JP4832980B2 - ディファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ディファレンシャル装置の潤滑構造に関する。

自動車用オートマチックトランスミッション（ＡＴ）又はマニュアルトランスミッション（ＭＴ）に一体的に組み込まれたディファレンシャル装置の潤滑構造においては、一般的に、ディファレンシャル装置と、ディファレンシャル装置のディファレンシャルケースに取り付けられたファイナルドリブンギヤがトランスミッションケース内に配設されており、ファイナルドリブンギヤの回転を利用してトランスミッションケース内に貯留された潤滑油を掻き揚げて潤滑するように構成されている。

ディファレンシャル装置のインボード部（ボス部）を介してディファレンシャルケース内に設けられたピニオンギヤやピニオンシャフト等を潤滑する場合、トランスミッションケース側に潤滑油を案内する案内溝を設け、オイルシールとベアリングとの間の空間に潤滑油を案内して、インボード部を介してディファレンシャル装置内を潤滑する構造が知られている。

この場合、ディファレンシャルケースのインボード部の内壁に深さが一定の螺旋状の溝を設けることにより、オイルシールとベアリングとの間の空間に案内された潤滑油をディファレンシャルケースの回転力を利用してディファレンシャルケース内に導き、ピニオンギヤ、ピニオンシャフト、サイドギヤ等を潤滑する構造が提案されている。

また、実公平２−１８３７５号公報には、ディファレンシャル装置のインボード部の内壁に螺旋溝を設ける替わりに、車軸外周に螺旋溝を設けたディファレンシャル装置の潤滑構造が開示されている。
実公平２−１８３７５号公報

ところで、最近は高車速化に伴う高回転時の潤滑油膜保持や車両の長期保障制度に沿ったオイルノーメンテナンス化の流れに伴って、ディファレンシャル装置の更なる耐久性向上が求められており、上述した従来の技術による潤滑油供給構造に加えて、より一層潤滑油を効率良くディファレンシャル装置内に供給する構造が必要とされている。

インボード部内壁に形成された従来の潤滑油供給用の螺旋溝は、螺旋溝の断面形状が三角形状で且つその深さが軸方向に渡り一定となっている。そのため、潤滑油が溝の壁面と接触する量が多いので、潤滑油の壁面との接触による抵抗が大きく、潤滑油の供給が効率的でないという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、潤滑油をディファレンシャル装置内に効率良く供給可能なディファレンシャル装置の潤滑構造を提供することである。

請求項１記載の発明によると、一対の車軸を一対のインボード部によって回転可能に支持するディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースに取り付けられたファイナルドリブンギヤとを含み、トランスミッションケースに回転可能に取り付けられたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、前記各インボード部の内周に当該インボード部の端部からディファレンシャル装置の中心部に向かって深さが徐々に深くなる螺旋溝を設けたことを特徴とするディファレンシャル装置の潤滑構造が提供される。

請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記螺旋溝の断面形状が半円形状であることを特徴とするディファレンシャル装置の潤滑構造が提供される。

請求項１記載の発明によると、各インボード部の内周に形成した螺旋溝の深さをインボード部の端部からディファレンシャル装置の中心部に向かって徐々に深くなるようにしたので、潤滑油がディファレンシャル装置の内部に進行するに従ってより強い遠心力が発生する。

その分力はディファレンシャルケース内部に向かうものとなるため、潤滑油をディファレンシャルケース内部に導き易くなり、ディファレンシャル装置を効率的に潤滑することができる。

請求項２記載の発明によると、螺旋溝の断面形状を半円形状にすることにより、螺旋溝の内壁と潤滑油の接触量が少なくなり、同じ流量の潤滑油を供給する際に油の粘性力による抵抗を減らすことができる。その結果、潤滑油の流れをスムーズにすることができ、より多くの潤滑油をディファレンシャルケース内に供給することができる。

加えて、従来三角形状であった螺旋溝の断面形状を半円形状とすることにより、螺旋溝底部の応力集中を小さくすることも期待でき、ディファレンシャル装置の小型化及び軽量化が期待できる。

図１を参照すると、本発明の潤滑構造を採用したディファレンシャル装置が組み込まれたマニュアルトランスミッション（ＭＴ）の縦断面図が示されている。ここでは、ディファレンシャル装置をＭＴに組み込んだ例について説明するが、本発明のディファレンシャル装置はオートマチックトランスミッション（ＡＴ）にも同様に組み込み可能なことは勿論である。

トランスミッションケース１０にメインシャフト（入力シャフト）１２及びカウンタシャフト（出力シャフト）１４が回転自在に支持され、リバースシャフト１６の両端が固定的に支持されている。メインシャフト１２、カウンタシャフト１４及びリバースシャフト１６は互いに平行に配置されている。

符号１８は変速クラッチを示しており、変速クラッチ１８のフライホイール２２はボルト２４によりエンジンのクランクシャフト２０に連結されている。クラッチカバー２６はボルト２８によりフライホイール２２に固定されている。このクラッチカバー２６にはプレッシャプレート３０が図示しないリベットにより軸方向に移動可能に取り付けられている。

クラッチカバー２６にはダイヤフラムスプリング３２が取り付けられており、その外周端部がプレッシャプレート３０を押圧するように付勢されている。フライホイール２２とプレッシャプレート３０の間にはクラッチディスク３４が挟持されている。

図示したクラッチオン状態では、ダイヤフラムスプリング３２の付勢力によりプレッシャプレート３０がクラッチディスク３４のフェーシングに強固に押し付けられ、フライホイール２２の回転はクラッチディスク３４を介してメインシャフト１２に直接伝達される。

レリーズベアリング３６が軸方向に摺動可能に取り付けられており、クラッチペダルを踏むと、レリーズフォーク３８がレリーズベアリング３６を図１で右方向に移動させる。これにより、ダイヤフラグスプリング３２の付勢力は解除され、クラッチオフの状態となり、クラッチ１８を介したクランクシャフト２０の回転力のメインシャフト１２への伝達が遮断される。

メインシャフト１２には１速ドライブギヤ４０及び２速ドライブギヤ４２が固設されると共に、３速ドライブギヤ４４、４速ドライブギヤ４６、５速ドライブギヤ４８及び６速ドライブギヤ５０が相対回転自在に支持されている。

一方、カウンタシャフト１４には１速ドライブギヤ４０及び２速ドライブギヤ４２にそれぞれ噛合する１速ドリブンギヤ５２及び２速ドリブンギヤ５４が相対回転自在に支持されると共に、３速ドライブギヤ４４、４速ドライブギヤ４６、５速ドライブギヤ４８及び６速ドライブギヤ５０にそれぞれ噛合する３速ドリブンギヤ５６、４速ドリブンギヤ５８、５速ドリブンギヤ６０及び６速ドリブンギヤ６２が固設されている。

各変速ギヤ段の切替は、３つのシンクロメッシュ機構６４、６６及び６８によって行われる。第１のシンクロメッシュ機構６４は１速ドリブンギヤ５２と２速ドリブンギヤ５４との間におけるカウンタシャフト１４上に設けられている。

第２のシンクロメッシュ機構６６は、３速ドライブギヤ４４と４速ドライブギヤ４６との間におけるメインシャフト１２上に設けられている。第３のシンクロメッシュ機構６８は、５速ドライブギヤ４８と６速ドライブギヤ５０との間におけるメインシャフト１２上に設けられている。

シフトチェンジ時を除いて、メインシャフト１２の動力はシンクロメッシュ機構６４、６６及び６８の操作によって選択された変速ギヤ段を介して、カウンタシャフト１４へ伝達される。

そして、ファイナルドライブギヤ７０及びファイナルドリブンギヤ７２から構成される終減速機構の終減速比によって減速された後、デファレンシャル装置７４に伝達される。これによって、左右の車軸７６，７８を介して左右の駆動輪が前進方向に回転する。

一方、後退時においては、まず、全てのシンクロメッシュ機構６４〜６８が中立状態に設定される。メインシャフト１２に固定的に取り付けられたリバースドライブギヤ８０とシンクロメッシュ機構６４の外周に相対回転不能に取り付けられたリバースドリブンギヤ８２とは直接噛み合っていないが、一列に並んだ状態に配置されている。

この状態で、リバースシャフト１６上に回転自在及び摺動自在に取り付けられたリバースアイドラギヤ８４が、リバースシャフト１６上を軸方向にスライドし、リバースドライブギヤ８０及びリバースドリブンギヤ８２の双方と噛み合う。

これにより、メインシャフト１２の動力は、リバースドライブギヤ８０，リバースアイドラギヤ８４及びリバースドリブンギヤ８２を介してカウンタシャフト１４に伝達される。

後退時においては、リバースアイドラギヤ８４を介してカウンタシャフト１４に動力が伝達されるため、カウンタシャフト１４の回転方向は前進時とは逆となり、駆動輪は後進方向に回転する。

尚、図１においては、リバースシャフト１６及びリバースアイドラギヤ８４の構造を明確にするため、これらをリバースドライブギヤ８０及びリバースドリブンギヤ８２の上方に図示しているが、実際には、リバースアイドラギヤ８４はリバースドライブギヤ８０及びリバースドリブンギヤ８２の双方と噛み合い可能な位置に存在する点に留意されたい。

次に、図２を参照して、デファレンシャル装置７４の構造を詳細に説明する。尚図２においては、トランスミッションケース１０は一部のみ図示されている。ディファレンシャル装置７４は、トランスミッションケース１０に一対のボールベアリング８６，８８を介して回転自在に支持されたディファレンシャルケース（デフケース）９０を含んでいる。

ディファレンシャルケース９０には、ファイナルドリブンギヤ７２及びトランスファドライブギヤ７３が複数本のボルト（一本のみ図示）９２により固定されている。トランスファドライブギヤ７３はトランスファドリブンギヤ７５と噛合している。

ディファレンシャルケース９０は車体左右方向に伸びる１対のインボード部（ボス部）９４，９６を有している。左側のインボード部９４内周に左車軸７６の軸端部が回転自在に支持されると共に、右側のインボード部９６内周に右車軸７８の軸端部が回転自在に支持されている。

ディファレンシャルケース９０には、両車軸７６，７８の対向端部間に位置し、且つ両者軸７６，７８の軸線と直交するように、互いに直交する一対のピニオンシャフト９８，１００が支持されている。各ピニオンシャフト９８，１００は、ディファレンシャルケース９０に回転不能且つ挿抜不能に固定されている。

ピニオンシャフト９８には一対のピニオンギヤ（ディファレンシャルピニオン）１０２，１０４が回転自在に支持されている。同様に、ピニオンシャフト１００には一対のピニオンギヤ（図示せず）が回転自在に支持されている。これらのピニオンギヤ１０２，１０４に噛合する一対のサイドギヤ（ドライブピニオン）１０６，１０８が左車軸７６及び右車軸７８にそれぞれスプライン結合されている。

ピニオンギヤ１０２の背面とディファレンシャルケース９０との間には曲面状のスラフトワッシャ１１０が介装されている。同様に、ピニオンギヤ１０４の背面とディファレンシャルケース９０との間にも曲面状のスラフトワッシャ（図示せず）が介装されている。

同様に、ピニオンシャフト１００に支持されているピニオンギヤの背面とディファレンシャルケース９０との間にも曲面状のスラフトワッシャが介装されている。更に、サイドギヤ１０６，１０８とディファレンシャルケース９０との間には平面状のスラフトワッシャ１１２，１１４が介装されている。

左車軸７６とトランスミッションケース１０の間に設けたオイルシール１１６と左側のボールベアリング８６との間には、ファイナルドリブンギヤ７２により掻き揚げられて飛び散り、トランスミッションケース１０に設けた潤滑油案内溝を伝わって集められた潤滑油が供給される環状溝（環状空間）１１８が形成されている。

同様に、右車軸７８とトランスミッションケース１０との間に設けられたオイルシール１２０と右側のボールベアリング８８との間に、ファイナルドリブンギヤ７２により掻き揚げられて飛び散り、トランスミッションケース１０に設けた潤滑油案内溝を伝わって集められた潤滑油が供給される環状溝（環状空間）１２２が形成されている。

左側のインボード部９４の内周にはその端部からディファレンシャル装置７４の中心部、即ちディファレンシャルケース９０の内部に向かって深さが徐々に深くなる螺旋溝１２４が設けられている。螺旋溝１２４はその断面形状（底面形状）１２４ａが半円形状をしている。螺旋溝１２４に連通した潤滑油取り込み口１２６が環状溝１１８に開口している。

同様に、右側のインボード部９６の内周にはその端部からディファレンシャル装置７４の中心部、即ちディファレンシャルケース９０の内部に向かってその深さが徐々に深くなる螺旋溝１２８が設けられている。螺旋溝１２８はその断面形状（底面形状）１２８ａが半円形状をしている。螺旋溝１２８に連通する潤滑油取り込み口１３０が環状溝１２２に開口している。

軸方向に長いサイドギヤ１０６を収容したディファレンシャルケース９０の内壁部分９１は、インボード部９４からディファレンシャル装置７４の中心部に向かうに従いその径が拡大するようにスロープ化されている。

これにより、インボード部９４から供給された潤滑油がディファレンシャル装置７４の内部に進行するに従ってより強い遠心力が発生する。その分力がディファレンシャルケース９０の内部に向かうものとなるため、供給された潤滑油をピニオンギヤ１０２，１０４着座部に効率良く集めることができる。

潤滑油の油面高さは、遠心力を受けた際左右車軸７６，７８の底面と概略同一高さとなるのが好ましい。これにより、サイドギヤ１０６，１０８の外周に流れるオイルと、サイドギヤ１０６，１０８の内周に切られたスプラインに流れるオイルとの良好なバランスを取ることができる。

以上説明した本発明実施形態のディファレンシャル装置の潤滑構造によると、ディファレンシャルケース９０のインボード部９４，９６の内面に形成された螺旋溝１２４，１２８が潤滑油取り込み口１２６，１３０からディファレンシャルケース９０の内部に向かうに従いその深さが徐々に深くなるようになっている。

その結果、ディファレンシャルケース９０が回転すると潤滑油がケース内部に向かうに従ってより強い遠心力が発生する。その分力がディファレンシャルケース９０の内部に向かうものとなるため、潤滑油をディファレンシャルケース９０の内部に導き易くなり、必要な潤滑油を十分に確保することができ、ディファレンシャル装置７４のピニオンシャフト９８，１００、ピニオンギヤ１０２，１０４、サイドギヤ１０６，１０８等を効率良く十分に潤滑することができる。

また、螺旋溝１２４，１２８の断面形状が半円形状であるため、螺旋溝１２４，１２８の内壁と潤滑油の接触量が少なくなり、同じ流量の潤滑油を供給する際に油の粘性力による抵抗を減らすことができる。その結果、潤滑油の流れをスムーズにすることができ、より多くの潤滑油をディファレンシャルケース９０の内部に供給することができる。

加えて、従来三角形状であった断面形状を半円形とすることにより、螺旋溝１２４，１２８底部の応力集中を小さくすることも期待でき、ディファレンシャル装置の小型化及び軽量化が期待できる。

本発明の潤滑構造を有するディファレンシャル装置を組み込んだマニュアルトランスミッションの縦断面図である。 本発明の潤滑構造を有するディファレンシャル装置の縦断面図である。

符号の説明

１０ トランスミッションケース
７２ ファイナルドリブンギヤ
７４ ディファレンシャル装置
７６ 左車軸
７８ 右車軸
８６，８８ ボールベアリング
９０ ディファレンシャルケース
９４，９６ インボード部
９８，１００ ピニオンシャフト
１０２，１０４ ピニオンギヤ
１０６，１０８ サイドギヤ
１１６，１２０ オイルシール
１２４，１２８ 螺旋溝

Claims (2)

1. 一対の車軸を一対のインボード部によって回転可能に支持するディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケースに取り付けられたファイナルドリブンギヤとを含み、トランスミッションケースに回転可能に取り付けられたディファレンシャル装置の潤滑構造であって、
   前記各インボード部の内周に当該インボード部の端部からディファレンシャル装置の中心部に向かって深さが徐々に深くなる螺旋溝を設けたことを特徴とするディファレンシャル装置の潤滑構造。
2. 前記螺旋溝の断面形状が半円形状であることを特徴とする請求項１記載のディファレンシャル装置の潤滑構造。