JP7219644B2

JP7219644B2 - Differential device

Info

Publication number: JP7219644B2
Application number: JP2019052123A
Authority: JP
Inventors: 貴裕川尻
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2023-02-08
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP2020153437A

Description

本発明は、車両に搭載されるデファレンシャル装置に関する。 The present invention relates to a differential device mounted on a vehicle.

自動車等の車両には、左右や前後の駆動輪に動力を分配するデファレンシャル装置が設けられている。また、デファレンシャル装置には差動歯車を収容するデフケースが設けられており、デフケースは軸受によって回転自在に支持されている。なお、デフケース等の回転体を支持する軸受として、テーパーベアリングやボールベアリング等の軸受が開発されている（特許文献１～４参照）。 2. Description of the Related Art A vehicle such as an automobile is provided with a differential device that distributes power to left and right driving wheels and front and rear driving wheels. Further, the differential device is provided with a differential case that accommodates the differential gear, and the differential case is rotatably supported by bearings. Bearings such as taper bearings and ball bearings have been developed as bearings for supporting rotating bodies such as differential cases (see Patent Documents 1 to 4).

特開２００４－１０８５７２号公報JP-A-2004-108572 特開２０００－２９１６５１号公報JP-A-2000-291651 特開２００８－１０６９１４号公報JP 2008-106914 A 特開平５－１３８４０７号公報JP-A-5-138407

ところで、デフケースを支持する軸受には大きな荷重が作用することから、軸受に対して十分にオイルを供給することが重要である。このため、デファレンシャル装置のハウジングにはオイルが貯留されており、デフケース等によって掻き上げられたオイルが軸受に供給されている。しかしながら、デフケース等が回転し始める走行開始直後においては、オイルが十分に掻き上げられていないことから、軸受を適切に潤滑することが困難となっていた。 By the way, since a large load acts on the bearing that supports the differential case, it is important to supply sufficient oil to the bearing. For this reason, oil is stored in the housing of the differential device, and the oil that is raked up by the differential case or the like is supplied to the bearings. However, immediately after the start of running when the differential case and the like begin to rotate, the oil is not sufficiently scooped up, making it difficult to properly lubricate the bearings.

本発明の目的は、デファレンシャル装置の軸受を適切に潤滑することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to properly lubricate the bearings of a differential.

本発明のデファレンシャル装置は、車両に搭載されるデファレンシャル装置であって、ハウジングに収容され、差動歯車が組み込まれるデフケースと、前記デフケースに取り付けられ、前記デフケースを回転自在に支持する軸受と、を有し、前記軸受は、前記デフケースに取り付けられる内輪と、前記内輪の径方向外方に配置される中間輪と、前記中間輪の径方向外方に配置される外輪と、前記内輪と前記中間輪との間に配置される内側転動体と、前記中間輪と前記外輪との間に配置される外側転動体と、前記内輪の外周部に取り付けられ、前記中間輪に接する係合位置と前記中間輪から離れる解除位置とに回動するスプラグと、を備え、前記スプラグは、前記内輪の低速回転時に前記係合位置に回動し、前記内輪の高速回転時に前記解除位置に回動する。 A differential device of the present invention is a differential device to be mounted on a vehicle, comprising a differential case accommodated in a housing and having a differential gear incorporated therein, and a bearing attached to the differential case to rotatably support the differential case. The bearing comprises an inner ring attached to the differential case, an intermediate ring arranged radially outward of the inner ring, an outer ring arranged radially outward of the intermediate ring, the inner ring and the intermediate an inner rolling element arranged between the ring, an outer rolling element arranged between the intermediate ring and the outer ring, an engaging position attached to the outer peripheral portion of the inner ring and in contact with the intermediate ring, and the and a sprag that rotates to a release position away from the intermediate ring, wherein the sprag rotates to the engagement position when the inner ring rotates at a low speed, and rotates to the release position when the inner ring rotates at a high speed.

本発明によれば、軸受を構成する内輪には、中間輪に接する係合位置と中間輪から離れる解除位置とに回動するスプラグが取り付けられる。このスプラグは、内輪の低速回転時に係合位置に回動し、内輪の高速回転時に解除位置に回動する。これにより、軸受を適切に潤滑することができる。 According to the present invention, the inner ring that constitutes the bearing is provided with sprags that rotate between the engaged position in contact with the intermediate ring and the released position away from the intermediate ring. The sprag rotates to the engaged position when the inner ring rotates at low speed, and rotates to the disengaged position when the inner ring rotates at high speed. Thereby, the bearing can be properly lubricated.

本発明の一実施の形態であるデファレンシャル装置を示す図である。It is a figure showing a differential device which is one embodiment of the present invention. 図１の矢印Ａ方向から軸受の一部を示した図である。It is the figure which showed some bearings from the arrow A direction of FIG. （Ａ）は図２のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は図２のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。(A) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and (B) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 図１の矢印Ａ方向から軸受の一部を示した図である。It is the figure which showed some bearings from the arrow A direction of FIG. 車両停止時のデファレンシャル装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a differential device when the vehicle is stopped; 車両走行時のデファレンシャル装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a differential device while the vehicle is running; デフケースが低速回転する際の軸受を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing bearings when the differential case rotates at a low speed; デフケースが高速回転する際の軸受を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing bearings when the differential case rotates at high speed; 比較例としてのデファレンシャル装置を示す図である。It is a figure which shows the differential apparatus as a comparative example. 車両停止時のデファレンシャル装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a differential device when the vehicle is stopped;

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［デファレンシャル装置］
図１は本発明の一実施の形態であるデファレンシャル装置１０を示す図である。図示するデファレンシャル装置１０は自動車等の車両に搭載される装置であり、このデファレンシャル装置１０によって図示しない左右の車輪が駆動される。 [Differential device]
FIG. 1 is a diagram showing a differential device 10 which is one embodiment of the present invention. The illustrated differential device 10 is a device mounted on a vehicle such as an automobile, and the left and right wheels (not illustrated) are driven by the differential device 10 .

図１に示すように、デファレンシャル装置１０は、モータハウジング１１に収容される電動モータ１２からなるモータ部１３と、ギアハウジング１４に収容される減速ギア列１５，１６および差動機構１７からなる減速部１８と、を有している。減速部１８のギアハウジング１４には、電動モータ１２のロータ２０に連結される中空のモータ軸２１と、モータ軸２１に平行に配置される中間軸２２と、中間軸２２に平行に配置されるデフケース２３と、が収容されている。なお、モータ軸２１の回転中心とデフケース２３の回転中心とは互いに一致している。また、デファレンシャル装置１０の駆動源である電動モータ１２は、ロータ２０と、ロータ２０の径方向外方に配置されるステータ２４と、によって構成されている。 As shown in FIG. 1, the differential device 10 includes a motor unit 13 including an electric motor 12 housed in a motor housing 11, and a reduction gear train including reduction gear trains 15 and 16 and a differential mechanism 17 housed in a gear housing 14. a portion 18; The gear housing 14 of the reduction unit 18 includes a hollow motor shaft 21 connected to the rotor 20 of the electric motor 12, an intermediate shaft 22 arranged parallel to the motor shaft 21, and an intermediate shaft 22 arranged parallel to the intermediate shaft 22. A differential case 23 is housed therein. Note that the rotation center of the motor shaft 21 and the rotation center of the differential case 23 coincide with each other. Further, the electric motor 12 that is the driving source of the differential device 10 is configured by a rotor 20 and a stator 24 arranged radially outward of the rotor 20 .

電動モータ１２のロータ２０と差動機構１７のデフケース２３とは、２段の減速ギア列１５，１６を介して連結されている。つまり、モータ軸２１には駆動ギア１５ａが設けられており、中間軸２２には駆動ギア１５ａに噛み合って減速ギア列１５を構成する従動ギア１５ｂが設けられている。また、中間軸２２には駆動ギア１６ａが設けられており、デフケース２３には駆動ギア１６ａに噛み合って減速ギア列１６を構成する従動ギア１６ｂが設けられている。 The rotor 20 of the electric motor 12 and the differential case 23 of the differential mechanism 17 are connected via two-stage reduction gear trains 15 and 16 . That is, the motor shaft 21 is provided with a drive gear 15a, and the intermediate shaft 22 is provided with a driven gear 15b that meshes with the drive gear 15a to form the reduction gear train 15. As shown in FIG. The intermediate shaft 22 is provided with a drive gear 16a, and the differential case 23 is provided with a driven gear 16b that meshes with the drive gear 16a to form the reduction gear train 16. As shown in FIG.

減速部１８に設けられる差動機構１７は、デフケース２３と、これに収容される複数の差動歯車３０～３２と、を有している。デフケース２３に組み込まれる差動歯車として、デフケース２３と一体に回転するピニオン３０があり、ピニオン３０を介して互いに噛み合う一対のサイドギア３１，３２がある。一方のサイドギア３１には出力軸３３およびジョイント３４を介してドライブ軸３５が連結されており、このドライブ軸３５には図示しない車輪が連結される。同様に、他方のサイドギア３２には出力軸３６およびジョイント３７を介してドライブ軸３８が連結されており、このドライブ軸３８には図示しない車輪が連結される。なお、差動機構１７から延びる出力軸３６は、電動モータ１２の中央を貫通するように中空のモータ軸２１内に配置されている。 The differential mechanism 17 provided in the reduction section 18 has a differential case 23 and a plurality of differential gears 30 to 32 housed therein. A differential gear incorporated in the differential case 23 includes a pinion 30 that rotates integrally with the differential case 23 , and a pair of side gears 31 and 32 that mesh with each other via the pinion 30 . A drive shaft 35 is connected to one side gear 31 via an output shaft 33 and a joint 34, and a wheel (not shown) is connected to the drive shaft 35. As shown in FIG. Similarly, a drive shaft 38 is connected to the other side gear 32 via an output shaft 36 and a joint 37, and wheels (not shown) are connected to the drive shaft 38. As shown in FIG. An output shaft 36 extending from the differential mechanism 17 is arranged inside the hollow motor shaft 21 so as to pass through the center of the electric motor 12 .

［デフケース支持構造］
図１に示すように、ギアハウジング１４に収容されるデフケース２３は、一対の軸受４０，６０によって回転自在に支持されている。つまり、出力軸３３が貫通するデフケース２３の中空軸部２３ａには軸受４０の内輪４１が取り付けられており、ギアハウジング１４の環状凹部１４ａには軸受４０の外輪４２が取り付けられている。また、出力軸３６が貫通するデフケース２３の中空軸部２３ｂには軸受６０の内輪４１が取り付けられており、ギアハウジング１４の環状凹部１４ｂには軸受６０の外輪４２が取り付けられている。 [Differential case support structure]
As shown in FIG. 1, the differential case 23 accommodated in the gear housing 14 is rotatably supported by a pair of bearings 40 and 60. As shown in FIG. That is, the inner ring 41 of the bearing 40 is attached to the hollow shaft portion 23a of the differential case 23 through which the output shaft 33 passes, and the outer ring 42 of the bearing 40 is attached to the annular recess 14a of the gear housing 14. An inner ring 41 of a bearing 60 is attached to the hollow shaft portion 23b of the differential case 23 through which the output shaft 36 penetrates, and an outer ring 42 of the bearing 60 is attached to the annular recess 14b of the gear housing 14.

ここで、図２は図１の矢印Ａ方向から軸受４０の一部を示した図である。図３（Ａ）は図２のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図３（Ｂ）は図２のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。なお、図２においては、中間輪４３の一部が切り欠かれて図示されており、図２および図３においては、内側ローラ４４や外側ローラ４５を保持する保持器が省略して図示されている。また、以下の説明では、軸受４０の構造について説明するが、軸受４０，６０の構造は互いに同一であることから、軸受６０の構造についてはその説明を省略する。 Here, FIG. 2 is a view showing part of the bearing 40 from the direction of arrow A in FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. In FIG. 2, a part of the intermediate ring 43 is cut away, and in FIGS. 2 and 3, the retainer for holding the inner roller 44 and the outer roller 45 is omitted. there is Also, in the following description, the structure of the bearing 40 will be described, but since the structures of the bearings 40 and 60 are the same, the description of the structure of the bearing 60 will be omitted.

図２および図３（Ａ）に示すように、軸受４０は、デフケース２３に取り付けられる内輪４１と、内輪４１の径方向外方に配置される中間輪４３と、中間輪４３の径方向外方に配置される外輪４２と、を有している。また、軸受４０は、内輪４１と中間輪４３との間に配置される複数の内側ローラ（内側転動体）４４と、中間輪４３と外輪４２との間に配置される複数の外側ローラ（外側転動体）４５と、を有している。軸受４０を構成する内側ローラ４４および外側ローラ４５は、その外周面が円錐面によって構成される円錐ころである。 As shown in FIGS. 2 and 3A, the bearing 40 includes an inner ring 41 attached to the differential case 23, an intermediate ring 43 arranged radially outward of the inner ring 41, and a and an outer ring 42 arranged in the . The bearing 40 also includes a plurality of inner rollers (inner rolling elements) 44 arranged between the inner ring 41 and the intermediate ring 43 and a plurality of outer rollers (outer rolling elements) arranged between the intermediate ring 43 and the outer ring 42 . rolling element) 45. The inner roller 44 and the outer roller 45 that constitute the bearing 40 are tapered rollers having conical outer peripheral surfaces.

図２および図３（Ｂ）に示すように、内輪４１の外周部４１ｏには、複数のスプラグ４６が周方向に所定間隔で取り付けられている。内輪４１の外周部４１ｏには支持壁４７が設けられており、この支持壁４７にはピン部材４８を介してスプラグ４６が支持されている。つまり、内輪４１の外周部４１ｏには、複数のスプラグ４６が回動自在に取り付けられている。図２の拡大部分に示すように、スプラグ４６の一端側には係合部（先端部）４９が設けられており、スプラグ４６の他端側にはマス部５０が設けられている。このように、スプラグ４６に対してマス部５０を設けることにより、スプラグ４６の重心はピン部材４８つまり回動中心Ｃｓよりもマス部５０側に位置している。 As shown in FIGS. 2 and 3B, a plurality of sprags 46 are attached to the outer peripheral portion 41o of the inner ring 41 at predetermined intervals in the circumferential direction. A support wall 47 is provided on the outer peripheral portion 41 o of the inner ring 41 , and a sprag 46 is supported by the support wall 47 via a pin member 48 . That is, a plurality of sprags 46 are rotatably attached to the outer peripheral portion 41 o of the inner ring 41 . As shown in the enlarged portion of FIG. 2 , an engaging portion (tip portion) 49 is provided on one end side of the sprag 46 and a mass portion 50 is provided on the other end side of the sprag 46 . By providing the mass portion 50 for the sprag 46 in this manner, the center of gravity of the sprag 46 is positioned closer to the mass portion 50 than the pin member 48, that is, the rotation center Cs.

また、内輪４１の外周部４１ｏとスプラグ４６のマス部５０との間にはスプリング５１が設けられており、スプリング５１のバネ力によってマス部５０は内輪４１に引き付けられている。つまり、ピン部材４８を中心に回動するスプラグ４６は、図２に矢印ａ１で示すように、バネ力によってマス部５０が引き付けられるため、矢印ｂ１で示すように、先端の係合部４９は中間輪４３の内周面４３ｉに押し付けられている。このように、図２には、スプラグ４６が係合位置に回動した状態、つまりスプラグ４６の係合部４９が中間輪４３に接することにより、内輪４１と中間輪４３とが互いに連結された状態が示されている。 A spring 51 is provided between the outer peripheral portion 41 o of the inner ring 41 and the mass portion 50 of the sprag 46 , and the mass portion 50 is attracted to the inner ring 41 by the spring force of the spring 51 . In other words, the mass portion 50 of the sprag 46, which rotates around the pin member 48, is attracted by the spring force as indicated by the arrow a1 in FIG. It is pressed against the inner peripheral surface 43 i of the intermediate wheel 43 . 2, the inner ring 41 and the intermediate ring 43 are connected to each other by the state in which the sprag 46 is rotated to the engaging position, that is, the engaging portion 49 of the sprag 46 is in contact with the intermediate ring 43. state is indicated.

また、スプリング５１によって係合位置に付勢されるスプラグ４６は、内輪４１の回転速度が上昇してマス部５０に作用する遠心力が増大すると、係合部４９を中間輪４３から離す解除位置に向けて回動する。ここで、図４は図１の矢印Ａ方向から軸受４０の一部を示した図であり、図４にはデフケース２３と共に内輪４１が高速回転した状況が示されている。 The sprag 46 biased to the engagement position by the spring 51 moves to the release position where the engagement portion 49 is separated from the intermediate ring 43 when the rotational speed of the inner ring 41 increases and the centrifugal force acting on the mass portion 50 increases. Rotate toward. Here, FIG. 4 is a view showing part of the bearing 40 from the direction of arrow A in FIG.

図４に矢印ｃ１で示すように、デフケース２３と共に回転する内輪４１の回転速度が上昇すると、スプラグ４６のマス部５０に作用する遠心力が増大する。そして、内輪４１の回転速度が上昇して遠心力が所定値を上回ると、矢印ａ２で示すように、遠心力によってスプラグ４６のマス部５０が中間輪４３に向けて移動するため、矢印ｂ２で示すように、スプラグ４６の係合部４９は中間輪４３の内周面４３ｉから離れる方向に移動する。このように、図４には、スプラグ４６が解除位置に回動した状態、つまりスプラグ４６の係合部４９が中間輪４３から離れることにより、内輪４１と中間輪４３とが互いに切り離された状態が示されている。 As indicated by an arrow c1 in FIG. 4, when the rotational speed of the inner ring 41 rotating together with the differential case 23 increases, the centrifugal force acting on the mass portion 50 of the sprag 46 increases. When the rotational speed of the inner ring 41 increases and the centrifugal force exceeds a predetermined value, the centrifugal force causes the mass portion 50 of the sprag 46 to move toward the intermediate ring 43 as indicated by arrow a2. As shown, the engaging portion 49 of the sprag 46 moves away from the inner peripheral surface 43 i of the intermediate wheel 43 . 4 shows a state in which the sprag 46 is rotated to the release position, that is, a state in which the inner ring 41 and the intermediate ring 43 are separated from each other by the engaging portion 49 of the sprag 46 being separated from the intermediate ring 43. It is shown.

すなわち、図２に示すように、デフケース２３が低速回転している場合には、スプラグ４６のマス部５０に作用する遠心力が小さいことから、マス部５０に作用するバネ力によってスプラグ４６が係合位置に回動する。これにより、内輪４１と中間輪４３とは互いに連結されるため、内輪４１と中間輪４３とは一体に回転することになる。一方、図４に示すように、デフケース２３が高速回転している場合には、スプラグ４６のマス部５０に作用する遠心力が大きいことから、マス部５０に作用する遠心力によってスプラグ４６が解除位置に回動する。これにより、内輪４１と中間輪４３とは互いに切り離されるため、内輪４１と中間輪４３とは別個に回転することになる。 That is, as shown in FIG. 2, when the differential case 23 rotates at a low speed, the centrifugal force acting on the mass portion 50 of the sprag 46 is small, so that the sprag 46 is engaged by the spring force acting on the mass portion 50. position. Since the inner ring 41 and the intermediate ring 43 are thereby connected to each other, the inner ring 41 and the intermediate ring 43 rotate integrally. On the other hand, as shown in FIG. 4, when the differential case 23 is rotating at a high speed, the centrifugal force acting on the mass portion 50 of the sprag 46 is large. position. As a result, the inner ring 41 and the intermediate ring 43 are separated from each other, so that the inner ring 41 and the intermediate ring 43 rotate separately.

また、図４に示すように、スプラグ４６の係合部４９は、車両の前進走行時の回転方向（矢印ｃ１方向）において、スプラグ４６のピン部材４８つまり回動中心Ｃｓよりも後方に位置している。これにより、内輪４１からスプラグ４６を介して中間輪４３に回転力を伝達する際に、中間輪４３に対してスプラグ４６が強固に噛み込んでしまうことがなく、スプラグ４６を適切に係合位置から解除位置に回動させることができる。 As shown in FIG. 4, the engaging portion 49 of the sprag 46 is located behind the pin member 48 of the sprag 46, that is, the rotation center Cs, in the direction of rotation (direction of arrow c1) when the vehicle is traveling forward. ing. As a result, when the rotational force is transmitted from the inner ring 41 to the intermediate ring 43 via the sprags 46, the sprags 46 are not firmly engaged with the intermediate ring 43, and the sprags 46 are properly engaged. to the release position.

［オイルレベル］
続いて、デファレンシャル装置１０のオイルレベルについて説明する。図５は車両停止時のデファレンシャル装置１０を示す図であり、図６は車両走行時のデファレンシャル装置１０を示す図である。図５に示すように、デファレンシャル装置１０は、モータハウジング１１およびギアハウジング１４によって構成されるハウジング７０を有している。ハウジング７０の下部には潤滑用のオイルＸが貯留されており、このオイルＸを減速ギア列１５，１６等によって掻き上げることで各摺動部が潤滑されている。 [Oil level]
Next, the oil level of the differential device 10 will be explained. FIG. 5 shows the differential device 10 when the vehicle is stopped, and FIG. 6 shows the differential device 10 when the vehicle is running. As shown in FIG. 5 , the differential device 10 has a housing 70 composed of the motor housing 11 and the gear housing 14 . Oil X for lubrication is stored in the lower portion of the housing 70, and each sliding portion is lubricated by raking up the oil X with the reduction gear trains 15, 16 and the like.

ここで、ハウジング７０内の油面高さであるオイルレベルＯＬ１は、軸受４０，６０を構成する外側ローラ４５の一部が溜まったオイルＸに触れる位置に設定されている。つまり、軸受４０，６０を構成する外輪４２の内周面４２ｉの下端４２ｘは、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１よりも下方に位置している。また、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１は、軸受４０，６０を構成する内側ローラ４４が溜まったオイルＸに触れない位置に設定されている。つまり、軸受４０，６０を構成する中間輪４３の内周面４３ｉの下端４３ｘは、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１よりも上方に位置している。さらに、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１は、電動モータ１２のロータ２０が溜まったオイルＸに触れない位置に設定されている。つまり、電動モータ１２が備えるロータ２０の下端２０ｘは、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１よりも上方に位置している。 Here, the oil level OL1, which is the height of the oil level in the housing 70, is set at a position where a portion of the outer roller 45 constituting the bearings 40, 60 touches the accumulated oil X. That is, the lower end 42x of the inner peripheral surface 42i of the outer ring 42 constituting the bearings 40, 60 is located below the oil level OL1 inside the housing 70. As shown in FIG. Further, the oil level OL1 in the housing 70 is set at a position where the inner rollers 44 forming the bearings 40, 60 do not come into contact with the accumulated oil X. That is, the lower end 43x of the inner peripheral surface 43i of the intermediate ring 43 constituting the bearings 40, 60 is located above the oil level OL1 inside the housing 70. As shown in FIG. Furthermore, the oil level OL1 in the housing 70 is set at a position where the rotor 20 of the electric motor 12 does not come into contact with the accumulated oil X. That is, the lower end 20x of the rotor 20 of the electric motor 12 is located above the oil level OL1 inside the housing 70. As shown in FIG.

図６に示すように、デファレンシャル装置１０が作動する車両走行時においては、電動モータ１２によって減速ギア列１５，１６およびデフケース２３が回転駆動される。これにより、図６に矢印Ｘ１で示すように、減速ギア列１５，１６等によってオイルＸが上方に掻き上げられ、ギアハウジング１４内の各摺動部に対して飛散したオイルＸが供給される。また、減速ギア列１５，１６等によって掻き上げられたオイルＸの一部は、矢印Ｘ２，Ｘ３で示すように、モータハウジング１１側のキャッチタンク７１に供給され、キャッチタンク７１から軸受７２，７３等に供給される。 As shown in FIG. 6 , the electric motor 12 rotates the reduction gear trains 15 and 16 and the differential case 23 when the differential device 10 is in operation and the vehicle is running. As a result, as indicated by an arrow X1 in FIG. 6, the reduction gear trains 15, 16, etc. rake up the oil X, and the scattered oil X is supplied to each sliding portion in the gear housing 14. . Also, part of the oil X raked up by the reduction gear trains 15, 16, etc. is supplied to the catch tank 71 on the motor housing 11 side as indicated by arrows X2, X3, and the bearings 72, 73 are supplied from the catch tank 71 as indicated by arrows X2, X3. etc. is supplied.

なお、電動モータ１２が駆動される車両走行時には、オイルＸが上方に掻き上げられるため、ハウジング７０の下部に溜まるオイルＸは一時的に減少する。つまり、デファレンシャル装置１０が停止する車両停止時のオイルレベルＯＬ１に比べて、デファレンシャル装置１０が作動する車両走行時のオイルレベルＯＬ２は低下することになる。 It should be noted that when the electric motor 12 is driven and the vehicle is running, the oil X is scooped up, so the amount of the oil X accumulated in the lower portion of the housing 70 is temporarily reduced. That is, the oil level OL2 when the vehicle is running when the differential device 10 is operating is lower than the oil level OL1 when the vehicle is stopped when the differential device 10 is stopped.

［軸受の作動状況］
以下、デフケース２３を支持する軸受４０，６０の作動状況について説明する。図７はデフケース２３が低速回転する際の軸受４０，６０を示す図であり、図８はデフケース２３が高速回転する際の軸受４０，６０を示す図である。 [Bearing operation]
The operating conditions of the bearings 40 and 60 that support the differential case 23 will be described below. FIG. 7 shows the bearings 40 and 60 when the differential case 23 rotates at a low speed, and FIG. 8 shows the bearings 40 and 60 when the differential case 23 rotates at a high speed.

図７に示すように、デフケース２３が低速で回転する場合、つまり内輪４１が低速で回転する場合には、スプラグ４６が係合位置に回動しているため、内輪４１と中間輪４３とは一体に回転する。このため、軸受４０，６０の回転状況としては、ハッチングを付した外側ローラ４５が自転しながら公転し、内輪４１および中間輪４３が回転して外輪４２が停止する状況である。 As shown in FIG. 7, when the differential case 23 rotates at a low speed, that is, when the inner ring 41 rotates at a low speed, the sprags 46 are rotated to the engagement position. rotate together. Therefore, the rotation of the bearings 40 and 60 is such that the hatched outer roller 45 revolves while rotating, the inner ring 41 and intermediate ring 43 rotate, and the outer ring 42 stops.

ここで、前述したように、車両停止時におけるハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１は、外側ローラ４５の一部が溜まったオイルＸに触れるように設定される。つまり、軸受４０，６０を構成する外輪４２の内周面４２ｉの下端４２ｘは、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１よりも下方に位置している。これにより、自転する外側ローラ４５にオイルＸを供給することができ、軸受４０，６０を適切に潤滑することができる。デフケース２３を支持する軸受４０，６０、つまり大きな荷重が作用する軸受４０，６０を適切に潤滑するためには、回転開始直後から外側ローラ４５に対して十分にオイルＸを供給する必要があるが、下方の外側ローラ４５はオイルＸに浸かった状態であることから、軸受４０，６０を適切に潤滑することが可能である。 Here, as described above, the oil level OL1 inside the housing 70 when the vehicle is stopped is set so that a portion of the outer roller 45 is in contact with the accumulated oil X. That is, the lower end 42x of the inner peripheral surface 42i of the outer ring 42 constituting the bearings 40, 60 is located below the oil level OL1 inside the housing 70. As shown in FIG. As a result, the oil X can be supplied to the rotating outer roller 45, and the bearings 40, 60 can be properly lubricated. In order to properly lubricate the bearings 40, 60 that support the differential case 23, that is, the bearings 40, 60 on which a large load acts, it is necessary to supply a sufficient amount of oil X to the outer roller 45 immediately after the start of rotation. Since the lower outer roller 45 is soaked in the oil X, the bearings 40, 60 can be properly lubricated.

続いて、図８に示すように、デフケース２３が高速で回転する場合、つまり内輪４１が高速で回転する場合には、スプラグ４６が解除位置に回動することから、内輪４１と中間輪４３とは互いに切り離され、内側ローラ４４の自転が許容される。この場合には、内側ローラ４４および外側ローラ４５の自転が共に許容されることになるが、外側ローラ４５よりも内側ローラ４４の回転抵抗が小さいことから、自転していた外側ローラ４５が停止して内側ローラ４４が自転することになる。 Subsequently, as shown in FIG. 8, when the differential case 23 rotates at a high speed, that is, when the inner ring 41 rotates at a high speed, the sprags 46 rotate to the release position. are separated from each other, allowing the inner roller 44 to rotate. In this case, both the inner roller 44 and the outer roller 45 are allowed to rotate, but since the rotation resistance of the inner roller 44 is smaller than that of the outer roller 45, the rotating outer roller 45 stops. As a result, the inner roller 44 rotates.

すなわち、図８に示すように、軸受４０，６０の回転状況としては、ハッチングを付した内側ローラ４４が自転しながら公転し、内輪４１が回転して中間輪４３および外輪４２が停止する状況である。ここで、前述したように、車両走行時においては、減速ギア列１５，１６等によってオイルＸが掻き上げられるため、自転する内側ローラ４４に対して十分にオイルＸを供給することができ、軸受４０，６０を適切に潤滑することができる。 That is, as shown in FIG. 8, the rotation of the bearings 40 and 60 is such that the hatched inner roller 44 revolves while rotating, the inner ring 41 rotates, and the intermediate ring 43 and outer ring 42 stop. be. As described above, when the vehicle is running, the reduction gear trains 15, 16 and the like rake up the oil X, so that the rotating inner roller 44 can be sufficiently supplied with the oil X. 40, 60 can be properly lubricated.

ここで、図９は比較例としてのデファレンシャル装置１００を示す図である。図９に示すように、デファレンシャル装置１００は、一対の軸受１０１，１０２によって支持されるデフケース２３を有している。デフケース２３を支持する軸受１０１，１０２は、内輪１０３、外輪１０４およびローラ１０５によって構成されている。これらの軸受１０１，１０２を適切に潤滑するためには、回転開始からローラ１０５にオイルを供給する必要があるため、ハウジング７０内のオイルレベルαを高く設定する必要がある。このことは、ハウジング７０内に注入するオイル量を大幅に増加させる要因であるため、デファレンシャル装置１００の重量増加を招くだけでなく、ロータ２０、デフケース２３および減速ギア列１５，１６等の回転抵抗を増加させる要因であった。 Here, FIG. 9 is a diagram showing a differential device 100 as a comparative example. As shown in FIG. 9, the differential device 100 has a differential case 23 supported by a pair of bearings 101,102. Bearings 101 and 102 that support differential case 23 are composed of an inner ring 103 , an outer ring 104 and rollers 105 . In order to properly lubricate these bearings 101 and 102, it is necessary to supply oil to the roller 105 from the start of rotation, so it is necessary to set the oil level α in the housing 70 high. This causes a significant increase in the amount of oil to be injected into the housing 70, which not only increases the weight of the differential device 100, but also increases the rotational resistance of the rotor 20, the differential case 23, the reduction gear trains 15 and 16, and the like. was a factor in increasing

これに対し、デファレンシャル装置１０においては、デフケース２３を支持する軸受４０，６０が、内輪４１、内側ローラ４４、スプラグ４６、中間輪４３、外側ローラ４５および外輪４２によって構成される。これにより、図５に示すように、回転する軸受４０，６０を適切に潤滑しつつ、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１を低く設定することができ、ハウジング７０内に注入するオイル量を大幅に減少させることができる。延いては、デファレンシャル装置１０の重量を低減することができ、ロータ２０、デフケース２３および減速ギア列１５，１６等の回転抵抗を低下させることができる。 On the other hand, in differential device 10 , bearings 40 and 60 supporting differential case 23 are composed of inner ring 41 , inner roller 44 , sprag 46 , intermediate ring 43 , outer roller 45 and outer ring 42 . As a result, as shown in FIG. 5, the oil level OL1 in the housing 70 can be set low while the rotating bearings 40 and 60 are appropriately lubricated, and the amount of oil to be injected into the housing 70 is greatly reduced. can be made As a result, the weight of differential device 10 can be reduced, and the rotational resistance of rotor 20, differential case 23, reduction gear trains 15 and 16, and the like can be reduced.

すなわち、デフケース２３と共に内輪４１が低速回転する場合には、スプラグ４６が係合位置に回動して内輪４１と中間輪４３とを連結するため、外側ローラ４５が自転しながら公転し、内輪４１および中間輪４３が回転して外輪４２が停止する。このように、オイルＸの掻き上げ量が少ない低速回転時においては、内側ローラ４４に対するオイル供給が不要になることから、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１を低下させることができ、ハウジング７０内に注入するオイル量を削減することができる。 That is, when the inner ring 41 rotates at a low speed together with the differential case 23, the sprag 46 rotates to the engagement position to connect the inner ring 41 and the intermediate ring 43, so that the outer roller 45 revolves while rotating. And the intermediate ring 43 rotates and the outer ring 42 stops. In this way, during low-speed rotation when the amount of oil X that is scraped up is small, there is no need to supply oil to the inner roller 44, so the oil level OL1 in the housing 70 can be lowered. The amount of oil to be used can be reduced.

一方、デフケース２３と共に内輪４１が高速回転する場合には、スプラグ４６が解除位置に回動して内輪４１と中間輪４３とが分離されるため、内側ローラ４４が自転しながら公転し、内輪４１が回転して中間輪４３および外輪４２が停止する。このように、オイルＸの掻き上げ量が多い高速回転時には、内側ローラ４４にオイルＸを供給しつつ内側ローラ４４を自転させている。これにより、高速回転時には中間輪４３の回転を停止させることができ、高速回転時における軸受４０，６０の回転抵抗を低減することができる。 On the other hand, when the inner ring 41 rotates at high speed together with the differential case 23, the sprag 46 rotates to the release position and the inner ring 41 and the intermediate ring 43 are separated. rotates and the intermediate wheel 43 and the outer wheel 42 stop. In this manner, during high-speed rotation when a large amount of oil X is scraped up, the inner roller 44 is rotated while the oil X is being supplied to the inner roller 44 . As a result, the rotation of the intermediate wheel 43 can be stopped during high-speed rotation, and the rotational resistance of the bearings 40, 60 during high-speed rotation can be reduced.

［オイルレベルの他の例］
図５に示した例では、デファレンシャル装置１０の停止状態において、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ１を、電動モータ１２のロータ２０が溜まったオイルＸに触れない位置に設定しているが、これに限られることはない。 [Other examples of oil level]
In the example shown in FIG. 5, the oil level OL1 in the housing 70 is set at a position where the rotor 20 of the electric motor 12 does not touch the accumulated oil X when the differential device 10 is stopped. will not be

ここで、図１０は車両停止時のデファレンシャル装置１０を示す図である。図１０に示すように、デファレンシャル装置１０の停止状態において、ハウジング７０内のオイルレベルＯＬ３を、電動モータ１２のロータ２０が溜まったオイルＸに触れる位置に設定しても良い。この場合であっても、デファレンシャル装置１０が作動する車両走行時においては、減速ギア列１５，１６等によってオイルＸが上方に掻き上げられるため、ロータ２０の下端２０ｘよりもオイルレベルＯＬ４を下げることができる。すなわち、車両走行時にはロータ２０によるオイルの撹拌を回避することができるため、ロータ２０等の回転抵抗を低下させることができる。 Here, FIG. 10 is a diagram showing the differential device 10 when the vehicle is stopped. As shown in FIG. 10, when the differential device 10 is stopped, the oil level OL3 in the housing 70 may be set at a position where the rotor 20 of the electric motor 12 is in contact with the accumulated oil X. Even in this case, when the differential device 10 is operating and the vehicle is running, the oil X is drawn up by the reduction gear trains 15, 16, etc., so the oil level OL4 should be lowered below the lower end 20x of the rotor 20. can be done. That is, since it is possible to avoid churning of the oil by the rotor 20 while the vehicle is running, the rotational resistance of the rotor 20 and the like can be reduced.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、左右の車輪に動力を分配するデファレンシャル装置１０、つまりフロントデファレンシャル装置やリアデファレンシャル装置に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、前後の車輪に動力を分配するセンターデファレンシャル装置に本発明を適用しても良い。また、前述の説明では、デファレンシャル装置１０に電動モータ１２を組み込んでいるが、これに限られることはなく、デファレンシャル装置１０から電動モータ１２を削減しても良い。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In the above description, the present invention is applied to the differential device 10 that distributes power to the left and right wheels, that is, the front differential device and the rear differential device. The present invention may be applied to a center differential device that Also, in the above description, the electric motor 12 is incorporated in the differential device 10 , but the present invention is not limited to this, and the electric motor 12 may be omitted from the differential device 10 .

前述の説明では、デフケース２３を支持する軸受４０，６０の双方が、内輪４１、内側ローラ４４、スプラグ４６、中間輪４３、外側ローラ４５および外輪４２によって構成されているが、これに限られることはない。例えば、デフケース２３を支持する軸受４０，６０の一方を、内輪４１、内側ローラ４４、スプラグ４６、中間輪４３、外側ローラ４５および外輪４２によって構成しても良い。また、前述の説明では、内側転動体や外側転動体として円錐ころを用いているが、これに限られることはなく、内側転動体や外側転動体として玉を用いても良い。また、前述の説明では、内輪回転時にスプラグ４６に作用する遠心力によって、スプラグ４６を係合位置から解除位置に回動させているが、これに限られることはなく、例えば、アクチュエータを用いてスプラグ４６を係合位置と解除位置とに回動させても良い。 In the above description, both the bearings 40 and 60 that support the differential case 23 are composed of the inner ring 41, the inner roller 44, the sprag 46, the intermediate ring 43, the outer roller 45 and the outer ring 42, but they are limited to this. no. For example, one of the bearings 40 and 60 that support the differential case 23 may be composed of the inner ring 41 , inner roller 44 , sprag 46 , intermediate ring 43 , outer roller 45 and outer ring 42 . Also, in the above description, tapered rollers are used as the inner rolling elements and the outer rolling elements, but the present invention is not limited to this, and balls may be used as the inner rolling elements and the outer rolling elements. In the above description, the sprags 46 are rotated from the engagement position to the release position by the centrifugal force acting on the sprags 46 when the inner ring rotates. The sprag 46 may be rotated between the engaged position and the disengaged position.

１０デファレンシャル装置
１２電動モータ
２０ロータ
２０ｘ下端
２３デフケース
３０ピニオン（差動歯車）
３１サイドギア（差動歯車）
３２サイドギア（差動歯車）
４０軸受
４１内輪
４１ｏ外周部
４２外輪
４２ｉ内周面
４２ｘ下端
４３中間輪
４３ｉ内周面
４３ｘ下端
４４内側ローラ（内側転動体，円錐ころ）
４５外側ローラ（外側転動体，円錐ころ）
４６スプラグ
４９係合部（先端部）
６０軸受
７０ハウジング
ＯＬ１オイルレベル
Ｃｓ回動中心 10 Differential device 12 Electric motor 20 Rotor 20x Lower end 23 Differential case 30 Pinion (differential gear)
31 side gear (differential gear)
32 side gear (differential gear)
40 Bearing 41 Inner ring 41o Outer peripheral portion 42 Outer ring 42i Inner peripheral surface 42x Lower end 43 Intermediate ring 43i Inner peripheral surface 43x Lower end 44 Inner roller (inner rolling element, tapered roller)
45 outer roller (outer rolling element, tapered roller)
46 sprag 49 engaging portion (tip)
60 bearing 70 housing OL1 oil level Cs rotation center

Claims

A differential device mounted on a vehicle,
a differential case housed in a housing and incorporating a differential gear;
a bearing attached to the differential case and rotatably supporting the differential case;
has
The bearing is
an inner ring attached to the differential case;
an intermediate ring arranged radially outward of the inner ring;
an outer ring arranged radially outward of the intermediate ring;
an inner rolling element arranged between the inner ring and the intermediate ring;
an outer rolling element arranged between the intermediate ring and the outer ring;
a sprag attached to the outer peripheral portion of the inner ring and rotating between an engagement position in contact with the intermediate ring and a release position away from the intermediate ring;
with
The sprag rotates to the engagement position when the inner ring rotates at a low speed, and rotates to the release position when the inner ring rotates at a high speed.
Differential device.

In the differential device according to claim 1,
The sprag rotates to the release position by centrifugal force when the inner ring rotates.
Differential device.

In the differential device according to claim 1 or 2,
the lower end of the inner peripheral surface of the outer ring is positioned below the oil level in the housing;
Differential device.

In the differential device according to any one of claims 1 to 3,
a lower end of the inner peripheral surface of the intermediate wheel is positioned above an oil level in the housing;
Differential device.

In the differential device according to any one of claims 1 to 4,
an electric motor that drives the differential case,
The lower end of the rotor provided in the electric motor is positioned above the oil level in the housing.
Differential device.

In the differential device according to any one of claims 1 to 5,
a tip portion of the sprag contacting the intermediate wheel is positioned rearward of the center of rotation of the sprag in the direction of rotation during forward running,
Differential device.

In the differential device according to any one of claims 1 to 6,
The inner rolling elements are tapered rollers,
Differential device.

In the differential device according to any one of claims 1 to 7,
The outer rolling elements are tapered rollers,
Differential device.