JP2010242877A - ディファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低車速時においても確実に各部へオイルを供給できるディファレンシャル装置の潤滑構造を提供する。
【解決手段】デフケース(42)のリングギヤ取付部(42c)の外周面には、回転方向に屈曲部(42e)を有し反回転方向に一対の角部(42g,42f)を有する複数の三角形状の凹部(42d)を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のディファレンシャル装置に関し、特に車両低速時での潤滑性能を向上させる潤滑構造に関する。

従来、フロントエンジンリヤドライブ（ＦＲ）車や四輪駆動車等の自動車に備えられ、エンジンで発生した動力を変速機を介し、後輪の左右輪に回転力を伝達するディファレンシャル装置が知られている。
ディファレンシャル装置は、エンジンから伝達される回転力をピニオンベアリングを介し、ディファレンシャルキャリヤ（以下デフキャリヤという）に回転自在に支持されたピニオン軸によりサイドベアリングを介してデフキャリヤに回転自在に支持されたディファレンシャルギヤケース（以下デフケースという）に取り付けられたリングギヤを回転させ、デフケースに固定されたピニオンシャフトに支持されデフケース内で公転するピニオンギヤを介して左右のサイドギヤから駆動輪に回転力を振り分ける。

また、ディファレンシャル装置は、コーナリング時等のように駆動輪に回転差が生じるときには、ピニオンギヤの自転により左右の駆動輪を差動させて回転差を許容するように構成されている。
そして、ディファレンシャル装置では、各部への潤滑は、一般にデフキャリヤ内に貯留されたデフオイルをリングギヤでかき上げることで行っている。

しかし、このようなリングギヤでのデフオイルのかき上げによる潤滑では、低中車速時においてリングギヤの回転不足によりデフオイルのかき上げ量が低下し、各部へのオイル供給量の不足が発生する。
そこで、デフオイルのかき上げ量を増加すべく、デフケースの外周にデフオイルをかき上げるための羽根を形成することで各部へのオイル供給量を確保する技術が開発されている（特許文献１）。

実開昭６２−１９６９６２号公報

しかしながら、上記特許文献１のようにデフケースの外周に羽根を形成した構成では、羽根部によるデフオイルの保持能力が低く、特に低車速時では各部へのオイル供給量の増加を望むことはできない。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低車速時においても確実に各部へのオイルを供給できるディファレンシャル装置の潤滑構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１のディファレンシャル装置の潤滑構造は、車両に搭載されたエンジンからの駆動力が伝達され、一端にピニオンギヤが設けられたピニオン軸と、前記ピニオンギヤと噛合するリングギヤと、左右の車輪の回転差を許容するディファレンシャルギヤを内包し、前記リングギヤを外周に有し、該リングギヤと共に回転するディファレンシャルギヤケースと、前記ピニオン軸をピニオンベアリングを介して回転自在に支持するとともに前記ピニオンギヤ、前記リングギヤ及び前記ディファレンシャルギヤケースを内包するディファレンシャルキャリヤと、該ディファレンシャルキャリヤの内部に貯留される潤滑油とを備えたディファレンシャル装置において、
前記ディファレンシャルギヤケースは、前記リングギヤが取り付けられる取付部を形成し、前記リングギヤの外周面或いは前記取付部の外周面の少なくともいずれか一方に凹部を備え、該凹部は、前記車両前進時に前記リングギヤ及び前記取付部が回転する回転方向に折れ点を有する屈曲部を形成してなることを特徴とする。

また、請求項２のディファレンシャル装置の潤滑構造では、請求項１の発明において、前記凹部の深さは、前記回転方向よりも反回転方向の方が深いことを特徴とする。
また、請求項３のディファレンシャル装置の潤滑構造では、請求項１または２の発明において、前記リングギヤ及び前記取付部は、前記ピニオン軸の回転中心に対して車幅方向にオフセットして配置され、前記屈曲部の折れ点が前記ピニオン軸の前記回転中心側に偏倚して形成されることを特徴とする。

また、請求項４のディファレンシャル装置の潤滑構造では、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記凹部は、前記反回転方向に一対の角部を有して多角形状に形成されることを特徴とする。
また、請求項５のディファレンシャル装置の潤滑構造では、請求項４の発明において、前記一対の角部のうち前記ピニオン軸の前記回転中心側に位置する一方の角部が鋭角に形成されることを特徴とする。

また、請求項６のディファレンシャル装置の潤滑構造では、請求項４または５の発明において、前記多角形状は三角形状であることを特徴とする。
また、請求項７のディファレンシャル装置の潤滑構造では、請求項４または５の発明において、前記多角形状は台形状であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ディファレンシャルギヤケースのリングギヤの外周面或いはリングギヤの取付部の外周面の少なくともいずれか一方に、車両前進時のリングギヤの回転方向に折れ点を有する屈曲部を形成した凹部を備えることにより、オイル（潤滑油）かき上げ量が増し、循環油量を増加することができる。
また、凹部に回転方向に折れ点を有する屈曲部を形成することにより、特に減速時において、オイルを慣性力により屈曲部に向けて滑らかに移動させ、屈曲部の外に勢いよく排出させることができる。

これにより、低車速時における循環油量の増加を図ることができ、各部へのオイルの供給不足を解消することができる。
また、このようにすれば、循環油量を同等とした場合に、油面を低下することができ、オイル量の低下につながりコスト及び重量を低減することができる。
請求項２の発明によれば、凹部の深さを回転方向よりも反回転方向で深くすることにより、凹部にオイルを保持しやすくなり、各部へのオイルの供給量を更に増加することができる。

これにより、各部の焼き付きの発生を十分に抑制することができる。
請求項３の発明によれば、リングギヤ及び取付部がピニオン軸の回転中心に対して車幅方向にオフセットして配置されているので、屈曲部の折れ点をピニオン軸の回転中心側に偏倚して形成することにより、特に減速時において、ピニオンベアリングへのオイル供給量を増加することができる。

これにより、主としてピニオンベアリングの焼き付きの発生を十分に抑制することができる。
請求項４の発明によれば、凹部を反回転方向に一対の角部を有して多角形状に形成することにより、凹部に保持できるオイルの量を増加することができ、これにより、循環油量を増やすことができ、オイルの供給量不足による各ベアリングの破損を回避することができる。

また、減速時においてオイルを慣性力により頂角に向けて滑らかに移動させ、凹部の外に勢いよく排出させることができるとともに、加速時においてオイルを慣性力及び遠心力により一対の角部から凹部の外に勢い排出させることができる。
請求項５の発明によれば、反回転方向に配置されピニオン軸の回転中心側に位置する角部を鋭角に形成することにより、特に加速時においてオイルをオイルの慣性力及び遠心力により上記ピニオン軸の回転中心側に位置する角部から凹部の外に勢い排出させることができ、ピニオンベアリングへのオイル供給量を増加することができる。

これにより、主にピニオンベアリングの焼き付きの発生を一層十分に抑制することができる。
請求項６の発明によれば、凹部を三角形状に形成することにより、簡単な構成にして、減速時においてオイルを慣性力により屈曲部に向けて滑らかに移動させ、凹部の外に勢いよく排出させることができるとともに、加速時においてオイルを慣性力及び遠心力により一対の角部から凹部の外に勢い排出させることができる。

請求項７の発明によれば、凹部を台形状に形成することにより、簡単な構成にして、凹部に保持できるオイルの量を増加することができ、これにより、更に循環油量を増やすことができ、オイルの供給量不足による各ベアリングの破損を回避することができる。

本発明に係る車両のディファレンシャル装置の概略構成図である。 本発明の第１実施例に係るデフケース及びリングギヤの後面視図である。 本発明の第１実施例に係る図２のＡ−Ａ線での断面図である。 本発明の第２実施例に係るデフケース及びリングギヤの後面視図である。 本発明の第２実施例に係る図４のＢ−Ｂ線での断面図である。 本発明のオイルかき上げ溝形状のバリエーションである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
先ず、第１実施例について説明する。
図１は、車両に搭載された本発明の第１実施例に係るディファレンシャル装置の概略構成図であり、図２は、図１におけるデフケース及びリングギヤの後面視図、図３は、図２のＡ−Ａ線での断面図である。以下、第１実施例に係るディファレンシャル装置の潤滑構造の構成を説明する。

なお、図中の二点鎖線「Ｐ」はデフオイル油面及び白抜き矢印は車両前進時の回転方向をそれぞれ示す。
ディファレンシャル装置１０は、前部のデフキャリヤ２１と後部のリヤカバー２４とで全体の形状が構成されている。
デフキャリヤ２１には、車両前後方向に延びるピニオン軸３１がテーパローラベアリングでなる前後一対のピニオンベアリング（フロントベアリング３２及びリヤベアリング３３）を介して回転自在に支持されている。また、デフキャリヤ２１の左右の側壁には車幅方向に延びる図示しない左右のドライブシャフトを挿通させるための開口２１ｃＲ、２１ｃＬが設けられている。

ピニオン軸３１の前端部にはコンパニオンフランジ３４が結合され、該コンパニオンフランジ３４には、図示しないプロペラシャフトの後端部が連結されている。また、ピニオン軸３１の後端部にはドライブピニオン３１ａが一体に形成され、該ドライブピニオン３１ａはリングギヤ４１と噛み合っている。
リングギヤ４１は、デフケース４２の外周部のリングギヤ取付部４２ｃにボルト４３で締結されている。なお、リングギヤ４１及びリングギヤ取付部４２ｃはピニオン軸３１の回転中心に対し車幅方向でオフセットしている。

デフケース４２の内部には、サイドギヤ４５Ｒ、４５Ｌ、ピニオンギヤ４６及びピニオンシャフト４７を収容している。サイドギヤ４５Ｒ、４５Ｌには、図示しないドライブシャフトの一端部がスプライン嵌合される。
デフケース４２は、テーパローラベアリングでなる左右一対のサイドベアリング４４Ｒ、４４Ｌを介して、デフキャリヤ２１に回転自在に支持されている。デフキャリヤ２１には、内方に突出する左右一対の支持部２１ａＲ、２１ａＬが立設され、これらの支持部２１ａＲ、２１ａＬに、左右一対のベアリングキャップ２２Ｒ、２２Ｌが後方より図示しないボルトで結合されている。即ち、これらの支持部２１ａＲ、２１ａＬ及びベアリングキャップ２２Ｒ、２２Ｌは、それぞれ半円形の内周面２１ｂＲ、２１ｂＬ及び２２ｂＲ、２２ｂＬが形成された半割構造とされており、互いに協働してサイドベアリング４４Ｒ、４４Ｌ及びデフケース４２の左右のボス部４２ａＲ、４２ａＬを挟み込むことにより、デフケース４２をデフキャリヤ２１に回転自在に支持している。

リヤカバー２４は、デフキャリヤ２１の後端面に図示しないボルトで締結されている。
ディファレンシャル装置１０内には、デフオイルが注入されており、デフケース４２のリングギヤ取付部４２ｃ及びリングギヤ４１の一部は、デフオイルに浸かっている。
そして、デフケース４２のリングギヤ取付部４２ｃの外周面には、図２に示すように回転方向に頂点（屈曲部）４２ｅを有するとともに反回転方向にそれぞれ頂点（角部）４２ｆと頂点（角部）４２ｇとを回転軸方向で並び有した三角形状をなし、図３に示すように反回転方向の頂点４２ｆ及び頂点４２ｇ側に向けて徐々に深くなるようなオイルかき上げ溝（凹部）４２ｄが形成されている。

以下、このように構成された本発明の第１実施例に係るディファレンシャル装置の潤滑構造の作用及び効果について説明する。
上述したように、デフケース４２のリングギヤ取付部４２ｃの外周面には、回転方向に頂点４２ｅを有し反回転方向にそれぞれに頂点４２ｆと頂点４２ｇとを有した三角形状をなし、反回転方向の頂点４２ｆ及び頂点４２ｇ側に向かって徐々に深くなるオイルかき上げ溝４２ｄが形成されている。

そして、デフケース４２のリングギヤ取付部４２ｃは、デフオイルに浸かっており、デフケース４２が回転することによりオイルかき上げ溝４２ｄ内にデフオイルが入り込み一時的に保持される。
これにより、例えば車両の減速時には、オイルかき上げ溝４２ｄに保持されたデフオイルは、デフオイルの粘度の影響によりデフケース４２に連れ回りつつ、デフケース４２の減速に伴って慣性力により回転方向にある三角形の頂点４２ｅに向けて滑らかに移動し、オイルかき上げ溝４２ｄの外に勢いよく排出される。

また、例えば加速時には、デフオイルは、デフケース４２に連れ回りつつ、デフケース４２の加速に伴って慣性力及び遠心力により反回転方向にある三角形の頂点４２ｆ、４２ｇからオイルかき上げ溝４２ｄの外に勢いよく排出される。
このように本発明の第１実施例に係るディファレンシャル装置の潤滑構造によれば、デフケース４２のリングギヤ取付部４２ｃの外周面に回転方向に頂点４２ｅを有するとともに反回転方向に向かって徐々に深くなる三角形状のオイルかき上げ溝４２ｄを有することにより、オイルのかき上げ量が増し、主にピニオンベアリングであるリヤベアリング３３の他、サイドベアリング４４Ｒ、４４Ｌ等の各部へのオイルの供給油量を増加することができる。

これにより、オイル量の低減により油面が低下し、低車速時においてリングギヤ４１によるオイルかき上げ量が低下しても、各部へのオイルの供給油量を十分確保でき、簡単な構成にしてコスト及び重量低減を図りながら各部の焼き付きを防止することができる。
また、オイルかき上げ溝４２ｄを溝構造とすることでリングギヤ取付部４２ｃの加工基準を変更する必要がなく、リングギヤ取付部４２ｃに関し従来と同等の加工精度を確保することができる。

次に、第２実施例について説明する。
図４は、本発明の第２実施例に係るデフケース及びリングギヤの後面視図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線での断面図である。
図４に示すように第２実施例では、上記第１実施例に対してオイルかき上げ溝４２ｄ’をリングギヤ４１の外周面４１ａに配している点及びオイルかき上げ溝４２ｄ’の形状が相違しており、以下上記第１実施例と異なる点について説明する。

図４に示すように、デフケース４２’のリングギヤ４１’の外周面４１ａには、ピニオン軸３１の回転中心側に偏倚して頂点（屈曲部）４２ｅ’を有するとともに反回転方向に上記ピニオン軸３１の回転中心側に位置して頂点（角部）４２ｇ’と、頂点４２ｅ’及び頂点４２ｇ’間においてピニオン軸３１の回転中心と反対側に位置して頂点（角部）４２ｆ’とを有した三角形状をなし、図５に示すように反回転方向の頂点４２ｆ’及び頂点４２ｇ’側に向けて徐々に深くなるようなオイルかき上げ溝（凹部）４２ｄ’が形成されている。

以下、このように構成された本発明の第２実施例に係るディファレンシャル装置の潤滑構造の作用及び効果について説明する。
上述したように、リングギヤ４１’の外周面４１ａには、ピニオン軸３１の回転中心側に偏倚して頂点４２ｅ’を有し、反回転方向に上記ピニオン軸３１の回転中心側に位置して頂点４２ｇ’と頂点４２ｅ’及び頂点４２ｇ’間においてピニオン軸３１の回転中心と反対側に位置して頂点４２ｆ’とを有した三角形状をなし、反回転方向の頂点４２ｅ’及び頂点４２ｇ’に向けて徐々に深くなるオイルかき上げ溝４２ｄ’が形成されている。

そして、図４に示すようにリングギヤ４１’の一部は、デフオイルに浸かっており、デフケース４２’が回転することによりオイルかき上げ溝４２ｄ’内にデフオイルが入り込み一時的に保持される。
これにより、例えば車両の減速時には、オイルかき上げ溝４２ｄ’に保持されたデフオイルは、デフオイルの粘度の影響によりデフケース４２’に連れ回りつつ、デフケース４２’の減速に伴って慣性力により回転方向にある三角形の頂点４２ｅ’に向けて滑らかに移動し、オイルかき上げ溝４２ｄ’から主にピニオンベアリングであるリヤベアリング３３に向けデフオイルが勢いよく排出される。

また、例えば加速時には、デフオイルは、デフケース４２’に連れ回りつつ、デフケース４２’の加速に伴って慣性力及び遠心力により反回転方向にある三角形の頂点４２ｇ’より主にピニオンベアリングであるリヤベアリング３３に向けデフオイルが勢いよく排出される。
このように本発明の第２実施例に係るディファレンシャル装置の潤滑構造によれば、リングギヤ４１’の外周面４１ａに回転方向にピニオン軸３１の回転中心側に偏倚する頂点４２ｅ’を有するとともに反回転方向にピニオン軸３１の回転中心側に位置する頂点４２ｇ’と頂点４２ｅ’及び頂点４２ｇ’間においてピニオン軸３１の回転中心と反対側に位置する頂点４２ｆ’とを有し且つ反回転方向に向けて徐々に深くなる三角形状のオイルかき上げ溝４２ｄ’を有することにより、上記第１実施例と同様にオイルのかき上げ量が増し、主にピニオンベアリングであるリヤベアリング３３の他、サイドベアリング４４Ｒ、４４Ｌ等の各部へのオイルの供給油量を増加することができる。

これにより、オイル量の低減により油面が低下し、低車速時においてリングギヤ４１’によるオイルかき上げ量が低下しても、各部へのオイルの供給油量を十分確保でき、簡単な構成にしてコスト及び重量低減を図りながら各部の焼き付きを防止することができる。 また、オイルかき上げ溝４２ｄ’を溝構造とすることでリングギヤ４１’の加工基準を変更する必要がなく、リングギヤ４１’に関し従来と同等の加工精度を確保することができる。

以上で発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態は実施形態に限定されるものではない。
例えば、オイルかき上げ溝４２ｄやオイルかき上げ溝４２ｄ’の形状は、上記各実施例における三角形に限定されるものではなく、図６（ａ）〜（ｅ）に示すような多角形及び涙滴形としてもよい。

また、上記第２実施例ではオイルかき上げ溝４２ｄ’をリングギヤ４１’に形成するようにしたが、当該オイルかき上げ溝４２ｄ’を第１実施例と同様にリングギヤ取付部４２ｃに形成するようにしてもよい。

１０ ディファレンシャル装置
２１ デフキャリヤ
２４ リヤカバー
３１ ピニオン軸
３２ フロントベアリング
３３ リヤベアリング（ピニオンベアリング）
４１ リングギヤ
４２ デフケース
４２ｃ リングギヤ取付部
４２ｄ オイルかき上げ溝（凹部）

Claims (7)

1. 車両に搭載されたエンジンからの駆動力が伝達され、一端にピニオンギヤが設けられたピニオン軸と、前記ピニオンギヤと噛合するリングギヤと、左右の車輪の回転差を許容するディファレンシャルギヤを内包し、前記リングギヤを外周に有し、該リングギヤと共に回転するディファレンシャルギヤケースと、前記ピニオン軸をピニオンベアリングを介して回転自在に支持するとともに前記ピニオンギヤ、前記リングギヤ及び前記ディファレンシャルギヤケースを内包するディファレンシャルキャリヤと、該ディファレンシャルキャリヤの内部に貯留される潤滑油とを備えたディファレンシャル装置において、
   前記ディファレンシャルギヤケースは、前記リングギヤが取り付けられる取付部を形成し、前記リングギヤの外周面或いは前記取付部の外周面の少なくともいずれか一方に凹部を備え、該凹部は、前記車両前進時に前記リングギヤ及び前記取付部が回転する回転方向に折れ点を有する屈曲部を形成してなることを特徴とするディファレンシャル装置の潤滑構造。
2. 前記凹部の深さは、前記回転方向よりも反回転方向の方が深いことを特徴とする、請求項１に記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。
3. 前記リングギヤ及び前記取付部は、前記ピニオン軸の回転中心に対して車幅方向にオフセットして配置され、前記屈曲部の折れ点が前記ピニオン軸の前記回転中心側に偏倚して形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。
4. 前記凹部は、前記反回転方向に一対の角部を有して多角形状に形成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。
5. 前記一対の角部のうち前記ピニオン軸の前記回転中心側に位置する一方の角部が鋭角に形成されることを特徴とする、請求項４に記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。
6. 前記多角形状は三角形状であることを特徴とする、請求項４または５に記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。
7. 前記多角形状は台形状であることを特徴とする、請求項４または５に記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。

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