JP2012193762A - ディファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

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雅俊 谷山
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Abstract

【課題】円すいころ軸受の焼き付きを無くした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】ディファレンシャルケース11の下部の第1の油溜まり12の貯留された潤滑油をリングギヤ50によって掻き揚げ、この掻き揚げられた潤滑油をディファレンシャルケース11に形成された給油通路13、軸受ケース60に形成された導入口68、油導入空間53を経て一対の円すいころ軸受20、30へ供給するようにしたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、油導入空間63の下部に潤滑油を貯留する第2の油溜まり69を設け、油導入空間63内でピニオン軸40の外周に突起部53を円周方向に複数設け、突起部53は、ピニオン軸40と共に回転したときに第2の油溜まり69の潤滑油を跳ね飛ばす程度の長さを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、リングギヤで掻き揚げられた潤滑油を、一対の円すいころ軸受へ供給するようにしたディファレンシャル装置の潤滑構造に関する。
図4に示すように、自動車のディファレンシャル装置100は、ディファレンシャルケース101の下部に設けられた油溜まり102の潤滑油を、リングギヤ110で掻き揚げ、掻き揚げられた潤滑油をディファレンシャルケース101の給油通路103へ導き、さらに、軸受ケース120の導入口121、油導入空間122を経て一対の円すいころ軸受130、131に導いている。
前記ディファレンシャル装置100は、ピニオン軸140の入力側の一端141が、出力側の一端142よりも持ち上がるような形で、車両に取り付けられる。この結果、重力作用により、出力側の円すいころ軸受131へ潤滑油が供給されやすくなり、入力側の円すいころ軸受130に供給される潤滑油が不足して焼き付きが発生しやすい。
特開2008−115971号公報
この問題を解決すべく、供給通路103の潤滑油を入力側の円すいころ軸受130へ導く舌片105を軸受ケース123に設けた。近年、自動車の燃費改善の取り組みを受けて、油溜まり102の潤滑油を減らし、リングギヤ110で掻き揚げられる潤滑油を減らす動きが進んでおり、この影響で、前記舌片123を設けても入力側の円すいころ軸受130が焼き付きやすい。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的は、円すいころ軸受の焼き付きを無くしたディファレンシャル装置の潤滑構造を提供する。
請求項1に記載の発明は、一端にピニオンを有するピニオン軸と、このピニオン軸を回転可能に軸承する一対の円すいころ軸受と、前記ピニオンに噛合し前記ピニオン軸と交差する軸線回りに回転するリングギヤと、前記一対の円すいころ軸受を保持する軸受ケースと、この軸受ケースを有するとともに前記リングギヤを回転可能に支持するディファレンシャルケースとを有するディファレンシャル装置において、前記リングギヤの一部が浸漬する程度の潤滑油を貯留する第1の油溜まりを前記ディファレンシャルケースに設け、前記軸受ケースに前記一対の円すいころ軸受間でかつ前記ピニオン軸の外周側で環状の油導入空間を設け、前記リングギヤによって掻き揚げられた潤滑油を前記油導入空間へ導く給油通路を前記ディファレンシャルケースに設け、前記給油通路および前記油導入空間を繋ぐ導入口を前記軸受ケースに設け、前記第1の油溜まりの潤滑油を前記リングギヤによって掻き揚げ、この掻き揚げられた潤滑油を前記給油通路、前記導入口、前記油導入空間を経て前記一対の円すいころ軸受へ供給するようにしたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、前記油導入空間の下部に潤滑油を貯留する第2の油溜まりを設け、前記油導入空間内で前記ピニオン軸の外周に突起部を円周方向に複数設け、前記突起部は、前記ピニオン軸と共に回転したときに前記第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばす程度の長さを有するものである。
この構成によれば、ピニオン軸とともに回転する突起部により、第2の油溜まりの潤滑油が跳ね飛ばされ、ピニオンと反対側の円すいころ軸受へ供給される。この結果、リングギヤの低速回転時に、リングギヤによって掻き揚げられる潤滑油が減っても、ピニオンと反対側の円すいころ軸受の焼き付きが抑えられる。
請求項2に記載の発明は、前記突起部に、前記第2の油溜まりの潤滑油を毛細管現象により吸い上げる油保持用溝を形成したものである。
この構成によれば、突起部の油保持用溝に保持された潤滑油が、ピニオン軸の回転停止中に少しずつ流出し、一対の円すいころ軸受へ供給される。この結果、停止時から所定回転数に達するまでの立上げ時の円すいころ軸受の焼き付きが抑えられる。
請求項3に記載の発明は、前記突起部は、前記ピニオン軸の回転方向と逆方向に湾曲可能な弾性部材で構成され、前記ピニオン軸の低速回転時は、前記突起部の湾曲が少なく前記突起部で第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばし、前記ピニオン軸の高速回転時は、前記突起部の湾曲が多くなり、第2の油溜まりの潤滑油に当るときの抵抗を減らすことのできる程度の弾性力を前記突起部が有するものである。
この構成によれば、リングギヤの低速回転時に、ピニオン軸と共に回転する突起部により第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばしてピニオン軸と反対側の円すいころ軸受へ供給し、リングギヤの高速回転時に、第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばすときにかかる力によって、突起部がピニオン軸の回転方向と逆方向に湾曲し、第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばすときにかかる抵抗を減らすことができる。
本発明によれば、ピニオン軸とともに回転する突起部により、第2の油溜まりの潤滑油が跳ね飛ばされ、ピニオンと反対側の円すいころ軸受へ供給される。この結果、リングギヤの低速回転時に、リングギヤによって掻き揚げられる潤滑油が減っても、ピニオンと反対側の円すいころ軸受の焼き付きが抑えられる。
本発明の実施形態におけるディファレンシャル装置の縦断面図 本発明の実施形態における図1のA−A線拡大断面図 本発明の他の実施形態における突起部の形状を示す図1のA−A線相当の断面図 従来のディファレンシャル装置の縦断面図
本発明の一例である実施形態を、図1乃至図2にもとづいて説明する。図1は、自動車のディファレンシャル装置の縦断面図、図2は、図1のA−A線拡大断面図である。
図1において、自動車のディファレンシャル装置10は、ディファレンシャルケース11と、このディファレンシャルケース11に回転可能に軸支されたリングギヤ50と、ディファレンシャルケース11に一体的に設けられた略円筒状の軸受ケース60と、この軸受ケース60に保持された一対の円すいころ軸受20、30と、一対の円すいころ軸受20、30に回転可能に軸支されたピニオン軸40とを有している。前記リングギヤ50の回転軸線とピニオン軸40の回転軸線は、互いに立体的に交差している。
前記軸受ケース60にはピニオン軸40の軸線方向に貫通した貫通穴61が形成され、この貫通穴61は、リングギヤ50側から順に、第2の保持穴62、油導入空間63、第1の保持穴64、シール穴65を有する。第2の保持穴62および油導入空間63間には第2の段部66を有し、第1の保持穴64および油導入空間63間には第1の段部67を有する。
第1の円すいころ軸受20は、第1の段部67に当接する位置まで第1の保持穴64に嵌合保持され、第1の円すいころ軸受20は、外輪21、内輪22、円すいころ23を有する。第2の円すいころ軸受30は、第2の段部66に当接する位置まで第2の保持穴62に嵌合保持され、第2の円すいころ軸受30は、外輪31、内輪32、円すいころ33を有する。第1の円すいころ軸受20は、内輪22の小径側が油導入空間63側となるように配置され、第2の円すいころ軸受30は、内輪32の小径側が油導入空間63側となるように配置されている。
ピニオン軸40のリングギヤ50側の一端には、リングギヤ50と噛合うピニオン41が形成され、ピニオン軸40の他端には、フランジ継手42がナット43を介して固定されている。ピニオン軸40の外周には、内輪22および内輪32間で間座51が嵌装されている。内輪32のリングギヤ50側の端面にはピニオン軸40の段部44が当接し、内輪22、32の油導入空間63側の端面には間座51が当接し、内輪22のリングギヤ50と反対側の端面には、フランジ継手42が当接し、前記ナット43の締め付け加減で、一対の円すいころ軸受20、30にかかる予圧が調整できるようになっている。前記シール穴65には、オイルシール52が嵌合固定され、オイルシール52のリップがフランジ継手42の外周を摺接するようになっている。
前記ディファレンシャルケース11の内部空間の下部には、潤滑油を貯留する第1の油溜まり12が設けられ、ディファレンシャルケース11には、リングギヤ50で掻き揚げられた潤滑油を、油導入空間63へ導く給油通路13が形成されている。前記軸受ケース60には、給油通路13および油導入空間63間を繋ぐ導入口68が形成され、油導入空間63の下部には、潤滑油を貯留する第2の油溜まり69が設けられている。軸受ケース60には、導入口68より油導入空間63へ給油通路13と略平行に延びる舌片56が一体形成され、給油通路13からの潤滑油を舌片56によってできるだけ沢山、第1の円すいころ軸受20へ導くことができる。舌片56は、リングギヤ50の軸線方向において、給油通路13と略同一幅を有する。
図1および図2に示すように、前記間座51の外周には、外径方向に突出した突起部53が一体形成され、この突起部53は円周方向に等間隔に複数設けられている。突起部53は、第1の円すいころ軸受20および第2の円すいころ軸受30間のほぼ中間に位置し、第2の油溜まり69の潤滑油を跳ね飛ばす役目を有する。突起部53は、略四角柱の形状を有し、突起部53の先端はピニオン軸40の軸線を中心とする円弧状に形成されている。突起部53の先端には、第1の円すいころ軸受20側の角部が面取りされて傾斜面55が形成されている。この傾斜面55によって、第2の油溜まり69内の潤滑油を、第1の円すいころ軸受20へ大きく跳ね飛ばすことができる。傾斜面55の角度によって、跳ね飛ばす方向が変わるので、第1の円すいころ軸受20へ跳ね飛ばすのに最適な角度に設定する。
また、突起部53には毛細管現象を利用して潤滑油を吸い上げて保持する油保持用溝54がピニオン軸40の回転方向に複数形成されている。油保持用溝54は、突起部53の先端からピニオン軸40側に向けて形成され、また、ピニオン軸40の軸線方向に貫通するような形で形成されている。突起部53は、これの一部が第2の油溜まり69の潤滑油に浸かる程度の長さを有し、これによって油保持用溝54は、第2の油溜まり69の潤滑油を毛細管現象を利用して吸い上げることができる。
前記間座51および前記突起部53は、樹脂からなり、射出成形機によって一体成形される。他の実施形態として、間座51を鉄、突起部53を樹脂で製作し、これらを接着剤等で一体化しても良い。
次に上述した構成にもとづいて、動作を説明する。
ピニオン軸40が回転すると、これに噛合するリングギヤ50が図1の矢印B方向に回転する。リングギヤ50の一部が第1の油溜まり12の潤滑油に浸かっており、リングギヤ50の回転によってこの潤滑油が掻き揚げられ、矢印Cに示すような形で給油通路13に導かれる。さらに、矢印Dに示すような形で導入口68を経由して油導入空間63に導かれ、一対の円すいころ軸受20、30に潤滑油が供給される。第2の円すいころ軸受30に導かれた潤滑油は、第1の油溜まり12へ戻される。第1の円すいころ軸受20に導かれた潤滑油は、シール穴65へ導かれ、さらに、第1の円すいころ軸受20、第2の油溜まり69、第2の円すいころ軸受30を経由して第1の油溜まり12へ戻される。
リングギヤ50によって掻き揚げられる潤滑油は、リングギヤ50の回転速度に応じて変化する。リングギヤ50の回転速度が速いときは、リングギヤ50によって掻き揚げられる潤滑油が多くなり、リングギヤ50の回転速度が遅いときは、リングギヤ50によって掻き揚げられる潤滑油が少なくなる。リングギヤ50の回転速度が速いときは、一対の円すいころ軸受20、30に十分な潤滑油が供給される。リングギヤ50の回転速度が遅いときは、ピニオン軸40のピニオン41側の一端よりピニオン軸40のフランジ継手42側の他端が持ち上がるように、ディファレンシャル装置10を傾けた状態で車両に取付けられる関係上、重力作用により第2の円すいころ軸受30に流れる潤滑油が多くなり、第1の円すいころ軸受20に供給される潤滑油が不足しやすい。この不足分を、突起部53がピニオン軸40と共に矢印E方向へ回転し、突起部53が第2の油溜まり69内の潤滑油を跳ね飛ばして第2の円すいころ軸受30へ供給することによって補える。こうして、リングギヤ50の低速回転時の第1の円すいころ軸受20の焼き付きが抑えられる。
ピニオン軸40、リングギヤ50の回転が停止すると、油保持用溝54に保持された潤滑油が重力作用によって、徐々に油保持用溝54から流出する。ピニオン軸40より上側にある油保持用溝54から流出した潤滑油は、間座51の外周を経て、ピニオン軸40より下側にある一対の円すいころ軸受20、30に潤滑油が供給される。この結果、停止から所定回転数までの立上げ時に、一対の円すいころ軸受20、30の焼き付きを抑えることが出来る。
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
上述した実施形態は、硬い樹脂で間座51および突起部53を形成した。他の実施形態として、図3に示すように、突起部70のみをゴム等の弾性部材で形成し、突起部70を硬い樹脂で形成した間座51に接着剤等で一体化しても良い。突起部70は、ピニオン軸40の回転方向と逆方向に湾曲しやすいものを使用する。しかも、ピニオン軸40の低速回転時は余り湾曲せず、ピニオン軸40の高速回転時は図3に示すように湾曲する弾性力を有するものを使用する。このように突起部70が湾曲することによって、突起部70が第2の油溜まり69内の潤滑油を跳ね飛ばすときにかかる抵抗を減らすことができる。
上述した実施形態は、油保持用溝54を、突起部53の先端からピニオン軸40側に向けて形成され、また、ピニオン軸40の軸線方向に貫通するような形で形成されている。他の実施形態として、図3に示すように、突起部70の先端に、第1の円すいころ軸受20側の角部が面取りされた傾斜面71を形成し、この傾斜面71に、毛細管現象を利用して潤滑油を吸い上げて保持する油保持用溝72をピニオン軸40の半径方向に複数形成しても良い。この場合、油保持用溝72は、ピニオン軸40の軸線回りに円弧状にしかも貫通する形で形成され、また、ピニオン軸40の軸線方向に貫通しない程度に形成される。図3は、突起部70、傾斜面71、油保持用溝72以外は、図2と同一構成であるので、同じ番号を付与した。
上述した実施形態は、間座51に突起部53を一体形成した。他の実施形態として、ピニオン軸40とピニオン41を別部材で構成すれば、間座51とピニオン軸40を一体で構成することも可能となる。つまり、ピニオン軸40に突起部53、70を形成することが可能となる。
11:ディファレンシャルケース、12:第1の油溜まり、13:給油通路、20:円すいころ軸受、30:円すいころ軸受、50:リングギヤ、40:ピニオン軸、41:ピニオン、53:突起部、60:軸受ケース、63:油導入空間、68:導入口、69:第2の油溜まり

Claims (3)

  1. 一端にピニオンを有するピニオン軸と、このピニオン軸を回転可能に軸承する一対の円すいころ軸受と、前記ピニオンに噛合し前記ピニオン軸と交差する軸線回りに回転するリングギヤと、前記一対の円すいころ軸受を保持する軸受ケースと、この軸受ケースを有するとともに前記リングギヤを回転可能に支持するディファレンシャルケースとを有するディファレンシャル装置において、前記リングギヤの一部が浸漬する程度の潤滑油を貯留する第1の油溜まりを前記ディファレンシャルケースに設け、前記軸受ケースに前記一対の円すいころ軸受間でかつ前記ピニオン軸の外周側で環状の油導入空間を設け、前記リングギヤによって掻き揚げられた潤滑油を前記油導入空間へ導く給油通路を前記ディファレンシャルケースに設け、前記給油通路および前記油導入空間を繋ぐ導入口を前記軸受ケースに設け、前記第1の油溜まりの潤滑油を前記リングギヤによって掻き揚げ、この掻き揚げられた潤滑油を前記給油通路、前記導入口、前記油導入空間を経て前記一対の円すいころ軸受へ供給するようにしたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、
    前記油導入空間の下部に潤滑油を貯留する第2の油溜まりを設け、前記油導入空間内で前記ピニオン軸の外周に突起部を円周方向に複数設け、前記突起部は、前記ピニオン軸と共に回転したときに前記第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばす程度の長さを有す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. 前記突起部に、前記第2の油溜まりの潤滑油を毛細管現象により吸い上げる油保持用溝を形成した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. 前記突起部は、前記ピニオン軸の回転方向と逆方向に湾曲可能な弾性部材で構成され、前記ピニオン軸の低速回転時は、前記突起部の湾曲が少なく前記突起部で第2の油溜まりの潤滑油を跳ね飛ばし、前記ピニオン軸の高速回転時は、前記突起部の湾曲が多くなり、第2の油溜まりの潤滑油に当るときの抵抗を減らすことのできる程度の弾性力を前記突起部が有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。
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