JP6699926B2 - ベアリングの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源からの動力を伝達するトランスミッションやデファレンシャルギヤなどの動力伝達ユニットにおけるベアリングの潤滑構造に関する。

自動車などの車両では、駆動源からの動力がトランスミッション（変速機）に入力され、トランスミッションで変速された動力がデファレンシャルギヤ（差動装置）などを介して駆動輪に伝達される。

図２は、デファレンシャルギヤＡｓｓｙ１０１に動力を入力するドライブピニオンシャフト１０２の近傍の構成を示す断面図である。

デファレンシャルギヤＡｓｓｙ１０１およびドライブピニオンシャフト１０２は、ユニットケース１０３内に収容されている。

デファレンシャルギヤＡｓｓｙ１０１は、デフケース１０４を備えている。デフケース１０４は、ユニットケース１０３に回転可能に保持されている。デフケース１０４には、その外周から径方向に張り出すフランジ部が形成されており、フランジ部には、かさ歯車からなるリングギヤ１０５が相対回転不能に固定されている。

ドライブピニオンシャフト１０２は、２個のテーパローラベアリング（円すいころ軸受）１０６，１０７を介して、ユニットケース１０３に回転可能に保持されている。ドライブピニオンシャフト１０２は、リングギヤ１０５の中心（デフケース１０４の中心）を通ってドライブピニオンシャフト１０２の軸線方向に延びる直線に対して下方にオフセットした位置に配置されている。ドライブピニオンシャフト１０２のデファレンシャルギヤＡｓｓｙ１０１側の端部には、かさ歯車からなるドライブピニオンギヤ１０８が設けられている。ドライブピニオンギヤ１０８は、リングギヤ１０５と噛合している。

ドライブピニオンシャフト１０２が回転すると、その回転がドライブピニオンギヤ１０８からリングギヤ１０５に伝達されて、リングギヤ１０５およびデフケース１０４が回転する。

ユニットケース１０３内には、各部の潤滑のためのオイル（潤滑油）が封入されている。ユニットケース１０３内の底部には、オイル溜まりが生じている。ユニットケース１０３内のオイル量は、たとえば、デファレンシャルギヤＡｓｓｙ１０１が静止した状態において、オイル溜まりの油面が図２に二点鎖線で示される位置となるように設定されている。これにより、テーパローラベアリング１０６，１０７の一部をオイル溜まりに浸漬させることができ、テーパローラベアリング１０６，１０７の焼き付きの発生を抑制することができる。

特開２０１３−１２２２６０号公報

しかしながら、ドライブピニオンシャフト１０２をデファレンシャルギヤＡｓｓｙ１０１の中心軸より上方に配置する構造において、テーパローラベアリング１０６，１０７をオイル浸漬潤滑しようとすると、油面（オイル量）を上げる必要がある。ユニットケース１０３内のオイル量が多いと、オイルによるデフケース１０４およびリングギヤ１０５の回転抵抗（攪拌抵抗）が大きくなるので、メカニカルロスの増大が懸念される。

本発明の目的は、ベアリングをオイルに浸漬させなくても、ベアリングをオイルで潤滑にすることができる、ベアリングの潤滑構造を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るベアリングの潤滑構造は、回転体と、回転体を回転可能に保持する２個のベアリングとを備え、回転体を介して動力を伝達する動力伝達ユニットにおいて、ベアリングを潤滑にするための構造であって、この潤滑構造では、回転体が挿通される挿通部が形成され、２個のベアリングは、回転体と挿通部の内周面との間に介在され、回転体と挿通部の内周面との間に、２個のベアリングに挟まれる空間が形成されており、回転体の回転に伴って空間に発生する負圧により、動力伝達ユニット内に貯留されているオイルを空間に吸い上げるための吸込路が形成されている。

この構成によれば、回転体は、挿通部に挿通されて、回転体と挿通部の内周面との間に介在される２個のベアリングによって回転可能に保持されている。回転体と挿通部の内周面との間には、２個のベアリングに挟まれる空間が形成されている。回転体が回転すると、２個のベアリングに挟まれる空間に負圧が生じ、その負圧により、動力伝達ユニット内に貯留されているオイルが吸込路を通して２個のベアリングに挟まれる空間に吸い上げられる。そのため、２個のベアリングに挟まれる空間にオイルを良好に流入させることができ、その流入したオイルを２個のベアリングに供給することができる。

よって、ベアリングをオイルに浸漬させなくても、２個のベアリングをオイルで潤滑にすることができ、２個のベアリングの潤滑不足による焼き付きの発生を抑制することができる。その結果、動力伝達ユニット内のオイル量の低減を図ることができ、回転体の回転に伴って回転する掻き上げ部やその他の部材がオイルから受ける回転抵抗（撹拌抵抗）を低下させることができる。撹拌抵抗の低下により、動力伝達ユニットにおけるメカニカルロスが低減し、動力伝達ユニットが搭載された車両の走行燃費を向上させることができる。

個々のベアリングは、２個のベアリングに挟まれる空間に対する外側に向かうにつれて回転体の回転軸線から離れるように傾斜したローラ（コロ）を有するテーパローラベアリングであってもよい。

これにより、回転体の回転に伴って、２個のベアリングに挟まれる空間に負圧を発生させることができる。

２個のベアリングの各インナレース間に、インナレースと一体的に回転するスペーサが介在され、スペーサの外周面に、回転径方向に延出する羽根が設けられていてもよい。

回転体の回転に伴って、羽根が設けられたスペーサが回転することにより、２個のベアリングに挟まれる空間に負圧を発生させることができる。その結果、２個のベアリングに挟まれる空間に負圧を増大させることができ、２個のベアリングに挟まれる空間にオイルを良好に吸い上げることができる。よって、２個のベアリングをオイルでより潤滑にすることができ、２個のベアリングの潤滑不足による焼き付きの発生を一層抑制することができる。

本発明によれば、ベアリングをオイルに浸漬させなくても、ベアリングをオイルで潤滑にすることができる。そのため、動力伝達ユニット内のオイル量の低減により、動力伝達ユニットにおけるメカニカルロスの低減を図ることができ、ひいては、動力伝達ユニットが搭載された車両の走行燃費の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る動力伝達ユニット１の構成を示す断面図である。 従来の動力伝達ユニットの構成を示す断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜動力伝達ユニットの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る動力伝達ユニット１の構成を示す断面図である。

動力伝達ユニット１は、ドライブピニオンシャフト２およびデファレンシャルギヤＡｓｓｙ３を備え、トランスミッション（図示せず）から出力される動力をドライブシャフト（図示せず）に伝達するためのユニットである。

ドライブピニオンシャフト２およびデファレンシャルギヤＡｓｓｙ３は、ユニットケース４内に収容されている。ユニットケース４は、たとえば、ダイカストにより鋳造されるアルミニウム製の鋳物である。ユニットケース４には、動力伝達ユニット１の外殻をなす外壁部１１と、外壁部１１の内側に位置し、ドライブピニオンシャフト２を挿通可能な筒状の挿通部１２とが形成されている。挿通部１２には、挿通部１２における下端となる位置に、貫通孔１３が上下方向に貫通して形成されている。貫通孔１３には、吸込管１４が挿通されている。

ユニットケース４内には、各部の潤滑のためのオイル（潤滑油）が収容されている。ユニットケース４内の底部には、オイル溜まりが生じている。ユニットケース４内のオイル量は、たとえば、ドライブピニオンシャフト２が静止した状態において、たとえば、オイル溜まりの油面が図１に二点鎖線で示される位置、つまりデファレンシャルギヤＡｓｓｙ３に備えられているデフサイドギヤ（図示せず）の下端とほぼ同じ高さの位置に位置するように設定されている。吸込管１４は、その溜まったオイル中まで延び、吸込管１４の下端は、運転中においても常にオイルに浸漬する位置に配置されている。

ドライブピニオンシャフト２は、挿通部１２に挿通されている。ドライブピニオンシャフト２と挿通部１２の内周面との間には、２個のベアリング２１が介在されている。２個のベアリング２１は、ドライブピニオンシャフト２の回転軸線方向に間隔を空けて配置されている。これにより、ドライブピニオンシャフト２と挿通部１２の内周面との間には、２個のベアリング２１に挟まれる空間２２が形成されている。

ベアリング２１には、テーパローラベアリング（円すいころ軸受）が採用されている。ベアリング２１のインナレース２５は、ドライブピニオンシャフト２に外嵌されて、ドライブピニオンシャフト２に固定されている。ベアリング２１のアウタレース２６は、挿通部１２に内嵌されて、挿通部１２に固定されている。インナレース２５とアウタレース２６との間には、複数のローラ（円すいコロ）２７が介在されており、ベアリング２１は、空間２２に対する外側に向かうにつれてローラ２７がドライブピニオンシャフト２の回転軸線から離れるように傾斜する向きに設けられている。また、２個のベアリング２１の各インナレース２５間には、スペーサ２８が介在されて、各インナレース２５にスペーサ２８が固定されている。

スペーサ２８の外周面には、複数の羽根３１が設けられている。羽根３１は、スペーサ２８の外周面から回転径方向に延出し、回転軸線方向に延び、回転軸線方向の中央でドライブピニオンシャフト２の回転方向の下流側に向かって尖った略Ｖ字状に形成されている。

ドライブピニオンシャフト２のデファレンシャルギヤＡｓｓｙ３側の端部には、かさ歯車からなるドライブピニオンギヤ４１が設けられている。ドライブピニオンギヤ４１は、次に述べるデフケース５１の中心よりも上方の位置に配置され、ドライブピニオンシャフト２は、デフケース５１の中心を通ってドライブピニオンシャフト２の軸線方向に延びる直線に対して上方にオフセットした位置に配置されている。

デファレンシャルギヤＡｓｓｙ３は、デフケース５１を備えている。デフケース５１は、ユニットケース４にドライブピニオンシャフト２の回転軸線方向と直交する回転軸線を中心に回転可能に保持されている。デフケース５１には、その外周から径方向に張り出すフランジ部５２が形成されている。フランジ部５２には、かさ歯車からなるリングギヤ（図示せず）が相対回転不能に設けられており、リングギヤには、ドライブピニオンギヤ４１が噛合している。

＜作用効果＞
以上の構成によれば、トランスミッションから出力される動力により、ドライブピニオンシャフト２が回転すると、その回転がドライブピニオンギヤ４１からリングギヤに伝達されて、デファレンシャルギヤＡｓｓｙ３のデフケース５１がリングギヤと一体に回転する。デフケース５１の回転は、デファレンシャルギヤＡｓｓｙ３に備えられているデフピニオンシャフト、デフピニオンギヤおよびデフサイドギヤ（いずれも図示せず）を経由して、ドライブシャフトに伝達される。これにより、トランスミッションから出力される動力がドライブシャフトに伝達され、その動力がドライブシャフトから動力伝達ユニット１が搭載される車両の駆動輪に伝達される。

ドライブピニオンシャフト２は、挿通部１２に挿通されて、ドライブピニオンシャフト２と挿通部１２の内周面との間に介在される２個のベアリング２１によって回転可能に保持されている。ドライブピニオンシャフト２と挿通部１２の内周面との間には、２個のベアリング２１に挟まれる空間２２が形成されている。

ベアリング２１は、テーパローラベアリングであり、ドライブピニオンシャフト２と挿通部１２の内周面との間の空間２２に対する外側に向かうにつれてローラ２７がドライブピニオンシャフト２の回転軸線から離れるように傾斜する向きに設けられている。これにより、ドライブピニオンシャフト２の回転に伴って、遠心力の作用により、２個のベアリング２１に挟まれる空間２２からベアリング２１のインナレース２５とアウタレース２６との間を通して空気が排出され、空間２２に負圧を発生させることができる。

また、２個のベアリング２１の各インナレース２５間に、インナレース２５と一体的に回転するスペーサ２８が介在され、スペーサ２８の外周面に、回転径方向に延出する複数の羽根３１が設けられている。そのため、ドライブピニオンシャフト２の回転に伴って、羽根３１が設けられたスペーサ２８が回転することによっても、各羽根３１の回転方向下流側に負圧を発生させることができる。その結果、吸込管１４の上端近傍の負圧を増大させることができる。

挿通部１２における下端となる位置には、貫通孔１３が形成されており、この貫通孔１３には、吸込管１４が挿通されている。ユニットケース４内の底部には、オイルが溜まっており、吸込管１４の下端は、そのオイル溜まりに浸漬している。そのため、ドライブピニオンシャフト２の回転に伴って、２個のベアリング２１に挟まれる空間２２に負圧が生ると、その負圧により、ユニットケース４内に貯留されているオイルが吸込管１４を通して空間２２に吸い上げられる。そのため、空間２２にオイルを良好に流入させることができ、その流入したオイルを２個のベアリング２１に供給することができる。

よって、ベアリング２１をオイルに浸漬させなくても、２個のベアリング２１をオイルで潤滑にすることができ、２個のベアリング２１の潤滑不足による焼き付きの発生を抑制することができる。その結果、ユニットケース４内のオイル量の低減を図ることができ、ドライブピニオンシャフト２の回転に伴って回転するデフケース５１などがオイルから受ける回転抵抗（撹拌抵抗）を低下させることができる。撹拌抵抗の低下により、動力伝達ユニット１におけるメカニカルロスが低減し、動力伝達ユニット１が搭載された車両の走行燃費を向上させることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、ドライブピニオンシャフト２は、トランスミッションのアウトプットシャフトであってもよいし、アウトプットシャフトからの動力が伝達されるトランスファの回転軸であってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 動力伝達ユニット
２ ドライブピニオンシャフト（回転体）
１２ 挿通部
１４ 吸込管（吸込路）
２１ ベアリング
２２ 空間

Claims (1)

1. 回転体と、前記回転体を回転可能に保持する２個のベアリングとを備え、前記回転体を介して動力を伝達する動力伝達ユニットにおいて、
   回転体が挿通される挿通部が形成され、
   前記２個のベアリングは、前記回転体と前記挿通部の内周面との間に介在され、
   前記回転体と前記挿通部の内周面との間に、前記２個のベアリングに挟まれる空間が形成されており、
   前記回転体の回転に伴って前記空間に発生する負圧により、前記動力伝達ユニット内に貯留されているオイルを前記空間に吸い上げるための吸込路が形成され、
   前記２個のベアリングの各インナレース間に、当該インナレースと一体的に回転するスペーサが介在され、当該スペーサの外周面に、回転径方向に延出する羽根が設けられている、ベアリングの潤滑構造。

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