JP2012202532A

JP2012202532A - ディファレンシャル装置の潤滑構造

Info

Publication number: JP2012202532A
Application number: JP2011070118A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Tamura; 明久田村
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-22

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、ピニオン軸４０に外径方向に突出した突起部５３を設け、この突起部５３は、内部に多数の連通した連通孔５４を有する多孔質材で構成し、連通孔５４は、第２の油溜まり６９の潤滑油を付着するとともに、この付着した潤滑油を遠心力で飛ばしたときにミスト状になる程度の孔径を有する。
【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５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。特に入力側の円すいころ軸受１３０の一端１４１側が焼き付きやすい。

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、前記ピニオン軸に外径方向に突出した突起部を設け、この突起部は、内部に多数の連通した連通孔を有する多孔質材で構成し、前記連通孔は、前記第２の油溜まりの潤滑油を付着するとともに、この付着した潤滑油を遠心力で飛ばしたときにミスト状になる程度の孔径を有するものである。

本発明によれば、ピニオン軸とともに回転する突起部の連通孔に、第２の油溜まりの潤滑油が付着し、遠心力によって飛ばされる。連通孔の孔径は、非常に小さいため、これに付着する潤滑油の粒径も非常に小さくなり、遠心力によって連通孔の表面を滑り、突起部から離間したときに、空気とぶつかって壊れて細かいミスト状になる。ミスト状の潤滑油は遠くまで飛散するので、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。特に前記円すいころ軸受のピニオンと反対側の部分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実施形態における潤滑油がミスト状になる原理を示す原理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、図３は、潤滑油がミスト状になる原理を示す原理図である。

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が取付けられ、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、突起部５３は、円柱状の形状を有する。図３に示すように、突起部５３は、内部に多数の微細な孔を有し、孔同士が繋がることによって連通孔５４を構成し、これら連通孔に潤滑油が保持されるようになっている。突起部５３は、熱溶融した樹脂の中に気孔形成粒子を混合し、射出成形後、前記気孔形成粒子を溶かして連通孔５４を形成した樹脂製の多孔質材が使用されている。連通孔５４は、数百ミクロン程度の直径を有する。突起部５３は、遠心力によって変形しないように、ＰＰ、ＰＥＴ等の硬質の樹脂で製作するのが望ましい。前記間座５１は、ＰＥＴ等の硬質の樹脂からなり、射出成形金型に突起部５３をセットし、溶融した樹脂を流し込むことによって、間座５１と突起部５３が一体化される。

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。

図２および図３に示すように、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の連通孔５４が第２の油溜まり６９内の潤滑油を付着し、遠心力で飛ばすとミスト化し、第１の円すいころ軸受２０のピニオン４１と反対側までミスト化した潤滑油が飛散する。こうして、焼付きが発生しやすい部分にミスト化した潤滑油が付着するので、潤滑油の不足時でもリングギヤ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。また、導入口６８より油導入空間６３へ流入する潤滑油も突起部５３の連通孔５４に付着し、遠心力で飛ばされてミスト化し、第１の円すいころ軸受２０の焼付きが発生しやすい部分に付着して焼付きを抑えることができる。

次に前記潤滑油がミスト化する原理について説明する。図３に示すように、突起部５３の連通孔５４に付着した潤滑油は、連通孔５４との濡れ性、潤滑油自体の表面張力によって球形状を少し潰したほぼ球形状を有し、連通孔５４の直径よりも小さな粒径を有する粒Ｔとなる。連通孔５４の直径は、数百ミクロン程度で、粒Ｔの直径はこれよりも小さい数百ミクロンから数十ミクロン程度である。この状態で突起部５３がピニオン軸４０の軸線回りに回転すると、遠心力が作用し、粒Ｔは連通孔５４の表面を滑りながら、突起部５３の先端へ移動する。粒Ｔが突起部５３の先端から離れた瞬間に、連通孔５４との濡れ性が無くなり、しかも空気とぶつかるため、前記粒Ｔは壊れて、小さな粒Ｓとなって飛散する。粒Ｓは、空気中を飛散できる数十ミクロンから数ミクロン程度の粒径を有する。

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、前記突起部５３は、熱溶融した樹脂の中に気孔形成粒子を混合し、射出成形後、前記気孔形成粒子を溶かして連通孔を形成したものを使用したが、他の実施形態として、樹脂製の粉末を焼結型に入れ、焼結成形により溶けた粉末間に微細な連通孔を形成したものを使用しても良いし、２液混合の液体の中に発泡剤を混ぜ、液体の中に多数の泡を形成し、これを成形型に流し込み硬化させたものを使用しても良い。この場合、成形された樹脂の内部に、前記多数の泡によって多数の微細な連通孔が形成される。さらに、他の実施形態として、金属製の粉末を焼結型に入れ、焼結成形により溶けた粉末間に微細な連通孔を形成したものを使用しても良い。

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：第１の円すいころ軸受（円すいころ軸受）、３０：第２の円すいころ軸受（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、５４：連通孔、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

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、前記ピニオン軸に外径方向に突出した突起部を設け、この突起部は、内部に多数の連通した連通孔を有する多孔質材で構成し、前記連通孔は、前記第２の油溜まりの潤滑油を付着するとともに、この付着した潤滑油を遠心力で飛ばしたときにミスト状になる程度の孔径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。