JP6597236B2 - デファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、デファレンシャル装置の潤滑構造に関し、特に車両前進時にリングギヤがドライブピニオンシャフト側に下側からオイルをかきあげるように回転するデファレンシャル装置の潤滑構造に関する。

デファレンシャル装置には、車両前進時において、リングギヤの回転方向がドライブピニオンシャフト側に向けて潤滑油（以下、オイル）をかきあげる向きであるものと、リングギヤの回転方向がドライブピニオンシャフトとは反対側に向けてオイルをかきあげる向き（つまりドライブピニオンシャフトに向けて上側からオイルを供給する向き）であるものとがある。一般に、前者のものとしては、例えば４輪駆動車のフロントデファレンシャル装置が知られていて、後者のものとしては、例えばリアデファレンシャル装置が知られている。

特許文献１は、後者の、つまり、リングギヤの回転方向がドライブピニオンシャフトとは反対側に向けてオイルをかきあげる向きであるデファレンシャル装置におけるオイルの潤滑構造を開示する。具体的には、特許文献１の潤滑構造では、デファレンシャルケース内の下部のオイル溜まりのオイルをリングギヤでかきあげ、かきあげられたオイルをドライブピニオンシャフトの上部の導入口から同ドライブピニオンシャフト（特に、１対の円すいころ軸受）に導くようにしている。

特開２０１２−２０２５３３号公報

ところで、特許文献１のデファレンシャル装置では、オイルをオイル溜まりに戻すように、ドライブピニオンシャフトの下側に戻し油路を設けることで、ドライブピニオンシャフトの軸受部に供給されたオイルをドライブピニオンシャフトの周囲からさらにリングギヤ側に排出することができる。

他方、前者の、つまり、車両前進時のリングギヤの回転方向がドライブピニオンシャフト側に向けてオイルをかきあげる向きであるデファレンシャル装置は、オイルを下側からかきあげるようにリングギヤが回転するので、特許文献１の装置のように、ドライブピニオンシャフトにその上側からオイルを供給する構造の採用には不向きである。また、このようなデファレンシャル装置では、ドライブピニオンシャフト周囲に供給したオイルをオイル溜まりに戻すようにドライブピニオンシャフトの下側に戻し油路を設けたとしても、リングギヤは前述のように回転するので、ドライブピニオンシャフト周囲からのオイルの戻りはリングギヤの回転に伴うオイルの流れに影響を受け、オイルの流れが滞る可能性がある。

そこで、本発明の目的は、車両前進時のリングギヤの回転方向がドライブピニオンシャフト側に向けてオイルをかきあげる向きであるデファレンシャル装置において、リングギヤの回転に伴い、ドライブピニオンシャフト周囲に円滑にオイルを供給することにある。

本発明の一態様によれば、
車両前進時にリングギヤが該リングギヤ下方のオイル溜まりからドライブピニオンシャフト側に向けてオイルをかきあげるように回転するデファレンシャル装置の潤滑構造において、
前記リングギヤによりかきあげられたオイルが流入可能に設けられた第１室と前記ドライブピニオンシャフトが延在する第２室とを隔てる壁部を、前記第１室と前記第２室とをつなげるように貫通している第１油孔と、
該第１油孔よりも上方に離れた前記壁部の位置において、前記第１室と前記第２室とをつなげるように貫通している第２油孔と、
前記第１油孔と関連する第１下室と該第１下室よりも上側に位置して前記第２油孔と関連する第１上室とに前記第１室を分けるように該第１室に設けられる仕切り部と、
該仕切り部の前記リングギヤ側に設けられ、前記リングギヤによりかきあげられたオイルが前記第１上室へ直接的に流入することを阻止するように形作られている流入阻止部と
を備える、デファレンシャル装置の潤滑構造
が提供される。

本発明の上記一態様に係るデファレンシャル装置の潤滑構造によれば、上記第１油孔と、上記第２油孔と、上記仕切り部とに加えて、上記流入阻止部が設けられる。したがって、リングギヤによりかきあげられたオイルが直接的に第１上室に到って第２油孔に達することを抑制でき、よって、第２油孔から第１上室へのオイルの流れ排出性を高めることができる。つまり、リングギヤがかきあげたオイルは第１下室を介して第１油孔から第２室につまりドライブピニオンシャフト周囲に流れ（好ましくはドライブピニオンシャフトの軸受部にオイルを供給し）、そして、第２室から第２油孔を通して第１上室に流れ、第１上室を出ることでリングギヤ周囲を介してオイル溜まり側へ戻ることが可能になり、オイルを好適に循環させることが可能になる。よって、本発明の一態様に係るデファレンシャル装置の潤滑構造によれば、リングギヤの回転に伴い、ドライブピニオンシャフト周囲に円滑にオイルを供給することができる、という優れた効果が発揮される。

本発明の一実施形態に係るデファレンシャル装置の潤滑構造が適用されたフロントデフキャリヤのうちの第１収容ケースの斜視図である。 リングギヤおよびドライブピニオンシャフトが配置された状態の、図１の第１収容ケースの正面図である。 図２において、ドライブピニオンシャフト、ドライブピニオンギヤ、および、ドライブピニオンシャフトの軸受部を模式的に示した図である。 図２のＩＶ部の拡大図である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係るデファレンシャル装置の潤滑構造は、デファレンシャル装置であるフロントデファレンシャル装置に適用されている。このフロントデファレンシャル装置は４輪駆動車用であり、以下、４輪駆動車に採用されているものとして説明する。しかし、本発明が適用されるデファレンシャル装置は、このようなフロントデファレンシャル装置に限定されない。本発明は、車両前進時にリングギヤがオイル溜まりからドライブピニオンシャフト側に向けてオイルをかきあげるように回転する種々のデファレンシャル装置に適用可能であり、車両前進時にリングギヤがそのような方向に回転する場合にはリアデファレンシャル装置に適用されてもよい。

このフロントデファレンシャル装置では、動力源（例えばエンジン）からプロペラシャフトを介してドライブピニオンシャフトに伝達された回転トルクが、ドライブピニオンギヤと噛み合うリングギヤ（ファイナルギヤ）に入力される。そして、このフロントデファレンシャル装置はデフケースを備え、デフケースにはリングギヤが取り付けられている。デフケース内には、左右のサイドギヤ（ベベルギヤ）およびピニオンギヤがそれぞれ回転自在に支持され、左右のサイドギヤにはピニオンギヤが噛み合っている。フロントデファレンシャル装置からは左右の車軸を介して左右の前輪に差動回転可能にトルクが伝達される。

このフロントデファレンシャル装置は、デファレンシャル装置の潤滑構造に特徴を有し、より詳しくはリングギヤ周囲からドライブピニオンシャフト（特にその軸受部）周囲へのオイルの供給に関して独自の構造または構成を有する。フロントデファレンシャル装置は、フロントデフキャリヤ（ケース）内に収容され、フロントデフキャリヤは、分割構成されている。図１に、フロントデフキャリヤの第１収容ケース１０を示す。図２に、車両搭載時の配置において、図１の第１収容ケースにおいてドライブピニオンシャフト１２とリングギヤ１４とが配置収容されている（ドライブピニオンシャフト１２の先端部のドライブピニオンギヤ１６とリングギヤ１４とが噛み合っている）ところを示す。また、図２において、図２の状態で実質的に隠れているドライブピニオンシャフト１２およびドライブピニオンギヤ１６の透視図を破線で示したものを、図３として示す。なお、第１収容ケース１０にボルトで取り付けられる第２収容ケース等の図示を省略する。また、上記デフケース等は従来既知のものと同様であるのでそれらの詳細な説明を以下省略する。

図２および図３において、右側が車両前方側であり、左側が車両後方側である。そして、フロントデファレンシャル装置において、リングギヤ１４は、図２および図３において、車両前進時に時計回り方向（矢印ＲＤ参照）に回転する。つまり、リングギヤ１４は、車両前進時に、リングギヤ１４が、リングギヤ１４の下方側のオイル溜まり２２（フロントデフキャリヤ内のリングギヤ下方側の領域）からドライブピニオンシャフト１２側に向けて（下側から）オイルをかきあげるように回転する。なお、リングギヤ１４の回転中心軸線１４Ａは車両の左右方向に延びる。

図３に示すように、リングギヤ１４の回転中心軸線１４Ａを含んで略水平方向に延びる第１水平面Ｐ１とドライブピニオンシャフト１２の回転中心軸線１２Ａを含んで略水平方向に延びる第２水平面Ｐ２との位置関係から明らかなように、ドライブピニオンシャフト１２の軸受部１２Ｂのオフセット方向は正方向（鉛直方向下側）である。しかし、本発明は、ドライブピニオンシャフトの軸受部のオフセット方向が逆方向であるデファレンシャル装置に適用されてもよい。ドライブピニオンシャフトおよびドライブピニオンギヤはベアリング１８、２０により回転可能に支持されている。より具体的には、ドライブピニオンシャフト１２（つまりドライブピニオンギヤ１６）は、軸受ケース１２Ｃ内に２つの円すいころ軸受１８、２０で回転可能に支持されていて、ドライブピニオンシャフト１２の回転中心軸線１２Ａの方向においてリングギヤとは反対側の端部においてオイルシールされている。また、フロントデフキャリヤ内のリングギヤ収容室３８において、リングギヤ１４は、回転可能に支持されている。なお、リングギヤ１４の回転中心軸線１４Ａと、ドライブピニオンシャフト１２の回転中心軸線１２Ａとは、互いに立体的に（９０°の交差角で）交差している。

リングギヤ１４の略径方向外側には、第１室２４が設けられている。第１室２４は、リングギヤ１４の回転中心軸線１４Ａに平行な方向（第１軸線方向）において、リングギヤ１４と概ね同じ位置に、つまりリングギヤ１４が実質的に重なる位置に設けられている。そして、第１室２４は、ここでは、リングギヤ１４の車両後方側に設けられている。つまり、第１室２４は、オイル溜まり２２（またはリングギヤ収容室３８）の車両後方側に、オイル溜まり２２の隣りに位置するように設けられている。したがって、第１室２４には、リングギヤ１４によりかきあげられたオイルが流入可能である。

この第１室２４の第１軸線方向の隣りに、上記ドライブピニオンシャフト１２の収容部となる第２室２６（図１および図３参照）が、上記の如く軸受ケース１２Ｃ内に形成されている。第２室２６内には、ドライブピニオンシャフト１２が延在する。この第２室２６は、第１室２４と第２室２６とを隔てる隔壁部（以下、壁部）２８を介して、配置されている。壁部２８は、軸受ケース１２Ｃの一部をなす。壁部２８は、実質的に、ドライブピニオンシャフト１２の回転中心軸線１２Ａに平行な方向（第２軸線方向）に延在すると共に、第１軸線方向に略直角な方向に延在する。

壁部２８には、２つの油孔、つまり第１油孔３０と第２油孔３２とが形成されている。第１油孔３０および第２油孔３２は、それぞれ、第１室２４と第２室２６とをつなげるように壁部２８を貫通している。ただし、第１油孔３０は第２油孔３２と互いに交差せず、第２油孔３２から完全に独立している。

第１油孔３０は、第２水平面Ｐ２よりも鉛直方向下側に位置付けられている。第２油孔３２は、第２水平面Ｐ２よりも鉛直方向上側に位置付けられている。したがって、第２油孔３２は、第１油孔３０よりも上方に離れて位置する。また、第１油孔３０は、第２油孔３２よりも、リングギヤ１４に近い位置に位置する。特に、ここでは、第１油孔３０は、２つの円すいころ軸受１８、２０の略中間（つまり第２軸線方向の略中間）かつ鉛直方向でドライブピニオンシャフト１２の概ね下方側に位置する。これに対して、第２油孔３２は、リングギヤ１４と係合するドライブピニオンギヤ１６から離れた方の２つの円すいころ軸受のうちの一方の円すいころ軸受２０近傍かつ鉛直方向でドライブピニオンシャフト１２の概ね上方側に位置する。なお、第１油孔３０はオイルを第１室２４側から第２室２６側に供給する（送る）ように設けられていて、第２油孔３２はオイルを第２室２６側から第１室２４側に供給する（戻す）ように設けられている。したがって、第１油孔３０はオイル供給孔と称されてもよく、また第２油孔３２はオイル戻し孔と称されてもよい。

さらに、第１室２４を鉛直方向で概ね上下に分けるように、第１室２４には仕切り部（仕切り壁部）３６が設けられている。仕切り部３６は、略水平方向に延び、特にここでは第２水平面Ｐ２に略平行に、好ましくは第２水平面Ｐ２に沿って延びる。仕切り部３６は、リングギヤ１４を収容するリングギヤ収容室３８と第１室との間を閉ざすことなく、上記の如く第１室を２つに分けるように設けられている。第１室２４において、仕切り部３６によって分けられる２つの部屋の内、鉛直方向下方側の部屋を第１下室４０とし、仕切り部によって分けられる２つの部屋の内、鉛直方向上方側の部屋を第１上室４２とする。

第１収容ケース１０に第２収容ケースが取り付けられることで、第１室２４は、第２収容ケースにより第１軸線方向において閉じた空間となる。本実施形態では、第１収容ケースに第２収容ケースが取り付けられることで、仕切り部３６の面３６ａが第２収容ケースの対応する面（不図示）に当接し、それにより、第１室２４は第１軸線方向に閉じて、第１上室４２と第１下室４０とは完全に分けられる。しかし、第１収容ケースに第２収容ケースが取り付けられることで、第１室は第１軸線方向において閉じなくてもよい。また、仕切り部が第２収容ケースから離れて、第１上室と第１下室とは部分的につながることを、本発明は許容し得る。仕切り部３６は第１油孔３０と関連する第１下室４０と第１下室４０よりも上方側にあって第２油孔３２と関連する第１上室４２とに少なくとも部分的に第１室２４を分けるように設計され、これにより後述するオイルの流れが円滑に実現されるとよい。

さらに、仕切り部３６のリングギヤ１４側において、リングギヤ１４の径方向外側においてリングギヤ１４の周方向に沿って仕切り部３６の一端部を拡張するように延在する周方向拡張部４４が設けられている。この周方向拡張部４４は、本発明の流入阻止部に相当する。周方向拡張部４４は仕切り部３６と一体的に設けられているが、仕切り部３６から部分的にまたは全体的に離れてもよい。周方向拡張部４４は、リングギヤ１４によりかきあげられたオイルが第１上室４２へ直接的に流入することを阻止するように形作られている。なお、周方向拡張部４４は、リングギヤによりかきあげられたオイルが第１下室４０へ好適に流入するように設計されている。本実施形態では、周方向拡張部４４は、仕切り部３６のリングギヤ１４側の端部において、上方側および下方側のそれぞれに拡張延在するように形成されているが、下方側の部分４４ｄは省かれて上方側の部分４４ｕのみ備えてもよい。このような周方向拡張部４４は、リングギヤ１４によりかきあげられたオイルが第１上室４２へ直接的に流入することを阻止するように設計されるとよく、好ましくはさらにリングギヤ１４によりかきあげられたオイルが第１下室４０へ流入し、特に第１油孔３０を介してオイルが第２室へ流れることを好適に確保するように設計され、種々の形状にされ得る。

さらに、第１上室４２からリングギヤ１４側に流出するオイルがリングギヤ周囲のオイル等の流体の流れに円滑に合流するように、第１上室４２の出口４２ｏ近傍の形状がさらなる特徴を有する。基本的には、第１上室４２からのオイルがリングギヤ１４側に好適に流出可能に、第１上室４２のリングギヤ側開口部４２ａの上側に凹部４６が設けられている。そして、この凹部４６は、リングギヤ１４の外周縁から、リングギヤ１４の中心から径方向外側にずれた箇所に形成されていて、第１上室４２側での凹みが低く、かつ、リングギヤ１４側でリングギヤ周りの車両前進時の流れ方向に沿った形状で開いている。特に、当該凹部４６（つまり凹部画成壁面）は、第１上室４２の開口部４２ａの上縁部から鉛直方向上側に屹立するように延在する縦壁面４２ｂを有すると共に、この縦壁面４２ｂとリングギヤ収容部３８のリングギヤ１４に適合した形状とを滑らかにつなぐように延在するつなぎ面４２ｃとを有する。この縦壁面４２ｂは、リングギヤ１４周りの主たるオイルの流れ（以下、便宜上「主流」と称する）（図４の矢印Ａ３参照）の一部を、オイルが第１上室４２側に流入することを抑制するように受けることができるように形成されている。また、つなぎ壁面４２ｃは、縦壁面４２ｂで受けたオイルのみならず、第１上室４２からのオイルがリングギヤ１４周りの主流に合流し易くなるように設計されている。

次に、上記構成および構造を有するフロントデファレンシャル装置における車両前進時のオイルの流れについて図４に基づいて説明する。

リングギヤ１４の回転によりオイル溜まり２２のオイルがドライブピニオンシャフト１２側へ下側からかきあげられることに伴い、第１下室４０にオイルが供給される（方向付けられる）（図４の矢印Ａ１参照）。第１下室４０には、第１油孔３０が開いているので、第１油孔３０を介して、オイルはドライブピニオンシャフト１２側に流れ得る。そして、ドライブピニオンシャフト１２周囲に至ったオイルは、例えばドライブピニオンシャフト１２の回転に伴いドライブピニオンシャフト１２周囲のベアリング１８、２０周囲に達し、その潤滑に寄与することができる。一方、上記したように第２油孔３２が設けられているので、第１油孔３０からドライブピニオンシャフト１２側に、特にプロペラシャフト側の円すいころ軸受２０側に至ったオイルは、第１油孔３０を通してのオイルのさらなる供給に後押しされるように第２油孔３２を通して第１上室４２側に流れることができる。そして、周方向拡張部４４により第１上室４２へのリングギヤ１４周囲からの直接的なオイルの流入が抑制されているので、第２油孔３２から第１上室４２に至ったオイルは第１上室４２のリングギヤ側開口部４２ａを出て（図４の矢印Ａ２参照）、リングギヤ１４周囲の主流（図４の矢印Ａ３参照）に好適に合流することができる。さらに、オイルが第２油孔を介して第２室から出てこのように主流へ合流することは、上記凹部４６によってより一層促される。よって、リングギヤ１４の回転によりオイル溜まり２２からかきあげられたオイルは、円滑にオイル溜まり２２に戻り、再度ドライブピニオンシャフト周囲に供給されるようになる。

このように、第１上室４２へのリングギヤ１４側からの直接的なオイルの流入が抑制されるので、上記実施形態では、「オイル溜まり２２（リングギヤ１４周囲）→第１下室４０→第１油孔３０→ドライブピニオンギヤ１２周囲→第２油孔３２→第１上室４２→リングギヤ１４周囲」というオイル流れの循環ルートを確実に確保できる。よって、第１下室４０へのオイルの供給により、オイル溜まり２２から、ドライブピニオンギヤ１２周囲（特にその軸受部１２Ｂ）へのオイルの流れを好適に生じさせることができる。

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限られない。特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。

１２ ドライブピニオンシャフト
１４ リングギヤ
１６ ドライブピニオンギヤ
１８、２０ ベアリング（円すいころ軸受）
２２ オイル溜まり
２４ 第１室
２６ 第２室
２８ 隔壁部（壁部）
３０ 第１油孔
３２ 第２油孔
３６ 仕切り部
３８ リングギヤ収容室
４０ 第１下室
４２ 第１上室
４４ 周方向拡張部（流入阻止部）
４６ 凹部

Claims (1)

1. 車両前進時にリングギヤが該リングギヤ下方のオイル溜まりから当該リングギヤに噛み合うドライブピニオンギヤのドライブピニオンシャフト側に向けてオイルをかきあげるように回転するデファレンシャル装置の潤滑構造において、
   前記リングギヤによりかきあげられたオイルが流入可能に設けられた第１室と前記ドライブピニオンシャフトが延在する第２室とを隔てる壁部を、前記第１室と前記第２室とをつなげるように貫通している第１油孔と、
   該第１油孔よりも上方に離れた前記壁部の位置において、前記第１室と前記第２室とをつなげるように貫通している第２油孔と、
   前記第１油孔と関連する第１下室と該第１下室よりも上側に位置して前記第２油孔と関連する第１上室とに前記第１室を分けるように該第１室に設けられる仕切り部と、
   該仕切り部の前記リングギヤ側に設けられ、前記リングギヤによりかきあげられたオイルが前記第１上室へ直接的に流入することを阻止するように形作られている流入阻止部と、を備え、
   前記第１室は、前記第２室と同じ方向に延在して当該第２室の側方に隣接するように前記壁部により隔てられるとともに前記仕切り部により前記第１上室および前記第１下室の上下に分けられることによって、前記リングギヤによりオイルのかきあげられる方向に位置する該第１下室に当該オイルが優先的に流入される、デファレンシャル装置の潤滑構造。

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