JP6289193B2 - デファレンシャル装置用バッフルプレート - Google Patents

Description

本発明は、デファレンシャル装置用バッフルプレートに関するものである。

差動装置としてのデファレンシャル装置にあっては、デファレンシャルケース内に、リングギアと、リングギアと一体回転される保持ケースと、保持ケースに保持されたピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに保持されたピニオンギアと、ピニオンギアに噛合されてドライブシャフトに一体化されたサイドギアと、を有する。このようなデファレンシャル装置にあっては、デファレンシャルケース内に貯溜した潤滑油を、もっとも大径となるリングギアで掻き上げて、各噛合部や回転部位の潤滑を行うようになっている。

デファレンシャル内での潤滑油の流れをコントロールしたり、潤滑油の撹拌抵抗低減等のために、デファレンシャルケース内にバッフルプレートを設けることが行われている。特許文献１には、回転体の一部を囲むと共に、デファレンシャルケース内面に密着するシール部材を有するバッフルプレートを利用して、撹拌抵抗を低減するものが開示されている。

特開２００６−９０３５０号公報

ところで、撹拌抵抗低減のために、デファレンシャルケース内での潤滑油の油面高さを低くすることが考えられるが、この場合、デファレンシャルケース内に十分に潤滑油を貯溜しておくことが難しいものとなる。このため、リングギアの一方側の側方にバッフルプレートを配設して、このバッフルプレートにより、デファレンシャルケース内の下部を、リングギアが位置する第１室と、リングギアを挟んで第１室とは反対側の第２室とに仕切ることが考えられる。これにより、デファレンシャルケース内に多量の潤滑油を貯溜しても、回転するリングギアにより掻き上げられた潤滑油は、第１室と第２室との上方空間を介して第２室への流れて、第２室の潤滑油の油面高さが第１室の油面高さよりも高くなり、第１室の油面高さが低くなることによる撹拌抵抗の低減を図ることができる。

上述のように、デファレンシャルケース内の下部を、バッフルプレートにより第１室と第２室とに仕切る場合に、バッフルプレートの外周縁部とデファレンシャルケースの底壁部との隙間を通して第２室から第１室へと多量の潤滑油が流れてしまうのを阻止する必要がある。このため、バッフルプレートの外周縁部に、デファレンシャルケースの底壁部と密着するシール部材を取付けることが考えられる。

バッフルプレートの外周縁部にシール部材を取付ける場合に、特許文献１のものでは、バッフルプレート本体に別途シール差し込み板を融着し、このシール差し込み板にシール部材を固定するようにしている。

しかしながら、バッフルプレート本体とシール部材との他に別途シール差し込み板を設けることや、シール差し込み板をバッフルプレート本体に融着する作業が必要なため、コストの上で好ましくないものとなる。また、形状の自由度も低くなり、所望箇所においてシール部材を配設することが難しいものともなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、安価で形状自由度が高くしかもシール性も優れたデファレンシャル装置用バッフルプレートを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
デファレンシャルケース内に配設されるデファレンシャル装置用バッフルプレートであって、
前記バッフルプレートは、デファレンシャル装置におけるリングギアの一方側の側方に配設される合成樹脂製のバッフルプレート本体と、該バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられて前記デファレンシャルケースの底壁部に対する密着用となる弾性変形可能なシール部材と、から構成され、
前記シール部材に、前記バッフルプレート本体の外周縁部が嵌合される凹溝が形成されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、デファレンシャル装置内に配設されるバッフルプレートにおいて、大型部材となるバッフルプレート本体を合成樹脂により形成することにより、形状の自由度が高いものとなり、しかも安価に製造することができる。また、バッフルプレート本体に取付けられる弾性変形可能なシール部材によって確実なシールを行って、回転抵抗軽減を効果的に行うことができる。以上に加えて、バッフルプレート本体に対してシール部材が倒れてしまうことを防止して、つまりシール部材が所望姿勢状態から傾斜してしまうことを防止して、シール性をより確実に確保する上で好ましいものとなる。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、請求項２に記載のように、
デファレンシャルケース内に配設されるデファレンシャル装置用バッフルプレートであって、
前記バッフルプレートは、デファレンシャル装置におけるリングギアの一方側の側方に配設される合成樹脂製のバッフルプレート本体と、該バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられて前記デファレンシャルケースの底壁部に対する密着用となる弾性変形可能なシール部材と、から構成され、
前記バッフルプレート本体は、前記リングギアの径方向に沿って配設される径方向壁部と、該径方向壁部の内周縁部から軸方向に向けて伸びる半割筒部と、を有し、
前記半割筒部の先端部に、前記デファレンシャルケースの内面に対して密着させるための別のシール部材が取付けられている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、デファレンシャル装置内に配設されるバッフルプレートにおいて、大型部材となるバッフルプレート本体を合成樹脂により形成することにより、形状の自由度が高いものとなり、しかも安価に製造することができる。また、バッフルプレート本体に取付けられる弾性変形可能なシール部材によって確実なシールを行って、回転抵抗軽減を効果的に行うことができる。以上に加えて、半割筒部の直上方にあるギアや回転部位等を潤滑した潤滑油を、再びリングギアが位置する側へと戻して、必要部分への潤滑を確実に行う上で好ましいものとなる。
る。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第３の解決手法を採択してある。すなわち、請求項３に記載のように、
デファレンシャルケース内に配設されるデファレンシャル装置用バッフルプレートであって、
前記バッフルプレートは、デファレンシャル装置におけるリングギアの一方側の側方に配設される合成樹脂製のバッフルプレート本体と、該バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられて前記デファレンシャルケースの底壁部に対する密着用となる弾性変形可能なシール部材と、から構成され、
前記バッフルプレート本体と前記シール部材とが、２色成形での射出成形によって形成されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、デファレンシャル装置内に配設されるバッフルプレートにおいて、大型部材となるバッフルプレート本体を合成樹脂により形成することにより、形状の自由度が高いものとなり、しかも安価に製造することができる。また、バッフルプレート本体に取付けられる弾性変形可能なシール部材によって確実なシールを行って、回転抵抗軽減を効果的に行うことができる。以上に加えて、バッフルプレート本体の成形と、シール部材の成形と、バッフルプレート本体とシール部材との一体化とを一挙に行うことができる。

本発明によれば、安価で形状自由度が高くしかもシール性も優れたバッフルプレートを提供することができる。

本発明によるバッフルプレートが使用されたデファレンシャル装置の一例を示す側面断面図。 バッフルプレートとリングギアとデファレンシャルケースとの組付関係を示す分解斜視図。 バッフルプレートの斜視図。 バッフルプレートの分解斜視図。 バッフルプレート本体をリングギア側から見た正面図。 図１の上面図。 図１の下面図。 図１のＸ８−Ｘ８線相当断面図。 バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられるシール部材を示す平面図。 図９のＸ１０−Ｘ１０線相当断面図。 シール部材のバッフルプレート本体への取付状態とデファレンシャルケースへの密着状態とを示すもので、嵌合孔以外の部分での要部断面図。 バッフルプレート本体とシール部材との組付状態を示すもので、嵌合孔部分での要部断面図。 バッフルプレート本体とシール部材との組付状態を示すもので、嵌合孔と係止用爪部との係合状態を示す要部斜視図。 バッフルプレートの内周縁部に取付けられる別のシール部材を示す平面図。 図１４に示す別のシール部材を、その幅方向中心部分に沿って断面した断面図。 バッフルプレート本体と別のシール部材との組付状態を示すもので、嵌合孔以外の部分での断面図。 バッフルプレート本体と別のシール部材との組付状態を示すもので、嵌合孔部分での断面図。

図１において、デファレンシャル装置１は、前輪駆動とされた車両（自動車）における変速機（図示略）に対して一体的に設けられている。すなわち、デファレンシャル装置１の外殻を構成するデファレンシャルケース２は、実施形態では、変速機ケースと一体的に形成されたケース本体２Ａと、ケース本体２Ａに対してボルト３によって結合されたカバーケース２Ｂとから構成されている。

デファレンシャルケース２内には、保持ケース１０が、軸受１１を介して回転可能に収納されている。保持ケース１０には、入力ギアとしてのリングギア１２がボルト１３により固定されている。このリングギア１２に対して、変速機の最終出力ギア４が噛合されている。

保持ケース１０には、ピニオンシャフト１４が保持され、このピニオンシャフト１４に、ピニオンギア１５が回転自在に保持されている。また、保持ケース１０には、左右のドライブシャフト１６、１７の各車幅方向内端部が回転可能に保持されている。ドライブシャフト１６、１７に対して一体回転するように設けられた左右のサイドギア１８、１９が、上記ピニオンギア１５に対して噛合されている。以上のように構成されたデファレンシャル装置１の差動機能そのものについては周知なので、これ以上の説明は省略する。

デファレンシャルケース２内には、潤滑油Ｆが貯溜されている。リングギア１２が回転されない静止状態においては、潤滑油Ｆの油面高さは、リングギア１２の最下部よりも所定分だけ高い位置とされている。これにより、リングギア１２が回転された際には、リングギア１２が潤滑油Ｆを掻き上げて、デファレンシャル装置１内の各ギアやその回転支持部位等が潤滑される。

デファレンシャルケース２内には、リングギア１２の一方側の側方（図１中、リングギア１２の右方側）において、バッフルプレート３０が配設されている。このバッフルプレート３０により、デファレンシャルケース２内の下部部分（ドライブシャフト１６、１７の略軸線位置よりも下方部分）が、リングギア１２が位置する第１室Ｃ１と、バッフルプレート３０を挟んでリングギア１２とは反対側に位置する第２室Ｃ２とに仕切られている。そして、第１室Ｃ１と第２室Ｃ２とは、その上方空間を通して互いに連通されている。

バッフルプレート３０は、合成樹脂（実施形態では硬質の合成樹脂）からなるバッフルプレート本体３１と、バッフルプレート本体３１に取付けられた第１シール部材３２、第２シール部材３３との組立体とされている。各シール部材３２、３３は、弾性変形可能な合成樹脂により形成されている。

バッフルプレート本体３１は、リングギア１２の径方向に伸びる径方向壁部３１Ａと、径方向壁部３１Ａの上縁部からドライブシャフト１６、１７の軸方向に伸びる略半円筒状とされた（上方が開口された）半割筒部３１Ｂとを有する。径方向壁部３１Ａの外周縁部は、リングギア１２の軸心を中心とする円弧状に形成されている（図２、図５等を参照）。これに対応して、デファレンシャルケース２の底壁部内面も、リングギア１２の軸心を中心とする円弧状に形成されている。そして、円弧状に伸びるバッフルプレート本体３１の外周縁部（径方向壁部３１Ａの外周縁部）に、円弧状とされた第１シール部材３２が後述のようにして取付けられている。第１シール部材３２によって、第１室Ｃ１と第２室Ｃ２との間がシールされている。なお、バッフルプレート本体３１と第１シール部材３２との取付部位には、後述する戻り通路となるわずかな隙間が形成されている。

上記半割筒部３３は、径方向壁部３１Ａからリングギア１２とは離間する方向に伸びて、保持ケース１０の下面に沿うように配設されている。半割筒部３１Ｂの底壁部は、リングギア１２に向かうつれて徐々に低くなるようにわずかに傾斜するように形成されている。そして、半割筒部３１Ｂの先端部（つまりバッフルプレート本体３１の内周縁部）に、上記第２シール部材３３が後述のようにして取付けられている。この第２シール部材３３は、カバーケース２Ｂに密着されて、半割筒部３１Ｂの先端とカバーケース２Ｂとの間がシールされている。各シール部材３２、３３は、リングギア１２の軸心を中心とする円弧状に形成されている（図４、図９、図１４参照）。

バッフルプレート本体３１（における径方向壁部３１Ａ）には、複数の取付孔３４が形成されている（図４、図５等参照）。この取付孔３４に挿通されるボルト等の固定具３５（図２参照）によって、バッフルプレート３１がカバーケース２Ｂに固定される。

以上のような構成において、リングギア１２が回転しない静止状態では、デファレンシャルケース２内の潤滑油Ｆは、高い油面とされている（十分な量の潤滑油Ｆがデファレンシャルケース２内に貯溜されている）。バッフルプレート本体３１と第１シール部材３２との取付部位との間に形成された後述するわずかな隙間（戻り通路）によって第１室Ｃ１と第２室Ｃ２とが連通されているので、静止状態が続くことにより、第１室Ｃ１と第２室Ｃ２との油面高さは同一となっている。

リングギア１２が回転されると、第１室Ｃ１内にある潤滑油Ｆがリングギア１２によって掻き上げられて、各ギアやその回転支持部位等が潤滑される。掻き上げられた潤滑油Ｆの一部は、各室Ｃ１、Ｃ２の上方空間を介して、第２室Ｃ２へと落下される。このように、第１室Ｃ１から第２室Ｃ２へと潤滑油Ｆが移動されて、第２室Ｃ２の油面高さが高くなる一方、第１室Ｃ１の油面高さが低くなる。第１室Ｃ１の油面高さが低くなることにより、リングギア１２が回転する際の潤滑油抵抗が小さくなり、燃費向上となる。また、バッフルプレート３０により潤滑油Ｆの泡立ちも低減される。

第２室Ｃ２における油面高さの上昇は、バッフルプレート本体３１の最小高さ位置で規制され、必要以上に第２室Ｃ２の油面が高くなること、つまり第１室Ｃ１の油面高さが必要以上に低くなることが防止される。また、半割筒部３１Ｂの上方には、潤滑が要求されるピニオンギア１５、サイドギア１８、１９等が位置しているが、これらを潤滑した後の潤滑油は、半割筒部３１Ｂへ落下した後に第１室Ｃ１へと戻されて、必要以上に第２室Ｃ２へ潤滑油が移動することが防止される。

第２室Ｃ２の油面高さが第１Ｃ１の油面高さよりも高くなった状態で、リングギア１２の回転が停止された静止状態が続くと、前述したわずかな隙間を通して、第２室Ｃ２から第１室Ｃ１へとゆっくりと潤滑油Ｆが流れて（戻されて）、最終的には、第１室Ｃ１と第２室Ｃ２との油面高さが同一となるように復帰される。

次に、バッフルプレート本体３１と第１シール部材３２との取付例について説明する。まず、第１シール部材３２は、弾性変形可能な合成樹脂により形成されて、全体的に円弧状に形成されている。そして、その長手方向（周方向）に間隔をあけて複数の嵌合孔３２ａが形成されている（図４、図９参照）。

一方、バッフルプレート本体３１（における径方向壁部３１Ａ）の外周縁部には、その周方向に間隔をあけて複数の係止用爪部３１ａが形成されている（図４、図５、図６参照）。この係止用爪部３１ａは、わずかではあるが弾性変形可能で、この係止用爪部３１ａを第１シール部材３２の嵌合孔３２ａに嵌合、係止させることにより、第１シール部材３２がバッフルプレート本体３１に取付けられる（一体化で、図１２参照）。

上記嵌合孔３２ａの周方向長さが、係止用爪部３１ａの周方向長さよりも若干長くされている。つまり、嵌合孔３２ａに対して係止用爪部３１ａを嵌合（係合）させた状態では、係止用爪部３１ａの周方向にわずかな隙間Ｓ（図１３参照）が形成されることになり、この隙間Ｓが、第２室Ｃ２から第１室Ｃ１へと潤滑油を戻すための戻し通路となる。この隙間Ｓを通して第２室Ｃ２から第１室Ｃ１へと流れる潤滑油量は、リングギア１２が回転された際に第１室Ｃ１から第２室Ｃ２へと移動する潤滑油量に比して少ないものとなるように設定される。なお、このような隙間Ｓは、低い位置にある嵌合孔３２ａと係止用爪部３１ａとの嵌合部位に形成しておけば十分である。

図１１に示すように、第１シール部材３２の背面側には、周方向に伸びる凹溝３２ｂが形成されている。凹溝３２ｂに対応して、バッフルプレート本体３１には、凹溝３２ｂ内にがたつきなく嵌合される凸条部３１ｂが形成されている。凸条部３１ｂが凹溝３２ｂ内に嵌合されることにより、第１シール部材３２が不用意に倒れ変形してしまう事態が防止される。なお、バッフルプレート本体３１には、第１シール部材３２の背面に当接される支持用突起部３１ｃが複数形成されて（図５、図１１参照）、第１シール部材３２の倒れ防止がより一層確実に行われるようになっている。

第１シール部材３２は、その先端部にリップ部３２ｃを有している（図１０〜図１２参照）。リップ部３２ｃは、リングギア１２の径方向外方側に向かうにつれて、リングギア１２から離間する方向に傾斜されている。すなわち、第２室Ｃ２から第１室Ｃ１へ向かう方向への潤滑油Ｆの流れを阻止する上で好ましい傾斜設定となっている。また、リングギア１２の回転に伴って第１室Ｃ１の油圧が高くなったときに、この高い油圧を受け流す方向の傾斜設定とされていて、第１シール部材３２の倒れ防止の上でも好ましいものとなっている。さらに、リングギア１２へ向かう側に向けての摺動抵抗が小さくなる傾斜設定となっている。

バッフルプレート３０は、図２に示す固定具３５を利用して、あらかじめカバーケース２Ｂに対して固定される。この後、カバーケース２Ｂが、ケース本体２Ａに対して接近されつつ、ボルト３によってケース本体２Ａに固定される。カバーケース２Ｂをケース本体２Ａに接近させる際に、第１シール部材３２は、ケース本体２Ａの内面を摺動するようにして、ケース本体２Ａ内に挿入されるが、上記リップ部３２ｃの傾斜設定によって、リップ部３２ｃによる大きな摺動抵抗を伴うことなく、第１シール部材３２がケース本体２Ａ内へ挿入される。

次に、バッフルプレート本体３１と第２シール部材３３との取付例について説明する。まず、第２シール部材３３には、その長手方向に間隔をあけて複数の嵌合孔３３ａ形成されている（図１５、図１７参照）。また、バッフルプレート本体３１（の半割筒部３１Ｂの先端部）には、周方向に間隔をあけて複数の係止用爪部３１ｄが形成されている（図４、図５、図６参照）。この係止用爪部３１ｄは、わずかではあるが弾性変形可能で、この係止用爪部３１ｄを第２シール部材３３の嵌合孔３３ａに嵌合、係止させることにより、第２シール部材３３がバッフルプレート本体３１に取付けられる（一体化で、図１７参照））。

バッフルプレート本体３１には、第２シール部材３３の背面に当接される支持用突起部３１ｅが形成されている（図５、図１６、図１７参照）。これにより、第２シール部材３３の倒れ変形が防止される。第２シール部材３３は、先端に向かうにつれてリングギア１２から離間する方向に伸びており、しかもリングギア１２から離間するにつれて徐々にリングギア１２の径方向外方側へと向かう方向へと傾斜設定されている。これにより、第２室Ｃ２からカバーケース２Ｂの内面に沿って上方へと向かう潤滑油Ｆの流れを確実に阻止する上で好ましい傾斜設定となっている。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。係止用爪部をシール部材３２あるいは３３に形成し、嵌合孔をバッフルプレート本体３１に形成するようにしてもよい。デファレンシャル装置１としては、後輪駆動用のものであってもよい。第２室Ｃ２から第１室Ｃ１へと潤滑油を戻す戻し通路を、嵌合孔３２ａと係止用爪部３１ａとの隙間Ｓを利用して構成することなく、バッフルプレート本体３１の低部に形成された専用の戻し用孔によって構成するようにしてもよい。

バッフルプレート本体３１と各シール部材３２、３３とは、例えば射出成形によって別個独立して成形して、それぞれ金型から取り出した後に、バッフルプレート本体３１と各シール部材３２、３３とを、嵌合孔と係止用爪部とを用いて取付けることができる（後の一体化）。これとは別に、射出成形で一般的に行われている２色成形（２重成形）によって、バッフルプレート本体３１の成形と、シール部材３２、３３の成形と、バッフルプレート本体３１に対するシール部材３２、３３の一体化とを、同一の金型内で一挙に行うようにしてもよい。２色成形する場合、バッフルプレート本体３１とシール部材３２、３３とが融着しない関係のときは、嵌合孔とこれに嵌合される係止用爪部とを合わせて成形しておくことにより、確実な一体化を図るのが好ましいものとなる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明によるバッフルプレートをデファレンシャル装置に組み込むことにより、潤滑油の掻き上げ抵抗低減等の上で好ましいものとなる。

１：デファレンシャル装置
２：デファレンシャルケース
２Ａ：ケース本体
２Ｂ：カバーケース
３：ボルト
１０：保持ケース
１２：リングギア
１４：ピニオンシャフト
１５：ピニオンギア
１６、１７：ドライブシャフト
１８．１９：サイドギア
３０：バッフルプレート
３１：バッフルプレート本体
３１Ａ：径方向壁部
３１Ｂ：半割筒部
３１ａ：係止用爪部
３１ｂ：凸条部
３１ｃ：支持用突起部
３１ｄ：係止用爪部
３１ｅ：支持用突起部
３２：第１シール部材
３２ａ：嵌合孔
３２ｂ：凹溝
３２ｃ：リップ部
３３：第２シール部材
３３ａ：嵌合孔
３４：取付孔
３５：固定具

Claims (3)

1. デファレンシャルケース内に配設されるデファレンシャル装置用バッフルプレートであって、
   前記バッフルプレートは、デファレンシャル装置におけるリングギアの一方側の側方に配設される合成樹脂製のバッフルプレート本体と、該バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられて前記デファレンシャルケースの底壁部に対する密着用となる弾性変形可能なシール部材と、から構成され、
   前記シール部材に、前記バッフルプレート本体の外周縁部が嵌合される凹溝が形成されている、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置用バッフルプレート。
2. デファレンシャルケース内に配設されるデファレンシャル装置用バッフルプレートであって、
   前記バッフルプレートは、デファレンシャル装置におけるリングギアの一方側の側方に配設される合成樹脂製のバッフルプレート本体と、該バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられて前記デファレンシャルケースの底壁部に対する密着用となる弾性変形可能なシール部材と、から構成され、
   前記バッフルプレート本体は、前記リングギアの径方向に沿って配設される径方向壁部と、該径方向壁部の内周縁部から軸方向に向けて伸びる半割筒部と、を有し、
   前記半割筒部の先端部に、前記デファレンシャルケースの内面に対して密着させるための別のシール部材が取付けられている、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置用バッフルプレート。
3. デファレンシャルケース内に配設されるデファレンシャル装置用バッフルプレートであって、
   前記バッフルプレートは、デファレンシャル装置におけるリングギアの一方側の側方に配設される合成樹脂製のバッフルプレート本体と、該バッフルプレート本体の外周縁部に取付けられて前記デファレンシャルケースの底壁部に対する密着用となる弾性変形可能なシール部材と、から構成され、
   前記バッフルプレート本体と前記シール部材とが、２色成形での射出成形によって形成されている、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置用バッフルプレート。
   

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