JP2012145206A - Differential device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などの車両に用いられる差動装置に関し、特に、ケースの高速回転時においてピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できるようにした差動装置に関する。 The present invention relates to a differential used in a vehicle such as an automobile, and more particularly to a differential capable of increasing the amount of lubricating oil supplied to a sliding portion between a pinion gear and a pinion shaft during high-speed rotation of a case. .
自動車などの車両には、内燃機関(以下、単にエンジンと呼ぶ)の出力を駆動車輪に伝達する動力伝達系の一部として差動装置が搭載されている。この差動装置は、変速機から左右の駆動車輪に動力を伝達するとともに、これら駆動車輪の回転速度に偏差が生じた場合には、ピニオンギヤが回転することによって一対のサイドギヤを相対回転させて左右の駆動車輪の差動回転を許容するものである。 A vehicle such as an automobile is equipped with a differential device as a part of a power transmission system that transmits an output of an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) to driving wheels. This differential device transmits power from the transmission to the left and right drive wheels, and when there is a deviation in the rotational speed of these drive wheels, the pair of side gears rotate relative to each other by rotating the pinion gear. The differential rotation of the drive wheel is allowed.
図9に示すように、この種の差動装置100は、回転可能なケース101と、ケース101のフランジ102に固定されるハイポイドギヤからなるリングギヤ103と、リングギヤ103に噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオン104と、ケース101に収容されてケース101とは独立して回転可能な一対のかさ歯車からなるサイドギヤ105と、サイドギヤ105と一体回転するドライブシャフト106と、サイドギヤ105に噛合する一対のかさ歯車からなるピニオンギヤ107と、2つのピニオンギヤ107を回転可能に支持するピニオンシャフト108と、ケース102に形成されるとともにピニオンシャフト108を支持する一対の支持部109と、ピニオンシャフト108を貫通して支持部109に固定する固定ピン110と、支持部109同士の間に形成されるとともにケース101の内外の空間を連通する開口部111とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIG. 9, this type of
ピニオンギヤ107は、ケース101の回転軸C側の面である上面107aが平面状になるように形成されている。そして、ピニオンギヤ107の上面107aから底面107bまで、回転軸に沿って中心部を貫通する係合孔107cが形成されている。係合孔107cの上面107a側および底面107b側の周縁部には、必要最小限の面取りが施されている。ピニオンギヤ107は、係合孔107cをピニオンシャフト108に嵌合することにより回転可能に支持されている。
The
ところで、この種の差動装置100のケース101の内部への潤滑油の供給経路において、従来、潤滑油の供給量が最も多いと考えられていた経路は、リングギヤ103の回転によりリングギヤ103の上部まで掻き揚げられた潤滑油が、上方に開口した開口部111の上方から流れ落ちて開口部111を通過してケース101の内部に供給されるという経路であった。
By the way, in the lubricating oil supply path to the inside of the
これに対し、本願発明者が鋭意研究を重ねた結果、リングギヤ103で掻き揚げられた潤滑油が、リングギヤ103に噛合するドライブピニオン104によりケース101の中心側に飛ばされて(図9中、白抜き矢印で示す。)、開口部111を通過してケース101の内部に側方から供給されるという経路の方が供給量の多いことが判明した。潤滑油がリングギヤ103とドライブピニオン104との噛合部から側方に飛ばされる理由は、リングギヤ103とドライブピニオン104との噛合部では、リングギヤ103とドライブピニオン104との歯面同士の接近と滑りにより、潤滑油をリングギヤ103の中心側に押し出そうとするポンプ効果が生じるからであると推測された。
On the other hand, as a result of extensive research conducted by the inventor of the present application, the lubricating oil lifted by the
このため、上述した差動装置100によれば、リングギヤ103で掻き揚げられた潤滑油が、リングギヤ103に噛合するドライブピニオン104によりケース101の中心側に飛ばされて開口部111を通過し、一部はピニオンシャフト108に、一部はピニオンギヤ107に供給される。そして、このピニオンシャフト108に供給された潤滑油が、ケース101の回転の遠心力によりピニオンシャフト108の表面上を両端側に流れて行きピニオンギヤ107に直接供給された潤滑油と合流し、ピニオンギヤ107の係合孔107cの上面107a側の周縁部からピニオンシャフト108と係合孔107cとの間に毛細管現象および遠心力によって入り込む。これにより、潤滑油がピニオンギヤ107とピニオンシャフト108との摺動部112に供給され、この摺動部112の摩擦抵抗が潤滑油により低減される。
Therefore, according to the
ここで、ケース101の低速回転時には、リングギヤ103での遠心力が小さく、リングギヤ103に比較的多くの潤滑油が付着しているため、ピニオンシャフト108への潤滑油の供給量は多い。このため、ピニオンシャフト108を伝わってピニオンギヤ107の上面107aに供給された潤滑油は、全量は摺動部112に入り込むことができず、一部は上面107aの周囲からピニオンギヤ107の歯面に流れる。一方、ケース101の高速回転時には、リングギヤ103から多くの潤滑油が遠心力で周囲に飛ばされてしまうため、ピニオンギヤ107への潤滑油の供給量は少なくなる。
Here, when the
また、近年では、上述したような1本のピニオンシャフト108に2つのピニオンギヤ107を設けた構造では無く、2本あるいは3本の短いピニオンシャフト113のそれぞれに1つずつのピニオンギヤ107を設けた構造の差動装置100が普及しつつある。このような差動装置100によれば、リングギヤ103で掻き揚げられた潤滑油が、リングギヤ103に噛合するドライブピニオン104によりケース101の中心側に飛ばされて開口部111を通過し、一部はピニオンギヤ107の上面107aに供給される。
Further, in recent years, not a structure in which two
そして、このピニオンギヤ107の上面107aに供給された潤滑油が、係合孔107cの上面107a側の周縁部からピニオンシャフト113と係合孔107cとの間に毛細管現象および遠心力によって入り込む。これにより、潤滑油がピニオンギヤ107とピニオンシャフト113との摺動部112に供給され、この摺動部112の摩擦抵抗が潤滑油により低減される。
Then, the lubricating oil supplied to the
この場合も、ケース101の低速回転時には、リングギヤ103に比較的多くの潤滑油が付着しているため、ピニオンギヤ107の上面107aへの潤滑油の供給量は多い。このため、ピニオンギヤ107の上面107aに供給された潤滑油は、全量は摺動部112に入り込むことができず、一部は上面107aの周囲からピニオンギヤ107の歯面に流れる。一方、ケース101の高速回転時には、リングギヤ103から多くの潤滑油が遠心力で周囲に飛ばされてしまうため、ピニオンギヤ107への潤滑油の供給量は少なくなる。
Also in this case, when the
このような状況を鑑み、本願発明者は、ケース101の低速回転時にピニオンギヤ107の上面107aに多量に供給されて摺動部112に入り込めなかった潤滑油に着目し、この潤滑油を低速回転時に一時的に保持しておき、ケース101の高速回転により摺動部112への潤滑油の供給量が減った時に、低速回転時に保持しておいた潤滑油を摺動部112に供給するという機構を発想するに至った。
In view of such a situation, the inventor of the present application pays attention to the lubricating oil that is supplied in a large amount to the
しかしながら、上述のような差動装置100の構成にあっては、ピニオンギヤ107の係合孔107cの上面107a側の周縁部には必要最小限の面取りが施されているだけなので、ピニオンギヤ107の上面107aでは潤滑油は保持されない。このため、ケース101が高速回転してケース101の内部への潤滑油の供給量が減少しても、潤滑油を補充することはできず、ピニオンギヤ107の上面107aへの潤滑油の供給量が減少してしまい、摺動部112に十分な量の潤滑油が供給されない虞があるという問題があった。摺動部112の潤滑油が少ない状態で差動装置100を長時間稼働させると、場合によっては摺動部112に焼き付きを起こす虞があるという問題があった。
However, in the configuration of the
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、特にケースの高速回転時においてピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できる差動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and in particular, a differential device capable of increasing the amount of lubricating oil supplied to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft when the case rotates at a high speed. The purpose is to provide.
本発明に係る差動装置は、上記目的達成のため、(1)回転軸を中心に回転可能なケースと、前記ケースに同軸で固定されるとともに少なくとも一部が潤滑油に浸漬し回転により前記潤滑油を掻き揚げるハイポイドギヤからなるリングギヤと、前記リングギヤに噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオンと、前記ケースに収容されるとともに前記リングギヤと同軸で前記ケースに回転可能に支持されるかさ歯車からなる第1のサイドギヤと、前記第1のサイドギヤに連結されて一体回転する第1のドライブシャフトと、前記ケースに収容されるとともに前記第1のサイドギヤに同軸で対向して前記ケースに回転可能に支持されるかさ歯車からなる第2のサイドギヤと、前記第2のサイドギヤに連結されて一体回転する第2のドライブシャフトと、前記ケースに収容されるとともに前記第1のサイドギヤおよび前記第2のサイドギヤに噛合するかさ歯車からなり、回転軸に沿って中心部を貫通する支持孔を有する2個以上のピニオンギヤと、前記ピニオンギヤの前記支持孔に嵌合して前記ピニオンギヤを回転可能に支持するピニオンシャフトと、前記ピニオンギヤの前記支持孔の内周面と前記ピニオンシャフトの外周面との対向する隙間からなる摺動部と、前記ケースに形成されるとともに前記ピニオンシャフトを支持する支持部と、前記支持部同士の間に形成されるとともに前記ケースの内外を連通して前記ケースの外部から前記ケースの内部に前記潤滑油を供給可能にする開口部とを備えた差動装置において、前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトとの少なくとも一方に、前記摺動部の前記隙間の前記ケースの前記回転軸側に連続するとともに、前記ケースの前記回転軸側を向いて開口する空間からなり、前記潤滑油を収容可能な潤滑油貯留部を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the differential device according to the present invention includes: (1) a case rotatable around a rotation axis; and the case fixed to the case coaxially and at least a part of which is immersed in lubricating oil and rotated to A ring gear composed of a hypoid gear that lifts up lubricating oil, a drive pinion composed of a hypoid pinion that meshes with the ring gear, and a bevel gear that is housed in the case and coaxially supported by the case and rotatably supported by the case. 1 side gear, a first drive shaft connected to the first side gear and rotating integrally therewith, and housed in the case and coaxially opposed to the first side gear and rotatably supported by the case. A second side gear comprising a bevel gear and a second driver coupled to the second side gear and rotating integrally therewith. And two or more pinion gears, each of which is comprised of a bevel gear, which is accommodated in the case and meshes with the first side gear and the second side gear, and has a support hole penetrating the central portion along the rotation axis; A pinion shaft that fits in the support hole of the pinion gear and rotatably supports the pinion gear, and a sliding portion that includes a gap between the inner peripheral surface of the support hole of the pinion gear and the outer peripheral surface of the pinion shaft. And a support portion that is formed in the case and supports the pinion shaft, and is formed between the support portions and communicates with the inside and outside of the case from the outside of the case to the inside of the case. And a differential having an opening that allows oil to be supplied, at least the pinion gear and the pinion shaft. On the other hand, a lubricating oil reservoir that is formed of a space that is continuous to the rotating shaft side of the case and that opens toward the rotating shaft side of the case and that can store the lubricating oil. It is characterized by providing.
この構成により、リングギヤが低速回転されると、リングギヤにより潤滑油が掻き揚げられて、潤滑油はケースの上方または側方からケースの内部に多量に供給される。ケースの内部に供給された潤滑油の一部は、ピニオンギヤに直接供給されるか、あるいはピニオンシャフトの表面を伝わって、ケースの回転軸側を向いて開口する空間からなる潤滑油貯留部に入り込む。潤滑油貯留部に入り込んだ潤滑油の一部は、ケースの回転による遠心力および表面張力により潤滑油貯留部に保持される。また、潤滑油貯留部の空間がピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部の隙間に連続しているので、潤滑油貯留部に入り込んだ潤滑油の他の一部は、ケースの回転による遠心力および毛細管現象によりピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に入り込む。 With this configuration, when the ring gear rotates at a low speed, the lubricating oil is swept up by the ring gear, and a large amount of lubricating oil is supplied into the case from above or from the side. Part of the lubricating oil supplied to the inside of the case is supplied directly to the pinion gear, or travels along the surface of the pinion shaft and enters the lubricating oil storage part that is a space that opens toward the rotating shaft side of the case. . A part of the lubricating oil that has entered the lubricating oil reservoir is held in the lubricating oil reservoir by centrifugal force and surface tension due to rotation of the case. Further, since the space of the lubricating oil reservoir is continuous with the gap of the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft, the other part of the lubricating oil that has entered the lubricating oil reservoir is centrifuged by the rotation of the case. It enters the sliding part between the pinion gear and the pinion shaft by force and capillary action.
そして、リングギヤが高速回転されると、リングギヤにより掻き揚げられた潤滑油は遠心力により周囲に飛ばされるので、ケースの外部からケースの内部に供給される潤滑油は減ってしまうが、潤滑油貯留部に保持された潤滑油がケースの回転による遠心力および毛細管現象によってピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に供給され続ける。これにより、リングギヤの高速回転時であってもピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に十分な量の潤滑油を供給できるようになり、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの焼き付き防止への信頼性を向上することができる。 When the ring gear is rotated at a high speed, the lubricating oil swept up by the ring gear is blown away by centrifugal force, so that the lubricating oil supplied from the outside of the case to the inside of the case is reduced, but the lubricating oil is stored. Lubricating oil held in the portion continues to be supplied to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft by centrifugal force and capillary action due to rotation of the case. As a result, a sufficient amount of lubricating oil can be supplied to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft even during high-speed rotation of the ring gear, and reliability for preventing seizure between the pinion gear and the pinion shaft can be achieved. Can be improved.
上記(1)に記載の差動装置においては、(2)前記潤滑油貯留部は、前記支持孔の内周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンギヤの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることが好ましい。 In the differential device according to the above (1), (2) the lubricating oil reservoir is located on the rotation shaft side of the case of the pinion gear from the periphery on the rotation shaft side of the case on the inner peripheral surface of the support hole. It is preferable to be surrounded by a peripheral wall continuous to the end face.
この構成により、周壁をピニオンギヤに設けるので、周壁をピニオンシャフトに設ける場合に比べて径が大きくなることから、同じ幅の周壁であれば潤滑油貯留部の容積を大きく取ることができる。したがって、潤滑油貯留部に保持される潤滑油を増量することができる。 With this configuration, since the peripheral wall is provided on the pinion gear, the diameter is larger than when the peripheral wall is provided on the pinion shaft. Therefore, if the peripheral wall has the same width, the volume of the lubricating oil reservoir can be increased. Therefore, it is possible to increase the amount of the lubricating oil retained in the lubricating oil reservoir.
上記(1)または(2)に記載の差動装置においては、(3)前記ピニオンシャフトは前記支持部に対して回転しないように固定され、前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面は、前記ピニオンギヤの前記ケースの回転軸側の端面に対して同一面上に位置するか、または前記ケースの外周側に位置するとともに、前記潤滑油貯留部は、前記ピニオンシャフトの外周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることが好ましい。 In the differential device according to the above (1) or (2), (3) the pinion shaft is fixed so as not to rotate with respect to the support portion, and the end surface of the pinion shaft on the rotating shaft side of the case is The pinion gear is positioned on the same plane with respect to the end surface of the case on the rotating shaft side or is positioned on the outer peripheral side of the case, and the lubricating oil reservoir is the case on the outer peripheral surface of the pinion shaft. It is preferable that it is surrounded by the surrounding wall which continues from the periphery of the rotating shaft side to the end surface of the pinion shaft on the rotating shaft side of the case.
この構成により、ピニオンシャフトはピニオンギヤの回転時であっても支持部に対して回転しないので、潤滑油貯留部に保持された潤滑油がピニオンギヤの回転による遠心力で周囲に飛ばされてしまうことを抑制でき、潤滑油貯留部の潤滑油保持力を向上できる。 With this configuration, the pinion shaft does not rotate with respect to the support portion even when the pinion gear rotates, so that the lubricating oil retained in the lubricating oil storage portion is blown away by the centrifugal force due to the rotation of the pinion gear. It can suppress and can improve the lubricating oil retention of a lubricating oil storage part.
上記(2)または(3)に記載の差動装置においては、(4)前記周壁は、前記ピニオンギヤの回転軸に対して傾斜した平面状であることが好ましい。この構成により、潤滑油貯留部に保持された潤滑油にケースの回転による遠心力が与えられると、潤滑油が傾斜した平面状の周壁によってピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部のケースの回転軸側に案内され、さらに遠心力と毛細管現象によりピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に供給される。したがって、潤滑油貯留部に保持された潤滑油が、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に円滑に供給されるようになる。 In the differential device described in (2) or (3) above, (4) it is preferable that the peripheral wall has a planar shape inclined with respect to the rotation axis of the pinion gear. With this configuration, when centrifugal force due to rotation of the case is given to the lubricating oil held in the lubricating oil reservoir, the case of the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft is caused by the planar peripheral wall where the lubricating oil is inclined. It is guided to the rotating shaft side and further supplied to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft by centrifugal force and capillary action. Therefore, the lubricating oil held in the lubricating oil reservoir is smoothly supplied to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft.
上記(1)から(4)に記載の差動装置においては、(5)前記ピニオンシャフトの外周部には、潤滑油を軸方向に流通可能な潤滑油溝を備えていることが好ましい。この構成により、潤滑油貯留部からピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部に供給された潤滑油は、潤滑油溝に案内されてケースの外周側に流通する。これにより、潤滑油溝が無い場合に比べてより多くの潤滑油がピニオンギヤとピニオンシャフトとの間の摺動部を流れるようになるので、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの焼き付き防止への信頼性を向上することができる。 In the differential device described in (1) to (4) above, (5) it is preferable that the outer peripheral portion of the pinion shaft is provided with a lubricating oil groove capable of flowing lubricating oil in the axial direction. With this configuration, the lubricating oil supplied from the lubricating oil reservoir to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft is guided by the lubricating oil groove and flows to the outer peripheral side of the case. As a result, more lubricating oil flows through the sliding part between the pinion gear and the pinion shaft than when there is no lubricating oil groove, improving the reliability to prevent seizure between the pinion gear and the pinion shaft. can do.
上記(1)から(5)に記載の差動装置においては、(6)前記ピニオンギヤは、前記第1のサイドギヤおよび前記第2のサイドギヤの回転軸を中心に120度ごとに3個設けられることが好ましい。この構成により、第1のサイドギヤおよび第2のサイドギヤの回転軸を挟んでピニオンギヤと開口部とが対向するようになるので、ドライブピニオンからケースの中心側に飛ばされた潤滑油は、開口部からケースの内部に入り込むとその反対側に位置するピニオンギヤおよびピニオンシャフトに直接供給されるようになる。これにより、ピニオンギヤおよびピニオンシャフトに供給される潤滑油の流量を増加することができ、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの焼き付き防止への信頼性を向上することができる。 In the differential device described in (1) to (5) above, (6) three pinion gears are provided every 120 degrees around the rotation shafts of the first side gear and the second side gear. Is preferred. With this configuration, since the pinion gear and the opening are opposed to each other with the rotation shafts of the first side gear and the second side gear interposed therebetween, the lubricating oil blown from the drive pinion to the center side of the case is removed from the opening. When it enters the case, it is directly supplied to the pinion gear and pinion shaft located on the opposite side. Thereby, the flow rate of the lubricating oil supplied to the pinion gear and the pinion shaft can be increased, and the reliability for preventing seizure between the pinion gear and the pinion shaft can be improved.
ここで、ピニオンギヤが第1のサイドギヤおよび第2のサイドギヤの回転軸を中心に180度ごとに2個設けられている場合は、ドライブピニオンから飛ばされた潤滑油は、開口部からケースの内部に入り込んでもその反対側の開口部からケースの外部に飛び出してしまうことがある。そこで、本発明では、ピニオンギヤを第1のサイドギヤおよび第2のサイドギヤの回転軸を中心に120度ごとに3個設けることにより、ドライブピニオンから飛ばされて開口部より入り込んだ潤滑油が他の開口部から飛び出すことなくピニオンギヤに直接供給されるようにしている。 Here, when two pinion gears are provided every 180 degrees around the rotation shafts of the first side gear and the second side gear, the lubricating oil blown from the drive pinion is introduced into the case from the opening. Even if it enters, it may jump out of the case from the opening on the opposite side. Therefore, in the present invention, by providing three pinion gears every 120 degrees around the rotation shafts of the first side gear and the second side gear, the lubricating oil that has been blown off from the drive pinion and entered from the opening is provided in the other openings. It is supplied directly to the pinion gear without jumping out from the part.
上記(1)から(5)に記載の差動装置においては、(7)前記ピニオンギヤは、前記第1のサイドギヤおよび前記第2のサイドギヤの回転軸を中心に180度ごとに2個設けられることが好ましい。この構成により、ピニオンギヤを3個設ける場合に比べて部品点数を少なくすることができるので、部品コストを低減することができる。 In the differential device according to (1) to (5) above, (7) two pinion gears are provided every 180 degrees around the rotation shafts of the first side gear and the second side gear. Is preferred. With this configuration, the number of parts can be reduced as compared with the case where three pinion gears are provided, so that the part cost can be reduced.
本発明によれば、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部のケースの回転軸側に連続する潤滑油貯留部を備えているので、潤滑油貯留部に保持された潤滑油がピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部に供給されることにより、ピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への潤滑油の供給量を増加できる差動装置を提供することができる。 According to the present invention, since the lubricating oil reservoir is provided on the rotating shaft side of the case of the sliding portion of the pinion gear and the pinion shaft, the lubricating oil retained in the lubricating oil reservoir is separated from the pinion gear and the pinion shaft. By supplying to the sliding portion, it is possible to provide a differential device that can increase the amount of lubricant supplied to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft.
以下、本発明の差動装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、本発明の差動装置を自動車に適用した例を示している。 Hereinafter, embodiments of a differential device of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which the differential device of the present invention is applied to an automobile is shown.
まず、本実施の形態に係る差動装置1の構成について説明する。
図1から図3に示すように、差動装置1は、回転軸Cを中心に回転可能なケース2と、ケース2に固定されるハイポイドギヤからなるリングギヤ3と、リングギヤ3に噛合するハイポイドピニオンからなるドライブピニオン4と、ケース2に収容されるかさ歯車からなる第1のサイドギヤ5と、第1のサイドギヤ5に連結される第1のドライブシャフト6と、ケース2に収容されるかさ歯車からなる第2のサイドギヤ7と、第2のサイドギヤ7に連結される第2のドライブシャフト8と、3個のピニオンギヤ9と、3本のピニオンシャフト10と、ピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10の摺動部11と、3箇所の支持部12と、支持部12同士の間に形成されるとともにケース2の内外を連通する開口部13とを備えている。
また、この差動装置1は動力伝達装置のハウジング30に収容されている。
First, the configuration of the differential device 1 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 to 3, the differential device 1 includes a
The differential 1 is housed in a
ケース2は、略円筒形状で、円筒の中心軸を回転軸Cとして中心に回転可能になっている。ケース2は、第1の円筒部14と、第2の円筒部15と、第1の円筒部14の外周側に形成されるフランジ部16とを備えて、一体形成されている。
The
支持部12は、ケース2の周方向に120度ごとに設けられているとともに、第1の円筒部14と第2の円筒部15とを回転軸Cと同軸上に位置するように連結している。支持部12は、ケース2の回転に伴って回転軸Cを中心に公転するようになっている。さらに、ピニオンギヤ9と開口部13とは、ケース2の回転軸Cを挟んで対向するようになっている。また、第1の円筒部14と、支持部12と、第2の円筒部15とに囲まれる空間は、収容空間17としている。
The
フランジ部16の第2の円筒部15側には、回転軸Cを回転軸とするリングギヤ3がねじ止めにより固定されている。リングギヤ3は、下部の一部がハウジング30の底部に貯留した潤滑油18に浸漬するように設置されている。リングギヤ3は、回転により潤滑油18を掻き揚げるようになっている。ドライブピニオン4は、図示しない変速機を介して図示しないエンジンなどの駆動源に連結されている。
On the second
第1の円筒部14には、第1のドライブシャフト6が回転可能に支持されている。第2の円筒部15には、第2のドライブシャフト8が回転可能に支持されている。第1のドライブシャフト6および第2のドライブシャフト8は、回転軸Cを回転軸としている。
A
ケース2の収容空間17には、第1のサイドギヤ5と、第2のサイドギヤ7と、ピニオンギヤ9とが収容されている。第1のサイドギヤ5には、スプライン穴5aが形成されている。第1のドライブシャフト6の先端部には、図示しないスプライン軸が形成されている。第1のドライブシャフト6のスプライン軸が第1のサイドギヤ5のスプライン穴5aに嵌合することにより、第1のサイドギヤ5は第1のドライブシャフト6とともにケース2に対して回転軸Cを中心にして一体回転可能に支持される。
The
第2のサイドギヤ7には、スプライン穴7aが形成されている。第2のドライブシャフト8の先端部には、図示しないスプライン軸が形成されている。第2のドライブシャフト8のスプライン軸が第2のサイドギヤ7のスプライン穴7aに嵌合することにより、第2のサイドギヤ7は第2のドライブシャフト8とともにケース2に対して回転軸Cを中心にして一体回転可能に支持される。これら第1のサイドギヤ5と第2のサイドギヤ7とは、歯車面を対向して設置されている。
A
ピニオンギヤ9は、ケース2に収容されるかさ歯車からなり、第1のサイドギヤ5および第2のサイドギヤ7の間に設けられるとともに、これら第1のサイドギヤ5および第2のサイドギヤ7に噛合している。ピニオンギヤ9は、各支持部12に設けられており、第1のサイドギヤ5および第2のサイドギヤ7の回転軸を中心に120度ごとに設けられるようになっている。また、ピニオンギヤ9は、ピニオンギヤ9の回転軸に沿って中心部を貫通する支持孔19を有する。
The
ピニオンギヤ9は、支持孔19をピニオンシャフト10に嵌合させて、ピニオンシャフト10により回転可能に支持されている。ピニオンシャフト10は、円柱形状で平滑な外周面を有し、支持部12を貫通して固定されている。ピニオンシャフト10は、ケース2の回転軸Cと平行にピニオンシャフト10を貫通する固定ピン20により、支持部12に対して回転したり脱落することのないように固定されている。また、図4(a)に示すように、ピニオンギヤ9の底面9aは、支持部12の内側面11aに面接触することにより回転可能に支持されている。さらに、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aは、ピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bよりも突出している。
The
図1から図3に示すように、ピニオンギヤ9は、ケース2の回転に伴って回転軸Cを中心に公転するようになっている。ケース2が回転した際に、第1のドライブシャフト6と第2のドライブシャフト8との間に回転数の差が無ければ、ピニオンギヤ9は自転することなく回転軸Cを中心に公転のみするようになっている。また、ケース2が回転した際に、第1のドライブシャフト6と第2のドライブシャフト8との間に回転数の差が有れば、ピニオンギヤ9は第1のサイドギヤ5および第2のサイドギヤ7の回転数の差に応じて自転および回転軸Cを中心に公転するようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
摺動部11は、ピニオンギヤ9の支持孔19の内周面と、ピニオンシャフト10の外周面との対向する微小な隙間からなる。そして、ピニオンギヤ9の支持孔19のケース2の回転軸C側には、摺動部11の隙間のケース2の回転軸C側に連続するとともに、ケース2の回転軸C側を向いて開口する空間からなる潤滑油貯留部23が形成されている。潤滑油貯留部23は、潤滑油18を収容して保持可能となっている。
The sliding
潤滑油貯留部23は、支持孔19の内周面のケース2の回転軸C側の周縁からピニオンギヤ9の端面9bまで連続する周壁22により囲まれている。周壁22は、ピニオンギヤ9の回転軸に対して約45度傾斜した平面状となっている。このため、潤滑油貯留部23は、ピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側に開放された形状になっている。
本実施の形態に係る差動装置1は、ピニオンギヤ9と、ピニオンシャフト10と、摺動部11と、潤滑油貯留部23とから構成されている。
The lubricating
The differential device 1 according to the present embodiment includes a
開口部13は、3箇所の支持部12の間の3箇所に形成されている。開口部13は、差動装置1の組立時や分解時に、第1のサイドギヤ5および第2のサイドギヤ7を通過させて収容空間17に出し入れ可能な大きさとなっている。また、開口部13は、ケース2の外部からケース2の内部に潤滑油18を供給可能にするようになっている。
The
次に、差動装置1の作用について以下に説明する。ここでは主に潤滑油18の流れについて説明する。
図1に示すように、自動車の走行時には、エンジンの駆動力がドライブピニオン4に伝達され、ドライブピニオン4が矢印40の方向に回転する。ドライブピニオン4の回転により、リングギヤ3が矢印41の方向に回転し、これに伴いケース2が回転する。この時、リングギヤ3がハウジング30に貯留した潤滑油18を掻き揚げる。
Next, the operation of the differential device 1 will be described below. Here, the flow of the lubricating
As shown in FIG. 1, when the automobile travels, the driving force of the engine is transmitted to the
リングギヤ3により掻き揚げられた潤滑油18は、ケース2の上方に到達する。ケース2の上方に達した潤滑油18の一部は、特にエンジンの停止時や低速回転時には矢印42のように重力で流れ落ち、上側に開口した開口部13を通過して収容空間17に入り込み、直下のピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10に供給される。さらに、リングギヤ3が回転して、掻き揚げられた潤滑油18の一部は矢印43のように遠心力でリングギヤ3の外周側に飛ばされて、ドライブピニオン4の図示しない軸受けなどに供給される。
The lubricating
そして、リングギヤ3から飛ばされずにリングギヤ3とドライブピニオン4との噛合部まで到達した潤滑油18は、リングギヤ3とドライブピニオン4との歯面同士のポンプ効果によりケース2の中心側に飛ばされる(図1および図3中、白抜き矢印で示す。)。そして、ケース2の回転軸Cを挟んで開口部13とピニオンギヤ9とが対向しているので、リングギヤ3とドライブピニオン4との噛み合い部分から飛ばされた潤滑油18はケース2の開口部13から何にも遮られずにケース2の収容空間17に入り込み、通過した開口部13に向き合うピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10に直接供給される。
Then, the lubricating
ここで、リングギヤ3の低速回転時には、リングギヤ3の遠心力で外周側に飛ばされる潤滑油18の量は少なく、潤滑油18はケース2の上方または側方からケース2の内部に多量に供給される。
Here, when the
ケース2の上方あるいは側方からピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10に供給された潤滑油18の一部は、潤滑油貯留部23に入り込んでケース2の回転による遠心力と表面張力により保持される。潤滑油貯留部23に保持された潤滑油18の一部は、ケース2の回転による遠心力と毛細管現象により、ピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11に入り込む。これにより、ピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との焼き付き防止が図られる。摺動部11に入り込んだ潤滑油18は、ケース2の回転の遠心力により、支持孔19のケース2の外周側から排出される。
A part of the lubricating
また、ピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10に供給された潤滑油18の他の一部は、潤滑油貯留部23に入り込まずに、ピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bの周縁部からピニオンギヤ9の歯面に流れる。ピニオンギヤ9の歯面に流れた潤滑油18は、第1のサイドギヤ5および第2のサイドギヤ7との噛合部の摩擦を軽減する。さらに、潤滑油18は、ピニオンギヤ9の歯面から底面9aに流れて支持部12の内側面11aとの間に供給され、ピニオンギヤ9と支持部12との摩擦を低減する。
Further, the other part of the lubricating
そして、リングギヤ3が高速回転されると、リングギヤ3により掻き揚げられた潤滑油18は遠心力により周囲に飛ばされる量が多くなるので、ケース2の外部からケース2の収容空間17に供給される潤滑油18は減少する。その一方、潤滑油貯留部23に保持された潤滑油18が、ケース2の遠心力および毛細管現象によってピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11に供給され続ける。これにより、リングギヤ3の高速回転時であっても、ピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間に十分な量の潤滑油18を供給できるようになる。
When the
以上のように、本実施の形態に係る差動装置1によれば、リングギヤ3の低速回転時にケース2の外部から多量の潤滑油18がケース2の内部に供給されて潤滑油貯留部23に潤滑油18が保持されるとともに、リングギヤ3の高速回転時にケース2の外部から供給される潤滑油18が減少しても、潤滑油貯留部23に保持された潤滑油18がピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11に供給され続けるようになる。これにより、リングギヤ3の高速回転時であってもピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11に十分な量の潤滑油18を供給できるようになり、ピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
As described above, according to the differential device 1 according to the present embodiment, a large amount of lubricating
また、ピニオンギヤ9は、ケース2の回転軸Cを中心に120度ごとに3個設けられているので、ドライブピニオン4からケース2の中心側に飛ばされた潤滑油18は、開口部13からケース2の収容空間17に入り込むとその反対側に位置するピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10に供給されるようになる。これにより、ピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10に供給される潤滑油18の流量を増加することができる。
Further, since the three
また、ピニオンギヤ9に潤滑油貯留部23が設けられているので、潤滑油貯留部23をピニオンシャフト10に設ける場合に比べて径が大きくなることから、同じ幅の潤滑油貯留部23であれば潤滑油貯留部23の容積を大きく取ることができる。したがって、潤滑油貯留部23に保持される潤滑油18を増量することができる。
Moreover, since the lubricating
さらに、周壁22はピニオンギヤ9の回転軸に対して傾斜した平面状となっているので、潤滑油貯留部23に保持された潤滑油18にケース2の回転による遠心力が与えられると、潤滑油18が傾斜した平面状の周壁22によってピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11のケース2の回転軸側に案内され、さらに遠心力と毛細管現象により摺動部11に供給される。したがって、潤滑油貯留部23に保持された潤滑油18が、ピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11に円滑に供給されるようになる。
Further, since the
ここで、上述した本実施の形態の差動装置1においては、図4(a)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aはピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bよりも突出しているが、本発明に係る差動装置においては、これに限られず、例えば図4(b)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aはピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bと同一面上とすることができる。また、図4(c)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aは、ピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bと支持孔19のケース2の回転軸C側の周縁との間にあるようにできる。あるいは、図4(d)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aは、支持孔19のケース2の回転軸C側の周縁よりも凹んでいるようにできる。
Here, in the differential device 1 of the present embodiment described above, as shown in FIG. 4A, the
また、上述した本実施の形態の差動装置1においては、図5(a)に示すように、潤滑油貯留部23の周壁22はピニオンギヤ9の回転軸に対して約45度傾斜した平面状としているが、本発明に係る差動装置においては、周壁22は45度傾斜した平面状に限られず、例えば30度や60度など、他の角度であってもよい。また、周壁22は傾斜した平面状にも限られず、例えば図5(b)に示すように、断面L字形状としたり、図5(c)に示すように下方に突出した断面円弧形状としたり、図5(d)に示すように上方に突出した断面円弧形状としてもよい。
Further, in the above-described differential device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the
さらに、上述した本実施の形態の差動装置1においては、潤滑油貯留部23はピニオンギヤ9のみに設けられているが、本発明に係る差動装置においては、潤滑油貯留部23はピニオンギヤ9のみに設けられることに限られず、潤滑油貯留部23はピニオンシャフト10のみに設けられるようにしてもよい。これによれば、ピニオンシャフト10はピニオンギヤ9の回転時であっても支持部12に対して回転しないので、潤滑油貯留部23に保持された潤滑油18がピニオンギヤ9の回転による遠心力で周囲に飛ばされてしまうことを抑制でき、潤滑油貯留部23の潤滑油保持力を向上できる。
Furthermore, in the differential device 1 of the present embodiment described above, the lubricating
この場合、例えば図6(a)に示すように、ピニオンシャフト10の途中に、周壁22が斜面状である潤滑油貯留部23を設けるようにできる。また、図6(b)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aがピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bと同一面上にあるとともに、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端部に周壁22が斜面状である潤滑油貯留部23を設けるようにできる。
In this case, for example, as shown in FIG. 6A, a lubricating
さらに、この場合、図6(c)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aがピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bより凹んでいるとともに、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端部に周壁22が斜面状である潤滑油貯留部23を設けるようにできる。また、図6(d)に示すように、ピニオンシャフト10の途中に、周壁22が凹んだ断面円弧形状である潤滑油貯留部23を設けるようにできる。また、この場合、図6(e)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aがピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bと同一面上にあるとともに、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端部に周壁22が突出した断面円弧形状である潤滑油貯留部23を設けるようにできる。
Further, in this case, as shown in FIG. 6C, the
さらには、潤滑油貯留部23はピニオンシャフト10のみに設けられることには限られず、潤滑油貯留部23はピニオンギヤ9およびピニオンシャフト10の両方に設けられるようにしてもよい。この場合、例えば図6(f)に示すように、ピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端面10aがピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端面9bと同一面上にあるとともに、ピニオンギヤ9のケース2の回転軸C側の端部に周壁22が斜面状である潤滑油貯留部23を設け、さらにピニオンシャフト10のケース2の回転軸C側の端部に周壁22が斜面状である潤滑油貯留部23を設けるようにできる。この場合は、潤滑油貯留部23の容積を大きく取ることができる。
Furthermore, the lubricating
また、上述した本実施の形態の差動装置1においては、ピニオンシャフト10は平滑な外周面を有するものとしているが、本発明に係る差動装置においては、これに限定されず、ピニオンシャフト10の外周部に潤滑油18を軸方向に流通可能な潤滑油溝24を備えるようにしてもよい。
Moreover, in the differential device 1 of this Embodiment mentioned above, although the
この場合、例えば図7(a)に示すように、ピニオンシャフト10の外周部に軸方向に平行なスプラインからなる潤滑油溝24を備えるようにしたり、あるいは図7(b)に示すように、ピニオンシャフト10の外周部に螺旋状のスプラインからなる潤滑油溝24を備えるようにできる。ピニオンシャフト10の外周部に潤滑油18を軸方向に流通可能な潤滑油溝24を設けることにより、より多くの潤滑油18がピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との間の摺動部11を流れるようになるので、ピニオンギヤ9とピニオンシャフト10との焼き付き防止への信頼性を向上することができる。
In this case, for example, as shown in FIG. 7A, the outer periphery of the
また、上述した本実施の形態の差動装置1においては、ピニオンギヤ9を3個設けているが、本発明に係る差動装置においては、3個に限られず、例えば2個や4個としてもよい。2個の場合、例えば図8に示すように、ピニオンギヤ9は、ケース2の回転軸Cを中心に180度ごとに設けるようにする。これによれば、部品点数を少なくすることができるので、部品コストを低減することができる。
Further, in the differential device 1 of the present embodiment described above, three
また、ピニオンギヤ9を2個設ける場合は、ピニオンシャフト10を2本設けることには限られず、あるいは図8中、想像線で示すように2個のピニオンギヤ9で1本の長いピニオンシャフト10を共用するようにしてもよい。
Further, when two
以上説明したように、本発明に係る差動装置は、ドライブピニオンからケースの中心側に飛ばされた潤滑油のピニオンギヤとピニオンシャフトとの摺動部への供給量を増加する場合に好適な差動装置全般に有用である。 As described above, the differential according to the present invention is suitable for a case where the supply amount of lubricating oil blown from the drive pinion to the center side of the case to the sliding portion between the pinion gear and the pinion shaft is increased. Useful for all moving devices.
1 差動装置
2 ケース
3 リングギヤ
4 ドライブピニオン
5 第1のサイドギヤ
6 第1のドライブシャフト
7 第2のサイドギヤ
8 第2のドライブシャフト
9 ピニオンギヤ
10 ピニオンシャフト
11 摺動部
12 支持部
13 開口部
18 潤滑油
19 支持孔
22 周壁
23 潤滑油貯留部
24 潤滑油溝
C ケースの回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記ピニオンギヤと前記ピニオンシャフトとの少なくとも一方に、前記摺動部の前記隙間の前記ケースの前記回転軸側に連続するとともに、前記ケースの前記回転軸側を向いて開口する空間からなり、前記潤滑油を収容可能な潤滑油貯留部を備えることを特徴とする差動装置。 A case that can rotate around a rotation axis, a ring gear that is coaxially fixed to the case and at least a part of which is immersed in the lubricating oil and lifts the lubricating oil by rotation, and a hypoid pinion that meshes with the ring gear A drive pinion comprising: a first side gear comprising a bevel gear housed in the case and coaxially supported by the case and rotatably supported by the case; and a first side gear coupled to the first side gear and rotating integrally therewith. A first drive shaft, a second side gear comprising a bevel gear housed in the case and coaxially opposed to the first side gear and rotatably supported by the case; and connected to the second side gear And the second drive shaft that rotates integrally, and is housed in the case and Two or more pinion gears comprising a bevel gear meshing with one side gear and the second side gear, and having a support hole penetrating the central portion along the rotation axis; and fitting into the support hole of the pinion gear; A pinion shaft that rotatably supports a pinion gear, a sliding portion that includes a gap between an inner peripheral surface of the support hole of the pinion gear and an outer peripheral surface of the pinion shaft, and the pinion shaft that is formed in the case And an opening that is formed between the support portions and communicates the inside and outside of the case so that the lubricating oil can be supplied from the outside of the case to the inside of the case. In the differential,
At least one of the pinion gear and the pinion shaft includes a space that is continuous with the rotation shaft side of the case of the gap of the sliding portion and opens toward the rotation shaft side of the case, and the lubrication A differential device comprising a lubricating oil reservoir capable of containing oil.
前記潤滑油貯留部は、前記ピニオンシャフトの外周面の前記ケースの回転軸側の周縁から前記ピニオンシャフトの前記ケースの回転軸側の端面まで連続する周壁により囲まれることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の差動装置。 The pinion shaft is fixed so as not to rotate with respect to the support portion, and the end surface of the pinion shaft on the rotating shaft side of the case is positioned on the same plane as the end surface of the pinion gear on the rotating shaft side of the case Or located on the outer peripheral side of the case,
The said lubricating oil storage part is enclosed by the surrounding wall which continues from the periphery of the rotating shaft side of the said case of the outer peripheral surface of the said pinion shaft to the end surface by the side of the rotating shaft of the said pinion shaft. Alternatively, the differential device according to claim 2.
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