JP2021001669A - スプロケット - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な潤滑を可能にする。【解決手段】スプロケット３１は、チェーン２１と噛み合う歯部３１２を有する。歯部３１２は、供給される油を受けるキャッチ溝３１２ａと、キャッチ溝３１２ａに接続する油溝３１２ｂとを有する。キャッチ溝３１２ａは、油溝３１２ｂよりも軸方向に深く形成される。油溝３１２ｂは、キャッチ溝３１２ａから歯部３１２のチェーン２１との接触面３１２ｃに到達する。【選択図】図５

Description

本発明は、スプロケットに関する。

特許文献１には、スプロケットとチェーンとの間に潤滑油を噴射するオイル噴射ノズルを設けたトランスファ装置が開示されている。

実開平４−５５５３号公報

スプロケットとチェーンとの噛合い開始部に油を噴射して強制潤滑する場合、噛合い開始部の手前から油を噴射することになる。このため、噛合い開始部に適切に到達しない油等により、多少なりとも潤滑効率が低下する虞がある。結果、必要量よりも多い油を供給することにより、オイルポンプの仕事量が増加しエネルギー効率の悪化を招く虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、効率的な潤滑を可能にすることを目的とする。

本発明のある態様のスプロケットは、チェーンと噛み合う歯部を有するスプロケットであって、前記歯部は、供給される油を受けるキャッチ溝と、前記キャッチ溝に接続する油溝とを有する。前記キャッチ溝は、前記油溝よりも軸方向に深く形成される。また、前記油溝は、前記キャッチ溝から前記歯部の前記チェーンとの噛合い面に到達する。

この態様によれば、キャッチ溝に供給された油が遠心力により油溝を介してチェーンとの噛合い面に到達する。このため、チェーンとスプロケットとの噛合い部が直接潤滑されることにより潤滑効率が向上し、供給油量の低減が可能になるので、効率的な潤滑が可能になる。

ハイブリッド車両の概略構成図である。 スプロケットの正面図である。 スプロケットの断面図である。 スプロケットが組み付けられた状態を断面で示す図である。 歯部の縦断面の要部拡大図である。 歯部の横断面の要部拡大図である。 第１の変形例の要部を縦断面で示す図である。 第１の変形例の要部を横断面で示す図である。 第２の変形例の要部を縦断面で示す図である。 第２の変形例の要部を横断面で示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１００（以下、「車両１００」という。）の概略構成図である。車両１００は、第１バッテリとしての低電圧バッテリ１と、第２バッテリとしての高電圧バッテリ２と、走行用駆動源としてのエンジン３及びモータジェネレータ４（以下、「ＭＧ４」という。）と、エンジン３の始動に用いられる第１回転電機としてのスタータモータ５（以下、「ＳＭ５」という。）と、発電とエンジン３のアシスト及び始動とに用いられる第２回転電機としてのスタータジェネレータ６（以下、「ＳＧ６」という。）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ７と、インバータ８と、油圧発生源としてのメカオイルポンプ９及び電動オイルポンプ１０と、変速機を構成するトルクコンバータ１１、前後進切替機構１２及び無段変速機構１３（以下、「ＣＶＴ１３」という。）と、ディファレンシャル機構１４と、駆動輪１８と、コントローラ２０とを備える。

低電圧バッテリ１は、出力電圧がＤＣ１２Ｖの鉛酸バッテリである。低電圧バッテリ１は、ＳＭ５、１２Ｖで動作する電装品１５（自動運転用カメラ１５ａ及びセンサ１５ｂ、ナビゲーションシステム１５ｃ、オーディオ１５ｄ、エアコン用ブロア１５ｅ等）とともに低電圧回路１６に接続される。低電圧バッテリ１は出力電圧が１２Ｖのリチウムイオン電池であってもよい。

高電圧バッテリ２は、低電圧バッテリ１よりも出力電圧が高いＤＣ４８Ｖのリチウムイオンバッテリである。高電圧バッテリ２の出力電圧はこれよりも低くても高くてもよく、例えば３０Ｖや１００Ｖであってもよい。高電圧バッテリ２は、ＭＧ４、ＳＧ６、インバータ８、電動オイルポンプ１０等とともに高電圧回路１７に接続される。

低電圧回路１６と高電圧回路１７とは、ＤＣ−ＤＣコンバータ７を介して接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、低電圧回路１６の１２Ｖを４８Ｖに昇圧して高電圧回路１７に４８Ｖを出力する昇圧機能と高電圧回路１７の４８Ｖを１２Ｖに降圧して低電圧回路１６に１２Ｖを出力する降圧機能とを有している。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ７は、エンジン３が運転中か停止中かに関わらず、低電圧回路１６に１２Ｖの電圧を出力することができる。また、高電圧バッテリ２の残容量が少なくなった場合は低電圧回路１６の１２Ｖを４８Ｖに昇圧して高電圧回路１７に出力し、高電圧バッテリ２を充電することができる。

エンジン３は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、コントローラ２０からの指令に基づいて回転速度、トルク等が制御される。

トルクコンバータ１１は、エンジン３と前後進切替機構１２との間の動力伝達経路上に設けられ、流体を介して動力を伝達する。また、トルクコンバータ１１は、車両１００が所定のロックアップ車速以上で走行している場合にロックアップクラッチ１１ａを締結することで、エンジン３からの駆動力の動力伝達効率を高めることができる。

前後進切替機構１２は、トルクコンバータ１１とＣＶＴ１３との間の動力伝達経路上に設けられ、遊星歯車機構１２ａと、前進クラッチ１２ｂ及び後退ブレーキ１２ｃで構成される。前進クラッチ１２ｂが締結され後退ブレーキ１２ｃが解放されると、トルクコンバータ１１を介して前後進切替機構１２に入力されるエンジン３の回転が、回転方向を維持したまま前後進切替機構１２からＣＶＴ１３に出力される。逆に、前進クラッチ１２ｂが解放され後退ブレーキ１２ｃが締結されると、トルクコンバータ１１を介して前後進切替機構１２に入力されるエンジン３の回転が、減速かつ回転方向を反転されて前後進切替機構１２からＣＶＴ１３に出力される。前後進切替機構１２で必要とされる油圧は、メカオイルポンプ９又は電動オイルポンプ１０が発生した油圧を元圧として図示しない油圧回路によって生成される。

ＣＶＴ１３は、前後進切替機構１２とディファレンシャル機構１４との間の動力伝達経路上に配置され、車速やアクセルペダルの操作量であるアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。ＣＶＴ１３は、プライマリプーリ１３ａと、セカンダリプーリ１３ｂと、両プーリに巻き掛けられたベルト１３ｃと、を備える。ＣＶＴ１３は、プライマリプーリ１３ａとセカンダリプーリ１３ｂの溝幅を油圧によって変更し、プーリ１３ａ、１３ｂとベルト１３ｃとの接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更することができる。ＣＶＴ１３で必要とされる油圧は、メカオイルポンプ９又は電動オイルポンプ１０が発生した油圧を元圧として図示しない油圧回路によって生成される。

ＭＧ４は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型回転電機である。ＭＧ４は、ＭＧ４の軸に設けられたスプロケットとプライマリプーリ１３ａの軸に設けられたスプロケットとの間に巻きつけられるチェーン２１を介してプライマリプーリ１３ａの軸に接続される。

ＭＧ４は、エンジン３と駆動輪１８とを結ぶ動力伝達経路にセカンダリプーリ１３ｂよりもエンジン３側で分岐接続される。また、ＭＧ４は、当該動力伝達経路のエンジン３及びプライマリプーリ１３ａ間に設けられたクラッチを含む前後進切替機構１２よりも駆動輪１８側で当該動力伝達経路に分岐接続される。ベルト１３ｃを間に挟んでエンジン３とは反対側からプライマリプーリ１３ａの軸に接続されることは、当該動力伝達経路に分岐接続されることに含まれる。

ＭＧ４は、コントローラ２０からの指令に基づいてインバータ８により作り出された三相交流を印加することにより制御される。ＭＧ４は、高電圧バッテリ２からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作する。また、ＭＧ４は、ロータがエンジン３や駆動輪１８から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、高電圧バッテリ２を充電することができる。

ＭＧ４の軸に設けられたスプロケットとプライマリプーリ１３ａの軸に設けられたスプロケットは、後者の歯数が多くなるように構成され（例えば、歯数＝１：３）、ＭＧ３の出力回転が減速してプライマリプーリ１３ａに伝達されるようにする。これにより、ＭＧ４に要求されるトルクを下げてＭＧ４を小型化し、ＭＧ４の配置自由度を向上させる。

ＳＭ５は、直流モータであり、エンジン３のフライホイール３ａの外周ギヤ３ｂにピニオンギヤ５ａを噛み合わせ可能に配置される。エンジン３を冷機状態から初めて始動（以下、「初回始動」という。）する場合は、低電圧バッテリ１からＳＭ５に電力が供給され、ピニオンギヤ５ａが外周ギヤ３ｂに噛み合わされ、フライホイール３ａ、さらにはクランク軸が回転される。エンジン３を初回始動するときにＳＭ５を用いるのは、低電圧バッテリ１が鉛酸バッテリであるので、極低温時であっても低電圧バッテリ１からＳＭ５に電力を安定して供給することができ、エンジン３を初回始動するのに必要なトルク、出力をＳＭ５によって発生できるからである。

なお、エンジン３を始動するのに必要なトルク、出力は、初回始動時が一番大きく、暖機状態からの始動、すなわち、再始動時は初回始動時よりも小さくなる。これは、初回始動時はエンジンオイルの温度が低く、エンジンオイルの粘度が高いのに対し、初回起動後はエンジンオイルの温度が上昇し、エンジンオイルの粘度が低下するためである。

ＳＧ６は、同期型回転電機であり、Ｖベルト２２を介してエンジン３のクランク軸に接続され、エンジン３から回転エネルギーを受ける場合には発電機として機能する。このようにして発電された電力は、インバータ８を通じて高電圧バッテリ２に充電される。また、ＳＧ６は、高電圧バッテリ２からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作し、エンジン３の駆動力をアシストする。さらに、ＳＧ６は、アイドリングストップ状態からエンジン３を再始動するときに、エンジン３のクランク軸を回転駆動してエンジン３を再始動するために用いられる。

メカオイルポンプ９は、エンジン３の回転がチェーン２３を介して伝達されることによって動作するオイルポンプである。メカオイルポンプ９は、オイルパンに貯留される作動油を吸い上げ、図示しない油圧回路を介してロックアップクラッチ１１ａ、前後進切替機構１２及びＣＶＴ１３に油を供給する。

電動オイルポンプ１０は、高電圧バッテリ２から供給される電力によって動作するオイルポンプである。電動オイルポンプ１０は、ＥＶモード、アイドルストップ状態等、エンジン３が停止しておりエンジン３でメカオイルポンプ９を駆動できない場合に動作し、メカオイルポンプ９と同様にオイルパンに貯留される作動油を吸い上げ、図示しない油圧回路を介してロックアップクラッチ１１ａ、前後進切替機構１２及びＣＶＴ１３に油を供給する。特に、ＣＶＴ１３で必要な油圧を確保することで、ベルト１３ｃの滑りを抑制する。

コントローラ２０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えた１又は複数のマイクロコンピュータで構成される。コントローラ２０は、制御部に対応し、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムをＣＰＵによって実行することで、エンジン３、インバータ８（ＭＧ４、ＳＧ６、電動オイルポンプ１０）、ＤＣ−ＤＣコンバータ７、ＳＭ５、ロックアップクラッチ１１ａ、前後進切替機構１２、ＣＶＴ１３等を統合的に制御する。

コントローラ２０は、車両１００の運転モードとして、高電圧バッテリ２から供給される電力によってＭＧ４を駆動し、ＭＧ４のみの駆動力によって走行するＥＶモードと、エンジン３のみの駆動力によって走行するエンジン走行モードと、エンジン３の駆動力とＭＧ４の駆動力によって走行するＨＥＶモードと、を切り換える。

ＥＶモードでは、車両１００は、前進クラッチ１２ｂ及び後退ブレーキ１２ｃを解放した状態で、高電圧バッテリ２からの電力によってＭＧ４のみを駆動して走行する（以下、この状態を「ＥＶ走行」という。）。ＥＶモードは、車両１００の要求出力が低い時であって、高電圧バッテリ２の残容量が充分にあるときに選択される。

エンジン走行モードでは、車両１００は、前進クラッチ１２ｂ及び後退ブレーキ１２ｃのいずれかを締結した状態で、エンジン３のみを駆動して走行する。エンジン走行モードは、車両１００の要求出力が比較的高い時に選択される。

ＨＥＶモードでは、車両１００は、前進クラッチ１２ｂ及び後退ブレーキ１２ｃのいずれかを締結した状態で、エンジン３とＭＧ４とを駆動して走行する。ＨＥＶモードは、車両１００の要求出力が高い時、具体的には、車両１００の要求出力がエンジン３による出力のみでは補えないときに選択される。

コントローラ２０は、アクセル開度と、ブレーキペダルの踏力と、車速に基づき、図示しない走行モード選択マップを参酌して走行モードを選択し、選択された走行モードが実現されるようエンジン３及びＭＧ４を駆動する。

図２はスプロケット３１の正面図である。図３はスプロケット３１の断面図である。図４はスプロケット３１が組み付けられた状態を断面で示す図である。

スプロケット３１は、プライマリプーリ１３ａの軸に設けられたスプロケットを構成し、円盤部３１１と歯部３１２と軸部３１３とを有する。円盤部３１１は、スプロケット３１の本体部を構成する。円盤部３１１には、歯部３１２と軸部３１３とが設けられる。

歯部３１２は、スプロケット歯が形成されたリング状の部分であり、円盤部３１１の外周部に設けられる。歯部３１２は、円盤部３１１から軸方向にオフセットして設けられる。歯部３１２は、軸部３１３が設けられている側にオフセットして設けられる。軸部３１３は、円盤部３１１の中心部から突出して設けられる。

スプロケット３１はプライマリプーリ１３ａの軸に組み付けられ、スプロケット３１にはチェーン２１が掛け回される。プライマリプーリ１３ａの軸は、ベアリング４１により支持され、ベアリング４１は、ケース４２に設けられる。ケース４２はＣＶＴ１３のケースであり、ケース４２には供給油路４３が設けられる。

供給油路４３は、歯部３１２の径方向内側に油を供給する。供給油路４３は軸方向に油を供給するように設けられており、軸方向に供給した油を後述するキャッチ溝３１２ａに受けさせるように設けられる。歯部３１２には、次に説明するように溝が設けられる。

図５は、歯部３１２の縦断面の要部拡大図である。図６は、歯部３１２の横断面の要部拡大図である。歯部３１２には、キャッチ溝３１２ａと油溝３１２ｂとが設けられる。キャッチ溝３１２ａは、供給油路４３により軸方向から供給される油を受ける。キャッチ溝３１２ａは、歯部３１２の径方向内側の部分に設けられる。キャッチ溝３１２ａは、径方向内側及び軸方向一端側（軸方向において円盤部３１１側とは反対側）に開いた溝形状を有する。キャッチ溝３１２ａは、油溝３１２ｂよりも軸方向に深く形成される。キャッチ溝３１２ａは、歯部３１２に一周に亘って設けられる。

油溝３１２ｂは、歯部３１２の軸方向一端側の部分に設けられ、キャッチ溝３１２ａに接続する。油溝３１２ｂは、軸方向一端側に開いた溝形状を有する。油溝３１２ｂは、キャッチ溝３１２ａからチェーン２１との噛合い面（歯部３１２の歯面）のうちチェーン２１との接触面３１２ｃに到達する。油溝３１２ｂは、キャッチ溝３１２ａから径方向外側に延伸し、さらに正転側及び逆転側の２つの接触面３１２ｃそれぞれに向かって分岐して、これら２つの接触面３１２ｃに到達する。油溝３１２ｂは、スプロケット歯の複数の歯それぞれに設けられる。

次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

スプロケット３１は、チェーン２１と噛み合う歯部３１２を有する。歯部３１２は、供給される油を受けるキャッチ溝３１２ａと、キャッチ溝３１２ａに接続する油溝３１２ｂとを有する。キャッチ溝３１２ａは、油溝３１２ｂよりも軸方向に深く形成される。油溝３１２ｂは、キャッチ溝３１２ａから歯部３１２のチェーン２１との接触面３１２ｃに到達する。

このような構成によれば、キャッチ溝３１２ａに供給された油が遠心力により油溝３１２ｂを介してチェーン２１との接触面３１２ｃに到達する。このため、チェーン２１とスプロケット３１との噛合い部が直接潤滑されることにより潤滑効率が向上し、供給油量の低減が可能になるので、効率的な潤滑が可能になる。またこのような構成によれば、チェーン２１との接触部を直接潤滑できるので、潤滑効率が高い（請求項１に対応する効果）。

スプロケット３１では、歯部３１２が設けられる円盤部３１１を有する。歯部３１２は、円盤部３１１から軸方向にオフセットして設けられる。

このような構成によれば、キャッチ溝３１２ａ及び油溝３１２ｂを適切に設けることができる。また、ケース４３に設けられ軸方向に油を供給する供給油路４３であっても、キャッチ溝３１２ａに適切に油を供給することができ、チューブ等の別部材により油を供給せずに済む。このためこのような構成によれば、効率的な潤滑を可能にするにあたり、合理的な構成とすることができる（請求項２に対応する効果）。

油溝３１２ｂは次に以下で説明するように設けられてもよい。

図７、図８は、第１の変形例を示す図である。図９、図１０は、第２の変形例を示す図である。図７、図８に示すように、油溝３１２ｂは、キャッチ溝３１２ａからチェーン２１との噛合い面のうち歯先面３１２ｄに到達ように設けられてもよい。また、図９、図１０に示すように、油溝３１２ｂは、キャッチ溝３１２ａからチェーン２１との噛合い面のうち歯底面３１２ｅに到達するように設けられてもよい。

これらの場合でも、チェーン２１とスプロケット３１との噛合い部を直接潤滑することによる潤滑効率の向上が図られる。このため、供給油量の低減が可能となり、効率的な潤滑が可能になる（請求項１に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

２１ ：チェーン
３１ ：スプロケット
３１１ ：円盤部
３１２ ：歯部
３１２ａ：キャッチ溝
３１２ｂ：油溝
３１２ｃ：接触面（噛合い面）
３１２ｄ：歯先面（噛合い面）
３１２ｅ：歯底面（噛合い面）

Claims (2)

1. チェーンと噛み合う歯部を有するスプロケットであって、
   前記歯部は、供給される油を受けるキャッチ溝と、前記キャッチ溝に接続する油溝とを有し、
   前記キャッチ溝は、前記油溝よりも軸方向に深く形成され、
   前記油溝は、前記キャッチ溝から前記歯部の前記チェーンとの噛合い面に到達する、
   ことを特徴とするスプロケット。
2. 請求項１に記載のスプロケットであって、
   前記歯部が設けられる円盤部を有し、
   前記歯部は、前記円盤部から軸方向にオフセットして設けられる、
   ことを特徴とするスプロケット。

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