JP6105535B2 - ディファレンシャルギヤの潤滑構造 - Google Patents

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Description

本発明は、変速機ケースの内部で回転するデフケースおよびファイナルドリブンギヤが掻き上げた潤滑油でベアリングの潤滑を行うディファレンシャルギヤの潤滑構造に関する。
デフケースのインボード部をベアリングを介して回転自在に支持する変速機ケースの上部にチャンバを形成するとともに、チャンバの下方にガイドプレートを配置し、オイルポンプからオイルクーラを経てチャンバに供給された潤滑油を、ガイドプレートで前記ベアリングに案内して強制的に潤滑を行うものが、下記特許文献1により公知である。
特開2008−138780号公報
ところで、変速機ケースの底部に貯留した潤滑油をデフケースの外周に固定したファイナルドリブンギヤで攪拌し、掻き上げられた潤滑油を変速機ケースにデフケースを支持するベアリングや、変速機ケースに変速軸を支持するベアリングに供給して潤滑する場合、ファイナルドリブンギヤが潤滑油の油面下に深く浸かっていると潤滑油の攪拌抵抗が増加する問題があり、これを回避するために潤滑油の量を減らして油面を低くすると、油面が傾いたときに変速機ケースの底部に配置された潤滑油の吸い込み口が油面上に露出し、潤滑油を吸い上げるオイルポンプがエアレーションを起こす問題がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、デフケースに設けられたファイナルドライブギヤによる潤滑油の攪拌抵抗を低減しながら、デフケースを支持するベアリングや変速軸を支持するベアリングの潤滑性能を確保することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、一対のインボードシャフトを支持する一対のインボード部を有するデフケースと、前記デフケースに取り付けられたファイナルドリブンギヤと、前記デフケースの上方に配置されて前記ファイナルドリブンギヤに駆動力を伝達する変速軸および変速ギヤと、前記デフケースの上方に配置されたオイルポンプと、前記デフケース、前記ファイナルドリブンギヤ、前記変速ギヤおよび前記オイルポンプを収納して底部に潤滑油を貯留する変速機ケースと、前記変速機ケースの内部で前記一対のインボード部を回転自在に支持する一対の第1ベアリングとを備えるディファレンシャルギヤの潤滑構造であって、前記変速機ケースの内部にバッフルプレートを固定することで、前記変速機ケースの内部を、前記デフケースおよび前記ファイナルドリブンギヤ側の第1空間と、前記第1空間の外側の第2空間とに仕切り、前記バッフルプレートは、前記デフケースおよび前記ファイナルドリブンギヤの回転軌跡の外側に沿って前記第1空間および前記第2空間を仕切る壁部と、前記壁部の上部を貫通して前記第1空間を前記第2空間に連通させる開口と、前記第2空間で前記開口から少なくとも一方の前記第1ベアリングに潤滑油を導く潤滑油ガイド溝と、前記ファイナルドリブンギヤの外周を囲むように形成された円弧状の第1リブと、前記第1リブから径方向外側に延びる第2リブと、前記第1リブの径方向外側に設けられた潤滑油吸入通路とを備え、前記潤滑油吸入通路の下端の潤滑油入口は前記第2空間の底部近傍であって前記第1リブおよび前記第2リブに囲まれた位置に開口し、前記潤滑油吸入通路の上端の潤滑油出口は前記オイルポンプに連通することを特徴とするディファレンシャルギヤの潤滑構造が提案される。
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記変速機ケースは、前記第1空間に臨む第1ケースと前記第2空間に臨む第2ケースとを割り面において結合して構成され、前記第2ケースは前記変速軸を第2ベアリングを介して支持する隔壁を備え、前記バッフルプレートの上部には潤滑油を前記第2ベアリングに向けて導く曲面部が形成され、前記隔壁には前記曲面部によって導かれた潤滑油を前記第2ベアリングに導く誘導部が形成されることを特徴とするディファレンシャルギヤの潤滑構造が提案される。
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記バッフルプレートから軸方向に突出する突出部を前記変速機ケースに設けた凹部に嵌合することで、前記バッフルプレートは前記変速機ケースに固定され、前記潤滑油吸入通路の上端の前記潤滑油出口は管状部材で構成され、前記突出部および前記潤滑油出口は前記バッフルプレートを挟んで相互に逆方向に突出することを特徴とするディファレンシャルギヤの潤滑構造が提案される。
尚、実施の形態の潤滑油ガイド溝13e,13fおよび潤滑油ガイド壁13gは本発明の誘導部に対応し、実施の形態の第1ボールベアリング16L,16Rは本発明の第1ベアリングに対応し、実施の形態の第2ボールベアリング36,37は本発明の第2ベアリングに対応し、実施の形態の円筒部41aおよび第1平板部41bは本発明の壁部に対応する。
請求項1の構成によれば、変速機ケースの内部にバッフルプレートを固定することで、変速機ケースの内部を、デフケースおよびファイナルドリブンギヤ側の第1空間と、第1空間の外側の第2空間とに仕切ったので、第1空間内でデフケースおよびファイナルドリブンギヤが回転して掻き上げた潤滑油が第2空間に流出することで、第1空間の潤滑油のオイルレベルが低下してデフケースおよびファイナルドリブンギヤの回転による攪拌抵抗が低減するだけでなく、第2空間の潤滑油のオイルレベルが上昇するため、第2空間の油面の傾斜に対するオイルポンプのエアレーションのタフネスが向上する。
特に、ファイナルドリブンギヤの外周を囲むように形成された円弧状の第1リブと、第1リブから径方向外側に延びる第2リブと、第1リブの径方向外側に設けられた潤滑油吸入通路とを備え、潤滑油吸入通路の下端の潤滑油入口は第2空間の底部近傍であって第1リブおよび第2リブに囲まれた位置に開口し、潤滑油吸入通路の上端の潤滑油出口はオイルポンプに連通するので、潤滑油吸入通路の下端の潤滑油入口の付近の潤滑油の暴れを第1リブおよび第2リブで抑制することで、オイルポンプのエアレーションを一層効果的に防止することができる。
しかもバッフルプレートは、デフケースおよびファイナルドリブンギヤの回転軌跡の外側に沿う壁部と、壁部の上部を貫通して第1空間を第2空間に連通させる開口と、第2空間で開口から少なくとも一方の第1ベアリングに潤滑油を導く潤滑油ガイド溝とを備えるので、第1空間内でデフケースおよびファイナルドリブンギヤが掻き上げた潤滑油を第1ベアリングに効率的に供給して潤滑することができる。
また請求項2の構成によれば、変速機ケースは、第1空間に臨む第1ケースと第2空間に臨む第2ケースとを割り面において結合して構成され、第2ケースは変速軸を第2ベアリングを介して支持する隔壁を備え、バッフルプレートの上部には潤滑油を第2ベアリングに向けて導く曲面部が形成され、隔壁には曲面部によって導かれた潤滑油を第2ベアリングに導く誘導部が形成されるので、デフケースおよびファイナルドリブンギヤがバッフルプレートの内部で掻き上げた潤滑油を曲面部および誘導部を介して第2ベアリングに供給し、第2ベアリングを効率的に潤滑することができる。
また請求項3の構成によれば、バッフルプレートから軸方向に突出する突出部を変速機ケースに設けた凹部に嵌合することで、バッフルプレートは変速機ケースに固定され、潤滑油吸入通路の上端の潤滑油出口は管状部材で構成され、突出部および潤滑油出口はバッフルプレートを挟んで相互に逆方向に突出するので、潤滑油出口に入力する荷重を突出部を介して変速機ケースの凹部に直接的に伝達して支持することで、潤滑油吸入通路の剛性を高めて精度良く位置決めすることができる。
自動車の変速機のディファレンシャルギヤ部分の断面図。(図2の1−1線断面図) 変速機ケースの第2ケースの内部を示す図1の2−2線矢視図。 図2からバッフルプレートを取り除いた状態を示す図。 バッフルプレートの斜視図。 図4の5方向矢視図。 図5の6方向矢視図。 図5の7方向矢視図。
以下、図1〜図7に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1に示すように、フロントエンジン・フロントドライブの自動車の変速機ケース11は第1ケース12および第2ケース13を割り面12a,13aにおいて結合して構成されており、変速機ケース11の底部にディファレンシャルギヤ14が配置される。ディファレンシャルギヤ14の外郭を構成するデフケース15は左右のインボード部15a,15bを備えており、左側のインボード部15aは第1ケース12に第1ボールベアリング16Lを介して回転自在に支持され、右側のインボード部15bは第2ケース13に第1ボールベアリング16Rを介して回転自在に支持される。
左側のインボード部15aに回転自在に支持された左側のインボードシャフト17Lは、左端部が第1ケース12を内側から外側にシール部材18Lを介して貫通するとともに、デフケース15の内部に挿入された右端部にディファレンシャルサイドギヤ19Lが固設される。右側のインボード部15bに回転自在に支持された右側のインボードシャフト17Rは、右端部が第2ケース13を内側から外側にシール部材18Rを介して貫通するとともに、デフケース15の内部に挿入された左端部にディファレンシャルサイドギヤ19Rが固設される。デフケース15を径方向に貫通してピン20で固定されたピニオンシャフト21に、左右のディファレンシャルサイドギヤ19L,19Rに噛合する一対のディファレンシャルピニオン22,22が回転自在に支持される。デフケース15の外周にファイナルドリブンギヤ23がボルト24…で固定されており、ファイナルドリブンギヤ23の回転面は第1ケース12および第2ケース13の割り面12a,13a上に位置している。
図2は変速機ケース11の内部を第2ケース13の割り面13a側から見た図であり、ディファレンシャルギヤ14の上方において、外周に複数の変速ギヤ25〜29を備える複数の変速軸30〜33が、それぞれ第2ボールベアリング34〜37を介して第2ケース13の隔壁13bに回転自在に支持される。変速軸32の変速ギヤ28はファイナルドライブギヤであり、ファイナルドライブギヤはデフケース15のファイナルドリブンギヤ23に噛合する。
図2および図4〜図7に示すように、デフケース15およびファイナルドリブンギヤ23の第2ケース13側の側面を覆うように、変速機ケース11の下部に合成樹脂製のバッフルプレート41が装着される。バッフルプレート41は、デフケース15の右半部の回転軌跡の外側を覆う先細の2段の段付き円筒状の円筒部41aと、円筒部41aの左端から径方向外側に延び、ファイナルドリブンギヤ23の右側面の回転軌跡の外側を覆う円環状の第1平板部41bと、第1平板部41bの外周の一部から軸方向に突出する部分円弧状の第1リブ41cと、第1平板部41bの外周の一部から第1リブ41cを越えて径方向外側に延びる第2平板部41dとを備える。第1リブ41cは、ファイナルドリブンギヤ23の外周面の一部を覆うように配置される。
このバッフルプレート41により、変速機ケース11の下部は、第1ケース12側の第1空間42と第2ケース13側の第2空間43とに仕切られ、デフケース15およびファイナルドリブンギヤ23は第1空間42に配置される(図1参照)。
第1平板部41bから第2ケース13側に向けて3本の突出部41e…が突出し、かつ第2平板部41dから第2ケース13側に向けて1本の突出部41f…が突出する。これらの突出部41e…,41fが第2ケース13に形成した合計4個の凹部13c…,13d(図3参照)にそれぞれ嵌合することで、バッフルプレート41が第2ケース13に支持される。
第1平板部41bの上部には四角形の開口41gが貫通しており、開口41gの近傍から円筒部41aの上面に沿って、第2ケース13側に向かって軸方向に延びるトラフ状の潤滑油ガイド溝41hが形成される。開口41gの近傍から斜め下方に傾斜する潤滑油ガイド溝41hの先端は、右側のインボード部15bを第2ケース13に支持するボールベアリング16Rの上方に臨んでいる。
第2平板部41dの第2ケース13側の側面に四角筒状の潤滑油吸入通路41iが一体に形成されており、潤滑油吸入通路41iの下端の潤滑油入口41jは変速機ケース11の底部の略中央部に対向する。第1リブ41cの径方向外面から径方向外側に向かって矩形状の第2リブ41kが突出しており、潤滑油入口41jは変速機ケース11の底壁、第1リブ41cおよび第2リブ41kに囲まれた位置に開口する。潤滑油吸入通路41iの上端の潤滑油出口41mは第1ケース12側に向かって延びるパイプ状の部材であり、第2平板部41dを挟んで一つの突出部41fと同軸上で相互に逆方向に突出する。
バッフルプレート41の潤滑油吸入通路41iの潤滑油出口41mは、図示せぬ潤滑油吸入通路を介してディファレンシャルギヤ14の上方に配置されたオイルポンプ44(図2参照)に接続される。
潤滑油出口41mの近傍の第1リブ41cの端部から三角形の凸部41nが第1ケース12側に突出するとともに、開口41gの近傍の第1平板部41bの径方向外端から三角形の凸部41oが第1ケース12側に突出する。これらの凸部41n,41oは、第1ケース12の内面に当接し、4個の突出部41e…,41fが4個の凹部13c…,13dから抜けるのを防止してバッフルプレート41を変速機ケース11内に位置決めする。
バッフルプレート41の上部には、円筒部41aから第1平板部41bに向かって直径が次第に拡大する曲面部41p(図2、図4および図5参照)が形成されており、この曲面部41の径方向外側に変速軸32,33の第2ボールベアリング36,37が位置している。第2ケース13の隔壁13bには変速軸32,33の第2ボールベアリング36,37から潤滑油ガイド溝13e…,13fが径方向外側に延びている。変速軸33の第2ボールベアリング37に向かう潤滑油ガイド溝13fの上部に沿って潤滑油ガイド壁13gが突設される。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
変速機ケース11の底部に配置されたバッフルプレート41により、デフケース15およびファイナルドリブンギヤ23を覆う左側の第1空間42と、その右側の第2空間43とが仕切られており(図1参照)、バッフルプレート41は第2空間43の底部に臨む潤滑油入口41jを備えるため、変速機ケース11の内部に配置されたオイルポンプ44が作動すると、第2空間43の底部の潤滑油が潤滑油入口41j、潤滑油吸入通路41i、潤滑油出口41mおよび図示せぬストレーナを通過してオイルポンプ44に吸入され、オイルポンプ44から変速機ケース11内の各被潤滑部に供給されるとともに、回転するデフケース15およびファイナルドリブンギヤ23が第1空間42の底部に貯留された潤滑油を掻き上げることで、飛散した潤滑油によりディファレンシャルギヤ14の近傍の被潤滑部が潤滑される。
第1空間42の潤滑油はデフケース15およびファイナルドリブンギヤ23により飛散して第2空間43に流出するため、第1空間42のオイルレベルO1は第2空間43のオイルレベルO2よりも低くなる(図1参照)。これにより、第1空間42で回転するデフケース15およびファイナルドリブンギヤ23が潤滑油を攪拌する攪拌抵抗が低減するだけでなく、潤滑油入口41jが存在する第2空間43のオイルレベルO2が上昇するため、第2空間43に貯留された潤滑油の油面が傾いたときに潤滑油入口41jが油面上に露出し難くなり、潤滑油の量を特別に増加させることなく、オイルポンプ44のエアレーションが未然に防止されて潤滑油の供給機能が確保される。
しかもバッフルプレート41は、ファイナルドリブンギヤ23の外周を囲むように形成された円弧状の第1リブ41cと、第1リブ41cから径方向外側に延びる第2リブ41kとを備え、潤滑油吸入通路41iの下端の潤滑油入口41jは第2空間43の底部近傍であって第1リブ41cおよび第2リブ41kに囲まれた位置に開口するので、潤滑油入口41jの付近の潤滑油の暴れを第1リブ41cおよび第2リブ41kで抑制することで、オイルポンプ44のエアレーションを一層効果的に防止することができる。
また第1空間42でデフケース15およびファイナルドリブンギヤ23が掻き上げた潤滑油の一部はバッフルプレート41の第1平板部41bの開口を第2空間43側に通過し、そこから潤滑油ガイド溝41hを伝わって重力で流下して右側の第1ボールベアリング16Rに供給され、第2ケース13の奥まった位置にあるために潤滑油が届き難い第1ボールベアリング16Rを効率的に潤滑することができる。
また第1空間42でデフケース15およびファイナルドリブンギヤ23が掻き上げた潤滑油の一部は、バッフルプレート41の円筒部41aの曲面部41p(図2、図4および図5)によって第2ケース13の隔壁13bに案内され、隔壁13bに形成された潤滑油ガイド溝13eを介して変速軸32の第2ボールベアリング36に供給されるとともに、隔壁13bに形成された潤滑油ガイド溝13fおよび潤滑油ガイド壁13gを介して変速軸33の第2ボールベアリング37に供給され、これら第2ボールベアリング36,37を効率的に潤滑することができる。
またバッフルプレート41は、4本の突出部41e…,41fを第2ケース13の隔壁13bに形成した4個の凹部13c…,13dに嵌合して固定されるが、そのうちの1本の突出部41fと、潤滑油吸入通路41iの潤滑油出口41mとが、バッフルプレート41の第2平板部41dを挟んで同軸上かつ相互に逆方向に突出するので、潤滑油出口41mに入力する荷重を前記突出部41fを介して第2ケース13の凹部13dに直接的に伝達して支持することで、潤滑油吸入通路41iの剛性を高めて精度良く位置決めすることができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、本発明の第1ベアリングは実施の形態の第1ボールベアリング16L,16Rに限定されず、ローラベアリング等の他種のベアリングであっても良い。
また本発明の第2ベアリングは実施の形態の第2ボールベアリング36,37に限定されず、ローラベアリング等の他種のベアリングであっても良い。
11 変速機ケース
12 第1ケース
12a 割り面
13 第2ケース
13a 割り面
13b 隔壁
13c 凹部
13d 凹部
13e 潤滑油ガイド溝(誘導部)
13f 潤滑油ガイド溝(誘導部)
13g 潤滑油ガイド壁(誘導部)
15 デフケース
15a インボード部
15b インボード部
16L 第1ボールベアリング(第1ベアリング)
16R 第1ボールベアリング(第1ベアリング)
17L インボードシャフト
17R インボードシャフト
23 ファイナルドリブンギヤ
28 変速ギヤ
29 変速ギヤ
32 変速軸
33 変速軸
36 第2ボールベアリング(第2ベアリング)
37 第2ボールベアリング(第2ベアリング)
41 バッフルプレート
41a 円筒部(壁部)
41b 第1平板部(壁部)
41c 第1リブ
41e 突出部
41f 突出部
41g 開口
41h 潤滑油ガイド溝
41i 潤滑油吸入通路
41j 潤滑油入口
41k 第2リブ
41m 潤滑油出口
41p 曲面部
42 第1空間
43 第2空間
44 オイルポンプ

Claims (3)

  1. 一対のインボードシャフト(17L,17R)を支持する一対のインボード部(15a,15b)を有するデフケース(15)と、
    前記デフケース(15)に取り付けられたファイナルドリブンギヤ(23)と、
    前記デフケース(15)の上方に配置されて前記ファイナルドリブンギヤ(23)に駆動力を伝達する変速軸(32,33)および変速ギヤ(28,29)と、
    前記デフケース(15)の上方に配置されたオイルポンプ(44)と、
    前記デフケース(15)、前記ファイナルドリブンギヤ(23)、前記変速ギヤ(28,29)および前記オイルポンプ(44)を収納して底部に潤滑油を貯留する変速機ケース(11)と、
    前記変速機ケース(11)の内部で前記一対のインボード部(15a,15b)を回転自在に支持する一対の第1ベアリング(16L,16R)とを備えるディファレンシャルギヤの潤滑構造であって、
    前記変速機ケース(11)の内部にバッフルプレート(41)を固定することで、前記変速機ケース(11)の内部を、前記デフケース(15)および前記ファイナルドリブンギヤ(23)側の第1空間(42)と、前記第1空間(42)の外側の第2空間(43)とに仕切り、
    前記バッフルプレート(41)は、前記デフケース(15)および前記ファイナルドリブンギヤ(23)の回転軌跡の外側に沿って前記第1空間(42)および前記第2空間(43)を仕切る壁部(41a,41b)と、前記壁部(41a,41b)の上部を貫通して前記第1空間(42)を前記第2空間(43)に連通させる開口(41g)と、前記第2空間(43)で前記開口(41g)から少なくとも一方の前記第1ベアリング(16R)に潤滑油を導く潤滑油ガイド溝(41h)と、前記ファイナルドリブンギヤ(23)の外周を囲むように形成された円弧状の第1リブ(41c)と、前記第1リブ(41c)から径方向外側に延びる第2リブ(41k)と、前記第1リブ(41c)の径方向外側に設けられた潤滑油吸入通路(41i)とを備え、
    前記潤滑油吸入通路(41i)の下端の潤滑油入口(41j)は前記第2空間(43)の底部近傍であって前記第1リブ(41c)および前記第2リブ(41k)に囲まれた位置に開口し、前記潤滑油吸入通路(41i)の上端の潤滑油出口(41m)は前記オイルポンプ(44)に連通することを特徴とするディファレンシャルギヤの潤滑構造。
  2. 前記変速機ケース(11)は、前記第1空間(42)に臨む第1ケース(12)と前記第2空間(43)に臨む第2ケース(13)とを割り面(12a,13a)において結合して構成され、前記第2ケース(13)は前記変速軸(32,33)を第2ベアリング(36,37)を介して支持する隔壁(13b)を備え、前記バッフルプレート(41)の上部には潤滑油を前記第2ベアリング(36,37)に向けて導く曲面部(41p)が形成され、前記隔壁(13b)には前記曲面部(41p)によって導かれた潤滑油を前記第2ベアリング(36,37)に導く誘導部(13e,13f,13g)が形成されることを特徴とする、請求項1に記載のディファレンシャルギヤの潤滑構造。
  3. 前記バッフルプレート(41)から軸方向に突出する突出部(41e,41f)を前記変速機ケース(11)に設けた凹部(13c,13d)に嵌合することで、前記バッフルプレート(41)は前記変速機ケース(11)に固定され、前記潤滑油吸入通路(41i)の上端の前記潤滑油出口(41m)は管状部材で構成され、前記突出部(41f)および前記潤滑油出口(41m)は前記バッフルプレート(41)を挟んで相互に逆方向に突出することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のディファレンシャルギヤの潤滑構造。
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