハンプ現象を防止することができる。即ち、動力伝達装置を高い回転数で連続的に使用することによりトルク伝達用流体の温度が上昇した場合でも、ハンプ現象を抑え、ビスカスカップリングを介して伝達されるトルクが大きくなることを抑制することができる。これにより、オイルを攪拌することにより回転軸の回転抵抗が増加することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置１を示す断面模式図である。
本実施形態における動力伝達装置１は、例えば、ホイール式クレーン等の走行装置の減速機として用いられる。
【００１３】
動力伝達装置１は、ギアボックス２と、入力側回転軸３と、当該入力側回転軸３に固着された主動歯車４と、出力側回転軸５と、当該出力側回転軸５に固着されて主動歯車４と噛み合う従動歯車６と、オイル攪拌用回転板７（攪拌手段）と、出力側回転軸５とオイル攪拌用回転板７との間に設けられたビスカスカップリング８と、を備えている。
【００１４】
ギアボックス２は、中空の箱形状に形成され、下部にはオイルパン２ａ（オイル溜め）が一体に形成されている。オイルパン２ａには、潤滑用のオイル９が溜められている。
【００１５】
入力側回転軸３は、軸受３ａ，３ｂによりギアボックス２に対して回転可能に支持されている。そして、図示しないが、当該入力側回転軸３は、ギアボックス２の外側において例えばトランスミッション等を介して油圧モータ等の駆動源に接続されている。これにより、当該駆動源の回転駆動力が入力側回転軸３に伝達される。
【００１６】
出力側回転軸５は、軸受５ａ，５ｂによりギアボックス２に対して回転可能に支持されている。そして、図示しないが、当該出力側回転軸５は、ギアボックス２の外側において例えばプロペラシャフト等を介してアクスルに接続されている。これにより、当該出力側回転軸５の回転がアクスルに伝達され、当該アクスルに接続された車輪が回転する。
【００１７】
主動歯車４は、スプライン等で入力側回転軸３に固定されている。そのため、主動歯車４は、入力側回転軸３と一体的に回転する。同様に、従動歯車６は、スプライン等で出力側回転軸５に固定され、出力側回転軸５と一体的に回転する。主動歯車４の歯部４ａと従動歯車６の歯部６ａとは互いに噛み合って回転するように構成されている。これにより、入力側回転軸３の回転が出力側回転軸５に伝達される。
【００１８】
また、従動歯車６は、歯部６ａがオイルパン２ａ内に収容されたオイル９の液面に一部浸るように設置されている。そのため、従動歯車６が回転すると、歯部６ａによりオイル９が掻き上げられるとともに、ギアボックス２内にて飛散される。そして、歯部６ａと歯部４ａとが噛み合う部分や軸受３ａ，３ｂ、５ａ，５ｂにオイル９が付着する。これにより、歯部６ａと歯部４ａとが噛み合う部分や軸受３ａ，３ｂ、５ａ，５ｂ等における潤滑が行われる。
【００１９】
出力側回転軸５には、ビスカスカップリング８を介してオイル攪拌用回転板７が設けられている。
オイル攪拌用回転板７は、中央に挿通穴７１ａが形成された円板状の基部７１と、基部７１の外周から径方向外向きに突出し、放射状に複数配設された長方形板状の羽根部７２とを備えて構成される。
【００２０】
図２は、図１におけるビスカスカップリング８の近傍部分の拡大模式図である。
図２に示すように、ビスカスカップリング８は、出力側回転軸５に固定された入力シャフト８ａと、入力シャフト８ａに固定された複数の円板状の入力プレート８ｂと、オイル攪拌用回転板７に固定された出力シャフト８ｃと、出力シャフト８ｃに固定された複数の円板状の出力プレート８ｄと、入力プレート８ｂと出力プレート８ｄとの間に充填される粘性流体であるトルク伝達用流体８ｅと、を備えている。
【００２１】
入力シャフト８ａは、出力側回転軸５にスプライン等で固定されている。そのため、出力側回転軸５と入力シャフト８ａとは一体的に回転する。そして、当該入力シャフト８ａは、出力側回転軸５の軸方向における両端において、中間部に比べて拡径したフランジ部を有している。複数の入力プレート８ｂは、出力側回転軸５の軸方向に所定の間隔を空けて入力シャフト８ａの中間部に固定されている。これにより、出力側回転軸５と、入力シャフト８ａと、入力プレート８ｂとは、一体的に回転する。
【００２２】
出力シャフト８ｃは、オイル攪拌用回転板７の挿通穴７１ａに対してスプライン等で固定されている。そのため、オイル攪拌用回転板７と出力シャフト８ｃとは、一体的に回転する。そして、出力シャフト８ｃは、入力シャフト８ａにおける複数の入力プレート８ｂが配置された一対のフランジ部及び中間部で囲まれた空間を外周側から閉じるように、一対のフランジ部の径方向外側端部に回動自在に取り付けられている。そして、複数の出力プレート８ｄは、複数の入力プレート８ｂと平行に、当該複数の入力プレート８ｂの隙間に配置されるように出力シャフト８ｃに対して固定されている。これにより、オイル攪拌用回転板７と、出力シャフト８ｃと、出力プレート８ｄとは、一体的に回転する。
【００２３】
入力シャフト８ａと出力シャフト８ｃとにより囲まれた、入力プレート８ｂと出力プレート８ｄとが配置された空間α（以下、プレート室α）には、トルク伝達用流体８ｅが充填されている。このトルク伝達用流体８ｅとしては、例えば、シリコンオイルＴＳＦ４３３やギアオイルを用いることができる。
【００２４】
ビスカスカップリング８は、入力シャフト８ａと出力シャフト８ｃとの間に回転差が生じると、入力プレート８ｂと出力プレート８ｄとの間にも回転差が生じる。すると、両者の隙間に充填されたトルク伝達用流体８ｅにより入力プレート８ｂと出力プレート８ｄとの間に粘性トルクが生じる。これにより、出力シャフト８ｃは入力シャフト８ａと同方向に回転する。ここで、入力シャフト８ａは出力側回転軸５に固定されており、出力シャフト８ｃはオイル攪拌用回転板７に固定されているので、出力側回転軸５の回転によりオイル攪拌用回転板７が回転することになる。
【００２５】
オイル攪拌用回転板７における羽根部７２は、オイルパン２ａ内に収容されたオイル９の液面に浸かるように設置されている。そのため、オイル攪拌用回転板７が回転すると、羽根部７２によりオイル９が掻き上げられるとともに、ギアボックス２内にて飛散される。これにより、従動歯車６の歯部６ａと主動歯車４の歯部４ａとが噛み合う部分や軸受３ａ，３ｂ、５ａ，５ｂ等にオイル９が付着することで、当該歯部６ａと歯部４ａとが噛み合う部分や軸受３ａ，３ｂ、５ａ，５ｂ等における潤滑が行われる。また、羽根部７２によるオイル９の攪拌により、当該オイル９の温度を上昇させることができる。
【００２６】
次に、オイルパン２ａ内に収容されたオイル９の温度が低いときに上述した動力伝達装置１における入力側回転軸３の回転が行われた場合について説明する。
オイルパン２ａ内に収容されたオイル９の温度が低いときは、トルク伝達用流体８ｅの温度も低い。そのため、トルク伝達用流体８ｅの粘度が高く、ビスカスカップリング８により入力側回転軸３からオイル攪拌用回転板７に伝達されるトルクが大きくなる。これにより、オイルパン２ａ内のオイル９を速やかに攪拌させることができ、速やかにその温度を上昇させることが可能になる。
【００２７】
オイルパン２ａ内のオイル９の温度が上昇すると、オイル攪拌用回転板７を介してオイルパン２ａ内のオイル９からビスカスカップリング８に熱が伝わることにより、トルク伝達用流体８ｅの温度が上昇する。また、ビスカスカップリング８内における発熱によってもトルク伝達用流体８ｅの温度は上昇する。これにより、トルク伝達用流体８ｅの粘度が低下し、ビスカスカップリング８を介して出力側回転軸５からオイル攪拌用回転板７に伝達されるトルクが小さくなる。即ち、出力側回転軸５を回転させるための回転抵抗が減少することになる。従って、入力側回転軸３の回転により出力側回転軸５を効率よく回転させることが可能になる。また、入力側回転軸３が略一定速度で回転されている場合においては、トルク伝達用流体８ｅの粘度が低下すればオイル攪拌用回転板７の回転速度が低下するため、オイルパン２ａ内のオイル９の攪拌が低減され、当該オイル９の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態に係る動力伝達装置１は、ギアボックス２と、ギアボックス２内における下部に設けられ、潤滑用のオイル９を収容するオイルパン２ａと、ギアボックス２内に回転可能に設けられた入力側回転軸３及び出力側回転軸５と、入力側回転軸３及び出力側回転軸５にそれぞれ固着され、互いに噛み合って動力の伝達を行う主動歯車４及び従動歯車６と、出力側回転軸５に対してビスカスカップリング８を介して設けられ、当該出力側回転軸５の回転によりオイルパン２ａに収容されたオイル９を攪拌するオイル攪拌用回転板７と、を備えている。
【００２９】
この構成によると、オイルパン２ａに収容されたオイル９の温度が低いときは、ビスカスカップリング８内のトルク伝達用流体８ｅの温度も低く、当該トルク伝達用流体８ｅの粘度は高いため、出力側回転軸５からオイル攪拌用回転板７に伝達されるトルクが大きくなる。これにより、オイルパン２ａに収容されたオイル９を攪拌して速やかにオイル９の温度を高め、当該オイル９の粘度を低下させることができる。したがって、当該オイル９から受ける出力側回転軸５の回転抵抗を速やかに減少させ、効率よく出力側回転軸５を回転させることが可能になる。
【００３０】
一方、オイルパン２ａに収容されたオイル９の温度が上昇するにつれて、ビスカスカップリング８内のトルク伝達用流体８ｅの温度も上昇し、当該トルク伝達用流体８ｅの粘度は低下するため、出力側回転軸５からオイル攪拌用回転板７に伝達されるトルクは低下する。即ち、出力側回転軸５がオイル攪拌用回転板７から受ける回転抵抗は小さくなる。これにより、効率よく出力側回転軸５を回転させることが可能になる。また、オイル攪拌用回転板７によりオイルパン２ａに収容されたオイル９が過度に攪拌されて、当該オイル９が過度に温度上昇することを抑制できる。
【００３１】
また、例えば、回転軸側と攪拌手段側にそれぞれ固定された２枚のクラッチ板を互いに当接させて回転軸と攪拌手段とを連結する構成においては、クラッチ板の移動を許容する所定のスペースが必要になり、装置を小型化することが困難である。この点、本実施形態に係る動力伝達装置１は、ビスカスカップリング８により出力側回転軸５とオイル攪拌用回転板７とが連結されているため、機械的な変位を伴わずに、出力側回転軸５とオイル攪拌用回転板７との間で伝達されるトルクを変化させることができる。これにより、動力伝達装置の小型化を図ることが可能である。
【００３２】
また、上述の２枚のクラッチ板を用いた構成においては、攪拌手段は、クラッチ板が連結された状態では回転軸と同じ速度で回転し、クラッチ板の連結が解除された状態では回転軸側からクラッチ板を介して回転力を受けることはない。そのため、連結状態と連結解除状態との間の移行の際に、回転軸に対して大きな衝撃力が作用し易い。この点、本実施形態に係る動力伝達装置１は、ビスカスカップリング８により出力側回転軸５とオイル攪拌用回転板７とが連結されているため、出力側回転軸５とオイル攪拌用回転板７との間で伝達されるトルクが連続的に変化する。これにより、出力側回転軸５に対して大きな衝撃力が作用することを抑制できる。
【００３３】
（第１変形例）
図３は、上記実施形態の第２変形例に係るビスカスカップリング１８の拡大模式図である。図３において、上記実施形態に係る動力伝達装置１と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図３に示すように、入力シャフト１８ａは、内面に凹状部１１が形成されている点で、上記実施形態における入力シャフト８ａと異なっている。この凹状部１１には、当該凹状部１１内の空間βと外部とを連通する貫通孔１１ａが形成されている。また、当該凹状部１１内の空間βとトルク伝達用流体８ｅが充填されたプレート室αとを仕切る仕切板１０が、入力シャフト１８ａに対して固定されている。この仕切板１０は、トルク伝達用流体８ｅが通過することができない弾性体で構成されている。
【００３５】
この構成によると、プレート室αのトルク伝達用流体８ｅの温度が上昇すると、トルク伝達用流体８ｅの熱膨張によりプレート室αの内圧が上昇し、仕切板１０は、凹状部１１内の空間β側に付勢され当該空間β側に凸になるように変形する（図３において二点鎖線で示す）。これにより、プレート室αの内圧が過度に上昇することが防止される。したがって、プレート室αでの内圧上昇により、入力プレート８ｂと出力プレート８ｄとが互いに押し付けられて各プレート間に摩擦トルクが発生するハンプ現象を防止することができる。
【００３６】
即ち、第１変形例に係る動力伝達装置は、ビスカスカップリング１８が有するトルク伝達用流体８ｅの圧力を調整するための圧力調整手段（仕切板１０及び凹状部１１）を備える。これにより、高い回転数で連続的に使用することによりトルク伝達用流体８ｅの温度が上昇した場合でも、ハンプ現象を抑え、ビスカスカップリング１８を介して伝達されるトルクが大きくなることを抑制することができる。これにより、オイル９を攪拌することにより出力側回転軸５の回転抵抗が増加することを防ぐことができる。
【００３７】
また、凹状部１１には、外部に連通する貫通孔１１ａが形成されているので、仕切板１０が凹状部１１内の空間β側に付勢されたときに、当該空間βの内圧が上昇して、仕切板１０の変形を妨げるように作用することを防止することができる。
【００３８】
（第２変形例）
図４は、上記実施形態の第２変形例に係るビスカスカップリング２８の拡大模式図である。図４において、上記第１変形例に係る動力伝達装置１と同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
図４に示すように、第２変形例においても、凹状部１１及び貫通孔１１ａと略同様の凹状部２１及び貫通孔２１ａが形成されている。第２変形例においては、凹状部２１において、出力側回転軸５の中心軸方向と平行に当該凹状部２１の内面に沿って摺動可能な仕切板２０が配置されており、この点、第１変形例と異なる。更に、当該仕切板２０と、凹状部２１の底面との間にバネ２２が配置されている。この仕切板２０は、トルク伝達用流体８ｅが通過することができない板状部材であり、プレート室αからバネ２２が配置された空間γへとトルク伝達用流体８ｅが移動しないように、当該プレート室αと空間γとを区画している。
【００４０】
この構成によると、プレート室αのトルク伝達用流体８ｅの温度が上昇すると、トルク伝達用流体８ｅの熱膨張によりプレート室αの内圧が上昇し、仕切板２０は、プレート室α側からトルク伝達用流体８ｅにより付勢され、当該トルク伝達用流体８ｅによる付勢力とバネ２２の付勢力とが釣り合う位置まで、バネ２２を縮めて空間γを狭める方向（図４において左方向）に移動する。これにより、プレート室αの内圧が過度に上昇することが防止される。したがって、プレート室αでの内圧上昇により、入力プレート８ｂと出力プレート８ｄとが互いに押し付けられて各プレート間に摩擦トルクが発生するハンプ現象を防止することができる。
【００４１】
即ち、第２変形例に係る動力伝達装置は、ビスカスカップリング２８が有するトルク伝達用流体８ｅの圧力を調整するための圧力調整手段（仕切板２０、凹状部２１、バネ２２）を備える。これにより、高い回転数で連続的に使用することによりトルク伝達用流体８ｅの温度が上昇した場合でも、ハンプ現象を抑え、ビスカスカップリング２８を介して伝達されるトルクが大きくなることを抑制することができる。これにより、オイル９を攪拌することにより出力側回転軸５の回転抵抗が増加することを防ぐことができる。尚、仕切板２０のバネ２２を縮める方向への移動は、凹状部２１に形成された段状部分に当接する位置で規制されるので、バネ２２に過度に大きな圧縮力が作用することを防止できる。
【００４２】
また、凹状部２１には、外部に連通する貫通孔２１ａが形成されているので、仕切板２０が空間γ側に向かって付勢されたときに、当該空間γの内圧が上昇して、仕切板２０の移動を妨げるように作用することを防止することができる。
【００４３】
尚、上述した変形例の構成に限らず、プレート室αの内圧上昇を防ぐことが可能な圧力調整手段を設けることができる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置を示す断面模式図である。
【図２】図１におけるビスカスカップリングの近傍部分の拡大模式図である。
【図３】第１変形例に係るビスカスカップリングの拡大模式図である。
【図４】第２変形例に係るビスカスカップリングの拡大模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  動力伝達装置
２  ギアボックス
２ａ  オイルパン（オイル溜め）
３  入力側回転軸（回転軸）
４  主動歯車（歯車）
５  出力側回転軸（回転軸）
６  従動歯車（歯車）
７  オイル攪拌用回転板（攪拌手段）
８  ビスカスカップリング
８ｅ  トルク伝達用流体
９  オイル
１０  仕切板（圧力調整手段）
１１  凹状部（圧力調整手段）
２０  仕切板（圧力調整手段）
２１  凹状部（圧力調整手段）
２２  バネ（圧力調整手段）
【図１】
2009174613.tif 000003
【図２】
2009174613.tif 000004
【図３】
2009174613.tif 000005
【図４】
2009174613.tif 000006