JP6982529B2

JP6982529B2 - 差動装置

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Publication number: JP6982529B2
Application number: JP2018054940A
Authority: JP
Inventors: 義高川口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: CN110296206B; CN110296206A; US10760676B2; JP2019168005A; US20190293169A1

Description

本発明は、動力を伝達する差動装置に関する。

従来より、回転するギヤが掻き上げたオイルを差動機構に供給する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、ギヤが掻き上げたオイルを溜める油溜め部と、車両の発進時に油溜め部のオイルを差動機構に流下させるように開閉作動する閉鎖機構と、を備える。これにより車両の発進時にオイルが差動機構に供給される。

特開２００８−８２５３０号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、差動機構とは別に設けられる油溜め部および閉鎖機構によって部品点数が増え、差動機構を含む装置全体の大型化を招くという問題がある。

本発明の一態様は、軸を中心として回動するピニオンギヤに噛み合うサイドギヤの回転によって動力を伝達する差動装置であり、差動装置は、ピニオンギヤ及びサイドギヤを収容して軸を中心として回転するデフケースと、サイドギヤとデフケースの内壁との間に配置されるサイドワッシャと、を備え、サイドワッシャは、デフケースの内部に配置されるワッシャ部と、ワッシャ部からデフケースの外部へと延在する延在部と、延在部の先端部に設けられ、デフケースに開口する窓からデフケースの外部に延在してオイルを掻き上げる掻上部と、を有する。デフケースは、２つの窓を有する。一方の窓から延在するサイドワッシャのワッシャ部と、他方の窓から延在するサイドワッシャのワッシャ部と、がデフケースの内部で互いに係合して配置される。

本発明の差動装置によれば、掻上部がデフケースと共に回動し、掻上部によって掻き上げられたオイルがデフケース内に供給され、潤滑が行われる。これは、サイドワッシャの形状を変えることで実現されるため、差動装置の部品点数を増やすことなく、差動機構を含む装置全体の大型化が避けられる。

本発明の実施形態に係る差動装置を含む動力伝達装置を示す断面図。差動装置を示す斜視図。差動機構を示す分解斜視図。サイドワッシャを示す正面図。サイドワッシャを示す斜視図。差動装置において潤滑が行われる動作の一例を示す図。図６Ａに続く動作の一例を示す図。

以下、図１〜図６Ｂを参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る差動装置６０は車両に搭載される動力伝達装置１００を構成するものである。動力伝達装置１００は、電動機２を車両の駆動源として用いるものであり、電気自動車やハイブリッド車両などの電動車両に設けられる。

図１は、動力伝達装置１００を示す断面図である。まず、図１を参照して動力伝達装置１００の構成について説明する。なお、以下では、便宜上、図示のように上下方向および左右方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。

動力伝達装置１００のケース４１，４２の内部には、電動機２、減速ギヤ列５、および差動装置６０が左右方向に並んで収容される。電動機２の動力は、減速ギヤ列５によって減速して差動装置６０に伝達され、差動装置６０によって左右の出力軸３５，３６（車軸）に分配される。

電動機２は、ステータ２１、ロータ２２、およびロータ軸２３を備える。ロータ軸２３は、ケース４１およびホルダ４３に軸受２４，２５を介して回転自在に支持される。

減速ギヤ列５は、ロータギヤ２６、複数（３個）のカウンタギヤ３０、およびリングギヤ５２を備える。ロータギヤ２６は、ロータ軸２３の端部に形成され、電動機２によって回転駆動される。カウンタギヤ３０は、ロータギヤ２６に噛み合う大径ギヤ３１と、リングギヤ５２に噛み合う小径ギヤ３２と、を備える。カウンタギヤ３０は、その両端部が軸受５５，５６を介してホルダ４３およびホルダ５４に回転自在に支持される。リングギヤ５２は、軸方向に延在する部位が差動装置６０のデフケース６１に連結される。デフケース６１に設けられる一方のジャーナル部６１ｃは、ホルダ５４に軸受２７を介して回転自在に支持される。デフケース６１に設けられる他方のジャーナル部６１ｄは、ケース４２に軸受２８を介して回転自在に支持される。

ロータギヤ２６の回転は、複数のカウンタギヤ３０およびリングギヤ５２によって減速してデフケース６１に伝達される。複数のカウンタギヤ３０が周方向に並んでリングギヤ５２に噛み合う構成とすることで、減速ギヤ列５の外径を電動機２の外径と同等に設定することができる。すなわち、電動機２から減速ギヤ列５までの高さを左右方向について均一に構成することが可能となり、ケース４１，４２内の空間を効率的に活用することができる。

ケース４１，４２の内部空間は、ホルダ４３およびホルダ５４によって電動機２を収容する空間と、減速ギヤ列５および差動装置６０を収容する空間と、に仕切られる。ケース４１，４２の底部によって形成される内部空間は、オイル（液状媒体）を貯留する貯留部４４として機能する。動力伝達装置１００の回転停止時には、貯留部４４に貯留されるオイルの油面位置Ｌが図に示す位置にある。動力伝達装置１００の回転作動時には、貯留部４４に貯留されるオイルがカウンタギヤ３０、ロータ２２、リングギヤ５２、およびデフケース６１、および差動装置６０などによって掻き上げられ、ケース４１，４２内の各部を潤滑する。すなわち動力伝達装置１００内の各部は、ポンプなどによらない、いわゆる自然潤滑によって潤滑される。

次に、図２〜図５を参照して差動装置６０の潤滑構造について説明する。なお、「径方向」、「周方向」、および「軸方向」は、それぞれ、軸Оを中心とする放射方向、軸О回りの方向、および軸Оが延在する方向を意味する。また、図２〜図５は、説明の簡略化のため、動力伝達装置１００の一部を省略して図示している。

図２は、デフケース６１および差動機構６を示す斜視図である。デフケース６１は、差動機構６を収容する中空の収容部６１ａと、収容部６１ａの外周部から円盤状に延びるフランジ部６１ｂと、収容部６１ａの両端部から円筒状に延びるジャーナル部６１ｃ（図１）およびジャーナル部６１ｄと、を有する。収容部６１ａには、２つの窓６１ｅが開口している。フランジ部６１ｂの外周端には、リングギヤ５２（図１）に結合するスプライン６１ｆが形成される。

図３は、デフケース６１および差動機構６を分解した状態を示す斜視図である。差動機構６は、２つのピニオンギヤ６３および２つのサイドギヤ６４を備える。２つのピニオンギヤ６３は、デフケース６１にシャフト６２を介して回転自在に支持される。

デフケース６１およびシャフト６２は、リングギヤ５２（図１）と共に回転する。シャフト６２に支持された２つのピニオンギヤ６３が回動（公転）することで、各ピニオンギヤ６３に噛み合う左右のサイドギヤ６４が回転する。これによりデフケース６１に伝達される動力は、左右のサイドギヤ６４に連結された左右の出力軸３５，３６（図１）に分配される。

デフケース６１の内壁６１ｈと各ピニオンギヤ６３との間には、ピニオンワッシャ６９がそれぞれ配置される。これによりピニオンギヤ６３がデフケース６１の内壁６１ｈに摺接しないようになっている。

デフケース６１の内壁６１ｈと一方のサイドギヤ６４との間には、サイドワッシャ６５が配置される。デフケース６１の内壁６１ｈと他方のサイドギヤ６４との間には、後述するようにサイドワッシャ７０，８０が配置される。これによりサイドギヤ６４がデフケース６１の内壁６１ｈに摺接しないようになっている。

サイドワッシャ６５は、環状のワッシャ部６６と、ワッシャ部６６の外周から突出する２つの回り止め部６７と、を有する。サイドワッシャ６５は、各回り止め部６７が窓６１ｅの開口縁部に係合することで、デフケース６１に対する回り止めが行われる。

図４は、サイドワッシャ７０，８０を示す右方向から見たときの正面図である。図５は、サイドワッシャ７０，８０を示す斜視図である。サイドワッシャ７０，８０は、デフケース６１の内部に配置されるワッシャ部７１，８１と、ワッシャ部７１，８１からデフケース６１の外部へと延在する板状の延在部７２，８２と、延在部７２，８２の先端部に設けられる掻上部７５，８５と、を有する。

２つのサイドワッシャ７０，８０は、それぞれのワッシャ部７１，８１同士が収容部６１ａの内部で互いに係合し、それぞれの延在部７２，８２が２つの窓６１ｅから収容部６１ａの外部へと延在するように配置される。

一方のサイドワッシャ７０のワッシャ部７１は、切欠き７１ａを有するＣ字状に形成される。他方のサイドワッシャ８０のワッシャ部８１は、切欠きを有さない環状に形成される。ワッシャ部８１がワッシャ部７１の内側に配置され、延在部８２の基端部が切欠き７１ａに係合するように配置される。これによりワッシャ部７１，８１は、右方向から見て互いに重なることなく、デフケース６１の内壁６１ｈに並んで当接するように配置される。

デフケース６１は、延在部７２，８２に係合してサイドワッシャ７０，８０の回り止めをする２つの係合部６１ｇ（図３）を有する。板状の延在部７２，８２は、係合部６１ｇに係合するように曲折して形成される。これによりデフケース６１は、掻上部７５，８５の背面がフランジ部６１ｂに密着するように配置される。

掻上部７５，８５は、フランジ部６１ｂに沿って周方向に延在する樋状（袋形状）に形成される。掻上部７５，８５は、径方向内側に向いて窪む油溜め空間７６，８６を形成する。掻上部７５，８５の開口部７７，８７は、デフケース６１の窓６１ｅに対向するようにフランジ部６１ｂの内周に沿って開口する。掻上部７５，８５の背部７８，８８（外周部）は、フランジ部６１ｂの外周に沿って湾曲した板状に形成される。サイドワッシャ７０，８０は、軸Оについて対称的に配置される。

次に、差動装置６０において潤滑が行われる様子について説明する。

差動装置６０の作動時には、サイドワッシャ７０，８０がデフケース６１と共に回転し、掻上部７５，８５によって掻き上げられたオイルがデフケース６１の窓６１ｅから差動機構６に供給され、差動機構６が潤滑される。

図６Ａ、図６Ｂは、それぞれ車両の発進時および低速走行時に差動装置６０において潤滑が行われる動作の一例を示す図である。以下、これらの図を参照してオイルの流れについて説明する。

まず図６Ａに示す状態では、下方にあるサイドワッシャ７０の掻上部７５が貯留部４４に貯留されるオイルに浸かり、オイルが開口部７７から油溜め空間７６に入る。

続いて図６Ｂに示すように、デフケース６１が矢印Ａで示す方向に回転するのに伴って下方にあったサイドワッシャ７０が上昇し、油溜め空間７６のオイルは重力を受けて矢印Ｂで示すように開口部７７から流出し、窓６１ｅを通じて収容部６１ａ内の差動機構６へと流下する。開口部７７が窓６１ｅに対向するように設けられるため、重力を受けて開口部７７から流出するオイルを、窓６１ｅを通じて効率良く差動機構６へ導入することができる。サイドワッシャ８０の掻上部８５、油溜め空間８６および開口部８７は、サイドワッシャ７０の掻上部７５、油溜め空間７６と同様に構成される。このため、サイドワッシャ８０が下方から上昇するときも同様に開口部８７から流出するオイルを差動機構６へ導入することができる。

デフケース６１の回転速度がある程度低い作動状態ではオイルの撹拌による差動機構６の潤滑が不十分となるが、油溜め空間７６，８６に入ったオイルは重力を受けて差動機構６へ供給されることで、差動機構６の潤滑が十分に行われる。

本実施形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。

（１）本実施形態の差動装置６０は、ピニオンギヤ６３及びサイドギヤ６４を収容して軸Ｏを中心として回転するデフケース６１と、サイドギヤ６４とデフケース６１の内壁６１ｈとの間に配置されるサイドワッシャ７０，８０と、を備え、軸О周りに回動するピニオンギヤ６３に噛み合うサイドギヤ６４の回転によって動力を伝達する。サイドワッシャ７０，８０は、デフケース６１に開口する窓６１ｅからデフケース６１の外部に延在してオイルを掻き上げる掻上部７５，８５を有する（図２〜図５）。

これにより差動装置６０の作動時には、掻上部７５，８５がデフケース６１と共に回動し、掻上部７５，８５によって掻き上げられたオイルがデフケース６１内の差動機構６に供給され、差動機構６が潤滑される。これは、サイドワッシャ７０，８０の形状を変えることで実現されるため、差動装置６０の部品点数を増やすことなく、差動機構６を含む装置全体の大型化を防ぐことができる。

（２）サイドワッシャ７０，８０は、デフケース６１の内部に配置されるワッシャ部７１，８１と、ワッシャ部７１，８１からデフケース６１の外部へと延在する延在部７２，８２と、延在部７２，８２の先端部に設けられる掻上部７５，８５と、を有する（図３〜図５）。

これにより差動装置６０の作動時には、掻上部７５，８５が延在部７２，８２を介してデフケース６１の窓６１ｅから径方向に離れた位置で回動することで、貯留部４４に貯留されるオイルを掻き上げることができる。

（３）デフケース６１は、２つの窓６１ｅを有する。そして、一方の窓６１ｅから延在するサイドワッシャ７０のワッシャ部７１と、他方の窓６１ｅから延在するサイドワッシャ７０のワッシャ部８１と、がデフケース６１の内部で互いに係合して配置される（図３〜図５）。

これにより差動装置６０の作動時には、２つの窓６１ｅのそれぞれから延在する２つのサイドワッシャ７０，８０によってオイルが供給されることで、差動機構６に供給されるオイル量を増やすことができる。

（４）デフケース６１は、延在部７２，８２に係合してサイドワッシャ７０，８０の回り止めをする係合部６１ｇを有する（図３）。

これによりサイドワッシャ７０，８０は、締結具を用いることなく、デフケース６１の所定位置に配置される。

（５）掻上部７５，８５は、径方向内側に向いて窪む油溜め空間７６，８６を形成する（図４、図５）。

これにより差動装置６０では、油溜め空間７６，８６に溜められるオイルがデフケース６１の回転に伴って重力により流下し、窓６１ｅを通じて差動機構６に供給され、差動機構６が潤滑される。

なお、比較例として、デフケースのフランジ部に取り付けられるバケットを設け、デフケースのフランジ部とバケットとの間に設けられる空間に溜められたオイルを差動機構へと流下させるものが考えられる。しかし、この場合、バケットがボルトなどを介してデフケースに取り付けられるため、差動装置の部品点数、および組み立て工程が増え、製品のコストアップを招く。また、デフケースのフランジ部とバケットとの間に隙間が生じないようにすることが難しい。

上記比較例に比べて、本実施形態の差動装置６０では、袋形状の掻上部７５，８５がサイドワッシャ７０，８０の一部として設けられるため、部品点数および組み立て工程が増えることがなく、製品のコストアップを回避できる。また掻上部７５，８５はサイドワッシャ７０，８０に一体に形成されるため、油溜め空間７６，８６にはオイルが洩れ出す隙間が生じることがない。よって油溜め空間７６，８６に入ったオイルを効率よく差動機構６に供給することができる。

またサイドワッシャ７０，８０の変形例として、掻上部７５，８５は油溜め空間７６，８６を形成する袋形状をしたものに限らず、掻上部７５，８５はオイルを掻き上げる例えばスプーン状のものであってもよい。

以上では、差動装置６０を車両の動力伝達装置１００に適用する例を示したが、本発明の差動装置は、車両以外に使用される装置にも適用できる。

以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。

６０差動装置、６１デフケース、６１ｅ窓、６１ｇ係合部、６１ｈ内壁、６３ピニオンギヤ、６４サイドギヤ、７０，８０サイドワッシャ、７１，８１ワッシャ部、７２，８２延在部、７５，８５掻上部、７６，８６油溜め空間

Claims

軸を中心として回動するピニオンギヤに噛み合うサイドギヤの回転によって動力を伝達する差動装置であって、
前記ピニオンギヤ及び前記サイドギヤを収容して前記軸を中心として回転するデフケースと、
前記サイドギヤと前記デフケースの内壁との間に配置されるサイドワッシャと、を備え、
前記サイドワッシャは、
前記デフケースの内部に配置されるワッシャ部と、
前記ワッシャ部から前記デフケースの外部へと延在する延在部と、
前記延在部の先端部に設けられ、前記デフケースに開口する窓から前記デフケースの外部に延在してオイルを掻き上げる掻上部と、を有し、
前記デフケースは、２つの前記窓を有し、
一方の前記窓から延在する前記サイドワッシャの前記ワッシャ部と、他方の前記窓から延在する前記サイドワッシャの前記ワッシャ部と、が前記デフケースの内部で互いに係合して配置されることを特徴とする差動装置。
請求項１に記載の差動装置において、
前記デフケースは、前記延在部に係合して前記サイドワッシャの回り止めをする係合部を有することを特徴とする差動装置。
請求項１または２に記載の差動装置において、
前記掻上部は、前記デフケースの回転径方向内側に向いて窪む油溜め空間を形成することを特徴とする差動装置。