JP2006083876A

JP2006083876A - 回転軸支持装置

Info

Publication number: JP2006083876A
Application number: JP2004266292A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kono; 哲也河野; Yuji Yasuda; 勇治安田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: US20060084546A1; CN1749599A; CN100540949C; JP4581578B2; US7452300B2

Abstract

【目的】潤滑性能の向上が可能な差動装置を提供する。
【解決手段】回転軸が嵌め入れられる嵌入穴１４を有してその回転軸を相対回転可能に支持するデフケース１２を備え、その嵌入穴１４に螺旋状の潤滑溝２４が形成されている差動装置において、その潤滑溝２４の入口部２８（嵌入穴１４の入口側の端部）を、その嵌入穴１４の開口に沿って周方向に形成する。このようにすると、潤滑溝２４の入口面積が大きくなる。従って、潤滑溝２４に導入される潤滑油量が増大し、潤滑性能が向上する。また、潤滑溝２４の入口形状を変更するだけであるので、コストアップを伴わずに潤滑性能を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、相対回転可能に支持した左右の出力軸にトルクを伝達する差動装置など、回転軸を相対回転可能に支持する回転軸支持装置に関し、特に、ケースと、そのケースに相対回転可能に支持された回転軸との間に潤滑油を供給するための潤滑溝に関する。

回転軸を相対回転可能に支持するケースを備えた回転軸支持装置として、たとえば、出力軸を相対回転可能に支持するデフケースを備え、デフケースの回転駆動力を、デフケースに収容されたピニオンギヤを介して、デフケースの回転軸上に配置された左右のサイドギヤにトルク配分して伝達する差動装置が知られている。この差動装置のデフケースは、出力軸が嵌め入れられる嵌入穴を有し、その嵌入穴に、潤滑油が供給される潤滑溝が形成されることが多い。

たとえば、特許文献１の図１には、螺旋形状とされた潤滑溝が示されている。潤滑溝を螺旋形状とすると、出力軸の回転力により潤滑油を軸方向に運搬することが可能となる利点があることから、螺旋形状の潤滑溝は広く採用されている。
特開平８−１７０７１８号公報

近年、より低粘度の潤滑油が採用されるようになっているので、一層の潤滑性能の向上が望まれている。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、一層潤滑性能がよい回転軸支持装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、回転軸が嵌め入れられる嵌入穴を有してその回転軸を相対回転可能に支持するケースを備え、その嵌入穴に螺旋状の潤滑溝が形成されている回転軸支持装置であって、前記潤滑溝は、前記嵌入穴入口側の端部がその嵌入穴の開口に沿って周方向に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、潤滑溝の入口である嵌入穴入口側の端部がその嵌入穴の開口に沿って周方向に形成されているので、潤滑溝の入口面積が大きくなる。従って、潤滑溝に導入される潤滑油量が増大し、潤滑性能が向上する。また、潤滑溝の入口形状を変更するだけであるので、コストアップを伴わずに潤滑性能を向上させることができる。

本発明の回転軸支持装置は、左右の駆動車輪、あるいは前後の駆動車軸の回転数の差を吸収するための差動装置に好適に適用できるが、その差動装置以外の回転軸支持装置にも適用することができる。また、差動装置としては、前記特許文献１にも記載されているように、はすば歯車型ピニオンギヤを用いたものや、複数対のピニオンギヤを用いたものなど、種々の形式のものが知られているが、本発明は、どのような形式の差動装置にも適用可能である。また、差動装置は、差動制限機能を有するものであってもよい。

ケースの嵌入穴に形成される螺旋状の潤滑溝は、嵌入穴を周回しつつ嵌入穴の軸方向一方から他方へ向かう溝であればよく、嵌入穴の軸方向に常に一定のピッチで進むものに限られない。

上記ケースは、鋳造、鍛造等により製造でき、特に製法に制限はない。また、潤滑溝は、ケース製造後の後工程において、切削加工により形成してもよいし、ケースを鋳造により製造する場合には、ケース鋳造時に同時に形成するようにしてもよい。ケース鋳造時に潤滑溝を同時に形成すれば、別工程にて潤滑溝を形成する場合よりも製造コストが安価になる。

ただし、鋳造時に螺旋状の潤滑溝を同時に形成する場合には、螺旋状の潤滑溝に対応して螺旋形状の突条を形成した中子の製造において、その中子を金型から取り外す際に、中子に形成された螺旋形状の突条が金型と干渉しないようにする必要がある。そのためには、潤滑溝は、少なくとも、嵌入穴の軸心を含む前記ケースの中心平面に垂直であってその中心平面と前記嵌入穴との交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が、嵌入穴の軸心に垂直な平面と平行な垂直溝部となるように設計される必要がある。このように潤滑溝を設計すると、ケースの鋳造に用いる中子を、嵌入穴の軸心を含むケースの中心平面に対応する平面で２分割された一対の金型から取り外すために、中子を一対の金型の当接面に対して垂直方向に移動させる際に、潤滑溝を形成するために中子に形成された突条が金型に形成された潤滑溝と干渉することなく、中子をその金型から取り外すことができる。従って、その中子を用いた鋳造により、ケースの鋳造時に、螺旋状の潤滑溝を形成することができる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である差動装置１０の断面図であって、デフケース１２を、嵌入穴１４の軸心および小歯車軸１６の軸心を含む平面で切断した断面図、図２は、デフケース１２を図１と同じ平面で切断した断面図、図３は、デフケース１２を、嵌入穴１４の軸心を含み且つ図１の切断面と直交する平面で切断した断面図である。なお、本実施例では、この図３の切断面が中心平面である。

まず、図２、３に基づいてデフケース１２について説明する。デフケース１２には、箱状の本体部１２ａから両側に突き出す一対の筒部１２ｂが、互いに同一軸心上となるように形成されており、その筒部１２ｂの内周面が嵌入穴１４となっている。さらに、デフケース１２には、本体部１２ａから上記嵌入穴１４の軸心に対して垂直となる方向に突き出す凸部１２ｃが形成されている。

上記デフケース１２の本体部１２ａには、後述するピニオンギヤ３０等を収容する収容室１８が形成されており、収容室１８は、前記嵌入穴１４と連通させられている。また、本体部１２ａには、軸心が互いに共通するとともにその軸心が前記嵌入穴１４の軸心と直交し、且つ、収容室１８と連通する一対の連通穴２０と、一方の連通穴２０と直交するピン挿入穴２２とが形成されている。

前記一対の嵌入穴１４は、図示しない出力軸が相対回転可能に嵌め入れられるものである。この一対の嵌入穴１４には、それぞれ、嵌入穴１４の軸方向外側端（すなわち入口側）から収容室１８側へ向かう螺旋状の潤滑溝２４が形成されており、嵌入穴１４に前記出力軸が嵌め入れられ、出力軸がデフケース１２に対して相対回転させられると、その相対回転によって、嵌入穴１４の開口から導入された潤滑油が潤滑溝２４に沿ってその軸方向の収容室１８側へ運搬される。

この潤滑溝２４は、図３の切断面と交差する部分が、図３の切断面と垂直（すなわち嵌入穴１４の軸心に直交する平面と平行）な垂直溝部２６とされている。また、この垂直溝部２６には、嵌入穴１４の軸心と平行且つ図３の切断面と直交する平面よりも径方向外側となる部分が軸方向に拡径されて拡径部２６ａが形成されている。さらに、潤滑溝２４の入口部２８は、嵌入穴１４の開口に沿ってその嵌入穴１４の周方向に形成されており、このように入口部２８が形成されることにより、図６に示すような従来の潤滑溝５４の入口形状に比べて、入口面積が拡大されている。

次に、図１に基づいて、差動装置１０の構成を説明する。図１において、小歯車軸１６は、デフケース１２の収容室１８に収容された一対のピニオンギヤ３０を支持するものである。デフケース１２の収容室１８には、上記小歯車軸１６および一対のピニオンギヤ３０の他に、その一対のピニオンギヤ３０とそれぞれ噛み合っている一対のサイドギヤ３２が収容されている。このサイドギヤ３２の軸心は、前記嵌入穴１４の軸心と一致させられている。

また、デフケース１２のピン挿入穴２２には、上記小歯車軸１６を径方向に貫通し、その小歯車軸１６が軸方向へ移動するのを禁止する軸固定ピン３４が挿入されている。さらに、デフケース１２の凸部１２ｃの一方の側面（図１の左側の側面）には、前記サイドギヤ３２と同心上となるようにリングギヤ３６が当接させられており、リングギヤ３６はボルト３８によりデフケース１２に固定されているので、デフケース１２は、リングギヤ３６と一体的にサイドギヤ３２の軸心回りに回転させられる。デフケース１２がサイドギヤ３２の軸心回りに回転させられると、デフケース１２の回転駆動力は、ピニオンギヤ３０を介してサイドギヤ３２にトルク配分されて伝達される。

図４は、上記デフケース１２を鋳造する際に使用する中子４０の一部分を示す図である。この中子４０は、デフケース１２に嵌入穴１４を形成する円柱部４２を有し、その円柱部４２に、潤滑溝２４を形成するための螺旋状の突条４４が形成されている。この突条４４は、潤滑溝２４の垂直溝部２６に嵌合可能な垂直突条部４６と、円柱部４２の先端部において周方向に沿って形成されて潤滑溝２４の入口部２８に嵌合可能な先端部４８とを有している。

図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。なお、図５には、二点差線により、中子４０を鋳造する際に用いる一対の金型５０、５２を併せて示す。一方の金型５０は、中子４０と嵌合している位置から、他方の金型５２との当接面５０ａに対して垂直な方向へ移動させた状態であり、他方の金型５２は中子４０と嵌合している状態である。なお、これら一対の金型５０、５２には、図示しないが、デフケース１２に形成されているものと同様の嵌入穴１４および潤滑溝２４などが形成されている。

Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線は、金型５２の当接面５２ａに垂直であって、円柱部４２に接する平面を示している。垂直突条部４６は、図５においてＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で示す平面よりも径方向外側の部分を全て含むように形成されている。また、当接面５２ａを含む平面は図３の切断面（すなわち中心平面）に対応し、Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線は、その中心平面に垂直であって、その中心平面と嵌入穴１４との交線を含む垂直平面に対応する。従って、この中子４０により形成される潤滑溝２４は、前記中心平面に垂直であって、その中心平面と嵌入穴１４の交線を含む垂直平面よりも外周側となる部分が垂直溝部２６とされる。

金型５０を中子４０と嵌合する方向、すなわち、図５の左方向に移動させると分かるように、突条４４と金型５０、５２とが干渉する可能性があるのは、図５のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で示す平面よりも外周側部分であるが、その部分は、垂直突条部４６とされており、この垂直突条部４６は、潤滑溝２４の垂直溝部２６に嵌合可能であることから、中子４０の円柱部４２の軸心に垂直な平面と平行（すなわち紙面に平行）となっている。そのため、金型５０を当接面５０ａに対してその垂直方向右側に移動させる際、および、金型５２を当接面５２ａに対してその垂直方向左側に移動させる際に、垂直突条部４６が金型５０、５２と干渉することはない。従って、突条４４にアンダーカットが生じることなく、中子４０を金型５０、５２から取り外すことができる。そのため、この中子４０を用いて、デフケース１２の鋳造時に潤滑溝２４を形成することができる。

以上、説明したように、本実施例によれば、潤滑溝２４の入口部２８が嵌入穴１４の開口に沿って周方向に形成されているので、潤滑溝２４の入口面積が大きくなる。従って、潤滑溝２４に導入される潤滑油量が増大し、潤滑性能が向上する。また、潤滑溝２４の入口形状を変更するだけであるので、コストアップを伴わずに潤滑性能を向上させることができる。

また、本実施例によれば、中子４０に潤滑溝２４の入口部２８に対応する先端部４８を形成することにより、デフケース１２の鋳造時に、前記入口部２８を有する潤滑溝２４を形成している。すなわち、中子４０の形状を変更するだけで、潤滑溝２４の入口面積を大きくできる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明の一実施例である差動装置の断面図であって、デフケースを嵌入穴の軸心および小歯車軸の軸心を含む平面で切断した断面図である。図１のデフケースを図１と同じ平面で切断した断面図である。図１のデフケースを、嵌入穴の軸心を含み且つ図１の切断面と直交する平面で切断した断面図である。図２、３のデフケースを鋳造する際に使用する中子の一部分を示す図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。従来のデフケースに形成された潤滑溝の形状を説明する図である。

符号の説明

１０：差動装置（回転軸支持装置）
１２：デフケース
１４：嵌入穴
２４：潤滑溝
２８：入口部

Claims

回転軸が嵌め入れられる嵌入穴を有して該回転軸を相対回転可能に支持するケースを備え、該嵌入穴に螺旋状の潤滑溝が形成されている回転軸支持装置であって、
前記潤滑溝は、前記嵌入穴入口側の端部が該嵌入穴の開口に沿って周方向形成されていることを特徴とする回転軸支持装置。