JP6547620B2

JP6547620B2 - 差動ギヤ装置の潤滑構造

Info

Publication number: JP6547620B2
Application number: JP2015253961A
Authority: JP
Inventors: 智裕梶原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: JP2017116035A

Description

本発明は、差動ギヤ装置の潤滑構造、特に、デフケースとサイドギヤとの間に配置されるサイドワッシャの潤滑を好適に行うことができる差動ギヤ装置の潤滑構造に関する。

差動ギヤ装置は、一般に、ピニオンシャフトに回転自在に支持される一対のピニオンギヤと、それぞれ左右のドライブシャフトに連結されると共にこのピニオンギヤに噛み合う一対のサイドギヤと、当該ピニオンシャフトを固定支持すると共に一対のピニオンギヤ及び一対のサイドギヤを収容するデフケースとを備えて構成されている。そして、サイドギヤとデフケースとの間にはデフケースの内面とサイドギヤの回転軸方向の外側面との間の隙間をほぼ一定に保って両者間のガタ付きを抑制するためのサイドワッシャが配置されると共に、デフケースに潤滑溝が形成され、サイドワッシャに潤滑油を供給するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１９０５１１号公報

しかしながら、上記従来の差動ギヤ装置においては、車両の走行中における作動時にデフケースとサイドギヤとの一体的又は相対的な回転が発生すると、いずれにしてもデフケースの内面とサイドギヤの回転軸方向の外側面との間の隙間の潤滑油が遠心力によってサイドギヤの外方に飛散される結果、サイドワッシャに十分な量の潤滑油が供給されない、いわゆる、貧潤滑状態となる。これをこのまま放置すると、サイドワッシャの耐焼付き性が低下、換言すると、耐久性が低下することから、サイドワッシャへの潤滑油量を増大するべく潤滑油溝の断面積を大きくしたり、サイドワッシャそのものに耐焼付き性の高い表面処理を施すなどの対策が採られている。しかし、この潤滑油溝の断面積を大きくする形態では、潤滑油溝の深さのみを深くするとデフケースの剛性低下が生じてしまい好ましくないので幅をも広げざるを得ず、そうすると、サイドワッシャと座面との接触面積が低下し、サイドワッシャへの面圧が高くなる。この結果として、サイドワッシャの耐摩耗性が低下し、耐久性が低下するという懸念が生じるため、潤滑油溝の断面積の拡大が許容できない場合には、配管などを用いてデフケースの外部からその開口を介しての潤滑油量を増大させるなどの必要が発生し、コストアップとなるという問題が存する。

また、サイドワッシャそのものに耐焼付き性の高い表面処理を施す形態では、機能的には満たされるが、コストアップとなる問題が存する。

よって、本発明の技術的課題は、コストアップを伴うことなくサイドワッシャへの潤滑性能を向上させ耐久性を向上させることができる差動ギヤ装置の潤滑構造を提供することにある。

上記課題を解決する本発明に係る差動ギヤ装置の潤滑構造は、一対のピニオンギヤと、一対のピニオンギヤに噛み合う一対のサイドギヤと、一対のピニオンギヤを回転自在に支持するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトを固定支持すると共に一対のピニオンギヤ及び一対のサイドギヤを収容するデフケースと、前記サイドギヤの回転軸方向の外側面と前記デフケースの内表面の座面との間に配置されたサイドワッシャとを備える差動ギヤ装置の潤滑構造であって、
前記サイドギヤの回転軸方向の外側面の外周部に、前記デフケースの内表面の座面側に突出させた潤滑油飛散抑制部が設けられていることを特徴とする。

この本発明に係る差動ギヤ装置の潤滑構造によれば、作動時にデフケースとサイドギヤとの回転が発生し、デフケースの内面とサイドギヤの回転軸方向の外側面との間の隙間の潤滑油に遠心力が作用したとしても、サイドギヤの回転軸方向の外側面の外周部に設けられている、デフケースの内表面の座面側に突出させた潤滑油飛散抑制部によって隙間の潤滑油の移動が抑制される。すなわち、当該潤滑油飛散抑制部の突出端とデフケースの内表面の座面との間に絞りが形成され、サイドギヤの外方への潤滑油の飛散が抑制される。これにより、サイドワッシャへの貧潤滑を抑制することができ、サイドワッシャへの潤滑性能を向上させ耐久性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による差動ギヤ装置の潤滑構造を示す断面図である。図１の差動ギヤ装置におけるデフケースを示す斜視図である。図１における一点鎖線の四角の範囲（III）を拡大して示す拡大説明図である。本発明の一実施形態による差動ギヤ装置のサイドギヤの製作方法を説明するための断面図である。本発明の一実施形態による潤滑油経路を説明するための断面図である。

次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による差動ギヤ装置１０の概略構成を示す断面図である。同図に示す差動ギヤ装置１０は、例えば、前輪駆動式の車両に搭載される不図示のエンジンのクランクシャフトからの動力を左右の駆動輪（前輪）に伝達可能なものであり、例えば、不図示のトランスアクスルケースからの出力軸に設けられたファイナルドライブギヤに噛み合うファイナルドリブンギヤとしてのデフリングギヤ（不図示）が連結されるデフケース２０を含んでいる。

本実施形態に係る差動ギヤ装置１０は、一対（２個）のすぐばかさ歯車からなるピニオンギヤ３０と、それぞれ後述するドライブシャフト（不図示）に連結されると共にピニオンギヤ３０に直角に噛み合う一対（２個）のすぐばかさ歯車からなるサイドギヤ４０と、上記一対のピニオンギヤ３０を支持するピニオンシャフト３２とを含み、これらが図２の斜視図にも示すデフケース２０に収容されて構成されている。ピニオンシャフト３２はピニオンギヤ３０を回転自在に支持している。そして、ピニオンシャフト３２はデフケース２０に形成された取付け孔２２に挿通され、ピン挿入孔２４に挿通されるピン３４でもって、デフケース２０に回転不能に抜け止め固定されている。また、デフケース２０には、その内表面の後述する座部２０c及び２０gの機械加工のための工具挿入や部品組付けのための開口２５が設けられ、さらに、外周部にはフランジ２６が環状に形成されており、上述のデフリングギヤ（不図示）が取付け孔２８（図２参照）を介してフランジ２６に連結される。

サイドギヤ４０は、中心部の円筒状部４０a、その内面に形成されたスプライン部４０b、円筒状部４０aの外側のかさ歯車部４０c、及び後述する、デフケース２０の内表面に対向する回転軸線方向の外側面４０dを備えて形成されている。さらに、この外側面４０dには、その外周部に、上記デフケース２０の内表面の座面２０c側に突出させた潤滑油飛散抑制部４０eが設けられている（図３参照）。

また、デフケース２０は、左右両端に形成され不図示の軸受でもって不図示のドライブシャフトと同軸に不図示のキャリアケースに回転自在に支持される円筒状部２０a、この円筒状部２０aに隣接して形成されサイドギヤ４０の円筒状部４０aが回転自在に挿入される陥凹部２０b、及びこの陥凹部２０bの回りに環状に形成され上記サイドギヤ４０の外側面４０dが対向する内表面である座部２０cを備えている。さらに、上記円筒状部２０aの内面には螺旋状の潤滑油溝２０dが形成されている。この螺旋状の潤滑油溝２０dは、サイドギヤ４０の円筒状部４０aの内面に形成されたスプライン部４０bを介して、サイドギヤ４０に連結される不図示のドライブシャフトとデフケース２０との間で、差回転が生じたときに、潤滑油をデフケース２０内に取り込むべく作用する。

なお、図１の差動ギヤ装置１０のデフケース２０の斜視図である図２を参照するに、上述のデフケース２０の陥凹部２０bの回りに環状に形成される、サイドギヤ４０の外側面４０dが対向する内表面である座部２０cには、環状の座部２０cの中心を通る直径線から時計回り方向にずれた上下の位置に、直径線と平行に鉛直方向に延在する潤滑油溝２０eが設けられている。

さらに、ピニオンギヤ３０のそれぞれとデフケース２０との間には、ピニオンワッシャ３６が配置され、サイドギヤ４０のそれぞれとデフケース２０との間には、サイドワッシャ４２が配置されている。

なお、図３に拡大して示すように、本実施形態に係るデフケース２０は、ピニオンギヤ３０とサイドギヤ４０との噛み合い部が位置される領域の斜め外方に空間２０fが形成されている。この空間２０fは、鋳鉄などによってデフケース２０を成型する際の鋳造肌面のままで画成されている。そして、この鋳造肌面は、上述のサイドワッシャ４２が配置されるデフケース２０の内表面の座部２０cからの逃がし部の左右方向の基準面Ｙとなる。すなわち、サイドワッシャ４２が配置されるデフケース２０の内表面の座部２０cに関しては、基準面Ｙが座部２０cからの逃がし部の左右方向の基準となる。換言すると、座部２０cは、基準面Ｙに対して逃がし部の深さ分だけ浮いた関係にある、いわゆる、浮座に形成されている。（＊注：図３からＸの符号は削除します）

本実施形態のように、逃がし部を画定する鋳造肌面を有して成型されたデフケース２０において、サイドワッシャ４２が配置されるデフケース２０の内表面の座部２０cを仕上げるとき、上述のように浮座に形成することで機械加工すべき範囲を狭くすることができるので、デフケース２０の機械加工コストを低減することができる。

次に、本実施形態に用いられるサイドギヤ４０の製作手法の一例を、図４を参照して説明する。サイドギヤ４０は、前述のように、中心部の円筒状部４０a、その内面に形成されたスプライン部４０b、円筒状部４０aの外側のかさ歯車部４０c、デフケース２０の内表面に対向する外側面４０d、及びこの外側面４０dの外周部に設けられる、デフケース２０の内表面に向けて突出させた潤滑油飛散抑制部４０eを備えるが、図４においては、実線で示される製品形状に対し、機械加工の取り代を残した粗形材形状が破線で示されている。すなわち、製作手法においては、破線で示されている粗形材形状に対し、円筒状部４０a及び外側面４０dに対応する部位から機械加工の取り代を除去し、結果として、潤滑油飛散抑制部４０eが残るべく機械加工を行うのである。この手法によると、安価に製作することができる。

上述の実施形態において、車両が直進状態にあるときは、エンジンからの動力がリングギアを介してデフケース２０に伝えられ、ピニオンギア３０は回転しないが、デフケース２０と共にサイドギア４０が同じ速度で一体的に回転する。一方、車両の旋回時などには、デフケース２０自体の回転速度に対して、負荷の大きい側のサイドギア４０が減速され、同時に負荷の小さい側のサイドギア４０はピニオンギア３０により同量増速され、デフケース２０とサイドギヤ４０との間で差回転（相対的回転）が発生する。

このようにデフケース２０が回転している状態では、不図示のリングギアによって掻き上げられた潤滑油が方々に飛散し、開口２５を介してデフケース２０内に飛び込むことにより供給される。

加えて、上述のデフケース２０とサイドギヤ４０との間で差回転が発生する差動時には、不図示のドライブシャフトとデフケース２０との間でも差回転が発生しているので、デフケース２０の円筒状部２０aの内面に形成されている螺旋状の潤滑油溝２０dを介して潤滑油がデフケース２０内に取り込まれる。この取り込まれた潤滑油は、サイドギヤ４０の円筒状部４０aとこれが挿入される陥凹部２０bとの間を介して、この陥凹部２０bの回りに環状に形成されている座部２０cとサイドギヤ４０の外側面４０dとの間に至る、図５に太実線で示すような潤滑油経路によって、サイドワッシャ４２の配置位置にまで送られる。そしてさらに、潤滑油溝２０eを介して、デフケース２０の内表面の座部２０c、サイドワッシャ４２、及びサイドギヤ４０の外側面４０dと潤滑油飛散抑制部４０eで囲まれる空間にまで送られるが、デフケースの内表面の座部２０cと潤滑油飛散抑制部４０eの突出端との間には絞りが形成されているので、そこに送られた潤滑油は外方に飛散されることなく、その大半は空間内に保持される。

したがって、たとえ、差動状態から直進状態に移行して螺旋状の潤滑油溝２０dを介してのデフケース２０内への潤滑油の取り込みが無くなったとしても、絞りによってある程度の量の潤滑油は保持されるので、サイドワッシャ４２が貧潤滑状態になることは抑制される。よって、サイドワッシャへの潤滑性能を向上させ耐久性を向上させることができる。

なお、上述の実施形態においては、サイドワッシャ４２の耐焼付き性向上のための表面処理が不要となるか、その程度を下げることができるのでコストを下げることが可能となる。

また、上述の実施形態においては、サイドワッシャへの潤滑油量を増大するために潤滑油溝の本数や溝幅を広げて断面積を大きくすることなく、潤滑性能を向上させることができるので、サイドワッシャへの面圧上昇による耐摩耗性低下の背反が生じない。

さらに、上述の実施形態においては、逃がし部を画定する鋳造肌面を有してデフケースを成型し、ピニオンワッシャやサイドワッシャが配置されるデフケースの内表面の座部を浮座に形成することでデフケースの機械加工コストを低減することができる。

また、潤滑油飛散抑制部を設けるのに、サイドギヤの粗形材形状に対して、対応する部位から機械加工の取り代を除去することで潤滑油飛散抑制部を形成する実施形態によれば、サイドギヤを安価に製作することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

１０差動ギヤ装置
２０デフケース
２０a 円筒状部
２０b 陥凹部
２０c 座部
２０d 螺旋状の潤滑油溝
２０e 潤滑油溝
２２取付け孔
２４位置決め孔
２５開口
２６フランジ
２８取付け孔
３０ピニオンギヤ
３２ピニオンシャフト
３４ピン
４０サイドギヤ
４０a 円筒状部
４０b スプライン部
４０c かさ歯車部
４０d 外側面
４０e 潤滑油飛散抑制部
４２サイドワッシャ

Claims

一対のピニオンギヤと、前記一対のピニオンギヤに噛み合う一対のサイドギヤと、前記一対のピニオンギヤを回転自在に支持するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトを固定支持すると共に前記一対のピニオンギヤ及び前記一対のサイドギヤを収容するデフケースと、前記サイドギヤの回転軸方向の外側面と前記デフケースの内表面の座面との間に配置されたサイドワッシャとを備える差動ギヤ装置の潤滑構造であって、
前記サイドギヤの回転軸方向の外側面の外周部に、前記デフケースの内表面との間の対面間隔よりも対向間隔を狭くして絞りとして機能するように、当該デフケースの内表面の座面側に突出させた潤滑油飛散抑制部が設けられていることを特徴とする差動ギヤ装置の潤滑構造。