JP2017082865A - 動力伝達装置の潤滑油供給構造 - Google Patents

Abstract

【課題】位置エネルギの高い位置にオイルを供給することなく、効率的にオイルを潤滑部位に供給することができる動力伝達装置の潤滑油供給構造を提供する。【解決手段】歯車６の歯から遠心力で飛散するオイル１０の飛行線に直交して開口している第１誘導路１４ａと、第１誘導路１４ａに連通されかつオイル１０を潤滑部位へ供給する第２誘導路１４ｂとを備え、第１誘導路１４ａの開口端１６から第２誘導路１４ｂの開口端１７に向けてその誘導路１４の断面積が小さくなるように形成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、トランスミッションやトランスアクスルあるいはデファレンシャルなどの動力伝達装置に関し、特にその内部に収容されている潤滑油を供給する油路の構造に関するものである。

特許文献１には、エンジンと二つのモータとを動力源としたハイブリッド車両における潤滑油の供給構造が記載されている。このハイブリッド車両における潤滑油の供給構造は、デフリングギヤなどの回転部材によって掻き上げた潤滑油をその飛散方向に配置されている潤滑部位に供給し、あるいは掻き上げられた後に自然落下する潤滑油を所定の潤滑部位に導くいわゆる掻き上げ潤滑により供給されるように構成されている。特許文献１に記載されている掻き上げ潤滑の構造は、掻き上げた潤滑油を、ケーシングの上部に形成されているキャッチタンク（オイル受け）に、第１の案内流路と第２の案内流路とによって導き、そのキャッチタンクから軸受け部に向けて潤滑油を流下させるように構成されている。

また、その第１の案内流路および第２の案内流路は、回転部材から飛散した潤滑油を上方向に誘導するための流路であり、第１の案内流路は、デフリングギヤの外径の最も高い位置よりも高い位置に配置されている。一方、第２の案内流路は、デフリングギヤが低回転時にキャッチタンクへの搬送および貯留される潤滑油が少なくなることを抑制するために、カウンタドライブギヤの外径の最も高い位置よりも低い位置に配置されている。

特開２０１４−１１１９５８号公報

特許文献１に記載されている構成では、デフリングギヤとカウンタギヤとが低速回転もしくは極低速回転している場合であっても、カウンタドライブギヤの外径の最も高い位置よりも低い位置に設けられた第２の案内流路により潤滑油をキャッチタンクに案内することができる。そのため、貯留部における潤滑油の滞留を防止することができる。

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、軸受け部などの潤滑部位にオイル（潤滑油）を供給するために、デフリングギヤで掻き上げたオイルを一旦、位置エネルギの高い位置（キャッチタンク）に貯留しなければならない。すなわち、軸受け部よりも高く掻き上げられたオイルを利用するため、上から下へ伝わるオイルを利用することになり、重力のみに頼る構成となる。また、それに伴い、潤滑部位へのオイルの供給に時間を要する。つまり、これらが要因となって効率的に軸受け部などの潤滑部位にオイルを供給することができないおそれがある。したがって、このような不都合を解消しつつ、簡単な構成で効率的にオイルを供給することができる構造を開発する余地があった。

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って、位置エネルギの高い位置に潤滑油を供給することなく、効率的にオイルを潤滑部位に供給することができる動力伝達装置の潤滑油供給構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、捩れ角を有しかつ回転することにより動力を伝達する歯車と、その歯車によって潤滑油を掻き上げる掻き上げ潤滑機構とを備えた動力伝達装置の潤滑油供給構造において、前記歯車の歯から遠心力で飛散する前記潤滑油の飛行線に直交して開口している第１誘導路と、前記第１誘導路に連通されかつ前記潤滑油を潤滑部位へ供給する第２誘導路とを備え、前記第１誘導路の開口端から前記第２誘導路の開口端に向けてその誘導路の断面積が小さくなるように形成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、オイルを潤滑部位へ誘導する誘導路が設けられている。また、その誘導路は第１誘導路と第２誘導路とから構成され、はす歯歯車により構成された歯車の歯から遠心力で飛散する潤滑油の飛行線に直交する方向に第１誘導路が開口されている。一方、第２誘導路は第１誘導路と連通し、かつ潤滑部位へ向けて開口されている。さらにその誘導路は、第１誘導路の開口端（入口）から第２誘導路の開口端（出口）に向けて、すなわち誘導路の出口に近づくに従って、断面積が小さくなるように形成されている。したがって、歯車により掻き上げられたオイルは、第１誘導路の開口端に飛散して流入され、第２誘導路の開口端に向けて吸引作用が生じる。その流動するオイルは、掻き上げられたオイルの勢いを利用して軸受などの潤滑部位へ供給される。そのため、誘導路におけるオイルの流速が速くなり、それに伴って潤滑部位への供給が促進される。すなわち、掻き上げられたオイルの勢いを利用して潤滑部位へオイルの供給をすることができるため必ずしも位置エネルギの高い位置にオイルを供給する必要がない。したがって任意な方向にオイルを誘導できるため効率的にオイルの供給をすることができる。

この発明における潤滑油供給構造の誘導路を説明する断面図である。 この発明における潤滑油供給構造のトランスアクスルに適用した例を示す図である。 図２の潤滑油供給構造における誘導路の拡大図である。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明で対象とする動力伝達装置は、要は、所定の捩れ角を有する歯車によって動力を伝達するように構成されていればよく、車両や各種の産業機械などに用いられている動力伝達装置であってよい。また、この発明で対象とする動力伝達装置はいわゆる掻き上げ潤滑を行うように構成されており、したがって歯車などの回転体と共にオイルがケーシングの内部に封入されている。

図２に示す例は、この発明をハイブリッド車のトランスアクスルに適用した例を示しており、特に２モータタイプのハイブリッド車における動力伝達装置のハウジングのケーシング側の開口部を示す図である。図２における左右方向が車両の前後方向であって、左側が車両の前方側であり、右側が車両の後方側である。したがって、トランスアクスルケース（以下、ケーシングと記す）１の左側の壁部が前壁部２となり、その下側に底壁部３が繋がっていて、ケーシング１は全体として液密状態に封止された構造になっている。このケーシング１の内部で車両の前後方向での後方側の下側コーナー部にデフリングギヤ４が、その回転中心軸線を車両の左右方向（図２では紙面に垂直な方向）に向けて配置されている。このデフリングギヤ４は、駆動トルクを左右の車軸もしくは車輪（それぞれ図示せず）に分配して伝達するための終減速機にトルクを入力するためのギヤである。

このデフリングギヤ４の斜め上方（車両の前方側への斜め上方）にカウンタギヤ軸が配置され、そのカウンタギヤ軸に取り付けられているデフドライブピニオンギヤ５がデフリングギヤ４に噛み合っている。また、カウンタギヤ軸にはデフドライブピニオンギヤ５より大径のカウンタドリブンギヤ６が取り付けられており、このカウンタドリブンギヤ６にはカウンタドライブギヤ７および出力ギヤ８が噛み合っている。この出力ギヤ８はハイブリッドシステムによる動力をカウンタドリブンギヤ６に出力するためのものであり、例えばモータ・ジェネレータ９の出力軸に取り付けられている。このモータ・ジェネレータ９は、２モータタイプのハイブリッドシステムを構成しているモータの一つであり、定常走行時には図示しない他のモータ・ジェネレータから電力を供給されてモータとして機能する。

これを具体的に説明すると、２モータタイプのハイブリッドシステムは、内燃機関と第１モータ・ジェネレータとが遊星歯車機構などの三要素の差動機構における入力要素と反力要素とに連結されており、出力要素から駆動輪に動力を出力するように構成されている。したがって、内燃機関が出力した動力は、遊星歯車機構によって構成される動力分割機構により第１モータ・ジェネレータと出力側とに分配され、第１モータ・ジェネレータの回転数を変えることにより内燃機関の回転数を変えることができる。その場合、第１モータ・ジェネレータを発電機として機能させることになり、その際に発電された電力が、第２のモータである上記のモータ・ジェネレータ９に供給される。

したがって、内燃機関および第１モータ・ジェネレータは、それぞれ、動力分割機構、カウンタギヤ、およびデファレンシャルを介して、駆動軸と互いに動力伝達可能に連結される。一方、第２モータ・ジェネレータ９は、カウンタギヤおよびデファレンシャルを介して、駆動軸と互いに動力伝達可能に連結されるとともに、カウンタギヤを介して、動力分割機構の出力要素に対しても互いに動力伝達可能に連結される。

図２に示す構成では、ケーシング１の内部に封入されているオイル１０を汲み上げてケーシング１の上部からその内部に供給し、あるいはケーシング１の内部の適宜な箇所にオイル１０を供給するように構成されている。なお、オイル１０は、ケーシング１の底部にオイル溜まり（オイルパン）１１を形成する程度にケーシング１の内部に封入されている。また、この実施例においては、カウンタドリブンギヤ６がこの発明における歯車に相当し、そのカウンタドリブンギヤ６によりオイル１０を掻き上げる構成がこの発明における掻き上げ潤滑機構に相当している。

上記のトランスアクスルを搭載している車両が前進走行している場合のデフリングギヤ４の回転方向は図２に矢印で示す方向であり、また同様に、デフドライブピニオンギヤ５やカウンタドリブンギヤ６などの回転方向も矢印で示す方向である。したがって、それらの歯車が回転することに伴ってオイル１０が掻き上げられ、その多くはケーシング１における後壁部１２の内面に沿って上方に飛散し、ケーシングの上部に形成されたキャッチタンク１３に貯留され、潤滑部位へと供給される。しかしながら、キャッチタンク１３は位置エネルギの高い位置に形成されているため、オイル１０の供給が必ずしも効率的ではない。そのため、図１および図２に示す例では、デフリングギヤ４の回転によって掻き上げられた後にカウンタドリブンギヤ６およびカウンタドライブギヤ７ならびに出力ギヤ８により更に掻き上げられ、それらギヤにより飛散するオイル１０を利用するべく、誘導路１４がケーシング１内に形成されている。このように各ギヤの歯面を伝って飛散するオイル１０を流入させて軸受１５などの潤滑部位へ誘導するように構成された誘導路１４を図１に示してある。

図１はその誘導路１４を構成を説明する図であり、図２におけるI-I線に沿う断面図である。具体的には、この誘導路１４は掻き上げられたオイル１０を潤滑部位へと供給する油路であり、第１誘導路１４ａと第２誘導路１４ｂとから構成されている。第１誘導路１４ａは、捩れ角を有する歯車（はす歯歯車）から構成されるカウンタドリブンギヤ６の歯から遠心力で飛散する潤滑油の飛行線に直交して開口しており、その第１誘導路の開口端１６がこの誘導路全体の入口とされている。すなわち、歯面を伝って掻き上げられたオイル１０がギヤの捩れ角から飛散する方向に第１誘導路１４ａの開口端１６が形成されている。またその第１誘導路１４ａは、トランスアクスルに対して水平方向もしくはトランスアクスルの上方向に延びるように構成されている。

一方、第２誘導路１４ｂは、その第１誘導路１４ａから潤滑対象部位へと流入する誘導路であり、第１誘導路１４ａと連結されて構成されている。つまり、第１誘導路１４ａがトランスアクスルに対して水平もしくは上方向に延びた後に、軸受１５などの潤滑部位が配置されている方向に向けてガイドするように屈曲して設けられている。そして、第２誘導路１４ｂの開口端１７がこの誘導路全体の出口とされている。

また、その誘導路１４は第１誘導路１４ａの開口端１６から第２誘導路１４ｂの開口端１７に向けて、断面積が小さくなるように構成されている。具体的には、図３に示すようにケーシング１に対して、下側の面を維持したまま、他の面すなわち、誘導路１４の上面と側面とがテーパ状に形成されている。つまり、誘導路１４の入口から出口に向けて油路の幅が狭くなるように構成されている。言い換えれば、下面を維持することにより、油路に上り勾配が生じることを抑制し、ひいては誘導路１４内のオイル１０の勢いを阻害しないように構成されている。なお、第２誘導路１４ｂの開口端１７には軸受１５などに連通されるオイルガイド部１８が設けられている。

つぎに、この潤滑油供給構造のオイル１０の流れについて説明する。上述したようにデフリングギヤ４は図２に矢印で示す方向に回転し、またその下側の一部がケーシング１の底部に溜まっているオイル１０に浸かっているので、オイル１０がデフリングギヤ４によって掻き上げられ、上方に飛散する。その掻き上げられたオイル１０の一部は後壁部１２の内面に沿って上昇するので、その上端部付近形成されたキャッチタンク１３にオイル１０がある程度溜まり、所定の潤滑部位に供給される。

また、掻き上げられた他の一部のオイル１０は図２に示すように、ケ−シング１内のギヤ機構を構成するデフリングギヤ４、カウンタドリブンギヤ６、カウンタドライブギヤ７、出力ギヤ８が回転し、歯面を潤滑しつつ、これら歯車により掻き上げられる。デフリングギヤ４により掻き上げられたオイル１０は、カウンタドリブンギヤ６に伝わって更に掻き上げられるとともに、ギヤの外周面に沿って搬送され、第１誘導路１４ａならびに第２誘導路１４ｂに流入される。

より具体的には、図２において、オイルパン１１に貯留されたオイル１０は、デフリングギヤ４の反時計回りの回転によって掻き上げられた後、カウンタドリブンギヤ６の底部に伝わる。そして、そのオイル１０は、カウンタドリブンギヤ６の時計回りの回転により、掻き上げられた後、出力ギヤ８に伝わる。さらに、そのオイル１０は、出力ギヤ８の反時計回りの回転により、更に掻き上げられる。またその際に、カウンタドリブンギヤ６からの飛散方向に、上述した第１誘導路１４ａの開口端１６が口を開いているため誘導路１４にオイル１０が流入される。

したがって、第１誘導路１４ａの入口から流入されるオイル１０は、そのまま第２誘導路１４ｂへ流入し、さらにその誘導路１４は第２誘導路１４ｂの開口端１７、すなわちこの誘導路１４の出口に向けて流動する。またその誘導路１４は出口に近くなるに従って断面積が小さくなるように構成されているため、飛散したオイル１０の勢いを抑制することなく、そのままの勢いで軸受１５などの潤滑部位へと供給される。したがって、掻き上げられたオイル１０を必ずしも位置エネルギの高い位置に設けられたキャッチタンク１３へ供給する必要がなく、誘導路１４を設けることで飛散したオイル１０を効率的に潤滑部位へ供給することができる。

また、潤滑部位へのオイル１０の供給が効率的にできることに伴い、任意に潤滑すべき箇所にオイル１０を供給することができるため、油路の形状の自由度が増大する。併せて、油路の形状の自由度が増大することに伴い、必ずしも油路が軸受１５に対して上方向にある必要がなくなる。それにより装置全体としての構成の小型化を図ることが可能となる。

以上、上述した例では車両の主動力源としてエンジンなどの内燃機関が搭載されたハイブリット車両を用いて説明したが、この発明は特許請求の範囲で適宜に変更されてよい。例えば、主動力源としてモータが搭載されている電気自動車に適用してもよい。また、誘導路１４が形成される位置は、カウンタドリブンギヤ６の飛散方向に限定されず、デフリングギヤ４、カウンタドライブギヤ７、その他の歯車から飛散される方向に形成されてもよい。

４…デフリングギヤ、 ５…デフドライブピニオンギヤ、 ６…カウンタドリブンギヤ、 ７…カウンタドライブギヤ、 ８…出力ギヤ、１０…オイル（潤滑油）、 １４…誘導路、 １４ａ…第１誘導路、 １４ｂ…第２誘導路、 １５…軸受、 １６，１７…開口端。

Claims (1)

1. 捩れ角を有しかつ回転することにより動力を伝達する歯車と、その歯車によって潤滑油を掻き上げる掻き上げ潤滑機構とを備えた動力伝達装置の潤滑油供給構造において、
   前記歯車の歯から遠心力で飛散する前記潤滑油の飛行線に直交して開口している第１誘導路と、前記第１誘導路に連通されかつ前記潤滑油を潤滑部位へ供給する第２誘導路とを備え、
   前記第１誘導路の開口端から前記第２誘導路の開口端に向けてその誘導路の断面積が小さくなるように形成されている
   ことを特徴とする動力伝達装置の潤滑油供給構造。

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