JP2016166615A - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動ギヤ機構の焼き付き耐力を向上させる。【解決手段】ディファレンシャル装置１は、内部に差動ギヤ機構を収容するとともに、略水平な中心軸Ａｘ回りに回転可能に支持されたデフケース２と、デフケース２に同心状に固定され、当該デフケース２を所定の回転方向Ｒに回転させるリングギヤ３と、デフケース２との間に隙間を介在させつつ、当該デフケース２の下部を覆うように設けられたバッフルプレート４とを備える。デフケース２は、当該デフケース２の内部と外部を連通させるとともに、当該デフケース２の回転に伴ってバッフルプレート４内から出没する位置に形成された潤滑油導入孔２１ｂを有する。バッフルプレート４は、デフケース２のとの間の隙間ＣＬが、回転方向Ｒの上流側の入口側隙間ＣＬ1よりも下流側の出口側隙間ＣＬ2の方が狭くなるように設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、バッフルプレートを備えるディファレンシャル装置に関する。

従来、車両用のディファレンシャル装置として、スピンロスを低減させるためのバッフルプレートを備えるものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
このバッフルプレートは、差動ギヤ機構を収容するディファレンシャルケース（以下、「デフケース」という）に固定されたリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）に対し、隙間を介在させつつその下部を覆うように設けられている。
そのため、リングギヤが回転することにより潤滑油がバッフルプレートとの隙間内に入りにくくなり、リングギヤがバッフルプレート内から掻き出す排出油量に対して流入油量が少なくなる。これにより、リングギヤに対する潤滑油の撹拌抵抗が低減し、ひいてはスピンロスが低減する。

特許第５５３４６０３号明細書 国際公開第２０１４／０１７３０１号

ところで、デフケース内の差動ギヤ機構に対する潤滑油供給は、主に、リングギヤが掻き揚げた潤滑油をデフケースの孔部から導入させることで行われる。
しかしながら、上記従来のディファレンシャル装置では、上述の通りバッフルプレート内からの排出油量が増えるため、リングギヤがバッフルプレート内から掻き揚げる潤滑油量が減ってしまう。その結果、デフケース内に供給される潤滑油量も減ることとなり、差動ギヤ機構の焼き付き耐力が低下してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、差動ギヤ機構の焼き付き耐力を向上させ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に記載の発明は、内部に差動ギヤ機構を収容するとともに、略水平な中心軸回りに回転可能に支持されたケース部材と、
前記ケース部材に同心状に固定され、当該ケース部材を所定の回転方向に回転させるリングギヤと、
前記ケース部材との間に隙間を介在させつつ、当該ケース部材の下部を覆うように設けられたバッフルプレートと、
を備えるディファレンシャル装置であって、
前記ケース部材は、当該ケース部材の内部と外部を連通させるとともに、当該ケース部材の回転に伴って前記バッフルプレート内から出没する位置に形成された孔部を有し、
前記バッフルプレートは、前記ケース部材との間の隙間が、前記回転方向の上流側の入口側隙間よりも下流側の出口側隙間の方が狭くなるように設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
前記バッフルプレートは、前記ケース部材との間の隙間が前記回転方向の上流側から下流側に向かって次第に狭くなるように、軸方向に沿った内周面の中心軸が、前記ケース部材の前記中心軸に対して水平方向で前記回転方向の上流側に偏心していることを特徴とする。
ここで、「軸方向」とは、ケース本体部の中心軸に沿った方向を意味する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のディファレンシャル装置において、
前記ケース部材は、前記差動ギヤ機構を収容するとともに、前記中心軸及び前記孔部を有するケース本体部を有し、
前記リングギヤは、前記ケース部材のうち前記ケース本体部よりも軸方向の一方側の部分に固定され、
前記バッフルプレートは、前記リングギヤの下部を覆うギヤ被覆部と、前記ケース部材のうちの前記ケース本体部の下部を覆うケース被覆部とを有し、
前記ギヤ被覆部は、前記リングギヤとの間の隙間が周方向に沿って略一定となるように設けられ、
前記ケース被覆部は、前記ケース本体部との間の隙間が、前記入口側隙間よりも前記出口側隙間の方が狭くなるように設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、差動ギヤ機構を収容するケース部材の下部を覆うようにバッフルプレートが設けられ、このバッフルプレートとケース部材との間の隙間は、ケース部材の回転方向の上流側の入口側隙間よりも下流側の出口側隙間の方が狭くなっている。
これにより、ケース部材の回転に伴って出口側隙間からバッフルプレート外に排出される潤滑油量よりも入口側隙間から流入する潤滑油量の方が多くなる。その結果、バッフルプレート内には潤滑油が溜まりやすくなるため、ケース部材の回転に伴ってバッフルプレート内から出没する孔部から掬い揚げられるようにして、この溜まった潤滑油がケース部材内に好適に導入される。
したがって、ケース部材内の差動ギヤ機構に好適に潤滑油を供給することができ、差動ギヤ機構の焼き付き耐力を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、バッフルプレートとケース部材との間の隙間が回転方向の上流側から下流側に向かって次第に狭くなるように、バッフルプレートの内周面の中心軸が、ケース部材の中心軸に対して水平方向で回転方向の上流側に偏心している。
これにより、潤滑油はバッフルプレート内に円滑に流れて、より溜まりやすくなる。
したがって、ケース部材内の差動ギヤ機構にさらに好適に潤滑油を供給することができ、差動ギヤ機構の焼き付き耐力をさらに向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、バッフルプレートのうち、リングギヤの下部を覆うギヤ被覆部は、リングギヤとの間の隙間が周方向に沿って略一定となるように設けられる一方で、差動ギヤ機構が収容されるケース本体部の下部を覆うケース被覆部は、ケース本体部との間の隙間が回転方向の上流側の入口側隙間よりも下流側の出口側隙間の方が狭くなるように設けられている。
これにより、バッフルプレートのうちのギヤ被覆部では、排出油量に対して流入油量を少なくしてリングギヤに対する潤滑油の撹拌抵抗を好適に低減させるとともに、一方のケース被覆部では、上述の通りケース部材内の差動ギヤ機構に好適に潤滑油を供給することができる。
したがって、スピンロスを好適に低減させつつ、差動ギヤ機構の焼き付き耐力を向上させることができる。

実施形態におけるディファレンシャル装置の斜視図である。 実施形態におけるディファレンシャル装置の側面図である。 図２のIII−III線でのディファレンシャル装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１及び図２は、本実施形態におけるディファレンシャル装置１の斜視図及び側面図であり、図３は、図２のIII−III線でのディファレンシャル装置１の断面図である。但し、図３では、後述のディファレンシャルケース２が図２の状態から９０°回転した状態を示している。

図１及び図２に示すように、ディファレンシャル装置１は、車両用の差動装置であり、図示しないハウジングの内部に、ディファレンシャルケース（以下、「デフケース」という）２と、リングギヤ３と、バッフルプレート４とを備えている。

このうち、デフケース２は、内部がデフ室２１ａ（図３参照）とされたケース本体部２１を有している。デフ室２１ａ内には、各一対のサイドギヤ及びピニオンギヤが噛合してなるベベルギヤ式の差動ギヤ機構（図示省略）が収容されている。

ケース本体部２１には、デフ室２１ａの中心を通る略水平な中心軸Ａｘに沿って当該ケース本体部２１から両側方へ延出した円筒状の２つの延出部２２，２２が設けられている。各延出部２２は外周面が軸受５で支持されており、これにより、デフケース２は中心軸Ａｘ回りに回転可能となっている。各延出部２２は、その円筒内部がデフ室２１ａ内と連通しており、デフ室２１ａ内のサイドギヤと接続されたドライブシャフト（図示省略）が当該円筒内部に挿通されている。

ケース本体部２１のうち、中心軸Ａｘに沿った方向（以下、「軸方向」という）の一方側（図２の左側）の端部であって、当該一方側の延出部２２の基端部には、リングギヤ３が取り付けられる円環板状のフランジ部２３が、当該ケース本体部２１から外径方向に張り出すように突設されている。

また、ケース本体部２１には、２つの潤滑油導入孔２１ｂ，２１ｂと、２つの軸受孔２１ｃ，２１ｃとが形成されている。
このうち、２つの潤滑油導入孔２１ｂ，２１ｂは、外部からデフ室２１ａ内に潤滑油を導入するためのものであり、中心軸Ａｘと直交する方向に沿いつつ互いに軸対称となる位置に形成され、ケース本体部２１の内部と外部を連通させている。また、２つの潤滑油導入孔２１ｂ，２１ｂは、デフケース２の回転に伴って、ケース本体部２１の略下半部を覆う後述のバッフルプレート４のケース被覆部４２内から出没する位置に形成されている。
一方、２つの軸受孔２１ｃ，２１ｃは、デフ室２１ａ内のピニオンギヤのシャフト（図示省略）を軸支するものであり、２つの潤滑油導入孔２１ｂ，２１ｂに沿った方向及び中心軸Ａｘのいずれとも直交する方向に沿いつつ、互いに軸対称となる位置に形成されている。

リングギヤ３は、図示しないファイナルドライブギヤと噛合するファイナルドリブンギヤであり、歯面を軸方向の一方側（図２の左側）に向けつつ、その中心軸をデフケース２（ケース本体部２１）の中心軸Ａｘと一致させた状態で、デフケース２のフランジ部２３に固定されている。そのため、リングギヤ３は、ファイナルドライブギヤの回転に伴って、デフケース２を一体的に回転方向Ｒ（図３参照）に回転させる。これにより、ファイナルドライブギヤの出力が差動ギヤ機構のサイドギヤに接続されたドライブシャフトに伝わるようになっている。

バッフルプレート４は、上方へ開口する椀状の潤滑油収容部品であり、デフケース２及びリングギヤ３との間に隙間を介在させつつ、これらデフケース２及びリングギヤ３の略下半部を覆うように配置されて、図示しないハウジングに固定されている。より詳しくは、バッフルプレート４は、リングギヤ３の略下半部を覆うギヤ被覆部４１と、デフケース２のうちのケース本体部２１の略下半部を覆うケース被覆部４２とを備えて構成されている。

このうち、ギヤ被覆部４１は、図３に示すように、リングギヤ３の外形にほぼ倣った形状に形成されるとともに、内外周面の中心軸がケース本体部２１の中心軸Ａｘ（すなわちリングギヤ３の中心軸）と略一致している。そのため、ギヤ被覆部４１とリングギヤ３との間の隙間は、周方向の全域に亘って略一定となっている。
なお、本実施形態におけるギヤ被覆部４１には、リングギヤ３の外径方向に位置する側壁の一部に切欠きが形成されているが（図１及び図２参照）、この切欠きは図示しない他部品との干渉を避けるためのものであり、形成しなくともよい。

一方、ケース被覆部４２は、リングギヤ３の外形にほぼ倣った形状に形成されるとともに、軸方向に沿った内外周面の中心軸４２ａがケース本体部２１の中心軸Ａｘに対して偏心している。より詳しくは、ケース被覆部４２は、内外周面の中心軸４２ａが、ケース本体部２１の中心軸Ａｘよりもやや下側、且つ、水平方向でリングギヤ３の回転方向Ｒの上流側（図３の左側）に偏心している。そのため、ケース本体部２１の外周面（回転時の外形軌跡Ｌ）とケース被覆部４２の内周面との間の隙間ＣＬは、デフケース２の回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって次第に狭くなっている。
但し、この隙間ＣＬは、回転方向Ｒの下流側（最下流部）での出口側隙間ＣＬ₂が上流側（最上流部）の入口側隙間ＣＬ₁よりも狭ければよく、回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって次第に狭くなっていなくともよい。なお、本実施形態では、隙間ＣＬの出口側隙間ＣＬ₂が、組立精度等を加味したうえでバッフルプレート４とケース本体部２１とが接触しない最小の隙間として、約１．５ｍｍに設定されている。

続いて、ディファレンシャル装置１におけるデフ室２１ａ内の差動ギヤ機構への潤滑油供給について説明する。
ディファレンシャル装置１では、ファイナルドライブギヤの回転に伴ってリングギヤ３とデフケース２とが回転方向Ｒへ回転すると、図示しないハウジングの内部に貯留された潤滑油がリングギヤ３によって掻き揚げられ、バッフルプレート４内に収容される。

このとき、リングギヤ３が回転することにより、潤滑油がバッフルプレート４のギヤ被覆部４１内に入りにくくなるため、リングギヤ３がギヤ被覆部４１内から掻き出す排出油量に対してギヤ被覆部４１内への流入油量が少なくなる。これにより、リングギヤ３に対する潤滑油の撹拌抵抗が低減し、ひいてはスピンロスが低減する。

リングギヤ３に掻き揚げられた潤滑油は、ファイナルドライブギヤとリングギヤ３自身との噛合部を潤滑するとともに、デフケース２（ケース本体部２１）の２つの潤滑油導入孔２１ｂ，２１ｂを通じてデフ室２１ａ内に導入されて、差動ギヤ機構を潤滑する。

また、デフ室２１ａ内の差動ギヤ機構は、バッフルプレート４のケース被覆部４２内に溜まった潤滑油によっても潤滑される。具体的には、ケース被覆部４２内に溜まった潤滑油が、デフケース２の回転に伴ってケース被覆部４２内から出没する２つの潤滑油導入孔２１ｂ，２１ｂから掬い揚げられるようにしてケース本体部２１のデフ室２１ａ内に導入され、差動ギヤ機構を潤滑する。
このとき、ケース本体部２１とケース被覆部４２との間の隙間ＣＬは、出口側隙間ＣＬ₂が入口側隙間ＣＬ₁よりも狭くなっているため、デフケース２の回転に伴って出口側隙間ＣＬ₂から隙間ＣＬ（ケース被覆部４２）外に排出される潤滑油量よりも入口側隙間ＣＬ₁から流入する潤滑油量の方が多くなる。その結果、ケース被覆部４２内には潤滑油が溜まりやすくなり、ひいては、デフ室２１ａ内に潤滑油を導入しやすくなる。

こうして、デフ室２１ａ内の差動ギヤ機構は、バッフルプレート４のギヤ被覆部４１内からリングギヤ３が掻き揚げる潤滑油に加えて、バッフルプレート４のケース被覆部４２内に溜まった潤滑油によっても好適に潤滑され、焼き付きが防止される。

以上のように、本実施形態のディファレンシャル装置１によれば、差動ギヤ機構を収容するデフケース２（ケース本体部２１）の下部を覆うようにバッフルプレート４（ケース被覆部４２）が設けられ、このケース被覆部４２とケース本体部２１との間の隙間ＣＬは、デフケース２の回転方向Ｒの上流側の入口側隙間ＣＬ₁よりも下流側の出口側隙間ＣＬ₂の方が狭くなっている。
これにより、デフケース２の回転に伴って出口側隙間ＣＬ₂からケース被覆部４２外に排出される潤滑油量よりも入口側隙間ＣＬ₁から流入する潤滑油量の方が多くなる。その結果、ケース被覆部４２内には潤滑油が溜まりやすくなるため、デフケース２の回転に伴ってケース被覆部４２内から出没する潤滑油導入孔２１ｂから掬い揚げられるようにして、この溜まった潤滑油がケース本体部２１内のデフ室２１ａに好適に導入される。
したがって、デフ室２１ａ内の差動ギヤ機構に好適に潤滑油を供給することができ、差動ギヤ機構の焼き付き耐力を向上させることができる。

また、バッフルプレート４（ケース被覆部４２）とデフケース２（ケース本体部２１）との間の隙間ＣＬが回転方向Ｒの上流側から下流側に向かって次第に狭くなるように、ケース被覆部４２の内周面の中心軸４２ａが、ケース本体部２１の中心軸Ａｘに対して水平方向で回転方向Ｒの上流側に偏心している。
これにより、潤滑油はケース被覆部４２内に円滑に流れて、より溜まりやすくなる。
したがって、デフ室２１ａ内の差動ギヤ機構にさらに好適に潤滑油を供給することができ、差動ギヤ機構の焼き付き耐力をさらに向上させることができる。

また、バッフルプレート４のうち、リングギヤ３の下部を覆うギヤ被覆部４１は、リングギヤ３との間の隙間が周方向に沿って略一定となるように設けられる一方で、差動ギヤ機構が収容されるケース本体部２１の下部を覆うケース被覆部４２は、ケース本体部２１との間の隙間ＣＬが回転方向Ｒの上流側の入口側隙間ＣＬ₁よりも下流側の出口側隙間ＣＬ₂の方が狭くなるように設けられている。
これにより、バッフルプレート４のうちのギヤ被覆部４１では、排出油量に対して流入油量を少なくしてリングギヤ３に対する潤滑油の撹拌抵抗を好適に低減させるとともに、一方のケース被覆部４２では、上述の通りデフ室２１ａ内の差動ギヤ機構に好適に潤滑油を供給することができる。
したがって、スピンロスを好適に低減させつつ、差動ギヤ機構の焼き付き耐力を向上させることができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、バッフルプレート４のうちのケース被覆部４２のみがデフケース２の中心軸Ａｘに対して偏心していることとしたが、ギヤ被覆部４１もケース被覆部４２と同様に偏心していることとしてもよい。

また、バッフルプレート４は、デフケース２及びリングギヤ３の略下半部を覆っていることとしたが、これらの下部を覆っていればよい。

１ ディファレンシャル装置
２ ディファレンシャルケース（ケース部材）
２１ ケース本体部
２１ａ デフ室
２１ｂ 潤滑油導入孔（孔部）
Ａｘ 中心軸
Ｌ 外形軌跡
３ リングギヤ
４ バッフルプレート
４１ ギヤ被覆部
４２ ケース被覆部
４２ａ 中心軸
ＣＬ 隙間
ＣＬ₁ 入口側隙間
ＣＬ₂ 出口側隙間
Ｒ 回転方向

Claims (3)

1. 内部に差動ギヤ機構を収容するとともに、略水平な中心軸回りに回転可能に支持されたケース部材と、
   前記ケース部材に同心状に固定され、当該ケース部材を所定の回転方向に回転させるリングギヤと、
   前記ケース部材との間に隙間を介在させつつ、当該ケース部材の下部を覆うように設けられたバッフルプレートと、
   を備えるディファレンシャル装置であって、
   前記ケース部材は、当該ケース部材の内部と外部を連通させるとともに、当該ケース部材の回転に伴って前記バッフルプレート内から出没する位置に形成された孔部を有し、
   前記バッフルプレートは、前記ケース部材との間の隙間が、前記回転方向の上流側の入口側隙間よりも下流側の出口側隙間の方が狭くなるように設けられていることを特徴とするディファレンシャル装置。
2. 前記バッフルプレートは、前記ケース部材との間の隙間が前記回転方向の上流側から下流側に向かって次第に狭くなるように、軸方向に沿った内周面の中心軸が、前記ケース部材の前記中心軸に対して水平方向で前記回転方向の上流側に偏心してい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装置。
3. 前記ケース部材は、前記差動ギヤ機構を収容するとともに、前記中心軸及び前記孔部を有するケース本体部を有し、
   前記リングギヤは、前記ケース部材のうち前記ケース本体部よりも軸方向の一方側の部分に固定され、
   前記バッフルプレートは、前記リングギヤの下部を覆うギヤ被覆部と、前記ケース部材のうちの前記ケース本体部の下部を覆うケース被覆部とを有し、
   前記ギヤ被覆部は、前記リングギヤとの間の隙間が周方向に沿って略一定となるように設けられ、
   前記ケース被覆部は、前記ケース本体部との間の隙間が、前記入口側隙間よりも前記出口側隙間の方が狭くなるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のディファレンシャル装置。

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