JP5246007B2 - デファレンシャル機構の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等のデファレンシャル機構における軸受部の潤滑構造に関する。

デファレンシャル機構（差動歯車機構）は、２つの回転軸（車輪に接続されるドライブシャフト）に、回転差を付けて駆動力を伝達する機構である。典型的なデファレンシャル機構の構造としては、ファイナルギヤと共に回転するデフケース（デファレンシャルギヤのケース）の内部に、デフケースに軸支された傘歯車と、ドライブシャフトに接続される２つの傘歯車が備えられている。トランスミッションのピニオンギヤによってファイナルギヤおよびデフケースが回転されると、ドライブシャフトに接続された２つの傘歯車のうち、負荷の小さな方の傘歯車が多く回転するように動作する。

上記のように歯車の多いデファレンシャル機構においては、潤滑が重要である。特にデフケースの軸受部は、粘度の低い潤滑油を常時供給する必要がある。ここでデファレンシャル機構を収容するデフハウジングの内部に潤滑油を軸受部の下部が潤滑油に浸るレベルまで充填すると、デフケースの回転抵抗が大きくなりすぎる問題がある。

そこで従来から、デフケースの軸受部の潤滑については、特許文献１に例示されるような飛沫潤滑が提案されている。特許文献１に開示されたデファレンシャル機構の油潤滑構造は、デフハウジング内において軸受部の下方にのみ潤滑油を充填し、ファイナルギヤおよびデフケースの回転によって上方に掻上げて、デフハウジングの上方に設けたリブによって潤滑油の飛沫を受け止め、デフハウジングの内壁に設けたリブに潤滑油を伝わせてデフケースの軸受部に供給するものである。

特許文献１に記載の構成では、潤滑油を流下させて軸受部を潤滑するため、潤滑油を伝わせるリブ（内壁に設けたリブ）は、軸受部の上方にほぼ縦方向（鉛直方向）に設けられるという構造上の特徴を有している。上記構成によれば、軸受部が浸るまで潤滑油を充填しなくても、軸受部に潤滑油を供給することが可能となる。

特開平１１−４８８０６号公報

上記したように、デファレンシャル機構の潤滑には潤滑油は必要であるけれども、潤滑油が多いと回転抵抗となる。そのため近年では、燃費向上を目的として、さらに充填オイル量を減少させたいという要請がある。しかし特許文献１に記載の構成では、充填オイル量が少なくなると潤滑油の飛沫の量が少なくなるため、潤滑不良につながるおそれがあり、単に充填オイル量を少なくすることは困難である。

また特許文献１に記載の構成では、低車速で潤滑油が飛散しない場合には、まったく潤滑がなされないという問題がある。

そこで本発明は、充填オイル量が少なくても、またデフケースの回転数が低い場合であっても、デフケースを支持する軸受部に潤滑油を供給することのできるデファレンシャル機構の潤滑構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるデファレンシャル機構の潤滑構造の代表的な構成は、デファレンシャル機構の一部として回転するデフケースと、デファレンシャル機構を収容するデフハウジングと、デフハウジングの内壁に配置されてデフケースを軸支する軸受部と、デフハウジングの内壁に設けられたオイル案内溝とを備えたデファレンシャル機構の潤滑構造において、オイル案内溝は、一端側を軸受部に連結するとともに他端側を軸受部から離れる方向に延設し、かつ、このオイル案内溝を、一端側から他端側に向けて上方に傾斜させたことを特徴とする。

デフケースが回転すると、潤滑油がデフハウジングの内部で押し寄せられて、油面がデフケースの回転方向下流側に向かって持ち上がるように傾斜する。また車両の加速による慣性によっても、潤滑油の油面は同様に傾斜する。そして上記構成によれば、傾斜により持ち上がった潤滑油がオイル案内溝に入り込み、オイル案内溝を伝わせて潤滑油を軸受部に供給することができる。これにより、充填オイル量が少なく飛沫の量が少なかったとしても、またデフケースの回転数が低い場合であっても、軸受部に十分な潤滑油を供給することができる。

なお、オイル案内溝は、デフハウジングの内壁に凹部を設けて構成してもよいし、内壁に１または２以上のリブを略平行に立設して構成してもよい。またオイル案内溝は、軸受部を中心とする略放射状に複数条の溝を設けて構成してもよい。

オイル案内溝の一端側は、軸受部の下部に連結されていてもよい。これにより、オイル案内溝全体の高さを下げることができ、デフハウジングに充填する潤滑油の量をより低減することが可能となる。

オイル案内溝の他端側に、他端側に向かって次第に上下方向の幅が広くなる幅広部を有していてもよい。これにより、より多くの潤滑油をオイル案内溝に取り込むことができる。また、オイル案内溝に取り込まれた潤滑油は幅広部を流下する間に流速が早められるため、確実に軸受部に案内することができる。

デフハウジングの内壁に、オイル案内溝の下面壁に沿ってデフケースの側に突出するリブが立設されていてもよい。これにより、さらに搬送できる潤滑油の量を増やすことができる。

本発明にかかるデファレンシャル機構の潤滑構造によれば、充填オイル量が少なくても、またデフケースの回転数が低い場合であっても、デフケースを支持する軸受部に潤滑油を安定して供給することができる。

デファレンシャル機構の潤滑構造を含むトランスミッション周辺の内部構成を示す平断面図である。 デフハウジングの一部を含むハウジングパーツの側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 潤滑油の動きを説明するデフハウジングの側面図である。 他の実施形態を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本実施形態において上下方向とはトランスミッションを車載した際の重力方向に基づく上下方向を云い、前後方向とはトランスミッションを搭載した車輌の前後方向を云う。

図１はデファレンシャル機構の潤滑構造を含むトランスミッション周辺の内部構成を示す平断面図（上から見た図）である。図１に示すトランスミッション１１６はＦＦ駆動のマニュアルトランスミッションである。クラッチハウジング１１０には不図示のクラッチ機構（クラッチプレートやフライホイール）が収容されており、不図示のエンジンの駆動力をメインシャフト１１２に伝達する。メインシャフト１１２はトランスミッションハウジング１１４内において複数のギヤからなるトランスミッション１１６（変速機構）が取り付けられており、カウンタシャフト１１８へと駆動力を伝達する。カウンタシャフト１１８に固定されたピニオンギヤ１２０から、ファイナルギヤ１３０へと駆動力が伝達される。

ファイナルギヤ１３０は、デファレンシャル機構２００の一部であるデフケース２２０の外周に取り付けられており、デフケース２２０と一体となって回転する。デフケース２２０の内部には、ピニオンシャフト２２２によって軸支された傘歯車２２４ａ、２２４ｂと、不図示のドライブシャフトにそれぞれ接続される２つの傘歯車２２６ａ、２２６ｂが収容されている。傘歯車２２４ａ、２２４ｂと傘歯車２２６ａ、２２６ｂはそれぞれ噛合しており、ファイナルギヤ１３０が回転すると（すなわちデフケース２２０が回転すると）、傘歯車２２６ａ、２２６ｂのうち負荷の小さな方が多く回転する。

デファレンシャル機構２００は、デフハウジング２３０に収容されている。そしてデフケース２２０は、デフハウジング２３０の内壁２３０ａに配置された軸受部２３２、２３４によって軸支されている。軸受部２３２、２３４はリング状のベアリング機構である。各軸受部２３２、２３４には、デフハウジング２３０の内部で潤滑油２５０を供給する必要がある。

そこで本実施形態においては、次に説明するようにデフハウジング２３０の内壁２３０ａにオイル案内溝２４０を設けて、軸受部２３４に潤滑油２５０を供給する。

図２はデフハウジング２３０の一部を含むハウジングパーツの側面図（図の上方向が車両上方、左方が車両前方）である。図２に示すハウジングパーツは、クラッチハウジング１１０、トランスミッションハウジング１１４、およびデフハウジング２３０のそれぞれ半分を備えるダイキャスト製のハウジングである。そしてデフハウジング２３０の軸受部２３４を配置した内壁２３０ａには、図２に示すようにオイル案内溝２４０が備えられている。デフハウジング２３０の内部空間は、軸受部２３４に対してトランスミッションハウジング１１４側と反対側（以下、「反トランスミッションハウジング側」という。）において、デフケース２２０の外周に沿う円筒形をなしている。したがって、デフハウジング２３０の底壁面２３０ｂは、後壁面２３０ｃに向かって、デフケース２２０の外周に沿って上方へ立ち上がる形状となっている。そして上記の軸受部２３４を配置した内壁２３０ａとは、デフケース２２０の回転軸と交差する側壁面（縦壁面）である。

オイル案内溝２４０は、一端側２４０ａを軸受部２３４に連結し、他端側２４０ｂを軸受部２３４に対してデフケース２２０が回転に伴って上昇する側の内壁２３０ａ（図２において軸受部２３４の右側）に配置されている。なお、オイル案内溝２４０は軸受部２３４に対して車両後方側へ延びている。オイル案内溝２４０は、軸受部２３４に連結された一端側２４０ａから、軸受部２３４から遠い側の他端側２４０ｂに向かって、水平方向から若干上方に傾斜している。

図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、本実施形態においてオイル案内溝２４０は、デフケース２２０の内壁２３０ａに設けた凹部によって構成している。オイル案内溝２４０の一端側２４０ａは、軸受部２３４を嵌合する嵌合凹部２３４ａの内部まで設けられている。すなわちオイル案内溝２４０は軸受部２３４の裏側まで回り込むように形成されており、オイル案内溝２４０を流下する潤滑油２５０が軸受部２３４のベアリングに確実に供給されるように構成されている。

図４は潤滑油２５０の動きを説明するデフハウジングの側面図であって、図４（ａ）はデフケース２２０が回転していない状態を示す図、図４（ｂ）はデフケース２２０が回転している状態を示す図である。図４において左側が車両前方である。

図４（ａ）に示すように、デフハウジング２３０には、潤滑油２５０が充填されている。ただし充填オイル量は少量であって、静置されたときの油面は軸受部２３４に届かず、かつデフケース２２０およびファイナルギヤ１３０の下端が浸る位置にある。

そしてデフケース２２０が回転すると、潤滑油２５０がデフハウジング２３０の内部でデフケース２２０の回転方向（車両後方）へ押し寄せられて、油面が回転方向下流側に持ち上がるように傾斜する。また車両の加速による慣性によっても、潤滑油２５０の油面は上記状態に傾斜する。

そして図４（ｂ）に示すように、傾斜により油面が上昇した潤滑油２５０がオイル案内溝２４０に入り込み、オイル案内溝２４０を伝わせて潤滑油２５０を軸受部２３４に供給することができる。これにより、充填オイル量が少なく飛沫の量が少なかった場合や、またデフケース２２０の回転数が低い場合であっても、軸受部２３４に十分な潤滑油を供給することができる。そして潤滑油２５０の充填オイル量を少なくすることにより、デフケース２２０が回転する際の撹拌抵抗を低減し、燃費の向上を図ることができる。

ここで軸受部２３４に対してトランスミッションハウジング１１４側と反対側では、デフハウジング２３０の底壁面２３０ｂから後壁面２３０ｃに向かってデフケース２２０の外周に沿って上方へ立ち上がっていく形状のため、潤滑油２５０の油面は、反トランスミッションハウジング側の外周側ほど高く持ち上がる。そのため、オイル案内溝２４０の他端側２４０ｂはできる限り反トランスミッションハウジング側に配置することが好ましい。具体的には、オイル案内溝２４０をデフハウジング２３０内の最外周部まで到達する長さとすることが好ましい。これにより、より確実に潤滑油２５０をオイル案内溝２４０に取り込むことができる。

オイル案内溝２４０の一端側２４０ａは軸受部２３４のいずれかの位置に連結されていればよいが、軸受部２３４の下部に連結されていることが好ましい。軸受部２３４のベアリングは回転しているため、下部、極端には下端部に潤滑油２５０が供給されるだけで、軸受部２３４全体に潤滑油２５０を行き渡らせることができる。そして、オイル案内溝２４０の一端側２４０ａを軸受部２３４の下部に連結することにより、オイル案内溝２４０の傾斜角度を維持したままで、全体の高さを下げることができる。これにより、デフハウジング２３０に充填する潤滑油２５０の量をより低減しつつオイル案内溝２４０に潤滑油２５０を導入することが可能となり、潤滑油２５０の撹拌抵抗をさらに低減して、燃費の向上を図ることができる。

また図２および図４に示すように、オイル案内溝２４０の他端側２４０ｂ側には、他端側２４０ｂに向かって次第に上下方向の幅が広くなる幅広部２４２を有している。このように、先に潤滑油２５０に浸されるオイル案内溝２４０の他端側２４０ｂを幅広に形成することにより、より多くの潤滑油２５０をオイル案内溝２４０に取り込むことができる。また、オイル案内溝２４０の溝幅（上面壁と下面壁の間隔）が軸受部２３４に向かうにつれて狭くなるため、オイル案内溝２４０に取り込まれた潤滑油２５０は幅広部２４２を流下する間に流速が早められ、確実に軸受部２３４に案内することができる。

なお、オイル案内溝２４０はデフケース２２０側の側面が開放された凹部である。しかし潤滑油２５０はその表面張力によってオイル案内溝２４０の隅部に沿って流下し、軸受部２３４に到達することができる。

そこで図５に示す他の実施形態の例のように、デフハウジング２３０の内壁２３０ａに、オイル案内溝２４０の下面壁（下縁）に沿ってデフケース２２０側に突出するリブ２３６を立設してもよい。図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。リブ２３６によって、図５（ｂ）に示すようにオイル案内溝２４０の下面壁の面積を拡大することができ、さらに搬送できる潤滑油の量を増やすことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態においてオイル案内溝２４０は凹部であるとして説明した。しかし、内壁２３０ａに１または２以上のリブを略平行に立設することにより、オイル案内溝を構成してもよい。またオイル案内溝２４０は１本であるとして図示および説明をしたが、軸受部２３４を中心とする略放射状に複数条の溝を設けて構成してもよい。

本発明は、自動車等のデファレンシャル機構における軸受部の潤滑構造として利用することができる。

１１０ …クラッチハウジング
１１２ …メインシャフト
１１４ …トランスミッションハウジング
１１６ …トランスミッション
１１８ …カウンタシャフト
１２０ …ピニオンギヤ
１３０ …ファイナルギヤ
２００ …デファレンシャル機構
２２０ …デフケース
２２２ …ピニオンシャフト
２２４ａ、２２４ｂ、２２６ａ、２２６ｂ …傘歯車
２３０ …デフハウジング
２３０ａ …内壁
２３２、２３４ …軸受部
２３４ａ …嵌合凹部
２３６ …リブ
２４０ …オイル案内溝
２４０ａ …一端側
２４０ｂ …他端側
２４２ …幅広部
２５０ …潤滑油

Claims (3)

1. デファレンシャル機構の一部として回転するデフケースと、
   前記デファレンシャル機構を収容するデフハウジングと、
   前記デフハウジングの内壁に配置されて前記デフケースを軸支する軸受部と、
   前記デフハウジングの内壁に設けられたオイル案内溝とを備えたデファレンシャル機構の潤滑構造において、
   前記デフハウジングは、前記軸受部の下方にのみ潤滑油を充填し、車両後方側に向かって前記デフケースの外周に沿って上方へ立ち上がる形状の底壁面を備え、
   前記オイル案内溝は、一端側を前記軸受部の下部に連結するとともに他端側を前記軸受部から車両後方側に向かって延設し、かつ、このオイル案内溝を、一端側から他端側に向けて上方に傾斜させたことを特徴とするデファレンシャル機構の潤滑構造。
2. 前記オイル案内溝は、前記オイル案内溝の他端側に、この他端側に向かって次第に上下方向の幅が広くなる幅広部を有し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機構の潤滑構造。
3. 前記デフハウジングの内壁に、前記オイル案内溝の下面壁に沿って前記デフケースの側に突出するリブが立設さ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機構の潤滑構造。

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