JP2014015979A - ディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車速の高低に関わらずに、ディファレンシャルケースに設けたファイナルドリブンギヤが掻き上げたオイルを左右のベアリングに均等に供給する。
【解決手段】 ファイナルドリブンギヤ１８の上部に配置されたガタープレート２７は、ファイナルドリブンギヤ１８の外周面に対向して軸方向一端側に延出する第１オイル捕捉部２８と、第１オイル捕捉部２８から軸方向他端側に延出する第２オイル捕捉部２９とを備え、第１オイル捕捉部２８はファイナルドリブンギヤ１８の径方向に見て歯面１８ａの傾斜方向に所定角度θｂだけ傾斜し、第２オイル捕捉部２９はファイナルドリブンギヤ１８の径方向に見て略軸方向に延びるので、ファイナルドリブンギヤ１８が掻き上げてガタープレート２７に衝突したオイルを軸方向一端側および軸方向他端側に異なる比率で配分することで、ディファレンシャルケース１５の軸方向両端を支持するベアリング２０，２１を均等に潤滑することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ミッションケースの内部に収納されたディファレンシャルギヤがディファレンシャルケースの外周に固定されたファイナルドリブンギヤを備え、前記ミッションケースの底部から前記ファイナルドリブンギヤで掻き上げたオイルを該ファイナルドリブンギヤの上部に配置されたガタープレートで捕捉して軸方向両側に振り分けることで、前記ディファレンシャルケースの軸方向両端を前記ミッションケースに支持するベアリングを潤滑するディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造に関する。

ミッションケースに内部に収納されたディファレンシャルギヤのディファレンシャルケースの上方を跨ぐように逆Ｕ字状の樋部材を配置し、樋部材の左右下端をディファレンシャルケースをミッションケースに回転自在に支持する左右のベアリングに臨ませ、ディファレンシャルケースに設けたファイナルドリブンギヤがミッションケースの底部から掻き上げたオイルを樋部材で受けて左右のベアリングに供給するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００１−１８０３１３号公報

ところで、一般にファイナルドリブンギヤはディファレンシャルケースの中心から左右方向一方に偏倚して設けられており、しかもファイナルドリブンギヤはヘリカルギヤやベベルギヤのような左右非対称なギヤで構成されるため、ファイナルドリブンギヤが掻き上げるオイルの量はディファレンシャルケースの左側および右側で不均一になる。

しかしながら、上記従来のものは、掻き上げたオイルを受ける樋部材が左右対称な形状であるため、樋部材によって左右のベアリングに供給されるオイルの量が不均一になる可能性がある。特に、低車速時と高車速時とではファイナルドリブンギヤが掻き上げるオイルの分散の仕方が変化するため、左右のベアリングに供給されるオイルの量が一層不均一になる虞があり、その対策が必要となる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車速の高低に関わらずに、ディファレンシャルケースに設けたファイナルドリブンギヤが掻き上げたオイルを左右のベアリングに均等に供給することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ミッションケースの内部に収納されたディファレンシャルギヤがディファレンシャルケースの外周に固定されたファイナルドリブンギヤを備え、前記ミッションケースの底部から前記ファイナルドリブンギヤで掻き上げたオイルを該ファイナルドリブンギヤの上部に配置されたガタープレートで捕捉して軸方向両側に振り分けることで、前記ディファレンシャルケースの軸方向両端を前記ミッションケースに支持するベアリングを潤滑するディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造であって、前記ファイナルドリブンギヤはヘリカルギヤからなり、その歯面は軸方向一端側が軸方向他端側に対して回転方向進み側に偏倚しており、前記ガタープレートは、前記ファイナルドリブンギヤの外周面に対向して軸方向一端側に延出する第１オイル捕捉部と、前記第１オイル捕捉部から軸方向他端側に延出する第２オイル捕捉部とを備え、前記第１オイル捕捉部は前記ファイナルドリブンギヤの径方向に見て前記歯面の傾斜方向に所定角度だけ傾斜し、前記第２オイル捕捉部は前記ファイナルドリブンギヤの径方向に見て略軸方向に延びることを特徴とするディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ガタープレートは前記第１オイル捕捉部および前記第２オイル捕捉部間を仕切る隔壁を備えることを特徴とするディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造が提案される。

尚、実施の形態のアンギュラローラベアリング２０，２１は本発明のベアリングに対応する。

請求項１の構成によれば、ミッションケースの内部に収納されたディファレンシャルギヤのディファレンシャルケースが回転すると、その外周に固定されたファイナルドリブンギヤがミッションケースの底部から掻き上げたオイルがガタープレートで捕捉されて軸方向両側に振り分けれられ、ディファレンシャルケースの軸方向両端をミッションケースに支持するベアリングを潤滑する。ファイナルドリブンギヤはヘリカルギヤからなり、その歯面は軸方向一端側が軸方向他端側に対して回転方向進み側に偏倚しているため、ファイナルドリブンギヤが掻き上げるオイルは軸方向一端側および軸方向他端側に不均一に拡散し、その不均一の程度は低車速時に大きく、高車速時に小さくなる。ファイナルドリブンギヤの上部に配置されたガタープレートは、ファイナルドリブンギヤの外周面に対向して軸方向一端側に延出する第１オイル捕捉部と、第１オイル捕捉部から軸方向他端側に延出する第２オイル捕捉部とを備え、第１オイル捕捉部はファイナルドリブンギヤの径方向に見て歯面の傾斜方向に所定角度だけ傾斜し、第２オイル捕捉部はファイナルドリブンギヤの径方向に見て略軸方向に延びるので、ファイナルドリブンギヤが掻き上げてガタープレートに衝突したオイルを軸方向一端側および軸方向他端側に異なる比率で配分することで、ディファレンシャルケースの軸方向両端を支持するベアリングを均等に潤滑することができる。

また請求項２の構成によれば、ガタープレートは第１オイル捕捉部および第２オイル捕捉部間を仕切る隔壁を備えるので、特に低車速時にファイナルドリブンギヤが掻き上げたオイルをガタープレートの第１オイル捕捉部および第２オイル捕捉部に精度良く振り分けることができる。

ディファレンシャルギヤの後面図。 ディファレンシャルギヤの正面図。 ガタープレートの形状を示す図。 低車速時の作用説明図。 高車速時の作用説明図。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２は、フロントエンジン・フロントドライブの自動車のトランスミッションのディファレンシャルギヤＤを車幅方向に延びる鉛直面で切断した断面図であり、図１は車体後方から見た図、図２は車体前方から見た図である。本明細書において、自動車の車体左側が軸方向一端側と定義され、自動車の車体右側が軸方向他端側と定義される。

ミッションケース１１は左側の第１ケース１２および右側の第２ケース１３を結合し、ボルト１４…で一体に締結して構成される。ディファレンシャルギヤＤのディファレンシャルケース１５は第１半体１６および第２半体１７をフランジ１６ａ，１７ａにおいて重ね合わせ、環状のファイナルドリブンギヤ１８の内周部をボルト１９…で共締めして構成される。ディファレンシャルケース１５の第１半体１６はアンギュラローラベアリング２０を介して第１ケース１２に回転自在に支持され、ディファレンシャルケース１５の第２半体１７はアンギュラローラベアリング２１を介して第２ケース１３に回転自在に支持される。

ディファレンシャルケース１５の第２半体１７に軸直角方向に固定されたピニオンシャフト２２に一対のピニオン２３，２３が回転自在に支持されており、ミッションケース１１の第１ケース１２およびディファレンシャルケース１５の第１半体１６を貫通する左車軸２４の軸端に、一対のピニオン２３，２３に噛合するサイドギヤ２６がスプライン結合され、ミッションケース１１の第２ケース１３およびディファレンシャルケース１５の第２半体１７を貫通する右車軸２５の軸端に、一対のピニオン２３，２３に噛合するサイドギヤ２６がスプライン結合される。

図１〜図５から明らかなように、合成樹脂で一体成形したガタープレート２７は、ディファレンシャルギヤＤの上方に車幅方向に沿って配置される。ガタープレート２７は、ファイナルドリブンギヤ１８の外周面に対向する位置から左側に延出する第１オイル捕捉部２８と、第１オイル捕捉部２８から右側に延出する第２オイル捕捉部２９とを備える。

第１オイル捕捉部２８は、水平方向に延びる底壁２８ａと、底壁２８ａの回転方向進み側から起立する縦壁２８ｂとを有して断面Ｌ字状に形成される。図４および図５から明らかなように、軸直角方向に見たときに、ファイナルドリブンギヤ１８の歯面１８ａは、左側が右側に対してファイナルドリブンギヤ１８の回転方向進み側に偏倚するように角度θａで傾斜している。軸直角方向に見たときに、第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂはファイナルドリブンギヤ１８の歯面１８ａと同方向に傾斜しているが、その角度θｂは歯面１８ａの角度θａよりも小さく設定されている。一方、第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂの角度は０°に設定されている。つまり第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂは軸方向に対して平行に配置される。

また第１オイル捕捉部２８の軸方向一端部には下向きに突出するオイル回り込み防止リブ２８ｃが形成されるとともに、第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂの回転方向進み側の面には三角形状の位置決めリブ２８ｄが形成される。位置決めリブ２８ｄの左端には軸直角方向に延びる位置決め面２８ｅが形成されるとともに、縦壁２８ｂの上縁には軸方向に延びる位置決め面２８ｆが形成され、更に第２オイル捕捉部２９との境界に上下方向に延びる隔壁２９ｇが形成される。

第１オイル捕捉部２８よりも大型の第２オイル捕捉部２９は、水平方向および下方向に階段状に延びる底壁２９ａと、底壁２９ａの回転方向進み側から起立する縦壁２９ｂとを有して断面Ｌ字状に形成される。第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂの回転方向進み側の面から突出する支柱２９ｃの先端に、右側に向かって突出するクリップ２９ｄが形成される。また第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂの上縁には位置決め面２９ｅが形成されるとともに、第２オイル捕捉部２９の右端部には下向きに突出する係止突起２９ｆが形成される。

このように構成されたガタープレート２７は、以下のようにしてミッションケース１１に取り付けられる。即ち、ガタープレート２７の第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂに支柱２９ｃを介して設けられたクリップ２９ｄを、ミッションケース１１の第２ケース１３の側壁部１３ａに設けたボス部１３ｂのクリップ孔１３ｃに係止するとともに（図２参照）、第２オイル捕捉部２９の右端に設けた係止突起２９ｆを、ミッションケース１１の第２ケース１３の側壁部１３ａに形成した凹部１３ｆに挿入してシム３０で抜け止めすることで（図１参照）、ガタープレート２７をミッションケース１１に固定する。

この状態で、ガタープレート２７の第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂの位置決め面２８ｆは第１ケース１２の上壁部１２ａおよび第２ケース１３の上壁部１３ｄに当接し（図１および図２参照）、第１オイル捕捉部２８の位置決めリブ２８ｄの位置決め面２８ｅが第１ケース１２の側壁部１２ｂに当接し（図１および図２参照）、更に、第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂの位置決め面２９ｅが第２ケース１３の上壁部１３ｅに当接することで（図１および図２参照）、ガタープレート２７を安定した姿勢で支持することができる。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

車両の走行に伴ってディファレンシャルギヤＤのディファレンシャルケース１５と共にファイナルドリブンギヤ１８が回転すると、ミッションケース１１の底部に貯留されたオイルがファイナルドリブンギヤ１８によって掻き上げられる。掻き上げられたオイルはガタープレート２７の第１オイル捕捉部２８および第２オイル捕捉部２９の縦壁２８ｂ，２９ｂによって遮られ、第１オイル捕捉部２８の底壁２８ａに沿って左側に流れたオイルは左側のアンギュラローラベアリング２０を潤滑し、第２オイル捕捉部２９の底壁２９ａに沿って右側に流れたオイルは右側のアンギュラローラベアリング２１を潤滑する。

図４に示すように、低車速時にはファイナルドリブンギヤ１８によって上向きに掻き上げられるオイルの勢いが弱いため、ファイナルドリブンギヤ１８に付着したオイルのうちの多くが、ガタープレート２７に達する手前で歯面１８ａの低い側（右側）に落下してしまい（矢印Ａ参照）、落下したオイルは右側のアンギュラローラベアリング２１に供給される。

ファイナルドリブンギヤ１８に付着してガタープレート２７に達したオイル（矢印Ｂ参照）は、第１オイル捕捉部２８および第２オイル捕捉部２９に塞き止められて左側および右側に振り分けられるが、仮にガタープレート２７でオイルが軸方向両側に均等に振り分けられると、ガタープレート２７に達する手前で右側に落下したオイルの分だけ左側に流れるオイル量が不足し、左側のアンギュラローラベアリング２０の潤滑が不充分になる可能性がある。

しかしながら、低車速時にはファイナルドリブンギヤ１８に付着してガタープレート２７に達するオイルは勢いが弱いために軸方向に拡散せず、その大部分が第１オイル捕捉部２８および第２オイル捕捉部２９を仕切る隔壁２８ｇの左側、つまり第１オイル捕捉部２８に衝突する。このとき、第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂは左側が回転方向進み側に角度θｂで傾斜しているため、縦壁２８ｂに衝突したオイルの大部分は傾斜した縦壁２８ｂに案内されて左側に流れ（矢印ＢＬ参照）、隔壁２８ｇを乗り越えて右側に流れるオイルの量は少なくなる（矢印ＢＲ参照）。

その結果、左側のアンギュラローラベアリング２０に供給されるオイル量（ＢＬ）と、右側のアンギュラローラベアリング２１に供給されるオイル量（Ａ＋ＢＲ）とを略均一化し、左右のアンギュラローラベアリング２０，２１を均等に潤滑することができる。

図５に示すように、高車速時にはファイナルドリブンギヤ１８によって上向きに掻き上げられるオイルの勢いが強いため、ファイナルドリブンギヤ１８に付着したオイルのうち、ガタープレート２７に達する手前で歯面１８ａの低い側（右側）に落下するオイルの比率は、低車速時に比べて少なくなる（矢印Ａ参照）。

ファイナルドリブンギヤ１８に付着してガタープレート２７に達したオイル（矢印Ｂ参照）は、第１オイル捕捉部２８および第２オイル捕捉部２９に激しく衝突して跳ね返るため、そのオイルは隔壁２８ｇを左側から右側に簡単に乗り越えてしまい、しかも傾斜した第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂがオイルを左側に案内する効果も充分に発揮されないため、ガタープレート２７に達したオイルのうち、左側に流れる量（矢印ＢＬ参照）は、右側に流れる量（矢印ＢＲ参照）に比べて僅かに大きいだけになる。

その結果、左側のアンギュラローラベアリング２０に供給されるオイル量（ＢＬ）と、右側のアンギュラローラベアリング２１に供給されるオイル量（Ａ＋ＢＲ）とを略均一化し、左右のアンギュラローラベアリング２０，２１を均等に潤滑することができる。

以上のように、低車速時および高車速時の何れの場合であっても、ガタープレート２７の形状を工夫することで、左右のアンギュラローラベアリング２０，２１にオイルを均等に配分することが可能となり、アンギュラローラベアリング２０，２１を確実に潤滑して耐久性を高めることができる。

また第１オイル捕捉部２８および第２オイル捕捉部２９の境界に隔壁２８ｇを設けたので、特に低車速時に第１オイル捕捉部２８側および第２オイル捕捉部２９側に適量のオイルを確実に振り分けることができる。しかも第１オイル捕捉部２８の左端に下向きに延びるオイル回り込み防止リブ２８ｃを設けたので、第１オイル捕捉部２８の底壁２８ａの上面に沿って流れたオイルが、底壁２８ａの下面に沿って右側に回り込むのを防止して左側のアンギュラローラベアリングに確実に供給することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂの傾斜角度θｂは図示された角度に限定されず、０°よりも大きく、かつファイナルドリブンギヤ１８の歯面１８ａの傾斜角度θａよりも小さい範囲内で、第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂおよび第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂの面積比等に応じて適宜設定可能である。

また第２オイル捕捉部２９の縦壁２９ｂに傾斜角度は０°（軸方向に対して平行）が好適であるが、ファイナルドリブンギヤ１８の歯面１８ａの傾斜方向に対して同方向あるいは逆方向に僅かに傾斜していても良い。ただし、その傾斜角度は第１オイル捕捉部２８の縦壁２８ｂの傾斜角度θｂよりも小さいものとする。

また本発明のベアリングは実施の形態のアンギュラローラベアリング２０，２１に限定されるものではない。

１１ ミッションケース
１５ ディファレンシャルケース
１８ ファイナルドリブンギヤ
１８ａ 歯面
２０ アンギュラローラベアリング（ベアリング）
２１ アンギュラローラベアリング（ベアリング）
２７ ガタープレート
２８ 第１オイル捕捉部
２８ｇ 隔壁
２９ 第２オイル捕捉部
Ｄ ディファレンシャルギヤ
θｂ 角度

Claims (2)

1. ミッションケース（１１）の内部に収納されたディファレンシャルギヤ（Ｄ）がディファレンシャルケース（１５）の外周に固定されたファイナルドリブンギヤ（１８）を備え、前記ミッションケース（１１）の底部から前記ファイナルドリブンギヤ（１８）で掻き上げたオイルを該ファイナルドリブンギヤ（１８）の上部に配置されたガタープレート（２７）で捕捉して軸方向両側に振り分けることで、前記ディファレンシャルケース（１５）の軸方向両端を前記ミッションケース（１１）に支持するベアリング（２０，２１）を潤滑するディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造であって、
   前記ファイナルドリブンギヤ（１８）はヘリカルギヤからなり、その歯面（１８ａ）は軸方向一端側が軸方向他端側に対して回転方向進み側に偏倚しており、前記ガタープレート（２７）は、前記ファイナルドリブンギヤ（１８）の外周面に対向して軸方向一端側に延出する第１オイル捕捉部（２８）と、前記第１オイル捕捉部（２８）から軸方向他端側に延出する第２オイル捕捉部（２９）とを備え、前記第１オイル捕捉部（２８）は前記ファイナルドリブンギヤ（１８）の径方向に見て前記歯面（１８ａ）の傾斜方向に所定角度（θｂ）だけ傾斜し、前記第２オイル捕捉部（２９）は前記ファイナルドリブンギヤ（１８）の径方向に見て略軸方向に延びることを特徴とするディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造。
2. 前記ガタープレート（２７）は前記第１オイル捕捉部（２８）および前記第２オイル捕捉部（２９）間を仕切る隔壁（２８ｇ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のディファレンシャルギヤのベアリング潤滑構造。

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