特開 2020-204377 油圧機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-204377(P2020-204377A)

(43)【公開日】2020年12月24日

(54)【発明の名称】油圧機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/04 20100101AFI20201127BHJP

   F16H 47/02 20060101ALI20201127BHJP

【ＦＩ】

   F16H57/04 N

   F16H47/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2019-113031(P2019-113031)

(22)【出願日】2019年6月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】宮地 利幸

【テーマコード（参考）】

3J063

【Ｆターム（参考）】

3J063AB02

3J063AB44

3J063AC01

3J063AC03

3J063BA11

3J063XD03

3J063XD16

3J063XD23

3J063XD62

3J063XF01

(57)【要約】

【課題】ケーシング内部における歯付ホイールの回転に起因する潤滑油の気泡の発生を抑制できる油圧機構の提供。
【解決手段】内部に潤滑油を貯留可能な貯留空間Ｓ１が形成されるとともに、原動機からの回転動力を伝達可能な複数の歯付ホイール１Ｃ，１Ｄを貯留空間Ｓ１に有する動力伝達機構１と、潤滑油の油圧を駆動源とする油圧機器２と、潤滑油を油圧機器２に圧送可能な油圧ポンプＰと、が備えられ、複数の歯付ホイール１Ｃ，１Ｄのうちの少なくとも一つに、歯付ホイール１Ｃのうちの上下中央領域よりも上側の周部を径外方から覆う覆い部１０が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に潤滑油を貯留可能な貯留空間が形成されるとともに、原動機からの回転動力を伝達可能な複数の歯付ホイールを前記貯留空間に有する動力伝達機構と、
前記潤滑油の油圧を駆動源とする油圧機器と、
前記潤滑油を前記油圧機器に圧送可能な油圧ポンプと、が備えられ、
前記複数の歯付ホイールのうちの少なくとも一つに、前記歯付ホイールのうちの上下中央領域よりも上側の周部を径外方から覆う覆い部が設けられている油圧機構。

【請求項2】

前記覆い部は、前記複数の歯付ホイールのうち、前記潤滑油の油面よりも上側に露出する前記歯付ホイールに対して設けられる請求項１に記載の油圧機構。

【請求項3】

前記動力伝達機構に、前記原動機からの前記回転動力を無段階に変速可能な静油圧式無段変速機構が一体連結され、
前記潤滑油は、前記静油圧式無段変速機構の作動油としても兼用される請求項１または２に記載の油圧機構。

【請求項4】

前記静油圧式無段変速機構は、前記回転動力を受け取る入力軸と、前記入力軸が受け取った前記回転動力を減速して前記複数の歯付ホイールに伝達可能な出力軸と、を有し、
前記油圧ポンプは、前記入力軸の回転と連動して作動するように構成されている請求項３に記載の油圧機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧機構に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に、動力伝達機構としてミッションケースが開示され、ミッションケースのケーシング内部に潤滑油が封入され、潤滑油は各機構を必要に応じて潤滑する。潤滑油の油面は、ケーシング内部の上下中央に位置する軸の軸芯と同じ高さに設定され、潤滑油の使用量が節約されつつ各軸の歯付ホイール（文献では「ギヤ」）が潤滑されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−１８４１７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで特許文献１に示されたようなミッションケースでは、潤滑油は、ケーシング内部における歯付ホイールの潤滑と、例えば油圧機器の作動油と、に兼用されがちである。一方、ケーシング内部における歯付ホイールの回転に伴って、潤滑油がケーシング内部で歯付ホイールによって掻き揚げられて飛散してしまうと、潤滑油の油中に気泡が発生する。この状態で上述の油圧機器に潤滑油が作動油として供給されると、油圧機器における潤滑不良や作動効率の低下やキャビテーション等が引き起こされる虞がある。

【0005】

このような実情に鑑みて、本発明の目的は、ケーシング内部における歯付ホイールの回転に起因する潤滑油の気泡の発生を抑制できる油圧機構を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による油圧機構は、内部に潤滑油を貯留可能な貯留空間が形成されるとともに、原動機からの回転動力を伝達可能な複数の歯付ホイールを前記貯留空間に有する動力伝達機構と、前記潤滑油の油圧を駆動源とする油圧機器と、前記潤滑油を前記油圧機器に圧送可能な油圧ポンプと、が備えられ、前記複数の歯付ホイールのうちの少なくとも一つに、前記歯付ホイールのうちの上下中央領域よりも上側の周部を径外方から覆う覆い部が設けられていることを特徴とする。

【0007】

本発明によると、歯付ホイールの上側の周部を覆い部が上方から覆い被さるため、潤滑油が歯付ホイールによって掻き揚げられても、潤滑油は覆い部に受け止められ、潤滑油の飛散が防止される。このとき、歯付ホイールによって掻き揚げられた潤滑油は、歯付ホイールの回転とともに歯付ホイールの周部に沿って移動し、潤滑油の油中に戻される。これにより、潤滑油の油中における気泡の発生が軽減され、油圧機器における潤滑不良や作動効率の低下、キャビテーションの発生などが抑制される。また、本構成であれば、潤滑油の油面が出来るだけ静止状態に保持されるため、動力伝達機構における空気抜きのブリーザ設計が容易になる。この結果、ケーシング内部における歯付ホイールの回転に起因する潤滑油の気泡の発生を抑制できる油圧機構が実現される。なお、本発明における『前記歯付ホイールのうちの上下中央領域よりも上側の周部』という意味は、歯付ホイールのうちの上下中央領域の周部も含まれる。つまり、本発明は、歯付ホイールのうちの上下中央領域の周部を覆い部が径外方から覆う構成を排除しない。

【0008】

本発明において、前記覆い部は、前記複数の歯付ホイールのうち、前記潤滑油の油面よりも上側に露出する前記歯付ホイールに対して設けられると好適である。

【0009】

歯付ホイールが回転する際に、歯付ホイールの周部の歯部が油面よりも上側のエアを油中に巻き込むことによって、潤滑油の油中に気泡が発生する場合も考えられる。本構成であれば、歯付ホイールうち、潤滑油の油面よりも上側に露出する周部が覆い部に覆われるため、歯付ホイールの周部におけるエアの入り込みが抑制され、歯付ホイールの回転に伴うエアの巻き込みが抑制される。これにより、潤滑油の油中における気泡の発生が一層軽減される。

【0010】

本発明において、前記動力伝達機構に、前記原動機からの前記回転動力を無段階に変速可能な静油圧式無段変速機構が一体連結され、前記潤滑油は、前記静油圧式無段変速機構の作動油としても兼用されると好適である。

【0011】

本構成であれば、動力伝達機構と静油圧式無段変速機構とが一体連結されるため、動力伝達機構と静油圧式無段変速機構とが各別に構成される場合と比較して、潤滑油が静油圧式無段変速機構の作動油として供給される場合の管路損失が低減される。これにより、静油圧式無段変速機構における変速効率の向上が容易に可能となる。

【0012】

本発明において、前記静油圧式無段変速機構は、前記回転動力を受け取る入力軸と、前記入力軸が受け取った前記回転動力を減速して前記複数の歯付ホイールに伝達可能な出力軸と、を有し、前記油圧ポンプは、前記入力軸の回転と連動して作動するように構成されていると好適である。

【0013】

本構成であれば、入力軸が油圧ポンプの駆動軸としても兼用されるため、簡素な構成によって油圧ポンプの駆動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】油圧機構の模式図である。

【図2】覆い部で覆われた状態の第一ギヤを示す図である。

【図3】覆い部で覆われた状態の第一ギヤを示す断面図である。

【図4】覆い部で覆われていない状態の第一ギヤを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

〔油圧機構〕
本発明による油圧機構について、その実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示されているように、本実施形態に例示される油圧機構に、動力伝達機構としてのトランスミッションケース１と、油圧機器２と、ＨＳＴ３（静油圧式無段変速機構：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と、が備えられている。ＨＳＴ３とトランスミッションケース１とが一体的に連結されている。本実施形態では、トランスミッションケース１の内部に、潤滑油を貯留可能な貯留空間として内部空間Ｓ１が形成されている。トランスミッションケース１と油圧機器２との間は供給油路４によって接続され、油圧機器２とＨＳＴ３との間は還元油路５によって接続されている。供給油路４の途中に、油圧ポンプＰが設けられており、油圧ポンプＰは、潤滑油をトランスミッションケース１から油圧機器２へ圧送可能に構成されている。油圧機器２は潤滑油の油圧を駆動源とする。油圧ポンプＰは、例えば歯車ポンプである。油圧機器２の動作に用いられた潤滑油は、還元油路５を経由してＨＳＴ３の循環油路に供給される。そして潤滑油は、ＨＳＴ３の循環油路を経由してトランスミッションケース１に戻される。

【0016】

ＨＳＴ３に、ＨＳＴ入力軸３ＡとＨＳＴ出力軸３Ｂとが備えられる。ＨＳＴ入力軸３Ａの一端部に油圧ポンプＰが連結され、油圧ポンプＰはＨＳＴ入力軸３Ａの回転軸芯回りにＨＳＴ入力軸３Ａと一体回転可能に構成されている。詳述はしないが、ＨＳＴ入力軸３Ａの他端部（油圧ポンプＰの位置する側と反対側の端部）に、例えばエンジン（不図示）等の原動機の出力軸が連結され、ＨＳＴ入力軸３Ａは原動機の回転動力を受け取る。そして、ＨＳＴ３における斜板（不図示）の角度が変更され、原動機の動力が無段階に変速され、変速後の動力がＨＳＴ出力軸３Ｂから出力される。油圧機器２に、公知の油圧モータ等の油圧ユニットが含まれ、油圧ユニットがサーボ制御されることによって、ＨＳＴ３の斜板角度が変更可能に構成されている。このように、ＨＳＴ３は、原動機からの回転動力を無段階に変速可能に構成されている。ＨＳＴ３はトランスミッションケース１に一体連結され、内部空間Ｓ１に貯留された潤滑油はＨＳＴ３の作動油としても兼用される。

【0017】

内部空間Ｓ１に、トランスミッション入力軸１Ａとトランスミッション出力軸１Ｂとが備えられている。トランスミッション入力軸１Ａの長手方向両端部は、トランスミッションケース１の側壁に支持される。ＨＳＴ出力軸３Ｂとトランスミッション入力軸１Ａとは一体連結されている。このことから、ＨＳＴ出力軸３Ｂの回転に伴って、ＨＳＴ出力軸３Ｂとトランスミッション入力軸１Ａとは同一の回転軸芯Ｘ回りに一体回転する。トランスミッション入力軸１Ａに、歯付ホイールとしての第一ギヤ１Ｃが備えられている。トランスミッション入力軸１Ａの回転に伴って、第一ギヤ１Ｃは回転軸芯Ｘ回りにトランスミッション入力軸１Ａと一体回転する。つまり、ＨＳＴ出力軸３Ｂは、ＨＳＴ入力軸３Ａが受け取った回転動力を減速して複数の歯付ホイールとしての第一ギヤ１Ｃや第二ギヤ１Ｄに伝達可能に構成されている。トランスミッション出力軸１Ｂはトランスミッション入力軸１Ａよりも下側に位置し、トランスミッション出力軸１Ｂは回転軸芯Ｘ２回りに回転可能である。トランスミッション出力軸１Ｂに、歯付ホイールとしての第二ギヤ１Ｄが備えられている。このように、動力伝達機構としてのトランスミッションケース１は、原動機からの回転動力を伝達可能な複数の歯付ホイールを、貯留空間としての内部空間Ｓ１に有する。

【0018】

図１乃至図３に示されるように、第一ギヤ１Ｃと第二ギヤ１Ｄとの夫々の全周に亘って等間隔に歯部１ｅ，１ｆが形成されている。第一ギヤ１Ｃにおける歯部１ｅと、第二ギヤ１Ｄにおける歯部１ｆと、は互いに歯合し、第一ギヤ１Ｃの回転に伴って、トランスミッション出力軸１Ｂと第二ギヤ１Ｄとが回転軸芯Ｘ２回りに一体回転する。この構成によって、原動機の動力が、ＨＳＴ３の変速と、第一ギヤ１Ｃと第二ギヤ１Ｄとの伝達と、を介してトランスミッション出力軸１Ｂに伝達される。そして、トランスミッション出力軸１Ｂに伝達された動力は、例えば車輪やクローラ等の駆動系に伝達される。

【0019】

図１乃至図４に示されるように、本実施形態では、内部空間Ｓ１のうち、回転軸芯Ｘの位置する上下高さまで潤滑油が充填されている。このため、トランスミッション入力軸１Ａと第一ギヤ１Ｃとの夫々において、少なくとも下側の半分の領域が潤滑油で満たされる。このため、トランスミッション入力軸１Ａとトランスミッション出力軸１Ｂとの夫々における軸受に潤滑油が供給され、トランスミッション入力軸１Ａとトランスミッション出力軸１Ｂとの夫々は円滑に回転できる。また、第一ギヤ１Ｃと第二ギヤ１Ｄとの夫々にも潤滑油が供給されて、第一ギヤ１Ｃの歯部１ｅと、第二ギヤ１Ｄの歯部１ｆと、は円滑に歯合する。

【0020】

本実施形態では図１乃至図３に示されるような覆い部１０が設けられているが、まず、覆い部１０が設けられていない場合の不都合を図４に基づいて説明する。第一ギヤ１Ｃにおける上側半分の領域は、潤滑油の油面よりも上側に位置する。このため、第一ギヤ１Ｃの回転に伴って、第一ギヤ１Ｃの歯部１ｅが油面の下方から油面の上方へ回転する第一領域Ａ１で、潤滑油が上方へ掻き揚げられて飛散する。また、第一ギヤ１Ｃの回転に伴って、第一ギヤ１Ｃの歯部１ｅが油面の上方から油面の下方へ回転する第二領域Ａ２で、油面よりも上側のエアが油面よりも下側に掻き込まれる。このことから、第一ギヤ１Ｃの回転に伴って潤滑油の油中に気泡が発生し易くなる。この状態で、油中に含まれた気泡が油圧ポンプＰで圧縮されて液化すると、油圧ポンプＰでキャビテーションが発生する虞がある。また、液化した気泡がＨＳＴ３に取り込まれて気化することにより、ＨＳＴ３の変速効率が低下したり、油圧機器２やＨＳＴ３における潤滑不良が発生したりする虞がある。このような不都合を回避するため、本実施形態では図１乃至図３に示されるような覆い部１０が設けられている。覆い部１０は、複数の歯付ホイールのうち、潤滑油の油面よりも上側に露出する歯付ホイールに対して、即ち第一ギヤ１Ｃに対して設けられている。また、覆い部１０はトランスミッションケース１の内壁に支持される。

【0021】

図１乃至図３に示されるように、覆い部１０は、歯付ホイールとしての第一ギヤ１Ｃのうちの上下中央領域よりも上側の周部を径外方から覆うように構成されている。換言すると、覆い部１０は、第一ギヤ１Ｃにおける上半分の領域を上方及び側方から覆うように構成されている。覆い部１０は、左右一対の径側面１０ａ，１０ａと、周側面１０ｂと、を有する。径側面１０ａ，１０ａは、第一ギヤ１Ｃの径方向に沿って平面状に形成され、第一ギヤ１Ｃの厚み方向における左右両側方に位置する。周側面１０ｂの長手方向は、第一ギヤ１Ｃの歯部１ｅよりも外側において覆い部１０の周方向に沿って湾曲する。径側面１０ａ，１０ａの夫々に亘って周側面１０ｂが横架する。換言すると、周側面１０ｂの短手方向両端に径側面１０ａ，１０ａが位置する。

【0022】

第一ギヤ１Ｃの回転に伴って、第一ギヤ１Ｃの歯部１ｅが油面の下方から油面の上方へ回転する第一領域Ａ１で、潤滑油は飛散せずに覆い部１０に受け止められる。即ち、油面よりも上側に掻き揚げられた潤滑油は、歯部１ｅにおけるギヤ間と、径側面１０ａ，１０ａと、周側面１０ｂと、の間に囲まれた隙間Ｓ２に保持され、歯部１ｅの回転とともに周方向に沿って案内される。そして、第一ギヤ１Ｃの歯部１ｅが油面の上方から油面の下方へ回転する第二領域Ａ２で、隙間Ｓ２に保持された潤滑油がそのまま油面よりも下側の油中に戻される。つまり、本実施形態であれば、歯部１ｅにおけるギヤ間に潤滑油が存在するため、覆い部１０が設けられない構成と比較して、歯部１ｅにおいてギヤ間に含まれるエアの量が少なくなる。これにより、第一ギヤ１Ｃの回転に伴う潤滑油の飛散が防止されるとともに、油中に対するエアの掻き込みが抑制される。

【0023】

〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。

【0024】

（１）上述した実施形態において、複数の歯付ホイールとして第一ギヤ１Ｃと第二ギヤ１Ｄとが示されたが、この実施形態に限定されない。例えば、複数の歯付ホイールとして、第一ギヤ１Ｃと第二ギヤ１Ｄとに代わって一対のスプロケットが備えられ、一対のスプロケットに亘って無端チェーンが巻き掛けられる構成であっても良い。

【0025】

（２）上述した実施形態において、トランスミッションケース１にトランスミッション入力軸１Ａとトランスミッション出力軸１Ｂとの二つの軸が設けられているが、この実施形態に限定されない。例えば、トランスミッション入力軸１Ａとトランスミッション出力軸１Ｂとの間に一つ以上の中間軸が設けられ、トランスミッション入力軸１Ａからトランスミッション出力軸１Ｂへ中間軸を介して動力が伝達される構成であっても良い。もちろん、中間軸が複数の変速ギヤを有する構成であっても良い。また、トランスミッション入力軸１Ａとトランスミッション出力軸１Ｂとの上下位置が同じ状態で横並びする場合には、第一ギヤ１Ｃと第二ギヤ１Ｄとの両方に覆い部１０が設けられる構成であっても良い。要するに、複数の歯付ホイールのうちの少なくとも一つに覆い部１０が設けられていれば良い。

【0026】

（３）上述した実施形態において、トランスミッションケース１とＨＳＴ３とが一体連結されているが、トランスミッションケース１とＨＳＴ３とは各別に設けられる構成であっても良い。また、ＨＳＴ３が備えられない構成であっても良く、この場合、還元油路５は油圧機器２とトランスミッションケース１とに亘って設けられる構成であっても良い。また、ＨＳＴ３が備えられない構成である場合、油圧ポンプＰはトランスミッション入力軸１Ａの回転軸芯Ｘ回りにトランスミッション入力軸１Ａと一体回転するように構成されても良い。

【0027】

なお、上述の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明は、内部に潤滑油を貯留可能な貯留空間が形成されるとともに、原動機からの回転動力を伝達可能な複数の歯付ホイールを貯留空間に有する動力伝達機構が備えられた油圧機構に適用可能である。

【符号の説明】

【0029】

１ ：トランスミッションケース（動力伝達機構）
１Ｃ ：第一ギヤ（複数の歯付ホイール）
１Ｄ ：第二ギヤ（複数の歯付ホイール）
２ ：油圧機器
３ ：ＨＳＴ（静油圧式無段変速機構）
３Ａ ：ＨＳＴ入力軸（入力軸）
３Ｂ ：ＨＳＴ出力軸（出力軸）
１０ ：覆い部
Ｐ ：油圧ポンプ
Ｓ１ ：内部空間（貯留空間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】