DE102016124532A1

DE102016124532A1 - Differentialgetriebe

Info

Publication number: DE102016124532A1
Application number: DE102016124532.1A
Authority: DE
Inventors: Norihiro Mizoguchi; Susumu Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: CN106884960A; CN106884960B; JP6384466B2; US10167945B2; KR20170072155A; DE102016124532B4; KR101900002B1; US20170175876A1; JP2017110732A

Abstract

Ein Differentialgetriebe (1) ist derart ausgestaltet, dass: ein Hohlrad (18), eine Antriebsritzel- bzw. Antriebskegelradwelle (13) mit einem mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel bzw. Kegel- oder Planetenrad (14) und Rollenlager (15, 16), welche die Antriebsritzelwelle derart lagern, dass die Antriebsritzelwelle drehbar ist, in einem Differentialgehäuse (20) aufgenommen sind; das Differentialgehäuse (20) in eine Differentialmechanismuskammer (24), in welcher das Hohlrad aufgenommen ist, und eine Ritzelwellenkammer (23), in welcher die Rollenlager aufgenommen sind, unterteilt ist; und eine Zuführölleitung (40), die ausgestaltet ist, um durch das Hohlrad aufgenommenes Schmiermittel der Ritzelwellenkammer zuzuführen, und eine Rückführölleitung (41), die ausgestaltet ist, um das Schmiermittel in der Ritzelwellenkammer zur Differentialmechanismuskammer auszutragen, in dem Differentialgehäuse (20) ausgebildet sind. In dem Differentialgetriebe (1) ist ein Einlass (40a) der Zuführölleitung an einer Stelle angeordnet, die vom Hohlrad (18) in axiale Richtung des Hohlrades versetzt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe mit einem Endantriebs- bzw. Achsantriebsmechanismus und einem Differentialgetriebemechanismus, und insbesondere ein Differentialgetriebe, welches das Auftreten eines Versagens bzw. eines Fehlers zu einem Zeitpunkt verhindern kann, zu dem ein Rollenlager, das im Achsantriebsmechanismus enthalten ist, geschmiert wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Als Differentialgetriebe (Differential) eines Automobils ist allgemein ein Differentialgetriebe bekannt, das einen Endantriebs- bzw. Achsantriebsmechanismus mit einem Hohlrad, einer Antriebsritzelwelle mit einem mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel bzw. Kegel- oder Planetenrad und einem Rollenlager, das die Antriebsritzelwelle derart lagert, dass die Antriebsritzelwelle drehbar ist, und einen Differentialgetriebemechanismus, an welchem das Hohlrad mittels Schrauben bzw. Bolzen befestigt ist, aufnimmt.
In einem derartigen Differentialgetriebe müssen das Ritzel und das Lager mit einem Schmiermittel geschmiert werden, um eine Beschädigung oder dergleichen desselben zu verhindern, und eine entsprechende Technologie hierfür wurde vorgeschlagen.
Beispielsweise umfasst ein Differentialgehäuse in der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP 2002-147583 A , die als ein Beispiel des Standes der Technik in Bezug auf die vorliegende Erfindung genannt ist: eine Differentialmechanismuskammer, in welcher ein Differentialgetriebemechanismus und ein daran mittels Schrauben bzw. Bolzen befestigtes Hohlrad aufgenommen sind; und eine Ritzelwellenkammer, in welcher eine Antriebsritzelwelle und ein Rollenlager, das die Antriebsritzelwelle derart lagert, dass die Antriebsritzelwelle drehbar ist, aufgenommen sind. In dem Differentialgehäuse sind eine Zuführölleitung zum Zuführen von Schmiermittel, das durch das Hohlrad aufgenommen bzw. mitgenommen wurde, zur Ritzelwellenkammer und eine Rückführölleitung zum Austragen von Schmiermittel in der Ritzelwellenkammer zur Differentialmechanismuskammer ausgebildet.
In diesem Fall strömt das vom Hohlrad mit- bzw. aufgenommene Schmiermittel in einen Einlass der Zuführölleitung und gelangt dann durch die Zuführölleitung in die Ritzelwellenkammer. Das der Ritzelwellenkammer zugeführte Schmiermittel schmiert das Rollenlager etc. in der Ritzelwellenkammer und wird dann durch die Rückführölleitung zur Differentialmechanismuskammer ausgetragen.
Bei diesem Stand der Technik ist die Zuführölleitung an einer Stelle angeordnet, die von der Ritzelwellenkammer in Richtung zu einer Hohlradseite in laterale Richtung (d. h. in Axialrichtung des Hohlrades) versetzt ist, und der Einlass derselben öffnet in Richtung zu einer Differentialmechanismuskammerseite und ist an einer Stelle ausgebildet, die dem Hohlrad in Radialrichtung gegenüberliegt. Dementsprechend gelangt bei diesem Stand der Technik das meiste des vom Hohlrad aufgenommenen Schmiermittels in die Ritzelwellenkammer, so dass dem Rollenlager etc. in der Ritzelwellenkammer eine ausreichende Menge an Schmiermittel zugeführt werden kann.
Um die Ausgangsleistung des Rollenlagers auszugeben und beizubehalten, und um das Lager für die berechnete Standzeit nutzbar zu halten, ist es unabkömmlich, das Rollenlager in geeigneter Weise zu schmieren. Dementsprechend wird das Rollenlager beim Stand der Technik geschmiert, indem der Ritzelwellenkammer das Schmieröl in einer Menge zuführt wird, dass das Rollenlager vollständig im Schmiermittel eintaucht.
Daneben ist es bei Differentialen bekannt, dass, während die Vorrichtung verwendet wird, Metallabriebpulver (Fremdstoffe) aufgrund des wiederholten Kämmens und dergleichen zwischen den Getriebezahnrädern erzeugt wird, und die Fremdstoffe mit dem Schmiermittel vermischt werden. In einem Zustand, bei dem das Rollenlager mit Schmiermittel geschmiert wird, das mit derlei Fremdstoffen vermischt ist, wird das Rollenlager vor der berechneten Standzeit des Lagers beschädigt, was mit dem Auftreten eines Fehlers auf der Lagerlauffläche oder dergleichen aufgrund angreifender Fremdstoffe beginnt.
Um dieses Problem zu verbessern ist es notwendig, so weit wie möglich zu verhindern, dass das ganze Lager in das Schmiermittel eintaucht, das mit den Fremdstoffen vermischt ist. Aus diesem Grund ist es nötig, die Zufuhr von Schmiermittel zum Rollenlager zu beschränken.
Wenn beim Stand der Technik jedoch die Rotationsgeschwindigkeit (die Drehzahl) des Hohlrades zunimmt, steigt die Menge des aufgenommenen bzw. mitgenommenen Schmiermittels entsprechend an. Daher wird die Menge an Schmiermittel, die in die Zuführölleitung strömt, größer als die des Schmiermittels, das aus der Rückführölleitung ausgetragen wird, wodurch häufig ein schlechter Schmierzustand verursacht wird, bei welchem das gesamte Rollenlager im Schmiermittel, das mit den Fremdstoffen vermischt ist, eingetaucht ist.
Daher tritt beim Stand der Technik leicht ein Versagen des Rollenlagers auf, und es ist nötig, dieses Problem zu verbessern.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Differentialgetriebe vorzuschlagen, welches das Auftreten eines Versagens bzw. eines Fehlers zu einem Zeitpunkt verhindern kann, zu dem ein Rollenlager, das in einem Endantriebs- bzw. Achsantriebsmechanismus enthalten ist, geschmiert wird.
Ein Differentialgetriebe gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist derart ausgestaltet, dass: ein Hohlrad, eine Antriebsritzelwelle bzw. Antriebskegelrad- oder Planetenradwelle mit einem mit dem Hohlrad kämmenden Ritzel bzw. Kegel- oder Planetenrad und Rollenlager, welche die Antriebsritzelwelle derart lagern, dass die Antriebsritzelwelle drehbar ist, in einem Differentialgehäuse aufgenommen sind; das Differentialgehäuse in eine Differentialmechanismuskammer, in welcher das Hohlrad aufgenommen ist, und eine Ritzelwellenkammer, in welcher die Rollenlager aufgenommen sind, unterteilt ist; und eine Zuführölleitung, die ausgestaltet ist, um durch das Hohlrad aufgenommenes bzw. mitgenommenes Schmiermittel der Ritzelwellenkammer zuzuführen, und eine Rückführölleitung, die ausgestaltet ist, um das Schmiermittel in der Ritzelwellenkammer zur Differentialmechanismuskammer auszutragen, in dem Differentialgehäuse ausgebildet sind. Ein Einlass der Zuführölleitung ist an einer Stelle angeordnet, die vom Hohlrad in axiale Richtung des Hohlrades versetzt ist.
Das Differentialgetriebe gemäß dem Aspekt der vorliegende Erfindung kann ferner ein Beschränkungselement enthalten, das ausgestaltet ist, um, von dem Schmiermittel, das vom Hohlrad aufgenommen wird, einen Zufluss des direkt zum Einlass strömenden Schmiermittels zu beschränken.
Bei dem Differentialgetriebe gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die gesamte Zuführölleitung über bzw. oberhalb der Antriebsritzelwelle verlaufen.
Bei dem Differentialgetriebe gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet sich der Einlass der Zuführölleitung an einer Stelle, die vom Hohlrad in axiale Richtung des Hohlrades versetzt ist, um ein Einströmen des Schmiermittels in die Zuführölleitung zu beschränken. In diesem Fall befindet sich der Einlass der Zuführölleitung an einer Stelle, wo das vom Hohlrad aufgenommene bzw. mitgenommene Schmiermittel nicht einfach hineinfließen kann. Durch eine derartige Anordnung des Einlasses wird der Zufluss des Schmiermittels in den Einlass der Zuführölleitung beschränkt, wodurch es möglich wird, zu verhindern, dass das Schmiermittel, das mit Fremdstoffen vermischt ist, den Rollenlagern zugeführt wird.
Daneben hat das Differentialgetriebe gemäß dem Aspekt der vorliegende Erfindung das Beschränkungselement, das ausgestaltet ist, um, von dem Schmiermittel, das vom Hohlrad aufgenommen wird, einen Zufluss des direkt zum Einlass strömenden Schmiermittels zu beschränken. Durch das Beschränkungselement wird der Zufluss des Schmiermittels zum Einlass der Zuführölleitung beschränkt, wodurch es möglich wird, zu verhindern, dass das Schmiermittel, das mit Fremdstoffen vermischt ist, den Rollenlagern zugeführt wird.
Bei dem Differentialgetriebe gemäß dem Aspekt der Erfindung verläuft zudem die gesamte Zuführölleitung über bzw. oberhalb der Antriebsritzelwelle. In diesem Fall befinden sich die Zuführölleitung und deren Einlass an einer Stelle, wo das vom Hohlrad aufgenommene bzw. mitgenommene Schmiermittel nicht einfach hineinfließen kann. Entsprechend der Anordnung des der Zuführölleitung und des Einlasses derselben wird der Zufluss des Schmiermittels in den Einlass der Zuführölleitung beschränkt, wodurch es möglich wird, zu verhindern, dass das Schmiermittel, das mit Fremdstoffen vermischt ist, den Rollenlagern zugeführt wird.
Mit dem Differentialgetriebe gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, das Auftreten eines Versagens bzw. eines Fehlers zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Rollenlager, das in einem Endantriebs- bzw. Achsantriebsmechanismus enthalten ist, geschmiert wird, zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und wirtschaftliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; hierbei zeigt:
1 eine Seitenschnittansicht eines Differentialgetriebes für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsichtschnittansicht des Differentialgetriebes für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Ansicht, die einen Aufbau einer Innenseite eines Differentialträgers gesehen von einer Fahrzeugrückseite zeigt;
4 eine Ansicht, die einen Zufluss-unterdrückenden Effekt bezüglich des Schmiermittels durch ein Beschränkungselement zeigt; und
5 eine Ansicht, die eine Höhe des Schmierölspiegels in einer Ritzelwellenkammer bezüglich der Drehzahl der Antriebsritzelwelle zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Seitenschnittansicht eines Differentialgetriebes (eines Differentials) für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 2 zeigt eine Draufsichtschnittansicht des Differentialgetriebes. Das Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise ein Differentialgetriebe für einen Hinterradantrieb in einem FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit Frontmotor und Heckantrieb). Es sei angemerkt, dass in den 1 und 2 eine durch einen Pfeil „VORNE” angedeutete Richtung eine Vorderseite des Fahrzeugs darstellt.
Wie in 1 gezeigt ist, besteht das Differentialgetriebe 1 aus einem Differentialgehäuse 20, einem Endantriebs- bzw. Achsantriebsmechanismus mit einer Antriebsritzel- bzw. Antriebskegelradwelle 13, einem Antriebsritzel bzw. Antriebskegel- oder -planetenrad 14, Antriebsritzellagern 15, 16, einem Hohlrad 18 und dergleichen, einem Differentialgetriebemechanismus 31 und so weiter.
Das Differentialgehäuse 20 wird von einem Differentialträger 21 und einer Trägerabdeckung 22 gebildet. Die Trägerabdeckung 22 ist an einer hinteren Öffnung des Differentialträgers 21 angebracht und daran mit Schrauben bzw. Bolzen 25 befestigt, so dass das Differentialgehäuse integral bzw. einstückig ausgebildet ist. Es sei angemerkt, dass in 1 nur einige einer Vielzahl von Schrauben bzw. Bolzen gezeigt sind.
Eine Planeten- bzw. Ritzelwellenkammer 23 ist in einem vorderen Teil (an der Fahrzeugvorderseite) des Differentialträgers 21 ausgebildet, und die Antriebsritzellager 15, 16 sind in der Ritzelwellenkammer 23 aufgenommen. Die Antriebsritzel- bzw. Antriebskegelradwelle 13 wird drehbar durch die Antriebsritzellager 15, 16 gelagert.
Es sei angemerkt, dass, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, das Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform zur Verringerung von Verlusten ein Schrägkugellager bzw. Radialschräglager (einreihig, zweireihig), das eine Art von Rollenlager darstellt, als Antriebsritzellager 15, 16 nutzt, die Rollenlager darstellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Das Lager kann beispielsweise auch ein Kegelrollenlager oder dergleichen sein, das herkömmlich in einem Differentialgetriebe eingesetzt wird.
Ein Flansch 6 ist an einem Ende (an der Fahrzeugvorderseite) der Antriebsritzelwelle 13 mit einer Mutter 5 befestigt. Eine Öldichtung 17 ist zwischen dem Flansch 6 und dem Antriebsritzellager 15 der Ritzelwellenkammer 23 angeordnet, das verhindert, dass Schmiermittel, das der Ritzelwellenkammer 23 zugeführt wird, aus dem Differentialträger 21 austritt.
Der Flansch 6 ist mit dem hinteren Ende einer (nicht dargestellten) Antriebswelle mittels (nicht gezeigten) Befestigungsschrauben verbunden. Die Antriebswelle überträgt die Leistung einer Maschine (nicht dargestellt), die in einem Fahrzeugfrontabschnitt angeordnet ist.
Das Antriebsritzel 14 ist integral mit einem Wellenende der Antriebsritzelwelle 13 auf einer dem Flansch 6 gegenüberliegenden Seite ausgebildet, wobei das Antriebsritzel 14 mit dem Hohlrad 18 kämmt.
Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Antriebsritzel 14 und dem Hohlrad 18 wird eine Rotationsantriebskraft der Antriebsritzelwelle 13 verzögert und die derart verzögerte Antriebskraft wird auf das Hohlrad 18 übertragen.
Das Antriebsritzel 14 und das Hohlrad 18 werden unter Verwendung eines Kegelrades, eines Kegelschraubrades, das eine Art Kegelrad ist, oder dergleichen gebildet. Es sei angemerkt, dass in einem Fall, bei dem ein Kegelschraubrad verwendet wird, eine axiale Richtung der Rotation des Hohlrades 18 in Draufsicht versetzt zu einer Position ist, an welcher die axiale Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung der Rotation der Antriebsritzelwelle 13 ist.
Das Hohlrad 18 ist zusammen mit dem Differentialgetriebemechanismus 31 in einer Differentialmechanismuskammer 24 aufgenommen, die in einem hinteren Teil (an der Fahrzeugrückseite) im Differentialträger 21 ausgebildet ist.
Wie in 2 gezeigt ist, besteht der Differentialgetriebemechanismus 31 aus einem Differentialgehäuse 33, Antriebs- bzw. Achswellenrädern 34, 35, Ausgleichskegelrädern 36, 37, einer Ausgleichsradwelle 38 und dergleichen.
Es sei angemerkt, dass das Hohlrad 18 am Differentialgehäuse 33 mittels Schrauben 32 befestigt ist, so dass das Hohlrad 18 integral mit dem Differentialgehäuse 33 drehbar ist.
In einem hohlen Abschnitt des Differentialgehäuses ist die Ausgleichsradwelle 38 in eine Richtung senkrecht zu einer Mittellinie gehalten, die bei der Rotation des Differentialgehäuses 33 als Mittellinie dient, und das Paar Ausgleichskegelräder 36, 37 wird drehbar an beiden Wellenenden der Ausgleichsradwelle 38 gehalten, so dass diese in zueinander umgekehrte Richtungen drehen können.
Das Paar Antriebs- bzw. Achswellenräder 34, 35, das an linken und rechten Seiten im hohlen Abschnitt des Differentialgehäuses 33 jenseits der Ausgleichsradwelle 38 angeordnet ist, kämmt mit den Ausgleichskegelrädern 36, 37. Ein Ende linker und rechter Achswellen (nicht dargestellt), die in das Differentialgehäuse 33 eingefügt sind, ist jeweils integral drehbar mit den Achswellenrädern 34, 35 verbunden.
Es sei angemerkt, dass rechte und linke Radbaugruppen (nicht dargestellt) jeweils mit den anderen Enden der rechten und linken Achswellen verbunden sind.
Bei dem derart ausgebildeten Differentialgetriebe 1 wird eine Antriebskraft der Maschine (nicht dargestellt) durch ein (nicht dargestelltes) Getriebe geändert, und die derart geänderte Antriebskraft wird an die (nicht dargestellte) Antriebswelle übertragen.
Wenn die (nicht dargestellte) Antriebswelle aufgrund der Übertragung der Antriebskraft dreht, um das Antriebsritzel 14 der mit dieser verbundenen Antriebsritzelwelle 13 zu drehen, werden das Hohlrad 18, das mit dem Antriebsritzel 14 kämmt, und das Differentialgehäuse 33, an welchem das Hohlrad 18 mit Schrauben befestigt ist, zusammen drehend angetrieben.
Es sei angemerkt, dass das Hohlrad 18 in eine durch einen Pfeil R in 1 angedeutete Richtung dreht, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt.
Aufgrund der Rotation des Differentialgehäuses 33 werden die Achswellenräder 34, 35, die Ausgleichskegelräder 36, 37 und die Ausgleichsradwelle 38, die in dem hohlen Abschnitt des Differentialgehäuses 33 angeordnet sind, sowie die (nicht dargestellten) rechten und linken Achswellen, die in das Differentialgehäuse 33 eingefügt sind, zusammen drehend angetrieben.
Aufgrund der Rotation der Achswellen werden die jeweils mit den Wellenenden der rechten und linken Achswellen verbundenen rechten und linken Radbaugruppen (nicht dargestellt) drehbar angetrieben.
Der Differentialmechanismus 31 wird derart angetrieben, dass die rechten und linken Radbaugruppen zum Zeitpunkt des Antriebs der rechten und linken Achswellen unterschiedlich rotieren, wie allgemein bekannt ist.
Im Differentialgehäuse 20 von 1, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist Schmiermittel in einem unteren Teil der Differentialmechanismuskammer 24, die im Differentialträger 21 ausgebildet ist, gesammelt, und wenn das in der Differentialmechanismuskammer 24 aufgenommene Hohlrad 18 dreht, um das Schmiermittel auf- bzw. mitzunehmen, werden der Achsantriebsmechanismus, der Differentialgetriebemechanismus, die Rollenlager und dergleichen geschmiert.
Genauer gesagt dreht, wenn das Antriebsritzel 14 der Antriebsritzelwelle 13 drehend angetrieben wird, das mit dem Antriebsritzel 14 kämmende Hohlrad 18 aufgrund des Antriebs durch das Antriebsritzel 14. Das Schmiermittel im Bodenteil bzw. unteren Teil der Differentialmechanismuskammer 24 wird dann durch die Rotation des Hohlrades 18 auf- bzw. mitgenommen, und der Endantriebs- bzw. Achsantriebsmechanismus, der Differentialgetriebemechanismus und dergleichen in der Differentialmechanismuskammer 24 werden durch das derart aufgenommene Schmiermittel geschmiert.
Im Differentialgehäuse 20 ist dabei eine Zuführölleitung 40 zum Zuführen des Schmiermittels, das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommen wurde, zur Ritzelwellenkammer 23, sowie eine Rückführölleitung 41 zum Austragen des Schmiermittels in der Ritzelwellenkammer 23 zur Differentialmechanismuskammer 24 vorgesehen.
Das durch die Rotation des Hohlrades 18 derart aufgenommene Schmiermittel strömt in einen Einlass der Zuführölleitung 40 und gelangt durch die Zuführölleitung 40 in die Ritzelwellenkammer 23. Somit werden, durch das der Ritzelwellenkammer 23 zugeführte Schmiermittel, die Antriebsritzellager (Rollenlagern) 15, 16 und dergleichen, die in der Ritzelwellenkammer 23 aufgenommen sind, geschmiert. Das Schmiermittel wird nach dem Schmieren durch die Rückführölleitung 41 zur Differentialmechanismuskammer 24 ausgetragen.
Um das Auftreten eines Fehlers zum Zeitpunkt des Schmierens der Rollenlager in einem schlechten Schmierzustand zu vermeiden, ist es dabei wie vorstehend beschrieben notwendig, die Zufuhr des Schmiermittels zu den Rollenlagern soweit als möglich zu beschränken, um die Rollenlager nicht vollständig im Schmiermittel einzutauchen, in welchem Fremdstoffe vermischt sind.
In einem Fall jedoch, bei welchem die Menge an Schmiermittel, die den Rollenlagern zugeführt werden soll, zu gering ist, kommt es aufgrund eines Mangels an Ölfilm zu einem Versagen bzw. Fehler. Um mit beiden Phänomen zurechtzukommen, ist es daher notwendig, eine kontinuierliche Zuführmenge des Schmiermittels unabhängig von der Drehzahl des Hohlrades zu gewährleisten.
Diesbezüglich ist bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform, um eine konstante Zufuhrmenge des Schmiermittels zu den Rollenlagern zu schaffen, die Zuführölleitung wie folgt ausgestaltet.
Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, ist die Zuführölleitung 40 an einer Fahrzeugvorderseite innerhalb des Differentialträgers 21 des Differentialgehäuses 20 angeordnet, und die gesamte Zuführölleitung 40 ist derart ausgestaltet, dass sie über bzw. oberhalb der Antriebsritzelwelle 13 in Axialrichtung derselben verläuft.
In diesem Fall befindet sich die Zuführölleitung 40 an einer Stelle, wo das Schmiermittel, das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommen wurde, nicht einfach in die Zuführölleitung 40 hineinfließen kann.
Bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform ist, um das Schmiermittel der Ritzelwellenkammer 23 zuzuführen, eine Seite der Zuführölleitung 40, die als Auslass für das Schmiermittel dient, mit der Ritzelwellenkammer 23 verbunden.
Eine Seite der Zuführölleitung 40, an welcher das Schmiermittel einströmt, ist mit der Differentialmechanismuskammer 24 verbunden, und ein Einlass für das Schmiermittel ist an einer Stelle entfernt vom Hohlrad 18 ausgestaltet.
Eine Anordnung des Einlasses der Zuführölleitung 40 wird nachfolgend im Detail Bezug nehmend auf 3 beschrieben. 3 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Innenseite des Differentialträgers 21 gesehen von einer Fahrzeugrückseite zeigt. Es sei angemerkt, dass eine durch einen Pfeil „OBEN” bezeichnete Richtung eine Oberseite des Fahrzeugs in der Figur andeutet.
Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Einlass 40a der Zuführölleitung 40 innerhalb des Differentialträgers 21 an einer Stelle angeordnet, die vom Hohlrad 18 in axiale Richtung (rechte Seite in 3) des Hohlrades versetzt ist, um ein Einströmen des Schmiermittels in die Zuführölleitung 40 zu beschränken.
Das bedeutet, wie in 3 gezeigt ist, überlappt bei Betrachtung in axiale Richtung der Antriebsritzelwelle 13 eine Kontur des Hohlrades 18 nicht mit dem Einlass 40a.
Dementsprechend wird der Zufluss des Schmiermittels, das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommen wird, zum Einlass 40a der Zuführölleitung 40 im Vergleich zu einem herkömmlichen Aufbau beschränkt, bei welchem die Kontur des Hohlrades einen Teil aufweist, der mit einem Einlass einer Zuführölleitung überlappt, wenn diese vom gleichen Standpunkt aus betrachtet wird.
Dementsprechend ist es mit dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Zufuhr von Schmiermittel zu den Rollenlagern zu beschränken.
Darüber hinaus ist, in einem Fall, bei welchem die Zuführölleitung wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist, eine Außenwand der Zuführölleitung 40 als fortlaufende Fläche integral mit einer Außenwand des Differentialträgers 21 ausgestaltet, um die Ritzelwellenkammer 23 zu umgeben, welche die Antriebsritzelwelle 13 aufnimmt, auf welche die drehende Antriebskraft der Maschine (nicht dargestellt) aufgebracht wird.
Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Technologie ist es somit nicht notwendig, eine gesonderte Wandfläche mit einem vorstehenden oder vertieft ausgestalteten Aufbau als Innenwandfläche oder Außenwandfläche eines Differentialträgers auszubilden, um die Zuführölleitung zu schaffen.
Das bedeutet, dass eine Belastung, die um den Differentialträger, insbesondere eine Ritzelwellenkammer innerhalb des Differentialträgers, aufgrund des Auftretens einer Reaktionskraft durch das Kämmen oder dergleichen zwischen den Zahnrädern des Achsantriebsmechanismus gegen die drehende Antriebskraft einer Maschine verursacht wird, leicht an einem Fußteil konzentriert wird, in welchem eine derartige gesonderte Wandfläche ausgestaltet ist. Dies führt dazu, dass die Festigkeit des vorstehend genannten Teils bei einem herkömmlichen Differentialträger abnimmt.
Bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform jedoch ist die Zuführölleitung 40 an der Fahrzeugvorderseite im Differentialträger 21 derart ausgestaltet, dass die gesamte Zuführölleitung 40 über bzw. oberhalb der Antriebsritzelwelle 13 in axiale Richtung derselben verläuft.
Dementsprechend ist die Außenwand der Zuführölleitung 40 als fortlaufende Fläche integral mit der Außenwand des Differentialträgers 21 ausgestaltet, um die Ritzelwellenkammer 23, welche die Antriebsritzelwelle 13 aufnimmt, zu umgeben.
Als Ergebnis wird eine Belastung, die um die Ritzelwellenkammer 23 verursacht wird, über die gesamte Außenwandfläche des Differentialträgers 21 verteilt.
Dementsprechend ist es bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Festigkeit des Differentialträgers 21 im Differentialgehäuse 20 stärker als beim Stand der Technik zu verbessern.
Im Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform kann der Zufluss des Schmiermittels, das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommen wird, zum Einlass 40a der Zuführölleitung 40 durch den Aufbau der Zuführölleitung 40 und der Anordnung des Einlasses 40a beschränkt werden.
Jedoch fließt, von dem durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommenen Schmiermittel, etwas Schmiermittel, das direkt zum Einlass 40a der Zuführölleitung 40 fließt, in den Einlass 40a.
Aufgrund dessen ist bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform, um die Zufuhr des Schmiermittels zu den Rollenlagern weiter zu beschränken, ein Beschränkungselement zum Beschränken des direkten Zuflusses des Schmiermittels in den Einlass der Zuführölleitung innerhalb des Differentialträgers vorgesehen.
Genauer gesagt ist ein Beschränkungselement 50 auf einer Laufbahn (eine Einströmlaufbahn), bevor das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommene Schmiermittel direkt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40 strömt, innerhalb des Differentialträgers 21 vorgesehen.
4 zeigt eine Ansicht, die einen Zufluss-unterdrückenden Effekt bezüglich des Schmiermittels durch das Beschränkungselement 50 zeigt.
Wie in der Figur dargestellt ist, beschränkt das Beschränkungselement 50, von einem Hauptfluss des Schmiermittels, das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommen wird, eine Strömung des Schmiermittels direkt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40.
Dies beschränkt dementsprechend den Zufluss des Schmiermittels direkt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40.
Darüber hinaus strömt etwas von dem durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommenen Schmiermittel nicht wie vorstehend beschrieben direkt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40, sondern strömt von einem oberen Teil der Differentialmechanismuskammer 24 im den Differentialträger 21 in 1 entlang einer Innenwandfläche derselben in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40. Es ist nötig, den Zufluss desselben zu beschränken.
Aufgrund dessen ist bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform eine vorstehende Struktur 51, die nach unten vorragt, an einer oberen Innenwandfläche der Differentialmechanismuskammer 24 an einer Stelle vorgesehen, die in Richtung zur Seite des Hohlrades 18 entlang der Axialrichtung der Antriebsritzelwelle 13 von einer Position des Einlasses 40a der Zuführölleitung 40 auf der Einströmlaufbahn beabstandet liegt.
Aufgrund der vorstehenden Struktur 51 wird das Schmiermittel, das vom oberen Teil der Differentialmechanismuskammer 24 entlang der Innenwandfläche in den Einlass 40a strömen soll, zum Bodenteil der Differentialmechanismuskammer 24 abgeleitet, bevor das Schmiermittel den Einlass 40a der Zuführölleitung 40 erreicht. Dies beschränkt den Zufluss des Schmiermittels in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40. Ein Zufluss des Schmiermittels direkt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40, von dem Schmiermittel, das durch das Hohlrad 18 aufgenommen wird, wird durch das Beschränkungselement 50, das an der Einströmlaufbahn vorgesehen ist, beschränkt. Zudem wird ein Zufluss des Schmiermittels zum Einlass 40a der Zuführölleitung 40 von einem oberen Teil der Differentialmechanismuskammer 24 entlang der Innenwandfläche derselben von der vorstehenden Struktur 51 beschränkt. Von dem durch das Hohlrad 18 aufgenommenen Schmiermittel indirekt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40 strömendes Schmiermittel, wie beispielsweise Schmiermittel, das gegen eine Innenwandseite des Differentialträgers 21 spritzt, von diesem abprallt und entlang der Innenwand zu einem Seitenweg fließt, oder durch ein Rotationselement des Differentialgetriebemechanismus 31 aufgenommen wird, wird nicht durch das Beschränkungselement 50 oder die vorstehende Struktur 51 beschränkt. Das Schmiermittel fließt somit in die Ritzelwellenkammer 23. Ein Fall, bei welchem eine Höhe des Schmierölspiegels innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 nicht auf einer geeigneten Höhe gehalten werden kann, um das Rollenlager, welches darin aufgenommen ist, zu schmieren, ist möglich, wenn das Beschränkungselement 50 die Strömung des gesamten Schmiermittels, das direkt zum Einlass 40a der Zuführölleitung 40 fließen soll, beschränkt bzw. verhindert. Somit bedingt der Schmierölspiegel, der zum Beibehalten einer Höhe der Oberfläche des Schmiermittels benötigt wird, dass das Schmiermittel das direkt in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40 strömt, in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40 strömt. Um zu vermeiden, dass mehr Schmiermittel in den Einlass 40a strömt, als benötigt wird, ist es notwendig, eine Position, an welcher das Beschränkungselement 50 und/oder die vorstehende Struktur 51 innerhalb des Differentialträgers 21 vorgesehen ist/sind, und eine Größe (einen Bereich) des Beschränkungselements 50 und/oder der vorstehenden Struktur 51 einzustellen.
Dementsprechend ist es mit dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Zufuhr des Schmiermittels zu den Rollenlagern weiter zu beschränken.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei der herkömmlichen Technik, wenn die Drehzahl (die Anzahl der Umdrehungen) des Hohlrades zunimmt, die Menge des Schmiermittels, das aufgenommen wird, entsprechend erhöht.
Als Ergebnis nimmt auch die Menge des Schmiermittels, das in den Einlass der Zuführölleitung strömt, zu, und die Menge übersteigt möglicherweise die Menge an Schmiermittel, die von der Rückführölleitung zur Differentialmechanismuskammer ausgetragen werden kann.
Als Ergebnis übersteigt die Höhe des Schmierölspiegels in der Ritzelwellenkammer eine Höhe, bei welcher die Rollenlager, welche darin aufgenommen sind, vollständig eingetaucht sind, was häufig zu einem schlechten Schmierzustand führt, bei welchem die Rollenlager vollständig in das Schmiermittel, das mit Fremdstoffen durchmischt ist, eingetaucht sind.
Angesichts dessen sind bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform der Einlass 40a der Zuführölleitung 40, das Beschränkungselement 50 und die vorstehende Struktur 51 an einer Stelle angebracht, an welcher eine Schwankung der Menge des Schmiermittels, das der Ritzelwellenkammer 23 zugeführt werden soll, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten werden kann, und dadurch die Höhe des Schmierölspiegels innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 auf einer Höhe gehalten werden kann, die geeignet ist, um die Rollenlager zu schmieren, selbst wenn die Rotation des Hohlrades 18 schwankt. Die Schwankung der Menge an Schmiermittel, das zugeführt werden soll, wird durch eine Schwankung der Rehzahl des Hohlrades 18 verursacht.
Es sei angemerkt, dass der vorgegebene Bereich derart bestimmt ist, dass der Standard des Schmierölspiegels innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 eine Höhe aufweist, die unter Berücksichtigung der Schwankung der Menge des Schmieröls, das in den Einlass 40a der Zuführölleitung 40 strömt, zur Schmierung geeignet ist, d. h. der Menge an Schmiermittel, das der Ritzelwellenkammer 23 basierend auf der Menge an Schmiermittel, die von der Differentialmechanismuskammer 24 durch die Rückführleitung 41 ausgegeben werden kann, zugeführt werden soll.
Beispielsweise ist der vorgegebene Bereich derart bestimmt, dass der Standard des Schmierölspiegels eine Höhe annimmt, die um 2/3 eines Abstandes von einer axialen Mitte der Antriebsritzelwelle 13, die in der Ritzelwellenkammer 23 aufgenommen ist, bis zu einer Bodenfläche (23b in 1) der Ritzelwellenkammer 23 niedriger ist.
Es ist besonders bevorzugt, die Höhe derart einzustellen, dass die Schmieröloberfläche beispielsweise niedriger ist als ein Spalt zwischen einem Außenring und einem Innenring eines diametral größeren (das Antriebsritzellager 16) der beiden Rollenlager (der Antriebsritzellager 15, 16), die zu schmierende Elemente in der Ritzelwellenkammer 23 darstellen.
Mit einer derartigen Anordnung des Einlasses 40a der Zuführölleitung 40, des Beschränkungselements 50 und der vorstehenden Struktur 51 kann, selbst wenn die Drehzahl (die Anzahl der Umdrehungen) des Hohlrades 18 zunimmt, eine Schwankung des Zuflusses des Schmiermittels, das durch die Rotation des Hohlrades 18 aufgenommen wird, zum Einlass 40a der Zuführölleitung 40 innerhalb des vorgegebenen Bereichs beschränkt werden.
Dementsprechend wird, selbst wenn die Anzahl der Umdrehungen des Hohlrades 18 schwankt, der Standard des Schmierölspiegels innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 innerhalb des vorgegebenen Bereichs gehalten, der eine ausreichende Höhe für die Schmierung gewährleistet.
5 ist eine Ansicht, die die Höhe des Schmierölspiegels innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 bezüglich der Anzahl der Umdrehungen der Antriebsritzelwelle 13 zeigt.
Wie in der Figur gezeigt ist, wird bei der herkömmlichen Technik die Höhe des Schmierölniveaus innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 einhergehend mit einem Anstieg der Drehzahl des Hohlrades 18 aufgrund eines Anstiegs der Drehzahl der Antriebsritzelwelle 13 allmählich erhöht.
Bei dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform jedoch wird, wenn die Anzahl der Umdrehungen des Hohlrades 18 eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen erreicht, selbst wenn die Anzahl von Umdrehungen danach ansteigt, die Höhe des Schmierölspiegels innerhalb der Ritzelwellenkammer 23 auf einer Höhe gehalten, die für die Schmierung geeignet ist. Entsprechend dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform kann durch die vorstehend beschriebene Anordnung des Einlasses 40a der Zuführölleitung 40, des Beschränkungselements 50 oder der vorstehenden Struktur 51 eine Zunahme des Zuflusses an Schmieröl, das in die Zuführölleitung 40 strömt, aufgrund eines Anstiegs der Anzahl von Umdrehungen (der Drehzahl) des Hohlrades 18 auf einen geringen Wert beschränkt werden. Die Anzahl der Umdrehungen (die Drehzahl) des Hohlrades 18 nimmt zu, und die Anzahl der Umdrehungen (die Drehzahl) des Antriebsritzels 14, das mit dem Hohlrad 18 kämmt, nimmt zu, und die Drehzahl der Rollenlager (der Antriebsritzellager 15, 16), welche die Antriebsritzelwelle 13 lagern, die dieses Ritzel aufweist, nimmt zu. Es ist denkbar, dass, wenn die Drehzahl der Rollenlager zunimmt, durch die der Rotation der Rollenlager folgenden Pumpenleistung, ein Austragen von Schmieröl in der Ritzelwellenkammer 23 zur Rückführölleitung 41 beschleunigt wird, und die von der Rückführölleitung 41 ausgetragene Ölmenge zunimmt. Nachdem die erhöhte Menge des ausgetragenen Öls mit einer aufgrund des Anstiegs der Anzahl der Umdrehungen (der Drehzahl) des Hohlrades 18 erhöhten Menge des in die Zuführölleitung 40 fließenden Öls zusammenfällt (gleich dieser wird), wird, selbst wenn die Anzahl der Umdrehungen (die Drehzahl) des Hohlrades 18 zunimmt, eine Höhe des Schmierölspiegels in der Ritzelwellenkammer 23 auf einer Höhe gehalten, die geeignet ist, um die Rollenlager zu schmieren, wie in 5 gezeigt.
Dementsprechend ist es mit dem Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Zufuhr von Schmiermittel zu den Rollenlagern zu beschränken.
Da, wie vorstehend beschrieben ist, das Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform die Zufuhr von Schmiermittel zu den Rollenlagern beschränken kann, ist es möglich, das Auftreten eines Fehlers bzw. Versagens zum Zeitpunkt der Schmierung der Rollenlager, die im Achsantriebsmechanismus enthalten sind, zu vermeiden.
Es sei angemerkt, dass die vorstehende Beschreibung sich mit einem Beispiel des Differentialgetriebes für Hinterräder beschäftigt. Das Differentialgetriebe der vorliegenden Ausführungsform ist hierauf jedoch nicht beschränkt, und auch für ein Differentialgetriebe für Vorderräder anwendbar.
Darüber hinaus befasst sich die vorstehende Beschreibung als ein Beispiel, bei welchem der Einlass 40a der Zuführölleitung 40 an einer Stelle angeordnet ist, die vom Hohlrad 18 in axiale Richtung des Hohlrades innerhalb des Differentialträgers 21 versetzt ist, mit einem Fall, bei welchem der Einlass 40a der Zuführölleitung 40 an einer Stelle angeordnet ist, die zur „rechten Seite” (siehe 3) in axiale Richtung des Hohlrades versetzt ist. Die Anordnungsposition ist hierauf jedoch nicht beschränkt, und in einem Fall, bei welchem das Hohlrad und der Differentialgetriebemechanismus, an welchem das Hohlrad mittels Schrauben befestigt ist, zur rechten Seite ausgelegt sind, was umgekehrt zur Anordnung von 3 ist, kann der Einlass 40a der Zuführölleitung 40 an einer Stelle angeordnet sein, die zur „linken Seite” in Axialrichtung des Hohlrades versetzt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002-147583 A [0004]

Claims

Differentialgetriebe (1), dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist: ein Differentialgehäuse (20); ein Hohlrad (18), das in dem Differentialgehäuse (20) aufgenommen ist; eine Antriebsritzelwelle (13), die in dem Differentialgehäuse (20) aufgenommen ist und ein mit dem Hohlrad kämmendes Ritzel (14) hat; und Rollenlager (15, 16), die in dem Differentialgehäuse (20) aufgenommen sind und die Antriebsritzelwelle derart lagern, dass die Antriebsritzelwelle drehbar ist, wobei das Differentialgehäuse (20) eine Differentialmechanismuskammer (24), in welcher das Hohlrad aufgenommen ist, und eine Ritzelwellenkammer (23), in welcher die Rollenlager aufgenommen sind, umfasst; eine Zuführölleitung (40), die ausgestaltet ist, um durch das Hohlrad aufgenommenes Schmiermittel der Ritzelwellenkammer zuzuführen, und eine Rückführölleitung (41), die ausgestaltet ist, um das Schmiermittel in der Ritzelwellenkammer zur Differentialmechanismuskammer auszutragen, in dem Differentialgehäuse (20) ausgebildet sind; und ein Einlass (40a) der Zuführölleitung an einer Stelle angeordnet ist, die vom Hohlrad (18) in axiale Richtung des Hohlrades versetzt ist.
Differentialgetriebe (1) nach Anspruch 1, weiter aufweisend: ein Beschränkungselement (50), das ausgestaltet ist, um, von dem Schmiermittel, das vom Hohlrad (18) aufgenommen wird, einen Zufluss des direkt zum Einlass strömenden Schmiermittels zu beschränken.
Differentialgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gesamte Zuführölleitung (40) über der Antriebsritzelwelle (13) verläuft.
Differentialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Außenwand der Zuführölleitung (40) als durchgängige Fläche integral mit einer Außenwand des Differentialgehäuses (20) ausgebildet ist, so dass sie die Ritzelwellenkammer (23), in welcher die Antriebsritzelwelle (13) aufgenommen ist, umgibt.
Differentialgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter aufweisend: einen vorstehenden Abschnitt, der sich nach unten erstreckt und an einer oberen Innenwandfläche der Differentialmechanismuskammer (24) ausgebildet ist, an einer Stelle, die in Richtung zu einer Hohlradseite entlang der Axialrichtung der Antriebsritzelwelle (13) von einer Stelle des Einlasses (40a) der Zuführölleitung (40) auf einer Einströmbahn des Schmiermittels beabstandet ist.