JP2016194330A - デファレンシャルギヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば、シール性能を維持しつつ、サイドギヤの長さが長くなることを抑制できるデファレンシャルギヤを得る。
【解決手段】実施形態のデファレンシャルギヤは、開口部を構成する第一の内周面を有したケースと、第二の内周面とその反対側の外周面とを有し軸方向一方側の端部が開口部内に位置されるとともに軸方向一方側から挿入されたドライブシャフトと一体に回転可能な円筒部と、円筒部の軸方向他方側の端部に設けられたギヤ部と、を有するサイドギヤと、第一の内周面と外周面との間に介在され、外周面と摺動する環状のオイルシールと、第二の内周面に圧入された圧入部と、圧入部の軸方向一方側の端部から径方向の外側に延びてオイルシールの摺動部分の軸方向一方側を覆うフランジ部と、が一体成形されたスリンガーと、を備える。
【選択図】図3
【解決手段】実施形態のデファレンシャルギヤは、開口部を構成する第一の内周面を有したケースと、第二の内周面とその反対側の外周面とを有し軸方向一方側の端部が開口部内に位置されるとともに軸方向一方側から挿入されたドライブシャフトと一体に回転可能な円筒部と、円筒部の軸方向他方側の端部に設けられたギヤ部と、を有するサイドギヤと、第一の内周面と外周面との間に介在され、外周面と摺動する環状のオイルシールと、第二の内周面に圧入された圧入部と、圧入部の軸方向一方側の端部から径方向の外側に延びてオイルシールの摺動部分の軸方向一方側を覆うフランジ部と、が一体成形されたスリンガーと、を備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、デファレンシャルギヤに関する。
デファレンシャルギヤのケースは、内部にリングギヤ、サイドギヤ、ピニオンギヤ等を収容するとともに、潤滑オイルで満たされている。サイドギヤには、ケースに形成された開口部から挿入されるドライブシャフトが接続され、当該ドライブシャフトとサイドギヤが一体的に回転する。そのため、ケースの開口部には、ドライブシャフトの回転を可能にしつつ、潤滑オイルの漏れを防止するためのオイルシールが設けられている。オイルシールは、例えば、ケースに収容されたサイドギヤの円筒部の外周面上と開口部の内周面との間に配置され、例えば、ドライブシャフトが挿入されていないデファレンシャルギヤ単体の場合でも、潤滑オイルが漏れないように構成したものがある。このようなオイルシールの場合、摺動面に塵等の異物が侵入する(挟まる)とオイル漏れの原因になる。そのため、オイルシールに外部から侵入する塵や水分が接触しないようにするダストシールを備えるデファレンシャルギヤが提案されている(例えば、特許文献1)。
上記従来技術では、ダストシールは、サイドギヤの円筒部において、オイルシールより外側(ケースの外面に近い位置)に配置されている。つまり、円筒部の軸方向に並んでオイルシールとダストシールが配置されることになり、円筒部の軸方向の長さがその分長くなる。その結果、デファレンシャルギヤの大型化を招くという問題があった。
そこで、本発明の課題の一つは、例えば、シール性能を維持しつつ、サイドギヤの長さが長くなることを抑制できるデファレンシャルギヤを得ることである。
本発明のデファレンシャルギヤは、例えば、開口部を構成する第一の内周面を有したケースと、第二の内周面とその反対側の外周面とを有し軸方向一方側の端部が前記開口部内に位置されるとともに前記軸方向一方側から挿入されたドライブシャフトと一体に回転可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向他方側の端部に設けられたギヤ部と、を有するサイドギヤと、前記第一の内周面と前記外周面との間に介在され、前記外周面と摺動する環状のオイルシールと、前記第二の内周面に圧入された圧入部と、前記圧入部の前記軸方向一方側の端部から径方向の外側に延びて前記オイルシールの摺動部分の前記軸方向一方側を覆うフランジ部と、が一体成形されたスリンガーと、を備える。
上記構成によれば、スリンガーの圧入部が、オイルシールの径方向の内側に配置されている。つまり、オイルシールとスリンガーの圧入部とを円筒部の径方向において重ねた位置に配置するので、スリンガーを配置しても円筒部が長くなることを抑制できる。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、それらの構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
図1は、本実施形態のデファレンシャルギヤ200を含む動力伝達装置10の概略構成図である。動力伝達装置10は、前輪駆動車両に搭載される図示しないエンジンのクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力を左右の駆動輪(前輪)DWに伝達可能なものである。動力伝達装置10は、トランスミッションケース12(ケース、ハウジング)や、当該トランスミッションケース12の内部に収容される流体伝動装置14(トルクコンバータ)、オイルポンプ16、自動変速機18、ギヤ機構20(ギヤ列)、デファレンシャルギヤ200(差動機構)等を含む。なお、本実施形態の動力伝達装置10のトランスミッションケース12は、デファレンシャルギヤ200のケースも兼用している。
流体伝動装置14は、ポンプインペラ14a、タービンランナ14b、ステータ14c、ワンウェイクラッチ14d、ロックアップクラッチ14e等を有するトルクコンバータとして構成される。ポンプインペラ14aは、エンジンのクランクシャフトに接続される入力側である。タービンランナ14bは、自動変速機18の入力軸22に接続された出力側である。ステータ14cは、ポンプインペラ14aおよびタービンランナ14bの内側に配置されてタービンランナ14bからポンプインペラ14aへの作動油(ATF)の流れを整流する。ワンウェイクラッチ14dは、ステータ14cの回転方向を一方向に制限する。ただし、流体伝動装置14は、ステータ14cを有さない流体継手として構成されてもよい。オイルポンプ16は、ポンプボディとポンプカバーとからなるポンプアセンブリと、ハブを介して流体伝動装置14のポンプインペラ14aに接続された外歯ギヤとを備えるギヤポンプとして構成されている。オイルポンプ16は、エンジンからの動力により駆動され、図示しないオイルパンに貯留されている作動油を吸引して図示しない油圧制御装置へと圧送する。
自動変速機18は、例えば8段変速式の変速機として構成されている。自動変速機18は、入力軸22や出力軸24に加えて、ダブルピニオン式の第1遊星歯車機構26と、ラビニヨ式の第2遊星歯車機構28と、入力側から出力側までの動力伝達経路を変更するための4つのクラッチC1,C2,C3およびC4、2つのブレーキB1およびB2、並びにワンウェイクラッチF1とを含む。自動変速機18の出力軸24は、中空に形成されており、ギヤ機構20およびデファレンシャルギヤ200、ドライブシャフト30を介して左右の駆動輪DWに連結される。
第1遊星歯車機構26は、外歯歯車であるサンギヤ32と、このサンギヤ32と同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ34と、互いに噛合すると共に一方がサンギヤ32に、他方がリングギヤ34に噛合する2つのピニオンギヤ36a,36bの組を自転かつ公転自在に複数保持するプラネタリキャリア38とを有する。図示されるように、第1遊星歯車機構26のサンギヤ32は、トランスミッションケース12に固定されており、第1遊星歯車機構26のプラネタリキャリア38は、入力軸22に一体回転可能に接続されている。また、第1遊星歯車機構26は、いわゆる減速ギヤとして構成されており、入力要素であるプラネタリキャリア38に伝達された動力を減速して出力要素であるリングギヤ34から出力する。
第2遊星歯車機構28は、第1サンギヤ40a、第2サンギヤ40b、リングギヤ42、複数のショートピニオンギヤ44a、複数のロングピニオンギヤ44b、プラネタリキャリア46等を有する。第1サンギヤ40aおよび第2サンギヤ40bは外歯歯車である。リングギヤ42は、第1サンギヤ40aおよび第2サンギヤ40bと同心円上に配置される内歯歯車である。ショートピニオンギヤ44aは、第1サンギヤ40aに噛合する。ロングピニオンギヤ44bは、第2サンギヤ40bおよび複数のショートピニオンギヤ44aに噛合すると共にリングギヤ42に噛合する。プラネタリキャリア46は、複数のショートピニオンギヤ44aおよび複数のロングピニオンギヤ44bを自転自在(回転自在)かつ公転自在に保持する。第2遊星歯車機構28のリングギヤ42は、出力軸24に接続されており、第2遊星歯車機構28のプラネタリキャリア46は、ワンウェイクラッチF1を介してトランスミッションケース12により支持される。
クラッチC1は、第1遊星歯車機構26のリングギヤ34と第2遊星歯車機構28の第1サンギヤ40aとを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチ(摩擦係合要素)である。クラッチC2は、入力軸22と第2遊星歯車機構28のプラネタリキャリア46とを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチである。クラッチC3は、第1遊星歯車機構26のリングギヤ34と第2遊星歯車機構28の第2サンギヤ40bとを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチである。クラッチC4は、第1遊星歯車機構26のプラネタリキャリア38と第2遊星歯車機構28の第2サンギヤ40bとを締結すると共に両者の締結を解除することができる油圧クラッチである。ブレーキB1は、第2遊星歯車機構28の第2サンギヤ40bをトランスミッションケース12に回転不能に固定すると共に第2サンギヤ40bのトランスミッションケース12に対する固定を解除することができる油圧ブレーキ(摩擦係合要素)である。ブレーキB2は、第2遊星歯車機構28のプラネタリキャリア46をトランスミッションケース12に回転不能に固定すると共にプラネタリキャリア46のトランスミッションケース12に対する固定を解除することができる油圧ブレーキである。
これらのクラッチC1〜C4、ブレーキB1およびB2は、図示しない油圧制御装置による作動油の給排を受けて動作する。図2に、自動変速機18の各変速段とクラッチC1〜C4、ブレーキB1およびB2、並びにワンウェイクラッチF1の作動状態との関係を表した作動表を示す。自動変速機18は、クラッチC1〜C4、ブレーキB1およびB2を図2の作動表に示す状態とすることで前進1〜8速の変速段と後進1速および2速の変速段とを提供する。なお、クラッチC1〜C4、ブレーキB1およびB2の少なくとも何れかは、ドグクラッチといった噛み合い係合要素とされてもよい。
ギヤ機構20は、自動変速機18の出力軸24に固定されたカウンタドライブギヤ48と、出力軸24と平行に延在するカウンタシャフト50に固定されると共にカウンタドライブギヤ48に噛合するカウンタドリブンギヤ52を有する。また、ギヤ機構20は、カウンタシャフト50に形成(あるいは固定)されたドライブピニオンギヤ54(ファイナルドライブギヤ)と、ドライブピニオンギヤ54に噛合すると共にデファレンシャルギヤ200に連結されるデフリングギヤ56(ファイナルドリブンギヤ)を有する。
デファレンシャルギヤ200は、図1および図3に示されるように、一対(2個)のピニオンギヤ58と、それぞれのドライブシャフト30(30L,30R)に固定されるとともに一対のピニオンギヤ58に直角に噛合する一対(2個)のサイドギヤ60(60L,60R)を有する。また、デファレンシャルギヤ200は、一対のピニオンギヤ58を支持するピニオンシャフト62と、一対のピニオンギヤ58および一対のサイドギヤ60(60L,60R)を収容すると共にデフリングギヤ56が連結(固定)されるデフケース64(第1デフケース66、第2デフケース68)とを有する。本実施形態において、各ピニオンギヤ58および各サイドギヤ60は、すぐばかさ歯車として構成される。
デファレンシャルギヤ200は、左右の駆動輪DWに回転差が無い場合、デフリングギヤ56には左右のドライブシャフト30につながる左右のサイドギヤ60とその両者をつなぐピニオンギヤ58を収めたデフケース64が直結されており、デフケース64ごとに回転する。その結果、左右の駆動輪DWは同方向に回転する。また、コーナリング等で左右の駆動輪DWに回転差が生じると、デフリングギヤ56が固定された状態でサイドギヤ60の一方を回転させ、ピニオンギヤ58を介してもう一方のサイドギヤ60を逆方向に回転させる。その結果、旋回中の左右の駆動輪DWに発生する回転差を相殺して、旋回をスムーズにする。
以下、デファレンシャルギヤ200の構造をさらに詳細に説明する。なお、以下の説明で左側の駆動輪DWのドライブシャフト30Lと右側の駆動輪DWのドライブシャフト30Rを特に区別しない場合は、単に「ドライブシャフト30」と称する。同様に、ドライブシャフト30Lに接続される左側のサイドギヤ60Lとドライブシャフト30Rに接続される右側のサイドギヤ60Rを特に区別しない場合は、単に「サイドギヤ60」と称する。
デファレンシャルギヤ200において、ギヤ機構20のドライブピニオンギヤ54に噛合されたデフリングギヤ56は、ボルト70によってデフケース64(第1デフケース66、第2デフケース68)と一体化される。第1デフケース66は、円筒状の支持部66aとフランジ状の固定部66bとで形成されている。第1デフケース66は、支持部66aの外周面とトランスミッションケース12(ケース)との間に装着されたベアリング72によって回動自在に支持されている。また、第2デフケース68は、円筒状の小径支持部68aと円筒状の大径支持部68bとで形成されている。第2デフケース68は、小径支持部68aの外周面とトランスミッションケース12(ケース)との間に装着されたベアリング74によって回動自在に支持されている。第2デフケース68の大径支持部68bには、これを内側に向かって貫通するピニオンシャフト62が固定されており、ピニオンギヤ58が回動自在に支持されている。そして、デフリングギヤ56とデフケース64(第1デフケース66、第2デフケース68)とがドライブシャフト30の軸を中心として一体となって回転するように構成されている。
ピニオンギヤ58には、ドライブシャフト30と一体に回転可能なサイドギヤ60が噛合されている。サイドギヤ60は、円筒部76とギヤ部78とを有する。サイドギヤ60Lの円筒部76は、トランスミッションケース12(ケース)に形成された開口部12aの内部に、当該円筒部76の軸方向一方側(サイドギヤ60の場合、非ギヤ側)の端部76aが位置されるとともに、この軸方向一方側から挿入されたドライブシャフト30Lと一体的に回転できるように構成されている。また、円筒部76の軸方向他方側(サイドギヤ60Lの場合、ギヤ側)には、ギヤ部78(サイドギヤ部)が設けられている。そして、円筒部76の第二の内周面80のうち例えばギヤ部78の形成側には、スプラインStが形成されている。一方、ドライブシャフト30Lの表面のうち円筒部76に挿入される部分にスプラインSsが形成されている。そして、スプラインStとスプラインSsとが噛合することにより、サイドギヤ60Lとドライブシャフト30Lとが一体的に回転する。
同様に、サイドギヤ60Rの円筒部76は、トランスミッションケース12(ケース)に形成された開口部12bの内部に、当該円筒部76の軸方向他方側(サイドギヤ60Rの場合、非ギヤ側)の端部76aが位置されるとともに、この軸方向他方側から挿入されたドライブシャフト30Rと一体的に回転できるように構成されている。また、円筒部76の軸方向一方側には、ギヤ部78(サイドギヤ部)が設けられている。そして、円筒部76の内周面80のうち例えばギヤ部78の形成側には、スプラインStが形成されている。一方、ドライブシャフト30Rの表面のうち円筒部76に挿入される部分にスプラインSsが形成されている。そして、スプラインStとスプラインSsとが噛合することにより、サイドギヤ60Rとドライブシャフト30Rとが一体的に回転する。
サイドギヤ60Lの円筒部76は、その中間部76bの外周面82が第1デフケース66の支持部66aによって支持されトランスミッションケース12に対して回動自在になっている。なお、サイドギヤ60Lの端部76aは、支持部66aの外側に向かって延設されている。同様に、サイドギヤ60Rの円筒部76は、その中間部76bの外周面82が第2デフケース68の小径支持部68aによって支持されトランスミッションケース12に対して回動自在になっている。なお、サイドギヤ60Rの端部76aは、小径支持部68aの外側に向かって延設されている。
サイドギヤ60Lの端部76aの外周面82と開口部12aを構成する第一の内周面84との間には、トランスミッションケース12(ケース)の液密性を維持するための環状のオイルシール86が設けられている。さらに、このオイルシール86とほぼ同心の位置に、当該オイルシール86を塵や水分等から保護する環状のスリンガー88が設けられている。同様に、サイドギヤ60Rの端部76aの外周面82と開口部12bを構成する内周面との間には、トランスミッションケース12(ケース)の液密性を維持するための環状のオイルシール90が設けられている。なお、本実施形態の場合、オイルシール90は、開口部12bの開口端から奥側の離れた位置に配置されているため、スリンガーは省略されているが、配置してもよい。
図4〜図6を用いて、オイルシール86とスリンガー88の詳細を説明する。図4は、オイルシール86の形状を説明する断面図であり、図5は、スリンガー88の形状を説明する断面図である。図6は、オイルシール86とスリンガー88とをトランスミッションケース12(ケース)の開口部12aに装着した状態を示す断面図である。
オイルシール86は、図4に示されるように、シール部として機能する固定部92と第一のリップ部94(メインリップ部)と第二のリップ部96(サイドリップ部)とを備える。オイルシール86は、円筒状の本体部86aと、この本体部86aの一端側から径方向外側に延びるシールフランジ86bとを備える。そして、シールフランジ86bの外周側には、軸方向一方側に延びる固定部92が接続され、本体部86aの内周面には、径方向内側に突出する第一のリップ部94が接続されている。また、シールフランジ86bには、軸方向他方側に延びる第二のリップ部96が接続されている。
オイルシール86は、形状を維持するとともに剛性を得るために、例えば金属のフレーム98の周囲を合成樹脂材料(エラストマ)で被覆することで形成されている。フレーム98は、例えばステンレスやバネ鋼が利用可能であり、それを被覆する合成樹脂材料(エラストマ)は、例えばアクリルゴム、シリコンゴム、エチレンアクリルゴム等が利用可能である。
スリンガー88は、図5に示されるように、円筒状の圧入部100とフランジ部102を有する。そして、図6に示されるように、圧入部100は、サイドギヤ60Lの円筒部76の第二の内周面80に圧入される。フランジ部102は、圧入部100の軸方向一方側の端部100aから径方向の外側に延びる板状部である。つまり、オイルシール86のシールフランジ86bと同じ方向に延びる。したがって、フランジ部102は、円筒部76の端部76aおよびオイルシール86の軸方向一方側を覆う。つまり、スリンガー88は、円筒部76(サイドギヤ60)と一体的に回転する。スリンガー88は、例えばステンレスや鉄材等を用いて、例えば、プレス成形等で形成される。
図6に示されるように、固定部92は、トランスミッションケース12(ケース)の開口部12aの第一の内周面84に固定される部分である。また、第一のリップ部94は、サイドギヤ60Lの円筒部76と摺動する部分であり、ドライブシャフト30Lが回転するときに、円筒部76の端部76aにおいて、外周面82上を摺動する。また、第二のリップ部96は、固定部92と第一のリップ部94との間に位置されて、スリンガー88のフランジ部102に当接するとともに、ドライブシャフト30Lが回転するときに、フランジ部102上を摺動する。
オイルシール86の固定部92の外周面は、開口部12aの第一の内周面84の形状に対応した曲面を有している。フレーム98は、固定部92に沿って延び、固定部92の剛性を確保している。そして、固定部92は、トランスミッションケース12の第一の内周面84に圧入などによって固定されることにより、合成樹脂材料部分が変形してトランスミッションケース12内に満たされた作動油(デファレンシャルギアオイル)が第一の内周面84と固定部92との間から漏れないようにしている。
第一のリップ部94は、摺動面が複数の環状のリップ(環状リップ、環状の突起、スカート)で形成されている。本実施形態の場合、例えば、三重のリップ94a,94b,94cが形成された三重シール構造となっている。フレーム98は、第一のリップ部94の基部(根元部分)まで延びるがリップ94a,94b,94cの内部までは進入していない。したがって、リップ94a,94b,94cは可撓性(柔軟性)を有する。第一のリップ部94は、サイドギヤ60Lの円筒部76の外周面82に当接(押圧)されて三重のリップ94a,94b,94cがそれぞれ変形することにより、シール性をさらに高めて作動油が外周面82と第一のリップ部94との間から漏れないようにしている。なお、第一のリップ部94のリップの数は適宜設定可能であり、一重でも二重でもよいし、四重以上でもよい。リップの数が少ない場合、摺動抵抗(損出トルク)の軽減を重視した構造となり、リップが多い場合は、シール性を重視した構造になる。
同様に、第二のリップ部96は、一重のリップ96aを有する。第二のリップ部96の場合も第二のリップ部96の基部(根元部分)にフレーム98が存在するが、リップ96aの内部には存在しない。したがって、リップ96aは可撓性(柔軟性)を有する。第二のリップ部96は、サイドギヤ60Lの円筒部76に固定されたスリンガー88のフランジ部102に当接(押圧)されてリップ96aが変形することにより密着性が向上して塵や水分等が第一のリップ部94の摺動部に侵入しないようにしている。
このように、オイルシール86は、トランスミッションケース12内に満たされた作動油の漏れを抑制している。また、スリンガー88は、第一のリップ部94と円筒部76の外周面82との間に塵や水分等の異物が挟まり、シール性が低下することを抑制している。
ところで、スリンガー88の圧入部100は、図6に示されるように、円筒部76の端部76aを挟んでオイルシール86の径方向の内側に位置されている。つまり、オイルシール86とスリンガー88とが径方向に関してオーバーラップした状態、すなわち、オイルシール86とスリンガー88とが径方向に並んだ状態で配置されている。そして、スリンガー88のフランジ部102は、薄板状であり圧入部100の軸方向一方側の端部100aから径方向の外側に延びているので、フランジ部102が軸方向で占有する長さはフランジ部102の厚み分のみである。したがって、作動油の漏れ抑制のためのオイルシール86とそのオイルシール86の性能を維持するために、オイルシール86より外側に位置する必要のあるスリンガー88をサイドギヤ60Lの円筒部76に装着する場合、その装着に必要となる軸方向の長さは、オイルシール86の配置長さ+フランジ部102の板厚(長さ)とすることができる。つまり、2つの部品(オイルシールとスリンガー)をサイドギヤの円筒部の軸方向に並べて配置する場合に必要となる長さに比べ、本実施形態のオイルシール86とスリンガー88を配置するときに必要となる長さは少なくすることができる。すなわち、シール構造のためにサイドギヤ60Lの円筒部76の軸方向の長さが増大することが抑制できる。その結果、サイドギヤ60Lと接続するドライブシャフト30Lの長さや形状に設計上の制限を与えることがなくなり、ドライブシャフト30Lの設計自由度の向上に寄与できる。
なお、サイドギヤ60Lの軸方向の遊び(ガタ)は、サイドギヤ60Lのギヤ部78の歯面とピニオンギヤ58の歯面との間のバックラッシであり、ドライブシャフト30Lにスリンガー88を装着したものに比べ、スリンガー88とオイルシール86の軸方向の動き量を小さく抑えることができる。したがって、フランジ部102と第二のリップ部96との当接による可撓変形量(締め代)は、バックラッシ以上としておけば、サイドギヤ60Lが軸方向に動いた場合でも第二のリップ部96のシール性が低下することが抑制でき、締め代を小さくすることで摺動抵抗を小さく抑えることができる。また、サイドギヤ60Lの軸方向の移動量は、バックラッシ分なので、フランジ部102と第二のリップ部96との摺動抵抗の変動は少ない。つまり、フランジ部102と第二のリップ部96との摺動による損失トルクの変動や摺動による摩耗量の変動を抑制できるので、品質の安定化やメンテナンス性の向上にも寄与できる。
なお、図3において、サイドギヤ60R側の円筒部76と開口部12bとの間には、図4に示すオイルシール86とは異なるオイルシール90を装着している例を示している。このオイルシール90の基本的な機能は、オイルシール86と同様であるので、その説明は省略する。また、サイドギヤ60Rにスリンガー88と同様なスリンガーを装着してもよく、同様の効果を得ることができる。
本実施形態のスリンガー88は、上述したように、オイルシール86に塵や水分等が接触しないようにする機能に加え、ドライブシャフト30Lの外周面とサイドギヤ60Lの円筒部76の第二の内周面80との間に水分等が進入することを抑制する機能を有する。つまり、ドライブシャフト30Lの外周面とサイドギヤ60Lの円筒部76の第二の内周面80の間に環状のシール部材104を介在させている。シール部材104は、例えば、アクリルゴムやフッ素系ゴム等の合成樹脂材料(エラストマ)で構成することができる。シール部材104は、圧入部100の軸方向他方側の端部100b(図5参照)に固定されている。スリンガー88の圧入部100は、段差が少ないシンプルな形状をしているので、シール部材104を安定的に支持させたり、貼り付けたりすることができる。なお、変形例においては、シール部材104をサイドギヤ60Lの円筒部76の第二の内周面80側に支持させたり、貼り付けたりしてもよい。このように、ドライブシャフト30Lの外周面とサイドギヤ60Lの円筒部76の第二の内周面80との間にシール部材104を配置することにより、円筒部76のスプラインStやドライブシャフト30LのスプラインSsが水分に晒されることが抑制できる。その結果、スプラインStやスプラインSsにおける錆の発生が抑制できる。
図7は、変形例のオイルシール106とスリンガー88とをサイドギヤ60の円筒部76の外周面82と、トランスミッションケース12の開口部12aの第一の内周面84との間に装着した例である。
オイルシール106は、図4に示されるオイルシール86と基本構造は同じであるが、第二のリップ部108の長さがオイルシール86の第二のリップ部96より短い点で異なる。したがって、オイルシール106とオイルシール86とで、同じ構成、同じ機能の部分には、同じ符号を付し、その説明を省略する。
第二のリップ部108は、一重のリップ108aを有する。第二のリップ部108の場合もリップ108aの基部(根元部分)にフレーム98が存在するが、リップ108aの内部には存在しない。したがって、リップ108aは可撓性(柔軟性)を有する。ただし、この第二のリップ部108は、図7に示されるように、スリンガー88のフランジ部102には接触(当接)していない。したがって、第二のリップ部108は、可撓性を有さない構成としてもよい。図7の場合、第二のリップ部108は、フランジ部102とともにラビリンスシールを構成して、トランスミッションケース12の外側から塵や水分等が、第一のリップ部94と円筒部76の外周面82との摺動面に到達しにくい構造にして、第一のリップ部94のシール性が低下することを抑制している。
なお、オイルシール106を用いる場合もスリンガー88の圧入部100は、図7に示されるように、円筒部76の端部76aを挟んでオイルシール106の径方向の内側に位置されている。つまり、オイルシール106とスリンガー88とが径方向に関してオーバーラップした状態で配置されている。そして、スリンガー88のフランジ部102は、薄板状であり圧入部100の軸方向一方側の端部100aから径方向の外側に延びているので、フランジ部102が軸方向で占有する長さはフランジ部102の厚み分のみである。したがって、作動油の漏れ抑制のためのオイルシール106とそのオイルシール106の性能を維持するために、オイルシール106より外側に位置する必要のあるスリンガー88をサイドギヤ60Lの円筒部76に装着する場合、その装着に必要となる長さは、オイルシール106の配置長さ+フランジ部102の板厚(長さ)とすることができる。その結果、2つの部品(オイルシールとスリンガー)をサイドギヤの円筒部の軸方向に並べて配置する場合に必要となる長さに比べ、本実施形態のオイルシール106とスリンガー88を配置するときに必要となる長さは少なくすることができる。すなわち、シール構造のためにサイドギヤ60Lの円筒部76の軸方向の長さが増大することが抑制できる。その結果、サイドギヤ60Lと接続するドライブシャフト30Lの長さや形状に設計上の制限を与えることがなくなり、ドライブシャフト30Lの設計自由度の向上に寄与できる。
また、オイルシール106の場合、第二のリップ部108がフランジ部102と接触しないので、フランジ部102と第二のリップ部108との間で損失トルクが発生しない。また、第二のリップ部108の摩耗も抑制できるので、オイルシール106の利用期間(寿命)を延ばすことができる。なお、サイドギヤ60Lのギヤ部78の歯面とピニオンギヤ58の歯面との間のバックラッシにより、サイドギヤ60L(円筒部76)が移動して、第二のリップ部108とフランジ部102とが接触する場合がある。この場合は、図6に示す状態と同じになるので、オイルシール86とスリンガー88とによって得られる効果がオイルシール106とスリンガー88とにおいても得られる。
<実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態では、デファレンシャルギヤ200は、ケース(トランスミッションケース12)と、サイドギヤ60Lと、環状のオイルシール86と、スリンガー88と、を備える。ケース(トランスミッションケース12)は、開口部12aを構成する第一の内周面84を有する。サイドギヤ60Lは、第二の内周面80とその反対側の外周面82とを有し軸方向一方側の端部76aが開口部12a内に位置されるとともに軸方向一方側から挿入されたドライブシャフト30Lと一体に回転可能な円筒部76と、円筒部76の軸方向他方側の端部に設けられたギヤ部78と、を有する。オイルシール86は、第一の内周面84と外周面82との間に介在される。スリンガー88は、オイルシール86の径方向の内側に位置され第二の内周面80に圧入された圧入部100と、圧入部100の軸方向一方側の端部100aから径方向の外側に延びて円筒部76およびオイルシール86の軸方向一方側を覆うフランジ部102と、が一体成形されている。
以上説明したように、本実施形態では、デファレンシャルギヤ200は、ケース(トランスミッションケース12)と、サイドギヤ60Lと、環状のオイルシール86と、スリンガー88と、を備える。ケース(トランスミッションケース12)は、開口部12aを構成する第一の内周面84を有する。サイドギヤ60Lは、第二の内周面80とその反対側の外周面82とを有し軸方向一方側の端部76aが開口部12a内に位置されるとともに軸方向一方側から挿入されたドライブシャフト30Lと一体に回転可能な円筒部76と、円筒部76の軸方向他方側の端部に設けられたギヤ部78と、を有する。オイルシール86は、第一の内周面84と外周面82との間に介在される。スリンガー88は、オイルシール86の径方向の内側に位置され第二の内周面80に圧入された圧入部100と、圧入部100の軸方向一方側の端部100aから径方向の外側に延びて円筒部76およびオイルシール86の軸方向一方側を覆うフランジ部102と、が一体成形されている。
この実施形態によれば、オイルシール86とスリンガー88とが径方向に関してオーバーラップした状態で配置される。この場合、フランジ部102は、圧入部100の端部100aから径方向の外側に延びているので、フランジ部102が軸方向で占有する長さはフランジ部102の厚み分のみである。したがって、オイルシール86とそのオイルシール86の性能を維持するために、オイルシール86より外側に位置する必要のあるスリンガー88をサイドギヤ60Lの円筒部76に装着する場合、その装着に必要となる長さは、オイルシール86の配置長さ+フランジ部102の板厚(長さ)とすることができる。つまり、異なる機能を有する部品(オイルシールとスリンガー)をサイドギヤの円筒部の軸方向に並べて配置する場合に比べて、本実施形態のオイルシール86とスリンガー88とを配置する場合に必要となる長さが削減できる。すなわち、サイドギヤ60Lの円筒部76の軸方向の長さが増大することが抑制できる。その結果、サイドギヤ60Lと接続するドライブシャフト30Lの長さや形状に設計上の制限を与えることがなくなり、ドライブシャフト30Lの設計自由度の向上に寄与できる。
また、本実施形態では、例えば、図4、図6に示されるように、オイルシール86は、第一の内周面84に固定された固定部92と、外周面82に当接するとともに摺動自在な第一のリップ部94と、固定部92と第一のリップ部94との間に位置され軸方向一方側に延びてフランジ部102に当接するとともに摺動自在な第二のリップ部96と、を備えてもよい。
この実施形態によれば、固定部92の外周面が第一の内周面84に圧入などによって固定されることにより、トランスミッションケース12内に満たされた作動油(デファレンシャルギアオイル)が第一の内周面84と固定部92との間から漏れることを抑制できる。また、第一のリップ部94は、ドライブシャフト30とともに回転するサイドギヤ60の円筒部76の外周面82に当接(押圧)されて変形することにより、シール性をさらに高めて作動油が外周面82と第一のリップ部94との間から漏れることを抑制できる。また、第二のリップ部96は、ドライブシャフト30とともに回転するサイドギヤ60の円筒部76に固定されたスリンガー88のフランジ部102に当接(押圧)されて変形することにより、密着性が向上して塵や水分等が第一のリップ部94の摺動部に侵入することを抑制できる。
また、本実施形態では、例えば、図6に示されるように、圧入部100の軸方向他方側の端部100bと第二の内周面80とに固定された環状のシール部材104を備えてもよい。
この実施形態によれば、ドライブシャフト30Lの外周面とサイドギヤ60Lの円筒部76の第二の内周面80との間に水分等が進入することを抑制できる。その結果、スプラインStやスプラインSsにおける錆の発生を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、高さ、数、配置、位置等)は、適宜に変更して実施することができる。
10…動力伝達装置、12…トランスミッションケース、12a…開口部、14…流体伝動装置、18…自動変速機、20…ギヤ機構、30,30L,30R…ドライブシャフト、56…デフリングギヤ、58…ピニオンギヤ、60,60L,60R…サイドギヤ、62…ピニオンシャフト、64…デフケース、66…第1デフケース、68…第2デフケース、76…円筒部、76a…端部、78…ギヤ部、80…第二の内周面、82…外周面、84…第一の内周面、86,106…オイルシール、88…スリンガー、92…固定部、94…第一のリップ部、96…第二のリップ部、100…圧入部、102…フランジ部。
Claims (3)
- 開口部を構成する第一の内周面を有したケースと、
第二の内周面とその反対側の外周面とを有し軸方向一方側の端部が前記開口部内に位置されるとともに前記軸方向一方側から挿入されたドライブシャフトと一体に回転可能な円筒部と、前記円筒部の軸方向他方側の端部に設けられたギヤ部と、を有するサイドギヤと、
前記第一の内周面と前記外周面との間に介在され、前記外周面と摺動する環状のオイルシールと、
前記第二の内周面に圧入された圧入部と、前記圧入部の前記軸方向一方側の端部から径方向の外側に延びて前記オイルシールの摺動部分の前記軸方向一方側を覆うフランジ部と、が一体成形されたスリンガーと、
を備えたデファレンシャルギヤ。 - 前記オイルシールは、前記第一の内周面に固定された固定部と、前記外周面に当接するとともに摺動自在な第一のリップ部と、前記固定部と前記第一のリップ部との間に位置され前記軸方向一方側に延びて前記フランジ部に当接するとともに摺動自在な第二のリップ部と、を備えた請求項1に記載のデファレンシャルギヤ。
- 前記圧入部の前記軸方向他方側の端部と前記第二の内周面とに固定された環状のシール部材を備えた請求項1または請求項2に記載のデファレンシャルギヤ。
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Cited By (2)
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US20220268348A1 (en) * | 2019-09-03 | 2022-08-25 | Jing-Jin Electric Technologies Co., Ltd. | Electric drive assembly of dry differential and new energy automobile |
WO2022242294A1 (zh) * | 2021-05-18 | 2022-11-24 | 上海三一重机股份有限公司 | 一种装载机主动齿轮结构、装载机主减速器和装载机 |
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2015
- 2015-03-31 JP JP2015074338A patent/JP2016194330A/ja active Pending
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