JP7217005B2

JP7217005B2 - 二重構造ｌｓｄユニット

Info

Publication number: JP7217005B2
Application number: JP2019032114A
Authority: JP
Inventors: 努長瀬
Original assignee: 株式会社キャロッセ
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2039-02-25
Also published as: JP2020133862A

Description

本発明は、内部に貯留されたＬＳＤオイルを容易に交換可能な二重構造ＬＳＤユニットに関する。

従来、車載されるリミテッドスリップディファレンシャル（以下、ＬＳＤと称す）として、密封された外ケースに、ＬＳＤを収容するＬＳＤケースが収容されたユニット、すなわち二重のケースにＬＳＤが収容されたユニット（以下、二重構造ＬＳＤユニットと称す）が用いられている。ＬＳＤを潤滑に動作させるために、二重構造ＬＳＤユニット内（外ケース内及びＬＳＤケース内）に、ＬＳＤオイルを貯留させる。ＬＳＤケースには貫通穴が設けられており、この貫通穴を通して、外ケースとＬＳＤケースとの間に貯留されたＬＳＤオイルと、ＬＳＤケース内のＬＳＤオイルと、が循環することにより、ＬＳＤにフレッシュなＬＳＤオイルが供給される。しかしながら、二重構造ＬＳＤユニットに貯留されたＬＳＤオイルは経年劣化するため、適宜オイル交換を行う必要がある。

ここで、二重構造ＬＳＤユニットに貯留されたＬＳＤオイルを交換する方法に関して、さらに改善の余地がある。

そこで、本発明は、内部に貯留されたＬＳＤオイルを容易に交換可能な構成を有する、二重構造ＬＳＤユニットを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の二重構造ＬＳＤユニットは、（１）ＬＳＤと、前記ＬＳＤを収容するＬＳＤケースと、開口部を介して前記ＬＳＤケースを収容可能な収容体及び、前記開口部に取り付けられる蓋体を備える外ケースと、を有する。前記蓋体は、一方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有する。前記支持部は、前記外ケースと前記ＬＳＤケースとの間に貯留されたＬＳＤオイルを交換するためのホースを挿通可能な内径を有する。前記蓋体と前記ＬＳＤケースとは、前記ドライブシャフトの軸方向において、前記ホースを挿入可能な距離だけ離隔している。前記収容体は、他方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有する。前記収容体は、両方の前記ドライブシャフトの軸と直交する平面での収容面積を前記開口部から前記収容体の前記支持部に向かって減少させる傾斜面を有する。

（２）（１）に記載の二重構造ＬＳＤユニットであって、前記蓋体のうち、前記支持部の基端に相当する内側の角部は、Ｒ形状、または、テーパー形状を有する面取り部である。

（３）二重構造ＬＳＤユニットに貯留されたＬＳＤオイルを交換するＬＳＤオイル交換方法である。前記二重構造ＬＳＤユニットは、ＬＳＤと、前記ＬＳＤを収容するＬＳＤケースと、開口部を介して前記ＬＳＤケースを収容可能な収容体及び、前記開口部に取り付けられる蓋体を備える外ケースと、を有する。前記蓋体は、一方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有する。前記支持部は、前記外ケースと前記ＬＳＤケースとの間に貯留されたＬＳＤオイルを交換するためのホースを挿通可能な内径を有する。前記蓋体と前記ＬＳＤケースとは、前記ドライブシャフトの軸方向において、前記ホースを挿入可能な距離だけ離隔している。前記収容体は、他方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有する。前記収容体は、両方の前記ドライブシャフトの軸と直交する平面での収容面積を前記開口部から前記収容体の前記支持部に向かって減少させる傾斜面を有する。前記ホースを、前記蓋体の前記支持部から、前記ドライブシャフトの軸方向における前記蓋体と前記ＬＳＤケースとの間の空隙まで挿通させ、前記外ケースと前記ＬＳＤケースとの間に貯留されて前記傾斜面によって前記蓋体の側に移動したＬＳＤオイルを交換する。

本発明によれば、蓋体の支持部からドライブシャフトを外すだけで、この支持部の内側から蓋体及びＬＳＤケースの間に形成された隙間にホースを挿入させて、二重構造ＬＳＤユニットの内部（ＬＳＤケース及び外ケースの間）に貯留されたＬＳＤオイルをホースから吸引することができ、ＬＳＤオイルを容易に交換することができる。

本実施形態に係る二重構造ＬＳＤユニットを、ディファレンシャルピニオンシャフトの軸方向に切断した断面図である。

以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る二重構造ＬＳＤユニットの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る二重構造ＬＳＤユニットを、ディファレンシャルピニオンシャフトの軸方向に切断した断面図である。Ｘ軸は、ドライブシャフトの軸方向を示す。Ｚ軸は、ディファレンシャルピニオンシャフトの軸方向を示し、Ｙ軸は、Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向を示す。なお、図１においては、説明の便宜上、ドライブシャフトを省略して図示する。図１を参照して、本実施形態に係る二重構造ＬＳＤユニット１は、ＬＳＤ２と、ＬＳＤ２が収容されたＬＳＤケース３と、外ケース４と、を有する。

外ケース４は、ＬＳＤケース３を収容する収容体４１と、収容体４１に取り付けられる蓋体４２と、を有する。収容体４１は、ＬＳＤケース３を収容可能に開口する開口部４１１を有する。開口部４１１からＬＳＤケース３を収容体４１内に入れて、ＬＳＤケース３から径方向外側に突出する突出部３１の先端を収容体４１の内壁面にはめ込むことにより、ＬＳＤケース３が収容体４１に嵌合して固定される。蓋体４２を収容体４１のフランジ部４１２に取り付けることにより、ＬＳＤケース３が外ケース４に収容される。

外ケース４とＬＳＤケース３との間の空間は、二重構造ＬＳＤユニット１に適したオイルであるＬＳＤオイル（図１にハッチングで示す）を貯留可能な貯留部５として用いられる。ＬＳＤケース３には、ＬＳＤケース３を貫通する貫通穴（不図示）が設けられている。貫通穴（不図示）を介して、貯留部５に貯留されたＬＳＤオイルと、ＬＳＤケース３内のＬＳＤオイルと、が循環する。

収容体４１と蓋体４２との隙間からＬＳＤオイルが漏出することを防ぐために、蓋体４２と密接する収容体４１のフランジ部４１２に、第１密封用シールＳ１が設けられている。蓋体４２は、左右のドライブシャフトのうち一方のドライブシャフト（不図示）を挿通させて支持する、円筒形状の第１支持部４２ａを有する。収容体４１は、左右のドライブシャフトのうち他方のドライブシャフト（不図示）を挿通させて支持する、円筒形状の第２支持部４１３を有する。第１支持部４２ａとドライブシャフト（不図示）との隙間や、第２支持部４１３とドライブシャフト（不図示）との隙間からＬＳＤオイルが漏出することを防ぐために、第１支持部４２ａ及び第２支持部４１３のそれぞれの内壁面に、第２密封用シールＳ２が設けられている。なお、左右のドライブシャフトは、共通した軸ＡＸＬを有する。

二重構造ＬＳＤユニット１がトランスミッション（不図示）に内蔵された構成において、第１密封用シールＳ１及び第２密封用シールＳ２を設けない場合、二重構造ＬＳＤユニット１内のオイルが、二重構造ＬＳＤユニット１の外部に、言い換えれば、トランスミッション（不図示）内に漏出するおそれがある。したがって、複数種のオイルの混在を防ぐためには、二重構造ＬＳＤユニット１に用いるオイルと、トランスミッション（不図示）と二重構造ＬＳＤユニット１との間に用いるオイル（以下、ミッションオイルという）と、を同一のオイル（例えば、ＬＳＤオイル）とする必要があった。

しかしながら、二重構造ＬＳＤユニット１には、二重構造ＬＳＤユニット１に適したオイルがあり、トランスミッション（不図示）には、トランスミッション（不図示）に適したオイルがある。このため、二重構造ＬＳＤユニット１に用いるオイルと、ミッションオイルとを同一のオイルにしようとすると、二重構造ＬＳＤユニット１及びトランスミッション（不図示）のいずれか一方に適したオイルを選択しなければならなくなり、二重構造ＬＳＤユニット１及びトランスミッション（不図示）の他方に適したオイルを用いることができなくなる。

本実施形態では、第１密封用シールＳ１及び第２密封用シールＳ２を設けることにより、二重構造ＬＳＤユニット１の内部空間と二重構造ＬＳＤユニット１の外部空間とを分離でき、二重構造ＬＳＤユニット１内のオイルがトランスミッション（不図示）内に漏出することを防ぐことができる。このため、二重構造ＬＳＤユニット１の内部空間において二重構造ＬＳＤユニット１に適したオイル（ＬＳＤオイル）を用いながら、二重構造ＬＳＤユニット１の外部空間においてトランスミッション（不図示）に適したオイルを用いることができる。また、後述するように、ＬＳＤオイルを交換する場合、ホースＨを用いて二重構造ＬＳＤユニット１内のＬＳＤオイルのみを交換することができ、ミッションオイルを交換する必要がなくなる。

ＬＳＤ２は、一対のディファレンシャルピニオンギア（以下、デフピニオンと称する）２１、ディファレンシャルピニオンシャフト（以下、デフピニオンシャフトと称する）２２、一対のディファレンシャルサイドギア（以下、デフサイドギアと称する）２３、プレッシャーリング２４、複数のフリクションディスク２５及び複数のフリクションプレート２６を備える。デフピニオン２１は、デフピニオンシャフト２２に備えられており、左右のドライブシャフト（不図示）がそれぞれ接続されたデフサイドギア２３（２３ａ，２３ｂ）と噛み合っている。デフサイドギア２３を覆う位置に、プレッシャーリング２４が配置されている。プレッシャーリング２４には溝２４１が設けられており、デフピニオンシャフト２２は、溝２４１を挿通してＬＳＤケース３に固定されている。プレッシャーリング２４のＸ軸方向両側には、デフサイドギア２３に固定された複数のフリクションディスク２５と、ＬＳＤケース３に固定された複数のフリクションプレート２６と、が交互に配置されている。

ここで、図１を参照して、二重構造ＬＳＤユニット１の動作について説明する。

（駆動輪の差動原理について）
エンジンやモーター等の動力源においてトルクが発生すると、種々の動力伝達部品（不図示）を介して外ケース４にトルクが伝達され、外ケース４とＬＳＤケース３とが一体的に回転する。ＬＳＤケース３が回転することにより、ＬＳＤ２を介して左右のドライブシャフト（不図示）が回転し、車の駆動輪（不図示）が回転する。左右の駆動輪が路面から受ける抵抗が等しい場合、ＬＳＤケース３とともにデフピニオン２１が公転（ドライブシャフト（不図示）の周りを回転）することにより、デフサイドギア２３に均等に回転が伝達される。一方、左右の駆動輪のうち、例えば左の駆動輪が路面から受ける抵抗が大きい場合、デフサイドギア２３ａが遅く回転しようとして、デフピニオン２１を押し返す。これにより、デフピニオン２１が自転（すなわち、デフピニオンシャフト２２を軸として回転）するため、デフサイドギア２３ｂの回転速度が増加することとなる。すなわち、路面から受ける抵抗（駆動輪の移動距離の差）に応じて、一対のデフサイドギア２３ａ，２３ｂのうち、より多くの回転を要するデフサイドギアの回転速度が増加される。

（駆動輪の差動制限の原理について）
左右の駆動輪の回転数の差（すなわち、左右のドライブシャフト（不図示）の回転数の差）が大きくなると、デフピニオンシャフト２２がプレッシャーリング２４に設けられた溝２４１を押圧し、プレッシャーリング２４が互いに離隔する方向に移動する。移動するプレッシャーリング２４によってフリクションディスク２５が押圧され、フリクションディスク２５がフリクションプレート２６に押し付けられる。これにより、プレッシャーリング２４とフリクションディスク２５との間及びフリクションディスク２５とフリクションプレート２６との間に摩擦力が生じ、左右のデフサイドギア２３がＬＳＤケース３とともに回転する。そのため、デフサイドギア２３の差動が制限される。

第１支持部４２ａは、外ケース４とＬＳＤケース３との間（貯留部５）に貯留されたＬＳＤオイルを交換するためのホースＨを挿通可能な内径を有している。言い換えれば、ホースＨとしては、第１支持部４２ａに挿通することができる外径を有するホースＨを用いることができる。また、蓋体４２とＬＳＤケース３とは、Ｘ軸方向において、ホースＨを挿入可能な距離だけ離隔している。すなわち、蓋体４２とＬＳＤケース３との間の、Ｘ軸方向における空隙Ｔは、ホースＨの外径より大きい。

この構成によれば、二重構造ＬＳＤユニット１（第１支持部４２ａ）からドライブシャフトを外し、第１支持部４２ａの内側からホースＨを空隙Ｔ内に挿入するだけで、ホースＨの先端部を貯留部５の底面まで到達させることができる。そして、ホースＨを用いて、貯留部５からＬＳＤオイル（貯留部５に貯留されたＬＳＤオイル及びＬＳＤケース３の貫通穴（不図示）を介して貯留部５に流出するＬＳＤオイル）を排出した後、新たなＬＳＤオイルを貯留部５に供給することが可能となる。すなわち、二重構造ＬＳＤユニット１を分解することなく、二重構造ＬＳＤユニット１の内部に貯留されたＬＳＤオイルを容易に交換することができる。

また、空隙Ｔを設けた分だけ、外ケース４とＬＳＤケース３との間（貯留部５）の容積を大きくすることができるため、貯留部５に、より多くのＬＳＤオイルを貯留することができる。そのため、二重構造ＬＳＤユニット１内におけるＬＳＤオイルの循環を、より効率よく行うことができる。

収容体４１の内壁面には、傾斜面４１４が形成されている。傾斜面４１４では、第１支持部４２ａや第２支持部４１３によって支持されるドライブシャフトの軸ＡＸＬと直交する平面における収容体４１の収容面積が、開口部４１１から支持部４１３に向かって減少している。この構成によれば、貯留部５に貯留されたＬＳＤオイルをホースＨによって吸引したとき、蓋部４２の側にＬＳＤオイルを移動させることができ、貯留部５に貯留されたＬＳＤオイルの量が減っても、ホースＨの先端部からＬＳＤオイルを吸引し続けることができる。すなわち、ホースＨによってＬＳＤオイルを吸引する際に、ＬＳＤオイルを二重構造ＬＳＤユニット１内に残すことなく吸引させやすくなり、二重構造ＬＳＤユニット１に貯留されたＬＳＤオイルを、より効率的に抜くことが可能となる。

蓋部４２のうち、第１支持部４２ａの基端に相当する内側の角部Ｅは、面取りによってＲ形状を有する。この構成によれば、第１支持部４２ａの内側から空隙Ｔに向かってホースＨを挿入する際に、角部ＥにホースＨの先端部が突き当たってホースＨを挿入しにくくなることを抑制できる。すなわち、ホースＨの先端部を容易に空隙Ｔに挿入することが可能となる。

なお、本実施形態においては、角部ＥはＲ形状を有する構成であるが、これに限られず、角部Ｅは、面取りによってテーパー形状を有する構成であってもよい。この構成であっても、上述と同様、第１支持部４２ａの内側から空隙Ｔに向かってホースＨを挿入する際に、角部ＥにホースＨの先端部が突き当たってホースＨを挿入しにくくなることを抑制できる。すなわち、ホースＨの先端部を容易に空隙Ｔに挿入することが可能となる。

また、本実施形態においては、ＬＳＤ２として多板クラッチ式ＬＳＤを用いているが、これに限られず、例えばスーパーＬＳＤ、トルセンＬＳＤ、ヘリカルギア式ＬＳＤ、ビスカスＬＳＤ、ハイブリッド式ＬＳＤ及びアクティブ制御式ＬＳＤ等、種々のＬＳＤを用いることが出来る。

１：二重構造ＬＳＤユニット２：ＬＳＤ３：ＬＳＤケース４：外ケース４１：収容体４２：蓋体４２ａ：第１支持部４１１：開口部４１３：第２支持部４１４：傾斜面Ｅ：角部Ｈ：ホースＴ：空隙

Claims

ＬＳＤと、
前記ＬＳＤを収容するＬＳＤケースと、
開口部を介して前記ＬＳＤケースを収容可能な収容体及び、前記開口部に取り付けられる蓋体を備える外ケースと、を有し、
前記蓋体は、一方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有し、
前記支持部は、前記外ケースと前記ＬＳＤケースとの間に貯留されたＬＳＤオイルを交換するためのホースを挿通可能な内径を有し、
前記蓋体と前記ＬＳＤケースとは、前記ドライブシャフトの軸方向において、前記ホースを挿入可能な距離だけ離隔しており、
前記収容体は、他方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有し、
前記収容体は、両方の前記ドライブシャフトの軸と直交する平面での収容面積を前記開口部から前記収容体の前記支持部に向かって減少させる傾斜面を有することを特徴とする二重構造ＬＳＤユニット。
前記蓋体のうち、前記支持部の基端に相当する内側の角部は、
Ｒ形状、または、テーパー形状を有する面取り部であることを特徴とする請求項１に記載の二重構造ＬＳＤユニット。
二重構造ＬＳＤユニットに貯留されたＬＳＤオイルを交換するＬＳＤオイル交換方法であって、
前記二重構造ＬＳＤユニットは、
ＬＳＤと、
前記ＬＳＤを収容するＬＳＤケースと、
開口部を介して前記ＬＳＤケースを収容可能な収容体及び、前記開口部に取り付けられる蓋体を備える外ケースと、
を有し、
前記蓋体は、一方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有し、
前記支持部は、前記外ケースと前記ＬＳＤケースとの間に貯留されたＬＳＤオイルを交換するためのホースを挿通可能な内径を有し、
前記蓋体と前記ＬＳＤケースとは、前記ドライブシャフトの軸方向において、前記ホースを挿入可能な距離だけ離隔しており、
前記収容体は、他方のドライブシャフトを支持する円筒状の支持部を有し、
前記収容体は、両方の前記ドライブシャフトの軸と直交する平面での収容面積を前記開口部から前記収容体の前記支持部に向かって減少させる傾斜面を有し、
前記ホースを、前記蓋体の前記支持部から、前記ドライブシャフトの軸方向における前記蓋体と前記ＬＳＤケースとの間の空隙まで挿通させ、前記外ケースと前記ＬＳＤケースとの間に貯留されて前記傾斜面によって前記蓋体の側に移動したＬＳＤオイルを交換することを特徴とするＬＳＤオイル交換方法。