JP5727910B2 - ワッシャ - Google Patents

Description

本発明はワッシャに関し、より詳しくは、スラスト面（端面）に潤滑油供給溝を備えて例えば差動歯車機構に用いて好適なワッシャに関する。

従来、自動車の差動歯車機構は周知であり、差動歯車機構はケーシング内にサイドギヤを備えるとともに、それらサイドギヤの端面とケーシングとの間にワッシャが配置されている。そして、この差動歯車機構用のワッシャは鉄系材料からなり、かつ薄肉の環状に形成されており、スラスト方向の荷重を受けながら相前後する部材に対して円周方向に正逆に摺動するようになっている。
従来の差動歯車機構用のワッシャは、図５に示すように円周方向複数箇所に潤滑油を保持するための８個の貫通孔が穿設されている。また、差動歯車機構用のワッシャは、図５に示すように、相手材と摺動する際の回転速度は通常数十ｒｐｍ、片輪空転時に最大１０００ｒｐｍ程度と低速であるため、スラスト面に十分な油膜を形成しにくいという欠点があった。
なお、差動歯車機構用のワッシャではないけれども、スラスト方向の荷重を受けるワッシャ部材およびそのスラスト面の改良として例えば特許文献１〜特許文献３が公知である。

実開昭６３−１４１３２３号公報 特開２００５−０９８３２４号公報 特開２００２−３４９５５０号公報

ところで、前述したように、従来の差動歯車機構用のワッシャは潤滑油を保持するために複数の貫通孔を備えているが、スラスト面に十分な油膜を形成するのが困難であった。そのため、従来では、ワッシャのスラスト面の耐摩耗性と耐焼付性を向上させるために、スラスト面の表面に特殊なコーティングを施す等の加工が必要であった。そのため、従来のワッシャは、表面加工処理の費用が高くなり、ひいては製造コストが高くなるという欠点があった。

上述した事情に鑑み、本発明は、相手材と摺動するスラスト面を備えた環状のワッシャにおいて、
潤滑油を貯溜するための潤滑油供給溝を上記スラスト面に形成し、上記潤滑油供給溝は、一端がワッシャの内周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ円周方向複数箇所に形成された内方給油溝と、一端がワッシャの外周部に開口するとともに他端がスラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ上記内方給油溝と円周方向において互い違いに形成された外方給油溝とを備えており、さらに、上記内方給油溝および外方給油溝はＳ字形またはＺ字形に形成されるとともにスラスト面の放射方向においてオーバラップして配置されていることを特徴とするものである。

上述した構成によれば、上記潤滑油供給溝がスラスト面に形成されているので、潤滑油は上記潤滑油供給溝に貯溜されることになり、従ってスラスト面に十分な油膜を形成することができる。そして、上記スラスト面に上記潤滑油供給溝が形成されているので、耐摩耗性等の摺動特性を向上させるためにスラスト面に特別なコーティング処理を施す必要がない。
したがって、製造コストの増加を抑制して摺動性能が良好なワッシャを提供することができる。

本発明の一実施例を示す正面図。 図１における矢印ＩＩ方向からの要部の正面図。 本発明の第２実施例を示す正面図。 本発明の第３実施例の要部を示す正面図。 従来技術のワッシャの正面図と関連データを示す図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において、ワッシャ１は差動歯車機構の構成部材の１つであって、このワッシャ１は図示しないケーシングの端面とサイドギヤの端面との間に介在されるようになっている。ワッシャ１が上記ケーシングの端面とサイドギヤの端面との間に介在された状態において差動歯車機構が作動されると、上記サイドギヤが正逆いずれかに回転されるようになっている。その際には、上記サイドギヤの端面とワッシャ１の一方の端面であるスラスト面１Ａが摺動し、ワッシャ１も円周方向において正逆に相対回転されるようになっている。つまり、差動歯車機構が作動された際には、ワッシャ１も正逆方向に回転して、そのスラスト面１Ａが相手材と摺動するようになっている。

ワッシャ１は鉄系の材料からなり、全体として肉薄の環状に形成されている。より詳細には、ワッシャ１の外径は約５０〜１００ｍｍに設定されており、内径は約３０〜８０ｍｍ、肉厚は約１．５〜２．０ｍｍに設定されている。
しかして、本実施例のワッシャ１は、スラスト面１Ａとなる両端面に潤滑油供給溝２を形成したことが特徴である。すなわち、スラスト面１Ａにおける内周部１Ｂ側に円周方向において等ピッチで複数の内方給油溝３が形成されている。また、スラスト面１Ａにおける外周部１Ｃ側に円周方向において等ピッチで、かつ上記各内方給油溝３と互い違いに外方給油溝４が形成されている。これら複数の内方給油溝３と外方給油溝４とによって潤滑油供給溝２が構成されている。

各内方給油溝３はＳ字形であって、スラスト面１Ａの内周部１Ｂから放射方向の中央部分１Ｄにわたって設けられている。本実施例においては、スラスト面１Ａの円周方向に１８個の内方給油溝３が形成されている。内方給油溝３の内方側の端部３Ａは内周部１Ｂに開口させてあり、この内周部側の端部３Ａから中央部分１Ｄの内周縁１Ｄａまでの箇所が潤滑油の導入部３Ｂとなっている。他方、内方給油溝３の外方側の端部３Ｃは中央部分１Ｄの外周縁１Ｄｂの隣接内方側に位置している。中央部分１Ｄ内に位置する上記端部３Ｃとその隣接部分が、潤滑油を貯溜する貯溜部３Ｄとなっている。各内方給油溝３は、その内外の端部３Ｂ、３Ｃを結ぶ仮想の直線がスラスト面１Ａの放射方向に対して時計方向へ０°〜７０°傾斜するように配置されている。また、図２に示すように、内方給油溝３の全領域において、長手方向と直交する方向の内方給油溝３の断面形状はＶ字形となっている。ここで、内方給油溝３の幅Ｗは、約０．５〜３ｍｍに設定されており、深さｄは約０．１〜１ｍｍに設定されている。

一方、外方給油溝４は、上記内方給油溝３と同一形状・同一寸法に形成されており、外方給油溝４は、隣接位置となる内方給油溝３と中央部分１Ｄ内において対向するように配置されている。外方給油溝４の断面形状、幅および深さは、図２に示した内方給油溝３のものと同じである。
より詳細には、外方給油溝４は、外周部１Ｃから放射方向の中央部分１Ｄにわたって設けられており、これら外方給油溝４もスラスト面１Ａの円周方向に１８個形成されている。外方給油溝４の外方側の端部４Ａから中央部分１Ｄの外周縁１Ｄｂまでの箇所が潤滑油の導入部４Ｂとなっている。他方、外方給油溝４の内方側の端部４Ｃは中央部分１Ｄの内周縁１Ｄａの隣接外方側に位置している。中央部分１Ｄ内に位置する上記端部４Ｃとその隣接部分が、潤滑油を貯溜する貯溜部４Ｄとなっている。外方給油溝４は、その内外の端部４Ｂ、４Ｃを結ぶ仮想の直線がスラスト面１Ａの放射方向と一致するように配置されている。
隣り合う内方給油溝３の貯溜部３Ｄと外方給油溝４の貯溜部４Ｄとは対向した状態となり、中央部分１Ｄにおいて内方給油溝３と外方給油溝４とが放射方向でオーバラップしている。

ワッシャ１が差動歯車機構に装着され、かつ差動歯車機構の図示しないサイドギヤとシャフトが図１において右回転（正転）される際には、潤滑油が端部３Ａ（導入部３Ｂ）から内方給油溝３の貯溜部３Ｄへ導入されるようになっている（矢印参照）。他方、差動歯車機構のサイドギヤとシャフトが図１において左回転（逆転）される際には、潤滑油が端部４Ａ（導入部４Ｂ）から外方給油溝４の貯溜部４Ｄへ導入されるようになっている。
ここで、本実施例においては、内方給油溝３の導入部３Ｂと外方給油溝４の導入部４Ｂは、ワッシャ１が正逆に回転される際の回転方向に対して傾斜した配置となっている。そのため、上述したワッシャ１が正逆に回転される際には、導入部３Ｂ（４Ｂ）から貯溜部３Ｄ（４Ｄ）へ円滑に、かつ確実に導入されるようになっている。このように、ワッシャ１の両方のスラスト面１Ａに形成された潤滑油供給溝２は、スラスト面１Ａが正逆いずれの方向に回転して摺動する場合であっても、内方給油溝３の貯溜部３Ｄあるいは外方給油溝４の貯溜部４Ｄに潤滑油を確実に貯溜できるように構成されている。
なお、本実施例において上記内方給油溝３と外方給油溝４とが放射方向においてオーバラップする範囲は、スラスト面１Ａにおける内周部１Ｂから外周部１Ｃまでの放射方向の範囲（ワッシャ１の幅）の１０％〜８０％となっている。
また、前述したようにワッシャ１は鉄系の材料からなるが、スラスト面１Ａの表面にはコーティング材等の被膜は施していない。
そして、この図１に示したワッシャ１は、スラスト面１Ａの面積に対して潤滑油供給溝２（内方給油溝３、外方給油溝４）が占める割合は小さくなっている。そのため、この図１のワッシャ１は、僅かな潤滑油をスラスト面１Ａに供給すればよい、低負荷のワッシャ１として好適である。

以上のように構成された本実施例のワッシャ１においては、スラスト面１Ａに潤滑油供給溝２が形成されているので、スラスト面１Ａが正逆いずれの方向に摺動して回転される場合であっても、スラスト面１Ａの中央部分１Ｄに位置する内方給油溝３の貯溜部３Ｄ又は外方給油溝４の貯溜部４Ｄ内に潤滑油を確実に貯溜することができる。また、導入部３Ｂ（４Ｂ）から貯溜部３Ｄ（４Ｄ）への潤滑油の導入は、円滑にかつ確実に行われる。
そのため、ワッシャ１のスラスト面１Ａに十分な量の潤滑油を保持することができるので、スラスト面１Ａの全域にわたって潤滑油の油膜を形成することができる。そのため、本実施例においては、安価な鉄系材料によってワッシャ１を製造することができ、しかも、スラスト面１Ａに形成された潤滑油供給溝２によりワッシャ１の耐摩耗性および耐焼付性を向上させることができる。

次に、図３は本発明の第２実施例のワッシャ１を示したものである。この第２実施例のワッシャ１は、上記第１実施例と比較して内方給油溝３および外方給油溝４の形状をより曲線が強いＳ字形に形成するとともに、内方給油溝３と外方給油溝４の配置数を増加させたものである。
より詳細には、内方給油溝３と外方給油溝４はスラスト面１Ａの円周方向において各３６個ずつ設けられている。このように内方給油溝３と外方給油溝４の配置数を増加させたことに伴って、スラスト面１Ａに占める潤滑油供給溝２の割合は、上記第１実施例のものよりも大きくなっている。特にこの第２実施例においては、中央部分１Ｄの面積に対して貯溜部３Ｄ、４Ｄが占める割合が上記第１実施例よりも大きくなっている。そのため、この第２実施例のワッシャ１は、スラスト面１Ａに大きな負荷が作用する箇所のワッシャとして好適である。その他の構成は上記第１実施例と同じであり、この第２実施例においては上記第１実施例と対応する各部に同一の部材番号を付している。
このような第２実施例であっても、上述した第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に、図４は本発明の第３実施例の要部を示したものである。この第３実施例は、上記第１実施例および第２実施例においてＳ字形とした内方給油溝３と外方給油溝４の形状をＺ字形に変更したものである。その他の構成は上記第１実施例と同じであり、この第３実施例において第１実施例と対応する部材および各部に１００を加算した番号を付している。
このような構成の第３実施例であっても上記各実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、上述した各実施例は、ワッシャ１（１０１）における両方のスラスト面１Ａ（１０１Ａ）に潤滑油供給溝２（１０２）を設けた場合を説明しているが、ワッシャ１（１０１）のいずれか一方だけのスラスト面１Ａ（１０１Ａ）に潤滑油供給溝２（１０２）を設けても良い。
また、ワッシャ１（１０１）の摺動特性を向上させるために、スラスト面１Ａ（１０１Ａ）に樹脂被膜、化成処理被膜およびめっき被膜などの所要の材料をコーティングしても良い。
また、上記実施例においては、内方給油溝３と外方給油溝４を円周方向において１個ずつ交互に配置しているが、内方給油溝３と外方給油溝４を円周方向において２個ずつ交互に配置しても良いし、或いは内方給油溝３を隣接させて２個配置し、その隣に外方給油溝４を１個配置するように交互に配置しても良い。
また、内方給油溝３（１０３）および外方給油溝４（１０４）の断面形状は、矩形状、円弧状や、隅にＲのついた矩形状などの他に、Ｖ字形の頂点を溝幅方向にずらした断面三角形状や、溝底面の中央部が浅くなった形状などでも良い。
さらに、上述した各実施例は、本発明を差動歯車機構用のワッシャに適用した場合について説明しているが、差動歯車機構用のだけでなくその他のスラストワッシャにも本発明を適用できることは勿論である。

１‥ワッシャ １Ａ‥スラスト面
１Ｂ‥内周部 １Ｃ‥外周部
１Ｄ‥中央部分 ２‥潤滑油供給溝
３‥内方給油溝 ４‥外方給油溝

Claims (4)

1. 環状のワッシャ本体と、
   前記ワッシャ本体に形成され、相手材と摺動するスラスト面と、
   前記スラスト面に形成され、潤滑油を貯溜するための潤滑油供給溝と
   を有し、
   前記潤滑油供給溝は、
   一端が前記ワッシャ本体の内周部に開口するとともに他端が前記スラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ円周方向において複数箇所に形成された内方給油溝と、
   一端が前記ワッシャ本体の外周部に開口するとともに他端が前記スラスト面の放射方向の中央部分に位置し、かつ前記内方給油溝と円周方向において互い違いに形成された外方給油溝と
   を有し、
   前記内方給油溝および前記外方給油溝はＳ字形またはＺ字形に形成され、
   前記内方給油溝と前記外方給油溝とは、前記スラスト面の中央部分において円周方向にオーバラップして配置されている
   ことを特徴とするワッシャ。
2. 前記スラスト面は相手材に対して正逆方向に回転して摺動できるようになっており、
   前記内方給油溝の一端とその隣接部分および外方給油溝の一端とその隣接部分は潤滑油の導入部となっており、
   前記スラスト面が相手材に対して正逆に回転して摺動する際には、前記各内方給油溝または各外方給油溝の導入部から各内方給油溝または各外方給油溝に潤滑油が導入される
   ことを特徴とする請求項１に記載のワッシャ。
3. 前記潤滑油供給溝は、前記ワッシャ本体における両方のスラスト面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のワッシャ。
4. 前記スラスト面には、樹脂被膜、化成処理被膜およびめっき被膜のいずれか１種以上が形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のワッシャ。

Images