JP2013072448A

JP2013072448A - ワッシャ

Info

Publication number: JP2013072448A
Application number: JP2011210254A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Sakagami; 浩基坂上; Katsuto Ito; 克人伊藤
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-04-22
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: JP5727909B2

Abstract

【解決手段】環状のワッシャ１は、スラスト面１Ａ（端面）に、潤滑油供給溝２を備えている。潤滑油供給溝２は、内方の端部３Ａが内周部１Ｂに開口する複数の内方給油溝３と、外方の端部４Ａが外周部１Ｃに開口する複数の外方給油溝４とから構成されている。上記内方給油溝３と外方給油溝４は同一形状の円弧状に形成されており、スラスト面１Ａの円周方向において互い違いに配置されている。放射方向の中央部分１Ｄにおいて上記内方給油溝３と外方給油溝４とがオーバラップしており、そこが潤滑油の貯溜部３Ｄ、４Ｄとなっている。
【効果】ワッシャ１のスラスト面１Ａに十分な潤滑油の油膜を形成できるので、耐摩耗性と耐焼付性に優れたワッシャ１を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明はワッシャに関し、より詳しくは、スラスト面（端面）に潤滑油供給溝を備えて例えば差動歯車機構に用いて好適なワッシャに関する。

従来、自動車の差動歯車機構は周知であり、差動歯車機構はケーシング内にサイドギヤを備えるとともに、それらサイドギヤの端面とケーシングとの間にワッシャが配置されている。そして、この差動歯車機構用のワッシャは鉄系材料からなり、かつ薄肉の環状に形成されており、スラスト方向の荷重を受けながら相前後する部材に対して円周方向に正逆に摺動するようになっている。
従来の差動歯車機構用のワッシャは、図８に示すように円周方向複数箇所に潤滑油を保持するための８個の貫通孔が穿設されている。また、差動歯車機構用のワッシャは、図８に示すように、相手材と摺動する際の回転速度は通常数十ｒｐｍ、片輪空転時に最大１０００ｒｐｍ程度と低速であるため、スラスト面に十分な油膜を形成しにくいという欠点があった。
なお、差動歯車機構用のワッシャではないけれども、スラスト方向の荷重を受けるワッシャ部材およびそのスラスト面の改良として例えば特許文献１〜特許文献３が公知である。

実開昭６３−１４１３２３号公報特開２００５−０９８３２４号公報特開２００２−３４９５５０号公報

ところで、前述したように、従来の差動歯車機構用のワッシャは潤滑油を保持するために複数の貫通孔を備えているが、スラスト面に十分な油膜を形成するのが困難であった。そのため、従来では、ワッシャのスラスト面の耐摩耗性と耐焼付性を向上させるために、スラスト面の表面に特殊なコーティングを施す等の加工が必要であった。そのため、従来のワッシャは、表面加工処理の費用が高くなり、ひいては製造コストが高くなるという欠点があった。

上述した事情に鑑み、本発明は、相手材と摺動するスラスト面を備えた環状のワッシャにおいて、
潤滑油を貯溜するための潤滑油供給溝を上記スラスト面に形成し、上記潤滑油供給溝は、一端がワッシャの内周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ円周方向複数箇所に形成された内方給油溝と、一端がワッシャの外周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ上記内方給油溝と円周方向において互い違いに形成された外方給油溝とを備えており、さらに、上記内方給油溝および外方給油溝は曲線からなる同一形状に形成されるとともに、上記内方給油溝と外方給油溝は、スラスト面の放射方向においてオーバラップして配置されていることを特徴とするものである。

上述した構成によれば、上記潤滑油供給溝がスラスト面に形成されているので、潤滑油は上記潤滑油供給溝に貯溜されることになり、従ってスラスト面に十分な油膜を形成することができる。そして、上記スラスト面に上記潤滑油供給溝が形成されているので、耐摩耗性等の摺動特性を向上させるためにスラスト面に特別なコーティング処理を施す必要がない。
したがって、製造コストの増加を抑制して摺動性能が良好なワッシャを提供することができる。

本発明の一実施例を示す正面図。図１における矢印ＩＩ方向からの要部の正面図。本発明の第２実施例を示す正面図。本発明の第３実施例を示す正面図。本発明の第４実施例を示す正面図。本発明の第５実施例を示す正面図。本発明の第６実施例を示す正面図。従来技術のワッシャの正面図と関連データを示す図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において、ワッシャ１は差動歯車機構の構成部材の１つであって、このワッシャ１は図示しないケーシングの端面とサイドギヤの端面との間に介在されるようになっている。ワッシャ１が上記ケーシングの端面とサイドギヤの端面との間に介在された状態において差動歯車機構が作動されると、上記サイドギヤが正逆いずれかに回転されるようになっている。その際には、上記サイドギヤの端面とワッシャ１の一方の端面であるスラスト面１Ａが摺動し、ワッシャ１も円周方向において正逆に相対回転されるようになっている。つまり、差動歯車機構が作動された際には、ワッシャ１も正逆方向に回転して、そのスラスト面１Ａが相手材と摺動するようになっている。

ワッシャ１は鉄系の材料からなり、全体として肉薄の環状に形成されている。より詳細には、ワッシャ１の外径は約５０〜１００ｍｍに設定されており、内径は約３０〜８０ｍｍ、肉厚は約１．５〜２．０ｍｍに設定されている。
しかして、本実施例のワッシャ１は、スラスト面１Ａとなる両端面に潤滑油供給溝２を形成したことが特徴である。すなわち、スラスト面１Ａにおける内周部１Ｂ側に円周方向において等ピッチで複数の内方給油溝３が形成されている。また、スラスト面１Ａにおける外周部１Ｃ側に円周方向において等ピッチで、かつ上記各内方給油溝３と互い違いに外方給油溝４が形成されている。これら複数の内方給油溝３と外方給油溝４とによって潤滑油供給溝２が構成されている。

各内方給油溝３は円弧状であって、スラスト面１Ａの内周部１Ｂから放射方向の中央部分１Ｄにわたって設けられている。本実施例においては、スラスト面１Ａの円周方向に１２個の内方給油溝３が形成されている。内方給油溝３の内方側の端部３Ａは内周部１Ｂに開口させてあり、この内周部側の端部３Ａとその隣接部分が潤滑油の導入部３Ｂとなっている。他方、内方給油溝３の外方側の端部３Ｃは放射方向の中央部分１Ｄ内に位置している。この中央部分１Ｄ内に位置する上記端部３Ｃとその隣接部分は、潤滑油を貯溜する貯溜部３Ｄとなっている。各内方給油溝３は、その内外の端部３Ｂ、３Ｃを結ぶ仮想の直線がスラスト面１Ａの放射方向に対して反時計方向に０°〜７０°の任意の角度だけ傾斜するように配置されている。また、図２に示すように、内方給油溝３の全領域において、長手方向と直交する方向の断面形状はＶ字形となっている。ここで、内方給油溝３の幅Ｗは、約０．５〜３ｍｍに設定されており、深さｄは約０．１〜１ｍｍに設定されている。

一方、外方給油溝４は、上記内方給油溝３と同一形状・同一寸法に形成されており、外方給油溝４は、隣接位置となる内方給油溝３と中央部分１Ｄにおいて対向するように配置されている。外方給油溝４の断面形状、幅および深さは、図２に示した内方給油溝３のものと同じである。
より詳細には、外方給油溝４は、外周部１Ｃから放射方向の中央部分１Ｄにわたって設けられており、これら外方給油溝４もスラスト面１Ａの円周方向に１２個形成されている。外方給油溝４の外方側の端部４Ａとその隣接部分が潤滑油の導入部４Ｂとなっている。他方、外方給油溝４の内方側の端部４Ｃは放射方向の中央部分１Ｄ内に位置している。この中央部分１Ｄ内に位置する上記端部４Ｃとその隣接部分が、潤滑油を貯溜する貯溜部４Ｄとなっている。外方給油溝４は、その内外の端部４Ｂ、４Ｃを結ぶ仮想の直線がスラスト面１Ａの放射方向に対して反時計方向に０°〜７０°の任意の角度だけ傾斜するように配置されている。
そのため、隣り合う内方給油溝３の貯溜部３Ｄと外方給油溝４の貯溜部４Ｄとは対向した状態となり、中央部分１Ｄにおいて内方給油溝３と外方給油溝４とが放射方向でオーバラップして配置されている。

ワッシャ１が差動歯車機構に装着され、かつ差動歯車機構の図示しないサイドギヤとシャフトが図１において右回転（正転）される際には、潤滑油が端部３Ａ（導入部３Ｂ）から内方給油溝３の貯溜部３Ｄへ導入されるようになっている（矢印参照）。他方、差動歯車機構のサイドギヤとシャフトが図１において左回転（逆転）される際には、潤滑油が端部４Ａ（導入部４Ｂ）の端部４Ｂから外方給油溝４の貯溜部４Ｄへ導入されるようになっている。本実施例においては、内方給油溝３および外方給油溝４は曲線である円弧状に形成されているので、導入部３Ｂ、４Ｂから貯溜部３Ｄ、４Ｄへの潤滑油の導入が円滑に行われるようになっている。
このように、ワッシャ１の両方のスラスト面１Ａに形成された潤滑油供給溝２は、スラスト面１Ａが正逆いずれの方向に回転して摺動する場合であっても、スラスト面１Ａの中央部分１Ｄに位置する内方給油溝３の貯溜部３Ｄあるいは外方給油溝４の貯溜部４Ｄに潤滑油を確実に貯溜できるように構成されている。
なお、本実施例において上記内方給油溝３と外方給油溝４とが放射方向においてオーバラップする範囲は、スラスト面１Ａにおける内周部１Ｂから外周部１Ｃまでの放射方向の範囲（ワッシャ１の幅）の１０％〜８０％となっている。
また、前述したようにワッシャ１は鉄系の材料からなるが、スラスト面１Ａの表面にはコーティング材等の被膜は施していない。
そして、この図１に示したワッシャ１は、スラスト面１Ａの面積に対して潤滑油供給溝２（内方給油溝３、外方給油溝４）が占める割合は小さくなっている。

以上のように構成された本実施例のワッシャ１においては、スラスト面１Ａに上述した潤滑油供給溝２が形成されているので、スラスト面１Ａが正逆いずれの方向に摺動して回転される場合であっても、スラスト面１Ａの中央部分１Ｄに位置する内方給油溝３の貯溜部３Ｄ又は外方給油溝４の貯溜部４Ｄ内に潤滑油を確実に貯溜することができる。また、内方給油溝３および外方給油溝４は円弧状に形成されているので、導入部３Ｂ、４Ｂから貯溜部３Ｄ、４Ｄへの潤滑油の導入が円滑に行われる。
それにより、ワッシャ１のスラスト面１Ａに十分な量の潤滑油を保持することができ、したがって、スラスト面１Ａの全域にわたって潤滑油の油膜を形成することができる。そのため、本実施例においては、安価な鉄系材料によってワッシャ１を製造することができ、しかも、スラスト面１Ａに形成された潤滑油供給溝２によりワッシャ１の耐摩耗性および耐焼付性を向上させることができる。

次に、図３は本発明の第２実施例のワッシャ１を示したものである。この第２実施例のワッシャ１は、上記第１実施例において内方給油溝３および外方給油溝４の配置数を増加させたものである。より詳細には、この図３に示す第２実施例においては、内方給油溝３と外方給油溝４はスラスト面１Ａの円周方向において各２０個ずつ設けられている。このように第１実施例よりも内方給油溝３および外方給油溝４の配置数を増加させたことに伴って、内方給油溝３および外方給油溝４がスラスト面１Ａの放射方向となす角度は上記第１実施例のものよりも小さくなっている。また、スラスト面１Ａに占める潤滑油供給溝２の割合は、上記第１実施例のものよりも大きくなっている。その他の構成は上記第１実施例と同じであり、この第２実施例においては上記第１実施例と対応する各部に同一の部材番号を付している。
このような第２実施例であっても、上述した第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に、図４は本発明の第３実施例となるワッシャ１０１を示したものである。上記第１実施例においては、内方給油溝３および外方給油溝４を円弧状に形成していたが、この第３実施例においては内方給油溝１０３および外方給油溝１０４を外方へ膨出するＶ字形の曲線状に形成したものである。
この第３実施例においても、スラスト面１０１Ａの中央部分１０１Ｄには、内方給油溝１０３と外方給油溝１０４の貯溜部１０３Ｄ、１０４Ｄが放射方向においてオーバラップして形成されている。その他の構成は上記第１実施例と同じである。この第３実施例では上記第１実施例と対応する各部分に１００を加算した部材番号を付している。
このような第３実施例であっても、上述した各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

上述した３つの実施例は、スラスト面１Ａ（１０１Ａ）に作用する負荷が小さな場合に好適なワッシャ１（１０１）に本発明を適用した場合を開示したが、以下に説明する実施例は、スラスト面に潤滑油が多く必要な高負荷用のワッシャに本発明を適用した実施例を示している。
すなわち、図５は本発明の第４実施例となるワッシャ２０１を示したものである。この第４実施例においては、内方給油溝２０３および外方給油溝２０４の形状を、内方へ圧縮されたＶ字形としたものである。
この第４実施例においては、中央部分２０１Ｄにおいて相互に対向する貯溜部２０３Ｄ、２０４Ｄが、中央部分２０１Ｄの内方縁２０１Ｄａから外方縁２０１Ｄｂの位置に至るまで配置されている。この第４実施例においても、内方給油溝２０３および外方給油溝２０４における中央部分２０１Ｄ内に位置する箇所が貯溜部２０３Ｄ、２０４Ｄとなっている。
また、スラスト面２０１Ａの内周部２０１Ｂから上記内周縁２０１Ｄａに至る部分が内方給油溝２０３の導入部２０３Ｂとなっており、スラスト面２０１Ａの外周部２０１Ｃから上記外周縁２０１Ｄｂに至る部分が外方給油溝２０４の導入部２０４Ｂとなっている。この第４実施例においては、上記第１実施例と対応する各部分に２００を加算した部材番号を付している。
このような構成の第４実施例であっても、上述した各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。そして、この図５の実施例においては、図１に示した第１実施例と比較して中央部分１Ｄに占める貯溜部２０３Ｄ、２０４Ｄの面積の割合が大きくなっている。そして、内方給油溝２０３の導入部２０３Ｂと貯溜部２０３Ｄとは鋭角をなしており、また、外方給油溝２０４の導入部２０４Ｂと貯溜部２０４Ｄとは鋭角をなしている。そのため、内方給油溝２０３の貯溜部２０３Ｄおよび外方給油溝２０４の貯溜部２０４Ｄから潤滑油がスラスト面２０１Ａに流出しやすくなっている。したがって、図１に示した第１実施例と比較して、この図５に示すワッシャ２０１は高負荷が作用する場合に好適である。

次に図６は本発明の第５実施例となるワッシャ２０１を示したものであり、この第５実施例は図６に示した第５実施例において、中央部分２０１Ｄにおける貯溜部２０３Ｄ、２０４Ｄの長さを少し短縮したものである。
つまり、内方給油溝２０３の端部２０３Ｃは、中央部分２０１Ｄの外周縁２０１Ｄｂの少し手前に位置させてあり、他方、外方給油溝２０４の端部２０４Ｃは、中央部分２０１Ｄの内周縁２０１Ｄａの少し手前に位置させている。その他の構成は、図６に示した第５実施例と同じであり、図６において第５実施例と対応する各部には同一の番号を付している。このような構成の第６実施例であっても、上述した第４実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に図７は本発明の第６実施例となるワッシャ２０１を示したものであり、この第６実施例は、図６に示した第５実施例において、中央部分２０１Ｄにおける貯溜部２０３Ｄ、２０４Ｄの長さを図６の実施例よりもさらに短縮したものである。
つまり、内方給油溝２０３の端部２０３Ｃは、中央部分２０１Ｄの外周縁２０１Ｄｂと内周縁２０１Ｄａの中間部に位置させてあり、他方、外方給油溝２０４の端部２０４Ｃは、内周縁２０１Ｄａと外周縁２０１Ｄｂの中間部に位置させてある。その他の構成は、図６に示した第５実施例と同じであり、図７において第５実施例と対応する各部には同一の番号を付している。このような構成の第６実施例であっても、上述した第４実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、上述した各実施例は、ワッシャ１（１０１、２０１）における両方の各スラスト面１Ａ（１０１Ａ、２０１Ａ）に潤滑油供給溝２（１０２、２０２）を設けた場合について説明しているが、ワッシャ１（１０１、２０１）のいずれか一方だけのスラスト面１Ａ（１０１Ａ、２０１Ａ）に潤滑油供給溝２（１０２、２０２）を設けても良い。
また、ワッシャ１、１０１、２０１の摺動特性を向上させるために、スラスト面１Ａ、１０１Ａ、１０２Ａに樹脂被膜、化成処理被膜およびめっき被膜等の所要の材料をコーティングしても良い。
また、上記実施例においては、内方給油溝３と外方給油溝４を円周方向において１個ずつ交互に配置しているが、内方給油溝３と外方給油溝４を円周方向において２個ずつ交互に配置しても良いし、或いは内方給油溝３を隣接させて２個配置し、その隣に外方給油溝４を１個配置するように交互に配置しても良い。
また、内方給油溝３（１０３、２０３）および外方給油溝４（１０４、２０４）の断面形状は、矩形状、円弧状や、隅にＲのついた矩形状などの他に、Ｖ字形の頂点を溝幅方向にずらした断面三角形状や、溝底面の中央部が浅くなった形状などでも良い。
さらに、上述した各実施例は、本発明を差動歯車機構用のワッシャに適用した場合について説明しているが、差動歯車機構用のだけでなくその他のスラストワッシャにも本発明を適用できることは勿論である。

１‥ワッシャ１Ａ‥スラスト面
１Ｂ‥内周部１Ｃ‥外周部
１Ｄ‥中央部分２‥潤滑油供給溝
３‥内方給油溝４‥外方給油溝

Claims

相手材と摺動するスラスト面を備えた環状のワッシャにおいて、
潤滑油を貯溜するための潤滑油供給溝を上記スラスト面に形成し、上記潤滑油供給溝は、一端がワッシャの内周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ円周方向複数箇所に形成された内方給油溝と、一端がワッシャの外周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ上記内方給油溝と円周方向において互い違いに形成された外方給油溝とを備えており、
さらに、上記内方給油溝および外方給油溝は曲線からなる同一形状に形成されるとともに、上記内方給油溝と外方給油溝は、スラスト面の放射方向においてオーバラップして配置されていることを特徴とするワッシャ。
上記スラスト面は相手材に対して正逆方向に回転して摺動できるようになっており、上記内方給油溝の一端とその隣接部分および外方給油溝の一端とその隣接部分は潤滑油の導入部となっており、
上記スラスト面が相手材に対して正回転して摺動する際には、上記各内方給油溝または各外方給油溝のいずれか一方の導入部から各内方給油溝または各外方給油溝に潤滑油が導入され、上記スラスト面が相手材に対して逆回転して摺動する際には、上記各内方給油溝または各外方給油溝のいずれか他方の導入部から各内方給油溝または各外方給油溝に潤滑油が導入されることを特徴とする請求項１に記載のワッシャ。
上記内方給油溝および外方給油溝は、円弧状、外方へ膨出するＶ字形、または内方へ圧縮されたＶ字形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワッシャ。
上記潤滑油供給溝は、上記ワッシャにおける両方のスラスト面に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のワッシャ。
上記スラスト面には、樹脂被膜、化成処理被膜およびめっき被膜のいずれか１種以上が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のワッシャ。