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Die Erfindung betrifft ein Differenzial für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Differenzial für ein Fahrzeug, das eine effiziente Schmierung bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit realisiert.
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Bekannt ist ein Differenzial für ein Fahrzeug, das eine Antriebsritzelwelle mit einem Antriebsritzel an einem Ende, ein Paar Lager, die diese Antriebswelle um deren Achse drehbar stützen, und ein Hohlrad hat, das mit dem Antriebsritzel in Eingriff ist. Eine Technologie zum Realisieren einer effizienten Schmierung in solch einem Differenzial ist auch vorgeschlagen worden. Beispielsweise beschreiben
JP 2007 263 139 A ,
JP 2007 315 456 A und die gattungsbildende
JP 2003 028 279 A jeweils ein Differenzial, das eine effiziente Schmierung realisiert.
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Jedoch wird in dem Differenzial, das in
JP 2007 263 139 A beschrieben ist, eine Schmierung nicht immer effizient durchgeführt. Insbesondere kann eine Schmierung ungenügend sein, wenn die Drehzahl des Antriebsritzels relativ schnell ist. Deshalb besteht die Notwendigkeit einer Entwicklung eines Differenzials für ein Fahrzeug, das eine effiziente Schmierung insbesondere bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit realisiert.
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Weitere Differenziale sind aus der
JP 4-18757 U , der
JP 03 239 852 A , der
JP 08 254 259 A , der
JP 07 217 725 A , der
EP 0 282 610 B1 sowie der
DE 102 60 354 A1 bekannt.
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Die Erfindung sieht deshalb ein Differenzial für ein Fahrzeug vor, das eine effiziente Schmierung insbesondere bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit realisiert.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Differenzial mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß hat das Differenzial den ersten Schmierdurchgang, der an der Seite der Antriebsritzelwelle vorgesehen ist, um Schmieröl zu fangen, das zu der Seite spritzt, wenn das Hohlrad und das Antriebsritzel drehen, und dieses Schmieröl zu dem Paar Lager zuzuführen, und den zweiten Schmierdurchgang, der vertikal über der Antriebsritzelwelle vorgesehen ist, um das Schmieröl zu fangen, das vertikal nach oben spritzt, wenn das Hohlrad und das Antriebsritzel drehen, und dieses Schmieröl zu dem Paar Lager zuzuführen. Als eine Folge wird Schmieröl, das durch das Antriebsritzel vertikal nach oben geschleudert wird, wenn das Hohlrad und das Antriebsritzel insbesondere mit relativ hohen Drehzahlen drehen, zu dem Paar Lager auch durch den zweiten Schmierdurchgang zugeführt, wodurch eine ausreichende Schmierung realisiert wird, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Das heißt, es kann ein Differenzial für ein Fahrzeug vorgesehen werden, das eine effiziente Schmierung insbesondere bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit realisiert.
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Erfindungsgemäß ist eine Kerbe als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs in einem Wandabschnitt, der ein nicht drehendes Bauteil ist, vertikal über dem Antriebsritzel ausgebildet. Gemäß dieser Struktur wird Schmieröl, das durch das Antriebsritzel vertikal nach oben geschleudert worden ist, wenn das Hohlrad und das Antriebsritzel mit relativ hohen Drehzahlen drehen, über die Kerbe in den zweiten Schmierdurchgang eingeleitet, wodurch eine ausreichende Schmierung realisiert werden kann, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt.
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Erfindungsgemäß ist eine Rippe, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf den Wandabschnitt angeordnet ist, als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs nahe der Kerbe ausgebildet, die in dem Wandabschnitt ausgebildet ist. Gemäß dieser Struktur wird Schmieröl, das durch das Antriebsritzel vertikal nach oben geschleudert worden ist, wenn das Hohlrad und das Antriebsritzel insbesondere mit relativ hohen Drehzahlen drehen, durch die Kerbe in den zweiten Schmierdurchgang eingeleitet und wird des Weiteren zu diesem zweiten Schmierdurchgang durch die Rippe geführt, die nahe der Kerbe vorgesehen ist, wodurch eine ausreichende Schmierung realisiert werden kann, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt.
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In der vorstehend beschriebenen Struktur kann die Rippe einstückig mit dem Wandabschnitt an der Seite der Kerbe vertikal über dem Wandabschnitt in der Vorwärtsdrehrichtung des Antriebsritzels ausgebildet sein.
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In der vorstehend beschriebenen Struktur kann die Größe der Rippe durch die Größe der Kerbe bestimmt sein.
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In der vorstehend beschriebenen Struktur kann ein Loch als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs zwischen dem Lager von dem Paar Lager, das von dem Antriebsritzel am weitesten entfernt ist, und dem Gehäuse vertikal über diesem Lager ausgebildet sein. Des Weiteren kann ein Blockierabschnitt zum Blockieren der Strömung von Schmieröl an der Seite dieses Lagers ausgebildet sein. Gemäß dieser Struktur wird das Schmieröl, das verwendet wird, um das Lager von dem Paar Lager zu schmieren, das am weitesten von dem Antriebsritzel entfernt ist, von einem Entweichen von der Seite dieses Lagers abgehalten und über das Loch wieder zu dem zweiten Schmierdurchgang gefördert, wodurch eine bessere Schmierung realisiert werden kann.
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In der vorstehend beschriebenen Struktur kann das Fahrzeug ein Vorder- und Hinterrad angetriebenes Fahrzeug sein, und das Differenzial kann auf ein Paar Vorderräder angewendet sein. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, eine geeignete Schmierung mit einem vorderen Differenzial eines Vorder- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeugs zu realisieren, in dem eine Schmierung des Lagerpaars besonders dazu neigt, ungenügend zu sein.
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In der vorstehend beschriebenen Struktur können das Antriebsritzel und das Hohlrad ein Paar Hypoid-Räder mit Achsen sein, die sich nicht miteinander schneiden. Des Weiteren können das Antriebsritzel und das Hohlrad miteinander in einer relativen positionalen Beziehung miteinander eingreifen, in der sich die Drehachse des Antriebsritzels vertikal über der Drehachse des Hohlrads befindet. Gemäß dieser Struktur ist es möglich, eine geeignete Schmierung mit einem vorderen Differenzial eines Fahrzeugs zu realisieren, das mit einem Paar Hypoid-Rädern versehen ist, in dem eine Schmierung des Lagerpaars besonders dazu neigt, ungenügend zu sein.
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Das vorstehend und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen.
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1 ist eine Skizzenansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 ist eine Teilschnittansicht des Aufbaus eines typischen Differenzials für ein Fahrzeug als ein Vergleichsbeispiel für das Differenzial für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform;
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3 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts, der sich auf einen ersten Schmierdurchgang bezieht, entlang Linie III-III in 2;
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4 ist eine Teilschnittansicht des Aufbaus eines vorderen Differenzials in dem in 1 gezeigten Antriebssystem; und
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5 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts, der sich auf den ersten Schmierdurchgang und einen zweiten Schmierdurchgang bezieht, entlang Linie V-V in 4.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird detaillierter mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Skizzenansicht des Aufbaus eines Fahrzeugantriebssystems 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Antriebssystem 10 ist ein sogenanntes Leistungsverzweigungs-Vierradantriebssystem, das in einem Vorderrad- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeug verwendet wird, das auf einem FR-(Frontmaschinen-Heckantrieb)-Aufbau basiert. Dieses Antriebssystem 10 hat eine Maschine 12, die als die Antriebsquelle zum Fahren dient, einen Drehmomentwandler 14, ein automatisches Getriebe 16, eine Antriebswelle 18, ein hinteres Differenzial 20, ein Paar aus einer linken und rechten hinteren Achswelle 22l und 22r (nachstehend einfach als hintere Achswellen 22 bezeichnet, wenn es keine Notwendigkeit gibt, zwischen den zweien zu unterscheiden), ein Paar aus einem linken und einem rechten hinteren Rad 24l und 24r (nachstehend einfach als hintere Räder 24 bezeichnet, wenn es keine Notwendigkeit gibt, zwischen den zweien zu unterscheiden), ein Vorder-Hinterradantriebskraftverteilungsgerät 26, eine Leistungsübertragungswelle 28, ein vorderes Differenzial 30, ein Paar aus einer linken und einer rechten vorderen Achswelle 32l und 32r (nachstehend einfach als vordere Achswellen 32 bezeichnet, wenn es keine Notwendigkeit gibt, zwischen den zweien zu unterscheiden), ein Paar aus einem linken und rechten vorderen Rad 34l und 34r (nachstehend einfach als vordere Räder 34 bezeichnet, wenn es keine Notwendigkeit gibt, zwischen den zweien zu unterscheiden), und eine elektronische Steuerungseinheit 36 für eine Vierradantriebssteuerung.
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Die Maschine 12 ist beispielsweise eine Brennkraftmaschine, wie eine Benzinmaschine oder eine Dieselmaschine, die eine Antriebskraft durch Verbrennen von Kraftstoff erzeugt, der in Zylinder eingespritzt wird. Des Weiteren ist der Drehmomentwandler 14 beispielsweise eine Fluidleistungsübertragungsvorrichtung, die eine Leistung über ein Fluid überträgt und ein Pumpenrad, das mit einer Kurbelwelle der Maschine 12 gekoppelt ist, und ein Turbinenrad hat, das mit einer Eingabewelle des automatischen Getriebes 16 über eine Turbinenwelle gekoppelt ist, die einem ausgabeseitigem Bauteil entspricht. Des Weiteren ist das automatische Getriebe 16 beispielsweise ein gestuftes automatisches Getriebe, das mit einer Vielzahl von hydraulischen Reibungsbeaufschlagungsvorrichtungen versehen ist und wahlweise einen von einer Vielzahl von vorfestgelegten Gängen (Übersetzungsverhältnissen) gemäß der Beaufschlagungs-/Lösekombination dieser Reibbeaufschlagungsvorrichtungen einrichtet. Des Weiteren ist das Vorder-Hinterradantriebskraftverteilungsgerät 26 beispielsweise eine elektromagnetisch gesteuerte Übertragungseinrichtung, die eine elektromagnetisch gesteuerte Reibungsbeaufschlagungsvorrichtung beinhaltet und einen Teil (0 bis 50%) der Drehkraft der Antriebswelle 18 zu der Leistungsübertragungswelle 28 durch Beaufschlagen und Lösen (oder Schlupfbeaufschlagen) dieser Reibungsbeaufschlagungsvorrichtung gemäß einem Befehlssignal von der elektronischen Steuerungseinheit 36 verteilt.
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Das hintere Differenzial 20 ist eine Differenzialgetriebeeinheit, die eine Antriebskraft (d. h. ein Drehmoment), die von der Antriebswelle 18 zu dem Paar aus der rechten und linken hinteren Achswelle 22 übertragen wird, verteilt und eine Differenzialdrehung dieses Paares aus der linken und der rechten hinteren Achswelle 22 gestattet. In gleicher Weise ist das vordere Differenzial 30 eine Differenzialgetriebeeinheit, die eine Antriebskraft (d. h. ein Drehmoment), die von der Leistungsübertragungswelle 28 zu dem Paar aus der rechten und linken vorderen Achswelle 32 übertragen wird, verteilt und eine Differenzialdrehung dieses Paares aus der linken und rechten vorderen Achswelle 32 gestattet. Der Aufbau des vorderen Differenzials 30 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform wird später mit Bezug auf 4 und 5 und dergleichen beschrieben.
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In dem Antriebssystem 10, das auf diese Weise aufgebaut ist, wird eine Antriebskraft, die von der Maschine 12 ausgegeben wird, über den Drehmomentwandler 14 und das automatische Getriebe 16 zu der Antriebswelle 18 übertragen, und dann zu dem Paar aus dem linken und rechten hinteren Rad 24 über das hintere Differenzial 20 und das Paar aus der linken und rechten hinteren Achswelle 22 übertragen. Des Weiteren wird eine Antriebskraft, die von der Antriebswelle 18 zu der Leistungsübertragungswelle 28 durch das Vorder-Hinterradantriebskraftverteilungsgerät 26 verteilt wird, zu dem Paar aus dem linken und rechten vorderen Rad 34 über das vordere Differenzial 30 und das Paar aus der linken und rechten vorderen Achswelle 32 übertragen.
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Die elektronische Steuerungseinheit 36 ist ein sogenannter Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle und dergleichen umfasst und Signale gemäß einem Programm verarbeitet, das im Voraus in dem ROM gespeichert ist, während die temporäre Speicherungsfunktion des RAM genützt wird. Die elektronische Steuerungseinheit 36 führt beispielsweise verschiedene Steuerungen in Bezug auf den Vorder- und Hinterradantrieb durch das Antriebssystem aus, wie eine Übertragungsdrehmomentsteuerung des Vorder-Hinterradantriebskraftverteilungsgeräts 26, die den Befehlswert eines Stroms steuert, der zu einem elektromagnetischen Solenoid zugeführt wird, das in diesen Vorder-Hinterradantriebskraftverteilungsgerät 26 vorgesehen ist. Um eine solche Steuerung auszuführen, ist das Antriebssystem 10 mit verschiedenen Sensoren versehen, wie beispielsweise einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, einem Lenkwinkelsensor, der den Lenkwinkel eines nicht gezeigten Lenkrads erfasst, und einem Drosselöffnungsbetragssensor, der den Öffnungsbetrag einer Drosselklappe erfasst, der dem Niederdrückbetrag eines nicht gezeigten Gaspedals entspricht. Signale, die die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Lenkwinkel und den Drosselöffnungsbetrag und dergleichen anzeigen, werden von diesen Sensoren zu der elektronischen Steuerungseinheit 36 zugeführt. Diese elektronische Steuerungseinheit 36 führt dann eine Antriebskraftverteilungssteuerung durch, die kontinuierlich (d. h. stufenlos) das Verhältnis der Antriebskraft, die zu den vorderen Rädern 34 übertragen wird, in Bezug auf eine gesamte Antriebskraft, die von dem automatischen Getriebe 16 ausgegeben wird, gemäß den Signalen, die von den verschiedenen Sensoren zugeführt werden, so steuert, dass es in einem Bereich von 0 bis 50% ist.
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2 ist eine Teilschnittansicht eines typischen Differenzials 100 eines Fahrzeugs aus horizontaler Sicht als ein Vergleichsbeispiel für das Differenzial 30 gemäß der beispielhaften Ausführungsform. Des Weiteren ist 3 eine Schnittansicht, entlang Linie III-III in 2 (d. h. ein Querschnitt von vertikal oben gesehen), eines Abschnitts, der sich auf einen ersten Schmierdurchgang 58 bezieht. Im Übrigen werden in der nachstehenden Beschreibung Abschnitte, die sowohl das in 2 und 3 gezeigte Differenzial 100 als auch das vordere Differenzial 30 dieser beispielhaften Ausführungsform, das in 4 und 5 gezeigt ist, hat, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und Beschreibungen dieser Abschnitte werden weggelassen.
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Wie in 2 gezeigt ist, hat das Differenzial 100 in einem Gehäuse 38, das ein nicht drehbares Bauteil ist, eine Antriebsritzelwelle 42, die ein Antriebritzel 40 an einem Ende hat, ein Paar Lager, d. h. ein erstes Lager (ein vorderes Lager) 44 und ein zweites Lager (ein hinteres Lager) 46, die die Antriebsritzelwelle 42 um deren Achse in Bezug auf das Gehäuse 38 drehbar stützen, ein Hohlrad 48, das mit dem Antriebsritzel 40 eingreift, ein Paar Ritzel 50 (nur ein Teil eines Ritzels 50 ist in 2 gezeigt), die an der Innenumfangsseite dieses Hohlrads 48 angeordnet sind, und ein Paar Seitenräder 52 (nur ein Teil eines Seitenrads 52 ist in 2 gezeigt), die mit dem Paar Ritzel 50 in Eingriff sind. Des Weiteren sind, wie in 2 und 3 gezeigt ist, äußere Laufringe des ersten Lagers 44 und des zweiten Lagers 46 an einem Wandabschnitt (d. h. einer Trägerwand) 54, die ein nicht drehbares Bauteil ist, vertikal über diesen Lagern 44 und 46 fixiert.
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Die Antriebsritzelwelle 42 ist konzentrisch mit der Leistungsübertragungswelle 28 derart gekoppelt, dass sie zusammen mit der Leistungsübertragungswelle 28 dreht, und entspricht einem Eingabedrehbauteil des Differenzials 100. Hier sind das Antriebsritzel 40 und das Hohlrad 48, die miteinander in Eingriff sind, ein Satz Hypoid-Räder mit Achsen, die sich nicht schneiden. Das Antriebsritzel 40 und das Hohlrad 48 befinden sich in einer relativen positionalen Beziehung, in der sich die Drehachse des Antriebsritzels 40 über (vertikal über) der Drehachse des Hohlrads 48 befindet. Des Weiteren sind die zwei Ritzel 52 so vorgesehen, dass sie um ihre Achsen an der Innenumfangsseite des Hohlrads 48 drehen können und zusammen mit dem Hohlrad 48 drehen, wenn das Hohlrad 48 dreht. Des Weiteren ist das Paar Seitenräder 52 in Eingriff mit dem Paar Ritzel 50 und konzentrisch an das Paar vorderer Achswellen 32 gekoppelt. Dieses Paar Seitenräder 52 entspricht einem Ausgabedrehbauteil, das zusammen mit den vorderen Achswellen 32 dreht. Des Weiteren sind das erste Lager 44 und das zweite Lager 46 beide Kegelrollenlager, in denen eine Vielzahl von Kegelrollen als Rollelemente zwischen inneren Laufringen, die an der Antriebsritzelwelle 42 fixiert sind, und den äußeren Laufringen angeordnet ist, die an dem nicht drehenden Bauteil fixiert sind.
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Wenn in dem Differenzial 100, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, die Antriebsritzelwelle 42 gegen den Uhrzeigersinn um ihre Drehachse zu der linken Seite des Papiers hin, auf das 2 gezeichnet ist, gedreht wird, wenn sich die Leistungsübertragungswelle 28 gemäß der Antriebskraft in der Richtung dreht, in der sich das Fahrzeug voranbewegt, dreht sich das Antriebsritzel 40, das an einem Ende dieser Antriebsritzelwelle 42 vorgesehen ist, zusammen mit der Antriebsritzelwelle 42, und darüber hinaus dreht sich das Hohlrad 48, das mit diesem Antriebsritzel 40 in Eingriff ist, in der Richtung, die durch den Pfeil in 2 gezeigt ist (d. h. gegen den Uhrzeigersinn zu der Oberfläche des Papiers, auf das 2 gezeichnet ist, hin). Dadurch, dass sich das Paar Ritzel 50 zusammen mit dem Hohlrad 48 dreht, wenn sich das Hohlrad 48 dreht, dreht sich auch das Paar Seitenräder 52, die in Eingriff mit dem Paar Ritzel 50 sind, so dass eine Antriebskraft, die von der Leistungsübertragungswelle 28 eingegeben wird, zu dem Paar vorderer Achswellen 32 übertragen wird, während eine Differenzialdrehung (d. h. eine unterschiedliche Drehung) des Paars Seitenräder 52, die zu dem linken und dem rechten vorderen Rad 34 korrespondieren, gestattet ist.
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Hier wird ein Schmieröl 56 zum Schmieren und Kühlen des Differenzials 100 in dem Gehäuse 38 aufgenommen. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist der erste Schmierdurchgang 58 in dem Differenzial 100 vorgesehen. Der erste Schmierdurchgang 58 ist an der Seite der Antriebsritzelwelle 42 vorgesehen, d. h. in der horizontalen Richtung der Antriebsritzelwelle 42 und in deren Vorwärtsdrehrichtung (der Drehrichtung), um das Schmieröl 56 zu fangen, das durch die Drehung des Hohlrads 48 und des Antriebsritzels 40 zu der Seite spritzt, und dieses Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 zuzuführen. Dieses Schmieröl 56 wird zu dem Paar Lager 44 und 46 hauptsächlich über diesen ersten Schmierdurchgang 58 zugeführt. D. h. das Schmieröl 56, das hochgeschleudert wird, wenn sich das Hohlrad 48 dreht, wird in der Umfangsrichtung der Drehung (d. h. in der Richtung der Drehung, d. h. zu der Vorderseite des Papiers hin, auf der die Figur gezeichnet ist) durch die Drehung des Antriebsritzels 40 gespritzt, das mit dem Hohlrad 48 in Eingriff ist, und in den ersten Schmierweg 58 von einer Öffnung (einem Antriebsritzelölförderloch) 60 zugeführt (eingeleitet), die ein Spalt zwischen dem Gehäuse 38 und dem zweiten Lager 46 bzw. dem Abschnitt ist, wo das zweite Lager 46 fixiert ist. Dann wird das Schmieröl 56, das zu dem ersten Schmierdurchgang 58 zugeführt worden ist, in eine Öffnung (ein querverlaufendes Förderloch zwischen den Lagern), die ein Spalt zwischen dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 ist, über diesen ersten Schmierdurchgang 58, d. h. die Seite der Antriebsritzelwelle 42, eingeleitet und dann zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 zugeführt.
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Des Weiteren ist das Differenzial 100, wie in 2 und 3 gezeigt ist, mit einer Öffnung (einem Ölrückführloch an der Seite des vorderen Lagers) 64 zum Führen des Schmieröls zu dem Lager von dem Paar Lager 44 und 46, das am weitesten von dem Antriebsritzel 40 entfernt ist, d. h. zu der Seite des ersten Lagers 44 (der gleichen Seite wie der erste Schmierdurchgang 58 in der Horizontalrichtung), versehen. Das Schmieröl 56, das über den ersten Schmierdurchgang 58 zu dem ersten Lager 44 zugeführt wird, wird zu der Seite mit großem Durchmesser der Kegelrollen abgegeben, wie durch den Pfeil in 3 gezeigt ist, und zwar durch die Drehung des ersten Lagers 44 und zirkuliert dann von der Öffnung 64 zu dem ersten Schmierdurchgang 58. Ein Zuführen dieses zirkulierenden Schmieröls 56 zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 von der Öffnung 62 ermöglicht, dass das erste Lager 44 und das zweite Lager 46 effizient mit dem ersten Schmierdurchgang 58 geschmiert werden.
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Des Weiteren ist, wie in 2 und 3 gezeigt ist, in dem Differenzial 100 der Wandabschnitt (d. h. die Trägerwand) 54 so vorgesehen, dass sie vertikal über dem Antriebsritzel 40 heraussteht. Deshalb wird das Schmieröl 56, das durch die Drehung des Antriebsritzels 40 vertikal nach oben gespritzt wird, durch diesen Wandabschnitt 54 geblockt (d. h. wird nach unten zurückgeführt) und durch die Öffnung 60 in den ersten Schmierdurchgang 58 eingeleitet. Gemäß diesem Aufbau ist die Menge von Schmieröl 56, die zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 von einem Loch 66 zugeführt wird, das zwischen dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 in dem Wandabschnitt 54 ausgebildet ist, gering, so dass in dem Differenzial 100 das Schmieröl 56 zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 hauptsächlich über den ersten Schmierdurchgang 58 zugeführt wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist kann das Differenzial 100, das das Schmieröl 56 zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 hauptsächlich unter Verwendung des ersten Schmierdurchgangs 58 zuführt, der an der Seite der Antriebsritzelwelle 42 vorgesehen ist, eine geeignete Schmierung bei relativ niedrigen bis mittleren Fahrzeuggeschwindigkeiten realisieren. Jedoch kann die Zufuhr von Schmieröl 56 zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit ungenügend werden, wie z. B. wenn die Drehzahl der Antriebsritzelwelle 42 2500 Umdrehungen pro Minute ist, was es schwierig macht, einen Ölfilm an den Lagern aufrechtzuerhalten.
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4 ist eine Teilschnittansicht, die von der Horizontalrichtung den Aufbau des vorderen Differenzials 30 dieser beispielhaften Ausführungsform darstellt, die das Problem des Differenzials 100 löst. Des Weiteren ist 5 eine Schnittansicht, entlang Linie V-V in 4 (d. h. der Querschnitt aus Sicht von vertikal oben), eines Abschnitts, der sich auf den ersten Schmierdurchgang 58 und einen zweiten Schmierdurchgang 68 bezieht. Wie in 4 gezeigt ist, ist zusätzlich zu dem ersten Schmierdurchgang 58, d. h. dem Schmierdurchgang, der an der Seite der Antriebsritzelwelle 42 vorgesehen ist, um das Schmieröl 56 zu fangen, das zu der Seite spritzt, wenn das Hohlrad 48 und das Antriebsritzel 40 drehen, und um dieses Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 zuzuführen, das vordere Differenzial 30 dieser beispielhaften Ausführungsform mit einem zweiten Schmierdurchgang 68 versehen, der das Schmieröl 56 fängt, das von dem Abschnitt, wo das Hohlrad 48 und das Antriebsrad 40 miteinander in Eingriff sind, vertikal nach oben gespritzt wird, wenn diese Räder drehen, und dieses Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 zuführt. Somit wird das Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 über den ersten Schmierdurchgang 58 und den zweiten Schmierdurchgang 68 zugeführt.
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Der zweite Schmierdurchgang 68 ist aufgebaut, um das Schmieröl 56, das durch die Drehung des Antriebsritzels 40 vertikal nach oben geschleudert wird, zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 über das Loch 66 von vertikal oberhalb des Wandabschnitts 54 zuzuführen. Deshalb ist in dem vorderen Differenzial 30 dieser beispielhaften Ausführungsform eine Kerbe 70 als ein Abschnitt (ein Einlass) des zweiten Schmierdurchgangs 68 in einem Abschnitt des Wandabschnitts 54 vertikal oberhalb des Antriebsritzels 40 ausgebildet, und das Schmieröl 56, das durch das Antriebsritzel 40 vertikal nach oben geschleudert wird, wird über diese Kerbe 70 in den zweiten Schmierdurchgang 68 zugeführt (d. h. eingeleitet), wie in 5 gezeigt ist. Mit anderen Worten gesagt, ist die Kerbe 70 durch Entfernen eines vorbestimmten Abschnitts des Wandabschnitts 54 ausgebildet, der vertikal über dem Antriebsritzel 40 angeordnet ist, um zu gestatten, das Schmieröl 56, das von dem Abschnitt, wo das Antriebsritzel 40 und das Hohlrad 48 miteinander in Eingriff sind, durch die Drehung des Antriebsritzels 40 vertikal nach oben geschleudert wird, die vertikal obere Seite des Wandabschnitts 54 erreicht. Die Größe (Fläche) dieser Kerbe 70 ist so groß wie möglich gemacht, um zu ermöglichen, dass die Größe einer Rippe 72, die später beschrieben wird (d. h. die wirksame Fläche der Rippe 72, die später beschrieben wird) ausreichend groß ist, aber sie ist nicht zu groß gemacht, dass sie die Haltbarkeit des Wandabschnitts 54 als die Trägerwand beeinträchtigt.
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Des Weiteren ist eine rechteckige plattenförmige Rippe 72, die sich in einem vorbestimmten Winkel θ in Bezug zu dem Wandabschnitt 54 befindet, als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs 68 nahe der Kerbe 70 vorgesehen, die in dem Wandabschnitt 54 ausgebildet ist. Diese Rippe 72 ist einstückig mit dem Wandabschnitt 54 an der Seite der Kerbe 70 an der vertikal oberen Seite des Wandabschnitts 54 in der Richtung einer Vorwärtsdrehung des Antriebsritzels (in der Richtung einer Drehung, die mit der Richtung verknüpft ist, in der das Fahrzeug vorwärts fährt) ausgebildet, wie in 5 gezeigt ist. Die Größe dieser Rippe 72 (d. h. der Flächenbereich, der sich auf die Rückführung des Schmieröls 56) bezieht, und der Winkel θ sind derart bestimmt, dass das Schmieröl 56, das zu der vertikal oberen Seite des Wandabschnitts 54 durch die Kerbe 70 hindurch gespritzt ist, in den zweiten Schmierdurchgang 68 eingeleitet wird.
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Des Weiteren ist ein Loch (ein vorderes oberes Lagerloch) 74 als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs 68 in dem Wandabschnitt 54 zwischen dem ersten Lager 44 und dem Gehäuse 38 vertikal oberhalb des Lagers von dem Paar Lager 44 und 46 ausgebildet, das am weitesten von dem Antriebsritzel 40 entfernt ist, d. h. vertikal oberhalb des ersten Lagers 44, wie in 4 und 5 gezeigt ist. Dieses Loch 74 ist so groß wie möglich ausgebildet, aber nicht so groß, dass es die Haltbarkeit des Wandabschnitts 54 als die Trägerwand beeinträchtigt.
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Des Weiteren ist ein Blockierabschnitt 76 zum Blockieren der Strömung von Schmieröl 56 als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs 68 zu der Seite des ersten Lagers 44, d. h. in der horizontalen Richtung der Antriebsritzelwelle 42, in der Richtung einer Vorwärtsdrehung von dieser (d. h. in der Drehrichtung, die sich auf die Richtung bezieht, in der das Fahrzeug vorwärts fährt) ausgebildet, wie in 5 gezeigt ist. Das heißt die Öffnung (d. h. das Ölrückführloch an der Seite des vorderen Lagers) 64, durch die das Schmieröl 56 strömt und die an der Seite des ersten Lagers 44 in dem Differenzial 100 ausgebildet ist, das vorstehend mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben ist, ist in dem vorderen Differenzial 30 dieser beispielhaften Ausführungsform blockiert.
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In dem vorderen Differenzial 30 dieser beispielhaften Ausführungsform, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird das Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 durch den ersten Schmierdurchgang 58 und den zweiten Schmierdurchgang 68 zugeführt, wie durch die Pfeile in 4 und 5 gekennzeichnet ist. Das heißt mit dem ersten Schmierdurchgang 58 spritzt das Schmieröl, das nach oben geschleudert worden ist, wenn sich das Hohlrad 48 dreht, durch die Drehung des Antriebsritzels 40, das mit dem Hohlrad 48 in Eingriff ist, zu der Seite in der Umfangsrichtung dieser Drehung und wird dann in den ersten Schmierdurchgang 58 durch die Öffnung 60 zugeführt (d. h. eingeleitet), die ein Spalt zwischen dem Gehäuse 38 und dem zweiten Lager 46 bzw. dem Abschnitt ist, an dem das zweite Lager 46 fixiert ist. Dann wird das Schmieröl 56, das zu dem ersten Schmierdurchgang 58 zugeführt wird, von dem ersten Schmierdurchgang 58, d. h. in der Nähe der Antriebsritzelwelle 42, in die Öffnung 62 eingeleitet, die ein Spalt zwischen dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 ist, und zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 zugeführt.
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Des Weiteren spritzt mit dem zweiten Schmierdurchgang 68 das Schmieröl 56, das hochgeschleudert worden ist, wenn das Hohlrad 48 dreht, durch die Drehung des Antriebsritzels 40, das mit dem Hohlrad 48 in Eingriff ist, nach oben in der Umfangsrichtung dieser Drehung von dem Abschnitt, wo das Hohlrad 48 und das Antriebsritzel 40 in Eingriff miteinander sind, und wird dann in den zweiten Schmierdurchgang 68, d. h. vertikal über dem Wandabschnitt 54, durch die Kerbe 70 in dem Wandabschnitt 54 zugeführt (d. h. eingeleitet). Dann wird das Schmieröl 56, das durch die Kerbe 70 zugeführt wird, vertikal oberhalb des Wandabschnitts 54 durch die Rippe 72 geleitet (d. h. geführt) und zwischen dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 von dem Loch, das in dem Wandabschnitt 54 ausgebildet ist, über den zweiten Schmierdurchgang 68, d. h. den Bereich vertikal über der Antriebsritzelwelle 42 (d. h. vertikal über dem Wandabschnitt 54), zugeführt.
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Des Weiteren ermöglicht bei dem zweiten Schmierdurchgang 68 ein Ausbilden des Lochs 74 in dem Wandabschnitt 54 zwischen dem ersten Lager 44 und dem Gehäuse 38 vertikal oberhalb des ersten Lagers 44, dass Schmieröl 56, das zu der Seite des großen Durchmessers der Kegelrollen abgegeben worden ist, durch die Drehung des ersten Lagers 44 von diesem Loch 74 zu dem zweiten Schmierdurchgang 68 zirkuliert, wie durch den Pfeil in 4 gekennzeichnet ist. Ein Wiederzuführen dieses zirkulierenden Schmieröls 56 von dem Loch 66 zu dem ersten Lager 44 und dem zweiten Lager 46 ermöglicht, dass das erste Lager 44 und das zweite Lager 46 effizient mit dem zweiten Schmierdurchgang 68 geschmiert werden. Des Weiteren verhindert die Ausbildung des Blockierabschnitts 76, um die Strömung von Schmieröl 56 zu der Seite des ersten Lagers 44 zu blockieren, dass das Schmieröl 56 zu dem ersten Schmierdurchgang 58 durch die Drehung des ersten Lagers 44 zirkuliert, wodurch ermöglicht wird, dass so viel Schmieröl 56 wie möglich zu dem zweiten Schmierdurchgang 68 zirkuliert.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann mit dem vorderen Differenzial 30 dieser beispielhaften Ausführungsform das Paar Lager 44 und 46 durch den ersten Schmierdurchgang 58 und den zweiten Schmierdurchgang 68 gemäß der Drehzahl der Leistungsübertragungswelle 28 geschmiert werden, die zu der Fahrzeuggeschwindigkeit korrespondiert. Das heißt bei relativ niedrigen bis mittleren Fahrzeuggeschwindigkeiten wird eine kleine Menge an Schmieröl 56 durch das Antriebsritzel 40 vertikal nach oben geschleudert, während der Hauptteil zu der Seite spritzt und zu dem Paar Lager 44 und 46 über den ersten Schmierdurchgang 58 zugeführt wird. Andererseits wird bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit, beispielsweise wenn die Drehzahl der Antriebsritzelwelle 42 2500 Umdrehungen pro Minute ist, eine große Menge an Schmieröl 56 durch das Antriebsritzel 40 vertikal nach oben geschleudert, und dieses Schmieröl 56 wird zu dem Paar Lager 44 und 46 über den zweiten Schmierdurchgang 68 zusätzlich zu dem ersten Schmierdurchgang 58 zugeführt. Gemäß dieser Art des Aufbaus ist die maximale Lagerschmierrate des Paars Lager 44 und 46 bei einer relativ hohen Fahrzeuggeschwindigkeit, wie beispielsweise wenn die Drehzahl der Antriebsritzewelle 42 2500 Umdrehungen pro Minute ist, 100%, so dass eine ausreichende Menge von Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 zugeführt wird.
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Auf diese Weise hat diese beispielhafte Ausführungsform den ersten Schmierdurchgang 58, der an der Seite der Antriebsritzelwelle 42 vorgesehen ist, um Schmieröl 56 zu fangen, das durch die Drehung des Hohlrads 48 und des Antriebsritzels 40 zur Seite spritzt, und dieses Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 zuzuführen, und den zweiten Schmierdurchgang 68, der vertikal über der Antriebsritzelwelle 42 vorgesehen ist, um Schmieröl 56 zu fangen, das durch die Drehung des Hohlrads 48 und des Antriebsritzels 40 vertikal nach oben spritzt, und dieses Schmieröl 56 zu dem Paar Lager 44 und 46 zuzuführen. Demzufolge wird, insbesondere wenn das Hohlrad 48 und das Antriebsritzel 40 mit relativ hohen Drehzahlen drehen, das Schmieröl 56, das durch das Antriebsritzel 40 vertikal nach oben geschleudert worden ist, zu dem Paar Lager 44 und 46 auch durch den zweiten Schmierdurchgang 68 zugeführt, so dass diese Lager 44 und 46 in ausreichender Weise geschmiert werden können, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. D. h. ein vorderes Differenzial 30 kann vorgesehen werden, das eine effiziente Schmierung insbesondere bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit realisiert.
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Des Weiteren ist die Kerbe als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs 68 in dem Wandabschnitt 54 vertikal über dem Antriebsritzel 40 ausgebildet. Deshalb wird, insbesondere wenn das Hohlrad 48 und das Antriebsritzel 40 mit relativ hohen Drehzahlen drehen, das Schmieröl 56, das durch das Antriebsritzel vertikal nach oben geschleudert worden ist, durch die Kerbe 70 in den zweiten Schmierdurchgang 68 eingeleitet, so dass eine ausreichende Schmierung realisiert werden kann, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.
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Des Weiteren ist die Rippe 72, die in einem vorbestimmten Winkel θ in Bezug auf den Wandabschnitt 54 angeordnet ist, als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs 68 nahe der in dem Wandabschnitt 54 ausgebildeten Kerbe 70 vorgesehen. Deshalb wird insbesondere wenn das Hohlrad 48 und das Antriebsritzel 40 mit relativ hohen Drehzahlen drehen, das Schmieröl 56, das durch das Antriebsritzel 40 vertikal nach oben geschleudert worden ist, über diese Kerbe 70 in den zweiten Schmierdurchgang 68 eingeleitet und wird des Weiteren durch die Rippe 72, die nahe der Kerbe 70 ausgebildet ist, zu diesem zweiten Schmierdurchgang 68 geführt, so dass eine ausreichende Schmierung realisiert werden kann, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.
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Des Weiteren ist das Loch 74 als ein Teil des zweiten Schmierdurchgangs 68 zwischen dem ersten Lager 44 und dem Gehäuse 38 vertikal über dem ersten Lager 44 ausgebildet, das das der zwei Lager 44 und 46 ist, das von der Antriebswelle 40 weiter weg ist, und der Blockierabschnitt 76, der die Strömung von Schmieröl 56 blockiert, ist an der Seite des ersten Lagers 44 ausgebildet. Deshalb wird verhindert, dass das Schmieröl 56, das verwendet wird, um das erste Lager 44 zu schmieren, das von dem Paar Lager 44 und 46 am weitesten von dem Antriebsritzel 40 entfernt ist, von dem Seitenabschnitt des ersten Lagers 44 entweicht, und das Schmieröl 56 wird durch das Loch 74 zu dem zweiten Schmierdurchgang 68 geliefert, was eine bessere Schmierung ermöglicht.
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Des Weiteren ist das vordere Differenzial 30 auf das Paar Vorderräder 34 in einem Vorder- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeug angewendet. Deshalb schneiden sich die Achsen des Antriebsritzels 40 und des Hohlrads 48 nicht. Stattdessen befinden sich das Antriebsritzel 40 und das Hohlrad 48 in einer relativen positionalen Beziehung, in der sich die Drehachse des Antriebsritzels 40 über (vertikal über) der Drehachse des Hohlrads 48 befindet, was es möglich macht, eine geeignete Schmierung mit dem vorderen Differenzial 30 eines Vorder- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeugs zu realisieren, in dem eine Schmierung des Paars Lager 44 und 46 besonders dazu neigt, ungenügend zu sein.
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Des Weiteren sind das Antriebsritzel 40 und das Hohlrad 48 ein Satz Hypoid-Räder mit Achsen, die sich nicht schneiden. Das heißt das Antriebsritzel 40 und das Hohlrad 48 sind in einer relativen positionalen Beziehung, in der sich die Drehachse des Antriebsritzels 40 über (vertikal über) der Drehachse des Hohlrads 48 befindet. Als eine Folge ist es möglich, eine geeignete Schmierung mit dem vorderen Differenzial 30 eines Vorder- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeugs zu realisieren, in dem die Schmierung des Paars Lager 44 und 46 besonders dazu neigt, ungenügend zu sein.
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Während eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese begrenzt und kann in anderen Formen ausgeführt werden.
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Beispielsweise ist in der beispielhaften Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, die Erfindung auf das vordere Differenzial 30 eines Vorder- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeugs angewendet, das auf einem FR-(Frontmaschine, Heckantrieb)-Aufbau basiert. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, sondern kann stattdessen in einem Differenzial für ein Fahrzeug gemäß einem von verschiedenen Arten verwendet werden. Beispielsweise kann die Erfindung auf ein vorderes Differenzial eines Vorder- und Hinterrad angetriebenen Fahrzeugs angewendet werden, das auf einem FF-(Frontmaschine, Frontantrieb)-Aufbau basiert, ein vorderes Differenzial eines permanent Vierradangetriebenen Fahrzeugs oder ein hinteres Differenzial angewendet werden.
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Des Weiteren ist in der beispielhaften Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, die Erfindung auf ein typisches LDS (Differenzial mit begrenztem Schlupf) angewendet. Alternativ kann die Erfindung jedoch auf eine andere Bauart eines Differenzials für ein Fahrzeug angewendet werden, wie ein viskoses Kopplungsdifferenzial (drehzahlunterschiedsempfindliches Differenzial) oder ein Differenzial der Nasskupplungsbauart (drehmomentempfindliches Differenzial). Das heißt die Erfindung kann weitläufig auf ein Differenzial für ein Fahrzeug angewendet werden, das eine Antriebsritzelwelle mit einem Antriebsritzel an einem Ende, ein Paar Lager, das die Antriebsritzelwelle drehbar um deren Achse stützt, und ein Hohlrad hat, das mit dem Antriebsritzel in Eingriff ist.
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Des Weiteren kann in der beispielhaften Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, obwohl es nicht im Detail genannt ist, das Differenzial für ein Fahrzeug, auf das die Erfindung angewendet ist, mit einem Differenzialbegrenzungsmechanismus zum Begrenzen einer Differenzialdrehung zum Begrenzen des Paars aus einem linken und rechten Rad und einem zusätzlichen Aufbau, wie einem Giersteuerungsmechanismus, versehen sein, der die Drehmomentverteilung zu diesem Paar Räder steuert.
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Während die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen von dieser beschrieben worden ist, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen oder Aufbauten begrenzt ist. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche umfasst. Während die verschiedenen Elemente der offenbarten Erfindung in verschiedenen beispielhaften Kombinationen und Anordnungen gezeigt sind, sind darüber hinaus andere Kombinationen und Anordnungen, einschließlich mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element, auch innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche.
