JP2018071556A - デファレンシャルユニットのブリーザー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リングギヤの仕様やデファレンシャルハウジングの形状等毎にブリーザー装置からの潤滑油漏れの評価試験を行う必要性を軽減し、開発工数の増大を抑制するデファレンシャルユニットのブリーザー構造を提供する。【解決手段】エンジン２に備えられたオイルパン２１の左右一方の側面に取り付けられたデファレンシャルハウジング８１から車幅方向に延びる左右のドライブシャフト１３、１４の一方が前記オイルパン２１に備えられた貫通穴２１ａに挿通され、前記オイルパン２１の他方の側面に、前記貫通穴２１ａに連続し、前記一方のドライブシャフトが挿通される貫通穴８２ｂを有するドライブシャフト支持ブラケット８２に、前記デフハウジング８１の内部空間Ｘをオイルパン２１の貫通穴２１ａと、ドライブシャフト支持ブラケット８２の貫通穴８２ｂとでなる通路ａを介して外部空間に連通させるためのブリーザー装置９０を設ける。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されるデファレンシャルユニットのブリーザー構造に関し、該ブリーザーから外部へのオイル飛散防止の分野に属する。

車両に搭載されるデファレンシャルユニットは、周知のように左右の車輪の回転差を吸収するものであり、この回転差を吸収するためのピニオンシャフトと、ピニオンギヤと、サイドギヤとでなる差動歯車機構と、該差動歯車機構を収容するとともに動力源に連結されたドライブギヤに噛合するリングギヤが取り付けられたデファレンシャルギヤケースと、該デファレンシャルギヤケースを収容して回動可能に支持するデファレンシャルハウジングとを有する。そして通常、このデファレンシャルハウジングの内部空間下部には、リングギヤによる掻き上げによって前記ドライブギヤとリングギヤとの噛合部分等を潤滑するための潤滑油が貯留される。

このデファレンシャルハウジングの内部は、ギヤの回転に伴う潤滑油の温度上昇等によって圧力が上昇することがある。このように、デファレンシャルハウジングの内圧が高くなると、シール部分から潤滑油が漏洩する虞があり、そこで、デファレンシャルハウジングには内圧の上昇を防止するため、ブリーザー装置が設けられることがある。

特許文献１には、デファレンシャルユニットのブリーザー装置として、デファレンシャルハウジングに、空気と液状或いは泡状の潤滑油とを分離するためのブリーザー室と、該ブリーザー室の内圧が一定以上に高まると開いて空気を外部に逃がす弁としての機能を有するブリーザープラグ（特許文献１ではブリーザユニオン）とを設けたものが記載されている。

ところで、デファレンシャルハウジング内の潤滑油は、リングギヤ等の回転により掻き上げられて内部空間の上方等にまで飛散することがあり、その飛散状況によっては、一定限度を超えて前記ブリーザー室に浸入する場合がある。この場合、前記ブリーザープラグを介して潤滑油が外部に流出する等の不都合を生じることとなる。

そこで従来は、前記ブリーザー室や、該ブリーザー室とデファレンシャルハウジングの内部空間との連通部の位置や大きさは、前記デファレンシャルハウジング内で飛散する潤滑油が外部に漏出しないように配慮して設定されている。

具体的には、当該車両の加速度、減速度、旋回状態、路面勾配等の走行状態によってデファレンシャルハウジング内における潤滑油の液面状態が変化し、これに伴ってリングギヤによる掻き上げ状態ないしデファレンシャルハウジング内における潤滑油の飛散状態が異なるので、前記加速度等の条件毎にブリーザー装置からの潤滑油の流出状況を評価し、いずれの条件でも流出しないように、前記ブリーザー室や連通部の位置や大きさ等が設定されるのである。

特開２０１６−１２８７０６

ところで、上記のようなデファレンシャルハウジング内の潤滑油の飛散状況は、潤滑油を掻き上げるリングギヤの大きさや位置などによって異なる。換言すれば、同一のデファレンシャルユニットであっても、搭載される車両の種類や仕様の相違によってドライブギヤとリングギヤのギヤ比が異なると、リングギヤの大きさや位置、さらにはデファレンシャルハウジングの形状等が異なり、デファレンシャルハウジング内における潤滑油の掻き上げ状況ないし飛散状況が異なってくる。したがって、特許文献１に記載のデファレンシャルユニットのように、デファレンシャルハウジングに直接ブリーザー装置が設けられる場合には、リングギヤの仕様毎に前述の潤滑油漏れの評価試験が必要となり、このことは開発工数が増大するという課題を有している。

そこで、本発明は、例えばエンジン縦置き式の車両であって、エンジンの一方の側部にデファレンシャルハウジングが配置される車両において、リングギヤの仕様やデファレンシャルハウジングの形状等毎に前述の評価試験を行う必要性を軽減し、開発工数の増大を抑制するデファレンシャルユニットのブリーザー構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るデファレンシャルユニットのブリーザー構造は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明は、エンジンに備えられたオイルパンの左右一方の側面にデファレンシャルハウジングが取り付けられ、該デファレンシャルハウジングから車幅方向に延びる左右のドライブシャフトの一方が前記オイルパンに備えられた貫通穴に挿通されるデファレンシャルユニットのブリーザー構造であって、
前記オイルパンの他方の側面に、前記貫通穴に連続し、前記一方のドライブシャフトが挿通される貫通穴を有するドライブシャフト支持ブラケットが取り付けられ、
このドライブシャフト支持ブラケットに、前記デファレンシャルハウジングの内部を外部に連通させるためのブリーザー装置が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、前記請求項１に記載の発明において、
前記左右のドライブシャフトは、デファレンシャルハウジング又はドライブシャフトブラケットから外部に突出した部位にそれぞれ自在継ぎ手を有し、
前記ドライブシャフト支持ブラケットは、左右のドライブシャフトの自在継ぎ手が車両の左右対称位置に配置されるように設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記ブリーザー装置は、前記ドライブシャフト支持ブラケットにおける反オイルパン側の端部に設けられていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、エンジンに備えられたオイルパンの一方の側面に取り付けられたデファレンシャルハウジングから延びる一方のドライブシャフトがオイルパンの貫通穴とオイルパンの他方の側面に取り付けられたドライブシャフト支持ブラケットの貫通穴とに挿通され、そのドライブシャフト支持ブラケットにブリーザー装置が設けられており、すなわち、デファレンシャルハウジングとブリーザー装置とが離れた位置に備えられている。したがって、デファレンシャルハウジング内で飛散する潤滑油がドライブシャフト支持ブラケットに設けられたブリーザー装置にまで到達することが抑制されるため、潤滑油の漏出状態がリングギヤの仕様やデファレンシャルハウジングの形状等の影響を受けにくくなる。これにより、車両の走行状態（車速、旋回、勾配等）によってデファレンシャルハウジング内の潤滑油の飛散状態が変化することに対して、ブリーザー装置からの潤滑油の漏出状況が影響を受けにくく、リングギヤの仕様毎の評価試験の回数を限定することができ、開発工数の低減が可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記ドライブシャフト支持ブラケットによって、左右のドライブシャフトの自在継ぎ手が車両の左右対称位置に配置されるように設けられており、左右のドライブシャフトを等長とすることができる。すなわち、左右のドライブシャフトの折れ角が同一となり、トルクの伝達効率が左右の車輪で均等化され、左右の車輪の回転差を抑制できる。また、ドライブシャフトの良好な支持性や車輪の回転差発生の抑制機能を備えたドライブシャフト支持ブラケットに、ブリーザーの機能が付加されることにより、前記ブリーザー装置をデファレンシャルハウジングから分離して設ける場合の部品点数の増加が抑制される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、前記ブリーザー装置が、前記ドライブシャフト支持ブラケットにおける反オイルパン側の端部に設けられることで、前記ブリーザー装置の配置位置がデファレンシャルハウジングに対して最大限離して設けられることとなり、デファレンシャルハウジング内のリングギヤによる潤滑油の掻き上げ状態及び、車両の走行状態による潤滑油の飛散状態の影響をより一層受けにくいものとすることができる。これにより、請求項１と同様にデファレンシャルユニットの設計変更に伴う評価試験の回数を限定することができ、開発工数を削減することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両の概略平面図である。 本発明の実施形態に係るデファレンシャルユニットの斜視図である。 図２におけるデファレンシャル装置の断面拡大図である。 図２のＡ−Ａ線の断面図である。 図４における要部の断面図である。

以下、本発明に係るデファレンシャルユニットにおけるブリーザー構造の実施形態について説明する。

まず、図１により実施形態に係るデファレンシャルユニットが適用された車両１の構成を説明する。この車両１は、エンジン２の軸方向を車両前後方向とした、いわゆるエンジン縦置き式であって、左右一対の前輪１１Ｌ、１１Ｒ及び後輪１２Ｌ、１２Ｒがそれぞれ駆動輪とされた４輪駆動車であり、エンジン２の後方に変速機３を配置し、該変速機３から出力されたトルクを前後輪１１Ｌ、１１Ｒ、１２Ｌ、１２Ｒに分配するトランスファ装置４が接続されている。

前記トランスファ装置４の後部に接続されて、車両後方へ延びる第１プロペラシャフト５の後端には、該プロペラシャフト５で入力されたトルクを左右の後輪１２Ｌ、１２Ｒに分配するリアデファレンシャル装置６が接続されている。また、上記トランスファ装置４の側部に接続されて、車体前方へ延びる第２プロペラシャフト７の前端には、該プロペラシャフト７に入力されたトルクを左側ドライブシャフト１３及び右側ドライブシャフト１４を介して左右一対の前輪１１Ｌ、１１Ｒにそれぞれ分配するフロントデファレンシャル装置８が接続されている。

前記フロントデファレンシャル装置８は、デファレンシャルハウジング（以下、「デフハウジング」という）８１を有し、図２に示すように該デフハウジング８１は、この実施形態の場合、エンジン２のオイルパン２１の左側の側面にボルト８１ａ…８１ａで取り付けられ、オイルパン２１の反デフハウジング側の側面には、右側ドライブシャフト１４の良好な支持性を得るためのドライブシャフト支持ブラケット８２が、ボルト８２ａ…８２ａで固定されている。

次に、図３を用いて、フロントデファレンシャル装置８について説明する。該デファレンシャル装置８は、前記デフハウジング８１に収納され、内部に差動歯車機構８３を収容するデファレンシャルギヤケース（以下、「デフケース」という）８４と、該デフケース８４に組み付けられたリングギヤ８５とを有する。デフケース８４は、該デフケース８４の軸方向の両端に左右に延びる円筒状のボス部８６、８７が設けられ、これらのボス部８６、８７の内周に前記左側及び右側ドライブシャフト１３、１４がそれぞれ貫通、支持されている。なお、デフケース８４は、前記ボス部８６、８７の外周に備えられたベアリング８６ａ、８７ａを介してデフハウジング８１に回転自在に支持されている。

また、デフケース８４に収容された前記差動歯車機構８３は、ピニオンシャフト８３ａと、ピニオンギヤ８３ｂと、サイドギヤ８３ｃとが備えられている。該ピニオンシャフト８３ａは、デフケース８４の中央部にドライブシャフトの軸方向に直交させて備えられており、このピニオンシャフト８３ａの両端側には、一対のピニオンギヤ８３ｂ、８３ｂが回転自在に嵌合されているとともに、これら一対のピニオンギヤ８３ｂ、８３ｂに噛み合う一対のサイドギヤ８３ｃ、８３ｃが備えられており、これらのサイドギヤ８３ｃ、８３ｃに、前記デフケース８４のボス部８６、８７に支持された左側及び右側ドライブシャフト１３、１４の端部がそれぞれスプライン嵌合されている。

そして、左側ドライブシャフト１３の反デファレンシャル装置側の先端には、左側の前輪１１Ｌが連結され、該左側ドライブシャフト１３がデフハウジング８１から外部に突出する部位は、オイルシール１３ａによってシールされている。

一方、右側ドライブシャフト１４は、図４に示すように、前記エンジン２の下部のオイルパン２１に設けられた貫通穴２１ａと、この貫通穴２１ａに連続するように前記ドライブシャフト支持ブラケット８２に設けられた貫通穴８２ｂとに挿通され、該右側ドライブシャフト１４の反オイルパン側の先端には、右側の前輪１１Ｒが連結されている。また、前記右側ドライブシャフト１４は、ベアリング８７ｂを介して前記ドライブシャフト支持ブラケット８２に支持され、該ドライブシャフト支持ブラケット８２から外部に突出する部位は、オイルシール１４ａによってシールされている。

ここで、前記右側ドライブシャフト１４が貫通する貫通穴２１ａ、８２ｂ等の構成を詳しく説明する。

図４に示すように、前記オイルパン２１には、該オイルパン２１の左右の側面間に亘って筒状部２１ｂが設けられ、その内部がオイルパン２１を左右に貫通する貫通穴２１ａとされている。また、ドライブシャフト支持ブラケット８２も筒状とされ、その内部が車両左右方向に延びる貫通穴８２ｂとされている。そして、これらオイルパン２１の貫通穴２１ａとドライブシャフト支持ブラケット８２の貫通穴８２ｂとは直結されており、これらの貫通穴２１ａ、８２ｂに前記右側ドライブシャフト１４が挿通されている。また、この貫通穴２１ａ、８２ｂの内径は右側ドライブシャフト１４の外径よりも大きく設定されており、該右側ドライブシャフト１４は、前記貫通穴２１ａ、８２ｂとの間に隙間を残して挿通されている。

さらに、前記ドライブシャフト支持ブラケット８２の反オイルパン側の上面端部には、デフハウジング８１の内圧上昇防止のためのブリーザー装置９０が突設されている。

ここで図５を用いて、ブリーザー装置９０について説明する。円筒状のブリーザープラグ９１は、内部にドライブシャフト支持ブラケット８２内と連通する連通路９１ａを有し、該ブリーザープラグ９１の一端側が、ドライブシャフト支持ブラケット８２の反オイルパン側の端部の上面に設けられたボス部８２ｃに例えば圧入或いはねじ込まれている。該ボス部８２ｃに取り付けられるブリーザープラグ９１と、該ブリーザープラグ９１の他端側に、連通路９１ａを塞ぐように配置される円盤状の弁体９２と、該弁体９２の上方に配置されるスプリング９３と、該スプリング９３を覆うように配置され、スプリング９３の付勢を規制するキャップ９４とを備えている。なお、キャップ９４は、ブリーザープラグ９１に圧入されており、その上面にはエア抜き用の穴部９４ａを備えている。

このように構成されたブリーザー装置９０は、デフハウジング８１の内圧が上昇すると、ドライブシャフト支持ブラケット８２内の空気が、弁体９２を押し上げ、ブリーザープラグ９１の上端部と弁体９２との間の隙間から、ブリーザープラグ９１とキャップ９４との間の隙間を通り、キャップ９４の上面に設けられた穴部９４ａを通って外部へ抜けることで、デフハウジング８１の内圧が調整されるようになっている。なお、キャップ９４の上面に設けられたエア抜き用の穴部９４aに代えて、ブリーザープラグ９１の外周部とこれに対応するキャップ９４の内周部との間に隙間を設け、この隙間からエアを抜くようにしても良い。

ところで、前記デフハウジング８１の内部空間Ｘは、ベアリング８７ａと、オイルパン２１の貫通穴２１ａ及びドライブシャフト支持ブラケット８２の貫通穴８２ｂと右側ドライブシャフト１４との間の隙間とを介して、ブリーザー装置９０の取付部位まで連通しており、前記内部空間Ｘとブリーザー装置９０の取付部までの通路ａは、シール部材８１ｂ、８２ｄによって外部空間に対してシールされている。また、図４に示すように、オイルパン２１とデフハウジング８１とは、シール部材８１ｂを介してシールされており、ドライブシャフト支持ブラケット８２とオイルパン２１とは、シール部材８２ｄを介してシールされている。

そして、この実施形態では、図３に示すように、シール部材８１ｂに一体で取り付けられるガイド部材８８が備えられている。このガイド部材８８は、オイルパン２１の側面に対向する外周部８８ａと、該外周部８８ａにおける右側ドライブシャフト１４側の端部からデフケース８４側に立ち上がる円錐面部８８ｂを有し、該ガイド部材８８は、右側ドライブシャフト１４がドライブシャフト支持ブラケット８２とオイルパン２１とを通り抜け、サイドギヤ８３ｃにスムーズに嵌合できるようにガイドしている。なお、このガイド部材８８は、前記通路ａを遮断しないように、円錐面部８８ｂの先端と、デフケース８４及び右側ドライブシャフト１４との間には隙間Ｙが設けられている。

また、この実施形態に係るデファレンシャルユニット８０は、前記デファレンシャル装置８と、前記デフハウジング８１と、前記ドライブシャフト支持ブラケット８２と、前記ブリーザー装置９０と、前記左側及び右側ドライブシャフト１３、１４等で構成されている。

次に、デファレンシャルユニット８０のブリーザー構造の作用を説明する。

以上の構成により、このデファレンシャルユニット８０が適用された車両１では、まず、車両走行時、エンジン２から変速機３を介して出力される動力は、トランスファ装置４から、リアデファレンシャル装置６を介して後輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達されるとともに、第２プロペラシャフト７に入力された動力は、ドライブギヤ（図示せず）、リングギヤ８５、デフケース８４、差動歯車機構８３、左側及び右側ドライブシャフト１３、１４を介して前輪１１Ｌ、１１Ｒに伝達される。

そして、前記フロントデファレンシャル装置８においては、デフハウジング８１の内部空間Ｘが、前記隙間Ｙと、オイルパン２１の貫通穴２１ａと、ドライブシャフト支持ブラケット８２の貫通穴８２ｂと、右側ドライブシャフト１４との間の隙間でなる通路ａを介して、ドライブシャフト支持ブラケット８２に設けられたブリーザー装置９０に通じているので、潤滑油温の上昇等により前記内部空間Ｘ内の内圧が上昇したときに、その内圧によってブリーザー装置９０の弁体９２が開き、空気が外部に放出される。これにより、前記内部空間Ｘの内圧の上昇が抑制され、例えば、オイルシール１３ａ、１４ａやシール部材８１ｂ、８２ｄからの潤滑油の漏洩が防止される。

一方、前記デフハウジング８１の内部空間Ｘ内は、リングギヤ８５が回転し、内部空間Ｘの下部に貯留されている潤滑油が該内部空間Ｘの上部にまで掻き上げられ、周囲に飛散することとなる。その場合に、本実施形態によれば、ブリーザー装置９０がデフハウジング８１に設けられておらず、デフハウジング８１とは離れた場所となるドライブシャフト支持ブラケット８２の反オイルパン側の端部に備えられており、リングギヤ８５で掻き上げられて飛散した潤滑油がブリーザー装置９０に到達することが抑制されることとなる。このことは、潤滑油のブリーザー装置９０からの流出を抑制できるとともに、特に走行状態（加速減速、旋回、路面勾配等）に応じたデフハウジング８１内の液面の状態によって変化する飛散状況の影響を受けにくくなることとなる。

したがって、リングギヤ８５の位置や大きさ等の仕様や、デフハウジング８１の形状等の変化に伴い、走行状態（加速減速、旋回、路面勾配等）でのデフハウジング８１内における潤滑油の飛散状況が変化する場合においても、ブリーザー装置９０からの潤滑油の流出状況が変わらず、前記仕様等の変更毎に車両１の各走行状態に応じた潤滑油の流出状況の評価試験を行う必要がなく、これにより開発工数を削減することが可能となる。

さらにまた、前記ブリーザー装置９０は、デファレンシャルハウジング８１に対して最大限離れた位置となるドライブシャフト支持ブラケット８２の反オイルパン側の端部に設けられているので、車両１の走行状態によるデファレンシャルハウジング８１内の潤滑油の飛散状況や、リングギヤ８５による潤滑油の掻き上げの影響をより一層受けにくいものとすることができる。

なお、この実施形態では、図１に示すように、左側及び右側ドライブシャフト１３、１４はそれぞれ車輪側ドライブシャフト１３’、１４’とデファレンシャル装置側ドライブシャフト１３’’、１４’’とを有し、左側及び右側ドライブシャフト１３、１４の車輪側ドライブシャフト１３’、１４’同士が等長となるように、左側及び右側の自在継ぎ手１３ｂ、１４ｂが車両１の左右対称位置に設けられ、この右側の自在継ぎ手１４ｂを効果的に支持するため、ドライブシャフト支持ブラケット８２の反オイルパン側の端部位置が設定されている。

すなわち、左側及び右側ドライブシャフト１３、１４の折れ角が同一となり、トルクの伝達効率が左右の車輪１１Ｌ、１１Ｒで均等化され、左右の車輪１１Ｌ、１１Ｒの回転差を抑制できる。さらに、左側及び右側ドライブシャフト１３、１４の良好な支持性や左右の車輪１１Ｌ、１１Ｒの回転差発生の抑制機能を備えたドライブシャフト支持ブラケット８２に、ブリーザーの機能が付加されることにより、ブリーザー装置９０をデファレンシャルハウジング８１から分離して設ける場合の部品点数の増加が抑制される。

本発明は、車両用のデファレンシャルユニットに備えられるブリーザー構造において好適に利用可能である。

１ 車両
２ エンジン
８ フロントデファレンシャル装置（デファレンシャル装置）
１３ 左側ドライブシャフト
１３ｂ 自在継ぎ手
１４ 右側ドライブシャフト
１４ｂ 自在継ぎ手
２１ オイルパン
２１ａ 貫通穴
８０ デファレンシャルユニット
８１ デファレンシャルハウジング
８２ ドライブシャフト支持ブラケット
８２ｂ 貫通穴
９０ ブリーザー装置
９１ ブリーザープラグ
９１ａ 連通路
９２ 弁体
９３ スプリング
９４ キャップ
９４ａ 穴部
ａ 通路
Ｘ 内部空間
Ｙ 隙間

Claims (3)

1. エンジンに備えられたオイルパンの左右一方の側面にデファレンシャルハウジングが取り付けられ、該デファレンシャルハウジングから車幅方向に延びる左右のドライブシャフトの一方が前記オイルパンに備えられた貫通穴に挿通されるデファレンシャルユニットのブリーザー構造であって、
   前記オイルパンの他方の側面に、前記貫通穴に連続し、前記一方のドライブシャフトが挿通される貫通穴を有するドライブシャフト支持ブラケットが取り付けられ、
   このドライブシャフト支持ブラケットに、前記デファレンシャルハウジングの内部を外部に連通させるためのブリーザー装置が設けられていることを特徴とするデファレンシャルユニットのブリーザー構造。
2. 前記左右のドライブシャフトは、デファレンシャルハウジング又はドライブシャフトブラケットから外部に突出した部位にそれぞれ自在継ぎ手を有し、
   前記ドライブシャフト支持ブラケットは、左右のドライブシャフトの自在継ぎ手が車両の左右対称位置に配置されるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のデファレンシャルユニットのブリーザー構造。
3. 前記ブリーザー装置は、前記ドライブシャフト支持ブラケットにおける反オイルパン側の端部に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のデファレンシャルユニットのブリーザー構造。

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