JP2020076433A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸を支持する軸受に対し、回転軸が低速であっても貯溜された潤滑油を軸受の上部に供給できる動力伝達装置を提供する。【解決手段】ドライブピニオンシャフト１０と、ドライブピニオンシャフト１０に外嵌されるテーパーローラベアリング１３と、テーパーローラベアリング１３を内嵌するハウジング５０と、テーパーローラベアリング１３と同軸かつ隣接して配置されるオイルシール２１と、を有する動力伝達装置であって、テーパーローラベアリング１３とオイルシール２１との間に、軸心Ｏ１の円周方向に延在する案内部３と、案内部３の上部に設けられ、鉛直方向かつ軸心Ｏ１方向に延在する受け部と、を有する潤滑油案内部材２を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

自動車の終減速装置は、一般に車両の後部に配置されている。原動機で発生した動力は、変速機で減速され、推進軸を介して伝達された動力が終減速装置で再度減速されて左右の後輪に分配される。終減速装置は、推進軸と一体に回転するドライブピニオンギヤと、ドライブピニオンギヤと直角に噛合するリングギヤと、リングギヤと一体に回転する差動装置と、これらの装置を収容するハウジング等から構成されている。

ドライブピニオンギヤはハウジングの底部から高い位置に配置され、ドライブピニオンギヤを支持する軸受はハウジングの底部の油溜まりから離間する位置に配置されることが多い。そのため、ハウジングの底部に滞留する潤滑油をリングギヤにより掻き上げ、その飛沫油をハウジングの内壁を伝って軸受に供給する技術が例えば特許文献１〜３に開示されている。

特開２０１２−１９７８６６号公報 特開昭６３−２６６２６８号公報 実開平２−４１８２４号公報

潤滑油の一部は、ドライブピニオンギヤを支持する軸受の近傍に貯留される。例えば、特許文献１および３において、ドライブピニオンギヤを支持する一対の軸受の内でギヤから離れた方の軸受に関しては、対向するオイルシールとの間で油貯溜スペースが形成されることとなる。この油貯溜スペースに貯溜された潤滑油は、ドライブピニオンギヤの回転により生じる遠心力や連れ回りの作用を受けて油貯溜スペース全域に拡散され、潤滑油が軸受にまんべんなく供給される。

しかしながら、車両が低速で走行している場合は、潤滑油の殆どは油貯溜スペースの底部に貯留したままとなり、連れ回って上部へ流れた潤滑油も軸受の上部側まで到達することなくそのまま底部に戻ってしまい、軸受への潤滑油が不足するおそれがある。

本発明は、上記の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は、ドライブピニオンギヤ等の回転軸を支持する軸受に対し、回転軸が低速であっても貯溜された潤滑油を軸受の上部に供給できる動力伝達装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、回転軸と、前記回転軸に外嵌される軸受と、前記軸受を内嵌するハウジングと、前記軸受と同軸かつ隣接して配置され、前記軸受に向けて凹形状に開口した環状のオイルシールと、を有する動力伝達装置であって、前記軸受と前記オイルシールとの間に、軸心の円周方向に延在する案内部と、前記案内部の上部に設けられ、下方かつ軸心方向に延在する受け部と、を有する潤滑油案内部材を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、回転軸が回転すると、遠心力と連れ回り作用により底部の潤滑油が潤滑油案内部材の案内部を伝って上部に流れ、受け部で止められた潤滑油が軸受側に流れる。これにより、回転軸の低速回転時に少量の潤滑油しか上方に流れない場合であっても、軸受の上部側に潤滑油を供給できる。

また、本発明は、前記案内部には、下方から少なくとも車両前進時の回転方向に向けて前記受け部まで周方向に延在し、径内方向に向かうにしたがい前記軸受に近づくように傾斜する傾斜部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、受け部で止められた潤滑油を傾斜部によって軸受側に効率良く供給できる。

また、本発明は、前記オイルシールは、金属環を有する外周側の嵌め合い部と、内周側のリップ部とを備えて構成され、前記潤滑油案内部材が前記嵌め合い部に内嵌されていることを特徴とする。

本発明によれば、先に潤滑油案内部材をオイルシールに装着した状態で、オイルシールをハウジングに組み付ける組み付け作業となる。これにより、オイルシールに対する潤滑油案内部材の組み付け状態の目視が可能となり、かつ組み付け作業の簡略化を図れる。

また、本発明は、前記潤滑油案内部材が前記オイルシールと他部材とに挟持されていることを特徴とする。

本発明によれば、組み付け作業の簡略化を図れる。

前記潤滑油案内部材は鋼板材料または樹脂材料からなることが好ましい。

本発明によれば、回転軸を支持する軸受に対し、回転軸が低速であっても貯溜された潤滑油を軸受の上部に供給できる。

終減速装置の平断面図である。 第１実施形態の潤滑油案内部材周りの平断面図である。 第１実施形態の潤滑油案内部材の外観斜視図である。 第１実施形態の潤滑油案内部材の正面図である。 第２実施形態の潤滑油案内部材周りの平断面図である。 第２実施形態の潤滑油案内部材の外観斜視図である。 第２実施形態の潤滑油案内部材の正面図である。

以下、本発明が適用される動力伝達装置を終減速装置とした場合について説明する。
図１において、前側に配置された図示しない原動機の動力は、変速機（図示せず）と推進軸（図示せず）と粘性継手１００とを介して、終減速装置１のドライブピニオンシャフト１０に入力される。終減速装置１は、この動力を９０°偏向させ、左右の後輪に伝達する。

粘性継手１００は、前輪と連動して回転するアウタープレート１３０の回転数と、後輪と連動して回転するインナープレート１４０の回転数とに差が生じた場合、内部に封入されているシリコーンオイルの剪断力を利用して、アウタープレート１３０とインナープレート１４０との間で動力を伝達させるものである。

粘性継手１００は、前側に底壁部１１１を有する有底円筒状のアウターハウジング１１０と、アウターハウジング１１０の軸心Ｏ１上に配置され、前後方向に延びる円筒状のインナーハブ１２１と、アウターハウジング１１０及びインナーハブ１２１の間に形成されたリング状の空間に収容された複数のアウタープレート１３０及びインナープレート１４０と、リング状のカバー１５１と、を備えている。アウターハウジング１１０の前端は、図示しない推進軸の後端と連結されている。これにより、アウターハウジング１１０は、推進軸と一体に回転する。

インナーハブ１２１は、ドライブピニオンシャフト１０の略前半分にスプライン結合して、ドライブピニオンシャフト１０と一体に回転する。ドライブピニオンシャフト１０の前端はインナーハブ１２１よりも前方に突出しており、この突出した部分にワッシャ１２３，１２４を介してロックナット１２２が螺合している。これにより、インナーハブ１２１及びアウターハウジング１１０が、ドライブピニオンシャフト１０から抜け止めされる。インナーハブ１２１とアウターハウジング１１０の底壁部１１１との間には、ボールベアリング１２５が設けられている。これにより、インナーハブ１２１とアウターハウジング１１０とは相対回転自在となる。インナーハブ１２１とアウターハウジング１１０の底壁部１１１との間には、シールリング１３６が設けられている。シールリング１３６は、アウターハウジング１１０内のシリコーンオイルを封止する。

インナーハブ１２１の後端は、アウターハウジング１１０よりも後方に突出している。この突出した部分と後記する第１ハウジング６０との間に、後に詳述するオイルシール２１が設けられている。これにより、水や塵等が、オイルシール２１で遮断され、後記するテーパーローラベアリング１３に浸入しないようになっている。

アウタープレート１３０、インナープレート１４０は、リング状の薄板であって、前後方向において交互に積層された状態で、アウターハウジング１１０とインナーハブ１２１との間のリング状の空間に収容されている。アウタープレート１３０の外周面に形成されたスプラインは、アウターハウジング１１０の内周面に形成されたスプラインと嵌合している。これにより、アウタープレート１３０はアウターハウジング１１０と一体で回転する。インナープレート１４０の内周面に形成されたスプラインは、インナーハブ１２１の外周面に形成されたスプラインと嵌合している。これにより、インナープレート１４０はインナーハブ１２１と一体で回転する。アウターハウジング１１０内にはシリコーンオイルが封入されている。アウタープレート１３０とインナープレート１４０との回転数差が生じると、その間のシリコーンオイルで剪断力が生成され、アウタープレート１３０とインナープレート１４０との間で動力が伝達される。

カバー１５１は、アウタープレート１３０及びインナープレート１４０の積層体の後方において、サークリップ１５２によって、アウターハウジング１１０に取り付けられている。カバー１５１とインナーハブ１２１との間には、ベアリング１５３が設けられている。これにより、カバー１５１とインナーハブ１２１とは相対回転自在となる。カバー１５１とアウターハウジング１１０との間にはＯリング１５４が設けられており、カバー１５１とインナーハブ１２１との間にはシールリング１５５が設けられている。Ｏリング１５４及びシールリング１５５は、アウターハウジング１１０内のシリコーンオイルを封止する。カバー１５１には、シリコーンオイルの注入時に取り外されるボルト１５６が螺合している。また、カバー１５１には、シリコーンオイルの注入時に外部への空気の抜け通路となる空気抜き孔１５７が形成されている。図１は、空気抜き孔１５７にボールが圧入され、空気抜き孔１５７が閉じた状態を記載している。

「終減速装置１」
終減速装置１は、ドライブピニオンシャフト１０と、リングギヤ２０と、デフケース３０と、２つのピニオンギヤ４１及び２つのサイドギヤ４２と、デフケース３０を回転自在で収容したハウジング５０と、ハウジング５０に対してデフケース３０を回転自在とする２つのテーパーローラベアリング８０と、を備えている。デフケース３０とピニオンギヤ４１とサイドギヤ４２とが差動装置を構成する。ハウジング５０は、軸心Ｏ２と平行な面に沿って分割され、前側の第１ハウジング６０と後側の第２ハウジング７０とで構成されている。

ドライブピニオンシャフト１０は、その後端に円錐台状のドライブピニオンギヤ１２を備えて、略前後方向に沿う軸心Ｏ１回りに回転する。ドライブピニオンギヤ１２はリングギヤ２０に直交して噛合しており、これによりドライブピニオンシャフト１０の動力が９０°偏向される。ドライブピニオンシャフト１０は、テーパーローラベアリング１３，１４を介して、第１ハウジング６０に回転自在に支持されている。テーパーローラベアリング１３とテーパーローラベアリング１４との間にはコラプサブルスペーサ１５が介装されている。

デフケース３０は、左右方向に延びる軸心Ｏ２回りに回転するものであり、球殻状のデフケース本体３１と、デフケース本体３１の両端にそれぞれ形成された円筒状のボス部３２、３２と、リング状のフランジ部３３と、を備えている。リングギヤ２０は、ボルト３４によってフランジ部３３と締結されている。デフケース本体３１には、ピニオンシャフト４３が軸心Ｏ２と直交する方向に延びて取り付けられている。各ピニオンギヤ４１は、ピニオンシャフト４３を回転中心として、ピニオンシャフト４３に回転自在に取り付けられている。各サイドギヤ４２は、ピニオンシャフト４３の左側又は右側のそれぞれにおいて、軸心Ｏ２を中心として回転自在に配置されると共に、２つのピニオンギヤ４１、４１と噛合している。左側又は右側の後輪と連動して回転するドライブシャフト（図示せず）は、ボス部３２を挿通してサイドギヤ４２とスプライン結合する。

「潤滑油案内部材２」
テーパーローラベアリング１３とオイルシール２１との間には、潤滑油案内部材２が設けられている。以下、潤滑油案内部材２について２つの実施形態を説明する。
「第１実施形態」
図２ないし図４において、潤滑油案内部材２は、軸心Ｏ１の円周方向に延在する案内部３と、案内部３の上部に設けられ、下方にかつ軸心Ｏ１方向に延在する受け部４と、を有している。案内部３は、ベース部５と傾斜部６とを備えている。

ベース部５は、軸心Ｏ１方向に沿う面が軸心Ｏ１回りに無端環状に形成されている。傾斜部６は、ベース部５の後縁側に形成されており、ベース部５の中程を起端（下端）７とし、この起端７から少なくとも車両前進時の回転方向Ｐに向けて受け部４まで周方向に延在し、径内方向に向かうにしたがいテーパーローラベアリング１３に近づくように傾斜する板部として形成されている。これにより、傾斜部６は、ベース部５からテーパーローラベアリング１３を指向して延在することとなる。傾斜部６の起端７の高さ位置は、概ね軸心Ｏ１の高さ位置と同程度であることが好ましい。場合により、傾斜部６の起端７の高さ位置は、テーパーローラベアリング１３とオイルシール２１との間の油貯溜スペース８に貯溜した潤滑油の油面高さＯ．Ｌ．と同程度としてもよい。油貯溜スペース８には、図１のリングギヤ２０で掻き上げた潤滑油がハウジング５０の内壁、テーパーローラベアリング１４，１３を通って貯溜している。受け部４は、ベース部５の上部の内周面から径内方向に突設された側面視略矩形状の板部として形成されている。つまり、受け部４は、軸心Ｏ１の円周方向と交差する面を構成する。受け部４の後縁は傾斜部６に接続している。

以上の形状からなる潤滑油案内部材２は、オイルシール２１に取り付けられている。オイルシール２１は、金属環２４を有する外周側の嵌め合い部２２と、内周側のリップ部２３とを備えており、嵌め合い部２２が第１ハウジング６０に嵌合固定され、リップ部２３がインナーハブ１２１に摺接して、テーパーローラベアリング１３に向けて凹状に開口するように配置されている。潤滑油案内部材２は、ベース部５が嵌め合い部２２に内嵌されることで、オイルシール２１に取り付けられる。

「作用」
車両前進時、オイルシール２１の凹部に貯溜した潤滑油は、ドライブピニオンシャフト１０の回転方向Ｐの回転により掻き上げられ、同時に回転による連れ回り作用により、凹部における油面から潤滑油案内部材２の案内部３を伝って上部へと流れる。図４において、主にベース部５を伝って上部に流れた潤滑油Ｆ１は、受け部４で止められて傾斜部６によりテーパーローラベアリング１３（図２）に供給される。油面から傾斜部６に流れた潤滑油Ｆ２も、上方に流れつつ傾斜部６に沿って流れることでテーパーローラベアリング１３に供給される。

遠心力と連れ回りの効果が小さい低速走行時には、油貯溜スペース８の底部の油貯溜部から上部に供給される潤滑油は少量となり、テーパーローラベアリング１３の上部側まで届くことなく底部に戻ってしまう。これに対し、本実施形態によれば、潤滑油案内部材２により、少量の潤滑油であってもテーパーローラベアリング１３の上部側まで十分な潤滑油を供給できる。

潤滑油案内部材２をオイルシール２１の嵌め合い部２２に内嵌する構造としたことで、先に潤滑油案内部材２をオイルシール２１に装着した状態で、オイルシール２１を第１ハウジング６０に組み付ける組み付け作業となる。これにより、オイルシール２１に対する潤滑油案内部材２の組み付け状態の目視が可能となり、かつ組み付け作業の簡略化を図れる。

「第２実施形態」
図５ないし図７において、第２実施形態の潤滑油案内部材２Ａも、軸心Ｏ１の円周方向に延在する案内部３Ａと、案内部３Ａの上部に設けられ、鉛直方向かつ軸心Ｏ１方向に延在する受け部４Ａと、を有している。案内部３Ａは、ベース部５Ａと傾斜部６Ａとを備えている。

ベース部５Ａは、軸心Ｏ１の径方向に沿う面が軸心Ｏ１回りに環状に形成されており、上部が切り欠かれて有端環状に形成されている。傾斜部６Ａは、ベース部５Ａの内縁側に形成されており、ベース部５Ａの中程を起端（下端）７Ａとし、この起端７Ａから少なくとも車両前進時の回転方向Ｐに向けて受け部４Ａまで周方向に延在し、径内方向に向かうにしたがいテーパーローラベアリング１３に近づくように傾斜する板部として形成されている。これにより、傾斜部６Ａは、ベース部５Ａからテーパーローラベアリング１３を指向して延在することとなる。傾斜部６Ａの起端７Ａの高さ位置は、概ね軸心Ｏ１の高さ位置と同程度であることが好ましい。場合により、傾斜部６Ａの起端７Ａの高さ位置は、油貯溜スペース８に貯溜した潤滑油の油面高さＯ．Ｌ．と同程度としてもよい。受け部４Ａは、ベース部５Ａの上部の前面から前方に突設された側面視略矩形状の板部として形成されている。つまり、受け部４Ａは、軸心Ｏ１の円周方向と交差する面を構成する。本実施形態の潤滑油案内部材２Ａは、ベース部５Ａが、オイルシール２１の嵌め合い部２２の後端と第１ハウジング６０とに挟持されている。

「作用」
本実施形態によっても、車両前進時、オイルシール２１の凹部に貯溜した潤滑油は、ドライブピニオンシャフト１０の回転方向Ｐの回転により掻き上げられ、同時に回転による連れ回り作用により、凹部における油面から潤滑油案内部材２Ａの案内部３Ａを伝って上部へと流れる。図７において、主にベース部５Ａを伝って上部に流れた潤滑油Ｆ１は、受け部４Ａで止められて傾斜部６Ａによりテーパーローラベアリング１３（図２）に供給される。油面から傾斜部６Ａに流れた潤滑油Ｆ２も、上方に流れつつ傾斜部６Ａに沿って流れることでテーパーローラベアリング１３に供給される。

潤滑油案内部材２をオイルシール２１と他部材（第１ハウジング６０）とで挟持する構造としても、組み付け作業の簡略化を図れる。

以上、本発明の好適な２つの実施形態を説明した。潤滑油案内部材２，２Ａは鋼板をプレス成型したものでもよいし、耐熱性と耐油性を備えた樹脂材料で一体に成型したものでもよい。また、本発明は、傘歯車を備えた終減速装置に限らず、平歯車を備える変速機等、他の動力伝達装置にも適用可能である。
さらに、実施形態では、オイルシール２１がハウジング５０と粘性継手１００のインナーハブ１２１との間をシールする場合を説明した。しかし、シール対象はインナーハブ１２１に限定されず、例えば、ドライブピニオンシャフトに、コンパニオンフランジ等の他の円筒状の動力伝達部材がスプライン結合され、オイルシールがハウジングとコンパニオンフランジ等の動力伝達部材との間をシールする構造であってもよい。

１ 終減速装置
２，２Ａ 潤滑油案内部材
３，３Ａ 案内部
４，４Ａ 受け部
５，５Ａ ベース部
６，６Ａ 傾斜部
７，７Ａ 起端
８ 油貯溜スペース
１０ ドライブピニオンシャフト（回転軸）
１３ テーパーローラベアリング（軸受）
２１ オイルシール
５０ ハウジング

Claims (7)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に外嵌される軸受と、
   前記軸受を内嵌するハウジングと、
   前記軸受と同軸かつ隣接して配置されるオイルシールと、
   を有する動力伝達装置であって、
   前記軸受と前記オイルシールとの間に、
   軸心の円周方向に延在する案内部と、前記案内部の上部に設けられ、下方かつ軸心方向に延在する受け部と、を有する潤滑油案内部材を備えていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記案内部には、
   下方から少なくとも車両前進時の回転方向に向けて前記受け部まで周方向に延在し、径内方向に向かうにしたがい前記軸受に近づくように傾斜する傾斜部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記オイルシールは、金属環を有する外周側の嵌め合い部と、内周側のリップ部とを備えて構成され、
   前記潤滑油案内部材が前記嵌め合い部に内嵌されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記潤滑油案内部材が前記オイルシールと他部材とに挟持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。
5. 前記潤滑油案内部材が鋼板材料からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
6. 前記潤滑油案内部材が樹脂材料からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
7. 前記回転軸は、終減速装置のドライブピニオンシャフトであり、
   前記ドライブピニオンシャフトには、円筒状の動力伝達部材がスプライン結合され、
   前記オイルシールは、前記ハウジングと前記動力伝達部材との間をシールすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の動力伝達装置。

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